吸引权重加权FCM的土壤图像阴影检测

【目的】自然环境下机器视觉采集的土壤图像存在阴影，而阴影检测是后续亮度归一化和土种识别的重要预处理工作，基于此提出算法对机器采集的土壤图像进行阴影检测。【方法】首先，对图像的L分量和I分量的密度峰值集进行优化截断对齐，通过高斯平滑获取主峰值点，得到基于L分量和I分量的2因素密度峰值，作为改进模糊C均值（FCM）的自适应初始聚类中心；然后，引入拉伸因子对数据进行拉伸，提升数据差异；最后，定义基于全局密度和类面积的吸引权重，重构FCM优化模型，实现基于FCM的土壤图像自适应阴影检测。【结果】提出的算法检测的阴影区域和非阴影区域的平均亮度标准差分别为25.988 0，27.981 4，比对比算法降低了1.04%~32.23%；提出的算法平均迭代次数和平均运行时间分别为3次和1.515 8 s。【结论】提出的算法可实现自然环境下土壤图像阴影检测，具有检测精度高、时间花销小的特点。研究结果为土壤图像阴影检测提供了参考。

Shadow Detection of Soil Image Based on Attraction-Weighted FCM