基于K-means与KNN的多特征苹果在线分级

【目的】准确获取红富士苹果的分级指标，为实现多特征融合的苹果分级提供依据。【方法】以均值滤波、全局亮度均衡化与图像裁剪方法，预处理实验所需的苹果图像；使用K-means聚类算法、OTSU最大类间方差法，将苹果灰度图转换为二值图；利用二值图与苹果原图的异或运算，提取苹果轮廓；采用苹果的二值图计算苹果的果实区域大小；使用颜色空间转换RGB-HSV中H通道划分果实红色区域；通过构建掩膜、形态学操作判断果体是否含有缺陷及计算其面积；构建最小外接矩形计算苹果的果径及果形；利用KNN分类算法实现多特征融合的苹果在线自动分级。【结果】基于K-means聚类与KNN分类相结合的苹果在线分级方法，在优于传统图像阈值分割效果的基础上，特级果分级准确率为97.14%,一级果分级准确率为100%,二级果分级准确率为93.75%,等外果分级准确率为100%,综合分级准确率达到97%。【结论】100个苹果测试准确率达到97%,验证了该分级方法的可行性与准确性。     

基于超像素特征向量的果树冠层分割方法

针对无人机精确植保过程中,果树冠层区域颜色特征和杂草相似度较高、难以分割等问题,采用基于超像素特征向量的果树冠层分割方法,以消除不同杂草特征对树冠分离的干扰,减小农药喷雾区域,节省农药使用量.通过分析无人机采集合成的样本图像在HSV彩色空间上色调与饱和度的分布情况,选取合适的阈值范围,提取样本图像中包含果树冠层与杂草的绿色区域,将提取的绿色区域RGB图像转换生成Lab和HSV彩色空间模型下的图像,然后运用简单的线性迭代聚类(Simple linear iterative clustering,SLIC)超像素分割算法将RGB图像预设分割成250个超像素单元,结合超像素的分割信息与RGB图像、Lab图像、HSV图像以及灰度图,提取超像素单元的特征向量,随机选取25％的超像素样本的特征向量作为SVM分类器的训练集,利用SVM分类器对所有样本进行预测分类,实现果树冠层与杂草分割.将基于超像素特征向量的方法和基于光谱阈值、K-means聚类的2种方法进行对比分析,结果显示,基于超像素特征向量的方法在识别果树冠层位置方面生产者精度为90.83％,在提取果树冠层轮廓上F测度值为87.62％,总体分割性能优于后两种方法.说明,基于超像素特征向量的方法能够较为准确地分割果树冠层与杂草,为实现无人机在果园中精确植保提供重要支撑.     

基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

【目的】针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法。【方法】选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像。试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法(分割阈值T1=60)去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w(邻域窗口大小w=13),通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法(分割阈值T=194)直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声。【结果】采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s。与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%。【结论】基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法。     

基于区域亮度自适应校正算法的脐橙表面缺陷检测

【目的】针对类球型水果表面亮度分布不均现象,传统算法难以有效直接分割水果表面缺陷区域问题,提出一种基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法。【方法】选择区域经济价值较高的纽荷尔脐橙为研究对象,对其采集原始可见光RGB图像。试验中发现R-B融合分量图像灰度呈明显双峰分布,故根据直方图信息利用单阈值法（分割阈值T₁=60）去除图像背景,获得R-B目标图像;基于本文提出的一种区域亮度自适应校正算法对脐橙表面缺陷进行检测,首先设定目标图像邻域窗口大小为w×w（邻域窗口大小w=13）,通过对其窗口大小内较亮像素点的集合提取脐橙表面亮度信息,然后基于此表面亮度信息对去除背景的R-B目标图像进行均一化校正,经亮度校正后的图像发现其表面缺陷区域与正常组织区域灰度对比度大,宜采用单阈值法（分割阈值T=194）直接对亮度校正后的脐橙图像进行表面缺陷分割提取;最后对表面缺陷分割后的二值化图像进行面积滤波以去除杂散点及噪声。【结果】采用双峰法可在有效去除图像背景的同时完好保留目标脐橙表面信息;基于区域亮度自适应校正算法对溃疡病果、蓟马虫果、介壳虫果、虫伤果、黑星病果、风伤果、炭疽病果、裂伤果等8种常见脐橙表面缺陷果,共计356幅样本图像进行亮度校正,采用单阈值法对亮度校正后的图像进行表面缺陷分割,其分割率高,整体缺陷准确识别率达到了95.8%,平均处理每幅图像耗时0.29 s。与直方图均衡化算法、基于Retinex理论算法以及基于照度-反射理论算法得到的亮度校正图像相比,本文算法亮度校正效果最优且算法简单、缺陷识别率高、计算速度快,其运算速度分别减少了0.27、0.14和1.45 s,缺陷识别率提高了2.6%—8.2%。【结论】基于区域亮度自适应校正的脐橙表面缺陷检测算法有效解决了脐橙类水果表面亮度分布不均导致的表面缺陷难分割问题,为脐橙在线精确分级提供了技术支持,也为其他类球型水果表面缺陷快速检测提供了一种新方法。     

基于数字图像的棉田复杂背景下棉蚜统计方法

【目的】实现棉田复杂背景下棉蚜快速准确计数,提出一种先彩色分割,后自适应构元素及阈值的棉蚜计数方法。【方法】该方法基于大量棉蚜图像RGB数据进行K-means聚类建模,利用结构元素完成腐蚀去噪,针对黏连区域像素个数进行求模运算。【结果】根据图像颜色特征将噪音分为13类,蚜虫分为7类,得到其RGB值后再次分类,并分析数据建立模型实现蚜虫和噪音的彩色分割;根据统计学原理建立结构元素,对不同噪音的图像自动选择最优结构元素进行腐蚀去噪;计算黏连区域像素个数与单头蚜虫期望大小像素个数的模,实现黏连区域蚜虫计数。【结论】基于结构元素的棉蚜计数方法能有效的对棉田复杂背景下棉蚜快速准确计数,计数平均准确率为86.47%,在图像处理过程中极大降低了算法对阈值的依赖性,有效地解决了棉蚜图像黏连分割的问题,完成基于数字图像的复杂背景下棉蚜计数。     

基于G-MRF模型的玉米叶斑病害图像的分割

【目的】图像分割是作物病害自动识别系统实现的难点之一,前人研究大多采用基于阈值或聚类的分割算法,方法简单、易于实现,但分割精度较低。本文引入高斯模型的Markov随机场分割模型(G-MRF),对玉米叶部病斑图像进行分割试验,以期提高分割精度。【方法】在VC6.0下实现了G-MRF分割模型,G-MRF既利用了图像像素的灰度信息,又通过像素类别标记的Gibbs光滑先验概率引入了图像的空间信息,是能较好地分割含有噪声图像的算法。采用该算法对大斑病、小斑病、灰斑病和弯孢菌叶斑病等4种主要玉米叶部病害的图像进行了分割测试,并与基于阈值和基于Gauss模型的分割算法进行比较。【结果】基于G-MRF分割模型的分割,目标区域的一致性和边缘的清晰方面明显好于基于阈值和Gauss模型的分割算法,其平均正确分类率达96.35%,分别较基于阈值和基于Gauss模型的分割算法高出3.75%和4.03%,差异达到显著水平。【结论】基于G-MRF模型的分割算法鲁棒性高,能够有效地将病斑区域从叶片部分离,分割正确分类率达96.35%,可用于玉米叶斑类病害图像的分割。     

基于表面缺陷识别的猕猴桃分级方法

针对中国猕猴桃分级方法单一、分级成本高等问题,提出了一种基于猕猴桃表面缺陷的分级方法。搭建了一套猕猴桃图像采集系统,运用K-means聚类分割算法对其表面缺陷进行分割,再通过颜色对比判断是否为残次果;随后提取正常果的形状特征并设计了SVM分类器进一步判断其所属等级。该方法具有成本低、算法简单、运行高效等优势,为水果分级打开了新思路,对于促进中国水果分级产业发展、提升国际竞争力有重要意义。     

枝条遮挡下单个苹果目标识别与重建方法的研究

【目的】研究枝条遮挡情况下单个苹果目标的识别,为复杂生长环境下苹果目标的准确识别与定位及实现自动采摘提供支持。【方法】针对果实目标受枝条遮挡影响被分割成几个部分,从而严重影响果实目标准确识别的现状,以枝条遮挡下的苹果目标为研究对象,选用基于Lab颜色空间的K-means聚类算法对苹果目标进行分割,再通过数学形态学方法对目标苹果轮廓进行提取,然后根据最小外接矩形法去除目标苹果的伪轮廓,最后利用轮廓的曲率特征对目标苹果进行重建,并对分割与重建结果进行了方法验证。【结果】利用基于Lab颜色空间下的K-means聚类算法和最小外接矩形法可有效提取出苹果目标的真实轮廓,能够与苹果目标边缘线达到高度重合,同时可获得较准确的重建结果。对10幅枝条遮挡果实目标的识别、定位与重建的验证结果表明,该方法对目标苹果进行分割与重建的平均分割误差为13.83%,平均重叠系数为88.08%,假阳性率和假阴性率分别为1.22%和11.92%,目标苹果重建准确率均在84.00%以上,平均重建时间为24.40s。【结论】应用本研究中的方法可对枝条遮挡下的苹果目标进行准确识别、定位与重建,有效缩短重建时间。     

融合同态滤波与马尔可夫随机场的棉花图像分割

对机器人图像处理系统中的图像进行准确分割具有重要实用价值,提出融合同态滤波与马尔可夫随机场的图像分割算法。(1)将读入的图像从RGB模式转换到HSI模式,进行同态滤波处理以凸显图像细节与目标区域;(2)将同态滤波后的RGB模式彩色图像转换成灰度图像;(3)将利用了图像区域信息的马尔可夫随机场模型以及对图像中的少量模糊和不确定点具有良好适应性的约束聚类方法相结合,对图像进行分割;(4)在分割图像的基础上通过对连通区域面积阈值的设定以获取目标区域。选取不同角度与光照采集的图像,使用本研究算法进行分割试验,并分别与OTSU算法、模糊聚类图像分割算法和马尔可夫随机场图像分割算法进行比较,结果表明,本研究算法对图像进行分割的效果更好。     

基于GLCM纹理特征提取的黄瓜叶部病害检测算法研究

针对传统的植物叶部病害检测算法复杂的特点，提出了一种基于GLCM纹理特征提取的植物叶部病害检测算法。以黄瓜叶部炭疽病为研究对象，利用K-means聚类算法进行图像阈值分割，并利用灰度共生矩阵提取样本的能量均值、熵均值、对比度均值和相关均值等4种纹理特征参数，通过参数训练，确定无病害区和有病害区参数的区域，进而判定样本的病害情况。结果表明该算法实现效率高、鲁棒性较好。     

猕猴桃采后腐烂病原的鉴定

2015年9月,于湖南省浏阳果园内发现大量采摘后易腐烂的猕猴桃,腐烂部位有明显块状褐色病斑。对染病猕猴桃腐烂部位进行病原物的分离纯化、形态学观察和致病力验证、分子生物学方法进一步区分鉴定病原菌,结果表明,导致猕猴桃腐烂的病原菌为大豆拟茎点种腐病菌(Phomopsis longicolla)。     

高产型徐香猕猴桃树体结构及土壤养分状况分析

为明确猕猴桃果园的生产潜力，在普查的基础上对两个管理水平较高的徐香猕猴桃果园的树体结构及土壤养分状况进行分析。结果表明，高产型徐香猕猴桃树体的合理结构为成龄树冬季修剪后单株保留17个左右结果母枝，每枝保留15~21个有效芽，折合每667 m留长枝量为1 496个，留芽量为22 440~23 760个，7月份叶果比为3.33∶1。土壤速效氮为16.5 mg/kg，速效磷64.8 mg/kg，速效钾209.6 mg/kg，速效镁和速效铁分别156.6 mg/kg和3.58 mg/kg，有机质含量1.13%。可见，充足的肥料投入、枝芽数量及合理的叶果比是高产稳产的基本保证。     

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。     

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。     

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.     

不同施肥水平对木薯氮磷钾养分积累、分配及其产量的影响

 【目的】通过比较不同施肥水平下木薯氮磷钾养分积累、分配和产量的差异，探讨粤北坡岗地优质高产木薯氮磷钾养分的最佳用量。【方法】以木薯品种南美119为材料，采用“3414”方案，在粤北翁源进行大田试验。试验共设14个处理。【结果】施肥处理的氮素主要分配到地上部，不施肥处理的氮素则主要分配到根部；不同施肥处理的磷素均主要分配到地上部；不施肥处理和不施钾处理的钾素主要分配到根部，不施氮处理的钾素在根、冠间分配较均衡。在木薯不同生长阶段，植株氮磷钾含量均呈下降趋势，但施氮、磷、钾化学肥料处理植株氮磷钾含量的下降速度小于不施氮、磷、钾化学肥料的处理。处理N2P2K2的氮、磷、钾含量和积累量在各生育期均为最大，不施肥处理（N0P0K0）的氮、磷、钾含量和积累量在各生育期均为最小（P＜0.05）。产量最高的是N2P3K2处理，为22 694.06 kg·hm-2，其次是N2P2K2处理，为21 417.87 kg·hm-2。【结论】木薯产量、氮磷钾养分积累及其在根冠间的分配，对施肥水平高度敏感, 适当比例的氮磷钾肥配合施用既可以显著增加木薯植株的氮磷钾含量和积累量，又可以提高产量。在粤北坡岗地木薯生产中，氮素最重要，在氮素得到满足的条件下，磷素较钾素更重要。在本试验条件下，氮磷钾养分最佳用量为358.80 kgN·hm-2、89.10 kg P2O5·hm-2和187.50 kg K2O·hm-2。     

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。     

Current progress on genetic interactions of rice with rice blast and sheath blight fungi

Analysis of genetic interactions between rice and its pathogenic fungi Magnaporthe oryzae and Rhizoctonia solani should lead to a better understanding of molecular mechanisms of host resistance, and the improvement of strategies to manage rice blast and sheath blight diseases. Currently, dozens of rice resistance (R) genes against specific races of the blast fungus have been described. Among them, ten were molecularly characterized and some were widely used for breeding for genetic resistance. The Pi-ta gene was one of the best characterized rice R genes. Following the elucidation of its molecular structure, interaction, distribution, and evolution, user friendly DNA markers were developed from portions of the cloned genes to facilitate the incorporations of the Pi-ta mediated resistance into improved rice varieties using marker assisted selection (MAS). However, rice blast is still a major threat for stable rice production because of race change mutations occurring in rice fields, which often overcome added resistance based on single R genes, and these virulent races of M. oryzae pose a continued challenge for blast control. For sheath blight, progress has been made on the exploration of novel sources of resistance from wild rice relatives and indica rice cultivars. A major quantitative trait locus (QTL), named qSB9-2, was recently verified in several mapping populations with different phenotyping methods, including greenhouse methods. The ability to identify qSB9-2 using greenhouse methods should accelerate the efforts on the qSB9-2 fine mapping and positional cloning.     

Virus Location and Lymphocyte Apoptosis in Lymph Nodes of Piglets Infected with PCV-2

The present study has been performed to understand the location of the virus, type of apoptotic cells, and their relation to lymph nodes of piglets infected with porcine circovirus type Ⅱ （PCV-2）. Nine 32-day-old conventional piglets free of infection with PCV-2 were used, and distributed into three groups： control group （n = 3）, piglets inoculated with PCV-2 alone （PCV-2, n = 3）, and PCV-2 inoculated and KLH immunostimulated group （PCV-2 ＋ KLH, n = 3）. Superficial inguinal lymph nodes from all piglets were collected for histological examination after 32 days postinoculation, and immunohistochemistry for PCV-2 detection. Location of apoptotic cells was detected with TdT-mediated dUTP nick end labeling （TUNEL） and cell cycle, and the apoptotic rates were measured by flow cytometry. The characteristic histopathological lesions of the piglets in PCV-2 and PCV-2 ＋ KLH were lymphocyte depletions in the cortex and paracortex of the lymph nodes, epithelioid-like macrophage infiltration, and intracytoplasmic inclusion bodies presented in epithelioid-like macrophages. PCV-2 was mainly found in epithelioid-like macrophages by immunohistochemistry. In the lymph nodes, lymphocytes presented higher apoptotic rates in the cortex by TUNEL, special B-cell areas, and similar apoptotic cells were found in this compartment in the control. The apoptotic rates of the lymph nodes were 0.41, 3.34, and 4.88% in the control, PCV-2, and PCV-2 ＋ KLH groups by flow cytometry, respectively. The apoptotic rates of lymph nodes for PCV-2 and PCV-2 ＋ KLH piglets were significantly higher than those for the control group （P〈0.05 and P〈0.01）. The proliferation index （PI） was 0.17_＋0.01, 0.12_＋0.01 and 0.12_＋0.04 in the control, PCV-2, and PCV-2 ＋ KLH group, the PI of the control group was higher than that of the other groups, but without the statistical difference. PCV-2 can induce lymphocyte depletion in lymph nodes of piglets by blocking cell proliferation and promoting apoptosis. This is one o