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基于深度学习的黄瓜病害检测算法研究

电脑知识与技术 2024年第12期20卷 39-41页

作者：牛伯浩江苏电子信息职业学院江苏淮安223001

目前黄瓜病害问题虽然受到了很多学者的关注与研究,但是其一直以来都是限制黄瓜健康生长的关键问题。而传统黄瓜病害的检测大多依赖人工完成,现如今,基于深度学习的病害检测方法已日趋成熟,针对黄瓜病害检测问题,文章提出基于深度学习... 详细信息

目前黄瓜病害问题虽然受到了很多学者的关注与研究,但是其一直以来都是限制黄瓜健康生长的关键问题。而传统黄瓜病害的检测大多依赖人工完成,现如今,基于深度学习的病害检测方法已日趋成熟,针对黄瓜病害检测问题,文章提出基于深度学习的黄瓜病害检测模型,实现对黄瓜病害的分类检测。文章以黄瓜病害检测为背景,以黄瓜叶片的叶枯病检测为例,数据集为包括健康叶片图像集和患有黄瓜叶枯病的黄瓜叶片图像集,对构建的卷积神经网络模型在小样本数据集上进行了模型改进以及参数训练,并对构建的卷积神经网络模型和支持向量机的分类方法两种算法的实验结果进行对比分析。结果表明,在黄瓜叶枯病检测任务中,文章提出的黄瓜病害检测模型的检测精度可以达到96.8%。因此,本研究在小样本数据集背景下具有一定的实用价值,也为黄瓜叶片叶枯病检测提供一种有效方法。

关键词：黄瓜病害 VGG 检测模型小样本模型优化

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基于高光谱成像和判别分析的黄瓜病害识别

光谱学与光谱分析 2010年第5期30卷 1357-1361页

作者：柴阿丽廖宁放田立勋石延霞李宝聚中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081 北京理工大学颜色科学与工程国家重点专业实验室北京100081

利用光谱成像技术(400～720nm)识别黄瓜白粉病、角斑病、霜霉病、褐斑病和无病区域。构建高光谱图像采集系统进行样本图像的采集,预处理和光谱信息的提取。由于获得的原始光谱数据量很大,为了减少后续运算量,提高准确率,采用逐步判别分... 详细信息

利用光谱成像技术(400～720nm)识别黄瓜白粉病、角斑病、霜霉病、褐斑病和无病区域。构建高光谱图像采集系统进行样本图像的采集,预处理和光谱信息的提取。由于获得的原始光谱数据量很大,为了减少后续运算量,提高准确率,采用逐步判别分析和典型判别分析两种方法进行降维。逐步判别从55个波段中选择12个波段,典型判别从55个波段中提取2个典型变量。利用选择的光谱特征参数建立病害识别模型。逐步判别构建的模型对训练样本和测试样本的判别准确率分别为100%和94%,典型判别构建的模型对训练样本和测试样本的判别准确率均为100%。说明利用高光谱成像技术可以进行黄瓜病害的快速、准确识别,并为实现可见光谱范围内黄瓜病害的田间实时在线检测提供了可能。

关键词：高光谱成像技术黄瓜病害逐步判别典型判别

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常见黄瓜病害的多光谱诊断

光谱学与光谱分析 2009年第2期29卷 467-470页

作者：冯洁廖宁放赵波罗永道李宝聚北京理工大学颜色科学与工程国家重点专业实验室北京100081 云南师范大学物理与电子信息学院云南昆明650092 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

为了实现可靠的植物病虫害诊断,文章提出把光谱分析技术和多光谱成像技术相结合的方法用于常见的红粉、黑星、白粉、褐斑和霜霉五种黄瓜病害的识别研究。实验采用窄带多光谱成像技术在标准观测环境下获取患病黄瓜叶面的14个可见光通道... 详细信息

为了实现可靠的植物病虫害诊断,文章提出把光谱分析技术和多光谱成像技术相结合的方法用于常见的红粉、黑星、白粉、褐斑和霜霉五种黄瓜病害的识别研究。实验采用窄带多光谱成像技术在标准观测环境下获取患病黄瓜叶面的14个可见光通道和近红外通道、全色通道的多光谱图像。利用距离法、光谱角度匹配法和相关系数法对病斑样本的光谱信息进行学习分类。对于实验提出的七种分类情况,通过距离法和相关系数法组合筛选,对红粉、白粉、黑星和白板的分类正确率达100%,对霜霉及无病的分类正确率达80.00%和93.33%,平均分类正确率为81.90%。实验结果表明,光谱分析方法和多光谱成像技术结合能全面、快速、精确提取植物病害的信息,实现分类,为对植物病害进行快速、准确和非破坏性诊断提供技术支持。

关键词：多光谱成像技术光谱分析技术黄瓜病害

基于混合扩张卷积和注意力的黄瓜病害严重度估算方法

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农业机械学报 2023年第2期54卷 231-239页

作者：李凯雨朱昕怡马浚诚张领先中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所北京100081

自动和准确地估计病害的严重度对病害管理和产量损失预测至关重要。针对传统病害严重度估算步骤复杂且低效,难以实现在田间场景下精准估算问题,提出了一种基于混合扩张卷积和注意力机制改进UNet(Mixed dilated convolution and attentio... 详细信息

自动和准确地估计病害的严重度对病害管理和产量损失预测至关重要。针对传统病害严重度估算步骤复杂且低效,难以实现在田间场景下精准估算问题,提出了一种基于混合扩张卷积和注意力机制改进UNet(Mixed dilated convolution and attention mechanism optimized UNet,MA-UNet)的病害严重度估算方法。首先,针对病斑尺寸不一、形状不规则问题,提出混合扩张卷积块(Mixed dilation convolution block,MDCB)增加感受野并保持病斑信息的连续性,提升病斑分割精度。其次,为了克服复杂背景的影响,利用注意力机制(Attention mechanism)对空间维度和通道维度进行相关性建模,获得每个像素类内响应和通道间的依赖关系,缓解背景对网络学习带来的影响。最后,计算病害分割图中病斑像素与叶片像素的比率来获得严重度。基于田间条件下收集的黄瓜霜霉病和白粉病图像进行了验证,并与全卷积网络(Fully convolutional network,FCN)、SegNet、UNet、PSPNet、FPN、DeepLabV3+进行比较。结果表明,MA-UNet优于比较方法,能够满足复杂环境下健康叶片和病斑的分割需求,平均交并比为84.97%,频权交并比为93.95%。基于MA-UNet分割结果估计黄瓜叶部病害严重度的决定系数为0.9654,均方根误差为1.0837%。该研究可为人工智能在农业中快速估计和控制病害严重度提供参考。

关键词：黄瓜病害病害严重度扩张卷积注意力机制语义分割

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黄瓜病害图像自动分割方法研究

农机化研究 2014年第8期36卷 10-13,18页

作者：郭鹏李乃祥天津农学院计算机科学与信息工程系天津300384

黄瓜病害图像分割是其病害图像识别及后续工作的重要步骤。为此,基于二维最大熵原理,结合差分进化算法生成图像分割阈值,提出了一种黄瓜病害图像自动分割方法。为了避免实验中出现的偶然性误差,采用30次独立运行的差分进化优化结果平均... 详细信息

黄瓜病害图像分割是其病害图像识别及后续工作的重要步骤。为此,基于二维最大熵原理,结合差分进化算法生成图像分割阈值,提出了一种黄瓜病害图像自动分割方法。为了避免实验中出现的偶然性误差,采用30次独立运行的差分进化优化结果平均值作为图像分割的阈值。自然条件下摄取的黄瓜炭疽病叶图像、灰霉病叶图像和霜霉病叶图像的实验测试表明,该方法具有良好的性能。

关键词：黄瓜病害自动图像分割二维最大熵差分进化

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黄瓜病害图像自动识别的研究

黄瓜病害图像自动识别的研究

作者：陈含河北农业大学

学位级别：硕士

蔬菜作为我国农作物中的重要经济作物,在我国农业生产中占有较大的比例。河北省是全国蔬菜生产和调出大省,河北蔬菜在北京八大农产品批发市场中占三分之一,在京津夏季市场中占三分之二。其中黄瓜占总栽培面积的56.50%,占总产量的56.54%... 详细信息

蔬菜作为我国农作物中的重要经济作物,在我国农业生产中占有较大的比例。河北省是全国蔬菜生产和调出大省,河北蔬菜在北京八大农产品批发市场中占三分之一,在京津夏季市场中占三分之二。其中黄瓜占总栽培面积的56.50%,占总产量的56.54%,但黄瓜常年因病害造成的产量损失高达20%-30%。目前,大多数菜农靠视觉观察诊断病害,经常造成误诊。因此,准确快速地识别黄瓜病害,及时采取有效的措施是黄瓜病害防治的关键技术。本文采用数字图像处理技术研究了黄瓜病害的图像,实现了病害的自动识别,弥补了专家教授不足不能一一到现场指导的缺陷。本文对作为“农业部蔬菜工作联系点”的定州市蔬菜基地黄瓜产区进行了广泛的调查,以识别黄瓜常见病害为目的,以计算机图像处理技术为主要技术手段,综合运用数字图像、生物特征、模式识别及人工智能等方面的技术,研究了黄瓜‘病害图像自动识别的方法。主要工作如下：(1)采集技术研究。为了提高黄瓜病害自动识别的准确性,避免由于光线过强或过弱引起的图像失真,对黄瓜病害图像的采集技术进行了研究。根据专家的建议,利用便携式图像采集装置,在晴好天气的早上4：00-6：00之间采集了十种常见黄瓜病害叶部图像3000幅。(2)病害图像的预处理方法研究。通过比较各种图像的预处理方法,选择运用直方图均衡化技术和快速中值滤波法对图像进行图像增强处理,改善了图像的动态范围及对比度,突出了图像的细节,为图像分割奠定了基础。然后采用Otsu阈值分割法、边缘算子检测的方法对病害图像进行分割。最后利用形态学运算,对分割后的图像中的空洞和毛刺处理,使目标图像更具体。(3)特征提取和选择研究。根据不同黄瓜病害叶片的颜色、纹理、形状的不同的特点,对处理后的病害图像分别提取了颜色特征、纹理特征和形状特征,共‘提取了15个特征,并对各特征参数做了定性分析,最终选择了H均值、R均值、G均值、S能量、对比度、熵值、形状复杂性均值、圆形性均值8个特征参数,将特征组合成特征向量来代表原图像的全部知识。(4)病害识别研究。根据选取的特征参数,构建BP神经网络分类器,选取2000幅图像作为训练样本,1000幅图像用于识别,平均识别正确率达93.8%。并与有经验的菜农识别结果进行比较,结果表明,绝大多数病害的识别准确率高于菜农识别的准确率。试验结果表明,改进的快速中值滤波算法大大提高了黄瓜病害自动识别的速度;选择的H均值、R均值等8个病害图像特征参数作为黄瓜病害图像识别的特征向量具有可行性。为进一步开发具有商业价值的植物病害自动诊断系统提供了理论基础和科学依据。

关键词：黄瓜病害图像预处理特征提取与选择 BP神经网络

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生物源杀菌剂与化学杀菌剂协调防控黄瓜病害

中国生物防治学报 2011年第1期27卷 104-109,49页

作者：王文桥马平韩秀英鹿秀云张小风河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心保定071000

本文研究枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BAB-1水剂、解淀粉芽孢杆菌*** SAB-1水剂、大花旋覆花内酯乳油与化学杀菌剂交替或混合使用对温室黄瓜病害发展的影响。寿光试验包括以下处理:交替或混合喷施50%啶酰菌胺WG、68.75%氟吡菌胺.霜霉... 详细信息

本文研究枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis BAB-1水剂、解淀粉芽孢杆菌*** SAB-1水剂、大花旋覆花内酯乳油与化学杀菌剂交替或混合使用对温室黄瓜病害发展的影响。寿光试验包括以下处理:交替或混合喷施50%啶酰菌胺WG、68.75%氟吡菌胺.霜霉威SC的桶混液、60%唑醚.代森联WG、40%嘧霉胺SC、50%烯酰吗啉WP、10%苯醚甲环唑WG、69%烯酰.锰锌WP、68.75%噁唑.锰锌WG、52.5%噁唑.霜脲氰WG等不同作用机理和防治谱的化学杀菌剂;混施生防菌剂BAB-1水剂、SAB-1水剂及68.75%氟吡菌胺.霜霉威SC、50%烯酰吗啉WP、25%双炔酰菌胺SC、25%吡唑醚菌酯EC等对霜霉病特效化学杀菌剂;将不同化学杀菌剂桶混液与BAB-1水剂、SAB-1水剂和化学杀菌剂桶混液交替喷施。其对黄瓜霜霉病的防效分别为94.5%、92.3%和93.6%,对黄瓜白粉病分别为90.7%、89.9%和90.4%,对灰霉病的防效分别为69.3%、85.6%和85.7%,每种病害的病害发展曲线下面积(AUDPC)相当。在定州试验中,化学杀菌剂与SAB-1混施对白粉病的防效(84%)明显高于其与BAB-1混施的防效(72.8%),对灰霉病的防效(61.3%)明显低于后者的防效(95.1%),与SAB-1、BAB-1混施后对白粉病、灰霉病及霜霉病防效分别为90.2%、89.3%和92.6%。在保定郊区试验中,将大花旋覆花内酯乳油与化学杀菌剂及BAB-1水剂、SAB-1水剂交替喷施显著降低霜霉病、白粉病及灰霉病的严重度及AUDPC,对其防效分别为83.5%、87.4%和88.5%,AUDPC分别为219、352和249,延缓了3种黄瓜病害的发展。

关键词：黄瓜病害生防菌剂大花旋覆花内酯乳油化学杀菌剂协调使用病害发展曲线下面积

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科佳防治黄瓜病害试验示范

长江蔬菜 2005年第5期 30-31页

作者：陈先雄易咏生王孝琴汤智龚伟武汉市蔬菜技术服务总站 430022

黄瓜是武汉市东西湖区慈惠示范园区主要栽培蔬菜之一,春、夏、秋季均有大面积栽培,约占园区同期蔬菜种植总面积的1/3.但由于当地长期种植瓜类作物,轮作期短,致使黄瓜霜霉病、疫病、枯萎病等毁灭性病害发生日趋严重.特别是夏秋季高温高... 详细信息

黄瓜是武汉市东西湖区慈惠示范园区主要栽培蔬菜之一,春、夏、秋季均有大面积栽培,约占园区同期蔬菜种植总面积的1/3.但由于当地长期种植瓜类作物,轮作期短,致使黄瓜霜霉病、疫病、枯萎病等毁灭性病害发生日趋严重.特别是夏秋季高温高湿气候环境下危害更重,常在短期内造成植株叶片干枯黄化早衰或死藤.为此,我们在园区进行了几种无公害高效杀菌剂筛选试验,同时进行大面积示范,并通过挂牌,组织农户参观指导防治,收到了显著效果.现将试验结果报告如下.

关键词：试验示范黄瓜病害防治科佳大面积栽培黄瓜霜霉病毁灭性病害高效杀菌剂大面积示范示范园区东西湖区蔬菜种植瓜类作物植株叶片气候环境高温高湿筛选试验试验结果武汉市夏秋季枯萎病无公害轮作疫病

细辛精油对5种黄瓜病害致病菌的离体抑菌活性

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长江蔬菜 2008年第6X期 44-47页

作者：王桂清中国科学院沈阳应用生态研究所沈阳110016 聊城大学农学院

采用生长速率法和孢子萌发法测定了细辛精油对引起黄瓜病害的5种病原菌的菌丝生长和孢子萌发的影响。结果表明,对灰霉病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制效果均较好,其次是对褐斑病菌、枯萎病菌和叶斑病菌;而对根腐病菌菌丝生长和孢子萌发的... 详细信息

采用生长速率法和孢子萌发法测定了细辛精油对引起黄瓜病害的5种病原菌的菌丝生长和孢子萌发的影响。结果表明,对灰霉病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制效果均较好,其次是对褐斑病菌、枯萎病菌和叶斑病菌;而对根腐病菌菌丝生长和孢子萌发的抑制效果均较差。对于同一种病原菌来说,细辛精油对其孢子萌发的抑制效果和对其菌丝生长的抑制效果存在差异,如灰霉病菌和根腐病菌,对其孢子萌发的抑制效果好于对其菌丝生长的抑制效果。

关键词：细辛精油黄瓜病害抑菌活性