基于Android的水稻病蟲(chóng)害圖像識(shí)別與診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、水稻病蟲(chóng)害綜合防治的首要前提是對(duì)田間病蟲(chóng)害進(jìn)行及時(shí)準(zhǔn)確的識(shí)別和診斷。目前，我國(guó)水稻病蟲(chóng)害識(shí)別與診斷工作主要依靠植保工作者的人工識(shí)別，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，實(shí)時(shí)性差，無(wú)法滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需求。隨著機(jī)器學(xué)習(xí)和模式識(shí)別技術(shù)發(fā)展日益成熟，使得水稻病蟲(chóng)害的自動(dòng)識(shí)別與診斷成為可能。為了實(shí)現(xiàn)水稻田間病蟲(chóng)害智能識(shí)別，本文建立了基于Android的水稻病蟲(chóng)害圖像識(shí)別與診斷系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)水稻病蟲(chóng)害圖像的采集、識(shí)別和快速診斷。本論文主要研究?jī)?nèi)容、方法和結(jié)果如下:

2、　　(1)建立水稻病蟲(chóng)害信息數(shù)據(jù)庫(kù)。利用SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)工具建立了水稻病蟲(chóng)害信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其中數(shù)據(jù)表中包括了水稻病蟲(chóng)害的圖像存儲(chǔ)位置信息、發(fā)生時(shí)期、為害癥狀及對(duì)應(yīng)的防治措施等信息?？蛻舳薃PP通過(guò)API接口訪問(wèn)該數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)水稻常見(jiàn)病蟲(chóng)害信息的查詢。
　　(2)基于Android的水稻病蟲(chóng)害圖像識(shí)別與診斷系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。該系統(tǒng)包括客戶端和服務(wù)器端。客戶端APP可以實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害圖像采集、信息瀏覽及與服務(wù)器端信息交互;服務(wù)器端包括對(duì)客戶端請(qǐng)

3、求信息響應(yīng)及調(diào)用相應(yīng)識(shí)別算法對(duì)病蟲(chóng)害圖像進(jìn)行分類識(shí)別。首先由用戶通過(guò)Android手機(jī)APP獲取病蟲(chóng)害圖像，選用HTTP通信協(xié)議，將待識(shí)別圖像發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器，服務(wù)器端接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)后調(diào)用水稻病蟲(chóng)害算法識(shí)別庫(kù)，完成水稻病蟲(chóng)害的識(shí)別并將識(shí)別結(jié)果與診斷信息返回客戶端，實(shí)現(xiàn)了水稻病蟲(chóng)害無(wú)損、及時(shí)和準(zhǔn)確的識(shí)別。其中Android手機(jī)端可對(duì)獲取圖像進(jìn)行裁剪，在減少數(shù)據(jù)傳輸量的同時(shí)也有助于后續(xù)的圖像分析，縮短了系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間。
　　(3)基于SV

4、M的水稻病蟲(chóng)害為害狀圖像識(shí)別算法的研究。首先，根據(jù)自然環(huán)境下水稻病蟲(chóng)害為害狀圖像的特點(diǎn)，構(gòu)建符合其特點(diǎn)的圖像預(yù)處理流程，使用基于顯著性的圖像分割算法分離出病斑區(qū)域;提取病斑圖像的顏色、紋理、形狀特征，采用SVM分類器實(shí)現(xiàn)了稻瘟病、稻曲病、稻縱卷葉螟為害狀、紋枯病共4種病蟲(chóng)害為害狀圖像的分類識(shí)別，平均識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到92.0％。
　　(4)基于特征融合和稀疏表示的害蟲(chóng)圖像識(shí)別算法的研究。為了獲得更有效的圖像特征，對(duì)所有害蟲(chóng)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)

5、使害蟲(chóng)頭朝上，按照長(zhǎng)寬比為1∶2的比例裁剪昆蟲(chóng)圖像，并使其占據(jù)圖像大部分面積，然后將圖像進(jìn)行等比例縮放至統(tǒng)一像素尺寸48×96;提取害蟲(chóng)圖像的全局顏色特征與局部特征;對(duì)提取特征進(jìn)行篩選和融合，為訓(xùn)練樣本構(gòu)建多特征過(guò)完備字典，利用過(guò)完備字典對(duì)測(cè)試圖像進(jìn)行多特征稀疏表示。同時(shí)，計(jì)算稀疏集中指數(shù)閾值，用于判斷測(cè)試樣本的有效性，如果測(cè)試樣本的稀疏集中指數(shù)大于該閾值，則認(rèn)為最小殘差所對(duì)應(yīng)的類別即為測(cè)試樣本的類別，否則認(rèn)為該測(cè)試樣本為非測(cè)報(bào)害蟲(chóng)。最