專利名稱：農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于圖像采集處理技術(shù)，主要涉及ー種農(nóng)作物病斑無損采集及測量裝置。
背景技術(shù)：
農(nóng)作物病斑的形狀及其特征直接反映了作物所受病害的種類以及病害的危害程度，所以對病斑的有效識別和特征計(jì)算是診斷作物染病的關(guān)鍵。農(nóng)作物病害圖像識別是由圖像處理進(jìn)到圖像分析的關(guān)鍵步驟，同時是農(nóng)作物病斑區(qū)域能夠準(zhǔn)確測析的重要前期和保障。從90年代初期開始，我國一些科研工作者也逐步地將計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)工程的研究中，且絕大部分的工作主要集中在農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)檢測中，例如黃瓜、番茄等ー些農(nóng)產(chǎn)品的等級判別系統(tǒng)。近年來，部分科研院所開始探索計(jì)算機(jī)視覺及圖像處理技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，有些已取得顯著的效果，例如對家蠶微粒子病的圖像形狀特征分析、植物花粉圖像識別系統(tǒng)研究、缺素葉片彩色圖像顏色特征提取的研究等，但對農(nóng)作物病斑的研究較少。從目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際情況來看，植物病害的監(jiān)測、管理、防治、預(yù)警存在的主要問題是首先，由于植物病害的最初癥狀表現(xiàn)的特點(diǎn)是模糊不清的，而且從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人員大部分缺乏全面的植物病害診斷和管理的知識；其次，作為擁有植物病害診斷、預(yù)測和防治知識的植物保護(hù)專家，既無時間也無精力下到農(nóng)村和農(nóng)場去為廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者診斷農(nóng)作物是否受病害侵襲，提供不同病害的各種相應(yīng)的防治措施；另外受社會經(jīng)濟(jì)大環(huán)境的影響和物質(zhì)條件的限制，從事植物保護(hù)的專業(yè)人員很少，農(nóng)業(yè)專家更是少之又少。因此廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者迫切需求的知識得不到滿足，因此，植物葉片病斑辨識和特征計(jì)算是數(shù)字化精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的ー個重要研究課題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的就是針對上述已有技術(shù)存在的問題，結(jié)合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際需要，研究ー種農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物葉部病斑圖像提取及特征計(jì)算，完成指標(biāo)結(jié)果顯示和存儲功能，通過對這些信息的分析得到病斑形狀、顔色、紋理等信息，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)智能化的自動綜合評價，極大地改變了傳統(tǒng)的檢測與檢驗(yàn)手段。本實(shí)用新型的基本設(shè)計(jì)是，本裝置由微處理器芯片、CMOS攝像頭、動態(tài)存儲器、海量存儲器和LCD觸摸屏構(gòu)成，在所述的海量存儲器內(nèi)設(shè)置圖像采集模塊、病斑標(biāo)記模塊、病斑分割模塊、特征計(jì)算模塊和特征值存儲模塊；裝置的各部分接ロ信號連接結(jié)構(gòu)是微處理器芯片的ICC總線接ロ通過SCCB接ロ與CMOS攝像頭相連，微處理器芯片的引腳ICCSDA、 ICCSCL、CAMRESET、CAMCLKOUT、CAMHREF、CAMDATA[7:0]分別與 CMOS 攝像頭的 SI0-D、SI0_C、RESET、XCLKI, HREF、Y9Y2相接；動態(tài)存儲器有2片，其中一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器芯片的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器芯片的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連接在一起，并與微處理器芯片的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS也分別與微處理器芯片的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連；海量存儲器的ALE和CLE端分別接微處理器芯片的ALE和CLE端，8位的I/O 7-0與微處理器芯片低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE，/RE，/CE分別與微處理器芯片的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連；IXD觸摸屏由微處理器芯片的IXD接ロ控制，微處理器芯片的C端ロ設(shè)置為LCD控制，LCD數(shù)據(jù)線VD[0]-VD[7]由C端ロ控制，VD[8]-VD[23]由D端ロ控制，LCD控制寄存器設(shè)置為16BPPTFT模式，IXDC0N5設(shè)置為5:6:5或5:5:5:1格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過CMOS攝像頭傳輸。本實(shí)用新型的最大特點(diǎn)是非接觸式的，同時完成多種檢測任務(wù)，通過在核心處理器上實(shí)施多種自動識別技術(shù)和智能辨識技術(shù)提高檢測與識別任務(wù)的自動化水平和智能水平，從而達(dá)到快速準(zhǔn)確地辨識、測析病斑，為下一歩的科學(xué)研究提供可靠的測定分析和更好的為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)，其優(yōu)點(diǎn)是功耗低、耗時少、通用性強(qiáng)。

附圖是農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置結(jié)構(gòu)示意圖。圖中件號說明I、微處理器芯片、2、CMOS攝像頭、3、動態(tài)存儲器、4、海量存儲器、5、IXD觸摸屏。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置，本裝置由微處理器芯片I、CMOS攝像頭2、動態(tài)存儲器3、海量存儲器4和IXD觸摸屏5構(gòu)成，在所述的海量存儲器4內(nèi)設(shè)置圖像采集模塊、病斑標(biāo)記模塊、病斑分割模塊、特征計(jì)算模塊和特征值存儲模塊；裝置的各部分接ロ信號連接結(jié)構(gòu)是微處理器芯片I的ICC總線接ロ通過SCCB接ロ與CMOS攝像頭2相連，微處理器芯片I的引腳ICCSDA、ICCSCL,CAMRESET、CAMCLKOUT、CAMHREF、CAMDATA[7:0]分別與 CMOS 攝像頭 2 的 SI0-D、SI0-C、RESET、XCLKI、HREFJ9Y2相接；動態(tài)存儲器3有2片，其中一片的數(shù)據(jù)引腳DO-D15與微處理器芯片I的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器芯片I的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連接在一起，并與微處理器芯片I的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS也分別與微處理器芯片I的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連；海量存儲器4的ALE和CLE端分別接微處理器芯片I的ALE和CLE端，8位的1/0 7-0與微處理器芯片I低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE，/RE，/CE分別與微處理器芯片I的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連；IXD觸摸屏5由微處理器芯片I的IXD接ロ控制，微處理器芯片I的C端ロ設(shè)置為IXD控制，IXD數(shù)據(jù)線VD[0]-VD[7]由C端ロ控制，VD[8]-VD[23]由D端ロ控制，IXD控制寄存器設(shè)置為16BPPTFT模式，IXDC0N5設(shè)置為5:6:5或5:5:5:1格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過CMOS攝像頭2傳輸。本設(shè)備的微處理器芯片I是整個系統(tǒng)的控制中心，它監(jiān)控各個功能模塊的啟動和運(yùn)行。在微處理器芯片I的控制下，首先通過CMOS攝像頭2采集農(nóng)作物病斑圖像，保存在海量存儲器4中，然后調(diào)到動態(tài)存儲器3中去或?qū)崟r進(jìn)行處理，采用基于顏色特征方法的病斑分割模塊，利用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)完成病斑區(qū)域與背景區(qū)域分離，通過病斑標(biāo)記模塊為葉片中的多個病斑區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，然后使用圖像處理技術(shù)和智能信息技術(shù)開發(fā)的特征計(jì)算模塊計(jì)算各個病斑的幾何、顔色和紋理特征值，利用LCD觸摸屏5顯示結(jié)果，并存儲到海量存儲器4中，最后通過USB接ロ實(shí)現(xiàn)病斑圖像與其特征值在計(jì)算機(jī)之間的傳輸。微處理器芯片I、CMOS攝像頭2、動態(tài)存儲器3、海量存儲器4可分別采用ARMS3C2440型微處理器芯片、0V9650型CMOS攝像頭、SDRAMK4S561632C-TC75型動態(tài)存儲 器、FLASH K9F1208型海量存儲器。
權(quán)利要求1.ー種農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置，其特征在于本裝置由微處理器芯片(I)、CMOS攝像頭(2)、動態(tài)存儲器(3)、海量存儲器(4)和LCD觸摸屏(5)構(gòu)成；裝置的各部分接ロ信號連接結(jié)構(gòu)是微處理器芯片(I)的ICC總線接ロ通過SCCB接ロ與CMOS攝像頭⑵相連，微處理器芯片(I)的引腳 ICCSDA、ICCSCL, CAMRESET、CAMCLKOUT、CAMHREF、CAMDATA[7:0]分別與 CMOS 攝像頭(2)的 SIO-D、SIO-C、RESET、XCLKI、HREF、Y9Y2 相接；動態(tài)存儲器(3)有2片，其中一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器芯片(I)的低16位數(shù)據(jù)線相連，另一片的數(shù)據(jù)引腳D0-D15與微處理器芯片(I)的高16位數(shù)據(jù)線相連，地址線引腳A0-A12及片選信號引腳CS相互連接在一起，并與微處理器芯片(I)的引腳nSCSO連接，nWE、nRAS、nCAS也分別與微處理器芯片(I)的對應(yīng)引腳LnWE、nSRAS、nSCAS相連；海量存儲器⑷的ALE和CLE端分別接微處理器芯片⑴的ALE和CLE端，8位的I/O 7-0與微處理器芯片⑴低8位數(shù)據(jù)總線相連，/WE，/RE，/CE分別與微處理器芯片⑴的nFWE，nFRE，nFCE相連，R/B與R/nB相連；IXD觸摸屏(5)由微處理器芯片(I)的IXD接ロ控制，微處理器芯片(I)的C端ロ設(shè)置為IXD控制，IXD數(shù)據(jù)線VD[O]-VD[7]由C端ロ控制，VD[8]-VD[23]由D端ロ控制，LCD控制寄存器設(shè)置為16BPPTFT模式，LCDC0N5設(shè)置為5:6:5或5:5:5:1格式，設(shè)置RGB格式為5:6:5格式，此信號通過CMOS攝像頭(2)傳輸。
專利摘要農(nóng)作物葉部病斑無損采集及測量裝置屬于圖像采集處理設(shè)備；本裝置由微處理器芯片、CMOS攝像頭、動態(tài)存儲器、海量存儲器和LCD觸摸屏裝配構(gòu)成，在海量存儲器內(nèi)設(shè)置圖像采集模塊、病斑標(biāo)記模塊、病斑分割模塊、特征計(jì)算模塊和特征值存儲模塊；本裝置采用非接觸式采集技術(shù)同時完成農(nóng)作物病斑多種檢測任務(wù)，具有功能全、辨識測析病斑快速準(zhǔn)確、功耗低、耗時少、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)。
文檔編號G01J3/46GK202421078SQ20112051734
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者關(guān)海鷗, 左豫虎, 譚峰, 金寶石, 馬曉丹 申請人:黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)