Diagnóstico de la Huanglongbing de los cítricos utilizando inteligencia artificial: un enfoque más rápido basado en redes neuronales convolucionales regionales con módulo de atención de bloque de convolución integrado en modelos VGGNet y ResNet
Autores: Dong, Ruihao; Shiraiwa, Aya; Pawasut, Achara; Sreechun, Kesaraporn; Hayashi, Takefumi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Diagnóstico de la Huanglongbing de los cítricos utilizando inteligencia artificial: un enfoque más rápido basado en redes neuronales convolucionales regionales con módulo de atención de bloque de convolución integrado en modelos VGGNet y ResNet
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Transmitido por vectores
Enfermedad del amarillamiento de los cítricos
Manejo de enfermedades
Algoritmos de aprendizaje profundo
Red neuronal convolucional
Aprendizaje por transferencia
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 11
Citaciones: Sin citaciones
La enfermedad de los cítricos transmitida por vectores, también llamada Huanglongbing, es una de las enfermedades más destructivas de los cítricos. Dado que actualmente no hay medidas disponibles para controlar directamente esta enfermedad, la gestión actual de la enfermedad integra varias medidas, como el control de vectores, el uso de árboles libres de enfermedades, la eliminación de árboles enfermos, etc. El tema más esencial en la gestión integrada es cómo se pueden detectar de manera eficiente los árboles infectados por CG. Para la detección de CG, los análisis de imágenes digitales utilizando algoritmos de aprendizaje profundo han atraído mucho interés tanto de investigadores como de cultivadores. Se construyeron modelos utilizando aprendizaje por transferencia con la arquitectura Faster R-CNN y se compararon con dos modelos de Red Neuronal Convolucional (CNN) preentrenados, VGGNet y ResNet. Su eficiencia se examinó integrando sus capacidades de extracción de características en el Módulo de Atención de Bloque de Convolución (CBAM) para crear variantes VGGNet+CBAM y ResNet+CBAM. Los modelos ResNet tuvieron el mejor rendimiento. Además, la integración de CBAM mejoró notablemente la precisión de la detección de la enfermedad CG y el rendimiento general de los modelos. Modelos eficientes con aprendizaje por transferencia utilizando Faster R-CNN se cargaron en aplicaciones web para facilitar el acceso a diagnósticos en tiempo real por parte de los agricultores a través del despliegue de imágenes en el campo. Se discute la capacidad práctica de las aplicaciones para detectar la enfermedad CG.
Descripción
La enfermedad de los cítricos transmitida por vectores, también llamada Huanglongbing, es una de las enfermedades más destructivas de los cítricos. Dado que actualmente no hay medidas disponibles para controlar directamente esta enfermedad, la gestión actual de la enfermedad integra varias medidas, como el control de vectores, el uso de árboles libres de enfermedades, la eliminación de árboles enfermos, etc. El tema más esencial en la gestión integrada es cómo se pueden detectar de manera eficiente los árboles infectados por CG. Para la detección de CG, los análisis de imágenes digitales utilizando algoritmos de aprendizaje profundo han atraído mucho interés tanto de investigadores como de cultivadores. Se construyeron modelos utilizando aprendizaje por transferencia con la arquitectura Faster R-CNN y se compararon con dos modelos de Red Neuronal Convolucional (CNN) preentrenados, VGGNet y ResNet. Su eficiencia se examinó integrando sus capacidades de extracción de características en el Módulo de Atención de Bloque de Convolución (CBAM) para crear variantes VGGNet+CBAM y ResNet+CBAM. Los modelos ResNet tuvieron el mejor rendimiento. Además, la integración de CBAM mejoró notablemente la precisión de la detección de la enfermedad CG y el rendimiento general de los modelos. Modelos eficientes con aprendizaje por transferencia utilizando Faster R-CNN se cargaron en aplicaciones web para facilitar el acceso a diagnósticos en tiempo real por parte de los agricultores a través del despliegue de imágenes en el campo. Se discute la capacidad práctica de las aplicaciones para detectar la enfermedad CG.