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基于多分辨率多类特征融合的梨叶小炭疽病斑识别

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[目的]炭疽病是梨树发生早期落叶从而导致树体衰弱、减产的重要原因之一.为实现梨叶小炭疽病斑的自动监测,及时采取防治措施,本研究构建梨叶小炭疽病斑识别模型.[方法]提出了细粒度颜色矩(fine grained color moments,FG-CM),来描述病斑的颜色特征,用LBP(local binary pattern)、HOG(histogram of oriented gradient)提取病斑的纹理和形状特征,将3种特征进行融合,基于随机森林(random forest,RF)特征选择得到最优的融合特征,最后送入RF分类器进行训练,并采用多分辨率去重算法对识别结果进行去重融合.[结果]多特征融合的方法优于单特征以及两两组合,多分辨率方法优于单分辨率,RF对梨叶炭疽病的识别能力优于BP(back propagation)、SVM(support vector machines)以及R-CNN(region-based convolutional neural networks)、Faster R-CNN、SSD(single shot multibox detector)算法,识别准确率为97.88％,召回率为97.95％.结果验证了细粒度颜色矩FG-CM优于传统颜色矩,在识别中最为关键.[结论]本研究提出的基于多分辨率多类特征融合处理算法(multi-resolution and multi-class feature fusion algorithm,Multi-RF)可以准确快速识别出梨叶上的小炭疽病斑,对快速诊断梨树炭疽病的危害程度并及时防治具有重要意义.
Recognition of pear leaf small anthracnose spot based on multi-resolution and multi-class feature fusion

薛卫、易文鑫、康亚龙、徐阳春、董彩霞

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南京农业大学人工智能学院,江苏 南京210095

南京农业大学江苏省固体有机废弃物资源化高技术研究重点实验室/江苏省有机固体废弃物协同创新中心/教育部资源节约型肥料工程技术研究中心,江苏 南京210095

梨 炭疽病 小目标检测 多分辨率 多类特征融合 细粒度颜色矩

CARS-28

2021

10.7685/jnau.202009024

南京农业大学学报
南京农业大学

南京农业大学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：0.939
ISSN：1000-2030
年,卷(期)：2021.44(5)
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