計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用

晏濤

摘 要：計算機(jī)視覺技術(shù)在當(dāng)今社會中越來越重要，是人工智能的一個重要領(lǐng)域，其應(yīng)用已擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域等諸多方面。本文簡要介紹了計算機(jī)視覺的概念及其系統(tǒng)組成，還講述了計算機(jī)視覺技術(shù)在監(jiān)測農(nóng)作物生長、診斷各種病因、種子質(zhì)量研究、預(yù)測各種疾病、農(nóng)產(chǎn)品收獲和檢測等方面的應(yīng)用；并指出了計算機(jī)視覺技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)所存在的問題以及解決方法。其中我就國內(nèi)學(xué)者的一些研究動態(tài)做了一些綜合性總結(jié)，并分析了國內(nèi)關(guān)于此技術(shù)的優(yōu)劣形式，并且對國內(nèi)技術(shù)充滿信心。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)視覺；農(nóng)業(yè)；圖像處理

文章編號：1004-7026（2018）11-0121-02 中國圖書分類號：TP391.41 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

1 計算機(jī)視覺技術(shù)

計算機(jī)視覺技術(shù)通俗而言就是利用計算機(jī)加上其成像監(jiān)控的原理來觀測農(nóng)作物的生長，計算機(jī)視覺技術(shù)是一種復(fù)雜性和綜合性相結(jié)合的產(chǎn)品，具有一定的技術(shù)性，對現(xiàn)在的技術(shù)水平要求很高，其中涉及到物理學(xué)、光學(xué)、機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、生物學(xué)等而且又是交叉綜合性的，隨著計算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展，人們現(xiàn)在已經(jīng)掌握一部分，尤其現(xiàn)在利用人工智能技術(shù)的發(fā)展，進(jìn)一步帶動了商界革命，同時在商界革命和社會發(fā)展的推動下，計算機(jī)視覺技術(shù)往前發(fā)展的步伐越來越大，其應(yīng)用在商業(yè)、軍事、氣象、自然災(zāi)害預(yù)測等等，給我們帶來了巨大的福音，同時研究方法也不斷的更新?lián)Q代，已經(jīng)從單一的方向朝多方向發(fā)展，已經(jīng)從一維朝多維發(fā)展，已經(jīng)從平面朝立體方向發(fā)展，現(xiàn)在更是從單核朝多核方向發(fā)展，它所涉及的領(lǐng)域越來越廣，他們所做的儀器越來越精密，使人們的生活也越來越方便和簡潔。

隨著社會的發(fā)展計算機(jī)視覺技術(shù)越來越高端，處理結(jié)果越來越細(xì)膩，應(yīng)用的范圍也越來越廣泛，計算機(jī)視覺技術(shù)具有很多的優(yōu)點，相比較于我們?nèi)祟悾嬎銠C(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用上得心應(yīng)手。使用計算機(jī)視覺技術(shù)可以增加農(nóng)作物產(chǎn)量，提高人們的生產(chǎn)效率，更能早日使我國農(nóng)業(yè)向自動化和智能化方向的邁進(jìn)，早日實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)的中國夢。

2 計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 在種子質(zhì)量研究中的應(yīng)用

種子作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最小單位，一粒小小的種子決定了整個農(nóng)業(yè)的走向，一顆種子的好壞直接決定了農(nóng)作物收成，計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用后，一些科研工作者開始把目光轉(zhuǎn)向種子質(zhì)量研究中。從現(xiàn)有的實踐證明，利用計算機(jī)視覺技術(shù)對種子的外形和質(zhì)量進(jìn)行檢測對于整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)意義非凡，可以使整個農(nóng)業(yè)產(chǎn)量得到質(zhì)的飛躍。

部分科學(xué)家采用計算機(jī)視覺系統(tǒng)從玉米實驗中采取出形態(tài)學(xué)特征參數(shù)，利用這些參數(shù)來進(jìn)一步證明和區(qū)分不同的玉米形態(tài)。他們根據(jù)從實驗結(jié)果中得到的試驗參數(shù)，如厚度、形狀、含淀粉多少、胚芽發(fā)育情況等來識別玉米。并且為了提高種子的質(zhì)量他們還利用此技術(shù)來選擇種子，使生產(chǎn)效率進(jìn)一步提高。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，玉米籽粒的外形參數(shù)有效地將完整玉米從破損玉米中完整的分離出來。然而通過這種技術(shù)只能在時間極少限制或沒有限制的情形下才是成功的。外國科學(xué)家提出通過分揀系統(tǒng)來識別完整的種子顆粒，他們把一些完整種子的顆粒數(shù)據(jù)輸?shù)诫娔X里，有數(shù)據(jù)進(jìn)行比對，其成果和成功率也是非常大的，為此科學(xué)家們做了大量的實驗和提取大量的實驗數(shù)據(jù)來論證此技術(shù)。實驗發(fā)現(xiàn)參數(shù)對680粒完整扁平玉米的分類成功率達(dá)95%，對680粒破損玉米的分類準(zhǔn)確率達(dá)97%，而對圓形玉米則分別是96%和98%。

2.2 預(yù)測各種疾病的應(yīng)用

農(nóng)作物的疾病預(yù)測，對于農(nóng)作物生長來說是重中之重，得到預(yù)計各種疾病是計算機(jī)視覺技術(shù)的主要參數(shù)，最近有不少的學(xué)者在此方向研究上做了許多試驗進(jìn)行證明。從現(xiàn)有的學(xué)者中所做的科研實驗成果中有一部分學(xué)者是對農(nóng)作物的天敵昆蟲做研究，進(jìn)一步找出克制昆蟲的辦法，及時的發(fā)現(xiàn)昆蟲，把它們消滅在萌芽之中，他們?yōu)檠芯孔龀隽司薮筘暙I(xiàn)，同時還有一部分學(xué)者對農(nóng)作的雜草做了大量的研究，雜草對于農(nóng)作物的有遏制作用，它們也可奪取農(nóng)作物的水分和養(yǎng)料，使農(nóng)作物慢性生長，不利于農(nóng)作物生長，同時這些學(xué)者使用各種試驗方法依據(jù)不同的實驗方法，進(jìn)行論證，這樣既可以避免數(shù)據(jù)的重復(fù)又可以使數(shù)據(jù)具有說服力，我們這些科研工作者對此工作做了大量的工作，并且發(fā)表了大量的學(xué)術(shù)論文和專注，對于計算機(jī)視覺技術(shù)的發(fā)展做出了大量的貢獻(xiàn)，為以后的技術(shù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，并且他們對于有害昆蟲的研究不止局限于一種，而是把好幾種有害的昆蟲做比較，這樣做可以使實驗數(shù)據(jù)更加嚴(yán)謹(jǐn)更加具有說服力，可以為以后的此技術(shù)的發(fā)展打好堅實的基礎(chǔ)。

3 存在的問題及展望

3.1 農(nóng)業(yè)的多樣性

農(nóng)業(yè)是一個綜合性學(xué)科，里面充滿了多樣性和不準(zhǔn)確性，其中農(nóng)作物種類不僅繁多而且還很雜，就算同一種作物，放在不同的環(huán)境下生長，它們最后所結(jié)成的成果也各有不同，其中有諸多的因素影響著實驗結(jié)果，像水分，光照，向陽方向等，正是農(nóng)業(yè)的多樣性造成了實驗成果的差異，我們一定要對科研實驗慎之又慎，同時，我們要利用更加精密的儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，為以后的實驗打下堅實的基礎(chǔ)。

3.2 生長環(huán)境的不確定性

我們現(xiàn)在的一些科研實驗成果大部分都是在實驗室或是溫室中進(jìn)行的，所以大部分科研實驗成果具有保守的一些數(shù)據(jù)相比較于在現(xiàn)實中的一些數(shù)據(jù)，在試驗田中由于一些自然因素的影響使得一些實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)差別很大，就像天氣一樣試驗田中天氣多變，各種天氣的變化都會對實驗數(shù)據(jù)造成巨大的影響，從而對我們的科研實驗結(jié)果產(chǎn)生誤差，我們現(xiàn)在從實驗室到試驗田真正的實施還需要很大一步要走，我們現(xiàn)在所做的一切努力都是為了此技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用更加成熟，為了振興我國農(nóng)業(yè)大國。

結(jié)束語

計算機(jī)視覺技術(shù)雖然具有巨大的優(yōu)勢，但是它們說到底還是由人類所發(fā)明創(chuàng)造的，具有一定的局限性，正因為我們?nèi)祟愓J(rèn)識的不全面使它們在此技術(shù)的發(fā)明創(chuàng)造中帶有一定的缺陷性，隨著現(xiàn)在的人工智能的進(jìn)一步發(fā)展，此技術(shù)越來越完善，尤其現(xiàn)在電商的進(jìn)一步發(fā)展更加帶動了農(nóng)業(yè)技術(shù)向智能化方向發(fā)展的趨勢。隨著云計算的出現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，圖像處理技術(shù)不僅僅在軍事、氣象、航空航天等各種領(lǐng)域中廣泛使用，而且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化方面也已逐漸應(yīng)用進(jìn)來。現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)走在前面，對于此技術(shù)的運用越來越成熟，由于此技術(shù)博大精深，需要探索的領(lǐng)域也越來越多和越來越深。此技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用已經(jīng)越來越成熟并且極大的提高了作物產(chǎn)量和生產(chǎn)效率，進(jìn)一步促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)向自動化和智能化方向的邁進(jìn)，更有利于實現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)的中國夢，在巨大的優(yōu)勢面前我們也面臨著巨大的考驗，我國雖然是農(nóng)業(yè)大國，但是整體水平有待提高，我們所做的一些研究，更加需要實踐的證明，我們所做的諸多研究中的成果，需要反復(fù)論證，我們不能閉門造車，我們要學(xué)會走出世界，與國際接軌，一定要向世界上最頂尖的學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)，一定要學(xué)以致用，為中國的富國強(qiáng)農(nóng)做出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙曉霞.計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用[J].圖書情報導(dǎo)刊，2004，14（4）：124-126.

[2]陳建能，張國鳳.計算機(jī)視覺技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用及展望[J].甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2003，38（2）：248-253.

[3]紀(jì)壽文，王榮本，陳佳娟，等.應(yīng)用計算機(jī)圖像處理技術(shù)識別玉米苗期田間雜草的研究[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2001，17（2）：154-156.

[4]張紅濤，胡玉霞，趙明茜，等.田間害蟲圖像識別中的特征提取與分類器設(shè)計研究[J].河南農(nóng)業(yè)科學(xué)，2008，（9）：73-75.