Gys-rt-detr: un modelo ligero de detección de enfermedades cítricas basado en poda adaptativa integrada y destilación dinámica de conocimientos
Autores: Yang, Linlin; Huang, Zhonghao; Huangfu, Yi; Liu, Rui; Wang, Xuerui; Pan, Zhiwei; Shi, Jie
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Gys-rt-detr: un modelo ligero de detección de enfermedades cítricas basado en poda adaptativa integrada y destilación dinámica de conocimientos
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Enfermedades cítricas
Detección
Optimización del modelo
Método ligero
Modelo RT-DETR-r18
Localización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 30
Citaciones: Sin citaciones
Dada la grave carga económica que las enfermedades cítricas imponen a los agricultores de frutas y las industrias relacionadas, lograr una detección rápida y precisa de enfermedades es particularmente crucial. En respuesta a los desafíos planteados por plataformas con recursos limitados y fondos complejos, este documento diseña y propone un método ligero para la identificación y localización de enfermedades cítricas basado en el modelo RT-DETR-r18-GYS-RT-DETR. Este documento propone un método de optimización para la detección de objetivos que mejora significativamente el rendimiento del modelo a través de la integración tecnológica multidimensional. En primer lugar, este documento introduce las siguientes innovaciones en la estructura del modelo: (1) Se introduce un Mecanismo de Recolección y Distribución en la sección del Cuello, que mejora efectivamente la capacidad del modelo para detectar objetivos medianos a grandes mediante la fusión de características globales e inyección de información de alto nivel. (2) Se utiliza Fusión de Características de Secuencia de Escala (SSFF) para optimizar la estructura del Cuello y mejorar el rendimiento de detección del modelo para objetivos pequeños en entornos complejos. (3) Se utiliza la función de pérdida Focaler-ShapeIoU para resolver los problemas de muestras de entrenamiento desequilibradas y posicionamiento inexacto. En segundo lugar, el modelo adopta dos estrategias de optimización del modelo: (1) Se utiliza el algoritmo de poda local Group_taylor para reducir la ocupación de memoria y el número de parámetros de cálculo del modelo. (2) Se propone y adopta el marco de destilación de conocimiento de lógica de características para resolver el problema de pérdida de información causado por la diferencia estructural entre profesores y alumnos, y garantizar un buen rendimiento de detección, al tiempo que se realiza el carácter ligero del modelo. Los resultados experimentales muestran que el modelo GYS-RT-DETR tiene una precisión del 79,1%, una recuperación del 77,9%, un puntaje F1 del 78,0%, un tamaño de modelo de 23,0 MB y un valor de mAP del 77,8%. En comparación con el modelo original, la precisión, la recuperación, el puntaje F1, el valor mAP y el valor FPS han mejorado en un 3,5%, 5,3%, 5,0%, 5,3% y 10,3 f/s, respectivamente. Además, el uso de memoria del modelo GYS-RT-DETR ha disminuido en 25,5 MB en comparación con el modelo original. El modelo GYS-RT-DETR propuesto en este artículo puede detectar eficazmente diversas enfermedades cítricas en entornos complejos, abordando la naturaleza que consume tiempo de la detección manual y mejorando la precisión de la detección del modelo, proporcionando así una base teórica efectiva para la detección automatizada de enfermedades cítricas.
Descripción
Dada la grave carga económica que las enfermedades cítricas imponen a los agricultores de frutas y las industrias relacionadas, lograr una detección rápida y precisa de enfermedades es particularmente crucial. En respuesta a los desafíos planteados por plataformas con recursos limitados y fondos complejos, este documento diseña y propone un método ligero para la identificación y localización de enfermedades cítricas basado en el modelo RT-DETR-r18-GYS-RT-DETR. Este documento propone un método de optimización para la detección de objetivos que mejora significativamente el rendimiento del modelo a través de la integración tecnológica multidimensional. En primer lugar, este documento introduce las siguientes innovaciones en la estructura del modelo: (1) Se introduce un Mecanismo de Recolección y Distribución en la sección del Cuello, que mejora efectivamente la capacidad del modelo para detectar objetivos medianos a grandes mediante la fusión de características globales e inyección de información de alto nivel. (2) Se utiliza Fusión de Características de Secuencia de Escala (SSFF) para optimizar la estructura del Cuello y mejorar el rendimiento de detección del modelo para objetivos pequeños en entornos complejos. (3) Se utiliza la función de pérdida Focaler-ShapeIoU para resolver los problemas de muestras de entrenamiento desequilibradas y posicionamiento inexacto. En segundo lugar, el modelo adopta dos estrategias de optimización del modelo: (1) Se utiliza el algoritmo de poda local Group_taylor para reducir la ocupación de memoria y el número de parámetros de cálculo del modelo. (2) Se propone y adopta el marco de destilación de conocimiento de lógica de características para resolver el problema de pérdida de información causado por la diferencia estructural entre profesores y alumnos, y garantizar un buen rendimiento de detección, al tiempo que se realiza el carácter ligero del modelo. Los resultados experimentales muestran que el modelo GYS-RT-DETR tiene una precisión del 79,1%, una recuperación del 77,9%, un puntaje F1 del 78,0%, un tamaño de modelo de 23,0 MB y un valor de mAP del 77,8%. En comparación con el modelo original, la precisión, la recuperación, el puntaje F1, el valor mAP y el valor FPS han mejorado en un 3,5%, 5,3%, 5,0%, 5,3% y 10,3 f/s, respectivamente. Además, el uso de memoria del modelo GYS-RT-DETR ha disminuido en 25,5 MB en comparación con el modelo original. El modelo GYS-RT-DETR propuesto en este artículo puede detectar eficazmente diversas enfermedades cítricas en entornos complejos, abordando la naturaleza que consume tiempo de la detección manual y mejorando la precisión de la detección del modelo, proporcionando así una base teórica efectiva para la detección automatizada de enfermedades cítricas.