基于语义分割的食品标签文本检测

食品包装上的标签文本含有生产日期、营养成分、生产厂家等食品相关信息,这些不仅为消费者购买食品提供了重要依据,也有助于食品监督抽检机构发现潜在的食品安全问题。食品标签文本检测是食品标签自动识别的前提,有助于降低人工录入成本、提高数据处理效率。基于食品包装图像构建数据集,提出了一种基于语义分割的距离场模型,以检测食品标签。该模型包含像素分类和距离场回归两类任务,其中像素分类任务分割处理图像中的文本区域,距离场回归任务预测文本区域内的像素点到该区域边界的归一化距离。为提升模型的检测性能,在回归预测模块中通过增加注意力模块优化模型结构,并针对距离场回归任务损失值过小、影响模型训练优化问题对其损失函数进行了改进。消融实验结果表明,增加注意力模块和损失函数的改进使得模型的准确率分别提高了4.39、3.80个百分点,有效提高了检测准确率。食品包装图像数据集的对比实验表明,采用本文模型检测食品标签文本具有较好的性能,其召回率、准确率分别达到87.61%、76.50%。     

基于注意力机制的农业文本命名实体识别

针对农业智能问答系统构建过程中传统的农业命名实体识别方法依赖人工特征模板、特征信息提取不充分、实体名称多样导致标注不一致等问题,提出一种基于注意力机制的农业文本命名实体识别方法.采用连续词袋模型(Continuous bag of words,CBOW)对输入字向量进行预训练,丰富字向量特征信息,缓解分词准确度对性能的...     

基于分层特征对齐网络的小样本马铃薯病害叶片检测

针对传统马铃薯病害叶片检测方法过度依赖大量训练数据以及对未知病害识别泛化性不强的问题,提出一种基于分层特征对齐网络的小样本马铃薯病害叶片检测模型。首先,收集并整理包含多种病害类型的弱标注马铃薯病害叶片数据集。其次,在支持分支中建立文本语义和视觉语义的多模态双层特征语义表示,并利用预训练网络生成多个候选框。再次,利用卷积神经网络将候选框区域映射到深度特征空间,并借助无参数的度量方法实现文本语义与视觉语义的特征对齐。最后,将查询分支中的未知类病害图片与多模态视觉和文本语义关联集进行度量计算,根据相似度值快速给出待测图片中未知新类的病害类别。通过在自建的马铃薯病害叶片数据集和开源数据集上进行测试,所提出模型分别可以实现93.55%和96.35%的识别精度,在跨域数据集上可以实现95.15%和94.06%的识别精度,优于当前经典的目标检测模型,具有一定的实际应用价值。     

基于注意力机制和边缘感知的田梗提取模型

田埂精确提取是数字化农业管理的重要前提。针对由于遮挡、斑秃等因素干扰,给基于语义分割方法提取田埂带来困难问题,提出一种基于注意力机制和边缘感知模块的U-Net网络实现田埂提取。首先,将多信息注意力引入U型分割网络的下采样中,增强相邻层之间的上下文信息,提升对田埂区域语义特征的表示能力。其次,将边缘感知分割模块应用至U-Net解码部分的每一层,在不同语义特征层提取田埂边缘信息,提高田埂区域语义分割精度。最后,联合边缘感知损失与语义分割损失构建联合损失函数,用于整体网络优化。通过对安徽省淮北市濉溪县小麦基地采集的无人机麦田数据集进行训练和模型验证,实验结果表明,本文模型语义分割像素准确率高达95.57%,平均交并比达到77.48%。     

融合注意力机制的小麦赤霉病语义分割网络

小麦赤霉病是导致小麦大幅度减产的病害之一,对其开展自动识别研究具有重大意义。然而,传统方法一般通过阈值、色彩直方图等在农田复杂背景下开展小麦赤霉病的分割识别研究,其分割识别精确度较差并且泛化能力也不尽如意。为了在节省大量人力成本的同时对小麦赤霉病病斑进行快速、准确地分割从而辅助农业工作者对小麦患病的严重程度进行确认并开展后续的针对性研究,提出一种融合卷积神经网络和注意力机制的小麦赤霉病语义分割网络模型UNetA。该模型依据小麦赤霉病数据集的特点,使用融合了位置自注意力和空间注意力的注意力机制模块,并将注意力机制模块融入改进了的UNet结构中,再利用加权交叉熵损失函数来衡量预测值与实际值的差距同时缓解样本不均衡问题。试验结果表明,与现有的经典网络模型相比,UNetA模型的分割精度和实时性明显占据优势,其MIoU值达到83.90%,分割单张图像所用平均时间仅为0.588 0 s。     

基于多头自注意力机制的茶叶采摘点语义分割算法

茶叶采摘点定位是茶叶选择性采摘的关键技术之一,在茶树采摘场景中,存在采摘点尺度小、背景干扰大、光照情况复杂等问题,导致准确分割茶叶采摘点成为难题。本研究针对茶园场景下采摘点精确分割问题,构建了一种基于多头自注意力机制结合多尺度特征融合的语义分割算法——RMHSA-NeXt。首先使用ConvNeXt卷积神经网络提取图像特征;其次构造基于残差和多头自注意力机制的注意力模块,将模型注意力集中于分割目标,增强重要特征的表达;再次通过多尺度结构(Atrous spatial pyramid pooling, ASPP)将不同尺度的特征进行融合,在其中针对采摘点特性,在融合过程中使用条状池化(Strip pooling),减少无用特征的获取;最后通过卷积以及上采样等操作完成信息的解码,得出分割结果。试验表明,茶园环境下该模型可以对采摘点进行有效分割,模型的像素准确率达到75.20%,平均区域重合度为70.78%,运行速度达到8.97 f/s。基于相同测试集将本文模型与HRNet V2、EfficientUNet++、DeeplabV3+、BiSeNet V2模型进行对比,结果表明相比于其他模型同时...     

基于机器视觉的穴盘苗检测试验研究

针对穴盘苗出现空穴和不合格坏苗,影响蔬菜种苗销售价格,不利于机械化移栽及后续栽培,而人工剔苗补苗费时费力的问题,提出了利用机器视觉技术检测穴盘苗空穴及不合格苗、传输检测结果的方法,为穴盘苗自动化剔除空穴与不合格苗及补苗作业提供技术基础。穴盘苗空穴及不合格苗检测硬件系统由工业相机、PC机及PLC构成,通过CKVisionBuilder软件对图像进行处理,获取每个穴孔区域的像素数量,判断幼苗状态,并将获取的判断结果传输至PLC中。试验结果表明:苗龄13天的72穴意大利生菜、白玫瑰白菜及广府1号油菜心穴盘苗坏穴的检测正确率达到95.8%以上。     

基于计算机视觉的茶叶色泽检测研究

我国茶叶种植面积和产量均为世界第一,是特色农业的重要组成部分;但我国茶叶品质检测体系不完善,分级技术水平不高,影响了产品在国际市场上的竞争力。传统的茶叶分级是由人工分析判断,具有较大的局限性。计算机视觉是一种新型的图像处理技术,已经应用于茶叶品质分析。为此,将拍摄的茶叶和茶水图像进行预处理、灰度化和阈值分割,获得目标轮廓并分析颜色特征,并通过建模集样本确定用于色泽检测的特征量,然后对检验集样本进行色泽检测。结果表明:检验集中被错误识别的茶叶种类极少,总体的识别准确率达到9 0%,为准确评价茶叶的色泽品质提供了技术支持。     

基于U-Net网络的果园视觉导航路径识别方法

针对视觉导航系统在果园环境中面临的图像背景复杂、干扰因素多等问题,提出了一种基于U-Net网络的果园视觉导航路径识别方法。使用Labelme对采集图像中的道路信息进行标注,制作果园数据集;基于U-Net语义分割算法在数据增强的基础上对全卷积神经网络进行训练,得到道路分割模型;根据生成的道路分割掩码进行导航信息提取,生成路径拟合中点;基于样条曲线拟合原理对拟合中点进行多段三次B样条曲线拟合,完成导航路径的识别;最后进行了实验验证。结果表明,临界阈值为0.4时,语义分割模型在弱光、普通光以及强光照条件下的分割交并比分别为89.52%、86.45%、86.16%,能够平稳实现果园道路像素级分割;边缘信息提取与路径识别方法可适应不同视角下的道路掩码形状,得到较为平顺的导航路径;在不同光照和视角条件下,平均像素误差为9.5像素,平均距离误差为0.044 m,已知所在果园道路宽度约为3.1 m,平均距离误差占比为1.4%;果园履带底盘正常行驶速度一般在0～1.4 m/s之间,单幅图像平均处理时间为0.154 s。在当前果园环境和硬件配置下,本研究可为视觉导航任务提供有效参考。     

基于计算机视觉的花生霉变程度检测

花生是重要的油料作物,且富含蛋白质和维生素,具有很高的食用价值。黄曲霉和寄生曲霉能引起花生的霉变,产生强致癌物质黄曲霉素,对人类健康产生严重的威胁。通过对霉变程度的检测,可以为霉变花生的清选提供条件,极大地提高花生食用的安全性。为此,基于计算机视觉技术,用相机拍摄花生的图像,采用维纳滤波处理去除噪音,用B分量进行图像分割后获得目标区域图像。选用H颜色分量作为反映花生霉变程度的特征参数,根据设定的阈值评判霉变等级。该方法对花生霉变程度检测的准确率超过93%,处理单张图像耗时1 s,可以满足实时检测的要求,为花生的在线分选提供了技术支撑。     

基于灰度截留分割与十色模型的马铃薯表面缺陷检测方法

为探索基于计算机视觉的马铃薯表面缺陷检测新方法,该研究提出能将马铃薯表面疑似缺陷一次性分离出来的快速灰度截留分割方法和用于缺陷识别的十色模型。选择面积比率和十色比率作为缺陷判别特征,对分割出来的深色部位采用阈值法进行缺陷识别。采用基于快速G与亮度截留分割的2种方法对发芽进行识别。通过对326个马铃薯样本的652幅正反面图像进行试验,基于十色模型的缺陷识别方法对分割出来的深色区域的正确识别率为93.6%,基于快速G与亮度截留分割2种方法结合对有芽体图像的正确识别率为97.5%,马铃薯表面缺陷正确检测率为95     

农业类颗粒体物料蓬松机构设计与试验

针对农业类颗粒体物料久置、潮解后易于粘结等实际问题,设计一种使特定工况下结成团或块状的颗粒体农业物料变得蓬松的机构。首先,选取轴式螺旋轴为螺旋叶片主轴,机构单次最大工作量为60 kg,设计螺旋叶片宽度为127.5 mm,内缘叶片厚度为20 mm,外缘叶片厚度为10 mm。运用SolidWorks软件和simulation工具对叶片进行刚度和强度校核分析。然后,利用单因素变量试验分析法探讨颗粒体的特性以及颗粒群在进入到机构内的运动规律,研究颗粒块体积和螺旋叶片转速对颗粒体蓬松率的影响。最后,设置电机转速和单次工作量两个参数,采用颗粒物料试验验证法研究机构的工作效率和蓬松率以验证机构的实用性。研究结果表明：所设计的机构具有良好的可靠性和稳定性,蓬松机构转速与蓬松率呈正相关,颗粒体体积与蓬松率呈负相关,以结块的硫酸铵饲料颗粒为试验对象,在电机转速1 000～1 200 r/min时,块状颗粒体蓬松率能达到98.23%以上。     

对接岗位标准的《农产品快速检测》课程改革与实践

在“产教融合、校企合作”背景下，《农产品快速检测》课程改革以校企合作为基础，以企业岗位真实工作任务为主导，及时将新技术、新要求、新规范纳入教学标准和教学内容，以工作任务为线，以具体检测项目为点，构建六位一体式课程体系，开展企业教师+思政教师+专业教师的“分析岗位—任务选择—对接课程—分步实施”的“三师四步”技术对接，形成对接岗位标准的《农产品快速检测》课程课程改革新模式，促进课程技术创新化、任务分解化、技能实训化、活动丰富化、成果多元化，实现改革良好效果。     

基于计算机视觉和声学响应信息融合的鸡蛋裂纹检测

为了提高对鸡蛋裂纹识别的准确性,建立利用计算机视觉和声学响应信息融合技术检测鸡蛋裂纹的系统,首先采集和分析鸡蛋被敲击后的声音信号,提取了4个特征频率、偏斜度平均值和崤度平均值共6个特征参数,作为人工神经网络的输入量,创建了结构为6-15-1的3层BP神经网络模型判别鸡蛋裂纹。其次,利用计算机视觉系统获取鸡蛋表面图像,提取了区域面积、圆形度、区域长径、短径和长短径之比共5个特征参数,作为BP人工神经网络的输入量,创建了结构为5-10-1的3层BP神经网络模型识别鸡蛋裂纹。最后,根据计算机视觉与声学响应技术检     

计算机视觉技术在番茄损伤区域自动检测中的应用

农产品品质检测与分级是流通和加工过程中的一个重要环节,其检测与分级水平不仅直接关系到人民的健康,而且还是国际、国内农产品市场竞争的重要因素。为此,研究了图像处理的去除噪声、图像分割、图像增强等多种低层处理的方法,建立用区域增长法进行番茄表面缺陷区域检测,实验证明番茄损伤检测的准确率不低于90%。     

融合强化注意力机制的农田杂草识别方法

针对农作物与杂草交叉生长,导致杂草等目标难以识别的问题,提出一种融合强化注意力机制的农田杂草识别方法。首先,利用主干网络进行特征提取,并在此基础上提出一种强化注意力模块,从水平和垂直等两个维度细粒度进行位置特征编码,通过计算原始主干网络提取的特征与位置编码之间的偏移量,强化目标物体的定位与识别;然后,在单层注意力机制的基础上,引入上下文关系链条,进一步强化模型的泛化性能,最后,结合迁移学习的训练方式缓解小样本数据集极易造成过拟合的问题。通过测试单一目标物体和交叉生长的多目标物体在晴天、雨天和阴天等多场景环境下的识别性能,结果表明,本文方法分别可以实现单一目标物体和交叉生长的多目标物体92.84%和90.01%的平均识别准确率。     

基于改进支持向量机算法的农业害虫图像识别研究

为提高农业害虫图像识别效果,采用改进支持向量机算法.首先通过交叉验证优化惩罚因子,Manhattan距离确定核函数选择;然后建立农业害虫图像的特征模型,包括颜色特征、纹理特征、形状特征;接着对害虫图像多特征融合识别,各种害虫的颜色特征、纹理特征、形状特征所分配的权值通过Fisher计算,避免害虫识别误判的发生.试验仿真...     

农业物料定向输送预处理技术研究进展

农业物料定向输送预处理技术是提高农产品加工自动化程度的重要手段,在农业物料进行加工之前进行姿态的固定,可以有效减少农产品加工过程的损伤率,提高农产品的加工效率。为此,分析国内农业物料定向输送预处理技术的研究进展,围绕对辊定向输送、振动定向输送、传动带定向输送等方法进行对比分析,阐明其定向机理及装备应用场合。通过对比分析可以看出当前我国农业物料定向预处理技术不够成熟,相关定向输送装置标准化程度低,适应性差,以及相关基础研究不足的问题。针对以上问题未来需要加强农产品物理特性研究,提高定向输送装置的适应性,同时采取多种定向输送预处理技术联合定向,提高农产品加工过程中定向的成功率。