本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)識(shí)別，尤其涉及一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、番茄是廣泛種植和消費(fèi)的蔬菜，然而，番茄在溫室內(nèi)生長(zhǎng)過(guò)程中，容易受到如早疫病、晚疫病、白粉病、斑潛蠅等各種病害的侵害，會(huì)導(dǎo)致番茄的產(chǎn)量和品質(zhì)下降，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)嚴(yán)重?fù)p失。因此，及時(shí)準(zhǔn)確地識(shí)別溫室內(nèi)番茄的病害，對(duì)于防治病害、提高番茄的生產(chǎn)效率和質(zhì)量具有重要的意義。

2、傳統(tǒng)的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法主要依賴于人工觀察和經(jīng)驗(yàn)判斷，不僅耗時(shí)耗力，而且容易受到人為因素的影響，導(dǎo)致識(shí)別結(jié)果的不準(zhǔn)確和不一致。隨著計(jì)算機(jī)視覺(jué)和自然語(yǔ)言處理等人工智能技術(shù)的發(fā)展，利用圖像和文本數(shù)據(jù)進(jìn)行番茄病害識(shí)別的方法逐漸受到關(guān)注。

3、然而，目前的圖像和文本數(shù)據(jù)的獲取和標(biāo)注都面臨著一些挑戰(zhàn)。溫室內(nèi)如光照、溫度、濕度等環(huán)境復(fù)雜多變，會(huì)影響圖像數(shù)據(jù)的質(zhì)量和一致性，增加圖像處理的難度。文本數(shù)據(jù)的標(biāo)注需要專業(yè)的知識(shí)和人力，而且文本數(shù)據(jù)的規(guī)模和質(zhì)量往往與圖像數(shù)據(jù)不匹配，導(dǎo)致數(shù)據(jù)的不平衡和不充分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)利用圖像和文本等進(jìn)行番茄病害識(shí)別時(shí)準(zhǔn)確性低的技術(shù)問(wèn)題。

2、本發(fā)明提供一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，包括如下步驟。

3、獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)；

4、將所述圖像數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的病害識(shí)別模型中，獲取所述病害識(shí)別模型輸出的病害識(shí)別結(jié)果，所述病害識(shí)別模型是基于圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的，所述文本數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)確定的，所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)確定的。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述病害識(shí)別模型的訓(xùn)練步驟包括：

6、獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)，并基于所述圖像數(shù)據(jù)確定文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)；

7、基于所述圖像數(shù)據(jù)確定圖像特征向量，并基于所述文本數(shù)據(jù)確定文本特征向量；

8、拼接所述圖像特征向量和所述文本特征向量，得到第一實(shí)數(shù)向量；

9、拼接所述第一實(shí)數(shù)向量和所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)，得到第二實(shí)數(shù)向量；

10、基于所述第一實(shí)數(shù)向量、所述第二實(shí)數(shù)向量和多模態(tài)對(duì)比學(xué)習(xí)損失函數(shù)訓(xùn)練所述病害識(shí)別模型，所述多模態(tài)對(duì)比學(xué)習(xí)損失函數(shù)用于表示所述第一實(shí)數(shù)向量和所述第二實(shí)數(shù)向量之間的相似度。

11、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)，并基于所述圖像數(shù)據(jù)確定文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)，包括：

12、基于圖像采集獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)；

13、基于語(yǔ)言表示模型生成與圖像數(shù)據(jù)相關(guān)的文本數(shù)據(jù)；

14、基于語(yǔ)言表示模型生成與圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)相關(guān)的標(biāo)簽數(shù)據(jù)，所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)為與圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)相關(guān)的分類(lèi)或回歸標(biāo)簽。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述方法還包括：

16、對(duì)所述圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像增強(qiáng)、圖像增廣和/或自監(jiān)督學(xué)習(xí)，所述圖像增強(qiáng)用于提高所述圖像數(shù)據(jù)的清晰度，所述圖像增廣用于提高所述圖像數(shù)據(jù)的多樣性，所述自監(jiān)督學(xué)習(xí)用于提高所述圖像數(shù)據(jù)的表達(dá)能力。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述多模態(tài)對(duì)比學(xué)習(xí)損失函數(shù)的公式如下：

18、

19、其中，表示多模態(tài)對(duì)比學(xué)習(xí)損失函數(shù)，為圖像數(shù)據(jù)的數(shù)量，為正數(shù)，表示溫度參數(shù)，表示第個(gè)第一實(shí)數(shù)向量，表示第個(gè)第二實(shí)數(shù)向量，表示第個(gè)第二實(shí)數(shù)向量，表示圖像數(shù)據(jù)采集的時(shí)間間隔。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述方法還包括：

21、基于二值矩陣對(duì)所述病害識(shí)別模型的權(quán)重矩陣進(jìn)行遮蓋，并基于量化進(jìn)行所述病害識(shí)別模型的數(shù)值簡(jiǎn)化。

22、根據(jù)本發(fā)明提供的一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，所述方法還包括：

23、基于混合精度進(jìn)行所述病害識(shí)別模型的訓(xùn)練優(yōu)化。

24、本發(fā)明還提供一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別裝置，包括如下模塊：

25、第一獲取模塊，用于獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)；

26、第二獲取模塊，用于將所述圖像數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的病害識(shí)別模型中，獲取所述病害識(shí)別模型輸出的病害識(shí)別結(jié)果，所述病害識(shí)別模型是基于圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的，所述文本數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)確定的，所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)確定的。

27、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法。

28、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法。

29、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法。

30、本發(fā)明提供的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，將溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的病害識(shí)別模型，獲取輸出的病害識(shí)別結(jié)果，能夠通過(guò)有效地融合和利用多模態(tài)的數(shù)據(jù)信息，從而提高模型對(duì)番茄病害的識(shí)別的精度和可解釋性。

技術(shù)特征：

1.一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述病害識(shí)別模型的訓(xùn)練步驟包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)，并基于所述圖像數(shù)據(jù)確定文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述多模態(tài)對(duì)比學(xué)習(xí)損失函數(shù)的公式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述方法還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法，其特征在于，所述方法還包括：

8.一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，屬于數(shù)據(jù)識(shí)別技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：獲取溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)；將所述圖像數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的病害識(shí)別模型中，獲取所述病害識(shí)別模型輸出的病害識(shí)別結(jié)果，所述病害識(shí)別模型是基于圖像數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)和標(biāo)簽數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到的，所述文本數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)確定的，所述標(biāo)簽數(shù)據(jù)是基于圖像數(shù)據(jù)和文本數(shù)據(jù)確定的。本發(fā)明提供的溫室內(nèi)番茄病害識(shí)別方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)，將溫室內(nèi)番茄的圖像數(shù)據(jù)輸入至預(yù)訓(xùn)練的病害識(shí)別模型，獲取輸出的病害識(shí)別結(jié)果，能夠通過(guò)有效地融合和利用多模態(tài)的數(shù)據(jù)信息，從而提高模型對(duì)番茄病害的識(shí)別的精度和可解釋性。

技術(shù)研發(fā)人員：杜亞茹,于景鑫,黃媛,田國(guó)英,高欣娜,李海杰,武猛,康藝凡,武陽(yáng)陽(yáng),黃家旋,杜鵬飛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：石家莊市農(nóng)林科學(xué)研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21