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专利号: 201711191507X
申请人: 华南农业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,包括下述步骤:S1、图像切割得到单孔图像:对原始图像进行预处理,将原始图像处理成模型能够接收的单孔图像;

S2、构造样本:给用作训练的单孔图像加上对应标签,构成深度学习模型能够用来训练的样本,所述标签是指注明了溶液浑浊与否;

S3、构建及训练模型:构建能够用来识别溶液浑浊与否的模型,并用训练样本集进行训练;

S4、使用模型判断浑浊与否:模型训练完成之后的操作,此时模型可以接收训练集以外的图像,判断其溶液是浑浊还是清澈;

S5、得到药品对应最低抑菌浓度:模型对原始图像所有圆孔都判断完后,根据微孔板中各个圆孔的浑浊/清澈情况得出药品最低抑菌浓度。

2.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S1中,所述原始图像包含一整个微孔板,使用图像处理技术找出微孔板中每个孔的位置,将原始图像切割成若干不同的单孔图像,切割时同时保留每个单孔图像对应到微孔板中的位置,该位置代表了孔中药品对应的种类与浓度,从而分别得到微孔板中每个孔中药品的抑菌情况。

3.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S2中,通过肉眼判断每张单孔图像中的溶液是否浑浊,为每一张用作训练的单孔图像标注上对应标签,标注完成后,样本即构造完成。

4.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S3中,构建模型包括下述步骤:基于迁移学习的思想,利用Google在ImageNet数据集上训练好的Inception-v3模型,Inception-v3模型最后的全连接层输出1000个节点,再经过Softmax层后,输出ImageNet数据集中1000类样本中每一类的概率,将模型迁移到浑浊度识别问题上,替换Inception-v3模型的最后一层全连接层与Softmax层,使新的全连接层的输出节点为2,再经Softmax层后,能输出浑浊与清澈分别的概率,而构建后的模型其他部分保持与原Inception-v3模型相同。

5.根据权利要求4所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,Inception结构是Inception-v3模型中的重要组成部分,它将不同的卷积层通过并联的方式结合在一起,使得神经网络具有不同的视野尺度,进一步提高了模型的表达能力;

Concat层为简单的拼接层,用于将多个神经网络节点矩阵拼接成一个节点矩阵;

Dropout层是一种良好的模型过拟合问题解决方案,它基于训练整体神经网络模型,并平均整个集合的结果,具体上,它在训练时的每次前向运算中以一定概率舍弃部分神经元,只保留剩下的神经元输出运算结果,即被舍弃的神经元的输出结果为0;

Softmax层用于将神经网络的输出变成一个概率分布。

假设原始神经网络的输出为y1,y2,…,yn,那么经过Softmax层处理之后的输出为:从公式中可以看出,经过Softmax层处理后的新输出满足概率分布的所有要求。

6.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S3中,训练模型包括下述步骤:使用步骤S2得到的标注数据对模型进行训练,训练期间,选择保持最后一层全连接层之前的所有网络层的参数不变,只更新最后一层全连接层的参数。

7.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S4中,判断溶液是浑浊还是清澈的方法为:S4.1、使用模型预测图像浑浊与否的概率分布;

S4.2、如果浑浊的概率大于清澈的概率,则标记该单孔图像的类别为浑浊;

S4.3、如果浑浊的概率小于清澈的概率,则标记该单孔图像的类别为清澈。

8.根据权利要求1所述基于深度学习的最低抑菌浓度识别方法,其特征在于,步骤S5中,得到药品对应最低抑菌浓度的方法为:S5.1、得到微孔板每一行对应的药品类别;

S5.2、如果药品对应行中不存在清澈的孔,则行中不存在最低抑菌浓度;

S5.3、如果药品对应行中存在清澈的孔,记录药品对应行中从左到右最后一个清澈的孔的位置;

S5.1、查阅该孔对应的浓度。