专利名称：一种近距离昆虫图像探测系统及其检测方法
技术领域：
本发明涉及一种机器视觉技术领域，特别涉及一种近距离昆虫图像探测系统及其 检测方法。
背景技术：
近年来，生物入侵造成的危害引起广泛的重视。根据国家环保总局公布的资料，每 年我国由于生物入侵造成的直接经济损失高达574亿元，这还不包括由此造成的生态环境 损失。在我国已经入侵的生物中，害虫引发的经济损失相当严重。据保守估计，湿地松粉 蚧、松突圆蚧、美国白蛾、松干蚧等森林入侵害虫已严重发生，在我国每年危害的面积已达 150万公顷以上；椰心叶甲染虫区面积有662万亩，稻水象甲为害水稻面积已达33万公顷。 美洲斑潜蝇每年造成经济损失估计达4. 5亿元，马铃薯甲虫每年造成的经济损失约为1. 3 亿元，我国仅对美洲斑潜蝇一项的防治费用，就需4. 5亿元。口岸检疫是防止害虫入侵的重要一环，传统的检疫方法主要采用肉眼观察来查找 害虫，这种方法受到环境条件、注意力范围、视觉疲劳、人体活动范围、查验经验等因素影 响，经常漏检而造成害虫传入。从统计资料看，目前现场害虫检出批次占所有检疫批次的比例并不高，而从上述 害虫侵害的数据来看，实际的货物带虫率应该远大于这些截获数据。上述害虫大举入侵为 害的事实已证明漏检的确存在，而且造成的后果很严重。因此，严格查验，提高检出率，对于 降低害虫传入风险是非常必要的。目前，严格查验的途径有1、增加时间仔细检查，其缺点是时间成本高；2、增加人 手，其缺点是人工成本高；3、引进高新科技，利用机器视觉技术，改进查验技术手段，用较少 的人力，在较短的时间内，发现更多的害虫。但是，目前国内外机器视觉识别害虫采用的算法比较简单，无法适应口岸害虫检 疫的需要，主要表现为1、现有研究进行检测时需要固定探头和检测物品，而现场检疫时面 临的场所千变万化，查验人员需要穿行在货物中间，一般情况下很难找到固定侦测装置的 地方；2、现有研究辨认的虫种少，要求固定害虫姿态，背景单一，而现场检疫要求从多种复 杂背景中标记出种类、形态、姿态、虫态各不相同的害虫；3、在应用范围上，现有机器视觉研 究局限于辨认害虫，而现场查验要求增加害虫疑似点的标记，并识别出复杂多变的害虫踪 迹。并且，现有研究采用的设备过于庞大，研究中采用由摄像机和台式计算机构成的 侦测系统，体积太大，不便于查验人员登车、登轮，穿行在货物中间，并无法侦测隐藏在狭 缝、深处、高处等不容易到达的地方的害虫。可见，国内外同类研究虽然为引进机器视觉技术进行害虫检疫指出了方向，但是 距离现场害虫检疫的实际应用还有很大差距。
发明内容
鉴于上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种近距离昆虫图像探测 系统，能提高昆虫的检出率。为了达到上述目的，本发明采取了以下技术方案一种近距离昆虫图像探测系统，其中，包括用于采集探测区域的视频图像，并将 该视频图像通过无线方式传输给图像处理装置的图像采集装置；用于将所述视频图像进行 处理、分析，并根据分析结果标记出昆虫图像的图像处理装置。所述的近距离昆虫图像探测系统，其中，还包括观察目镜，所述观察目镜与图像处 理装置连接，用于显示图像处理装置输出的标记有昆虫图像的视频图像。所述的近距离昆虫图像探测系统，其中，图像采集装置包括探测头、探测杆和手 柄，所述探测杆的一端与探测头连接，另一端与手柄连接。所述的近距离昆虫图像探测系统，其中，所述手柄上设置有蓝牙鼠标。所述的近距离昆虫图像探测系统，其中，所述探测杆上设置有用于防止探测头抖 动的支撑杆。本发明的另一目的还在于，提供一种近距离昆虫图像探测系统的检测方法，所述 的方法包括以下步骤A、由图像采集装置采集探测区域的视频图像，并将该视频图像以无线的方式传输 给图像处理装置；B、由所述图像处理装置对所述视频图像进行处理、分析，并根据分析结果标记出 昆虫图像，并输出带标记区域的视频图像。所述的检测方法，其中，还包括C、通过观察目镜显示图像处理装置输出的标记有昆虫图像的视频图像。所述的检测方法，其中，所述的步骤B包括Bi、采用最小误差法对视频图像进行二值化处理，得到二值化图像；B2、查找二值化图像中疑似昆虫的连通域；B3、计算所述连通域的形状复杂度，并根据该连通域的形状复杂度确定昆虫图像。所述的检测方法，其中，所述步骤Bl还包括B11、求二值化图像的误差函数
权利要求
一种近距离昆虫图像探测系统，其特征在于，包括用于采集探测区域的视频图像，并将该视频图像通过无线方式传输给图像处理装置的图像采集装置；用于将所述视频图像进行处理、分析，并根据分析结果标记出昆虫图像的图像处理装置。
2.根据权利要求1所述的近距离昆虫图像探测系统，其特征在于，还包括观察目镜，所 述观察目镜与图像处理装置连接，用于显示图像处理装置输出的标记有昆虫图像的视频图像。
3.根据权利要求1所述的近距离昆虫图像探测系统，其特征在于，图像采集装置包括 探测头、探测杆和手柄，所述探测杆的一端与探测头连接，另一端与手柄连接。
4.根据权利要求3所述的近距离昆虫图像探测系统，其特征在于，所述手柄上设置有 蓝牙鼠标。
5.根据权利要求3所述的近距离昆虫图像探测系统，其特征在于，所述探测杆上设置 有用于防止探测头抖动的支撑杆。
6.一种采用权利要求1所述的近距离昆虫图像探测系统检测昆虫图像的检测方法，其 特征在于，所述的方法包括以下步骤A、由图像采集装置采集探测区域的视频图像，并将该视频图像以无线的方式传输给图 像处理装置；B、由所述图像处理装置对所述视频图像进行处理、分析，根据分析结果标记出昆虫图 像，并输出带标记区域的视频图像。
7.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，还包括C、通过观察目镜显示图像处理装置输出的标记有昆虫图像的视频图像。
8.根据权利要求6所述的检测方法，其特征在于，所述的步骤B包括 Bi、采用最小误差法对视频图像进行二值化处理，得到二值化图像； B2、查找二值化图像中疑似昆虫的连通域；B3、计算所述连通域的形状复杂度，并根据该连通域的形状复杂度确定昆虫图像。
9.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述步骤Bl还包括 B11、求二值化图像的误差函数J (t) = P0 (t) In σ 0 (t) +P1 (t) In σ 工(t) -P0 (t) InP0 (t) -P1 (t) InP1 (t)，其中t255P0⑴=艺h(i) ,P1(I)=Xh(I), =0 i=t+lt255Xh(i)(i-//0(t))2 艺 h(i)(i-A(t))2ρο (0lW P1 (t)t255Zh(i)i Xh(i)i P。(t) 1 ■其中，i为灰度等级值，h(i)为灰度等级为i的像素个数，t为最大灰度等级值，P0(t) 表示图像中灰度小于t的像素总数，P1 (t)表示表示图像中灰度大于t的像素总数，μ ^和
10.根据权利要求8所述的检测方法，其特征在于，所述连通域的形状复杂度为 2* KyiifAm其中，P为连通域的周长，A为连通域的面积。
全文摘要
本发明公开了一种近距离昆虫图像探测系统，其中，包括用于采集探测区域的视频图像，并将该视频图像通过无线方式传输给图像处理装置的图像采集装置；用于将所述视频图像进行处理、分析，并根据分析结果标记出昆虫图像的图像处理装置。本发明提供的近距离昆虫图像探测系统，由于采用了图像采集装置采集视频图像，图像处理装置对视频图像进行处理、分析，并根据分析结果实时标记昆虫及疑似昆虫图像的视频图像，大大提高了昆虫的检出率，降低了昆虫漏检率，同时还降低了查验人员的劳动强度。
文档编号G06T7/00GK101980297SQ20101052237
公开日2011年2月23日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者叶汶华, 周磊, 娄定风, 邓雷, 陈志粦, 陈枝楠 申请人:娄定风;邓雷