基于姿态估计的动物行为识别研究进展

为分析姿态估计在动物行为识别和动物福利研究中的应用和发展潜力,本文以基于深度学习的姿态估计方法为突破口,从二维和三维空间的角度综述了动物姿态估计研究进展和方向,并介绍常见数据集与评价指标;然后整合基于姿态估计的动物行为识别相关研究成果,重点介绍关键点检测和行为分类的算法及其特征选取方式。姿态估计为动作识别和行为分析等研究提供了骨架信息和运动特征,成为动物行为识别和异常信息预警的非接触式监测方法。但由于受到训练数据集较少的限制,相对于人体姿态估计,动物姿态估计研究和发展速度相对较慢。因此,近年来利用跨域学习的方式来进一步提升其性能成为一种新兴手段。本综述为动物智能行为识别、动物福利研究以及智慧养殖等相关研究者扩展研究思路和研究方法。     

基于改进OpenPose算法的猪只行为识别方法

【目的】提高猪只行为识别效率,提供猪只健康状态的快速判别依据,推进中国生猪养殖智能化和规模化。【方法】借鉴OpenPose人体姿态估计算法并对其改进,构建猪只姿态估计模型,在视频流图像中提取猪只骨骼关节点,通过计算关节点间距与骨骼关节角度描述猪只行为特征,利用K-最近邻算法(K-nearest neighbor, Knn)对猪只行为进行分类。【结果】采用基于改进OpenPose算法对猪只行为的识别准确率达到94%以上,优于采用YOLO v4算法的识别结果;与采用DeepCut、Associative Embedding和DeeperCut姿态估计算法相比,采用改进OpenPose算法构建的猪只姿态估计模型对猪只各类行为识别准确率提高了4%以上。【结论】本识别方法能够满足生猪规模化养殖中猪只行为自动化监控的需求,有效降低工人劳动强度,为猪只健康异常状态的判别提供辅助决策信息,在养殖业智能化和信息化领域具有巨大应用潜力。     

基于注意力机制和残差网络的苹果叶片病害分类

苹果叶片病害的高效准确识别有助于合理使用杀虫剂、肥料等农业资源，进而保证苹果的产量与质量。为提高苹果叶片病害识别的准确率，提出一种残差网络与注意力机制结合的苹果叶片病害识别模型：P-D-ECA-ResNet101。首先构建苹果叶片病害数据集，然后使用常见的4种网络模型在构建的数据集上进行训练，选取训练效果最好的ResNet101为骨干网络模型，通过推迟下采样(delayed downsampling)、拆解大卷积层以及引入高效通道(efficient channel attention module, ECA)注意力模块对ResNet101网络模型进行优化，最后通过特征图可视化展示改进后网络模型的识别机制。试验结果表明，推迟下采样可以增强模型特征提取能力，拆解大卷积层可以有效减少模型的复杂度，引入ECA注意力模块可以削弱无效特征信息对模型的干扰。改进后的P-D-ECA-ResNet101模型在构建的苹果叶片病害测试集上的平均识别准确率达到96.20%,相较于原模型ResNet101提升了2.20百分点。特征图可视化分析表明改进后的P-D-ECA-ResNet101模型可以更好地聚焦于病...     

基于SE-R(2+1)D网络的自然环境下的奶牛行为识别

智能行为识别对于奶牛健康的自动诊断和精准养殖具有重要意义。由于接触式传感器会损害动物福利，对奶牛产生应激反应。因此，本文设计了R(2+1)D模型对奶牛进行行为识别。3D网络作为1种时空卷积网络，可以有效识别奶牛的基本时序行为，但该模型针对奶牛的进食行为与反刍行为不易区分，因此对残差网络中的残差映射部分进行改进，在残差网络中添加注意力机制，将SE模块加入到残差映射部分。首先，利用Kinect相机采集奶牛的行为视频；其次，将采集到的奶牛视频分解成连续帧输入到改进后的模型中，连续帧经过二维空间特征和一维时间特征提取，经过残差网络的注意力模块，忽略一些无关的特征；最后，经过模型的Softmax层进行行为分类。实验证明，和原模型比较，准确率提高了2.36%。本文方法实现了精准的奶牛行为识别，可为智慧畜牧业的发展提供技术支持。     

融合Focal Loss与典型卷积神经网络结构的水稻病害图像分类

快速高效地识别水稻病害的种类并及时采取有效的防治措施对避免水稻减产具有重要意义，为解决人工识别水稻病害效率低、识别精度不高、深度学习样本不平衡导致识别准确率不高等问题，融合Focal Loss与4种典型卷积神经网络结构对7种水稻病害进行分类识别。利用TensorFlow的Keras深度学习框架搭建卷积神经网络的图像识别分类系统，使用Focal Loss损失函数解决数据集不平衡导致识别准确率低的问题，采用ResNet50、ResNet101、MobileNetV2、VGG16作为特征提取骨干，对7种水稻病害进行识别。通过imgaug库增强数据，将13 543张水稻病害图像按照9∶1的比例划分为训练集和验证集并参与训练模型，将1 404张水稻病害图像作为测试集来验证模型的准确性。结果表明，所搭建的数据集中ResNet50、ResNet101、MobileNetV2、VGG16的识别准确率分别为98.06%、94.26%、92.47%、97.83%。可见，在融合Focal Loss损失函数的情况下，ResNet50作为特征提取骨干训练出的模型在水稻病害图像分类中拥有最高的准确率，该成果可在实...     

基于卷积神经网络的天麻表面破损检测研究

【目的】为解决传统天麻表面破损主要依靠人工检测的问题,提出将残差神经网络模型(Faster R-CNN ResNet101)检测方法应用到天麻表面破损识别中,以期取得较好的识别效果。【方法】以腐烂、霉变、机械损伤和完好等4类天麻为研究对象,在卷积神经网络和区域候选网络的基础上构建模型,然后在tensorflow框架上实现模型检测,最后对比分析结果。【结果】天麻表面破损检测模型利用Faster R-CNN ResNet101网络中的输入卷积层以及4个卷积组进行特征提取,区域候选网络生成天麻表面破损的初步位置候选框,实现候选框的分类和定位,其识别率达95.14%,且查准率为0.94,召回率为0.92。与SSD (Single Shot multibox Detector)、Faster_rcnn_inception和Rfcn_resnet101等3种神经网络识别方法对比,识别率分别提高了13.02%、10.69%和12.02%。【结论】该模型具有泛化能力强、准确率较高和鲁棒性较好等特点,为农产品的识别研究提供了参考和借鉴。     

基于机器视觉的圈养豪猪检测与基本行为识别方法研究

为了更好地了解豪猪的习性,提高豪猪人工养殖技术水平,本文设计了基于一种视频图像分析的圈养豪猪检测及基本行为识别方案。首先通过混合高斯模型背景建模法,对圈养豪猪养殖环境进行背景建模,标记出场景中的豪猪及其他运动物体轮廓,采用分类算法对识别出的轮廓进行分类,对豪猪的识别准确率达到86.34%;为了进一步提高准确率,引入图像局部特征ORB关键点作为分类属性,使豪猪的识别准确率提升到93.23%;在此基础上,以饲养池结构及豪猪活动实际情况为判断依据建立圈养豪猪行为识别模型,实现了对豪猪静息、进食、饮水、排泄、啃咬铁门及水槽等7种基本行为的识别。     

基于图像特征融合的农事活动行为的识别

针对农事活动图像中人体姿态所隐含的行为信息以及人与农具所隐含的关联信息,提出了一种基于图像特征融合的农事活动行为的识别方法：利用人体姿态估计技术OpenPose提取农事行为关节点位置信息,利用目标检测YOLOv3提取农事行为中农具的位置和分类信息,用以构建农事行为的距离空间特征矩阵和角度空间特征矩阵,并将这些特征进行图像特征融合,建立基于图像显式特征和隐式特征融合的农事活动行为识别方法EI–SVM,实现农事活动行为的识别。试验结果表明,EI–SVM方法对农事活动行为识别的准确率可达94.87%,在公用数据集上准确率达到92.39%。     

基于梅尔谱图和改进ResNet34模型的鸭蛋裂纹识别算法

针对鸭蛋裂纹人工检测受主观性影响造成精度波动大等问题,利用ResNet34网络模型,提出1种基于梅尔谱图的鸭蛋裂纹识别算法。首先利用敲蛋装置收集敲蛋声音数据,再将音频转化成梅尔谱图,构建梅尔谱图数据集,然后搭建ResNet34模型,引入迁移学习机制训练模型,再通过Adam优化算法更新梯度,增加注意力机制模块并将卷积结构替换为深度可分离卷积以对网络模型进行改进,并调整参数进行优化,最后利用模型对鸭蛋裂纹进行识别。结果显示：改进的ResNet34DP＿CA网络模型检测的平均准确率为92.4%,对比原始ResNet34网络模型,平均准确率提高5.5个百分点,参数量减少32%;对比其他网络模型VGG16、MobileNetv2和EfficientNet,平均准确率分别提高10.9、13.7、16.3个百分点,识别时间为21.5 ms。结果表明,所提出的基于梅尔谱图和改进ResNet34模型的鸭蛋裂纹识别算法,能够有效地对鸭蛋裂纹进行检测识别。     

轻量级卷积神经网络在奶牛体况评分中的应用

为对奶牛体况信息进行高效地实时监测以便满足商业化的需求，提出一种改进轻量级注意力机制网络模型（Shuffle-ECANet）。首先，针对8 972幅含有奶牛尾部的图像样本，通过专家对奶牛体况进行人工评分，并构建数据集；然后以轻量级ShuffleNet-v2 1×网络为基础，在特征提取过程中引入高效的通道注意力模块，强化网络对奶牛体况特征的提取能力。此外，采用H-Swish激活函数，避免神经元坏死现象；最后通过进一步精简网络结构得到Shuffle-ECANet网络模型。结果显示，Shuffle-ECANet模型针对各类别奶牛的识别准确率为97%以上，且在体况评分（body condition scoring，BCS）误差分别为0、≤0.25和≤0.5的体况评价结果中，Shuffle-ECANet模型均优于EfficientNet-v1、MobileNet-v3、ShuffleNet-v2 1×和ResNet34等模型，证明本研究方法的有效性。     

Web2.0,以个人为中心的互联网时代的到来

本文介绍了Web2．0的知识和背景，对Web2．0出现的基础以及典型技术和应用作了阐述，同时对其作出了前景展望。     

盐胁迫对葡萄苗期多胺和激素代谢的影响

【目的】 研究盐胁迫条件下,葡萄叶片中多胺含量、多胺氧化酶、多胺合成酶活性以及激素的动态变化,研究不同盐胁迫强度对多胺类物质及激素代谢的影响。【方法】 采用盆栽基质培养模拟盐胁迫环境,设置4个NaCl处理梯度:0 (CK)、1、2和3 g/kg。多胺和激素含量的测定采用高效液相色谱法,多胺合成及分解酶活性的测定采用紫外分光光度计比色法。【结果】 盐胁迫处理后,葡萄叶片中多胺含量和脱落酸含量较对照而言显著增加,玉米素含量显著降低,随胁迫时间的延长,Put、Spm、Spd、ABA以及PAO、DAO、ADC、ODC、SAMDC活性均呈先上升后下降趋势,在10 d及10 d后达到峰值。ZT呈逐渐下降的趋势,并随胁迫强度增大而减小;进行显著性分析后,叶片中多胺含量与Put、Spm、Spd含量呈极显著正相关,DAO、ADC、ODC活性与Put含量呈显著正相关,PAO与SAMDC活性与Spm和Spd含量也呈极显著正相关。【结论】 3种多胺经酶的合成代谢后和激素共同缓解葡萄苗所遭受到的盐胁迫,期间主要发生作用的是多胺合成酶,盐胁迫下多胺与激素含量之间的变化关系也十分密切。     

市级综合气象信息分析与管理系统的设计与实现

以抚顺地区3个国家基本站50余年气象资料为依托,采用Microsoft Excel工作表实现由气候和农业气候2部分构成的气象与农业综合信息处理系统的基本思路、方法、内容、用途和使用情况。为了实现气候分析及应用的科学化、客观化、系统化、规范化、程序化及连续化的业务目标,按业务流程设计与实现的,包括资料处理、气候趋势模拟、气候预测、气候鉴定、季节性信息化处理、农作物产量预报、气候生产潜力分析等一系列内容在内的系统建设。关键是解决了大量的计算问题,建立了区域性通用模式。     

葡萄盆栽技术

葡萄盆栽技术,包括择土选种、露地扦插、田间管理、装盆及整形、肥水管理等内容,对葡萄盆栽爱好者有一定的指导意义。     

Yield and quality of maize stover: Variation among cultivars and effects of N fertilization

Biomass yields and concentrations of crude protein(CP), ether extract(EE), neutral detergent fiber(NDF), acid detergent fiber(ADF), and crude fiber(CF) were analyzed for five cultivars of summer-sown maize(Zea mays L.) stover grown in field trials at three rates of N fertilization, and sampled immediately after grain harvest.The results revealed differences in yields and concentrations of nutrients according to stalk height and hence harvest portion among the cultivars.N application greatly increased biomass yield and CP, especially in upper stalks and to a lesser extent, EE.Concentrations of NDF and ADF decreased as N rate increased.The results show that stovers from all local popular maize cultivars are suitable as animal fodder and that moderate N application improves feed quality of stover.     

民勤绿洲荒漠交错带三种沙丘类型的自然植被特征

基于对民勤沙井子地区植被调查数据,研究了固定沙丘、半固定沙丘和流动沙丘3种沙丘类型的自然植被特征.结果表明:从固定沙丘、半固定沙丘到流动沙丘,总盖度、灌木盖度下降,草本盖度增加.物种丰富度减小是物种多样性下降的主要原因.从植物的生活型来看,多年生草本和灌木类植物受沙丘类型的影响最大,而一年生草本和半灌木可存活于不同沙丘类型.白刺的生态优势度(重要值)由小到大依次为固定沙丘、半固定沙丘、流动沙丘.植物多样性与白刺的生态优势度呈负相关.不同沙丘类型白刺地上生物量变化明显,半固定沙丘白刺生物量最大.     

寄生虫引起的草鱼鳃病的组织病理比较研究

本文对草鱼的隐鞭虫病、车轮虫病、小瓜虫病、指环虫病、三代虫病及中华鱼蚤病六种寄生虫性鳃病的组织病理变化进行比较研究，寄生虫性鳃病均可引起鳃组织发生炎症反应，粘液分泌亢进，嗜酸粒细胞和淋巴细胞浸润；但又因病原体的种类不同，危害鱼的方式、方法不同，因此病理变化又有很大差别，对鱼危害较大的均为变质性炎，如隐鞭虫病；对鱼危害较小的则属增生性炎，如中华鱼蚤病．     

Multi-variable grey model (MGM (1,n,q)) based on genetic algorithm and its application in urban water consumption

Urban water consumption has some characteristics of grey because it is influenced by economy, population, standard of living and so on. The multi-variable grey model （MGM（1,n））, as the expansion and complement of GM（1,1） model, reveals the relationship between restriction and stimulation among variables, and the genetic algorithm has the whole optimal and parallel characteristics. In this paper, the parameter q of MGM（1,n） model was optimized, and a multi-variable grey model （MGM（1 ,n,q）） was built by using the genetic algorithm. The model was validated by examining the urban water consumption from 1990 to 2003 in Dalian City. The result indicated that the multi-variable grey model （MGM（1,n,q）） based on genetic algorithm was better than MGM（1,n） model, and the MGM（1,n） model was better than MGM（1,1） model.     

Molecular detection of virulence genes in Campylobacter species isolated from livestock production systems in South Africa

Campylobacter species are a major cause of foodborne bacterial infections in both developed and developing countries worldwide. Campylobacter jejuni is responsible for the majority of infections. This study was conducted to identify virulenceassociated genes in Campylobacter species isolated from livestock production systems in South Africa. A total of 250 fecal samples consisting of cattle(n=50), chickens(n=50), goats(n=50), sheep(n=50) and pigs(n=50) were randomly collected from livestock in Eastern Cape and KwaZulu-Natal provinces of South Africa between April and October 2018. The samples were analyzed for the presence of virulence genes in Campylobacter species using molecular PCR-based methods. It was found that 77 and 23% of Campylobacter jejuni and Campylobacter coli respectively were isolated from all the livestock samples. There were positive significant(P0.05) correlations amongst all the virulence genes that were investigated. Chisquare and Fisher's exact tests were implemented to test for the effect of livestock species on the presence or absence of virulence genes. The study demonstrated that most of livestock species can potentially cause zoonotic infections and food poisoning due to the high prevalence of Campylobacter. The high prevalence of virulence genes highlights the significance of Campylobacter in livestock production systems in South Africa. This requires the implementation of one-health approaches to reduce the impact of foodborne and zoonotic diseases for the welfare of human and animal health.     

红苕饲粮中添加铜和/或喹乙醇对猪生产性能及某些血液生化指标的影响

选体重约38公斤的长白(♂)×成华(♀)杂交猪20头,随机分为四组,饲予四种不同的饲粮,研究饲粮中添加铜和/或喹乙醇对猪生产性能和某些血液生化指标的影响。结果表明:基础组、加铜组、加喹乙醇组和两者同时加组全期日增重分别为674、761、796、678克,日采食量分别为2.50、2.65、2.74、2.40公斤,饲料利用率分别为3.73、3.49,3.44、3.54,添加铜和/或喹乙醇对试验第65天血清铜兰蛋白、尿素氨及屠宰率、背膘厚和眼肌面积无显著影响(p>0.05);添加铜使65天血清碱性碱酸酶活性极显著增高(p<0.01),添加喹乙醇有使之升高的趋势,两者同时添加时,碱性酸磷酶活性降低。