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基于图像处理技术的温室黄瓜病害识别系统研究
作 者: 董丕霞
导 师: 王向东
学 校: 沈阳工业大学
专 业: 系统工程
关键词: 黄瓜病害 图像处理 病斑分割 特征提取 分类识别
分类号: TP391.41
类 型: 硕士论文
年 份: 2013年
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内容摘要
随着计算技术和图像处理技术的发展,自动识别病害成为研究的热点。将科学技术运用于农业生产不仅解放了劳动力、提高了作物的产量和农产品的质量,同时保护了环境,对现代农业的发展有着深远的意义。本文以温室大棚中黄瓜常见病害霜霉病、白粉病、炭疽病为主要研究对象,设计了一个温室黄瓜病害识别系统,并在Visual C++环境下实现了该系统。该系统主要包括预处理、病斑分割、(颜色、形状、纹理)特征提取、病害识别四个模块,每个模块都可进行填充和扩展。在图像的预处理部分主要做了灰度化、平滑、锐化的处理。灰度化时采用了加权平均法。图像平滑时比较了中值滤波和均值滤波法这两种方法。其中,中值滤波较适用于纹理特征的提取,均值滤波较适用于颜色特征提取。然后对梯度锐化和拉普拉斯锐化做了分析,发现梯度锐化后的效果更好更适合用在本文。病斑分割模块比较了迭代阈值分割方法和最大类间方差分割方法,这两种分割方法的病斑提取效果都不理想。在迭代阈值分割方法的基础上提出了改进后的分割算法,改进算法的优点是能准确的定位病斑。特征提取模块提取颜色特征量9个、形状特征量4个、纹理特征量8个,共21个特征量,并对这些参量做了归一化处理。病害识别模块中运用试凑法对21个特征量进行优化和筛选,依据筛选后的特征量对识别结果重要性的不同赋给不同的权值。经过实验验证,仅使用B均值-Bmean识别病害的正确率达到88%以上;结合颜色、纹理、形状特征识别病害的正确率达到96%以上,这两种方法都是有效的途径。
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全文目录
摘要 5-6 Abstract 6-10 第一章 绪论 10-19 1.1 论文背景和意义 10-11 1.2 国内外的发展现状和和存在的问题 11-16 1.2.1 对病害作物图像的分割 12-13 1.2.2 对病害作物图像的特征提取 13-16 1.3 本文的主要研究内容和结构 16-19 1.3.1 研究内容 16-17 1.3.2 论文结构 17-19 第二章 图像识别系统设计和预处理 19-29 2.1 图像识别系统设计 19-20 2.2 图像预处理 20-28 2.2.1 灰度化 21-23 2.2.2 灰度变换 23-24 2.2.3 图像平滑 24-26 2.2.4 图像锐化 26-28 2.3 本章小结 28-29 第三章 图像分割 29-39 3.1 迭代阈值图像分割 30 3.2 最大类间方差法 30-31 3.3 改进的分割方法 31-38 3.3.1 分割算法的改进 31-32 3.3.2 形态学处理 32-34 3.3.3 比较分析 34-38 3.4 本章小结 38-39 第四章 黄瓜叶片图像特征选择和提取 39-49 4.1 颜色特征提取 39-42 4.1.1 颜色特征 39-40 4.1.2 颜色特征参量 40-41 4.1.3 测试样本颜色特征值提取及结果分析 41-42 4.2 形状特征提取 42-45 4.2.1 形状特征 42-43 4.2.2 形状特征值 43-44 4.2.3 样本形状特征提取结果及分析 44-45 4.3 纹理特征提取 45-48 4.3.1 灰度共生矩阵 46 4.3.2 纹理特征参量 46-47 4.3.3 提取结果和分析 47-48 4.4 本章小结 48-49 第五章 病害识别 49-55 5.1 模式识别方法介绍和选择 49-50 5.1.1 常用方法介绍 49-50 5.1.2 方法的选择 50 5.2 数据处理 50-52 5.2.1 归一化处理 50-51 5.2.2 特征值的筛选 51-52 5.3 识别结果及分析 52-54 5.3.1 基于蓝色特征值的分类结果 52-53 5.3.2 结合颜色、纹理、形状特征的分类识别结果 53-54 5.4 本章小结 54-55 第六章 黄瓜病害图像处理和识别系统的设计和实现 55-61 6.1 系统环境 55 6.2 系统设计 55-56 6.3 系统部分界面 56-60 6.4 本章小结 60-61 第七章 结论 61-63 7.1 结论 61 7.2 下一步的工作 61-63 参考文献 63-66 在学研究成果 66-67 致谢 67
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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理(信息加工) > 模式识别与装置 > 图像识别及其装置
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