鞘翅目害蟲(chóng)自動(dòng)鑒定技術(shù)研究.pdf

1、鞘翅目害蟲(chóng)是重要的農(nóng)業(yè)和林業(yè)害蟲(chóng)，目前鞘翅目害蟲(chóng)的鑒定工作是由數(shù)量有限的專(zhuān)家進(jìn)行，大部分非專(zhuān)業(yè)人員因缺乏相關(guān)知識(shí)的技術(shù)培訓(xùn)，要快速鑒定害蟲(chóng)種屬具有相當(dāng)?shù)碾y度，不利于害蟲(chóng)防治。為此，本研究利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)對(duì)34種重要的農(nóng)業(yè)和林業(yè)鞘翅目害蟲(chóng)的自動(dòng)鑒定技術(shù)進(jìn)行了研究，設(shè)計(jì)了一個(gè)用于鞘翅目害蟲(chóng)自動(dòng)鑒定的計(jì)算機(jī)識(shí)別系統(tǒng)。
　　 針對(duì)不同種屬的鞘翅目害蟲(chóng)體長(zhǎng)差異較大這一問(wèn)題，采用了不同的圖像獲取系統(tǒng)分別采集體長(zhǎng)不同的鞘翅目害蟲(chóng)圖像：采用自

2、行設(shè)計(jì)的鞘翅目害蟲(chóng)圖像獲取系統(tǒng)采集常規(guī)害蟲(chóng)（體長(zhǎng)大于1cm的害蟲(chóng)）圖像；而對(duì)于微小害蟲(chóng)（一般體長(zhǎng)2-14mm的小型害蟲(chóng)）則采用帶有顯微鏡接口的奧林巴斯數(shù)碼相機(jī)連接顯微鏡進(jìn)行拍攝。將獲得的害蟲(chóng)圖像進(jìn)行圖像增強(qiáng)、去噪聲等預(yù)處理操作后，為了有效地分割出害蟲(chóng)，對(duì)不同種類(lèi)的害蟲(chóng)圖像提出了不同的分割方法：對(duì)微小害蟲(chóng)采用基于固定取閾法的分割方法來(lái)分割前景，對(duì)于常規(guī)害蟲(chóng)采用基于最大類(lèi)間自動(dòng)取閾法的分割方法進(jìn)行去背景操作。針對(duì)去背景后的圖像中包含的害蟲(chóng)觸

3、角和足節(jié)等部分，提出了穩(wěn)定而有效的去噪方法。根據(jù)鞘翅目害蟲(chóng)的分類(lèi)學(xué)特征，從害蟲(chóng)圖像中提取了區(qū)域周長(zhǎng)、區(qū)域面積、主弦，次主弦，離散指數(shù)，偏心率和緊湊性等七個(gè)形狀特征參數(shù)作為鞘翅目害蟲(chóng)的分類(lèi)判別依據(jù)。為提高鞘翅目害蟲(chóng)的識(shí)別正確率，研究了基于極大極小準(zhǔn)則的模糊模式識(shí)別方法，基于多元分類(lèi)的最小二乘支持向量機(jī)方法和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，并將最符合實(shí)際分類(lèi)要求的模糊模式識(shí)別方法確定為鞘翅目害蟲(chóng)的最終分類(lèi)方法，利用該方法對(duì)34種鞘翅目進(jìn)行自動(dòng)鑒定時(shí)平均準(zhǔn)