مقایسه صحت روش‌های مختلف پردازش تصویر در برآورد پوشش سایه‌انداز گیاه چغندرقند با استفاده از تصاویر دوربین دیجیتال

Abstract

در پژوهش حاضر، از عکس‌برداری دیجیتال برای برآورد مقدار پوشش سایه‌انداز چغندرقند استفاده شد. برای این منظور، مجموعه تصاویر مرئی گیاه چغندرقند، در طول دوره رشد، در سال 1396، تحت تیمارهای تنش خشکی و نیتروژن در گلخانه‌ای در پژوهشگاه علوم گیاهی ETH واقع در لیندائو اسچیکان، سوئیس، تهیه شد. تیمارهای این پژوهش شامل دو سطح تنش آبیاری (کم‌آبیاری و آبیاری کامل) و سه سطح تنش کود (20، 40 و 80 کیلوگرم بر هکتار نیتروژن) بود. جداسازی تصاویر، با استفاده از کتابخانه‌های پردازش تصویر در زبان برنامه‌نویسی پایتون و با بهره‌گیری از الگوریتم‌های تمایز و آستانه‌گذاری تصویرها انجام گرفت. به این منظور از روش‌های ترکیبی جداسازی با استفاده از شاخص‌های گیاهی تمایز (گیاه از خاک و پس‌زمینه) سبزینگی مازاد، تفاضل باند سبز مازاد با باند قرمز مازاد و بدون استفاده از شاخص تمایز و الگوریتم‌های آستانه‌گذاری انتخابی و آستانه‌گذاری خودکار Otsu و مثلثی استفاده شد. بنابراین، نُه روش ترکیبی متشکل از الگوریتم‌های تمایز و آستانه‌گذاری برای برآورد پوشش سایه‌انداز ایجاد شد که روش‌های ترکیبی شاخص گیاهی تفاضل سبزینگی مازاد با مقدار باند قرمز مازاد و آستانه‌گذاری انتخابی (ExGR & M_Threshold) و شاخص سبزینگی مازاد و آستانه‌گذاری Otsu (ExG & Ostu) به‌ترتیب، بیش‌ترین صحت، 69/94 درصد و 52/87 درصد را داشتند. روش بدون شاخص تمایز و آستانه‌گذاری مثلثی (No_Discrimination & Triangle) کم‌ترین صحت را با مقدار 18/53 درصد داشت.

Keywords

• آستانه‌گذاری
• تمایز
• تنش خشکی
• تنش نیتروژن
• جداسازی