基于深度学习的水果图像识别算法研究

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1、密级：学校代码：10075分类号：学号：20141254工程硕士学位论文基于深度学习的水果图像识别算法研究学位申请人：王前程指导教师：赵杰教授学位类别：工程硕士学科专业：电子与通信工程授予单位：河北大学答辩日期：二〇一六年六月ClassifiedIndex:CODE:10075U.D.C:NO:20141254ADissertationfortheDegreeofM.EngineeringTheAlgorithmResearchofFruitImageRecognitionBasedonDeepLearningCa

2、ndidate:WangQianchengSupervisor:Prof.ZhaoJieAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:Elec.&Comm.EngineeringUniversity:HebeiUniversityDateofOralExamination:June,2016学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在哥师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不

3、包含其他人己经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得河北大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了致谢。王識攀墓＞／／作者签名：／月／日日期：年学位论文使用授权声明本人完全了解河北大学有关保留、使用学位论文的规定，即；学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。学校可Ｗ公布论文的全部或部分内容，可ｔＪ、采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本学位论文属于１、保密

4、□，在月日解密后适用本授权声明年。２、不保密囚。＂（请在Ｗ上相应方格内打Ｖ）保护知识产权声明本人为申请河北大学学位所提交的题目为（ｆｉｉＸ纔黎ｑ羣諭ｆ？ｆ變）｜的学位论文，是我个人在导师（＾；＾）指导并与导师合作下取得的研究成果，研究工作及取得的研究成果是在河北大学所提供的研究经费及导师的研究经费资助下完成的。本人完全了解并严格遵守中华人民共和国为保护知识产权所制定的各项法律、行政法规Ｗ及河北大学的相关规定。本人声明如下：本论文的成果归河北大学所有，未经征得指

5、导教师和河北大学的书面巧意和授权，本人保证不Ｗ任何形式公开和传擺科研成果和科研工作内容。如果违反本声明，本人愿意承担相应法律责任。至声明人；Ｉ綾日期：年＾月資＿＿日作者签名：ｔｉｌｉｔ日期：＞／／年／月含＿日导师签名：日期：年＾月Ｉ日摘要摘要图像识别作为模式识别领域中的一种典型应用，如何准确快速的进行图像识别一直是各国学者研究的重要课题。水果图像的识别在智慧农业和数字医疗领域具有重要的地位。在智慧农业方面，通过对水果的识别可以实现对复合型果园的果树进行精准培育以及水果的自

6、动化采摘；在数字医疗领域，进行水果识别主要用来辅助后期水果营养成分的分析，从而帮助病患制定合理的膳食。而如何对水果进行快速准确识别是这些工作的关键，目前一般的水果图像识别方法并不能满足应用的需求，所以需要寻找一种更加有效地算法进行水果图像的识别。深度学习作为机器学习领域内新兴并且蓬勃发展的一门学科，它不仅改变着传统的机器学习方法，也影响着我们对人类感知的理解，已经在图像识别和语音识别等领域取得广泛的应用。因此，本文在深入研究深度学习理论的基础上，将深度学习应用到水果图像识别中，以此来提高了水果图像的识别性能。本文主

7、要工作如下：1.简要介绍了传统的图像识别方法及其存在的问题，概述了深度学习的研究现状和发展趋势，对比分析了深度学习相对于浅层学习的优势所在，详细介绍了两种常用的深度学习方法的训练过程。2.对基于卷积神经网络的水果图像识别算法进行了深入的研究。考虑到不同激活函数和下采样方式对识别性能有很大影响，通过实验选取合适的激活函数和下采样方法，并对这些激活函数和下采样方法进行了讨论分析。为了进一步提高网络性能，通过拓展网络深度进行水果图像识别，实验结果验证了水果数据集在网络深度增加时识别性能有一定的提高，最后将基于卷积神经网络

8、的水果图像识别结果与传统水果图像识别方法的结果进行了对比分析，证明了该方法的有效性。3.针对卷积神经网络训练时间过长的局限性，设计了基于深度信念网络的水果图像识别方法。为了解决深度信念网络忽略图像局部结构，难以学习到图像的局部特征的缺点，同时考虑到水果图像受到光照变化的影响，本文采用Census变换与深度信念网络相结合的方法进行水果图像识别。首先，通过Cen