基于改进FCN-8s的灵武长枣图像分割方法

薛君蕊，王昱潭，曲爱丽，张加欣，邢振伟，魏海岩，孙浩伟

基于改进FCN-8s的灵武长枣图像分割方法

薛君蕊，王昱潭※，曲爱丽，张加欣，邢振伟，魏海岩，孙浩伟

（宁夏大学机械工程学院，银川 750021）

针对不同成熟度灵武长枣图像中多尺度长枣目标的分割问题，该研究提出了一种基于改进FCN-8s的灵武长枣图像分割方法。首先，建立包含不同成熟度灵武长枣图像的数据集。其次，提出一个多尺度特征提取模块，该模块以3×3卷积为主分支，增加1×1卷积和5×5深度可分离卷积作为辅助分支，以提取灵武长枣图像中的多尺度特征。然后，用多尺度特征提取模块替换FCN-8s中的3×3卷积，又对FCN-8s网络结构做了一定的改进，得到了改进FCN-8s。最后，在灵武长枣数据集上进行试验，结果表明，改进FCN-8s的枣类交并比、平均交并比、像素准确率、召回率和像素准确率、召回率的调和平均值1分数分别达到了93.50%、96.41%、98.44%、97.86%和98.15%，比原FCN-8s的各项评价指标分别高出了11.31、6.20、1.51、5.21和3.14个百分点。网络参数量为5.37×106，分割速度为16.20帧/s。改进FCN-8s满足了灵武长枣智能化采摘机器人对视觉识别系统的要求，为实现灵武长枣的智能化采摘提供了技术支持。

语义分割；图像识别；图像分类；FCN-8s；深度可分离卷积；灵武长枣图像

0 引 言

灵武长枣是宁夏回族自治区重要的经济林果[1]，目前主要依靠人工进行采摘，存在采摘效率低、劳动强度大等问题[2]。为了更好地发展灵武长枣产业，自动化和智能化采摘成为当务之急。为解决这一问题，首先要解决的就是基于机器视觉的灵武长枣图像分割问题。……