Skip to main content
SUPERVISOR
Behzad Nazari,Abbas Hemmat,Amir Massah
بهزاد نظری (استاد مشاور) عباس همت (استاد راهنما) امیر مساح (استاد مشاور)
 
STUDENT
Naieme Tavakoli
نعیمه توکلی حسین آبادی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1389

TITLE

On-line Detecting and Monitoring of Cucumber Downey Mildew (Pseudoperonospora Cubensis) Using Image Processing
Diseases in plants cause major production and economic losses in agricultural industry. Excessive use of pesticide for plant diseases treatment increases the cost and environmental pollution. In order to prevent this, an early disease detection system can aid in decreasing such losses caused by plant diseases and can further prevent the spread of diseases. One of the common dangerous diseases which can cause major production and economic losses to cucumber and melon plants specially in humid weather is downey mildew ( Pseudoperonospora cubensis ). It can destroy all plants in green houses in less than 24 hrs. The visible symptoms often appear as chlorotic and angular spots on the leaves. In practice, the disease diagnosis of cucumber is normally assessed either subjectively by experienced personnel or by some pathological analysis techniques. These methods are time-consuming and destructive which make it unsuitable for early disease detection and prevention. This project was carried out to develop an image processing system to rapid and nondestructive detection of cucumber downy mildew in greenhouse. To get to this result, at first photos was taken from the cucumber in natural light using Canon A70. These images were processed in Matlab software. This was done by encoding images to HSV color space. In preprocessing stage, the leaves were separated from the background by encoding the images to HSV color space and studying the histograms of images in hue component and exercising morphological filters in order to filter out the noises. Then, considering colorful characteristics of spots in hue component, they were separated from the leave images and were converted into binary images. Due to similarity between color spectrum of downey mildew and other cucumber diseases and some nutritional deficiencies; the angularity of the spots were used to separate them from other disease symptoms. Therefore the algorithm was completed using morphological image processing based on geometric features of downey mildew symptoms. When the program is performed, you can face to three cases: 1) if the symptom is not recognized at the color processing stage, the sample is reported as a healthy leaf, 2) if the symptom is only detected at the stage of color processing, the probability of the disease existence is reported and 3) if the symptom is recognized at the stage of morphological image processing, the disease existence in the greenhouse is reported. The results showed that the leaves infected by downey mildew was detected with 90% accuracy. Therefore, by installing the computer-controlled camera, on a vehicle which can move between the cucumber rows in a greenhouse the developed algorithm has the capability of online detecting of downey mildew. Keywords: Color image processing; Morphological image processing; Early disease detection system; Plant disease
بیماری های گیاهی یکی از بزرگترین معضلات بخش کشاورزی بوده و سالانه خسارات اقتصادی هنگفتی به این بخش وارد می کنند. از سوی دیگر، استفاده بی رویه از سموم جهت رفع این مشکل، خود عامل ایجاد بیماری های خطرناک، در کشاورزان و مصرف کنندگان می باشد. بنابراین، به جاست با ارائه راهکارهایی جهت تشخیص به هنگام این بیماری ها، از تبعات آن جلوگیری به عمل آید. یکی از این بیماری های مهلک، بیماری سفیدک داخلی(Downey Mildew) است، که درتمام مناطق دنیا مخصوصاً در اقلیم های گرم و مرطوب بیشترین خسارات را در مورد خیار و طالبی وارد آورده و در زمان کمتر از 24 ساعت سبب نابودی کل محصولات گلخانه می شود. علایم این بیماری، در مراحل اولیه، ظهور لکه های زرد رنگ و زاویه دار در سطح برگ می باشد. در پروژه حاضر، روشی جهت آشکارسازی برخط بیماری سفیدک داخلی بوته های خیار، با هدف تشخیص زودهنگام این بیماری در مراحل اولیه، جهت جلوگیری از شیوع آن در گلخانه، ارائه شده است. این امر علاوه بر جلوگیری از کاهش عملکرد محصول و بروز ضررهای اقتصادی، باعث افزایش دقت و سرعت بازرسی گلخانه و کاهش هزینه نیروی انسانی می باشد. برای رسیدن به این هدف، ابتدا توسط دوربینCanon A70 ، از درختچه های خیار در گلخانه، در شرایط نور طبیعی، تصویر برداری شد. این تصاویر در نرم افزار متلب پردازش شدند. در ابتدا در مرحله پیش پردازش، برگ ها از پس زمینه جدا شدند. این امر با بررسی هیستوگرام لایه فام (Hue) تصاویر و اعمال فیلترهای مورفولوژی، جهت حذف نویز پس زمینه صورت گرفت. سپس در بخش پردازش رنگی، پس از بررسی هیستوگرام تصاویر در مدل رنگی HSV، با تکیه بر مولفه فام ، لکه ها از سطح برگ جدا و در قالب تصاویر دو سطحی (Binary) ارائه شدند. در مرحله بعد با پردازش هندسی، تصاویر لکه ها از لحاظ زاویه دار بودن مورد بررسی قرار گرفتند. تأیید وجود بیماری توسط پردازش مورفولوژیکی تصاویر به این دلیل بوده که برخی بیماری ها و یا کمبودهای تغذیه ای دیگری در گلخانه خیار شیوع دارند که از لحاظ ویژگی های رنگی دارای طیف رنگی مشترک با بیماری سفیدک داخلی بوده و تنها وجه تمایز علایم بیماری سفیدک داخلی، با سایر عوارض، گوشه دار بودن لکه ها می باشد. در نهایت نتایج پردازش تصاویر بدین شکل ارائه شد: 1) در صورت عدم تشخیص بیماری در مرحله پردازش رنگی، نمونه سالم گزارش شد، 2) در صورت تشخیص بیماری تنها در مرحله پردازش رنگی، احتمال وجود بیماری اعلام گردید و 3) در صورت تشخیص بیماری، در مرحله پردازش مورفولوژیکی تصاویر، وجود حتمی بیماری در گلخانه هشدار داده شد. در نهایت الگوی تشخیص با دقت 90% موفق به آشکارسازی غیر مخرب بیماری سفیدک داخلی روی بوته های خیار شد. با توجه به قابل کنترل بودن دورربین مورد استفاده توسط رایانه، می توان با ساخت سازه ای جهت حرکت خطی دوربین در بین ردیف های کشت و تصویر برداری از درختچه ها، با استفاده از نرم افزار تهیه شده در این پروژه، به آشکارسازی بلادرنگ بیماری در گلخانه پرداخت. واژه های کلیدی : پردازش رنگی تصاویر، پردازش هندسی تصاویر، آشکار سازی خودکار، بیماری های گیاهی.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی