农业机械学报

作者：刘双喜，王云飞，张宏建，孙林林，马博，慕君林，任卓，王金星

单位：山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,

关键词：苹果园;羽化害虫;粘连图像;精准分割;形色特征;轮廓定位

基金：国家自然科学基金项目（32071908）、财政部和农业农村部：国家现代农业产业技术体系项目（CARS-27）和鲁渝科技协作项目

针对苹果园害虫识别过程中的粘连问题，提出了一种基于形色筛选的害虫粘连图像分割方法。首先，采集苹果园害虫图像，聚焦于羽化害虫。害虫在羽化过程中已完成大部分生长发育，其外部形态、颜色、纹理更为稳定显著。因此，基于不同种类害虫的形色特征信息分析，来获取害虫HSV分割阈值和模板轮廓。其次，利用形状因子判定分割粘连区域，通过颜色分割法和轮廓定位分割法来实现非种间与种间粘连害虫的分割。最后，对采集的苹果园害虫图像进行了试验分析，采用基于形色筛选的分割法对单个害虫进行分割，结果表明，本文方法的平均分割率、平均分割错误率和平均分割有效率分别为101%、3.14%和96.86%，分割效果优于传统图像分割方法。此外，通过预定义的颜色阈值，本文方法实现了棉铃虫、桃蛀螟与玉米螟的精准分类，平均分类准确率分别为97.77%、96.75%与96.83%。同时，以Mask R-CNN模型作为识别模型，平均识别精度作为评价指标，分别对已用本文方法和未用本文方法分割的害虫图像进行识别试验。结果表明，已用本文方法分割的棉铃虫、桃蛀螟和玉米螟害虫图像平均识别精度分别为96.55%、94.80%与95.51%，平均识别精度分别提高16.42、16.59、16.46个百分点。这表明该方法可为果园害虫精准识别提供理论和方法基础。

来源：2024年第3期

《农业机械学报》期刊编辑部

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