[发明专利]一种美国白蛾幼虫网幕图像识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，可实现美国白蛾1-4龄幼虫网幕图像的自动识别。

背景技术

美国白蛾又名美国灯蛾、秋幕毛虫，繁殖力强，危害300多种植物，尤其是阔叶树，是世界性检疫害虫。1979年我国辽宁省丹东市首次发现该虫，目前，已经迅速蔓延至天津、北京、河北、辽宁、山东、陕西等地。美国白蛾在幼虫期危害树木最为严重。幼虫共7龄，1-2龄幼虫只取食叶肉，留下叶脉，整个叶片呈透明的纱网状。3龄幼虫将叶片咬成缺壳，4龄幼虫开始分成若干个小的群体，5龄后单个取食。整个幼虫期间取食量极大，造成植物长势衰弱，抗逆力低下，部分枝条甚至整株死亡。前3龄幼虫网幕较明显，是实施防治的良好时机。

目前，常采用人工摘除网幕和化学药剂大规模喷施的防治方法。这些方式大多粗放、低效、高污染，研究美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，进而研制智能对靶喷药机器人装置，具有重大的现实意义。

对靶施药成为精细农业的研究重点之一，国内外学者在大田、果园和设施农业病害防治方面都进行了有意义的探索。例如，胡天翔等人提出了基于DSSA( Domain Specific Software Architecture)的智能对靶喷雾机软件系统设计思想；尹东富等研究了棉田对靶喷药除草系统，采用模糊控制算法自动识别杂草以及根据采集车速、杂草密度信息自动调整流量；耿长兴等针对温室黄瓜病害研究了对靶喷药机器人，实现了基于颜色和纹理信息的病情判断和定量分析。然而，美国白蛾幼虫网幕图像识别方法在国内外尚未见相关报道。

发明内容

本发明的技术解决问题是：针对目前人工喷药粗放、低效、高污染的情况，研究美国白蛾幼虫网幕图像自动识别方法，为研制智能对靶喷药机器人装置奠定基础。

本发明的技术解决方案为：

一种美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，包括步骤1）图像色彩空间和色彩通道确定、2）图像二值化处理、3）噪音区域去除处理和4）噪音的进一步去除和图像的修补处理。

前面所述的美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，优选的方案是，步骤1）图像色彩空间和色彩通道确定包括：                                                根据美国白蛾幼虫网幕图像色彩分布特征，选择RGB颜色空间；计算原始图像中网幕、叶子和枝条部位的（R-G）、（B-G）、（R-B）颜色分量差值，确定（R-B）色差模型。

前面所述的美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，优选的方案是，步骤2）图像二值化处理，过程如下：对网幕图像进行逐行扫描，并记录(R-B)值；求得每一点(R-B)差值，并将此差值按照升序的顺序排列，统计其中最大值和中值；使用最大类间方差法计算最佳阈值；进行二值化处理。

前面所述的美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，优选的方案是，步骤3）噪音区域去除处理使用双阈值处理方法。

前面所述的美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，优选的方案是，所述双阈值处理方法步骤是：①对图像从上到下，从左到右进行扫描，如果遇到白色象素则进行标记，并按照Freeman编码方式反时针跟踪，如果能够连接在一起，则表明此区域为一个整体，给图像中每一个可以连接在一起的整体进行区域标记（贴标签），命名为区域1，2，3，……，N；②贴标签的同时，在内存中开设一个动态数组p( )记录每一区域所含像素的个数，各个数组成员的大小即为相对应区域的面积，分别记为p(1)，p(2)， …， p(i)，…， p(n)(i=1，2，3，……，N)，N为图像中所有区域的个数；③求出面积的平均值A和标准方差D，计算A－D和A+D的值确定为面积双阈值；④使用阈值计算法将面积介于双阈值之间的白色噪声区域剔除。

前面所述的美国白蛾幼虫网幕图像识别方法，优选的方案是，步骤4）噪音的进一步去除和图像的修补处理使用改进的膨胀腐蚀法。