基于改进ShuffleNetV2的荔枝叶片病虫害图像识别

【目的】探索及时、准确识别危害荔枝叶片病虫害的方法,做好防护和治理工作。【方法】以常见荔枝叶片病虫害图像为研究对象,针对荔枝病虫害图像的病斑分布区域广、面积大小不一等特点,对ShuffleNet V2模型进行相应改进。首先,采集荔枝5类叶片病虫害制作数据集,采用数据增强操作构建更加丰富的数据集;其次,在网络特征提取模块采用混合空洞卷积,避免传统卷积在下采样过程中造成图像分辨率降低及信息丢失;然后,通过嵌入轻量型通道注意力模块ECA(efficient channel attention),增进特征图之间相互依赖关系。此外,删减模型中不必要的层数和通道数,降低模型的参数量及运算量。【结果】研究所改进模型在5类荔枝病虫害图像(毛毡病、炭疽病、煤烟病、叶瘿蚊、藻斑病)中达到了99.04%的识别准确率,比原网络ShuffleNet V2高出2.55%。相较于经典网络AlexNet、ResNet-18、DenseNet和MobileNet V2等,改进模型不仅有着更高的识别准确率,并且改进后模型参数量仅为0.059×10^(6),为原模型的4.92%,浮点运算量仅为0.183×10^(9)。【结论】研究结果适合部署在移动终端等嵌入式资源受限设备上,有助于实现对作物病虫害实时、准确地识别。