融合双分支特征和注意力机制的葡萄病虫害识别模型

摘要：

葡萄病虫害识别是精细化防治的前提.针对现有研究中存在的数据集少、识别精度低、模型参数量大等问题,该研究构建包含健康叶片、3类病害叶片和16类虫害的葡萄病虫害数据集,提出基于改进MobileNet V2模型的葡萄病虫害识别模型.首先在MobileNet V2模型的反向残差模块中嵌入坐标注意力(Coordinate Attention,CA)机制,提升模型的信息表征能力;然后使用深度可分离卷积设计双分支特征融合模块,加强模型的特征提取能力;最后对模型的通道数进行调整,精简模型结构.试验结果表明:MobileNet_Vitis在葡萄病虫害数据集上的识别准确率和F1分数为89.16％和80.44％,相比改进前的MobileNet V2提高了1.83和9.31个百分点,而模型参数大小为7.85 MB,减少了8.5％.与ResNet 101、ShuffleNet V2、MobileNet V3和GhostNet相比,MobileNet_Vitis的识别精度和F1分数更高,参数量更小.MobileNet_Vitis对单张葡萄病虫害图像的推理时间为17.53 ms,可以达到快速识别的要求.该研究提出的模型能够较好地识别葡萄病虫害,并且较大幅度地减少模型的参数量.将MobileNet_Vitis模型部署到移动端的小程序上,可为葡萄病虫害的防治提供帮助.

关键词：病虫害、图像识别、葡萄、MobileNet V2、双分支特征融合、坐标注意力机制

所属期刊栏目：38

分类号：TP391.4(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;广东省乡村振兴战略专项;广州市基础研究计划基础与应用基础研究项目;广州市科技计划项目

在线出版日期：2022-08-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：156-165