[發(fā)明專利]一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法和系統(tǒng)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010800336.1
• 申請(qǐng)日: 2020-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112037294A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曹治國(guó);陸昊;李亞楠
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G06T9/00
• 分類號(hào): G06T9/00;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/194
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 李智

1.一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法，其特征在于，包括：

S1.對(duì)植物原始圖依次進(jìn)行編碼、解碼，并將解碼得到的特征映射與軟掩膜融合實(shí)現(xiàn)特征分割；其中，特征映射分割過(guò)程由人工標(biāo)注的點(diǎn)標(biāo)記圖經(jīng)過(guò)點(diǎn)擴(kuò)張和變換得到的偽真值掩膜進(jìn)行監(jiān)督；

S2.將編碼階段中設(shè)定分辨率的特征映射與分割得到的特征映射進(jìn)行點(diǎn)乘；其中，解碼得到的特征映射分辨率與設(shè)定分辨率相同；

S3.對(duì)點(diǎn)乘得到的特征映射進(jìn)行卷積得到局部計(jì)數(shù)，并對(duì)局部計(jì)數(shù)的權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，得到冗余計(jì)數(shù)圖；其中，動(dòng)態(tài)分配結(jié)果和局部計(jì)數(shù)結(jié)果由人工標(biāo)注的點(diǎn)標(biāo)記圖經(jīng)過(guò)高斯卷積和跨步卷積得到的真值冗余計(jì)數(shù)圖進(jìn)行監(jiān)督；

S4.對(duì)冗余計(jì)數(shù)圖進(jìn)行歸一化和可視化處理，得到可解釋的植物計(jì)數(shù)圖。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法，其特征在于，編碼過(guò)程具體為，采用MixNet-L對(duì)植物原始圖進(jìn)行編碼，依次得到分辨率為1/2、1/4、1/8、1/16和1/32的特征映射。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法，其特征在于，解碼過(guò)程具體包括：

采用上下文編碼模塊ASPP對(duì)編碼得到的分辨率為1/32的特征映射進(jìn)行處理；

對(duì)上下文編碼模塊的輸出進(jìn)行上采樣操作并與編碼階段中分辨率為1/16的特征映射進(jìn)行卷積，得到新的分辨率為1/16的特征映射；

對(duì)新的分辨率為1/16的特征映射再進(jìn)行一次上采樣操作，并與編碼階段中分辨率為1/8的特征映射進(jìn)行卷積，得到新的分辨率為1/8的特征映射。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法，其特征在于，步驟S1中所述將解碼得到的特征映射與軟掩膜融合實(shí)現(xiàn)特征分割，具體為，將新的分辨率為1/8的特征映射與軟掩膜融合實(shí)現(xiàn)特征分割。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)方法，其特征在于，步驟S3中所述對(duì)局部計(jì)數(shù)的權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，具體包括：

將點(diǎn)乘得到的特征映射通過(guò)逐通道平均生成權(quán)重映射；

利用Softmax函數(shù)在空間上對(duì)權(quán)重映射進(jìn)行規(guī)范；

通過(guò)將權(quán)重映射與局部計(jì)數(shù)相乘，生成重新分布的計(jì)數(shù)映射。

6.一種可解釋的植物計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，包括：編碼器、解碼器、分割模塊、計(jì)數(shù)器、生成器、歸一化器和可視化器；

編碼器，用于對(duì)植物原始圖進(jìn)行編碼；

解碼器，用于對(duì)編碼器輸出的特征映射進(jìn)行解碼；

分割模塊，用于將解碼器輸出的特征映射與軟掩膜融合實(shí)現(xiàn)特征分割；分割所得結(jié)果與編碼器中設(shè)定分辨率的特征映射進(jìn)行點(diǎn)乘；其中，解碼器輸出的特征映射分辨率與設(shè)定分辨率相同；

計(jì)數(shù)器，用于接收上述點(diǎn)乘結(jié)果，對(duì)點(diǎn)乘結(jié)果進(jìn)行卷積得到局部計(jì)數(shù)，并對(duì)局部計(jì)數(shù)的權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，得到冗余計(jì)數(shù)圖；

生成器，用于對(duì)人工標(biāo)注的點(diǎn)標(biāo)記圖進(jìn)行點(diǎn)擴(kuò)張和變換得到偽真值掩膜，采用該偽真值掩膜對(duì)分割模塊進(jìn)行監(jiān)督；并對(duì)人工標(biāo)注的點(diǎn)標(biāo)記圖進(jìn)行高斯卷積和跨步卷積得到真值冗余計(jì)數(shù)圖，采用該真值冗余計(jì)數(shù)圖對(duì)計(jì)數(shù)器進(jìn)行監(jiān)督；

歸一化器，用于對(duì)冗余計(jì)數(shù)圖進(jìn)行歸一化處理；

可視化器，用于對(duì)歸一化器的輸出結(jié)果進(jìn)行上采樣，得到可解釋的植物計(jì)數(shù)圖。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，編碼器的具體實(shí)施過(guò)程為，采用MixNet-L對(duì)植物原始圖進(jìn)行編碼，依次得到分辨率為1/2、1/4、1/8、1/16和1/32的特征映射。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，解碼器的具體實(shí)施過(guò)程為：

采用上下文編碼模塊ASPP對(duì)編碼得到的分辨率為1/32的特征映射進(jìn)行處理；

對(duì)上下文編碼模塊的輸出進(jìn)行上采樣操作并與編碼階段中分辨率為1/16的特征映射進(jìn)行卷積，得到新的分辨率為1/16的特征映射；

對(duì)新的分辨率為1/16的特征映射再進(jìn)行一次上采樣操作，并與編碼階段中分辨率為1/8的特征映射進(jìn)行卷積，得到新的分辨率為1/8的特征映射。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8任一項(xiàng)所述的一種可解釋的植物計(jì)數(shù)系統(tǒng)，其特征在于，計(jì)數(shù)器中所述對(duì)局部計(jì)數(shù)的權(quán)重進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配，具體包括：

將點(diǎn)乘得到的特征映射通過(guò)逐通道平均生成權(quán)重映射；

利用Softmax函數(shù)在空間上對(duì)權(quán)重映射進(jìn)行規(guī)范；

通過(guò)將權(quán)重映射與局部計(jì)數(shù)相乘，生成重新分布的計(jì)數(shù)映射。