江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 胡 玲 艷 周 婷 劉 艷 等 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別 胡 玲 艷 周 婷 劉 艷 許 巍 蓋 榮 麗 李 曉 梅 裴 悅 琨 汪 祖 民 大 連 大 學(xué) 信 息 工 程 學(xué) 院 遼 寧 大 連 收 稿 日 期 基 金 項(xiàng) 目 國 家 自 然 科 學(xué) 基 金 青 年 基 金 項(xiàng) 目 大 連 市 科 技 創(chuàng) 新 基 金 項(xiàng) 目 作 者 簡(jiǎn) 介 胡 玲 艷 女 河 北 滄 州 人 博 士 副 教 授 主 要 從 事 智 慧 農(nóng) 業(yè) 作 物 動(dòng) 態(tài) 生 長(zhǎng) 監(jiān) 測(cè) 研 究 通 訊 作 者 汪 祖 民 摘 要 為 了 實(shí) 現(xiàn) 番 茄 病 害 的 精 準(zhǔn) 識(shí) 別 本 研 究 提 出 一 種 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 方 法 該 方 法 首 先 對(duì) 圖 片 進(jìn) 行 正 形 處 理 然 后 基 于 模 型 構(gòu) 建 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 模 型 包 含 全 局 特 征 提 取 和 關(guān) 鍵 特 征 提 取 個(gè) 模 塊 其 中 全 局 特 征 提 取 模 塊 逐 層 提 取 番 茄 病 害 葉 片 的 全 局 特 征 關(guān) 鍵 特 征 提 取 模 塊 通 過 學(xué) 習(xí) 評(píng) 估 出 特 征 圖 各 通 道 的 重 要 程 度 計(jì) 算 出 權(quán) 重 值 最 后 將 該 值 加 權(quán) 到 原 特 征 圖 上 從 而 實(shí) 現(xiàn) 病 害 關(guān) 鍵 特 征 的 自 適 應(yīng) 提 取 結(jié) 果 顯 示 正 形 機(jī) 制 有 助 于 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 學(xué) 習(xí) 特 征 本 研 究 構(gòu) 建 的 模 型 的 平 均 識(shí) 別 準(zhǔn) 確 率 為 模 型 大 小 僅 為 且 在 強(qiáng) 噪 聲 環(huán) 境 下 其 識(shí) 別 準(zhǔn) 確 率 仍 能 保 持 在 以 上 模 型 在 訓(xùn) 練 過 程 中 相 對(duì) 穩(wěn) 定 對(duì) 種 番 茄 病 害 的 識(shí) 別 準(zhǔn) 確 率 均 超 過 相 比 模 型 本 研 究 構(gòu) 建 的 模 型 的 識(shí) 別 精 度 高 穩(wěn) 定 性 強(qiáng) 且 占 用 內(nèi) 存 小 對(duì) 于 移 動(dòng) 端 未 來 的 應(yīng) 用 具 有 較 高 的 實(shí) 際 價(jià) 值 關(guān) 鍵 詞 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 正 形 機(jī) 制 特 征 提 取 番 茄 病 害 識(shí) 別 中 圖 分 類 號(hào) 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識(shí) 碼 文 章 編 號(hào) 番 茄 富 含 維 生 素 和 礦 物 質(zhì) 兼 具 特 殊 藥 理 作 用 被 人 們 廣 為 食 用 已 經(jīng) 被 世 界 糧 農(nóng) 組 織 列 為 第 六 大 蔬 菜 種 植 過 程 中 的 病 蟲 害 嚴(yán) 重 制 約 著 番 茄 的 產(chǎn) 量 和 收 益 一 旦 對(duì) 疾 病 判 斷 有 誤 或 者 診 斷 不 及 時(shí) 將 給 農(nóng) 戶 帶 來 巨 大 的 經(jīng) 濟(jì) 損 失 因 此 快 速 精 準(zhǔn) 地 識(shí) 別 番 茄 病 害 類 型 及 時(shí) 進(jìn) 行 干 預(yù) 有 助 于 農(nóng) 戶 番 茄 種 植 的 提 質(zhì) 增 效 隨 著 計(jì) 算 機(jī) 技 術(shù) 和 人 工 智 能 的 快 速 發(fā) 展 利 用 這 些 信 息 技 術(shù) 對(duì) 植 物 病 害 類 別 進(jìn) 行 診 斷 識(shí) 別 逐 漸 成 為 一 種 新 趨 勢(shì) 目 前 國 內(nèi) 外 針 對(duì) 番 茄 病 害 識(shí) 別 方 面 的 研 究 取 得 了 較 大 進(jìn) 展 基 于 傳 統(tǒng) 的 機(jī) 器 學(xué) 習(xí) 算 法 通 過 手 工 提 取 特 征 和 分 類 器 進(jìn) 行 分 類 可 以 初 步 滿 足 病 害 識(shí) 別 的 要 求 但 復(fù) 雜 的 特 征 提 取 工 程 極 大 地 影 響 了 工 作 效 率 且 人 工 提 取 的 特 征 是 主 觀 的 有 限 的 粗 糙 的 深 度 學(xué) 習(xí) 浪 潮 的 興 起 為 上 述 問 題 提 供 了 解 決 辦 法 其 中 卷 積 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 具 備 強(qiáng) 大 的 自 學(xué) 能 力 能 夠 在 最 大 程 度 上 獲 取 所 有 與 輸 入 輸 出 相 關(guān) 聯(lián) 的 信 息 避 免 了 繁 重 的 特 征 提 取 工 作 備 受 研 究 者 們 青 睞 等 和 等 采 用 不 同 的 深 度 卷 積 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 識(shí) 別 番 茄 病 害 每 個(gè) 模 型 的 預(yù) 測(cè) 精 度 均 在 以 上 王 艷 玲 等 和 等 將 遷 移 學(xué) 習(xí) 與 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 相 結(jié) 合 通 過 固 定 低 層 微 調(diào) 高 層 的 訓(xùn) 練 策 略 建 立 的 模 型 能 快 速 準(zhǔn) 確 識(shí) 別 種 番 茄 病 害 等 利 用 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 增 強(qiáng) 數(shù) 據(jù) 并 分 別 采 用 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 對(duì) 番 茄 葉 片 病 害 進(jìn) 行 識(shí) 別 上 述 研 究 均 采 用 經(jīng) 典 的 深 層 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 隨 著 研 究 的 推 進(jìn) 這 些 模 型 的 層 數(shù) 逐 漸 增 多 增 加 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 深 度 可 以 有 效 提 升 準(zhǔn) 確 率 但 同 時(shí) 需 要 耗 費(fèi) 巨 大 的 存 儲(chǔ) 空 間 和 運(yùn) 算 時(shí) 間 在 識(shí) 別 番 茄 葉 片 圖 像 的 過 程 中 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 會(huì) 提 取 整 個(gè) 圖 片 的 信 息 然 而 真 正 需 要 提 取 的 有 用 特 征 僅 存 在 于 目 標(biāo) 對(duì) 象 所 在 的 局 部 區(qū) 域 因 此 人 們 從 增 加 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 深 度 轉(zhuǎn) 而 開 始 研 究 如 何 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 病 害 關(guān) 鍵 特 征 的 提 取 胡 志 偉 等 李 曉 振 等 以 及 等 提 出 將 注 意 力 機(jī) 制 與 多 種 深 層 網(wǎng) 絡(luò) 模 塊 相 結(jié) 合 的 方 法 利 用 注 意 力 機(jī) 制 有 效 抽 取 番 茄 病 害 不 同 層 次 的 特 征 信 息 加 強(qiáng) 關(guān) 鍵 特 征 的 表 達(dá) 同 時(shí) 抑 制 無 關(guān) 特 征 的 表 達(dá) 最 終 構(gòu) 建 的 模 型 均 有 較 高 的 準(zhǔn) 確 率 這 種 方 法 通 過 對(duì) 目 標(biāo) 特 征 的 精 準(zhǔn) 提 取 實(shí) 現(xiàn) 計(jì) 算 資 源 的 合 理 分 配 進(jìn) 而 提 升 模 型 的 識(shí) 別 性 能 但 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 巨 型 化 的 問 題 仍 未 得 到 有 效 解 決 因 此 這 些 模 型 難 以 應(yīng) 用 到 移 動(dòng) 端 隨 著 物 聯(lián) 網(wǎng) 技 術(shù) 在 各 行 各 業(yè) 的 廣 泛 應(yīng) 用 移 動(dòng) 設(shè) 備 的 日 趨 普 及 人 們 開 始 研 究 可 以 應(yīng) 用 在 移 動(dòng) 端 的 病 害 識(shí) 別 算 法 方 晨 晨 等 和 郭 小 清 等 在 深 層 網(wǎng) 絡(luò) 架 構(gòu) 的 基 礎(chǔ) 上 采 用 多 尺 度 卷 積 核 深 度 可 分 離 卷 積 等 操 作 對(duì) 傳 統(tǒng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 進(jìn) 行 改 進(jìn) 縮 小 了 模 型 大 小 實(shí) 現(xiàn) 了 準(zhǔn) 確 率 和 存 儲(chǔ) 空 間 的 平 衡 其 中 改 進(jìn) 的 模 型 識(shí) 別 田 間 番 茄 病 害 的 準(zhǔn) 確 率 達(dá) 到 等 基 于 現(xiàn) 有 的 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 構(gòu) 建 一 種 應(yīng) 用 程 序 識(shí) 別 種 常 見 的 番 茄 葉 部 病 害 等 搭 建 了 個(gè) 層 的 簡(jiǎn) 化 卷 積 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 在 數(shù) 據(jù) 庫 上 的 測(cè) 試 效 果 均 優(yōu) 于 最 近 鄰 算 法 和 深 層 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 上 述 算 法 在 簡(jiǎn) 化 模 型 大 小 方 面 取 得 了 一 定 進(jìn) 展 同 時(shí) 保 持 著 較 高 的 準(zhǔn) 確 率 但 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 在 縮 小 模 型 以 及 提 高 準(zhǔn) 確 率 方 面 仍 有 很 大 的 提 升 空 間 此 外 大 多 數(shù) 的 研 究 結(jié) 果 來 源 于 理 想 的 圖 片 和 環(huán) 境 未 考 慮 模 型 在 復(fù) 雜 環(huán) 境 下 的 性 能 其 魯 棒 性 難 以 保 證 也 有 部 分 研 究 在 實(shí) 際 環(huán) 境 下 對(duì) 模 型 進(jìn) 行 檢 測(cè) 但 準(zhǔn) 確 率 較 低 因 此 要 想 在 實(shí) 際 生 產(chǎn) 中 使 用 上 述 研 究 還 存 在 一 定 距 離 綜 上 所 述 在 近 期 識(shí) 別 番 茄 病 害 的 研 究 工 作 中 人 們 考 慮 了 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 以 及 魯 棒 性 等 特 性 但 沒 有 實(shí) 現(xiàn) 這 些 性 能 的 綜 合 平 衡 本 研 究 擬 采 用 正 形 機(jī) 制 對(duì) 病 害 圖 片 進(jìn) 行 處 理 結(jié) 合 模 塊 的 優(yōu) 點(diǎn) 和 注 意 力 機(jī) 制 的 特 性 構(gòu) 建 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 識(shí) 別 常 見 的 番 茄 病 害 類 別 以 期 實(shí) 現(xiàn) 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 識(shí) 別 速 度 以 及 魯 棒 性 的 綜 合 平 衡 可 以 更 好 地 在 實(shí) 際 環(huán) 境 中 指 導(dǎo) 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 材 料 與 方 法 數(shù) 據(jù) 集 本 研 究 模 型 采 用 的 數(shù) 據(jù) 集 來 自 大 型 公 開 數(shù) 據(jù) 庫 該 數(shù)據(jù) 庫共 收集 了 張 感染病害 的 番 茄 葉 片 圖 片 綜 合 考 慮 番 茄 種 植 過 程 中 病 害 的 發(fā) 病 率 以 及 研 究 適 用 性 等 因 素 從 數(shù) 據(jù) 庫 中 選 取 感 染 早 疫 病 晚 疫 病 葉 霉 病 花 葉 病 斑 枯 病 細(xì) 菌 性 斑 點(diǎn) 病 葉 螨 病 的 葉 片 與 健 康 葉 片 共 種 番 茄 葉 片 作 為 本 次 研 究 的 數(shù) 據(jù) 集 下 面 對(duì) 這 種 番 茄 葉 片 的 紋 理 特 征 圖 像 以 及 病 害 特 征 進(jìn) 行 描 述 早 疫 病 感 病 初 期 葉 片 出 現(xiàn) 水 漬 狀 暗 褐 色 病 斑 呈 離 散 狀 分 布 擴(kuò) 大 后 近 圓 形 有 同 心 輪 紋 邊 緣 多 具 淺 綠 色 或 黃 色 暈 環(huán) 嚴(yán) 重 時(shí) 多 個(gè) 病 斑 連 成 不 規(guī) 則 形 大 斑 導(dǎo) 致 葉 片 枯 萎 當(dāng) 環(huán) 境 潮 濕 時(shí) 病 斑 處 還 胡 玲 艷 等 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別會(huì) 長(zhǎng) 出 黑 霉 健 康 番 茄 葉 片 顏 色 質(zhì) 地 均 勻 為 深 綠 色 或 者 淺 綠 色 無 大 小 病 斑 無 殘 缺 無 孔 洞 無 扭 曲 無 枯 萎 無 生 理 性 卷 葉 無 子 葉 上 舉 等 異 常 癥 狀 晚 疫 病 葉 片 發(fā) 病 初 期 出 現(xiàn) 暗 綠 色 水 漬 狀 不 規(guī) 則 病 斑 病 健 交 界 處 不 明 顯 擴(kuò) 大 后 變 為 褐 色 干 燥 時(shí) 呈 綠 褐 色 后 變 暗 褐 色 直 至 枯 萎 濕 度 大 時(shí) 葉 片 背 面 出 現(xiàn) 白 色 霉 層 多 從 植 株 下 部 葉 尖 或 葉 緣 開 始 發(fā) 病 然 后 逐 漸 向 上 部 葉 片 蔓 延 葉 霉 病 葉 片 染 病 后 出 現(xiàn) 橢 圓 形 或 不 規(guī) 則 淡 黃 色 病 斑 葉 片 背 面 長(zhǎng) 出 灰 褐 色 至 黑 褐 色 的 絨 狀 霉 層 條 件 適 宜 時(shí) 染 病 葉 片 正 面 也 長(zhǎng) 出 霉 層 一 般 中 下 部 葉 片 先 發(fā) 病 然 后 逐 漸 向 上 部 葉 片 蔓 延 病 害 嚴(yán) 重 時(shí) 病 斑 連 片 葉 片 逐 漸 卷 曲 干 枯 花 葉 病 葉 片 染 病 后 會(huì) 出 現(xiàn) 黃 綠 相 間 或 濃 綠 與 淡 綠 相 間 斑 駁 亦 或 是 顏 色 深 淺 分 布 不 均 勻 的 綠 色 病 斑 葉 片 外 形 變 得 細(xì) 長(zhǎng) 且 小 葉 片 增 厚 且 略 有 皺 縮 扭 曲 斑 枯 病 染 病 后 葉 片 正 面 背 面 均 出 現(xiàn) 圓 形 或 近 圓 形 的 病 斑 呈 現(xiàn) 大 量 凸 起 的 小 黑 點(diǎn) 病 斑 周 圍 區(qū) 域 泛 黃 葉 片 邊 緣 的 發(fā) 病 部 位 會(huì) 發(fā) 生 微 卷 曲 嚴(yán) 重 時(shí) 形 成 大 的 枯 斑 病 部 組 織 壞 死 穿 孔 導(dǎo) 致 葉 片 干 枯 脫 落 細(xì) 菌 性 斑 點(diǎn) 病 染 病 后 葉 片 出 現(xiàn) 大 量 褐 色 病 斑 呈 聚 集 狀 態(tài) 病 斑 周 圍 的 過 渡 區(qū) 呈 現(xiàn) 黃 褐 色 發(fā) 病 后 期 病 斑 枯 萎 形 成 孔 洞 葉 螨 病 葉 螨 即 紅 蜘 蛛 受 損 害 的 葉 片 部 位 會(huì) 由 于 水 分 缺 失 而 變 為 白 色 葉 片 表 面 呈 現(xiàn) 大 量 白 色 病 斑 葉 片 卷 曲 圖 片 的 正 形 處 理 數(shù) 據(jù) 庫 中 每 張 番 茄 圖 像 只 有 一 張 葉 片 每 張 葉 片 只 患 一 種 疾 病 圖 像 背 景 簡(jiǎn) 單 但 葉 片 在 圖 像 中 的 位 置 不 固 定 且 葉 片 的 朝 向 是 任 意 的 為 了 使 葉 片 朝 向 統(tǒng) 一 本 研 究 提 出 了 正 形 機(jī) 制 該 機(jī) 制 旨 在 將 所 有 葉 片 的 方 向 統(tǒng) 一 為 葉 尖 朝 上 葉 柄 朝 下 使 得 葉 片盡 可 能處 于 圖片的 正 中位 置 保 證 葉片與 圖片中 線 的 偏 離 角 度 范 圍 為 通 過 正 形 機(jī) 制 對(duì) 圖 像 進(jìn) 行 處 理 有 利 于 卷 積 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 提 取 到 更 多 更 細(xì) 致 的 病 害 特 征 進(jìn) 而 提 高 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 學(xué) 習(xí) 效 率 增 強(qiáng) 穩(wěn) 定 性 其 工 作 流 程 如 圖 所 示 具 體 步 驟 為 第 一 獲 取 病 害 圖 片 第 二 對(duì) 圖 片 進(jìn) 行 灰 度 化 處 理 第 三 利用高 斯 濾 波 降 低 圖 片 噪 聲 第 四 利 用 多 級(jí) 邊 緣 檢 測(cè) 算 法 邊 緣 檢 測(cè) 算 子 提 取 葉 片 的 邊 緣 特 征 第 五 繪 制 最 小 外 接 多 邊 形 獲 得 圖 片 旋 轉(zhuǎn) 角 度 第 六 利 用 旋 轉(zhuǎn) 角 度 對(duì) 圖 片 進(jìn) 行 仿 射 校 正 圖 正 形 機(jī) 制 處 理 圖 片 的 流 程 本 研 究 選 取 張 圖像 篩 除 朝 向 正 確的 圖 片 剩 下 需 要 進(jìn) 行 正 形 機(jī) 制 處 理 的 圖 像 共 有 張 圖 為 部 分 葉 片 經(jīng) 過 正 形 處 理 后 的 結(jié) 果 此 外 數(shù) 據(jù) 集 中 各類 圖 像數(shù) 量 分布的 不 均衡 往往 會(huì) 對(duì)模型 訓(xùn)練產(chǎn) 生 極 大 影 響 甚 至 產(chǎn) 生 過 擬 合 的 現(xiàn) 象 為 了 緩 解 圖 片 數(shù) 量 不 均 衡 的問 題 以 種 番 茄 葉 片 樣 本 的 平 均 值 為 基 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 年 第 卷 第 期準(zhǔn) 采 用 隨 機(jī) 復(fù) 制 的 方 式 對(duì) 數(shù) 據(jù) 量 較 少 的 早 疫 病 葉 霉 病 和 花 葉 病 進(jìn) 行 數(shù) 據(jù)擴(kuò) 充 最 終 得 到 的 圖 像 樣本共 張 數(shù) 據(jù) 集 具 體 信 息 如 表 所 示 圖 圖 像 正 形 處 理 結(jié) 果 表 番 茄 數(shù) 據(jù) 集 分 布 病 害 類 別 圖 像 數(shù) 量 張 病 害 類 別 圖 像 數(shù) 量 張 早 疫 病 花 葉 病 健 康 斑 枯 病 晚 疫 病 細(xì) 菌 性 斑 點(diǎn) 病 葉 霉 病 葉 螨 病 病 害 識(shí) 別 模 型 設(shè) 計(jì) 模 型 的 構(gòu) 建 本 研 究 構(gòu) 建 的 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 結(jié) 構(gòu) 如 圖 顯 示 該 模 型 包 括 全 局 特 征 提 取 子 網(wǎng) 絡(luò) 和 關(guān) 鍵 特 征 提 取 子 模 塊 個(gè) 部 分 通 過 一 系 列 卷 積 池 化 操 作 對(duì) 輸 入 圖 片 的 顏 色 紋 理 和 形 狀 等 全 局 特 征 進(jìn) 行 提 取 獲 取 圖 片 的 整 體 屬 性 輸 出 多 個(gè) 特 征 圖 將 這 些 包 含 全 局 特 征 的 特 征 圖 進(jìn) 行 池 化 壓 縮 得 到 通 道 維 度 的 信 息 描 述 符 捕 獲 該 通 道 描 述 符 之 間 的 非 線 性 相 互 作 用 關(guān) 系 根 據(jù) 關(guān) 鍵 程 度 為 每 個(gè) 特 征 通 道 分 配 權(quán) 重 最 后 將 該 權(quán) 重 作 用 在 輸 入 的 特 征 圖 上 從 而 提 升 關(guān) 鍵 特 征 的 表 達(dá) 并 抑 制 不 相 關(guān) 特 征 實(shí) 現(xiàn) 對(duì) 關(guān) 鍵 特 征 的 精 準(zhǔn) 提 取 組 成 模 塊 全 局 特 征 提 取 子 網(wǎng) 絡(luò) 原 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 中 包 含 個(gè) 模 塊 網(wǎng) 絡(luò) 層 數(shù) 和 參 數(shù) 量 均 較 多 運(yùn) 算 時(shí) 間 長(zhǎng) 綜 合 考 慮 種 番 茄 病 害 圖 片 數(shù) 量 的 適 合 度 同 時(shí) 避 免 過 擬 合 將 中 的 和 這 個(gè) 模 塊 刪 除 利 用 剩 余 的 模 塊 構(gòu) 建 子 網(wǎng) 絡(luò) 子 網(wǎng) 絡(luò) 由 個(gè) 模 塊 個(gè) 卷 積 層 個(gè) 池 化 層 個(gè) 全 局 平 均 池 化 層 個(gè) 層 和 個(gè) 層 組 成 表 為 構(gòu) 建 的 子 網(wǎng) 絡(luò) 的 具 體 參 數(shù) 其 中 模 塊 重 新 排 序 命 名 每 個(gè) 模 塊 包 括 層 和 層 每 層 僅 由 或 大 小 的 卷 積 核 組 成 與 傳 統(tǒng) 的 卷 積 層 相 比 該 方 法 將 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 參 數(shù) 量 減 少 了 其 結(jié) 構(gòu) 如 圖 顯 示 個(gè) 卷 積 層 分 別 處 在 子 網(wǎng) 絡(luò) 的 前 端 和 后 端 能 夠 有 效 提 取 到 圖 像 基 本 特 征 和 高 層 語 義 信 息 個(gè) 最 大 池 化 層 能 夠 提 取 出 低 分 辨 率 強(qiáng) 語 義 信 息 的 特 征 圖 用 全 局 平 均 池 化 層 代 替 全 連 接 層 可 以 有 效 減 少 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 計(jì) 算 復(fù) 雜 度 和 參 數(shù) 量 從 而 提 高 模 型 訓(xùn) 練 速 度 層 的 引 入 能 夠 有 效 防 止 過 擬 合 利 用 函 數(shù) 計(jì) 算 出 每 個(gè) 類 別 的 概 率 輸 出 預(yù) 測(cè) 結(jié) 果 關(guān) 鍵 特 征 提 取 子 模 塊 本 研 究 引 入 關(guān) 鍵 特 征 提 取 子 模 塊 實(shí) 現(xiàn) 與 全 局 網(wǎng) 絡(luò) 模 塊 的 有 效 結(jié) 合 同 時(shí) 能 夠 對(duì) 特 征 的 重 要 程 度 進(jìn) 行 評(píng) 估 獲 取 權(quán) 重 值 強(qiáng) 化 病 害 關(guān) 鍵 特 征 的 表 達(dá) 結(jié) 合 注 意 力 機(jī) 制 的 包 括 個(gè) 全 局 平 均 池 化 層 個(gè) 全 連 接 層 個(gè) 激 活 函 數(shù) 和 個(gè) 矩 陣 乘 法 操 作 該 模 塊 提 取 關(guān) 鍵 特 征 的 過 程 如 下 步 驟 獲 取 通 道 描 述 符 從 子 網(wǎng) 絡(luò) 卷 積 層 輸 出 的 特 征 圖 維 度 為 表 示 特 征 圖 的 長(zhǎng) 寬 通 道 數(shù) 將 其 輸 入 到 中 首 先 經(jīng) 過 全 局 平 均 池 化 層 對(duì) 大 小 為 的 特 征 圖 上 的 所 有 值 進(jìn) 行 求 和 取 平 均 值 每 個(gè) 通 道 的 輸 出 值 用 表 示 運(yùn) 算 公 式 如 下 胡 玲 艷 等 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別 分 別 表 示 模 型 預(yù) 測(cè) 種 番 茄 葉 片 病 害 的 概 率 全 局 特 征 提 取 子 網(wǎng) 絡(luò) 關(guān) 鍵 特 征 提 取 子 模 塊 圖 模 型 的 結(jié) 構(gòu) 表 子 網(wǎng) 絡(luò) 的 內(nèi) 部 參 數(shù) 類 型 輸 入 尺 寸 長(zhǎng) 寬 通 道 數(shù) 步 長(zhǎng) 濾 波 器 尺 寸 長(zhǎng) 寬 輸 出 尺 寸 長(zhǎng) 寬 通 道 數(shù) 卷 積 層 池 化 層 模 塊 模 塊 池 化 層 模 塊 模 塊 池 化 層 層 卷 積 層 全 局 平 均 池 化 層 層 圖 模 塊 結(jié) 構(gòu) 其 中 表 示 特 征 圖 的 長(zhǎng) 寬 通 道 數(shù) 表 示 特 征 圖 上 像 素 的 位 置 索 引 表 示 特 征 圖 上 的 值 為 每 個(gè) 通 道 的 輸 出 值 個(gè) 通 道 的 總 輸 出 值 為 則 步 驟 降 維 獲 取 通 道 間 非 線 性 關(guān) 系 將 前 面 獲 得 的 總 輸 出 值 先 經(jīng) 過 全 連 接 層 該 層 通 過 縮 放 因 子 將 通 道 數(shù) 從 降 低 到 減 少 計(jì) 算 量 然 后 再 利 用 激 活 函 數(shù) 獲 取 通 道 之 間 的 非 線 性 關(guān) 系 運(yùn) 算 公 式 如 下 其 中 表 示 全 連 接 層 的 權(quán) 重 參 數(shù) 矩 陣 維 度 為 表 示 轉(zhuǎn) 置 為 特 征 圖 經(jīng) 過 全 局 平 均 池 化 的 結(jié) 果 維 度 為 為 輸 出 值 維 度 為 為 通 道 數(shù) 為 縮 放 因 子 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 年 第 卷 第 期步 驟 升 維 獲 取 關(guān) 鍵 值 將 上 一 步 獲 得 的 輸 出 經(jīng) 過 全 連 接 層 此 操 作 將 通 道 數(shù) 恢 復(fù) 到 原 始 數(shù) 量 然 后 通 過 函 數(shù) 進(jìn) 一 步 捕 獲 通 道 間 的 非 線 性 關(guān) 系 后 進(jìn) 行 評(píng) 估 輸 出 各 通 道 的 關(guān) 鍵 度 值 其 值 記 為 運(yùn) 算 公 式 如 下 其 中 表 示 全 連 接 層 的 權(quán) 重 參 數(shù) 矩 陣 維 度 為 表 示 轉(zhuǎn) 置 為 步 驟 的 輸 出 值 表 示 關(guān) 鍵 度 值 為 包 含 個(gè) 數(shù) 值 的 標(biāo) 量 且 的 數(shù) 值 大 小 代 表 對(duì) 應(yīng) 通 道 關(guān) 鍵 程 度 的 高 低 步 驟 關(guān) 鍵 特 征 提 取 將 獲 取 的 關(guān) 鍵 值 逐 通 道 加 權(quán) 到 先 前 的 特 征 圖 上 即 將 每 個(gè) 特 征 圖 分 別 與 相 乘 運(yùn) 算 公 式 如 下 其 中 為 特 征 圖 上 的 值 為 通 道 對(duì) 應(yīng) 的 關(guān) 鍵 度 值 為 每 個(gè) 通 道 的 輸 出 值 為 個(gè) 通 道 輸 出 的 總 特 征 圖 與 輸 入 維 度 一 致 但 此 時(shí) 特 征 圖 上 的 值 都 已 被 重 新 標(biāo) 定 即 關(guān) 鍵 特 征 的 特 征 值 變 得 更 大 無 關(guān) 的 特 征 變 得 更 小 甚 至 被 抑 制 從 而 實(shí) 現(xiàn) 關(guān) 鍵 特 征 的 提 取 圖 為 子 模 塊 的 結(jié) 構(gòu) 模 型 訓(xùn) 練 試 驗(yàn) 參 數(shù) 設(shè) 置 本 研 究 在 服 務(wù) 器 上 的 試 驗(yàn) 配 置 環(huán) 境 如 下 計(jì) 算 機(jī) 操 作 系 統(tǒng) 搭 載 處 理 器 內(nèi) 存 顯 卡 顯 存 采 用 深 度 學(xué) 習(xí) 框 架 將 作 為 編 程 語 言 將 預(yù) 處 理 后 的 數(shù) 據(jù) 集 隨 機(jī) 劃 分 為 訓(xùn) 練 集 驗(yàn) 證 集 和 測(cè) 試 集 這 部 分 的 圖 像 數(shù) 量 比 例 為 最 終 形 成 張 訓(xùn) 練 集 圖 像 張 驗(yàn) 證 集 圖 像 張 測(cè) 試 集 圖 像 用 隨 機(jī) 劃 分 后 的 樣 本 數(shù) 據(jù) 集 對(duì) 不 同 分 類 模 型 進(jìn) 行 訓(xùn) 練 得 到 各 模 型 的 性 能 評(píng) 估 結(jié) 果 在 番 茄 葉 片 病 害 識(shí) 別 模 型 的 訓(xùn) 練 過 程 中 輸 入 圖 像 大 小 設(shè) 定 為 選 用 優(yōu) 化 速 度 較 快 的 自 適 應(yīng) 矩 陣 估 計(jì) 算 法 優(yōu) 化 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 其 初 始 學(xué) 習(xí) 率 設(shè) 置 為 并 采 用 多 分 類 對(duì) 數(shù) 函 數(shù) 作 為 損 失 函 數(shù) 每 組 試 驗(yàn) 反 復(fù) 進(jìn) 行 次 每 次 迭 代 次 試 驗(yàn) 中 訓(xùn) 練 集 和 驗(yàn) 證 集 的 批 次 大 小 均 設(shè) 置 為 測(cè) 試 集 的 批 次 大 小 為 關(guān) 鍵 特 征 提 取 子 模 塊 表 示 特 征 圖 的 長(zhǎng) 寬 表 示 通 道 數(shù) 表 示 縮 放 因 子 表 示 特 征 圖 經(jīng) 過 全 局 平 均 池 化 后 的 輸 出 表 示 經(jīng) 過 函 數(shù) 得 到 的 非 線 性 關(guān) 系 輸 出 表 示 關(guān) 鍵 度 值 圖 子 模 塊 的 結(jié) 構(gòu) 中 的 縮 放 因 子 設(shè) 置 為 同 時(shí) 為 了 防 止 過 擬 合 設(shè) 置 正 則 化 系 數(shù) 為 試 驗(yàn) 選 用 的 評(píng) 價(jià) 指 標(biāo) 有 個(gè) 分 別 為 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 和 識(shí) 別 速 度 準(zhǔn) 確 率 定 義 為 被 正 確 分 類 的 病 害 圖 像 數(shù) 量 與 總 病 害 圖 像 數(shù) 量 之 比 模 型 大 小 與 參 數(shù) 量 有 關(guān) 在 訓(xùn) 練 過 程 中 使 用 函 數(shù) 記 錄 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 參 數(shù) 量 識(shí) 別 速 度 為 進(jìn) 行 單 張 圖 片 測(cè) 試 時(shí) 所 需 的 時(shí) 間 試 驗(yàn) 方 案 設(shè) 計(jì) 為 了 更 全 面 地 驗(yàn) 證 正 形 機(jī) 制 的 作 用 以 及 模 型 的 性 能 選 取 模 型 作 為 對(duì) 比 模 型 其 中 模 型 直 接 從 官 方 應(yīng) 用 網(wǎng) 站 下 載 其 他 分 類 模 型 均 在 本 研 究 搭 建 的 試 驗(yàn) 環(huán) 境 中 進(jìn) 行 代 碼 編 寫 試 驗(yàn) 方 案 設(shè) 計(jì) 如 下 步 驟 準(zhǔn) 備 個(gè) 數(shù) 據(jù) 集 將 包 含 任 意 朝 向 葉 片 的 原 始 數(shù) 據(jù) 集 標(biāo) 志 為 經(jīng) 過 正 形 機(jī) 制 處 理 后 的 數(shù) 據(jù) 集 標(biāo) 志 為 比 較 種 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 胡 玲 艷 等 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別 在 種 數(shù) 據(jù) 集 上 的 準(zhǔn) 確 率 和 魯 棒 性 驗(yàn) 證 正 形 機(jī) 制 操 作 處 理 后 的 數(shù) 據(jù) 集 對(duì) 模 型 性 能 的 影 響 步 驟 確 定 模 型 中 所 包 含 的 模 塊 數(shù) 量 并 對(duì) 比 模 型 加 入 關(guān) 鍵 特 征 提 取 模 塊 前 后 各 性 能 指 標(biāo) 的 變 化 情 況 驗(yàn) 證 該 模 塊 加 入 的 必 要 性 步 驟 將 模 型 與 其 他 模 型 進(jìn) 行 對(duì) 比 從 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 識(shí) 別 速 度 魯 棒 性 以 及 穩(wěn) 定 性 等 多 個(gè) 維 度 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 驗(yàn) 證 所 提 出 模 型 的 綜 合 性 能 結(jié) 果 與 分 析 正 形 機(jī) 制 對(duì) 不 同 模 型 識(shí) 別 性 能 的 影 響 圖 展 示 了 不 同 分 類 模 型 在 種 數(shù) 據(jù) 集 上 得 到 的 試 驗(yàn) 結(jié) 果 可 以 看 出 與 數(shù) 據(jù) 集 相 比 模 型 在 數(shù) 據(jù) 集 上 表 現(xiàn) 出 更 優(yōu) 的 性 能 且 各 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 均 提 升 了 左 右 這 可 能 是 因 為 卷 積 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 具 備 學(xué) 習(xí) 能 力 在 訓(xùn) 練 的 過 程 中 可 以 根 據(jù) 損 失 函 數(shù) 不 斷 更 新 參 數(shù) 而 朝 向 統(tǒng) 一 的 圖 片 能 夠 進(jìn) 一 步 加 深 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 理 解 和 記 憶 有 助 于 模 型 快 速 細(xì) 致 地 學(xué) 習(xí) 到 目 標(biāo) 特 征 得 到 更 優(yōu) 的 一 組 權(quán) 重 參 數(shù) 從 而 使 模 型 獲 得 更 高 的 準(zhǔn) 確 率 圖 不 同 模 型 在 種 數(shù) 據(jù) 集 下 的 準(zhǔn) 確 率 為 了 進(jìn) 一 步 探 究 正 形 機(jī) 制 對(duì) 模 型 魯 棒 性 的 影 響 分 別 在 數(shù) 據(jù) 集 上 添 加 同 等 的 高 斯 噪 聲 圖 顯 示 在 個(gè) 數(shù) 據(jù) 集 中 添 加 高 斯 噪 聲 后 各 個(gè) 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 均 出 現(xiàn) 不 同 程 度 的 下 降 每 個(gè) 模 型 在 數(shù) 據(jù) 集 上 的 準(zhǔn) 確 率 下 降 幅 度 均 高 于 在 數(shù) 據(jù) 集 上 的 下 降 幅 度 不 難 分 析 出 由 于 數(shù) 據(jù) 集 經(jīng) 過 正 形 機(jī) 制 處 理 幾 乎 所 有 葉 片 都 位 于 圖 片 的 中 心 位 置 而 病 害 特 征 也 會(huì) 局 限 在 這 個(gè) 區(qū) 域 內(nèi) 因 此 根 據(jù) 這 些 同 向 的 葉 片 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 將 提 取 到 更 多 相 關(guān) 的 重 疊 的 特 征 可 以 在 一 定 程 度 上 緩 解 噪 聲 環(huán) 境 的 干 擾 綜 上 可 以 得 出 對(duì) 數(shù) 據(jù) 進(jìn) 行 正 形 機(jī) 制 處 理 有 助 于 提 高 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 和 魯 棒 性 因 此 后 續(xù) 研 究 均 采 用 數(shù) 據(jù) 集 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 圖 種 數(shù) 據(jù) 集 的 測(cè) 試 集 中 加 入 相 同 噪 聲 時(shí) 不 同 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 下 降 幅 度 模 型 的 綜 合 性 能 模 塊 個(gè) 數(shù) 對(duì) 模 型 的 影 響 結(jié) 合 本 研 究 所 采 用 數(shù) 據(jù) 集 中 的 圖 片 數(shù) 量 為 了 防 止 過 擬 合 相 應(yīng) 刪 減 了 原 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 中 的 模 塊 為 了 確 定 最 佳 的 模 塊 數(shù) 量 分 別 將 含 有 個(gè) 個(gè) 和 個(gè) 模 塊 所 對(duì) 應(yīng) 的 模 型 在 數(shù) 據(jù) 集 上 進(jìn) 行 試 驗(yàn) 表 顯 示 種 模 型 識(shí) 別 單 張 圖 片 所 用 的 時(shí) 間 差 距 極 其 微 小 說 明 三 者 檢 測(cè) 速 度 相 當(dāng) 當(dāng) 模 型 中 的 模 塊 個(gè) 數(shù) 為 時(shí) 此 時(shí) 占 用 內(nèi) 存 最 少 準(zhǔn) 確 率 也 最 低 與 模 塊 個(gè) 數(shù) 為 時(shí) 的 模 型 相 比 模 塊 個(gè) 數(shù) 為 時(shí) 模 型 大 小 僅 增 加 同 時(shí) 準(zhǔn) 確 率 增 加 個(gè) 百 分 點(diǎn) 以 上 與 模 塊 個(gè) 數(shù) 為 時(shí) 的 模 型 相 比 模 塊 個(gè) 數(shù) 為 時(shí) 模 型 準(zhǔn) 確 率 幾 乎 沒 有 增 大 但 模 型 大 小 卻 增 加 了 通 過 上 述 結(jié) 果 不 難 分 析 出 模 塊 個(gè) 數(shù) 過 多 不 僅 沒 有 明 顯 提 升 準(zhǔn) 確 率 還 可 能 增 加 存 儲(chǔ) 負(fù) 擔(dān) 若 數(shù) 量 過 少 雖 占 用 內(nèi) 存 較 少 但 不 利 于 對(duì) 特 征 進(jìn) 行 完 全 細(xì) 致 的 提 取 從 而 使 得 準(zhǔn) 確 率 較 低 因 此 為 了 保 證 設(shè) 計(jì) 的 模 型 在 準(zhǔn) 確 率 占 用 內(nèi) 存 方 面 均 具 備 較 好 的 表 現(xiàn) 最 終 在 模 型 中 保 留 個(gè) 模 塊 此 時(shí) 模 型 的 綜 合 性 能 更 佳 關(guān) 鍵 特 征 提 取 模 塊 對(duì) 模 型 的 影 響 為 了 驗(yàn) 證 關(guān) 鍵 特 征 提 取 模 塊 對(duì) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 性 能 的 影 響 在 江 蘇 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 報(bào) 年 第 卷 第 期數(shù) 據(jù) 集 上 對(duì) 模 型 和 去 掉 模 塊 的 模 型 進(jìn) 行 訓(xùn) 練 將 后 者 命 名 為 模 型 結(jié) 果 表 表 明 與 模 型 相 比 模 型 準(zhǔn) 確 率 略 高 模 型 略 小 識(shí) 別 速 度 略 快 但 二 者 均 處 于 同 一 數(shù) 量 級(jí) 差 別 甚 微 因 此 都 能 滿 足 小 型 化 快 速 精 準(zhǔn) 識(shí) 別 的 要 求 然 而 當(dāng) 在 的 測(cè) 試 集 中 添 加 不 同 級(jí) 別 的 高 斯 噪 聲 時(shí) 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 驟 降 且 下 降 的 幅 度 分 別 高 達(dá) 個(gè) 百 分 點(diǎn) 個(gè) 百 分 點(diǎn) 幾 乎 很 難 精 準(zhǔn) 地 識(shí) 別 病 害 而 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 降 低 幅 度 均 不 超 過 仍 能 保 持 以 上 的 識(shí) 別 準(zhǔn) 確 率 這 是 因 為 模 型 中 包 含 的 關(guān) 鍵 特 征 提 取 模 塊 能 夠 抓 住 主 要 的 關(guān) 鍵 的 特 征 忽 略 其 他 不 重 要 的 特 征 或 者 干 擾 源 從 而 具 有 較 好 的 魯 棒 性 在 評(píng) 估 模 型 性 能 時(shí) 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 固 然 重 要 但 魯 棒 性 同 樣 必 不 可 少 否 則 模 型 僅 僅 是 在 實(shí) 驗(yàn) 室 中 的 識(shí) 別 效 果 好 一 旦 應(yīng) 用 到 復(fù) 雜 的 實(shí) 際 農(nóng) 業(yè) 環(huán) 境 中 性 能 將 大 打 折 扣 無 法 滿 足 現(xiàn) 實(shí) 需 求 因 此 從 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 和 魯 棒 性 個(gè) 維 度 綜 合 考 慮 在 本 研 究 提 出 的 模 型 中 加 入 模 塊 是 很 有 必 要 的 表 模 塊 個(gè) 數(shù) 對(duì) 模 型 性 能 的 影 響 模 塊 個(gè) 數(shù) 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 識(shí) 別 單 張 圖 片 耗 時(shí) 表 種 模 型 的 性 能 對(duì) 比 模 型 和 數(shù) 據(jù) 集 包 含 的 噪 聲 等 級(jí) 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 單 張 圖 片 耗 時(shí) 模 型 模 型 模 型 模 型 去 掉 模 塊 的 模 型 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 和 模 型 大 小 本 研 究 基 于 數(shù) 據(jù) 集 比 較 種 分 類 模 型 對(duì) 番 茄 種 病 害 圖 像 識(shí) 別 的 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 和 識(shí) 別 單 張 圖 片 所 用 時(shí) 間 表 顯 示 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 為 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 高 于 傳 統(tǒng) 分 類 算 法 模 型 和 與 經(jīng) 典 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 相 比 雖 然 單 張 圖 片 識(shí) 別 耗 時(shí) 略 久 但 在 準(zhǔn) 確 率 和 模 型 大 小 個(gè) 方 面 表 現(xiàn) 較 好 模 型 與 種 常 見 的 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 相 比 單 張 圖 片 識(shí) 別 耗 時(shí) 相 當(dāng) 但 模 型 僅 占 內(nèi) 存 需 求 更 小 且 準(zhǔn) 確 率 更 高 識(shí) 別 性 能 更 好 在 番 茄 識(shí) 別 的 實(shí) 際 應(yīng) 用 中 準(zhǔn) 確 率 和 模 型 大 小 是 更 為 重 要 的 性 能 指 標(biāo) 因 此 綜 合 考 慮 模 型 的 性 能 和 可 移 植 性 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 具 有 一 定 的 應(yīng) 用 優(yōu) 勢(shì) 表 不 同 模 型 之 間 的 性 能 比 較 模 型 種 類 模 型 名 稱 準(zhǔn) 確 率 模 型 大 小 單 張 圖 片 耗 時(shí) 傳 統(tǒng) 分 類 算 法 經(jīng) 典 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 的 穩(wěn) 定 性 和 魯 棒 性 本 研 究 分 析 了 這 種神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 模 型 在 輪 迭 代 過 程 中 的 準(zhǔn) 確 率 損 失 函 數(shù) 變 化 情況 其 中 模 型 只 迭 代 了 輪 因 為 輪 以 后 出 現(xiàn) 驗(yàn) 證 集 準(zhǔn) 確 率 上 升 而 損 失 值 不 降 反 增 的 現(xiàn) 象 模 型 發(fā) 生 過 擬 合 圖 顯 示 模 型 和 模 型 在 訓(xùn) 練 初 期 均 能 快 速 達(dá) 到 較 高 的 準(zhǔn) 確 率 但 在 迭 代 過 程 中 發(fā) 生 明 顯 抖 動(dòng) 且 抖 動(dòng) 持 續(xù) 時(shí) 間 較 長(zhǎng) 模 型 穩(wěn) 定 性 較 低 模 型 雖 然 上 升 比 較 平 穩(wěn) 但 準(zhǔn) 確 率 明 顯 低 于 其 他 種 模 型 對(duì) 于 模 型 雖 然 初 始 迭 代 時(shí) 準(zhǔn) 確 率 上 升 相 對(duì) 緩 慢 也 有 幾 次 抖 動(dòng) 但 隨 著 迭 代 次 數(shù) 的 增 加 模 型 準(zhǔn) 確 率 呈 平 穩(wěn) 上 升 趨 勢(shì) 在 整 個(gè) 后 期 訓(xùn) 練 中 只 有 微 小 的 浮 動(dòng) 且 最 終 的 準(zhǔn) 確 率 高 于 其 他 種 模 型 損 失 值 最 小 因 此 模 型 具 有 較 好 的 穩(wěn) 定 性 圖 顯 示 隨 著 高 斯 噪 聲 等 級(jí) 的 增 加 各 個(gè) 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 都 有 所 降 低 除 模 型 外 模 型 模 型 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 均 出 現(xiàn) 大 幅 驟 降 當(dāng) 噪 聲 等 級(jí) 增 加 到 時(shí) 這 個(gè) 模 型 的 準(zhǔn) 確 率 均 低 于 此 時(shí) 這 些 模 型 無 法 正 常 完 成 病 害 識(shí) 別 任 務(wù) 而 對(duì) 于 模 型 在 同 胡 玲 艷 等 基 于 輕 量 級(jí) 網(wǎng) 絡(luò) 自 適 應(yīng) 特 征 提 取 的 番 茄 病 害 識(shí) 別樣 的 強(qiáng) 噪 聲 干 擾 下 準(zhǔn) 確 率 仍 能 達(dá) 到 可 以 準(zhǔn) 確 識(shí) 別 出 番 茄 病 害 數(shù) 據(jù) 集 約 的 圖 片 說 明 模 型 在 噪 聲 干 擾 的 環(huán) 境 中 仍 然 具 備 良 好 的 識(shí) 別 性 能 準(zhǔn) 確 率 雖 有 降 低 但 在 可 接 受 范 圍 內(nèi) 具 有 較 好 的 魯 棒 性 圖 不 同 模 型 在 驗(yàn) 證 集 上 的 準(zhǔn) 確 率 損 失 函 數(shù) 變 化 圖 各 模 型 在 包 含 不 同 等 級(jí) 高 斯 噪 聲 的 測(cè) 試 集 上 的 準(zhǔn) 確 率 分 析 模 型 在 數(shù) 據(jù) 集 測(cè) 試 集 上 的 混 淆 矩 陣 圖 橫 向 數(shù) 據(jù) 表 示 標(biāo) 簽 值 縱 向 數(shù) 據(jù) 表 示 預(yù) 測(cè) 值 對(duì) 角 線 上 的 深 色 區(qū) 域 內(nèi) 數(shù) 據(jù) 表 示 預(yù) 測(cè) 正 確 的 個(gè) 數(shù) 分 別 表 示 番 茄 早 疫 病 健 康 晚 疫 病 葉 霉 病 花 葉 病 斑 枯 病 細(xì) 菌 性 斑 點(diǎn) 病 葉 螨 病 對(duì) 應(yīng) 的 預(yù) 測(cè) 準(zhǔn) 確 率 分 別 為 本 研 究 構(gòu) 建 模 型 對(duì) 早 疫 病 的 識(shí) 別 能