發(fā)布時間：2021-01-06 07:27

　　森林生態(tài)系統(tǒng)作為我國東北地區(qū)國家級自然保護(hù)區(qū)的主體之一,實(shí)現(xiàn)樹種的自動識別對保護(hù)生物多樣性具有重要的意義,有利于增加人們對植物資源的認(rèn)識,使得人們更好的利用這些資源。此外,人們對木制品的需求與日俱增,將樹種識別大眾化也變得尤為重要。本文提出一種基于特征融合和深度學(xué)習(xí)的樹種識別方法,分別從傳統(tǒng)分類算法、深度學(xué)習(xí)、遷移學(xué)習(xí)、目標(biāo)檢測與識別、特征融合五個方面進(jìn)行了樹種識別實(shí)驗。本文的主要研究內(nèi)容如下:（1）基于遷移學(xué)習(xí)的樹種識別。該方法提出的背景是利用深度學(xué)習(xí)直接訓(xùn)練時,需要大量樣本作支撐,而遷移學(xué)習(xí)適合于小規(guī)模數(shù)據(jù)集的識別訓(xùn)練。首先是遷移ImageNet上的預(yù)訓(xùn)練模型,然后在數(shù)據(jù)集上進(jìn)行遷移學(xué)習(xí)訓(xùn)練,最后利用混淆矩陣對遷移學(xué)習(xí)的可行性以及有效性做進(jìn)一步的說明和分析。（2）基于目標(biāo)檢測的樹種識別。該方法基于遷移學(xué)習(xí),首先是遷移卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提取圖像特征,該特征作為目標(biāo)檢測的輸入,最終使得具有復(fù)雜背景的圖片實(shí)現(xiàn)檢測和識別。有效的解決了圖片的輸入問題,不再局限圖片統(tǒng)一大小,可以以任意尺寸作為輸入。此外,由于受環(huán)境因素影響,樹木的生長方向會有所不同,針對生長方向是否會對識別結(jié)果造成影響也進(jìn)行了討... 

【文章來源】：東北林業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：60 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－２研究內(nèi)容??

??擾。在這種情況下拍攝的圖片，樹木本身及其周圍景物的多樣性使得復(fù)雜背景下的樹木??圖像提取是一項復(fù)雜的、探索性很強(qiáng)的工作，從而識別這樣的圖片具有很強(qiáng)挑戰(zhàn)性和理??論研究意義１７２］。??本文以樹木識別為主要目的，圍繞林業(yè)中的樹木展開研究。所以實(shí)驗所需數(shù)據(jù)集均??為人工拍攝，更貼近現(xiàn)實(shí)需求，符合實(shí)驗條件。分別采集了樹的兩種器官，樹葉圖像和??樹皮圖像。為保證數(shù)據(jù)多樣性，拍攝圖片時采用了多種方式。不同手機(jī)拍攝：蘋果、華??為、魅族？，不同拍攝地點(diǎn)：東北林業(yè)大學(xué)校園和東北林業(yè)大學(xué)林場，圖２－１顯示了林場??樹木衛(wèi)星地圖；不同季節(jié)和不同天氣拍攝；不同角度和不同距離拍攝：規(guī)定手機(jī)拍攝角??度是０°？４５°，距離樹木大約２０?ｃｍ？４０?ｃｍ〇??戰(zhàn)??？??ｍ??圖２－１林場衛(wèi)星地圖??２．１．２圖片預(yù)處理??２．１．２．１獲取圖片??－７?－??

?東北林業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文???采集的所有圖片都要經(jīng)過預(yù)處理后，方能進(jìn)行實(shí)驗。首先是篩檢圖片，去除模糊不??清晰的圖片；然后是調(diào)整圖片尺寸，分類兩類圖片：原始尺寸圖片和２５６＊２５６的圖片；??最后制作數(shù)據(jù)集，分為樹葉和樹干并將每種類別放到相對應(yīng)的文件夾中。表２－２是采集??圖片的類型及數(shù)量，其中樹葉和樹皮均為１１類，樹葉圖片總計２４６２張，樹皮圖片總計??２２６３張，分為闊葉材和針葉材，還利用翻轉(zhuǎn)平移對樣本數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)充。圖２－２是采集的??樹葉和樹皮的圖像。??表２－２樹種類型及數(shù)量??￣ｍ：?樹種?植被類型?樹皮圖像數(shù)量?樹葉圖像數(shù)??擴(kuò)充前擴(kuò)充后擴(kuò)充前擴(kuò)充Ｆ￣??１?白樺?２００?５００?２１８?５００??２?胡桃楸?２００?５００?２２６?５００??３?黃檗?２３１?５００?２１４?５００??４?蒙古櫟?２１０?５００?２０９?５００??５?色木槭?睛材?２０４?５００??６?水曲柳?２００?５００?２２７?５００??７?羽葉槭?２００?５００?２１０?５００??８?紫椴?２００?５００?２１７?５００??９?黑皮油松?２０９?５００?２４８?５００??１０?紅皮云杉?針卩＋材?２３３?５００?２７６?５００??１１?興安落葉松?＃?１９０?５００?２１３?５００??１２?樟子松?丨９０?５００??總計?２２６３?５５００?２４６２?５５００??Ｌｉ穩(wěn)麵編〇編??（１）?（２）?（３）?（４）?（５）?（６）?（７）?（８）??，１－７１??（９）?（１〇）?（Ｈ）??邊靈：廣＿霽＿＿瞧??（１）?（２）?（３）?（４）?（


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