Método de clasificación e identificación de enfermedades del tomate basado en aprendizaje profundo de fusión multimodal
Autores: Zhang, Ning; Wu, Huarui; Zhu, Huaji; Deng, Ying; Han, Xiao
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Método de clasificación e identificación de enfermedades del tomate basado en aprendizaje profundo de fusión multimodal
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas Generales
Palabras clave
Propuesto
Método de diagnóstico de enfermedades de tomate
Multi-ResNet34
Aprendizaje de fusión multi-modal
Red neuronal ResNet34
Datos de múltiples fuentes
Fusión de datos multi-modales a nivel de características
Mask R-CNN
Precisión de clasificación
Enfermedades de tomate
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Teniendo en cuenta que la ocurrencia y propagación de enfermedades están estrechamente relacionadas con el entorno de siembra, se propone un método de diagnóstico de enfermedades del tomate basado en el aprendizaje de fusión multi-modal Multi-ResNet34 basado en aprendizaje residual para el problema de la tasa de reconocimiento limitada de una sola imagen RGB de una enfermedad del tomate. Basado en la red principal ResNet34, este documento introduce el aprendizaje por transferencia para acelerar el entrenamiento, reducir las dependencias de datos y prevenir el sobreajuste debido a una pequeña cantidad de datos de muestra; también integra datos de múltiples fuentes (datos de imagen de enfermedades del tomate y parámetros ambientales). Se utiliza un método de fusión de datos multi-modales a nivel de características para retener la información clave de los datos para identificar la característica, de modo que los datos modales diferentes puedan complementarse, apoyarse y corregirse entre sí, y obtener un efecto de identificación más preciso. En primer lugar, se utilizó Mask R-CNN para extraer imágenes parciales de hojas de imágenes complejas de enfermedades del tomate de fondo para reducir la influencia de las regiones de fondo en la identificación de enfermedades. Luego, el conjunto de datos de imágenes formadas del entorno se introdujo en el modelo de fusión multi-modal para obtener los resultados de identificación de los tipos de enfermedades. El modelo de fusión multi-modal propuesto Multi-ResNet34 tiene una precisión de clasificación del 98.9% para seis enfermedades del tomate: mancha bacteriana, tizón tardío, moho de la hoja, aspergilosis amarilla, moho gris y tizón temprano, que es mayor que la del modelo unimodal. Con un aumento del 1.1%, el efecto es evidente. El método en este documento puede proporcionar una base importante para el análisis y diagnóstico de enfermedades de invernadero inteligentes de tomate en el contexto de la informatización agrícola.
Descripción
Teniendo en cuenta que la ocurrencia y propagación de enfermedades están estrechamente relacionadas con el entorno de siembra, se propone un método de diagnóstico de enfermedades del tomate basado en el aprendizaje de fusión multi-modal Multi-ResNet34 basado en aprendizaje residual para el problema de la tasa de reconocimiento limitada de una sola imagen RGB de una enfermedad del tomate. Basado en la red principal ResNet34, este documento introduce el aprendizaje por transferencia para acelerar el entrenamiento, reducir las dependencias de datos y prevenir el sobreajuste debido a una pequeña cantidad de datos de muestra; también integra datos de múltiples fuentes (datos de imagen de enfermedades del tomate y parámetros ambientales). Se utiliza un método de fusión de datos multi-modales a nivel de características para retener la información clave de los datos para identificar la característica, de modo que los datos modales diferentes puedan complementarse, apoyarse y corregirse entre sí, y obtener un efecto de identificación más preciso. En primer lugar, se utilizó Mask R-CNN para extraer imágenes parciales de hojas de imágenes complejas de enfermedades del tomate de fondo para reducir la influencia de las regiones de fondo en la identificación de enfermedades. Luego, el conjunto de datos de imágenes formadas del entorno se introdujo en el modelo de fusión multi-modal para obtener los resultados de identificación de los tipos de enfermedades. El modelo de fusión multi-modal propuesto Multi-ResNet34 tiene una precisión de clasificación del 98.9% para seis enfermedades del tomate: mancha bacteriana, tizón tardío, moho de la hoja, aspergilosis amarilla, moho gris y tizón temprano, que es mayor que la del modelo unimodal. Con un aumento del 1.1%, el efecto es evidente. El método en este documento puede proporcionar una base importante para el análisis y diagnóstico de enfermedades de invernadero inteligentes de tomate en el contexto de la informatización agrícola.