[發明專利]一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法

在審

• 申請號: 202010563207.5
• 申請日: 2020-06-19
• 公開（公告）號: CN111814592A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 黃德雙;鄭旸
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/54;G06K9/62;G06N3/04;H04L29/06;H04M1/725
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 葉敏華

1.一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，該方法以手機平臺為客戶端，手機平臺采集葉片圖像、發出識別請求并對植物物種信息數據庫進行展示；客戶端發出識別請求至高性能計算機的服務器端，服務器端對葉片圖像進行特征提取、訓練，以及利用可疊加膠囊網絡對葉片進行識別。

2.根據權利要求1所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，該方法具體包括下列步驟：

1)將原始圖片數據集劃分訓練集和測試集，并將測試集劃分為查詢集和候選集；

2)服務器端對訓練集的葉片數據進行包括翻轉、加噪聲、自動裁剪、隨機擦除在內的預處理；

3)對基準網絡模型進行訓練，優化網絡，并對基準網絡的超參數進行調整；

4)當進行實際植物葉片識別時，客戶端獲取葉片圖像后，將葉片圖像傳輸給服務器端，并同時向服務器端發送識別請求；

5)服務器端接收葉片圖像，當服務器端收到識別請求后，基于可疊加膠囊網絡對葉片圖像進行特征提取及識別，識別后的結果無線傳輸至客戶端。

3.根據權利要求2所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，基于可疊加膠囊網絡對葉片圖像進行特征提取及識別的具體內容為：

51)利用局部感知將原有的膠囊網絡中的動態路由方式進行優化；

52)利用GoogLeNet的多尺度提取方式作為膠囊網絡的特征提取方式，對葉片圖像進行特征提取。

4.根據權利要求3所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，可疊加膠囊網絡的具體架構為：

利用動態路由的方式代替原始膠囊網絡的池化層，并將原始膠囊網絡的中間層中膠囊層的激活函數更改為對應向量中標量的激活函數，GoogLeNet通過并行多個不同大小的卷積核并將它們的輸出拼接在一起。

5.根據權利要求1所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，客戶端獲取葉片圖像的方式包括通過攝像頭拍照獲取或從客戶端本地數據庫中獲取。

6.根據權利要求1所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，服務器安裝操作系統，并安裝PyTorch和Python開發環境。

7.根據權利要求2所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，客戶端到服務器端的葉片圖像的識別請求和服務器端到客戶端的植物物種信息傳輸采用HTTP協議通信。

8.根據權利要求1所述的一種基于可疊加膠囊網絡的植物葉片識別方法，其特征在于，所述的服務器端包括一臺對外聯網的流量分發服務器，以及用于根據一定的分發規則對請求分別進行發放的多個工作服務器，各個工作服務器分別設有各自的從屬服務器，所述的流量分發服務器設有一個備份的從屬服務器。