复杂环境下森林火灾火焰局部纹理提取方法

为进一步提高野外火灾的识别率,提出三种森林火焰局部纹理提取算法:以16×16的像素邻域网格作为采样窗口,对Gabor滤波的不同尺度图像提取LBP局部纹理特征;对小波变换频率子图提取LBP局部纹理特征;对每一个16像素×16像素块提取灰度共生矩阵局部纹理特征,并将特征向量输入支持向量机(SVM)训练分类器,进行火灾火焰图像识别。试验结果显示,基于Gabor滤波和局部二值模式(LBP)的多尺度局部纹理特征提取算法的野外火灾火焰的识别率高达96%,因此,与基于小波变换和灰度共生矩阵分析的局部纹理特征提取的算法相比,该算法更为有效。     

结合Beltrami流和递归滤波的高光谱图像分类方法

过去的高光谱图像空间特征提取中往往仅限于一种特征的提取,未能获得较为全面的空间特征。针对当前的不足,提出一种结合Beltrami流滤波和域转换递归滤波的高光谱图像分类算法(BFRF-SVM)。该方法分别用Beltrami流对PCA降维后的高光谱图像滤波和域转换递归滤波对全光谱波段进行滤波,两种空间信息进行线性融合后交由支持向量机(SVM)完成分类,实验表明,相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法、边缘保持滤波和递归滤波以及形态学滤波特征方法,本文所提出的BFRF-SVM方法对高光谱图像的分类精度有较大提高,验证了该方法的有效性。     

Gabor与PCA融合算法的人脸识别技术

本课题利用了Gabor的良好鲁棒性和PCA降维方面的优势,提出了Gabor与PCA融合算法的人脸识别方法。Gabor小波变换适用于局部特征提取,该算法的鲁棒性优良,但需要多维度、多频率分解图像,增加了计算量,降低了识别率。PCA是一种降维算法,识别率高,融合Gabor与PCA算法能很好地提高人脸识别系统性能。本课题提出一种基于二者融合算法的人脸识别系统,并对该算法进行实验设计和实现。     

结合Beltrami流和递归滤波的高光谱图像分类方法

提出一种结合Beltrami流滤波和域转换递归滤波的高光谱图像分类算法(BFRF-SVM)。分别利用Beltrami流对主成分分析(PCA)降维后的高光谱图像滤波方法和域转换递归滤波方法对全光谱波段进行滤波,两种空间信息进行线性融合后交由支持向量机(SVM)完成分类。实验表明,相比使用光谱信息、高光谱降维、空谱结合的SVM分类方法,以及边缘保持滤波和递归滤波以及形态学滤波特征方法,本文提出的BFRF-SVM方法对高光谱图像的分类精度有较大提高,验证了该方法的有效性。     

基于多特征降维的植物叶片识别方法

植物种类识别方法主要是根据叶片低维特征进行自动化鉴定。针对低维特征不能全面描述叶片信息,识别准确率低的问题,提出一种基于多特征降维的植物叶片识别方法。首先通过数字图像处理技术对植物叶片彩色样本图像进行预处理,获得去除颜色、虫洞、叶柄和背景的叶片二值图像、灰度图像和纹理图像。然后对二值图像提取几何特征和结构特征,对灰度图像提取Hu不变矩特征、灰度共生矩阵特征、局部二值模式特征和Gabor特征,对纹理图像提取分形维数,共得到2 183维特征参数。再采用主成分分析与线性评判分析相结合的方法对叶片多特征进行特征降维,将叶片高维特征数据降到低维空间。降维后的训练样本特征数据使用支持向量机分类器进行训练。试验结果表明:使用训练后的支持向量机分类器对Flavia数据库和ICL数据库的测试叶片样本进行分类识别,平均正确识别率分别为92.52%、89.97%,有效提高了植物叶片识别的正确率。     

马铃薯典型病害图像自适应特征融合与快速识别

针对自然条件下马铃薯典型病害区域定位和识别难的问题,提出了一种马铃薯典型病害图像的自适应特征融合与快速识别方法。该方法利用K-means、Hough变换与超像素算法定位叶片,结合二维Otsu与形态学法分割病斑区域,通过病斑图像颜色、形状、纹理的自适应主成分分析(PCA)特征加权融合,进行支持向量机(SVM)病害识别。对3类马铃薯典型病害图像进行识别试验,结果表明:SVM识别模型下,自适应特征融合方法相比PCA降维、特征排序选择等传统自适应方法,平均识别率至少提高了1.8个百分点;13个自适应融合特征下,识别方法平均识别率为95.2%,比人工神经网络、贝叶斯分类器提高了3.8个百分点和8.5个百分点,运行时间为0.600 s,比人工神经网络缩短3 s,可有效保证识别精度,大大加快了识别速度。     

基于颜色特征和支持向量机的黄瓜叶部病害识别

针对黄瓜常见叶部病斑图像的颜色特点,提出了将支持向量机(Support Vector Machine,SVM)应用于黄瓜叶部病害识别中。首先,选择HSI颜色系统作为图像特征提取的颜色空间,以减少光照强度对获取图像时的影响;然后,利用支持向量机进行叶部病害的识别。不同核函数的结果比较分析表明:径向基核函数对黄瓜叶部病害的识别率最高,最适于黄瓜霜霉病、角斑病和白粉病的分类识别;支持向量机识别方法在病害识别时训练样本少,具有很好的分类性能和泛化能力。     

基于粒子群优化SVM和多特征融合的鱼类分类方法研究

针对鱼类识别面临着光照强度、各背景栖息地的变化和不同物种在视觉上具有相似性等方面的问题,提出一种新的基于多特征相结合及粒子群优化SVM的鱼类分类方法。该方法采用在原始图像中提取颜色、方向梯度直方图(HOG)和灰度共生矩阵(GLCM)特征构成特征向量,并提出选择设置最佳权重比的方法进行特征融合,采用PCA技术对提取的特征向量进行降维,以消除冗余数据。结果表明,该方法在实际采集的数据集上的准确率达94.7%,同属类鱼识别最高准确率93.75%,该方法可以应用于实际的鱼类图像数据集,实现对鱼类生物多样性的有效监测。     

基于各向异性核扩散法的杨树叶特征降维

对缺水与正常杨树苗叶片进行特征分析与降维处理。首先对样本进行光照补偿并去除奇异性;然后对样本数据空间进行归一化处理,提出采用基于各向异性核扩散法对缺水与正常样本数据空间进行降维,核参数采用最大类间距离法自适应调整;最后根据最大信噪比原则选择降维子空间维数,获得识别特征。分别对各向异性核扩散法、LE、LTSA以及PCA进行分析比较,对于叶脉较粗的杨树叶片,采用各向异性核扩散法效果较好,能保持空间的几何关系。采用SVM分类法对不同算法提取的特征进行分类,结果表明本文提出的算法提取的杨树叶特征分类效果较好。     

基于局部保留降维卷积神经网络的高光谱图像分类算法

为提高高光谱遥感图像的分类精度,通过局部保留判别式分析与深度卷积神经网络(DCNN)算法,提出了基于局部保留降维卷积神经网络的高光谱图像分类算法。首先,用局部保留判别式分析对高光谱数据降维,再用二维Gabor滤波器对降维后的高光谱数据进行滤波,生成空间隧道信息;其次,用卷积神经网络对原始高光谱数据进行特征提取,生成光谱隧道信息;再次,融合空间隧道信息与光谱隧道信息,形成空间-光谱特征信息,并将其输入到深度卷积神经网络,提取更加有效的特征;最后,采用双重优选分类器对最终提取的特征进行分类。将本文方法与CNN、PCA-SVM、CD-CNN和CNN-PPF等算法在Indian Pines、University of Pavia高光谱遥感数据库上进行性能比较。在Indian Pines、University of Pavia数据库上,本文算法识别的整体精度比传统CNN方法的整体精度分别高3. 81个百分点与6. 62个百分点。实验结果表明,本文算法无论在分类精度还是Kappa系数都优于另外4种算法。     

基于Laws与Gabor滤波的田间西兰花花球识别技术

正确识别西兰花田间位置是实现西兰花自动化采收的基础,西兰花花球颜色与植株的叶片、茎秆相似,仅通过颜色特征无法对西兰花进行识别,本文以成熟期的田间西兰花为研究对象,提出了一种基于纹理特征与颜色特征的西兰花识别算法。首先通过预处理以及Laws滤波对图像进行边界纹理强化,再通过Gabor滤波对图像进行纹理特征向量提取,并对提取后的纹理特征向量进行z-score标准化,随后对标准化后的纹理特征向量进行K-means聚类与开运算,获取花球潜在存在区域。同时对RGB图像进行HSV转换,通过对图像的H分量进行阈值分割达到滤除地面像素的效果。最终对纹理特征识别与颜色特征识别的结果进行融合,实现对田间西兰花的识别。算法通过结合纹理与颜色特征,对田间西兰花进行了识别,解决了西兰花的花球与茎叶等背景颜色相近难以识别的问题。本文共使用792幅图像进行试验,试验结果表明,本方法可以准确地对西兰花田间图像进行识别,其精确率为96.96%,召回率为94.41%,F1值为95.67%。通过对3组不同拍摄环境的数据集进行算法识别,3组数据集的F1值始终保持在94%以上,具有良好的拍摄环境适应性,为农业机器人进行西兰花自...     

基于PCA—SVM的棉花出苗期杂草类型识别

为了实现棉田中不同类型杂草的机器视觉识别,提出基于主成分分析和支持向量机的棉花出苗期杂草识别方法。该方法通过提取棉田图像中棉花和杂草的颜色、形状、纹理等特征,并利用主成分分析(PCA)降低特征变量空间维数,结合支持向量机,实现对棉田杂草类型分类。通过120个棉花杂草测试样本分类试验结果发现,经PCA降维得到的前3个主成分分量能有效减少支持向量机的训练时间和提高分类正确率;通过对比发现前3个主成分分量与径向基核函数支持向量机相结合效果最好,其训练时间为91 ms,平均分类正确率达98.33%。     

基于支持向量机和色度矩的植物病害识别研究

针对植物病害彩色纹理图像的特点，提出将支持向量机和色度矩分析方法相结合应用于植物病害识别中。首先利用色度矩提取植物病害叶片的特征向量，然后利用支持向量机分类方法进行病害的识别。黄瓜病害纹理图像识别实验分析表明，利用色度矩提取病害彩色纹理图像特征简便、快捷、分类效果好；支持向量机分类方法在病害分类时训练样本较少，具有良好的分类能力和泛化能力，适合于植物病害的分类。不同分类核函数的相互比较分析表明，线性核函数最适于植物病害的分类识别。     

小波域马铃薯典型虫害图像特征选择与识别

为准确、快速地识别马铃薯典型虫害,提出了一种基于小波域的马铃薯典型虫害特征提取与识别方法。该方法以自然环境下的马铃薯虫害分割图像为对象,提取小波域高斯空间模型的高频协方差阵特征值与低频低阶矩(HELM)的12个不变纹理特征、空间域Hu不变矩的4个形状特征,进行支持向量机(SVM)的虫害分类识别。通过对8类典型虫害的识别,试验结果表明:在SVM识别方法下,本文HELM特征提取方法,相比传统纹理特征提取方法,在特征计算量不增加的同时,平均识别率至少提高了17个百分点;在HELM特征与Hu矩特征下,本文SVM的运行时间为0.481 s,比人工神经网络快了近2 s,平均识别率为97.5%,比人工神经网络、贝叶斯分类器识别率提高了至少6个百分点,有明显的识别优势。     

基于图像处理的日光温室黄瓜病害识别的研究

根据日光温室黄瓜病害的彩色纹理图像的特点，将支持向量机和色度矩方法用于识别黄瓜病害。在进行分类时，首先以色度矩作为特征向量，然后将支持向最机分类方法应用于黄瓜病害的识别。通过黄瓜病害纹理图像识别实验分析表明，以色度矩作为病害彩色纹理图像的特征向量简便、快捷、分类效果好；支持向量机分类方法在黄瓜病害训练样本较少时也具有良好的分类能力和泛化能力，非常适合于黄瓜病害的分类问题。不同分类核函数的相互比较分析表明，线性核函数最适合黄瓜病害识别。     

基于高光谱的水稻稻曲病早期监测研究

为了快速、精准地感知水稻稻曲病的发生，实现稻曲病大面积早期监测，利用机载UHD185高光谱仪采集带有发病区域的多组水稻冠层高光谱图像数据，对图像数据进行预处理并建立数据集。对健康区域和发病区域进行分类训练，建立支持向量机(SVM)识别模型和主成分分析(PCA)加人工神经网络(ANN)的识别模型，通过验证样本来检验识别模型的准确性，达到识别发病水稻的目的。支持向量机识别模型选用两组特征波长下的假彩色图像：第1组波长组合(TZH1)为654、838、898 nm;第2组波长组合(TZH2)为630、762、806 nm,两组数据的错分误差/漏分误差总体分别达到4.24%和5.41%;其中S型核函数的SVM模型诊断性能最好，总体分类精度最高可达到95.64%,Kappa系数可达到0.94,基本达到了准确识别水稻稻曲病的目的。主成分分析加人工神经网络的识别模型选用前3个主成分，贡献率分别为93.67%、2.80%、1.24%,作为最优波长建立人工神经网络识别模型；其中非线性分类的效果优于线性分类的效果，总体分类精度达到了96.41%,Kappa系数可达到0.95。通过两个实验组数据的支持向量机...     

基于改进支持向量机算法的农业害虫图像识别研究

为提高农业害虫图像识别效果,采用改进支持向量机算法。首先通过交叉验证优化惩罚因子,Manhattan距离确定核函数选择;然后建立农业害虫图像的特征模型,包括颜色特征、纹理特征、形状特征;接着对害虫图像多特征融合识别,各种害虫的颜色特征、纹理特征、形状特征所分配的权值通过Fisher计算,避免害虫识别误判的发生。试验仿真显示:害虫图像多特征平均识别率高于单一性特征、两特征,本文算法ISVM对害虫平均识别率均值为95.67%,相比NN、ACNN、FL、SVM、PPSVM分别提高9.81%、6.82%、5.57%、3.93%、1.90%,本文算法检测结果优于其他算法。     

基于Gabor特征的马铃薯图像芽眼识别

为了实现马铃薯智能化切块中芽眼自动识别,提出了一种基于Gabor特征的马铃薯图像芽眼识别方法。首先,设计了马铃薯图像采集系统,采集马铃薯图像;然后,进行马铃薯图像中芽眼特征分析,并基于Gabor特征进行马铃薯图像滤波,选择方向2和尺度4下的滤波图像进行形态学图像处理;最后,通过剔除马铃薯边界连通区域进行芽眼区域提取。选择50张马铃薯图像进行芽眼识别试验,结果表明:提出的算法芽眼识别率为93.4%,误识别率为7.2%,平均识别速度为0.28s。本算法可为马铃薯智能化切块中的芽眼自动识别提供方法。     

基于SVM的温室黄瓜病害诊断研究

针对温室黄瓜霜霉病、角斑病、白粉病这3种常见病害图像的特点,提出了将支持向量机方法应用于黄瓜这3种病害识别中.首先选择HIS颜色空间作为图像特征提取的空间,以避免光照强度对图像获取的影响,然后利用支持向量机分类方法进行病害的识别.实验分析表明,HIS颜色系统基本上消除了图像获取时,光照强度对图像的影响;支持向量机分类方法在病害分类时训练样本较少,具有良好的分类能力和泛化能力.不同分类核函数的比较结果是径向基核函数的SVM方法对黄瓜这3种病害的识别率达到了90%以上,最适于黄瓜3大病害的分类识别.