【摘要】：水稻病蟲害是影響水稻生產(chǎn)的主要因素之一,準(zhǔn)確及時地識別水稻病蟲害的為害狀是進(jìn)行病蟲害測報和綜合防治的前提。傳統(tǒng)的水稻病蟲害田間調(diào)查往往依賴于農(nóng)技人員目測方法估測田間病蟲害情況,存在勞動強(qiáng)度大、主觀性強(qiáng)、效率低下以及滯后等問題,難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求。隨著圖像處理與通信技術(shù)的高速發(fā)展,基于圖像的農(nóng)業(yè)病蟲害智能檢測方法成為研究的熱點(diǎn)。本文利用socket通信、視頻編碼和深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測等技術(shù),以水稻紋枯病病斑為檢測對象,設(shè)計并實現(xiàn)了水稻莖基部病害圖像智能采集與病斑檢測系統(tǒng)。本文主要研究內(nèi)容和成果如下:(1)設(shè)計并實現(xiàn)了水稻莖基部病害圖像智能采集設(shè)備。該設(shè)備包含Android相機(jī)鏡頭的開發(fā)板、手機(jī)和可伸縮桿。Android相機(jī)模塊利用Android camera2應(yīng)用程序編程接口采集實時視頻;利用Media Codec應(yīng)用程序編程接口對采集到的實時視頻幀數(shù)據(jù)進(jìn)行H.264硬件編碼;基于RTSP/RTP流媒體協(xié)議封裝H.264實時碼流,控制Android相機(jī)和手機(jī)之間實時視頻流的傳輸;利用Java Socket編程和自定義的通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)Android相機(jī)和手機(jī)之間控制命令通信。手機(jī)端利用VLC開源視頻播放庫實現(xiàn)與Android相機(jī)的RTSP會話,有序接受RTP數(shù)據(jù)包并顯示Andriod相機(jī)拍攝的水稻莖基部實時畫面。同樣利用Java Socket編程,根據(jù)自定義的通信數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),實現(xiàn)相機(jī)控制命令的發(fā)送和相機(jī)控制命令處理結(jié)果的接受;利用Okhttp處理網(wǎng)絡(luò)請求框架實現(xiàn)手機(jī)點(diǎn)擊水稻莖基部病害圖像上傳至云服務(wù)器,然后接受經(jīng)過深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測算法處理的結(jié)果。(2)研究了基于深度學(xué)習(xí)的水稻紋枯病病斑檢測算法。設(shè)計基于殘差網(wǎng)絡(luò)的水稻紋枯病病斑SSD檢測算法,為了提高檢測網(wǎng)絡(luò)提取特征的能力,將SSD檢測算法的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)VGG16替換為Res Net50網(wǎng)絡(luò);同時為了使檢測系統(tǒng)對病斑檢測有更強(qiáng)的容錯能力和魯棒性,對水稻紋枯病圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)增強(qiáng);為了降低訓(xùn)練時間,運(yùn)用遷移學(xué)習(xí)的方法,將Image Net數(shù)據(jù)的權(quán)重模型移植到水稻紋枯病病斑檢測任務(wù)。結(jié)果表明,基于殘差網(wǎng)絡(luò)的SSD檢測算法對水稻紋枯病病斑的檢測精度為81.2%。本文設(shè)計的水稻莖基部病害圖像智能采集與病斑檢測系統(tǒng),可替換市場上普通的Wi Fi相機(jī),可以實現(xiàn)便捷地采集水稻莖基部病斑圖像和實現(xiàn)水稻紋枯病病斑快速檢測。農(nóng)技人員通過手機(jī)預(yù)覽前端Android相機(jī)實時視頻、控制其拍攝水稻莖基部圖像,并將水稻莖基部圖像返回到手機(jī)端,同時可以選擇水稻莖基部圖像上傳至云服務(wù)器端,云服務(wù)器運(yùn)行病斑檢測算法并反饋結(jié)果至手機(jī)端。該方案不需要特定型號的Android相機(jī),操作簡單,可廣泛應(yīng)用于水稻病蟲害田間調(diào)查和監(jiān)測中。
【圖文】：

在 Firefly RK3288 開發(fā)板進(jìn)行開發(fā)(圖 2.1-a)。Android 手機(jī)可采用市面上支持視頻解碼、播放的 Android 智能機(jī)(圖2.1-b)。手持桿可采用輕質(zhì)的可伸縮桿，可在其前端固定 Android 相機(jī)(圖 2.1-c)。(a) Android 相機(jī) (b) Android 手機(jī) (c)手持桿圖 2.1 水稻莖基部病害圖像智能采集設(shè)備其中Firefly RK3288開發(fā)板是深圳天啟智能科技有限公司旗下Firefly開源團(tuán)隊提供的，主控芯片采用瑞芯微四核芯片 RK3288，ARM Cortex -A17 架構(gòu)，主頻高達(dá) 1.8GHz。圖

理工大學(xué)工程碩士學(xué)位論文 水稻莖基部病害圖像智能采集與病斑檢測系統(tǒng)的設(shè)計與步服務(wù)。RTP 雖然本身無法為按順序傳送數(shù)據(jù)包提供可靠的傳送機(jī)制，但可依靠 R流量控制或擁塞控制。同樣，對于那些丟失的數(shù)據(jù)包，不存在由于超時檢測而帶，僅由上層根據(jù)其重要性來選擇重傳，RTP 的固定報頭的長度為 12 個字節(jié)，這體介紹和分析。RTP 荷載 H.264 碼流，定義三種不同的荷載結(jié)構(gòu)[32]：(1) 單個 NAL 單元包：如下圖 2.4 所示，單個的 RTP 包中僅有一個完整的 NAL此時，，RTP 的 NAL 頭類型字段和原始的 H.264 的 NALU 頭類型字段相同，第個字節(jié)的后五位(type)類型域值在 1 至 23 之間，荷載時在 NALU 前面添加 12節(jié)的 RTP 包頭即可。
【學(xué)位授予單位】：浙江理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S435.11;TP391.41

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本文編號：2606829