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基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别模型
1
作者
刘宇雄
兰艳亭
陈晓栋
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第5期121-128,共8页
在农业应用场景中,天气和环境因素对图像质量的影响要求机器视觉模型具有较好的鲁棒性。强鲁棒性的模型一般具有更高的浮点计算量和参数量,不利于模型的部署。针对此问题,提出一种基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别算法,以轻量型T...
在农业应用场景中,天气和环境因素对图像质量的影响要求机器视觉模型具有较好的鲁棒性。强鲁棒性的模型一般具有更高的浮点计算量和参数量,不利于模型的部署。针对此问题,提出一种基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别算法,以轻量型Transformer架构EfficientVit为基础,将其中的前向传播网络以卷积门控线性单元代替,在减少参数量的同时增加模型的鲁棒性;同时利用部分卷积代替深度卷积进行相对位置信息的编码,在不影响模型计算复杂度的情况下提高模型的检测精度。经测试,本研究所提出的模型在拥有6种病害的自然环境下的葡萄图像数据集上实现了98%的检测准确率。消融试验结果表明,与原始EfficientVit模型相比,改进的模型在降低16.3%浮点计算量(0.74 G)和16.9%参数量(12.83 M)的条件下使模型的检测准确率提高3.9百分点。在利用大气散射模型加入雾效果噪声后验证集上实现了最佳的鲁棒性,在调整亮度后的验证集上的鲁棒性表现仅低于参数量为所提模型2倍的Swin Transformer-Tiny(Swin-Tiny)。本研究提出的模型以较低的模型计算复杂度和参数量,实现了高检测准确率,同时在4种不同噪声验证集中实现不低于76%的分类准确率,模型鲁棒性表现优异,更复合实际农业应用场景的要求。
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关键词
葡萄病害
模型鲁棒性
视觉Transformer
图像识别
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职称材料
LED红蓝光调控对食叶草生长和产量的影响
被引量：
1
2
作者
刘家源
陈晓栋
刘文科
《农业工程技术》
2022年第34期59-62,共4页
在环境可控的人工光植物工厂内,以红蓝LED为光源,对食叶草进行光强为240μmol·m-2·s-1和360μmol·m-2·s-1,红蓝光质比为2:1和1:1,光周期为24h/0h和18h/6h的5种光照处理,研究了光强、光质和连续光照对食叶草生长发...
在环境可控的人工光植物工厂内,以红蓝LED为光源,对食叶草进行光强为240μmol·m-2·s-1和360μmol·m-2·s-1,红蓝光质比为2:1和1:1,光周期为24h/0h和18h/6h的5种光照处理,研究了光强、光质和连续光照对食叶草生长发育的影响。结果表明,相同光强条件下,随红光比例增加食叶草地上部干重和叶面积增加,比叶重和含水率减少,地上部鲜重不变。相同光质条件下,随光强增加食叶草地上部干重增加,含水率减少,叶面积不变;红蓝光质比为2:1时,随光强增加食叶草地上部鲜重和比叶重增加,红蓝光质比为1:1时,随光强增加食叶草地上部鲜重和比叶重减少。连续光照处理与常规光照相比,食叶草叶面积和含水率减少,比叶重增加,地上部干鲜重不变。综上所述,提升LED红蓝光光强和红光比例能显著提高食叶草的干物质含量,但会导致植株含水率降低;红光能促进食叶草叶片的伸展但会减少叶片厚度;连续光照会减少食叶草的叶面积和含水率,但对产量无显著影响。在人工光植物工厂中,在光强360μmol·m-2·s-1,红蓝比2:1,18 h/6 h光周期的条件下进行LED红蓝光照射更适合食叶草的生长。
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关键词
食叶草
光强
光质
光周期
人工光植物工厂
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职称材料
智能激光植物补光器的设计及应用
被引量：
1
3
作者
谷乐
兰艳亭
+3 位作者
王春林
陈晓栋
方炜
王瑞峰
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第18期211-217,共7页
针对目前植物补光设备照射范围有限、电-光转换效率不高、布线安装成本较高和使用环境有限等问题,该研究设计了一种智能激光植物补光器。系统阐述了智能激光植物补光器的工作原理和结构设计,以“红颜”草莓为补光试验对象,分析其补光效...
针对目前植物补光设备照射范围有限、电-光转换效率不高、布线安装成本较高和使用环境有限等问题,该研究设计了一种智能激光植物补光器。系统阐述了智能激光植物补光器的工作原理和结构设计,以“红颜”草莓为补光试验对象,分析其补光效果。试验结果表明:使用该设备能增加草莓植株的叶片厚度和叶绿素含量,相比自然光照分别增长了6.6%和10.5%;能显著提高草莓果实的硬度和糖度(P<0.05),相比自然光照分别增长了20.2%和15.5%。设计的激光驱动电路电流精度达到1 mA,在调节光照强度时精度高;使用型号为VMS-300AL-GH-N01的光合有效辐射传感器测得光量子通量密度约为55μmol/(m^(2)·s),标准偏差仅为2.689,补光器出光均匀。使用智能激光植物补光器能促进植物的生长发育及果实品质,在植物补光领域和农业现代化方面具有一定的推动作用。
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关键词
植物
补光
激光
恒流驱动
智能控制
调光方式
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职称材料
题名
基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别模型
1
作者
刘宇雄
兰艳亭
陈晓栋
机构
中北大学电气与控制工程学院
北京中农博后农业科学研究院/中国健康农业产学研协同创新平台
出处
《江苏农业科学》
北大核心
2025年第5期121-128,共8页
基金
山西省基础研究计划(编号:20210302123026)。
文摘
在农业应用场景中,天气和环境因素对图像质量的影响要求机器视觉模型具有较好的鲁棒性。强鲁棒性的模型一般具有更高的浮点计算量和参数量,不利于模型的部署。针对此问题,提出一种基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别算法,以轻量型Transformer架构EfficientVit为基础,将其中的前向传播网络以卷积门控线性单元代替,在减少参数量的同时增加模型的鲁棒性;同时利用部分卷积代替深度卷积进行相对位置信息的编码,在不影响模型计算复杂度的情况下提高模型的检测精度。经测试,本研究所提出的模型在拥有6种病害的自然环境下的葡萄图像数据集上实现了98%的检测准确率。消融试验结果表明,与原始EfficientVit模型相比,改进的模型在降低16.3%浮点计算量(0.74 G)和16.9%参数量(12.83 M)的条件下使模型的检测准确率提高3.9百分点。在利用大气散射模型加入雾效果噪声后验证集上实现了最佳的鲁棒性,在调整亮度后的验证集上的鲁棒性表现仅低于参数量为所提模型2倍的Swin Transformer-Tiny(Swin-Tiny)。本研究提出的模型以较低的模型计算复杂度和参数量,实现了高检测准确率,同时在4种不同噪声验证集中实现不低于76%的分类准确率,模型鲁棒性表现优异,更复合实际农业应用场景的要求。
关键词
葡萄病害
模型鲁棒性
视觉Transformer
图像识别
分类号
S126 [农业科学—农业基础科学]
TP391.41 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
LED红蓝光调控对食叶草生长和产量的影响
被引量：
1
2
作者
刘家源
陈晓栋
刘文科
机构
中国
农业
科学
院
农业
环境与可持续发展
研究
所
北京中农博后农业科学研究院/中国健康农业产学研协同创新平台
出处
《农业工程技术》
2022年第34期59-62,共4页
文摘
在环境可控的人工光植物工厂内,以红蓝LED为光源,对食叶草进行光强为240μmol·m-2·s-1和360μmol·m-2·s-1,红蓝光质比为2:1和1:1,光周期为24h/0h和18h/6h的5种光照处理,研究了光强、光质和连续光照对食叶草生长发育的影响。结果表明,相同光强条件下,随红光比例增加食叶草地上部干重和叶面积增加,比叶重和含水率减少,地上部鲜重不变。相同光质条件下,随光强增加食叶草地上部干重增加,含水率减少,叶面积不变;红蓝光质比为2:1时,随光强增加食叶草地上部鲜重和比叶重增加,红蓝光质比为1:1时,随光强增加食叶草地上部鲜重和比叶重减少。连续光照处理与常规光照相比,食叶草叶面积和含水率减少,比叶重增加,地上部干鲜重不变。综上所述,提升LED红蓝光光强和红光比例能显著提高食叶草的干物质含量,但会导致植株含水率降低;红光能促进食叶草叶片的伸展但会减少叶片厚度;连续光照会减少食叶草的叶面积和含水率,但对产量无显著影响。在人工光植物工厂中,在光强360μmol·m-2·s-1,红蓝比2:1,18 h/6 h光周期的条件下进行LED红蓝光照射更适合食叶草的生长。
关键词
食叶草
光强
光质
光周期
人工光植物工厂
分类号
S51 [农业科学—作物学]
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职称材料
题名
智能激光植物补光器的设计及应用
被引量：
1
3
作者
谷乐
兰艳亭
王春林
陈晓栋
方炜
王瑞峰
机构
中北大学电气与控制工程学院
河北省特种设备技术检查中心张家口分中心
北京中农博后农业科学研究院/中国健康农业产学研协同创新平台
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第18期211-217,共7页
基金
山西省基础研究计划“新型激光植物生长补光装置的研发与应用”(20210302123026)。
文摘
针对目前植物补光设备照射范围有限、电-光转换效率不高、布线安装成本较高和使用环境有限等问题,该研究设计了一种智能激光植物补光器。系统阐述了智能激光植物补光器的工作原理和结构设计,以“红颜”草莓为补光试验对象,分析其补光效果。试验结果表明:使用该设备能增加草莓植株的叶片厚度和叶绿素含量,相比自然光照分别增长了6.6%和10.5%;能显著提高草莓果实的硬度和糖度(P<0.05),相比自然光照分别增长了20.2%和15.5%。设计的激光驱动电路电流精度达到1 mA,在调节光照强度时精度高;使用型号为VMS-300AL-GH-N01的光合有效辐射传感器测得光量子通量密度约为55μmol/(m^(2)·s),标准偏差仅为2.689,补光器出光均匀。使用智能激光植物补光器能促进植物的生长发育及果实品质,在植物补光领域和农业现代化方面具有一定的推动作用。
关键词
植物
补光
激光
恒流驱动
智能控制
调光方式
Keywords
plants
supplemental light
laser
constant current drive
intelligent control
dimming technology
分类号
TM923 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于级联式分组注意力机制的葡萄病害识别模型
刘宇雄
兰艳亭
陈晓栋
《江苏农业科学》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
LED红蓝光调控对食叶草生长和产量的影响
刘家源
陈晓栋
刘文科
《农业工程技术》
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
智能激光植物补光器的设计及应用
谷乐
兰艳亭
王春林
陈晓栋
方炜
王瑞峰
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
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职称材料
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