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专利号: 202010920337X
申请人: 北京工商大学
专利类型:发明专利
专利状态:授权未缴费
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-31
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于对抗网络的水果图像的新鲜度属性迁移方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤一、构造训练集;

训练集是已标注的水果图像集合,可以使用爬虫从网络上爬取,可以下载公开的图像库,也可以自行准备适合的水果图像;最终需要得到正常水果图像,并按不同新鲜程度进行分类,主要分为四类:表面新鲜、表面颜色暗淡、表面皱褶、表面部分腐烂;

步骤二、图像文件预处理;

步骤2.1、移除错误的图像文件;

使用程序预读的方式,移除错误图像,以防止图像文件损坏或读取错误造成训练过程出错;

步骤2.2、去除重复的图像文件;

使用MD5信息摘要算法去除重复存在的图像文件,以防止图像重复降低最终的模型性能;

步骤2.3、统一图像文件格式;

将数据集中的png、gif两种格式的图像文件,统一转换为jpg格式的文件;

步骤2.4、统一图像的尺寸;

将数据集中的图像进行缩放,使得最终的图像大小为256*256像素;

步骤2.5、对图像文件进行统一编号;

为了数据的规范性,将所有图像文件进行统一编号,便于后续训练和测试过程;

步骤2.6、将图像文件按外形进行分组;

对每一分类中的水果图像进行分组,分组方法可以随机选择,也可以将外形相似的水果图像作为一组;外形相似的水果图像作为一组能够提高最终的图像生成效果;以分组为单位将图像的路径保存到CSV文件中以便在训练过程中使用队列的方式读取图像;

步骤三、构建不同新鲜度的水果图像的生成器网络和判别器网络;生成器网络和判别器网络的模型原型为循环一致性生成对抗网络,该网络能够用于进行非成对图像之间的映射特征迁移;

其中,生成器网络部分的结构包含两个步长为2的卷积-池化层、9个残差模块、两个步长为1/2的卷积,其中残差模块的个数与图像的像素数有关,对于256*256像素的图像使用9个残差模块即可;判别器网络部分使用基于卷积神经网络的分类网络;

步骤四、分别使用不同新鲜度分类的图像训练集,将表面新鲜、表面颜色暗淡、表面皱褶、表面部分腐烂四类训练集图像作为模型输入,训练获得四个不同的生成器模型,分别记为model1、model2、model3和model4;该四个生成器模型即保存有表面新鲜、表面颜色暗淡、表面皱褶、表面部分腐烂四类水果图像的新鲜度特征;

在训练过程中,网络有四个输入:imageA、imageB、fake_imageA、fake_imageB,其中fake_imageA的初始值为与imageA的像素和通道结构相同的全0矩阵,fake_imageB的初始值为与imageB的像素和通道结构相同的全0矩阵;学习率初始值设为0.0002,学习率前100轮不变,后期线性衰减;

在训练过程中,使用一个能存储50幅图像的缓冲区,存储最后创建的50幅图像,并使用这50幅生成图像来更新模型;

步骤五、将需改变新鲜度的水果图像作为特征迁移目标,将图像文件作为model1的输入即可生成新鲜度为表面新鲜的水果图像,同样的,使用model2可生成新鲜度为表面颜色暗淡的水果图像,使用model3可生成新鲜度为表面皱褶的水果图像,使用model4可生成新鲜度为表面部分腐烂的水果图像;

至此,水果图像的新鲜度属性迁移完成;通过本方法,能够针对任意新鲜度的水果图像,将其新鲜度更改为其他的新鲜度,并保持图像中水果的形状和在图像中的位置不变。