Mejorando el conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades utilizando un mecanismo de atención de densidad de probabilidad en modelos de aprendizaje profundo para la agricultura de precisión
Autores: Li, Ruiheng; Hong, Wenjie; Wu, Ruiming; Wang, Yan; Wu, Xiaohan; Shi, Zhongtian; Xu, Yifei; Han, Zixu; Lv, Chunli
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Mejorando el conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades utilizando un mecanismo de atención de densidad de probabilidad en modelos de aprendizaje profundo para la agricultura de precisión
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Conteo de picos de trigo
Detección de enfermedades
Aprendizaje profundo
Extracción de características
Mecanismo de atención de densidad de probabilidad
Función de pérdida de densidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio tiene como objetivo mejorar la precisión del conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades, explorando la aplicación del aprendizaje profundo en el sector agrícola. Abordando las deficiencias de los métodos de detección tradicionales, proponemos una estrategia avanzada de extracción de características y un modelo basado en el mecanismo de atención de densidad de probabilidad, diseñado para manejar de manera más efectiva la extracción de características en fondos complejos y áreas densas. A través de experimentos comparativos con varios modelos avanzados, evaluamos de manera integral el rendimiento de nuestro modelo. En la tarea de detección de enfermedades, nuestro modelo tiene un rendimiento excelente, logrando una precisión de 0.93, un recall de 0.89, una exactitud de 0.91 y un mAP de 0.90. Al introducir la función de pérdida de densidad, podemos mejorar efectivamente la precisión de detección al tratar con regiones de alta densidad. En la tarea de conteo de espigas de trigo, el modelo también demuestra un rendimiento sólido, con una precisión de 0.91, un recall de 0.88, una exactitud de 0.90 y un mAP de 0.90, validando aún más su efectividad. Además, este documento también realiza experimentos de ablación sobre diferentes funciones de pérdida. Los resultados de esta investigación proporcionan un nuevo método para el conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades, reflejando plenamente el valor de aplicación del aprendizaje profundo en la agricultura de precisión. Al combinar el mecanismo de atención de densidad de probabilidad y la función de pérdida de densidad, el modelo propuesto mejora significativamente la precisión y eficiencia de detección, ofreciendo referencias importantes para futuras investigaciones relacionadas.
Descripción
Este estudio tiene como objetivo mejorar la precisión del conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades, explorando la aplicación del aprendizaje profundo en el sector agrícola. Abordando las deficiencias de los métodos de detección tradicionales, proponemos una estrategia avanzada de extracción de características y un modelo basado en el mecanismo de atención de densidad de probabilidad, diseñado para manejar de manera más efectiva la extracción de características en fondos complejos y áreas densas. A través de experimentos comparativos con varios modelos avanzados, evaluamos de manera integral el rendimiento de nuestro modelo. En la tarea de detección de enfermedades, nuestro modelo tiene un rendimiento excelente, logrando una precisión de 0.93, un recall de 0.89, una exactitud de 0.91 y un mAP de 0.90. Al introducir la función de pérdida de densidad, podemos mejorar efectivamente la precisión de detección al tratar con regiones de alta densidad. En la tarea de conteo de espigas de trigo, el modelo también demuestra un rendimiento sólido, con una precisión de 0.91, un recall de 0.88, una exactitud de 0.90 y un mAP de 0.90, validando aún más su efectividad. Además, este documento también realiza experimentos de ablación sobre diferentes funciones de pérdida. Los resultados de esta investigación proporcionan un nuevo método para el conteo de espigas de trigo y la detección de enfermedades, reflejando plenamente el valor de aplicación del aprendizaje profundo en la agricultura de precisión. Al combinar el mecanismo de atención de densidad de probabilidad y la función de pérdida de densidad, el modelo propuesto mejora significativamente la precisión y eficiencia de detección, ofreciendo referencias importantes para futuras investigaciones relacionadas.