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针对棉花识别中由于光照不均、背景复杂等不利影响降低识别率的问题,提出了一种基于K均值聚类的棉花HSV图像分割算法。基于HSV颜色空间下棉花目标在颜色上与背景存在着明显差异的特点,在分割中使用K均值聚类算法将复杂背景下的棉花分成棉叶、棉花、土壤和棉枝四类。首先对样本采取预处理操作,然后使用空间转换算法和K均值聚类算法进行图像处理,进一步在HSV颜色空间下依据色彩信息确定聚类的数目,利用二维Otsu算法对图像进行分割操作。通过实验验证,基于K均值聚类和二维Otsu的棉花HSV图像分割算法可以使分割结果更