基于深度学习的林业有害生物智能识别系统的研究与实现

来源 :浙江理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lg7519
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
林业有害生物种类繁多且分布范围广,每年对我国林业造成巨大的经济损失。因此,对林业有害生物进行及时、准确地监测是合理制定林业有害生物防治方案和减少经济损失的前提。其中,对林业有害生物准确识别是林业防控工作的首要任务。然而现有的林业有害生物识别方法主要是依靠工作人员凭经验识别,效率低,客观性差。针对上述问题,本文建立了基于深度双线性转换注意力机制网络的林业有害生物识别模型,开发了基于微信小程序的林业有害生物智能识别系统。主要研究内容与结果如下:(1)基于深度学习的林业有害生物图像识别模型的研究。为了实现常见林业有害生物自动准确识别,本文提出了一种基于深度学习的林业有害生物图像识别方法。本文在改进残差模块的ResNet-101网络基础上,引入深度双线性转换模块和注意力机制模块,建立了基于深度双线性转换注意力机制网络的林业有害生物识别模型DBTANet-101。与VGGNet-19、ResNet-50、ResNet-101、改进残差模块的ResNet-50、改进残差模块的ResNet-101和DBTNet-101六个模型进行比较,测试结果表明本文建立的DBTANet-101模型综合性能最好,在常见的74种自然状态下林业有害生物图像数据集上获得了91.3%平均识别率,在22种相似林业有害生物数据集上获得了85.1%平均识别率,表明DBTANet-101模型对林业有害生物具有较好的识别效果。(2)基于微信小程序的林业有害生物智能识别系统客户端的设计与实现。为了快速便捷地识别手机拍摄的林业有害生物,本文开发了一款林业有害生物智能识别微信小程序。利用微信原生UI开发框架设计系统客户端界面和功能,并使用https协议实现前后端通信。微信小程序客户端包括智能识别模块、地图查询模块、知识图谱模块和用户中心模块。核心功能模块是林业有害生物智能识别模块,即用户拍摄或者选择图像并上传到服务端,服务端在识别图像后将结果返回。(3)林业有害生物智能识别系统服务端的设计与实现。为了实现系统具体的功能需求,本文搭建了林业有害生物智能识别系统服务端。服务端由代理网关、应用服务端、图像识别服务端和应用服务端数据库四部分组成。其中,代理网关是基于Nginx实现的,主要实现协议转换和主、备切换;应用服务端是基于轻量型Web框架Gin搭建的,主要实现与微信小程序的交互;图像识别服务端是基于gRPC框架搭建的,主要实现调用具体算法模型对图像进行识别的功能,并通过RPC方式与应用服务端进行通信;应用服务端数据库是基于关系型数据库Mysql建立的,主要实现存储业务数据信息和索引优化。(4)林业有害生物智能识别系统的测试与分析。为了测试林业有害生物智能识别系统的功能运行情况,运行时系统资源消耗情况和请求处理性能,本文设计了三种测试,功能完整性测试,运行时系统资源消耗测试和接口响应时间测试。本文通过模拟用户操作,对林业有害生物智能识别系统的各个功能进行测试;通过使用glances工具,对系统资源进行采样测试;通过记录系统接口的断点日志,对系统接口响应时间进行测试。经测试,所有功能均符合设计要求,系统运行时资源消耗符合设计预期,单张图像识别请求的总耗时为3秒左右,满足实际需求。本系统为林业防控提供了快捷、准确的林业有害生物智能识别工具,用户通过微信小程序拍摄或选择图像上传,图像识别服务端对传输过来的图像进行识别,最后将结果返回微信小程序进行结果展示。林业防控人员利用该智能识别工具可提高工作效率,降低林业防控的成本。
其他文献
光学特性的测量有助于理解光与生物组织之间的相互作用,然而传统的光学测量技术局限于点测量,一定程度上阻碍了对生物组织光学特性研究及应用的发展。空间频域成像(Spatial Frequency Domain Imaging,SFDI)作为一种新兴的非接触、宽视场的光学成像技术,能够在宽视场内逐像素地测量光学特性,虽然近年来SFDI技术被广泛应用于生物医学领域,但在农产品和食品领域研究较少。本课题构建了
学位
无缝内衣机作为一种用于生产新型高档针织产品的专用设备,市场需求量极大。织物密度是影响无缝针织产品质量的重要因素,由调密机构控制实现。调密机构结构复杂,其压针量目前依靠人工反复调试获得。在编织过程中,由于织针针锺对密度三角的撞击,调密机构中步进电机输出力矩改变,导致针织产品出现横纹的现象,严重影响了针织产品的良品率。因此,开展对无缝内衣机调密机构动力学特性及控制技术的研究具有重要的理论价值和工程指导
学位
目的:探究慢性心理应激导致大鼠抑郁样行为的机制是否与大鼠前额Prl、MO、VO区中线粒体自噬过程的变化有关。线粒体自噬过程障碍在大鼠前额Prl、MO、VO是否存在区域特异性以及是否存在左右脑偏侧化效应。方法:将雄性Sprague Dawley(SD)大鼠随机分成对照组和慢性心理应激组,慢性心理应激组大鼠接受为期35天的慢性不可预知温和应激(CUMS)。通过旷场实验和蔗糖偏好实验评估大鼠的抑郁样行为
学位
贫困问题是一个复合型问题,不仅包括经济层面的,更是涉及文化、社会等层面。可以说人类发展史就是一部扶贫史,消除贫困是全人类的共同目标。中国共产党经过百年的不断奋斗,带领全国人民胜利打赢脱贫攻坚战,全面消除绝对贫困问题,形成具有中国特色的扶贫道路。回顾中国扶贫史,中国扶贫工作始终在“三位一体”大扶贫格局下开展,即以专项扶贫、行业扶贫、社会扶贫等多方力量、多种举措有机结合、互为支撑。同时中国共产党不断在
学位
单细胞转录组(scRNA-seq)测序能够在单个细胞的分辨率上表示转录组学图谱,它能够揭示细胞之间的异质性,在生命科学领域有着十分重要的作用。而聚类是分析scRNA-seq数据以揭示组织复杂性的关键步骤。近年来,基于深度学习的单细胞聚类算法由于将降维与聚类相结合而受到广泛的关注,但是这些方法对于具有高丢失率或噪声的scRNA-seq数据集的聚类效果仍不稳定。本文充分考虑数据特性,对单细胞数据集的聚
学位
氧化镓(Ga2O3)作为新型宽禁带半导体材料,存在α、β、γ、δ、ε和k六种晶体,禁带宽度约为4.9e V,具有优异的物理化学性能,引起了诸多学者的广泛关注。外延薄膜是器件的有源层,高质量的Ga2O3外延膜是制备各类器件的基石。目前,Ga2O3外延薄膜生长技术存在生长温度高、生长速率低、薄膜质量差等问题,且在生长过程中薄膜会引入氧空位等缺陷,造成所制备的器件性能较差。等离子体是物质的第四态,通过等
学位
准规则斑图作为一种数字艺术图形,具备局部图案呈几何状、纹样形式感强、时尚性突出等特点,被广泛应用于纺织品的花型设计之中。准规则斑图由数学模型计算所得哈密顿量对应的等高曲线族构成,传统生成方法需对哈密顿量进行等高线分割以形成图形形状,再对相邻等高线之间的区域进行色彩赋值。其中等高线分割方式依据人工设定,可能使得部分分割区间较小,在图形中表现为“窄色带”分布;同时色彩亦依据人工设定,可能使得色彩的随机
学位
本次课题基于社会医学科普的需求,将医学科普进行视觉化设计的同时,从情感关怀的角度结合趣味性展开研究,并以糖尿病科普为例进行设计实践。本文通过对医学科普视觉化设计的发展及现状研究,提出趣味性表达以改善当下医学科普设计存在的相关问题,探索在医学科普视觉化设计中构建趣味性的可能,从而对医学科普信息的传播进行强化。望通过此次研究让医学科普变得更加具备有效性及趣味性,促进糖尿病科普效果,提高大众的防治意识。
学位
氧化亚铜(Cu2O)具有高效的抗菌性和光催化活性等,在抗菌纺织品上被广泛应用。氧化石墨烯(GO)作为一种新型二维材料,具有较高的比表面积和一定的抗菌能力,近年来在功能纺织品领域引起广泛关注。通过GO与Cu2O之间的复合协效,对聚酯(PET)织物进行抗菌功能整理,得到高效持久的抗菌PET织物,并系统地对比分析了涂层整理前后织物抗菌活性。本文的主要研究工作如下:(1)以硫酸铜(CuSO4)为原料,通过
学位
在如今信息互联的社会中,液晶屏因其高画质、恒定发光、低功耗等优点被广泛应用于各个行业中。大尺寸导光板作为液晶屏显示组件的关键组成部件,其质量特别重要,直接关系到液晶屏的显像效果。然而在导光板的生产加工过程中,由于原材料不洁净,设备的磨损,工艺制约等因素,生产完成的导光板不可避免地会产生各类加工缺陷,如点伤、脏污、线划伤等。目前,导光板生产厂家对导光板的质量检测大多采用人工检测的方式。员工需要在密闭
学位