本文關(guān)鍵詞：基于植物葉形狀和葉脈的植物葉自動(dòng)分類研究

  更多相關(guān)文章： 植物葉圖像 圖像預(yù)處理 再次分類 特征向量 支持向量機(jī)

【摘要】：結(jié)合圖像處理、模式識(shí)別等技術(shù)輔助進(jìn)行植物葉分類識(shí)別已經(jīng)比較成熟。但目前常用的分類方法單一,分類特征單一,分類過(guò)分依賴于人。本文通過(guò)提取植物葉片的形狀特征和葉脈特征對(duì)葉片數(shù)據(jù)庫(kù)中的210種葉片進(jìn)行自動(dòng)分類研究。論文的主要工作如下,第一部分,介紹了研究課題的研究意義以及國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀。為體現(xiàn)整個(gè)分類的過(guò)程是自動(dòng)分類,在葉片圖像預(yù)處理過(guò)程中,葉柄的剔除采用形態(tài)學(xué)處理方法。對(duì)葉圖像進(jìn)行灰度化、二值化、形態(tài)學(xué)處理等的預(yù)處理步驟,為特征提取做好準(zhǔn)備工作。第二部分,植物葉圖像的形狀特征和紋理特征的提取與分析。提取出預(yù)處理后的葉圖像的輪廓和最小外接矩形,計(jì)算出本文需要的形狀特征,如矩形度、延伸率、等效圓半徑、似圓率、橢圓率、離心率和7項(xiàng)Hu不變矩;再計(jì)算灰度化后的葉圖像的灰度共生矩陣,通過(guò)灰度共生矩陣計(jì)算得到植物葉圖像的能量、熵、慣性矩和相關(guān)等紋理參數(shù),進(jìn)而計(jì)算出紋理特征。最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析形狀特征和紋理特征的各特征分類能力的強(qiáng)弱分析及有效性。第三部分,提取并分析本文提出的葉圖像的葉脈特征。使用改進(jìn)的Sobel算子檢測(cè)出8方向邊緣(葉脈),融合8個(gè)方向的葉脈圖像得到完整的葉脈圖像;再對(duì)葉脈圖像進(jìn)行兩次去噪等的圖像預(yù)處理過(guò)程;最后,提取出本文提出的新葉脈特征,如葉脈端點(diǎn)、分叉點(diǎn),計(jì)算各點(diǎn)到中心點(diǎn)(葉脈曲率最大點(diǎn))的距離獲得葉脈特征。最后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)分析葉脈特征的有效性及強(qiáng)弱性。第四部分,通過(guò)實(shí)驗(yàn)比較支持向量機(jī)和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的分類效果,分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果,選定本文的分類器-支持向量機(jī)。然后使用支持向量機(jī)分類器訓(xùn)練學(xué)習(xí)訓(xùn)練樣本中葉片的形狀特征和紋理特征,使用得到的分類函數(shù)對(duì)測(cè)試樣本進(jìn)行初次分類,其正確率為91%;再使用形狀特征、紋理特征和葉脈特征通過(guò)支持向量機(jī)對(duì)初次分類中未正確分出類的葉片種類進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí),對(duì)未正確分類的測(cè)試樣本進(jìn)行再次分類。經(jīng)再次分類后的分類正確率為96.1%。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王洪君,任秀麗;基于對(duì)象形狀特征的圖象檢索[J];松遼學(xué)刊(自然科學(xué)版);2001年03期

2 高飛;形狀特征的表示[J];計(jì)算機(jī)輔助工程;1995年02期

3 王春河,張鐵昌;面向集成化的形狀特征分類與表示[J];航空學(xué)報(bào);1996年02期

4 王春河,周濟(jì),張新訪,張鐵昌;凸起形狀特征在集成過(guò)程中的處理技術(shù)[J];計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào);1996年04期

5 張煒,杜曉榮,張蕊;形狀特征的顯示表達(dá)框架的構(gòu)造[J];微機(jī)發(fā)展;1998年06期

6 賀雙拾;辛玉林;倪友平;陳曾平;;基于灰度圖形狀特征的低分辨雷達(dá)架次判別[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2008年01期

7 廖凱寧;李志強(qiáng);孫靜;;基于形狀特征描述算子的3D模型檢索[J];計(jì)算機(jī)工程;2010年12期

8 高飛，，葉尚輝;形狀特征的定義[J];計(jì)算機(jī)輔助工程;1994年01期

9 曹尚穩(wěn);兩類形狀特征的語(yǔ)義差及其操作互換性[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);1999年07期

10 趙書蓮;宿曉華;;基于概念的形狀分類與識(shí)別[J];電腦知識(shí)與技術(shù);2009年06期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

1 張世學(xué);吳恩華;;基于形狀特征與變形保持的動(dòng)態(tài)模型簡(jiǎn)化[A];中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)進(jìn)展2008--第七屆中國(guó)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)大會(huì)論文集[C];2008年

2 高劑斌;李裕梅;;基于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的圖像形狀特征提取及多特征融合方案探究[A];中國(guó)系統(tǒng)工程學(xué)會(huì)第十八屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文集——A12系統(tǒng)科學(xué)與系統(tǒng)工程理論在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用研究[C];2014年

3 胡帆;廖斌;薛巧平;;基于輪廓的形狀特征提取方法[A];2011年通信與信息技術(shù)新進(jìn)展——第八屆中國(guó)通信學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

4 路陽(yáng);董宏麗;;基于MATLAB實(shí)現(xiàn)水稻顆粒圖像形狀特征分析[A];黑龍江省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)2007年學(xué)術(shù)交流年會(huì)論文集[C];2007年

5 李連;朱愛(ài)紅;;基于形狀的圖像檢索技術(shù)研究[A];’2004計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)交流會(huì)議論文集[C];2004年

6 甘俊英;趙向陽(yáng);張有為;;視覺(jué)語(yǔ)言特征—灰度輪廓權(quán)向量差分形狀特征[A];圖像 仿真 信息技術(shù)——第二屆聯(lián)合學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2002年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 程春;畫面清新自然 寓意美好吉祥[N];中國(guó)集郵報(bào);2014年

2 黨耀武;給你一雙“慧眼”　判讀高空偵察照片[N];中國(guó)國(guó)防報(bào);2002年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙偉;自由形狀特征的重用與抑制[D];浙江大學(xué);2008年

2 王青;反求工程中基于變形的自由形狀特征重構(gòu)[D];浙江大學(xué);2006年

3 陳飛;基于形狀先驗(yàn)的同時(shí)分割與識(shí)別研究[D];浙江大學(xué);2013年

4 柴倫紹;具有形變魯棒性的形狀特征研究及其在檢索中的應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2014年

5 桂江生;二維水果形狀檢測(cè)與分類算法研究[D];浙江大學(xué);2007年

6 賈棋;形狀不變特征提取及應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2014年

7 羅磊;形狀分解和基于機(jī)器學(xué)習(xí)的圖像檢索技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2013年

8 王軍偉;融合全局與局部信息的形狀輪廓特征分析與匹配[D];華中科技大學(xué);2012年

9 陳國(guó)棟;面向機(jī)器人的物體形狀及姿態(tài)識(shí)別研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2011年

10 王淳;形狀的部分結(jié)構(gòu)解析和識(shí)別[D];華中科技大學(xué);2014年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王松鶴;2D形狀中分支結(jié)構(gòu)的檢測(cè)[D];大連海事大學(xué);2015年

2 周斌;基于圖像形狀特征量的計(jì)算機(jī)輔助肝硬化檢測(cè)研究[D];廣西大學(xué);2015年

3 張倩;基于支持向量機(jī)的多特征交通標(biāo)志識(shí)別的研究與實(shí)現(xiàn)[D];東北大學(xué);2014年

4 李龍卓;基于形狀特征的圖像檢索技術(shù)研究[D];青島科技大學(xué);2015年

5 江靜宇;非剛體三維殘缺模型的形狀分類算法研究[D];北京交通大學(xué);2016年

6 王璐;三維耳廓點(diǎn)云形狀特征提取及匹配[D];遼寧師范大學(xué);2015年

7 劉春爽;基于植物葉形狀和葉脈的植物葉自動(dòng)分類研究[D];浙江理工大學(xué);2016年

8 顧華;基于形狀特征的人臉?lè)诸愌芯縖D];清華大學(xué);2004年

9 李國(guó)琳;傅立葉描繪子對(duì)形狀進(jìn)行識(shí)別與檢索[D];吉林大學(xué);2005年

10 陳孝春;二維形狀的描述和識(shí)別的研究[D];浙江大學(xué);2006年

本文編號(hào)：1188910