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基于目标检测和密度估计的大豆幼苗计数算法研究

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基于目标检测和密度估计的大豆幼苗计数算法研究

作者：朱轩池东北农业大学

学位级别：硕士

大豆是全球重要的粮食作物,提高大豆产量是现今我国农业的迫切需求。大豆的增产离不开早期田间管理。快速准确地获取出苗率,有利于农民及时地间苗和补苗,也有利于评价种子质量的优劣。目前,大豆苗期出苗率的统计工作主要通过人工观察统... 详细信息

大豆是全球重要的粮食作物,提高大豆产量是现今我国农业的迫切需求。大豆的增产离不开早期田间管理。快速准确地获取出苗率,有利于农民及时地间苗和补苗,也有利于评价种子质量的优劣。目前,大豆苗期出苗率的统计工作主要通过人工观察统计完成,需要大量的时间,不仅浪费人力物力资源,而且人工统计方法准确性较差。因此,在大豆生产与深度学习技术结合的趋势下,大豆出苗率的统计方法需要提高信息化和智能化水平。为了快速地获取大豆出苗率,及时间苗、补苗和评价种子质量,进而提高大豆产量。本文基于目标检测和密度估计方法提出了大豆幼苗的计数方法,达到快速地和准确地获取大豆出苗率信息的目的。本文的主要工作内容如下:(1)制作大豆幼苗数据集。本文选用大疆M600pro无人机航拍大豆幼苗,获得图像数据经过筛选、拼接、裁剪得到可以使用的大豆幼苗图像。对图像中的幼苗进行人工计数和标注,得到大豆幼苗数据集。使用了传统数据增强方法扩充数据集,并使用直方图均衡化和明度提升的数据增强方法,提升模型的计数性能。经实验证明,三种方法均能有效提高模型的识别性能,并且三种方法叠加使用时提升的性能最多。(2)提出了一种基于YOLO v5s的大豆幼苗计数算法。首先,选取YOLO v5s作为基础模型,引入Bi FPN和CBAM模块,并且将原有算法的检测头更换为Transformer Predict Head,用于提高模型的检测性能。在大豆幼苗数据集上进行实验,模型的MAE为1.73,RMSE为4.57。对比其他目标检测方法,结果证明了该算法的有效性和优越性。(3)提出了一种融合卷积注意力的密度估计大豆幼苗计数算法。首先把大豆幼苗的计数问题看作是与密度图的映射关系。为了生成高质量密度图,在CSRNet的基础上将原有模型的前端网络更换为vgg19,提高网络深度和特征提取能力。同时引入卷积注意力模块,进一步提高模型的计数性能。最后对生成密度图进行像素点概率求和,得到大豆幼苗的预测数量。在大豆幼苗数据集上进行实验,模型的MAE为2.35,RMSE为4.69。对比其他密度估计方法,结果证明了该算法的有效性和优越性。(4)设计实现了一个大豆幼苗计数系统。该系统部署在PC端,整合了本文提出的两种大豆幼苗计数算法,通过简单的界面操作,用户可以选择模型和大豆幼苗图像进行大豆幼苗的出苗率计算,或者添加新数据集进行新模型的训练,并且可以把计数得到的结果存入数据库。经过实验验证了该系统的可行性。本文结合计算机视觉中目标检测方法和密度估计方法,实现了对大豆幼苗出苗率的快速统计。降低了人的劳动强度,节约了人力成本。同时,也为其他农作物出苗率快速获取奠定了基础。

关键词：大豆出苗率目标检测密度估计图像处理

系统性硬化症发生肺动脉高压危险因素的meta分析

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系统性硬化症发生肺动脉高压危险因素的meta分析

作者：朱轩池山西医科大学

学位级别：硕士

目的:探讨系统性硬化症（systemic sclerosis,SSc）患者发生肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension,PAH）的可能危险因素。为更好地早期发现、早期干预SSc继发PAH提供循证医学依据。方法:计算机检索CNKI数据库、万方数据库、维... 详细信息

目的:探讨系统性硬化症（systemic sclerosis,SSc）患者发生肺动脉高压（pulmonary arterial hypertension,PAH）的可能危险因素。为更好地早期发现、早期干预SSc继发PAH提供循证医学依据。方法:计算机检索CNKI数据库、万方数据库、维普数据库等中文数据库及pubmed、cochrane、embase等英文数据库,获得已经公开发表从2000年1月1日到2019年12月31日国内外关于SSc发生PAH危险因素的病例对照相关文献,筛选出符合评价标准的文献,使用Revman 5.2软件进行数据分析,并采用Stata 11.0软件进行Egger线性回归法分析发表偏倚。结果:最终共纳入文献11篇,累计病例组（SSc合并PAH）407例,对照组（SSc不合并PAH）2307例。本研究共探讨13个可能的危险因素,meta分析结果显示:（1）共纳入4篇文献讨论心包积液和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[OR=4.36,95%CI（2.93,6.49）,P＜0.00001];（2）共纳入8篇文献讨论肺间质病变和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[OR=1.95,95%CI（1.48,2.58）,P＜0.00001];（3）共纳入7篇文献讨论雷诺现象和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[OR=3.67,95%CI（2.16,6.23）,P＜0.00001];（4）共纳入7篇文献讨论抗RNP抗体阳性和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[OR=3.59,95%CI（2.43,5.32）,P＜0.00001];（5）共纳入8篇文献讨论抗Scl-70抗体阳性和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[OR=0.43,95%CI（0.30,0.62）,P＜0.00001];（6）共纳入8篇文献讨论男性和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[OR=0.85,95%CI（0.61,1.19）,P=0.35];（7）共纳入5篇文献讨论局限性皮肤型SSc（Limited systemic sclerosis,LSSc）和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[OR=1.17,95%CI（0.87,1.58）,P=0.30];（8）共纳入8篇文献讨论病程和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[SMD=0.35,95%CI（0.03,0.67）,P=0.03];（9）共纳入4篇文献讨论血清IgA水平升高和SSc继发PAH的关系,结果有统计学意义[SMD=0.48,95%CI（0.25,0.72）,P＜0.0001];（10）共纳入5篇文献讨论血清IgG水平升高和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[SMD=0.33,95%CI（-0.12,0.78）,P=0.15];（11）共纳入4篇文献讨论血清IgM水平升高和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[SMD=0.00,95%CI（-0.54,0.54）,P=0.99];（12）共纳入5篇文献讨论血沉（ESR）水平升高和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[SMD=0.21,95%CI（-0.17,0.59）,P=0.28];（13）共纳入4篇文献讨论C-反应蛋白水平升高和SSc继发PAH的关系,结果无统计学意义[SMD=0.50,95%CI（-0.04,1.03）,P=0.07]。结论:（1）病程长、心包积液、肺间质病变、雷诺现象、高血清IgA水平和抗RNP抗体阳性是SSc发生PAH的危险因素;（2）抗Scl-70抗体阳性是SSc发生PAH的保护因素;（3）男性、LSSc、血清IgG水平升高、血沉及CRP水平升高与SSc发生PAH没有明显关系。

关键词：系统性硬化症肺动脉高压危险因素 meta分析

响应面和粒子群-人工神经网络模型优化微波辅助提取赤芍总苷工艺

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食品工业科技 2023年第15期44卷 248-257页

作者：杜妹玲陈志红朱轩池兰红宇李永张秀玲齐齐哈尔大学轻工与纺织学院黑龙江齐齐哈尔161006 寒区麻及其制品教育部工程研究中心黑龙江齐齐哈尔161006 东北农业大学食品学院黑龙江哈尔滨150030 东北农业大学电气与信息学院黑龙江哈尔滨150030 黑龙江省农科院齐齐哈尔分院黑龙江齐齐哈尔161006

以赤芍(Paeoniae Radix Rubra)为原料,建立单因素-Box-Behnken试验,探究微波功率、提取时间、提取次数、乙醇浓度和液固比对赤芍总苷提取量的影响,并评价提取物的体外抗氧化活性。通过建立响应面模型和粒子群-人工神经网络模型对微波辅... 详细信息

以赤芍(Paeoniae Radix Rubra)为原料,建立单因素-Box-Behnken试验,探究微波功率、提取时间、提取次数、乙醇浓度和液固比对赤芍总苷提取量的影响,并评价提取物的体外抗氧化活性。通过建立响应面模型和粒子群-人工神经网络模型对微波辅助提取赤芍总苷的工艺进行优化。结果表明:响应面模型和粒子群-人工神经网络模型的决定系数R2分别为0.9099和0.9925,表明粒子群-人工神经网络具有更好的预测能力。采用粒子群-人工神经网络模型优化提取工艺条件:乙醇浓度81%、液固比30 mL/g、提取时间22 s、提取5次、微波功率420 W,在此条件下,赤芍总苷的提取量为378.977±1.982 mg PE/g d.w.;赤芍苷提取物(100μg/mL)对DPPH自由基和ABTS+自由基的清除率分别为87.61%和80.74%,接近阳性对照。提取物还具有一定的还原能力。本研究结果为优化提取工艺提供了新的方法,也为赤芍有效成分作为添加剂的应用提供了理论基础。

关键词：赤芍总苷微波辅助提取响应面粒子群-人工神经网络体外抗氧化活性

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系统性硬化症相关肺动脉高压的治疗进展

临床与病理杂志 2021年第7期41卷 1696-1702页

作者：朱轩池(综述) 刘秀梅(审校) 山西医科大学第一临床医学院太原030001 山西医科大学第一医院风湿免疫科太原030001

肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)是系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)肺部受累最常见的并发症之一,也是SSc患者最主要的死亡原因。近年来,随着各种新型靶向药物的应用以及治疗策略的改进,系统性硬化症相关肺动脉高... 详细信息

肺动脉高压(pulmonary arterial hypertension,PAH)是系统性硬化症(systemic sclerosis,SSc)肺部受累最常见的并发症之一,也是SSc患者最主要的死亡原因。近年来,随着各种新型靶向药物的应用以及治疗策略的改进,系统性硬化症相关肺动脉高压(systemic sclerosis-associated pulmonary arterial hypertension,SSc-PAH)患者的生存率有了明显的提升。

关键词：系统性硬化症相关肺动脉高压肺血管扩张剂新型靶向药物初始联合治疗

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显微镜下多血管炎肺损害发病机制及治疗进展

临床与病理杂志 2021年第5期41卷 1170-1177页

作者：朱轩池(综述) 刘秀梅(审校) 山西医科大学第一临床医学院太原030001 山西医科大学第一医院风湿免疫科太原030001

显微镜下多血管炎(microscopic polyangiitis,MPA)是一种以累及小血管为主的系统性血管炎,可造成全身多个重要组织、脏器的损害。肺是其常见的受累器官,主要可表现为肺间质纤维化、弥漫性肺泡出血(diffuse alveolar hemorrhage,DAH)等... 详细信息

显微镜下多血管炎(microscopic polyangiitis,MPA)是一种以累及小血管为主的系统性血管炎,可造成全身多个重要组织、脏器的损害。肺是其常见的受累器官,主要可表现为肺间质纤维化、弥漫性肺泡出血(diffuse alveolar hemorrhage,DAH)等。近年来随着对MPA肺损害发病机制认识的不断深入,对MPA肺受累的治疗也取得了新的进展。

关键词：显微镜下多血管炎肺间质纤维化弥漫性肺泡出血发病机制治疗方案

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炔丙二烷基对铱（Ⅲ）催化1,6-烯炔环异构化的影响

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炔丙二烷基对铱（Ⅲ）催化1,6-烯炔环异构化的影响

作者：朱轩宇上海师范大学

学位级别：硕士

3D打印钛合金椎间融合器治疗腰椎退变性侧凸畸形的应用研究

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3D打印钛合金椎间融合器治疗腰椎退变性侧凸畸形的应用研究

作者：朱轩灏电子科技大学

学位级别：硕士

一种抗间歇采样转发干扰的脉内自适应凹陷LFM波形设计方法

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系统工程与电子技术 2024年

作者：史朝鹏吴灏王万田朱轩张嘉毫孟进李强华中科技大学电子信息与通信学院海军工程大学电磁能技术全国重点实验室武汉大学电气与自动化工程学院

间歇采样转发干扰(Interrupted sampling repeater jamming， ISRJ)是一种基于欠采样原理的新型有源相干干扰技术。传统抗ISRJ的波形优化方法存在求解复杂度高，损害传统波形性能等缺陷。基于此本文提出了一种抗ISRJ的脉内自适应凹陷波... 详细信息

间歇采样转发干扰(Interrupted sampling repeater jamming， ISRJ)是一种基于欠采样原理的新型有源相干干扰技术。传统抗ISRJ的波形优化方法存在求解复杂度高，损害传统波形性能等缺陷。基于此本文提出了一种抗ISRJ的脉内自适应凹陷波形设计方法，首先利用干扰时域采样不连续特性，对原始线性调频(linear frequency modulation， LFM)波形的时域包络进行凹陷设计，随后对设计的凹陷位置进行脉内自适应时移寻优，最终得到具有抗ISRJ干扰效果的波形。该方法无需复杂的迭代优化，在不损失原始LFM性能的同时，能有效利用回波脉压峰值的差异性对ISRJ进行抑制。仿真结果表明，所设计波形干扰抑制性能较传统方法有显著提升。

关键词：电子对抗间歇采样转发干扰波形设计干扰抑制

基于DIGWO-VMD-CMPE的轴承故障识别方法

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机电工程 2024年第2期41卷 205-215页

作者：辛昊鲁玉军朱轩逸浙江理工大学机械工程学院浙江杭州310018 浙江理工大学龙港研究院浙江温州325802

针对滚动轴承故障信号特征提取困难和识别准确率低的问题,提出了一种基于维度学习的改进灰狼优化算法(DIGWO)优化变分模态分解(VMD)和复合多尺度排列熵(CMPE)的轴承故障识别方法。首先,采用基于维度学习的狩猎(DLH)搜索策略、余弦收敛因... 详细信息

针对滚动轴承故障信号特征提取困难和识别准确率低的问题,提出了一种基于维度学习的改进灰狼优化算法(DIGWO)优化变分模态分解(VMD)和复合多尺度排列熵(CMPE)的轴承故障识别方法。首先,采用基于维度学习的狩猎(DLH)搜索策略、余弦收敛因子a和个体狼ω位置更新的方法将灰狼优化算法(GWO)改进为DIGWO,并利用DIGWO算法的自适应性优化VMD分解,得到了多个本征模态函数(IMFs);然后,利用复合多尺度排列熵计算IMFs的特征值,选取适当维数的特征,构建了故障特征向量;最后,利用DIGWO算法优化支持向量机(SVM)的惩罚系数C和径向基函数g,建立了DIGWO-SVM滚动轴承故障诊断分类器,并利用滚动轴承的振动数据验证了算法的有效性。研究结果表明:基于CMPE的DIGWO-SVM滚动轴承故障诊断方法能够有效地识别轴承的运行状况,识别准确率达到了99.42%,相较于PSO-SVM、SSA-SVM方法提高了7.75%、1.68%,证明了该方法的分类性能在滚动轴承故障诊断中更具优势。

关键词：基于维度学习的改进灰狼优化算法变分模态分解复合多尺度排列熵支持向量机本征模态函数基于维度学习的狩猎

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