(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 20221017696 0.8 (22)申请日 2022.02.25 (71)申请人 中国科学院沈阳自动化研究所 地址 110016 辽宁省沈阳市沈河区南塔街 114号 申请人 沈阳智能机 器人创新中心有限公司 　 沈阳智能机 器人国家研究院有限公 司 (72)发明人 付生鹏　夏鑫　夏仁波　赵吉宾　 孙海涛　张诚　 (74)专利代理 机构 沈阳科苑专利商标代理有限 公司 210 02 专利代理师 周宇 (51)Int.Cl. G06V 10/26(2022.01)G06V 10/80(2022.01) G06V 10/50(2022.01) G06V 10/28(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 基于投票机制的工业 零件实例分割方法 (57)摘要 本发明涉及基于投票机制的工业零件实例 分割方法。 其步骤为： 选定三种图像分割方法， 即 为Graph Cut， GrabCut和OneCut； 输入待分割工 业零件图片后分别初 始化Graph  Cut， GrabCut和 OneCut三种图像分割模型的初 始参数； 根据图像 的灰度直方图、 RGB三通道高斯混合模型和全图 前景和背景的L1 ‑norm定义能量函数； 最小化能 量函数， 输出三幅分割二值图； 基于三幅分割二 值图， 引入投票机制， 对三幅图像的每个像素点 进行投票， 输出最终分割图。 本发明方法在不同 工业环境下均能实现对零件精确且 稳定的分割， 精度高， 鲁棒性强； 而且， 本发明可以直接部署在 普通PC机上， 无需消耗GPU资源， 实现简单， 实用 性强。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114627289 A 2022.06.14 CN 114627289 A 1.基于投票机制的工业 零件实例分割方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集工业 零件原始图像； 基于图像分割方法Graph  Cut、 GrabCut和OneCut构造强分割器对原始图像进行处理， 识别前景和背景区域输出三幅二 值图像； 基于投票机制逐像素融合优化， 制作掩膜图像； 对原始图像进行掩膜操作， 得到 工业零件分割图。 2.根据权利要求1所述的基于投票机制的工业零件实例分割方法， 其特征在于， 所述基 于图像分割方法Graph  Cut、 GrabCut和OneCut构造强分割器的步骤， 包括： 1)定义能量函数： 基于图像的灰度直方图定义Graph  Cut能量函数E(L)， 基于图像RGB 高斯混合模型GMM定义GrabCut能量函数E( α,k, θ,z)， 基于全图前景和背景的L1 ‑norm定义 OneCut能量函数E(S)， 用于衡量图像中前景区域、 背景区域和前景和背 景交界处的相似性， 从而实现图像分割； 2)初始化三种图分割方法的模型参数， 将原始图像 中目标前景或背景的像素特征分别 输入给三个能量 函数； 3)执行最小化能量 函数的计算过程， 用于将前 景和背景分离； 4)输出对应的三幅分割二 值图。 3.根据权利要求2所述的基于投票机制的工业零件实例分割方法， 其特征在于， 所述三 种能量函数定义如下： 其中， L为图像像素的类别标签， 可表示为L＝{l1,l2,...,ln},li∈{0,1}， 0表示当前像 素属于背景， 1表示当前像素属于前景， R(L)为区域项， B(L)为边界项， a∈[0,1]为影响因 子， 表示对能量函数的影响程度； α ∈{0,1}， 表 示是背景模 型的GMM分量还 是前景模型的GMM 分量， k为GMM高斯分量参数， k∈{1,2,...,K}； θ为对应各个像素的GMM参数； U( α,k, θ,z)表 示区域项， V( α,z)表示边界项， z为图像中像素的值； β， λ为可调参数， S表示前景点的集合， θS表示前景点的颜色直方图， 表示背景点的颜色直方图， 表示区域项， 是边界项。 4.根据权利要求1所述的基于投票机制的工业零件实例分割方法， 其特征在于， 基于投 票机制逐像素融合优化为对三幅相同大小的分割二值图的相同位置的像素点进行投票， 确 定该像素点的值。 5.根据权利要求1所述的基于投票机制的工业零件实例分割方法， 其特征在于， 所述掩 膜操作是根据二 值图将原待分割图像中目标区域 提取出来的操作。 6.根据权利要求1所述的基于投票机制的工业零件实例分割方法， 其特征在于， 所述该 方法还采用评价指标MI oU对输出的分割图像与标准图像进行评价；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114627289 A 2其中， N为测试样本数量， A， B为按照本方法获取的分割图像和制作的标准图像中目标 区域， 所述标准图像为对原始图像逐像素进行标注用于区分当前像素为前景或背景， A∩B 为两区域交集， A ∪B为两区域并集。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114627289 A 3