检索结果-内蒙古大学图书馆

光谱学与光谱分析 2017年第1期37卷 194-199页

作者：丁永军张晶晶孙红李修华兰州城市学院信息工程学院甘肃兰州730070 中国农业大学"现代精细农业系统集成研究"教育部重点实验室北京100083 广西大学电气工程学院广西南宁530004

为了快速、准确估测番茄叶片叶绿素含量,利用光谱分析技术研究了玻璃温室环境下番茄叶绿素含量敏感光谱波段提取及其估测模型。番茄以基质方式栽培,在结果期使用ASD FieldSpecTM HH型便携式光谱辐射仪采集叶片光谱,并采用752型紫外-可... 详细信息

为了快速、准确估测番茄叶片叶绿素含量,利用光谱分析技术研究了玻璃温室环境下番茄叶绿素含量敏感光谱波段提取及其估测模型。番茄以基质方式栽培,在结果期使用ASD FieldSpecTM HH型便携式光谱辐射仪采集叶片光谱,并采用752型紫外-可见分光光度计测定其叶绿素含量。从原始光谱、吸光度光谱、一阶微分光谱、去除包络线光谱出发,进行光谱预处理,分析了净化图谱信息、突出作物叶绿素含量光谱特征的有效性。其中,吸光度光谱在可见光部分增强了光谱响应特征,去除包络线光谱和一阶微分光谱均具有较强的蓝光、红光吸收谷和绿光反射峰。又结合波段间自相关分析和多重共线性诊断提取了番茄叶绿素含量敏感光谱波段,原始光谱特征波段为639,672,696,750,768nm;吸光度光谱特征波段为638,663,750,763nm;去包络线光谱特征波段为436,564,591,612,635,683,760nm;一阶微分光谱特征波段为516,559,778nm。最后,应用4种预处理下的番茄叶绿素含量敏感光谱波段分别建立多元线性回归模型,模型精度由高至低分别为去包络线、吸光度、原始、一阶微分,其中去包络线模型校正集决定系数R2c为0.88,验证集决定系数R2v达到0.82,具有较好的预测能力。

关键词：番茄光谱敏感波段叶绿素

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肉品品质变化的蒙特卡罗方法仿真

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食品安全质量检测学报 2018年第10期9卷 2433-2439页

作者：王建旭范利锋王忠义黄岚中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室北京100083 农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083

目的采用蒙特卡罗方法仿真研究检测间距对检测深度的影响以及光子在不同肉品组织中的迁移规律。方法使用Windows界面的蒙特卡罗仿真软件对肉品的不同品质、不同检测间距的光子迁移分布进行仿真。结果随着检测器与光源之间间距的增加,检... 详细信息

目的采用蒙特卡罗方法仿真研究检测间距对检测深度的影响以及光子在不同肉品组织中的迁移规律。方法使用Windows界面的蒙特卡罗仿真软件对肉品的不同品质、不同检测间距的光子迁移分布进行仿真。结果随着检测器与光源之间间距的增加,检测深度逐渐增加;对于不同新鲜度的样品,散射系数在0.4~1.5 mm^(-1)范围内,随着散射系数的增大,光子在组织中的迁移路径长度逐渐减小,检测器可以捕获更多的光子包。结论对不同检测间距下检测深度的蒙特卡罗仿真实验结果与实际测定结果基本相同,因此蒙特卡罗仿真可以为光学在肉品无损检测方案的研究提供有效理论支撑。

关键词：蒙特卡罗仿真生物组织光子迁移品质变化无损检测

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基于剪切波变换和无人机麦田图像的区域杂草识别方法

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农业工程学报 2017年第S1期33卷 99-106页

作者：王海华朱梦婷李莉王丽燕赵海英梅树立中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 北京邮电大学世纪学院移动媒体与文化计算北京市重点实验室北京102613

区域杂草的识别有利于植保作业中的除草剂精准喷施。现有图像处理技术主要针对行间和株间杂草,而传统的图像采集与分析设备对苗期麦田杂草的识别存在一定局限性,难以满足非人工的区域性喷洒农药等作业需求。由于麦田区域中的麦苗和杂草... 详细信息

区域杂草的识别有利于植保作业中的除草剂精准喷施。现有图像处理技术主要针对行间和株间杂草,而传统的图像采集与分析设备对苗期麦田杂草的识别存在一定局限性,难以满足非人工的区域性喷洒农药等作业需求。由于麦田区域中的麦苗和杂草具有形态和颜色区分度差的特点,传统的图像识别方法难以有效识别。针对此问题,该文提出利用剪切波变换对无人机麦田区域图像中杂草进行识别。该方法利用其自身的方向敏感性以及在纹理识别中的方向无关性,根据麦田区域图像在杂草较多的部分叶片纹理杂乱,反之则纹理相对规则的特点,处理得到不同尺度和不同方向下小麦与杂草的剪切波系数。然后针对小麦和杂草剪切波系数的不同特征,对剪切波系数矩阵进行归一化处理,同时对其均值和方差进行了统计分析,得到麦苗和杂草剪切波系数图中竖直锥第二尺度所有系数均值的区分值约为0.07,第二尺度各个方向的均方差均值的区分值约为0.08。通过对含杂草麦苗区域图像以及麦苗区域图像的验证,准确率为69.2%,效果优于传统的灰度共生矩阵方法。此外,该文对无人机拍摄区域图采用分块的方法,实现了对非麦苗区域的有效标识。由此可见,剪切波变换方法能够为基于低空植保无人机喷洒农药中的区域杂草识别提供参考。

关键词：无人机图像识别农作物区域图像麦苗杂草识别剪切波变换灰度共生矩阵

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小波变换与分水岭算法融合的番茄冠层叶片图像分割

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农业机械学报 2017年第9期48卷 32-37页

作者：丁永军张晶晶 LEE Won Suk 李民赞兰州城市学院电子与信息工程学院兰州730070 佛罗里达大学农业与生物工程系盖恩斯维尔326110570 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

在基于机器视觉的作物营养诊断研究中,通常需要采集叶片样本并在实验室条件下定量测定其营养素含量,但由于叶片间相互重叠,往往使得叶片样本不能清晰地反映在群体番茄冠层图像中。为了解决这一问题,需要利用图像分析技术有效提取作物冠... 详细信息

在基于机器视觉的作物营养诊断研究中,通常需要采集叶片样本并在实验室条件下定量测定其营养素含量,但由于叶片间相互重叠,往往使得叶片样本不能清晰地反映在群体番茄冠层图像中。为了解决这一问题,需要利用图像分析技术有效提取作物冠层图像中的叶片,并根据处理结果采集实验室测定样本。本文从复杂背景剔除、梯度图计算、小波变换、标记选取、分水岭分割等环节出发,实现了基于小波变换与分水岭算法融合的番茄冠层多光谱图像叶片分割。首先对比了4种复杂背景剔除算法,发现当增强因子a=1.3时,基于归一化植被指数(Normalized difference vegetation index,NDVI)的阈值分割目标提取准确,适合各种光照条件,时空复杂度低。其次在梯度图计算方面,近红外(Near infrared,NIR)波段图像形态学梯度在保持目标边缘的同时,能消除大量由叶脉、光照等引起的叶片内纹理细节。然后以小波分析为基础进行标记选取,发现当选取db4小波函数、4层小波分解低频系数、阈值为18的H-maxima变换能得到最优的目标标记结果。最后对多光谱番茄冠层图像的小波变换分水岭分割和数学形态学分水岭分割结果进行叠加,发现对复杂背景及不同光照强度下的番茄冠层叶片平均误分率为21%,为基于多光谱图像分析的番茄叶片营养素含量检测提供了一定的技术支持。

关键词：图像分割番茄叶片小波变换标记分水岭

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基于块排序的降噪方法及其在农业图像中的应用

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 172-177页

作者：王海华朱梦婷王丽燕梅树立中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

农业图像采集过程中,环境因素常会带来噪声干扰,图像噪声又会对最终信息的分析结果带来影响,因此降噪对提高农业图像处理质量具有重要意义。基于块排序的非局部均值算法是一种有效的图像降噪方法,但是存在处理时间长,对大图像的处理内... 详细信息

农业图像采集过程中,环境因素常会带来噪声干扰,图像噪声又会对最终信息的分析结果带来影响,因此降噪对提高农业图像处理质量具有重要意义。基于块排序的非局部均值算法是一种有效的图像降噪方法,但是存在处理时间长,对大图像的处理内存要求高等问题。提出了分块优化方法,首先对大图像进行了适应于图像纹理丰富度的图像分块研究,然后分别对每个图像块进行处理。针对处理后的图像块再组合引起的边界效应,采用图像延拓的方法,有效地消除了边界影响,提高了图像降噪效果。实验结果表明,对于一般的硬件设备,改进的块排序非局部均值降噪算法能够快速处理农业中常用的图像。对于尺寸大小为512像素×512像素图像,当噪声标准偏差为50,分块数为16时,改进后的块排序降噪方法能够有效处理噪声图像。分块数为64时的处理速度是分块数为16时的1.89倍。

关键词：块排序图像降噪杂草识别算法复杂度图像延拓

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基于俯视图像的玉米株心快速识别方法研究

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 136-141页

作者：魏帅均张彦娥梅树立中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083

单株玉米的株心识别是完成按株作业的关键,可用于对单株玉米进行变量施肥,提高施肥利用率。本文首先采用超绿因子增强苗期玉米植株,使玉米植株与土壤、阴影分离,将增强后的图像用Ostu法自动确定图像的最佳阈值,以便于在分割苗期玉米图... 详细信息

单株玉米的株心识别是完成按株作业的关键,可用于对单株玉米进行变量施肥,提高施肥利用率。本文首先采用超绿因子增强苗期玉米植株,使玉米植株与土壤、阴影分离,将增强后的图像用Ostu法自动确定图像的最佳阈值,以便于在分割苗期玉米图像时不受阴影的影响,并能分割出苗期玉米植株。然后把分割的苗期玉米植株图像的亮度看作是一维坐标,绘制玉米植株的高程图,玉米植株的中心区域在高程图呈现为集水盆形状。采用水平集确定玉米植株的中心区域并对玉米植株中心进行定位,并结合分治法搜索玉米植株的极小值区域,降低了数据结构的规模。数据验证结果表明,算法识别率可达96%,保证了算法的实时性与可行性。另外,采用分治法与水平集法相结合确定玉米植株的中心区域,使该算法不受天气因素的影响,提高了该算法在田间作业时的鲁棒性。算法时间复杂度计算结果为O(lgn),能够满足田间作业的实时性。

关键词：玉米株心水平集法分治法苗期俯视图像中心识别

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基于比色光谱的氧乐果和毒死蜱农药残留快速检测

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中国农业大学学报 2017年第4期22卷 135-142页

作者：李文孙明孙红毛博慧李民赞中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京10008 北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048

为快速、安全地检测氧乐果和毒死蜱农药残留,使用改进的氯化钯比色法,分别采集2种农药比色反应后的吸收光谱,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法(PLS)建立预测模型。结果表明:1)使用乙酸代替传统浓盐酸配制的氯化钯比色试剂效果更理想... 详细信息

为快速、安全地检测氧乐果和毒死蜱农药残留,使用改进的氯化钯比色法,分别采集2种农药比色反应后的吸收光谱,利用主成分分析法(PCA)和偏最小二乘法(PLS)建立预测模型。结果表明:1)使用乙酸代替传统浓盐酸配制的氯化钯比色试剂效果更理想,氧乐果和毒死蜱的吸收光谱可以区分的检测下限分别是0.05和0.50mg/L,基本满足GB 2763—2014对部分果蔬的检测要求。2)氧乐果和毒死蜱吸收光谱的敏感波长分别为510和499nm,由此确定最优建模波段。对比PCA和PLS方法建模效果,2种农药的原始光谱数据都是在Savitzky-Golay(SG)平滑处理后,使用PLS方法在主成分为4时预测效果较好。PLS模型在2-折交叉验证下,氧乐果在480~680nm波段,建模集相关系数Rc=0.977 0,均方根误差RMSEC=5.801,验证集相关系数Rp=0.963 0,均方根误差RMSEP=7.904;毒死蜱在460~850nm波段,Rc=0.997 0,RMSEC=2.281,Rp=0.984 7,RMSEP=3.170。该方法比色试剂配制简单安全,室温下比色反应时间为2min,满足快速、安全的检测要求,为进一步研究实用的农残检测仪器提供了新方法。

关键词：农药残留氯化钯比色法光谱分析快速检测

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基于PCA和神经网络的农残含量预测模型研究

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测控技术 2018年第12期37卷 34-37页

作者：李文李民赞孙明北京工商大学计算机与信息工程学院食品安全大数据技术北京市重点实验室北京100048 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

为提高快速检测农残含量的精度,针对建模数据特征发生明显变化的实际情况,提出了一种结合主成分分析(PCA)和神经网络的分段多模型方法。提取建模数据的前2个主成分作为模型的输入,分别使用主成分回归(PCR)和BP/RBF神经网络建立单一及分... 详细信息

为提高快速检测农残含量的精度,针对建模数据特征发生明显变化的实际情况,提出了一种结合主成分分析(PCA)和神经网络的分段多模型方法。提取建模数据的前2个主成分作为模型的输入,分别使用主成分回归(PCR)和BP/RBF神经网络建立单一及分段多模型。通过计算模型验证集的输出总误差和误差百分比,对比模型检测精度。试验表明:与单一模型相比,利用神经网络建立的分段多模型可以显著降低农药含量的预测误差,使用BP和RBF网络建立的低浓度段模型的输出误差百分比分别为0.8%和0.4%,RBF网络效果更好。该方法可以在待测农药的较大浓度范围内实现定量检测,具有较强的实用性。

关键词：农药残留神经网络主成分分析快速检测

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CO_2与氮肥交互作用的番茄光合速率预测模型

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农业机械学报 2017年第S1期48卷 334-340页

作者：刘新英殷鉴李寒张漫李民赞中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083 塔里木大学机械电气化工程学院阿拉尔843300 中国农业大学农业部农业信息获取技术重点实验室北京100083 北京农业信息技术研究中心北京100097

为了实现CO_2气肥和营养液氮肥含量的准确调控,建立了作物整个生长周期的光合速率预测模型。以番茄为实验对象,设置了3个CO_2浓度和3个营养液含氮量的交互处理实验,使用LI-6400型便携式光合速率仪采集叶室内的环境信息和单叶净光合速率... 详细信息

为了实现CO_2气肥和营养液氮肥含量的准确调控,建立了作物整个生长周期的光合速率预测模型。以番茄为实验对象,设置了3个CO_2浓度和3个营养液含氮量的交互处理实验,使用LI-6400型便携式光合速率仪采集叶室内的环境信息和单叶净光合速率。利用多元线性回归方法建立了番茄整个生长周期的光合速率预测模型,模型的相关系数为0.885,调整后的决定系数为0.782。实验结果表明,该模型具有较高预测精度,可为温室CO_2气肥浓度和营养液氮肥含量的调控提供理论依据。

关键词：番茄光合速率精确调控多元线性回归

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利用比色光谱法快速检测白菜中有机磷农药残留

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江苏农业科学 2017年第17期45卷 168-171页

作者：李文李民赞孙明北京工商大学计算机与信息工程学院北京100048 中国农业大学现代精细农业系统集成研究教育部重点实验室北京100083

提出一种基于比色光谱的农药残留快速检测新方法。使用优化后的乙酸氯化钯溶液作为比色剂,提取白菜中乐果、氧乐果、毒死蜱的残留量进行种类识别,在0.05~90.00 mg/kg浓度范围内,用去离子水对3种农药分别配制40个样本,与等量的氯化钯溶... 详细信息

提出一种基于比色光谱的农药残留快速检测新方法。使用优化后的乙酸氯化钯溶液作为比色剂,提取白菜中乐果、氧乐果、毒死蜱的残留量进行种类识别,在0.05~90.00 mg/kg浓度范围内,用去离子水对3种农药分别配制40个样本,与等量的氯化钯溶液发生比色反应,生成黄色络合物硫化钯,用分光光度计采集吸光度图谱。利用每种农药的比色光谱特征建立支持向量机(support vector machine,简称SVM)分类识别模型,引入粒子群优化算法(particle swarm optimization,简称PSO)减小运算量。结果表明,用乙酸作为氯化钯溶剂的吸光图谱可以在300~900 nm波段区分0.05 mg/kg的农药浓度。在2-折交叉验证下,训练集和验证集的识别准确率分别达到100%、98.333 3%。该方法比色试剂配制简单、操作安全,为进一步开发有机磷农药残留快速检测仪器提供新思路。

关键词：含硫有机磷分类识别粒子群优化算法支持向量机

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