基于空间注意力增强ResNeSt-101网络和迁移元学习的小样本害虫分类     

梁炜健  郭庆文  王春桃  肖德琴  黄琼 《农业工程学报》2024,40(6):285-297

害虫识别是害虫防治的关键基础,由于较难获得足够的害虫种类图像,如何使用少量标记图像构造害虫分类器是一个富有挑战性的问题。现有研究多采用匹配网络框架来解决这个问题,该框架使用元学习避免重新训练深度网络,然而主干网络的特征提取能力有限,元学习算法没有提供较好的权重初始化策略,可能导致网络出现梯度消失或者梯度爆炸的情况。为了解决这一问题,该研究提出一种基于空间注意力增强ResNeSt-101和迁移元学习算法的小样本害虫分类器。首先,通过一个空间注意力模块增强ResNeSt-101以更好地提取害虫图像特征,即在ResNeSt-101的第1阶段的最大池化层之前以及在第2～4阶段的末尾分别附加集成空间注意力模块,并通过数值仿真确定空间注意力增强模块的最佳放置位置为第1阶段的最大池化层之前。随后,通过迁移学习策略初始化网络权重,进而通过元学习进行优化。为了避免网络出现梯度消失或者梯度爆炸的情况,在元学习算法中选择归一化的温度缩放交叉熵损失函数代替三元组损失函数。最后,通过计算查询图像和支持图像深度特征之间的相似度实现害虫分类。所提出方法在自建的害虫图像数据集AD0和MIP50上使用N-类K-例准确率和每张图像处理时间（the time of per image processing,TPIP）进行评估。害虫图像数据集的构建方式如下：首先对公共害虫图像数据集IP102和D0进行清洗,以消除由于英文害虫名称导致的歧义类别;然后移除卵、幼虫和蛹阶段的害虫图像,仅保留成虫阶段的图像。考虑到人工和时间成本,从清理后的IP102害虫数据集中选择50个类别构建MIP50害虫图像数据集。随后,通过害虫的拉丁名称从互联网搜索更多的害虫图像,生成AD0害虫图像数据集。自建的MIP50数据集包括来自IP102的50个类别的16424张成虫图像,AD0包含来自D0的所有40个类别的17112张成虫图像。试验结果表明,当测试集中只有少数未知类别的害虫图像时,本文方法在AD0数据集上的5-类10-例评估准确率达到了96.37％,在MIP50数据集上达到了76.91％。当测试集中同时存在几个未知和已知类别的害虫图像时,所提方法在AD0数据集上的5-类10-例设置下的识别准确率达到了93.73％,在MIP50数据集上达到90.60％。同时,本文方法的TPIP大约为0.44 ms,满足大多数场景下的实时害虫识别要求。此外,消融试验结果表明,基于空间注意力增强ResNeSt-101网络和迁移元学习的小样本害虫分类方法在AD0、MIP50数据集上对未知类别害虫图像的5-类10-例的识别准确率分别比提升了5和3个百分点以上,具有良好应用前景。但未来研究中还需进一步研究本方法中存在的问题,如通过采用更好地表征支持集样本与查询集样本之间复杂关系的度量优化本工作中用到的度量以解决增加类别数可能导致分类准确率降低的问题,以及将所提方法应用于现实农业场景进行优化改进以更好提升本文方法的实用性。  相似文献   

对经营、运输中动物补检工作的思考     

姚德华  侯祖德  谭春  黄琼  陈虹 《湖南畜牧兽医》2023,(5):7-8

动物检疫事关农产品质量安全,事关人民群众身体健康,是社会关注的焦点、热点。文章以生猪检疫为例,通过对经营、运输中依法应检而未检的动物案件的补检相关问题进行剖析,提出了加强动物卫生监督机构建设、加强县级兽医实验室建设、强化官方兽医培训、开辟补检专用通道、抓紧研发动物疫病快速检测卡的建议,以期为解决此类问题提供参考。  相似文献   

秸秆还田年限及还田量对稻田净温室效应的影响   总被引：1，自引：0，他引：1       下载免费PDF全文

黄琼  朱小莉  沈皖豫  樊迪  张广斌  马静  徐华 《土壤》2022,54(5):912-919

本文研究了不同秸秆还田年限（2 年和13 年）和还田量（0、1.6 、3.2和4.8 t/hm2）对稻田CH4和N2O排放、土壤固碳速率和净温室效应的影响。结果表明：稻田CH4排放量在第2年和第13年均随秸秆还田量的增加呈线性增加，但第13年单位秸秆还田量对CH4排放的平均促进效应比第2年降低3%；各处理N2O排放量在第2年无显著差异，第13年显著促进N2O排放55% ~ 171%，且随秸秆还田量的增加呈线性增加；土壤固碳速率在第2年随秸秆还田量的增加呈线性增加，但第13年下降80% ~ 84%，且各处理间无显著差异；净温室效应随秸秆还田量的增加呈线性增加，但从第2年到第13年经历了从汇到源的过程，这说明秸秆还田量对净温室效应的影响受还田年限调控，其增加的温室效应逐步完全抵消了土壤固碳的减排效益，加剧了全球气候变暖。因此，稻田在长期秸秆还田条件下是一个重要的碳源，亟待优化秸秆还田技术，进一步固碳减排，以实现农业可持续发展。  相似文献   

传粉及授粉方式对薄壳山核桃“Shaoxing”结实的影响     

黄锈贤  黄琼  谢伟东  叶日辉  李在留 《中国南方果树》2022,(1)

为探讨传粉媒介及不同授粉处理对薄壳山核桃结实情况的影响,以广西环江县岩溶山区引种的薄壳山核桃品种"Shaoxing"为研究对象,在"Shaoxing"盛花期对雄花进行不同方位采样,对风媒、虫媒两种传粉方式进行观察,并对雌花进行不同授粉处理。结果表明,"Shaoxing"在广西环江县岩溶山区传粉媒介以风媒传粉为主,传粉效率受雄花散粉时期、温度和风向等影响;散粉期有黑带食蚜蝇、中华蜜蜂、黄守瓜、黑胸兼食瓢虫等昆虫访花,对"Shaoxing"传粉具有辅助作用。除套袋处理组外,不同授粉处理的雌花柱头上的花粉萌发和花粉管生长情况基本相同,不同授粉处理均存在花粉管能穿过花柱但不能到达胚囊完成受精的情况而影响着果。不同授粉处理中自然授粉处理组的着果率和结实率均为最高,分别达62.5%和35%,表明人工辅助授粉对"Shaoxing"着果和结实无促进作用,其中套袋处理的结实率为2.06%,说明其可能存在无融合生殖现象。各授粉处理的结实率远远低于着果率,着果后仍存在较高的落果率,其中人工自花授粉着果后落果率最高,为53.61%,自然授粉落果率最低,为27.5%。  相似文献   

长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响     

于海洋  王天宇  黄琼  张广斌  马静  朱春梧  徐华 《土壤学报》2022,59(4)

大气CO2浓度升高可直接或间接影响稻田CH4排放。深入研究长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放及其相关微生物的影响，对评估和应对未来气候背景下稻田CH4排放的响应具有重要意义。为探明长期大气CO2浓度升高对稻田CH4排放的影响及其机制，依托连续运行10年以上的中国稻田FACE（free-air CO2 enrichment）平台，观测2016—2017年正常大气条件（ACO2）和大气CO2浓度升高200 μmol?mol-1条件（ECO2）下稻田CH4排放通量、产甲烷菌和甲烷氧化菌群落丰度，并采用Meta分析方法定量研究CO2熏蒸年限对稻田CH4排放及其相关微生物群落丰度的影响。结果表明：对比ACO2处理，长期ECO2处理使稻田CH4排放降低28%（P<0.05），产甲烷菌群落丰度降低39%（P<0.05），同时甲烷氧化菌群落丰度增加21%（P>0.05）。Meta分析结果发现，随着CO2熏蒸年限的增加，大气CO2浓度升高对稻田CH4排放和产甲烷菌群落丰度的促进作用逐渐减弱，对甲烷氧化菌群落丰度的促进作用却逐渐增大。因此，未来气候条件下，长期大气CO2浓度升高会降低稻田CH4排放，这对缓解水稻种植带来的温室效应具有重要意义。  相似文献   

蚕豆细菌性茎疫病发生规律及防治     

黄琼  张朝雷  吴通富  谢顺兰  李春花 《植物保护》2000,26(2):1-3

蚕豆细菌性茎疫病是蚕豆上的重要病害之一。病残体及病田土是该病的初侵染源。发病盛期为开花～结夹期 ,低温多雨的气候发病重 ,发病程度与温度、田间湿度及土壤肥力密切相关。室内药剂筛选试验表明 :可杀得、菌毒清、农用链霉素均有较好的抑制效果。选种抗病品种、加强农田管理、结合药剂防治 ,防效较好  相似文献