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基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测 被引量:6
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作者 赵辉 李建成 +1 位作者 王红君 岳有军 《湖南农业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期100-106,共7页
为了解决水稻小病斑检测不准确的问题,提出一种基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测方法Rice-YOLOv3。首先,采用K-means++聚类算法,计算新的锚框尺寸,使锚框尺寸与数据集相匹配;其次,采用激活函数Mish替换YOLOv3主干网络中的Leaky Relu激... 为了解决水稻小病斑检测不准确的问题,提出一种基于改进YOLOv3的水稻叶部病害检测方法Rice-YOLOv3。首先,采用K-means++聚类算法,计算新的锚框尺寸,使锚框尺寸与数据集相匹配;其次,采用激活函数Mish替换YOLOv3主干网络中的Leaky Relu激活函数,利用该激活函数的平滑特性,提升网络的检测准确率,同时将CSPNet与DarkNet53中的残差模块相结合,在避免出现梯度信息重复的同时,增加神经网络的学习能力,提升检测精度和速率;最后,在FPN层分别引入注意力机制ECA和CBAM模块,解决特征层堆叠处的特征提取问题,提高对小病斑的检测能力。在训练过程中,采用COCO数据集预训练网络模型,得到预训练权重,改善训练效果。结果表明:在测试集下,Rice-YOLOv3检测水稻叶部3种病害的平均精度均值(mAP)达92.94%,其中,稻瘟病、褐斑病、白叶枯病的m AP值分别达93.34%、89.68%、95.80%,相较于YOLOv3,Rice-YOLOv3检测的m AP提高了6.05个百分点,速率提升了2.8帧/s,对稻瘟病和褐斑病的小病斑的检测能力明显增强,可以检测出原始网络模型漏检的小病斑;与Faster-RCNN、YOLOv5等模型对比,Rice-YOLOv3提高了对相似病害和微小病害的识别能力,并在原始的基础上提高了检测速率。 展开更多
关键词 水稻叶部病害 YOLOv3 病害检测 注意力机制 图像处理 目标检测
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基于改进Yolov5s的水稻叶病检测方法 被引量:2
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作者 项新建 郑雨 +3 位作者 曹光客 李旭 尤钦寅 姚佳娜 《中国农机化学报》 北大核心 2024年第3期212-218,共7页
水稻叶病防治在提高水稻产量中具有重要作用,针对水稻叶病人工检查速度慢、主观性高的问题,提出一种基于改进Yolov5s的水稻叶病目标检测方法。采用K-means聚类算法得到先验框尺寸,增强检测模型对水稻叶病的适应性;将轻量级空间注意力与... 水稻叶病防治在提高水稻产量中具有重要作用,针对水稻叶病人工检查速度慢、主观性高的问题,提出一种基于改进Yolov5s的水稻叶病目标检测方法。采用K-means聚类算法得到先验框尺寸,增强检测模型对水稻叶病的适应性;将轻量级空间注意力与通道注意力融合,对高层语义特征信息增强,增强模型对病害信息的感知度;并结合特征金字塔网络,融合多尺度感受野获取目标上下文信息,有效地增强模型对目标周围特征的提取,提高目标检测的准确度。试验结果表明:改进后的Yolov5s算法平均检测精度(IOU=0.5)提高4.3%,F1值提高5.3%,帧率FPS为58.7 f/s。有效提升Yolov5s算法对水稻叶病的检测精度,达到实时检测的需求。 展开更多
关键词 水稻叶病检测 K-MEANS聚类 注意力机制 多尺度感受野
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基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法 被引量:2
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作者 王旭 邓阳君 +2 位作者 杨玉娟 曹淙胤 李楷润 《农业装备与车辆工程》 2024年第7期19-24,共6页
针对传统叶瘟病分割和分级方法在效率、准确率等方面存在的问题,提出一种基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法。首先,对CO39品种水稻叶片进行图像采集,使用Labelme标注软件对图像叶片和病斑进行标注,建立叶片数据集;然后采用不同的... 针对传统叶瘟病分割和分级方法在效率、准确率等方面存在的问题,提出一种基于语义分割的水稻叶瘟病分割与分级方法。首先,对CO39品种水稻叶片进行图像采集,使用Labelme标注软件对图像叶片和病斑进行标注,建立叶片数据集;然后采用不同的卷积神经网络作为U-Net、DeepLabV3+的主干特征提取网络,构建3种水稻叶片分割模型,分别为VGG16-UNet、ResNet50-UNet、MobileNetV2-DeepLabV3+,对水稻叶片、病斑进行分割,根据叶瘟病分级标准与等级计算公式,确定水稻叶片的叶瘟病等级,在此过程中,对比3种模型的分割性能。结果表明,VGG16-UNet模型为最优模型,在平均像素精度、平均交并比和F1分数上分别达到了86.87%、80.68%和88.48%,能够有效满足水稻叶瘟病分割和分级的实际需求。该方法为开发叶瘟病智能分级系统提供了理论依据,可为其他作物病害的分级研究提供参考。 展开更多
关键词 水稻叶瘟病 深度学习 语义分割 病害程度分级
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基于VCDM-UNet的水稻叶瘟病斑分割和病害程度分级 被引量:3
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作者 邓阳君 王旭 +3 位作者 龙陈锋 刘金灵 朱幸辉 谭泗桥 《农业工程学报》 CSCD 北大核心 2024年第23期190-198,共9页
高效、精确地评估叶瘟病害程度对水稻的早期防治、精准施药、产量损失预测至关重要。针对传统病害分级方法效率低、主观性强的问题,该研究提出了一种基于改进UNet(vgg16 coordinate dropout focal-dice mixed loss UNet,VCDM-UNet)的叶... 高效、精确地评估叶瘟病害程度对水稻的早期防治、精准施药、产量损失预测至关重要。针对传统病害分级方法效率低、主观性强的问题,该研究提出了一种基于改进UNet(vgg16 coordinate dropout focal-dice mixed loss UNet,VCDM-UNet)的叶瘟分割模型。首先,针对病斑形状不规则、不易分辨问题,将VGG16作为UNet的主干网络,增强模型提取叶片、病斑特征的能力。其次,为了提升模型对叶片、病斑像素的关注度,增强模型的泛化能力,在上采样模块中引入CA(coordinate attention)注意力机制和Dropout机制。然后针对叶片、病斑占比过小问题,采用焦点-骰子混合损失改进模型的损失函数,以优化样本的不平衡性,缓解背景像素占比过大对模型学习带来的影响。基于田间收集的三叶期水稻叶片图像进行了验证,并与UNet、PSPNet、DeepLabV3+进行比较。结果表明,VCDM-UNet的平均交并比、平均像素精度、宏平均F1分数分别为82.93%、88.87%、89.96%,均优于3种对比模型,能够满足叶片和病斑的分割任务。最后,基于分割结果,计算病斑占叶面积的比例对病害程度进行分级,VCDM-UNet的平均分级准确率为83.95%,经验证,该模型可为叶瘟病害程度分级提供技术支持。 展开更多
关键词 图像处理 语义分割 水稻叶 UNet 病害程度分级
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湖南省道县水稻叶条斑病病原菌分离与鉴定
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作者 王潇琪 任晓凤 +3 位作者 杨华 何斌 邓义昌 周倩 《生物灾害科学》 2024年第1期28-33,共6页
【目的】2023年6月在湖南省永州市道县仙子脚镇多个村的水稻上发现一种叶条斑病,发生面积超过30 hm^(2),为探究发病原因,开展相关研究。【方法】利用组织分离法对道县采集的水稻病叶进行病原菌分离,对分离到的病菌进行形态学观察,结合IT... 【目的】2023年6月在湖南省永州市道县仙子脚镇多个村的水稻上发现一种叶条斑病,发生面积超过30 hm^(2),为探究发病原因,开展相关研究。【方法】利用组织分离法对道县采集的水稻病叶进行病原菌分离,对分离到的病菌进行形态学观察,结合ITS、TEF1-α和TUB2基因序列联合建树,确定病原物,利用柯赫氏法则进行病原物验证。【结果】湖南省永州市道县仙子脚镇发生的水稻叶条斑病病原菌为稻黑孢(Nigrospora oryzae)。【结论】明确了湖南省道县水稻叶条斑病的病原菌,为今后防控工作的开展提供参考。 展开更多
关键词 水稻叶条斑病 分离鉴定 柯赫氏法则 稻黑孢菌
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基于高光谱成像技术的水稻叶瘟病病害程度分级方法 被引量:43
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作者 郑志雄 齐龙 +2 位作者 马旭 朱小源 汪文娟 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第19期138-144,共7页
为了快速、准确地对水稻叶瘟病病害程度进行分级评估,结合定性分析与定量估算,提出了一种基于高光谱成像技术的水稻叶瘟病病害程度分级方法。利用HyperSIS高光谱成像系统采集了受稻瘟病侵染后不同病害等级的水稻叶片高光谱图像,通过分... 为了快速、准确地对水稻叶瘟病病害程度进行分级评估,结合定性分析与定量估算,提出了一种基于高光谱成像技术的水稻叶瘟病病害程度分级方法。利用HyperSIS高光谱成像系统采集了受稻瘟病侵染后不同病害等级的水稻叶片高光谱图像,通过分析叶瘟病斑区域与正常叶片部位的光谱特征,对差异较大的550和680 nm波段进行二维散点图分析,提取只含病斑的高光谱图像;然后通过主成分分析(principal component analysis,PCA)方法得到利于褐色病斑和灰色病斑分割的第2主成分图像,采用最大类间方差法(Otsu)分割出灰色病斑;最后结合延伸率和受害率2个参数对水稻叶瘟病病害程度进行分级。试验结果表明:测试的166个不同稻叶瘟病害等级的叶片样本中,其中160个样本可被准确分级,分级准确率为96.39%。该研究为稻叶瘟病田间病害程度评估提供了基础,也为稻瘟病抗性鉴定方法提供了新思路。 展开更多
关键词 主成分分析 病害 分级 水稻叶瘟病 高光谱成像 最大类间方差法
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基于高光谱成像的寒地水稻叶瘟病与缺氮识别 被引量:23
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作者 袁建清 苏中滨 +2 位作者 贾银江 张雨 章宗鑫 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第13期155-160,共6页
为进行水稻叶瘟病与养分缺失的区分、实现叶瘟病及时、准确的诊断,以大田试验为基础,利用高光谱成像仪获取2个品种的健康、缺氮、轻度感病和重度感病共4类水稻叶片的反射率光谱,对其光谱特性进行分析,并采用多种预处理方法、分别结合偏... 为进行水稻叶瘟病与养分缺失的区分、实现叶瘟病及时、准确的诊断,以大田试验为基础,利用高光谱成像仪获取2个品种的健康、缺氮、轻度感病和重度感病共4类水稻叶片的反射率光谱,对其光谱特性进行分析,并采用多种预处理方法、分别结合偏最小二乘判别分析(partial least squares-discriminate analysis,PLS-DA)和主成分加支持向量机(principle component analysis-support vector machine,PCA-SVM)方法构建水稻叶瘟病识别模型。试验结果显示6个判别模型都获得了较高的识别准确率,经标准正态变量(standard normal variate,SNV)变换预处理的PLS-DA模型获得了最佳的识别结果,预测准确率达100%,经多元散射校正(multiplicative scatter correction,MSC)预处理的PCA-SVM模型的预测准确率也达到97.5%。本研究为水稻叶瘟病的判别和分级提供了新方法,也为稻瘟病大范围遥感监测提供了基础。 展开更多
关键词 光谱分析 水稻叶瘟病 主成分分析 算法 高光谱成像 支持向量机 偏最小二乘判别
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基于图像处理的田间水稻叶瘟病斑检测方法 被引量:9
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作者 吴露露 郑志雄 +3 位作者 齐龙 马旭 梁仲维 陈国锐 《农机化研究》 北大核心 2014年第9期32-35,共4页
针对病斑在叶片上易形成封闭边缘的特性,采用色度学模型、边缘提取和形态学等方法对田间稻叶瘟病斑进行检测。利用2R-G色差分量提取图像上的图斑;采用Canny算法对2R-G色差分量图斑进行边缘检测,通过自定义边缘封闭修复模版对边缘进行修... 针对病斑在叶片上易形成封闭边缘的特性,采用色度学模型、边缘提取和形态学等方法对田间稻叶瘟病斑进行检测。利用2R-G色差分量提取图像上的图斑;采用Canny算法对2R-G色差分量图斑进行边缘检测,通过自定义边缘封闭修复模版对边缘进行修复;利用HIS模型的H分量提取的叶片正常部位信息与修复后图像做掩膜运算,获得叶片范围内的病斑边界,然后,运用形态学运算剔除图斑中未闭合的边缘线;最后,采用归一化绿蓝差值指数(Normalized Difference Green and Blue Index,DNGBI)对封闭的非病斑区域进行阈值过滤,提取出稻瘟病病斑。试验结果表明:对叶瘟病斑的正确识别率可达到90.26%。 展开更多
关键词 色差模型 边缘检测 DNGBI 水稻叶瘟病 病斑
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基于多层感知神经网络的水稻叶瘟病识别方法 被引量:25
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作者 刘立波 周国民 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第S2期213-217,共5页
为实现水稻叶瘟病的快速诊断,综合利用图像处理技术和神经网络来进行叶瘟病斑的识别研究。该文设计了3个多层感知分类器来进行病斑识别准确率的对比验证,分别采用叶片正常区域和病斑区域的纹理特征、颜色特征以及纹理和颜色的组合特征... 为实现水稻叶瘟病的快速诊断,综合利用图像处理技术和神经网络来进行叶瘟病斑的识别研究。该文设计了3个多层感知分类器来进行病斑识别准确率的对比验证,分别采用叶片正常区域和病斑区域的纹理特征、颜色特征以及纹理和颜色的组合特征作为不同分类器的输入单元;输出层采用1个单元用于输出病斑区域和正常区域的识别结果。首先,该文将采集到的RGB图像转换成灰度图像,利用灰度共生矩阵分别提取叶片正常区域与病斑区域的能量、对比度、熵、逆差距作为纹理特征;紧接着,将RGB彩色空间转换至HIS和Lab空间,分别提取病斑区域和正常区域的L、a、b值作为颜色特征。最后,采用不同的BP神经网络分类器进行病斑区域识别。该文共采用120副图像作为待测对象,试验结果表明,采用颜色和纹理的组合特征进行识别,准确率要比单独使用纹理特征和颜色特征高10%~15%。本文的研究结果为进一步实现水稻病害自动诊断打下了基础。 展开更多
关键词 多层感知器 特征提取 分类器 图像识别 水稻叶瘟病
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水稻叶面积速测法
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作者 顾根宝 《新疆农业科学》 CAS 1982年第3期31-31,共1页
测量水稻叶面积的方法较多,有叶面积系数法、绘图剪纸称重法、诺模图算法、长宽比回归法。这些方法是依不同品种实测并找出水稻叶片长宽比和折换率的关系,用模图、系数供查算叶面积的,但仍相当费时。两年来,我们系统测量了20个品种约2... 测量水稻叶面积的方法较多,有叶面积系数法、绘图剪纸称重法、诺模图算法、长宽比回归法。这些方法是依不同品种实测并找出水稻叶片长宽比和折换率的关系,用模图、系数供查算叶面积的,但仍相当费时。两年来,我们系统测量了20个品种约2万个水稻叶片,经过整理、研究,发现采用叶长速测法和叶重计算法,能较为简便可靠地测出水稻的叶面积。 展开更多
关键词 水稻叶 计算法 面积 速测法 水稻叶
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基于多光谱成像技术的水稻叶部病害检测装置设计与试验 被引量:4
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作者 刘浪 许金钗 +4 位作者 翁海勇 程祖锌 曹亚轩 叶大鹏 谢立敏 《福建农林大学学报(自然科学版)》 CSCD 北大核心 2023年第2期280-284,共5页
为实现田间环境下水稻叶部病害的快速诊断,设计了一种基于多光谱成像技术的水稻叶部病害便携式检测装置.该装置主要由多光谱图像采集软件、高功率LED驱动电路、图像采集触发电路和USB接口通讯电路4个部分组成.以感染水稻稻瘟病、胡麻叶... 为实现田间环境下水稻叶部病害的快速诊断,设计了一种基于多光谱成像技术的水稻叶部病害便携式检测装置.该装置主要由多光谱图像采集软件、高功率LED驱动电路、图像采集触发电路和USB接口通讯电路4个部分组成.以感染水稻稻瘟病、胡麻叶斑病、细条病水稻以及健康水稻的叶片为研究对象,采集了460、520、590、630、660、710、730、760、800、850、900和940 nm共12个波段下的光谱图像信息.主成分分析结果表明:第一主成分(PC1)和第二主成分(PC2)的累计方差贡献率为91.19%;稻瘟病、胡麻叶斑病和细条病在PC1和PC2得分图上具有各自聚成一类的趋势.基于12个波段反射率构建的支持向量机模型对稻瘟病、胡麻叶斑病和细条病的总体识别正确率为97.44%,Kappa系数为0.9651,识别效果较好.表明利用自主研发的便携式多光谱成像装置结合化学计量法可实现水稻叶部病害的快速诊断. 展开更多
关键词 水稻 多光谱成像 水稻叶部病害 支持向量机
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水稻叶镉与米镉含量的相关性及叶面肥对镉的阻控研究 被引量:8
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作者 邓思涵 龙九妹 +5 位作者 陈聪颖 严冬 余嘉衍 周一敏 李永杰 雷鸣 《湖南农业科学》 2019年第2期24-28,共5页
为了探究水稻叶中镉含量与糙米中镉含量的关系,以及施加不同叶面肥对水稻产量及稻米中镉含量的影响,在湖南省株洲县某镉污染区随机采集水稻样品进行分析,并在该地选择镉污染稻田开展4种不同叶面肥(Ca肥、Si肥、N肥和Fe肥)的阻控水稻富... 为了探究水稻叶中镉含量与糙米中镉含量的关系,以及施加不同叶面肥对水稻产量及稻米中镉含量的影响,在湖南省株洲县某镉污染区随机采集水稻样品进行分析,并在该地选择镉污染稻田开展4种不同叶面肥(Ca肥、Si肥、N肥和Fe肥)的阻控水稻富集镉的试验。结果表明:随机采集的水稻植株中镉含量的分布是根>茎>籽粒,叶中镉含量的分布是第一叶>第二叶>第三叶>第四叶及其他叶,水稻叶中镉含量与糙米中镉含量呈显著正相关,其中第一叶中镉含量与糙米中镉含量之间的相关性达到0.857 8。与对照相比,施加不同叶面肥后,水稻明显增产8.14%~27.27%,其中施加叶面Fe肥水稻增产效果最明显。在4种叶面肥的不同浓度处理下,降低糙米中镉含量效果顺序是低浓度>中浓度>高浓度,当叶面肥低浓度处理时,Si肥阻控稻米富集镉效果最佳,达到57.14%;其次是Ca肥和Fe肥,分别达38.78%和32.66%;N肥的降镉率为16.33%。 展开更多
关键词 水稻叶 镉污染 稻米 面肥 产量 阻控
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水稻叶面肥“真打粮”不同用量在单季晚稻上的施用效果 被引量:1
13
作者 夏一军 鲁燕君 +2 位作者 顾建强 毛伟强 林敏 《农技服务》 2020年第9期10-10,17,共2页
"真打粮"是浙江大学研发的一种新型水稻叶面肥,为验证其增产效果和确定最佳施用量,在单季晚稻品种华中优1号上进行了100mL/667m^2、80mL/667m^2、50mL/667m^2施用试验。结果表明:在华中优1号始穗期一次性喷施真打粮叶面肥可... "真打粮"是浙江大学研发的一种新型水稻叶面肥,为验证其增产效果和确定最佳施用量,在单季晚稻品种华中优1号上进行了100mL/667m^2、80mL/667m^2、50mL/667m^2施用试验。结果表明:在华中优1号始穗期一次性喷施真打粮叶面肥可促进农艺性状发挥及提高产量。其中,以喷施100mL/667m^2的效果最好,产量达825.1kg/667m^2,比不施用对照增产11.09%。 展开更多
关键词 水稻叶面肥 真打粮 农艺性状 产量
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多种药剂防治水稻叶瘟病效果初报
14
作者 谢松华 周浩 +1 位作者 杨凌峰 陆邢峰 《上海农业科技》 2017年第3期108-108,110,共2页
为筛选出经济、高效且适合南通市通州区防治水稻叶瘟病的药剂,特开展了多种药剂防治水稻叶瘟病效果试验。结果表明,每667m^2用25%吡唑醚菌酯60mL、30%三环氟环唑90mL、27%三环己唑醇80mL、75%禾技15g、20%稻瘟酰胺80mL、75%拿敌稳15g,... 为筛选出经济、高效且适合南通市通州区防治水稻叶瘟病的药剂,特开展了多种药剂防治水稻叶瘟病效果试验。结果表明,每667m^2用25%吡唑醚菌酯60mL、30%三环氟环唑90mL、27%三环己唑醇80mL、75%禾技15g、20%稻瘟酰胺80mL、75%拿敌稳15g,对水稻叶瘟病的病叶防效和病株防效均达90%以上。上述药剂可作为今后防治水稻叶瘟病的主要药剂与三环唑交替使用。 展开更多
关键词 水稻叶瘟病 药剂 防效
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基于Lab色彩模型差异的水稻叶部病害图像分割
15
作者 陈勇翔 高遵海 《湖北农机化》 2020年第1期190-191,共2页
针对水稻叶部常见病害图像直接分割造成的图像失真问题,采用Lab色彩模型,对水稻叶部病害图像进行差异化处理和k均值聚类分割。从验证实验表明,利用设计的方法能一定程度上减少病害图像分割造成的损失,对于提高病害识别的准确率具有一定... 针对水稻叶部常见病害图像直接分割造成的图像失真问题,采用Lab色彩模型,对水稻叶部病害图像进行差异化处理和k均值聚类分割。从验证实验表明,利用设计的方法能一定程度上减少病害图像分割造成的损失,对于提高病害识别的准确率具有一定参考作用。 展开更多
关键词 水稻叶部病害 图像分割 Lab色彩模型 K均值聚类
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水稻叶瘟病药效试验
16
作者 夏翠花 王贵斌 《云南农业》 2016年第11期51-52,共2页
引进75%肟菌·戊唑醇WG、75%三环唑WP、40%氟环·稻瘟灵EW、40%富士一号EC4种药剂进行永稻叶瘟病防治试验。结果表明,75%肟菌·戊唑醇WG平均防效达89.4%,在4种药剂中防效最好,推荐作为防治水稻叶瘟病的首选药剂... 引进75%肟菌·戊唑醇WG、75%三环唑WP、40%氟环·稻瘟灵EW、40%富士一号EC4种药剂进行永稻叶瘟病防治试验。结果表明,75%肟菌·戊唑醇WG平均防效达89.4%,在4种药剂中防效最好,推荐作为防治水稻叶瘟病的首选药剂。其他3种药剂防效在84.85%-88.96%,可作为防治水稻叶瘟病的备用药剂。为延缓抗药性的产生,在大面积推广使用时,建议以上几种药剂交替使用。 展开更多
关键词 水稻叶 75%肟菌·戊唑醇WG 防治效果
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水稻冠层叶瘟病与缺氮的高光谱识别
17
作者 袁建清 仇逊超 +1 位作者 高睿 苏中滨 《云南农业大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期167-175,共9页
【目的】利用水稻大田近地冠层高光谱数据,实现在冠层尺度上对叶瘟病与缺氮水稻的早期识别。【方法】基于氮胁迫梯度试验和大田自然发病,采用室外高光谱成像系统采集缺氮水稻和自然发病水稻的大田近地冠层图像,提取并分析中度感病、轻... 【目的】利用水稻大田近地冠层高光谱数据,实现在冠层尺度上对叶瘟病与缺氮水稻的早期识别。【方法】基于氮胁迫梯度试验和大田自然发病,采用室外高光谱成像系统采集缺氮水稻和自然发病水稻的大田近地冠层图像,提取并分析中度感病、轻度感病、缺氮和健康水稻冠层的反射率光谱特征。针对预处理后的高光谱数据,采用主成分分析(principal component analysis,PCA)、植被指数(vegetation index,VI)和竞争性自适应重加权法(competitive adaptive reweighted sampling,CARS)3种方法提取特征变量,并结合线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)与支持向量机(support vector machine,SVM)分类算法,构建水稻冠层叶瘟病与缺氮的早期识别模型。【结果】单独使用PCA降维方法提取特征构建的模型无显著的分类效果;基于VI的模型相比全谱模型在区分效果上有所提升,但提升幅度不大;采用CARS提取特征波长所构建的模型显示出最佳的区分效果。进一步对提取的CARS特征进行PCA降维后,获得5个主成分特征用于建模,其SVM和LDA模型的总体分类精度分别为95.51%和96.15%,Kappa系数分别为0.91和0.92,表现出较高的分类一致性。【结论】本研究通过选用较少的特征变量,成功实现了水稻冠层叶瘟病与缺氮的有效识别,为水稻病害与养分胁迫的遥感监测提供了新的思路和理论依据。研究成果可为大规模水稻病虫害监测与精准施药提供支持,在精准农业领域具有重要的应用价值。 展开更多
关键词 高光谱成像 水稻叶瘟病 竞争性自适应重加权法(CARS) 支持向量机(SVM) 线性判别分析(LDA)
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UV-B辐射胁迫下水稻旗叶氮代谢的代际响应特征
18
作者 张蕾 王修蘋 +2 位作者 李祖然 何永美 李元 《农业资源与环境学报》 北大核心 2025年第5期1335-1341,共7页
为探究元阳梯田水稻(Oryza sativa L.)旗叶氮代谢对UV-B辐射胁迫的代际响应特征,通过原位种植7.5 kJ·m^(-2)UV-B辐射下分别处理0、1、2、3年的水稻种子,在自然光照和7.5 kJ·m^(-2)UV-B辐射条件下进行田间试验,研究不同世代同... 为探究元阳梯田水稻(Oryza sativa L.)旗叶氮代谢对UV-B辐射胁迫的代际响应特征,通过原位种植7.5 kJ·m^(-2)UV-B辐射下分别处理0、1、2、3年的水稻种子,在自然光照和7.5 kJ·m^(-2)UV-B辐射条件下进行田间试验,研究不同世代同强度UV-B辐射对元阳梯田水稻(白脚老粳)旗叶的氮代谢相关酶和含氮化合物的影响。结果表明:相同强度UV-B辐射胁迫下,水稻的辐射记忆和生存环境匹配时,F2世代水稻旗叶的硝态氮(NO_(3)^(-)-N)含量较F1世代显著升高9.5%,同世代的谷氨酰胺合成酶(GS)和谷氨酸脱氢酶(GDH)较F1世代分别升高157.2%和24.0%,促进了水稻叶片氨同化进程,使得铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量较F1世代显著降低;F3世代水稻旗叶的NO_(3)^(-)-N含量较F1世代显著升高75.3%,同世代的总游离氨基酸含量较F1世代升高38.4%,F3世代水稻的氮代谢开始产生代际适应性变化,对UV-B辐射胁迫产生了抗逆性。相同强度UV-B辐射胁迫下,不同世代水稻的辐射记忆和生存环境不匹配时,旗叶的GDH活性随环境波动变化,总游离氨基酸含量显著降低,氮代谢仍受UV-B辐射抑制,水稻植株对UV-B辐射胁迫没有产生耐受性。研究表明,UV-B辐射胁迫下,元阳梯田水稻旗叶氮代谢具有代际可塑性,通过调节不同世代水稻氮代谢中的关键酶(GS和GDH)和含氮化合物含量来促进氮代谢产生适应性变化。 展开更多
关键词 UV-B辐射 氮代谢 水稻 代际可塑性 元阳梯田
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水稻橙叶植原体在病株中积累及其经电光叶蝉传播的主要特征 被引量:2
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作者 周斯琦 杨小蓉 +3 位作者 王郅怡 杨新 张彤 周国辉 《南方农业学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2108-2115,共8页
【目的】探究水稻橙叶植原体(Rice orange leaf phytoplasma,ROLP)在水稻植株体内的扩散和积累以及其经由主要介体电光叶蝉传播的特征,以加深对水稻橙叶病发生规律的认识,为病菌继代保存和田间病害防控提供科学依据。【方法】采用半定量... 【目的】探究水稻橙叶植原体(Rice orange leaf phytoplasma,ROLP)在水稻植株体内的扩散和积累以及其经由主要介体电光叶蝉传播的特征,以加深对水稻橙叶病发生规律的认识,为病菌继代保存和田间病害防控提供科学依据。【方法】采用半定量PCR和实时荧光定量PCR检测ROLP在感病水稻植株不同部位积累动态及在叶蝉体内的增殖动态;以2~3龄电光叶蝉若虫为传菌介体,测定其在病程约20 d的菌源病株上取食不同时间的获菌率;采用稻苗感病试验测定病菌在叶蝉体内的循回期;通过单虫单苗共培养试验测定病菌经电光叶蝉向3~4叶期水稻幼苗传播的效率。【结果】水稻幼苗感病后,病菌先在受侵染叶片中缓慢增殖,10~15 d后经主茎向下扩展,随后在分蘖的茎和叶组织中大量增殖,约30 d后引致分蘖发病;病株受侵染叶片的上部茎和叶组织中仅有微量或没有病菌存在,根部仅实时荧光定量PCR检测到微量病菌。2~3龄电光叶蝉在菌源植株上取食15、25和35 d的获菌率分别为26.67%、71.11%和85.56%。病菌在叶蝉体内的循回期为25 d左右,度过循回期的带菌叶蝉单虫单苗取食12、24和48 h可分别使24.44%、46.67%和47.78%的水稻苗染病。【结论】ROLP在水稻植株体内呈不均匀分布,以感病30 d前后的分蘖茎和叶组织中含量最高,受侵叶片的上部茎和叶组织中无病菌分布。病菌经电光叶蝉高效传播的获菌取食时间、体内循回期和传菌取食时间分别为15 d、25 d和24 h。 展开更多
关键词 水稻 植原体 电光 病菌增殖动态 传播特征
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改进注意力机制嵌入PR-Net模型的水稻病害识别仿真 被引量:1
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作者 路阳 刘鹏飞 +3 位作者 许思源 刘启旺 顾福谦 王鹏 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1322-1333,共12页
针对现有的CNN模型在水稻叶部病害的识别中准确率较低的问题,提出了一种结合并行结构和残差结构的混合卷积神经网络模型PRC-Net(parallel residual with coordinate attention network)。引入并行结构,提高卷积的感受野;结合残差结构,... 针对现有的CNN模型在水稻叶部病害的识别中准确率较低的问题,提出了一种结合并行结构和残差结构的混合卷积神经网络模型PRC-Net(parallel residual with coordinate attention network)。引入并行结构,提高卷积的感受野;结合残差结构,使特征信息完整的连续传递;在骨干模型PR-Net中嵌入改进的空间注意力机制,增强对不同尺度病斑特征信息的凝聚程度;为进一步提升病害识别的准确率,并减少模型的训练时间和推理时间,通过改变加权方式对模型结构进行优化。仿真结果表明:与InceptionResNetV2等分类模型相比,PRC-Net具有更少的训练参数、更短的训练时间和更高的识别精度,性能优于其他作物病害识别模型。 展开更多
关键词 水稻叶部病害 PRC-Net(parallel residual with coordinate attention network) 卷积神经网络 注意力机制 图像识别
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