摘要:大田水稻生長環(huán)境復(fù)雜,,稻穗尺寸相對較小,且與葉片之間貼合并被遮擋嚴(yán)重,,準(zhǔn)確識別復(fù)雜田間場景中的水稻稻穗并自動統(tǒng)計穗數(shù)具有重要意義。為了實現(xiàn)對局部被葉片遮擋的小尺寸稻穗的計數(shù),,設(shè)計了一種基于生成特征金字塔的稻穗檢測(Generative feature pyramid for panicle detection,,GFP-PD)方法。首先,,針對小尺寸稻穗在特征學(xué)習(xí)時的特征損失問題,,量化分析稻穗尺寸與感受野大小的關(guān)系,通過選擇合適的特征學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)減少稻穗信息損失,;其次,,通過構(gòu)造并融合多尺度特征金字塔來增強稻穗特征。針對稻穗特征中因葉片遮擋產(chǎn)生的噪聲,,基于生成對抗網(wǎng)絡(luò)設(shè)計遮擋樣品修復(fù)模塊(Occlusion sample inpainting module,,OSIM),將遮擋噪聲修復(fù)為真實稻穗特征,,優(yōu)化遮擋稻穗的特征質(zhì)量,。對南粳46水稻的田間圖像進行模型訓(xùn)練與測試,GFP-PD方法對稻穗計數(shù)的平均查全率和識別正確率為90.82%和99.05%,,較Faster R-CNN算法計數(shù)結(jié)果分別提高了16.69,、5.15個百分點。僅對Faster R-CNN算法構(gòu)造特征金字塔,,基于VGG16網(wǎng)絡(luò)的平均查全率和識別正確率分別為87.10%和93.87%,,較ZF網(wǎng)絡(luò)分別提高3.75、1.20個百分點,;進一步使用OSIM修復(fù)模型,、優(yōu)化稻穗特征,識別正確率由93.87%上升為99.05%,。結(jié)果表明,,選擇適合特征學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)和構(gòu)建特征金字塔能夠顯著提高田間小尺寸稻穗的計數(shù)查全率;OSIM能夠有效去除稻穗特征中的葉片噪聲,,有利于提升局部被葉片遮擋的稻穗的識別正確率,。