摘要:為了減少檢測整株大豆豆莢及莖稈時(shí)相互遮擋對精度造成的影響,,提出了一種基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的大豆豆莢及莖稈表型信息檢測方法,根據(jù)大豆植株的生長特征和卷積網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn),,對單次多框檢測器(Single shot multibox detector, SSD)進(jìn)行了改進(jìn),。與傳統(tǒng)SSD相比,改進(jìn)SSD(IM-SSD)具有更好的抗干擾能力和自學(xué)習(xí)能力,。首先,,通過大豆植株圖像采集平臺獲取收獲期的大豆植株圖像,建立大豆植株RGB空間圖像數(shù)據(jù)集,,將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集,、測試集和驗(yàn)證集,對訓(xùn)練集進(jìn)行顏色變換,、圖像平移,、旋轉(zhuǎn)和縮放等方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的擴(kuò)增,提高網(wǎng)絡(luò)的泛化能力,。其次,,提出一種針對大豆植株圖像中豆莢和莖稈的標(biāo)注方法,僅對未被遮擋的部分進(jìn)行標(biāo)注,,目的是降低遮擋產(chǎn)生的誤判,。IM-SSD是在傳統(tǒng)SSD結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加2個(gè)殘差層,使用低層特征圖融合到高層特征圖來增強(qiáng)對小目標(biāo)的檢測能力,,提高網(wǎng)絡(luò)的識別率,,輸入圖像尺寸為600像素×300像素,降低壓縮變形帶來的影響,。對比試驗(yàn)結(jié)果表明,,IM-SSD的平均精度比SSD300高7.79個(gè)百分點(diǎn),比SSD512高3.83個(gè)百分點(diǎn),。由于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲得的大豆植株莖稈定位是分段的,,不能體現(xiàn)莖稈的真實(shí)特征,提出了一種基于蟻群優(yōu)化(Ant colony optimization, ACO)算法的大豆植株莖稈提取方法,,利用ACO結(jié)合IM-SSD的結(jié)果提取完整的大豆植株莖稈,。最后,通過豆莢定位和大豆植株莖稈提取獲得了大豆植株的部分表型信息,,包括全株莢數(shù),、株高,、有效分枝數(shù)、主莖與株型,。