1.基于超轻量级全卷积神经网络的花卉识别方法,其特征在于:
首先,对收集的数据集做清洗与分割处理,采用OTSU算法将数据集中的彩色图像二值化,通过最大连通区域法来标记最大的连通区域,提取出连通区域的位置信息,生成矩阵掩码,并叠加回原始图片获得花卉的分割图;
然后,采用迁移学习的方法来训练重量级的花卉分类神经网络,对花卉的分割图进行筛选,将保留下来的花卉分割图构建成新的数据集;
最后,构建适用于弱算力平台的超轻量级的卷积神经网络,将新构建的数据集输入到其中进行训练,实现花卉识别分类。
2.基于超轻量级全卷积神经网络的花卉识别方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1:提出一种自动化花卉数据有效增广方法,得到筛选后的花卉分割图,组成新的数据集;
步骤2:构建超轻量级的卷积神经网络,利用步骤1中得到的新的数据集,来训练超轻量级的卷积神经网络模型;
步骤3:利用训练好的超轻量级的卷积神经网络模型,对花卉进行识别。
3.根据权利要求2所述基于超轻量级全卷积神经网络的花卉识别方法,其特征在于:所述步骤1中,自动化花卉数据有效增广方法包括以下步骤:
步骤1.1:将彩色图片最终转化为二值图片:
首先将彩色图片灰度化,然后使用高斯滤波处理以减少噪声;接着使用OTSU算法确定灰度化图像的前景背景的阈值,将大于此阈值的像素点值设置为255,小于此值的像素点值设为0,由此完成彩色图片的二值化;
步骤1.2:采用最大连通区域法来标记最大的3个连通区域;一个连通区域是由具有相同值的相邻像素组成像素集合,通过扫描全部像素点,将所有的连通区域标定出来,根据区域的面积属性,获取最大的3个连通域;
步骤1.3:将3个待选的连通域的位置信息提取出来,将此区域里的像素点值设为1,此区域以外的设置为0,生成3个与原图像尺寸一致的掩码矩阵;
步骤1.4:将掩码矩阵与原始图片相叠加得到最终的3个候选分割图;
步骤1.5:训练一个重量级的花卉图像分类神经网络,并进行候选分割图的筛选,通过比较设定的准确度,自动丢弃误分割的花卉图,在对所有网络搜集的图片进行处理后,与常用的数据集合并得到了新的数据图集,完成了Larger_dataset数据集的制作。
4.根据权利要求2所述基于超轻量级全卷积神经网络的花卉识别方法,其特征在于:所述步骤2中,构建超轻量级的卷积神经网络共有23层,输入尺寸为224*224,经过4次最大池化后输出尺寸为14*14的特征图;
其中,3*3的深度卷积负责滤波作用,1*1的逐点卷积负责通道的转换,在随着网络层数的加深过程中,两种卷积核的数目加倍,尺寸不断缩小,从输入的图像中抽象出高层次的特征。
5.根据权利要求2所述基于超轻量级全卷积神经网络的花卉识别方法,其特征在于:所述步骤2中,超轻量级的卷积神经网络模型,在输出层除了会输出N个种类信息外,还输出了2个图像位置约束项,即花朵的中心点坐标(x,y)值,该值是相对于整个图像长宽规格化的;
网络的损失函数为:
其中,N为样本数量;M为类别数量;yic指示变量0或1,如果该类别和样本i的类别相同就是1,否则是0;pic为观测样本i属于类别c的预测概率;ε为中心点坐标的损失值;
其中心点坐标在损失函数中的表达式项为公式(1),其中,lobj定义为若存在花朵该值为1,不存在则为0;(x,y), 分别表示实际中心点坐标与预测中心点坐标值;
计算花朵中心点坐标的损失值ε:
6.一种自动化花卉数据有效增广方法,其特征在于包括以下步骤:步骤1.1:将彩色图片最终转化为二值图片:
首先将彩色图片灰度化,然后使用高斯滤波处理以减少噪声;接着使用OTSU算法确定灰度化图像的前景背景的阈值,将大于此阈值的像素点值设置为255,小于此值的像素点值设为0,由此完成彩色图片的二值化;
步骤1.2:采用最大连通区域法来标记最大的3个连通区域;一个连通区域是由具有相同值的相邻像素组成像素集合,通过扫描全部像素点,将所有的连通区域标定出来,根据区域的面积属性,获取最大的3个连通域;
步骤1.3:将3个待选的连通域的位置信息提取出来,将此区域里的像素点值设为1,此区域以外的设置为0,生成3个与原图像尺寸一致的掩码矩阵;
步骤1.4:将掩码矩阵与原始图片相叠加得到最终的3个候选分割图;
步骤1.5:训练一个重量级的花卉图像分类神经网络,并进行候选分割图的筛选,通过比较设定的准确度,自动丢弃误分割的花卉图,在对所有网络搜集的图片进行处理后,与常用的数据集合并得到了新的数据图集,完成了Larger_dataset数据集的制作。