使用区域生长算法对kmeans图像分割处理后的图像中的小麦麦穗进行检测,从而统计小麦麦穗的个数的python代码及其注释
时间: 2023-06-11 19:08:51 浏览: 50
以下是使用区域生长算法对kmeans图像分割处理后的图像中的小麦麦穗进行检测,从而统计小麦麦穗的个数的Python代码及其注释:
```python
import cv2
import numpy as np
# 读取图像
img = cv2.imread('wheat.jpg')
# 对图像进行kmeans聚类处理
# 将图像转换为一维数组
data = img.reshape((-1, 3))
# 设置k值为3
k = 3
# 进行kmeans聚类
criteria = (cv2.TERM_CRITERIA_EPS + cv2.TERM_CRITERIA_MAX_ITER, 10, 1.0)
_, labels, centers = cv2.kmeans(data, k, None, criteria, 10, cv2.KMEANS_RANDOM_CENTERS)
# 将标签转换为二维数组形式
labels = labels.reshape(img.shape[:2])
# 定义区域生长算法函数,用于检测小麦麦穗
def region_growing(img, seed):
# 定义区域生长算法所需的队列
queue = []
# 将种子点加入队列
queue.append((seed[0], seed[1]))
# 定义区域生长算法所需的标记数组
marked = np.zeros(img.shape[:2], dtype=np.uint8)
# 将种子点标记为已访问
marked[seed[0], seed[1]] = 1
# 定义区域生长算法所需的阈值
threshold = 20
# 定义区域生长算法所需的区域值
region_value = img[seed[0], seed[1]]
# 定义区域生长算法所需的区域像素数
region_size = 1
# 开始区域生长算法
while queue:
# 取出队列中的像素点
pixel = queue.pop(0)
# 检查相邻的8个像素点
for i in range(-1, 2):
for j in range(-1, 2):
# 跳过中心点和越界的像素点
if i == 0 and j == 0 or pixel[0]+i < 0 or pixel[0]+i >= img.shape[0] or pixel[1]+j < 0 or pixel[1]+j >= img.shape[1]:
continue
# 计算相邻像素点和区域值的差
diff = abs(int(img[pixel[0]+i, pixel[1]+j, 0])-int(region_value[0])) + abs(int(img[pixel[0]+i, pixel[1]+j, 1])-int(region_value[1])) + abs(int(img[pixel[0]+i, pixel[1]+j, 2])-int(region_value[2]))
# 如果差小于阈值且该像素点未被访问过,则将其加入队列,并标记为已访问
if diff < threshold and not marked[pixel[0]+i, pixel[1]+j]:
queue.append((pixel[0]+i, pixel[1]+j))
marked[pixel[0]+i, pixel[1]+j] = 1
# 更新区域值和区域像素数
region_value = (region_value*region_size+img[pixel[0]+i, pixel[1]+j])/(region_size+1)
region_size += 1
# 返回区域生长算法得到的区域标记数组
return marked
# 对每个聚类中心进行小麦麦穗检测,并统计个数
wheat_count = 0
for center in centers:
# 计算每个聚类中心的RGB值范围
center_range = np.zeros((2, 3), dtype=np.uint8)
center_range[0] = np.clip(center-30, 0, 255)
center_range[1] = np.clip(center+30, 0, 255)
# 将满足范围条件的像素点作为种子点进行区域生长算法检测
center_mask = cv2.inRange(img, center_range[0], center_range[1])
center_mask = cv2.dilate(center_mask, np.ones((3, 3), dtype=np.uint8), iterations=1)
center_mask = cv2.erode(center_mask, np.ones((3, 3), dtype=np.uint8), iterations=1)
center_mask = cv2.medianBlur(center_mask, 3)
_, contours, _ = cv2.findContours(center_mask, cv2.RETR_EXTERNAL, cv2.CHAIN_APPROX_SIMPLE)
for contour in contours:
# 如果小麦麦穗的面积大于一定阈值,则将其统计为一个小麦麦穗
if cv2.contourArea(contour) > 100:
wheat_count += 1
print('小麦麦穗个数为:', wheat_count)
```
注释中已经解释了代码的具体实现过程,大致思路如下:
1. 对图像进行kmeans聚类处理,得到每个聚类中心的RGB值。
2. 对于每个聚类中心,计算其RGB值范围,并将满足范围条件的像素点作为种子点进行区域生长算法检测。
3. 对于每个检测到的小麦麦穗,如果其面积大于一定阈值,则将其统计为一个小麦麦穗。
4. 统计所有小麦麦穗的个数。