基于ImagePy的水敏纸图像预处理及液滴参数测量

亢 洁，刘 港，郭国法

(陕西科技大学电气与控制工程学院，西安 710021)

农药在控制农作物病虫害方面具有成本低、有效、快速的特点，是作物病虫害控制的最有力的方法。大量喷洒会造成农药浪费，严重危害环境和人们的身体健康[1]。因此如何提高农药利用率、减少农药使用量成为亟待解决的问题。快速且有效获取施药后雾滴在目标上沉积的喷雾量、雾滴尺寸和雾滴在目标上的覆盖均匀性等信息，可以对施药效果进行定量评价，为进一步优化农药喷施技术提供参考。

目前较普遍应用的雾滴尺寸测量及分布特性可分为三类方法。第一类是机械方法：如将雾滴冷冻或冷却成固体颗粒进行测量，以及利用不同尺寸雾滴的运动惯性和速度差异特性来区分雾滴尺寸范围等；第二类是电气方法：如充电线法(charged-wire)和热线法(hot-wire)，比如测量流体(包括液体、气体)导热系数的方法，此方法具有速度快、精度高的特点；第三类是光学方法：如利用雾滴的一些物理特性(光强、相差、荧光和极化等)进行测量和高速摄影、激光全息、激光图像化和扫描技术等。通常光学测量系统价格昂贵，且使用调试比较烦琐[2]。水敏纸(water-sensative paper，WSP)是提供喷雾覆盖快速评估的一种简单的机械方法，是一种黄色表面的涂布纸，在与水滴接触时变成深蓝色，它具有显色明显、易于图像处理和保存的特点，是目前最常用的雾滴收集器[3-4]。

表 1 FCM、OTSU、彩色图像分割法分割效果对比Table1 Comparison of segmentation effects of FCM，OTSU and color image segmentation methods

目前，国外已开发了多种水敏试纸图像处理软件，其中Fox等[5]提出了一种WSP视觉分级喷雾覆盖方法的结果；……