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Volume 1,Issue 6

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20 August 2025

基于深度卷积神经网络的苹果叶片病害分类识别

志超 鹿1 茵 陈1
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1 山东工商学院 管理科学与工程学院, 中国
ASDS 2025 , 1(6), 61–66; https://doi.org/10.61369/ASDS.2025060016
© 2025 by the Author. Licensee Art and Design, USA. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution -Noncommercial 4.0 International License (CC BY-NC 4.0) ( https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ )
Abstract

本研究目的是解决苹果叶片病害识别中的难题,提出了一种基于集成深度卷积神经网络的创新解决方案。研究用的数据是Kaggle平台上Plant Pathology - 2020数据集,里面共有1821张图像,涵盖了黑星病、锈病、复合病害、健康叶片这四类。为了让数据更丰富,采用数据增强技术,像几何变换、色彩空间调整等,把数据集扩大到原来的1.8倍,后续进行标准化预处理,让分析能更准确。在研究方法上,采用集成学习框架,把VGG16、ResNet50和InceptionV3三种CNN模型各自优势相结合。在此之后,采用加权投票机制把这些模型的结果加在一起。针对数据不平衡的问题引入了SMOTE技术。这个技术能根据已有的样本生成合成样本,让四类样本的数量变得均衡,这就促使模型在训练的时候能多方面地学习各类特征,避免只关注样本多的类别而忽略样本少的类别。

Keywords
苹果叶片病害
集成学习
深度卷积神经网络
数据不平衡
SMOTE
References

[1] 翁杨, 曾睿, 吴陈铭. 基于深度学习的农业植物表型研究综述[J]. 中国科学: 生命科学, 2019, 49(6): 698-716. 
[2] 袁培森, 黎薇, 任守纲. 基于卷积神经网络的菊花花型和品种识别[J]. 农业工程学报, 2018, 34(5): 152-158. 
[3] WU J T, YANG G, YANG H, et al. Extracting apple tree crown in formation from remote imagery using deep learning[J]. Computers and electronics in agriculture, 2020, 174: 1-14. 
[4] 帖军,隆娟娟,郑禄,牛悦,宋衍霖.基于SK-EfficientNet的番茄叶片病害识别模型8/15 [J].广西师范大学学报(自然科学版),2022,40(04):104-114. 
[5] 乔岳. 深度卷积神经网络在玉米叶片病害识别中的应用研究[D].哈尔滨:东北农业大学博士学位论文, 2019.  
[6] 张建华, 孔繁涛, 吴建寨. 基于改进 VGG 卷积神经网络的棉花病害识别模型[J].中国农业大学学报, 2018, (11): 161-171. 
[7]Krizhevsky A, Sutskever I, Hinton G E. Imagenet classification with deep convolutional neural networks[J]. Communications of the ACM,2017,60(6):84-90.  
[8]Mohanty S P, Hughes D P, Salathé M. Using deep learning for image-based plant disease detection[J]. Frontiers in plant science,2016,7:1419.  
[9] Chen J, Zhang D, Suzauddola M, et al. Identification of plant disease images via a squeeze‐and‐excitation MobileNet model and twice transfer learning[J]. IET ImagePro cessing,2021,15(5):1115-1127. 
[10]Khan A I, Quadri S, Banday S. Deep Learning for Apple Diseases: Classification and Identification[J]. International Journal of Computational Intelligence Studies, 2021, 10(1): 1-15. 
[11]Mohanty S P, Hughes D P, Salathe M. Using Deep Learning for Image-Based Plant Disease Detection[J]. Frontiers in Plant Science, 2016, 7(1419), 1-10. 

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