基于圖像識(shí)別的農(nóng)田害蟲(chóng)分類(lèi)識(shí)別研究.pdf

1、農(nóng)業(yè)興，基礎(chǔ)牢；農(nóng)村穩(wěn)，天下安。農(nóng)業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)，農(nóng)田害蟲(chóng)危害是影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要因素之一，僅此一項(xiàng)，全國(guó)每年造成的糧棉損失即達(dá)總產(chǎn)量的13％-16％。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)多沿用黑光燈誘集害蟲(chóng)、人工識(shí)別計(jì)數(shù)的測(cè)報(bào)方法，該方法與測(cè)報(bào)人員的綜合素質(zhì)密切相關(guān)，主觀因素較大，影響了測(cè)報(bào)的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，不利于農(nóng)田害蟲(chóng)的防治工作及時(shí)、有效地展開(kāi)。因此研究新的害蟲(chóng)識(shí)別、測(cè)報(bào)方法勢(shì)在必行。 本文在中科院模式識(shí)別國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題基金與河

2、南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助下，以河南省植保站和鄭州市植保站為實(shí)驗(yàn)基地，多次深入植?，F(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，給出了基于圖像識(shí)別的農(nóng)田害蟲(chóng)檢測(cè)新方法。本文主要完成了以下幾個(gè)方面的工作： 1．提出了檢測(cè)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案；對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的硬件裝置進(jìn)行了改進(jìn)：為檢測(cè)裝置加上了上下振動(dòng)濾網(wǎng)，運(yùn)用環(huán)狀光源設(shè)計(jì)了圓柱體燈箱。 2．結(jié)合本系統(tǒng)獲取的害蟲(chóng)圖像，提出了一套實(shí)用有效的圖像增強(qiáng)和分割方案，實(shí)現(xiàn)了害蟲(chóng)二值目標(biāo)的準(zhǔn)確分割。 3．分析了

3、主要農(nóng)田害蟲(chóng)的形態(tài)學(xué)特征，提取了害蟲(chóng)目標(biāo)圖像的面積、周長(zhǎng)、復(fù)雜度、不變矩等16個(gè)特征，并篩選出了適合分類(lèi)的7個(gè)有效特征。 4．設(shè)計(jì)并比較分析了BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器、徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器和Gauss模糊分類(lèi)器。針對(duì)傳統(tǒng)BP算法易陷入局部極小和收斂速度慢的問(wèn)題，分析了各種改進(jìn)方法，提出了新的聯(lián)合優(yōu)化算法，使網(wǎng)絡(luò)的收斂速度大大加快，其對(duì)9類(lèi)害蟲(chóng)的識(shí)別率達(dá)到了92.2％；分析設(shè)計(jì)了RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類(lèi)器，采用模糊C均值聚類(lèi)法來(lái)確定其基函