河南农业科学 ›› 2017, Vol. 46 ›› Issue (7): 148-153.

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基于Spark的支持向量机在小麦病害图像识别中的应用

林中琦1,牟少敏1*,时爱菊2,孙肖肖1,李 磊1   

  1. 1.山东农业大学 信息科学与工程学院,山东 泰安 271018;   2.山东农业大学 化学与材料科学学院,山东泰安 271018
  • 收稿日期:2016-12-22 出版日期:2017-07-15 发布日期:2017-07-15
  • 通讯作者: 牟少敏(1964-),男,山东泰安人,教授,博士,主要从事机器学习、数字图像处理、计算机视觉和大数据处理技术研究。E-mail:msm@sdau.edu.cn
  • 作者简介:林中琦(1992-),男,山东泰安人,在读硕士研究生,研究方向:机器学习、图像处理、大数据。E-mail:18764881210@163.com
  • 基金资助:
    山东省自然科学基金项目(ZR2012FM024); 2013年山东省农业重大应用技术创新课题

  • Received:2016-12-22 Published:2017-07-15 Online:2017-07-15

摘要: 为了提高小麦病害图像分类的效率,提出了一种基于Spark的并行式支持向量机算法。首先对小麦病害图像进行滤波去噪、灰度压缩等处理,利用灰度共生矩阵、不变矩阵等从颜色、纹理和形状3个方面提取49个特征向量;然后通过数据集的切分和并行框架的支持,将大数据并行处理技术Spark与支持向量机结合,运用Scala语言实现了串行支持向量机算法的并行化,并将其应用于小麦病害图像识别。针对小麦锈病和白粉病的图像分类测试结果表明,当测试图像分别是2 600、3 900、5 120张时,该算法对锈病的分类精度依次是76.03%、81.18%、77.82%,对白粉病的分类精度依次是83.27%、85.91%、83.14%,比串行支持向量机分类精度有所提升。分类时间依次是13 928.0、18 506.1、24 897.2 ms,明显低于串行支持向量机的分类时间。改进的算法实现了小麦病害分类精度的小幅度提升,明显提高了处理速度,具有较快的学习收敛速率。

关键词: 小麦病害; 图像分类;  , Spark; 支持向量机; 大数据; 并行计算; 图像特征提取