[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的番茄早疫病與晚疫病自動(dòng)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910313778.0
• 申請(qǐng)日: 2019-04-18
• 公開（公告）號(hào): CN110084791B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張軍;劉珂珂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T7/00
• 分類號(hào): G06T7/00;G06T7/13;G06T7/11;G06T7/155;G06T7/187;G06T7/66;G06T7/62;G06K9/62
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 李林娟

本發(fā)明公開了一種基于圖像處理的番茄早疫病與晚疫病自動(dòng)檢測(cè)方法，包括：將工業(yè)相機(jī)安裝在番茄生長(zhǎng)側(cè)面，通過(guò)工業(yè)相機(jī)獲取生長(zhǎng)期的番茄側(cè)視圖；通過(guò)圖像預(yù)處理對(duì)番茄側(cè)視圖進(jìn)行圖像灰度化、以及濾波處理，獲取降噪后的番茄圖；對(duì)番茄圖計(jì)算灰度直方圖、獲取小的比例值，直方圖均衡化，邊緣檢測(cè)，最大類間方差，邏輯運(yùn)算，孔洞填補(bǔ)，求取最大聯(lián)通區(qū)域，形態(tài)學(xué)優(yōu)化，獲取初始分割圖；對(duì)初始分割圖分別計(jì)算分割圖與模板圖的7個(gè)Hu不變矩、邊緣矩、角度矩；計(jì)算分割圖與模板圖不變矩向量的歐式距離、余弦相似度，通過(guò)上述計(jì)算結(jié)果衡量初始分割圖的正確性；將篩選后的分割圖映射至原圖，并優(yōu)化；計(jì)算空洞面積占分割面積的百分比，通過(guò)比例值進(jìn)行番茄早疫病與晚疫病的判斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像處理以及植物病菌檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于圖像處理的番茄早疫病與晚疫病自動(dòng)檢測(cè)方法。

背景技術(shù)

番茄作為一種全球廣泛種植的農(nóng)作物，具有豐富的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。但番茄的產(chǎn)量一直受到病菌的困擾，因此，及時(shí)發(fā)現(xiàn)番茄感染的疾病成為提高產(chǎn)量的有效途徑。

目前與番茄病菌檢測(cè)相關(guān)的研究主要包括以下幾種：趙建偉、何玉仙等提出使用生物基因方法，利用特異引物建立番茄早疫病的PCR快速檢測(cè)方法(公開號(hào)為CN105112413A)。王念武、翁瑞泉等提出使用鎖式探針的滾環(huán)擴(kuò)增計(jì)數(shù)，運(yùn)用鎖式探針對(duì)番茄青枯病原菌，番茄潰瘍病原菌和番茄斑點(diǎn)病進(jìn)行反向斑點(diǎn)雜交的高通量檢測(cè)方法(公開號(hào)為CN103215357A)。這種采用生物研究的檢測(cè)方法需要專業(yè)的研究人員以及精度較高的檢測(cè)設(shè)備；將耗費(fèi)大量的人力，財(cái)力。此外，這種檢測(cè)方法不能實(shí)時(shí)的檢測(cè)番茄病菌，對(duì)番茄的產(chǎn)量造成了一定的影響。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種基于圖像處理的番茄早疫病與晚疫病自動(dòng)檢測(cè)方法，本發(fā)明對(duì)病菌識(shí)別快速、準(zhǔn)確，維護(hù)成本低廉，有利于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動(dòng)化，詳見下文描述：

一種基于圖像處理的番茄早疫病與晚疫病自動(dòng)檢測(cè)方法，所述方法包括以下步驟：

將工業(yè)相機(jī)安裝在番茄生長(zhǎng)側(cè)面，通過(guò)工業(yè)相機(jī)獲取生長(zhǎng)期的番茄側(cè)視圖；

通過(guò)圖像預(yù)處理對(duì)番茄側(cè)視圖進(jìn)行圖像灰度化、以及濾波處理，獲取降噪后的番茄圖；

對(duì)番茄圖計(jì)算灰度直方圖、獲取小的比例值，直方圖均衡化，邊緣檢測(cè)，最大類間方差，邏輯運(yùn)算，孔洞填補(bǔ)，求取最大聯(lián)通區(qū)域，形態(tài)學(xué)優(yōu)化，獲取初始分割圖；

對(duì)初始分割圖分別計(jì)算分割圖與模板圖的7個(gè)Hu不變矩、邊緣矩、角度矩；計(jì)算分割圖與模板圖不變矩向量的歐式距離、余弦相似度，通過(guò)上述計(jì)算結(jié)果衡量初始分割圖的正確性；

將篩選后的分割圖映射至原圖，并優(yōu)化；計(jì)算空洞面積占分割面積的百分比，通過(guò)比例值進(jìn)行番茄早疫病與晚疫病的判斷。

進(jìn)一步地，所述計(jì)算邊緣矩、角度矩具體為：

其中，M_γ為邊緣矩；L為參考點(diǎn)到質(zhì)心的距離；γ_i表示分割后的番茄圖邊界上任意點(diǎn)與參考點(diǎn)之間的距離，n為參數(shù)的個(gè)數(shù)，為不同以參考點(diǎn)到任意點(diǎn)和質(zhì)心為邊的角度的平均值，M_θ表示角度矩；θ_i表示以參考點(diǎn)為頂點(diǎn)，以參考點(diǎn)到任意點(diǎn)和質(zhì)心為邊的角度；使用余弦相似度與歐式距離，衡量分割圖與模板圖之間的相似度。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案的有益效果是：

1、與傳統(tǒng)方法相比，其檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確，效率更高；病菌識(shí)別過(guò)程不需要人工的參與，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單，且能夠達(dá)到實(shí)時(shí)檢測(cè)，滿足了農(nóng)業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程的要求；