III WVC 2007 - Iris.sel.eesc.sc.usp.br - USP

WVC'2007 - III Workshop de Visão Computacional, 22 a 24 de Outubro de 2007, São José do Rio Preto, SP.Um algoritmo para eliminação de fundo em imagens de cultivo de sojaRodrigo SatoPrograma de Pós-Graduação em EngenhariaElétricaFaculdade de Engenharia deIlha Solteira – UniversidadeEstadual PaulistaNorian MarranghelloPrograma de Pós-Graduação em EngenhariaElétricaFaculdade de Engenharia deIlha Solteira – UniversidadeEstadual PaulistaAledir Silveira PereiraDepartamento de Ciências deComputação e EstatísticaInstituto de Biociências, Letrase Ciências Exatas –Universidade Estadual PaulistaResumoEste trabalho apresenta um algoritmo paraeliminação de fundo em imagens, voltado a tarefas deidentificação de plantas daninhas em cultivo de soja. Aprincipal característica deste trabalho é o emprego detécnicas de processamento de imagens, com a varredurada imagem realizada pixel a pixel. Os objetos resultantesna imagem são as folhas, seja de soja ou planta daninha.Foram concebidas versões de software com a criação dealgoritmos em MATLAB e linguagem C, para posteriorimplementação em linguagem VHDL (Very High SpeedIntegrated Circuit Hardware Description Language)..Foram utilizadas rotinas em MATLAB para operar sobreimagens representadas como matrizes. Os algoritmosforam refinados até que produzissem um resultadosatisfatório. Estes algoritmos, após o refinamento, foramprogramados em linguagem C, momento no qualpuderam ser feitas modificações para suaimplementação em VHDL.1. IntroduçãoNa agricultura, a identificação de plantas daninhastorna-se uma tarefa bastante difícil, mas muitoimportante. O controle de plantas daninhas é uma práticade elevada importância para a obtenção de altosrendimentos em qualquer atividade [1].As plantas daninhas constituem grande problema paraa cultura da soja e por isso, a necessidade de controlá-lasé muito grande. Conforme a espécie, a densidade e adistribuição da invasora na lavoura, as perdas sãosignificativas. A planta daninha compete com a culturade soja pela luz solar, pela água e pelos nutrientes edependendo do nível de infestação e da espécie, podedificultar a colheita e comprometer a qualidade do grão[1].Um dos maiores custos na produção agrícola está naaplicação de agrotóxicos, que são recomendados parainfestações de pragas, doenças e plantas daninhas. Asaplicações de agrotóxicos, se não realizadascorretamente, geram perdas econômicas para oagricultor além de causar sérios danos ao meioambiente. Na prática convencional agrícola ainda sãoaplicadas grandes quantidades de agrotóxicos, semdosagem muito correta.A agricultura de precisão, também chamada de A.P.,surgiu para resolver esse problema. A A.P. é umatécnica de gerenciamento agrícola cujo principalconceito é aplicar os insumos agrícolas no localcorreto, no momento adequado e nas quantidadesnecessárias, em áreas cada vez menores e maishomogêneas, tanto quanto a tecnologia e os custosenvolvidos o permitam [2].Alguns dos principais benefícios da aplicação dastécnicas de agricultura de precisão que podem sercitados são: a redução dos custos da produção devido àredução de insumos, a maior produtividade da lavoura,a redução da contaminação ambiental, o aumento norendimento das culturas, entre outros [2].Para que se chegue ao objetivo esperado, aidentificação de plantas daninhas em determinada área,são utilizadas técnicas de processamento digital deimagens, aliadas às técnicas de inteligência artificial. Oprocessamento digital das imagens é responsável pelaextração de informações relevantes destas imagens,descartando o fundo da imagem e eliminando tudo oque não puder ser aproveitado para futuroprocessamento, enquanto que as técnicas deinteligência artificial são responsáveis pela detecçãodas plantas daninhas, distinguindo-a das folhas de soja.Existem vários trabalhos voltados para a área deagricultura de precisão. Dentre eles pode-se citar [3] e[4]. Em [3], PERNOMIAN relata o desenvolvimentode um identificador de plantas daninhas em tempo real253