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基于语义分割和融合算法的草坪杂草定位
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作者 郭朋 李文彬 +2 位作者 徐道春 白效鹏 王梓耘 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期133-138,共6页
【目的】探究基于多算法融合的草坪杂草精准定位算法,为草坪杂草的自动识别和清除机器人的除草作业提供技术支撑与理论依据。【方法】提出了一种基于语义分割的多算法融合的草坪定位算法。首先,通过PSPNet网络分割草坪和非草坪轮廓。其... 【目的】探究基于多算法融合的草坪杂草精准定位算法,为草坪杂草的自动识别和清除机器人的除草作业提供技术支撑与理论依据。【方法】提出了一种基于语义分割的多算法融合的草坪定位算法。首先,通过PSPNet网络分割草坪和非草坪轮廓。其次,针对分割出来的非草坪轮廓提取感兴趣的区域,去除非杂草轮廓,保留杂草轮廓。然后,利用Zhang-Suen细化算法提取杂草轮廓骨架线,并获取骨架交叉点数量和坐标位置。最后,利用融合算法依据交叉点数量选择不同的定位策略,实现杂草根部的精准定位。【结果】融合算法定位的杂草坐标与真实杂草根部中心坐标的均方根误差为83.17像素,相比平均质心法减少了14%,相比最小外接圆减少了22%。换算到实际场景之下,融合算法定位的杂草坐标与真实杂草根部中心坐标的均方根误差为12.48 mm,误差在可接受的误差范围内。融合算法提高了杂草根部中心的定位精度,降低了杂草定位的误差。【结论】基于语义分割和融合算法的草坪杂草定位方法提高了杂草根部中心的定位精度,降低了单一方法的定位误差,可以为草坪杂草自动识别和除草作业提供技术支持。 展开更多
关键词 图像处理 语义分割 算法 草坪杂草定位 融合算法 zhang-suen细化提取 平均质心法 最小外接圆
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基于深度图像的非接触呼吸频率检测方法
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作者 黄旭龙 刘治宏 +1 位作者 梅宇博 杨晓梅 《计算机工程与设计》 北大核心 2023年第4期1151-1158,共8页
为便捷且有效地实现对人体呼吸频率的日常检测,提出基于深度图像的非接触式呼吸频率检测方法。利用Real-Sense相机获取的人体及背景的深度图像信息,根据提出的最大距离限制法与最大外轮廓提取算法分别消除空洞噪声和近距离干扰物体的影... 为便捷且有效地实现对人体呼吸频率的日常检测,提出基于深度图像的非接触式呼吸频率检测方法。利用Real-Sense相机获取的人体及背景的深度图像信息,根据提出的最大距离限制法与最大外轮廓提取算法分别消除空洞噪声和近距离干扰物体的影响,凸出人体深度图像;通过Zhang-Suen细化算法提取人体骨架,结合骨架关节信息实现对胸腔呼吸区域的定位;利用主成分分析算法(PCA)提取胸腔区域深度图像包含的呼吸信号数据,进一步通过峰值检测法求解人体呼吸频率。实验结果表明,该方法可有效实现对人体呼吸频率的非接触式检测,具有良好的准确性。 展开更多
关键词 深度图像 非接触式 呼吸频率检测 最大距离限制 最大外轮廓提取 zhang-suen细化 主成分分析
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基于改进Canny算法的受电弓碳滑板边缘检测方法
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作者 杨君 郭佑民 +1 位作者 王建鑫 赵鸿亮 《机车电传动》 北大核心 2023年第4期90-97,共8页
针对传统边缘检测算法对碳滑板边缘进行检测时存在提取不准确、不连续和易受噪声影响等问题,文章提出一种基于改进Canny算法的受电弓碳滑板边缘检测方法。首先,使用各项异性扩散和双边滤波相结合的级联滤波器代替原算法中的高斯滤波器... 针对传统边缘检测算法对碳滑板边缘进行检测时存在提取不准确、不连续和易受噪声影响等问题,文章提出一种基于改进Canny算法的受电弓碳滑板边缘检测方法。首先,使用各项异性扩散和双边滤波相结合的级联滤波器代替原算法中的高斯滤波器对图像进行去噪,提高算法对多种混合噪声的平滑能力,并采用伽马变换突出图像的边缘特征;采用Scharr算子确定边缘梯度幅值;引入Otsu算法改进原算法中高低阈值需人为设定的不足,使算法在确定双阈值时拥有更好的自适应性;最后利用形态学思想和Zhang-Suen细化算法对边缘轮廓进一步完善,消除边缘中可能出现的细微空洞。试验结果表明,改进后的算法相较于传统算法能更准确地提取碳滑板的边缘信息,并且具备较强的自适应性与抗干扰性,为受电弓碳滑板的后续检测提供了有效的理论支持。 展开更多
关键词 受电弓碳滑板 CANNY算法 级联滤波器 Scharr算子 OTSU算法 zhang-suen细化
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迭代骨架化算法在汉字图像识别中的分析与应用 被引量:8
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作者 王晓静 吴亚坤 +1 位作者 毛红艳 田宝勇 《辽宁大学学报(自然科学版)》 CAS 2013年第3期227-232,共6页
图像骨架是一种图像对象结构的表示方法,在基于汉字的图像检索中起着举足轻重的作用.研究了几种经典的图像骨架提取算法Zhang-Suen,Rosenfeld和Pavlidis.通过程序实现算法分析和比较不同汉字图像骨架的提取效果,并给出针对识别不同的汉... 图像骨架是一种图像对象结构的表示方法,在基于汉字的图像检索中起着举足轻重的作用.研究了几种经典的图像骨架提取算法Zhang-Suen,Rosenfeld和Pavlidis.通过程序实现算法分析和比较不同汉字图像骨架的提取效果,并给出针对识别不同的汉字图像应选择的最佳图像识别算法. 展开更多
关键词 数字图像处理 骨架 zhang-suen Rosenfeld Pavlidis
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基于骨架提取算法的作物茎秆识别与定位方法 被引量:1
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作者 吴艳娟 王健 王云亮 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期334-340,共7页
针对农作物禾苗和杂草辨识和定位不精确,会造成除草机器人除草不净、伤害禾苗、影响产量等问题,提出了一种基于骨架提取算法的作物茎秆中心识别与定位的多级图像识别方法。该方法通过不同图像处理算法的多级式递进融合,实现对农作物茎... 针对农作物禾苗和杂草辨识和定位不精确,会造成除草机器人除草不净、伤害禾苗、影响产量等问题,提出了一种基于骨架提取算法的作物茎秆中心识别与定位的多级图像识别方法。该方法通过不同图像处理算法的多级式递进融合,实现对农作物茎秆的精确识别与中心定位。首先将采集到的彩色图像转换到HSV颜色空间进行背景分割。然后采用腐蚀算法对图像进行腐蚀操作,腐蚀掉杂草图像信息得到仅含作物的图像信息,最后用Zhang-Suen细化算法对作物图像进行骨架提取操作,并对骨架交叉点进行计算分析,识别与定位作物茎秆中心,实现作物精准辨识和定位。对采集的100幅苗期图像进行实验测试,结果表明农作物禾苗茎秆中心识别和定位精度误差小于12 mm。本文方法能实时精准辨识禾苗和杂草,并对禾苗进行精准定位,为实现田间机械化除草提供了一种精准可靠的作物识别和定位方法。 展开更多
关键词 作物茎秆 骨架提取算法 HSV颜色空间 图像识别 zhang-suen细化算法
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基于深度图像的多姿态肉牛体尺自动测量方法 被引量:4
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作者 叶文帅 康熙 +2 位作者 贺志将 李孟飞 刘刚 《智慧农业(中英文)》 2022年第4期144-155,共12页
养殖场中肉牛较为活跃,采集得到的图像数据中肉牛姿态多变,肉牛姿态端正帧较少,导致自动测量肉牛体尺困难。针对以上问题,本研究通过分析肉牛骨架特征和肉牛图像边缘轮廓特征,提出一种多姿态肉牛体尺自动测量方法。首先,利用深度相机Azu... 养殖场中肉牛较为活跃,采集得到的图像数据中肉牛姿态多变,肉牛姿态端正帧较少,导致自动测量肉牛体尺困难。针对以上问题,本研究通过分析肉牛骨架特征和肉牛图像边缘轮廓特征,提出一种多姿态肉牛体尺自动测量方法。首先,利用深度相机Azure Kinect DK从正上方采集肉牛俯视深度视频数据,对视频数据进行分帧处理;其次,对原始深度图像进行预处理,将肉牛从复杂的背景中提取出来;再次,利用Zhang-Suen算法提取目标图像肉牛骨架,检测骨架交点和端点,分析肉牛头部特征,并确定头部去除点,去除图像中肉牛头部信息;最后,利用改进的U弦长曲率算法提取肉牛轮廓曲率曲线,根据曲率值确定体尺测点,将体尺测点转换到三维空间中,计算体尺参数。本研究通过分析大量深度图像数据,将图像中肉牛姿态分为左歪、右歪、姿态端正、低头和抬头五类。试验结果表明,本研究提出的基于骨架的多姿态肉牛头部去除方法在5种姿态下的头部去除成功率均高于92%;在23头肉牛不同姿态共46帧深度图像中,利用基于改进U弦长曲率的体尺测点提取方法,测得体直长测量的平均绝对误差为2.73 cm,体高测量的平均绝对误差为2.07 cm,腹宽测量的平均绝对误差为1.47 cm。研究结果可为精确测量多姿态下肉牛体尺提供支撑。 展开更多
关键词 肉牛体尺测量 深度图像 多姿态 zhang-suen算法 改进的U弦长曲率算法
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Skeleton extraction and pose estimation of piglets using ZS-DLC-PAF
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作者 Chengqi Liu Haijian Ye +5 位作者 Shuhan Lu Zhan Tang Zhao Bai Lei Diao Longhe Wang Lin Li 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE 2023年第3期180-193,F0004,共15页
The accurate identification of various postures in the daily life of piglets that are directly reflected by their skeleton morphology is necessary to study the behavioral characteristics of pigs.Accordingly,this study... The accurate identification of various postures in the daily life of piglets that are directly reflected by their skeleton morphology is necessary to study the behavioral characteristics of pigs.Accordingly,this study proposed a novel approach for the skeleton extraction and pose estimation of piglets.First,an improved Zhang-Suen(ZS)thinning algorithm based on morphology was used to establish the chain code mechanism of the burr and the redundant information deletion templates to achieve a single-pixel width extraction of pig skeletons.Then,body nodes were extracted on the basis of the improved DeepLabCut(DLC)algorithm,and a part affinity field(PAF)was added to realize the connection of body nodes,and consequently,construct a database of pig behavior and postures.Finally,a support vector machine was used for pose matching to recognize the main behavior of piglets.In this study,14000 images of piglets with different types of behavior were used in posture recognition experiments.Results showed that the improved algorithm based on ZS-DLC-PAF achieved the best thinning rate compared with those of distance transformation,medial axis transformation,morphology refinement,and the traditional ZS algorithm.The node tracking accuracy reached 85.08%,and the pressure test could accurately detect up to 35 nodes of 5 pigs.The average accuracy of posture matching was 89.60%.This study not only realized the single-pixel extraction of piglets’skeletons but also the connection among the different behavior body nodes of individual sows and multiple piglets.Furthermore,this study established a database of pig posture behavior,which provides a reference for studying animal behavior identification and classification and anomaly detection. 展开更多
关键词 PIGLETS skeleton extraction pose estimation zhang-suen DeepLabCut Part affinity field
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基于神经网络与边缘修正的隧道衬砌裂缝识别 被引量:2
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作者 陈莹莹 刘新根 +1 位作者 黄永亮 李明东 《现代隧道技术》 CSCD 北大核心 2022年第6期24-34,共11页
针对隧道衬砌图像背景复杂的问题,提出基于卷积神经网络的图像快速筛查与裂缝区域定位,并针对裂缝多存在网状形态以及毛刺形分叉区域的特点,提出基于二叉树与曲线拟合的隧道衬砌裂缝识别方法。首先通过网格化区域划分与卷积神经网络进... 针对隧道衬砌图像背景复杂的问题,提出基于卷积神经网络的图像快速筛查与裂缝区域定位,并针对裂缝多存在网状形态以及毛刺形分叉区域的特点,提出基于二叉树与曲线拟合的隧道衬砌裂缝识别方法。首先通过网格化区域划分与卷积神经网络进行区域类别判断,实现海量图片快速筛查与裂缝区域大致定位。对检出的裂缝区域通过Zhang-Suen细化算法获得裂缝原始骨架。根据裂缝点间的关联信息构建裂缝骨架二叉树,采用最大距离化的节点筛查规则修正裂缝骨架,并根据修正结果进行裂缝边缘修正,保留裂缝网状形态的同时,实现裂缝短小分叉和结节等不合理区域的剔除。最后基于最小二乘法曲线拟合修正裂缝轨迹,结合二叉树节点信息对裂缝轨迹断裂部分进行连接从而获取完整轨迹。试验结果表明,提出的方法可准确筛除98.73%不包含裂缝的衬砌图像;采用基于二叉树的边缘修正提高了裂缝的分割精度,并通过轨迹修正确保了裂缝轨迹的完整性。 展开更多
关键词 隧道衬砌 裂缝识别 卷积神经网络 二叉树 曲线拟合 zhang-suen算法
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Method for segmentation of overlapping fish images in aquaculture 被引量:2
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作者 Chao Zhou Kai Lin +4 位作者 Daming Xu Jintao Liu Song Zhang Chuanheng Sun Xinting Yang 《International Journal of Agricultural and Biological Engineering》 SCIE EI CAS 2019年第6期135-142,共8页
Individual fish segmentation is a prerequisite for feature extraction and object identification in any machine vision system.In this paper,a method for segmentation of overlapping fish images in aquaculture was propos... Individual fish segmentation is a prerequisite for feature extraction and object identification in any machine vision system.In this paper,a method for segmentation of overlapping fish images in aquaculture was proposed.First,the shape factor was used to determine whether an overlap exists in the picture.Then,the corner points were extracted using the curvature scale space algorithm,and the skeleton obtained by the improved Zhang-Suen thinning algorithm.Finally,intersecting points were obtained,and the overlapped region was segmented.The results show that the average error rate and average segmentation efficiency of this method was 10%and 90%,respectively.Compared with the traditional watershed method,the separation point is accurate,and the segmentation accuracy is high.Thus,the proposed method achieves better performance in segmentation accuracy and effectiveness.This method can be applied to multi-target segmentation and fish behavior analysis systems,and it can effectively improve recognition precision. 展开更多
关键词 AQUACULTURE image processing overlapping segmentation corner detection improved zhang-suen algorithm
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