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Un método de clasificación de gravedad de enfermedades en hojas de pepino en un entorno natural basado en la fusión de TRNet y U-Net

Autores: Yao, Hui; Wang, Chunshan; Zhang, Lijie; Li, Jiuxi; Liu, Bo; Liang, Fangfang

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Un método de clasificación de gravedad de enfermedades en hojas de pepino en un entorno natural basado en la fusión de TRNet y U-Net


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Grado de gravedad de la enfermedad
Uso de pesticidas
Prevención de enfermedades de vegetales
Aprendizaje profundo
Imágenes de pepino
Red de segmentación

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 27

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La clasificación de la gravedad de la enfermedad es la base principal para la toma de decisiones sobre la cantidad de uso de pesticidas en la prevención y control de enfermedades en vegetales. Basado en el aprendizaje profundo, este artículo propuso un marco integrado, que segmenta automáticamente la hoja objetivo y los puntos de enfermedad en imágenes de pepino utilizando diferentes redes de segmentación semántica y luego calcula el área de los puntos de enfermedad y la hoja objetivo para la clasificación de la gravedad de la enfermedad. Se construyeron dos conjuntos de datos independientes de hojas y lesiones, que sirvieron como conjunto de entrenamiento para la segmentación de hojas enfermas en la primera etapa y los modelos de segmentación de lesiones en la segunda etapa. El conjunto de datos de hojas contiene 1140 imágenes, y el conjunto de datos de lesiones contiene 405 imágenes. El TRNet propuesto estaba compuesto por una red convolucional y una red Transformer y logró una precisión del 93.94% al fusionar características locales y globales para la segmentación de hojas. En la segunda etapa, se utilizó U-Net (Resnet50 como red de características) para la segmentación de lesiones, y se obtuvo un coeficiente de Dice del 68.14%. Después de integrar TRNet y U-Net, se obtuvo un coeficiente de Dice del 68.83%. En general, la red de segmentación de dos etapas logró una precisión promedio del 94.49% y del 94.43% en la clasificación de la gravedad del mildiu velloso del pepino y la antracnosis del pepino, respectivamente. En comparación con DUNet y BLSNet, la precisión promedio de TUNet en la clasificación de la gravedad del mildiu velloso del pepino y la antracnosis del pepino aumentó en un 4.71% y un 8.08%, respectivamente. El modelo propuesto mostró una gran capacidad para segmentar las hojas de pepino y los puntos de enfermedad a nivel de píxeles, proporcionando un método factible para evaluar la gravedad del mildiu velloso y la antracnosis del pepino.

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