结合改进CBAM和MobileNetV2算法对小麦病斑粒分类

任治洲, 梁琨, 王泽宇, 张群, 郭雅欣, 郭嘉琦

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南京农业大学学报 ›› 2024, Vol. 47 ›› Issue (03) : 583-591.

结合改进CBAM和MobileNetV2算法对小麦病斑粒分类

  • 任治洲, 梁琨, 王泽宇, 张群, 郭雅欣, 郭嘉琦
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摘要

[目的]小麦病斑粒智能检测对于高效、快速、准确评估麦粒的品级有重要意义。现有小麦病斑粒分类的深度神经网络存在参数数量大、运算复杂等缺点,不便于在移动端部署模型,影响了小麦病斑粒现场分类的效率。本文提出了一种用于小麦病斑粒分类的轻量级神经网络算法。[方法]本研究在轻量化网络MobileNetV2的基础上进行改进,加入改进的CBAM(convolutional block attention module)注意力机制,对改进的模型全整型量化后在边缘计算设备上部署。利用该模型对4种小麦籽粒(赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒)分类。[结果]相比于改进前的MobileNetV2网络,结合改进的注意力机制和MobileNetV2网络在准确率、精准率、召回率上分别提升3.15%、3%和3%;全整型量化后的改进模型对小麦赤霉病粒、腥黑穗病粒、破损粒和正常粒的识别准确率分别达到99%、94%、99%和96%。该模型大小仅有2.36 MB,在边缘计算设备的单次推理时间仅为96.95 ms。[结论]本文改进后的算法模型的准确率提升、大小减少、推理速度加快,可为小麦病斑粒分类模型去冗余提供指导。

关键词

小麦病斑粒 / 注意力机制 / 轻量级神经网络 / 全整型量化

中图分类号

TP391.41 / S435.121

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任治洲, 梁琨, 王泽宇, 张群, 郭雅欣, 郭嘉琦. 结合改进CBAM和MobileNetV2算法对小麦病斑粒分类. 南京农业大学学报. 2024, 47(03): 583-591

基金

江苏省自然科学基金项目(BK20221518); 江苏省农业科技自主创新资金项目[CX(23)1002]

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