用于植物叶片病害分类和损害检测的语义分割:深度学习方法


发布时间:

2024-09-29

来源:

作者:

农业维持着印度大部分农村人口的生计,但人工操作和病害管理仍面临挑战。为了解决这些问题,本文利用先进的深度学习技术提出了一种自动植物叶片损伤检测和病害识别系统。所提出的方法包括六个阶段:第一,利用 YOLOv8 从无人机图像中识别感兴趣区域;第二,利用 DeepLabV3+ 去除背景并促进病害分类;第三,采用 CNN 模型进行准确的病害分类,实现较高的训练和验证准确率(分别为 96.97 % 和 92.89 %);第四,利用 UNet 语义分割在像素级进行精确的病害检测,评估准确率为 99 %;第五,评估病害严重程度;第六,根据病害类型和损害状态提出有针对性的补救措施。使用Plant Village数据集进行的实验分析表明,该方法在检测苹果、番茄和玉米等植物的各种缺陷方面是有效的。这种自动化方法有望提高印度及其他地区的农业生产力和病害管理。

 

图1 拟议的系统架构

 

图2使用Yolov8进行目标检测

 

图3 使用 DeepLabV3+ ML 模型选择感兴趣区域。

 

图4 西洋杉苹果锈的分割视图

 

图5 苹果的分割视图

 

图6番茄细菌性病斑的分割视图

 

图7 玉米锈病的分割视图

 

图 8对训练中的拟议模型进行损伤检测对比分析

 

图9 对正在验证的拟议模型进行损伤检测对比分析。

 

表1 病害严重程度估算

 

表2 病害症状和治疗方法

 

来 源

Roshni Polly, E. Anna Devi. Semantic segmentation for plant leaf disease classification and damage detection: A deep learning approach. Smart Agricultural Technology, Volume 9, 2024, 100526, ISSN 2772-3755.

 

编辑

劳广术

推荐新闻

石时之约|韩志国:透过表型数据,看见植物的喜怒哀乐!

本期石时之约,我们将对话慧诺瑞德(北京)科技有限公司总经理、国际植物表型学会(IPPN)执委会委员/工业分会副主席韩志国,一起从表型数据的科学角度,去读懂农作物的喜怒哀乐和前世今生。

慧科研、慧育种、慧种田——慧聚改变的力量

让我们“慧聚”在一起,为“慧科研、慧育种、慧种田”赋能。

高通量植物表型平台建设注意事项

育种,是在给定的环境条件下,选择各种表型指标(产量、品质、抗性)最优的基因型材料的过程(AI育种,从这里起步)。育种工作中大约70%的工作量来自表型观察测量和筛选,是最耗人力物力的过程。

作物生理表型测量基础原理

生理表型测量的核心在于“早、快”,要在肉眼可见之前就能测量并预判出变化趋势,才是这个技术的核心价值。叶绿素荧光成像,恰好满足了这个要求。