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基于SwinT-YOLACT的玉米果穗实时实例分割

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农业工程学报 2023年第14期39卷 164-172页

作者：朱德利余茂生梁明飞重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆401331 重庆市数字农业服务工程技术研究中心重庆401331

玉米果穗的表型参数是玉米生长状态的重要表征,生长状况的好坏直接影响玉米产量和质量。为方便无人巡检机器人视觉系统高通量、自动化获取玉米表型参数,该研究基于YOLACT(you only look at coefficients)提出一种高精度-速度平衡的玉米... 详细信息

玉米果穗的表型参数是玉米生长状态的重要表征,生长状况的好坏直接影响玉米产量和质量。为方便无人巡检机器人视觉系统高通量、自动化获取玉米表型参数,该研究基于YOLACT(you only look at coefficients)提出一种高精度-速度平衡的玉米果穗分割模型SwinT-YOLACT。首先使用Swin-Transformer作为模型主干特征提取网络,以提高模型的特征提取能力;然后在特征金字塔网络之前引入有效通道注意力机制,剔除冗余特征信息,以加强对关键特征的融合;最后使用平滑性更好的Mish激活函数替换模型原始激活函数Relu,使模型在保持原有速度的同时进一步提升精度。基于自建玉米果穗数据集训练和测试该模型,试验结果表明,SwinT-YOLACT的掩膜均值平均精度为79.43%,推理速度为35.44帧/s,相较于原始YOLACT和其改进算法YOLACT++,掩膜均值平均精度分别提升了3.51和3.38个百分点;相较于YOLACT、YOLACT++和Mask R-CNN模型,推理速度分别提升了3.39、2.58和28.64帧/s。该模型对玉米果穗有较为优秀的分割效果,适于部署在无人巡检机器人视觉系统上,为玉米生长状态监测提供技术支撑。

关键词：图像分割注意力机制玉米果穗 YOLACT Swin-Transformer

基于深度学习的玉米果穗实例分割方法研究及实现

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基于深度学习的玉米果穗实例分割方法研究及实现

作者：余茂生重庆师范大学

学位级别：硕士

玉米果穗是玉米的重要器官,其大小、形状等农艺性状直接关系到玉米的产量和质量。高通量、自动化地获取玉米果穗表型参数是智慧农业下实现玉米生长状态监测和性状分析的基础,对提高玉米管理效率、促进玉米科学发展具有重要意义。传统获... 详细信息

玉米果穗是玉米的重要器官,其大小、形状等农艺性状直接关系到玉米的产量和质量。高通量、自动化地获取玉米果穗表型参数是智慧农业下实现玉米生长状态监测和性状分析的基础,对提高玉米管理效率、促进玉米科学发展具有重要意义。传统获取玉米果穗表型参数的主要方式是人工定期深入田间现场巡视,这种方法资源消耗大、劳动强度高、精确率不高,也不能及时获得农作物的生长信息。采用田间自动巡检机器人来完成大规模玉米种植模式下的生长状态监测是现阶段重要趋势。为方便无人巡检机器人视觉系统准确、快速地获取玉米果穗表型参数,本文研究了基于深度学习的玉米果穗分割方法,主要研究内容如下:(1)构建自然田地间环境下玉米果穗分割数据集。由于目前公开可用的标准数据集中并不含有玉米果穗分割数据集,因此本文通过深入玉米农田实地采集不同背景、不同成熟度的长有玉米果实和穗须的玉米植株图像数据,按照COCO数据集格式、采用Labelme手动标注,并使用数据增强技术对样本数量进行扩充,形成了可供深度学习网络模型训练的玉米果穗分割数据集。(2)针对玉米果穗实例分割任务和田地间无人巡检机器人这一应用领域,提出一种在精度和速度上取得很好平衡的Swin T-YOLACT玉米果穗分割模型。通过在速度较快但精度欠缺的单阶段分割算法YOLACT中引入Swin-Transformer作为主干特征提取网络,利用Transformer结构自注意力的优势以增强模型全局建模能力;同时在特征融合网络之前引入有效通道注意力机制,以加强对关键特征的融合;最后使用平滑性更好的Mish激活函数替换模型原始Relu激活函数,使模型在保持原有速度的同时进一步提升精度,实现对玉米果实和玉米穗须的精确分割。实验结果表明,该模型掩码均值平均精度为79.43%,FPS为35.44帧/s,优于Mask R-CNN和其他改进的同系列YOLACT分割算法。(3)基于本文研究方法设计开发一个玉米果穗分割系统,实现玉米果实和穗须的精准分割。利用Py Qt5设计实现人机交互界面,根据操作人员输入的玉米果穗图像及选择使用的预测模型,得到玉米果穗分割数据,系统满足快速实时分割,有助于提高作物表型参数获取的效率,降低人工成本,为玉米生长状态的实时、自动、有效监测提供技术支持。

关键词：玉米果穗图像分割 YOLACT Swin-Transformer

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无人机遥感图像中的玉米雄穗轻量化检测模型

江西农业大学学报 2022年第2期44卷 461-472页

作者：张晓勐朱德利余茂生重庆师范大学计算机与信息科学学院重庆401331 重庆市数字农业服务工程技术研究中心重庆401331

【目的】玉米雄穗在玉米生产及品种鉴别等方面具有重要的作用,其性状在一定程度上也和产量相关,自动监测玉米抽雄期能有效观察玉米生长状况,现阶段的玉米雄穗检测方法无法很好地完成实时检测任务,从而提出一种兼顾检测精度与检测速度的... 详细信息

【目的】玉米雄穗在玉米生产及品种鉴别等方面具有重要的作用,其性状在一定程度上也和产量相关,自动监测玉米抽雄期能有效观察玉米生长状况,现阶段的玉米雄穗检测方法无法很好地完成实时检测任务,从而提出一种兼顾检测精度与检测速度的新检测模型。【方法】使用无人机在中国西南地区的玉米农田采集数据样本,对数据样本进行处理,共得到1000张有效数据,使用LabelImg软件标注出样本中雄穗的位置和大小。为使试验模拟出复杂环境下的玉米雄穗在不同气候与光照呈现出不同的特征,随机采用镜像对称、仿射变换、高斯加噪、对比度变化的方式对数据样本增强至11000张,以此制作数据集。选用检测精度高但参数量和计算量较大的YOLOv4作为检测的基准模型,为了减少模型参数量与计算量,更好地完成雄穗实时检测任务,新的检测模型使用轻量级神经网络GhostNet替换YOLOv4的主干特征提取网络,在加强特征提取网络中使用深度可分离卷积模块替代普通卷积模块,并将激活函数更换为稀疏性较强的ReLU6,从而有效地进行轻量化。【结果】轻量化后的新模型参数量为43.4 MB,计算量为3.55 GFLOPs,仅占原基准模型YOLOv4的1/5与1/8。将数据集按照9∶1的比例划分训练集与测试集进行实验,原基准模型YOLOv4的检测精度为94.72%,检测速度为37.86 f/s;Faster-RCNN的检测精度为77.18%,检测速度为10.82 f/s;CenterNet的检测精度为89.91%,检测速度为44.6 f/s;新模型在检测精度上达到了95.37%,检测速度上达到了47.55 f/s。【结论】综合对比各个模型的精度、检测速度、模型参数,新模型的各项指标都优于其他检测模型,所以新模型更适合部署在无人机平台上进行玉米雄穗的实时检测。

关键词：玉米雄穗无人机目标检测轻量化

产业数字化转型背景下汽车制造类专业关键办学能力提升的路径探索与实践

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汽车维护与修理 2023年第16期 28-30页

作者：余茂生福建工业学校

2022年底,中共中央办公厅,国务院办公厅印发了《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》中关于提高职业院校关键办学能力指出:“围绕现代制造业、现代服务业、现代农业的亟需专业领域,组建一批国家级职业教育核心能力建设专家团队,... 详细信息

2022年底,中共中央办公厅,国务院办公厅印发了《关于深化现代职业教育体系建设改革的意见》中关于提高职业院校关键办学能力指出:“围绕现代制造业、现代服务业、现代农业的亟需专业领域,组建一批国家级职业教育核心能力建设专家团队,打造一批核心课程、优质教材、教师团队、实践项目,遴选一批国家级职业教育专业教学资源库。

关键词：办学能力教师团队中共中央办公厅职业院校现代服务业专家团队制造类专业核心能力建设

“分工协作模块化”教师教学创新团队建设实践与思考

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汽车维护与修理 2022年第22期 51-54页

作者：余茂生福建工业学校

1“分工协作模块化”教师教学创新团队建设背景党的十九大报告指出:“培养高素质教师队伍”作为实现教育现代化的重要举措。根据《国家职业教育改革实施方案》《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》《深化新时代职业教育“双师型... 详细信息

1“分工协作模块化”教师教学创新团队建设背景党的十九大报告指出:“培养高素质教师队伍”作为实现教育现代化的重要举措。根据《国家职业教育改革实施方案》《职业教育提质培优行动计划(2020—2023年)》《深化新时代职业教育“双师型”教师队伍建设改革实施方案》等政策引导的新方向;对接以科技性、前沿性、系统性、交互性为重要标志的新能源汽车产业数字化、网络化、智能化、、共享化发展的新趋势;对接新产业、新业态、新模式下面向“数智未来”的新能源汽车高技能、复合型人才的新适应;围绕新时代职业教育“全面提升教师的教学、培训和评价能力”的新要求,我校充分发挥与宝马、上汽大众等名企深度合作的产教融合项目优势,组建新能源汽车制造与检测专业教师教学创新团队,于2021年9月入选第二批国家级职业教育教师教学创新团队建设。

关键词：新能源汽车产业改革实施方案分工协作国家职业教育产教融合党的十九大报告深度合作新业态

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林业生态环境保护与林业经济建设策略分析

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第8期 98-101页

作者：余茂生龚赣南奉新县林业局江西宜春330700

随着林业生态环境问题日益突出,现阶段我国各级政府及相关林业部门已经清晰的认识到了林业生态保护对促进林业经济建设的重要性,也相继出台了相关法规及政策,大力扶持林业相关产业链,而林业生态保护与经济建设涉及范围较广,内容也较为复... 详细信息

随着林业生态环境问题日益突出,现阶段我国各级政府及相关林业部门已经清晰的认识到了林业生态保护对促进林业经济建设的重要性,也相继出台了相关法规及政策,大力扶持林业相关产业链,而林业生态保护与经济建设涉及范围较广,内容也较为复杂,对其进行深入研究对于促进我国林业经济发展具有重要意义。本文主要分析林业生态保护与经济建设的重要性,分析林业产业主要功能,并提出促进林业生态保护与经济建设发展的主要策略,旨在推动林业生态保护与经济建设二者之间协调发展,实现国家绿色发展整体目标,同时进一步加快我国林业经济发展。

关键词：林业生态保护经济建设策略

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浅谈湿地保护中存在的问题及对策

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第8期 93-96页

作者：龚赣南余茂生奉新县林业局江西宜春330700

湿地是非常宝贵的自然资源,就目前的情况来看,随着环境问题的日益严峻,湿地保护工作已经成为了学术界关注的重点。但是,在开展相应的保护工作时,通常会遇到很多问题和阻碍,目前面临的主要问题包括湿地污染、湿地资源的不合理开发利用、... 详细信息

湿地是非常宝贵的自然资源,就目前的情况来看,随着环境问题的日益严峻,湿地保护工作已经成为了学术界关注的重点。但是,在开展相应的保护工作时,通常会遇到很多问题和阻碍,目前面临的主要问题包括湿地污染、湿地资源的不合理开发利用、生物资源过度利用等诸多问题。对此,本文将以奉新县湿地保护为研究对象,对湿地保护管理中存在的问题以及具体的解决对策进行详细探究。

关键词：奉新县林业湿地保护

NO缺乏性高血压大鼠心血管组织NOS活性变化及氨氯地平的影响

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NO缺乏性高血压大鼠心血管组织NOS活性变化及氨氯地平的影响

作者：余茂生江西医学院

学位级别：硕士

目的：观察一氧化氮(NO)缺乏性高血压大鼠心血管组织中一氧化氮合酶(NOS)及不同亚型NOS活性变化，以及钙通道阻滞剂氨氯地平(amlodipine)的影响。方法：雄性Wistar-Kyoto(WKY)大鼠18只，体重250- 350g。随机分为三组：1、左旋硝... 详细信息

目的：观察一氧化氮(NO)缺乏性高血压大鼠心血管组织中一氧化氮合酶(NOS)及不同亚型NOS活性变化，以及钙通道阻滞剂氨氯地平(amlodipine)的影响。方法：雄性Wistar-Kyoto(WKY)大鼠18只，体重250- 350g。随机分为三组：1、左旋硝基精氨酸甲酯(L-NAME)处理组(L)，L-NAME(50mg·kg·d)溶于水中喂饲。2、L- NAME加氨氯地平组(L+A)，在L-NAME处理的基础上，氨氯地平按5mg·kg·d喂饲。3、对照组(C)，仅给自来水。每周测定体重，每两周测收缩压。喂养8周后，取心脏、主动脉称重，分别计算心脏/体重比(A/B％)、主动脉/体重比(A/B ％)。升主动脉病理切片测内膜和中层面积，求内膜/中层面积比(I/M％)。分别测定左室心肌、主动脉组织中总NOS (TNOS)、诱导型NOS(iNOS)和原生型NOS(cNOS)活性，并求cNOS/iNOS比值。结果：1.血压：L-NAME处理2周、4周及8周时，L组大鼠的收缩压均明显高于对照组[138±9 vs 98±7;158±6 vs 99±10，172±11 vs 98±10mmHg;P均<0.01]，而L+A 组各期收缩压[96±8，97±8，99±11mmHg]均明显低于L组，接近对照组水平。2.心脏、主动脉组织的病理变化：L组H/B 比值明显高于C组，[0.40±0.02 vs 0.35±0.01，P＜0.01];而L+A组H/B比值[0.37±0.02]明显低于L组;L组A/B比值较对照组明显更高［0.144±0.009 vs 0.123± 0.003，P＜0.01]，而L+A组该比值[0.132±0.007]明显低于L 组;IM组l／M t七值较寸JK乡更高【7．465士0．957 VS 2．622士 O．795，W0．0且，I。｛人组的1／M值｛5．660士0．653】！】洲氏于卜组口3．心血管纵织mS活性：正常对照组大鼠心肌、三动H 组织中1＊S具朽”…定向活卜;与对H多上，卜－＊＊处扭！大鼠心室肌TNOS活性【＊．010士0．006VS 0。081士0．0251、CNOS｛0．003 士 0．001 VS 0．058士 0．012)及 iNOSIO．005士0．002 VS 0．023 士0．018］均明显低下。CNOS／iNOSN．647士0．213 VS 3．342士 2．316］也明显降低;主动脉组织卜mS总活。牡D．042士O．018 VS 0．340士0．192L CNOS［(L015士0．008 VS 0．210士0．180)及 iNOS［0．028士 0．off VS 0．130士 0．066)均明显 l滓 fLt，其 CNOS／iNOS比｛0．529士0．135VSZ．147士1．034］也V显降可。与卜组【：匕，氨氯地‘卜治疗组心肌组纤山。＊＊S宁性【．008士O．003 VS 0．003士0．00lJ，CNOS／iNOS k 口．458士0．702 VS 0．647士 0．ZI 3j有明显差异，而总 NOS、川无明显差异;主动脉红I．织卜CNOS八NOS 比【1．O23士0．257 V白O．529士0．135」斧异更显著，但总NOS、CNOS、及iNOS活性均无明显差异。结论：正常大鼠心室肌与主动脉组织中 i NOS均穴”一定活性，约占总NOS口1／4－l／3。NO合酶扣制剂L－NAME所致的NO 缺乏性高血压大鼠心肌、主动脉发生重构。上述组织中WS总活性及CNOS、iNOS活性均明显降低。氨氯地平自有‘效降上，减轻心血管重构的程度，虽对mS总活性无明显影响，但可提高心肌组织丁11 CNOS活性水卜，及心肌、主动脉乡织CNOS／iNOS 上值。

关键词：左旋硝基精氨酸甲酯（L-NAME）,高血压, 一氧化氮合酶（NOS）,心肌,主动脉, 氨氯地平

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让家长做学生的第一班主任

班主任 2001年第12期 34-35页

作者：余茂生武汉大学附中 430072

我在2000年9月接手了一个特殊班级的班主任.进入这个班(包括曾经受过处分的6个男生)的学生以及他们的家长都极为沮丧,因为在人们心目中这个班是由不愿意学习的学生所组成的"差班",许多家长通过各种办法把孩子调离,最后本来只有22人的班... 详细信息

我在2000年9月接手了一个特殊班级的班主任.进入这个班(包括曾经受过处分的6个男生)的学生以及他们的家长都极为沮丧,因为在人们心目中这个班是由不愿意学习的学生所组成的"差班",许多家长通过各种办法把孩子调离,最后本来只有22人的班只剩下"15大金刚".

关键词：家长班主任学生班级男生处分办法金刚学习