【摘 要】
：
自然光照下不同时间采集的茶叶图像存在亮度不均的现象.由于高亮度图像对比度差且嫩芽特征显著性弱,造成高亮度图像中存在较多嫩芽的漏检.针对现有茶叶嫩芽图像自动检测方法对光照变化的敏感性,该研究提出一种基于区域亮度自适应校正的茶叶嫩芽检测模型.首先,对不同时间采集的龙井43茶叶图像进行灰度化;然后,计算灰度图的平均灰度(Average Gray,AG)值,对AG值在[170,230]的高亮度图像进行不同尺寸的分块处理和局部区域伽马亮度自适应校正;最后,在相同的训练集和测试集训练多个深度学习检测模型.测试结果表明
【机 构】
：
浙江理工大学信息学院,杭州 310018;浙江理工大学机械与自动控制学院,杭州 310018;中国农业科学院茶叶研究所,杭州 310008;浙江茗皇天然食品开发股份有限公司,杭州 310030
论文部分内容阅读
自然光照下不同时间采集的茶叶图像存在亮度不均的现象.由于高亮度图像对比度差且嫩芽特征显著性弱,造成高亮度图像中存在较多嫩芽的漏检.针对现有茶叶嫩芽图像自动检测方法对光照变化的敏感性,该研究提出一种基于区域亮度自适应校正的茶叶嫩芽检测模型.首先,对不同时间采集的龙井43茶叶图像进行灰度化;然后,计算灰度图的平均灰度(Average Gray,AG)值,对AG值在[170,230]的高亮度图像进行不同尺寸的分块处理和局部区域伽马亮度自适应校正;最后,在相同的训练集和测试集训练多个深度学习检测模型.测试结果表明,基于YOLOv5+CSPDarknet53的检测模型比SSD+VGG16、Faster RCNN+VGG16、YOLOv3+Darknet53和YOLOv4+CSPDarknet53模型具有更优的嫩芽检测性能,精确率和召回率分别为88.2％和82.1％.对YOLOv5检测结果进行检测抑制,有效避免了同一目标被多次框选的冗余现象.[30,90)和[90,170)亮度区间内嫩芽图像具有较强的显著性特征和较高的检测精度与召回率.相较于AG值在[170,230]的高亮度原始图像的检测结果,对高亮度图像进行2×3分块和局部区域亮度自适应校正后,YOLOv5嫩芽检测召回率提高了19.2个百分点.对不同光照条件下采集的茶叶图像进行测试,基于区域亮度自适应校正的茶叶嫩芽YOLOv5检测模型获得了92.4％的检测精度和90.4％的召回率.该模型对光照强度变化具有较强的鲁棒性,研究结果可为自然光照条件下茶叶嫩芽机械采摘作业提供参考.
其他文献
为明确土壤中不同残膜量对根系生长和分布的影响,该研究于2019—2020年在河套灌区九庄农业综合节水试验站设置了5个农膜残留量水平,分别为CK(0 kg/hm2)、T1(150 kg/hm2)、T2(300 kg/hm2)、T3(450 kg/hm2)和T4(600 kg/hm2),研究不同残膜量对玉米根长密度、不同径级根系分配及根系分布等影响,并引入残膜量,建立了适用于农膜残留农田的根系分布模型.结果表明,根系在水平分布时,侧根区的根系受残膜影响显著(P2 mm,d为根系直径),降幅为29.25％;增加
高光谱遥感技术已广泛应用于植被类型制图.然而,稀疏植被冠层覆盖和土壤背景影响仍然是干旱区植被类型遥感分类的主要挑战,单独利用遥感数据光谱或纹理特征难以获得可靠的分类精度和稳定性.广义正态分布优化算法(Generalized Normal Distribution Optimization,GNDO)的特征优选结果在质量和稳定性方面相较传统优化算法具有优势,但目前还未应用于高光谱波段选取研究.为探索结合ZY-102D光谱与纹理特征进行干旱区植被类型遥感分类的可行性,验证GNDO方法应用于高光谱波段选取的有效
厌氧发酵技术可以将木质纤维素生物质转化为沼气,并伴随副产物沼渣产生.随着大型沼气工程的发展,大量沼渣排放已成为厌氧发酵技术推广应用的主要限制因素之一,亟须对沼渣进行快速有效处理.其中,沼渣的热化学转化利用符合大型沼气工程发展趋势,是当前的研究热点之一.首先分析木质纤维素沼渣的原料特性与热化学转化潜力;再对沼渣成型燃料、热解以及水热炭化等领域的研究现状进行分析,着重对沼渣衍生产物特性、热化学转化过程中存在的问题以及与厌氧发酵结合的潜在优势等方面进行讨论;最后,对沼渣热化学转化的发展趋势进行了展望.木质纤维素
以鸡粪为处理对象,进料总固体(Total Solids,TS)浓度控制在15％,进行鸡粪高固体浓度进料厌氧消化试验,在水力停留时间(Hydraulic Retention Time,HRT)为60 d的条件下,连续运行155 d考察发酵性能.试验结果表明,在有机负荷(Organic Load Rate,OLR)为1.5 g/(L·d)(以Volatile Solids,VS计算)和总氨氮(Total Ammonia Nitrogen,TAN)浓度7.5 g/L的条件下,甲烷产率达到326 mL/g,总挥发
为厘清全国耕地资源环境本底并识别中国休耕优先区,该研究从生态保护红线、土壤污染状况、地下水超采和耕地质量等级等4个维度,运用生态保护红线划定、内梅罗综合污染指数、地下水水位变幅等方法系统分析中国耕地资源环境胁迫因子空间格局及分异特征,并构建多准则休耕规则识别不同情景下中国休耕规模及优先区的空间分布.结果表明:1)中国北方划入生态保护红线范围内耕地面积远高于南方,划入一级生态保护红线范围内耕地占3.57％;2)中国耕地重、中度污染面积分别占1.23％和2.31％,南方整体污染高于北方且南方呈局部分散、北方呈
为探究圆形循环水养殖池进水管布设位置对池内的流场分布以及残饵粪便等固体颗粒物排出的影响.该研究基于计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)技术,采用STAR-CCM+软件系统地模拟进水管在常见布设角度(θ=0°、45°),不同布设位置(d=0、1/8 r、1/4 r、3/8 r、1/2 r,d为射流管与池壁的距离,r为养殖池半径)工况下,养殖池内的流场分布特性和固体颗粒物的运动特性,并以固体颗粒物的排出率为主要性能指标,对进水管布设位置进行优化分析.监测了距离池底
基于机器视觉技术自动检测苹果树上的果实并进行计数是实现果园产量测量和智慧果园生产管理的关键.该研究基于现代种植模式下的富士苹果视频,提出基于轻量级目标检测网络YOLOv4-tiny和卡尔曼滤波跟踪算法的苹果检测与视频计数方法.使用YOLOv4-tiny检测视频中的苹果,对检测到的果实采用卡尔曼滤波算法进行预测跟踪,基于欧氏距离和重叠度匹配改进匈牙利算法对跟踪目标进行最优匹配.分别对算法的检测性能、跟踪性能和计数效果进行试验,结果表明:YOLOv4-tiny模型的平均检测精度达到94.47％,在果园视频中的
为实现苹果多产地多品质指标的现场快速无损检测与评价,该研究基于可见近红外光谱技术研发低成本、低功耗、小型化的苹果品质手持式无损检测终端.检测终端集成宽谱LED光源和水果特征响应窄带光电探测器,接入物联网云端数据系统,实现检测数据上传和模型的远程更新维护.利用研制的检测系统可有效获取不同产区苹果500～1050 nm波长范围内的漫反射光谱,优选光谱预处理算法消除干扰并采用不同特征波长提取算法对数据进行降维,分别建立了多产地苹果可溶性固形物含量、硬度和维生素C含量的通用检测模型,模型的预测相关系数分别为0.9
针对连续式捆烧设备在连续进料过程中,秸秆捆连续稳定燃烧性能差、挥发分气体燃烧不充分、秸秆捆难燃尽,而导致热效率低、排放高的问题,该研究基于分级燃烧原理与秸秆捆燃烧特性,在设计计算过程中,对燃烧、换热、配风系统等较为重要设计参数给出了合理的参考值,并通过烟气预热干燥秸秆捆、增加挥发分二次燃尽的三级风、往复炉排增加捆间间隙等方式提高秸秆捆的燃烧性能.设备试制后,利用玉米秸秆捆为燃料开展了热工与排放性能试验.试验结果表明,连续式秸秆捆烧锅炉的平均热效率为80.37％,颗粒物、NOx、SO2平均排放质量浓度分别为
草地是新疆重要的植被类型,快速评价区域草地生产力状况,揭示高海拔草地暖季食草动物承载力,对典型区域草地与食草牲畜平衡管理具有重要意义.为克服传统实地取样方法在数据可获取性、多年监测连续性、区域覆盖性等方面的限制,利用MODIS MOD17A3H/NPP数据产品,以新疆和静县为研究区,探索草地地上生物量(Aboveground Biomass,AGB)估算模型在高海拔草地应用的有效性,分析研究区草地AGB的时空变化规律,探讨其多年载畜状况.结果表明:1)基于MODIS MOD17A3H数据模拟的草地地上净初