• 典型拉曼光谱技术及其在农业检测中应用研究进展

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间: 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业(中英文)》

    摘要: 拉曼光谱是一种散射光谱,具有快速、不易受水分干扰、样品无需预处理和在体检测等特点,可作 为分析、测试物质分子成分和结构强有力的表征手段。随着拉曼光谱技术的不断发展,其在农业检测领域 中逐渐发挥出极其重要的作用。本文概述了拉曼光谱的检测原理,从共聚焦显微拉曼光谱、傅里叶变换拉 曼光谱、表面增强拉曼光谱、针尖增强拉曼光谱、共振拉曼光谱、空间偏移拉曼光谱、移频激发拉曼差分 光谱、基于非线性光学的拉曼光谱等8个方面介绍了拉曼光谱技术,重点总结了拉曼光谱技术在植物检测、 土壤检测、水质检测、食品检测等方面的应用研究进展,并提出了其在农业检测领域中应用需要解决的难 题和未来的发展方向,以期对未来农业生产和研究带来启发。

  • 水下鱼类品种识别模型与实时识别系统

    分类: 农、林、牧、渔 >> 农、林、牧、渔业科学其他学科 提交时间: 2023-02-17 合作期刊: 《智慧农业(中英文)》

    摘要: 快速准确的鱼类识别系统需要良好的识别模型和部署系统作为支撑。近年来,卷积神经网络在图 像识别领域取得了巨大成功,不同的卷积网络模型都有不同的优点和缺点,面对众多可供选择的模型结构, 如何选择和评价卷积神经网络模型成为了必须考虑的问题。此外,在模型应用方面,移动终端直接部署深 度学习模型需要对模型进行裁剪、压缩处理,影响精度的同时还会导致安装包体积增大,不利于模型升级 维护。针对上述问题,本研究根据水下鱼类实时识别任务特点,选取了AlexNet、GoogLeNet、ResNet 和 DenseNet预训练模型进行对比试验研究,通过在Ground-Truth鱼类公开数据集基础上对图像进行随机翻转、 旋转、颜色抖动来增强数据,使用Label smoothing作为损失函数缓解模型过拟合问题,通过研究Ranger优化 器和Cosine学习率衰减策略进一步提高模型训练效果。统计各个识别模型在训练集和验证集上的精确度和召 回率,最后综合精确度和召回率量化模型识别效果。试验结果表明,基于DenseNet训练的鱼类识别模型综 合评分最高,在验证集的精确度和召回率分别达到了99.21%和96.77%,整体F1值达到了0.9742,模型理论 识别精度达到预期。基于Python开发并部署了一套远程水下鱼类实时识别系统,将模型部署到远程服务器, 移动终端通过网络请求进行鱼类识别模型调用,验证集图像实际测试表明,在网络良好条件下,移动终端 可以在1 s内准确识别并显示鱼类信息。