一種水稻病害的檢測方法及其自動檢測裝置制造方法及圖紙

一種水稻病害的檢測方法及其自動檢測裝置，涉及農作物，特別是水稻病害的檢測技術領域。自動檢測裝置包括圖像掃描及傳感器、嵌入式計算機和水稻病害綜合分析系統；圖像掃描及傳感器用于獲取水稻葉片的正、反面圖像；嵌入式計算機用于將掃描獲取的圖像信息進行處理；水稻病害綜合分析系統將嵌入式計算機處理后的圖像進行分析和比較處理，獲得葉片病害的種類和病級。本發明專利技術可以集合制成一個小裝置，便于攜帶，方便各現場使用，為及時了解、分析病害種類和病害等級提供了方便，也更及為及時防治各種病害提出了有效保障。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及農作物，特別是水稻病害的檢測的

技術介紹
當前，在農作物病害的智能檢測中，機器視覺技術已發揮了舉足輕重的作用，但生產實踐中還沒有檢測幾種水稻重要病害并確定病級的裝置。這對于及時、有效了解水稻的各種病害，提出控制方針及為不利。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種水稻病害的檢測方法，可以通過對水稻葉片圖像的采樣與分析，達到及時、準確獲得水稻的各種病害信息的目的。本專利技術包括如下步驟：1）取水稻的一個葉片進行圖像掃描，取得掃描圖；2）將掃描圖進行圖像二值化處理；3）將二值化處理后的圖像轉變成縱向投影圖；4）找出投影圖中的突變點作為葉片圖像定義坐標；5）定義出葉片的子圖像；6）根據光反射原理將整個葉片的子圖像變換到Lab空間，并制成a空間灰度值直方圖和b空間灰度值直方圖；7）通過b空間灰度值直方圖分離出葉片；通過a空間灰度值直方圖分離出斑紋；8）以藍色為背景，以綠色為葉片，以紅色為斑紋，制成三種顏色處理圖；9）對三種顏色處理圖中的各紅色區域提取輪廓，并作對應標記；10）對三種顏色處理圖中的綠色區域進行像素統計，取得綠色區域總像素值；對三種顏色處理圖中的各紅色區域分別進行像素統計，取得各紅色區域的像素值，并作對應標記；11）將單個像素點的面積與綠色區域總像素值相乘，取得綠色區域總面積；將各紅色區域的像素值相加，取得紅色區域的總像素值；將單個像素點的面積與紅色區域的總像素值相乘，取得紅色區域總面積；將紅色區域總面積除以綠色區域總面積，取得紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數，將紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數與病變評價等級標準進行比較，確定病變等級；將同一標記的紅色區域的像素值和輪廓與病害種類標準進行比較，確定病害種類。本專利技術以上方法解決了對單片葉子圖像進行背景、葉片、斑紋分割并統計像素，并以獲得葉片分割標志圖片、葉片及病害面積數據、葉片類型及等級數據，并能過對葉片病斑顏色、病斑輪廓、病斑大小以及病斑總面積占整個葉片面積的比例的分析，最終取得病害種類和病害等級結果。本專利技術可廣泛應用水稻葉片病害診斷、葉片病害預警、葉片病害大數據分析等領域的研究與實踐過程，適用于農業院校、農業研究所、農業推廣技術中心和田間現場使用。本專利技術另一目的是提出采用以上方法的用于水稻病害檢測的自動檢測裝置。自動檢測裝置包括圖像掃描及傳感器、嵌入式計算機和水稻病害綜合分析系統；所述圖像掃描及傳感器的信號輸出端連接在嵌入式計算機的信號輸入端，所述水稻病害綜合分析系統與嵌入式計算機連接；圖像掃描及傳感器用于獲取水稻葉片的正、反面圖像；嵌入式計算機用于將掃描獲取的圖像信息進行處理；水稻病害綜合分析系統將嵌入式計算機處理后的圖像進行分析和比較處理，獲得水稻葉片病害的種類和病級。本專利技術可以集合制成一個小裝置，便于攜帶，方便各現場使用，為及時了解、分析病害種類和病害等級提供了方便，也更及為及時防治水稻各種病害提出了有效保障。進一步地，本專利技術所述圖像掃描及傳感器具有獲取葉片圖像的圖像功能模塊和將圖像通過傳感器傳送至嵌入式計算機的功能模塊。所述嵌入式計算機具有接收自圖像掃描及傳感器發出的圖像的模塊，還具有對所接收的圖像進行圖像二值化處理、將掃描圖進行圖像二值化處理、將二值化處理后的圖像轉變成縱向投影圖、找出投影圖中的突變點作為葉片圖像定義坐標、定義出葉片的子圖像、將整個葉片子的圖像變換到Lab空間，并制成a空間灰度值直方圖和b空間灰度值直方圖、通過b空間灰度值直方圖分離出葉片、通過a空間灰度值直方圖分離出斑紋、以藍色為背景，以綠色為葉片，以紅色為斑紋，制成三種顏色處理圖、對三種顏色處理圖中的各紅色區域提取輪廓，并作對應標記、對三種顏色處理圖中的綠色區域進行像素統計，取得綠色區域總像素值、對三種顏色處理圖中的各紅色區域分別進行像素統計，取得各紅色區域的像素值，并作對應標記、將單個像素點的面積與綠色區域總像素值相乘，取得綠色區域總面積、將各紅色區域的像素值相加，取得紅色區域的總像素值、將單個像素點的面積與紅色區域的總像素值相乘，取得紅色區域總面積、將紅色區域總面積除以綠色區域總面積，取得紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數的各功能模塊，還具有將紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數值、標記的各紅色區域的像素值和輪廓發送至水稻病害綜合分析系統203的發送模塊。所述水稻病害綜合分析系統包括將紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數與水稻病變評價等級標準進行比較，確定水稻病變等級的模塊；還包括將同一標記的紅色區域的像素值和輪廓與水稻病害種類標準進行比較，確定水稻病害種類的模塊。為了方便遠程存儲、進一步分析等，本專利技術所述嵌入式計算機的一個信號輸出端連接無線通信模塊，用于將圖像掃描及傳感器取得的圖像信息和水稻病害綜合分析系統分析的信息通過無線以太網上傳至大數據分析中心。所述無線通信模塊為GPRS系列MODEM高性能模塊。另外，為了能現場直觀顯示，本專利技術還在所述嵌入式計算機的一個信號輸出端連接顯示模塊。以用于顯示葉片分割標志圖片、葉片及病害面積數據、葉片類型及等級數據或圖像信息。附圖說明圖1為本專利技術裝置的一種結構原理圖。圖2為本專利技術的檢測流程圖。圖3為檢測示例中的水稻葉片樣本正面的掃描圖。圖4為檢測示例中的水稻葉片樣本反面的掃描圖。圖5為檢測示例取得的三種顏色處理圖。具體實施方式現在結合附圖對本專利技術作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本專利技術的基本結構，因此其僅顯示與本專利技術有關的構成。一、如圖1所示，本專利技術的自動檢測裝置包括：嵌入式計算機202、高速圖像及掃描傳感器201、無線通信模塊204和水稻病害綜合分析系統203。圖像掃描及傳感器201的信號輸出端連接在嵌入式計算機202的信號輸入端，水稻病害綜合分析系統203與嵌入式計算機202連接。嵌入式計算機202的一個信號輸出端連接無線通信模塊204，無線通信模塊204為GPRS系列MODEM高性能模塊。在嵌入式計算機202的一個信號輸出端連接顯示模塊205。圖像掃描及傳感器201具有獲取葉片圖像的圖像功能模塊和將圖像通過傳感器傳送至嵌入式計算機202的功能模塊。嵌入式計算機202具有接收自圖像掃描及傳感器201發出的圖像的模塊，還具有對所接收的圖像進行圖像二值化處理、將掃描圖進行圖像二值化處理、將二值化處理后的圖像轉變成縱向投影圖、找出投影圖中的突變點作為葉片圖像定義坐標、定義出葉片的子圖像、將整個葉片子的圖像變換到Lab空間，并制成a空間灰度值直方圖和b空間灰度值直方圖、通過b空間灰度值直方圖分離出葉片、通過a空間灰度值直方圖分離出斑紋、以藍色為背景，以綠色為葉片，以紅色為斑紋，制成三種顏色處理圖、對三種顏色處理圖中的各紅色區域提取輪廓，并作對應標記、對三種顏色處理圖中的綠色區域進行像素統計，取得綠色區域總像素值、對三種顏色處理圖中的各紅色區域分別進行像素統計，取得各紅色區域的像素值，并作對應標記、將單個像素點的面積與綠色區域總像素值相乘，取得綠色區域總面積、將各紅色區域的像素值相加，取得紅色區域的總像素值、將單個像素點的面積與紅色區域的總像素值相乘，取得紅色區域總面積、將紅色區域總面積除以綠色區域總面積，取得紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數的各功能模塊，本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種水稻病害檢測方法，其特征在于包括如下步驟：1）取水稻的一個葉片進行圖像掃描，取得掃描圖；2）將掃描圖進行圖像二值化處理；3）將二值化處理后的圖像轉變成縱向投影圖；4）找出投影圖中的突變點作為葉片圖像定義坐標；5）定義出葉片的子圖像；6）根據光反射原理將整個葉片的子圖像變換到Lab空間，并制成a空間灰度值直方圖和b空間灰度值直方圖；7）通過b空間灰度值直方圖分離出葉片；通過a空間灰度值直方圖分離出斑紋；8）以藍色為背景，以綠色為葉片，以紅色為斑紋，制成三種顏色處理圖；9）對三種顏色處理圖中的各紅色區域提取輪廓，并作對應標記；10）對三種顏色處理圖中的綠色區域進行像素統計，取得綠色區域總像素值；對三種顏色處理圖中的各紅色區域分別進行像素統計，取得各紅色區域的像素值，并作對應標記；11）將單個像素點的面積與綠色區域總像素值相乘，取得綠色區域總面積；將各紅色區域的像素值相加，取得紅色區域的總像素值；將單個像素點的面積與紅色區域的總像素值相乘，取得紅色區域總面積；將紅色區域總面積除以綠色區域總面積，取得紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數，將紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數與病變評價等級標準進行比較，確定水稻病變等級；將同一標記的紅色區域的像素值和輪廓與病害種類標準進行比較，確定水稻病害種類。...

【技術特征摘要】
1.一種水稻病害檢測方法，其特征在于包括如下步驟：1）取水稻的一個葉片進行圖像掃描，取得掃描圖；2）將掃描圖進行圖像二值化處理；3）將二值化處理后的圖像轉變成縱向投影圖；4）找出投影圖中的突變點作為葉片圖像定義坐標；5）定義出葉片的子圖像；6）根據光反射原理將整個葉片的子圖像變換到Lab空間，并制成a空間灰度值直方圖和b空間灰度值直方圖；7）通過b空間灰度值直方圖分離出葉片；通過a空間灰度值直方圖分離出斑紋；8）以藍色為背景，以綠色為葉片，以紅色為斑紋，制成三種顏色處理圖；9）對三種顏色處理圖中的各紅色區域提取輪廓，并作對應標記；10）對三種顏色處理圖中的綠色區域進行像素統計，取得綠色區域總像素值；對三種顏色處理圖中的各紅色區域分別進行像素統計，取得各紅色區域的像素值，并作對應標記；11）將單個像素點的面積與綠色區域總像素值相乘，取得綠色區域總面積；將各紅色區域的像素值相加，取得紅色區域的總像素值；將單個像素點的面積與紅色區域的總像素值相乘，取得紅色區域總面積；將紅色區域總面積除以綠色區域總面積，取得紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數，將紅色區域總面積占綠色區域總面積的百分數與病變評價等級標準進行比較，確定水稻病變等級；將同一標記的紅色區域的像素值和輪廓與病害種類標準進行比較，確定水稻病害種類。2.一種用于水稻病害檢測的自動檢測裝置，其特征在于包括圖像掃描及傳感器、嵌入式計算機和水稻病害綜合分析系統；所述圖像掃描及傳感器的信號輸出端連接在嵌入式計算機的信號輸入端，所述水稻病害綜合分析系統與嵌入式計算機連接；圖像掃描及傳感器用于獲取水稻葉片的正、反面圖像；嵌入式計算機用于將掃描獲取的圖像信息進行處理；水稻病害綜合分析系統將嵌入式計算機處理后的圖像進行分析和比較處理，獲得水稻葉片病害的種類和病級。3.根據權利要求2所述用于水稻病害檢測的自動檢測裝置，其特征在于所述圖像掃描及傳感器具有獲取葉片圖像的圖像功能模塊和將圖像通過傳感器傳送至嵌入式計算機的功能模塊。4.根據權利要求2所述用于水稻病害檢測的自動檢測裝置，其特征在于所述...

【專利技術屬性】
技術研發人員：袁小昊，顏文豪，劉金龍，陳卓拓，張懿，徐鈺姣，沈殿晶，楊琪，田寧，郭志波，劉芳，
申請(專利權)人：揚州大學，
類型：發明
國別省市：江蘇;32