[发明专利]一种白粉虱种群密度的估计方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于机器视觉的检测技术领域，特别是涉及一种白粉虱种群密度的估计方法。

背景技术

白粉虱，又名小白蛾子，是一种温室、大棚内种植作物的主要害虫之一。该虫以群集在作物叶背面吸取汁液，使受害叶片褪绿变黄、萎缩，甚至枯死，同时还能导致煤污病的发生，严重影响了种植作物的产量和品质。常用的防治措施主要包括：生物防治、物理防治和化学防治等。其中，对白粉虱种群密度以及危害程度的准确估计是采取正确防治措施的主要依据。以化学防治为例：若白粉虱种群密度估计过低，则喷洒的农药过少，起不到防治的目的；若白粉虱种群密度估计过高，则会使农业喷洒过多，不但提高了生产成本，而且会严重污染环境。因此，白粉虱种群密度的准确估计对于及时采取适当的防治措施，减少环境污染，提高农产品的数量和质量方面都具有十分重要的意义。

目前，白粉虱种群密度的估计主要靠人工计数或目测的方式来实现。该方法不仅劳动量大、效率低，而且估计结果的准确性在很大程度上取决于统计者的知识经验以及环境因素。此外，白粉虱的成虫多栖息在宿主上部叶片背面，当统计者在将叶片翻转时，白粉虱成虫会陆续飞走，给白粉虱个数的统计造成了极大困难，严重影响了种群密度的估计结果。由于机器视觉技术在农业信息处理方面具有速度快、精度高、客观性强等显著特点，并能解决一些手工测定难以解决的问题，避免人工差异及视觉疲劳带来的影响，成为了实现农作物病虫害防治的自动化和智能化的重要技术力量。因此，若将其应用于白粉虱种群密度的估计中，研究一种基于机器视觉的白粉虱种群密度的估计方法，必将极大提高估计结果的精度，而且也为农作物病虫害防治领域提供了新的方法和技术。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明提供了一种白粉虱种群密度的估计方法，以解决现有技术中难以实现对白粉虱种群密度的精确、实时、快速估计问题。

（二）技术方案

为解决上述问题，本发明提供一种白粉虱种群密度的估计方法，包括步骤：从图像采集设备中获取白粉虱的彩色图像；

从所述彩色图像中选择白粉虱密度的估计区域；

将所述彩色估计区域的彩色图像转化为灰度图像；

利用第一阈值化方法对所述灰度图像进行阈值化；

对所述阈值化后的图像进行闭运算，以填平所述图像中的窄缝隙，使得白粉虱图像的边缘更平滑；

利用第二阈值化方法对所述闭运算后的图像进行阈值化，以实现图像的二值化；

利用椭圆拟合方法实现对所述二值化后的图像中点的拟合，以及所述图像中椭圆个数的统计，其中，所述椭圆个数即为白粉虱的个数；

根据白粉虱的个数以及所述估计区域的面积，求取所述白粉虱种群密度的估计值。

优选地，所述白粉虱密度的估计区域的大小为：L×H，其中L、H分别为所述估计区域的宽和高，其单位为像素，其值预先设定。

优选地，所述白粉虱密度的估计区域的大小为所述白粉虱的彩色图像的宽度和高度的70%。

优选地，所述白粉虱密度的估计区域设置在所述白粉虱的彩色图像的中间。

优选地，所述将所述彩色估计区域的彩色图像转化为灰度图像的转换公式为：

Y=w₁×R+w₂×G+w₃×B    （1）

其中，Y为转化后的灰度值，R,G,B分别为彩色图像的红色、绿色、蓝色值，w_i(i=1,2,3)为相应的权值，且w₂<w₃<w₁，其值可根据白粉虱图像与背景图像的颜色差异进行设定，以凸显白粉虱图像的灰度值。

优选地，所述第一阈值化方法中所采用的公式为：