基于知识蒸馏的轻量级番茄叶部病害识别模型

• 作者: 汤文亮 黄梓锋
• 来源期刊: 江苏农业学报
• 关键词: 番茄病害 识别模型 条件卷积 注意力机制 知识蒸馏
• 年，卷（期）: 2021,（3）
• 所属期刊栏目: 植物保护|PLANT PROTECTION
• 页码范围: 570-578
• 页数: 9页
• 分类号: TP391.41
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-4440.2021.03.004

摘要

目前,基于迁移学习诊断农作物病害已经成为一种趋势,然而大多数研究使用的模型参数众多,占用了大量设备空间并且推理演算耗时较长,导致对存储和计算资源有严格限制的设备无法利用深度神经网络的优势.为此,本研究以PlantVillage数据集中的番茄病害样本为研究对象,基于条件卷积及通道注意力机制,提出1种新颖的轻量级模型,同时使用知识蒸馏法指导模型训练,在保证模型性能的前提下压缩模型大小.将AlexNet、VGG16、GoogLeNet、ResNet50及DenseNet121进行对比,并利用类激活图(CAM)可视化模型分类决策的图像区域.结果表明,经过蒸馏的自定义模型可以精准定位番茄病叶的发病区域,在测试集中的平均识别准确率达97.6％,不仅优于其他模型,而且模型大小仅为4.4 M.