基于Faster R-CNN的新疆棉花幼苗与杂草识别方法
2021-06-28许燕温德圣周建平樊湘鹏刘洋
排灌机械工程学报 2021年6期
许燕,温德圣,周建平,樊湘鹏,刘洋
(新疆大学机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830046)
新疆是中国最大的产棉基地,根据国家统计局的数据,2016年新疆棉花产量占全国总产量的67%[1].除草是棉花生产中的重要问题,主要是因为杂草抢夺棉花田间的营养来源,造成棉花产量的下降[2].大面积的除草剂喷洒不仅带来环境污染、农业成本增加,对食品安全也会造成威胁[3-4].为了推动棉花产业发展,避免环境污染等问题,可将机器视觉与农业结合,实现图像处理和图像分析[5].通过对棉花幼苗的识别,可以更好地辨别杂草与棉花,实现农业中除草剂的快速准确喷洒.
近年来,越来越多的学者在杂草识别方向展开了研究,其中邓向武等[6]以稻田苗期杂草为对象,为解决杂草识别的单一性,提取多个特征进行融合,利用DBN建立杂草识别模型,实现了91.13%的杂草精确率.BAKHSHIPOUR等[7]提出了一种融合几种形状特征以建立每种植物的识别模型,利用不变矩和傅里叶2种方法对形状特征进行描述,获得了95.00%的精确率.沈宝国等[8]提出基于颜色特征开展棉田中绿色杂草与棉苗的自动识别,对图像的红绿特征灰度图像进行动态阈值分割,通过信息融合确定绿色植物二值图像中的棉苗区域,确定其区域质心和面积,精度可达到74.00%以上.孙哲等[9]以西兰花幼苗为研究对象,提出了一种基于 Faster R-CNN 模型的作物检测方法,在Dropout 值为0.6的基础上以ResNet101网络为特征提取网络,达到了91.73%的平均精度. QUAN等[10]提出了基于改进……
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