CN102300079A - 农业病虫害视频监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种农业病虫害视频监控系统及其方法。其中，农业病虫害视频监控系统包括视频监控终端和信息监控中心，所述视频监控终端与信息监控中心通过信息传输网络连接；所述信息监控中心包括相互连接的接收模块和处理模块。本发明提供的农业病虫害视频监控系统，通过视频监控终端实时的采集田间病虫害信息，并通过信息传输网络传送至信息监控中心，以供信息监控中心对所获得的田间实时视频、图像信息进行处理、分析，为专业技术人员判断当前田间病虫害的发展趋势及严重程度提供直观的图像数据，以便其制定相应的防治或治理方案。

Description

农业病虫害视频监控系统及其方法

技术领域

本发明涉及农业病虫害监控技术领域，尤其涉及一种农业病虫害视频监控系统及其方法。

背景技术

我国是一个传统的农业大国，自古至今都比较重视农业技术的发展。“十一五”期间是我国农业经济发展的一个黄金期，而“十二五”是推进我国农业现代化、转变农业发展方式、加快农业经济发展的关键期。实现推进农业现代化、转变农业发展方式、加快农业经济发展，关键在于如何保证农作物的健康成长。现在农业生产实践要求能够快速、有效地采集影响作物生长发育的病虫害信息并及时、准确的提出有效的治理方案。这就要求必须能够实时的获取田间病虫害图像/视频信息，以供专业技术人员及时对作物病虫害信息做出诊断，为生产者和管理部门应对生产灾害、科学决策管理提供决断基础。

目前，专业技术人员获得田间病虫害信息的方式是，使用笔记本电脑或掌上电脑在农田进行农作物病虫害信息采集。采用此种方式存在以下问题：一，设备耗电量大、续航能力有限，“防尘、防震、防水”性能差且成本高，不适于在农田等恶劣的野外环境中使用；二，不能做到现场采集、实时处理，在应对作物病虫害时存在较大的反应延迟，从而给农业生产造成直接的经济损失；三，采集信息单一，缺乏采集规范及获取数据标准；四，采集信息多采用文字和数字表达，缺乏直观性。

发明内容

本发明提供一种农业病虫害视频监控系统及其方法，以解决现有技术中存在的问题。

本发明提供一种农业病虫害视频监控系统，包括视频监控终端和信息监控中心，所述视频监控终端与信息监控中心通过信息传输网络连接；所述信息监控中心包括相互连接的接收模块和处理模块。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，所述视频监控终端为云台摄像机。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，所述视频监控终端为车载视频监控终端。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括全球定位系统模块，所述全球定位系统模块与所述车载视频监控终端连接。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括数据压缩模块，所述数据压缩模块与所述视频监控终端连接，用于对所述视频监控终端采集的视频、图像信息进行压缩。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括数据加密模块和数据解密模块，所述数据加密模块与所述视频监控终端连接，用于对所述视频监控终端采集的视频、图像信息进行加密；所述数据解密模块与所述接收模块连接，用于对所述接收模块接收的经加密后的视频、图像信息进行解密。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括视频会议系统，所述视频会议系统与所述信息监控中心连接。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括病虫害信息查询系统，所述病虫害信息查询系统与所述处理模块连接。

如上所述的农业病虫害视频监控系统，其中，还包括专家知识库系统，所述专家知识库系统与所述处理模块连接。

本发明还提供一种农业病虫害视频监控方法，包括：

视频监控终端采集田间的病虫害视频、图像信息，并将所述病虫害视频、图像信息经信息传输网络传输至接收模块；

接收模块接收所述病虫害视频、图像信息，并将所述病虫害视频、图像信息发送给处理模块；

处理模块对所述病虫害视频、图像信息进行改善图像视觉效果的处理。

如上所述的农业病虫害视频监控方法，其中，还包括：

GPS模块测定视频监控终端所在位置的经纬度坐标值；

所述视频监控终端还用于将所述经纬度坐标值写入到视频、图像信息数据包中，以建立视频、图像信息与其采集地之间的关联。

如上所述的农业病虫害视频监控方法，其中，还包括：

数据压缩模块对视频、图像信息进行压缩操作。

如上所述的农业病虫害视频监控方法，其中，还包括：

数据加密模块对视频、图像信息进行加密操作；

数据解密模块对已进行加密处理过的视频、图像信息进行解密操作。

本发明提供的农业病虫害视频监控系统，通过视频监控终端实时的采集田间病虫害信息，并通过信息传输网络传送至信息监控中心，以供信息监控中心对所获得的田间实时视频、图像信息进行处理、分析，为专业技术人员判断当前田间病虫害的发展趋势及严重程度提供直观的图像数据，以便其制定相应的防治或治理方案。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明农业病虫害视频监控系统实施例1的结构示意图；

图2为本发明农业病虫害视频监控系统实施例2的结构示意图；

图3为本发明农业病虫害视频监控系统实施例3的结构示意图；

图4为本发明农业病虫害视频监控系统实施例4的结构示意图；

图5为本发明农业病虫害视频监控方法实施例1的流程图；

图6为本发明农业病虫害视频监控方法实施例2的流程图。

附图标记：

1-视频监控终端；2-信息监控中心；3-接收模块；

4-处理模块；5-GPS模块；6-数据压缩模块；

7-数据加密模块；8-数据解密模块；9-视频会议系统；

10-病虫害信息查  11-专家知识库系

询系统；         统。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明农业病虫害视频监控系统实施例1的结构示意图，包括视频监控终端1和信息监控中心2，所述视频监控终端1与信息监控中心2通过信息传输网络连接；所述信息监控中心2包括相互连接的接收模块3和处理模块4。

视频监控终端1可以是云台摄像机或车载摄像装置(例如枪基、球基等摄像头及其控制云台)。视频监控终端1实时的采集田间的视频、图像信息，并通过信息传输网络传送给信息监控中心2。信息传输网络可以是有限网络，也可以是无线网络，其中，无线网络可以采用现有的2G(Second Generation)网络、3G(3rd Generation)网络、Wi-Fi(Wireless Fidelity)、紫蜂(Zigbee)网络、微波及卫星通讯网络等。每台云台摄像机上具有唯一的地理编码，来确定其所处的位置，以明确发生病虫害的农田位置。

接收模块3用以接收经信息传输网络传输过来的田间实时的视频、图像信息，并将上述视频、图像信息发送给处理模块4。处理模块4对视频、图像信息进行改善图像视觉效果的处理，包括但不限于图像增强处理、直方图修正、对比度修正、去模糊、平滑、钝化、校正、复原等操作，经过上述处理后，再把原来以像素描述的图像转变成较简单的非图形式的符号描述，之后进行图像信息处理，图像信息处理中，按灰度、光谱、红外热度、颜色、纹理或几何特征等进行图像的识别和分析。

如图2所示，本发明农业病虫害视频监控系统实施例2的结构示意图，其除了包括上述实施例的视频监控终端1、信息监控中心2、接收模块3和处理模块4外，还包括全球定位系统(Global Positioning System，GPS)模块5。

在此实施例中，视频监控终端1仅为车载摄像装置，GPS模块5固定在车载摄像装置上。GPS模块5提供车载摄像装置的经纬度坐标值，车载摄像装置在进行视频数据采集时，将车载摄像装置当前的经纬度坐标值写入到视频、图像信息数据包中，这样将采集的视频、图像信息与其采集地建立了关联。在信息监控中心2获得农作物病虫害视频、图像信息的同时，也可以获取车载摄像装置监控的范围面积属性，即车载摄像装置通过移动所覆盖的面积区域，及病虫害发生处的田地位置。

如图3所示，本发明农业病虫害视频监控系统实施例3的结构示意图，其除了包括上述实施例的视频监控终端1、信息监控中心2、接收模块3、处理模块4和GPS模块5外，还包括数据压缩模块6、数据加密模块7和数据解密模块8。

数据压缩模块6与视频监控终端1连接，数据加密模块7与数据压缩模块6连接，采用此种连接关系，视频监控终端1采集到的视频、图像信息首先经过数据压缩模块6进行压缩，然后经压缩后的视频、图像信息再经数据加密模块7进行加密。所述数据解密模块8连接于接收模块3与处理模块4之间。当然，也可以是数据加密模块7与视频监控终端1连接后，在与数据压缩模块6连接，采用此种结构视频监控终端1采集到的视频、图像信息首先经过数据加密模块7加密后，在经数据压缩模块6对加密后的视频、图像信息进行压缩，此种连接关系与上述连接关系在原理上相同的，其同样归于本发明的保护范围之内。

数据压缩模块6对视频监控终端1采集的视频、图像信息进行压缩，以降低数据传输过程中对带宽的要求，并提高传输效率。数据压缩模块6采用MJPEG、MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、H.263、H.264、WMV-HD等中的至少一种图像视频压缩技术对视频、图像信息进行压缩。

经压缩处理后的视频、图像信息再经数据加密模块7进行加密处理，以保证传输过程中数据的安全性。数据加密模块7至少采用DES、3DES和MIT的Kerberos算法、链路加密算法、节点加密算法、端到端加密算法中的一种对视频、图像信息进行加密处理。

接收模块3接收到加密处理后的视频、图像信息，并将其传输给数据解密模块8，数据解密模块8对视频、图像信息进行相应的解密后，交由处理模块4进行相应的处理。

如图4所示，本发明农业病虫害视频监控系统实施例4的结构示意图，其除了包括上述实施例的视频监控终端1、信息监控中心2、接收模块3、处理模块4、GPS模块5、数据压缩模块6、数据加密模块7和数据解密模块8外，还包括视频会议系统9、病虫害信息查询系统10和专家知识库系统11。其中，视频会议系统9、病虫害信息查询系统10和专家知识库系统11分别与信息监控中心连接。

视频会议系统9支持多个区域病虫害信息在同一屏幕上进行对比显示，同时也支持使用者通过直接或间接方式控制监控终端在病虫害视频、图像信息采集时，进行远景、农作物叶片超清晰图片或视频拍摄操作，实现视频监控终端控制权的转移。

病虫害信息查询系统10用于储存农业专家对病虫害防治、治理的方案、上级领导的病虫害宏观指挥方案、其他农区先进的病虫害防治经验，并供使用者进行查询，以寻找出解决当前病虫害问题的方案。

专家知识库系统11以供专家知识团调取信息监控中心2中存储的图片、视频文件或田间农作物现场图像，对已发生的农作物病虫害问题进行分析解决。专家知识团可以根据车载监控终端的移动范围来确定病虫害发生的具体面积，从而得出具体的防治或治理方案。

图5所示，本发明农业病虫害视频监控方法实施例1的流程图，包括以下步骤：

S100：视频监控终端采集田间的病虫害视频、图像信息；

S200：视频监控终端将所述病虫害视频、图像信息经信息传输网络传输至接收模块；

S300：接收模块接收所述病虫害视频、图像信息；

S400：接收模块将所述病虫害视频、图像信息发送给处理模块；

S500：处理模块对所述病虫害视频、图像信息进行改善图像视觉效果的处理；

对视频、图像信息进行改善图像视觉效果的处理包括但不限于图像增强处理、直方图修正、对比度修正、去模糊、平滑、钝化、校正、复原等操作，经过上述处理后，再把原来以像素描述的图像转变成较简单的非图形式的符号描述，之后进行图像信息处理，图像信息处理中，按灰度、光谱、红外热度、颜色、纹理或几何特征等进行图像的识别和分析。

采用上述方法可以实时的获取到田间病虫害视频、图像信息，为及时采取病虫害的防治或治理措施提供决策基础，采用此种方法可以达到直观、及时的目的。

如图6所示，本发明农业病虫害视频监控方法实施例2的流程图，在上述实施例的基础上，除了包括步骤S100-S500外，在视频监控终端采集田间的病虫害视频、图像信息时，还包括步骤：

S101：GPS模块测定视频监控终端所在位置的经纬度坐标值；所述视频监控终端还用于将所述经纬度坐标值写入到视频、图像信息数据包中，以建立视频、图像信息与其采集地之间的关联；

在视频监控终端将视频、图像信息发送到接收模块之前，还包括步骤：

S102：数据压缩模块对视频、图像信息进行压缩操作；

数据压缩模块对视频监控终端采集的视频、图像信息进行压缩，以降低数据传输过程中对带宽的要求，并提高传输效率。

S103：数据加密模块对视频、图像信息进行加密操作；

经压缩处理后的视频、图像信息再经数据加密模块进行加密处理，以保证传输过程中数据的安全性。

在接收模块接收到经加密处理后的视频、图像信息后，还包括步骤；

S301：数据解密模块对已进行加密处理过的视频、图像信息进行解密操作。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种农业病虫害视频监控系统，其特征在于，包括视频监控终端和信息监控中心，所述视频监控终端与信息监控中心通过信息传输网络连接；所述信息监控中心包括相互连接的接收模块和处理模块。

2.根据权利要求1所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，所述视频监控终端为云台摄像机。

3.根据权利要求1所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，所述视频监控终端为车载视频监控终端。

4.根据权利要求3所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括全球定位系统模块，所述全球定位系统模块与所述车载视频监控终端连接。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括数据压缩模块，所述数据压缩模块与所述视频监控终端连接，用于对所述视频监控终端采集的视频、图像信息进行压缩。

6.根据权利要求1或2或3或4所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括数据加密模块和数据解密模块，所述数据加密模块与所述视频监控终端连接，用于对所述视频监控终端采集的视频、图像信息进行加密；所述数据解密模块与所述接收模块连接，用于对所述接收模块接收的经加密后的视频、图像信息进行解密。

7.根据权利要求1或2或3或4所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括视频会议系统，所述视频会议系统与所述信息监控中心连接。

8.根据权利要求1或2或3或4所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括病虫害信息查询系统，所述病虫害信息查询系统与所述处理模块连接。

9.根据权利要求1或2或3或4所述的农业病虫害视频监控系统，其特征在于，还包括专家知识库系统，所述专家知识库系统与所述处理模块连接。

10.一种采用权利要求1-9任一所述农业病虫害视频监控系统进行农业病虫害视频监控方法，其特征在于，包括：

视频监控终端采集田间的病虫害视频、图像信息，并将所述病虫害视频、图像信息经信息传输网络传输至接收模块；

接收模块接收所述病虫害视频、图像信息，并将所述病虫害视频、图像信息发送给处理模块；

处理模块对所述病虫害视频、图像信息进行改善图像视觉效果的处理。

11.根据权利要求10所述的农业病虫害视频监控方法，其特征在于，还包括：

GPS模块测定视频监控终端所在位置的经纬度坐标值；

所述视频监控终端还用于将所述经纬度坐标值写入到视频、图像信息数据包中，以建立视频、图像信息与其采集地之间的关联。

12.根据权利要求10所述的农业病虫害视频监控方法，其特征在于，还包括：

数据压缩模块对视频、图像信息进行压缩操作。

13.根据权利要求10所述的农业病虫害视频监控方法，其特征在于，还包括：

数据加密模块对视频、图像信息进行加密操作；

数据解密模块对已进行加密处理过的视频、图像信息进行解密操作。

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