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基于深度学习的稻粒在穗计数方法研究
1
作者
周云成
张羽
+1 位作者
刘泽钰
李瑞阳
《沈阳农业大学学报》
北大核心
2025年第1期82-91,共10页
[目的]稻粒计数是水稻考种的重要环节。针对传统稻穗穗粒人工计数存在着效率低、易出错等问题,研究构建一种稻穗穗粒原位计数模型。原位计数方法可以不破坏稻穗原有拓扑结构,进而进一步应用于其他表型参数获取。[方法]模型以ResNet作为...
[目的]稻粒计数是水稻考种的重要环节。针对传统稻穗穗粒人工计数存在着效率低、易出错等问题,研究构建一种稻穗穗粒原位计数模型。原位计数方法可以不破坏稻穗原有拓扑结构,进而进一步应用于其他表型参数获取。[方法]模型以ResNet作为骨干网络,应用图像和范本稻粒之间的特征相关性,预测稻粒概率密度分布,进而通过密度图求和获取稻粒数量。构建稻穗图像数据集,定义稻粒在穗计数模型的损失函数,该函数同时考虑预测密度图与实际稻粒分布的一致性,以及范本标注框的相关约束。用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)、平均相对误差(Mean Relative Error,MRE)作为衡量模型性能的评估指标。[结果]以ResNet50作为模型骨干网络,模型可取得较理想的精度,其MAE、RMSE、MRE分别为10.937,19.286,13.4%,该方法有着较为准确的计数性能。与YOLOv8-seg相比,本研究模型的MRE下降2.2%,与基于实例分割的SAM(Segment Anything Model)模型相比,本研究模型的MRE降低了12.2%,与T-Rex2模型相比,则降低6.5%。[结论]基于深度学习模型构建,能够自动识别和计数图像中稻粒,提高计数效率,同时相较于其他深度学习模型,本研究模型具有更强的少样本学习能力。本方法可应用于稻粒在穗计数任务,可为稻穗表型参数获取等提供一定技术参考。
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关键词
稻穗表型
原位计数
水稻
特征提取
表型参数
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职称材料
使用FISH-FC测定益生菌对小鼠肠道菌群失衡的调节作用
被引量：
3
2
作者
王瑾
杨丽杰
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第15期214-219,共6页
目的:使用荧光原位杂交-流式细胞计数法(FISH-FC)测定灌胃自筛菌株嗜酸乳杆菌KLDS1.8701与植物乳杆菌KLDS1.0355混合液对抗生素性肠道菌群失衡小鼠的影响,并初步研究其发挥作用的机制。方法:在体外实验中,测定上述两株菌对肠道病原菌的...
目的:使用荧光原位杂交-流式细胞计数法(FISH-FC)测定灌胃自筛菌株嗜酸乳杆菌KLDS1.8701与植物乳杆菌KLDS1.0355混合液对抗生素性肠道菌群失衡小鼠的影响,并初步研究其发挥作用的机制。方法:在体外实验中,测定上述两株菌对肠道病原菌的抑制作用,并探讨其作用机理。在体内实验中,采用随机饮用盐酸克林霉素水溶液(2.8mg/mL)的方法建立抗生素性肠道菌群失衡小鼠模型,并使用FISH-FC方法测定小鼠粪便中总厌氧菌、球形梭菌属(Clostridium coccoides-Eubacterium rectale)、肠杆菌(Enterobacteria)、拟杆菌属(Bacteroides-Prevotella)的数量变化,以此判断模型是否建立成功。之后,灌胃嗜酸乳杆菌KLDS1.8701和植物乳杆菌KLDS1.0355的混合液(活菌数分别为107、108、109CFU/mL),以生理盐水为对照,采用上述方法评价混合菌液对小鼠模型的影响。结果:与对照组相比,灌胃混合菌液组可迅速恢复肠道菌群平衡(P<0.01),产生作用的效应剂量为107CFU/mL。结论:直接的抗微生物效应可能是该混合菌液调节肠道菌群平衡的机制之一。
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关键词
荧光
原位
杂交-流式细胞
计数
嗜酸乳杆菌
植物乳杆菌
抗生素性肠道菌群失衡
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职称材料
题名
基于深度学习的稻粒在穗计数方法研究
1
作者
周云成
张羽
刘泽钰
李瑞阳
机构
沈阳农业大学信息与电气工程学院
出处
《沈阳农业大学学报》
北大核心
2025年第1期82-91,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2021YFD1500204,2023YFD1501303)。
文摘
[目的]稻粒计数是水稻考种的重要环节。针对传统稻穗穗粒人工计数存在着效率低、易出错等问题,研究构建一种稻穗穗粒原位计数模型。原位计数方法可以不破坏稻穗原有拓扑结构,进而进一步应用于其他表型参数获取。[方法]模型以ResNet作为骨干网络,应用图像和范本稻粒之间的特征相关性,预测稻粒概率密度分布,进而通过密度图求和获取稻粒数量。构建稻穗图像数据集,定义稻粒在穗计数模型的损失函数,该函数同时考虑预测密度图与实际稻粒分布的一致性,以及范本标注框的相关约束。用平均绝对误差(Mean Absolute Error,MAE)、均方根误差(Root Mean Squared Error,RMSE)、平均相对误差(Mean Relative Error,MRE)作为衡量模型性能的评估指标。[结果]以ResNet50作为模型骨干网络,模型可取得较理想的精度,其MAE、RMSE、MRE分别为10.937,19.286,13.4%,该方法有着较为准确的计数性能。与YOLOv8-seg相比,本研究模型的MRE下降2.2%,与基于实例分割的SAM(Segment Anything Model)模型相比,本研究模型的MRE降低了12.2%,与T-Rex2模型相比,则降低6.5%。[结论]基于深度学习模型构建,能够自动识别和计数图像中稻粒,提高计数效率,同时相较于其他深度学习模型,本研究模型具有更强的少样本学习能力。本方法可应用于稻粒在穗计数任务,可为稻穗表型参数获取等提供一定技术参考。
关键词
稻穗表型
原位计数
水稻
特征提取
表型参数
Keywords
phenotype of rice panicle
in-situ counting
rice
feature extraction
phenotypic parameter
分类号
TP181 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
S126 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
使用FISH-FC测定益生菌对小鼠肠道菌群失衡的调节作用
被引量：
3
2
作者
王瑾
杨丽杰
机构
乳品科学教育部重点实验室东北农业大学
出处
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011年第15期214-219,共6页
基金
教育部"长江学者和创新团队发展计划"项目(IRT0959)
文摘
目的:使用荧光原位杂交-流式细胞计数法(FISH-FC)测定灌胃自筛菌株嗜酸乳杆菌KLDS1.8701与植物乳杆菌KLDS1.0355混合液对抗生素性肠道菌群失衡小鼠的影响,并初步研究其发挥作用的机制。方法:在体外实验中,测定上述两株菌对肠道病原菌的抑制作用,并探讨其作用机理。在体内实验中,采用随机饮用盐酸克林霉素水溶液(2.8mg/mL)的方法建立抗生素性肠道菌群失衡小鼠模型,并使用FISH-FC方法测定小鼠粪便中总厌氧菌、球形梭菌属(Clostridium coccoides-Eubacterium rectale)、肠杆菌(Enterobacteria)、拟杆菌属(Bacteroides-Prevotella)的数量变化,以此判断模型是否建立成功。之后,灌胃嗜酸乳杆菌KLDS1.8701和植物乳杆菌KLDS1.0355的混合液(活菌数分别为107、108、109CFU/mL),以生理盐水为对照,采用上述方法评价混合菌液对小鼠模型的影响。结果:与对照组相比,灌胃混合菌液组可迅速恢复肠道菌群平衡(P<0.01),产生作用的效应剂量为107CFU/mL。结论:直接的抗微生物效应可能是该混合菌液调节肠道菌群平衡的机制之一。
关键词
荧光
原位
杂交-流式细胞
计数
嗜酸乳杆菌
植物乳杆菌
抗生素性肠道菌群失衡
Keywords
FISH-FC
Lactobacillus acidophilus
Lactobacillus plantarum
antibiotic-associated intestinal flora disorder
分类号
TS201.3 [轻工技术与工程—食品科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于深度学习的稻粒在穗计数方法研究
周云成
张羽
刘泽钰
李瑞阳
《沈阳农业大学学报》
北大核心
2025
0
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职称材料
2
使用FISH-FC测定益生菌对小鼠肠道菌群失衡的调节作用
王瑾
杨丽杰
《食品科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2011
3
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职称材料
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