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Automatic image segmentation method for cotton leaves with disease under natural environment

Journal of Integrative Agriculture 2018年第8期17卷 1800-1814页

作者： ZHANG Jian-hua KONG Fan-tao WU Jian-zhai HAN Shu-qing zhai zhi-fen Agricultural Information Institute Chinese Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Agricultural Big DataMinistry of AgricultureBeijing 100081P.R.China Chinese Academy of Agricultural Engineering Beijing 100125P.R.China

In order to improve the image segmentation performance of cotton leaves in natural environment, an automatic segmentation model of diseased leaf with active gradient and local information is proposed. Firstly, a segmented monotone decreasing edge composite function is proposed to accelerate the evolution of the level set curve in the gradient smooth region. Secondly, canny edge detection operator gradient is introduced into the model as the global information. In the process of the evolution of the level set function, the guidance information of the energy function is used to guide the curve evolution according to the local information of the image, and the smooth contour curve is obtained. And the main direction of the evolution of the level set curve is controlled according to the global gradient information, which effectively overcomes the local minima in the process of the evolution of the level set function. Finally, the Heaviside function is introduced into the energy function to smooth the contours of the motion and to increase the penalty function Φ(x) to calibrate the deviation of the level set function so that the level set is smooth and closed. The results showed that the model of cotton leaf edge profile curve could be obtained in the model of cotton leaf covered by bare soil, straw mulching and plastic film mulching, and the ideal edge of the ROI could be realized when the light was not uniform. In the complex background, the model can segment the leaves of the cotton with uneven illumination, shadow and weed background, and it is better to realize the ideal extraction of the edge of the blade. Compared with the Geodesic Active Contour(GAC) algorithm, Chan-Vese(C-V) algorithm and Local Binary Fitting(LBF) algorithm, it is found that the model has the advantages of segmentation accuracy and running time when processing seven kinds of cotton disease leaves images, including uneven lighting, leaf disease spot blur, adhesive diseased leaf, shadow, complex b

关键词： local binary fitting model natural environment cotton disease leaves image segmentation

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基于超分辨率和组稀疏表示的多聚焦图像融合

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光子学报 2019年第7期48卷 90-101页

作者：冯鑫胡开群袁毅张建华翟治芬重庆工商大学机械工程学院制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室重庆400067 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 农业部规划设计研究院北京100125

提出一种基于超分辨率结合组稀疏表示模型的多聚焦图像融合方法.首先,使用双三次插值方法增强源图像的分辨率及源多聚焦图像信息;然后采用自适应稀疏表示学习字典分别对没有明显主导方向和特定主导方向的图像块进行学习,并采用组稀疏表... 详细信息

提出一种基于超分辨率结合组稀疏表示模型的多聚焦图像融合方法.首先,使用双三次插值方法增强源图像的分辨率及源多聚焦图像信息;然后采用自适应稀疏表示学习字典分别对没有明显主导方向和特定主导方向的图像块进行学习,并采用组稀疏表示模型对源多聚焦图像进行稀疏系数表示;最后采用最大l1范数来选择最终的表示系数向量.实验结果表明,所提方法克服了多聚焦图像融合易出现的低空间分辨率和模糊效果的缺点,具有更好的对比度和清晰度,主观视觉效果和客观指标均优于传统多聚焦图像融合方法,在三组图像融合结果的互信息指标上分别领先0.37、0.38和0.32.

关键词：多聚焦图像图像融合组稀疏模型超分辨率自适应稀疏表示

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基于变分多尺度的红外与可见光图像融合

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电子学报 2018年第3期46卷 680-687页

作者：冯鑫张建华胡开群翟志芬重庆工商大学机械工程学院制造装备机构设计与控制重庆市重点实验室重庆400067 中国农业科学院农业信息研究所北京100081 农业部规划设计研究院北京100125

为解决变换域融合法对强噪声抑制能力差的问题,提出一种基于变分多尺度分解的红外与可见光图像融合方法.首先对待融合图像分别进行变分多尺度分解,获得纹理分量和结构分量.采用引导滤波的方法进行待融合图像的纹理分量融合,在结构分量... 详细信息

为解决变换域融合法对强噪声抑制能力差的问题,提出一种基于变分多尺度分解的红外与可见光图像融合方法.首先对待融合图像分别进行变分多尺度分解,获得纹理分量和结构分量.采用引导滤波的方法进行待融合图像的纹理分量融合,在结构分量融合上提出一种以相位一致性、清晰度、亮度综合信息来权衡融合权重的方法,最后将两幅图像融合后的纹理分量和结构分量相加获取最终融合图像.实验结果从主观观察和客观指标看,本文方法在清晰度和细节信息上比离散小波变换(discrete wavelet transform)法、非下采样轮廓波变换(non-subsampled contourlet transform)法、稀疏表示(sparse representation)法、剪切波变换(shearlet transform)法都要高.

关键词：红外与可见光变分多尺度引导滤波噪声抑制

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气候变化背景下农业技术适宜性研究

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中国农业大学学报 2015年第1期20卷 185-194页

作者：翟治芬严昌荣张建华农业部规划设计研究院北京100125 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 中国农业科学院农业信息研究所北京100081

以气候变暖为主要特征的全球气候变化对环境、生态和社会经济系统产生重大影响,并通过对农业生产和相关产业的影响直接威胁我国乃至全球的粮食安全。在文献分析和实地调研的基础上,收集和整理农业生产基本数据和我国现有的农业技术资料... 详细信息

以气候变暖为主要特征的全球气候变化对环境、生态和社会经济系统产生重大影响,并通过对农业生产和相关产业的影响直接威胁我国乃至全球的粮食安全。在文献分析和实地调研的基础上,收集和整理农业生产基本数据和我国现有的农业技术资料数据;根据IPPC第5次评估报告中气候变化影响框架的基本思想,构建气候变化背景下区域与农业技术适应情景矩阵;采用多目标综合评价法,构建农业技术适宜性评估模型。结果表明:农业技术适宜性评估主要考虑技术本身的特点和区域的实际情况;在农业技术评价指标体系与区域评价指标体系构建中,主要考虑的因素包括:作物适宜性、水资源条件、光温条件、地形条件、经济条件和生态条件等6个方面;应用农业技术适宜性评估模型,可实现农业技术的区域适宜性评估,获得不同农业种植二级区内适应气候变化的农业技术。

关键词：气候变化农业技术技术评估适应能力

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一种改进含噪多聚焦图像融合方法

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光电子．激光 2017年第11期28卷 1260-1266页

针对目前多聚焦图像融合方法处理含噪图像缺乏有效性而导致融合效果较差的问题,提出一种引导滤波结合脉冲耦合神经网络(PCNN)的非下采样Shearlet变换(NSST)域内多聚焦图像融合方法。首先,分别对待融合多聚焦图像进行NSST获取其相应高频... 详细信息

针对目前多聚焦图像融合方法处理含噪图像缺乏有效性而导致融合效果较差的问题,提出一种引导滤波结合脉冲耦合神经网络(PCNN)的非下采样Shearlet变换(NSST)域内多聚焦图像融合方法。首先,分别对待融合多聚焦图像进行NSST获取其相应高频子带和低频子带系数;对高频子带系数,通过引导滤波结合改进简化PCNN模型设置融合规则;提取相位一致性、清晰度和亮度等底层视觉特性,指导低频子带系数融合权重;最后反NSST获取最终融合结果。实验结果表明,本文方法能够在噪声干扰情况下有效完成多聚焦融合,并且边缘和纹理信息保持较好,当20标准差噪声时互信息提升了近0.15具有有效性。

关键词：多聚焦图像非下采样Shearlet变换(NSST) 脉冲耦合神经网络(PENN) 引导滤波相位一致性

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基于蚁群算法和支持向量机的节水灌溉技术优选

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吉林大学学报（工学版） 2013年第4期43卷 997-1003页

作者：翟治芬严昌荣张建华张燕卿刘爽中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081 农业部规划设计研究院北京100125 中国农业科学院农业信息研究所北京100081

综合考虑了生产、生态、经济、气象、社会和土壤等因素,建立了节水灌溉技术优选指标体系,利用蚁群算法实现指标的筛选,并以支持向量机为分类器,建立了节水灌溉技术优选模型。以山西省的43个县为案例对该模型进行了试验,试验结果表明,在... 详细信息

综合考虑了生产、生态、经济、气象、社会和土壤等因素,建立了节水灌溉技术优选指标体系,利用蚁群算法实现指标的筛选,并以支持向量机为分类器,建立了节水灌溉技术优选模型。以山西省的43个县为案例对该模型进行了试验,试验结果表明,在指标筛选方面,蚁群算法的应用有效减少了指标数量,从初始节水灌溉技术优选指标体系30个指标中,小麦优选出12个指标,玉米优选出16个指标,大豆和棉花优选出17个指标;在节水灌溉技术优选方面,本文模型针对小麦、玉米、大豆和棉花4种作物分别优选出了相应的节水灌溉技术,与当地的实际情况基本吻合。该模型可为决策人提供科学依据,对节水灌溉项目规划设计中选择适宜的节水灌溉技术有较大的现实意义。

关键词：农业工程节水灌溉技术优选模型蚁群算法支持向量机

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Realization of robust Ohmic contact for semiconducting black arsenic by coupling with graphene

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Chinese Physics B 2025年第2期34卷 425-429页

作者： Xinjuan Cheng Xuechao zhai Department of Applied Physics and MIIT Key Laboratory of Semiconductor Microstructures and Quantum SensingNanjing University of Science and TechnologyNanjing 210094China

Ohmic contacts are fundamental components in semiconductor technology,facilitating efficient electrical connection and excellent device *** employ first-principles calculations to show that semimetallic graphene is a natural Ohmic contact partner of monolayer semiconducting black arsenic(BAs),for which the top of the valence band is below the Fermi energy of the order of 10~2 *** Ohmic contact arises from the giant Stark effect induced by van der Waals electron transfer from BAs to graphene,which does not destroy their respective band ***,we show that this intrinsic Ohmic contact remains robust across a wide range of interlayer distances(adjustable by strain)or vertical electric fields,whereas the weak spin splitting of the order of 1 meV induced by symmetry breaking plays little part in Ohmic *** findings reveal the potential applications of graphene–BAs in ultralow dissipation transistors.

关键词： semiconductor technology Ohmic contact heterobilayer Stark effect

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From earthquake resistance structure to earthquake resilience city–urban seismic resilience assessment

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Earthquake Engineering and Engineering Vibration 2025年第1期24卷 1-13页

作者： Xie Lili Zhao Yonggang Wen Weiping zhai Changhai Key lab of Structures Dynamic Behaviour and Control of the Ministry of Education Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Key lab of Smart Prevention and Mitigation of Civil Engineering Disasters of the Ministry of Industry and Information Technology Harbin Institute of TechnologyHarbin 150090China Institute of Engineering Mechanics China Earthquake AdministrationHarbin 150080China

Earthquakes pose significant perils to the built environment in urban *** avert the calamitous aftermath of earthquakes,it is imperative to construct seismic resilient *** to the intricacy of the concept of urban seismic resilience(USR),its assessment is a large-scale system engineering *** assessment of USR should be based on the notion of urban seismic capacity(USC)assessment,which includes casualties,economic loss,and recovery time as *** loss is also included in the assessment of USR in addition to these *** assessment indicator system comprising five dimensions(building and lifeline infrastructure,environment,society,economy,and institution)and 20 indicators has been devised to quantify *** analytical hierarchy process(AHP)is utilized to compute the weights of the criteria,dimensions,and indicators in the urban seismic resilience assessment(USRA)indicator *** the necessary data for a city are obtainable,the seismic resilience of that city can be assessed using this *** illustrate the proposed methodology,a moderate-sized city in China was selected as a case *** assessment results indicate a high level of USR,suggesting that the city possesses strong capabilities to withstand and recover from potential future earthquakes.

关键词： urban seismic capacity urban seismic resilience assessment analytic hierarchy process functionality loss

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农艺节水措施对春小麦产量及耗水特征的影响

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甘肃农业大学学报 2009年第6期44卷 24-27页

作者：王霞施坰林景明黄彩霞翟治芬甘肃农业大学工学院甘肃兰州730070 黄河水利科学研究院河南郑州453003

通过田间试验,研究了农艺节水措施下非充分灌溉对春小麦产量及耗水特征的影响.结果表明：秸秆覆盖春小麦的产量和水分利用效率分别比地膜覆盖春小麦提高1.14%和16.25%;在地膜覆盖条件下,充分灌溉春小麦比非充分灌溉春小麦增产3.76%～11.... 详细信息

通过田间试验,研究了农艺节水措施下非充分灌溉对春小麦产量及耗水特征的影响.结果表明：秸秆覆盖春小麦的产量和水分利用效率分别比地膜覆盖春小麦提高1.14%和16.25%;在地膜覆盖条件下,充分灌溉春小麦比非充分灌溉春小麦增产3.76%～11.62%;在非充分灌溉条件下,出苗期、分孽期、孕穗期及抽穗开花期土壤水分调控在田间持水量的40%～50%,拨节期和成熟期为田间持水量的60%～65%时,秸秆覆盖春小麦水分利用效率最高,比地膜覆盖春小麦水分利用效率提高17.17%～43.01%.

关键词：春小麦秸秆覆盖地膜覆盖非充分灌溉水分利用效率

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秸杆和地膜覆盖下春玉米农田蒸散特征研究

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山东农业大学学报（自然科学版） 2010年第2期41卷 209-215页

作者：翟治芬赵元忠景明张建华甘肃农业大学工学院甘肃兰州730070 甘肃省水利科学研究院甘肃兰州730000 黄河水利科学研究院河南郑州450003

采用微型蒸发器测定了秸杆和地膜覆盖方式下不同的灌水处理下春玉米的棵间蒸发量,进而分析了棵间蒸发量与降雨灌水的关系、棵间蒸发占蒸发蒸腾总量的比例。试验结果表明,棵间蒸发强度与土壤含水率以及蒸发腾总量与叶面积指数均呈现较好... 详细信息

采用微型蒸发器测定了秸杆和地膜覆盖方式下不同的灌水处理下春玉米的棵间蒸发量,进而分析了棵间蒸发量与降雨灌水的关系、棵间蒸发占蒸发蒸腾总量的比例。试验结果表明,棵间蒸发强度与土壤含水率以及蒸发腾总量与叶面积指数均呈现较好的线性函数关系。根据实测数据求得了作物系数和水分利用效率。

关键词：地膜覆盖秸杆覆盖蒸发蒸腾总量棵间蒸发

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