基于改进卷积神经网络的多种植物叶片病害识别
本文选题:病害 + 植物 ; 参考:《农业工程学报》2017年19期
【摘要】:针对训练收敛时间长,模型参数庞大的问题,该文将传统的卷积神经网络模型进行改进,提出一种批归一化与全局池化相结合的卷积神经网络识别模型。通过对卷积层的输入数据进行批归一化处理,以便加速网络收敛。进一步缩减特征图数目,并采用全局池化的方法减少特征数。通过设置不同尺寸的初始层卷积核和全局池化层类型,以及设置不同初始化类型和激活函数,得到8种改进模型,用于训练识别14种不同植物共26类病害并选出最优模型。改进后最优模型收敛时间小于传统卷积神经网络模型,仅经过3次训练迭代,就能达到90%以上的识别准确率;参数内存需求仅为2.6 MB,平均测试识别准确率达到99.56%,查全率和查准率的加权平均分数为99.41%。改进模型受叶片的空间位置的变换影响较小,能识别多种植物叶片的不同病害。该模型具有较高的识别准确率及较强的鲁棒性,该研究可为植物叶片病害的识别提供参考。
[Abstract]:Aiming at the problems of long training convergence time and large model parameters, this paper improves the traditional convolution neural network model and proposes a new recognition model of convolution neural network combining batch normalization and global pool. In order to accelerate the convergence of the network, batch normalization of the input data of the convolution layer is carried out. The number of feature graphs is further reduced, and the global pool method is used to reduce the number of features. By setting initial layer convolution kernel and global pool layer type with different sizes, as well as setting different initialization types and activation functions, 8 improved models are obtained, which can be used to train and identify 26 kinds of diseases of 14 different plants and select the optimal model. The convergence time of the improved optimal model is less than that of the traditional convolution neural network model. After only three training iterations, the recognition accuracy of the improved model can reach more than 90%. The parameter memory requirement is only 2.6 MB, the average test recognition accuracy is 99.56, and the weighted average score of recall and precision is 99.41. The improved model is less affected by the change of the spatial position of leaves and can identify different diseases of many kinds of plant leaves. The model has high recognition accuracy and robustness, and it can be used as a reference for the identification of plant leaf diseases.
【作者单位】: 江苏大学电气信息工程学院;江苏大学江苏省现代农业装备与技术重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金资助项目(No.31471413) 江苏高校优势学科建设工程资助项目PAPD(苏政办发2011 6号) 江苏省六大人才高峰资助项目(ZBZZ-019) 江苏大学大学生科研立项资助项目(Y15A039);江苏大学大学生实践创新训练项目(No.46)
【分类号】:S432;TP391.41
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 冯旭东,陈方;神经网络在病虫害诊断中的应用[J];电脑开发与应用;1999年01期
2 苏超;方崇;黄伟军;;SOM神经网络在农业旱情评价中的应用[J];人民黄河;2011年07期
3 张映梅,李修炼,赵惠燕;模拟人工神经网络对小麦吸浆虫发生程度的预测[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2003年S1期
4 黎粤华,梁颖红,王述洋;人工神经网络技术在林火重灾年预测中的应用前景[J];林业劳动安全;2001年01期
5 韦艳玲;;基于模糊聚类的神经网络虫情预测[J];Agricultural Science & Technology;2009年04期
6 胡林;冯仲科;聂玉藻;;基于VLBP神经网络的林火预测研究[J];林业科学;2006年S1期
7 林惠强;刘财兴;洪添胜;肖磊;高稳猛;;基于GA的果树仿形喷雾神经网络混合模型研究[J];农业工程学报;2007年10期
8 韦艳玲;林飞盈;;基于模糊聚类的神经网络虫情预测研究[J];安徽农业科学;2009年21期
9 周瑛,黄岩坤,隋桂云;神经网络用于三元不对称有机磷酸酯杀虫剂的QSAR研究[J];浙江工业大学学报;1999年02期
10 姜伟;冯仲科;胡林;;基于VLBP神经网络的林火风险预测模型[J];林业资源管理;2007年01期
相关博士学位论文 前1条
1 熊雪梅;参数化模糊遗传神经网络及在植物病害预测的应用[D];南京农业大学;2004年
相关硕士学位论文 前4条
1 米雅婷;基于GA-BP神经网络的温室番茄病害诊断研究[D];东北林业大学;2016年
2 杨书显;基于PSO算法的氧乐果合成过程建模与控制研究[D];郑州大学;2010年
3 饶丹丹;一种基于BP神经网络对水稻害虫预测的研究[D];武汉轻工大学;2013年
4 王晓娟;基于模糊控制与RBF神经网络的桃病虫害发生预测研究[D];河北农业大学;2011年
,本文编号:1928726
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/ruanjiangongchenglunwen/1928726.html