引 言

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)對社會經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展有著重要影響，病蟲害是導致農(nóng)作物減產(chǎn)降質(zhì)的一個主要原因。傳統(tǒng)的農(nóng)作物病蟲害檢測往往通過人的肉眼去觀察，然后根據(jù)個人經(jīng)驗進行判斷，不僅費時費力、效率低下，而且容易造成誤判。如何快速、準確地識別農(nóng)作物病蟲害已成為迫切需要解決的問題。圖像識別技術(shù)具有便捷、快速、準確等特點，可以很好地解決現(xiàn)有問題

1 圖像識別技術(shù)

計算機圖像識別技術(shù)主要利用計算機系統(tǒng)對目標圖像進行處理與分析，進而識別圖像?？蓪⒂嬎銠C圖像識別技術(shù)理解為圖像處理與識別的總和，在計算機的支持下完成對目標圖像的處理，具體包括處理分辨率、清晰度等。再由掃描部分展開對圖像的識別、對比和篩選，從而獲取較為準確的圖像并取得有效的數(shù)據(jù)信息，滿足相關行業(yè)的基本需求，其技術(shù)特征為處理量大、精確度高、靈活度大 [1]

作為智能領域的重要組成部分，圖像識別的發(fā)展先后經(jīng)歷了文字識別、數(shù)字圖像處理與識別、物體識別三個發(fā)展階段 [2]。近年來圖像識別技術(shù)發(fā)展飛速，新的創(chuàng)新技術(shù)不斷涌現(xiàn)[3]，不僅能夠在其應用領域中代替人工完成工作，達到比人工更好的效果，而且其所具備的某些功能是人工達不到的

隨著社會的發(fā)展，對圖像進行智能化處理越來越重要圖像識別技術(shù)的應用越來越廣泛。例如，醫(yī)療診斷中各種醫(yī)學圖片的分析與識別、天氣預報中的衛(wèi)星云圖識別、遙感圖片識別、指紋識別、臉譜識別等，圖像識別技術(shù)被越來越多地應用到日常生活中 [4]。隨著計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，圖像識別技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及科學研究等方面將發(fā)揮關鍵作用。同時計算機智能化圖像識別技術(shù)在不斷運用和發(fā)展的過程中也將會越來越成熟 [5]

2 基于圖像識別技術(shù)的藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)的設計

藍莓（Blueberry）又稱越桔或藍漿果，屬杜鵑花科越桔屬落葉叢生灌木植物。果實為深藍色漿果，單果重 0.5 ～5 g, 3月開花，6—9月成熟。越桔屬植物在全世界有 450余種，中國已知有 91 種，南北方均有分布，但主要分布在東北、西南及華南地區(qū)[6-7]。藍莓果實具有觀賞性、食用性俱佳的特點是集營養(yǎng)、保健功能于一身的新型水果，含有人體必需的多種營養(yǎng)物質(zhì)，其天然活性物質(zhì)、抗氧化酶本身具有預防衰老提高免疫力等功能，所以售價昂貴，在歐美及日本等高端市場價格一直處于所有水果類商品的頂端，有“世界水果之王”“黃金漿果”的美譽 [8]。藍莓馴化和商業(yè)化栽培時間不長，規(guī)模化種植初期病蟲害較少，但隨著藍莓種植面積急劇增大，病原物日積月累，病蟲害造成的危害將日益嚴重 [9]。貴州藍莓栽培區(qū)都有病蟲害發(fā)生 ：病害共分為 11 種，其中生理性病害有4種，侵染性病害有 7種，蟲害共 12種[10]。藍莓的病蟲害種類多，危害大，是造成藍莓減產(chǎn)的一個主要原因

目前在藍莓種植業(yè)中，主要依靠傳統(tǒng)的人工識別診斷藍莓病蟲害，效率很低，而且培訓專業(yè)農(nóng)技人員的時間成本、經(jīng)濟成本都較高，無法大量推廣。傳統(tǒng)的識別方法主要依賴個人經(jīng)驗進行判斷，誤判率高。因此，利用圖像識別技術(shù)識別藍莓病蟲害，將會使藍莓病蟲害的防治工作變得高效、準確

利用圖像識別技術(shù)建立藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)，為廣大藍莓種植戶以及技術(shù)人員提供一個可以對藍莓病蟲害進行智能識別的平臺，有助于及時防治藍莓病蟲害?；趫D像識別技術(shù)的藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)可以分為圖像預處理、特征提取、病蟲害識別三部分，基于圖像識別技術(shù)的藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1 所示

(1) 圖像預處理包括噪聲過濾和圖像分割兩部分。在實際應用中，農(nóng)作物病蟲害圖像在采集過程中往往會受到各種外界因素的干擾，通過各種硬件設備進行傳輸時也會受到不同程度噪聲的影響，導致圖像質(zhì)量下降以及信息丟失。要保證病蟲害識別的準確性，就必須在特征提取以及圖像識別之前對圖像進行噪聲過濾處理，提高圖像質(zhì)量，保證后續(xù)識別的準確率。圖像分割可以將藍莓病蟲害的病斑與正常葉片分離開來從而將病斑提取出來，為后續(xù)特征提取做好準備

(2) 特征提取是進行圖像識別前的一個重要步驟，病蟲害識別時會依據(jù)提取到的病斑顏色特征、紋理特征對病蟲害進行分類，所以特征提取將直接影響到分類的精確度和效率

(3) 病蟲害識別是整個系統(tǒng)的關鍵部分，也是最終要達到的目的，利用圖像識別技術(shù)對圖像特征進行分析，構(gòu)成分類器，從而對病蟲害進行識別診斷

藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)流程如圖 2 所示

可利用數(shù)碼相機或帶有照相功能的智能手機采集藍莓病蟲害圖像，原始圖像經(jīng)過濾波后可以消除噪聲，保證圖像質(zhì)量圖像分割提取病斑圖像用來進行特征提取，從而完成圖像識別前的圖像處理工作。通過對各種方法進行比較，選擇支持向量機（SVM）分類器對病蟲害進行分類和識別，最后判別出藍莓所患的病蟲害種類，并輸出診斷結(jié)果

3 結(jié) 語

為了更高效、準確地防治藍莓病蟲害，設計了一個基于圖像識別技術(shù)的藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)。該系統(tǒng)可幫助藍莓種植戶以及技術(shù)人員對藍莓病蟲害進行診斷，及時針對病蟲害采取防治措施，降低病蟲害造成的危害，對加速實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)自動化亦有所幫助

圖 2 藍莓病蟲害診斷系統(tǒng)流程圖