本项目旨在自动筛选咖啡豆缺陷,提升咖啡风味。采用PP-LCNet模型,以886张图片为数据集(591张精品豆、295张缺陷豆),按8:2划分训练集与验证集。经训练,模型准确率达98.8%,预测效果佳。未来可通过轻量化模型、数据增强及调参优化提升泛化能力与效果。
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随着时代的发展,人们对咖啡的风味要求在不断变化中。目前,我们正处于以精品咖啡为代表的第三次咖啡浪潮中。精品咖啡的特点是:追求高品质咖啡,强调咖啡的独特风味的表达,严格筛选咖啡豆。 咖啡不仅受到人类的钟爱,还会吸引各种小虫,在咖啡果实成长过程中留下虫洞。咖啡豆采摘过程中可能混入各种杂质。在烘焙过程中,咖啡豆受热不均或温度变化过快会产生各种缺陷。这些缺陷经过存储过程会产生霉变等变化,严重影响咖啡风味。咖啡豆中混入上述杂质特别影响整体风味,本项目旨在实现对咖啡豆缺陷的自动筛选。
在咖啡豆筛选过程中,咖啡熟豆常见缺陷有:瑕疵豆、碎片等,如下图所示: 训练集共886张咖啡豆的图片,其中包含591张精品咖啡豆,295张有缺陷的咖啡豆
本方案采用飞桨全新发布的PP-LCNet模型架构,该模型比起其他的轻量级的 SOTA 模型,该骨干网络可以在不增加推理时间的情况下,进一步提升模型的性能,最终大幅度超越现有的 SOTA 模型。
PP-LCNet网络结构图如下:
!unzip -oq /home/aistudio/data/data150459/dataset3.zip -d work/
!pip install paddlex
* 划分数据集 * 生成标签
!paddlex --split_dataset --format ImageNet --dataset_dir work/dataset3/ --val_value 0.2
按照8:2划分训练集和测试集.Train数量为:709 Eval 数量为: 177
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2022-06-04 16:27:51 [INFO] Dataset split starts... 2022-06-04 16:27:51 [INFO] Dataset split done. 2022-06-04 16:27:51 [INFO] Train samples: 709 2022-06-04 16:27:51 [INFO] Eval samples: 177 2022-06-04 16:27:51 [INFO] Test samples: 0 2022-06-04 16:27:51 [INFO] Split files saved in work/dataset3/
* PP-LCNet模型组网 * 调整训练参数
import paddlex as pdxfrom paddlex import transforms as T# 定义训练和验证时的transforms# API说明:https://github.com/PaddlePaddle/PaddleX/blob/develop/docs/apis/transforms/transforms.mdtrain_transforms = T.Compose(
[T.RandomCrop(crop_size=224), T.RandomHorizontalFlip(), T.Normalize()])
eval_transforms = T.Compose([
T.ResizeByShort(short_size=256), T.CenterCrop(crop_size=224), T.Normalize()
])# 定义训练和验证所用的数据集# API说明:https://github.com/PaddlePaddle/PaddleX/blob/develop/docs/apis/datasets.mdtrain_dataset = pdx.datasets.ImageNet(
data_dir='work/dataset3/',
file_list='work/dataset3/train_list.txt',
label_list='work/dataset3/labels.txt',
transforms=train_transforms,
shuffle=True)
eval_dataset = pdx.datasets.ImageNet(
data_dir='work/dataset3/',
file_list='work/dataset3/val_list.txt',
label_list='work/dataset3/labels.txt',
transforms=eval_transforms)# 初始化模型,并进行训练# 可使用VisualDL查看训练指标,参考https://github.com/PaddlePaddle/PaddleX/blob/develop/docs/visualdl.mdnum_classes = len(train_dataset.labels)
model = pdx.cls.PPLCNet(num_classes=num_classes, scale=1)# API说明:https://github.com/PaddlePaddle/PaddleX/blob/develop/docs/apis/models/classification.md# 各参数介绍与调整说明:https://github.com/PaddlePaddle/PaddleX/tree/develop/docs/parameters.mdmodel.train(
num_epochs=100,
pretrain_weights='IMAGENET',
train_dataset=train_dataset,
train_batch_size=64,
eval_dataset=eval_dataset,
lr_decay_epochs=[4, 6, 8],
learning_rate=0.1,
save_dir='output/pplcnet',
log_interval_steps=10,
label_smoothing=.1,
use_vdl=True)2022-06-04 16:37:16 [INFO] Model saved in output/pplcnet/epoch_99. 2022-06-04 16:37:17 [INFO] [TRAIN] Epoch=100/100, Step=1/11, loss=0.204105, acc1=1.000000, acc2=1.000000, lr=0.000025, time_each_step=0.31s, eta=0:0:3 2022-06-04 16:37:19 [INFO] [TRAIN] Epoch=100/100, Step=11/11, loss=0.259414, acc1=0.953125, acc2=1.000000, lr=0.000000, time_each_step=0.24s, eta=0:0:0 2022-06-04 16:37:19 [INFO] [TRAIN] Epoch 100 finished, loss=0.22206952, acc1=0.984375, acc2=1.0 . 2022-06-04 16:37:20 [INFO] Start to evaluate(total_samples=177, total_steps=3)... 2022-06-04 16:37:21 [INFO] [EVAL] Finished, Epoch=100, acc1=0.982781, acc2=1.000000 . 2022-06-04 16:37:21 [INFO] Current evaluated best model on eval_dataset is epoch_64, acc1=0.9879889488220215 2022-06-04 16:37:21 [INFO] Model saved in output/pplcnet/epoch_100.
* 最终训练结果acc1=0.98.8,训练的效果非常不错,可以达到应用级的效果
在训练100个epoch后,本项目的最终得分为0.98,达到了比较好的效果
模型训练好之后就可以开始预测,本项目随机抽取test里的数据,预测结果如下,可以看出预测的非常准确
import paddlex as pdx
test_jpg = 'IMG_20200618_124521_1.jpg'model = pdx.load_model('output/pplcnet/best_model')
result = model.predict(test_jpg)print("Predict Result: ", result)我们随机挑选了测试集的一张照片来验证模型的效果,可以看出模型准确的识别了,而且分数还很高,说明模型效果很棒
2022-06-04 20:22:09 [INFO] Model[PPLCNet] loaded.Predict Result: [{'category_id': 1, 'category': 'Debris_Shell', 'score': 0.93589294}]以上就是基于PaddleX2.0-PP-LCNet模型的咖啡豆质检分类的详细内容,更多请关注php中文网其它相关文章!
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