一种基于改进U‑Net的植物图像分割算法
2021-10-27赵艳杰郭晓丽刘洋娜茜泰李雅婷张铭梓秦文强
中国传媒大学学报(自然科学版) 2021年3期
赵艳杰,郭晓丽,刘洋,娜茜泰,李雅婷,张铭梓,秦文强
(内蒙古大学电子信息工程学院,呼和浩特 010021)
1 引言
图像分割是理解和分析图像的重要环节,即基于图像的颜色、灰度、纹理等特征对图像的主体部分进行提取[1],目前被广泛的应用于目标识别、目标追踪、3D重构等技术的基础处理过程,本文主要的分割对象为野外采集的花朵型植物和叶片型植物。T.Saitoh等人[2]通过选择局部代价与路径长度之比最小的路径来提取边界,并开发了一种分割识别一体的界面,实验对600幅图片进行测试,获得了97%的花朵分割准确率,但是当待分割主体中心处有清晰边缘时,会出现分割不完整需要手动在边界输入分割点的情况。K Yang[3]等人通过收集标注得到2500张复杂背景叶片图像,分割和识别网络分别为Mask-R-CNN和VGG16,网络的第一部分选择候选目标区域,接着将目标候选区域输入网络的第二部分产生叶片分割图和识别率,最终的误分率(Misclassification Error,ME)为1.15%,但其实验数据量不够充足且模型训练和验证的时间相对较长。刘永波等人[4]使用两组U-Net进行并行计算,实现玉米的叶部病斑分割,其叶片分割的MIOU值达到96.33%,但其只考虑了对叶片的分割,很多病症存在于植物果实等部位,不具有普适性。邓颖等人[5]针对花量密集、多遮挡场景,证明当以ResNeXt50为主卷积网络,Mask-R-CNN获得较高准确率和较低误差率且模型运行时间短,该方法创造性的实现了密集、大量场景中花朵数量的统计但其准确率有待进一步提升。钟伟镇……
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