便攜式棉花病蟲害檢測系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了便攜式棉花病蟲害檢測系統及方法。由集中在嵌入式系統內的軟件系統、嵌入式系統、圖像采集裝置組成。用戶通過操作嵌入式系統，實時采集田間棉花病蟲害圖像信息，提取病蟲害特征，并分析其特征；將其特征與棉花病蟲害特征參數進行匹配，確定棉花病蟲害類型；通過圖像處理方法提取病蟲害特征，最后分析其受害程度。將處理結果輸出至嵌入式系統的顯示器上。若處理結果有異議，可通過嵌入式系統的網絡通信功能上傳至服務器，由專家對其分析。本發明專利技術有效地解決了用戶對棉花病蟲害種類和其受害程度難診斷、難評估的問題。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術屬于現代農業
，尤其涉及。
技術介紹
棉花是我國主要的經濟作物，棉花病蟲害是棉花生產中重要的危害之一。目前棉花病蟲害的檢測主要根據肉眼觀察和經驗，具有很強的主觀性和局限性，在蟲害初期難以分辨，而在蟲害發生過程又難以檢測其受損程度，容易錯過最佳的防治時期。因此急需能快速進行棉花病蟲害分析的檢測系統。雖然，基于PC 機的檢測系統，易于實現，但成本較高，體積大，不方便攜帶。經對現在的技術文獻的檢索發現，中國專利申請號為201010205469. 0，名稱為作物病蟲害信息診斷系統及方法。該診斷系統由基于ARM的采集端和診斷服務端，采集端采集作物病蟲害信息并將其發送給診斷服務端，服務端通過無線通信網絡接收采集端發送的作物病蟲害信息，進行診斷并將診斷結果發送給采集端。該系統基于ARM的嵌入式系統采集端，能夠實時定位采集、傳輸、診斷作物病蟲害信息，但是，該系統的診斷工作依賴服務端，基于ARM的嵌入式系統不能獨自完成病蟲害的檢測診斷工作，不能滿足便攜式要求。另經檢測索發現，中國專利申請號為200920197780. 0名稱為油菜核病熱紅外圖像診斷系統。該診斷系統采用熱紅外成像技術和圖像處理技術，利用油菜葉面上因菌核病壞死的病斑溫度較正常葉面高的原理，對油菜菌核病的發病情況進行快速、準確、無損的分析診斷。但是，該系統僅用于特殊的場合，診斷對象單一，不能用于棉花病蟲害種類的診斷，也未涉及對病蟲害受損程度的檢測方法。。
技術實現思路
本專利技術提供，由嵌入式系統，集中在嵌入式系統內的軟件系統，圖像采集裝置組成，其特征在于用戶可以通過操作嵌入式系統，驅動攝像裝置實時采集現場棉花病蟲害圖像信息，由嵌入式系統內的圖像預處理軟件對進行處理，提供病蟲害特征；由嵌入式系統分析其特征，并與棉花病蟲害特征參數進行比較，確定棉花病蟲害類型；通過圖像處理方法提取病蟲害特征，分析其受害程度，將處理結果輸出至嵌入式系統的顯示器上。如不能得出相關結論或對分析結果有異議，可能通過嵌入式系統的網絡通信功能上傳上服務器，由專家對其分析。所述嵌入式系統是以應用為目的，軟、硬件皆可裁剪的專業計算機系統，用于對棉花病蟲害圖像信息數據存儲和數據處理。所述集中在嵌入式系統內的軟件系統，包括操作系統軟件、棉花病蟲害檢測軟件；所述操作系統軟件，用戶用其管理該便攜式棉花病蟲害檢測系統的軟、硬件資源；所述棉花病蟲害檢測軟件提取并分析棉花病蟲害的特征，并判定該特征是否具有區分性，如果有區分性則取為特征，將特征值與預設的棉花病蟲害特征參數匹配，實現對病蟲害種類的診斷。所述圖像采集裝置，用于在現場創造一個無外界干擾的圖像采集環境，并進行棉花病蟲害圖像全天候實時采集。所述棉花病蟲害特征參數是通過相關理論和數據數據確定的棉花病蟲害特征參數，用于與現場提取的棉花病蟲害特征參數進行比較。所述圖像預處理軟件，可以實現的棉花病蟲害圖像的增強、復原等處理，最終棉花病蟲害圖像與其背景分割。所述圖像處理方法，針對棉花病蟲害進行處理，提取病害部分，計算受損率，并以作為檢測棉花病蟲害發生程度的指標。 本專利技術專利具有的有益效果是。(I)實現了棉花病蟲害的快速分析和檢測，具有實時性，減少病蟲害檢測對棉花病蟲害的時間延誤。(2)設計了棉花病蟲害分析和檢測儀器的便攜式系統，分析檢測方便。(3)設計的棉花病蟲害檢測軟件，圖形用戶界面簡潔、美觀、易于操作，對用戶相關知識要求不高。(4)采用機器視覺和圖像處理技術，結合理論和實驗數據進行智能檢測分析，信息獲取及分析更加準確，尤其在病蟲害初期或輕微發病時，減少了人眼判斷的主觀性和局限性。(5)該棉花病蟲害檢測系統對棉花的病蟲害的發生趨勢有一定的預測能力。(6)該檢測系統采用非接觸式檢測技術，對棉花的生長沒任何損害。本專利技術主要用于棉花病蟲害的種類和受害程度的無損檢測和分析，分析快速、準確、簡便。附圖說明圖I棉花病蟲害檢測系統框圖。圖2棉花病蟲害圖像預處理方法。圖3棉花病蟲害種類識別特征的確定方法。圖4棉花病蟲害種類識別方法。圖5棉花病蟲害受害程度評價方法。具體實施例方式如圖I所示，該系統涉及的便攜式棉花病蟲害檢測系統，由嵌入式系統，集中在嵌入式系統內的軟件系統，圖像采集裝置等組成，所述集中在嵌入式系統內的軟件系統，包括操作系統軟件、棉花病蟲害檢測軟件。用戶可以將棉花病蟲害葉片通過操作嵌入式系統的系統軟件，驅動攝像裝置實時采集現場棉花病蟲害圖像信息。由嵌入式系統內的圖像預處理軟件對進行處理，首先圖像增強、復原等操作并去除背景，進一步對提供病蟲害特征；圖像預處理方法及步驟如圖2所示。由嵌入式系統分析圖像的統計特征，篩選能夠區分病蟲害種類的特征，如圖3所示，將其與棉花病蟲害特征參數進行比較，確定實時采集的圖像信息屬于哪種癥狀；如圖4所示。采用多種圖像處理方法提取病蟲害特征，將多種結果取平均，然后去除與均值偏差最大的結果，再取平均，將其作為特征與系統內的預設參數比較，分析其受害程度，并將 處理結果輸出至嵌入式系統的顯示器上。若處理結果有異議，可能通過嵌入式系統的網絡通信功能上傳至服務器，由專家對其進行分析，如圖5所示。本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.便攜式棉花病蟲害檢測系統及方法，由嵌入式系統，集中在嵌入式系統內的軟件系統，圖像采集裝置等組成；其特征在于用戶可以通過操作嵌入式系統，驅動攝像裝置實時采集棉花病蟲害圖像信息，由嵌入式系統內的圖像預處理軟件對進行處理，提取病蟲害特征；再由嵌入式系統分析其特征，與棉花病蟲害特征參數進行匹配，確定棉花病蟲害類型；通過圖像處理方法提取病蟲害特征，分析其受害程度，并將處理結果輸出至嵌入式系統的顯示器上；若處理結果有異議，可以通過嵌入式系統的網絡通信功能上傳至服務器，由專家對其分析。2.根據權利要求I所述的便攜式棉花病蟲害檢測系統及方法，其特征在于所述的嵌入式系統是以應用為目的，軟、硬件皆可裁剪的專業計算機系統，用于對存儲和處理棉花病蟲害圖像信息數據。3.根據權利要求I所述的便攜式棉花病蟲害檢測系統及方法，其特征在于所述集中在嵌入式系統內的軟件系統，包括操作系統軟件...

【專利技術屬性】
技術研發人員：馬本學，何青海，瞿端陽，王麗麗，李鋒霞，陳琴剛，高國剛，
申請(專利權)人：石河子大學，
類型：發明
國別省市：