Deep Tutti Frutti: Exploring CNN architectures for dry matter prediction in fruit from multi-fruit near-infrared spectra

卷积神经网络 超参数 均方误差 试验装置 计算机科学 人工智能 一般化 模式识别(心理学) 集合(抽象数据类型) 数据集 深度学习 干物质 机器学习 数学 统计 植物 生物 程序设计语言 数学分析
作者
Dário Passos,Puneet Mishra
出处
期刊:Chemometrics and Intelligent Laboratory Systems [Elsevier BV]
卷期号:243: 105023-105023 被引量:34
标识
DOI:10.1016/j.chemolab.2023.105023
摘要

Convolutional Neural Networks (CNNs) have proven to be a valuable Deep Learning (DL) algorithm to model near-infrared spectral data in Chemometrics. However, optimizing CNN architectures and their associated hyperparameters for specific tasks is challenging. In this study, we explore the development of 1D-CNN architectures for the task of fruit dry matter (DM) estimation, testing various designs and optimization strategies to achieve a generic DL model that is robust against data fluctuations. The models are built using a multi-fruit data set (n = 2397) that includes NIR spectra of apples, kiwis, mangoes, and pears. The obtained CNN models are compared with PLS (taken as baseline), and to Locally Weighted PLS (LW-PLS) models. In general, the optimized CNN architectures obtained lower RMSEs (best RMSE = 0.605 %) than PLS (RMSE = 0.892 %) and LW-PLS (RMSE = 0.687 %) on a holdout test set. For this specific task, CNNs start outperforming PLS when the number of training samples is around 500. Furthermore, it is also shown how a global CNN model, trained on multi-fruit data, performs against PLS models of individual fruits in the sub-tasks of individual fruit DM prediction and generalization to an external mango data set. Overall, with proper architecture optimization, CNNs show strong performance and generalization for NIR-based dry matter estimation across diverse fruits.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
slx完成签到,获得积分10
1秒前
123完成签到,获得积分10
1秒前
孤央发布了新的文献求助10
2秒前
和谐的翎发布了新的文献求助30
8秒前
8秒前
林林完成签到 ,获得积分10
8秒前
王云发布了新的文献求助30
9秒前
片尾曲完成签到,获得积分10
9秒前
10秒前
冷艳招牌完成签到,获得积分10
11秒前
辉辉完成签到,获得积分10
12秒前
温阳发布了新的文献求助10
13秒前
arniu2008应助初景采纳,获得100
15秒前
17秒前
手撕蛋完成签到 ,获得积分10
17秒前
0011223344完成签到,获得积分10
18秒前
lee完成签到,获得积分10
18秒前
lili应助sdawd采纳,获得20
21秒前
语青发布了新的文献求助10
23秒前
pppxw完成签到,获得积分10
25秒前
我是老大应助渴望者采纳,获得10
26秒前
cc完成签到,获得积分10
26秒前
隐形的书雁完成签到 ,获得积分10
29秒前
温阳完成签到,获得积分10
29秒前
666666完成签到,获得积分10
30秒前
SW冒险家发布了新的文献求助10
36秒前
李晶晶完成签到 ,获得积分10
37秒前
Sunshine完成签到,获得积分20
37秒前
美莲娜娜子完成签到,获得积分20
39秒前
情怀应助清梓采纳,获得10
39秒前
大知闲闲完成签到,获得积分0
40秒前
poppy完成签到,获得积分10
41秒前
ltttttt完成签到,获得积分10
41秒前
44秒前
wuwanchun发布了新的文献求助10
47秒前
黑默丁格发布了新的文献求助10
48秒前
成就青荷完成签到,获得积分10
50秒前
Waller发布了新的文献求助10
51秒前
英姑应助Jun采纳,获得10
56秒前
woshi123应助ohno耶耶耶采纳,获得10
58秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Discerning Saints: Moralization of Intrinsic Motivation and Selective Prosociality at Work 500
Handbuch Trainingswissenschaft – Trainingslehre 500
Additive Manufacturing Design and Applications (ASM Handbook, Volume 24A) 500
Variations: A More Diverse Picture of Contemporary Art 400
Induction Heating and Heat Treatment (ASM Handbook, Volume 4C) 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7587652
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9166019
关于积分的说明 19617329
捐赠科研通 7167953
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3266926
关于科研通互助平台的介绍 2431831
邀请新用户注册赠送积分活动 2258838