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基于改进GhostNet的小麦秸秆表皮结构完整性分类方法

2022-03-29分类号:S38

【作者】张倩如  王云飞  吕帅朝  宋磊  尚钰莹  宋怀波  
【部门】西北农林科技大学机械与电子工程学院/农业农村部农业物联网重点试验室  
【摘要】【目的】小麦秸秆表皮结构完整性是判断其资源化利用效果的关键因素之一,目前尚难以对秸秆破碎程度进行量化分析,为了实现小麦秸秆表皮结构完整性的分类,本研究提出了一种改进的GhostNet轻量级卷积神经网络,用于对小麦秸秆表皮显微图像进行完整性分类。【方法】基于小麦秸秆表皮显微成像技术,将迁移学习引入GhostNet中,降低了模型过拟合的风险,同时采用了Dropout层以提升网络的分类准确率。为了验证该方法的有效性,利用4 320幅小麦秸秆表皮显微图像进行训练和验证,同时与ShuffleNet V2、ResNet 50和AlexNet深度学习网络进行了对比。【结果】试验结果表明,改进的GhostNet网络模型的分类准确率为99.2%,分别比ShuffleNet V2、ResNet 50和AlexNet提高了12.6%、3.5%和3.3%,为了验证该模型的鲁棒性,分别对高斯噪声和不同亮暗程度影响进行了测试,测试结果表明,改进后的GhostNet网络模型依然可以取得最佳的分类效果。【结论】该方法应用于小麦秸秆表皮显微图像的完整性分类是有效的、可行的,该方法可为秸秆预处理技术效率的量化分析提供参考。
【关键词】小麦秸秆  表皮结构完整性  GhostNet  显微图像  图像分类
【基金】国家重点研发计划项目(2019YFD1002401)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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