王佳玉 刘立群 常琴 杨婷婷 李亦宁

摘要：杂草会同农作物争夺土壤养分与生长空间，妨碍田间通风，遮挡阳光照射，从而影响作物产量与质量。针对传统人工除草费时费力，化学除草药剂使用不当造成环境污染，对牲畜以及人的健康产生危害的问题，为正确使用除草药剂剂量，对田间杂草进行定点除草，采用无人机等摄影设备对农田杂草图像进行采集，研究基于MATLAB的农作物图像处理杂草分割判定办法，并以此开发杂草分割系统。该系统通过图像处理技术，利用绿色植物与周边环境的不同分离植物与环境，并将所得图像进行进一步的分割与降噪，得到最终的只剩杂草的图像，为除草机器智能化奠定基础。实验表明，通过MATLAB图像处理技术，可以获得清晰的杂草图像，并正确判定其位置。

关键词：杂草分割;灰度化;阈值分割;智能化

中图分类号：TP391      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）17-0017-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

Weed Segmentation Based on Agricultural Image Processing

WANG Jia-yu， LIU Li-qun， CHANG Qin， YANG Ting-ting， LI Yi-ning

（College of Information Science and Technology， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China）

Abstract： Weeds compete with crops for soil nutrients and growth space， hinder field ventilation and block sunlight， thus affecting crop yield and quality. In view of the traditional artificial weeding laborious， chemical weeding agents use undeserved cause environmental pollution， for livestock， cause harm people's health problems， for proper use of weeding drug dose， to fixed-point weeding weeds in the field， the drones and other photographic equipment for farmland weed image acquisition， crops research based on MATLAB image processing weeds determine segmentation method， and development of weeds segmentation system. Through the image processing technology， the system makes use of the green plants and the surrounding environment to separate the plants and the environment， and further segmentation and noise reduction of the obtained image， to get the final image of only weeds， which lays the foundation for the intelligent weeding machine. The experiment shows that through MATLAB image processing technology， we can get clear weed image and determine its position correctly.

Key words： weed segmentation; gray; threshold segmentation; intelligent

1 背景

中國自古就是一个农业国家，伴随着水稻、小麦等粮食的栽培，田间杂草的生长也成了一大难题，而如何去除杂草也成了种植农作物不可忽视的问题。从如今来看，人们经常采用的除草方式大致可分为三种：一是人工除草;二是机械除草;三是化学除草[1]。然而人工除草需要种植者长时间在田间劳作，不仅耗时费力而且效率不高。化学除草比起人工除草虽然可以节省劳动力，节约大量的时间，提高农作物的生产效率;但它的弊端也是很明显的，有以下几点：有时候会引起药害，对人、牲畜的健康产生影响，甚至会污染环境，破坏生态平衡[2]。……