基于圖像特征蝦病診斷系統(tǒng)中專家系統(tǒng)的研究與開發(fā).pdf

1、目前，在水產(chǎn)動物疾病專家診斷系統(tǒng)領(lǐng)域，需診斷的新問題和知識庫以文字方式描述為主，致使進行診斷推理時，依據(jù)的信息和知識也只有文字描述，容易造成診斷結(jié)果的差異性和不準確性。針對這種不足，本文以南美白對蝦(以下簡稱蝦)為研究對象，將病蝦的圖像內(nèi)容特征和病理特征相結(jié)合來描述需診斷的新問題特征，同時在知識庫增加了蝦病圖像特征內(nèi)容，提出了結(jié)合圖像特征的蝦病案例推理專家系統(tǒng)，它是基于圖像特征的蝦病診斷系統(tǒng)一個子系統(tǒng)；基于圖像特征的蝦病診斷系統(tǒng)包括兩個

2、子系統(tǒng)，另外一個是基于內(nèi)容的蝦病圖像檢索。 南美白對蝦作為一種經(jīng)濟類水產(chǎn)動物，是世界上的公認的、最有養(yǎng)殖前途的優(yōu)良蝦種之一，具有適合高密度養(yǎng)殖、養(yǎng)殖周期短、肉質(zhì)佳、出肉率高、產(chǎn)量大、售價高等特點，近幾年我國南方地區(qū)的養(yǎng)殖規(guī)模正在逐漸擴大。同時，蝦病的頻繁發(fā)生和領(lǐng)域?qū)＜业娜狈λ鶐淼慕?jīng)濟損失也隨之嚴重，因此蝦病困擾著對蝦養(yǎng)殖業(yè)的持續(xù)發(fā)展，成為影響對蝦養(yǎng)殖的首要因素。為了減少病害帶來的損失，除了推廣和普及魚病診斷和防治的知識外，研究

3、和開發(fā)蝦病診斷智能系統(tǒng)，使之成為養(yǎng)殖者科學養(yǎng)殖的有力助手，協(xié)助他們及時診斷與防治蝦病，同時控制流行病的爆發(fā)，更具有重要的實際意義。 人類專家對疾病的診斷是一個復(fù)雜的創(chuàng)造性思維過程，既包括邏輯性思維，又包括形象思維。而大多數(shù)魚病診斷專家系統(tǒng)都致力于研究、整理疾病專家的知識，形成推理規(guī)則，卻忽視了對疾病專家診斷過程中形象思維的模擬。而基于案例的推理方法利用以往的經(jīng)驗和知識，將已有問題的解決方法加以調(diào)整和修改，用于解決當前問題，能有效

4、模擬人類專家的形象思維。因此，本文在研究蝦病診斷問題時采用了基于案例推理的方法。 在充分的蝦病知識學習、對蝦病診斷過程的調(diào)查和需求調(diào)查的基礎(chǔ)上，本文以計算機應(yīng)用技術(shù)為支撐，以人工智能理論為基礎(chǔ)，以面向?qū)ο蟮木幊碳夹g(shù)為工具，分析研究利用計算機進行蝦病診斷中的關(guān)鍵問題。 首先，對本文所用到的關(guān)鍵技術(shù)：診斷推理策略和方法、案例推理的機制、案例檢索、案例索引等關(guān)鍵技術(shù)進行了概述。闡述了基于圖像特征的蝦病診斷系統(tǒng)將基于內(nèi)容的蝦病圖

5、像檢索與蝦病診斷專家系統(tǒng)相結(jié)合的診斷模型和思路，以及基于圖像特征的蝦病診斷系統(tǒng)的框架結(jié)構(gòu)。 接著，利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)蝦病案例庫的構(gòu)建。從基于案例推理的蝦病診斷模型角度進一步闡述了運用基于案例推理方法研究蝦病診斷問題的合理性和現(xiàn)實性。用基于框架的表示方法表示蝦病案例后，描述了添加新案例的兩種途徑以及系統(tǒng)案例庫、蝦病圖像庫之間的關(guān)系。為了提高蝦病案例檢索效率，利用聚類分析方法將案例庫分類，進而組織成兩級分層結(jié)構(gòu)：抽象蝦病案例庫和

6、子蝦病案例庫。 之后，利用案例相似度匹配的方法實現(xiàn)相似案例檢索，其中定義了蝦病案例相似度計算模型和方法，結(jié)合案例庫的分層組織策略和基于內(nèi)容的蝦病圖像檢索結(jié)果，提出結(jié)合蝦病圖像檢索的蝦病案例檢索算法，給出了對檢索出的相似案例進行修正的方法。進行相似案例檢索時，先在抽象案例庫中檢索相關(guān)的抽象案例，然后到相應(yīng)的子案例庫中檢索相似案例。在子案例集中檢索案例時，只跟相似圖像集所對應(yīng)的案例進行相似度計算，不僅縮小了案例搜索范圍、減小了相似度

7、計算量，而且能提高案例診斷的準確率。 最后從軟件工程和知識工程的角度，描述系統(tǒng)的開發(fā)過程和實現(xiàn)技術(shù)，包括系統(tǒng)做了需求分析、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)、知識庫設(shè)計、實現(xiàn)工具和系統(tǒng)主要功能模塊演示。開發(fā)了基于圖像特征的蝦病診斷專家系統(tǒng)，從而搭建蝦病專家系統(tǒng)研究成果向現(xiàn)實生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化平臺，促進蝦病診斷的智能化水平，有效解決蝦病診斷的現(xiàn)實問題。 本文采用新的方法和手段建立蝦病診斷系統(tǒng)，對蝦病診斷系統(tǒng)的研制具有理論上的指導(dǎo)意義，不僅能有效模擬蝦