| 基于遗传算法和阈值滤噪的玉米根茬行图像分割 |
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| 引用本文： | 王春雷,卢彩云,陈婉芝,李洪文,何进,王庆杰.基于遗传算法和阈值滤噪的玉米根茬行图像分割[J].农业工程学报,2019,35(16):198-205. |
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| 作者姓名： | 王春雷 卢彩云 陈婉芝 李洪文 何进 王庆杰 |
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| 作者单位： | 1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083,1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083,1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083,1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083,1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083,1. 中国农业大学工学院，北京 100083；2. 农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站，北京 100083 |
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| 基金项目： | 公益性行业（农业）科研专项（201503136） |
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| 摘 要： | 作物行的识别是农业机械视觉导航系统的一项重要研究内容,针对华北一年两熟区玉米利用联合收获机留茬收获后,农田原始图像中背景目标多(行间秸秆、裸露地表等),且背景目标与玉米根茬颜色接近,难以实现玉米根茬行准确快速分割的问题,该文采用RGB颜色空间,以根茬顶端切口为目标,提出了一种基于遗传算法和阈值滤噪的玉米根茬行图像分割方法。首先,为了降低图像分割难度,选取图像中间位置包含一条完整玉米根茬行的矩形区域作为感兴趣区域(region of interest,ROI);然后,利用经过遗传算法优化得到的灰度化算子对ROI进行灰度化,采用单阈值法分割ROI;最后,通过形态学腐蚀处理去除孤立点、毛刺等误分割情况,同时利用基于连通域面积阈值和偏距阈值的滤噪方法滤除根茬行两侧噪声,实现玉米根茬行的有效分割。为评价该分割方法,利用从农业部河北北部耕地保育农业科学观测实验站采集到的200幅玉米根茬行图像进行试验。结果表明:该方法能够较好的适应晴天光照条件变化,从含有裸露地表、玉米行间秸秆等复杂背景下,准确快速地分割出玉米根茬行,平均相对目标面积误差率为24.68%,处理一幅1280像素×1 024像素的彩色图像平均耗时为0.16 s,具有较好的鲁棒性、实时性和准确性。研究结果验证了基于遗传算法和阈值滤噪方法实现玉米利用联合收获机留茬收获后根茬行图像分割的可行性,并为玉米根茬行直线检测提供良好的基础。
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| 关 键 词： | 图像分割 机器视觉 遗传算法 阈值滤噪 玉米根茬行 |
| 收稿时间： | 2019/6/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2019/7/31 0:00:00 |
Image segmentation of maize stubble row based on genetic algorithm and threshold filtering noise |
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| Wang Chunlei,Lu Caiyun,Chen Wanzhi,Li Hongwen,He Jin and Wang Qingjie.Image segmentation of maize stubble row based on genetic algorithm and threshold filtering noise[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2019,35(16):198-205. |
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| Authors: | Wang Chunlei Lu Caiyun Chen Wanzhi Li Hongwen He Jin and Wang Qingjie |
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| Institution: | 1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China,1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China,1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China,1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China,1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China and 1. College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2. Scientific Observing and Experimental Station of Arable Land Conservation (North Hebei), Ministry of Agriculture, Beijing 100083, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | image segmentation machine vision genetic algorithm threshold filtering noise maize stubble row |
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