摘要:針對(duì)背景和雜草干擾下的果樹圖像冠層提取問(wèn)題,,提出了一種基于M-SP特征加權(quán)聚類的冠層分割算法,。首先,將采集的原始圖像由RGB顏色空間轉(zhuǎn)換到HSI顏色空間,,計(jì)算果樹與背景區(qū)域在H,、S分量上的馬氏距離,構(gòu)造馬氏距離相似度矩陣〖WTHX〗M〖WTBX〗,;其次,,提取圖像像素的垂直位置作為空間特征〖WTHX〗P〖WTBZ〗,在HSI空間內(nèi)的I(xiàn)分量上,,利用最大熵算法提取圖像的陰影區(qū)域,,并進(jìn)行掩膜處理,將獲取的陰影區(qū)域作為空間特征的加權(quán)區(qū)域L,,從而構(gòu)造陰影位置加權(quán)的空間特征〖WTHX〗L〖WTBX〗P,;最后,對(duì)獲取的M-LP特征矩陣進(jìn)行歸一化處理,,分別進(jìn)行上背景,、下背景,、果樹冠層,、雜草4個(gè)類別的Kmeans聚類,最終完成圖像分割,。為驗(yàn)證算法的有效性,,在采集的果樹圖像上進(jìn)行了分割試驗(yàn),結(jié)果表明,,基于M-LP特征的聚類方法能有效解決重度雜草干擾條件下果樹冠層被漏分的問(wèn)題,。采用精確率、召回率和F1值3個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)分割結(jié)果進(jìn)行定量評(píng)價(jià),,選取不同雜草干擾程度(輕微,、中等、較強(qiáng))和時(shí)間段(早晨,、中午,、傍晚)的果樹圖像,,分別以傳統(tǒng)K-means和GMM聚類算法作為對(duì)比進(jìn)行試驗(yàn),結(jié)果表明,,相對(duì)于未經(jīng)過(guò)特征提取的普通聚類分割方法,,本文算法對(duì)于不同雜草干擾程度和不同拍攝時(shí)間段下的果樹冠層分割表現(xiàn)出一定的魯棒性,平均精確率為87.1%,,平均召回率為87.7%,,平均F1值為87.1%。分割和驗(yàn)證結(jié)果表明,,在進(jìn)行有效圖像特征提取的基礎(chǔ)上,,結(jié)合少量標(biāo)注作為先驗(yàn)知識(shí)的無(wú)監(jiān)督分割方法可以準(zhǔn)確分割出果樹冠層區(qū)域。