本文關鍵詞：基于高光譜成像技術的皮棉中地膜識別方法研究

  更多相關文章： 皮棉 地膜 高光譜成像 波段選擇 圖像處理 識別

【摘要】：地膜是棉花中常見的主要雜質(zhì)之一,由于其質(zhì)地輕薄、顏色透明或與棉花相近,且易附著于棉花纖維上,導致傳統(tǒng)檢測方法的識別率較低,使得地膜識別成為棉花產(chǎn)業(yè)中亟待解決的難題。本文以皮棉中的地膜為研究對象,采集了地膜的可見光-近紅外高光譜反射圖像,結合光譜分析、圖像處理和機器學習技術對地膜的識別方法進行了研究,具體研究內(nèi)容如下：(1)棉花中地膜的高光譜圖像最優(yōu)波段選擇方法研究。通過對地膜和棉花的光譜數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)進行分析,提出一種基于差譜分析和主成分分析的特征波長選擇方法。該方法首先對地膜和棉花的光譜差值進行了分析,選擇光譜差異最大的兩個波長作為特征波長；然后對高光譜圖像進行主成分分析,選擇前三個主成分圖像并分析其權重系數(shù),共得到6個最優(yōu)特征波長。此外,通過對地膜的光譜數(shù)據(jù)進行偏最小二乘回歸分析,選出4個最優(yōu)特征波長。結果表明,兩種方法選擇的波長可以有效用于棉花中地膜的檢測。(2)棉花中地膜的多波段圖像融合與分割方法研究。通過對高光譜圖像的多波段圖像融合方法、分割方法進行了深入研究,提出了兩種基于多波段圖像融合的地膜高光譜圖像分割方法。①提取了差譜分析和主成分分析選出的6個波段對應的圖像并計算其均值圖像,用高斯低通濾波法對均值圖像進行預處理,分別使用固定閾值法、改進迭代法對處理后的圖像進行分割,結果表明兩種方法的分割結果類似,其中改進迭代法分割結果的面積交迭度(AOM)值為0.6439,高于固定閾值法分割結果的AOM值,但所用時間比較多。②提取了偏最小二乘回歸分析方法選取的4個最優(yōu)波段對應的圖像,使用圖像算術運算對波段圖像進行了融合處理,并對處理后的圖像進行分割、中值濾波、小目標移除等操作。另外,使用高斯低通濾波法、改進的迭代法、中值濾波、小目標移除等方法先后對4個波段圖像的第一主成分圖像、第一最小噪聲分離圖像及4個單波段圖像進行增強、分割等操作,結果表明所提出方法的AOM值為0.6636,高于其他方法分割結果的AOM值,較好實現(xiàn)了地膜圖像的準確分割。(3)棉花中地膜的特征提取與特征選擇方法研究。通過對提取的地膜形狀特征和紋理特征進行分析,提出一種基于改進最小冗余最大相關法的特征選擇方法。該方法首先提取了地膜的7個Hu不變矩特征(形狀特征)、6個灰度共生矩陣特征(GLCM紋理特征)、40個Gabor變換的能量圖像均值(Gabor紋理特征),組成一個53維的特征集,并對數(shù)據(jù)進行了歸一化。然后使用最小冗余最大相關法、改進的最小冗余最大相關法分別對特征集進行分析,結果表明改進的最小冗余最大相關法選出的前5位特征作為最優(yōu)特征子集進行分類驗證時,得到了97.71%的識別率,實現(xiàn)了高維特征集的降維,提高了地膜的識別精度和速度。(4)棉花中地膜的智能識別方法研究。通過研究不同粒子群算法的參數(shù)優(yōu)化方法,提出一種基于改進粒子群算法和支持向量機的地膜識別方法。該方法首先使用粒子群算法及3種改進粒子群算法計算了懲罰參數(shù)和核函數(shù)參數(shù)的數(shù)值,并以徑向基函數(shù)為核函數(shù)使用支持向量機對地膜進行識別。然后對得到的最小懲罰參數(shù)繼續(xù)進行優(yōu)化,同時保持核函數(shù)參數(shù)不變,得到一組最優(yōu)的懲罰參數(shù)與核函數(shù)參數(shù)的組合,使訓練集和測試集的正確識別率均達到100%,實現(xiàn)了識別性能的提升。
【學位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.41;TS111.9

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許強;優(yōu)質(zhì)礦泉水的識別方法[J];中國質(zhì)量技術監(jiān)督;2005年08期

2 萬海濱;;偽劣農(nóng)藥的簡易識別方法[J];中國茶葉;1989年01期

3 ;產(chǎn)權證識別方法[J];城市質(zhì)量監(jiān)督;2002年07期

4 柳漢梅;佘小燕;;商場及消費者如何選擇服裝?[J];中國纖檢;2008年01期

5 承曦;;橡膠材料的簡易識別方法[J];化工新型材料;1982年02期

6 萬莉;農(nóng)藥質(zhì)量簡易識別方法[J];四川農(nóng)業(yè)科技;2000年04期

7 科信;名貴中藥的幾種識別方法[J];內(nèi)江科技;2002年05期

8 曹立新;真假“雕”牌高級洗衣皂的識別方法[J];中國標準化;2003年08期

9 梁;;常用物品真假識別方法綜述(上)[J];農(nóng)村新技術;2007年09期

10 王旭;;化肥種類、用途以及真假化肥的簡易識別方法探討[J];內(nèi)蒙古石油化工;2012年07期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭凱;;建立多維數(shù)據(jù)異常點識別方法的嘗試[A];第八屆全國體育科學大會論文摘要匯編（一）[C];2007年

2 張朋柱;韓崇昭;萬百五;;智能決策支持系統(tǒng)中的問題識別方法與實現(xiàn)[A];全國青年管理科學與系統(tǒng)科學論文集（第2卷）[C];1993年

3 劉麗蘭;劉宏昭;;時間序列模型的識別方法[A];制造技術自動化學術會議論文集[C];2004年

4 苗振偉;許勇;楊軍;;超聲波人臉識別方法研究[A];中國聲學學會2007年青年學術會議論文集（上）[C];2007年

5 羅智勇;宋柔;荀恩東;;一種基于可信度的人名識別方法[A];第二屆全國學生計算語言學研討會論文集[C];2004年

6 張茜;鄭崢;亢一瀾;王娟;仇巍;;基于海量實測數(shù)據(jù)的反演識別方法與盾構裝備載荷的力學建模[A];中國力學大會——2013論文摘要集[C];2013年

7 趙銳;陳光發(fā);;軍事口令識別的Fuzzy方法探討[A];第二屆全國人機語音通訊學術會議論文集[C];1992年

8 駱玉榮;劉建麗;史曉濤;;一種自動車窗識別方法的設計與實現(xiàn)[A];計算機技術與應用進展·2007——全國第18屆計算機技術與應用（CACIS）學術會議論文集[C];2007年

9 崔凱華;王國慶;方劍青;李紅軍;賈俊波;馬超;趙燁;張東輝;;基于聲模態(tài)分析的材料識別方法研究[A];現(xiàn)代振動與噪聲技術（第九卷）[C];2011年

10 李洪東;梁逸曾;張志敏;;酵母蛋白組中原生肽識別方法的探索研究[A];中國化學會第26屆學術年會化學信息學與化學計量學分會場論文集[C];2008年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 陳春道;甲魚優(yōu)劣及雌雄的識別方法[N];北京科技報;2003年

2 龐席堂;假幣的識別方法[N];中華合作時報;2003年

3 王修增;手機被盜號的6種識別方法[N];中國保險報;2003年

4 張侃;正品手機電池識別方法[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2000年

5 潘 治;德國開發(fā)出癌癥早期識別方法[N];中國中醫(yī)藥報;2003年

6 新華社記者 段世文;產(chǎn)權證識別方法[N];新華每日電訊;2001年

7 金亮;機器人的情感[N];中國醫(yī)藥報;2001年

8 黃璐;識別假火車票有絕招[N];山西經(jīng)濟日報;2004年

9 宗紹純;如何識別是純奶還是奶飲料？[N];國際商報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 趙國騰;跨座式單軌交通軌道梁表面裂紋識別方法研究[D];重慶大學;2015年

2 徐訓;線性與非線性結構動力荷載識別方法及實驗研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

3 付文亮;基于FPGA的高性能應用層協(xié)議識別方法研究[D];北京理工大學;2015年

4 陳飛飛;基于特征表示的行為識別方法研究[D];華中科技大學;2015年

5 黃仕建;視頻序列中人體行為的低秩表達與識別方法研究[D];重慶大學;2015年

6 張航;基于高光譜成像技術的皮棉中地膜識別方法研究[D];中國農(nóng)業(yè)大學;2016年

7 張莉莉;競優(yōu)特征的群識別方法及其應用[D];東北大學;2010年

8 陳綿書;計算機人臉識別方法研究[D];吉林大學;2004年

9 葉俊勇;人臉檢測與識別方法研究[D];重慶大學;2002年

10 何光輝;四種人臉識別方法研究[D];重慶大學;2010年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐珂瓊;基于視頻的人臉識別方法研究[D];天津理工大學;2015年

2 彭姣麗;針對多表情的人臉識別方法研究[D];昆明理工大學;2015年

3 代秀麗;基于半監(jiān)督判別分析的人臉識別方法研究[D];深圳大學;2015年

4 易磊;基于兩階段的交通標志識別方法研究[D];南京理工大學;2015年

5 李彥;基于小波變換的人臉識別方法研究[D];電子科技大學;2014年

6 田曉霞;運動想象EEG的識別方法及在上肢康復中的應用[D];北京工業(yè)大學;2015年

7 楊俊濤;基于分數(shù)譜時頻特征的SAR目標檢測與識別方法研究[D];電子科技大學;2014年

8 宋洪偉;基于模糊集合的漢語主觀句識別方法研究與實現(xiàn)[D];黑龍江大學;2015年

9 賈博軒;基于手機傳感器的人類復雜行為識別方法的研究[D];黑龍江大學;2015年

10 范玲;Link-11數(shù)據(jù)鏈信號的識別方法研究[D];西安電子科技大學;2014年

，

本文編號：1269770