一種病蟲害檢測系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種病蟲害檢測系統(tǒng)及方法，包括監(jiān)控中心，設(shè)置于種植區(qū)壟間的導軌，可沿導軌運動的機架，機架上安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，傳感裝置通過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與監(jiān)控中心的連接；本發(fā)明中通過機架沿導軌的運動，傳感裝置對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像信息傳送至視頻編碼模塊；視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標準視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上；視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心，實現(xiàn)對病蟲害情況的檢測。本發(fā)明可以實現(xiàn)對病蟲害快速、準確、可靠的檢測。
【專利說明】一種病蟲害檢測系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及現(xiàn)代農(nóng)業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種病蟲害檢測系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 病蟲害在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的發(fā)生和危害十分的頻繁且嚴重，給人們帶來了經(jīng)濟上的巨 大損失。目前，病蟲害的檢測方法通常采用田間調(diào)查和預(yù)測預(yù)報相結(jié)合的方法進行施藥決 策和病蟲害綜合治理，而田間調(diào)查與預(yù)測預(yù)報均依靠人工檢測，即利用人工感官在現(xiàn)場檢 查病蟲害，借助放大鏡、顯微鏡等工具或直接用肉眼判別病蟲害的種類，并統(tǒng)計數(shù)量，這種 方法要求檢測者具備較高的素質(zhì)，熟悉業(yè)務(wù)，這樣才可取得較好的效果，這就導致人工檢測 不可避免的存在誤差，不利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、高效管理。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種可快速、準確的對病蟲害進行 檢測的一種病蟲害檢測系統(tǒng)與方法。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的： 一種病蟲害檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心，設(shè)置于種植區(qū)壟間的導軌，可沿導軌運動的機 架，機架上安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，傳感裝置通過視頻編碼器與 視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與監(jiān)控中心的連接。
[0005] 所述的傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器；其中，圖像 處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連 接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù) 器連接，讀出電路與探測器相連。
[0006] 所述的傳感裝置為紅外熱像儀。
[0007] 所述傳感裝置通過晶圓級多組件封裝技術(shù)進行封裝。
[0008] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正后的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān) 性對盲元位置的信息進行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現(xiàn)紅外探測器的1?響應(yīng)率； 所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時序信號。
[0009] -種病蟲害檢測方法，包括如下步驟： 51. 系統(tǒng)啟動后，安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器的機架沿導軌在種植區(qū)運 動； 52. 傳感裝置對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像信 息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上； 54. 視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
[0010] 所述傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片； 523. 圖像處理芯片對采集到的農(nóng)作物的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、 圖像濾波去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊； 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號，以及通過 采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校 正后的圖像； 所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲 元位置的信息進行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換。
[0011] 本發(fā)明的有益效果是：在農(nóng)林種植鄰域，出現(xiàn)病蟲害的植株的溫度會發(fā)生變化，傳 感裝置通過采集植株的紅外熱圖像，可以對此進行識別，實現(xiàn)病蟲害的檢測和識別，能夠在 病蟲害初期就發(fā)現(xiàn)情況，便于及時進行處理，減少經(jīng)濟損失，精確度高，可靠性好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012] 圖1為本發(fā)明一種病蟲害檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為傳感裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本發(fā)明一種病蟲害檢測流程圖。

【具體實施方式】
[0013] 下面結(jié)合附圖進一步詳細描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但本發(fā)明的保護范圍不局限于 以下所述。
[0014] 如圖1所示，一種病蟲害檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)控中心，設(shè)置于種植區(qū)壟間的導軌，可 沿導軌運動的機架，機架上安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，傳感裝置通 過視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與監(jiān)控中心的連接。
[0015] 如圖2所示，傳感裝置包括探測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器；其中， 圖像處理芯片通過控制接口與讀出電路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯 片連接，圖像處理芯片通過電源接口與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻 服務(wù)器連接，讀出電路與探測器相連。
[0016] 所述圖像處理芯片中包括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖 像細節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊；所 述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到校正后 的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān) 性對盲元位置的信息進行預(yù)測和替代；所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾 值的均值濾波對紅外熱圖像進行去噪處理，得到去噪后圖像；所述圖像細節(jié)增強模塊，通過 采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原始圖像的直方圖進行處理， 實現(xiàn)對圖像的增強功能；所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列 的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換；所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器 提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率；所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分 頻的方法正確廣生二路時序?目號。
[0017] 如圖3所示，一種病蟲害檢測方法，包括如下步驟： 51. 系統(tǒng)啟動后，安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器的機架沿導軌在種植區(qū)運 動； 52. 傳感裝置對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像信 息傳送至視頻編碼模塊； 53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上； 54. 視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
[0018] 所述傳感裝置對圖像進行處理的方法，包含如下步驟： 521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓； 522. 探測器對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片； 523. 圖像處理芯片對采集到的農(nóng)作物的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、 圖像濾波去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理； 524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊。
[0019] 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號；所述 圖像處理芯片，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測 器的高響應(yīng)率；所述非均勻校正功能，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖 像的校正，得到校正后的圖像；所述盲元校正功能，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、 前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲元位置的信息進行預(yù)測和替代；所述圖像濾波去噪功能，通 過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪處理，得到去噪后圖像；所 述圖像細節(jié)增強功能，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對原 始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能；所述圖像處理芯片，通過采用流水線 ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn)換。
[0020] 本實施例中，所述傳感裝置為紅外熱像儀，所述傳感裝置通過晶圓級多組件封裝 技術(shù)進行封裝。
【權(quán)利要求】
1. 一種病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于：包括監(jiān)控中心，設(shè)置于種植區(qū)壟間的導軌，可沿 導軌運動的機架，機架上安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器，其中，傳感裝置通過 視頻編碼器與視頻服務(wù)器相連，視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)與監(jiān)控中心的連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的傳感裝置包括探 測器、讀出電路、圖像處理芯片和外部存儲器；其中，圖像處理芯片通過控制接口與讀出電 路連接，外部存儲器通過內(nèi)部數(shù)據(jù)總線與圖像處理芯片連接，圖像處理芯片通過電源接口 與供電系統(tǒng)連接，圖像處理芯片通過視頻接口與視頻服務(wù)器連接，讀出電路與探測器相連。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述的傳感裝置為紅外 熱像儀。
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述傳感裝置通過晶圓 級多組件封裝技術(shù)進行封裝。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種病蟲害檢測系統(tǒng)，其特征在于：所述圖像處理芯片中包 括非均勻校正模塊、盲元校正模塊、圖像濾波去噪模塊、圖像細節(jié)增強模塊、偽彩變換模塊、 模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、低噪聲電源模塊和接口時序控制模塊； 所述非均勻校正模塊，通過兩點法與二元非線性校正法對紅外熱圖像進行校正，得到 校正后的圖像； 所述盲元校正模塊，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素或前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān) 性對盲元位置的信息進行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪模塊，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波對紅外熱圖像進行去 噪處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強模塊，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算 法，對原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，通過采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模 數(shù)轉(zhuǎn)換； 所述低噪聲電源模塊，通過采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實 現(xiàn)紅外探測器的1?響應(yīng)率； 所述接口時序控制模塊，通過采用計數(shù)分頻的方法正確產(chǎn)生三路時序信號。
6. -種病蟲害檢測方法，其特征在于：包括如下步驟：
51. 系統(tǒng)啟動后，安裝有傳感裝置、視頻編碼器與視頻服務(wù)器的機架沿導軌在種植區(qū)運 動；
52. 傳感裝置對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像并對圖像進行處理，將處理后的圖像信 息傳送至視頻編碼模塊；
53. 視頻編碼模塊對接收到的圖像信息進行視頻編碼，得到高質(zhì)量的視頻信號，通過標 準視頻接口輸出到視頻服務(wù)器上；
54. 視頻服務(wù)器通過無線網(wǎng)絡(luò)將視頻信號傳輸?shù)奖O(jiān)控中心。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種病蟲害檢測方法，其特征在于：所述傳感裝置對圖像進 行處理的方法，包含如下步驟：
521. 圖像處理芯片為探測器提供所需要的各種控制時序信號、電源和偏壓；
522. 探測器對視野范圍內(nèi)的農(nóng)作物探測成像，并將圖像數(shù)據(jù)傳給圖像處理芯片；
523. 圖像處理芯片對采集到的農(nóng)作物的紅外熱圖像進行包括非均勻校正、盲元校正、 圖像濾波去噪、圖像細節(jié)增強、偽彩變換的功能處理；
524. 圖像處理芯片對處理后的紅熱外圖像數(shù)據(jù)進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
525. 圖像處理芯片將處理后的圖像信息經(jīng)視頻接口傳送至視頻編碼模塊； 所述圖像處理芯片，通過采用計數(shù)分頻的方法實現(xiàn)正確產(chǎn)生三路時序信號，以及通過 采用集成Boost控制電路，為探測器提供較高偏置電壓，實現(xiàn)紅外探測器的高響應(yīng)率； 所述非均勻校正，通過兩點法與二元非線性校正法實現(xiàn)對紅外熱圖像的校正，得到校 正后的圖像； 所述盲元校正，通過采用盲元補償算法，根據(jù)相鄰像素、前后幀圖像的響應(yīng)相關(guān)性對盲 元位置的信息進行預(yù)測和替代； 所述圖像濾波去噪，通過快速中值濾波和帶閾值的均值濾波實現(xiàn)對紅外熱圖像的去噪 處理，得到去噪后圖像； 所述圖像細節(jié)增強，通過采用雙閾值映射、雙閾值自適應(yīng)增強算法和邊緣增強算法，對 原始圖像的直方圖進行處理，實現(xiàn)對圖像的增強功能； 所述圖像處理芯片，采用流水線ADC的設(shè)計架構(gòu)，實現(xiàn)大陣列的模擬輸出高速模數(shù)轉(zhuǎn) 換。
【文檔編號】H04N5/21GK104104921SQ201410355007
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年7月24日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月24日
【發(fā)明者】曾衡東, 吳海寧, 殷剛 申請人:成都市晶林科技有限公司