基于潮濕土壤的雜草圖像分割方法

王偉定　寧正高　王藝勝

摘要：雜草圖像分割是雜草識別中重要的步驟，光照是分割誤差的重要影響因素。因此，根據潮濕土壤受光照影響小，提出了一種基于潮濕土壤的雜草圖像分割方法。首先，用水將土壤做潮濕處理，然后采集雜草圖像，再用閾值分割的方法進行分割。試驗結果表明在潮濕土壤下獲取圖像的分割誤差顯著低于干燥土壤，有助于雜草識別的研究。

關鍵詞：潮濕土壤；雜草；圖像分割

在諸多雜草防除方法中，由于化學除草的高效性，已成為除草的主要方式。對雜草圖像利用超綠特征進行灰度化，再進行分割，由于植物多為綠色，與背景存在顏色差別，所以背景分割中多利用顏色特征進行處理。

1 田間雜草圖像及其特征

田間雜草圖像的特點是植株一般呈綠色。圖像可以采用二維函數f（x，y）表示出來。（x，y）表示的是二維空間坐標中的某個點的位置坐標。f（x，y）表示的是圖像在點f（x，y）處的某種屬性，即表示灰度值。灰度圖像f（x，y）的取值范圍在0-255之間。但是f（x，y）的取值只有0和1兩種可能，即f（x，y）=0 表示該點處為白色， f（x，y）=1 表示該點處為黑色。

2 雜草圖像分割

2.1 圖像的灰度化處理

圖像由無數的像素點組成而得，每一個像素點對應區域對象的顏色，顏色空間是R、G、B （ 紅、綠、藍 ）。在RGB圖像中，每一個RGB彩色像素由 R 、G 、B三個值表示，通過各種顏色特征將各個像素點的顏色轉化為一定的灰度級后作為灰度圖像進行分割。雜草圖像分割的超綠特征，表示為2G-R-B，利用超綠特征對在同一雜草下干燥、潮濕土壤背景的圖片進行灰度處理，對干燥、潮濕的土壤背景圖像進行人工處理后的新圖像作為標準圖，再將標準圖用超綠特征對圖像進行灰度化處理，如圖（1）所示。……