基于數(shù)字圖像處理的玉米品種識(shí)別研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的發(fā)展，圖像處理與識(shí)別技術(shù)在種子資源品質(zhì)檢測方面發(fā)揮著越來越重要的作用。本文以計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)為主要技術(shù)手段，綜合運(yùn)用數(shù)字圖像、攝影、光學(xué)、植物學(xué)、色度學(xué)、模式識(shí)別等方面的知識(shí)，對玉米品種的自動(dòng)識(shí)別問題進(jìn)行了研究。 一、具體研究內(nèi)容 1．玉米種子圖像的采集 為了提高自動(dòng)識(shí)別的準(zhǔn)確性同時(shí)盡量減少對圖像采集的約束條件，對圖像拍攝方法進(jìn)行了研究。選取本地區(qū)常用的鄭單958、遼單565、京科25 作為被識(shí)別

2、對象，對不同條件下拍攝的圖像進(jìn)行了分析對比。 2．玉米種子圖像預(yù)處理 背景分割：用幾種不同的分割方法進(jìn)行試驗(yàn)，通過對比驗(yàn)證，采用迭代法進(jìn)行背景分割。去除噪聲：背景分割后圖像中存在孤立的噪聲點(diǎn)，通過查閱資料，采用自適應(yīng)中值濾波法。顏色校正：在研究中找到了一種基于標(biāo)準(zhǔn)白板的顏色校正方法。此法根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)白板的顏色來校正種子圖像的顏色，大大提高了圖像中種子顏色的準(zhǔn)確性。種子分離：主要采用區(qū)域標(biāo)記法來實(shí)現(xiàn)種子圖像中的標(biāo)準(zhǔn)白板的提取與

3、單粒種子分離。 3．玉米種子特征提取 除了利用玉米種子的顏色、形狀、大小等常見特征外，本文發(fā)現(xiàn)玉米種子白色部分(胚部)與黃色部分(冠部)的面積比例以及形狀對玉米種子的品種識(shí)別具有一定作用，并對黃白面積比例進(jìn)行了深入研究，提取了白色部分的面積、黃色部分的面積、黃色部分的顏色等新特征。顏色特征的提取采用RGB模型與HSV’模型相結(jié)合的方法。 4．特征集優(yōu)化與新特征的價(jià)值驗(yàn)證 本文采用基于遺傳算法與支持向量機(jī)特

4、征優(yōu)化方法，把新特征與常規(guī)特征有區(qū)別的進(jìn)行優(yōu)化。從兩組最優(yōu)特征子集的識(shí)別率與算法運(yùn)行過程中的特征選擇率兩方面證實(shí)了部分新特征是很有價(jià)值。對特征數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)一步證實(shí)白色部分與黃色部分的面積比例特征的可用性；通過試驗(yàn)驗(yàn)證，黃色部分的藍(lán)色分量與飽和度對識(shí)別的價(jià)值要優(yōu)于整個(gè)玉米種子的相應(yīng)特征。 5．玉米品種識(shí)別 采用支持向量機(jī)方法對玉米品種進(jìn)行識(shí)別。三個(gè)玉米品種的識(shí)別率分別為90.1％、93.5％、96％。 二、本文