• 图像处理------简单综合实例(大米计数) 分类: 视频图像处理 2015-07-24 10:12 54人阅读 评论(0) 收藏


    一位网友给我发了几张灰度图像,说是他们单位的工业相机拍摄的,画质非常的清楚,他们

    单位是农业科研单位,特别想知道种子的数量,他想知道的是每次工业相机拍摄种子图片中

    有多少颗粒种子,想到了用图像处理的办法解决他们的问题,看了他给我照片,以大米种子

    为例。实现了一个简单的算法流程,可以得到种子的数目。

    大致算法分为以下三个步骤:

    1.      将灰度图像二值化,二值化方法可以参考以前的文章,求取像素平均值,灰度直方图都

              可以

    2.      去掉二值化以后的图像中干扰噪声。

    3.      得到种子数目,用彩色标记出来。


    源图像如下:


    程序处理中间结果及最终效果如下:


    二值化处理参见以前的文章 - http://blog.csdn.net/jia20003/article/details/7392325

    大米计数与噪声块消去算法基于连通组件标记算法,源代码如下:

    1. package com.gloomyfish.rice.analysis;  
    2.   
    3. import java.awt.image.BufferedImage;  
    4. import java.util.ArrayList;  
    5. import java.util.Arrays;  
    6. import java.util.HashMap;  
    7.   
    8. import com.gloomyfish.face.detection.AbstractBufferedImageOp;  
    9. import com.gloomyfish.face.detection.FastConnectedComponentLabelAlg;  
    10.   
    11. public class FindRiceFilter extends AbstractBufferedImageOp {  
    12.       
    13.     private int sumRice;  
    14.       
    15.     public int getSumRice() {  
    16.         return this.sumRice;  
    17.     }  
    18.   
    19.     @Override  
    20.     public BufferedImage filter(BufferedImage src, BufferedImage dest) {  
    21.         int width = src.getWidth();  
    22.         int height = src.getHeight();  
    23.   
    24.         if ( dest == null )  
    25.             dest = createCompatibleDestImage( src, null );  
    26.   
    27.         int[] inPixels = new int[width*height];  
    28.         int[] outPixels = new int[width*height];  
    29.         getRGB(src, 00, width, height, inPixels );  
    30.           
    31.         FastConnectedComponentLabelAlg fccAlg = new FastConnectedComponentLabelAlg();  
    32.         fccAlg.setBgColor(0);  
    33.         int[] outData = fccAlg.doLabel(inPixels, width, height);  
    34.         // labels statistic  
    35.         HashMap<Integer, Integer> labelMap = new HashMap<Integer, Integer>();  
    36.         for(int d=0; d<outData.length; d++) {  
    37.             if(outData[d] != 0) {  
    38.                 if(labelMap.containsKey(outData[d])) {  
    39.                     Integer count = labelMap.get(outData[d]);  
    40.                     count+=1;  
    41.                     labelMap.put(outData[d], count);  
    42.                 } else {  
    43.                     labelMap.put(outData[d], 1);  
    44.                 }  
    45.             }  
    46.         }  
    47.           
    48.         // try to find the max connected component  
    49.         Integer[] keys = labelMap.keySet().toArray(new Integer[0]);  
    50.         Arrays.sort(keys);  
    51.         int threshold = 10;  
    52.         ArrayList<Integer> listKeys = new ArrayList<Integer>();  
    53.         for(Integer key : keys) {  
    54.             if(labelMap.get(key) <=threshold){  
    55.                 listKeys.add(key);  
    56.             }  
    57.             System.out.println( "Number of " + key + " = " + labelMap.get(key));  
    58.         }  
    59.         sumRice = keys.length - listKeys.size();  
    60.           
    61.         // calculate means of pixel    
    62.         int index = 0;      
    63.         for(int row=0; row<height; row++) {    
    64.             int ta = 0, tr = 0, tg = 0, tb = 0;    
    65.             for(int col=0; col<width; col++) {    
    66.                 index = row * width + col;    
    67.                 ta = (inPixels[index] >> 24) & 0xff;    
    68.                 tr = (inPixels[index] >> 16) & 0xff;    
    69.                 tg = (inPixels[index] >> 8) & 0xff;    
    70.                 tb = inPixels[index] & 0xff;  
    71.                 if(outData[index] != 0 && validRice(outData[index], listKeys)) {  
    72.                     tr = tg = tb = 255;  
    73.                 } else {  
    74.                     tr = tg = tb = 0;  
    75.                 }  
    76.                 outPixels[index] = (ta << 24) | (tr << 16) | (tg << 8) | tb;  
    77.             }  
    78.         }  
    79.         setRGB( dest, 00, width, height, outPixels );  
    80.         return dest;  
    81.     }  
    82.   
    83.     private boolean validRice(int i, ArrayList<Integer> listKeys) {  
    84.         for(Integer key : listKeys) {  
    85.             if(key == i) {  
    86.                 return false;  
    87.             }  
    88.         }  
    89.         return true;  
    90.     }  
    91.   
    92. }  
    大米着色处理很简单,只是简单RGB固定着色,源码如下:

    1. package com.gloomyfish.rice.analysis;  
    2.   
    3. import java.awt.image.BufferedImage;  
    4.   
    5. import com.gloomyfish.face.detection.AbstractBufferedImageOp;  
    6.   
    7. public class ColorfulRiceFilter extends AbstractBufferedImageOp {  
    8.   
    9.     @Override  
    10.     public BufferedImage filter(BufferedImage src, BufferedImage dest) {  
    11.         int width = src.getWidth();  
    12.         int height = src.getHeight();  
    13.   
    14.         if ( dest == null )  
    15.             dest = createCompatibleDestImage( src, null );  
    16.   
    17.         int[] inPixels = new int[width*height];  
    18.         int[] outPixels = new int[width*height];  
    19.         getRGB(src, 00, width, height, inPixels );  
    20.           
    21.         int index = 0, srcrgb;  
    22.         for(int row=0; row<height; row++) {    
    23.             int ta = 255, tr = 0, tg = 0, tb = 0;    
    24.             for(int col=0; col<width; col++) {   
    25.                 index = row * width + col;    
    26. //                ta = (inPixels[index] >> 24) & 0xff;    
    27. //                tr = (inPixels[index] >> 16) & 0xff;    
    28. //                tg = (inPixels[index] >> 8) & 0xff;    
    29. //                tb = inPixels[index] & 0xff;    
    30.                 srcrgb = inPixels[index] & 0x000000ff;  
    31.                 if(srcrgb > 0 && row < 140) {  
    32.                     tr = 0;  
    33.                     tg = 255;  
    34.                     tb = 0;  
    35.                 } else if(srcrgb > 0 && row >= 140 && row <=280) {  
    36.                     tr = 0;  
    37.                     tg = 0;  
    38.                     tb = 255;  
    39.                 } else if(srcrgb > 0 && row >=280) {  
    40.                     tr = 255;  
    41.                     tg = 0;  
    42.                     tb = 0;  
    43.                 }  
    44.                 else {  
    45.                     tr = tg = tb = 0;  
    46.                 }  
    47.                 outPixels[index] = (ta << 24) | (tr << 16) | (tg << 8) | tb;  
    48.             }  
    49.         }  
    50.         setRGB( dest, 00, width, height, outPixels );  
    51.         return dest;  
    52.     }  
    53. }  
    测试程序UI代码如下:

    1. package com.gloomyfish.rice.analysis;  
    2.   
    3. import java.awt.BorderLayout;  
    4. import java.awt.Color;  
    5. import java.awt.Dimension;  
    6. import java.awt.FlowLayout;  
    7. import java.awt.Graphics;  
    8. import java.awt.Graphics2D;  
    9. import java.awt.Image;  
    10. import java.awt.MediaTracker;  
    11. import java.awt.event.ActionEvent;  
    12. import java.awt.event.ActionListener;  
    13. import java.awt.image.BufferedImage;  
    14. import java.io.File;  
    15. import java.io.IOException;  
    16.   
    17. import javax.imageio.ImageIO;  
    18. import javax.swing.JButton;  
    19. import javax.swing.JComponent;  
    20. import javax.swing.JFileChooser;  
    21. import javax.swing.JFrame;  
    22. import javax.swing.JPanel;  
    23.   
    24. public class MainFrame extends JComponent implements ActionListener {  
    25.     /** 
    26.      *  
    27.      */  
    28.     private static final long serialVersionUID = 1518574788794973574L;  
    29.     public final static String BROWSE_CMD = "Browse...";  
    30.     public final static String NOISE_CMD = "Remove Noise";  
    31.     public final static String FUN_CMD = "Colorful Rice";  
    32.       
    33.     private BufferedImage rawImg;  
    34.     private BufferedImage resultImage;  
    35.     private MediaTracker tracker;  
    36.     private Dimension mySize;  
    37.       
    38.     // JButtons  
    39.     private JButton browseBtn;  
    40.     private JButton noiseBtn;  
    41.     private JButton colorfulBtn;  
    42.   
    43.     // rice number....  
    44.     private int riceNum = -1;  
    45.       
    46.       
    47.     public MainFrame() {  
    48.         JPanel btnPanel = new JPanel();  
    49.         btnPanel.setLayout(new FlowLayout(FlowLayout.LEFT));  
    50.         browseBtn = new JButton("Browse...");  
    51.         noiseBtn = new JButton("Remove Noise");  
    52.         colorfulBtn = new JButton("Colorful Rice");  
    53.           
    54.         browseBtn.setToolTipText("Please select image file...");  
    55.         noiseBtn.setToolTipText("find connected region and draw red rectangle");  
    56.         colorfulBtn.setToolTipText("Remove the minor noise region pixels...");  
    57.           
    58.         // buttons  
    59.         btnPanel.add(browseBtn);  
    60.         btnPanel.add(noiseBtn);  
    61.         btnPanel.add(colorfulBtn);  
    62.           
    63.         // setup listener...  
    64.         browseBtn.addActionListener(this);  
    65.         noiseBtn.addActionListener(this);  
    66.         colorfulBtn.addActionListener(this);  
    67.           
    68.         browseBtn.setEnabled(true);  
    69.         noiseBtn.setEnabled(true);  
    70.         colorfulBtn.setEnabled(true);  
    71.           
    72. //      minX = minY =  10000;  
    73. //      maxX = maxY = -1;  
    74.           
    75.         mySize = new Dimension(500300);  
    76.         JFrame demoUI = new JFrame("Rice Detection Demo");  
    77.         demoUI.getContentPane().setLayout(new BorderLayout());  
    78.         demoUI.getContentPane().add(this, BorderLayout.CENTER);  
    79.         demoUI.getContentPane().add(btnPanel, BorderLayout.SOUTH);  
    80.         demoUI.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE);  
    81.         demoUI.pack();  
    82.         demoUI.setVisible(true);  
    83.     }  
    84.       
    85.     public void paint(Graphics g) {  
    86.         Graphics2D g2 = (Graphics2D) g;  
    87.         if(rawImg != null) {  
    88.             Image scaledImage = rawImg.getScaledInstance(200200, Image.SCALE_FAST);  
    89.             g2.drawImage(scaledImage, 00200200null);  
    90.         }  
    91.         if(resultImage != null) {  
    92.             Image scaledImage = resultImage.getScaledInstance(200200, Image.SCALE_FAST);  
    93.             g2.drawImage(scaledImage, 2100200200null);  
    94.         }  
    95.           
    96.         g2.setPaint(Color.RED);  
    97.         if(riceNum > 0) {  
    98.             g2.drawString("Number of Rice : " + riceNum, 100300);  
    99.         } else {  
    100.             g2.drawString("Number of Rice : Unknown"100300);  
    101.         }  
    102.     }  
    103.     public Dimension getPreferredSize() {  
    104.         return mySize;  
    105.     }  
    106.       
    107.     public Dimension getMinimumSize() {  
    108.         return mySize;  
    109.     }  
    110.       
    111.     public Dimension getMaximumSize() {  
    112.         return mySize;  
    113.     }  
    114.       
    115.     public static void main(String[] args) {  
    116.         new MainFrame();  
    117.     }  
    118.       
    119.     @Override  
    120.     public void actionPerformed(ActionEvent e) {  
    121.         if(BROWSE_CMD.equals(e.getActionCommand())) {  
    122.             JFileChooser chooser = new JFileChooser();  
    123.             chooser.showOpenDialog(null);  
    124.             File f = chooser.getSelectedFile();  
    125.             BufferedImage bImage = null;  
    126.             if(f == nullreturn;  
    127.             try {  
    128.                 bImage = ImageIO.read(f);  
    129.                   
    130.             } catch (IOException e1) {  
    131.                 e1.printStackTrace();  
    132.             }  
    133.               
    134.             tracker = new MediaTracker(this);  
    135.             tracker.addImage(bImage, 1);  
    136.               
    137.             // blocked 10 seconds to load the image data  
    138.             try {  
    139.                 if (!tracker.waitForID(110000)) {  
    140.                     System.out.println("Load error.");  
    141.                     System.exit(1);  
    142.                 }// end if  
    143.             } catch (InterruptedException ine) {  
    144.                 ine.printStackTrace();  
    145.                 System.exit(1);  
    146.             } // end catch  
    147.             BinaryFilter bfilter = new BinaryFilter();  
    148.             rawImg = bfilter.filter(bImage, null);  
    149.             repaint();  
    150.         } else if(NOISE_CMD.equals(e.getActionCommand())) {  
    151.             FindRiceFilter frFilter = new FindRiceFilter();  
    152.             resultImage = frFilter.filter(rawImg, null);  
    153.             riceNum = frFilter.getSumRice();  
    154.             repaint();  
    155.         } else if(FUN_CMD.equals(e.getActionCommand())) {  
    156.             ColorfulRiceFilter cFilter = new ColorfulRiceFilter();  
    157.             resultImage = cFilter.filter(resultImage, null);  
    158.             repaint();  
    159.         } else {  
    160.             // do nothing...  
    161.         }  
    162.           
    163.     }  
    164. }  

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