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国家自然科学基金(11372155): 作品数：17 被引量：84H指数：6; 相关作者：于合龙温长吉吴晖霞刘寒静李卓识更多>>; 相关机构：吉林农业大学吉林大学明尼苏达大学更多>>; 发文基金：国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金吉林省自然科学基金更多>>; 相关领域：自动化与计算机技术农业科学电子电信理学更多>>

基于改进稠密胶囊网络模型的植物识别方法被引量：8: 2020年; 植物识别意义重大,但是由于植物种类繁多,规模数据集标注和构建困难,因此植物物种识别作为精细分类任务仍然面临巨大挑战。该研究提出一种改进稠密胶囊网络模型用于植物物种识别。首先,在网络初始端引入自注意力层,通过增加特征图中待识别区域的特征权值以降低背景信息对于识别任务的干扰。其次,在改进模型胶囊层间使用局部约束动态路由算法,实现局部区域内胶囊路由选择和转换矩阵共享机制,降低网络参数规模,减小网络训练学习计算负载。在试验数据集上计算结果表明,当输入图片尺度为32×32像素时,该研究模型平均识别准确率为77.2%,参数规模仅为1.8M。当输入图片尺度为227×227像素时,该研究模型平均识别准确率为95.1%,参数规模仅为5.2M。试验结果表明提出的改进稠密胶囊网络模型在识别分类和降低模型参数规模上均有大幅提升。; 温长吉娄月张笑然杨策刘淑艳于合龙; 关键词：植物机器视觉动态路由算法

基于多注意力机制级联LSTM模型的猪脸表情识别被引量：8: 2021年; 面部表情是传递情感的重要信息,是家畜生理、心理和行为的综合反映,可以用于评估家畜福利。由于家畜面部肌群结构简单,因此家畜面部不同区域的细微变化对于表情的反映较难识别。该研究提出一种基于多注意力机制级联LSTM框架模型(Multi-attention Cascaded Long Short Term Memory,MA-LSTM)对家猪时序面部表情进行分类识别。首先通过简化的多任务级联卷积结构实现帧图像中猪脸的快速检测与定位,去除非猪脸区域对于识别性能的影响。其次提出一种多注意力机制模块,利用不同特征通道视觉信息不同相应峰值响应区域也不同这一特性,通过对峰值响应相近区域进行聚类捕获表情变化引起的面部显著性区域,实现对面部细微变化的关注。在自标注构建的家猪表情数据集上的试验结果表明,该研究提出的多注意力机制级联LSTM模型在4类表情的平均识别准确率为91.826%,对比关闭多注意力机制模块平均识别准确率平均提升6.3个百分点,同时误分率也有较为明显的降低。对比其他常用面部表情识别算法LBP-TOP、HOG-TOP、ELRCN、STC-NLSTM,MA-LSTM模型平均识别精度分别提升约32.6、18.0、5.9和4.4个百分点。试验结果验证了该研究提出的多注意力机制级联LSTM模型在猪脸表情识别的有效性。; 温长吉张笑然吴建双杨策李卓识石磊石磊; 关键词：表情识别

基于均值滤波的改进Canny算法在核磁共振图像边缘检测中的应用被引量：11: 2016年; 以腰椎间盘的核磁共振图像(MR图像)为研究对象,采用Canny算法进行边缘提取,并针对MR图像灰度变化不明显的特点,预先对图像分别进行对比度增强和锐化处理。同时针对Canny算法中由于高斯滤波器导致的噪声敏感性问题,对传统Canny算法进行改进,将高斯滤波器改为均值滤波器。试验结果表明,相比于传统算法,运用基于均值滤波改进的Canny算法对增强对比度后的MR图像进行边缘检测,在真实边缘检出率相同、算法复杂度相同的情况下,噪声检出率降低了90%。; 李健李赫宇姚汝婧吴林; 关键词：信息处理技术 CANNY算法均值滤波 MR图像

基于颜色系数反向粒子群模型的田间作物分割方法被引量：5: 2018年; 针对复杂多变的农田环境下,田间作物分割既要保留农田作物完整外部形态信息,又要满足农田作业速度的要求,该文提出一种基于反向变异粒子群优化(reverse mutation-particle swarm optimization,RM-PSO)算法提取最优颜色系数的田间作物分割方法。该分割方法分为离线和在线2个部分,离线部分采用反向变异策略提高了初始粒子群群体质量及算法的搜索效率,避免算法早熟收敛,陷入局部最优,引入满意度函数对最优颜色系数进行评价,提取全局最优颜色系数。在线部分采用离线提取的最优颜色系数对作物图像灰度化,进而对灰度化后图像进行阈值分割得到最终的分割结果。试验结果表明,该文方法平均错分率(error distinguish rate)仅为4.8%,低于HSI算法、EXG法以及Mean-shift神经网络分割算法的11.3%、19.5%、5.7%;标准差值为3.1%,相较于HSI算法的7.2%、EXG法的14.7%、及传统PSO方法的7.9%,该文算法具有更高的稳定性;平均处理时间为0.311 s,而HSI方法为0.908 s,Mean-shift神经网络分割算法为1.942 s。该方法不仅能够保证不同光照及不同景物干扰下作物外部形态信息完整,同时处理速度快,鲁棒性好,具有较高的实际应用价值。; 徐艳蕾朱炽阳李陈孝张奇孟笑天王新东; 关键词：作物图像分割粒子群优化

柔性贴片式在线测温装置及其在植物叶温测量中的应用: 2020年; 为准确测量及监控植物的叶片温度(简称叶温),提出一种基于柔性基质的温度传感器贴片(简称柔性温度计)来测量植物叶温的方法。首先,采用石墨烯纳米片为感温元件,对其工作原理进行阐述,使用蓝牙传输模式,开发无线测温系统。其次,为保证系统测温的准确性,提出一种标定算法对柔性温度计进行标定,通过双面胶将植物叶片与柔性温度计相连接,最终达到厚为2 mm,质量为4.9 g的轻薄装置。最后测试了柔性温度计在君子兰中应用的可靠性;通过求平均值法,柔性温度贴片的精确度能达到0.05℃。试验证明,柔性温度计具有准确、可靠、可持续监控等优点,使得对植物的测温工作更加简单、便捷。; 于合龙李赞陈静刘鹤; 关键词：植物温度传感器叶温

植物叶片面积精确测量系统的设计与开发被引量：3: 2019年; 设计了植物叶面积精确测量系统,首先设置参照图像,采集带有参照图像的叶片图像,然后统计像素点数,最后进行比例尺换算测定叶面积。通过预处理、校正图像,提高测量精确度,克服了传统测量系统步骤繁琐和设备复杂的缺点,能够快速、无损地测量植物叶片面积。为验证系统精确度,采集45张叶片分别与打孔法、称质量法测定叶面积比较。结果表明,在保证精度的同时能够实现快速、无损的测量叶片面积,并通过碎片验证法验证本系统精度在98%以上。; 张奇徐艳蕾朱炽阳王增辉孟笑天王新东; 关键词：图像处理无损检测程序设计系统开发

纹理植物叶片三维可视化系统设计与试验被引量：2: 2016年; 植物叶片的三维可视化研究已经成为虚拟植物研究热点之一。为实现带纹理植物叶片的三维可视化,本文根据叶片自身特征信息,设计并实现一种基于图像的纹理植物叶片三维可视化系统。首先,根据双目立体视觉原理,结合一种改进的张正友标定算法和数字图像相关技术实现植物叶片的三维坐标测量算法研究;然后,设计植物叶片三维可视化软硬件测量系统,通过C++结合OpenCV编程实现本文算法,Matlab2010绘图实现叶片三维可视化;最后,本系统对网纹草叶片三维可视化测量,结果表明本系统可精确实现带纹理植物叶片的三维可视化,为虚拟植物叶片提供一种方法。; 于合龙刘寒静吴晖霞黄浦丁民权郝明明; 关键词：图像植物叶片纹理三维可视化

基于深度卷积条件生成对抗网络的虫害分类算法研究被引量：8: 2020年; 虫害识别是防治的关键环节,但是由于虫害自身的动态性、稳定性、变态性以及种群规模庞大形态各异等特点,因此传统图像分类识别方法面临巨大挑战。本文提出一种基于深度卷积条件生成对抗网络的虫害识别方法。首先,利用空间金字塔层(SPP)嵌入鉴别器的卷积层之后,使得分类的图像可以有固定大小,尺寸一致的效果,不仅可以使得模型获取到必要的图像特征,而且大大提高了模型的收敛速度。其次将深度卷积条件生成对抗网络中的交叉熵损失函数改为最小二乘损失函数,使得最小二乘损失在一点达到饱和,从而增强模型训练的稳定性。最后使用RMSprop优化器对模型进行迭代优化,使得模型能够更快地收敛,增强模型稳定性,减小网络整体的波动。统计训练过程中各项参数变化分析,与其他方法相比,深度卷积条件生成对抗网络在分类准确率和实验稳定性方面都有较为明显的优势,该文所提出的分类准确率高达96.8%,明显优于对比算法。试验结果表明该文提出的虫害分为算法具有较高的准确率和较好的稳定性,可以为相关研究工作提供借鉴意义。; 王铎温长吉王希龙李卓识于合龙; 关键词：图像处理

基于手机LBS和移动GIS的玉米精准施肥决策系统被引量：2: 2019年; 移动互联网快速发展和智能手机在农村普及为进一步完善精准施肥系统提供了有利条件。以当前主流的Android手机操作系统为平台,运用GPS定位、Baidu Map API和数据库等相关技术,设计并实现了基于手机LBS和移动GIS的玉米精准施肥系统。该系统通过无线网络进行用户端与服务器端的信息交互,服务器端运用土壤肥力丰缺指标法、玉米喜肥特性法以及养分平衡算法对数据进行分析和处理,生成施肥方案并推送给用户。结合测试表明,该系统通过GPS定位,定点定位误差<4 m,各模块响应速度在5～15 s。; 于合龙吴晖霞吴晖霞刘寒静许荣泽; 关键词：移动GIS LBS 玉米精准施肥

水稻质量安全可追溯系统被引量：14: 2018年; 针对水稻质量安全问题,以珲春水稻为研究对象,结合利用物联网技术、RFID技术、条码技术,利用petri网模型设计并实现了水稻质量安全可追溯物联网系统。系统通过采用浏览器/服务器(Browser/Server)模式对水稻的种植信息、农事信息、加工及质量检测信息、物流运输及终端销售各个环节进行实时跟踪与记录,并将各个环节中所产生的数据通过无线局域网、移动通讯网(3G/4G)、互联网等动态传输网络传输至系统服务器,通过分析与整理形成溯源码。消费者通过扫描溯源码,可以方便快捷的查询到所购买大米的相关追溯信息,真正的实现水稻生产、管理、加工、销售一体化。; 于合龙张恒维刘杰许荣泽; 关键词：物联网 PETRI网模型可追溯系统 RFID技术一体化

国家自然科学基金(11372155)

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