基于叶片图像分析的葡萄品种识别方法研究
[Abstract]:Grape variety is more and more complicated, so it is difficult to identify grape varieties. Relying solely on manpower to identify grape varieties requires operators to have professional knowledge of grape classification and rich practical experience, and heavy workload, which will affect the objectivity of identification. The grape variety recognition based on leaf image analysis can help people to identify grape varieties, shorten the identification time, popularize grape variety knowledge and increase people's understanding of grape varieties. In this paper, the leaves of different grape varieties in mature period are used as the research object. Firstly, the leaf image is preprocessed, then the artificial design features and depth learning features are extracted, and the extracted feature vectors are input as parameters. Support vector machine classifier is used to establish recognition model to realize grape variety recognition and to provide a new method for grape variety recognition. The main contents of this paper are as follows: (1) sample image preprocessing of grape leaves. According to the pixel difference between leaf image and background, the grayscale threshold method is chosen to segment the leaf image and extract the leaf image by using the minimum external rectangle, and the morphology is used. Grayscale and geometric changes are used to preprocess the leaf image, which lays the foundation for feature extraction and recognition. (2) Grape leaf feature extraction based on artificial design feature and depth learning feature. The morphological structure of grape leaves was analyzed, and the morphological features of grape leaves were represented by artificial direction gradient histogram and depth learning feature based on convolution neural network. The directional gradient histogram features can well express the edge gradient information and spatial texture information of leaf images. The depth learning features based on convolution neural network can learn the characteristics of grape leaves independently and have high dimensional depth semantic expression. (3) based on the extracted characteristics of grape leaves, a vinifer-based vane variety recognition model based on support vector machine (SVM) was established. The experiments were carried out in Matlab2010b environment. The artificial design features (including Hu invariant moment, gray level co-occurrence moment, directional gradient histogram and so on) and the depth learning feature based on convolution neural network were modeled, respectively. The experimental results show that the recognition rate of directional gradient histogram is 86.67 and the recognition rate of depth learning is 88.33. To sum up, by analyzing the morphological characteristics of grape leaves, this paper proposes a method to express the morphological structure of grape leaves by using high-dimensional artificial design features and in-depth learning features, and the support vector machine model is used to identify the varieties of grape leaves. Good results have been obtained, which provides a reference method for the recognition of plant leaves of different varieties in the same subject, and has a broad application prospect.
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.41
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,本文编号:2396191
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