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智慧農(nóng)業(yè)下基于聯(lián)邦學(xué)習(xí)的水稻病蟲害分類研究

在農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，農(nóng)作物的健康問題一直是一個(gè)重要的研究課題。面向這一課題探討智能化農(nóng)業(yè)種植過程中的水稻病蟲害分類問題。在智能化農(nóng)業(yè)種植場(chǎng)景下，為了提高設(shè)備對(duì)病蟲害的分類準(zhǔn)確性，同時(shí)保護(hù)各設(shè)備的數(shù)據(jù)隱私，提出使用聯(lián)邦學(xué)習(xí)來(lái)解決各設(shè)備間的數(shù)據(jù)孤島問題。實(shí)驗(yàn)選取了七個(gè)預(yù)訓(xùn)練模型來(lái)提取特征，使用四個(gè)指標(biāo)（準(zhǔn)確率、召回率、損失函數(shù)和F1分?jǐn)?shù)）來(lái)評(píng)估不同模型上的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在獨(dú)立同分布（IID）和非獨(dú)立同分布（Non-IID）數(shù)據(jù)下模型VGG19的準(zhǔn)確率分別為99.05%和98.48%，表現(xiàn)出較高的魯棒性和準(zhǔn)確率。通過幾種實(shí)驗(yàn)和指標(biāo)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，聯(lián)邦學(xué)習(xí)的應(yīng)用提升了設(shè)備4.36％的準(zhǔn)確率，圖像分類模型的收斂時(shí)間受到聯(lián)邦學(xué)習(xí)輪數(shù)round和每輪聯(lián)邦學(xué)習(xí)中訓(xùn)練集的訓(xùn)練epoch數(shù)的共同影響，并且模型的穩(wěn)定性隨著參與聯(lián)邦學(xué)習(xí)的設(shè)備數(shù)量增加而提高。

發(fā)表于：11/14/2024