oid的自然背景下黄瓜霜霉病定量诊断系统.PDF

２０１７年 ３月 农 业 机 械 学 报 第 ４８卷 第 ３期 ｄｏｉ：１０．６０４１／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００１２９８．２０１７．０３．００３ 基于Ａｎｄｒｏｉｄ的自然背景下黄瓜霜霉病定量诊断系统 叶海建　郎　睿 （中国农业大学信息与电气工程学院，北京 １０００８３） 摘要：为准确快速定量诊断黄瓜的病害，科学选择病害管控措施，基于Ａｎｄｒｏｉｄ技术和图像处理方法设计了可用于 自然背景的黄瓜叶部病害定量诊断系统，并进行了试验。对黄瓜叶部彩色图像，首先进行图像预处理和背景剪除， 再识别病斑区域，最终计算病斑区域占其所在叶片区域的百分比及根据国家相关标准与其对应的病害等级，计算 结果以数值形式显示在诊断结果界面，同时用红色标识出病害区域。系统既适用于白色打印纸等简单背景，也适 用于较为复杂的自然背景；所识别的病害叶片图像既可以从摄像头实时获取，也可以从手机存储载入。以５０幅黄 瓜霜霉病病害叶片为对象对系统进行测试，试验结果表明，系统可以较准确地对黄瓜霜霉病病斑区域进行识别（病 斑区域识别综合误分率为６５６％），并按照国家标准给出病害等级（综合错误分级率为３％）；简单人工背景下系统 识别时间为 １ｓ，自然背景下系统识别时间约为 １１ｓ。 关键词：黄瓜；霜霉病；Ａｎｄｒｏｉｄ；自然背景；病情诊断 中图分类号：ＴＰ３９１４；Ｓ２４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００１２９８（２０１７）０３００２４０６ ＣｕｃｕｍｂｅｒＤｏｗｎｙＭｉｌｄｅｗＳｅｖｅｒｉｔｙＱｕａｎｔｉｆｙｉｎｇＤｉａｇｎｏｓｉｓＳｙｓｔｅｍ ＳｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＮａｔｕｒａｌＢａｃｋｇｒｏｕｎｄｓＢａｓｅｄｏｎＡｎｄｒｏｉｄ ＹＥＨａｉｊｉａｎ　ＬＡＮＧＲｕｉ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｉｎａＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８３，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｕｒａｔｅａｎｄｒａｐｉｄｄｉｓｅａｓｅｓｅｖｅｒｉｔｙｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｉｓｃｒｉｔｉｃａｌｆｏｒｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆｄｉｓｅａｓｅ ｃｏｎｔｒｏｌｍｅａｓｕｒｅｓ．Ｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍｓｍａｙｆａｃｉｌｉｔａｔｅｔｈｉｓｐｒｏｃｅｄｕｒｅ．ＢａｓｅｄｏｎＡｎｄｒｏｉｄａｎｄｄｉｇｉｔａｌ ｉｍａｇｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｂａｓｅｄｓｙｓｔｅｍｆｏｒｃｕｃｕｍｂｅｒｌｅａｆｄｉｓｅａｓｅｓｅｖｅｒｉｔｙｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ ａｎｄｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ．Ｌｅａｆｉｍａｇｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｍａｒｔｐｈｏｎｅｂａｃｋｃａｍｅｒａｉｎｆｉｅｌｄ，ａｎｄａｌｓｏ ｃａｎｂｅｌｏａｄｅｄｆｒｏｍｌｏｃａｌｓｔｏｒａｇｅｏｆｔｈｅｓｍａｒｔｐｈｏｎｅ．Ｓｅｖｅｒｉｔｙｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｗａｓｄｏｎｅｔｏｔｈｅｉｍａｇｅｉｎｓｅｖｅｒａｌ ｓｔｅｐｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｉｍａｇｅｐｒｅｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇａｎｄｎｏｎｉｎｔｅｒｅｓｔｅｄｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｒｅｍｏｖａｌｗｅｒｅｄｉｒｅｃｔｌｙｄｏｎｅｔｏｔｈｅｌｅａｆ ｃｏｌｏｒｉｍａｇｅ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｄｒｅｇｉｏｎｗａｓｄｉｓｃｒｉｍｉｎａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｌｅａｆｒｅｇｉｏｎ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｄｉｓｅａｓｅ ｓｅｖｅｒｉｔｙｗａｓｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｔｈｅｒａｔｉｏｏｆｄｉｓｅａｓｅａｒｅａｔｏｌｅａｆａｒｅａａｓｐｅｒｃｅｎｔａｇｅ，ａｎｄｄｉｓｅａｓｅｇｒａｄｅｗａｓａｌｓｏ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｄｉｓｅａｓｅｓｅｖｅｒｉｔｙｆｏｌｌｏｗｉｎｇａｎａｔｉｏｎａｌｓｔａｎｄａｒｄ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｅｖｅｒｉｔｙｑｕａｎｔｉｆｙｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓ ｗｅｒｅｄｉｓｐｌａｙｅｄｉｎｔｈｅｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ａｎｄｔｈｅｉｄｅｎｔ