隨著農(nóng)業(yè)智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速，計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)憑借“非接觸、高精度、實(shí)時(shí)性”的優(yōu)勢(shì)，成為作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)識(shí)別的核心技術(shù)路徑。不同于云端部署的計(jì)算機(jī)視覺(jué)方案，嵌入式視角下的病蟲(chóng)害識(shí)別技術(shù)，將算法模型、圖像采集、數(shù)據(jù)處理等功能集成于嵌入式硬件終端，無(wú)需依賴(lài)高速網(wǎng)絡(luò)與大型服務(wù)器，可直接部署在田間地頭、溫室大棚等農(nóng)業(yè)場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)“現(xiàn)場(chǎng)采集、現(xiàn)場(chǎng)分析、現(xiàn)場(chǎng)反饋”，完美適配農(nóng)業(yè)生產(chǎn)分散化、場(chǎng)景復(fù)雜化、終端低成本的核心需求。

從嵌入式技術(shù)架構(gòu)來(lái)看，作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)識(shí)別的核心是“嵌入式硬件+輕量化計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法”的協(xié)同適配——嵌入式硬件負(fù)責(zé)圖像采集、數(shù)據(jù)運(yùn)算與結(jié)果輸出，計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法負(fù)責(zé)圖像預(yù)處理、特征提取、病蟲(chóng)害分類(lèi)識(shí)別，二者的高效協(xié)同，決定了識(shí)別系統(tǒng)的精度、實(shí)時(shí)性與實(shí)用性。對(duì)于農(nóng)業(yè)智能化從業(yè)者、嵌入式研發(fā)人員及種植戶(hù)而言，深入理解嵌入式視角下計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)識(shí)別的技術(shù)原理、實(shí)現(xiàn)路徑與實(shí)操要點(diǎn)，不僅能把握農(nóng)業(yè)智能化的發(fā)展脈絡(luò)，更能推動(dòng)該技術(shù)在田間地頭的規(guī)?；涞?。

嵌入式視角下，計(jì)算機(jī)視覺(jué)實(shí)現(xiàn)作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)識(shí)別的核心邏輯，是“將云端復(fù)雜的計(jì)算機(jī)視覺(jué)識(shí)別系統(tǒng)，輕量化適配到資源受限的嵌入式硬件終端”，實(shí)現(xiàn)“端側(cè)自主完成識(shí)別全流程”，無(wú)需依賴(lài)云端算力與網(wǎng)絡(luò)傳輸。其底層框架可分為“采集層-預(yù)處理層-特征提取層-識(shí)別分類(lèi)層-輸出層”五大模塊，各模塊協(xié)同工作，構(gòu)成完整的嵌入式識(shí)別系統(tǒng)，每個(gè)模塊均需適配嵌入式硬件的資源限制（算力、存儲(chǔ)、功耗），這也是與云端識(shí)別方案的核心區(qū)別。

（一）核心框架拆解

1. 采集層：核心是嵌入式圖像采集模塊，負(fù)責(zé)在田間現(xiàn)場(chǎng)采集作物葉片、果實(shí)、莖稈的圖像，捕捉病蟲(chóng)害的典型特征（如病斑形狀、顏色、大小，蟲(chóng)害的形態(tài)、數(shù)量、分布）。該模塊需適配農(nóng)業(yè)復(fù)雜場(chǎng)景，具備抗強(qiáng)光、抗陰雨、抗粉塵的能力，同時(shí)兼顧低功耗、小型化，便于攜帶或固定部署（如溫室大棚支架、無(wú)人機(jī)掛載）。

2. 預(yù)處理層：負(fù)責(zé)對(duì)采集到的原始圖像進(jìn)行優(yōu)化處理，消除噪聲、校正畸變、調(diào)整亮度對(duì)比度，突出病蟲(chóng)害特征，為后續(xù)特征提取與識(shí)別分類(lèi)奠定基礎(chǔ)。由于嵌入式硬件算力有限，預(yù)處理算法需輕量化設(shè)計(jì)，避免復(fù)雜運(yùn)算，確保處理速度滿(mǎn)足實(shí)時(shí)識(shí)別需求。

3. 特征提取層：核心是從預(yù)處理后的圖像中，提取病蟲(chóng)害的關(guān)鍵視覺(jué)特征——病害主要提取病斑的顏色特征（如褐色、黃色、黑色病斑）、紋理特征（如斑點(diǎn)狀、條狀、網(wǎng)狀病斑）、形狀特征（如圓形、不規(guī)則形病斑）；蟲(chóng)害主要提取蟲(chóng)體的形態(tài)特征（如體型、翅膀、觸角）、顏色特征（如綠色、褐色、黑色蟲(chóng)體）、分布特征（如單個(gè)分布、集群分布）。該層是識(shí)別精度的核心決定因素，算法需在輕量化的同時(shí)，保證特征提取的準(zhǔn)確性。

4. 識(shí)別分類(lèi)層：通過(guò)輕量化計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法，將提取到的特征與預(yù)設(shè)的病蟲(chóng)害樣本特征庫(kù)進(jìn)行匹配，實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害的種類(lèi)識(shí)別、嚴(yán)重程度分級(jí)（如輕度、中度、重度），同時(shí)輸出識(shí)別置信度，確保識(shí)別結(jié)果的可靠性。該層算法需適配嵌入式硬件的算力，實(shí)現(xiàn)快速匹配與分類(lèi)，避免識(shí)別延遲。

5. 輸出層：負(fù)責(zé)將識(shí)別結(jié)果以直觀、易懂的方式輸出，供種植戶(hù)或農(nóng)業(yè)管理人員參考，如通過(guò)LCD顯示屏顯示病蟲(chóng)害種類(lèi)、嚴(yán)重程度、防治建議，通過(guò)聲光報(bào)警提醒重點(diǎn)防治區(qū)域，或通過(guò)藍(lán)牙、4G模塊將結(jié)果同步至手機(jī)APP，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程查看與管理。輸出模塊需兼顧實(shí)用性與低成本，適配農(nóng)業(yè)場(chǎng)景的使用需求。

（二）嵌入式識(shí)別與云端識(shí)別的核心差異

明確嵌入式識(shí)別與云端識(shí)別的差異，是理解嵌入式視角下病蟲(chóng)害識(shí)別技術(shù)的關(guān)鍵。二者的核心差異集中在算力依賴(lài)、網(wǎng)絡(luò)需求、部署成本、實(shí)時(shí)性、適配場(chǎng)景五個(gè)方面，具體如下：

1. 算力依賴(lài)：云端識(shí)別依賴(lài)大型服務(wù)器的高性能算力，可運(yùn)行復(fù)雜的計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法（如深層卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），識(shí)別精度較高，但算力成本高；嵌入式識(shí)別依賴(lài)嵌入式芯片的本地算力，算力資源有限，需運(yùn)行輕量化算法，在精度與算力之間尋求平衡，但無(wú)需支付云端算力費(fèi)用。

2. 網(wǎng)絡(luò)需求：云端識(shí)別需要高速、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)支撐，需將采集到的圖像傳輸至云端進(jìn)行處理，若田間網(wǎng)絡(luò)信號(hào)薄弱（如偏遠(yuǎn)農(nóng)田），則無(wú)法正常工作；嵌入式識(shí)別無(wú)需依賴(lài)網(wǎng)絡(luò)，所有圖像處理、特征提取、識(shí)別分類(lèi)均在本地終端完成，可完美適配無(wú)網(wǎng)絡(luò)、弱網(wǎng)絡(luò)的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景。

3. 部署成本：云端識(shí)別需搭建云端服務(wù)器、部署網(wǎng)絡(luò)傳輸設(shè)備，前期投入成本高，且需持續(xù)支付服務(wù)器運(yùn)維、網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用；嵌入式識(shí)別僅需部署嵌入式終端設(shè)備（如嵌入式識(shí)別儀、智能相機(jī)），前期投入成本低，后期無(wú)額外運(yùn)維費(fèi)用，適合大規(guī)模普及推廣，尤其適合中小農(nóng)戶(hù)使用。

4. 實(shí)時(shí)性：云端識(shí)別受網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、云端算力負(fù)載的影響，識(shí)別延遲較高（通常為幾秒至十幾秒），無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)反饋；嵌入式識(shí)別所有流程均在本地完成，識(shí)別延遲低（通常為幾百毫秒），可實(shí)現(xiàn)“采集即識(shí)別、識(shí)別即反饋”，便于種植戶(hù)及時(shí)采取防治措施。

5. 適配場(chǎng)景：云端識(shí)別適合大規(guī)模、集中化的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景（如大型農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園），可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理、批量識(shí)別；嵌入式識(shí)別適合分散化、小型化的農(nóng)業(yè)場(chǎng)景（如農(nóng)戶(hù)承包田、小型溫室大棚），可靈活部署、便攜使用，也可作為大型農(nóng)場(chǎng)的補(bǔ)充識(shí)別方案，實(shí)現(xiàn)田間現(xiàn)場(chǎng)巡查識(shí)別。

總結(jié)：嵌入式視角下的作物病蟲(chóng)害精準(zhǔn)識(shí)別，核心優(yōu)勢(shì)是“本地算力、無(wú)網(wǎng)可用、低成本、高實(shí)時(shí)性”，完美契合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的場(chǎng)景特點(diǎn)，是推動(dòng)計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)走進(jìn)田間地頭、實(shí)現(xiàn)病蟲(chóng)害精準(zhǔn)防治的關(guān)鍵路徑。其底層框架的五大模塊，均需圍繞嵌入式硬件的資源限制進(jìn)行設(shè)計(jì)與適配，這也是后續(xù)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的核心重點(diǎn)。