基于深度学习的5种树皮纹理图像识别研究

编号 zgly0001666838

文献类型 期刊论文

文献题名 基于深度学习的5种树皮纹理图像识别研究

作者 刘嘉政  王雪峰  王甜 

作者单位 中国林业科学研究院资源信息研究所 

母体文献 北京林业大学学报 

年卷期 2019年04期

年份 2019 

分类号 TP391.41  TP18 

关键词 深度学习  树皮图像  卷积神经网络  树种智能识别 

文摘内容 【目的】针对在树皮图像识别时,现有的算法和识别过程过于复杂的问题,提出了基于深度学习的方法来对不同树种的树皮图像进行识别。【方法】本文以5种常见树种的树皮纹理图像为例,采用基于卷积神经网络的深度学习方法,将原始图像直接作为输入,通过卷积和池化层对图像的低级、高级特征进行自动提取,解决了手动提取纹理特征的困难和问题;在此基础上,对CNN模型结构进行改进,采用带Maxout的ELU激励函数来代替ReLU函数,解决模型的偏移和零梯度问题;对损失函数进行改进,通过添加规范项来优化结构参数,并使用分段常数衰减法对学习率进行动态调控;最后采用softmax分类器对图像类别进行输出。【结果】对5个树种的树皮图像共计10 000张图像进行实验,其中每类选取200张图像作为测试集。最终训练准确率达到93.80%,测试集识别准确率为97.70%。另外,为验证本文方法的可行性,与传统人工特征提取法,提取HOG特征、Gabor特征和灰度共生矩阵统计法,训练SVM分类器。通过实验比较,本文方法识别准确率最高。【结论】本文提出的基于深度学习的树皮纹理图像识别方法是可行的,提高了识别效率和精度,为树种的智能化识别提供新的参考。