本技术提供一种基于YOLO‑BBR的柑橘果树冠层边缘分割方法,包括构建柑橘果树冠层数据集;构建YOLO‑BBR分割模型;使用霜冰优化算法RIME对YOLO‑BBR分割模型的超参数进行优化;对训练好的YOLO‑BBR分割模型进行验证。本发明将BoTNet模块、BiFPN网络和霜冰优化算法融合进了YOLO模型,得到YOLO‑BBR分割模型,使得模型提高了提取局部信息的能力,同时还减少了参数,从而使延迟最小化,且模型融合不同尺度的特征,提高图像特征表达,从而更加利于模型进行分割图像;通过霜冰优化算法使得不需要改变模型网络结构,利用群智能的寻优迭代机制快速收敛并获得最有超参数组合,进而提升模型性能。
背景技术
冠层是果树进行主要生理活动的场所,其反映了树木的生长活动以及林木空间属性,直接影响到果树的光合作用效率、果实品质以及整体产量,准确获取果树冠层信息还有主要监测树木长势、预防树木病虫害等。
目前针对自然环境下的柑橘果园冠层分割问题,国内外学者提出了许多解决方法。在研究过程中,研究人员曾用分水岭法、图割法和K-means聚类等传统图像分割算法,实现了提取柑橘果树冠层边界,但传统方法多依赖于颜色、纹理和灰度等基本特征进行分割,在果园自然环境的复杂场景下分割精度较低。有学者提出了基于深度学习的分割算法,但在当前的相关工作中,研究人员大多关注于从果树侧面进行拍摄进而分割冠层。
但是,我国柑橘果园多位于道路崎岖的山地果园中,果树之间种植密集,冠层相对较小,之间也存在互相遮挡的情况,传统的柑橘果树冠层人工调查和野外测量方法费时费力。而基于深度学习的柑橘果树冠层分割方法所使用的数据集多集中于果树侧面进行拍摄冠层,而且这些方法都需要较长的模型计算时间和较高的计算资源,会带来高额的计算代价。而且从果树侧面拍摄的采集距离和光照条件较为固定,场景适应性不高;并且其大多都是通过对模型结构进行重新设计和调整,从而达到显著的分割效果,这样会带来高额的计算代价。
实现思路