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专利号: 2024106879533
申请人: 广东海洋大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2026-04-06
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于改进的U-net苹果图像分割方法,其特征在于,包括:S1、获取真实场景下的苹果图像并进行预处理,将预处理后的苹果图像数据作为数据集;

S2、通过所述数据集对苹果图像分割网络进行训练,以得到训练好的苹果图像分割网络;所述苹果图像分割网络为改进的U-net网络;

S3、通过训练好的苹果图像分割网络对苹果图像进行分割,以得到苹果图像的分割结果。

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述S1具体包括:S11:根据苹果园的环境以及苹果的成熟度,在不同的时间段对成熟度不同的苹果分别进行拍摄,从而获得原始的苹果图像;

S12:对原始的苹果图像进行标注;

S13:对标注后的苹果图像进行水平翻转和垂直翻以得到增强后的数据集;

S14:把数据集按照比例划分为训练集,验证集和测试集。

3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述苹果图像分割网络以U-net网络为基础,包括依次连接的编码部分、跳跃连接、解码部分;

其中,编码部分的主干网络为ResnNet50网络并通过迁移学习将训练好的权重加到ResNet50网络上、跳跃连接处为改进的语义对齐结构、解码部分包括残差网络和上采样模块。

4.根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述改进的语义对齐结构引入了CBAM注意力机制,改进了局部通道的高斯函数并在其全局通道中加入残差网络。

5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述S2具体包括:通过编码部分对数据集进行初步特征提取,以得到初步特征;

将所述初步特征送入改进的语义对齐结构中进行信息重构,以得到重构后的特征图;

将所述初步特征和重构后特征图传输至解码部分,以供解码部分进行网络训练。

6.根据权利要求5的方法,其特征在于,将所述初步特征送入改进的语义对齐结构中进行信息重构,包括:将编码部分提取的初步特征F∈R

初步特征F∈R

式中,

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在S2的训练过程中,通过交叉熵损失函数计算每个部分的输出结果与标签结果的距离,并通过不同权重将各部分损失进行叠加;

同时,通过梯度反向传播方法,采用Adam优化算法和自动学习率对网络中的参数进行调整,以获得训练好的苹果图像分割网络;

其中,交叉熵损失函数表达式为:

其中,n为类别数,batch为批次大小,y

8.一种基于改进的U-net苹果图像分割装置,其特征在于,包括:数据集获取模块,用于获取真实场景下的苹果图像并进行预处理,将预处理后的苹果图像数据作为数据集;

训练模块,用于通过所述数据集对苹果图像分割网络进行训练,以得到训练好的苹果图像分割网络;所述苹果图像分割网络为改进的U-net网络;

分割模块,用于通过训练好的苹果图像分割网络对苹果图像进行分割,以得到苹果图像的分割结果。