基于低场核磁成像的银杏胚检测及分类
南京林业大学机电产品包装生物质材料国家地方联合工程研究中心;南京林业大学机械电子工程学院;南京林业大学
- 摘 要:
- 银杏胚的有无及发育状况直接影响播种后的发芽率,而这些无法人工检测。该研究基于低场核磁共振成像(Low-field Magnetic Resonance Imaging,LF-MRI)技术,结合深度学习,探索研究银杏种子内部缺陷检测方法。设计了一种基于改进的VGG-16迁移学习图像分类方法,在利用VGG-16卷积层对数据集进行迁移学习时,对模型的学习率、模型结构和归一化3个方面进行改进,比较研究调整初始学习率与更新周期、将全连接层替换为全局卷积层或全局平均池化层并扩展8种微调模型、添加3种归一化层对模型性能的影响。结果表明,全局平均池化层调用方便,能够替代全连接层融合深度特征,提升模型性能;分类输出层置于全局平均池化层后的分类效果较好;组归一化能提升模型性能,并使验证曲线收敛更稳定;学习率对迁移学习模型性能影响极大,使用分段常数衰减策略针对具体应用可有效提高模型性能。相比较VGG-16,该研究构建的基于VGG-Net的银杏种子MR图像识别模型(Ginkgoseedlow-fieldMRimages recognition model based on VGG-Net, GV)大小降低89%,参数量降低89%,训练时间减少64%,训练集与验证集损失分别降低64%与45%、准确率分别提高2.4与2.5个百分点,对正常、孔洞、有胚和无胚4个类别的银杏种子平均分类准确率达到97.40%。研究结果为无损监测银杏种子萌发过程、合理预测种子播种后的发芽率提供了思路。
关键词:无损检测;图像处理;银杏种子;低场核磁共振成像(LF-MRI);迁移学习;VGG-16;内部品质;分类;
相似文章
-
高光谱成像技术无损测定马铃薯面条硬度 [任志尚, 张光耀, 杜娟, 印祥, 金诚谦, 马成业] 智能化农业装备学报(中英文) 2020,1 (1) 44-48
-
柑橘近红外光谱无损检测技术研究进展 [张欣欣, 李跑, 余梅, 蒋立文, 刘霞, 单杨] 食品科学 2022,43 (1) 260-268
-
无损检测技术在作物病害检测中的研究综述 [陈寅, 刘晓宇, 王琳, 王柏生] 现代农业研究 2022,28 (2) 39-41
-
标准化信号处理在路面病害特征增强中的应用 [杨哲, 余秋琴, 罗婷倚, 朱欣] 南方农机 2022,53 (1) 138-139,165
-
苹果无损检测和品质分级技术研究进展及展望 [曹玉栋, 曹玉栋, 祁伟彦, 祁伟彦, 李娴, 李娴, 李哲敏, 李哲敏] 智慧农业(中英文) 2019 (3) 29-45
-
果蔬品质劣变传感检测与监测技术研究进展 [郭志明, 王郡艺, 宋烨, 邹小波, 蔡健荣] 智慧农业(中英文) 2021 (4) 14-28
-
便携式蔬菜叶片重金属镉含量无损检测仪设计与试验 [孙俊, 胡双齐, 周鑫, 张林, 武小红, 戴春霞] 农业机械学报 2022,53 (2) 195-202,220
-
探地雷达偏移成像检测树干空洞 [李光辉, 刘敏, 徐汇, 张艺楠] 农业工程学报 2021 (15) 154-160
-
基于介电特性的水果成熟度无损检测研究进展 [刘橙, 刘广同, 何金成, 沈婷婷] 农业工程 2021 (12) 49-53
-
手持式可见近红外苹果品质无损检测系统设计与试验 [郭志明, 王郡艺, 宋烨, 殷晓平, 邹彩霞, 邹小波] 农业工程学报 2021 (22) 271-277