ردیابی و پایش برخط بیماری سفیدک داخلی خیار به کمک پردازش تصویر

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.