作物與雜草識(shí)別中圖像分割影響因素的研究.pdf

1、信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)當(dāng)今社會(huì)產(chǎn)生了巨大而深遠(yuǎn)的影響。應(yīng)用機(jī)器視覺(jué)圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)雜草的識(shí)別能提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)水平、減少草害、降低勞動(dòng)強(qiáng)度和成本投入、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，因此機(jī)器視覺(jué)圖像處理技術(shù)越來(lái)越受到關(guān)注。本研究針對(duì)機(jī)器視覺(jué)田間作物與雜草識(shí)別的自然環(huán)境適應(yīng)性差和實(shí)時(shí)性差的問(wèn)題，對(duì)影響青椒苗、成株青椒以及茄科類作物雜草圖像的背景分割效果的因素進(jìn)行了基礎(chǔ)研究。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 1．闡述了植物和土壤的反射光譜特

2、性與形成這一光譜特性的物理與生物機(jī)制，對(duì)彩色圖像背景分割影響因素(光照強(qiáng)度、太陽(yáng)高度角、土壤干濕程度和拍攝角度)進(jìn)行了理論分析。 2．介紹了機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)的硬件組成，構(gòu)建本研究試驗(yàn)所需的機(jī)器視覺(jué)硬件系統(tǒng)，并根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)了圖像采集的實(shí)驗(yàn)方案，在室外自然光照條件下獲取作物與雜草圖像。 3．針對(duì)圖像的分割效果受光照強(qiáng)度、太陽(yáng)高度角、拍攝角度、土壤干濕程度的影響，提出用正交試驗(yàn)安排與分析這一多因素問(wèn)題。通過(guò)正交試驗(yàn)，

3、以圖像的背景分割誤差為指標(biāo)，獲得了四種影響因素的主次關(guān)系，并對(duì)影響青椒苗、成株青椒、阿拉伯婆婆納圖像的超綠特征閾值分割效果的主要因素進(jìn)行了分析。 4．在影響因素正交試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，對(duì)彩色圖像超綠特征閾值分割算法的分割效果的主要影響因素進(jìn)行進(jìn)一步研究。在室外自然光照條件下進(jìn)行試驗(yàn)，獲得了作物與雜草圖像的超綠特征閾值分割算法中的閾值和主要影響因素之間的關(guān)系，并建立了室外自然光照條件下的光照影響因素對(duì)成株青椒圖像在超綠特征閾值法背景分割