基于机器视觉的作物水分无损检测及评判模型研究

基于机器视觉的作物水分无损检测及评判模型研究

论文摘要

本文通过机器视觉技术将作物(万寿菊)生长发育健康水分需求表象特征提取出来,实现特征提取的无损化和处理的快速化,建立作物生长发育健康水分需求评判体系模型,为灌溉决策正确性提供可靠的数据支持,实现作物灌溉的精确定量性,降低资源、能源以及劳动力消耗。为了提高系统的准确度,提出了对图像进行处理前要经过图像的预处理,以消除图像中的无关信息,恢复有用的真实的信息,从而增强有关信息的可检测性和最大限度地简化数据。本文中选用的滤波器是巴特沃兹滤波器,Butterworth低通滤波器没有“振铃”现象,而且能够提高图像的细节清晰度,是一种具有最大平坦幅度响应的低通滤波器,在线性相位、衰减斜率和加载特性三个方面具有特性均衡的优点。因此在实际使用中,巴特沃斯滤波器已被列为首选,用途十分广泛。在图像特征值提取过程中,分别提取了万寿菊的颜色值和纹理,在颜色值的提取过程中采用的是RGB颜色模型,RGB颜色模型是利用R,G,B三个分量表示一个像素的颜色。R,G,B分别表示红,绿,蓝3种不同的颜色,将颜色特征R,G,B分别提取出来作为判断万寿菊水分状态的特征值。描述纹理图像特性的参数有很多种,本文采用了均值、一致性、熵来描述图像的纹理特征。基于AHP的模糊综合评价是将AHP与模糊综合评判两种方法的特点相结合,通过层次分析法算出各层次事件(因素)的权重,再通过模糊综合评判得出各基本因素对上层事件、直至顶层事件的影响情况,最终评价出总目标的方案状况.建立作物生长发育健康水分需求评判体系模型。图像处理仿真平台设计利用MATLAB中的GUI(Graphic User Interface)实现制作一个供反复使用且操作简单的专用工具。提供图像输入、图像增强、图像分析及输出作物水分状态的功能。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 文献综述
  • 1.1 机器视觉技术
  • 1.2 机器视觉技术的发展历程与趋势
  • 1.3 机器视觉在农业中的应用与发展
  • 1.4 基于机器视觉技术的作物水分状态的研究
  • 1.5 机器视觉技术在精细农业中的研究和应用
  • 第2章 绪论
  • 2.1 研究的目的和意义
  • 2.2 研究的内容和方法
  • 第3章 机器视觉及图像采集
  • 3.1 机器视觉的构成及工作过程
  • 3.2 图像采集
  • 第4章 图像处理
  • 4.1 图像预处理
  • 4.2 图像去噪
  • 4.3 图像特征值提取
  • 第5章 模型建立
  • 5.1 基于AHP的模糊综合评判法
  • 5.2 模糊综合评判的数学模型与步骤
  • 5.3 用改进的AHP法构造各特征指标的模糊权向量
  • 5.4 万寿菊水分评判模型的建立
  • 5.5 算例
  • 第6章 图像处理平台
  • 6.1 MATLAB图形用户界面
  • 6.2 图像处理平台的总体架构
  • 第7章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 发表论文和参加课题一览
  • 相关论文文献

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