基于改进U-Net的冬季休眠期矮化苹果树修剪枝条分割方法

来源：湖北农业科学杂志2024年第5期北京时间：

作者：宋振帅1, 宋龙2, 周艳2, 何磊2, 朱贺1, 王治民1, 韩大龙2

单位：1.石河子大学机械电气工程学院,新疆 石河子 832003;2.新疆农垦科学院机械装备研究所,新疆 石河子 832000

摘要：针对冬季休眠期矮化苹果树果园修剪中人工修剪及半自动化修剪作业效率低的问题,在U-Net网络模型基础上,通过VGG16与U-Net结合构建改进的U-Net网络模型,采用VGG16作为上采样特征提取网络,运用注意力机制SEnet增强图像特征提取能力,提升分割精度,进而与下采样提取的图像特征进行融合,实现端到端图像分割效果。结果表明,测试集上SE2网络模型（改进U-Net网络模型）的MIoU、MPA均大于原始U-Net网络模型;在SE2网络模型中,当r=8时测试集的MIoU、测试集的MPA、训练集的Fscore、测试集的Fscore均最大,分别为89.59%、94.17%、0.942 806、0.944 506;在试验台上对SE2网络模型 （r=8）进行性能验证,表明SE2网络模型（r=8）分割性能较好。

关键词：改进U-Net,网络模型,冬季休眠期,矮化苹果树,修剪枝条,分割方法

基金资助：新疆生产建设兵团重大科技项目（2021AA00503）; 国家重点研发计划项目（2017YFD07014）; 新疆生产建设兵团农业领域重点科技攻关项目（2018AB016）