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[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
余江帆 周龙 张昭 蒋祚琛 李云霞 芮照钰 张漫 李旭 袁栋栋
为提高运动苹果的采后分选精度，设计一种基于苹果朝向的最大横切面直径检测方法。采集苹果在传送杆上多位置、多姿态RGB图像，利用张氏标定法进行图像畸变校正，通过颜色分割和形态学处理方法提取苹果区域；基于R通道分量的梯度变化获取苹果果梗/花萼区中心，通过对称性判断苹果朝向。计算垂直于朝向的最大直径，将其作为最大横切面直径；针对相机投影角增大产生的投影失真问题，构建投影校正方程以校正检测结果。结果表明：1）对60个苹果（富士和黄元帅各30个）的720幅图像进行直径检测，以单张图像检测结果在±5 mm内作为检测准确的判断标准，所提出的投影校正算法将单张图像的直径检测准确率从65.3%提升至95.3%。2）对每个苹果的12张图像的直径检测结果求平均值作为最终果径，准确率达100%，其中，86.7%的富士和93.3%的黄元帅检测直径在±2 mm以内，均方根误差分别为1.5 mm和1.1 mm。总体结果表明，本研究提出的最大横切面直径检测方法能够精确检测苹果果径，可为苹果大小分级提供技术支持，也为近球形的果蔬分选提供了有效参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
刘子豪 祁亨年 张广群 汪杭军
提出一种基于核主成分分析(KPCA)和自适应增强(AdaBoost)的木材识别算法。通过把图像投影到KPCA高维空间,利用PCA方法对该空间中的数据进行特征提取和压缩,使用Gentle AdaBoost进行分类。结果表明:本方法对基于横切面微观构造图像的木材识别,具有较高的识别率和算法鲁棒性且运行时间快的特点。
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
龙涛 罗建举 孙建平
阔叶树材多用作室内装饰装修材料,主要是由于其组织构造复杂多变而具有较好的美学装饰价值。为了进一步探究木材的美学原理,运用傅立叶变换图像处理技术对6种具有典型管孔分布类型的阔叶树材横切面构造进行了涨落谱分析。结果表明6种阔叶树材横切面构造的涨落谱都与1/f涨落谱相近,特别是在8-12Hz频率段(对应于人体大脑的α波段)与1/f涨落谱几乎完全一致。这一结果进一步从理论上说明阔叶树材之所以更适合于用作室内装饰装修材料,是因为其表面构造呈1/f涨落。木材表面构造上这种接近于1/f涨落现象可以刺激人体大脑产生α节律波,从而让人获得舒适愉悦的美感。
[期刊] 中国科学技术大学学报
[作者]
张辉 赵静
针对网络上大规模图像集,没有真实标定边界或者获取成本较大,提出了基于朝向对比度的无监督边界检测算法;在朝向对比度的计算上,考虑了多个方向的差异.特别地,该模型尤其适合于检测自然纹理环绕的对象的边界.在Rug标准数据库上的测试结果表明,提出的算法优于当前最好的无监督边界检测算法,验证了该模型的有效性.
关键词：
边界检测 朝向对比度 边缘检测 谱聚类
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
朱琦 周德强 盛卫锋 左文娟 朱家豪
[目的]针对苹果无损检测过程中表面缺陷检测精度低的问题，提出一种基于DSCS-YOLO的苹果表面缺陷检测方法。[方法]首先为提高网络对表面缺陷细节特征的提取能力，设计了一种基于Dense模块以及SE模块的深浅特征选择模块DSCS(Deep and shallow feature selection module)，采用DSCS替换Backbone中的C3模块，在保留表面缺陷浅层信息的基础上强化对重要特征的学习，并起到削弱冗余特征的作用；针对由于Backbone与Neck部分输出信息过多导致的参数耦合问题，利用解耦头原理对Head层部分进行分层预测。同时采用ELU激活函数改进原有解耦头，简化了末端结构，使网络训练更加容易；最后针对表面缺陷标注困难的问题，采用Wise-IoU损失函数代替CIoU损失函数，为不同质量的标注提供非线性增益，实现网络的动态聚焦学习。[结果]试验结果表明，DSCS-YOLO对苹果表面缺陷检测的平均精度均值达到90.9%，相较于YOLOv3-tiny、YOLOv5s、YOLOX-s以及SSD分别提高了4.5%、1.9%、6.3%、16.3%。[结论]改进后的DSCS-YOLO提高了YOLOv5s算法的精度，实现了苹果表面缺陷的精准识别。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
赵延军 徐丽明
针对机械手摘除苹果果袋时的图像识别问题,提出了一种通过转换颜色空间的分割算法:将RGB颜色空间的图像转换到L*a*b*颜色空间,进行自适应阈值分割、去噪、面积提取等处理后,获得果袋分割后的图像,并计算出果袋的重心坐标。实验结果表明,当果袋遮挡面积不大于果袋总面积的25%时,重心坐标水平方向误差≤10.5 mm,垂直方向误差≤8.8 mm,满足机械手进行果袋摘除的定位要求。利用该方法进行果袋图像分割可解决光照强度对图像检测影响的问题。
[期刊] 林业科学
[作者]
白钢 李海燕 马洪周 王玉嬿 杨文博 张奇
利用抗松材线虫血清建立在疫木切面上直接进行免疫组化染色检测松材线虫抗原的方法。ELISA和免疫斑点印迹的结果表明:该方法对松材线虫具有较好的特异性,可以检测出木材表面0·1μg的线虫抗原,显示了较好灵敏度。自然感染松材线虫的黑松疫木免疫组化的染色结果表明:该方法可以清晰地检出管胞处松材线虫蛋白抗原的存在。
关键词：
松材线虫 线虫分析 免疫组化 ELISA
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
刘思伽 田有文 冯迪 张芳 崔博
苹果果实易发生病害，传统的苹果病害的检测不适应苹果分级在线检测的要求。为了实现病害苹果快速、有效的在线检测，采用高光谱成像技术对寒富苹果的炭疽病、苦痘病、黑腐病和褐斑病的病害果进行无损检测研究。根据正常区域与病害区域光谱相对反射率差异，提出改进流形距离方法。综合计算病害与正常区域，病害与果梗／花萼区域，正常与果梗／花萼区域的光谱相对反射率的总改进流行距离Ｌ值，从而从全波段中选择了３个特征波段，分别为７００，７６５，９０４ｎｍ。对７００ｎｍ特征波段下的图像进行阈值分割，以此获得掩膜图像，并对掩膜后的图像二次阈值分割提取感兴趣区域。将３个特征波段下对应的光谱相对反射率分别组合，作为ＢＰ神经网络的输．．．
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
王丽娜 周伟康 刘维杰 余荣威
针对现有面向返回编程(return oriented programming,ROP)攻击检测方案难以满足云计算平台下要求部署灵活、可移植性强、检测透明的特点,该文提出一种基于硬件辅助的ROP攻击实时检测方法,利用Intel最后分支记录器(last branch record,LBR)可以记录客户虚拟机间接分支跳转信息的硬件特性,在虚拟机监视器中实现快速的ROP配件攻击链检测,使用虚拟机自省(virtual machine introspection,VMI)技术在特权域Dom0中完成间接分支跳转的合法性
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
王勇 陶兆胜 石鑫宇 伍毅 吴浩
[目的]在自然环境下进行机械自动化采摘苹果时，对不同成熟度的果实做到精确检测尤为重要。针对因苹果之间遮挡和同级成熟度苹果的纹理特征分布差异所导致的在自然环境下不同成熟度苹果目标检测精度较低的问题，提出了一种不同成熟度苹果检测模型SODSTR-YOLOv5s（YOLOv5s with Small Detection Layer and Omni-Dimensional Dynamic Convolution and Swin Transformer Block）。[方法]首先改进YOLOv5s的多尺度目标检测层，在Prediction中构建检测160×160特征图的检测头，提高小尺寸的不同成熟度苹果的检测精度；其次在Backbone结构中融合Swin Transformer Block，加强同级成熟度的苹果纹理特征融合，弱化纹理特征分布差异带来的消极影响，提高模型泛化能力；然后将Neck结构的Conv模块替换为动态卷积模块ODConv，细化局部特征映射，实现局部苹果细粒度特征的充分提取，最后基于不同成熟度苹果数据集进行试验，验证改进模型的性能。[结果]试验结果显示，改进模型的精确率、召回率、平均精度均值分别为89.1%、95.5%、93.6%，高、中、低成熟度苹果精度均值分别为94.1%、93.1%、93.7%，平均检测时间为16 ms，参数量为7.34 M，相比于YOLOv5s模型，精确率、召回率、平均精度均值分别提高了3.8%、5.0%、2.9%。[结论]虽然改进模型的参数量与平均检测时间分别增加了0.32 M和5 ms，但提升了在自然环境下对不同成熟度苹果的检测能力，较好地满足实际采摘苹果的检测要求，为基于深度学习的不同成熟度苹果检测方面的研究提供思路。
[期刊] 南京农业大学学报
[作者]
李小祥 张洁 秦柯贝 张泽潇
[目的]本研究旨在开发一种准确检测识别苹果叶片病害的轻量化模型方法。[方法]构建了一个自然复杂场景下的包含15 190张高质量RGB图像的苹果叶片病害数据集ALD6，涵盖了实际生产中最为常见的5种病害类型和一个健康对照类。其次，提出了一个基于YOLOv8s改进的高效苹果叶片病害检测模型，称为ADDN-YOLO。用BoT替换了部分C2f结构以更好地捕捉图像中的全局和局部更丰富的信息，提高模型的特征提取能力，同时降低计算开销；设计了更轻量化的检测头降低了模型复杂性，更易部署于硬件设备上；引入MPDIoU损失函数优化了原CIoU对目标尺寸变化不敏感的问题，更加全面地考虑目标的位置和尺寸差异信息，提高目标的定位能力。[结果]最终在自制ALD6数据集上获得了94.9%的mAP，相较原始基准模型提高了0.7%的精度，计算量和模型大小比基准模型降低了35.6%和35.5%。模型大小为13.8 MB，模型推理速度为175.7 FPS。[结论]实验结果表明所提出的ADDN-YOLO算法在准确性和降低模型复杂性方面都具有明显优势，可以为自然场景下苹果叶片病害的高效、准确检测识别提供可靠的理论支持。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
田有文 牟鑫 程怡 胡博
为了研究检测苹果表面轻微损伤的有效的方法,以红富士苹果为试验样本,通过高光谱成像采集系统采集苹果样本的高光谱图像,根据正常苹果表面区域和刚损伤、损伤后(3,10,24h)的损伤区域光谱反射率平均曲线得到有效光谱区域;用掩膜法对图像进行背景分割,并基于有效光谱区域做主成分分析,选取第四主成分(PC4)提取损伤区域,运用阈值分割的方法建立提取损伤区域的算法模型;应用该算法模型对正常苹果和损伤苹果进行检测。检测结果表明:正常苹果样本正确检测率达到100%,损伤苹果样本的正确检测率为97.5%,总体检测精确度高达98.75%,说明利用高光谱成像技术可以有效快速检测出苹果表面的轻微损伤。
关键词：
高光谱成像 轻微损伤 检测 苹果
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈永灿 陈嘉杰 王皓冉 巩宇 冯跃 刘昭伟 祁宁春 刘梅 李永龙 谢辉
作为重大工程关键构筑物的引水隧洞具有洞线长、洞径大、高水压、围岩地质复杂等特点,长年运行会导致引水隧洞出现裂缝、塌方、露筋等典型缺陷,如不加以防范,将严重影响工程安全运行,传统人工检测存在周期长、安全风险高、漏检率高、获取信息量不足等问题.针对特大型水利水电工程中的大直径超长距离引水隧洞定期检测的重大需求,研发多功能“子母式”水下机器人系统,突破在水体浑浊、高水压、附着淤积、局部可达困难等复杂水下环境机器人的远程供电、协同作业、智能巡检、缺陷识别、安全评估等关键技术,完成引水隧洞结构安全分级与风险评价,实现水下机器人“巡、检、控、诊、用”全过程集成,并在南水北调东线工程、锦屏二级水电站等国家重大工程中示范验证.研究成果可显著提高检测效率,大幅降低巡检成本,提高经济效益,同时具有广阔的产业与应用前景,如促进人工智能学科和水利学科交叉融合、引导特殊环境机器人产业发展、提升我国相关领域技术及装备水平等.
[期刊] 渔业科学进展
[作者]
连栗楷 赵云鹏 毕春伟 许智静 杜海
为防止渔网破损造成养殖鱼类逃逸，有必要对网衣进行破损检测。为了克服人工检测劳动强度大且效率低下的缺点，实现渔网的精准实时监测，本研究提出了一种基于数字孪生的网衣破损检测方法，可利用传感器代替人工监测。该方法首先从渔网的数值仿真模型获取大量的仿真传感数据，然后将数据用于人工神经网络的训练与测试，最后生成可进行网衣破损识别的数字孪生体。数字孪生体可根据传感器监测到的数据来判断网衣是否发生破损。在数值模拟中，考虑各种波浪条件以及网衣的破损情况。在训练人工神经网络中，将有效波高Hs、谱峰周期Tp以及横纲竖纲的拉力值作为输入变量，将网衣完整状态以及破损状态作为输出。经过测试分析，该识别模型根据传感器数据识别网衣是否破损的平均准确率为94.32%，这可认为数字孪生技术能准确检测到渔网的损坏，可以作为网衣破损检测的一种新方法。
关键词：
数字孪生 人工神经网络 网衣 破损检测
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王保成 袁昊 韩峰 王超 李佳恒
针对现有目标检测器存在的推理延迟、不稳定和高计算成本等问题，提出一种基于深度学习理论的创新算法RT-DETR(RT-DETR-L)，实现了对钢轨表面伤损的高效精细化检测。基于该算法设计的目标检测实验方案，去除了传统目标检测算法中的非极大值抑制（NMS）后处理步骤；引入了一个解耦单尺度内部交互和跨尺度融合的高效混合编码器；提出了一种Io U-aware初始化对象查询机制，并重新定义了目标函数。实验结果表明，该方案能有效提高算法在检测钢轨表面伤损时的准确率和召回率，在检测剥离掉块、疲劳裂纹、接头方面表现出色，准确率分别为95.1%、93.8%和99.5%，检测速度为8.62ms/帧，参数量仅为4.2M。该研究成果能够为钢轨养护维修提供一种准确高效的检测方案。
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