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题名基于自监督学习的葡萄实例去重叠遮挡算法
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作者
曾湄
王逸涵
雷志伟
刘雪垠
李柏林
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机构
西南交通大学机械工程学院
四川省机械设计研究院研发中心
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出处
《计算机工程》
CAS
CSCD
北大核心
2024年第8期216-228,共13页
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基金
四川省科技计划重点研发项目(2021YFN0020)。
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文摘
传统随机遮挡算法在合成葡萄遮挡图像时会导致合成数据失真,易使葡萄遮挡预测失效。因此,提出一种适用于葡萄遮挡预测的遮挡数据合成方法,并进一步提出基于自监督学习的葡萄实例去遮挡预测算法。在数据合成阶段,该算法采用接近式遮挡策略取代随机遮挡方式用于将完整葡萄实例合成为不同的被遮挡实例,并在合成过程前通过一系列预处理机制来控制互为遮挡的葡萄实例尺寸,从而保证合成的遮挡葡萄符合真实情形,不存在失真问题;随后,将遮挡预测过程拆分为掩码重构与语义填充2个部分,并挑选对应的合成数据分别用于训练基于通用Unet的掩码重构网络和语义填充网络。为了克服因实例分割截取尺寸限制而无法预测完整实例的问题,该算法在数据合成阶段充分考虑被遮挡实例与遮挡者实例,并提出对应的重构和填充函数;在遮挡预测阶段,基于开源架构训练的Pointrend实例分割网络以及所提出的掩码重构网络和语义填充网络被依次用来完成对被遮挡葡萄的预测。在遮挡估计数据集上进行实验,结果表明,该算法预测的遮挡葡萄掩码与真实标注间的交并比(IoU)值达到81.16%,高于其他对比方法,表明所提合成算法与重构框架能够用于葡萄遮挡预测任务。
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关键词
葡萄遮挡
遮挡预测
重构网络
遮挡合成
实例分割
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Keywords
grape occlusion
occlusion prediction
reconstruction network
occlusion synthesis
instance segmentation
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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题名基于局部加权非相干区域监督的葡萄精确分割算法
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作者
雷志伟
曾湄
王逸涵
刘雪垠
李柏林
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机构
西南交通大学机械工程学院
四川省机械设计研究院研发中心
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出处
《计算机工程与应用》
CSCD
北大核心
2024年第15期252-260,共9页
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基金
四川省科技计划重点研发项目(2021YFN0020)。
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文摘
精确实例分割作为葡萄产业园中智能化农艺管理的一项关键技术,对于智慧葡萄园的自动化管理具有重要意义。由于葡萄生长密集、重叠现象严重,传统Mask R-CNN算法分割葡萄时存在实例边缘不准确且重叠区域易错的问题。针对上述问题,提出一种基于局部加权非相干区域监督的葡萄精确分割算法。嵌入额外的非相干区域预测分支,提取葡萄的非相干区域(边缘)和局部非相干区域(重叠边界);对于提取到的上述区域掩码进行加权监督,增强网络对易错区域的特征提取能力;基于像素亲和的多任务融合模块被提出,用于建模非相干分支和掩码分支间的像素亲和关系,进一步提升网络分割性能。利用该方法在与YOLACT++、Mask R-CNN、SOLOv2等实例分割网络在不同的评价指标上进行比较,实验结果表明该方法具有较好的分割性能,可以精确分割出葡萄边界及实例重叠区域。
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关键词
葡萄精确分割
局部非相干区域
加权监督
像素亲和性融合
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Keywords
grape precise segmentation
local incoherent regions
weighted supervision
pixel affinity fusion
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分类号
TP391
[自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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