SmartPod: un marco automatizado para el conteo de vainas de soja de alta precisión en la fenotipificación de campo
Autores: Liu, Fei; Wang, Shudong; Pang, Shanchen; Han, Zhongzhi; Zhao, Longgang
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
SmartPod: un marco automatizado para el conteo de vainas de soja de alta precisión en la fenotipificación de campo
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Soja
Conteo de vainas
SmartPod
Aprendizaje profundo
Arquitectura Transformer
Mecanismo de atención
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El conteo preciso de vainas de soja sigue siendo un desafío significativo en la fenotipificación basada en campo debido a factores complejos como la oclusión, distribuciones densas e interferencia de fondo. Presentamos SmartPod, un marco avanzado de aprendizaje profundo que aborda estos desafíos a través de tres innovaciones clave: (1) una arquitectura novedosa de Transformer de visión para una representación de características mejorada, (2) un mecanismo de atención eficiente para la detección mejorada de vainas superpuestas y (3) una estrategia de aprendizaje semi-supervisado que maximiza el rendimiento con datos anotados limitados. Evaluaciones extensas demuestran que SmartPod logra un rendimiento de vanguardia con una Precisión Promedio en un umbral de IoU de 0.5 (AP@IoU = 0.5) del 94.1%, superando a los métodos existentes en 1.7-4.6% en diversas condiciones de campo. Esta mejora significativa, combinada con la robustez del marco en entornos complejos, posiciona a SmartPod como una herramienta transformadora para la fenotipificación de soja a gran escala y aplicaciones de cría de precisión.
Descripción
El conteo preciso de vainas de soja sigue siendo un desafío significativo en la fenotipificación basada en campo debido a factores complejos como la oclusión, distribuciones densas e interferencia de fondo. Presentamos SmartPod, un marco avanzado de aprendizaje profundo que aborda estos desafíos a través de tres innovaciones clave: (1) una arquitectura novedosa de Transformer de visión para una representación de características mejorada, (2) un mecanismo de atención eficiente para la detección mejorada de vainas superpuestas y (3) una estrategia de aprendizaje semi-supervisado que maximiza el rendimiento con datos anotados limitados. Evaluaciones extensas demuestran que SmartPod logra un rendimiento de vanguardia con una Precisión Promedio en un umbral de IoU de 0.5 (AP@IoU = 0.5) del 94.1%, superando a los métodos existentes en 1.7-4.6% en diversas condiciones de campo. Esta mejora significativa, combinada con la robustez del marco en entornos complejos, posiciona a SmartPod como una herramienta transformadora para la fenotipificación de soja a gran escala y aplicaciones de cría de precisión.