基于深度學習特征與注意力機制的網絡服務器移動端應用實現多品種板栗(Castanea sativa)精準分類:開啟農業智能化分類新征程

《Applied Fruit Science》:Webserver-Based Mobile Application for Multi-class Chestnut (Castanea sativa) Classification Using Deep Features and Attention Mechanisms

【字體: 時間:2025年05月06日 來源:Applied Fruit Science 1.3

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  為解決傳統板栗(Castanea sativa)分類繁瑣易出錯的問題,研究人員開展利用深度學習特征和注意力機制進行板栗多品種分類的研究。開發出相關移動端應用,MobileNet 結合注意力機制分類精度達 99.65% 等。該研究成果可輔助農業決策。

  板栗(Castanea sativa)是富含纖維、維生素 C 和 B 族,以及鉀、鎂、鐵等礦物質的營養食品,除食用外,還用于醫藥、化妝品和能源等領域,在全球需求旺盛。準確分類對確定板栗市場價格至關重要,但傳統靠外觀分類的方法既繁瑣又易出錯,因此急需計算機輔助系統。
研究人員搭建相機系統,采集了 “Aland?z”“Ayd?n”“Simav” 和 “Zonguldak” 這幾個品種的板栗圖像,構建了新的數據集。同時,開發了基于深度學習的移動端應用,用于板栗品種分類。研究人員測試了 16 種先進的卷積神經網絡(CNN)模型,選取其中表現最佳的 3 種作為特征提取器,并用決策樹(DT)、樸素貝葉斯(NB)、支持向量機(SVM)、Adaboost 和極端梯度提升(XGB)算法對提取的特征進行分類。最后,將注意力模塊融入 CNN 模型,以提高板栗圖像的分類準確性。結果顯示,融入注意力機制的 MobileNet 表現最為出色,準確率達到 99.65%,精確率為 99.62%,召回率為 99.67%,F1 分數為 99.64%,kappa 分數為 100%,曲線下面積(AUC)為 100% 。

該板栗數據集可用于不同的學術研究,而提出的框架也能為農業專家提供計算機輔助決策支持,助力農業智能化發展。

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