基于深度學(xué)習(xí)的食用水果圖像識(shí)別應(yīng)用研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 15:49
食用農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)涉及眾多食用水果經(jīng)營(yíng)商戶,這些商戶經(jīng)營(yíng)的水果種類繁多而且交易量也巨大。但目前商戶在食用水果的交易過(guò)程中仍采用傳統(tǒng)人工操作的方式,尤其批發(fā)銷售時(shí)需要通過(guò)人工判斷識(shí)別水果種類后,才能輸入相應(yīng)的價(jià)格數(shù)據(jù)進(jìn)而計(jì)算交易的總金額。這種操作方式不僅沒(méi)有充分利用先進(jìn)的互聯(lián)網(wǎng)+和當(dāng)前人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì),而且消耗人力、增加勞動(dòng)強(qiáng)度、影響經(jīng)營(yíng)成本等。因此,研發(fā)一套食用水果圖像識(shí)別系統(tǒng)用于輔助水果經(jīng)營(yíng)商戶自動(dòng)高效識(shí)別水果圖像的種類后便能完成水果交易中的涉及的費(fèi)用計(jì)算是有意義的和應(yīng)用價(jià)值的。本文所研究的內(nèi)容旨在基于先進(jìn)的深度學(xué)習(xí)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)食用水果圖像識(shí)別模型,并基于該模型研發(fā)面向批發(fā)市場(chǎng)食用水果商戶交易需要的食用水果圖像識(shí)別系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容及工作如下:(1)研究分析了基于傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)和基于深度學(xué)習(xí)的水果圖像識(shí)別相關(guān)技術(shù)。對(duì)傳統(tǒng)機(jī)器學(xué)習(xí)中的特征提取算法、分類算法進(jìn)行了研究分析,著重研究分析了卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù),尤其是較深入研究分析了 AlexNet、MobileNet以及MobileNetV2的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)特點(diǎn)和主要應(yīng)用。(2)采集和整理進(jìn)行模型訓(xùn)練需要的食用水果圖像數(shù)據(jù)集。本文在基于真實(shí)的...
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1傳統(tǒng)圖像識(shí)別流程圖??
?第2章相關(guān)理論及技術(shù)介紹???T等人[16】在1994年提出,以提取圖像的局部紋理特征作為判別依據(jù)。LBP特征??具有灰度不變性、計(jì)算簡(jiǎn)單且特征提取效果良好等顯著優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用??于計(jì)算機(jī)視覺和圖像識(shí)別等多個(gè)領(lǐng)域。??傳統(tǒng)LBP定義在3*3區(qū)域內(nèi),用最中間像素的灰度值作閾值,將周圍8?jìng)(gè)??像素點(diǎn)的灰度值與其比較。若大于或等于該閾值,則被記為1。若小于該閾值,??則被記為0。通過(guò)上述計(jì)算,3*3區(qū)域?qū)⑸梢粋(gè)8位二進(jìn)制數(shù),將其轉(zhuǎn)換為十??進(jìn)制數(shù),即得該中心像素點(diǎn)的LBP碼。它反映了以該區(qū)域像素點(diǎn)的紋理信息。??LBP編碼過(guò)程如圖2.2所示。??rrnn?rr^??_m_g。?1?^?s(gc-go)?(〇iii〇h〇)2=(118)1〇??6?10?1?1?1?0??原始圖像?二值圖像?LBP特征值??圖2.2?LBP算法示意圖??計(jì)算窗口區(qū)域中心像素點(diǎn)的LBP編碼值如公式2.1、公式2.2所示:??LBP(xc,yc)=^2Ps(ip-ic)??^?(2.1)??s{x)?=?/1??|^0?eke??(2.2)??公式2.1中h)是中心像素值,(是灰度值,是相鄰像素的灰度值。??公式2.2公式表不為一個(gè)符號(hào)函數(shù)。??2.1.2?LBP旋轉(zhuǎn)不變模式??由2.1.1中LBP的定義得出,LBP具備灰度不變性,但不同旋轉(zhuǎn)角度會(huì)得到??不同LBP值,不具備旋轉(zhuǎn)不變的特點(diǎn)。??因此,Maenpaa[17]等人將傳統(tǒng)LBP算子進(jìn)行改變,將3*3鄰域旋轉(zhuǎn)得8?jìng)(gè)??7??
?第2章相關(guān)理論及技術(shù)介紹???LBP值,取其中的最小值作該鄰域的LBP值。??圖2.3是求旋轉(zhuǎn)不變LBP值的算法示意圖,可見最后得到具有旋轉(zhuǎn)不變性??的LBP值為15。??〇°〇??。|?〇../22S????〇????〇?°?0???°?0???#?〇???#?????馨?〇?#???0〇?魯??參?〇??〇?#?〇?馨?〇〇?參?〇??0????*?????????°???〇?°?°?〇?°?0〇0?°?〇??°????>40?120?6U?30?15?135?195??IS??圖2.3?LBP旋轉(zhuǎn)不變模式算法示意圖??計(jì)算窗口區(qū)域中心像素點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)不變LBP算子編碼值如公式2.3所示:??LBP;[r?=?min{ROR(LBPPR,i?|?i?=?0,1,...,?P-1}?(2.3)??表示旋轉(zhuǎn)不變LBP算子的編碼值,(xj_)函數(shù)為旋轉(zhuǎn)函數(shù),表示??將x循環(huán)右移z?位。??2.?1.3?LBP等價(jià)模式??由2.1.1中定義可得,半徑為R的圓形區(qū)域LBP包含P個(gè)采樣點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生2〃??種二進(jìn)制模式?梢姡瑐鹘y(tǒng)LBP產(chǎn)生過(guò)多二進(jìn)制模式,對(duì)紋理特征的提娶識(shí)??別、分類等操作造成不便。違背了特征提取算法簡(jiǎn)潔迅速的初衷,故綜合存儲(chǔ)??空間、計(jì)算速度等要求,需對(duì)原始的LBP算子進(jìn)行降維。??為了解決上述問(wèn)題,Ojala[18]等人提出一種“等價(jià)模式”:當(dāng)LBP的二進(jìn)制碼??在0與1之間存在2次以下跳轉(zhuǎn)時(shí),該LBP二進(jìn)制碼稱為等價(jià)模式類,跳轉(zhuǎn)次數(shù)??大于2則歸為混合模式類。與原始LBP相比,LBP等價(jià)模式中在保證所需提取??信息完整的前提下,將模式數(shù)量由初始的減少為P
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的水果識(shí)別技術(shù)研究[J]. 林云森,范文強(qiáng),姜佳良. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2019(06)
[2]基于MobileNet V2-ELM的肝硬化識(shí)別[J]. 劉夢(mèng)倫,趙希梅,魏賓. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[3]基于遷移學(xué)習(xí)的自然環(huán)境下香梨目標(biāo)識(shí)別研究[J]. 孟欣欣,阿里甫·庫(kù)爾班,呂情深,周雷. 新疆大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[4]面向移動(dòng)端的輕量化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J]. 畢鵬程,羅健欣,陳衛(wèi)衛(wèi),鄧益儂,劉禎. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(09)
[5]基于輕量級(jí)CNN的植物病害識(shí)別方法及移動(dòng)端應(yīng)用[J]. 劉洋,馮全,王書志. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(17)
[6]一種移動(dòng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李炳辰,黃魯. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2019(09)
[7]基于多顏色和局部紋理的水果識(shí)別算法研究[J]. 陳雪鑫,卜慶凱. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2019(03)
[8]基于深度遷移學(xué)習(xí)的圖像分類研究[J]. 欒慶磊. 黃山學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]基于深度學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)的水果圖像分類[J]. 廉小親,成開元,安颯,吳葉蘭,關(guān)文洋. 測(cè)控技術(shù). 2019(06)
[10]基于MobileNet的移動(dòng)端城管案件目標(biāo)識(shí)別算法[J]. 楊輝華,張?zhí)煊?李靈巧,潘細(xì)朋. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(08)
博士論文
[1]面向圖像語(yǔ)義分割的新型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用研究[D]. Robail Yasrab.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)學(xué)圖像癌變識(shí)別研究[D]. 薛迪秀.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的五金件圖像檢索方法及其應(yīng)用研究[D]. 何智海.南昌大學(xué) 2019
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遷移學(xué)習(xí)的農(nóng)作物病害和雜草圖像識(shí)別研究[D]. 王敬賢.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別與文字推薦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王雨辰.北京交通大學(xué) 2017
[4]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別方法研究與應(yīng)用[D]. 文馗.華中師范大學(xué) 2017
[5]基于CNN的交通標(biāo)志識(shí)別方法研究[D]. 楊振杰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于深度學(xué)習(xí)的水果圖像識(shí)別算法研究[D]. 王前程.河北大學(xué) 2016
[7]基于稀疏表示和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水果圖像分類與實(shí)現(xiàn)[D]. 呂偉.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]果蔬圖像的混合粒度分類研究[D]. 馮語(yǔ)姍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[9]基于CNN的工件缺陷檢測(cè)方法研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 喬麗.華中師范大學(xué) 2016
[10]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別應(yīng)用研究[D]. 周凱龍.北京工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):2993498
【文章來(lái)源】:南昌大學(xué)江西省 211工程院校
【文章頁(yè)數(shù)】:93 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖2.1傳統(tǒng)圖像識(shí)別流程圖??
?第2章相關(guān)理論及技術(shù)介紹???T等人[16】在1994年提出,以提取圖像的局部紋理特征作為判別依據(jù)。LBP特征??具有灰度不變性、計(jì)算簡(jiǎn)單且特征提取效果良好等顯著優(yōu)點(diǎn),所以被廣泛應(yīng)用??于計(jì)算機(jī)視覺和圖像識(shí)別等多個(gè)領(lǐng)域。??傳統(tǒng)LBP定義在3*3區(qū)域內(nèi),用最中間像素的灰度值作閾值,將周圍8?jìng)(gè)??像素點(diǎn)的灰度值與其比較。若大于或等于該閾值,則被記為1。若小于該閾值,??則被記為0。通過(guò)上述計(jì)算,3*3區(qū)域?qū)⑸梢粋(gè)8位二進(jìn)制數(shù),將其轉(zhuǎn)換為十??進(jìn)制數(shù),即得該中心像素點(diǎn)的LBP碼。它反映了以該區(qū)域像素點(diǎn)的紋理信息。??LBP編碼過(guò)程如圖2.2所示。??rrnn?rr^??_m_g。?1?^?s(gc-go)?(〇iii〇h〇)2=(118)1〇??6?10?1?1?1?0??原始圖像?二值圖像?LBP特征值??圖2.2?LBP算法示意圖??計(jì)算窗口區(qū)域中心像素點(diǎn)的LBP編碼值如公式2.1、公式2.2所示:??LBP(xc,yc)=^2Ps(ip-ic)??^?(2.1)??s{x)?=?/1??|^0?eke??(2.2)??公式2.1中h)是中心像素值,(是灰度值,是相鄰像素的灰度值。??公式2.2公式表不為一個(gè)符號(hào)函數(shù)。??2.1.2?LBP旋轉(zhuǎn)不變模式??由2.1.1中LBP的定義得出,LBP具備灰度不變性,但不同旋轉(zhuǎn)角度會(huì)得到??不同LBP值,不具備旋轉(zhuǎn)不變的特點(diǎn)。??因此,Maenpaa[17]等人將傳統(tǒng)LBP算子進(jìn)行改變,將3*3鄰域旋轉(zhuǎn)得8?jìng)(gè)??7??
?第2章相關(guān)理論及技術(shù)介紹???LBP值,取其中的最小值作該鄰域的LBP值。??圖2.3是求旋轉(zhuǎn)不變LBP值的算法示意圖,可見最后得到具有旋轉(zhuǎn)不變性??的LBP值為15。??〇°〇??。|?〇../22S????〇????〇?°?0???°?0???#?〇???#?????馨?〇?#???0〇?魯??參?〇??〇?#?〇?馨?〇〇?參?〇??0????*?????????°???〇?°?°?〇?°?0〇0?°?〇??°????>40?120?6U?30?15?135?195??IS??圖2.3?LBP旋轉(zhuǎn)不變模式算法示意圖??計(jì)算窗口區(qū)域中心像素點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)不變LBP算子編碼值如公式2.3所示:??LBP;[r?=?min{ROR(LBPPR,i?|?i?=?0,1,...,?P-1}?(2.3)??表示旋轉(zhuǎn)不變LBP算子的編碼值,(xj_)函數(shù)為旋轉(zhuǎn)函數(shù),表示??將x循環(huán)右移z?位。??2.?1.3?LBP等價(jià)模式??由2.1.1中定義可得,半徑為R的圓形區(qū)域LBP包含P個(gè)采樣點(diǎn),會(huì)產(chǎn)生2〃??種二進(jìn)制模式?梢姡瑐鹘y(tǒng)LBP產(chǎn)生過(guò)多二進(jìn)制模式,對(duì)紋理特征的提娶識(shí)??別、分類等操作造成不便。違背了特征提取算法簡(jiǎn)潔迅速的初衷,故綜合存儲(chǔ)??空間、計(jì)算速度等要求,需對(duì)原始的LBP算子進(jìn)行降維。??為了解決上述問(wèn)題,Ojala[18]等人提出一種“等價(jià)模式”:當(dāng)LBP的二進(jìn)制碼??在0與1之間存在2次以下跳轉(zhuǎn)時(shí),該LBP二進(jìn)制碼稱為等價(jià)模式類,跳轉(zhuǎn)次數(shù)??大于2則歸為混合模式類。與原始LBP相比,LBP等價(jià)模式中在保證所需提取??信息完整的前提下,將模式數(shù)量由初始的減少為P
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的水果識(shí)別技術(shù)研究[J]. 林云森,范文強(qiáng),姜佳良. 光電技術(shù)應(yīng)用. 2019(06)
[2]基于MobileNet V2-ELM的肝硬化識(shí)別[J]. 劉夢(mèng)倫,趙希梅,魏賓. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[3]基于遷移學(xué)習(xí)的自然環(huán)境下香梨目標(biāo)識(shí)別研究[J]. 孟欣欣,阿里甫·庫(kù)爾班,呂情深,周雷. 新疆大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(04)
[4]面向移動(dòng)端的輕量化卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)[J]. 畢鵬程,羅健欣,陳衛(wèi)衛(wèi),鄧益儂,劉禎. 信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)安全. 2019(09)
[5]基于輕量級(jí)CNN的植物病害識(shí)別方法及移動(dòng)端應(yīng)用[J]. 劉洋,馮全,王書志. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2019(17)
[6]一種移動(dòng)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的FPGA實(shí)現(xiàn)[J]. 李炳辰,黃魯. 微電子學(xué)與計(jì)算機(jī). 2019(09)
[7]基于多顏色和局部紋理的水果識(shí)別算法研究[J]. 陳雪鑫,卜慶凱. 青島大學(xué)學(xué)報(bào)(工程技術(shù)版). 2019(03)
[8]基于深度遷移學(xué)習(xí)的圖像分類研究[J]. 欒慶磊. 黃山學(xué)院學(xué)報(bào). 2019(03)
[9]基于深度學(xué)習(xí)和遷移學(xué)習(xí)的水果圖像分類[J]. 廉小親,成開元,安颯,吳葉蘭,關(guān)文洋. 測(cè)控技術(shù). 2019(06)
[10]基于MobileNet的移動(dòng)端城管案件目標(biāo)識(shí)別算法[J]. 楊輝華,張?zhí)煊?李靈巧,潘細(xì)朋. 計(jì)算機(jī)應(yīng)用. 2019(08)
博士論文
[1]面向圖像語(yǔ)義分割的新型卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及其應(yīng)用研究[D]. Robail Yasrab.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的醫(yī)學(xué)圖像癌變識(shí)別研究[D]. 薛迪秀.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2017
碩士論文
[1]基于深度學(xué)習(xí)的五金件圖像檢索方法及其應(yīng)用研究[D]. 何智海.南昌大學(xué) 2019
[2]基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遷移學(xué)習(xí)的農(nóng)作物病害和雜草圖像識(shí)別研究[D]. 王敬賢.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2019
[3]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別與文字推薦系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 王雨辰.北京交通大學(xué) 2017
[4]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別方法研究與應(yīng)用[D]. 文馗.華中師范大學(xué) 2017
[5]基于CNN的交通標(biāo)志識(shí)別方法研究[D]. 楊振杰.天津工業(yè)大學(xué) 2017
[6]基于深度學(xué)習(xí)的水果圖像識(shí)別算法研究[D]. 王前程.河北大學(xué) 2016
[7]基于稀疏表示和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的水果圖像分類與實(shí)現(xiàn)[D]. 呂偉.華南農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]果蔬圖像的混合粒度分類研究[D]. 馮語(yǔ)姍.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[9]基于CNN的工件缺陷檢測(cè)方法研究及系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D]. 喬麗.華中師范大學(xué) 2016
[10]基于深度學(xué)習(xí)的圖像識(shí)別應(yīng)用研究[D]. 周凱龍.北京工業(yè)大學(xué) 2016
本文編號(hào):2993498
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