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申请/专利权人：延安大学

摘要：本发明提供一种白蚁监测预警系统及方法，涉及虫害防治技术领域，本发明根据白蚁活动前后产生的图像差异和热量差异，在可能有白蚁出现的目标区域安装高分辨率摄像头和热成像传感器以获取图像和温度数据，通过分析相邻采集时间的图像哈希值来生成图像相似度，分析相邻时间的温度变化情况生成温度偏差指数，根据图像相似度和温度偏差指数生成偏差影响指数，与未出现白蚁的情况下监测中产生的正常偏差阈值进行对比，根据偏差影响指数与偏差阈值的大小判断是收集数据过程中产生的环境误差还是由于监测到白蚁所产生的变化。

主权项：1.一种白蚁监测预警系统，其特征在于，具体包括：图像采集模块，间隔十分钟采集一次待监测白蚁活动目标区域的原始图像，将原始图像分辨率缩放为17×16，并进行灰度化处理后生成第一识别图像，并按照采集的时间顺序对所有第一识别图像进行排序；图像预处理模块，在第一识别图像中，比较每个像素与其在同一行中，并且紧邻的下一个像素的灰度值，进行逻辑判断后生成一行的二进制序列，每一行均生成一个二进制序列，将所有的二进制序列按照行号顺序首尾依次相连，生成一个表示图像哈希值的256位二进制序列；图像分析模块，将每一张图像与其相邻时间拍摄的上一张图像的哈希值进行对比，生成相邻图像之间的汉明距离，对所有汉明距离进行归一化处理，生成图像相似度；温度监测模块，在待监测白蚁活动的目标区域，以相邻传感器的间距为传感器监测范围的70％～90％为准，按网格状安装数量足够覆盖整个目标区域、温度分辨率在0.1℃以下的热成像传感器；温度预采集模块，通过温度监测模块预先采集一天内目标区域未出现白蚁时的最高温度和最低温度，间隔十分钟进行一次数据采集，生成与时间对应的温度归一化指数，以时间为横坐标，温度归一化指数为纵坐标，生成第一温度图像；温度分析模块，通过温度监测模块每十分钟采集一次目标区域的实时温度，生成实时温度归一化指数，将实时的温度归一化指数代入第一温度图像，根据相同时间对应的实时温度归一化指数与第一温度图像中纵坐标的差值，生成温度偏差指数；综合判断模块，结合相同时间的图像相似度和温度偏差指数，生成对应时间的偏差影响指数，对比偏差影响指数和偏差阈值，生成综合判断指数判断是否出现白蚁活动；生成图像的哈希值所依据的原理为：进行灰度化处理生成的第一识别图像中，每个像素点的值只表示亮度等级，计算哈希值的公式为： 其中，hji表示第一识别图像第j行、第i个像素点对应的哈希值，pi表示第i个像素点的灰度值，pi+1表示第i+1个像素点的灰度值，对第一识别图像中的每一行所有点进行逻辑判断生成二进制序列，将所有的二进制序列按照行号顺序首尾依次相连生成表示整个图像哈希值的二进制序列；生成相邻图像之间的汉明距离所依据的原理为：对于两个哈希值长度相同的图像，从左到右依次比较哈希值每一位的数字，设定一个计数器，当两个哈希值在某一位上的数字不同，则计数器计数加1，对哈希值的所有位比较完成后，计数器的值即为汉明距离；生成图像相似度所依据的原理为： 其中，P0表示某一时刻采集的图像与其较早的相邻时刻采集的图像的相似度，P表示当前时刻采集到的图像间的汉明距离，Pmax表示历史数据中汉明距离的最大值，Pmin表示历史数据中汉明距离的最小值；生成与时间对应的温度归一化指数所依据的公式为： 其中，T0表示温度归一化指数，Tmax表示目标区域一天内监测到的最高温度，Tmin表示目标区域一天内监测到的最低温度，表示目标区域在一天中的某个时刻所有热成像传感器采集到的温度的平均值；生成温度偏差指数所依据的公式为： 其中，表示温度偏差指数，T表示一天内某一时刻采集的实时温度归一化指数，T0表示在第一温度图像中相同时刻对应的温度归一化指数；生成偏差影响指数所依据的公式为： 其中，ω表示偏差影响指数，P0表示图像相似度，表示温度偏差指数，k1表示图像相似度对偏差影响指数的影响权重，1-k1表示温度偏差指数对偏差影响指数的影响权重；生成偏差阈值所依据的公式为： 其中，C表示偏差阈值，k2表示图像相似度对偏差阈值的影响权重，1-k2表示温度对偏差阈值的影响权重，P0min表示没有白蚁出现的情况下，监测到的最低图像相似度，T0max表示没有白蚁出现的情况下，监测到的最大温度归一化指数，表示由第一温度图像生成的平均温度归一化指数；生成综合判断指数所依据的公式为： 其中，ε表示综合判断指数，ω表示偏差影响指数，C表示偏差阈值；当ε＞1时，表示此时的偏差影响指数超过偏差阈值，判断为监测到白蚁活动，发出预警；当ε≤1时，表示此时的偏差影响指数在偏差阈值之内，判断为未出现白蚁活动。

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