几何形态计量学在昆虫自动鉴定中的应用与展望

几何形态计量学着重研究的是生物形态的拓扑结构信息,不受标本大小和形状变化的影响,是进行昆虫自动鉴定的一个新的手段。本文首先介绍了传统形态计量学和几何形态计量学两种昆虫自动鉴定的方法,并着重介绍了轮廓分析法和标志点分析法等几何形态计量学的分析方法,以及目前开发的几何形态计量学昆虫自动鉴定软件,简述了该方法应用于昆虫自动鉴定的工作流程,最后对几何形态计量学在昆虫自动鉴定方面的未来发展进行了展望。     

基于颜色名和OpponentSIFT特征的鳞翅目昆虫图像识别

【目的】本研究旨在探索使用先进的计算机视觉技术实现对昆虫图像的自动分类方法。【方法】通过预处理对采集的昆虫标本图像去除背景,获得昆虫图像的前景蒙板,并由蒙板确定的轮廓计算出前景图像的最小包围盒,剪切出由最小包围盒确定的前景有效区域,然后对剪切得到的图像进行特征提取。首先提取颜色名特征,把原来的RGB（Red-Green-Blue）图像的像素值映射到11种颜色名空间,其值表示RGB值属于该颜色名的概率,每个颜色名平面划分成3×3像素大小的网格,用每格的概率均值作为网格中心点的描述子,最后用空阈金字塔直方图统计的方式形成颜色名视觉词袋特征;其次提取OpponentSIFT(Opponent Scale Invariant Feature Transform)特征,首先把RGB图像变换到对立色空间,对该空间每通道提取SIFT特征,最后用空域池化和直方图统计方法形成OpponentSIFT视觉词袋。将两种词袋特征串接后得到该昆虫图像的特征向量。使用昆虫图像样本训练集提取到的特征向量训练SVM（Support Vector Machine）分类器,使用这些训练得到的分类器即可实现对鳞翅目昆虫的分类识别。【结果】该方法在包含10种576个样本的昆虫图像数据库中进行了测试,取得了100%的识别正确率。【结论】试验结果证明基于颜色名和OpponentSIFT特征可以有效实现对鳞翅目昆虫图像的识别。     

昆虫自动鉴定技术研究与展望

昆虫自动鉴定是解决目前昆虫鉴定需求不断增多与专业鉴定人员数量相对较少之间矛盾的有效方法之一.本文从昆虫数字图像获取、图像处理、数学特征提取和分类器的设计等方面介绍了昆虫自动鉴定技术的研究进展;并对该项技术的未来发展进行了展望.     

相对特征在昆虫目级阶元图像自动鉴定中的应用

应用计算机图像技术并结合昆虫分类学原理,设计和开发了一套"昆虫目级阶元标本图像自动鉴定系统",提出了一组基于昆虫标本图像的相对特征,并通过前馈人工神经网络方法进行鉴定测试.测试结果表明,相对特征应用于昆虫目级阶元图像的自动鉴定是有效的,在对7个常见昆虫目的测试中,系统表现出良好的准确性和稳定性,最高正确识别率可以达到95%.     

视觉通道中颜色与形状特征的识别

本文利用计算机设计新的心理物理实验,研究人类视觉系统的颜色、形状通道和对颜色的识别反应,证实视觉系统的颜色通道和形状通道是独立并行的.对颜色反应还进行视觉诱发电位测试,结果与心理物理实验基本一致.最后,提出颜色通道与形状通道间信息相互统一的假说模型.     

昆虫图像自动鉴别技术

昆虫是地球上物种多样性最为丰富的生物类群,其物种鉴定任务复杂而艰巨,可靠的物种鉴定是开展昆虫学工作的重要基础之一。当前,国内外的人工昆虫物种鉴定能力均不能满足实际需求,因而人们开始不断探索利用计算机自动鉴定昆虫的原理和方法。目前,模式识别技术的迅猛发展已为昆虫图像的自动鉴定提供可能。文章概述昆虫图像自动鉴定技术研究的历史与现状,总结主要原理和方法,介绍工作流程,并展望发展前景。     

昆虫图像分割方法及其应用

昆虫图像自动鉴定是一种快速鉴定昆虫的方法,图像分割则是其中关键步骤。通过搜集和整理国内外近年来针对昆虫图像的分割方法和研究,发现对昆虫图像分割的研究日趋增多。随着计算机图像技术的发展,昆虫图像分割方法吸收了许多图像分割领域中新兴的方法, 诸如采用水平集、边缘流以及结合形状、纹理、色彩等多种要素的智能分割(如JSEG方法)等。虽然大量的图像分割方法被引入到昆虫图像研究中,但是目前分割技术依然是阻碍昆虫图像广泛应用的关键。本文经过总结和分析,发现目前昆虫图像分割研究的往往在各自的测试集上有良好表现, 但是缺乏统一的评价标准, 因此很多方法在昆虫图像中应用难以推广。针对研究中的存在的这些问题,需建立良好的昆虫图像分割评价体系,本文建议通过建立统一的昆虫图像库以及对昆虫图像分割的评价方法深入研究,并且这些工作是当前昆虫图像分割研究亟待完善任务。     

昆虫远程鉴定方法

介绍了利用数码显微镜用摄像仪、计算机网络传输图像的远程鉴定技术在昆虫鉴定方面尝试 ,认为该远程鉴定技术在昆虫的鉴定或复核方面有开发前景     

基于Matlab语言的杂交水稻品种的颜色特征

本研究组建了基于机器视觉的杂交水稻种子检测硬件软件系统,并利用Matlab语言平台提取了杂交水稻种子图像的R、G、B、H、S、V六个颜色特征参数,研究了六个参数与水稻的品种相关性,实验证明通过颜色识别杂交水稻品种具有可行性,此结果为杂交水稻种子的基于机器视觉的识别方法提供了参考价值．     

自动识别技术在昆虫分类鉴别研究中的应用

昆虫的自动识别是重要的新兴研究领域,它以直接、快速、方便等优点日益受到人们的青睐。昆虫是世界上最大的生物类群,鉴定工作费时耗力,然而分类专家又在逐渐减少。近年来,昆虫自动识别技术的发展为解决这一矛盾提供了乐观的方案。众多分类学家不断探索自动识别的方法和理论,并开发出了一批识别软件。本文介绍自动识别的原理,分类讨论自动识别的技术和方法,并分析提出面临的困难和应对策略。     

利用计算机视觉技术量化解析食物颜色与斜纹夜蛾幼虫体色变化的关系

【目的】为了明确食物颜色对不同日龄昆虫体色的影响,并推广利用计算机视觉研究昆虫体色的技术。【方法】本研究以斜纹夜蛾Prodenia litura幼虫为实验材料,采用计算机定量分析的方法,对取食不同颜色型人工饲料的斜纹夜蛾幼虫头部、胸部斑纹、胸腹部和背中线的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)和明度(L)值进行了定量化分析。【结果】结果表明:幼虫的斑纹、胸腹部背面及侧面主色和背中线的R,G,B和L值随日龄增加而下降;头部R,G,B和L值在1-3日龄增加,后随日龄的增加而下降。幼虫体色变化也受食物颜色的影响,以对1-7日龄的影响为最大;红色型食物r∶g∶b=(128~251)∶(3~129)∶(6~96)对幼虫各部位体色的影响大于黄色、绿色和紫色的食物;幼虫取食不同颜色型食物后,各部位的变异系数大小依次为:斑纹胸腹部头部背中线。最后,建立了幼虫体色与食物色彩r,g,b值及日龄的回归方程。【结论】斜纹夜蛾幼虫体色受到食物颜色的影响,且在低龄时更为显著。     

基于知识库的植物害虫鉴别计算机辅助系统

在收集大量国内和外来害虫资料及图谱的基础上,采用Visual Basic6.0作为系统开发语言,模拟专家鉴别害虫的思路,建立了3个适合于害虫鉴别的计算机辅助鉴别模式,分别为计算机二叉分类检索表模式、外部特征组合鉴别模式和图谱显示辅助鉴别模式。     

Autophagy supports color vision

Cones comprise only a small portion of the photoreceptors in mammalian retinas. However, cones are vital for color vision and visual perception, and their loss severely diminishes the quality of life for patients with retinal degenerative diseases. Cones function in bright light and have higher demand for energy than rods; yet, the mechanisms that support the energy requirements of cones are poorly understood. One such pathway that potentially could sustain cones under basal and stress conditions is macroautophagy. We addressed the role of macroautophagy in cones by examining how the genetic block of this pathway affects the structural integrity, survival, and function of these neurons. We found that macroautophagy was not detectable in cones under normal conditions but was readily observed following 24 h of fasting. Consistent with this, starvation induced phosphorylation of AMPK specifically in cones indicating cellular starvation. Inhibiting macroautophagy in cones by deleting the essential macroautophagy gene Atg5 led to reduced cone function following starvation suggesting that cones are sensitive to systemic changes in nutrients and activate macroautophagy to maintain their function. ATG5-deficiency rendered cones susceptible to light-induced damage and caused accumulation of damaged mitochondria in the inner segments, shortening of the outer segments, and degeneration of all cone types, revealing the importance of mitophagy in supporting cone metabolic needs. Our results demonstrate that macroautophagy supports the function and long-term survival of cones providing for their unique metabolic requirements and resistance to stress. Targeting macroautophagy has the potential to preserve cone-mediated vision during retinal degenerative diseases.     

Color pattern formation on the wing of the butterfly Pieris rapae. 1. Cautery induced alteration of scale color and delay of arrangement formation

Experimental approaches to color pattern formation of lepidopteran insects have been made exclusively by analyzing pattern alterations in adult wings induced by operations. We microcauterized the presumptive black region of the dorsal forewing of the butterfly Pieris rapae and analyzed not only the resultant color pattern in the adult wing but also the cell behavior in the pupal wing epidermis around the injury. Cautery induced color alterations were as follows: (i) cautery up to 49.5 h after pupation resulted in white regions appearing within the black region while later cauteries induced larger white regions; (ii) cautery between 50 and 59.5 h resulted in the white regions induced by the cauteries being dramatically decreased; (iii) cautery after 60 h resulted in white regions that had almost disappeared. The examination of the cell behavior in the pupal wing epidermis after cauteries showed that the row formation of scale precursor cells was delayed. This delayed area varied with the time of cautery, in the same manner as that in the induced white area in the adult wing ((i) – (iii) above). The relationship between scale color alteration and the developmental delay of the scale row formation is discussed.