融合卷积神经网络与视觉注意机制的苹果幼果高效检测方法

果实表型数据高通量、自动获取是果树新品种育种研究的基础,实现幼果精准检测是获取生长数据的关键。幼果期果实微小且与叶片颜色相近,检测难度大。为了实现自然环境下苹果幼果的高效检测,采用融合挤压激发块(Squeeze-and-Excitation block, SE block)和非局部块(Non-Local block, NL block)两种视觉注意机制,提出了一种改进的YOLOv4网络模型(YOLOv4-SENL)。YOLOv4模型的骨干网络提取高级视觉特征后,利用SE block在通道维度整合高级特征,实现通道信息的加强。在模型改进路径聚合网络(Path Aggregation Network, PAN)的3个路径中加入NL block,结合非局部信息与局部信息增强特征。SE block和NL block两种视觉注意机制从通道和非局部两个方面重新整合高级特征,强调特征中的通道信息和长程依赖,提高网络对背景与果实的特征捕捉能力。最后由不同尺寸的特征图实现不同大小幼果的坐标和类别计算。经过1 920幅训练集图像训练,网络在600幅测试集上的平均精度为96.9%,分别比SSD、Faster R-CNN和YOLOv4模型的平均精度提高了6.9百分点、1.5百分点和0.2百分点,表明该算法可准确地实现幼果期苹果目标检测。模型在480幅验证集的消融试验结果表明,仅保留YOLOv4-SENL中的SE block比YOLOv4模型精度提高了3.8百分点;仅保留YOLOv4-SENL中3个NL block视觉注意模块比YOLOv4模型的精度提高了2.7百分点;将YOLOv4-SENL中SE block与NL blocks相换,比YOLOv4模型的精度提高了4.1百分点,表明两种视觉注意机制可在增加少量参数的基础上显著提升网络对苹果幼果的感知能力。该研究结果可为果树育种研究获取果实信息提供参考。     

基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别研究

目的 解决传统柑橘黄龙病果实图像识别方法依赖人工设计特征、费时费力、网络模型参数量大、识别准确率低等问题。方法 首先,采集柑橘黄龙病的果实图像,并对其进行翻转、旋转、仿射、高斯扰动等数据扩增;采用Mixup算法建立样本之间的线性关系,增强模型识别数据样本的鲁棒性;然后,迁移Xception网络在ImageNet数据集上的先验知识,提出一种基于Mixup算法和卷积神经网络的柑橘黄龙病果实识别模型-X-ResNeXt模型;最后,采用动量梯度下降优化方法,有效地减缓震荡影响,并且有效地加速模型向局部最优点收敛。结果 采用数据扩增数据集训练的X-ResNeXt模型准确率可以达到91.38%;在进行迁移学习优化后,训练时间减少了432 s,准确率提升为91.97%;结合Mixup混类数据增强进一步训练,模型准确率提升为93.74%;最后,利用动量梯度下降方法进行模型收敛优化,最终模型的准确率达到94.29%,比Inception-V3和Xception网络分别提高了3.98%和1.51%。结论 在数据量较少情况下,降低模型复杂度并迁移已有先验知识,有助于模型性能提升;Mixup混类数据增强方法有利于提高模型识别柑橘黄龙病果实图像样本的适应性,提升柑橘黄龙病果实识别模型性能;X-ResNeXt模型在准确率与召回率指标上优于经典识别模型,可为柑橘黄龙病的高精度、快速无损识别提供参考。     

基于轻量级神经网络MobileNetV3–large的黄茶闷黄程度判别

以碧香早品种为材料,通过相机采集不同闷黄时长下的闷黄叶图像共675张,建立了3种闷黄程度的黄茶样本数据集,采用位置变换、随机亮度、增加对比度、添加噪声、随机缩放操作对闷黄叶图像集进行数据增强,运用迁移学习方法,在ImageNet数据集取得MobileNetV3–Large的预训练模型,对迁移网络的所有权重信息进行训练,最终建立了针对黄茶闷黄程度的轻量级卷积神经网络MobileNetV3–Large识别模型,并利用Grad–CAM热力图可视化和置信分数监控黄茶品质的变化。结果表明：经训练后的MobileNetV3–Large模型测试的识别准确率达到98.51%,精确率为99.10%,召回率为98.93%,加权分数为98.20%;MobileNetV3–Large模型的识别准确率高于传统机器学习模型SVM、XGBoost和KNN;通过Grad–CAM热力图可视化显示,MobileNetV3–Large模型在不同的识别场景下能够准确定位并提取闷黄叶特征,准确地识别闷黄程度。可见,MobileNetV3–Large模型有较好的泛化性,可以快速、无损地识别黄茶的闷黄程度。     

A new tool for entry and analysis of virulence data for plant pathogens

The methods of Habgood (1970) and Gilmour (1973) for the assignment of pathogen race names are discussed and the advantages of a reversed octal system, based on Gilmour's octal code, are emphasized. A new spreadsheet, 'HaGiS', exploits these two designation systems to provide user-friendly and fast access to some routine steps in the analysis of virulence data for plant pathogen populations. It produces graphs and tables for frequency distributions (of pathotypes, isolate complexities and cultivar susceptibilities); sorted lists (e.g. of the races ranked by predominance); indices (of sample diversity and of pathogenicity for each differential cultivar); and coloured proximity matrices. Use of HaGiS requires knowledge of only a few basic functions of MS Excel 97^®. All graphs, tables, indices and matrices are generated automatically and displayed by switching to the corresponding worksheet. In addition to data analysis, the spreadsheet is convenient for the entry of experimental data, allowing for all commonly used assessment scales.     

温度对玉米螟赤眼蜂发育的影响

在实验室内以米蛾卵作寄主,观察了玉米螟赤眼蜂在5个恒温条件下(17,21,25,29,33℃)的发育羽化情况及成蜂寿命、产卵量和后代性比,实验中光照为14：10(L：D),相对湿度控制为75％．结果表明,玉米螟赤眼蜂完成一代所需的发育时间随温度的升高而减少,在17℃时完成一代需要25．12d,而在33℃时仅需要8．11d;在17～25℃成蜂羽化率最高,33℃时最低,其次是29℃;雌蜂的寿命在17℃时最长为219h,但随温度的升高而缩短,在33℃时仅为19．20h;在21．25℃范围内,雌蜂产卵量达到最高;所设定的5个温度条件下发育的雌蜂,其所产的后代中雌性均超过雄性,后代雌性百分率在17～29℃达到高峰,但在33℃时有所下降．     

Providing context to the global code of practice for recreational fisheries

Abstract An in‐depth explanation of selected content of the European Inland Fisheries Advisory Commission’s ‘Code of Practice for Recreational Fisheries’ (CoP) is presented. The focus is on core areas that were intensely debated in the drafting the CoP. These include definition of recreational fishing, recreational fishing practices, fish welfare, recreational fisheries management and research. It is anticipated that the CoP for recreational fisheries promotes best practice and management principles for sustainable recreational fisheries, within the recreational fisheries sector and ancillary industries/sectors regionally, nationally, and ultimately globally. To be viable, the CoP for recreational fisheries must be adopted by the international community complementing the Code of Conduct for Responsible Fisheries of the Food and Agriculture Organization of the United Nations.     

二维码技术在发动机主轴瓦分选系统中的应用

介绍了二维码技术特性和优点,以及CFTEC发动机主轴瓦装配技术要求,然后阐述了发动机装配线主轴瓦分选系统的工作原理,体现了二维码技术在发动机主轴瓦分选系统中的应用优点。     

基于特征融合图像分割算法的生态廊道提取

为提取最短路径生态廊道且兼顾多种生物的迁徙可行性,提出基于特征融合图像分割算法的生态廊道提取方法。融合颜色特征与纹理特征得到生态廊道的感兴趣区域,构建卷积神经网络模型,将研究区景观分为林地、耕地、草地、水域等类型,据此构建路径栅格图;利用二维信息素更新策略、动态启发因子信息素因子策略改进传统蚁群算法,以栅格图为对象使用改进蚁群算法规划最短的生态廊道路径。结果表明,该方法图像分割F值在0.954～0.984之间,波动性小;提取的生态廊道路径相对较短、拐点较少,起始点与终点之间更容易实现物质流动。     

基于ResNet-CA的鱼群饱腹程度识别方法

投喂作为水产养殖过程中的一个关键环节,饵料的投喂量直接影响水产品的质量和养殖成本。然而,目前的投喂方法包括人工投喂和机器定时定量投喂,大多依靠人工经验,很难实现精准投喂。本文基于改进的ResNet34识别鱼群不同的饱腹程度。根据鱼群在不同饱腹阶段表现的摄食行为创建了含有5种不同饱腹程度的数据集,并采用数据增强操作对图像进行预处理。其次在原始模型ResNet34的基础上,本文提出使用坐标注意力机制,使模型在对图像进行特征提取的过程中能够做到专注于更大区域范围。并且使用深度可分离卷积的方式来代替传统卷积,减少模型参数量。为了评估改进的有效性,分析了改进后的模型在鱼群饱腹程度数据集上的性能,并将其与原模型ResNet34、AlexNet、VGG16、MobileNet-v2、GoogLeNet等经典卷积神经网络架构进行比较。综合实验结果表明,该模型相较于原模型参数量减少46.7%,准确率达到93.4%,相较于原模型提升3.4个百分点,同时改进后的模型在准确率、精确度、召回率等方面也都优于其他卷积神经网络。综上所述,本模型实现了性能与参数量之间的良好平衡,为后续模型在实际养殖环境中的部署并指导养殖户改善和制定投喂策略提供了可能。     

基于深度学习目标测定的大蒜收获切根装置设计与试验

为研究适用于大蒜联合收获的智能化切根装置,提出了基于机器视觉的非接触式定位切根方法,设计了一种基于深度卷积神经网络的大蒜切根试验台.试验台采用深度学习的方法,对采集到的图像进行目标检测,利用APP完成人机交互和结果显示,由深度卷积神经网络给定切根的切入位置,电机控制系统自动调整定位双圆盘切根刀完成切根处理.目标比较试验...