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专利号: 2021105034678
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于深度残差网络的中药饮片识别方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:数据采集:使用摄像头和图像网站采集常见的中药饮片图片,按照名称分类保存;

S2:数据处理:对采集的原图进行去重和筛选,并统一大小;

S3:模型训练:将调整好的图片作为模型数据集训练中药饮片分类网络;

S4:数据识别:用训练好的中药饮片分类网络对中药饮片图片进行识别;

步骤S2具体包括:

S2.1:使用均值哈希算法,去除同一类别下重复的图片;

S2.2:去除质量差的图片,质量差的图片包括:内容和名称不符、模糊、分辨率过小等片;

S2.3:编写图像大小的调整程序,将所有图像统一调整为224×224大小;

S2.4:编写程序将所有图片顺序打乱,并将一部分图像作为训练集,余下的作为验证集;

步骤S3具体包括:

S3.1:所用的网络模型基于ResNet50,但在每个block增加了由两层全连接组成的通道注意力机制网络,即先使用全局平均池化进行降维Squeeze操作,再使用升维Excitation操作生成相应通道的权重,最后将该权重应用于原来的每个特征通道,学习到不同通道的重要性;

S3.2:Squeeze操作具体包括,顺着空间维度进行特征压缩,将每个二维的特征通道变成一个实数,这个实数某种程度上具有全局的感受野,并且输出的维度和输入的特征通道数相匹配,如公式所示:其中uc表示u的第c个通道,zc表示uc全局平均池化的结果,H和W分别表示uc的高度和宽度;

S3.3:Excitation操作结合sigmiod函数通过参数w为每个特征通道生成权重,w被学习用来显式地建模特征通道间的相关性,如公式所示:Xc=Fscale(uc,sc)=uc·sigmoid(wc) (2);

其中Xc表示uc结合了特征权重的结果,sc表示权重wc经过sigmiod函数处理的归一化权重;

S3.4:所用网络训练的损失函数如下:

K是种类数量,y是标签,即如果预测的类别是i,则y=1,否则等于0,p是神经网络的输出,也就是指类别是i的概率;

步骤S4具体包括:

S4.1:将中药饮片图片转换成224×224大小,传入训练好的中药饮片识别模型,经过模型预测置信度最高的结果,识别出中药饮片名称;

S4.2:在百度百科调取此饮片的详细信息,并把信息展示给使用者。

2.实施权利要求1所述的基于深度残差网络的中药饮片识别方法的系统,其特征在于:包括依次连接的数据获取模块,数据处理模块,网络训练模块和数据识别模块;

所述数据获取模块,在常见的图像搜索引擎中,获取常见的中药饮片,并按照中药饮片的名称自动分类保存图像数据,同时使用摄像头对现场采集的中药饮片分类保存;

所述数据处理模块,在已经获取的图像数据中去除重复和质量不佳的数据,并调整所有图片的大小;

所述网络训练模块所用的网络模型基于ResNet50,但在每个block增加了由两层全连接组成的通道注意力机制网络,即先使用全局平均池化进行降维Squeeze操作,再使用升维Excitation操作生成相应通道的权重,最后将该权重应用于原来的每个特征通道,学习到不同通道的重要性,将数据划分为训练集和验证集,分批输入到网络模型中,对模型进行训练,多次迭代后直到模型训练达到稳定,保存模型;

所述数据识别模块,对需要识别的中药饮片图片输入到训练好的网络模型中,得到识别出的中药饮片名称,并调取该饮片的百度百科信息,供使用者参考。