基于轻量化CNN和知识蒸馏的农作物病害识别

作者:李梦霞; 艾珍珍
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针对基于图像识别技术的农作物病害识别问题,大多数卷积神经网络(CNN)模型都具有多参数、体积庞大的特点。这种网络模型对内存和计算资源的要求很高,推理和计算时间太长,无法应用于小型移动设备。现在我们将转移学习、知识提取和轻量级CNN相结合,并使用知识提取的方法对模型进行训练。通过比较VGG16、Alex Net、Dense Net、ResNet和Mobile NetV3等主流卷积神经网络脉的验证集精度、单张图片识别时间和模型体积,选择Mobile NetV3作为学生模型,ResNet101作为教师模型进行知识提炼。最后,对卷积层输出的特征映射进行可视化,并利用类激活映射(CAM)对模型的最后一层进行可视化,从而确定在分类中起决定作用的图像区域。测试结果表明,在Plant-Vill age数据集上,提取的Mobile NetV3模型验证集的精度为98.8%,比原始模型高1.2个百分点,模型尺寸为23m。该模型适用于小型移动设备。