数字图像处理在农业信息化条件下的发展和应用

　　摘要：随着当前互联网及计算机技术的进步,信息化已经深入到农业、工业等多个领域,多媒体信息技术也在迅速的发展下去,技术也日趋完善,在这其中具有独特优势的数字图像处理也随之日益升级更新和强大。伴随着越来越多的科技产品发展,数据图像处理技术成果也出现在我们周围,与此同时,图像处理的应用领域和技术发展也必然牵涉到人类生产生活和工作的每个领域。尤其是在农业信息化的条件下,数字图像处理也在不断影响着人们在农业生产的方式,它在农业生产中也开始不断得到应用和发展,突破一项又一项障碍和苦难,进一步提高农业的生产效率和生产力水平。

　　关键词：数字图像处理; 农业信息化; 生活应用; 农业工程;

　　在计算机和互联网影响生活的这些年来,数字图像处理也开始出现在人类社会生活的各个领域,特别是在信息科学、生物医学、航空航天以及遥感技术等多方面都出现了此项技术。在这些领域中,人们借助图像的形式来揭示事物的逻辑关系以及特性。随着农业信息科技化的发展要求,农业生产方面已经开始对数字图像处理技术进行了广泛的研究,要求也越来越严格,对其特性提出了新的内容,农业生产是国家的发展基础,需要新技术的应用和发展。

　　1数字图像处理的概况

　　1.1数字图像处理的定义

　　数字图像处理又可以叫做计算机图像处理,是结合计算机和镜像形成的数据信息处理,在技术方面采用图像信号传输为数字信号,然后凭借计算机等设备处理图像,结合去噪、复原以及提取事物特征等方式来对其特性进行分析,以便于人们生产生活的应用。这项技术发展的早期,是基于多媒体技术的发展,首次实践该技术是在英美之间的海底电缆的图像处理方面,随后开始广泛应用到人类生产生活的各个领域。

　　1.2数字图像处理的影响因素

　　日常生活中对于数字图像处理的应用,也跟随多样科技产品进入普通人生活中,如生活中的指纹锁、计算机脸部识别等很多应用中。虽然数字图像处理技术或将对人类生活有着广泛而深刻的影响,但是它在生产生活中还受以下因素的影响:首先是计算机的发展,这不仅包括硬件的发展,还包括软件技术的发展;其次是数学等学科的发展,数学是计算机的基础;最后是关于应用行业的发展,比如农牧业、环境保护、军事以及其他工业方面的应用需求,随着这些行业的需求增长,数字图像处理技术也会随着不断增强,满足人类的发展需求。

　　1.3数字图像处理的设备

　　在数字图像处理的影响因素中,涉及到计算机软硬件技术的发展,因此这里数字图像处理技术需要的硬件设备主要涉及的有摄像机、图像处理计算机、数字图像采集的相关器具以及图像显示的分析终端。这些设备的应用主要涉及到生活中的各个方面,尤其是常见的条形二维码、物流扫码机依旧手机方面的指纹锁等。

　　图像是人类获取和交换信息的基本工具之一,尤其是生活中的文化艺术方面,形成了我们生活中的动画以及电子图像游戏。因此图像处理的应用领域必然涉及到人类生活和工作的方方面面,其研究领域也会扩大到每个人的生活中去。

　　2农业信息化的发展概况

　　2.1农业信息化的发展

　　信息化技术是现在全球发展最为迅速的高新计算机技术之一,并且也在推动着各行各业迈入信息化的圈子。农业虽然作为基础产业,但是也在信息化大浪潮中崭露头角,信息化也广泛应用到农业中去。信息化技术在农业生产上的科研与应用,最早开始是在20世纪70年代,当时主要研究方向在于桃、西红柿等蔬菜和水果方面,用于产品的品质检测和进一步的分级。当时计算机所处的水平较低,并且检测的效率不高,仍旧出于试验发展阶段。

　　随着计算机技术的发展,到20世纪90年代,图像处理技术日趋完善,并且在理论和实践方面都有了很大的提高,与此同时在农业机械上的研究与应实践也有了长足的进步。截止到2015年左右,农业信息化已渗透到农业生产的多个领域,在农作物的收获、品质识别以及植物生长检测等方面,有些已取得了实用性成果。同时利用数字图像技术的方便快捷特点,可以在农业收获机械中的应用,是近年来数字图像技术以及信息化方面的应用。

　　2.2农业信息化的限制性因素

　　2.2.1农业作物环境复杂。信息化是借助计算机等平台的一个动态结合的技术,并且农业信息化涉及多方面的水果蔬菜等农产品。但是,由于农业领域要求田间或果园作业环境相对比较复杂,使得采用计算机设备采集的图像含有一些干扰,例如田间光线或者遮挡造成所信息判读速度缓慢,识别的准确率低。

　　2.2.2生产过程中的人为和自然条件影响。在农产品生产的过程中,由于自然生产以及人为条件的因素,对于采用信息化技术必须借助计算机等人工操作,更因为作物的形状、色泽等相关影响,更需要人工进行分级。由于这些因素的影响,就在这个过程还需配合人工分选,造成分选的效率低下,不利于实现农业信息化。

　　3数字图像处理在农业信息化条件下的发展和应用

　　通过分析图像的这些基本特征信息,建立图像的特征矢量作为其索引。但是,这些全过程实现起来相对来说比较复杂,需要把这些技术应用到农作物的特征提取、匹配和识别等相关的图像处理方式中,与此同时必须结合数据库信息技术才能得以完成。

　　3.1数字图像处理的应用领域

　　数字图像处理技术是随着人类活动范围的不断扩大也在不断加大研究和发展范围,相对来说图像是人们获取交流信息的主要源泉,所以其技术主要应用到以下几个方面:首先是航天和航空技术方面,这可以打造无人航天技术,采用机器人的形式观察外星球。其次是在遥感技术方面,地理信息系统方面的飞机遥感和卫星遥感技术已经广泛用于天气预报以及土地管理方面。除此之外,在生物医学工程方面,显微镜下的癌细胞分析等,都解决了很多难题。最后是军工通信工程方面,根据所获得的声音、图像以及信息数据形成综合分析,以便于得到准确的情报信息。

　　3.2数字图像处理在农业中的应用

　　数字图像处理的基本信息,结合计算机应用,可以把这些地理信息融合到计算机系统中,然后借助遥感图像的处理,进一步可以统计作物的种植面积和耕地的数据信息。

　　3.2.1农作物地理信息的应用。数字图像处理来评估作物面积、病虫害大概范围以及城市绿化情况等,这些就是基本特征的应用,再进一步凭借农业资源的调查和判断,还可以结合这些数据来处理卫星遥感图像。除此之外,还可以借助如农田、林地、水利等的详细地面空间信息,在此衍生下的图像匹配技术可以用于农场的监控和农业场景图像的拼接等,应用于农业科技和新闻图象信息的检索等,形成农场农业数字化、信息化。

　　3.2.2农作物的生产全过程应用。在农业信息化条件下,从得到的图象中分辨出作物的类别,然后根据其生长状况,进一步结合农业作物的虚拟镜像研究作为基础信息。通过高精准的信息化处理技术,然后对数字图像的处理和综合利用,能够及时评估作物生长中的缺水、缺营养以及病虫害等状况,借助信息化互联网技术,形成报告来提示农户实施相应措施。采用计算机的视觉处理技术,可以观察到作物表面出现的问题和变化,然后及时更新跟踪作物生产全过程。

　　3.2.3农产品的质量监督应用。利用不断升级的数字图像采集技术,把采集的农作物产品进行分析处理,这样可以根据作物的色泽、质量等要素进行处理,综合相关参数进行品质分级,加强对产品的质量监督。一般可以根据农业作物的颜色、尺寸大小等进行分拣。比如对于水果的采集分类,可以根据水果表面的图像,然后提取水果的各项因素,通过预定的标准完成水果的自动分级。此项数字图像处理技术已成功地实践在苹果、柑橘等农作物上面。

　　3.2.4图像处理与专家经验鉴别与评价。在农业信息化的条件下,数字图像处理技术可以从多方面进行综合研究,一般可以从表面农业作物的特征,评估作物成长的状况和因素特点。除此之外,应用在农业自动化机器人的研究和机器视觉的结合运用方面,综合专家的实践经验,可以用于农业产品的定级和质量检测。基于数字图像处理的特点,能够较为快速诊断出农作物的成长全状况,以便于评断出作物的属性,模拟出具有某些属性特征的基本资料和信息等。

　　4数字图像处理在农业信息化条件下的展望

　　数字图像处理在农业信息化条件下应用的主要指导思想,是用科技来辅助农业生产,达到信息化技术化。而数字图像处理在以下几个因素的影响下,会直接采用图像所包含的特征来检索所获得的农业数据图像。

　　4.1农业信息化的促进

　　在农业信息化的促进下,数字图像处理技术在农业领域将会获得广泛的运用和实践,更会得到充分的研究发展和应用推广,目前计算机技术和图像处理的发展还尚未充分满足日益增长的图像处理技术需求。数字图像处理技术持续在自身发展和完善的同时,也在不断促进其他领域的创新和发展,这与计算机技术发展不可分割的关系。目前对数字图像处理技术的发展方向进行研究,尤其是在农业信息化方面的探讨显得极其重要,利用图像技术功能还能够运用于农业科技信息化处理研究者的资料检索。

　　4.2软硬件技术的提高

　　信息化要求硬件和软件技术的不断提升,尤其是当前农业发展的要求下,信息化也是农业的一个方向。在提升计算机对数字图像处理的效率,硬件方面提升计算机的分辨率和显示率,更好的分析所形成的图像。在软件方面,对人工经验输入编程,然后升级计算机识别和思维方式的完善,达到主观思考和非逻辑方面的技术特点,结合这些标准完成图像的处理,以便于存储和传送数据,相信在信息化发展的号召下,数字图像处理会融汇软硬件技术的提高,满足多方面的农业需求。

　　4.3信息数据的推广和应用

　　在计算机技术发展的同时,数字图像处理会继续发展,信息数据量更大的三维数字图像也会获得广泛应用实践。这样信息数据聚就会形成新的合成三维技术,图像更加具体化信息化,数字图像处理技术在各行各业都会获得运用实践,成就不一样的科学技术,农业信息化的要求结合图像技术的特点,会得到充分的研究和推广的,还不能充分满足农业日益增长的信息需求。

　　4.4图像处理在农业应用的方向

　　根据目前国内外关于农业信息化以及数字图像处理的研究现状,首先在于图像处理硬件的开发,提升效率形成全新的图像数字化,满足综合分析功能。其次是图像神经网络是一种高度并行的分布式图像处理系统,可以对视觉系统侦测到的图像进行信息化识别,同时完成机器人坐标的快速转换。最后是图像处理新方法的三维技术以及算法快速化,快速提高农业研究的效率。

　　总而言之,利用数字图像处理技术,在农业识别领域现在已经有各种农作物的应用。随着相关技术的发展,农业机械应用数字图像处理技术必将很大程度上提升农业机械和作物的特性和生产力水平。更多的是农业信息化的特殊要求必须现代化、智能化,借助数字图像处理和计算机的发展,必将在未来农业以及其他领域产生新的发展点。

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