一种基于深度学习的端到端生菜无损鲜重估测模型建立
2024-02-22分类号:TP391.41;TP18;S636.2
【部门】华南农业大学电子工程学院(人工智能学院) 广州市农情信息获取与应用重点实验室 广东省农情信息监测工程技术研究中心 华南农业大学园艺学院
【摘要】[目的] 过去的研究通常将生菜的分类、分割和鲜重估测作为独立的处理步骤,便导致了对特征信息的协同利用不足,从而导致时间成本增加。[方法] 为解决这一问题,论文提出了一种端到端的生菜无损鲜重估测模型——LettuceNet,该模型通过分析俯视图像估测生菜鲜重。LettuceNet结合SwinTransformer-Tiny(Swin-T)和UPerNet,有效提取生菜冠层图像的特征。模型设计了基于K-Net的用于语义分割的分割头部网络以及用于鲜重估测的回归头部网络。回归头部网络融合利用Swin-T的特征与分割头部网络的结果,用于生菜的分类和冠层面积统计,使LettuceNet能够同时高效处理语义分割和鲜重估测任务。[结果] 两个数据集的实验表明,LettuceNet语义分割任务中,其平均像素准确度(MPA)分别达到98.01%和98.75%,而平均交并比(MIoU)分别为96.02%和97.63%;在鲜重预测方面,R~(2)分别为0.898和0.919,均方误差(MSE)分别0.865和30.814,平均绝对百分比误差(MAPE)分别为1.894%和18.194%。[结论] 通过输入生菜冠层图像,LettuceNet能够实时且无损地完成生菜的分类、分割与鲜重估测,能够快速地生菜的生长情况进行定量分析,为植物工厂的智能管控提供数据支持。
【关键词】生菜 无损检测 语义分割 鲜重估测 深度学习
【基金】国家重点研发计划项目(2021YFD2000701);; 2023年度广东省科技创新战略专项资金(大学生科技创新培育)(pdjh2023b0081)
【所属期刊栏目】南京农业大学学报
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