ICS65.060.20CCSB15DB2312綏化市市場(chǎng)監(jiān)督管理局發(fā)布DB2312/T128—2025本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由綏化市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局提出并歸口管理。本文件起草單位：黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院綏化分院、綏化學(xué)院、東北農(nóng)業(yè)大學(xué)、黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)。本文件主要起草人：崔佳鵬、王孝波、張媛媛、王海礁、王紅元、公衍峰、霍治民、公續(xù)淇、趙世宏、楊楠、賈彪、高晟楠。DB2312/T128—20251寒地水稻田間病害等級(jí)智能識(shí)別指南本文件指出了寒地水稻田間病害等級(jí)智能識(shí)別的術(shù)語(yǔ)和定義、采集對(duì)象、采集方法、采集要求、數(shù)據(jù)集建立和評(píng)估方法。本文件適用于綏化市域內(nèi)寒地水稻田間病害等級(jí)的識(shí)別。2規(guī)范性引用文件本文件沒(méi)有規(guī)范性引用文件。3術(shù)語(yǔ)和定義下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。3.1病害等級(jí)根據(jù)水稻病害的嚴(yán)重程度，對(duì)病害進(jìn)行分級(jí)。3.2智能識(shí)別利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，通過(guò)圖像分析和模式識(shí)別來(lái)識(shí)別和分類(lèi)病害。4采集對(duì)象寒地水稻田間病害包括稻瘟病、紋枯病、白葉枯病、胡麻斑病、細(xì)菌性條斑病等。5采集方法5.1采集時(shí)間除強(qiáng)光、弱光和降水時(shí)，全天均可進(jìn)行操作。5.2采集部位水稻病害發(fā)病葉片，采集到的水稻葉片圖像完整、清晰。2DB2312/T128—20255.3圖像拍攝選擇代表性田塊，在近田埂的第2行～第3行，采取直線(xiàn)5點(diǎn)取樣，每點(diǎn)拍攝不少于1張圖片，采集時(shí)，鏡頭在水稻頂部30cm高處俯視，與地面呈向下45°~60°角，取景寬度約30cm。5.4固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)田間條件，在長(zhǎng)勢(shì)均勻、代表性強(qiáng)的稻田內(nèi)設(shè)置固定圖像監(jiān)測(cè)點(diǎn)，采用網(wǎng)絡(luò)數(shù)碼攝像設(shè)備定點(diǎn)、定時(shí)連續(xù)獲取水稻圖像，每10hm2地塊至少設(shè)置1個(gè)固定監(jiān)測(cè)點(diǎn)，5.5隨機(jī)監(jiān)測(cè)點(diǎn)根據(jù)田間條件，在病害危害表現(xiàn)較為具有代表性的稻田內(nèi)，隨機(jī)抽取20m2～100m2區(qū)域作為監(jiān)測(cè)點(diǎn)，在檢測(cè)區(qū)域內(nèi)，通過(guò)手持?jǐn)?shù)碼攝像設(shè)備進(jìn)行定點(diǎn)圖像采集。6采集要求6.1圖像質(zhì)量采集的圖像中水稻感病部位應(yīng)在視場(chǎng)范圍內(nèi)，且分辨率不低于512×512像素的RGB圖像。6.2圖像代表性采集的圖像中水稻病斑區(qū)域應(yīng)具有水稻病害（稻瘟病、紋枯病、白葉枯病、胡麻斑病、細(xì)菌性條斑病等）的典型特征。7數(shù)據(jù)集建立7.1數(shù)據(jù)標(biāo)注農(nóng)藝專(zhuān)家對(duì)采集獲得的寒地水稻病害圖像進(jìn)行人工數(shù)據(jù)標(biāo)注。7.2數(shù)據(jù)集劃分將數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集。7.3數(shù)據(jù)增強(qiáng)7.3.1尺寸縮放：將圖像的高度和寬度調(diào)整為特定大小。7.3.2隨機(jī)裁剪：將要選擇的圖像的一部分應(yīng)用于新圖像。7.3.3圖像翻轉(zhuǎn)：水平或垂直翻轉(zhuǎn)圖像。7.3.4圖像填充：填充包括在圖像的所有邊緣上按指定的數(shù)量填充。DB2312/T128—202537.3.5隨機(jī)旋轉(zhuǎn)：對(duì)圖像隨機(jī)施加旋轉(zhuǎn)角度。7.3.6高斯噪聲：圖像將使用高斯模糊進(jìn)行模糊處理。7.3.7灰度處理：將彩色圖像轉(zhuǎn)換為灰度。7.3.8顏色抖動(dòng)：隨機(jī)改變圖片的亮度，對(duì)比度和飽和度。8評(píng)估方法8.1病害等級(jí)智能識(shí)別模型8.1.1采用深度學(xué)習(xí)語(yǔ)義分割算法，構(gòu)建病害識(shí)別網(wǎng)絡(luò)模型。8.1.2利用訓(xùn)練集對(duì)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練。8.1.3利用未訓(xùn)練的測(cè)試集進(jìn)行病害等級(jí)識(shí)別。8.1.4采用病害像素準(zhǔn)確率、病害類(lèi)別平均像素準(zhǔn)確率和病害平均交并比進(jìn)行模型評(píng)價(jià)，按式（1）~式（3）計(jì)算?！?）式中：PA－病害像素準(zhǔn)確率；TP－標(biāo)簽為正樣本且分類(lèi)為正樣本數(shù)；FP－標(biāo)簽為負(fù)樣本分類(lèi)為正樣本數(shù)；TN－標(biāo)簽是負(fù)樣本且分類(lèi)為負(fù)樣本數(shù)；FN－標(biāo)簽為正樣本分類(lèi)為負(fù)樣本數(shù)?！?）MPA－病害類(lèi)別平均像素準(zhǔn)確率；Pi－第i類(lèi)樣本的正確預(yù)測(cè)數(shù)目/預(yù)測(cè)樣本數(shù)目之和；C－病害類(lèi)別數(shù)?！?）式中：DB2312/T128—20254MIoM－病害平均交并比。8.2病害等級(jí)識(shí)別8.2.1分級(jí)方法：以細(xì)菌性條斑病為例，每小區(qū)采用五點(diǎn)平行取樣或?qū)蔷€(xiàn)取樣的方法，每點(diǎn)調(diào)查250級(jí)：葉片無(wú)病斑；1級(jí)：葉片僅有小點(diǎn)半透明水漬狀病斑，占葉面積的1%以下；3級(jí)：葉片有零星短而窄條病斑，占葉面積的1%～10%；5級(jí)：葉片病斑較多，占葉面積11%～25%；7級(jí)：葉片病斑較密，占葉面積26%～50%；9級(jí)：葉片病斑密布，占葉面積51%以上，葉片變橙褐色、卷曲、枯死。8.2.2以常見(jiàn)寒地水稻田間病害圖像經(jīng)語(yǔ)義分割算法獲得病斑區(qū)域像素面積和葉片像素面積比值，依據(jù)分級(jí)方法進(jìn)行病害等級(jí)識(shí)別。葉部病害嚴(yán)重程度按式（4）計(jì)算。式中：D－n類(lèi)別葉部病害嚴(yán)重程度；Sd－病斑區(qū)域面積，cm2/px；S－n類(lèi)別病斑區(qū)域面積，cm2/px；Sl－葉片區(qū)域面積，cm2/px；－單個(gè)像素所占面積，c