分水嶺算法及其在作物病害葉片圖像分割中的應(yīng)用.pdf

1、在作物的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，病害是影響作物產(chǎn)量的重要因素。因此，農(nóng)作物生長(zhǎng)過(guò)程中病害的防治就成了一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。近些年來(lái)，計(jì)算機(jī)圖像處理以及模式識(shí)別理論有了很大的發(fā)展，使得在計(jì)算機(jī)上對(duì)作物病害進(jìn)行智能化診斷成為了可能。圖像分割作為一個(gè)關(guān)鍵的階段，其效果直接影響著后期的特征提取和病害識(shí)別，因此，準(zhǔn)確無(wú)誤地分割出病害葉片上的病斑是至關(guān)重要的。
　　 近年來(lái)，分水嶺圖像分割方法因其在處理圖像分割問(wèn)題時(shí)表現(xiàn)出的良好性能而成為圖像分割領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)

2、之一。分水嶺算法分割精度高，算法簡(jiǎn)單易實(shí)現(xiàn)，并且能產(chǎn)生單像素寬度的連續(xù)邊界，使得分水嶺算法得到了極其廣泛的應(yīng)用。由于分水嶺算法的這種特點(diǎn)，和其他分割算法相比，它的分割結(jié)果通常更加穩(wěn)定。
　　 但是，分水嶺算法也有其不足的地方。由于其精確性，容易對(duì)噪聲敏感從而產(chǎn)生“過(guò)分割”現(xiàn)象，即分割區(qū)域被劃分的太細(xì)，使得分割結(jié)果失去了實(shí)用價(jià)值。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可以通過(guò)預(yù)處理來(lái)降低圖像的噪聲，這在一定程度上可以減少過(guò)分割的區(qū)域。目前常見(jiàn)的消除過(guò)分割

3、的方法有兩種：標(biāo)記控制和區(qū)域合并。區(qū)域合并由于其計(jì)算量較大，需要對(duì)過(guò)分割的結(jié)果按照合并規(guī)則進(jìn)行掃描合并，因此并不可取。標(biāo)記控制的方法在圖像上提取前景標(biāo)記和背景標(biāo)記，前景標(biāo)記標(biāo)識(shí)著目標(biāo)，背景標(biāo)識(shí)則表示背景區(qū)域。通過(guò)這種方法，一副圖像被劃分為若干幅小圖像，每一副小圖像由背景區(qū)域表示，其內(nèi)部含有唯一的一個(gè)前景標(biāo)識(shí)。然后針對(duì)每個(gè)小區(qū)域采用分水嶺算法，最終得到分割的結(jié)果。
　　 本文采用黃瓜病害葉片為例，探討基于標(biāo)記的分水嶺算法在作物病害

4、葉片圖像分割中的應(yīng)用。研究發(fā)現(xiàn)，直接采用基于標(biāo)記的分水嶺算法對(duì)黃瓜葉片進(jìn)行分割，無(wú)法得到滿意的結(jié)果。為了提高黃瓜病害葉片圖像分割的準(zhǔn)確性，采用了一種改進(jìn)的基于標(biāo)記的分水嶺圖像分割算法。標(biāo)記選取的準(zhǔn)確性，直接影響到分水嶺算法的分割效果，本文對(duì)前景標(biāo)記和背景標(biāo)記的提取方法進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)前景標(biāo)記，對(duì)其進(jìn)行過(guò)濾從而消除偽標(biāo)記；針對(duì)背景標(biāo)記，為了保證圖像邊緣信息的完整性，直接在原圖上進(jìn)行背景標(biāo)記的提取。采用改進(jìn)后的方法對(duì)黃瓜葉片進(jìn)行圖像分割，能夠