基于DSP的水稻雜草識(shí)別研究.pdf

1、浙江理工大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：我恪守學(xué)術(shù)道德，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已明確注明和引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的作品及成果的內(nèi)容。論文為本人親自撰寫(xiě)，我對(duì)所寫(xiě)的內(nèi)容負(fù)責(zé)，并完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：冼確墾掰，日期：≯7『年3月彩日摘要水稻雜草對(duì)水稻生長(zhǎng)帶來(lái)極大危害，它是長(zhǎng)期適應(yīng)水稻耕種、氣候、土壤

2、等生態(tài)環(huán)境而生存下來(lái)的，具有很強(qiáng)的適應(yīng)能力。雜草與水稻爭(zhēng)奪養(yǎng)分、水分及光照等，易于助長(zhǎng)病蟲(chóng)害的滋生和蔓延，降低水稻產(chǎn)量和質(zhì)量，給水稻糧食生產(chǎn)造成巨大損失。面對(duì)嚴(yán)重的水稻雜草危害，目前主要的除草方式有人工除草和化學(xué)除草。人工除草需要大量勞動(dòng)力，效率低；化學(xué)除草由于高效的除草能力而備受廣大農(nóng)民的青睞，成為目前最主要的水稻除草方式。化學(xué)除草一般采用大面積噴灑農(nóng)藥，這種噴灑方式不僅提高了農(nóng)業(yè)成本，而且破壞了土壤質(zhì)量，污染了環(huán)境，不利于農(nóng)業(yè)的可持

3、續(xù)發(fā)展。大量實(shí)驗(yàn)表明水稻田間雜草分布是不均勻的，因此要研究一種變量噴灑的方法，即在有雜草的地方噴藥，在沒(méi)有雜草或雜草密度低的地方停止噴藥。為實(shí)現(xiàn)變量噴藥，首先要實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻田間雜草的實(shí)時(shí)識(shí)別。本研究以DSP為主處理芯片，搭建水稻雜草識(shí)別系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻雜草的實(shí)時(shí)識(shí)別與標(biāo)記，為后續(xù)定點(diǎn)變量噴藥除草系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)奠定基礎(chǔ)。本論文主要研究?jī)?nèi)容、結(jié)果與創(chuàng)新點(diǎn)包括：(1)選用TI公司的TMS320DM642為主處理芯片，搭建水稻雜草識(shí)別硬件平臺(tái)，完成水

4、稻雜草識(shí)別算法編程，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)對(duì)水稻雜草的實(shí)時(shí)識(shí)別與標(biāo)記。(2)研究提取水稻田間圖像感興趣區(qū)域方法，通過(guò)對(duì)各顏色特征的分析，得出29rb、2GRB和色度H三種顏色特征值都可以用來(lái)進(jìn)行水稻田間背景的分割。對(duì)于水稻、雜草與背景的分割，提出結(jié)合超綠和超紅顏色因子組合，應(yīng)用最大類間方差法實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻田間背景的自動(dòng)分割；(3)研究水稻田問(wèn)圖像采集方法，提出針對(duì)此采集方式的雜草區(qū)域分割算法，實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻田間雜草區(qū)域的識(shí)別，并完成對(duì)雜草區(qū)域的區(qū)域標(biāo)記和面積

5、計(jì)算；(4)在對(duì)五種水稻田間雜草(稗草(EchinochloaphyllopogonKoss)、矮慈菇(SagittariaPygmaeaMiq)、丁香蓼(LudwigiaprostrataRoxb)、四葉萍(Marsileaquadrifolia)、鴨舌草(MonoehoriavaginalisPresl))的特征提取上，利用非均勻量化的直方圖提取顏色特征，提高系統(tǒng)識(shí)別魯棒性。利用灰度共生矩陣提取紋理特征，壓縮了雜草圖像的灰度級(jí)，減少