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果树仿形喷雾是针对我国目前较落后的果园农药喷施设备与技术而提出的新方法，其工作原理是根据果树的外形轮廓实现精确喷雾。该方法预期能提高农药的利用率，减少农药对环境的污染。仿形喷雾时，为实现喷雾时间或喷雾压力等喷雾参数的智能化、精确化、快速化，检测系统需要快速检测果树的冠幅、稀密程度、树高等形态结构参数，这些果树形态结构参数是实现自动快速精确喷雾和变量喷雾的基础。
一幅图像包含了非常丰富的二维信息，通过立体成像还可以获取三维信息，利用图像处理技术对果树图像进行处理，然后进行特征提取，可将果树的形态结构参数计算出来。本文设计开发了基于DSP的果树形态结构参数检测系统，利用数字信号处理器(DigitalSignalProcessing，简称DSP)进行图像处理，快速获取自动仿形喷雾时所需的果树形态结构参数。具体研究内容如下：
(1)设计开发了基于DSP的果树形态结构参数检测系统。该系统主要由摄像头、ADV7183解码芯片、ADSP-BF533数字信号处理器、外部存储器等组成，能够实时采集视频图像，并可以进行快速图像处理和形态结构参数计算，且能通过串口把计算结果传送到计算机，由集成环境进行显示。本系统结构简单，性能稳定，处理速度快，功耗小。
(2)利用ADV7183采集编码芯片对视频信号进行时实采集，并把模拟视频信号转换为YCbCr4：2：2格式的数字视频信号，利用DSP进行信号处理，首先把YCbCr4：2：2格式图像利用比较快速有效的邻域插值法转化为YCbCr4：4：4图像，再利用公式把其转化为RGB8：8：8真彩色图像，为后续的图像分割做好准备。
(3)果树处在自然环境中，背景比较复杂，分割比较困难，本文研究了基于颜色模型分割背景较为简单的果树图像的方法，对2R+G-B分量，利用最大类间方差法进行分割，经试验验证分割率达83％。为了后续形态结构参数计算的准确性，必须完全去除背景，本文对果树二值化图像采用5×5单位矩阵作为结构单元进行两次膨胀，再采用3×3单位矩阵作为结构单元进行一次腐蚀，能够完全去除分割后残留的背景，处理果树目标形状变化不大，使后续的基于二值化图像的计算果树的冠幅、树高、稀密程度等果树形态结构参数成为可能。同时实现了这些算法在硬件中运行。
(4)开发了基于果树二值化图像计算冠幅、树高、稀密程度的C语言算法，并在本系统上进行了实现。经实验验证：系统检测果树冠幅的相对误差基本在-1．51～1％范围内变化；系统检测树高与实际果树高度的相对误差基本在-3．0～1．7％范围内变化。实验结果说明：本系统对果树冠幅，树高检测的准确度高，速度快，符合自动仿形喷雾对检测的要求。同时，经实验验证：系统检测的稀密程度基本上能够反映果树的实际情况。
(5)本文设计开发的果树形态结构参数检测系统，处理速度快，但达到实时性还有一段距离。由于果树在一定的生长时期，大致的外部形态不会有太大的变化。因此本文利用一次检测得到的果树表面上点的坐标，分别根据单幅和多幅图像进行果树三维外形重建和喷头的定位曲面的建立。在一定时期里，喷头可按预先给出的定位曲面定位，这将会大大降低喷头的自动定位时间，提高实时控制能力和定位精度。