一种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种农业喷雾植株检测技术，尤其涉及一种基于Kinect传感器的植 株绿色特征识别方法。
【背景技术】
[0002] 彩色图像是表征物体外观状态最直接的方式之一，在农业喷雾植株检测过程中， 对植株图像进行处理提取其特征，可以达到植株目标的智能识别。目前基于数字图像处理 的目标植株检测方法主要有颜色空间区分法、纹理特征分析法、形态特征分析法、小波分析 法、多种参数结合分析法以及特殊图像分析法等。基于图像的颜色空间区分法相对其它方 法的处理和分析过程较为简单，但提取有效图像特征的效果不及其它方法，因此，如何在保 持颜色特征的基础上，实现快速准确的植株目标识别，在农业喷雾植株检测过程中是一个 亟待解决的技术问题。
【发明内容】
[0003] 本发明目的在于提供一种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法，该方法 可以在保持颜色特征的基础上，实现快速准确的植株目标识别。
[0004] 本发明采用如下的技术方案：
[0005] -种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法，包括步骤：
[0006] 步骤1，调用Kinect传感器获取彩色图像，并保存RGB真彩图的图像数据；
[0007] 步骤2,将RGB真彩图转换为灰度图像，并进行直方图均衡化处理，进而提取RGB色 彩值，然后进行灰照片掩膜，将非绿色区域设置为灰色；该步骤能够初步将绿色植株区域与 非绿色区域区分开。
[0008] 步骤3,对灰度图像进行进一步阀值分割，像素元素值若在阀值范围内，则判别 为绿色植株部分，若在阀值范围之外，则判别为非绿色区域，即去除背景的非绿色部分干 扰物，获取绿色植株的图像；该步骤能够将绿色植株从较复杂的色彩环境中完整的提取出 来；
[0009] 步骤4,将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，保持S、V值不变，查表限定H的绿 色阀值范围，图像显示绿色植株区域的H分量图像；该步骤便于后期的图像处理以及植株 其它特征的获取与分析，RGB颜色空间转换为HSV颜色空间的转换公式为：
[0010] CN 105139408 A 说明书 2/5 页
[0011] 其中r、g、b分别为RGB颜色空间中输入的R、G、B颜色值，max、min分别为r、g、b 中的最大值和最小值，h、s、v分别表示HSV颜色空间中的色调、饱和度和亮度。
[0012] 进一步，所述步骤1，调用Kinect传感器获取彩色图像，该设备为微软公布的 XB0X360体感周边外设Kinect for Windows版本，其彩色摄像头所获取的彩色图像默认格 式为 VGA (640x480)。
[0013] 进一步，所述步骤2,提取RGB绿色色彩值具体提取方法为：
[0014] 对所获取图像某像素点的R、G、B三个颜色分量进行读取，将三个分量值进行两两 作差对比，比较得出其中绿色分量值明显大于剩余其它两个分量值，且差值远大于设定值， 则判别出该像素点的颜色为绿色；其中差值的设定值根据实际应用所需要的绿色色彩的范 围进行确定。
[0015] 进一步，所述步骤3,对灰度图像进行进一步阀值分割的具体过程为：循环读取图 像的各像素元素，利用如下判别公式进行阀值分割，分割结果即为绿色植株图像区域，其 中，I (i，j)为图像的像素元素，T为分割阀值：
[0016]
[0017] 进一步，选取分割阀值T = 100。
[0018] 本发明的有益效果在于：一种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法，首先 调用Kinect传感器获取彩色图像，并保存RGB图像数据，然后对所获取的RGB真彩图进行 灰度处理，提取RGB色彩值，再对灰度图像进行进一步阀值分割，去除背景，获取绿色植株 的图像，最后将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，显示绿色植株区域的H分量图像，能够 在保持颜色特征的基础上，实现快速准确的植株目标识别。
[0019] 本发明的尤其是针对绿色植株图像，所采用的分割阀值的选取和HSV颜色空间的 转换公式能够精确快速配合实现绿色植株目标识别。
【附图说明】
[0020] 图1是本发明一种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法的流程图；
[0021] 图2是本发明中Kinect传感器获取的原始RGB真彩图像；
[0022] 图3是本发明中对所获取的RGB真彩图进行灰度处理，提取RGB色彩值后对应的 绿色植株图像；
[0023] 图4是本发明中对灰度图像进行进一步阀值分割，去除背景，获取的绿色植株图 像；
[0024] 图5是本发明中将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，显示的绿色植株区域的H 分量图像。
【具体实施方式】
[0025] 下面结合附图和实施例，对本发明的【具体实施方式】作进一步详细介绍。以下实施 例用于说明本发明的方法，但不用来限制本发明的范围。
[0026] 本发明一种基于Kinect传感器的植株绿色特征识别方法的设计思路是：首先通 过MTLAB软件调用Kinect传感器获取彩色图像，并保存RGB真彩图的图像数据，然后对所 获取的RGB真彩图进行灰度处理，提取RGB色彩值，再对灰度图像进行进一步阀值分割，去 除背景，获取绿色植株的图像，最后将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，显示绿色植株区 域的H分量图像。
[0027] 具体如图1所示，该方法包括以下步骤：
[0028] 步骤1，通过MATLAB软件调用Kinect传感器获取彩色图像，并保存RGB真彩图的 图像数据；
[0029] 步骤2,对所获取的RGB真彩图进行灰度处理，提取RGB色彩值；
[0030] 步骤3,对灰度图像进行进一步阀值分割，像素元素值若在阀值范围内，则判别为 绿色植株部分，若在阀值范围之外，则判别为非绿色区域，即去除背景的非绿色部分干扰 物，获取绿色植株的图像，将绿色植株从较复杂的色彩环境中完整的提取出来；
[0031] 步骤4,将RGB颜色空间转换为HSV颜色空间，显示绿色植株区域的H分量图像。
[0032] 参照图2所示，给出了图1中步骤1，通过MATLAB软件调用Kinect传感器获取彩色 图像，并保存RGB图像数据的图像。其中Kinect传感器为微软公布的XB0X360体感周边外 设Kinect for Windows版本，其彩色摄像头所获取的彩色图像默认格式为VGA(640x480)。 从图像中可以清晰分辨出绿色植株以及背景、干扰物等，像素满足图像处理的要求。
[0033] 参照图3所示，给出了图1中步骤2,对所获取的RGB真