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基于特征融合和深度学习的树种识别方法研究

发布时间:2021-01-06 07:27
  森林生态系统作为我国东北地区国家级自然保护区的主体之一,实现树种的自动识别对保护生物多样性具有重要的意义,有利于增加人们对植物资源的认识,使得人们更好的利用这些资源。此外,人们对木制品的需求与日俱增,将树种识别大众化也变得尤为重要。本文提出一种基于特征融合和深度学习的树种识别方法,分别从传统分类算法、深度学习、迁移学习、目标检测与识别、特征融合五个方面进行了树种识别实验。本文的主要研究内容如下:(1)基于迁移学习的树种识别。该方法提出的背景是利用深度学习直接训练时,需要大量样本作支撑,而迁移学习适合于小规模数据集的识别训练。首先是迁移ImageNet上的预训练模型,然后在数据集上进行迁移学习训练,最后利用混淆矩阵对迁移学习的可行性以及有效性做进一步的说明和分析。(2)基于目标检测的树种识别。该方法基于迁移学习,首先是迁移卷积神经网络模型提取图像特征,该特征作为目标检测的输入,最终使得具有复杂背景的图片实现检测和识别。有效的解决了图片的输入问题,不再局限图片统一大小,可以以任意尺寸作为输入。此外,由于受环境因素影响,树木的生长方向会有所不同,针对生长方向是否会对识别结果造成影响也进行了讨... 

【文章来源】:东北林业大学黑龙江省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:60 页

【学位级别】:硕士

【部分图文】:

基于特征融合和深度学习的树种识别方法研究


图1-2研究内容??

卫星地图,林场,树木,图片


??扰。在这种情况下拍摄的图片,树木本身及其周围景物的多样性使得复杂背景下的树木??图像提取是一项复杂的、探索性很强的工作,从而识别这样的图片具有很强挑战性和理??论研究意义172]。??本文以树木识别为主要目的,围绕林业中的树木展开研究。所以实验所需数据集均??为人工拍摄,更贴近现实需求,符合实验条件。分别采集了树的两种器官,树叶图像和??树皮图像。为保证数据多样性,拍摄图片时采用了多种方式。不同手机拍摄:苹果、华??为、魅族?,不同拍摄地点:东北林业大学校园和东北林业大学林场,图2-1显示了林场??树木卫星地图;不同季节和不同天气拍摄;不同角度和不同距离拍摄:规定手机拍摄角??度是0°?45°,距离树木大约20?cm?40?cm〇??戰?????m??图2-1林场卫星地图??2.1.2图片预处理??2.1.2.1获取图片??-7?-??

类图,树叶,树皮,图像


?东北林业大学硕士学位论文???采集的所有图片都要经过预处理后,方能进行实验。首先是筛检图片,去除模糊不??清晰的图片;然后是调整图片尺寸,分类两类图片:原始尺寸图片和256*256的图片;??最后制作数据集,分为树叶和树干并将每种类别放到相对应的文件夹中。表2-2是采集??图片的类型及数量,其中树叶和树皮均为11类,树叶图片总计2462张,树皮图片总计??2263张,分为阔叶材和针叶材,还利用翻转平移对样本数量进行扩充。图2-2是采集的??树叶和树皮的图像。??表2-2树种类型及数量?? ̄m:?树种?植被类型?树皮图像数量?树叶图像数??扩充前扩充后扩充前扩充F ̄??1?白桦?200?500?218?500??2?胡桃楸?200?500?226?500??3?黄檗?231?500?214?500??4?蒙古栎?210?500?209?500??5?色木槭?睛材?204?500??6?水曲柳?200?500?227?500??7?羽叶槭?200?500?210?500??8?紫椴?200?500?217?500??9?黑皮油松?209?500?248?500??10?红皮云杉?针卩+材?233?500?276?500??11?兴安落叶松?#?190?500?213?500??12?樟子松?丨90?500??总计?2263?5500?2462?5500??Li穩麵編〇編??(1)?(2)?(3)?(4)?(5)?(6)?(7)?(8)??,1-71??(9)?(1〇)?(H)??邊靈:广_霽__瞧??(1)?(2)?(3)?(4)?(


本文编号:2960175

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