基于图像处理与支持向量机的树上苹果早期估产研究

摘要：

为了实现果树挂果期的精准管理,针对树上苹果早期估产问题,以“Gala”苹果为研究对象,开展了对定果后的果树进行产量估测的研究,提出了一种图像处理结合支持向量机的树上苹果早期估产方法.首先在苹果园内获取定果后的果树树冠图像,此时的树上苹果颜色为绿色(本文称此时期为果树青果期);采用分析图像各颜色分量值分布图法,确定在YCbCr颜色空间中,以Cb≤100与Cr≥120作为分割树冠图像中苹果的条件;从果树树冠图像中提取果实个数、果实面积、果实树叶比、受遮挡果实个数比例及受遮挡果实面积比例;以上述5个特征参数作为输入,实际产量为输出,利用支持向量机方法建立树上苹果早期估产模型.本文利用训练集(含50个样本)训练模型,预测产量与实际产量的决定系数R2达到了0.724 2,均方根误差RMSE为1.71 kg,平均绝对百分比误差MAPE为9％,平均预测误差MFE为0.21.利用测试集(含15个样本)测试模型,得到RMSE为2.45 kg,MAPE为13％.结果表明该模型不仅具有较好的预测精度与无偏性,且具有较好的鲁棒性,所采用的树上苹果早期估产方法可行.

关键词：苹果、早期估产、图像处理、支持向量机

所属期刊栏目：46

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金资助项目31371537、保定市科学研究与发展计划资助项目14ZN029和河北省科技计划资助项目13227431

在线出版日期：2015-05-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：9-14,22