【摘要】：白菜在我國(guó)蔬菜中占有重要比例,隨著白菜種植面積的擴(kuò)大,其病害逐漸成為了影響白菜高產(chǎn)量、優(yōu)品質(zhì)、高效益生產(chǎn)的主要因素,常見的病害有黑斑病、褐斑病、霜霉病、軟腐病、炭疽病、黑腐病等,目前,白菜葉部病害監(jiān)測(cè)主要利用人工發(fā)現(xiàn)白菜的病害,然后憑借經(jīng)驗(yàn)對(duì)白菜的葉部病害及病害程度進(jìn)行識(shí)別和判斷,無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè),嚴(yán)重的影響了白菜病害的防治效率,以及浪費(fèi)了農(nóng)戶大量的時(shí)間精力。隨著視頻監(jiān)控技術(shù)以及計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)的發(fā)展,本文將新興發(fā)展的視頻監(jiān)控技術(shù)引入傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)中,運(yùn)用智能監(jiān)控技術(shù),計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、軟件開發(fā)技術(shù)設(shè)計(jì)了一個(gè)基于視頻監(jiān)控的大棚白菜葉部病害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了對(duì)大棚白菜的葉部病害進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),然后對(duì)病害的種類、等級(jí)進(jìn)行預(yù)警。本次論文首先對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及設(shè)備進(jìn)行了調(diào)查、綜述,主要研究工作如下:(1)針對(duì)大棚白菜,研究了視頻采集方案以及對(duì)視頻的處理。采用幀間像素對(duì)比的方法對(duì)每隔一個(gè)小時(shí)所截取的視頻幀進(jìn)行差值計(jì)算,并針對(duì)差值設(shè)定一個(gè)閾值,將差值超出閾值的幀進(jìn)行圖像處理來(lái)病害的產(chǎn)生及種類。(2)研究了白菜葉部病害圖像的分割方法,有效的實(shí)現(xiàn)了葉部病斑的分割。首先對(duì)經(jīng)過(guò)視頻處理后的圖像進(jìn)行畸變校正、去噪、增強(qiáng)等圖像預(yù)處理,然后利用最大類間方差法和基于H分量的直方圖雙峰法相結(jié)合來(lái)進(jìn)行白菜葉部病斑的分割,將分割后的背景標(biāo)為黑色,正常葉片標(biāo)為白色,以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉部病害的分割。(3)研究了對(duì)病害特征的提取以及對(duì)病害種類的識(shí)別。對(duì)分割后得到的完整病斑的顏色、形狀和紋理進(jìn)行特征提取,優(yōu)化組合提取出的特征參數(shù),對(duì)其進(jìn)行描述并形成特征向量,結(jié)合支持向量機(jī)和決策樹分類模型,將這些特征向量輸入到病害識(shí)別分類器中進(jìn)行分類訓(xùn)練,最終決定每個(gè)病斑對(duì)象應(yīng)該歸屬的類別。(4)利用Matlab實(shí)現(xiàn)了可以監(jiān)測(cè)白菜病害并分級(jí)進(jìn)行預(yù)警的系統(tǒng)。結(jié)合視頻采集設(shè)備與服務(wù)器,對(duì)白菜葉部病害識(shí)別與監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)進(jìn)行搭建,完成了該系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)以及各部分的功能模塊的設(shè)計(jì),從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)白菜葉部病害進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、病斑分割、識(shí)別、預(yù)警等主要功能,并測(cè)試其在監(jiān)測(cè)過(guò)程中的實(shí)現(xiàn)效果。
【圖文】：

（4）大白菜黑斑�。菏芎Σ课坏娜~片病斑呈現(xiàn)黃褐色的圓形斑點(diǎn)狀，病斑的紋理會(huì)呈現(xiàn)同心輪形狀，當(dāng)病害嚴(yán)重的時(shí)候，會(huì)導(dǎo)致整株白菜枯萎，潮濕的時(shí)候，黃褐色的斑點(diǎn)上會(huì)生長(zhǎng)出黑色霉斑。（5）大白菜白斑�。涸诎l(fā)病初期的時(shí)候，整片葉部都會(huì)產(chǎn)生白色的近圓形斑點(diǎn)，如果是在潮濕的環(huán)境下，白色斑點(diǎn)上會(huì)生長(zhǎng)出灰色的霉斑。在發(fā)病后期的時(shí)候，白色的斑點(diǎn)狀病斑會(huì)連在一起，形成大面積的不規(guī)則形狀的病斑，最終導(dǎo)致整株白菜干枯。（6）大白菜炭疽病：在發(fā)病初期，產(chǎn)生病害的部位呈現(xiàn)半透明狀態(tài)，病害部位極薄，，而且非常容易穿孔；在發(fā)病后期的時(shí)候[30]，病斑會(huì)連在一起，導(dǎo)致整張葉片干枯，空洞。如果在潮濕的環(huán)境下，受害的部位上通常都會(huì)產(chǎn)生粘稠的淡紅色的物質(zhì)。如圖 2-1 所示為白菜葉部常見病害圖像，能夠更加直觀的觀察到白菜的病害種類、特征。a.霜霉病 b.軟腐病 c.黑腐病

圖 2-4 視頻幀間像素差Fig 2-4 Pixel difference between video frames點(diǎn)是過(guò)程簡(jiǎn)單，在編程上易實(shí)現(xiàn)，而且計(jì)算中都是加減較好的實(shí)時(shí)性，并且受環(huán)境變化的影響較小。對(duì)白菜葉部病害的種類及特征進(jìn)行了介紹，包括白菜的斑病、白斑病、炭疽病等，方便對(duì)白菜的葉部病害特征集，首先對(duì)采集數(shù)據(jù)的硬件設(shè)備、設(shè)備參數(shù)以及本次數(shù)
【學(xué)位授予單位】：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP391.41;TP277;S436.34

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本文編號(hào)：2684069