基于荧光透射谱和高光谱图像纹理的茶叶病害预测研究

为了实现对茶叶病害的准确预测,避免病害特征提取过程中对茶叶的二次破坏,利用荧光透射技术对茶叶赤叶病叶片的荧光透射光谱特性展开研究。实验采集了健康茶叶叶片样本45个、赤叶病初期叶片样本60个及赤叶病中期叶片样本60个,并按照2∶1的比例划分成训练集和预测集样本数,通过荧光透射手段利用高光谱仪器采集这些叶片的原始荧光透射光谱。通过对这3组叶片样本平均光谱强度曲线的分析,证实了利用荧光透射光谱信息对这3种病害类型叶片进行分类的可行性。然后使用多项式平滑（savitzky-golay, S-G）方法对原始光谱进行平滑和降噪处理。最后采用竞争性自适应重加权抽样法（competitive adaptive reweighted sampling, CARS）对预处理后的光谱数据进行特征波长的选取。经过50次加权采样后,最终选取出4个特征波长,分别为：463,512,586和613 nm。为了最大化提取样本的病害特征信息,强化分类器输入病害特征值的典型性,使用高光谱反射技术,采集4个特征波长下的高光谱图像,分别使用2种不同的纹理提取算法提取病害叶片图像的纹理信息进行对比分析。首先利用灰度共生矩阵（GLCM）提取4幅图像的纹理信息,分别计算4个方向的灰度共生矩阵(0°,45°,90°及135°),然后计算5个共生矩阵的均值和方差。为了提高鲁棒性,取4幅图像纹理信息的平均值作为该叶片的纹理特征值,最终得到10个特征值。利用LBP（local binary patterns）算法获取特征波长下高光谱图像的纹理信息,并使用Uniform模式对LBP模型进行降维,最终每幅图像得到944个维度的LBP特征值,同样取4幅图像的平均值作为该叶片的LBP纹理特征值。最后通过极限学习机（ELM）分别建立特征光谱联合灰度共生矩阵纹理信息及LBP算子纹理信息的预测模型,由于模型的输入特征值不在一个量纲,首先对输入特征值进行归一化处理,然后再定义模型的输出标签,即健康叶片的预测模型输出为1,赤叶病早期为2,中期为3。实验测得基于CARS-GLCM-ELM模型的预测准确率为81.82%,基于CARS-LBP-ELM模型的预测准确率为85.45%,说明利用荧光透射光谱联合LBP算子纹理信息预测效果更好。由于没有达到预期效果,利用Softplus函数对ELM的隐含层激活函数进行了优化,替换掉原来的Sigmod函数,优化后的模型预测分类正确率达到92.73%,基本达到了预期效果。该研究将病害叶片的荧光光谱信息和对应特征波长下高光谱图像的纹理信息进行了融合,研究结果可为茶叶病害的快速、准确预测提供一定的参考价值。     

微生物激光育种的动向

微生物激光育种自1962年美国宾夕法尼亚大学(Pennsylvania)的琴斯(B.Chance)和希莱耶(H.Schleyer)报导了用液氮冷却的红宝石激光,在光合作用中激活衣藻的电子转移后,逐有研究工作展开。 我们(1982—1985年)曾用铜蒸气激光辐照棘孢小单孢菌(M.echinospora),得到实验条件下发酵单位提高10％的激光辐照株,其单孢子表面结构经电镜观察,未发现有孔穴或表面结构异常变化。其中还得到了有效小组分C_1含量提高而C_2含量相应下降的激光辐照株。由于很多新抗生素产生菌其产物往往含多组分,故这一研究为有效组分含量的     

流化床中苯催化氧化制顺酐——催化剂的研制及应用

本文叙述流化床中苯催化氧化制顺丁烯二酸酐所用的V-P-Mo/硅胶催化剂之最佳组份及制备方法。在Φ30mm的反应器上,考察了反应温度、苯浓度和空间速度对其催化性能的影响。工业放大制备的催化剂之性能基本与实验室制备者相符。当用于Φ1000mm反应器中时,经3600小时运转,活性稳定,顺酐收率保持在55—58%之间。     

基于IEEE802．15．4／ZigBee的语音通信系统

提出一种基于IEEE802.15.4的无线传输方案,该方案基于Chipcon公司开发的一款符合ZigBee标准的低功耗射频芯片CC2420,设计了以MSP430为处理器、CC2420芯片为无线通信芯片的无线语音通信系统。使用的外围器件少,实现了短距离无线语音传输和方波输出的双向数据传输,并通过正弦波实验进行代码调试,具...     

吡啶并嘧啶类Wee1激酶衍生物的三维定量构效关系与分子对接

采用比较分子场分析方法(CoMFA)和比较分子相似性指数分析方法(CoMSIA)对一系列吡啶并嘧啶类衍生物进行了三维定量构效关系(3D-QSAR)研究,建立了CoMFA和CoMSIA两种模型. 所构建的最佳模型的交叉验证相关系数分别为0.707和0.645,非交叉验证系数分别是0.964和0.972,模型的一些外部验证表明两个模型合理、可靠,并具有良好的预报能力. 同时,用分子对接的方法分析了该类化合物与Wee1激酶结构的作用模式,结果进一步表明,在R1和R5取代基上引入正电性基团,R2为体积小的电负性基团,同时选择体积中等和强的推电子的R3但亲水性的X取代基,能有效改善这类化合物的抑制活性.     

微纳气体流动中动量协调系数的分子动力学模拟

协调系数反映气体与壁面动量和能量交换规律,获得准确的协调系数以及明晰影响协调系数的因素十分重要.使用分子动力学方法提出了一种协调系数的统计方法,在等温泊肃叶流动中,探讨了不同温度及流速下切向和法向动量协调系数的变化规律.结果表明,切向动量协调系数对温度敏感,随着温度的上升其值逐渐减小并趋向于稳定,而流速不同时变化不大;法向动量协调系数受温度和流速影响很小,在等温流动中趋向于1.     

信息隐藏技术在C4ISR系统中的应用

信息隐藏技术作为信息安全领域的一项新兴技术,在C^4ISR系统中有着广阔的应用前景。介绍了信息隐藏技术的原理、组成及特点,归纳了综合电子信息系统可采用的主要信息隐藏算法,分析了在C^4ISR系统中应注意的安全问题,最后提出了信息隐藏技术在C^4ISR系统中的具体应用。     

基于高光谱技术的三七不同部位粉末的无损鉴别

三七是一种传统的中药材，具有较高的药用价值。目前市场上中药售假的现象屡见不鲜，许多不法商贩将三七支根或剪口粉末假冒主根粉末销售，严重损害了消费者的利益。利用高光谱技术结合多元分析方法实现三七不同部位粉末的快速无损鉴别。通过高光谱成像系统分别采集了三七剪口、须根和主根粉末在400～1 000 nm范围内的高光谱图像，共300个样本。采用Savitzky-Golay(SG)平滑结合标准变量变换(SNV)的方法对高光谱数据进行去噪和消除因散射引起的光谱差异。为了移除光谱变量中的重迭和冗余信息，利用竞争自适应重加权采样(CARS)算法和本文提出的一种考虑了变量间交互作用的二进制竞争自适应重加权采样(BCARS)算法进行特征波长选择。最后分别建立了基于全光谱、 CARS和BCARS特征波长的支持向量机(SVM)和极端梯度提升(XGBoost)分类模型。结果表明，BCARS-XGBoost模型的分类效果最优，训练集和测试集的分类准确率分别为100%和99.33%。与CARS相比，BCARS所选择的特征波长数量较少，有助于多光谱系统和便携式仪器的开发。利用高光谱技术结合BCARS-XGBoost模型...