基于深度學(xué)習(xí)的害蟲(chóng)識(shí)別系統(tǒng)
發(fā)布時(shí)間:2022-01-24 05:09
森林不單單具有生態(tài)效應(yīng),也具有巨大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng),小蠹科害蟲(chóng)是森林中重要的蛀干害蟲(chóng)之一,對(duì)林木的危害性極強(qiáng)。近年來(lái)小蠹科害蟲(chóng)危害愈發(fā)嚴(yán)重,致使成片的松樹(shù)死亡,傳統(tǒng)的識(shí)別方式依靠人力,費(fèi)時(shí)費(fèi)力,精準(zhǔn)的智能化識(shí)別小蠹科害蟲(chóng)十分緊要。本課題選取北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院標(biāo)本,通過(guò)室內(nèi)圖片自動(dòng)采集裝置,制作小蠹科害蟲(chóng)數(shù)據(jù)集,分為訓(xùn)練集和測(cè)試集,基于TensorFlow框架,在Python環(huán)境下通過(guò)訓(xùn)練集數(shù)據(jù)訓(xùn)練深度學(xué)習(xí)目標(biāo)檢測(cè)Faster R-CNN模型,以達(dá)到識(shí)別小蠹科害蟲(chóng)的目的,并通過(guò)測(cè)試集驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)表明,小蠹科六種害蟲(chóng)在識(shí)別中的平均精確率較高,模型能夠達(dá)到實(shí)際科研工作中的要求。在此模型基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)基于深度學(xué)習(xí)的害蟲(chóng)識(shí)別系統(tǒng),為林業(yè)害蟲(chóng)識(shí)別提供一種新依據(jù)。
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1系統(tǒng)架構(gòu)??Fig.?2-1?System?architecture??在圖2-1中,最下層左邊是網(wǎng)絡(luò)通信層,包括gRPC?(google?Remote?Procedure??Call?Protocol)和遠(yuǎn)程直接數(shù)據(jù)存。ǎ遥澹恚铮簦?Direct?Memory?Access,RDMA);右??,,、
對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行crop或warp,這些預(yù)處理造成了數(shù)據(jù)的變形。SPP-NET通過(guò)引入??了空間金字塔池化層解決特征長(zhǎng)度不一的問(wèn)題,不同大小尺度的區(qū)域提名在處理??后得到同一維度的特征(陳佳音等,2014)。SPP-NET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1??所示:??fully-connected?layers?(fc6,?f〇7)??,??i?,??fixed-length?representation??wmmwmm?wmmmwmmwmmwmmmmmmmmmmm??r?A?^??■■■■■Bn?wmmmmmmmmmmm?mmm??f?16><256-d?^?4x256-d?^?256-d??^???Y???-■:??.??spatial?pyramid?pooling?layer??feature?maps?of?convs??(arbitrary?size)??^?convolutional?layers??input?image??圖3-1?SPP-NET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖??Fig.3-1?Schematic?diagram?of?SPP-NET?network?structure??在圖3-1中,最后的卷積層和全連接層之間加入SPP層,黑色圖片代表卷積??之后的特征圖,特征圖的大小是任意的,經(jīng)過(guò)池化層成為固定的大
預(yù)測(cè)出的建議框質(zhì)量高、數(shù)量少,且在GPU運(yùn)行,同時(shí)和Faster?R-CNN存在共享??卷積特征,使得檢測(cè)的速度和精度得到了快速的提升(Lokanathetal,2017)。RPN??的模型結(jié)構(gòu)圖,如圖3-3所示。??2k?scores?4k?coordinates?_■■■?k?anchor?boxes??els?layer?^?A?reg?layer????\?t?-?L_J??256-d??m??t?intermediate?layer??、、、一?-PH??\?\?\?-…一一?一?r=n??…——??\?slia^ig?window,?\??????V.?''.................?…:??\?\?\?c〇nv?featur6,map????圖3-3?RPN模型結(jié)構(gòu)圖??Fig.3-3?RPN?model?structure?diagram??在圖3-3中,Faster?R-CNN在featuremap上運(yùn)用滑動(dòng)窗口生成建議窗口,在??每個(gè)滑動(dòng)窗口位置,同時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)多個(gè)地區(qū)的建議,其中為每個(gè)位置提供最大可??能的建議數(shù)字記為k。reg層有四個(gè)參數(shù)x,y,w,h,即4k,els層有兩個(gè)參數(shù)pa??和pd,即2k。對(duì)于一個(gè)區(qū)域中心,k個(gè)提議被k個(gè)參考框參數(shù)化,我們稱之為anchor。??一個(gè)anchor?(錯(cuò))位于滑動(dòng)窗口的中心,默認(rèn)情況下,使用3個(gè)尺度和3個(gè)縱橫??比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于圖像灰度頻率與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的病蟲(chóng)害防治[J]. 葉聰,沈金龍. 電子器件. 2018(01)
[2]人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的區(qū)別與聯(lián)系[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志. 2017(11)
[3]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像清晰度識(shí)別方法[J]. 李福衛(wèi),李玉惠. 軟件. 2017(07)
[4]深度學(xué)習(xí)發(fā)展綜述[J]. 侯宇青陽(yáng),全吉成,王宏偉. 艦船電子工程. 2017(04)
[5]Python語(yǔ)言的探討[J]. 史夢(mèng)楚. 中國(guó)新通信. 2017(07)
[6]基于優(yōu)化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交通標(biāo)志識(shí)別[J]. 王曉斌,黃金杰,劉文舉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(02)
[7]華山松大小蠹危害及防治效果試驗(yàn)[J]. 楊雄. 中國(guó)林副特產(chǎn). 2016(06)
[8]深度學(xué)習(xí) 提升智能IPC準(zhǔn)確率的一線曙光[J]. 周宇杰. 中國(guó)公共安全. 2016(17)
[9]危險(xiǎn)性有害生物云杉四眼小蠹風(fēng)險(xiǎn)分析[J]. 康曉明. 山西林業(yè). 2016(03)
[10]圖像理解中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[J]. 常亮,鄧小明,周明全,武仲科,袁野,楊碩,王宏安. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(09)
博士論文
[1]基于數(shù)字圖像的蝴蝶種類自動(dòng)識(shí)別研究[D]. 李凡.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[2]華山松大小蠹成蟲(chóng)消化道與生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究[D]. 卜書(shū)海.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于顯著性與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別研究[D]. 王姣姣.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[2]超寬帶昆蟲(chóng)雷達(dá)與水稻害蟲(chóng)圖像識(shí)別的信號(hào)處理與仿真[D]. 焦忠建.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法與應(yīng)用研究[D]. 陳先昌.浙江工商大學(xué) 2014
[4]卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識(shí)別上的應(yīng)用的研究[D]. 許可.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3605918
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:52 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2-1系統(tǒng)架構(gòu)??Fig.?2-1?System?architecture??在圖2-1中,最下層左邊是網(wǎng)絡(luò)通信層,包括gRPC?(google?Remote?Procedure??Call?Protocol)和遠(yuǎn)程直接數(shù)據(jù)存。ǎ遥澹恚铮簦?Direct?Memory?Access,RDMA);右??,,、
對(duì)輸入數(shù)據(jù)進(jìn)行crop或warp,這些預(yù)處理造成了數(shù)據(jù)的變形。SPP-NET通過(guò)引入??了空間金字塔池化層解決特征長(zhǎng)度不一的問(wèn)題,不同大小尺度的區(qū)域提名在處理??后得到同一維度的特征(陳佳音等,2014)。SPP-NET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖如圖3-1??所示:??fully-connected?layers?(fc6,?f〇7)??,??i?,??fixed-length?representation??wmmwmm?wmmmwmmwmmwmmmmmmmmmmm??r?A?^??■■■■■Bn?wmmmmmmmmmmm?mmm??f?16><256-d?^?4x256-d?^?256-d??^???Y???-■:??.??spatial?pyramid?pooling?layer??feature?maps?of?convs??(arbitrary?size)??^?convolutional?layers??input?image??圖3-1?SPP-NET網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖??Fig.3-1?Schematic?diagram?of?SPP-NET?network?structure??在圖3-1中,最后的卷積層和全連接層之間加入SPP層,黑色圖片代表卷積??之后的特征圖,特征圖的大小是任意的,經(jīng)過(guò)池化層成為固定的大
預(yù)測(cè)出的建議框質(zhì)量高、數(shù)量少,且在GPU運(yùn)行,同時(shí)和Faster?R-CNN存在共享??卷積特征,使得檢測(cè)的速度和精度得到了快速的提升(Lokanathetal,2017)。RPN??的模型結(jié)構(gòu)圖,如圖3-3所示。??2k?scores?4k?coordinates?_■■■?k?anchor?boxes??els?layer?^?A?reg?layer????\?t?-?L_J??256-d??m??t?intermediate?layer??、、、一?-PH??\?\?\?-…一一?一?r=n??…——??\?slia^ig?window,?\??????V.?''.................?…:??\?\?\?c〇nv?featur6,map????圖3-3?RPN模型結(jié)構(gòu)圖??Fig.3-3?RPN?model?structure?diagram??在圖3-3中,Faster?R-CNN在featuremap上運(yùn)用滑動(dòng)窗口生成建議窗口,在??每個(gè)滑動(dòng)窗口位置,同時(shí)進(jìn)行預(yù)測(cè)多個(gè)地區(qū)的建議,其中為每個(gè)位置提供最大可??能的建議數(shù)字記為k。reg層有四個(gè)參數(shù)x,y,w,h,即4k,els層有兩個(gè)參數(shù)pa??和pd,即2k。對(duì)于一個(gè)區(qū)域中心,k個(gè)提議被k個(gè)參考框參數(shù)化,我們稱之為anchor。??一個(gè)anchor?(錯(cuò))位于滑動(dòng)窗口的中心,默認(rèn)情況下,使用3個(gè)尺度和3個(gè)縱橫??比
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于圖像灰度頻率與人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的病蟲(chóng)害防治[J]. 葉聰,沈金龍. 電子器件. 2018(01)
[2]人工智能、機(jī)器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)的區(qū)別與聯(lián)系[J]. 醫(yī)學(xué)信息學(xué)雜志. 2017(11)
[3]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的圖像清晰度識(shí)別方法[J]. 李福衛(wèi),李玉惠. 軟件. 2017(07)
[4]深度學(xué)習(xí)發(fā)展綜述[J]. 侯宇青陽(yáng),全吉成,王宏偉. 艦船電子工程. 2017(04)
[5]Python語(yǔ)言的探討[J]. 史夢(mèng)楚. 中國(guó)新通信. 2017(07)
[6]基于優(yōu)化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的交通標(biāo)志識(shí)別[J]. 王曉斌,黃金杰,劉文舉. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2017(02)
[7]華山松大小蠹危害及防治效果試驗(yàn)[J]. 楊雄. 中國(guó)林副特產(chǎn). 2016(06)
[8]深度學(xué)習(xí) 提升智能IPC準(zhǔn)確率的一線曙光[J]. 周宇杰. 中國(guó)公共安全. 2016(17)
[9]危險(xiǎn)性有害生物云杉四眼小蠹風(fēng)險(xiǎn)分析[J]. 康曉明. 山西林業(yè). 2016(03)
[10]圖像理解中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[J]. 常亮,鄧小明,周明全,武仲科,袁野,楊碩,王宏安. 自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2016(09)
博士論文
[1]基于數(shù)字圖像的蝴蝶種類自動(dòng)識(shí)別研究[D]. 李凡.北京林業(yè)大學(xué) 2015
[2]華山松大小蠹成蟲(chóng)消化道與生殖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究[D]. 卜書(shū)海.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2011
碩士論文
[1]基于顯著性與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的交通標(biāo)志檢測(cè)與識(shí)別研究[D]. 王姣姣.長(zhǎng)安大學(xué) 2017
[2]超寬帶昆蟲(chóng)雷達(dá)與水稻害蟲(chóng)圖像識(shí)別的信號(hào)處理與仿真[D]. 焦忠建.江西農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[3]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的深度學(xué)習(xí)算法與應(yīng)用研究[D]. 陳先昌.浙江工商大學(xué) 2014
[4]卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在圖像識(shí)別上的應(yīng)用的研究[D]. 許可.浙江大學(xué) 2012
本文編號(hào):3605918
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