[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)及識別方法

在審

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• 申請日: 2022-11-30
• 公開（公告）號: CN115810201A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周前;岳振宇;史浩遠(yuǎn);徐濤;徐嘉俊;高皖陵;趙俊
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06V40/10
• 分類號: G06V40/10;G06V10/46;G06V10/54;G06V10/764;G06V10/774
• 代理公司: 合肥律眾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 34147
• 代理人: 殷娟

1.一種基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：包括服務(wù)器，用于采集各蠶病類型對應(yīng)蠶病圖像形成訓(xùn)練圖像集的蠶病圖像獲取模塊，用于對蠶病圖像進(jìn)行圖像擴(kuò)充形成擴(kuò)充圖像集的蠶病圖像擴(kuò)充模塊，用于采集待識別圖像的待識別圖像獲取模塊，以及用于對訓(xùn)練圖像集、擴(kuò)充圖像集和待識別圖像進(jìn)行預(yù)處理的圖像預(yù)處理模塊；

所述服務(wù)器通過特征向量提取模塊對預(yù)處理圖像提取特征向量，并利用蠶病圖像標(biāo)記模塊對預(yù)處理后的訓(xùn)練圖像集、擴(kuò)充圖像集進(jìn)行分類標(biāo)記，所述服務(wù)器通過蠶病識別模型構(gòu)建模塊、識別驗證模型構(gòu)建模塊分別構(gòu)建蠶病識別模型、識別驗證模型，并利用蠶病識別模型訓(xùn)練模塊基于分類標(biāo)記后的訓(xùn)練圖像集對蠶病識別模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，同時利用識別驗證模型訓(xùn)練模塊基于分類標(biāo)記后的擴(kuò)充圖像集對識別驗證模型進(jìn)行模型訓(xùn)練；

所述服務(wù)器通過識別結(jié)果獲取模塊基于訓(xùn)練好的蠶病識別模型獲取關(guān)于待識別圖像的蠶病識別結(jié)果，并利用識別結(jié)果驗證模塊基于訓(xùn)練好的識別驗證模型獲取關(guān)于待識別圖像的識別驗證結(jié)果，所述服務(wù)器通過識別結(jié)果輸出模塊基于識別驗證結(jié)果輸出關(guān)于待識別圖像的最終蠶病識別結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述特征向量提取模塊對預(yù)處理圖像提取特征向量，包括：

確定圖像中的檢測區(qū)域，計算檢測區(qū)域內(nèi)的像素，對像素進(jìn)行排序，并選取中間像素替換周圍像素；

計算檢測區(qū)域內(nèi)每個cell的直方圖，并對直方圖進(jìn)行歸一化處理；

將每個cell的統(tǒng)計直方圖進(jìn)行連接，得到整幅圖像的LBP紋理特征向量。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述蠶病識別模型訓(xùn)練模塊基于分類標(biāo)記后的訓(xùn)練圖像集對蠶病識別模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，包括：

將訓(xùn)練圖像集中的蠶病圖像，以及蠶病圖像對應(yīng)的分類標(biāo)簽、特征向量輸入蠶病識別模型進(jìn)行模型訓(xùn)練。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述識別結(jié)果獲取模塊基于訓(xùn)練好的蠶病識別模型獲取關(guān)于待識別圖像的蠶病識別結(jié)果，包括：

對待識別圖像的特征向量與訓(xùn)練圖像集中蠶病圖像對應(yīng)的特征向量進(jìn)行相似度計算，并對相似度值進(jìn)行排序，按從高到低的順序選取排列前M個蠶病圖像對應(yīng)的分類標(biāo)簽輸出。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述識別驗證模型訓(xùn)練模塊基于分類標(biāo)記后的擴(kuò)充圖像集對識別驗證模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，包括：

選取多張分類標(biāo)記為同一蠶病類型的蠶病圖像對應(yīng)的擴(kuò)充圖像集，將每個擴(kuò)充圖像集中各擴(kuò)充圖像及對應(yīng)的分類標(biāo)簽、特征向量輸入識別驗證模型進(jìn)行模型訓(xùn)練，得到該類蠶病對應(yīng)的識別驗證模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述蠶病圖像擴(kuò)充模塊對蠶病圖像進(jìn)行圖像擴(kuò)充形成擴(kuò)充圖像集，包括：

將各蠶病圖像隨機(jī)旋轉(zhuǎn)不同角度，得到多張不同旋轉(zhuǎn)角度的擴(kuò)充圖像，形成與該蠶病圖像對應(yīng)的擴(kuò)充圖像集。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的桑蠶蠶病識別系統(tǒng)，其特征在于：所述識別結(jié)果驗證模塊基于訓(xùn)練好的識別驗證模型獲取關(guān)于待識別圖像的識別驗證結(jié)果，識別結(jié)果輸出模塊基于識別驗證結(jié)果輸出關(guān)于待識別圖像的最終蠶病識別結(jié)果，包括：

將待識別圖像隨機(jī)旋轉(zhuǎn)不同角度得到的多張不同旋轉(zhuǎn)角度的擴(kuò)充圖像對應(yīng)的特征向量，依次輸入識別結(jié)果獲取模塊輸出的分類標(biāo)簽對應(yīng)的識別驗證模型，得到多個特征向量的損失值；

若多個特征向量的損失值均小于閾值，則輸出相應(yīng)識別驗證模型對應(yīng)的分類標(biāo)簽所對應(yīng)的蠶病類型。