收藏本站
《浙江理工大学》 2010年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于图像的水稻病害识别方法的研究

管泽鑫  
【摘要】: 水稻是我国最重要的粮食作物之一,提高水稻产量和品质是当今水稻生产的重要目标。但是,水稻每年因病虫害所引起的损失都相当惊人,因此,水稻的病害防治在水稻生产和国民经济发展中占有极其重要的地位。针对目前我国农业水稻病害识别仍然停留在人为主观判断结合已有经验的人工目测检验和对比的阶段,客观性差,效率低,劳动强度大等问题,本论文采用计算机图像处理技术结合模式识别方法进行水稻病害识别方法的研究。构建了水稻病害数据库,并开发了一套水稻病害智能识别系统,实现水稻病斑分割、病斑特征值提取、水稻室内病斑评价以及水稻病害自动识别;并结合网络技术开发了水稻病害远程识别诊断系统。本研究顺应了现代精准农业发展的要求和现代农业自动化检测诊断技术的发展方向,有着良好的应用前景,也为后续研究提供了很好的思路,其意义深远。主要研究内容与结果包括: (1)建立了水稻病害数据库,实现了水稻病害图片,病害特征以及其它描述信息的存储复现,为识别系统和网络查询系统提供了支持,也为以后基于内容的检索提供数据基础; (2)在图像分割方面,提出了一种结合颜色特征与斑点外轮廓的病斑提取方法。通过实验对比分析,本论文提出的分割方法与传统的基于形态特征或基于颜色特征的方法相比较,能够有效地避免在分割过程中斑点区域出现空洞的现象,具有较强的抗噪性; (3)在特征参数提取方面,利用非均匀量化的直方图提取颜色特征,提高了识别鲁棒性。利用灰度共生矩阵提取纹理特征,压缩了病斑图像的灰度等级,减少了3/4的计算量,降低了特征提取复杂度; (4)在特征参数优化方面,利用逐步判别方法对不同的参数集进行优化筛选,分析得出色度纹理参数的识别相关性较大,颜色参数识别相关性最低;并且在不影响识别率的基础上,最多可以使参数减少到原来的57.2%,有效剔除相关性小的冗余参数,减轻了计算机存储和运算的负担,提高了病害识别的速率; (5)在病害识别方面,分别利用贝叶斯、神经网络与支持向量机分类器对6种水稻病害的四个不同参数集进行识别分类。结果表明利用这三种分类器对颜色参数集、形态参数集的病斑识别率相差不大,对于纹理参数集来说,神经网络分类器表现出泛化能力弱,稳定性差的弱点,正确率不到50%,但是三种分类器对三种参数的集合识别率均高达98%以上。由于支持向量机在解决小样本、非线性及高维模式识别问题中表现出许多特有的优势,并且算法固定,避免了输出不收敛与随机性较大的情况,系统采用了提取病害的三种特征参数集合,以支持向量机作为分类器对水稻病害进行识别; (6)利用ActiveX控件开发了内嵌于网页的客户端,结合Sockets套接字实现了基于B/S结构的水稻病害远程识别、浏览与查询系统,突破了地域限制,提高了病害识别实时性,便于先进技术的普及和推广,加强技术部门与用户之间的技术交流; (7)在基于图像的水稻室内病斑评价方面,提出了二次分割策略用于分割病斑与健康叶片,提高了准确度;提出并利用矩形框法去除菌核,可操作性强并且不影响分割准确度; (8)建立了水稻病害智能识别系统,实现了水稻病害图像采集、病斑分割、特征提取、室内病斑评价、病害识别以及远程查询浏览等功能。该研究方法可以扩展到其它农作物病害识别中。
【学位授予单位】:浙江理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TP391.41

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 周正;雷梦龙;唐少先;;基于计算机视觉技术的番茄叶部病害识别研究[J];安徽农业科学;2013年05期
2 刘涛;孙成明;仲晓春;高辉;梁秀梅;;计算机视觉在作物生产中的应用研究[J];农业网络信息;2013年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 姜慧;基于Android的水稻害虫图像采集与识别系统研究[D];浙江理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 鲁国东,张学博;离体接种鉴定水稻品种的抗瘟性[J];福建农业大学学报;1994年02期
2 周而勋,杨媚;广东省水稻纹枯病菌的致病力和融合群研究[J];广东农业科学;1999年05期
3 ;SVM CLASSIFICATION:ITS CONTENTS AND CHALLENGES[J];Applied Mathematics:A Journal of Chinese Universities;2003年03期
4 马存云;;冷阴极荧光灯电子镇流器[J];光源与照明;2007年02期
5 邱道尹,张红涛,陈铁军,张成花,章玉政;模糊识别技术在储粮害虫检测中的应用[J];农业系统科学与综合研究;2002年02期
6 纪寿文,王荣本,陈佳娟,赵学笃;应用计算机图像处理技术识别玉米苗期田间杂草的研究[J];农业工程学报;2001年02期
7 陈佳娟,纪寿文,李娟,赵学笃;采用计算机视觉进行棉花虫害程度的自动测定[J];农业工程学报;2001年02期
8 邱道尹,张成花,张红涛,沈宪章,岳永娟;神经网络在储粮害虫识别中的应用[J];农业工程学报;2003年01期
9 房俊龙,张长利,潘伟,王树文;用遗传算法训练的人工神经网络识别番茄生理病害果[J];农业工程学报;2004年03期
10 毛罕平,吴雪梅,李萍萍;基于计算机视觉的番茄缺素神经网络识别[J];农业工程学报;2005年08期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王全凤;郑浩;;基于径向基函数神经网络的高层建筑结构选型[J];四川建筑科学研究;2010年05期
2 刘治群;杨万挺;朱强;;几种图像增强算法的研究比较[J];合肥师范学院学报;2010年06期
3 张大明;樊晓香;刘华勇;李璐;;信息与计算科学专业“数字图像处理”课程教学探索与实践[J];合肥师范学院学报;2012年03期
4 汤自安;刘晓波;汪虽富;吕乃杰;;基于音视频矩阵的生产调度会议系统应用[J];安防科技;2009年04期
5 张根耀,李竹林,赵宗涛;遮挡情况下运动目标的跟踪[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年03期
6 胡继胜;;基于小波变换的图像处理[J];安徽职业技术学院学报;2006年01期
7 陈弋兰;王鸣;孙书诚;;朴素贝叶斯分类器的误差估计[J];安徽工程科技学院学报(自然科学版);2008年04期
8 顾转金;;基于DSP图像优化方案[J];安徽科技;2009年06期
9 刘恩志;东方粘虫的识别、预测与防治方法[J];安徽农学通报;2004年03期
10 陈德西;李仕贵;马炳田;向运佳;彭云良;;水稻抗稻瘟病育种研究进展[J];安徽农学通报;2008年17期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 杨洁;王朝辉;;遥感监测中变化信息提取的方法探讨[A];江苏省测绘学会2011年学术年会论文集[C];2011年
2 刘志斌;金连文;;候选字静态生成技术及其在两级LDA汉字识别中的应用[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 张彬;金连文;;基于AdaBoost的手写体汉字相似字符识别[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 吕蓬;柳亦兵;马强;魏于凡;;支持向量机在齿轮智能故障诊断中的应用研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
5 梁禹;王义刚;王娜;;基于支持向量机的电力电子电路故障诊断[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
6 刘华;张建华;王娆芬;王行愚;;人机系统操作员功能状态的模糊聚类方法[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 晋朝勃;胡刚强;史广智;李玉阳;;一种采用支持向量机的水中目标识别方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
8 尹雪娇;;基于蚁群算法的故障诊断[A];创新沈阳文集(A)[C];2009年
9 江萍;;车牌分割中的阈值选择策略[A];'2003系统仿真技术及其应用学术交流会论文集[C];2003年
10 李奔;吉海彦;;基于图像颜色特征的玉米种子神经网络分类研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 梁洪;基于内容的医学图像检索及语义建模关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 任桢;图像分类任务的关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 殷志伟;基于统计学习理论的分类方法研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
4 孔凡芝;引线键合视觉检测关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
5 王咏胜;复数轮廓波变换的构造、扩展及其图像处理应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 乔小燕;基于生物形态学的赤潮藻显微图像分割与特征提取研究[D];中国海洋大学;2010年
7 时长江;豆科类杂草种子图像识别系统研究[D];中国海洋大学;2009年
8 付红丽;白令海冰间湖变化规律及相应的海洋过程研究[D];中国海洋大学;2010年
9 陈志国;基于群体智能的机器视觉的关键技术研究[D];江南大学;2010年
10 王晓明;基于统计学习的模式识别几个问题及其应用研究[D];江南大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 马彦平;基于数字图像的冬小麦、夏玉米长势远程动态监测技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 曾传华;基于颜色和纹理特征的竹条分级方法研究[D];华中农业大学;2010年
3 杜二玲;拟概率空间上等均值噪声下统计学习理论的理论基础[D];河北大学;2007年
4 朱杰;一种基于聚类的支持向量机反问题求解算法[D];河北大学;2007年
5 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
6 周雪梅;基于颜色和形状特征的图像检索技术研究[D];河南理工大学;2010年
7 廖甜甜;白细胞图像语义识别分类的研究[D];南昌航空大学;2010年
8 赵永刚;图像检索中形状描述和匹配算法研究[D];南昌航空大学;2010年
9 黄正荣;基于振动波的高速公路车辆行驶状态辨识理论研究[D];南昌航空大学;2010年
10 刘棉;人机划拳系统的实现[D];山东科技大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王惠明;史萍;;图像纹理特征的提取方法[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2006年01期
2 苏杰;王丙勤;郭立;;数字图像的纹理特征提取与分类研究[J];电子测量技术;2008年05期
3 徐贵力,毛罕平;利用傅里叶变换提取图像纹理特征新方法[J];光电工程;2004年11期
4 刘海启;美国农业遥感技术应用现状简介[J];国土资源遥感;1997年03期
5 屈景辉;廖琪梅;高新锁;乔璐;;基于GPS和蓝牙技术的便携式农田信息采集系统[J];国外电子测量技术;2009年11期
6 王颖,张广军;昆虫飞行中翅膀序列图像特征匹配方法[J];光学技术;2005年05期
7 张凤元,刘瑞芹;模糊模式识别在蠓的分类上的应用[J];河北大学学报(自然科学版);1999年03期
8 熊凌;;计算机视觉中的图像匹配综述[J];湖北工业大学学报;2006年03期
9 邱道尹,张法全,张红涛;农田害虫色彩特征提取的研究[J];华北水利水电学院学报;2004年01期
10 孙兴滨;吕伟民;赵晶莹;崔福义;;基于支持向量机的红虫识别研究[J];哈尔滨商业大学学报(自然科学版);2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 罗锡文;臧英;周志艳;;精细农业中农情信息采集技术的研究进展[A];中国数字农业与农村信息化学术研究研讨会论文集[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 柴阿丽;基于计算机视觉和光谱分析技术的蔬菜叶部病害诊断研究[D];中国农业科学院;2011年
2 徐东华;基于粗糙集和神经网络的海船船员适任性研究[D];大连海事大学;2009年
3 李莉;计算机视觉系统若干关键问题研究[D];哈尔滨工业大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 齐会会;稻飞虱迁飞行为的毫米波扫描昆虫雷达监测与轨迹分析[D];中国农业科学院;2011年
2 刘江桓;基于机器视觉技术的水稻营养快速诊断研究[D];江西农业大学;2011年
3 王安炜;基于Android的手机农业专家系统的设计与实现[D];山东大学;2011年
4 于合龙;贝叶斯网在农业智能系统中的应用研究[D];吉林大学;2005年
5 唐强;基于图像模式识别技术的昆虫识别研究[D];昆明理工大学;2006年
6 项颖;农业病虫害图像远程传输系统的研究与设计[D];中国农业科学院;2006年
7 彭占武;基于图像处理和模式识别技术的黄瓜病害识别研究[D];吉林农业大学;2007年
8 刘继承;基于数字图像处理技术的水稻长势监测研究[D];南京农业大学;2007年
9 岑喆鑫;基于计算机视觉技术的黄瓜叶部病害自动诊断研究[D];中国农业科学院;2008年
10 宗华丽;基于图像特征的玉米叶部病害模糊识别研究与应用[D];北京邮电大学;2010年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 刘涛;仲晓春;孙成明;郭文善;陈瑛瑛;孙娟;;基于计算机视觉的水稻叶部病害识别研究[J];中国农业科学;2014年04期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄小葳;分形维数计算程序的设计及其应用[J];北京联合大学学报(自然科学版);2004年04期
2 李,朱金兆,朱清科;分形维数计算方法研究进展[J];北京林业大学学报;2002年02期
3 张基宏,YoshitoUeno;一种数学形态学二值图象编码快速算法(英文)[J];电路与系统学报;1998年03期
4 冯前进;陈武凡;;模糊马尔可夫场模型与图像分割新算法[J];南方医科大学学报;2006年05期
5 陈景荣;数码技术在林业有害生物管理中的应用[J];福建林业科技;2005年03期
6 曾令祥;水稻纹枯病菌致病力的研究 Ⅱ.菌株、品种、叶龄间的互作关系[J];贵州农业科学;1991年02期
7 孙艳丰,王众托;并行遗传算法[J];系统工程;1995年02期
8 刘洪臣;陈忠建;冯勇;;结合颜色和形态特征的杂草实时识别方法[J];光电工程;2006年07期
9 张健钦,屈平,邝朴生;计算机视觉技术在杂草识别中的应用研究进展[J];河北大学学报(自然科学版);2002年04期
10 周而勋,杨媚;从植物病组织中分离立枯丝核菌的快速、简便技术[J];华南农业大学学报;1998年01期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 韩秀珍;东亚飞蝗灾害的遥感监测机理与方法研究[D];中国科学院研究生院(遥感应用研究所);2003年
2 毛文华;基于机器视觉的田间杂草识别技术研究[D];中国农业大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 潘伟;计算机视觉在农产品自动检测与分级中的研究——番茄的自动检测与分级[D];东北农业大学;2000年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 姚志光,王大鹏,王进忠,杨宝东;基于ASP.NET技术实现在Internet中水稻病害数据库的检索[J];农业网络信息;2005年08期
2 林潇;李绍稳;张友华;辜丽川;朱诚;倪冬平;;基于本体的水稻病害诊断专家系统研究[J];数字技术与应用;2010年11期
3 李琼玉;李琳一;;基于ASP技术的水稻病害管理系统的设计与实现[J];农业网络信息;2009年06期
4 刘立波;王剑;周国民;;水稻病害图像无参考质量评价方法研究[J];农机化研究;2011年03期
5 路阳;关海鸥;赵斌;杨立;;水稻病害图像预处理及其特征提取方法研究[J];农机化研究;2011年08期
6 路阳;邵庆;张楠;许善祥;刘德福;;水稻稻瘟病图像识别预处理方法研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2011年04期
7 管泽鑫;唐健;杨保军;周营烽;范德耀;姚青;;基于图像的水稻病害识别方法研究[J];中国水稻科学;2010年05期
8 戴才萍;黄义德;钱平;王儒敬;董伟;黄庆;;水稻病虫草害本体的构建研究[J];广东农业科学;2011年01期
9 凌崇秀;;第五届国际植物病理学会议会议录简介[J];农业图书情报学刊;1989年01期
10 孙传恒;唐启义;唐洁;程家安;杨信廷;;基于权重自动调整神经网络的水稻病虫害诊断专家系统[J];农业工程学报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;辽宁省农业科学院植物保护研究所简介[A];辽宁省昆虫学会2006年年会论文集[C];2006年
2 陈志谊;殷尚智;;筛选和利用拮抗细菌防治水稻病害的初探[A];全国生物防治学术讨论会论文集[C];1991年
3 陈志谊;;微生物农药“纹曲宁”对水稻病害的防治效果及其增效机理[A];2003’华东植物病理学术研讨会暨江苏省植物病理学会第十次会员代表大会论文集[C];2003年
4 卢宝荣;王云月;李成云;周江宏;何霞红;He Leung Tow Mew;朱有勇;;遗传多样性持续控制水稻病害[A];中国作物学会2006年学术年会论文集[C];2006年
5 谭乾开;黎华寿;骆世明;;水稻-水生蔬菜间种复合种植模式综合效益研究[A];2009年中国作物学会学术年会论文摘要集[C];2009年
6 王维香;孙静;彭友良;;梨孢菌中一个新的细胞周期调控蛋白为该菌产孢所必需[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文集[C];2005年
7 王维香;孙静;彭友良;;梨孢菌中一个新的细胞周期调控蛋白为该菌产孢所必需[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文摘要集[C];2005年
8 李连城;傅骏骅;庞汉华;张玉凤;;幼胚培养在水稻与野生稻杂交中的利用[A];中国细胞生物学学会第五次会议论文摘要汇编[C];1992年
9 杜士云;马光新;李国萍;关丽;;豫南杂交水稻病虫害综合防治技术[A];河南省植物保护研究进展Ⅱ(上)[C];2007年
10 保世森;徐文东;;利用生物多样性控制水稻病害促进农民增产增收[A];2005年中南、西南植物病理学会和中国菌物学会联合学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 涂飞;水稻病害防治[N];四川科技报;2002年
2 孔丽萍;水稻病害防治关键稻种消毒[N];福建科技报;2005年
3 于丹;水稻得了干尖线虫病[N];江苏农业科技报;2007年
4 丽水农业技术信息中心;水稻“三大病害”防治技术[N];丽水日报;2007年
5 省植保植检站;水稻病害的防治[N];湖南科技报;2008年
6 湖南农业大学何可佳教授和省植保植检站副站长李一平提供;水稻钻心虫无公害防治技术[N];湖南科技报;2006年
7 了远 杨杰;武进水稻创下全省新纪录[N];常州日报;2006年
8 抚宁县留守营镇农业站 秦继伟;种水稻注意防治白叶枯病[N];河北科技报;2007年
9 张尚武;严防台风过后水稻病害流行[N];湖南日报;2007年
10 于丹;水稻后期心叶枯死由条纹叶枯病引起[N];江苏农业科技报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 何月秋;稻瘟病菌定向选择的分子证据和抗稻瘟病近等基因累加系的分子选育[D];中国农业大学;1999年
2 李落叶;水稻抗稻瘟病基因Pik~m的定位及克隆[D];西北农林科技大学;2005年
3 Raoul Bruno NGUEKO;[D];浙江大学;2004年
4 温建国;灰飞虱免疫相关基因及微管蛋白基因的克隆和分子鉴定[D];复旦大学;2004年
5 陈庆河;稻瘟病菌群体遗传多样性及其无毒基因的遗传分析与分子标记定位[D];南京农业大学;2005年
6 金庆超;稻瘟病菌基因表达的表达序列标签和cDNA阵列检测研究[D];浙江大学;2005年
7 吴志华;水稻稻瘟病菌对六种杀菌剂的抗性测定及抗稻瘟灵机制的初步研究[D];湖南农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王冬元;凤台县水稻病害化学防控技术研究[D];安徽农业大学;2013年
2 王晓丽;基于近红外光谱技术的水稻叶部病害诊断模型构建[D];中国农业科学院;2011年
3 杨昕薇;寒地水稻病害影像监测系统[D];黑龙江八一农垦大学;2012年
4 管泽鑫;基于图像的水稻病害识别方法的研究[D];浙江理工大学;2010年
5 张莹;吉林省水稻病害诊断查询专家系统[D];吉林农业大学;2006年
6 丁玉军;基于模糊推理的水稻病害诊断应用研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 傅卓军;水稻病害诊断专家系统的研究与实现[D];湖南农业大学;2010年
8 谢馥交;稻瘟菌cDNA文库的构建及其激活蛋白编码基因的克隆与表达研究[D];湖南农业大学;2006年
9 徐嵩杰;水稻抗病基因Xa3/Xa26家族的表达和生化分析[D];华中农业大学;2007年
10 张熔;基于语义的水稻领域知识表示分析与研究[D];湖南农业大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026