害蟲快速檢測與識別是農(nóng)作物病蟲害防治的基礎。傳統(tǒng)的害蟲分類和識別主要是專家通過肉眼觀察害蟲的外部特征并與模式標本對照來完成的,這種識別方法費時費力。隨著計算機技術的發(fā)展,人們逐漸將圖像處理技術與模式識別技術應用到害蟲的研究和識別中,并建立害蟲的識別系統(tǒng),豐富了識別手段,提高了識別效率。本文以農(nóng)田典型害蟲作為研究對象,采用數(shù)字圖像處理技術和模式識別技術研究了害蟲圖像的分割、特征提取、分類器分類等方面技術問題,并在此基礎上結合3G無線網(wǎng)絡技術建立了基于物聯(lián)網(wǎng)的昆蟲遠程自動識別系統(tǒng)。本論文的主要研究工作如下：（1）設計了害蟲圖像采集系統(tǒng)。本論文研究的害蟲尺寸差異較大,同一害蟲姿態(tài)各異,而且害蟲的活動能力較強。為此,本論文研究了滿足兩種需求的害蟲采集系統(tǒng)。一種系統(tǒng)采集誘捕到的害蟲的圖像。該系統(tǒng)對象的特點是目標靜止、目標到鏡頭的距離固定、視野范圍固定,因此,該系統(tǒng)使用CMOS相機和定焦鏡頭。另一種系統(tǒng)實時采集田間害蟲的圖像。該系統(tǒng)對象的特點是目標運動、目標到鏡頭的距離可變、視野范圍可變,因此,該系統(tǒng)使用CCD相機和變焦鏡頭。（2）提出了基于HSV顏色模型的害蟲圖像分割技術。本論文針對害蟲圖像背景... 

【文章來源】：浙江大學浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：127 頁

【學位級別】：博士

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摘要
Abstract
圖目錄
表目錄
縮略詞表
第一章 緒論
    1.1 研究的背景及意義
    1.2 機器視覺技術在農(nóng)業(yè)上的應用
    1.3 機器視覺技術在昆蟲識別上的應用
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 存在的問題及主要研究內(nèi)容
        1.4.1 存在的問題
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
    1.5 本文的技術路線
    1.6 本文的組織結構
    1.7 本章小結
第二章 害蟲圖像的采集和圖像分割技術研究
    2.1 害蟲圖像的采集
        2.1.1 試驗材料
        2.1.2 圖像采集系統(tǒng)設計及圖像獲取
    2.2 圖像分割技術
        2.2.1 圖像分割技術概念
        2.2.2 常見分割算法分析
    2.3 面向害蟲圖像的分割技術研究
        2.3.1 顏色模型分析
        2.3.2 基于HSV模型的害蟲圖像分割技術
    2.4 害蟲圖像分割的后續(xù)處理
        2.4.1 圖像的形態(tài)學處理
        2.4.2 空洞填充
    2.5 害蟲圖像分割算法實現(xiàn)
    2.6 本章小結
第三章 害蟲圖像多特征提取技術研究與實現(xiàn)
    3.1 目標區(qū)域低層視覺特征提取
        3.1.1 顏色特征
        3.1.2 紋理特征
        3.1.3 幾何形狀特征
        3.1.4 基于Hu矩的特征參數(shù)提取
    3.2 特征的選擇
        3.2.1 主成分分析法
        3.2.2 蟻群算法
    3.3 SIFT局部特征提取
        3.3.1 檢測尺度空間極值
        3.3.2 精確定位特征點位置
        3.3.3 確定特征點的方向
        3.3.4 生成SIFT特征描述符
    3.4 k-means聚類方法
    3.5 基于“Bag-of-Words”圖像建模方法
    3.6 數(shù)據(jù)歸一化
        3.6.1 普通歸一化
        3.6.2 坐標分布歸一化
        3.6.3 平均數(shù)方差法
        3.6.4 均勻分布歸一化
    3.7 本章小結
第四章 害蟲模式識別研究
    4.1 模式識別方法概述
    4.2 SVM分類器
        4.2.1 統(tǒng)計學理論的基本思想
        4.2.2 支持向量機基本方法
        4.2.3 LIBSVM軟件介紹
    4.3 SVM分類器設計及參數(shù)優(yōu)化
    4.4 試驗結果與分析
        4.4.1 低層視覺特征和局部特征的識別試驗
        4.4.2 不同特征組合的識別試驗
    4.5 本章小結
第五章 基于物聯(lián)網(wǎng)的害蟲遠程智能識別系統(tǒng)
    5.1 系統(tǒng)需求分析
    5.2 系統(tǒng)總體方案設計
        5.2.1 物聯(lián)網(wǎng)
        5.2.2 3G技術
        5.2.3 GPS模塊
    5.3 系統(tǒng)軟件方案設計
        5.3.1 開發(fā)環(huán)境與開發(fā)工具
        5.3.2 軟件方案設計
    5.4 識別系統(tǒng)方案的實現(xiàn)
    5.5 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介



本文編號：3639508