【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像识别，更具体地涉及一种基于图像技术的树木筛选管理系统。
技术介绍
1、绿化造林的苗木作为实现生态建设可持续性发展的基础性生产资料，在森林资源健康成长，扩大国土绿化面积，构建人与自然和谐共处的新林区中具有不可替代的作用，绿化造林苗木的质量好坏直接影响着绿化成果，影响着造林绿化工作的效果，因此树木的成活率十分重要。
2、筛选优质苗木进行培育，不仅能够提高树木的成活率，也能减少后期树木的维护成本与培育成本；而在现有技术中，对苗木进行筛选大多采取人工筛选的手段，通过对苗木的外观进行观察，从而判断苗木质量，不仅费时费力，且容易存在错选漏选现象，降低了对优质苗木筛选的精确度与筛选效率。
3、因此需要一种基于图像技术的树木筛选管理系统，通过图像识别技术对苗木基础外观信息进行识别，而后精准筛选出优质的苗木。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供了一种基于图像技术的树木筛选管理系统，以解决上述
技术介绍
中存在的问题。
2、本专利技术提供如下技术方案：一种基于图像技术的树木筛选管理系统，包括苗木录入模块、苗木信息识别模块、初筛检测模块、初筛分类模块、二次筛选模块、综合统计模块以及筛选结果管理模块；
3、所述苗木录入模块对苗木进行编号并拍摄整体外观图片，将苗木编号为1、2、3……n，每个苗木编号对应一份苗木图像；
4、所述苗木信息识别模块基于图像识别技术对录入的苗木图片进行预处理操作，再对预处理后的苗木图
5、所述初筛检测模块用于接收预处理后的苗木图像与相应的基础信息数据，基于数据集建立yolov5模型进行外观检测，将检测结果为不达标的苗木图像传输至初筛分类模块进一步分类，将检测结果为达标的苗木图像与相应的基础信息数据传输至二次筛选模块；
6、所述二次筛选模块基于模糊评价法对外观检测达标的苗木进行质量评价，根据质量评价结果对外观检测达标的苗木进行筛分，并将筛分结果传输至综合统计模块；
7、所述初筛分类模块用于对外观不达标的苗木图像进行进一步筛分，并将筛分结果传输至综合统计模块；
8、所述综合统计模块用于接收二次筛选模块与初筛分类模块的数据，对筛分结果进行综合统计并传输至筛选结果管理模块；
9、所述筛选结果管理模块用于对筛分结果进行人机交换显示。
10、优选的，所述苗木信息识别模块识别后的基础信息数据包括苗木的高度、地径、主根长度、侧根数量、出根幅度以及新根生长数量；预处理操作包括图片平滑、图片增强、直方图均衡化以及归一化和标准化，得到可直接使用的清晰的图片数据。
11、优选的，所述初筛检测模块进行外观检测的具体方式为：选取plantvillage数据集作为yolov5模型的训练集；将苗木图像输入yolov5模型中进行识别，若识别结果为某张苗木图片存在病虫害特征信息，则该张苗木图片所对应的该份苗木图像的外观检测结果为不达标，将该份苗木图像传输至初筛分类模块，同时对识别出存在病虫害特征信息的苗木图片进行标记，若存在某份苗木图像中的任一张苗木图片的识别结果均为不存在病虫害特征信息，则该份苗木图像的外观检测结果为达标，将该份苗木图像与相应的基础信息数据传输至二次筛选模块。
12、优选的，所述初筛分类模块对外观不达标的苗木图像进行进一步筛分的具体方式为：
13、步骤s01：基于图像识别技术对初筛检测模块中标记的苗木图片进行面积识别，并计算健康度估算指数：，其中，βi为第i份苗木图像的健康度估算指数，sij为第i份苗木图像中第j张被标记的苗木图片中存在的病虫害特征面积，j为第i份苗木图像中被标记的苗木图片总数，j=1、2、3……j，sim为第i份苗木图像中第m张苗木图片的苗木面积，m为第i份苗木图像中存在的苗木图片的总数，m=1、2、3……m；
14、步骤s02：将健康度估算指数与分类阈值yu进行比较，若健康度估算指数βi＜yu，则将βi归入五级苗木，即第i份苗木图像所对应的苗木为五级苗木，若健康度估算指数βi≥yu，则将βi归入四级苗木，即第i份苗木图像所对应的苗木为四级苗木；
15、步骤s03：基于步骤s02的比较结果，将苗木编号、苗木品名、相应的树木品种、苗木的级别以及对应的健康度估算指数传输至综合统计模块。
16、优选的，所述二次筛选模块对外观检测达标的苗木进行质量评价包括以下步骤：
17、步骤s11：确立评价因素集：；权重集：；评价集：，其中，为up的权重，up表示第p个评价因素， p=1、2、3……p，q=1、2、3……q；
18、步骤s12：确立模糊评价矩阵r：用rpq表示评价因素集中第p个因素对评价集中第q个评价等级的隶属度，则第p个因素的up单因素评价集，得到评价因素集u对评价集v的模糊评价矩阵r为：；
19、步骤s13：建立综合评价模型：，其中，b为综合评价模型，为一组向量；进行归一化处理后得到；
20、步骤s14：确定综合得分：确立评分集，苗木综合得分为：，其中，n为苗木综合得分值。
21、优选的，所述yolov5模型由骨干网络、neck层以及head检测层三部分构成；
22、骨干网络包括conv模块、c3模块以及spp模块；conv模块由一个2d卷积层conv2d、batchnorm2d批量标准化操作以及激活函数构成，激活函数选取silu函数；c3模块包括三个conv模块与bottleneck模块，spp模块为池化模块，对输入的苗木图像的图像特征信息图进行不同大小的池化操作，得到一组不同大小的特征图，将这些特征图连接在一起，通过全连接层进行降维，得到固定大小的特征向量；head检测层由三个1×1的卷积层组成，对应三个检测特征层。
23、优选的，所述二次筛选模块得出苗木的综合得分值，将得分值位于第一分段的苗木归入一级苗木，将得分值位于第二分段的苗木归入二级苗木，将得分值位于第三分段的苗木归入三级苗木；第一分段为得分值位于80-100之间，第二分段为得分值位于60-80之间，第三分段为得分值位于60分以下。
24、本专利技术的技术效果和优点：
25、本专利技术通过设有初筛分类模块与二次筛选模块，有利于通过对外观不达标的苗木图像进行进一步筛分分类，能够提高苗木筛分的准确度，进一步提高了对优质苗木的筛选，从根源上提高了树木成活率，降低了后期对树木的维护与培育成本，促进了农林业的发展，二次筛选模块基于模糊评价法对外观检测达标的苗木进行质量评价，根据质量评价结果对外观检测达标的苗木进行筛分，不仅可以对不同质量的苗木进行分级筛选，同时还能够择优选取设定数量的苗木，省时省力且不会出现错选漏选现象，精准度高，提高了对优质苗木的筛选精确度与筛选效率。
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1.一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：包括苗木录入模块、苗木信息识别模块、初筛检测模块、初筛分类模块、二次筛选模块、综合统计模块以及筛选结果管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述苗木信息识别模块识别后的基础信息数据包括苗木的高度、地径、主根长度、侧根数量、出根幅度以及新根生长数量；预处理操作包括图片平滑、图片增强、直方图均衡化以及归一化和标准化，得到可直接使用的清晰的图片数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述初筛检测模块进行外观检测的具体方式为：选取PlantVillage数据集作为YOLOv5模型的训练集；将苗木图像输入YOLOv5模型中进行识别，若识别结果为某张苗木图片存在病虫害特征信息，则该张苗木图片所对应的该份苗木图像的外观检测结果为不达标，将该份苗木图像传输至初筛分类模块，同时对识别出存在病虫害特征信息的苗木图片进行标记，若存在某份苗木图像中的任一张苗木图片的识别结果均为不存在病虫害特征信息，则该份苗木图像的外观检测结果为达标，将该份苗木
4.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述初筛分类模块对外观不达标的苗木图像进行进一步筛分的具体方式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述二次筛选模块对外观检测达标的苗木进行质量评价包括以下步骤：
6.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述YOLOv5模型由骨干网络、Neck层以及Head检测层三部分构成；
7.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述二次筛选模块得出苗木的综合得分值，将得分值位于第一分段的苗木归入一级苗木，将得分值位于第二分段的苗木归入二级苗木，将得分值位于第三分段的苗木归入三级苗木；第一分段为得分值位于80-100之间，第二分段为得分值位于60-80之间，第三分段为得分值位于60分以下。
...【技术特征摘要】
1.一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：包括苗木录入模块、苗木信息识别模块、初筛检测模块、初筛分类模块、二次筛选模块、综合统计模块以及筛选结果管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述苗木信息识别模块识别后的基础信息数据包括苗木的高度、地径、主根长度、侧根数量、出根幅度以及新根生长数量；预处理操作包括图片平滑、图片增强、直方图均衡化以及归一化和标准化，得到可直接使用的清晰的图片数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于图像技术的树木筛选管理系统，其特征在于：所述初筛检测模块进行外观检测的具体方式为：选取plantvillage数据集作为yolov5模型的训练集；将苗木图像输入yolov5模型中进行识别，若识别结果为某张苗木图片存在病虫害特征信息，则该张苗木图片所对应的该份苗木图像的外观检测结果为不达标，将该份苗木图像传输至初筛分类模块，同时对识别出存在病虫害特征信息的苗木图片进行标记，若存在某份苗木图像中的任一张苗木图片的识别结果均...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈继恩，吴艳，黎书会，孙志东，廖莉莉，晋一棠，聂增琴，田颖泽，武启飞，
申请(专利权)人：四川省林业和草原调查规划院四川省林业和草原生态环境监测中心，
类型：发明
国别省市：
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