常艳:基于Micro-CT的麦粒虫害早期检测机理及麦粒图像重建研究论文

常艳:基于Micro-CT的麦粒虫害早期检测机理及麦粒图像重建研究论文

本文主要研究内容

作者常艳(2019)在《基于Micro-CT的麦粒虫害早期检测机理及麦粒图像重建研究》一文中研究指出:我国农户储粮因虫害造成的损失约为8~10%,直接经济损失每年超过20亿元。粮虫于幼虫阶段危害最强,如果在早期及时发现,并准确、自动地检测麦粒内部的害虫,则可为早期合理防治提供科学依据。但当前各种检测技术对含卵和低龄幼虫的麦粒还无法自动检测。Micro-CT设备可以获得高分辨率麦粒投影数据,通过分析侵染对麦粒内部微观结构的影响,实现麦粒内部虫害的自动检测。本文重点对基于Micro-CT的麦粒虫害早期检测机理、麦粒的Micro-CT图像重建及环状伪影的校正三部分进行研究。探讨了基于Micro-CT的麦粒虫害早期检测机理。米象未成熟阶段在麦粒内蛀蚀发育,消耗了麦粒中的蛋白质、淀粉等,使麦粒内的主要成分含量发生了变化,从而导致麦粒侵染后内部结构及密度的变化。由散点图可知,麦粒的密度和淀粉随着米象的发育整体呈上升趋势,蛋白质和淀粉呈下降趋势。不同密度的物质对X射线的衰减率不同,因此完善粒与侵染粒在显微CT图像上的表征强度不同。结果表明麦粒密度与淀粉含量之间呈极显著的线性相关关系,且相关系数为0.971,与蛋白质、水分含量之间具有显著负线性相关关系;其显微CT图像灰度值与密度之间呈极显著的线性相关关系,且相关系数为0.988,因此CT成像系统可探测麦粒受到害虫侵染后的内部结构信息变化。构建了麦粒三维锥束重建模型。FDK算法重建麦粒的茸毛端和胚部端产生严重的伪影,伪影会模糊米象虫道,影响麦粒虫害检测效果。研究Weight-FDK和z-FDK两种基于反投影权重函数的麦粒重建算法,并从算法的适应能力、伪影校正效果和重建图像的质量三个方面进行了对比分析。Weight-FDK算法需优化两个参数,限制了算法的适用性;Weight-FDK和z-FDK在一定程度上都改善了FDK算法中产生的轴向伪影,由profile曲线图可知,z-FDK算法对麦粒两端的灰度提高更多,使麦粒中间区域与两端区域的一致性更强;z-FDK算法麦粒图像重建的平均梯度比Weight-FDK和FDK算法分别大0.1488、0.4004,其对比度噪声比较Weight-FDK和FDK算法分别大0.8683、2.4866,可知z-FDK算法显著减小了麦粒图像的伪影,提高了图像质量。针对麦粒重建图像中的环状伪影,研究了基于极坐标的环校正和均匀性测试环校正两种校正方法。结果表明基于极坐标的环校正法去除了麦粒图像中部分环状伪影,图像中心附近的伪影未能去除,均匀性测试环校正法去除了麦粒图像中的全部环状伪影,使图像中的麦粒区域和虫道区域更加清晰,能够更清晰地表征麦粒内部虫害信息,为研究麦粒害虫发育规律及侵染状况的可视化分析奠定了良好的基础。

Abstract

wo guo nong hu chu liang yin chong hai zao cheng de sun shi yao wei 8~10%,zhi jie jing ji sun shi mei nian chao guo 20yi yuan 。liang chong yu you chong jie duan wei hai zui jiang ,ru guo zai zao ji ji shi fa xian ,bing zhun que 、zi dong de jian ce mai li nei bu de hai chong ,ze ke wei zao ji ge li fang zhi di gong ke xue yi ju 。dan dang qian ge chong jian ce ji shu dui han luan he di ling you chong de mai li hai mo fa zi dong jian ce 。Micro-CTshe bei ke yi huo de gao fen bian lv mai li tou ying shu ju ,tong guo fen xi qin ran dui mai li nei bu wei guan jie gou de ying xiang ,shi xian mai li nei bu chong hai de zi dong jian ce 。ben wen chong dian dui ji yu Micro-CTde mai li chong hai zao ji jian ce ji li 、mai li de Micro-CTtu xiang chong jian ji huan zhuang wei ying de jiao zheng san bu fen jin hang yan jiu 。tan tao le ji yu Micro-CTde mai li chong hai zao ji jian ce ji li 。mi xiang wei cheng shou jie duan zai mai li nei zhu shi fa yo ,xiao hao le mai li zhong de dan bai zhi 、dian fen deng ,shi mai li nei de zhu yao cheng fen han liang fa sheng le bian hua ,cong er dao zhi mai li qin ran hou nei bu jie gou ji mi du de bian hua 。you san dian tu ke zhi ,mai li de mi du he dian fen sui zhao mi xiang de fa yo zheng ti cheng shang sheng qu shi ,dan bai zhi he dian fen cheng xia jiang qu shi 。bu tong mi du de wu zhi dui Xshe xian de cui jian lv bu tong ,yin ci wan shan li yu qin ran li zai xian wei CTtu xiang shang de biao zheng jiang du bu tong 。jie guo biao ming mai li mi du yu dian fen han liang zhi jian cheng ji xian zhe de xian xing xiang guan guan ji ,ju xiang guan ji shu wei 0.971,yu dan bai zhi 、shui fen han liang zhi jian ju you xian zhe fu xian xing xiang guan guan ji ;ji xian wei CTtu xiang hui du zhi yu mi du zhi jian cheng ji xian zhe de xian xing xiang guan guan ji ,ju xiang guan ji shu wei 0.988,yin ci CTcheng xiang ji tong ke tan ce mai li shou dao hai chong qin ran hou de nei bu jie gou xin xi bian hua 。gou jian le mai li san wei zhui shu chong jian mo xing 。FDKsuan fa chong jian mai li de rong mao duan he pei bu duan chan sheng yan chong de wei ying ,wei ying hui mo hu mi xiang chong dao ,ying xiang mai li chong hai jian ce xiao guo 。yan jiu Weight-FDKhe z-FDKliang chong ji yu fan tou ying quan chong han shu de mai li chong jian suan fa ,bing cong suan fa de kuo ying neng li 、wei ying jiao zheng xiao guo he chong jian tu xiang de zhi liang san ge fang mian jin hang le dui bi fen xi 。Weight-FDKsuan fa xu you hua liang ge can shu ,xian zhi le suan fa de kuo yong xing ;Weight-FDKhe z-FDKzai yi ding cheng du shang dou gai shan le FDKsuan fa zhong chan sheng de zhou xiang wei ying ,you profilequ xian tu ke zhi ,z-FDKsuan fa dui mai li liang duan de hui du di gao geng duo ,shi mai li zhong jian ou yu yu liang duan ou yu de yi zhi xing geng jiang ;z-FDKsuan fa mai li tu xiang chong jian de ping jun ti du bi Weight-FDKhe FDKsuan fa fen bie da 0.1488、0.4004,ji dui bi du zao sheng bi jiao Weight-FDKhe FDKsuan fa fen bie da 0.8683、2.4866,ke zhi z-FDKsuan fa xian zhe jian xiao le mai li tu xiang de wei ying ,di gao le tu xiang zhi liang 。zhen dui mai li chong jian tu xiang zhong de huan zhuang wei ying ,yan jiu le ji yu ji zuo biao de huan jiao zheng he jun yun xing ce shi huan jiao zheng liang chong jiao zheng fang fa 。jie guo biao ming ji yu ji zuo biao de huan jiao zheng fa qu chu le mai li tu xiang zhong bu fen huan zhuang wei ying ,tu xiang zhong xin fu jin de wei ying wei neng qu chu ,jun yun xing ce shi huan jiao zheng fa qu chu le mai li tu xiang zhong de quan bu huan zhuang wei ying ,shi tu xiang zhong de mai li ou yu he chong dao ou yu geng jia qing xi ,neng gou geng qing xi de biao zheng mai li nei bu chong hai xin xi ,wei yan jiu mai li hai chong fa yo gui lv ji qin ran zhuang kuang de ke shi hua fen xi dian ding le liang hao de ji chu 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自华北水利水电大学的常艳,发表于刊物华北水利水电大学2019-10-22论文,是一篇关于麦粒虫害论文,检测机理论文,图像重建论文,环状伪影论文,华北水利水电大学2019-10-22论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自华北水利水电大学2019-10-22论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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