基于时空交叉感知的实时动作检测方法

时空动作检测依赖于视频空间信息与时间信息的学习.目前,最先进的基于卷积神经网络(Convolutionsl Neural Networks,CNN)的动作检测器采用2D CNN或3D CNN架构,取得了显著的效果.然而,由于网络结构的复杂性与时空信息感知的原因,这些方法通常采用非实时、离线的方式.时空动作检测主要的挑战在于设计高效的检测网络架构,并能有效地感知融合时空特征.考虑到上述问题,本文提出了一种基于时空交叉感知的实时动作检测方法.该方法首先通过对输入视频进行乱序重排来增强时序信息,针对仅使用2D或3D骨干网络无法有效对时空特征进行建模,提出了基于时空交叉感知的多分支特征提取网络.针对单一尺度时空特征描述性不足,提出一个多尺度注意力网络来学习长期的时间依赖和空间上下文信息.针对时序和空间两种不同来源特征的融合,提出了一种新的运动显著性增强融合策略,对时空信息进行编码交叉映射,引导时序特征和空间特征之间的融合,突出更具辨别力的时空特征表示.最后,基于帧级检测器结果在线计算动作关联性链接.本文提出的方法在两个时空动作数据集UCF101-24和JHMDB-21上分别达到了84.71%和78.4%的准确率,优于现有最先进的方法,并达到73帧/秒的速度.此外,针对JHMDB-21数据集存在高类间相似性与难样本数据易于混淆等问题,本文提出了基于动作表示的关键帧光流动作检测方法,避免了冗余光流的产生,进一步提升了动作检测准确率.

基于对比性视觉-文本模型的光场图像质量评估

光场图像作为一种能够捕获场景每个位置光线信息的图像类型,在电子成像、医学影像和虚拟现实等领域具有广泛的应用前景.光场图像质量评估(Light Field Image Quality Assessment,LFIQA)旨在衡量此类图像的质量,但当前方法面临视觉效果与文本模态间异构性的重要挑战.为解决上述问题,本文提出了一种基于文本-视觉的多模态光场图像质量评估模型.具体来说,在视觉模态方面,我们设计了多任务模型,结合边缘自动阈值算法有效丰富了光场图像的关键表示特征.在文本模态方面,基于输入噪声特征与预测噪声特征的对比,准确识别光场图像的噪声类别,并验证了噪声预测对优化视觉表示的重要性.基于上述研究,进一步提出了一种优化的通用噪声文本配置方法,并结合边缘增强策略,显著提升了基线模型在光场图像质量评估中的准确性和泛化能力.此外,通过消融实验,评估了各组件对整体模型性能的贡献,验证了本文方法的有效性和稳健性.实验结果表明,该方法不仅在公开数据集Win5-LID和NBU-LF1.0的实验中表现出色,还在融合数据集中展示出优秀的实验结果,与现有最优算法相比,本文所提方法在两个数据库中的性能分别提升了2%和6%.本文提出的噪声验证策略和配置方法不仅为图像质量评估中的噪声预测任务提供了有价值的参考,也可用于其它噪声预测类型的辅助任务.

基于知识图谱的番茄种植管理可视化查询

为提高获取番茄种植管理知识的速度与准确率,研究了以图形式描述番茄在不同环境的种植管理,并基于知识图谱构建了番茄种植管理可视化查询系统。该方法利用“自顶向下”和“自底向上”的模块化CREATE解决了Neo4j的缓慢和准确率问题,并利用PyQt框架构建可视化查询界面,通过问题预处理和语义相似度计算输出最合适的番茄种植管理知识。试验结果表明:该方法的平均响应时间和平均准确率比Cypher查询语言分别提高88.33%及1.97%,可操性比Cypher语言友好。研究结果可以在不同环境下为番茄生产管理提供高质量的种植管理建议。

大数据产业专班研究生联合培养示范基地建设探索与实践——以福州大学为例

为了解决高校存在大数据高层次创新人才培养与产业需求脱节的问题,通过对大数据产业专班研究生联合培养示范基地建设进行探索,完善现有的基地建设方案、持续稳定扩大专班规模、深化培养模式改革,为培育符合大数据产业需求的创新型人才提供思路。福州大学通过多年的探索与实践,为企业培养了一大批具有大数据产业创新能力的高层次人才,实践经验可为高校开设相关产业研究生联合培养基地建设提供参考。

红蓝光补光对设施番茄生长发育及荧光特性的影响

在全人工光型植物工厂中以番茄品种′MicroTom′为试材,采用供光模式可调的LED灯为光源,以LED纯白光为对照,分别采取纯红光、纯蓝光、红蓝混合光、红蓝交替光的不同供光模式的红、蓝光作为补充光,探究不同补光模式对设施番茄生长发育及荧光特性的影响。结果表明:(1)所有处理下番茄植株生长指标和果实重量均有一定程度提高,补光对叶绿素荧光的动态变化影响显著,纯红光补光对番茄植株的株高、茎粗、叶面积和产量的增加影响最大,红蓝光1h或6h间隔交替补光显著促进了叶绿素含量的增加和PSII光合性能的提高。(2)在番茄营养生长期,纯红光补光处理下番茄株高的相对生长率和绝对生长率分别较对照增加106.8%和60%,茎粗相对生长率和绝对生长率分别较对照增加50%和80%。播种后44d,纯红光补光处理下番茄植株叶面积较对照增加92.1%。(3)在番茄生殖生长期,与对照相比,播种后83d纯红光补光处理下番茄植株坐果数增加73.6%,番茄果实的横、纵径和体积分别增加34.4%、35.3%和129.6%。(4)与对照相比,播种后44d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理下番茄叶片叶绿素含量分别增加30.3%和31.8%。播种后83d红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后番茄植株的性能指数(PIABS)分别较对照提高100%和30%,红蓝光以1h或6h间隔交替补光处理后PSII的电子传递效率(ETo/CS)分别较对照增加16%、23%。综上,纯红光补光可有效促进设施番茄的生长发育,以1h或6h间隔交替红蓝补光显著影响番茄荧光特性。未来可根据不同生产目标,选择最适合的补光模式。

非默认规则线技术下基于多策略的时延驱动层分配算法

层分配作为超大规模集成电路物理设计中的关键环节,在决定布线方案的时延起到非常重要作用.为了优化集成电路的时延性能,现有的层分配工作通常注重优化互连时延和通孔数量,但要么未考虑到对线网中时序关键段的分配问题,要么对线网段的时序关键性的表示不够合理,最终使得算法的时延优化不够理想.为此,本文提出一种非默认规则线技术下基于多策略的时延驱动层分配算法,主要包含4种关键策略:(1)提出轨道数感知的层选择策略,增强层分配器为线网段选择合适布线层的能力;(2)提出多指标驱动的初始线网排序策略,综合考虑线长、信号接收器数和可布线轨道资源等多个指标为线网确定层分配优先级,从而获得高质量的初始层分配结果;(3)提出线网段调整策略,通过重绕线网,将时序关键段调整至上层布线层,优化线网时延;(4)提出线网段时延优化策略,对存在溢出线网进行拆线重绕,从而可同时优化时延和溢出数.实验结果表明,本文提出的算法相比于现有的层分配算法能够在时延和通孔数两个指标上均取得最佳,并且保证不产生溢出.

干旱低温复合胁迫下黄腐酸钾对西葫芦幼苗生长和生理生化特性的影响

本试验以西葫芦‘农园1号’为材料,设置7个处理,分别是对照(CK,无干旱低温胁迫且不浇灌黄腐酸钾)、DL(干旱低温胁迫下不浇灌黄腐酸钾)和T1、T2、T3、T4、T5(干旱低温胁迫下黄腐酸钾浇灌浓度分别为0.020%、0.035%、0.05%、0.065%、0.08%),研究干旱低温胁迫下黄腐酸钾对西葫芦幼苗生长和生理生化特性的影响。结果表明:干旱低温胁迫下西葫芦幼苗的干鲜重、脯氨酸含量和SOD、POD、CAT活性以及光合能力均受到抑制,不同浓度黄腐酸钾处理均可缓解干旱低温对西葫芦幼苗生长和生理生化指标的抑制作用。其中T3处理效果最佳,其幼苗叶面积、全株鲜重、全株干重、脯氨酸含量和SOD、POD、CAT活性与DL相比分别显著增加13.89%、16.20%、17.43%、19.43%和13.48%、7.13%、16.28%,MDA含量降低14.37%,叶绿素总量、净光合速率显著增加19.66%和17.95%,叶片的Fv/Fm、ΦPSⅡ、ETR、qP显著升高4.25%、17.57%、14.85%和14.01%,Fo、NPQ分别降低5.30%、15.79%,即减轻了干旱低温胁迫对叶片光合器官的损伤。综上看出,黄腐酸钾可以在一定程度上缓解干旱低温胁迫对西葫芦幼苗生长和生理生化指标的抑制作用,以0.05%黄腐酸钾处理(T3)效果较为显著。

不同光质对黄伞菌菇光谱特性及矿质元素的影响

食用菌子实体发育阶段对光较为敏感,目前尚无黄伞菌菇生长及营养品质对不同光谱照射响应的相关研究。在人工光型植物工厂中种植黄伞菌菇(Pholiota adiposa),以纯白光为对照(CK),设置纯绿(G)、纯蓝(B)、纯红(R)、红蓝(RB)4个处理,光照周期为12 h光照/12 h黑暗。通过分析不同光质对黄伞子实体性状、光谱特性和矿质元素的影响,探究适宜黄伞菌菇生长发育的最佳光配方。结果表明:与其他处理相比,红光显著提高了黄伞菌柄长度及子实体重量,分别比对照提高78.4%和90.0%(p<0.05);蓝光显著促进黄伞菌柄直径和菌盖直径的增加,分别比对照增加22.8%和19.1%(p<0.05);各处理菌盖厚度无显著性差异,说明光质对菌盖厚度的影响不大。与对照相比,各处理黄伞菌盖光谱参量Hue(色相)值均有所提高(增幅5.3%~28.9%),而菌柄Hue值均有所降低(降幅26.3%~46.7%);绿光处理下黄伞菌盖和菌柄色泽饱和度C值、MACRI值和PRI值等色度光谱参量均有所提高。与对照相比,各光质处理均提高了菌盖中P、K元素含量,但不同程度地降低了菌柄中K、Ca、Mg、Na、Mn元素含量;绿光提高了除Ca、Na元素外其他所有矿质元素的积累量,且均为处理间最高。红光有利于黄伞菌柄增长及子实体重量增加,蓝光有利于促进黄伞菌柄和菌盖直径的增加,而绿光有利于黄伞的着色及其矿质元素的积累。该研究为特色菌菇黄伞工厂化生产中光环境的调控提供一定的理论依据。

农业灌溉水资源优化配置研究进展

水资源短缺是制约农业可持续发展的关键因素,因此农业灌溉水资源的优化配置对于保障粮食安全和水安全具有重要意义。该研究基于农业灌溉水资源优化配置的主要类型,对单一作物灌溉优化决策、多作物水土资源优化配置和灌溉渠系水资源优化调度3个方面的研究进展进行了系统综述。同时指出了当前农业灌溉水资源优化配置中存在的主要问题和未来研究方向,研究认为当前的农业灌溉水资源优化配置应在如下4个方面进行完善:1)建立更具生理意义的作物水分-产量-品质模型;2)在气候变化和人类活动的情景下实现农业灌溉水资源的优化配置;3)构建全面考虑水源、渠系、灌区面积、作物配置以及生育阶段的系统性农业灌溉水资源优化配置模型;4)建立以棵间蒸发最小为目标的动态灌溉优化决策模型。研究可为中国的粮食安全和水安全提供理论指导。

基于蒸发皿蒸发量的设施番茄灌溉优化研究

[目的]针对日光温室番茄栽培的高效节水灌溉需求,进行基于蒸发皿水面蒸发量(E_(p))的日光温室番茄灌溉量优化研究。[方法]根据直径为20 cm的标准蒸发皿水面蒸发量(E_(p))设置3个灌溉量处理:1.0 E_(p)(CK)、0.8 E_(p)(T1)、0.6 E_(p)(T2),通过深入探讨番茄根系主要分布土壤层(0~40 cm)土壤含水量响应特征,结合对植株生长指标、果实产量和灌溉水利用效率的分析,进一步优化日光温室番茄栽培的灌溉量。[结果]灌溉量处理影响了土壤含水量的时空分布特征。CK、T1和T2处理0~40 cm土壤层平均土壤含水量为田间持水量的77.7%~103.4%、65.4%~98.9%、60.9%~91.1%,灌溉量越高土壤含水量越高;3个处理平均土壤含水量呈逐渐下降的趋势,且T1、T2处理下降幅度大于CK。随生育期推进,CK各土壤层土壤含水量的差异增加,T1和T2处理呈相反变化趋势。CK和T1处理0~10 cm土壤层土壤含水量波动幅度最大,T2处理为10~20 cm土壤层;整体上看,T1和T2处理处理各土壤层的土壤含水量波动幅度大于CK,但是转色期后T1处理30~40 cm和T2处理20~40 cm土壤层土壤含水变化不明显。番茄株高、茎粗、叶面积及地下、地上部鲜干重在不同处理之间的差异不显著(P>0.05)。与CK相比,T1和T2处理单果重和总产量分别降低了3.41%、4.07%和3.25%、3.97%,但番茄总产量的差异未达到显著水平(P>0.05)。3个处理灌溉水利用效率分别为30.1 kg·m^(-3)、35.1 kg·m^(-3)和43.9 kg·m^(-3),T1和T2处理相比CK分别提高了16.77%和46.15%。[结论]灌溉量为0.6 E_(p)的T2处理,0~40 cm土壤层平均土壤含水量维持在田间持水量60%以上,植株生长和果实总产量未受影响,灌溉水利用效率明显高于其它2个处理。因此,认为水面蒸发皿灌溉系数Kp0.6时为日光温室番茄提供了适宜灌溉量,有利于实现日光温室番茄节水高效栽培。

番茄苗期根际加温对其生长及水分吸收的影响

[目的]本文旨在明确适宜的番茄根际加温温度,为北方早春玻璃温室中番茄苗期根际温度调控提供理论和方法依据,缓解低温环境对番茄生长的危害。[方法]在玻璃温室高架岩棉栽培条件下,采用控温加热带对番茄根际进行加温,并设置3个处理即根际不加温(CK)、根际加温至20℃(T20)、根际加温至25℃(T25),研究不同根际加温条件对早春苗期番茄生长、光合、干物质积累和水分吸收等的影响。[结果]根际加温可显著促进番茄株高、茎粗、叶片数的增加,不同时期处理T20比CK株高提高13.6%~17.0%,茎粗提高10.3%~14.3%,叶片数增加3.4%~12.5%;处理T25比CK株高提高7.2%~9.7%,茎粗提高7.7%~15.6%,叶片数增加0%~15.6%;定植后10 d,番茄净光合速率随根际温度呈先升高后降低的趋势,定植后20 d和定植后30 d,番茄净光合速率随根际温度升高而升高;根际加温促进了番茄对水分的吸收,促进了番茄茎、叶干物质积累,提早开花时间,其中处理T20比CK地上部总干重增加79.3%~85.4%,开花提早5 d,处理T25比CK地上部总干重增加29.2%~72.4%,提早开花时间3 d。[结论]T20处理番茄株高和茎粗最大、积累干物质总量最多、开花时间最早,即20℃是早春苗期番茄较为适宜的根际加温温度。

不同LED光质对设施西瓜和南瓜幼苗生长及荧光特性的影响

以西瓜‘京欣4号’和南瓜‘京欣砧4号’为试材,设置LED纯白光为对照(CK),红蓝光间隔1h交替(R/B1)、红蓝混合光(RB)、红蓝光间隔6h交替(R/B6)、纯蓝光(B)和纯红光(R)6个处理,在全人工光型植物工厂中开展试验,以探究西瓜和南瓜幼苗生长发育的最佳光配方。结果表明:(1)R/B6处理下西瓜幼苗株高、茎粗的绝对生长率和叶面积分别较对照提高77.2%、110.7%和68.5%,R/B1处理西瓜幼苗定植后40d叶片数较对照显著提高78.6%(P<0.05);R/B1处理南瓜幼苗株高的绝对生长率和定植后40d的叶片数分别较对照显著提高211%和18%(P<0.05),茎粗的绝对生长率较对照提高85%。(2)R处理西瓜和南瓜幼苗粗多糖含量分别较对照提高25.5%和13.4%(P<0.05),B处理西瓜幼苗粗蛋白含量较对照提高9.4%,定植后10~40d,RB处理西瓜和南瓜幼苗叶绿素含量均较高,其中,RB处理定植后40d西瓜和南瓜幼苗的叶绿素含量分别较对照提高1.8%和0.3%。(3)定植后40d,B和R/B6处理西瓜幼苗PIabs分别较对照提高2.8倍和1.1倍;R/B1和R/B6处理南瓜幼苗PIabs分别较对照提高1.1倍和34%。综上,对西瓜和南瓜幼苗进行红蓝光交替照射可有效提高西瓜和南瓜幼苗的生长发育,增强叶绿素荧光性能,而蓝光可增加粗蛋白含量,红光可增加粗多糖含量。因此,当西瓜和南瓜幼苗统一培养时,红蓝交替光可最大程度地提高幼苗质量,可为工厂化生产提供优质幼苗。

基于称量反馈的设施番茄灌溉系统的构建与应用

为提高设施番茄灌溉的精准性,该研究设计了一种基于称量反馈的灌溉系统,该系统包括称量反馈模块、多源信息采集传输模块、灌溉决策模块与水肥执行模块。称量反馈灌溉决策首先利用卫星定位模组获取灌溉地经纬度信息自动计算当天的日出时刻、日落时刻、日中时刻,结合椰糠条吸水特性与番茄植株日需水量变化规律,把1 d自动划分为4个不同的动态灌溉阶段;根据温室内温湿度信息及排液电导率(electrical conductivity,EC)值反馈的番茄植株根部信息,制定了一般模式灌溉肥液或洗盐模式灌溉清水(或低浓度营养液)。设计试验以基于辐射累积控制灌溉、定时灌溉作为对照,分别从栽培效果、灌溉效果、应用效益方面验证该灌溉系统的应用效果。结果显示使用该称量反馈灌溉系统比基于辐射累积控制灌溉系统灌溉量增加1.8%,用肥量减少7.3%,排液比降低7.9%,排液EC值降低9.3%;与定时灌溉方式相比灌溉量减少11.3%,用肥量减少20.0%,排液比降低17.9%,排液EC值降低4.9%。栽培效果显示,使用该称量反馈灌溉系统的椰糠条栽培番茄在茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量和基于辐射累积的控制灌溉相比无显著性差异(P>0.05),但株高增加4.8%;与定时灌溉相比在株高、茎粗、叶片叶绿素相对含量、糖度值、单穗质量均无显著性差异(P>0.05)。预计使用该称量反馈灌溉系统,园区15栋日光温室(1.22 hm^(2))相比基于辐射累积控制灌溉,应用效益月节约0.276万元,与定时灌溉方式相比,园区月节约2.247万元。该系统简化了番茄植株需水量的计算过程,实现了番茄栽培水分的精准感知与按需精量灌溉。

设施番茄营养液调控技术研究现状与展望

近年来我国持续加快推进农业现代化建设以提升农业生产能力和生产水平,设施农业是农业现代化的重要形式,也是衡量一个国家或地区农业现代化水平的重要标志。在设施农业中,基质栽培由于水肥管理高效,节水节肥效果明显,且可有效防止土传病害发生,已成为设施番茄工厂化生产的重要手段。营养液的调控是设施番茄工厂化基质栽培的重点和难点,针对营养液调控,研究者已开展了营养液灌溉浓度、营养液配方、营养液灌溉频率等方面的探究,初步揭示了设施番茄工厂化基质栽培营养液调控机制,但依然还存在着营养液灌溉较为粗放、灌溉根区盐分积累严重等问题。综述了设施番茄工厂化基质栽培营养液调控的现状,概括了营养液调控中的一些方法,分析了营养液调控方面存在的问题和不足,探讨了今后的发展趋势。

西北地区不同园艺设施类型的发展现状与趋势

设施农业在我国现代农业发展中扮演着至关重要的角色。其中,园艺设施是设施农业生产中的一个关键领域,主要目的是突破季节性限制,实现农作物高效生产。其设计和结构建造通常需要密切考虑当地的气候条件、地质特点、水文情况、市场需求以及人才和技术资源。该研究通过文献和数据分析的方法重点研究了西北地区不同园艺设施的发展现状及趋势,通过分析西北五省三大园艺设施类型(塑料大棚、连栋温室、日光温室)的设施发展情况并归纳总结,寻找园艺设施现存的问题。该研究结果可为西北地区现代化设施园艺高效发展提供参考依据,并有望对西北地区园艺设施产业的未来快速发展提供借鉴。

Levant微分器参数整定算法及在高空台系统的应用

Levant基于超螺旋算法提出的滑模微分器具有滤波效果好且对特定噪声干扰不敏感等特点.针对该微分器参数调整问题,文章利用时间线性变换和坐标变换得到了一种有效的参数整定算法,该算法可依据给定信号的频率和幅值确定微分器参数.通过频域和时域对比分析表明,本文所设计的参数整定算法可在保证跟踪滤波与微分信号提取精度的同时,便捷地给出Levant微分器的有效参数.最后,本文将基于参数整定算法的Levant微分器应用到某航空发动机高空模拟试车台飞行环境模拟控制系统的环境信号处理中,验证了所提算法的有效性及工程应用价值.

不同设施类型通风技术装备的发展现状及趋势

近年来,中国设施农业作为农业现代化的重要形式之一,得到了迅速发展。在设施园艺中,设施通风是设施环境调控的一种关键手段,用于调节设施内的温度、相对湿度以及风速等环境因素,它直接影响着设施内作物的生长发育、产量和品质。本研究针对设施通风调控技术装备的发展现状进行综述,分析总结了通风技术装备存在应用不到位、通风装备能耗较高和智能通风系统稳定性较差的问题,并对今后的发展趋势进行探讨,建议今后要深入研究,突破技术瓶颈,为设施园艺发展提供有力支持。

基于立体错位栽培架的工厂化水培生菜搬运装置设计与试验

工厂化水培生菜立体错位栽培系统是在不影响生菜光照的基础上,兼顾提高单位面积栽培株数而发展起来的一种生菜栽培方法.为提高该系统机械化率、降低劳动强度,针对立体错位栽培架特点,提出了在定植盘推入前将定植杯抬起一定高度,使定植杯跨过栽培槽堵头,再将定植盘推上栽培槽的方法,并开发出一套定植盘搬运装置.以生菜定植盘为试验对象,采用Box-Behnken试验设计方法探究影响搬运装置上盘成功率的因素,并寻求最优参数组合,试验结果表明:当栽培槽水平安装误差为0~5 mm、导向板角度为60°、推进速度为0.22 m/s时,上盘成功率达到99.33%,满足工厂化水培生菜立体错位生产需求.

立体错位水培生菜自动收获装置设计与试验

立体错位栽培架系统可以提高单位面积栽培株数,是一种新型的栽培系统,定植杯模式是该系统种植生菜的主要栽培方式。在水培生菜栽培过程中,存在着人工收获效率低,劳动强度高等问题,通过设计一种定植杯种植模式下的生菜自动收获装置,结合实际生产环节无人化作业方式,利用SolidWorks对收获装置关键部件进行设计;使用ANSYS对收获装置中生菜采收机构进行模态分析,对定植杯夹持手爪和生菜夹持手进行有限元分析,优化结构,完善设计;最后进行剪切试验,得出结论:当滑切角度为20°、切割气压为0.3 MPa、切割位置为生菜底叶4 mm处时,生菜根茎剪切力达到最小值6.31 N,用于指导切茎部件设计。

设施蔬菜生产节水灌溉制度研究现状及发展趋势

该文论述了节水灌溉对蔬菜生长发育的影响,评价了目前设施蔬菜生产过程中各种灌溉方式的特点和存在的问题。文中分析了设施栽培的耗水特点,指出一个良好的适于设施栽培的灌溉系统应具备的条件,在此基础上提出了对建立蔬菜生产优化灌溉制度的途径,并进行了初步的可行性分析。