基于ECMM分割法的杂草稻种子在线识别研究

作者：刘双喜; 刘印增; 胡安瑞; 张正辉; 王恒; 李军贤

来源：农业机械学报, 2022, 1-19.

• 杂草稻种子
• 凹点分割
• 种子识别
• 形色双选

为提高水稻种子质量，剔除杂草稻种子，提出一种基于凹点匹配的粘连分割算法，搭建一种在线形色双选水稻种子识别平台。该平台由排种系统、图像采集系统、传动系统、电机驱动系统构成。该平台算法是基于ECMM的凹点分割法，首先对采集的图像进行预处理、提取形态因子小于0.4的粘连轮廓，对所提取轮廓的边缘进行一维高斯卷积核平滑处理，并计算平滑后轮廓曲线的曲率及其曲率均值，寻找与曲率均值相差较大的若干个点作为角点。其次，依据矢量三角形面积的正负来判断角点是否为真正的凹点，寻找凹点与前继点、后继点所组成的法线方向的夹角范围（0°～180°），并在此夹角范围内寻找与其相匹配的凹点对，完成粘连分割。该算法的平均精度为92.90%，比极限腐蚀法提高19.82%，比分水岭算法提高12.85%。最后，计算分割后图像上各轮廓内的种子长度与R通道像素占比来识别杂草稻种子。经识别平台测试，该方法每识别100粒种子平均用时0.95s，平均识别精度为97.50%。

• 单位
  山东农业大学; 电子工程学院