基于Transformer的强泛化苹果叶片病害识别模型

模型泛化能力是病害识别模型多场景应用的关键,该研究针对不同环境下的苹果叶片病害数据,提出一种可以提取多类型特征的强泛化苹果叶片病害识别模型CaTNet。该模型采用双分支结构,首先设计了一种卷积神经网络分支,负责提取苹果叶片图像的局部特征,其次构建了具有挤压和扩充功能的视觉Transformer分支,该分支能够提取苹果叶片图像的全局特征,最后将两种特征进行融合,使Transformer分支可以学习局部特征,使卷积神经网络分支学习全局特征。与多种卷积神经网络模型和Transformer模型相比,该模型具有更好的泛化能力,仅需学习实验室环境叶片数据,即可在自然环境数据下达到80%的识别精度,相较卷积神经网络EfficientNetV2的72.14%精度和Transformer网络PVT的52.72%精度均有较大提升,能够有效提升对不同环境数据的识别精度,解决了深度学习模型训练成本高,泛化能力弱的问题。

基于Multi-Light模型的奶牛个体识别研究

为了解决大规模智能化奶牛养殖场对奶牛个体识别存在模型大、识别速度慢的问题,试验构建了一种用于识别奶牛个体的多尺度轻量化卷积神经网络(Multi-Light)模型,将拍摄的奶牛图像经过标注后利用DeepLab V3模型从复杂背景中分割出单头奶牛图像;在Multi-Light模型中引入空洞卷积,保证该模型参数量不变的同时增强提取图像全局信息的能力;加入多尺度卷积模块增强该模型对不同尺度特征点的检测能力,在该模型中使用短路连接以保证特征不丢失,提升模型的识别精度;此外,利用通道注意力机制提高了该模型识别精度,同时使该模型具有更多的非线性;最后将分割得到的奶牛图像数据集输入Multi-Light模型进行训练。结果表明:Multi-Light模型对奶牛个体识别的精度达98.51%,高于其他经典模型对奶牛个体的识别率;与轻量级模型对比,Multi-Light模型的大小为5.86 MB,在具备高识别精度的前提下参数量较少。说明试验所搭建的Multi-Light模型克服了传统方法中需要对特征进行人为提取、提取特征方法不够鲁棒、识别模型参数量大及识别速度慢的缺点,为奶牛个体轻量化识别提供了参考。