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机器视觉在农业生产中的应用研究 被引量:50
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作者 刁智华 王会丹 魏伟 《农机化研究》 北大核心 2014年第3期206-211,共6页
机器视觉技术因其非破坏性、精度高、速度快等特点,在现代农业生产中得到广泛应用。基于前人研究成果和文献分析,综述了近年来机器视觉技术在农产品质量分级与检测、农田病虫草害控制、农业自动采摘系统、农作物生长过程检测以及农业机... 机器视觉技术因其非破坏性、精度高、速度快等特点,在现代农业生产中得到广泛应用。基于前人研究成果和文献分析,综述了近年来机器视觉技术在农产品质量分级与检测、农田病虫草害控制、农业自动采摘系统、农作物生长过程检测以及农业机械导航等方面的国内外研究进展,并对机器视觉技术在各领域的研究情况进行分析和总结,提出了机器视觉技术在农业生产应用中存在的问题和未来的研究方向。 展开更多
关键词 机器视觉 病害识别 质量分级 自动采摘 导航
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基于支持向量机的玉米叶部病害识别 被引量:34
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作者 宋凯 孙晓艳 纪建伟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第1期155-157,共3页
针对玉米叶部病害图像的特点,提出将支持向量机(SVM)组成的多分类器应用于多种玉米叶部病害识别中。首先利用L ive-W are分割算法分割出玉米叶部病灶,再利用小波特征提取算法提取病灶的特征向量,最后利用支持向量机分类方法进行病害的... 针对玉米叶部病害图像的特点,提出将支持向量机(SVM)组成的多分类器应用于多种玉米叶部病害识别中。首先利用L ive-W are分割算法分割出玉米叶部病灶,再利用小波特征提取算法提取病灶的特征向量,最后利用支持向量机分类方法进行病害的识别。玉米叶部病害图像识别试验结果表明,支持向量机分类方法适合小样本情况,具有良好的分类能力,适合多种玉米叶部病害的分类。不同的分类核函数的相互比较分析表明,径向基核函数最适合玉米病害的分类识别。 展开更多
关键词 支持向量机 特征向量 多分类器 病害识别 玉米叶部病害
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基于改进卷积神经网络的复杂背景下玉米病害识别 被引量:36
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作者 樊湘鹏 周建平 +1 位作者 许燕 彭炫 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期210-217,共8页
为解决田间环境复杂背景下病害识别困难、识别模型应用率低的问题,提出了一种基于改进卷积神经网络的玉米病害识别方法,探讨了数据集的品质对建立模型性能的影响。利用复杂背景下的玉米病害图像进行数据增强、背景去除、图像细分割和归... 为解决田间环境复杂背景下病害识别困难、识别模型应用率低的问题,提出了一种基于改进卷积神经网络的玉米病害识别方法,探讨了数据集的品质对建立模型性能的影响。利用复杂背景下的玉米病害图像进行数据增强、背景去除、图像细分割和归一化等处理,设计了具有5层卷积、4层池化和2个全连接层的卷积神经网络结构,利用L2正则化和Dropout策略优化网络,对复杂背景下的玉米9种病害进行识别训练和测试,优化后的CNN模型平均识别精度为97.10%,比未优化的网络模型提高9.02个百分点。利用不同大小、不同品质的数据集对优选网络进行训练和测试,数据增强后比原始样本平均识别精度提高了28.17个百分点;将复杂背景去除后,模型性能进一步提升,识别精度达到97.96%;对数据集进行细分割处理后,平均识别精度为99.12%,表明卷积神经网络需要大量的训练数据,且数据集需有一定的代表性和品质。开发了基于移动端的玉米田间病害识别系统,系统测试结果表明,平均识别准确率为83.33%,系统能够实现田间复杂环境下的玉米病害识别。 展开更多
关键词 玉米 病害识别 改进卷积神经网络 复杂背景 手机识别系统
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卷积神经网络在黄瓜叶部病害识别中的应用 被引量:33
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作者 张善文 谢泽奇 张晴晴 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第1期56-61,共6页
针对传统黄瓜病害识别方法中提取到的分类特征容易受病害叶片形态多样性、光照和背景影响的问题,提出了一种基于卷积神经网络的黄瓜病害识别方法,并建立了一个具有6种黄瓜病害的155 000多幅训练叶片图像数据库。根据病害叶片图像的复杂... 针对传统黄瓜病害识别方法中提取到的分类特征容易受病害叶片形态多样性、光照和背景影响的问题,提出了一种基于卷积神经网络的黄瓜病害识别方法,并建立了一个具有6种黄瓜病害的155 000多幅训练叶片图像数据库。根据病害叶片图像的复杂性,利用卷积神经网络从该数据库中自动学习黄瓜病害叶片图像的属性特征,再利用Softmax分类器进行分类。试验结果表明,与基于特征提取的传统病害识别方法相比,该方法的识别性能较高。 展开更多
关键词 黄瓜 病害识别 卷积神经网络 特征提取 Softmax分类器
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基于核K-均值聚类算法的植物叶部病害识别 被引量:28
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作者 王守志 何东健 +1 位作者 李文 王艳春 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期152-155,共4页
针对植物叶部病害图像的特点,首先对采集到的玉米病害彩色图像采用矢量中值滤波法去除噪声,然后提取玉米病叶彩色图像的纹理特征和颜色特征作为特征向量,利用Mercer核,把输入空间的样本映射到高维特征空间进行K-均值聚类以及植物病害识... 针对植物叶部病害图像的特点,首先对采集到的玉米病害彩色图像采用矢量中值滤波法去除噪声,然后提取玉米病叶彩色图像的纹理特征和颜色特征作为特征向量,利用Mercer核,把输入空间的样本映射到高维特征空间进行K-均值聚类以及植物病害识别。试验涉及的4种玉米病害识别正确率达82.5%,核K-均值聚类方法适合玉米叶部病害分类。 展开更多
关键词 植物病害 病害识别 核K-均值聚类
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基于PCA-SVM的麦冬叶部病害识别系统 被引量:29
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作者 刘翠翠 杨涛 +2 位作者 马京晶 孙付春 李晓晓 《中国农机化学报》 北大核心 2019年第8期132-136,共5页
以川麦冬叶部黑斑病、炭疽病、叶枯病3种病害图像为研究对象,采用K-Means聚类分割技术分离出病斑,通过对颜色、形状和纹理特征构成的46维特征向量进行主成分分析,再运用支持向量机设计的多级分类器进行病害识别,开发出的麦冬叶部病害识... 以川麦冬叶部黑斑病、炭疽病、叶枯病3种病害图像为研究对象,采用K-Means聚类分割技术分离出病斑,通过对颜色、形状和纹理特征构成的46维特征向量进行主成分分析,再运用支持向量机设计的多级分类器进行病害识别,开发出的麦冬叶部病害识别系统识别率达到了94.4%,表明了系统对麦冬病害防治,促进麦冬产业现代化发展有重要意义。 展开更多
关键词 麦冬 主成分分析 支持向量机 病害识别
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基于卷积神经网络的草莓叶部白粉病病害识别 被引量:28
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作者 杨晋丹 杨涛 +5 位作者 苗腾 朱超 沈秋采 彭宇飞 梅珀彰 党雨晴 《江苏农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第3期527-532,共6页
针对计算机视觉下草莓叶部白粉病病害的识别,提出了一种基于卷积神经网络的病害识别模型。首先,设计了3种网络深度(经过3、4和5次卷积操作)与3种卷积核(5×5、3×3,5×5、3×3混合)交叉组合共9种不同网络深度与卷积核... 针对计算机视觉下草莓叶部白粉病病害的识别,提出了一种基于卷积神经网络的病害识别模型。首先,设计了3种网络深度(经过3、4和5次卷积操作)与3种卷积核(5×5、3×3,5×5、3×3混合)交叉组合共9种不同网络深度与卷积核尺寸的卷积神经网络结构;其次,分别选择了4种采样层构建方法(均值池化、最大值池化、中间值池化和混合池化);最后,进行了9组训练集与测试集不同比例的模型识别。结果表明,基于混合池化的CNN-9模型(卷积核尺寸5×5,3×3;卷积神经网络深度11)表现最好,对草莓叶部白粉病病害的正确识别率达到98.61%。该方法可较好地实现草莓叶部白粉病病害的识别,且图像预处理步骤简单,易推广,可用于草莓白粉病病害的实时监测。 展开更多
关键词 卷积神经网络 草莓白粉病 病害识别 采样层构建方法
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基于复杂环境的番茄叶部图像病虫害识别 被引量:22
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作者 杨英茹 吴华瑞 +3 位作者 张燕 朱华吉 李瑜玲 田国英 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第9期177-186,共10页
针对复杂环境下番茄叶部图像因其背景复杂导致病害识别较为困难,以温室大棚内采集的番茄叶部图像作为研究对象,对番茄白粉病、早疫病和斑潜蝇三种常见病虫害,提出一种结合颜色纹理特征的基于支持向量机(SVM)的CCL-SVM的复杂环境番茄叶... 针对复杂环境下番茄叶部图像因其背景复杂导致病害识别较为困难,以温室大棚内采集的番茄叶部图像作为研究对象,对番茄白粉病、早疫病和斑潜蝇三种常见病虫害,提出一种结合颜色纹理特征的基于支持向量机(SVM)的CCL-SVM的复杂环境番茄叶部图像病害识别方法。CCL-SVM方法为实现小样本及复杂背景环境下的快速识别,首先采用滑动窗口将原始番茄叶部病害图像切割成小区域图像,选取不包含背景的小区域图像样本作为试验样本,从而实现样本数量和样本多样性的增加,并降低样本复杂背景的影响。通过对样本数据抽取颜色纹理特征(CCL),采用SVM模型对番茄早疫病、白粉病、斑潜蝇和健康叶片分类识别。试验结果表明,提出的CCL-SVM方法比Gray-SVM对番茄叶片病害种类的识别性能得到大幅提升,识别率从60.63%提升到97.5%;CCL-SVM方法识别精度高于对比的深度学习网络VGG16和Alexnet方法,且每个小区域图像的平均测试时间远低于深度学习网络。本文设计的CCL-SVM方法具有减小复杂背景影响,计算量小及系统要求低的优点,为复杂环境下番茄病害快速识别提供一种新的思路。 展开更多
关键词 番茄 复杂环境 滑动窗口 病害识别 CCL-SVM
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基于注意力残差机制的细粒度番茄病害识别 被引量:22
9
作者 胡志伟 杨华 +1 位作者 黄济民 谢倩倩 《华南农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期124-132,共9页
【目的】解决温室环境下细粒度番茄病害识别方法不足问题。【方法】以早、晚期5种番茄病害叶片为研究对象,提出一种基于注意力与残差思想相结合的新型卷积神经网络模型ARNet。通过引入多层注意力模块,层次化抽取病害分类信息,解决早期... 【目的】解决温室环境下细粒度番茄病害识别方法不足问题。【方法】以早、晚期5种番茄病害叶片为研究对象,提出一种基于注意力与残差思想相结合的新型卷积神经网络模型ARNet。通过引入多层注意力模块,层次化抽取病害分类信息,解决早期病害部位分散、特征难以提取难题;为避免网络训练出现退化现象,构建残差模块有效融合高低阶特征,同时引入数据扩充技术以防止模型过拟合。【结果】对44295张早、晚期病害叶片数据集进行模型训练与测试的结果表明,与VGG16等现有模型相比,ARNet具有更好的分类表现,其平均识别准确率达到88.2%,显著高于其他模型。ARNet对早期病害识别准确率明显优于晚期病害,验证了注意力机制在提取细微区域特征上的有效性,且在训练过程中未发生过度抖动的状况。【结论】本文提出的模型具有较强鲁棒性和较高稳定性,在实际应用中可为细粒度番茄病害智能诊断提供参考。 展开更多
关键词 细粒度 注意力机制 残差网络 卷积网络 番茄叶片 病害识别
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基于卷积神经网络的玉米病害识别方法研究 被引量:20
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作者 王国伟 刘嘉欣 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第2期139-145,共7页
为解决传统的玉米病害识别方法中特征提取主观性强及误识率高的问题,提出利用卷积神经网络对玉米病害进行识别。以玉米病害图像和健康图像共5种类别的玉米图像为研究对象,并采用LeNet模型进行试验。首先,按照8∶2的比例为每种玉米病害... 为解决传统的玉米病害识别方法中特征提取主观性强及误识率高的问题,提出利用卷积神经网络对玉米病害进行识别。以玉米病害图像和健康图像共5种类别的玉米图像为研究对象,并采用LeNet模型进行试验。首先,按照8∶2的比例为每种玉米病害图像选择训练集和测试集。然后,通过试验组合和对比分析的方法比较不同卷积神经网络结构设置对准确率的影响,选出最佳参数。另外,选用Adam算法代替SGD算法来优化模型,通过指数衰减法调整学习率,将L2正则项添加到交叉熵函数中,并选择Dropout策略和ReLU激励函数。最后,确定了一个10层CNN网络结构。试验结果显示,玉米花叶病、灰斑病、锈病、叶斑病和玉米健康识别率分别为95.83%、90.57%、100%、93.75%、100%,平均识别率达96%,平均计算时间为0.15 s。经试验结果比较,该模型识别效果明显高于传统方法,为玉米病害的防治提供技术支持。 展开更多
关键词 卷积神经网络 玉米图像 LeNet模型 病害识别
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湖北省浩口地区农村居民慢性阻塞性肺疾病认知情况的调查分析 被引量:19
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作者 马静 刘先胜 +5 位作者 赵建平 刘辉国 谢俊刚 熊维宁 徐永健 张珍祥 《华中科技大学学报(医学版)》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期356-358,共3页
目的了解湖北省浩口地区农村居民对慢性阻塞肺疾病(COPD)的认知情况,为进一步制定针对性的健康教育和管理策略提供依据。方法采取分层整群随机抽样方法,对浩口地区年龄≥40岁的农村居民1 554人进行调查。采用统一的流行病学调查表格,并... 目的了解湖北省浩口地区农村居民对慢性阻塞肺疾病(COPD)的认知情况,为进一步制定针对性的健康教育和管理策略提供依据。方法采取分层整群随机抽样方法,对浩口地区年龄≥40岁的农村居民1 554人进行调查。采用统一的流行病学调查表格,并进行体检和肺功能检测,以支气管舒张试验后(FEV1/FVC)×100%<70%作为COPD的诊断标准。结果共检出COPD患者173例,其中Ⅰ级63例(36.42%)、Ⅱ级74例(42.77%)、Ⅲ级32例(18.50%)、Ⅳ级4例(2.31%)。被调查者中无人了解COPD这一疾病名称及COPD急性加重的概念。有132人(8.49%)认为COPD的发生与吸烟有关,受检地区居民吸烟率为57.14%(888/1 554),戒烟率26.58%(236/888)。COPD稳定期患者中无人规律使用长效支气管扩张剂、吸入激素或混合制剂;无人使用家庭长期氧疗及康复治疗。COPD急性加重期患者分别有69人(39.88%)和13人(7.51%)单独使用抗生素或茶碱治疗。173名COPD患者中,52人(30.06%)在家中的活动受到COPD的影响,98人(56.65%)因COPD而影响外出的频率。结论浩口地区农村居民COPD患病率高,认知能力差,治疗不规范,防治意识欠缺,患者生活质量受损,需加强健康教育和管理。 展开更多
关键词 慢性阻塞性肺疾病 疾病认知 农村居民
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基于HOG+SVM的田间水稻病害图像识别方法研究 被引量:19
12
作者 马超 袁涛 +2 位作者 姚鑫锋 籍延宝 李琳一 《上海农业学报》 2019年第5期131-136,共6页
目前,基于机器视觉的病虫害识别方法普遍存在病虫害图片拍摄条件要求严苛、图片预处理步骤繁琐、图像处理技术难度高的问题,导致该技术在生产中实用性不强。本文以田间开放环境下采集的水稻主要病害图片为研究对象,提出一种基于方向梯... 目前,基于机器视觉的病虫害识别方法普遍存在病虫害图片拍摄条件要求严苛、图片预处理步骤繁琐、图像处理技术难度高的问题,导致该技术在生产中实用性不强。本文以田间开放环境下采集的水稻主要病害图片为研究对象,提出一种基于方向梯度直方图(HOG)特征和支持向量机(SVM)的水稻病害检测方法,先对训练集中病斑样本块和非病斑样本块提取HOG特征,运用HOG特征作为输入向量代入SVM分类器进行训练,训练好的分类器用于整幅图的病斑自动检测。研究结果表明,HOG+SVM对多种病斑检测的综合识别率可达94%以上,HOG+SVM病斑定位正确率可达91.7%。该方法具有拍摄环境兼容性较高,处理过程简便,对样本数量要求不高等优点,可对农田开放环境下采集的图片进行病害识别和评估。 展开更多
关键词 方向梯度直方图特征 支持向量机 水稻 病害识别
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基于深度学习的柑橘病虫害动态识别系统研发 被引量:18
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作者 李昊 刘海隆 刘生龙 《中国农机化学报》 北大核心 2021年第9期195-201,208,共8页
柑橘是我国重要的经济林果之一,因种植区多在山区坡地,病虫害防治给管理带来了很大困难,在线监测与专家决策成为现代农业发展的方向。本文采用物联网技术和深度学习方法,基于尺度可变视频流信息,设计并构建了一套基于柑橘叶片的病虫害... 柑橘是我国重要的经济林果之一,因种植区多在山区坡地,病虫害防治给管理带来了很大困难,在线监测与专家决策成为现代农业发展的方向。本文采用物联网技术和深度学习方法,基于尺度可变视频流信息,设计并构建了一套基于柑橘叶片的病虫害动态识别系统。该系统实现了全方位智能控制,解决了实时叶片图像变形和尺度缩放等问题,实现了柑橘图像的动态采集和智能识别。叶片检测的MAP达到87.72%,病害识别准确率达到95.46%,系统运行结果表明,该系统可有效实现柑橘智能监控的管理,为病虫害物联网监控提供参考。 展开更多
关键词 物联网 视频监控 深度学习 叶片检测 病害识别
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基于多尺度和注意力机制的番茄病害识别方法 被引量:17
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作者 张宁 吴华瑞 +1 位作者 韩笑 缪祎晟 《浙江农业学报》 CSCD 北大核心 2021年第7期1329-1338,共10页
番茄病害的及时发现与治理有助于提高番茄产量与质量,增加农户经济收益。利用物联网和人工智能可以无损害有效检测番茄病害,该研究提出了一种改进的AT-InceptionV3(Attention-InceptionV3)神经网络番茄叶部病害检测模型,该网络以Incepti... 番茄病害的及时发现与治理有助于提高番茄产量与质量,增加农户经济收益。利用物联网和人工智能可以无损害有效检测番茄病害,该研究提出了一种改进的AT-InceptionV3(Attention-InceptionV3)神经网络番茄叶部病害检测模型,该网络以InceptionV3为主干网络,结合多尺度卷积和注意力机制CBAM(convolutional block attention module,CBAM)模块,增强了病害信息表达并抑制无关信息干扰;同时引入迁移学习,防止样本数据量较少时出现过拟合的情况。为了评价优化模型的有效性,在Plant Village公开番茄病害数据集上进行了实验仿真测试。改进的模型在测试阶段对番茄健康叶片、细菌性斑疹病、晚疫病、叶霉病和黄曲病5种番茄常见叶片图像分类准确率达到98.4%,优化效果显著。为了进一步验证该方法在不同物联网中的普适性,实验对比了模型对不同分辨率病害图像的分类效果,结果表明,图像精度部分损失不会降低病害分类准确率。该模型能够为番茄温室智能网络决策判断提供重要依据。 展开更多
关键词 番茄 多尺度卷积 注意力机制 迁移学习 病害识别
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基于改进ShuffleNet V2模型的苹果叶部病害识别及应用 被引量:13
15
作者 张旭 周云成 +1 位作者 刘忠颖 李昕泽 《沈阳农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期110-118,共9页
苹果生长过程中容易受到病害影响而减产,造成经济损失。大型卷积神经网络可准确识别出苹果病害,但移动设备有限的计算资源限制了该类网络在其上的具体应用。轻量级卷积神经网络可运行在移动端,并能够实现病害的实时识别,但其识别精度往... 苹果生长过程中容易受到病害影响而减产,造成经济损失。大型卷积神经网络可准确识别出苹果病害,但移动设备有限的计算资源限制了该类网络在其上的具体应用。轻量级卷积神经网络可运行在移动端,并能够实现病害的实时识别,但其识别精度往往不如前者。为解决该问题,在轻量级卷积神经网络ShuffleNet V2基础上,通过调整基本残差单元结构和网络宽度,同时引入卷积块注意模块(convolutional block attention module,CBAM),提出了改进型ShuffleNet#苹果叶部病害诊断模型。以苹果疮痂病、黑腐病、锈病、健康叶片为研究对象,收集简单和复杂背景图像各2000张,通过数据增广将其扩充至40000张,构建苹果叶部病害图像数据集,应用该数据集,对苹果叶部病害诊断模型进行训练和测试。以识别准确率、模型复杂度、平均推理时间等为判别标准,并与多个现有卷积神经网络模型进行比较。结果表明:改进后的模型能有效地识别出上述2种不同背景的4类图像,在测试集上识别准确率达到98.95%,移动端单张图像的平均推理时间为39.38ms。相较于大型的ResNet101网络,该模型在准确率上仅降低0.05%,但平均推理时间缩减87.94%,在识别速度和精度上获得了较好的平衡。基于该模型,开发了一款面向Android移动端的苹果叶部病害识别应用,测试结果表明,该应用能够满足果园内上述3种病害和健康叶片的实时识别需求,可为设计高效、轻量的病害诊断模型提供思路和参考。 展开更多
关键词 病害识别 ShuffleNetV2 轻量化 卷积块注意模块 ANDROID
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基于多层信息融合和显著性特征增强的农作物病害识别 被引量:8
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作者 杜海顺 张春海 +3 位作者 安文昊 周毅 张镇 郝欣欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期214-222,共9页
现有基于深度学习的农作物病害识别方法对网络浅层、中层、深层特征中包含的判别信息挖掘不够,且提取的农作物病害图像显著性特征大多不足,为了更加有效地提取农作物病害图像中的判别特征,提高农作物病害识别精度,提出一种基于多层信息... 现有基于深度学习的农作物病害识别方法对网络浅层、中层、深层特征中包含的判别信息挖掘不够,且提取的农作物病害图像显著性特征大多不足,为了更加有效地提取农作物病害图像中的判别特征,提高农作物病害识别精度,提出一种基于多层信息融合和显著性特征增强的农作物病害识别网络(Crop disease recognition network based on multi-layer information fusion and saliency feature enhancement,MISF-Net)。MISF-Net主要由ConvNext主干网络、多层信息融合模块、显著性特征增强模块组成。其中,ConvNext主干网络主要用于提取农作物病害图像的特征;多层信息融合模块主要用于提取和融合主干网络浅层、中层、深层特征中的判别信息;显著性特征增强模块主要用于增强农作物病害图像中的显著性判别特征。在农作物病害数据集AI challenger 2018及自制数据集RCP-Crops上的实验结果表明,MISF-Net的农作物病害识别准确率分别达到87.84%、95.41%,F1值分别达到87.72%、95.31%。 展开更多
关键词 农作物 病害识别 多层信息融合 显著性特征 神经网络
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基于可见光谱和改进注意力的农作物病害识别 被引量:11
17
作者 孙文斌 王荣 +3 位作者 高荣华 李奇峰 吴华瑞 冯璐 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1572-1580,共9页
基于可见光谱的农作物病害自动化识别和诊断是一个具有挑战性的研究领域,但现有基于卷积神经网络进行病害识别的研究往往利用深层网络牺牲模型参数量来提高对单一农作物病害识别的准确率,从而造成硬件资源的浪费。为提高农作物病害识别... 基于可见光谱的农作物病害自动化识别和诊断是一个具有挑战性的研究领域,但现有基于卷积神经网络进行病害识别的研究往往利用深层网络牺牲模型参数量来提高对单一农作物病害识别的准确率,从而造成硬件资源的浪费。为提高农作物病害识别的准确率且避免深层网络的使用,该研究将注意力机制引入农作物病害识别领域,提出了一种基于可见光谱和改进注意力机制的浅层农作物病害识别模型,设计了新的注意力模块SMLP和农作物病害识别模型SMLP_ResNet。利用卷积层代替全连接层设计参数量较少的残差网络(ResNet),然后利用SMLP、归一化结构(BatchNormalization)和残差模块(Res_block)得到改进的残差模块单元(SMLP_Res),其中SMLP由全局池化和多层感知机组成,建立各通道间依赖关系。多层感知机使用三层网络结构,将全局特征的通道维度提升至两倍,然后对其通道维度进行两次降维,恢复至原始维度,减少了全局特征损失。SMLP_Res可对通道中的病害特征重校准,减少对识别任务无效的冗余信息,最后构建农作物病害识别模型SMLP_ResNet,在减少模型层数同时提高其识别率。使用两个不同难度的多种植物和病害混合的公开数据集AIChallenger2018和PlantVillage验证本文模型。实验结果表明,SMLP_ResNet模型在18、50和101层时达到了较高的识别率,其中SMLP_ResNet18模型效果最佳,在两个数据集中的病害识别率分别为86.93%和99.32%。SMLP_ResNet18的准确率不仅高于改进前的ResNet18和SENet18网络,还高于其他研究者提出的模型的准确率,且模型权重大小为48.6MB,仅约为AlexNet网络权重的五分之一,能够在模型参数量较小的情况下实现较高的病害识别率。从Grad-CAM生成的热力图中可看出SMLP_ResNet18相比于其他模型更关注于叶片病害部位的特征,其背景信息以及叶片健康部位的权值较小。该研究所提出的SMLP_ResNe 展开更多
关键词 病害识别 图像分类 注意力机制 残差网络
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基于可见光谱和支持向量机的黄瓜叶部病害识别方法研究 被引量:12
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作者 李鑫星 朱晨光 +3 位作者 白雪冰 毛富焕 傅泽田 张领先 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期2250-2256,共7页
以黄瓜叶部病害作为研究对象,基于可见光谱反射率差异识别黄瓜叶部病害,研究基于SVM的黄瓜叶部病害识别预测模型。采用小波变换进行数据预处理;选取Otsu、边缘分割法和K均值聚类三类分割方法进行病斑分割,比较错分率和运行时间,K均值聚... 以黄瓜叶部病害作为研究对象,基于可见光谱反射率差异识别黄瓜叶部病害,研究基于SVM的黄瓜叶部病害识别预测模型。采用小波变换进行数据预处理;选取Otsu、边缘分割法和K均值聚类三类分割方法进行病斑分割,比较错分率和运行时间,K均值聚类方法更适合黄瓜叶部病斑分割;提取纹理、颜色和形状特征参数,共15个特征参数;通过交叉验证选择最优参数c和g,对核函数参数进行优化处理,并通过比较线性核、多项式核、RBF核等不同核函数情况下SVM的正确识别率,确定RBF核SVM模式识别方法能够更精准地识别黄瓜叶部病害。并将基于SVM与另外两种常见的黄瓜叶部病害识别方法,BP神经网络和模糊聚类进行比较,结果表明,基于SVM的识别模型对霜霉病的正确识别率为95%,白粉病和褐斑病的正确识别率均为90%,平均诊断正确率为92%;该模式识别方法识别效果最佳,运行时间最短,为基于可见光谱的黄瓜病害识别模型提供参考。 展开更多
关键词 可见光谱 黄瓜叶部病害 病害识别 支持向量机 BP神经网络
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设施温室影像采集与环境监测机器人系统设计及应用 被引量:11
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作者 郭威 吴华瑞 朱华吉 《智慧农业(中英文)》 2020年第3期48-60,共13页
中国设施园艺近30年来发展迅速,面积目前居世界首位,但由于务农人数呈下降趋势,如何用“机器代替人力”成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集,本研究设计了一套多自由度设施温室影像采... 中国设施园艺近30年来发展迅速,面积目前居世界首位,但由于务农人数呈下降趋势,如何用“机器代替人力”成为当前研究热点。为实现设施温室生产的数据感知环节作物影像和环境监测数据精细化采集,本研究设计了一套多自由度设施温室影像采集与环境监测机器人系统。机器人由感知中枢、决策中枢和执行中枢三部分构成,分别进行机器视角环境感知、数据分析与决策指令生成和动作执行。在感知层实现多角度图像、实时视频和监测数据网格化精确采集,为作物多源异构数据精细化汇聚奠定基础;传输层通过无线网桥将监测数据与控制指令汇聚至本地数据中心;数据处理层通过作物基础模型分析进行控制指令反馈信息,同时对上传图像进行预处理;最终在应用层提供web端和手机端智能服务。系统可广泛地应用在设施温室生产与研究中,用于黄瓜、番茄、大棚桃等作物的全生育期图像、实时视频和监测数据收集与分析处理,已在北京小汤山国家精准农业基地7号日光温室、石家庄市农林科学研究院5号日光温室进行示范应用,取得了较好的效果。 展开更多
关键词 设施温室 农业机器人 环境监测 机器视觉 病害识别 远程控制 深度学习
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精准施药机器人关键技术研究进展 被引量:11
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作者 刁智华 刁春迎 +3 位作者 魏玉泉 毋媛媛 钱晓亮 刘玉翠 《农机化研究》 北大核心 2017年第11期1-6,共6页
精准施药机器人是在及时获取作物病害信息的基础上,对病害部位进行准确的定量衡量,并根据其差异性采取变量施药,实现按需施药。精准施药机器人关键技术包括有针对性的作物病害识别技术、精准施药技术及自主行走技术,自主行走是基础,病... 精准施药机器人是在及时获取作物病害信息的基础上,对病害部位进行准确的定量衡量,并根据其差异性采取变量施药,实现按需施药。精准施药机器人关键技术包括有针对性的作物病害识别技术、精准施药技术及自主行走技术,自主行走是基础,病害检测和精准施药是核心。根据目前的研究进展,综合阐述了精准施药机器人的技术分类及应用,总结了现有技术的局限性及重点需要解决的问题,并提出了未来精准施药机器人的发展方向。 展开更多
关键词 机器人 精准施药 病害识别 图像处理
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