大豆葉片視覺信息提取及氮素缺超診斷模型研究.pdf

1、大豆是我國重要的糧食兼油料作物,在人們的生活中占有很大的比重。中國是大豆生產(chǎn)及進(jìn)口的大國,大豆的產(chǎn)量直接影響人們的生活質(zhì)量,而保證大豆產(chǎn)量的前提條件是氮肥正確和及時(shí)的實(shí)施。大豆植株氮肥缺失或者超量會(huì)在其形態(tài)上表現(xiàn)出來,有研究報(bào)道缺氮的大豆葉片會(huì)出_現(xiàn)青銅色斑塊,葉片會(huì)變黃而干枯,莖瘦長等癥狀。通過跟蹤大豆葉片的生長情況來確定在大豆生長的不同時(shí)期所需的氮肥量,從而來正確和及時(shí)的指導(dǎo)氮肥施加量,對(duì)大豆的增產(chǎn)起了推動(dòng)作用。
　　 目前

2、,對(duì)大豆缺失及超量氮肥的信息獲取主要依靠人工目測的方法,由于個(gè)人知識(shí)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的差異,所以診斷過程精度低、主觀性強(qiáng)、存在誤判的情況,甚至?xí)霈F(xiàn)對(duì)于同一癥狀不同人給出不同結(jié)論的現(xiàn)象。針對(duì)這種情況,本文將大豆葉片的形態(tài)同數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)理統(tǒng)計(jì)技術(shù)等相結(jié)合,研究并實(shí)現(xiàn)了大豆葉片氮元素缺失及超量的自動(dòng)、準(zhǔn)確、高精度的檢測。
　　 本文采用沙培方法培育了含氮量為O％、50％、100％以及150％的大量樣本,在其生長的不同階段采集大

3、豆葉片,通過掃描儀對(duì)葉片進(jìn)行掃描獲取各個(gè)時(shí)期的大豆葉片樣本。大豆的生長可分V期和R期。V是營養(yǎng)生長期,V2指兩片葉子期,V3指三片葉子期;R是生殖生長期,R1是初花期,R2是盛花期,R3初莢期,R4盛莢期,R5鼓粒初期,R6鼓粒盛期。本研究主要采集V2,V3和R1～R4期的葉片為研究對(duì)象,分別采集了這六個(gè)不同時(shí)期中不同含氮量的大豆葉片作為研究對(duì)象,建立樣本庫以便后期的葉片的特征提取。
　　 對(duì)采集的圖片進(jìn)行圖像灰度化,圖像濾波等

4、預(yù)處理,分析比較常用的幾種分割方法,運(yùn)用改進(jìn)的最大類間方差法確定閾值T對(duì)葉片進(jìn)行背景分割。為了減少由光照變化產(chǎn)生的干擾,經(jīng)比較提出了在RGB顏色模型下選取B分量進(jìn)行葉片分割的方法。通過對(duì)葉片特征的分析,綜合顏色、形狀和紋理三方面特征對(duì)葉片進(jìn)行了有效的描述,提取了葉片RGB、HSV和Lab顏色分量的均值、偏差、三階矩27個(gè)顏色特征值;能量均值、能量偏差、相關(guān)性均值、相關(guān)性偏差、同次性均值、同次性偏差、差異性均值、差異性偏差8個(gè)紋理特征值;