嵌入式水稻病蟲害圖像采集與診斷系統(tǒng)的研究.pdf

1、目前，我國水稻病蟲害測(cè)報(bào)工具智能化程度落后，病蟲害識(shí)別與診斷工作主要依賴于基層測(cè)報(bào)人員的經(jīng)驗(yàn)，存在著效率低下、主觀性強(qiáng)和非實(shí)時(shí)性等問題，無法滿足當(dāng)前水稻病蟲害高發(fā)狀況監(jiān)測(cè)的需求。為了實(shí)現(xiàn)水稻病蟲害智能測(cè)報(bào)，有一些學(xué)者開始研究基于圖像的水稻病蟲害智能識(shí)別和診斷技術(shù)在病蟲害測(cè)報(bào)中的應(yīng)用，但是目前農(nóng)業(yè)病蟲害圖像采集工具存在不夠便捷、或不可移動(dòng)、或難以采集到人手或視線較難企及的病蟲害部位等問題。本文利用無線網(wǎng)絡(luò)、嵌入式和圖像處理等技術(shù)，以水稻紋

2、枯病為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)并建立了嵌入式水稻病蟲害圖像采集與水稻紋枯病診斷系統(tǒng)。本論文主要研究內(nèi)容與結(jié)果包括:
　　(1)設(shè)計(jì)并搭建嵌入式水稻病蟲害圖像采集設(shè)備。該設(shè)備包括嵌入式無線相機(jī)、手持桿和手機(jī)控制端。嵌入式無線相機(jī)模塊利用V4L2編程接口采集原始YUV圖像，通過JPEG編碼生成單張圖像文件;采用H.264對(duì)原始圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，利用RTP/RTSP流媒體協(xié)議實(shí)現(xiàn)視頻流的傳輸;采用Socket編程及自定義的通信協(xié)議接口，實(shí)現(xiàn)雙端控

3、制命令通信。手機(jī)控制模塊借助VLC開源庫實(shí)現(xiàn)與嵌入式相機(jī)的RTSP會(huì)話，以及RTP數(shù)據(jù)的解碼并播放;同樣采用Socket編程技術(shù)，并根據(jù)通信接口，實(shí)現(xiàn)控制命令的發(fā)送以及控制返回命令的接收;選取圖片異步加載策略，實(shí)現(xiàn)已拍攝圖片的預(yù)覽，并集成上傳服務(wù)器與本地圖片處理功能。
　　(2)研究并實(shí)現(xiàn)水稻紋枯病診斷算法。診斷算法部署在服務(wù)器端，首先對(duì)嵌入式圖像采集設(shè)備采集的水稻紋枯病圖像進(jìn)行預(yù)處理，采取超顏色空間和顯著性分割相結(jié)合的方法分離出

4、病斑區(qū)域;提取每個(gè)病斑的顏色、形狀和紋理特征;訓(xùn)練SVM分類器識(shí)別紋枯病病斑，并根據(jù)紋枯病病斑面積占比來診斷紋枯病為害等級(jí)。結(jié)果表明，該算法對(duì)水稻紋枯病為害等級(jí)的判斷準(zhǔn)確率達(dá)83.5％。
　　本文搭建的嵌入式水稻病蟲害圖像采集和水稻紋枯病診斷系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)便捷地采集水稻基部病蟲害圖像和水稻紋枯病智能診斷。測(cè)報(bào)人員將安裝在可伸縮的手持桿一端的嵌入式相機(jī)推送到人手或視線難以企及的病蟲害部位，并利用手機(jī)APP實(shí)時(shí)預(yù)覽嵌入式相機(jī)的拍攝畫面和