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基于改进YOLOv5的草莓病害智能识别终端设计

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中国农机化学报 2024年第3期45卷 205-211页

作者：乔珠峰赵秋菊郭建鑫陈会娜平阳赵继春北京市农林科学院北京市100097 北京市农村远程信息服务工程技术研究中心北京市100097

为实现低成本、便捷、高效的草莓病害识别与检测,提升草莓种植与生产效益,在YOLOv5模型基础上,引入高效通道注意力(Efficient Channel Attention, ECA)机制,研究构建一种草莓病害识别模型,应用嵌入式与软件工程技术研发草莓病害识别终... 详细信息

为实现低成本、便捷、高效的草莓病害识别与检测,提升草莓种植与生产效益,在YOLOv5模型基础上,引入高效通道注意力(Efficient Channel Attention, ECA)机制,研究构建一种草莓病害识别模型,应用嵌入式与软件工程技术研发草莓病害识别终端设备。终端设备应用系统由图像采集、图像检测、检测结果展示和数据传输等模块组成,实现草莓图像实时采集和病害实时识别检测等功能。基于草莓病害检测数据集对系统开展测试,结果表明,该系统可以有效识别草莓白粉菌果病、角斑病、叶斑病等病害。与YOLOv5相比,AP0.5∶0.95、AP0.5、AP0.75、APM、APL都有比较大幅度提升。系统具有高效、便捷、实时等优点,可广泛应用于草莓生产领域,从而有效提升草莓病害识别与检测效率。

关键词：草莓病害 YOLOv5 图像检测嵌入式模型识别

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大孔径太赫兹波成像光学系统设计

中国光学（中英文） 2024年第2期17卷 374-381页

作者：曹一青沈志娟莆田学院机电与信息工程学院福建莆田351100 福建省激光精密加工工程技术研究中心福建莆田351100

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出... 详细信息

太赫兹波具有高穿透性、低能性及指纹谱性等特征,被广泛应用于探测领域,因此,设计太赫兹波成像光学系统具有重要的意义和广泛的应用前景。首先,以四块透镜构成的天塞物镜为参考结构,应用近轴光学系统像差理论构建系统像差平衡方程,给出了系统初始结构参数求解函数和方法,再结合光学设计软件进一步校正系统像差,最终设计了一种用于太赫兹波探测的大孔径光学成像系统。该光学系统由4块同轴折射透镜构成,焦距为70 mm,F数为1.4,全视场角为8°,在奈奎斯特频率10 lp/mm处全视场角范围内的调制传递函数(MTF)值均大于0.32,各视场内的弥散斑均方根(RMS)半径均小于艾里斑半径。最后对系统各种公差进行分析和讨论。设计结果表明,本文设计的太赫兹波探测光学成像系统具有孔径大、结构简单且紧凑、成像质量较好且加工性易于实现等特点,满足设计要求,它在太赫兹波段高分辨率探测领域具有重要应用价值。

关键词：光学系统设计太赫兹波大孔径像差平衡公差分析

基于中心偏差估计和自适应间隔的人脸识别算法

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电子学报 2024年第8期52卷 2866-2877页

作者：何志浩王浩曹文明何志权深圳大学广东省多媒体信息服务工程技术研究中心广东深圳518060 广东省智能信息处理重点实验室广东深圳518060 深圳大学射频异质异构集成全国重点实验室广东深圳518060

损失函数的设计在深度人脸识别中至关重要.常见做法是给所有类别添加固定的间隔项,以修改类别间的决策边界,压缩类内特征间距,提高模型分离不同类别特征的能力.然而,为所有类别添加相同的间隔项可能会忽略人脸识别数据集内类别间的不一... 详细信息

损失函数的设计在深度人脸识别中至关重要.常见做法是给所有类别添加固定的间隔项,以修改类别间的决策边界,压缩类内特征间距,提高模型分离不同类别特征的能力.然而,为所有类别添加相同的间隔项可能会忽略人脸识别数据集内类别间的不一致性.为进一步提升模型效果,模型应依据类别的学习难易程度,对不同类别样本特征给予不同程度的关注.文中设计了基于类均值中心与类权重中心之间的偏差挖掘难类的方法,称之为中心偏差估计.本文提出的方法会根据中心偏差估计的程度,为不同类别自适应分配不同大小的间隔项.同时,为解决训练前期中心偏差计算不稳定问题,提出了动态变化的收敛参数,调整中心偏差估计的可信度,开展相关实验验证收敛参数的有效性.在人脸验证基准数据集中,本文提出的方法比基准方法的平均准确率提高了0.26%,达到96.62%.在2个大型人脸验证测试数据集上,在FPR等于0.01%时,提出方法的TPR分数分别提高了0.58%和0.22%,获得88.47%和92.29%的实验结果,且多组实验结果表明提出的方法优于一般现有算法.实现代码参见https://***/TCCof-WANG/FR-Centers-Bias.

关键词：深度人脸识别困难类别挖掘类别不平衡中心偏差估计自适应间隔

新型智慧城市建设与展望:基于AI的大数据、大模型与大算力

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地球信息科学学报 2024年第4期26卷 779-789页

作者：张新长华淑贞齐霁阮永俭广州大学地理科学与遥感学院广州510006 新疆大学地理与遥感科学学院乌鲁木齐830017 广东省城乡规划建设智能服务工程技术研究中心广州511300

新型智慧城市是城市数字化向智能化、进一步向智慧化发展的必然要求,是实现高质量发展的重要环节。本文首先介绍了智慧城市的背景和基本概念,分析了数字城市、智慧城市和新型智慧城市3个阶段的关系和区别。数字城市利用计算机网络、空... 详细信息

新型智慧城市是城市数字化向智能化、进一步向智慧化发展的必然要求,是实现高质量发展的重要环节。本文首先介绍了智慧城市的背景和基本概念,分析了数字城市、智慧城市和新型智慧城市3个阶段的关系和区别。数字城市利用计算机网络、空间信息和虚拟现实技术实现城市信息数字化,重在建设信息基础设施。智慧城市则依赖时空大数据、云计算、物联网等技术,旨在整合城市生活的各个系统,重在搭建统一的数字平台以便智能化管理。新型智慧城市结合数字孪生、区块链、元宇宙等技术进行全城整合,并采用基于人工智能的智能生命体进行决策,融合现实与虚拟元素,实现先进的城市管理。本文随后探讨了新型智慧城市的建设,重点关注以技术和社会需求为驱动力的高质量城市发展。它突出了从数字城市到智慧城市的过渡,强调了信息基础设施和智能技术在发展过程中的作用。论文讨论了三维城市建模、数字孪生和元宇宙等关键技术,并详细介绍了它们对城市规划和治理的影响。本文还探讨了智慧城市如何促进经济增长、满足国家需求以及确保公共健康和安全。人工智能、物联网和区块链等技术的融合对于创造互联、高效和可持续的城市环境至关重要。本文最后评估了智慧城市在衡量经济发展方面的作用,展示了其作为国家进步基准的潜力。最后,基于人工智能技术的最新进展,本文分析并系统展望了人工智能在建设新型智慧城市中可以发挥的关键作用。人工智能在分析海量数据、改善决策以及整合各种城市系统的能力,都为实现智慧化城市生态系统的愿景提供了重要支撑。在“人工智能+物联网”、“人工智能+大数据”、“人工智能+大模型”和“人工智能+大算力”的协同作用下,新型智慧城市有望实现无与伦比的城市智能化水平,并最终实现可持续、高效和以人为本的高质量城市发展。

关键词：数字城市数字孪生城市新型智慧城市高质量发展城市规划与治理人工智能大模型物联网

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神威超级计算机运行时故障定位方法

计算机研究与发展 2024年第1期61卷 86-97页

作者：高剑刚郑岩于康彭达佳李宏亮刘勇何王全陈德训王飞国家并行计算机工程技术研究中心北京100190 江南计算技术研究所江苏无锡214083

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障... 详细信息

随着高性能计算机的性能不断提升、系统规模不断提高,系统和应用的错误率也不可避免地持续增多.快速发现和定位系统及应用级的错误、为用户提供高质量服务,成为了超级计算机系统设计开发过程中急需考虑的问题.超级计算机系统中硬件故障与异常、软件程序的错误等都会导致用户大规模并行应用的错误、挂死与退出.如何快速准确定位错误现场,让管理员或用户以此为基础查看异常发生的故障进行高精度、高效率的诊断,是维护高性能计算系统可靠性的重要基础.高性能计算机传统的故障定位主要通过硬件异常跟踪、系统日志分析和程序主动探测等方法,缺乏对无日志信息、无明显故障现象的程序挂死问题的定位手段,并且技术的扩展性也面临挑战.针对“新一代神威超级计算机”体系结构和SW26010-Pro众核处理器特点,提出一种运行时故障定位方法,包括基于消息传递的故障关联分析、基于全局聚合信息的在线综合分析诊断、面向申威众核处理器的异常线程过滤方法等关键技术,阐述了如何有效检测、收集、处理大量系统资源和并行进程的异常信息问题,为应对未来超大规模高性能计算中故障高效定位难题提供有效支撑.

关键词： E级计算机可靠性错误定位运行时众核处理器

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

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农业工程学报 2024年第2期40卷 273-282页

作者：景旭石引娣西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100 陕西省农业信息智能感知与分析工程技术研究中心杨凌712100

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事... 详细信息

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,该研究提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。

关键词：数据压缩区块链农产品溯源链上存储物联网

一种基于频谱感知的智能电网需求响应管理方法

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电力大数据 2024年第3期27卷 1-8页

作者：张永棠广东白云学院大数据与计算机学院广东广州510450 广东省软件与信息服务工程技术研究中心广东佛山528225

将认知无线电技术引入智能电网需求响应管理(demand response management,DRM),是缓解频谱资源短缺和提高通信质量的重要方法。为确保低信噪比条件下的频谱感知性能,本文研究了一种基于实时定价的DRM方法,并给出了全局优化问题的模型,... 详细信息

将认知无线电技术引入智能电网需求响应管理(demand response management,DRM),是缓解频谱资源短缺和提高通信质量的重要方法。为确保低信噪比条件下的频谱感知性能,本文研究了一种基于实时定价的DRM方法,并给出了全局优化问题的模型,旨在实现智能电网社会效益的最大化。采用基于广义随机共振(generalized stochastic resonance-based energy detection,GSRED)算法的能量检测算法,以实现可靠的频谱感知。同时,分析了中断概率和感知时间对DRM控制性能的影响。仿真结果表明,设置合理的感测时间可以最大化智能电网的社会效益,并优化DRM控制性能,而不会过度增加DRM系统的复杂性和感知延迟。此外,在频谱感知过程中应用GSRED算法进行能量检测,能够降低中断概率,从而提升整体的控制性能。这些研究结果为智能电网中的认知无线电技术应用提供了有价值的参考。

关键词：智能电网认知无线电频谱感知需求响应管理

面向葡萄知识图谱构建的多特征融合命名实体识别

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农业工程学报 2024年第3期40卷 201-210页

作者：聂啸林张礼麟牛当当吴华瑞朱华吉张宏鸣西北农林科技大学信息工程学院杨凌712100 陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室杨凌712100 北京市农林科学院信息技术研究中心北京100097 国家农业信息化工程技术研究中心北京100097

为解决构建知识图谱过程中由于上下文环境复杂、现有模型字向量语义表征相对单一导致领域专业实体识别率低的问题,该研究提出了来自转换器的双向编码器表征量(bi-directional encoder representation from transformer,BERT)和残差结构(... 详细信息

为解决构建知识图谱过程中由于上下文环境复杂、现有模型字向量语义表征相对单一导致领域专业实体识别率低的问题,该研究提出了来自转换器的双向编码器表征量(bi-directional encoder representation from transformer,BERT)和残差结构(residual structure,RS)融合的命名实体识别模型(bert based named entity recognition with residual structure,BBNER-RS)。通过BERT模型将文本映射为字符向量,利用双向长短时记忆网络(bi-directional long-short term memory,BiLSTM)提取局部字符向量特征,并采用RS保留BERT提供的全局字符向量特征,以提高字向量的语义丰富度,最后通过条件随机场(conditional random field,CRF)模型对特征向量解码,获取全局最优序列标注。与其他命名实体识别模型相比,提出的BBNER-MRS模型在葡萄数据集上表现较好,在葡萄人民日报、玻森、简历和微博数据集上F1值分别达到89.89%、95.02%、83.21%、96.15%和72.51%。最后该研究依托BBNER-MRS模型,提出基于深度学习的两阶段式领域知识图谱构建方法,成功构建了葡萄知识图谱,研究结果可为相关从业人员提供技术和数据支持。

关键词：信息化深度学习知识图谱命名实体识别 BERT 残差结构

改进TransCenter的组合距离多目标跟踪方法

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计算机工程与应用 2024年

作者：赵海涛岳希唐聃蔡博成都信息工程大学软件工程学院四川省信息化应用支撑软件工程技术研究中心

在智能驾驶和视频监控领域中，多目标跟踪被广泛应用，但在目标发生遮挡和非线性运动时，此时产生的噪声会造成检测和跟踪精度的降低，同时众多关联匹配算法也没有考虑到IoU和外观失衡的情况。针对以上问题，提出一种基于TransCenter改... 详细信息

在智能驾驶和视频监控领域中，多目标跟踪被广泛应用，但在目标发生遮挡和非线性运动时，此时产生的噪声会造成检测和跟踪精度的降低，同时众多关联匹配算法也没有考虑到IoU和外观失衡的情况。针对以上问题，提出一种基于TransCenter改进的多目标跟踪网络。首先引用小波变换处理检测特征，然后设计了上下文协同选择器，通过动态选择跟踪特征和检测特征来缓解噪声产生的负面影响；紧接着融合卡尔曼滤波预测值和跟踪位移，以提高非线性运动中的预测位移准确度；最后根据IoU距离和外观距离的差值优化组合距离的权重，解决了高速运动和外观剧烈变化时组合距离失效的情况。在BDD100k、DanceTrack数据集上进行了实验，结果表明，与ByteTrack算法相比，改进网络的mMOTA和HOTA值分别提升了4.3%和5.9%，与TransCenter相比，HOTA提升了7.4%，且有着更好的灵活性和跟踪精度。

关键词：多目标跟踪卡尔曼滤波上下文协同组合距离