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Método de segmentación mejorado basado en YOLOv8 para hojas de fresa y lesiones de mildiu polvoriento en fondos naturales

Autores: Chen, Mingzhou; Zou, Wei; Niu, Xiangjie; Fan, Pengfei; Liu, Haowei; Li, Cuiling; Zhai, Changyuan

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Método de segmentación mejorado basado en YOLOv8 para hojas de fresa y lesiones de mildiu polvoriento en fondos naturales


Categoría

Ciencias Agrícolas y Biológicas

Subcategoría

Agronomía y Ciencia de los Cultivos

Palabras clave

Fresa
Hojas
Lesiones
Segmentación
Basado en YOLOv8
Enfermedad

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 22

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Este estudio aborda el desafío de segmentar hojas y lesiones de fresa en fondos naturales, lo cual es crucial para una evaluación precisa de la gravedad de enfermedades y dosificación automatizada. Enfocándonos en el oídio de la fresa, proponemos un método de segmentación mejorado basado en YOLOv8 para la detección de hojas y lesiones. Cuatro modelos de segmentación de instancias (SOLOv2, YOLACT, YOLOv7-seg y YOLOv8-seg) fueron comparados, utilizando YOLOv8-seg como referencia. Para mejorar el rendimiento, se integraron módulos SCDown y PSA en la estructura principal para reducir la redundancia, disminuir la carga computacional y mejorar la detección de objetos pequeños y fondos complejos. En el cuello, el módulo C2f fue reemplazado por el módulo C2fCIB, y se incorporó el mecanismo de atención SimAM para mejorar la diferenciación de objetivos y reducir la interferencia de ruido. La función de pérdida combinó CIOU con MPDIOU para mejorar la adaptabilidad en escenarios desafiantes. Experimentos de ablación demostraron una precisión de segmentación del 92%, una recuperación del 85.2% y una precisión media promedio (mAP) del 90.4%, superando la referencia YOLOv8-seg en un 4%, 2.9% y 4%, respectivamente. En comparación con SOLOv2, YOLACT y YOLOv7-seg, la mAP del modelo mejorado aumentó en un 14.8%, 5.8% y 3.9%, respectivamente. El modelo mejorado reduce las detecciones perdidas y mejora la localización de objetivos, brindando apoyo teórico para aplicaciones posteriores en la gestión de enfermedades inteligente y basada en dosis.

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