Detección en tiempo real y ligera de enfermedades de lichi con YOLOv7 mejorado y computación en el borde
Autores: Xiao, Jiayi; Kang, Gaobi; Wang, Linhui; Lin, Yongda; Zeng, Fanguo; Zheng, Jianyu; Zhang, Rong; Yue, Xuejun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Detección en tiempo real y ligera de enfermedades de lichi con YOLOv7 mejorado y computación en el borde
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Lychee
Enfermedades
Detección
YOLOv7-MGPC
Red ligera
GhostNetV1
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
El lichi es un cultivo económicamente importante con una gran popularidad. Sin embargo, las enfermedades del lichi impactan significativamente tanto en el rendimiento como en la calidad de la fruta de lichi. Los modelos existentes de detección de enfermedades del lichi enfrentan desafíos como tamaños de parámetros grandes, velocidades de procesamiento lentas y complejidades de implementación. Para abordar estos desafíos, este artículo propone una red mejorada y ligera, llamada YOLOv7-MGPC (YOLOv7-Mosaic-GhostNet-Pruning-CBAM), que permite la detección en tiempo real de enfermedades del lichi. En este estudio, recopilamos conjuntos de datos de enfermedades del lichi, que cubren cuatro tipos de enfermedades de hojas, y empleamos la técnica de aumento de datos Mosaic para el preprocesamiento de datos. Sobre la base del marco YOLOv7, reemplazamos la red principal original con la ligera GhostNetV1 y aplicamos la poda de canales para reducir efectivamente la sobrecarga de parámetros. Posteriormente, se incorporó un mecanismo de atención llamado CBAM para mejorar la precisión de detección. El modelo resultante se implementó en dispositivos periféricos (Nvidia Jetson Nano) para aplicaciones del mundo real. Nuestros experimentos mostraron que nuestra variante mejorada de YOLOv7 supera ampliamente al modelo original, logrando un aumento de velocidad de 120 fotogramas por segundo a 217 fotogramas por segundo manteniendo una precisión del 88.6%. Además, el tamaño de los parámetros se redujo sustancialmente de 36.5 M a 7.8 M, lo que demuestra firmemente la efectividad de nuestros métodos para permitir la implementación del modelo en dispositivos periféricos para la detección de enfermedades del lichi.
Descripción
El lichi es un cultivo económicamente importante con una gran popularidad. Sin embargo, las enfermedades del lichi impactan significativamente tanto en el rendimiento como en la calidad de la fruta de lichi. Los modelos existentes de detección de enfermedades del lichi enfrentan desafíos como tamaños de parámetros grandes, velocidades de procesamiento lentas y complejidades de implementación. Para abordar estos desafíos, este artículo propone una red mejorada y ligera, llamada YOLOv7-MGPC (YOLOv7-Mosaic-GhostNet-Pruning-CBAM), que permite la detección en tiempo real de enfermedades del lichi. En este estudio, recopilamos conjuntos de datos de enfermedades del lichi, que cubren cuatro tipos de enfermedades de hojas, y empleamos la técnica de aumento de datos Mosaic para el preprocesamiento de datos. Sobre la base del marco YOLOv7, reemplazamos la red principal original con la ligera GhostNetV1 y aplicamos la poda de canales para reducir efectivamente la sobrecarga de parámetros. Posteriormente, se incorporó un mecanismo de atención llamado CBAM para mejorar la precisión de detección. El modelo resultante se implementó en dispositivos periféricos (Nvidia Jetson Nano) para aplicaciones del mundo real. Nuestros experimentos mostraron que nuestra variante mejorada de YOLOv7 supera ampliamente al modelo original, logrando un aumento de velocidad de 120 fotogramas por segundo a 217 fotogramas por segundo manteniendo una precisión del 88.6%. Además, el tamaño de los parámetros se redujo sustancialmente de 36.5 M a 7.8 M, lo que demuestra firmemente la efectividad de nuestros métodos para permitir la implementación del modelo en dispositivos periféricos para la detección de enfermedades del lichi.