针对羊肉精和染色剂作用下的猪肉掺假羊肉分类检测问题,该研究提出并建立了一种检测速度较快、精度较高的注意力机制结合倒置残差网络模型,同时基于智能手机开发了对应的快速、准确检测应用软件.首先,对羊肉、不同部位猪肉、不同掺假比例下的猪肉掺假羊肉的原始手机图像,使用数据增强方式进行数据扩充;其次,用倒置残差结构替换残差网络框架中的原有残差结构,以减少网络参数量并加快模型收敛速度,同时,引入注意力机制(Convolutional Block Attention Module,CBAM),利用空间和通道特征对特征权重再分配,以强化掺假羊肉和羊肉之间的特征差异;然后,利用提出的注意力机制结合倒置残差网络(CBAM-Invert-ResNet)对样本进行训练并确定模型参数;最后,将训练好的网络模型移植到智能手机,以实现掺假羊肉的移动端检测.研究结果表明:与ResNet50和CBAM-ResNet50相比,Invert-ResNet50、CBAM-Invert-ResNet50模型的参数量分别减少了58.25％和61.64％,模型大小分别减小了58.43％和61.59％;针对背脊、前腿、后腿和混合部位数据集,CBAM-Invert-ResNet50模型验证集的分类准确率分别为95.19％、94.29％、95.81％、92.96％;把建立的网络模型部署到移动端后,每张图片的检测时间约为0.3 s.该研究可实现对羊肉精和染色剂作用下的不同部位猪肉掺假羊肉的移动端快速、准确分类检测,可为维护市场秩序和保护食品安全提供技术支持.

图像处理;深度学习;羊肉掺假;注意力机制;倒置残差;智能手机;羊肉精;染色剂

何东宇;朱荣光;范彬彬;王世昌;崔晓敏;姚雪东

石河子大学机械电气工程学院,石河子 832003;农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子 832003

农业工程学报

[1]何东宇;朱荣光;范彬彬;王世昌;崔晓敏;姚雪东-.倒置残差网络结合注意力机制的掺假羊肉分类检测系统构建)[J].农业工程学报,2022(20):266-275

掺假羊肉,羊肉精,Invert

倒置残差,注意力机制,分类检测,系统构建,染色剂,猪肉,检测问题,检测速度,残差网络模型,智能手机,检测应用,应用软件,不同部位,使用数据,数据增强,数据扩充,残差结构,网络框架,网络参数,参数量,收敛速度,Convolutional,Block,Attention,Module,CBAM,通道特征,特征权重,再分配,特征差异,定模,练好,移动端,ResNet50,背脊,后腿,模型验证,验证集,分类准确率,模型部署,每张,检测时间,市场秩序,食品安全,羊肉掺假

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