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A hybrid CNN-LSTM model for diagnosing rice nutrient levels at the rice panicle initiation stage

Journal of Integrative Agriculture 2024年第2期23卷 711-723页

作者： fubing liao Xiangqian Feng Ziqiu Li Danying Wang Chunmei Xu Guang Chu Hengyu Ma Qing Yao Song Chen School of Computer Science and Technology Zhejiang Sci-Tech UniversityHangzhou 310018China China National Rice Research Institute Chinese Academy of Agricultural SciencesHangzhou 310006China School of Agriculture Yangtze UniversityJingzhou 434025China

Nitrogen(N)and potassium(K)are two key mineral nutrient elements involved in rice *** diagnosis of N and K status is very important for the rational application of fertilizers at a specific rice growth ***,we propose a hybrid model for diagnosing rice nutrient levels at the early panicle initiation stage(EPIS),which combines a convolutional neural network(CNN)with an attention mechanism and a long short-term memory network(LSTM).The model was validated on a large set of sequential images collected by an unmanned aerial vehicle(UAV)from rice canopies at different growth stages during a two-year *** with VGG16,AlexNet,GoogleNet,DenseNet,and inceptionV3,ResNet101 combined with LSTM obtained the highest average accuracy of 83.81%on the dataset of Huanghuazhan(HHZ,an indica cultivar).When tested on the datasets of HHZ and Xiushui 134(XS134,a japonica rice variety)in 2021,the ResNet101-LSTM model enhanced with the squeeze-and-excitation(SE)block achieved the highest accuracies of 85.38 and 88.38%,*** the cross-dataset method,the average accuracies on the HHZ and XS134 datasets tested in 2022 were 81.25 and 82.50%,respectively,showing a good *** proposed model works with the dynamic information of different rice growth stages and can efficiently diagnose different rice nutrient status levels at EPIS,which are helpful for making practical decisions regarding rational fertilization treatments at the panicle initiation stage.

关键词： dynamic model of deep learning UAV rice panicle initiation nutrient level diagnosis image classification

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基于图像的水稻纹枯病智能测报方法

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中国农业科学 2022年第8期55卷 1557-1567页

作者：韩晓彤杨保军李苏炫廖福兵刘淑华唐健姚青浙江理工大学信息学院中国水稻研究所水稻生物学国家重点实验室

【目的】目前水稻纹枯病测报依赖人工调查水稻发病丛数、株数和每株严重度来计算其病情指数，操作专业性强，费时费力且数据难以追溯。本研究提出基于图像的水稻纹枯病病斑检测模型和发生危害分级模型，为水稻纹枯病智能测报提供理论依... 详细信息

【目的】目前水稻纹枯病测报依赖人工调查水稻发病丛数、株数和每株严重度来计算其病情指数，操作专业性强，费时费力且数据难以追溯。本研究提出基于图像的水稻纹枯病病斑检测模型和发生危害分级模型，为水稻纹枯病智能测报提供理论依据。【方法】利用便携式图像采集仪采集田间水稻纹枯病图像，研究不同目标检测模型（Cascade R-CNN和RetinaNet）和特征提取网络（VGG-16和ResNet-101）对水稻纹枯病病斑的检测效果，筛选出具有较好检测效果的模型。针对Cascade R-CNN模型检测纹枯病病斑存在漏检现象，根据纹枯病病斑呈现形状不规则、大小和位置多变的复杂情况，对Cascade R-CNN进行改进，添加OHEM结构均衡难易样本，选择边框回归损失函数，通过精准率、漏检率、平均精度和P-R曲线来评价不同模型的检测效果。在改进的Cascade R-CNN-OHEM-GIOU模型检测结果基础上，分别建立基于病斑面积和病斑数的水稻纹枯病丛发生危害分级模型，通过决定系数（R 2）和Kappa值筛选分级模型。【结果】在相同主干网络条件下，Cascade R-CNN模型较RetinaNet模型对水稻纹枯病具有更好的检测效果，其中Cascade R-CNN-ResNet-101目标检测模型效果最佳，病斑检测准确率为92.4%，平均精度为88.2%，但漏检率为14.9%。改进的Cascade R-CNN-OHEM-GIOU检测模型有效解决了样本不均衡问题，添加边框回归损失函数有效降低了漏检率，较Cascade R-CNN-ResNet-101模型降低8.7%，平均精度提高到92.3%。以人工分级结果作为标准，基于病斑面积的水稻纹枯病发生危害分级模型在0—5级分级准确率分别为96.0%、90.0%、82.0%、76.0%、74.0%和96.0%，平均分级准确率为85.7%,Kappa系数为0.83，基于图像的水稻纹枯病丛发生危害分级与人工分级结果具有较高的一致性。【结论】基于图像的水稻纹枯病智能测报方法可实现病斑自动检测和发生危害自动分级，提高了测报的智能化水平，结果客观且可追溯，也可为其他农作物病害智能测报提供参考。

关键词：水稻纹枯病病斑图像智能测报 Cascade R-CNN模型危害分级模型

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Acetylcholinesterase liquid crystal biosensor for identification of AChE inhibitors by a reactivator

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Science China Chemistry 2014年第11期57卷 1589-1595页

作者： DING HuaZhi liao ShuZhen XIAO fubing SHEN GuoLi YU RuQin WU ZhaoYang State Key Laboratory of Chemo/Biosensing and Chemometrics College of Chemistry and Chemical Engineering Hunan University

An improved acetylcholinesterase liquid crystal(LC) biosensor has been developed for the identification of organophosphates(OPs) by using a reactivator. When the acetylcholinesterases(AChEs) inhibited by different kinds of OPs are reactived by a reactivator, the catalytic activity of AChEs can be recovered with different activation efficiency because of the different phosphorylation structures formed in the inhibited AChEs. Accordingly, the reactived AChEs can catalyze the hydrolysis of acetylthiocholine to generate thiocholine product in different degrees, which will result in different catalytic growth of AuNPs and further form distinct orientational response of LCs. Based on such a reactivation mechanism, the AChE LC biosensor with a simple, rapid and visual procedure achieves an obvious identification of three OPs pesticides, methamidophos, trichlorfon and paraoxon, by using a pralidoxime reactivator.

关键词： AChE liquid crystal organophosphates reactivator pralidoxime identification

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疫情后时代的医院检验科能力建设的思考

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中华预防医学杂志 2020年第12期54卷 1495-1498页

作者：廖生俊汪付兵李一荣武汉大学中南医院医学检验科武汉430071

新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球,目前我国疫情的防控取得了阶段性成果,疫情后的医院检验科如何发展?本文就此提出一些思考,主要从如何提高生物安全防护能力的建设,检测能力的建设,检验平台建设,科学研究能力的建设,人才的培养以及临床沟... 详细信息

新型冠状病毒肺炎疫情肆虐全球,目前我国疫情的防控取得了阶段性成果,疫情后的医院检验科如何发展?本文就此提出一些思考,主要从如何提高生物安全防护能力的建设,检测能力的建设,检验平台建设,科学研究能力的建设,人才的培养以及临床沟通能力等方面进行阐述,为检验学科后疫情时代的发展方向提供参考。

关键词：新型冠状病毒肺炎检验科生物安全发展方向

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面向动态有向图的单调图算法硬件加速机制

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中国科学：信息科学 2023年第8期53卷 1575-1592页

作者：杨赟余辉赵进张宇廖小飞姜新宇金海刘海坤毛伏兵张吉王彪华中科技大学大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心武汉430074 华中科技大学服务计算技术与系统教育部重点实验室武汉430074 华中科技大学集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 School of Mathematics Physics and ComputingUniversity of Southern QueenslandToowoomba 4350Australia 之江实验室杭州311121

随着现实世界中动态图计算需求的快速增长,现有的研究工作已经提出了多种方法来有效支持单调图算法在动态有向图中的处理.然而,由于动态有向图的图结构频繁发生变化,其相邻图顶点之间的状态更新存在复杂的依赖关系,这使得现有的软硬件... 详细信息

随着现实世界中动态图计算需求的快速增长,现有的研究工作已经提出了多种方法来有效支持单调图算法在动态有向图中的处理.然而,由于动态有向图的图结构频繁发生变化,其相邻图顶点之间的状态更新存在复杂的依赖关系,这使得现有的软硬件方法在处理单调图算法时依然面临着数据访问成本高和收敛速度慢的问题.为此,本文提出了一种面向动态有向图的单调图算法加速器DSGraph,它能够充分利用图顶点之间的依赖关系来加快单调图算法在动态有向图处理中的收敛速度,并有效降低数据访问成本.具体来说,DSGraph通过实时提取动态有向图中图顶点的局部拓扑依赖顺序来执行异步迭代处理,从而显著减少冗余的图顶点状态更新.同时,DSGraph设计了一种异步迭代流水线架构,其按照依赖顺序对图顶点状态进行异步迭代处理,从而加速图顶点状态传播速度并减少数据访问开销.最后,DSGraph提出了一种无阻塞数据同步机制,通过并行执行本地图顶点的状态更新和外部图顶点的数据同步来减少系统同步开销.实验显示,与目前最先进的面向单调图算法的动态图处理系统KickStarter相比,DSGraph将动态有向图处理速度平均提升了11.2倍.

关键词：动态有向图单调图算法增量计算依赖感知图加速器

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图计算在ATPG中的应用探究

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中国科学：信息科学 2023年第2期53卷 211-233页

作者：毛伏兵彭达张宇廖小飞姜新宇杨赟金海赵进刘海坤王柳峥华中科技大学大数据技术与系统国家地方联合工程研究中心武汉430074 华中科技大学服务计算与系统教育部重点实验室武汉430074 华中科技大学集群与网格计算湖北省重点实验室武汉430074 华中科技大学计算机科学与技术学院武汉430074 华为海思半导体有限公司深圳518129

ATPG(automatic test pattern generation)是VLSI(very large scale integration circuits)电路测试中非常重要的技术,它的好坏直接影响测试成本与开销.然而现有的并行ATPG方法普遍存在负载不均衡、并行策略单一、存储开销大和数据局部... 详细信息

ATPG(automatic test pattern generation)是VLSI(very large scale integration circuits)电路测试中非常重要的技术,它的好坏直接影响测试成本与开销.然而现有的并行ATPG方法普遍存在负载不均衡、并行策略单一、存储开销大和数据局部性差等问题.由于图计算的高并行度和高扩展性等优点,快速、高效、低存储开销和高可扩展性的图计算系统可能是有效支持ATPG的重要工具,这将对减少测试成本显得尤为重要.本文将对图计算在组合ATPG中的应用进行探究;介绍图计算模型将ATPG算法转化为图算法的方法;分析现有图计算系统应用于ATPG面临的挑战;提出面向ATPG的单机图计算系统,并从基于传统架构的优化、新兴硬件的加速和基于新兴存储器件的优化几个方面,对图计算系统支持ATPG所面临的挑战和未来研究方向进行了讨论.

关键词：图计算超大规模集成电路自动测试向量生成电子设计自动化电路测试

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Rezum水蒸气消融术治疗良性前列腺增生症的进展

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微创泌尿外科杂志 2023年第4期12卷 283-286页

作者：廖海陈福兵杨勇张森林张文森代行遂宁市第一人民医院泌尿外科遂宁629000

经尿道前列腺切除术(TURP)是治疗良性前列腺增生症(BPH)的金标准。近年随着科技的进步以及人们对微创手术的持续改进,Rezum水蒸气消融术治疗BPH应运而生,在到达手术效果的同时能较好的保留患者的性功能。本文就近年来Rezum水蒸气消融术... 详细信息

经尿道前列腺切除术(TURP)是治疗良性前列腺增生症(BPH)的金标准。近年随着科技的进步以及人们对微创手术的持续改进,Rezum水蒸气消融术治疗BPH应运而生,在到达手术效果的同时能较好的保留患者的性功能。本文就近年来Rezum水蒸气消融术在BPH中的治疗进展作一简单的综述。

关键词：前列腺增生消融技术

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经腹与腹膜后入路机器人辅助腹腔镜肾部分切除术的系统评价和Meta分析

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微创泌尿外科杂志 2021年第3期10卷 188-194页

作者：廖海喻蕾蕾陈福兵杨勇代行张森林张文森遂宁市第一人民医院泌尿外科四川遂宁629000 遂宁市第一人民医院内分泌科

目的:比较经腹与腹膜后入路的机器人辅助肾部分切除术的效果。方法:研究员对CBM、CNKI、万方数据库、PubMed、Embase以及Cochrane Library进行系统的计算机检索。按纳入和排除标准筛选出符合要求的文献,并提取相关数据,最后采用Revman ... 详细信息

目的:比较经腹与腹膜后入路的机器人辅助肾部分切除术的效果。方法:研究员对CBM、CNKI、万方数据库、PubMed、Embase以及Cochrane Library进行系统的计算机检索。按纳入和排除标准筛选出符合要求的文献,并提取相关数据,最后采用Revman 5.3和Stata 12.0软件进行分析。结果:纳入11篇非随机对照研究,共2542例患者被纳入最终分析,分析结果表明:后腹腔入路组具有更短的手术时间(MD=11.68,95%CI:5.69~17.67,P=0.01),更少的出血量(MD=23.52,95%CI:12.85~34.19,P<0.01)以及更短的术后肠道恢复时间(MD=2.33,95%CI:0.45~4.20,P=0.01);两组肾动脉阻断时间(MD=﹣0.00,95%CI:﹣0.25~0.25,P=0.98)、术后并发症发生率(OR=1.29,95%CI:0.93~1.74,P=0.13)、手术切缘阳性率(OR=1.41,95%CI:0.69~2.90,P=0.35)无差别。结论:对部分患者,尤其是后位肿瘤或者具有腹腔手术史的患者,后腹腔入路组可以缩短手术时间及术后肠道恢复时间,减少出血量。并且两组在肾动脉阻断时间、术后并发症发生率以及手术切缘阳性方面无差别。

关键词：经腹腔经后腹腔机器人肾部分切除术 Meta分析

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睾丸鞘膜纤维假瘤1例报告

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泌尿外科杂志（电子版） 2022年第3期14卷 80-82页

作者：廖海陈福兵杨勇代行张森林罗书盼张文森遂宁市第一人民医院泌尿外科四川遂宁629000

回顾性分析1例睾丸鞘膜纤维假瘤患者的临床及病理资料。经阴囊切口探查为睾丸鞘膜光滑的肿块,术中冰冻提示良性肿瘤,故行肿瘤及部分睾丸鞘膜切除。术后病理报告为睾丸鞘膜纤维假瘤,术后6个月复查未见肿瘤复发及转移。睾丸鞘膜纤维假瘤... 详细信息

回顾性分析1例睾丸鞘膜纤维假瘤患者的临床及病理资料。经阴囊切口探查为睾丸鞘膜光滑的肿块,术中冰冻提示良性肿瘤,故行肿瘤及部分睾丸鞘膜切除。术后病理报告为睾丸鞘膜纤维假瘤,术后6个月复查未见肿瘤复发及转移。睾丸鞘膜纤维假瘤发病率低,但属于良性肿瘤样病变,可行保留睾丸的肿瘤切除术,若术中无法明确良恶性,需行根治性睾丸切除术。

关键词：纤维假瘤睾丸鞘膜甲胎蛋白人绒毛膜促性腺激素

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