基于融合多特征图切割的作物病害图像自动分割

为提高黄瓜叶部病害图像的分割性能,该文提出一种基于融合多特征图切割的病害图像自动分割方法。首先采用一种新的阈值化方法对原始病害图像的红色分量进行二值化处理;然后融合纹理、灰度、距离3个特征构建能量函数的边界项,描述像素间的相似性;再利用分割区域像素与区域边界像素的红色分量差值自动建立能量函数的区域项,反映像素归属于背景和目标的程度;最后运用最大流算法求解能量函数得到分割结果。将该方法应用于黄瓜3种病害(靶斑病、霜霉病和白粉病)叶部图像分割中,并与OTSU算法及半自动图切割算法的分割结果进行比较。试验结果表明,该方法的平均错分率为1.81%,低于其他2种算法,平均分割速度约为2.34 s并无大幅增加。该研究可为黄瓜病害的自动识别和诊断提供技术参考。

基于机器视觉的对靶喷雾系统时延估计方法研究

对靶喷雾系统中的时延估计是关系到整个系统实际喷雾命中率的关键问题。首先对经典的机载对靶喷雾模型进行了分析,总结出理论上机载设备长度、硬件延时、算法耗时、农机运行速度和理论对靶精确度之间的关系;然后,在此基础上提出了一套基于双目机器视觉的核心速度测算方法,并设计了喷雾时延估计模型;最后,通过搭建完整软硬件实验平台实现了对算法的有效性验证。实验结果表明:该算法可以在常用的基于机器视觉的农机装备中实现准确的常规对靶喷雾时延估计。

水稻田甲烷气体排放在线监测系统设计

以STM32F103VB处理器和甲烷气体传感器(Dynament MSHia-HC)为核心,设计了一种基于GPRS无线远程通信的水稻田甲烷气体在线监测系统。首先,介绍了监测系统的总体设计思路与核心结构,包括系统的硬件系统结构与软件系统设计;其次,针对甲烷传感器进行了标定、稳定性实验,在此基础上,建立了甲烷浓度预测模型;最后,选取安徽省农科院水稻实验田作为对象,连续监测了144小时的甲烷排放情况,甲烷排放速率呈周期性变化,变化周期为24小时(1天),甲烷排放速率与土壤温度呈正相关,144小时的甲烷气体平均排放速率为2.935mg·m^(-2)·h^(-1)。实验结果表明:系统能够实时监测水稻田甲烷气体单位面积的排放通量及排放速率情况,为水稻田温室气体排放监测与控制提供理论基础与数据支持。

基于CS的高质量掌静脉图像获取方法

为了获得高质量的手掌静脉图像,设计了一种能快速采集到高质量掌静脉图像的多光谱自适应采集系统方法及装置。通过研究高质量静脉图像对应的近红外光强度配比区域,结合图像质量评价模型和布谷鸟搜索(CS)算法搜索策略,构建出760,850,940 nm三种混合近红外光强自适应配比模型。该模型能够快速调优混合光源强度配比,以获得复杂场景下高质量手掌静脉图像。实验结果表明:CS算法模型及系统方案能快速有效地适应不同人群手掌静脉特征,在保证图像质量的前提下提供快速有效的光源配比方案,为在线手掌静脉识别的后续处理提供了良好的基础。

交通场景中多目标车辆快速检测与分割算法

车辆目标的粘连检测和分割是实现交通场景中目标跟踪和路面车流量统计等功能必须解决的关键问题.首先,采用高斯降采样滤波处理剔除车体细节噪声干扰,利用镜像对称LBP编码的相似性对车体对称结构进行分析,提取对称轴;然后,利用对称轴分布的数量和位置信息进行车辆目标粘连检测;最后,结合车体对称结构信息和目标轮廓凹性分析给出车辆轮廓最优分割方案.实验结果表明,在满足实时处理速度要求的前提下,相比传统的基于轮廓形状的分析算法,本算法在复杂的环境噪声干扰下具有更好的噪声适应性,并且在车辆粘连检测准确率和粘连分割能力方面均有更好的表现.

基于色度畸变的微雾滴图像分割算法

基于图像处理的微雾滴分析技术中,雾滴的检测和分割是整个技术方案的核心。笔者利用光的色散原理构建出了一套实现前景雾滴和背景采集平面的色度差异化方案。结合基于直方图均衡化的三通道彩色图像增强技术,利用基于色度畸变的分析方法实现了微雾滴的提取和分割。最后,通过环形色度畸变比提取出目标连通体的准确轮廓尺寸。实验结果表明,笔者提出的检测方案和目标分割算法具有很好的噪声适应性和雾滴分割精度。

基于无监督学习的风洞压敏漆图像配准算法

为满足压强敏感涂料(简称“压敏漆”)图像准确、快速的配准需求,提出一种基于无监督学习的压敏漆图像配准方法——PIR-Net。首先,针对风洞环境中零件的大程度形变问题,构造多尺度的网络框架,实现压敏漆图像由粗到细的配准;其次,构造类似U-Net结构的卷积网络,实现图像宏观结构特征和局部细节特征的融合;最后,设计基于结构相似性的损失函数并引入梯度场约束,以提高特征稀疏图像的配准精度。实验结果表明,相较于领域内的典型配准方法,所提方法的归一化互相关指标提高了16.4%,均方误差提高了19.1%。

大气辐射传输计算中气溶胶模型评估及选取

利用AOD-AROD气溶胶分类方法,选用MODIS数据,分析研究区域气溶胶模型的年际变化规律。在规律不明显的月份,分析了气象要素和气溶胶源对模型的影响,构建了基于随机森林方法的多时相气溶胶模型评估方法,即后向轨迹与大气概率分布场分析方法,并分析了多时相气溶胶模型评估方法的准确性,讨论误差原因。使用所提方法评估了香河地区的气溶胶模型,并使用TROPOMI L1B数据对评估结果进行验证。研究结果显示,采用该模型对香河地区的气溶胶类型进行评估的准确度为71.04%,辐亮度模拟的平均误差率减少了38.25%,表明该方法能有效提高气溶胶模型选择的准确性。

圆形渐变滤光片光谱辐射计辐射定标

基于分区线性法对圆形渐变滤光片型光谱辐射计开展辐射定标研究,以解决温度范围大、工作波段宽的测量目标对该类型光谱辐射计造成的非线性问题。所提光谱辐射计的主要技术原理是将待测目标的温度区间分为多个子区间,采集目标温度区间内多个不同温度黑体对应的测量光谱,并计算各个温度下的响应度函数。在进行红外光谱测量时,将目标光谱与区间内记录的不同温度点光谱进行比对,从而确定待测目标所属温度子区间的上下限。根据子区间计算的响应度函数,通过线性插值求得待测目标的响应度函数并进行辐射定标。基于该方法的实验结果表明,待测目标理论辐亮度与使用分区线性法进行辐射定标得到的辐亮度在波长范围内的平均偏差小于1%。通过定标结果反演测量黑体的等效温度,等效温度误差小于2%。

基于边缘相位编码的复杂背景下海天线检测

复杂的海空背景环境中云层、波浪反射、复杂气象条件等会给海天线检测带来困难。针对复杂背景下海天线检测的环境适应性问题,提出了一种基于图像边缘相位编码的海天线检测方法。该算法通过双边滤波原理对图像进行保边滤波处理,以高斯拉普拉斯算子增强边缘响应,配合设计的高斯核方向滤波器完成边缘相位编码的抑噪和增强,然后以相位组分内扫描线的累积响应强度和海天区域内像素强度分布模式差值辨识出最优海天线的位置。实验结果表明,该算法能够有效地检测出不同复杂背景条件下的海天线,具有计算量小和环境适应性强的特点。