論文開題報告：基于形狀和紋理的植物數(shù)字圖像數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)站開發(fā)

大學(xué)本科畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告
學(xué)院：計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院　　　　　　專業(yè)班級：計算機科學(xué)與技術(shù)1班

課題名稱 基于形狀和紋理的植物數(shù)字圖像數(shù)據(jù)庫及網(wǎng)站開發(fā)

1、本課題的的研究目的和意義：
植物葉片圖像檢索，植物葉片圖像檢索對于醫(yī)療、教育、環(huán)保等領(lǐng)域均有重要意義。就目前而言，拿著一副未知的植物圖片在互連網(wǎng)上進行檢索時，會發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的檢索引擎均要輸入名稱才可以查詢，這時只能望著照片興嘆，所以開發(fā)一個基于內(nèi)容的植物葉片檢索系統(tǒng)是非常有必要的也是急需的。由于植物葉子大多偏綠色，所以用顏色信息來檢索是不大適合的。從視覺上來說，形狀和紋理是區(qū)別不同植物葉子的最顯著特征，形狀和紋理的形態(tài)變化是最為豐富，所以本文采用葉片形狀和紋理作為檢索特征�；趦�(nèi)容的植物葉片圖像檢索系統(tǒng)是基于內(nèi)容的
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何特征和矩特征，采用BP前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為分類器，對15中瑞典樹木進行分類。
國內(nèi)在這方面的研究情況較少且起步較晚，祁享年、傅弘、王曉峰等人通過各自的研究推動了植物葉片識別的發(fā)展。近年來，中國科學(xué)院合肥智能機械研究所智能計算實驗室在利用植物葉片的形狀特征、紋理特征來識別植物上取得了一系列的進展。黃德雙等人開發(fā)出農(nóng)業(yè)生物特征識別系統(tǒng)-------植物葉片識別系統(tǒng)（BSA-RSPL)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)對殘缺變形葉片的識別。合肥植物園與中國科學(xué)院合肥智能機械研究所智能計算實驗室合作，于2010年成功研發(fā)出植物葉片圖像識別系統(tǒng)。該系統(tǒng)借助于數(shù)字圖像處理和模式識別技術(shù)，達到了識別植物類別的效果。該技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)的作物生長調(diào)查、病害檢測以及農(nóng)林院校的輔助教學(xué)等方面。

2. 本課題的主要研究內(nèi)容（提綱）和成果形式：
研究內(nèi)容：
1)葉片圖像的預(yù)處理 (包括灰度化、圖像降噪、圖像分割，形態(tài)學(xué)處理和輪廓
檢測）
2)葉片特征提取
3）葉片分類識別（即葉片的檢索，識別出最相似的圖片）
欲搭建一個以JAVASCRIPT編寫，配有SQL編寫的數(shù)據(jù)庫，用開源計算機視覺庫OpenCV來實現(xiàn)圖像處理的一個植物辨別網(wǎng)站。游客可以訪問這個網(wǎng)站，上傳植物葉片圖片，由網(wǎng)站自動分析得出植物類別。也可以由自己上傳圖片，并按標(biāo)準輸入植物類別，使得網(wǎng)站的數(shù)據(jù)庫得以擴充。


4、擬解決的關(guān)鍵問題：
對大量的標(biāo)準植物葉片圖像進行特征數(shù)據(jù)提取，并將這些數(shù)據(jù)存入數(shù)據(jù)庫中，對于用戶提交的圖片或者圖片特征進行圖片的預(yù)處理、圖片特征提取，然后進行圖片的檢索，最后將最接近的答案以圖片顯示和簡介的方式顯示在用戶的界面。
關(guān)鍵技術(shù)包括：
植物圖像數(shù)據(jù)的獲取和預(yù)處理；
植物圖像特征提��；
植物圖像檢索技術(shù)；
網(wǎng)站架構(gòu)與數(shù)據(jù)庫設(shè)計，將以前運用t*t文件存儲數(shù)據(jù)的方式遷移到應(yīng)用數(shù)據(jù)庫方面，解決數(shù)據(jù)方面的繁多、數(shù)據(jù)庫建立與讀取的問題。
5、研究思路、方法和步驟：
欲建立植物葉片圖像檢索網(wǎng)站， 本網(wǎng)站以植物葉片圖像作為研究對象，主要是基于內(nèi)容的圖像檢索中圖像低層視覺特征提取的關(guān)鍵技術(shù)，對上傳植物圖片直接辨別，從而判斷類別。本網(wǎng)站可推進基于內(nèi)容的圖像檢索在植物學(xué)領(lǐng)域中朝著實用化的階段發(fā)展。
植物數(shù)字圖像檢索系統(tǒng)是對從自然界中采集到的植物葉片圖像進行圖像預(yù)處理，包括灰度化、圖像降噪、圖像分割，形態(tài)學(xué)處理和輪廓檢測，并提取葉片圖像的形狀特征和紋理特征，最后進行相似度匹配，進而檢索出相似圖片。
(1)搭建基礎(chǔ)的網(wǎng)站框架
(2)深入了解圖片預(yù)處理的操作的算法，并將其遷移到網(wǎng)站的編寫語言中
(3)將其在網(wǎng)站中進行連接和測試
(4)建立圖像處理所需的標(biāo)準數(shù)據(jù)庫，方便提取數(shù)據(jù)進行檢索
(5)進行整體網(wǎng)站的調(diào)試和美化
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