Segmentación de la enfermedad del marchitamiento del pino con clasificación de especies mediante aprendizaje métrico profundo para enfermedades en etapa temprana e identificación potencial de falsos positivos
Autores: Thapa, Nikhil; Khanal, Ridip; Bhattarai, Bhuwan; Lee, Joonwhoan
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Segmentación de la enfermedad del marchitamiento del pino con clasificación de especies mediante aprendizaje métrico profundo para enfermedades en etapa temprana e identificación potencial de falsos positivos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Enfermedad del marchitamiento del pino
Aprendizaje profundo
Vehículos aéreos no tripulados
Segmentación
Aprendizaje métrico profundo
Clasificación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 51
Citaciones: Sin citaciones
La enfermedad del marchitamiento del pino representa una amenaza global significativa para los bosques, lo que requiere métodos de detección rápidos. Los enfoques convencionales son intensivos en recursos, pero el uso de aprendizaje profundo en imágenes orto-mapeadas obtenidas de Vehículos Aéreos no Tripulados ofrece soluciones rentables y escalables. Este estudio presenta un método novedoso para la detección y clasificación de la enfermedad del marchitamiento del pino utilizando YOLOv8 para segmentar áreas enfermas, seguido de recortar las regiones enfermas de la imagen original y aplicar Aprendizaje Profundo Métrico para la clasificación. Entrenamos un modelo ResNet50 utilizando pérdida de tripletes semi-difícil para obtener incrustaciones, y posteriormente entrenamos un clasificador de Bosque Aleatorio encargado de identificar especies de árboles y distinguir falsos positivos. Se favoreció la segmentación sobre la detección de objetos debido a su capacidad para proporcionar información a nivel de píxeles, lo que permite la extensión flexible de las cajas delimitadoras subsiguientes. Se eligió la clasificación basada en Aprendizaje Profundo Métrico después de la segmentación por su efectividad en el manejo de imágenes visualmente similares. Los resultados indican una Intersección sobre Unión media del 83.12% para la segmentación, con precisión de clasificación del 98.7% y 90.7% en los conjuntos de validación y prueba, respectivamente.
Descripción
La enfermedad del marchitamiento del pino representa una amenaza global significativa para los bosques, lo que requiere métodos de detección rápidos. Los enfoques convencionales son intensivos en recursos, pero el uso de aprendizaje profundo en imágenes orto-mapeadas obtenidas de Vehículos Aéreos no Tripulados ofrece soluciones rentables y escalables. Este estudio presenta un método novedoso para la detección y clasificación de la enfermedad del marchitamiento del pino utilizando YOLOv8 para segmentar áreas enfermas, seguido de recortar las regiones enfermas de la imagen original y aplicar Aprendizaje Profundo Métrico para la clasificación. Entrenamos un modelo ResNet50 utilizando pérdida de tripletes semi-difícil para obtener incrustaciones, y posteriormente entrenamos un clasificador de Bosque Aleatorio encargado de identificar especies de árboles y distinguir falsos positivos. Se favoreció la segmentación sobre la detección de objetos debido a su capacidad para proporcionar información a nivel de píxeles, lo que permite la extensión flexible de las cajas delimitadoras subsiguientes. Se eligió la clasificación basada en Aprendizaje Profundo Métrico después de la segmentación por su efectividad en el manejo de imágenes visualmente similares. Los resultados indican una Intersección sobre Unión media del 83.12% para la segmentación, con precisión de clasificación del 98.7% y 90.7% en los conjuntos de validación y prueba, respectivamente.