基于多尺度注意力机制网络的玉米害虫识别方法

Maize pest identification method based on multi-scale attention mechanism network

玉米是我国主要的农业粮食作物,害虫严重影响其产量和质量。为快速、准确地识别玉米害虫,针对现有卷积神经网络识别方法需要大量数据集和关键特征易丢失等问题,提出一种基于多尺度注意力机制网络(MCANet)的玉米害虫识别方法。首先,该方法采用空间金字塔循环(SPR)模块提取不同害虫图像的类型和位置信息;其次,在特征融合模块中引入多级通道注意力机制模块,以保障高维语义信息与低维特征的有效融合;同时将多尺度空洞卷积模块引入多级通道注意力网络模型,构建多尺度多通道注意力网络模型,来提取多尺度判别特征,提高模型的识别效率;最后,在1个较小的玉米害虫图像数据集上进行试验,实现对玉米红缘灯蛾、叶夜蛾、玉米黏虫、玉米螟害虫的识别,当训练样本与测试样本之比为90∶10时,玉米害虫识别准确率高达91.60%,与多尺度残差神经网络(MSRNN)、改进卷积神经网络(ICNN)、VGG-ICNN、轻量级CNN(LWCNN)相比,识别率分别提高24.40、18.77、8.00、4.40百分比。结果表明,该方法在小训练样本集中具有较强的鲁棒性和较高的识别率,为农作物病虫害智能化防治提供技术支持。