基于物料形状的色选方法
【技术领域】
[0001]本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于物料形状的色选方法。
【背景技术】
[0002]色选机是一种主要根据颜色来分选物料的自动分选设备。最初色选机主要是应用于大米色选，而现在则已广泛应用于茶叶、中药材、香料、杂粮、脱水蔬菜、废塑料、矿石等多种物料的色选。
[0003]其中某些物料在分选时，仅凭颜色并不能完全区分好料和杂质。例如在分选铁观音茶叶时，需要把已卷成球状的茶叶球和仍是条状的茶叶片分开；在分选一般茶叶时，需要把茶叶片和细的茶叶梗分开；在分选花椒、胡椒等香料时，也需要把花椒颗粒和细的花椒梗分开。在这几种情况中，好料和杂质都有着明显的形状特征上的不同，在上述情况中，要分选的物料和杂质颜色都是基本相同的，所以仅凭颜色无法将它们区分。
【发明内容】
[0004]本发明的首要目的在于提供一种基于物料形状的色选方法，能够方便的色选得到尺寸较细的物料。
[0005]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤:(A1)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B1)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(Cl)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D1)将步骤C1处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。
[0006]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:通过对原始图像的二值化、膨胀处理，将较细的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较粗的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较粗的物料吹出，余下的都是合格的、较细的物料。
[0007]本发明的另一个目的在于提供一种基于物料形状的色选方法，能够方便的色选得到尺寸较粗的物料。
[0008]为实现以上目的，本发明采用的技术方案为:一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤:(A2)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B2)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C2)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D2)对步骤C2处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C2中的结构元素尺寸；(E2)对步骤D2处理后的图像进行反相处理；(F2)对步骤C2、E2处理后的图像进行交集处理；(G2)对步骤F2处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。
[0009]与现有技术相比，本发明存在以下技术效果:通过对原始图像的二值化、膨胀、反相、交集处理，将较粗的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较细的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较细的物料吹出，余下的都是合格的、较粗的物料。
【附图说明】
[0010]图1是本发明实施例一的流程示意图；
[0011]图2是本发明实施例二的流程示意图；
[0012]图3是本发明实施例二的处理过程示意图，其中图3a为彩色图像。
【具体实施方式】
[0013]下面结合图1至图3，对本发明做进一步详细叙述。根据所需要物料的不同，这里提供了两个实施例。
[0014]参阅图1，实施例一，在某些场合下对物料的色选时，细长的物料满足形状要求或是要选择的物料，粗大的物料不满足形状要求或者是需要剔除的物料。这里采用的方案是:一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤:(A1)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色具有便于识别的色差；(B1)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C1)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D1)将步骤C1处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。步骤C1中的背景膨胀处理也可以称为物料腐蚀处理。
[0015]通过背景膨胀处理或物料腐蚀处理，将细长物料与背景融合到一起，对于粗大物料依然有部分未被膨胀或腐蚀，此时余下的有物料标记的部分即为粗大物料，只要标记该物料位置、并通过后续的吹起系统选出，余下的就都是满足需求的细长物料。
[0016]参阅图2，实施例二，某些场合下对物料进行色选时，粗大的物料满足形状要求或是要选择的物料，细长的物料不满足形状要求或者是需要剔除的物料，比如铁观音茶叶、花椒和花椒梗等。这种情况下采用的方案是:一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤:(A2)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B2)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C2)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D2)对步骤C2处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C2中的结构元素尺寸；(E2)对步骤D2处理后的图像进行反相处理；(F2)对步骤C2、E2处理后的图像进行交集处理；(G2)对步骤F2处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。这里通过一系列的处理，将细长物料标记并选出，余下的就都是合格的粗大物料。同样地，这里所述及的背景腐蚀处理也就是物料膨胀处理。
[0017]实施例一中的二值化处理、膨胀处理原理与实施例二中的相同，下面通过实施例二对这些处理方法进行详细的描述。
[0018]参阅图3，图3a即为彩色的原始图像，所述步骤B2进行二值化处理后，背景区域标记为0，物料区域标记为1，如图3b所示；步骤C2中，对标记为0的区域进行膨胀处理，处理后的图像如图3c所示；步骤D2中，对标记为1的区域进行膨胀处理，处理后的图像如图3d所示；步骤E2中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0，图3d经反相处理后即变成图3e ;步骤F2中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑与运算，算后的图像如图3f所示；步骤G2中，标记为1的区域即含有物料的区域。
[0019]在处理的时候，不一定非要将将背景区域标记为0，也可以标记为1，只不过在后续的处理中相应的进行改动。具体地，所述步骤B2进行二值化处理后，背景区域标记为1，物料区域标记为0 ;步骤C2中，对标记为1的区域进行膨胀处理；步骤D2中，对标记为0的区域进行膨胀处理；步骤E2中，反相处理即图中的标记0、1分别改为1、0 ;步骤F2中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑或运算，这里需要注意的是运用的是逻辑或运算而不是逻辑与，因为这里最终选择的是两幅图像中都是0的区域；步骤G2中，标记为0的区域即含有物料的区域。
[0020]二值化的处理过程中，HIS模式的图像比RGB模式的图像处理起来更方便，所述的步骤B2中，先将原始图像由RGB模式转换为HSI模式，HSI值同时满足HMIN< Η彡ΗΜΑΧ、Smin^ S ^ SMAX、IMIN< I ^ I max的区域即为冃景区域，其中[Hmin，Hmax]，[Smin，Smax]，[Imin，Imax]为HIS模式原始图像中背景区域颜色的HSI值取值范围。
【主权项】
1.一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤: (Al)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色具有便于识别的色差； (BI)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像； (Cl)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸； (Dl)将步骤Cl处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。2.一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤: (A2)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异； (B2)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像； (C2)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸； (D2)对步骤C2处理后的图像进行背景腐蚀处理，该腐蚀处理的结构元素取值大于等于步骤C2中的结构元素尺寸； (E2)对步骤D2处理后的图像进行反相处理； (F2)对步骤C2、E2处理后的图像进行交集处理； (G2)对步骤F2处理后的图像中含有细长物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。3.如权利要求2所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于:所述步骤B2进行二值化处理后，背景区域标记为O，物料区域标记为I ;步骤C2中，对标记为O的区域进行膨胀处理；步骤D2中，对标记为I的区域进行膨胀处理；步骤E2中，反相处理即图中的标记O、I分别改为1、0 ;步骤F2中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑与运算；步骤G2中，标记为I的区域即含有物料的区域。4.如权利要求2所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于:所述步骤B2进行二值化处理后，背景区域标记为1，物料区域标记为O ;步骤C2中，对标记为I的区域进行膨胀处理；步骤D2中，对标记为O的区域进行膨胀处理；步骤E2中，反相处理即图中的标记O、I分别改为1、0 ;步骤F2中，交集处理即将两幅图像相同位置的两个标记进行逻辑或运算；步骤G2中，标记为O的区域即含有物料的区域。5.如权利要求2所述的基于物料形状的色选方法，其特征在于:所述的步骤B2中，先将原始图像由RGB模式转换为HSI模式，HSI值同时满足K H彡Hmax, Smin彡S彡S MAX、Ιμιν^Ξ I ( I MAX的区域即为背景区域，其中[Hmin, Hmax]，[SMIN, Smax]，[IMIN, Imax]为 HIS 模式原始图像中背景区域颜色的HSI值取值范围。
【专利摘要】本发明属于图像处理技术领域，特别涉及一种基于物料形状的色选方法，包括如下步骤：(A1)通过相机或摄像机获取物料的原始图像，原始图像中物料颜色与背景色相异；(B1)以背景色取值范围为阈值，对原始图像进行二值化处理得到黑白图像；(C1)对黑白图像进行背景膨胀处理，该膨胀处理的结构元素取值大于等于细物料的尺寸；(D1)将步骤C1处理后的图像中含有粗大物料的区域标记、选出，余下所需要的物料。通过对原始图像的二值化、膨胀处理，将较细的物料与背景融合到一起，只留下尺寸较粗的物料，这样，通过色选机的吹气系统将不合格的、较粗的物料吹出，余下的都是合格的、较细的物料。
【IPC分类】B07C5/342, B07C5/04
【公开号】CN105344620
【申请号】CN201510673881
【发明人】方茂雨
【申请人】合肥安晶龙电子股份有限公司
【公开日】2016年2月24日
【申请日】2015年10月14日