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采用改进YOLOv4算法的大豆单株豆荚数检测方法
被引量:
6
1
作者
郭瑞
于翀宇
+3 位作者
贺红
赵永健
于慧
冯献忠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第18期179-187,共9页
大豆单株豆荚数检测是考种的重要环节,传统方法通过人工目测的方式获取豆荚类型和数量,该方法费时费力且误差较大。该研究利用大豆单株表型测量仪采集到的表型数据,通过融合K-means聚类算法与改进的注意力机制模块,对YOLOv4目标检测算...
大豆单株豆荚数检测是考种的重要环节,传统方法通过人工目测的方式获取豆荚类型和数量,该方法费时费力且误差较大。该研究利用大豆单株表型测量仪采集到的表型数据,通过融合K-means聚类算法与改进的注意力机制模块,对YOLOv4目标检测算法进行了改进,使用迁移学习预训练,获取最优模型对测试集进行预测。试验结果表明,该研究模型的平均准确率为80.55%,数据扩充后准确率达到了84.37%,比育种专家目测准确率提高了0.37个百分点,若不考虑5粒荚,该研究模型的平均准确率为95.92%,比YOLOv4模型提高了10.57个百分点,具有更强的检测性能。在简单背景的摆盘豆荚检测中,该研究模型预测的平均准确率达到了99.1%,比YOLOv4模型提高了1.81个百分点,研究结果表明该模型在不同场景下的大豆豆荚检测中具有较强的泛化能力,可为大豆人工智能育种提供参考。
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关键词
图像识别
算法
大豆
豆荚检测
YOLOv4
K-MEANS聚类
注意力机制
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职称材料
基于OpenCV的大豆籽粒多表型参数获取算法
被引量:
3
2
作者
宋晨旭
于翀宇
+4 位作者
邢永超
李素梅
贺红
于慧
冯献忠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第20期156-163,共8页
大豆籽粒的表型参数获取对大豆育种具有重要的作用。现有的深度学习算法获取的大豆籽粒表型性状较少,且识别表型的神经网络模型训练成本高。该研究基于OpenCV图像处理库,提出了一种提取大豆籽粒多表型参数的算法,从大豆图像中一次性获...
大豆籽粒的表型参数获取对大豆育种具有重要的作用。现有的深度学习算法获取的大豆籽粒表型性状较少,且识别表型的神经网络模型训练成本高。该研究基于OpenCV图像处理库,提出了一种提取大豆籽粒多表型参数的算法,从大豆图像中一次性获取籽粒的多种表型性状参数,同时能识别大豆的优劣品质。将每个待测大豆单株的所有籽粒拍成一张图像,首先对大豆籽粒图像进行二值化、去噪等预处理,然后采用分水岭算法和改进的目标分割算法提取图像中的大豆籽粒轮廓。根据大豆籽粒的轮廓信息,调用OpenCV图像处理函数计算大豆籽粒的个数、长轴长度、短轴长度、面积、周长等多个表型性状参数。引入圆形度识别残缺大豆籽粒,使用RGB阈值判断识别病变大豆籽粒。测试结果表明,采用该文算法计算的颗粒总数识别率为98.4%,大豆籽粒正确识别率为95.2%,破损大豆和病变大豆的识别率分别为91.25%和88.94%,籽粒的长轴长度与短轴长度的测量精度分别为96.8%、95.8%;引入多进程并行计算,该算法处理215张图片时间为248.9 s,相对于单进程计算缩短了约2/3,实现了低成本高通量的高精度大豆籽粒多表型性状参数的自动获取,为大豆籽粒自动化考种提供有效的处理方法。
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关键词
大豆
图像处理
算法
籽粒考种
多表型参数
OPENCV
并行计算
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职称材料
题名
采用改进YOLOv4算法的大豆单株豆荚数检测方法
被引量:
6
1
作者
郭瑞
于翀宇
贺红
赵永健
于慧
冯献忠
机构
山东大学机电与信息工程学院
中国科学院东北地理与农业生态研究所
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第18期179-187,共9页
基金
国家重点研发计划主要经济作物分子设计育种(No.2016YFD0101900)。
文摘
大豆单株豆荚数检测是考种的重要环节,传统方法通过人工目测的方式获取豆荚类型和数量,该方法费时费力且误差较大。该研究利用大豆单株表型测量仪采集到的表型数据,通过融合K-means聚类算法与改进的注意力机制模块,对YOLOv4目标检测算法进行了改进,使用迁移学习预训练,获取最优模型对测试集进行预测。试验结果表明,该研究模型的平均准确率为80.55%,数据扩充后准确率达到了84.37%,比育种专家目测准确率提高了0.37个百分点,若不考虑5粒荚,该研究模型的平均准确率为95.92%,比YOLOv4模型提高了10.57个百分点,具有更强的检测性能。在简单背景的摆盘豆荚检测中,该研究模型预测的平均准确率达到了99.1%,比YOLOv4模型提高了1.81个百分点,研究结果表明该模型在不同场景下的大豆豆荚检测中具有较强的泛化能力,可为大豆人工智能育种提供参考。
关键词
图像识别
算法
大豆
豆荚检测
YOLOv4
K-MEANS聚类
注意力机制
Keywords
image recognition
algorithm
soybean
pod detection
YOLOv4
K-means clustering
attention mechanism
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
S126 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
基于OpenCV的大豆籽粒多表型参数获取算法
被引量:
3
2
作者
宋晨旭
于翀宇
邢永超
李素梅
贺红
于慧
冯献忠
机构
山东大学机电与信息工程学院
中国科学院东北地理与农业生态研究所
哈尔滨工业大学计算学部
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第20期156-163,共8页
基金
海南省崖州湾种子实验室“揭榜挂帅”项目(B21HJ0101)“作物人工智能设计与精准育种技术”。
文摘
大豆籽粒的表型参数获取对大豆育种具有重要的作用。现有的深度学习算法获取的大豆籽粒表型性状较少,且识别表型的神经网络模型训练成本高。该研究基于OpenCV图像处理库,提出了一种提取大豆籽粒多表型参数的算法,从大豆图像中一次性获取籽粒的多种表型性状参数,同时能识别大豆的优劣品质。将每个待测大豆单株的所有籽粒拍成一张图像,首先对大豆籽粒图像进行二值化、去噪等预处理,然后采用分水岭算法和改进的目标分割算法提取图像中的大豆籽粒轮廓。根据大豆籽粒的轮廓信息,调用OpenCV图像处理函数计算大豆籽粒的个数、长轴长度、短轴长度、面积、周长等多个表型性状参数。引入圆形度识别残缺大豆籽粒,使用RGB阈值判断识别病变大豆籽粒。测试结果表明,采用该文算法计算的颗粒总数识别率为98.4%,大豆籽粒正确识别率为95.2%,破损大豆和病变大豆的识别率分别为91.25%和88.94%,籽粒的长轴长度与短轴长度的测量精度分别为96.8%、95.8%;引入多进程并行计算,该算法处理215张图片时间为248.9 s,相对于单进程计算缩短了约2/3,实现了低成本高通量的高精度大豆籽粒多表型性状参数的自动获取,为大豆籽粒自动化考种提供有效的处理方法。
关键词
大豆
图像处理
算法
籽粒考种
多表型参数
OPENCV
并行计算
Keywords
soybean
image processing
algorithm
seed test
multiple phenotypic parameters
OpenCV
parallel computing
分类号
TP391.4 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
S126 [农业科学—农业基础科学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采用改进YOLOv4算法的大豆单株豆荚数检测方法
郭瑞
于翀宇
贺红
赵永健
于慧
冯献忠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021
6
下载PDF
职称材料
2
基于OpenCV的大豆籽粒多表型参数获取算法
宋晨旭
于翀宇
邢永超
李素梅
贺红
于慧
冯献忠
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
3
下载PDF
职称材料
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