本發(fā)明主要涉及到昆蟲研究中昆蟲識(shí)別方法的領(lǐng)域，特指一種黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲的自動(dòng)識(shí)別方法。

背景技術(shù)：
目前，在蔬菜大棚上，黃板越來(lái)越普遍地應(yīng)用于監(jiān)測(cè)和防治害蟲。黃板能吸引多種昆蟲，包括害蟲和天敵，因此識(shí)別黃板上昆蟲的種類是農(nóng)戶通常面臨的一個(gè)棘手問(wèn)題。識(shí)別錯(cuò)誤就會(huì)采取錯(cuò)誤的防治措施，導(dǎo)致生產(chǎn)成本增加，農(nóng)產(chǎn)品減產(chǎn)，農(nóng)藥殘留上升。判斷黃板上昆蟲的種類，現(xiàn)有的方法之一為：農(nóng)戶會(huì)請(qǐng)昆蟲學(xué)相關(guān)技術(shù)人員對(duì)黃板上的昆蟲進(jìn)行識(shí)別，可是昆蟲學(xué)相關(guān)技術(shù)人員往往住在農(nóng)業(yè)局、植保站及農(nóng)林高校和科研單位，該途徑會(huì)耽誤農(nóng)戶的時(shí)間，花費(fèi)不少的差旅費(fèi)及相關(guān)費(fèi)用?，F(xiàn)有的方法之二：農(nóng)戶通過(guò)翻閱圖書及網(wǎng)上查詢來(lái)判斷黃板上昆蟲的種類，該方法需要農(nóng)戶具備一定的文化能力，需要具備圖書資料或者上網(wǎng)條件，且要花費(fèi)較長(zhǎng)的時(shí)間?，F(xiàn)有技術(shù)中，類似的昆蟲圖像自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有蝴蝶自動(dòng)鑒定的方法及系統(tǒng)，但是該方法并不具有通用性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供一種原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便、能自動(dòng)對(duì)黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲進(jìn)行識(shí)別的方法。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。一種黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲的自動(dòng)識(shí)別方法，其步驟為：（1）圖像采集、處理及昆蟲圖像提?。翰杉卟说攸S板上昆蟲圖像；調(diào)整昆蟲圖像的分辨率；并使目標(biāo)昆蟲圖像的頭部都朝上；然后，對(duì)昆蟲圖像區(qū)域進(jìn)行剪切；完成昆蟲圖像的提??；（2）昆蟲圖像特征數(shù)值計(jì)算：計(jì)算昆蟲圖像的面積、矩形度和伸長(zhǎng)度；（3）昆蟲身體深色部位的圖像提取并對(duì)該圖像特征數(shù)值進(jìn)行計(jì)算：計(jì)算深色部位面積（昆蟲身體深色部位像素點(diǎn)數(shù)量）、矩形度、深色部位輪廓凹凸數(shù)量；（4）昆蟲類別識(shí)別：根據(jù)步驟（2）和步驟（3）得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，判斷出昆蟲的類別。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（4）的具體內(nèi)容為：a.當(dāng)深色部位面積為零，昆蟲圖像伸長(zhǎng)度小于2時(shí)，顯示昆蟲名為“粉虱”；b.當(dāng)深色部位面積為零，昆蟲圖像伸長(zhǎng)度大于2.3時(shí)，顯示昆蟲名為“葉蟬”；c.當(dāng)深色部位輪廓凸出數(shù)量為4~10時(shí)，顯示昆蟲名為“寄生蜂”；d.當(dāng)深色部位矩形度在5~20之間時(shí)，顯示昆蟲名為“蛾類”；e.當(dāng)昆蟲圖像矩形度與深色部位矩形度相減小于6，昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在7～9之間，深色部位面積的對(duì)數(shù)在4.5～7之間時(shí)，顯示昆蟲名為“蚜蟲”；f.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在6.1～8.2之間，昆蟲深色部位面積的對(duì)數(shù)在3～6.7之間，昆蟲圖像矩形度和深色部位矩形度在25～55之間，且深色部位矩形度大于昆蟲圖像矩形度時(shí)，顯示昆蟲名為“蚊子”；g.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在8～12之間，昆蟲圖像和深色部位兩者的面積的對(duì)數(shù)相減小于2，昆蟲圖像矩形度與深色部位矩形度之比在1.7～2.3之間時(shí)，顯示昆蟲名為“食蚜蠅”；h.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)和深色部位面積的對(duì)數(shù)相減小于7，且昆蟲圖像矩形度和深色部位矩形度在61～90之間，顯示昆蟲名為“葉甲”；i.當(dāng)數(shù)值不符合上述所有條件時(shí)，顯示昆蟲名為無(wú)法識(shí)別。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（1）中進(jìn)行昆蟲圖像提取時(shí)，先將黃板的黃色變白、再變黑，而其他顏色不變，把昆蟲圖像和其他背景區(qū)域分開，這樣昆蟲圖像被提取出來(lái)。作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟（3）中進(jìn)行昆蟲身體深色部位的圖像提取時(shí)，先將圖像變灰，調(diào)節(jié)灰度閾值，將昆蟲身體深色部位圖像提取出來(lái)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)就在于：1、本發(fā)明的黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲的自動(dòng)識(shí)別方法，原理簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便迅速；利用本方法識(shí)別黃板上蔬菜昆蟲種類，從圖像采集到得到結(jié)果可以在半小時(shí)內(nèi)完成。2、本發(fā)明在應(yīng)用后能夠節(jié)省費(fèi)用、降低識(shí)別作業(yè)的實(shí)際成本。本方法利用的設(shè)備是普通的數(shù)碼相機(jī)和電腦，耗能不到1度電，費(fèi)用可以忽略不計(jì)。3、本發(fā)明的方法容易掌握、易推廣，絕大多數(shù)的人可以在半小時(shí)之內(nèi)獨(dú)自閱讀本方法使用說(shuō)明掌握本方法。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明在具體實(shí)施例中的流程示意圖。圖2是本發(fā)明在具體實(shí)施例中對(duì)圖片進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的流程示意圖。圖3是本發(fā)明在具體實(shí)施例中剪切目標(biāo)昆蟲圖像區(qū)域的流程示意圖。圖4是本發(fā)明在具體實(shí)施例中對(duì)昆蟲圖像進(jìn)行提取的流程示意圖。圖5是本發(fā)明在具體實(shí)施例中對(duì)昆蟲身體深色部位圖像進(jìn)行提取的流程示意圖。圖6是本發(fā)明在具體實(shí)施例中依據(jù)計(jì)算結(jié)果對(duì)8類昆蟲進(jìn)行判別的流程示意圖。具體實(shí)施方式以下將結(jié)合具體實(shí)施例和說(shuō)明書附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示，本發(fā)明的黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲的自動(dòng)識(shí)別方法，其步驟為：（1）圖像采集：利用成像裝置采集黃板上蔬菜昆蟲的圖像。如：利用數(shù)碼相機(jī)將黃板上蔬菜昆蟲的圖像采集并輸送到計(jì)算機(jī)中。（2）圖像縮放：數(shù)碼相機(jī)拍攝圖像時(shí)，由于數(shù)碼相機(jī)不同型號(hào)的分辨率有差異，拍攝時(shí)離目標(biāo)遠(yuǎn)近也將導(dǎo)致目標(biāo)成像后分辨率有差異，而昆蟲大小是本發(fā)明判斷昆蟲種類的一個(gè)重要依據(jù)，因此，需要對(duì)采集到的圖像進(jìn)行縮放以達(dá)到相差不大的分辨率。（3）圖像旋轉(zhuǎn)：一張黃板上昆蟲數(shù)量較多，大多數(shù)的昆蟲呈不同的方向趴著粘在黃板上，需要識(shí)別的目標(biāo)昆蟲頭的朝向也不定，統(tǒng)一頭部朝向?yàn)榻酉聛?lái)的參數(shù)計(jì)算提供可比性。因此，需要對(duì)采集到的圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)后的圖片使得目標(biāo)昆蟲圖像頭部都朝上。（4）圖像剪切：一張黃板通常的大小為200mm×300mm到300mm×400mm之間，在田間拍攝圖片時(shí)，整個(gè)圖片的陰暗程度不一樣，從整張圖片上通過(guò)閾值分割昆蟲圖像與背景圖像的難度較大，也不是必須。為了減少其他昆蟲圖像的干擾，需要將目標(biāo)昆蟲所在的較小矩形區(qū)域人為裁切下來(lái)。（5）昆蟲圖像提?。撼Ｒ?jiàn)蔬菜昆蟲顏色都與黃板顏色不一樣，利用這一點(diǎn)可以將黃板的黃色變白、再變黑，而其他顏色不變。計(jì)算機(jī)用R(red)紅色、G(green)綠色、B(blue)藍(lán)色三個(gè)數(shù)值的不同組合表示不同的顏色，黃板的黃色的RGB三個(gè)數(shù)值滿足分別約為：200、180和50。如果圖像文件中的像素點(diǎn)的RGB三個(gè)數(shù)值分別加上約55、75、205時(shí)，黃色即變?yōu)榘咨?，白色再變黑，這樣昆蟲圖像被提取出來(lái)。（6）昆蟲圖像特征數(shù)值計(jì)算：相同分辨率下，不同大小的昆蟲具有不同的圖像像素點(diǎn)數(shù)量，相同大小的昆蟲由于形態(tài)及展翅形式的差異導(dǎo)致昆蟲圖像所在的矩形區(qū)域大小不一致，昆蟲圖像的長(zhǎng)短軸比值也有差異，計(jì)算昆蟲圖像的面積、矩形度和伸長(zhǎng)度，為昆蟲類別的判斷提供依據(jù)。（7）昆蟲身體深色部位圖像提取：昆蟲的翅膀往往呈半透明，而頭部和胸部則顏色往往較暗，還有一些昆蟲帶有不同深淺顏色的花紋，這樣，先將圖像變灰，調(diào)節(jié)灰度閾值，可將昆蟲身體深色部位圖像提取出來(lái)。（8）昆蟲身體深色部位圖像特征數(shù)值計(jì)算：不同種類的昆蟲，其身體深色部位大小不一，輪廓也有差異，計(jì)算身體深色部位像素點(diǎn)數(shù)量、矩形度、深色部位輪廓凸出數(shù)量，為昆蟲類別的判斷提供依據(jù)。（9）昆蟲類別識(shí)別：黃板上常見(jiàn)蔬菜昆蟲主要有蠅類、蚊子、寄生蜂、蚜蟲、粉虱、葉蟬、食蚜蠅、葉甲、蛾類9類。蠅類的形態(tài)類似家蠅，為人們所熟知的昆蟲，本發(fā)明不提供識(shí)別方法，本發(fā)明提供其它8類昆蟲的識(shí)別方法，當(dāng)步驟（6）和（8）顯示的結(jié)果分別符合蚊子、寄生蜂、蚜蟲、粉虱、小綠葉蟬、食蚜蠅、葉甲、蛾類的形態(tài)特征時(shí)，顯示該目標(biāo)昆蟲的類別名稱，不符合上述8類昆蟲形態(tài)特征時(shí)，顯示無(wú)法識(shí)別。上述8類昆蟲的區(qū)別特征主要有：a.粉虱和小綠葉蟬無(wú)深色部位；b.粉虱的體長(zhǎng)與體寬相差不到1倍；c.小綠葉蟬體長(zhǎng)大于體寬的2倍；d.寄生蜂身體頭胸之間有顯著的凹陷；e.蚜蟲翅展較大；f.蚊子身體和翅展的矩形度均偏??；g.食蚜蠅腹部有深淺相間的花紋；h.葉甲翅膀不透明；i.蛾類整個(gè)身體被深淺顏色相間花紋的翅膀覆蓋。在具體本實(shí)施例中，詳細(xì)操作流程如下：（1）圖像采集：利用數(shù)碼相機(jī)將黃板上蔬菜昆蟲的圖像采集并輸送到計(jì)算機(jī)中。（2）圖像縮放：本圖片所采集的實(shí)物實(shí)際大小約為200mm×300mm，本圖片總的像素點(diǎn)為4000×3000，平均每mm2的像素點(diǎn)為196，約等于200，因此，本圖片無(wú)需縮放。（3）圖像旋轉(zhuǎn)：將本圖片經(jīng)過(guò)118度旋轉(zhuǎn)，目標(biāo)昆蟲頭部朝上（如圖2）。（4）圖像剪切：用矩形框?qū)⒛繕?biāo)昆蟲區(qū)域從整張圖片上裁剪下來(lái)（如圖3）。（5）昆蟲圖像提?。赫{(diào)整RGB三個(gè)數(shù)值，使得黃板的黃色變白，白色再變黑，這樣昆蟲圖像被提取出來(lái)（如圖4）。（6）昆蟲圖像特征數(shù)值計(jì)算：刪除昆蟲圖像周邊全為黑的行和列，準(zhǔn)確鎖定昆蟲圖像所在的最小矩形區(qū)域，計(jì)算并顯示昆蟲圖像面積、矩形度和伸長(zhǎng)度。（7）昆蟲身體深色部位圖像提?。簩⒔?jīng)過(guò)步驟（5）后的昆蟲圖像變灰，調(diào)節(jié)灰度閾值，將亮度低于該灰度閾值的昆蟲身體深色部位不變，亮度高于該灰度閾值的昆蟲淺色部位及背景黃色全部變黑，昆蟲身體深色部位圖像被提取出來(lái)（圖5），如果昆蟲亮度沒(méi)有低于黃板亮度的部位，則該剪切圖所有像素點(diǎn)變白。（8）昆蟲身體深色部位圖像特征數(shù)值計(jì)算：刪除步驟（7）后所得圖像周邊全為黑的行和列，準(zhǔn)確鎖定昆蟲深色部位所在的最小外接矩形區(qū)域，計(jì)算并顯示深色部位圖像面積、矩形度。統(tǒng)計(jì)深色部位輪廓凸出數(shù)量。（9）昆蟲種類識(shí)別：根據(jù)步驟（8）和步驟（6）的計(jì)算結(jié)果（如圖6）。a.當(dāng)深色部位面積為零，昆蟲圖像伸長(zhǎng)度小于2時(shí)，顯示昆蟲名為“粉虱”；b.當(dāng)深色部位面積為零，昆蟲圖像伸長(zhǎng)度大于2.3時(shí)，顯示昆蟲名為“葉蟬”；c.當(dāng)深色部位輪廓凸出數(shù)量為4-10時(shí)，顯示昆蟲名為“寄生蜂”；d.當(dāng)深色部位矩形度在5～20之間時(shí)，顯示昆蟲名為“蛾類”；e.當(dāng)昆蟲圖像矩形度與深色部位矩形度相減小于6，昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在7-9之間，深色部位面積的對(duì)數(shù)在4.5-7之間時(shí)，顯示昆蟲名為“蚜蟲”；f.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在6.1-8.2之間，昆蟲深色部位面積的對(duì)數(shù)在3-6.7之間，昆蟲圖像矩形度和深色部位矩形度在25-55之間，且深色部位矩形度大于昆蟲圖像矩形度時(shí)，顯示昆蟲名為“蚊子”；g.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)在8-12之間，昆蟲圖像和深色部位兩者的面積的對(duì)數(shù)相減小于2，昆蟲圖像矩形度與深色部位矩形度之比在1.7-2.3之間時(shí)，顯示昆蟲名為“食蚜蠅”；h.當(dāng)昆蟲圖像面積的對(duì)數(shù)和深色部位面積的對(duì)數(shù)相減小于7，且昆蟲圖像矩形度和深色部位矩形度在61-90之間，顯示昆蟲名為“葉甲”；i.當(dāng)步驟（6）和（8）顯示的數(shù)值不符合上述條件時(shí)，顯示昆蟲名為無(wú)法識(shí)別。以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本發(fā)明思路下的技術(shù)方案均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。