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黄瓜病害图像处理与识别技术的应用研究

作　者: 司秀丽
导　师: 袁洪印
学　校: 吉林农业大学
专　业: 农业机械化工程
关键词: 图像处理黄瓜病害颜色纹理识别
分类号: S436.421
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 240次
引　用: 5次
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内容摘要

随着计算机硬件成本的下降、CPU运算速度的提高、计算机处理能力的增强以及图像处理与识别技术本身的专业化发展，数字图像处理与识别技术在农业上的应用越来越广泛，并将成为实现农业信息化与自动化的重要技术力量。本论文以计算机图像处理技术为重要技术手段，综合运用图像处理、植物生理学、色度学、模式识别等方面的知识，研究利用计算机图像处理技术进行黄瓜霜霉病的病害识别与诊断。只有正确识别病害，才能对症下药，减少生产损失，增加农民收入。要达到对各种病症准确无误的识别，必须利用计算机图像处理与识别技术，并研制出应用软件，以克服人的视觉系统的观察误差。本论文研究内容包括以下四个部分：一、病害样本图像采集在领域专家用于进行科学研究的黄瓜生产田霜霉病实验区，进行黄瓜苗期与成株期病害样本的采集。根据病害叶片的采样要求，利用光照系统和计算机图像处理装置进行病害样本的图像采集。二、病害图像的预处理无论采用何种装置，采集到的图像往往不能令人满意，必须对图像进行预处理以改善图像质量。本研究首先从选择图像的背景入手，选择白色作为病害图像的背景；再通过阈值处理把叶片图像从背景中分离出来；对黄瓜病害图像进行平滑处理以去除噪声；为了有效提取黄瓜霜霉病的病斑形状，采用了微分变换来对图像进行边缘检测。为下一步图像识别打下良好基础。三、病害的识别与诊断综合应用颜色、纹理、病斑形状三方面的特征参数，对病害进行识别和诊断。比较几种常见的色度学系统特点，进行颜色特征参数的提取；分别利用灰度共生矩阵和小波变换法对图像的纹理特征进行研究；对病害叶片病斑部位进行形状特征参数的提取。建立识别病害叶片的识别模型，构建了模式识别分类器；引入隶属度原则识别法进行模糊识别。根据黄瓜霜霉病病斑形状呈不规则的多角形这一典型特征，对黄瓜霜霉病进行识别，取得了较好的效果。四、计算机图像处理与识别软件系统开发与试验修证以VC++6.0作为软件开发工具，编写图像处理程序代码，最终形成适用的图像处理与识别系统。结合黄瓜生长过程，分苗期和成株期两个阶段分别进行样本采集。按

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-16
  1.1 本研究的目的和意义  9-10
  1.2 图像处理技术  10-11
  1.3 图像处理技术的国内外研究现状  11-13
    1.3.1 图像处理技术的国外研究现状  11-12
    1.3.2 图像处理技术的国内研究现状  12-13
  1.4 研究内容  13-14
  1.5 研究方案  14
  1.6 研究的技术路线  14-16
第二章数字图像处理与识别硬件系统的建立  16-20
  2.1 数字图像处理系统的概述  16-17
    2.1.1 图像的数字化  16
    2.1.2 数字图像处理基本要求  16-17
  2.2 数字图像处理系统的硬件组成  17
  2.3 图像采集硬件装置的组成  17-18
  2.4 光照系统  18
  2.5 不同光照系统下图像对比  18-20
第三章黄瓜病害图像预处理  20-27
  3.1 样本的选择及图像采集  20
  3.2 背景的选择  20
  3.3 病态叶片的提取  20-21
  3.4 图像的平滑处理  21-23
  3.5 图像的灰度化处理  23-24
  3.6 边缘检测  24-27
第四章黄瓜病态叶片颜色、纹理和病斑形状特征参数的提取  27-35
  4.1 病害叶片颜色特征参数的研究  27-29
    4.1.1 CIE1931 RGB色度系统  27-28
    4.1.2 HIS色度系统  28-29
  4.2 病害叶片纹理特征参数的研究  29-32
    4.2.1 利用灰度共生矩阵进行纹理特征提取  30-31
    4.2.2 小波变换  31-32
  4.3 病害叶片病斑部位形状特征参数的研究  32-34
    4.3.1 形状特征的研究  32-33
    4.3.2 病斑部位形状特征的提取  33-34
  4.4 特征参数的选取  34-35
第五章模式识别  35-40
  5.1 模式识别的概述  35
  5.2 模式识别方法的选择  35-36
  5.3 决策理论方法  36-40
    5.3.1 贝叶斯分类法  37-38
    5.3.2 贝叶斯分类器的建立  38
    5.3.3 隶属度原则识别法  38-40
第六章图像处理与识别软件系统开发  40-45
  6.1 数字图像处理系统工作流程的建立  40
  6.2 蔬菜病害检测数字图像处理界面的建立  40-42
  6.3 程序执行的部分界面  42-45
第七章试验结果分析与系统验证  45-48
  7.1 黄瓜霜霉病检测结果的对比试验研究  45-47
  7.2 系统的可行性研究及展望  47-48
第八章全文总结  48-49
  8.1 总结  48
  8.2 认识和体会  48-49
参考文献  49-52
致谢  52-53
作者简介  53

黄瓜病害图像处理与识别技术的应用研究

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