深度神经网络的研究及其在植物叶片图像识别中的应用
[Abstract]:Plants are everywhere in our lives. They are very important to the protection of the whole earth ecosystem, and one of the most important things to study plants is to classify them accurately. The traditional recognition method needs to recognize and annotate the picture manually. The subjectivity is strong and the workload is great, which will lead to the reduction of the accuracy of the tagging. Therefore, how to automatically extract image features from plant leaves and classify them accurately has become a problem to be solved in plant classification research. In recent years, the deep learning research shows that the deep neural network can extract abstract features directly from the original images. Moreover, the image convolution neural network itself has rotation and translation invariance, which is especially important in image recognition. Therefore, this paper focuses on how to apply convolution neural network to plant leaf image recognition and construct a full convolution neural network model. Aiming at the problem of low recognition rate of plant leaf recognition methods in the past, the specific research contents are as follows: (1) an image feature extraction method based on full convolution depth neural network is designed. First, the image is preprocessed, including image cutting, enhancement, rotation and perspective. Then, the algorithm of convolution neural network is used to extract image features automatically. Finally, the linear filter of traditional neural network is replaced by multilayer perceptron, and the input local data is mapped by nonlinear activation function in the nonlinear convolution layer composed of multilayer perceptron, so the fully connected network can be easily overfitted. Because of the sharing of weights, nonlinear convolution has the ability to prevent over-fitting. Thus the convolutional neural network can effectively extract the required characteristics from the nonlinear separable data. (2) A depth neural network method. ReLU (linear correction using PRe LU instead of the traditional ReLU activation function is proposed. Function) speeds up the convergence of the training process, Moreover, it can accelerate the convergence better than the traditional S form. However, gradient dispersion will occur in the image training of plant leaves, so we use the activation function of PReLU, which can learn the parameters of rectifier adaptively. And the accuracy can be improved and the extra calculation cost can be neglected. (3) the experiment and experimental results show that the deep convolution neural network is feasible in plant leaf image recognition. Compared with other neural network algorithms, the improved deep convolution neural network has a higher recognition rate in plant leaf image recognition.
【学位授予单位】:南昌航空大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TP391.41;TP183
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,本文编号:2396027
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