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基于轻量级神经网络MobileNetV3–large的黄茶闷黄程度判别

2024-02-25分类号:TP183;TS272.4;TP391.41

【作者】葛炳钢   张旭雯   刘岁   杨亚   周铁军   傅冬和
【部门】茶学教育部重点实验室  国家植物功能成分利用工程技术研究中心  湖南农业大学信息与智能科学技术学院  植物功能成分利用省部(教育部)共建协同创新中心  
【摘要】以碧香早品种为材料,通过相机采集不同闷黄时长下的闷黄叶图像共675张,建立了3种闷黄程度的黄茶样本数据集,采用位置变换、随机亮度、增加对比度、添加噪声、随机缩放操作对闷黄叶图像集进行数据增强,运用迁移学习方法,在ImageNet数据集取得MobileNetV3–Large的预训练模型,对迁移网络的所有权重信息进行训练,最终建立了针对黄茶闷黄程度的轻量级卷积神经网络MobileNetV3–Large识别模型,并利用Grad–CAM热力图可视化和置信分数监控黄茶品质的变化。结果表明:经训练后的MobileNetV3–Large模型测试的识别准确率达到98.51%,精确率为99.10%,召回率为98.93%,加权分数为98.20%;MobileNetV3–Large模型的识别准确率高于传统机器学习模型SVM、XGBoost和KNN;通过Grad–CAM热力图可视化显示,MobileNetV3–Large模型在不同的识别场景下能够准确定位并提取闷黄叶特征,准确地识别闷黄程度。可见,MobileNetV3–Large模型有较好的泛化性,可以快速、无损地识别黄茶的闷黄程度。
【关键词】黄茶  闷黄程度识别  卷积神经网络  迁移学习
【基金】湖南省创新型省份建设专项(2021NK1020);; 国家“十四五”重点研发计划项目(2022YFD2101102);; 湖南省科技重点研发项目(2018NK2035);; 湖南农业大学研究生科研创新项目(2022XC064)
【所属期刊栏目】湖南农业大学学报(自然科学版)
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