[發明專利]一種美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法

有效

• 申請號: 201310144269.2
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN103226709A
• 公開（公告）日: 2013-07-31
• 發明（設計）人: 趙穎;孫群;李猛;王翀
• 申請（專利權）人: 聊城大學
• 主分類號: G06K9/54
• 分類號: G06K9/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，可實現美國白蛾1-4齡幼蟲網幕圖像的自動識別。

背景技術

美國白蛾又名美國燈蛾、秋幕毛蟲，繁殖力強，危害300多種植物，尤其是闊葉樹，是世界性檢疫害蟲。1979年我國遼寧省丹東市首次發現該蟲，目前，已經迅速蔓延至天津、北京、河北、遼寧、山東、陜西等地。美國白蛾在幼蟲期危害樹木最為嚴重。幼蟲共7齡，1-2齡幼蟲只取食葉肉，留下葉脈，整個葉片呈透明的紗網狀。3齡幼蟲將葉片咬成缺殼，4齡幼蟲開始分成若干個小的群體，5齡后單個取食。整個幼蟲期間取食量極大，造成植物長勢衰弱，抗逆力低下，部分枝條甚至整株死亡。前3齡幼蟲網幕較明顯，是實施防治的良好時機。

目前，常采用人工摘除網幕和化學藥劑大規模噴施的防治方法。這些方式大多粗放、低效、高污染，研究美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，進而研制智能對靶噴藥機器人裝置，具有重大的現實意義。

對靶施藥成為精細農業的研究重點之一，國內外學者在大田、果園和設施農業病害防治方面都進行了有意義的探索。例如，胡天翔等人提出了基于DSSA(?Domain?Specific?Software?Architecture)的智能對靶噴霧機軟件系統設計思想；尹東富等研究了棉田對靶噴藥除草系統，采用模糊控制算法自動識別雜草以及根據采集車速、雜草密度信息自動調整流量；耿長興等針對溫室黃瓜病害研究了對靶噴藥機器人，實現了基于顏色和紋理信息的病情判斷和定量分析。然而，美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法在國內外尚未見相關報道。

發明內容

本發明的技術解決問題是：針對目前人工噴藥粗放、低效、高污染的情況，研究美國白蛾幼蟲網幕圖像自動識別方法，為研制智能對靶噴藥機器人裝置奠定基礎。

本發明的技術解決方案為：

一種美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，包括步驟1）圖像色彩空間和色彩通道確定、2）圖像二值化處理、3）噪音區域去除處理和4）噪音的進一步去除和圖像的修補處理。

前面所述的美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，優選的方案是，步驟1）圖像色彩空間和色彩通道確定包括：????????????????????????????????????????????????根據美國白蛾幼蟲網幕圖像色彩分布特征，選擇RGB顏色空間；計算原始圖像中網幕、葉子和枝條部位的（R-G）、（B-G）、（R-B）顏色分量差值，確定（R-B）色差模型。

前面所述的美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，優選的方案是，步驟2）圖像二值化處理，過程如下：對網幕圖像進行逐行掃描，并記錄(R-B)值；求得每一點(R-B)差值，并將此差值按照升序的順序排列，統計其中最大值和中值；使用最大類間方差法計算最佳閾值；進行二值化處理。

前面所述的美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，優選的方案是，步驟3）噪音區域去除處理使用雙閾值處理方法。

前面所述的美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，優選的方案是，所述雙閾值處理方法步驟是：①對圖像從上到下，從左到右進行掃描，如果遇到白色象素則進行標記，并按照Freeman編碼方式反時針跟蹤，如果能夠連接在一起，則表明此區域為一個整體，給圖像中每一個可以連接在一起的整體進行區域標記（貼標簽），命名為區域1，2，3，……，N；②貼標簽的同時，在內存中開設一個動態數組p(?)記錄每一區域所含像素的個數，各個數組成員的大小即為相對應區域的面積，分別記為p(1)，p(2)，?…，?p(i)，…，?p(n)(i=1，2，3，……，N)，N為圖像中所有區域的個數；③求出面積的平均值A和標準方差D，計算A－D和A+D的值確定為面積雙閾值；④使用閾值計算法將面積介于雙閾值之間的白色噪聲區域剔除。

前面所述的美國白蛾幼蟲網幕圖像識別方法，優選的方案是，步驟4）噪音的進一步去除和圖像的修補處理使用改進的膨脹腐蝕法。