1.一种基于YOLOv8的菜品碳排放量的计算方法,其特征在于,所述方法包括如下步骤:步骤1、收集菜品图像和菜品配料相关信息的历史数据,构建菜品图像数据集;
步骤2、基于YOLOv8算法构建目标检测识别模型,利用菜品图像数据集训练目标检测识别模型,并采用总损失函数优化目标检测识别模型,得到训练好的目标检测识别模型;
步骤3、利用训练好的目标检测识别模型,结合任意菜品图像得到最终预测结果,通过最终预测结果得到用餐前、后菜品配料的检测面积,利用用餐前、后菜品配料的检测面积和最终预测结果通过计算得到用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,基于所述用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,通过碳排放量计算模型计算得出浪费菜品的碳排放百分比;
在所述步骤2中,基于YOLOv8算法构建目标检测识别模型,利用菜品图像数据集训练目标检测识别模型,并采用总损失函数优化目标检测识别模型,得到训练好的目标检测识别模型,具体步骤如下:将菜品图像数据集分为训练数据集、测试数据集和验证数据集;
基于YOLOv8算法模型,结合训练数据集训练获得目标检测识别模型;
将训练数据集输入目标检测识别模型,得到预测结果,过程包含如下关系式:;
其中, 表示目标检测识别模型的权重参数, 表示任意菜品图像, 表示预测结果,表示检测头模块, 表示颈部模块, 表示基准模块, 表示目标检测识别模型;
利用预测结果和真实标签构建总损失函数,并通过最小化损失以优化目标检测识别模型,得到优化后的目标检测识别模型;
将验证数据集输入优化后的目标检测识别模型进行验证,利用测试数据集评估优化后的目标检测识别模型的性能,评估通过,得到训练好的目标检测识别模型;
总损失函数由类别分类损失、边框回归损失和Wise‑IoU 损失所构建而成;
边框回归损失:
;
;
其中, 表示边框回归损失, 表示第 个预测值, 表示第 个预测值,表示预测目标在第 个预测值时对应的全局最优解, 表示预测目标在第 个预测值时对应的全局最优解;
类别分类损失:
;
其中, 表示类别分类损失, 表示预测框和真实框的交并比, 表示类别预测概率, 和 均表示超参数;
Wise‑IoU 损失:
;
;
;
其中, 表示Wise‑IoU损失, 表示真实框和预测框的重叠程度, 和 均表示参数, 表示离群度, 表示y轴坐标真值标签, 表示距离度量, 表示1与的差值, 表示预测结果的x轴坐标, 表示x轴左边真值标签, 表示预测框宽度,表示预测框高度;
总损失函数:
;
其中, 表示总损失;
在所述步骤3中,利用训练好的目标检测识别模型,结合任意菜品图像得到最终预测结果,通过最终预测结果得到用餐前、后菜品配料的检测面积,具体步骤如下:将任意菜品图像输入训练好的目标检测识别模型,得到最终预测结果,过程存在如下关系式:;
其中, 表示最终预测结果, 表示训练好的目标检测识别模型, 表示训练好的目标检测识别模型的权重参数;
最终预测结果包含预测框坐标和各菜品及配料分类结果,基于预测框坐标计算获得用餐前、后菜品配料的检测面积;
利用用餐前、后菜品配料的检测面积和最终预测结果通过计算得到用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,过程中存在的关系式为:;
其中, 表示用餐前菜品配料的检测面积, 表示用餐后菜品配料的检测面积, 表示菜品高度, 表示用餐前餐盘中菜品配料的重量, 表示用餐后餐盘中菜品配料的重量, 表示配料的密度;
基于所述用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,通过碳排放量计算模型计算得出浪费菜品的碳排放百分比,具体步骤如下:通过碳排放量计算模型计算得到配料的碳排放因子,计算公式如下:;
其中, 表示配料的碳排放因子, 表示配料在运输过程中产生的总碳排放量,表示配料的重量在运输菜品总重量的占比, 表示配料在冷藏过程中设备的碳排放量,表示配料冷藏时间在设备每月运行时间的占比, 表示烹饪配料的碳排放量, 表示每位学生对配料的消费量在配料的重量的占比;
通过配料的碳排放因子,结合用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,计算得到用餐前、后的菜品碳排放总量,最后得出浪费菜品的碳排放百分比,过程中的计算关系式如下:;
其中, 表示用餐前的菜品碳排放总量, 表示用餐后的菜品碳排放总量, 表示浪费菜品的碳排放百分比。
2.根据权利要求1所述的基于YOLOv8的菜品碳排放量的计算方法,其特征在于,在所述步骤1中,收集菜品图像和菜品配料相关信息的历史数据,构建菜品图像数据集,菜品图像数据集的表达式为:;
其中, 表示菜品图像数据集, 表示菜品图像, 表示菜品图像标签信息, 表示菜品图像数据总数量。
3.基于YOLOv8的菜品碳排放量的计算系统,其特征在于,所述系统应用如上述权利要求1至2任意一项所述的基于YOLOv8的菜品碳排放量的计算方法,所述系统包括:数据集构成模块,用于收集菜品图像和菜品配料相关信息的历史数据,构建菜品图像数据集;
模型训练模块,用于基于YOLOv8算法构建目标检测识别模型,利用菜品图像数据集训练目标检测识别模型,并采用总损失函数优化目标检测识别模型,得到训练好的目标检测识别模型;
计算模块,用于利用训练好的目标检测识别模型,结合任意菜品图像得到最终预测结果,通过最终预测结果得到用餐前、后菜品配料的检测面积,利用用餐前、后菜品配料的检测面积和最终预测结果通过计算得到用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,基于所述用餐前、后餐盘中菜品配料的重量,通过碳排放量计算模型计算得出浪费菜品的碳排放百分比。