融合K-means与Ncut算法的无遮挡双重叠苹果目标分割与重建

• 作者: 何东健 宋怀波 张海辉 徐越 王丹丹
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 图像分割 图像重建 算法 K-means Ncut 重叠苹果
• 年，卷（期）: 2015,（10）
• 所属期刊栏目: 农业信息与电气技术
• 页码范围: 227-234
• 页数: 8页
• 分类号: TP391.41
• 字数: 4806字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2015.10.030

摘要

重叠苹果目标的准确分割是采摘机器人必须解决的关键问题之一。针对现有重叠苹果目标分割方法不能保留重叠部分轮廓信息的问题，提出了一种无枝叶遮挡的双果重叠苹果目标分割方法。该方法首先利用K-means聚类算法进行图像分割以提取苹果目标区域，然后利用Normalized Cut (Ncut)算法提取苹果目标轮廓，以实现未被遮挡苹果目标完整轮廓的准确提取，最后利用Spline插值算法对遮挡的苹果目标进行轮廓重建。为了验证算法的有效性，对20幅无枝叶遮挡双果重叠的苹果图像进行试验，并将该算法与寻找2个有效凹点用其连线分割重叠苹果目标，把分离的2个轮廓分别用Hough变换重建轮廓的方法进行对比。试验结果表明，对于图像中未被遮挡的苹果目标，利用该研究算法的平均分割误差为3.15%，提取的苹果目标与原始图像中苹果目标的平均重合度为96.08%，平均误差比Hough变换重建算法低7.73%，平均重合度高9.71%，并且该研究算法能够很好地保留未被遮挡苹果目标的完整轮廓信息，提高了分割精度。对于重叠被遮挡的苹果目标，平均分割误差和平均重合度分别为5.24%和93.81%，比 Hough 变换重建算法的平均分割误差低11.35%，平均重合度高12.74%，表明该算法可以较好地实现重叠被遮挡苹果目标的轮廓重建，研究结果可为实现枝叶遮挡影响下的多果重叠目标分割与重建提供参考。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张海辉	西北农林科技大学机电学院	50	835	15.0	28.0
2	何东健	西北农林科技大学机电学院	188	3174	30.0	46.0
3	宋怀波	西北农林科技大学机电学院	39	528	14.0	22.0
4	徐越	西北农林科技大学机电学院	8	118	5.0	8.0
5	王丹丹	西北农林科技大学机电学院	15	428	11.0	15.0