[發明專利]基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法

無效

• 申請號: 201210578380.8
• 申請日: 2012-12-26
• 公開（公告）號: CN103034872A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 汪建
• 申請（專利權）人: 四川農業大學;汪建
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法，其特征是包含以下具體步驟：

（1）通過田間捕捉裝置，獲取農田害蟲的原始圖像；

（2）將原始圖像從RGB顏色空間轉換到HSI顏色空間，并選取H和S參數作為害蟲圖像的特征；

（3）對圖像進行飽和度增強計算，然后計算并提取害蟲的顏色特征參數；

（4）將農田害蟲原始圖像從RGB格式轉化為灰度格式，并進行自適應二值化處理；

（5）農田害蟲圖像再經形態學處理后，完成圖像分割，并提取害蟲形狀特征參數；

（6）對提取的害蟲顏色特征參數和形狀特征參數進行模糊聚類算法處理，并結合RBF徑向基函數神經網絡進行訓練和識別；

（7）完成農田害蟲的識別并計數。

2.根據權利要求1所述的基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法，其特征是：在步驟（3）對圖像進行飽和度增強計算中，是對飽和度S進行基于期望值的圖像增強調整，先算出圖像中每個像素點飽和度數值及其在圖像中出現的概率，求出其數學期望E(x)，并以此調整圖像的飽和度，調整公式定義為：

Si′=E(x)+(1-E(x))·Siα]]>

S_i是原來的飽和度分量，S_i′是調整后飽和度分量，α為拉伸因子，決定飽和度分量的飽和程度，x_i為圖像中飽和度的值，p_i為該飽和度值對應出現的概率，R為圖像的像素點總數。

3.根據權利要求1所述的基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法，其特征是：在步驟（3）提取害蟲的顏色特征參數中，共提取了色調均值、飽和度均值、色調最大差值、飽和度最大差值4個顏色特征參數。

4.根據權利要求1所述的基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法，其特征是：在步驟（5）提取害蟲形狀特征參數中，提取了面積、周長、長寬比和復雜度4個形狀特征參數。

5.根據權利要求1所述的基于顏色和模糊聚類算法的農田害蟲識別方法，其特征是：在步驟（6）的模糊聚類算法處理中，考慮不同的特征參數對聚類的作用不同，取各個特征參數的權向量為：

W=(w₁,w₂,......,w_m)

并引入加權廣義歐式權距離，描述聚類樣本b與種類h間的差異定義如下：

d(rb,sh)=uhb||w(rb-sh)||]]>

=uhb{Σa=1m[wa(rab-sah)]2}1/2]]>

同時求解最優模糊聚類矩陣與最優模糊聚類中心矩陣，建立目標函數，使聚類樣本對于全部種類加權廣義歐式權距離平方和為最小，目標函數為：

min{F(uhb)}=Σb=1mmin{Σh=1cuhb2Σa=1m[wa(rab-sah)]2}]]>

其中，r_b是聚類樣本b，s_h表示種類h，w_a是參數a的權向量值，r_ab表示聚類樣本b的參數a的特征值規格化數，u_hb是樣本b歸屬于種類h的相對隸屬度，s_ah表示種類h的參數a的特征值規格化數。