SC－C型蚕卵数自动检测系统应用效果比较

2015-05-24朱春群侯启瑞何恩洁徐杰陈

中国蚕业 2015年3期

关键词：蚕卵蚕种自动检测

朱春群侯启瑞何恩洁徐杰陈涛

（1浙江省蚕种质量检疫检验站，浙江杭州 310000；2江苏科技大学蚕业研究所，江苏镇江 212018）

SC－C型蚕卵数自动检测系统应用效果比较

朱春群1侯启瑞2何恩洁1徐杰1陈涛2

（1浙江省蚕种质量检疫检验站，浙江杭州 310000；2江苏科技大学蚕业研究所，江苏镇江 212018）

良卵率是衡量蚕种质量的重要参数。为了提高检验效率，我们建立了蚕卵数自动检测系统，并对6对蚕品种20个批次的蚕卵样本用SC-C型蚕卵数自动检测系统计数和人工计数进行检测比较，结果表明，用SC-C型蚕卵数自动检测系统检测蚕种的良卵数、不良卵数时效率高，对良卵和不良卵的识别能力强，自动检测系统计数与人工计数相比，20个样本的良卵数误差≤±5粒，总卵数的误差≤±5粒，良卵率的误差≤0.12个百分点；在20个不良卵数调查的样本中，有14个样本的不良卵数与传统检验方法（人工法）调查的完全一致，有6个样本不良卵数的误差≤2粒，说明系统法对不良卵的识别能力强，调查的数据准确率高。配对样本t检验分析显示，2种检测方法的良卵数、不良卵数、总卵数和良卵率的差异不显著；蚕卵数自动检测系统检测20个样本的克卵粒数和良卵率用时1.5 h，是人工法（12 h）的1／8，蚕卵数自动检测系统可用于良卵数、良卵率检测，而且与人工法相比，蚕卵数自动检测系统更方便、更快捷。

蚕种；质量检验；良卵数；不良卵数；良卵率；图像处理技术

优良蚕种是发展优质、高产、高效蚕茧生产的重要物质基础，做好蚕种各项技术处理，提高蚕种质量是生产优良蚕种的根本措施。蚕种良卵率是衡量蚕种质量的重要参数［1］，是农业部部颁标准NY／T 327—1997《桑蚕一代杂交种检验规程》成品卵品质检验的必检项目之一［2］，也是其它项目检验的基础数据。蚕种不良卵以不受精卵、生种、再出卵为主，还有部分红褐色死卵、淡色卵、浓色卵。长期以来，良卵和不良卵的计数方法一直是采用人工计数的方法（以下简称人工法），既费时又费工。

医院资产与医院的长久发展有着直接的关系，医院拥有各类资产的多少直接影响着医院的医疗技术水平。所以医院应该建立一支资产管理部门，用于实时监控医院的资产情况并进行播放记录，保证医院的发展具备坚实基础。另外，资产管理部门可以登记医院的医疗资源，比如药物、医疗器械、医资力量都属于医疗资源中的有效资源，通过准确登记医疗资源来明确医院拥有的具体资产情况。针对医院的各类医疗器械设备，资产管理部门应该密切监测其使用实效，针对超过使用时限的器械设备要及时更换，防止有挂账情况出现。资产管理部门要定期评估医院的资产，适时引入新型器械用于临床医疗工作中，为患者的治疗提供更多选择性，保证患者的合理就医。

在其他如玉米、小麦、稻谷等主要农作物种子计数方面相继开发出了种子数粒板、种子数粒仪之后，纷纷基于图像识别的方法做了自动检测研究［3-7］。在蚕种检测方面，王安皆等［8］应用ImageJ图像处理技术拍照后导入照片检测良卵数和良卵率，与人工法相比，每克蚕种良卵数和总卵数的相对误差小于1%。这是目前报道的关于蚕种良卵率检验的最新方法，检验精准度和效率都较高。我们也对蚕种良卵数和良卵率的检验方法进行了研究，并与杭州万深检测科技有限公司联合开发了SC-C型蚕卵数自动检测系统，采用直接采集数据的方法，对6对蚕品种20个批次的蚕卵进行了良卵数和良卵率检验，试验结果如下。

1 材料与方法

1.1 试验材料

试验蚕品种：秋丰×白玉、白玉×秋丰、薪杭×白云、白云×薪杭、春·晨×华·东、华·东×春·晨、菁松×皓月、皓月×菁松、秋·华×平30、秋实×春华，其中秋丰×白玉11个批次，其它品种各1个批次，共6对蚕品种20个批次的蚕种，是2014年不同蚕种场春季生产的2015年春用桑蚕一代杂交种（散卵），每批蚕种按行业标准要求抽样［2］，分别编号后备用。

用Excel统计与计算2种方法检测的良卵数、不良卵数、克卵粒数、良卵率，用SPSS18.0软件对2种方法检测的良卵数、不良卵数、克卵粒数和良卵率结果进行配对样本的t检验。

1.2 试验方法

秋丰×白玉等6对蚕品种20个批次的蚕种的良卵数、不良卵数调查，分别用2种方法进行计数，试验区用自动检测系统自动进行计数（以下简称系统法），对照区用人工法计数，每个样本3个重复，系统法检测和人工法检测用同一样品，均由1人独立完成检测工作，2015-03-10—12进行检验，先用系统法对20个批次蚕种样本的每克良卵数和不良卵数进行检测，再将系统法调查过的20个样本用人工法进行检测，检测方法如下。

1.3 数据统计分析比较

2.1 自动检测系统原理

人工法计数：按照行业标准NY／T 327—1997《桑蚕一代杂交种检验规程》［2］的方法进行检测，每个样本用电子天平准确称取1.000 g蚕卵，将称量的蚕卵倒在白纸上，人工用牙签拨数良卵数和不良卵数，记录后用计算器计算总卵数和良卵率，待样本全部检验完毕后，记录1人完成20个样本的检测时间。计算公式：总粒数（粒）＝良卵粒数＋不良卵粒数，良卵率（%）＝样卵良卵粒数／样卵总粒数×100。

系统法计数：打开图像分析软件，将成像盘置于电子天平上，天平去皮置零，用量具取约1 g散卵均匀地撒铺在成像盘上，电子天平的读数稳定后（约1 s），点击开始按钮，蚕卵的质量和图片载入自动检测系统，点击标记，系统将比照预先采集的各种良卵、不良卵图像信息，自动标记良卵与不良卵，然后点击完成，系统自动统计良卵数、不良卵数和总卵数，换算出克卵粒数和良卵率并自动保存数据，每个样本3个重复。待所有样本检验完毕，将各样本数据导出至Excel，并记录检测20个样本所用的时间。

主要仪器设备：SC-C型蚕卵数自动检测系统（以下简称自动检测系统），与杭州万深检测科技有限公司联合开发；JA1003型电子天平，精度0.001 g，由上海精科天平仪器厂生产；量取约1 g蚕卵的量具。

2 结果与分析

理工科类内容占多数，人文社科类内容较少。从教育部公布的全国优秀外文教材目录看，近五年的教材也不到百本，而且偏重理工类，人文社科类极少。游学是一种跨文化教学模式，要求对异国的政治、经济、文化等相对深入的思索和认知。相对理工科类内容，人文社科类教材将担负起影响和传播的任务。因此，游学教材需在学习环境、学习资源和协作学习的教学环节中，围绕人文社科内容，开展行之有效的包含准备、实施和反思的教学环节，让游学生在积极主动的状态下参与中国文化的学习和思考。

自动检测系统，由电子天平、500万像素蚕卵成像装置、背光照明超薄灯箱工作台板、电脑及自动分析软件组成（图1-A）。蚕卵数检测时，将蚕卵散放在背光照明超薄灯箱工作台板（成像盘）的电子天平上，电子天平的读数稳定后（约1 s），即将质量数据自动送至电脑中检测系统对应的质量栏中，同时自动拍照分析视区内的良卵、不良卵的数量，自动计算出该样品的克卵粒数［克卵粒数（粒／g）＝核心系统智能数出的粒数（粒）／电子天平称出的质量（g）］。1个样品的克卵粒数分析过程耗时＜9 s。自动检测系统里预先采集了各蚕品种的良卵、不良卵的图像信息，当系统分析样品的良卵数和不良卵数的时候，软件自动识别并标记良卵、不良卵（图1-B），自动检测系统通过添加、删除操作，个别修正，提高识别准确率。

图1 蚕卵数自动检测系统（A）和被标记的蚕卵（B）

2.2 系统法计数与人工法计数比较

对大型植物的监测，在植被繁茂季节对沟道每1km布设1个调查点，如遇到生态条件突变则加测一点，共布设调查点9个。每个点根据实地特点设置 1～2个 5 m×5 m的乔灌样方，2～3 个 1 m×1 m 草本样方，0～2个1 m×1 m水生植物样方。调查植物种类与数量。

2.2.1 系统法与人工法检测良卵数、不良卵数比较

2.2.2 系统法与人工法检测克卵粒数、良卵率的t检验系统法与人工法成对样本的t检验分析结果见表2。系统法与人工法配对后良卵数、不良卵数、总卵数、良卵率成对差分的95%置信区间，分别为-1.343～1.243、-0.549～-0.049、-1.589～0.989、0～0，统计分析得到的4个t值为-0.081、-1.751、-0.487和1.315，均小于t0.05（19）＝2.093。相关性分析显示，2种方法的4个参数的相关系数为0.998～0.999，Sig.为0，呈极显著相关，说明系统法与人工法检测的数据差异不显著。

将应用系统法和人工法对6对蚕品种20个样本进行检测的每克蚕种的良卵数、不良卵数、总卵数和良卵率的数据进行汇总（表1）。从表1可以看出，2种方法检测的结果相差不大，系统法与人工法相比，20个样本良卵数的误差≤±5粒，总卵数的误差≤±5粒，良卵率的误差≤0.12个百分点，不良卵数有14个样本（占70%）的数据与人工调查的完全一致，有6个样本（占30%）的数据与人工调查的误差≤±2粒。在常规检测过程中，每克良卵粒数的重复样本之间相差15粒以内［9］，就符合检验标准要求，系统法与人工法的每克良卵粒数相差5粒以内，这完全能够达到检验标准的要求。

表1 自动检测系统检测与人工检测克卵粒数和良卵率比较

学科之间的知识是交叉且相互联系的，高中语文的学习也免不了与其他学科的相互融合，充分调动学生的思维细胞，形成更具系统化的逻辑思维。例如，与历史学科一起，围绕某个人物进行分析和研究，学习人物身上的品质和优点。高中时期的《出师表》这篇古文，想要真正把握这篇文章的主旨大意，就要对当时的历史背景及历史人物有一个全面的了解与认知。这样既巩固了历史知识，也加强了语文知识的学习，更重要的是能够广泛地了解文学和历史人物，提升语文学习兴趣。

表2 成对样本t检验系统法与人工法的差异水平

2.3 采用系统法检测的效率比较

克卵粒数和良卵率是对样卵检测后计算出来的，系统法检测克卵粒数、良卵率是否可行的关键技术，是系统法对良卵、不良卵识别的准确性；因此，我们重点对每克良卵数、不良卵数的误差进行比较，并对其差异水平进行t检验。

经检测记录，同1人进行检测和计算，系统法检测20个样本需要1.5 h，人工法需要12.0 h，系统法的用时是人工法的1／8，检测效益大大提高。

3 讨论

王安皆等［8］应用ImageJ图像处理法得到的克卵粒数与人工法的偏差为2～7粒。本试验的结果显示，系统法检测的克卵粒数与人工法的偏差为0～5粒，比王安皆等的ImageJ图像处理法的偏差小。王林芳等［9］研究表明，在良卵率≥99%，置信区间95%，克卵粒数在1 601～1 700、1 701～1 800、1 801～1 900区间内时，样本良卵数的容许偏差分别为16、17、17粒。本试验中，系统法良卵数偏差最大的是7号、18号和20号样本，克卵粒数分别为1 692、1708和1 705粒，良卵数偏差5粒，完全符合95%置信区间下的良卵率准确度要求。由于蚕种不良卵以不受精卵、生种、再出卵为主，还有部分红褐色死卵、淡色卵、浓色卵；因此，对不良卵的识别比较困难，也是系统法检测的关键技术，在20个不良卵数调查的样本中，有14个样本的不良卵数与人工调查的完全一致，有6个样本的不良卵数的误差≤2粒，说明系统法对不良卵的识别能力强，调查数据准确率高。系统法与人工法检测的克卵粒数和良卵率成对样本t检验结果显示，2种方法检测值间的差异不显著，且极相关，说明应用系统法准确检测家蚕一代杂交种成品卵的克卵粒数和良卵率是完全可行的。

互质线阵是在均匀线阵的基础上发展而来，阵元间距的增加，互耦效应得到了显著降低.根据阵列信号处理的知识，当阵元间距大于半波长时，DOA估计会出现“伪峰”现象，并且“伪峰”的位置与阵元间距有关，若两个均匀稀疏阵列阵元间距为半波长的整数倍，且“互质”，就能保证DOA估计空间谱中“真峰”位置重叠，而“伪峰”被去除掉.现给出互质阵的典型形式如图2所示，设子阵1含有N个阵元，阵元间距为Md；子阵2含有2M个阵元，阵元间距为Nd，两个子阵处于同一直线上，且第一个阵元重合，故整个阵列含有2M+N-1个阵元.

人工法检测克卵粒数需要先称量出1.000 g蚕卵，再计数蚕卵粒数，蚕卵数自动检测系统采用一次可量取约1 g蚕卵的量具，省去了称量过程。通过计时比较，蚕卵数自动检测系统检测样本的克卵粒数和良卵率用时是人工法的1／8。

第四，社会实践与科学理论的结合是大学生全面发展的必由之路，实践是人的正确思想形成和发展的基础。大学生思想政治教育课应坚持适度的灌输与讲授，留给学生更多的得以实践的机会。社会是青年成长的大舞台，一切理论源于人民群众的生活实践。虽然外部的教育和书本知识在一定程度上属于间接经验，但其归根结底来源于社会人的直接经验，只有通过人自身在实践中的直接体验才能为人所理解、消化和吸收，才能转化为内在的自我的思想观念，从而为青年未来解决人民群众的根本利益问题作指导。

蚕卵数自动检测系统在采集了不良卵信息后，相同信息的不良卵自动归类，免除了人工标记。但不良卵的种类较多，体现在图像中的信息有所不同，所以电脑标记后还需要人工检查是否将所有不良卵全部标记。若发现有未标记的不良卵，人工标记后图像信息会自动保存到信息库中，再遇到相同特征的不良卵时，检测系统将自动标记。

［1］汪萍，李奕仁，叶夏裕，等.全国桑蚕一代杂交种质量调查及行业标准实施评价Ⅱ.良卵率、良卵数调查及评价［J］.蚕业科学，2004，30（2）：211-215.

［2］中华人民共和国农业部.NY／T 327—1997桑蚕一代杂交种检验规程［S］.北京：中国标准出版社，1998.

［3］荣斐.基于图像处理的作物种子自动计数软件开发［J］.工业设计，2011，（7）：126-127.

［4］于润伟，金鲲鹏，朱晓慧.基于图像识别的整精米自动检测研究［J］.中国粮油学报，2006，21（6）：147-150.

［5］王巧华，陈红，佘卫东，等.基于图像识别的破损花生仁自动检测［J］.粮油机械，2007，（2）：75-76.

［6］白光红，张义荣，刘弋菊，等.ImageJ图象处理软件在测量玉米子粒大小中的应用［J］.玉米科学，2009，17（1）：147-151.

［7］何胜美，李仲来，何中虎.基于图像识别的小麦品种分类研究［J］.中国农业科学，2005，38（9）：1 869-1 875.

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1007-0982（2015）03-0028-04