编写通过颜色分割、形状匹配、纹理分析来检测图像中苹果坏果的代码

以下是一种基于颜色分割、形状匹配、纹理分析的图像检测算法。该算法使用Python和OpenCV库。

1. 颜色分割

首先，我们将图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间。然后，我们使用阈值处理来分割图像，以便只保留颜色与苹果皮相似的像素。这个过程将产生一个二值图像，其中苹果皮的部分为白色，其余部分为黑色。

import cv2

# 读取图像
img = cv2.imread('apple.jpg')

# 将图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间
hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)

# 定义颜色范围
lower_color = np.array([0, 50, 50])
upper_color = np.array([30, 255, 255])

# 对图像进行阈值处理，只保留颜色与苹果皮相似的像素
mask = cv2.inRange(hsv, lower_color, upper_color)

2. 形状匹配

接下来，我们使用轮廓检测来找到图像中的苹果轮廓。然后，我们使用形状匹配来判断苹果是否为坏果。我们将假设坏果的形状与好果不同，例如坏果可能有裂缝或凹陷。

# 找到图像中的轮廓
contours, hierarchy = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

# 定义形状匹配的阈值
match_threshold = 0.7

for contour in contours:
    # 计算轮廓的形状
    perimeter = cv2.arcLength(contour, True)
    approx = cv2.approxPolyDP(contour, 0.04 * perimeter, True)
    
    # 如果轮廓的形状与坏果匹配，则标记为坏果
    match = cv2.matchShapes(approx, bad_shape, cv2.CONTOURS_MATCH_I1, 0)
    if match < match_threshold:
        cv2.drawContours(img, [contour], -1, (0, 0, 255), 2)

在这个例子中，我们假设坏果的形状为“bad_shape”。我们可以使用OpenCV的形状匹配函数“cv2.matchShapes()”来计算轮廓形状之间的差异。如果差异小于阈值，则将该轮廓标记为坏果。

3. 纹理分析

最后，我们可以使用纹理分析来进一步判断苹果是否为坏果。我们将假设坏果的纹理与好果不同，例如坏果可能有斑点或褐色斑点。

# 定义纹理分析的阈值
texture_threshold = 0.1

for contour in contours:
    # 计算轮廓的形状
    perimeter = cv2.arcLength(contour, True)
    approx = cv2.approxPolyDP(contour, 0.04 * perimeter, True)
    
    # 计算轮廓的纹理
    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contour)
    roi = mask[y:y+h, x:x+w]
    texture = cv2.countNonZero(roi) / (w * h)
    
    # 如果轮廓的形状与坏果匹配，并且纹理与坏果不同，则标记为坏果
    match = cv2.matchShapes(approx, bad_shape, cv2.CONTOURS_MATCH_I1, 0)
    if match < match_threshold and abs(texture - bad_texture) > texture_threshold:
        cv2.drawContours(img, [contour], -1, (0, 0, 255), 2)

在这个例子中，我们假设坏果的纹理为“bad_texture”。我们可以使用OpenCV的“cv2.boundingRect()”函数来计算轮廓的边界框，并使用“cv2.countNonZero()”函数来计算纹理。如果差异小于阈值，则将该轮廓标记为坏果。

完整代码如下：

import cv2
import numpy as np

# 读取图像
img = cv2.imread('apple.jpg')

# 将图像从RGB颜色空间转换到HSV颜色空间
hsv = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2HSV)

# 定义颜色范围
lower_color = np.array([0, 50, 50])
upper_color = np.array([30, 255, 255])

# 对图像进行阈值处理，只保留颜色与苹果皮相似的像素
mask = cv2.inRange(hsv, lower_color, upper_color)

# 定义形状匹配的阈值
match_threshold = 0.7

# 定义纹理分析的阈值
texture_threshold = 0.1

# 定义坏果的形状和纹理
bad_shape = np.array([[0, 0], [0, 50], [50, 50], [50, 0]])
bad_texture = 0.5

# 找到图像中的轮廓
contours, hierarchy = cv2.findContours(mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)

for contour in contours:
    # 计算轮廓的形状
    perimeter = cv2.arcLength(contour, True)
    approx = cv2.approxPolyDP(contour, 0.04 * perimeter, True)
    
    # 计算轮廓的纹理
    x, y, w, h = cv2.boundingRect(contour)
    roi = mask[y:y+h, x:x+w]
    texture = cv2.countNonZero(roi) / (w * h)
    
    # 如果轮廓的形状与坏果匹配，并且纹理与坏果不同，则标记为坏果
    match = cv2.matchShapes(approx, bad_shape, cv2.CONTOURS_MATCH_I1, 0)
    if match < match_threshold and abs(texture - bad_texture) > texture_threshold:
        cv2.drawContours(img, [contour], -1, (0, 0, 255), 2)

# 显示结果图像
cv2.imshow('Result', img)
cv2.waitKey(0)
cv2.destroyAllWindows()