基于统计纹理残差学习网络的葡萄叶片分类方法

来源：华中农业大学学报杂志2023年第3期北京时间：

作者：唐恒翱，李杭昊，孙志同，孟江飞，杨博宇，张宏鸣

单位：1.西北农林科技大学信息工程学院，杨凌 712100;2.西北农林科技大学葡萄酒学院，杨凌 712100

摘要：针对葡萄叶片类间相似度高导致的类内品种分类精度低的问题，构建一种改进的统计纹理残差学习网络（statistical texture residual learning network， STRLNet）的葡萄叶片分类方法。首先在ResNet50骨干网络的基础上添加SE注意力机制，然后构建底层信息的特征增强层，最后将增强后的底层特征与骨干网络提取的高层语义信息相融合，输出连接到用于存储分类特性的全连接层上。利用采集的11种成熟期葡萄叶片数据集进行训练测试，结果显示，STRLNet在提高网络空间性能的同时可充分利用底层特征信息，对构建的葡萄叶片数据集的分类准确率可以达到92.26%，相较于ResNet骨干网络提高了约2.8个百分点，与VGG16、Inception v4和ResNet等主流分类网络相比在葡萄叶片细粒度分类中具有更高的准确性。研究结果表明，在多品种的葡萄叶片分类任务中，改进后的模型相较于骨干网络可以关注到更多的特征信息，相较于主流分类网络模型可以获得更高的分类精度，模型性能得到进一步的提升。

关键词：细粒度分类;葡萄品种分类;特征提取;注意力机制;纹理增强层;卷积神经网络;精准分类

基金资助：国家重点研发计划项目（2020YFD1100601）；陕西省科技厅项目（2023YBNY217）；陕西省秦创原“科学家+工程师”建设项目（2022KXJ-67）