基于机器视觉的杂草图像特征提取及识别研究

《基于机器视觉的杂草图像特征提取及识别研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、江苏大学硕士学位论文摘要传统农业中，在不能确定农作物和杂草分布的情况下，使用除草剂方式都是大面积喷洒，不仅造成了除草剂的浪费，而且污染生态环境。利用机器视觉技术将杂草从农作物和土壤背景中识别出来，进行定位、定量的化学制剂施用是实现精细农业关键技术之一。目前，在杂草识别研究领域中，主要有利用植物的位置、植物的特征(包括形状、颜色、纹理、光谱特征)以及三维图像等多种方法。本文在总结国内外相关研究的基础上，以小麦、棉花田的杂草为研究对象，重点研究杂草的颜色特征、颜色与形状特征相结合的提取及识别方法，并设计和开发了杂

2、草的图像处理及识别软件系统，实现对田间杂草的有效识别。针对小麦田中作物与杂草叶片有交叠情况，本文利用颜色空间YIQ中作为特征量，并用改进的最大类间方差法分离植物与背景；然后在颜色空间HSI中选取哟同质性量和．5作为特征量进行多层分割来分离小麦与杂草；通过逻辑与运算获得杂草二值图像；针对获得的杂草二值图像中出现的白色小区域与黑色孔洞，提出了基于区域标记的孔洞填充算法与小面积消去算法；针对识别后的杂草区域图像，采用模拟化学除草系统从理论上评价系统的除草效率。试验结果表明所提出的方法能有效实现小麦田中的杂草识别。本

3、文还对棉花田的杂草进行分析，通过计算常见杂草叶片的圆形度、伸长度、离散度，圆度四个具有RST不变性形状特征参数及面积、周长等其他参数来建立杂草特征数据库，为杂草的识别提供数据模式。另一方面，针对杂草与作物叶片交叠的情况，提出了基于形态学运算的分割算法与基于标记的分水岭分割算法，为形状特征参数提取进行有益的探索。本文提出的田间杂草特征提取及识别方法，对实现后续除草剂的变量喷洒提供了理论支持及可行方案，对基于机器视觉的田间自动除草系统的开发具有一定的借鉴意义。关键词：图像处理；颜色特征；形状特征；多层分割；杂草识

4、别江苏大学硕士学位论文AbstractIIl仃aditionala妒culture，und廿也econditionmatdistributil坞ofwecd觚dcropdoe觚，tbe蚰鼬of，龇。砌appingspr2岍ng0pemtionwillwaste‰烈lchh曲icide，alldresultiIltlle训ronmentpollution．ForS0l咖gmisprobleIIl，itisoneoft11ekeytedHlolo百懿forresearchofpreCisionfamlillgma

5、tid伽缸矽Ⅱ1eweedsf．roma鲥饥ltI玳啪ps锄dsoilback黟olllldbymeaIlSofmaCI曲eVisiontechnique，spot·spraymeherbiCidequalltitatiVely．Prescntlythethe0D，，featurep盯锄eterS，researchadV锄cesaIldproble螂瑚ingposition，theshape，teXttlre，c010r锄dn“ti—speCt硒l龟atIⅡestoiiIent毋weedwerediscuss

6、ed，respectiVcly．ReViewingofrelative陀searChathome孤da：broad，forthestudyofweedsinw，heat缸ldcotton矗dds，af-ewnewmemodsweresn础edt0deteCtweedaccordingtoColorf．e撒lre，combinativeShape觚dColorfeaturesofcropahdweed．TheimageprocesSingsyst锄ofin矗eldweeddet鳅ionbaSedonmaclli

7、IleVisionmatwaSabletodetectwe。d龇dspot-sprayh咖icideillthefieldw鹤deVeloped．AiIIlattlleseVereoCcludingofleavesofweedandwheat，Ⅱ1ispaperpreseIltSaweedidentilcicationmemodthatcolorfe狐lreisutilizedt0distin嘶shplan：tSandbackground：llSillgamemodmatta：kesYIQaSC0lor_Sp

8、aCeand，勰charaCt两sticvari孤tandimprovedme妇幻dofmaXim吼daSseSsquaree玎的r鹪研t谢on；color危atl鹏isutilizedtodistinguish、)IIrheata11dweed：uSingamedlodmattal(esHSI鼬color-Spaceandhomog∞ei够of，aIlds嬲charact耐sticV撕antsep