Компьютерное зрение и нейронные сети помогут обнаружить болезни сельскохозяйственных культур

Новости сегодня - Компьютерное зрение и нейронные сети помогут обнаружить болезни сельскохозяйственных культур

Исследовательская группа из Сколтеха и Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения представила работу, в которой они разработали альтернативный метод обнаружения гнилых и заплесневелых яблок на послеуборочной стадии, когда фрукты хранятся, а затем доставляются покупателю. Система компьютерного зрения определит различные дефекты на ранней стадии, когда они могут быть невидимы для человеческого глаза. Статья опубликована в журнале Entropy.

Несмотря на повсеместную автоматизацию, качество фруктов и овощей на послеуборочном этапе, особенно при сортировке, в основном контролируется человеком. При доставке товары могут испортиться или испортиться. Некоторые области гниения можно упустить из виду или пропустить, в то время как земледелец не всегда может определить тип заболевания или повреждения.

Используя яблоки, команда изучила два типа дефектов: гниение и плесень. Если, например, яблоки лежат плотно, они ударяются друг о друга и, таким образом, в этих местах быстрее разлагаются. Плесень возникает в результате радикального нарушения условий хранения или недосмотра при сборе урожая.

Для обнаружения дефектов специалисты используют инфракрасное излучение , но, по мнению исследователей, для этого нужны мульти- и гиперспектральные устройства, которые очень дороги и не всегда удобны в использовании. Целью исследования было предложить альтернативу этим камерам, которые используют модели на основе глубокого обучения, способные генерировать инфракрасные изображения. Авторы подчеркивают, что они не собирались заменять традиционные методы, а лишь попытались предложить более доступный и инновационный путь.

«Мы использовали два типа нейронных сетей: генеративно-состязательную сеть и сверточную нейронную сеть. Первая позволяет конвертировать один тип изображения в другой. В нашем случае мы получили инфракрасные изображения из RGB, то есть видимые фотографии. Но этого недостаточно для обнаружения дефекты, потому что генеративно-состязательные сети не классифицируют изображения. Здесь в дело вступают сверточные нейронные сети. Они помогают обнаруживать и сегментировать на фотографиях объекты нужных классов», — рассказал ведущий автор исследования Никита Стасенко, младший инженер-исследователь в Агроцентре Сколтеха.

Эксперименты включали несколько этапов. Команда начала со сбора и обработки данных видимых изображений. Для этого авторы выбрали 16 яблок четырех разных сортов. Яблоки подвергались различной обработке: яблоко без обработки, тщательно вымытое и протертое яблоко, механически поврежденное яблоко и яблоко шоковой заморозки, переохлажденное до −20°С.

«Когда мы собирали данные, мы проверили несколько моделей на основе генеративно-состязательных сетей — Pix2Pix, CycleGAN и Pix2PixHD — и сравнили сгенерированные инфракрасные изображения с оригинальными. По показателям качества изображения, сгенерированные Pix2PixHD, оказались такими максимально приближен к оригиналу», — добавил Никита Стасенко.

На втором этапе использовалась сверточная нейронная сеть Mask R-CNN. В предыдущих исследованиях эта модель была наиболее эффективной. Чтобы обучить его, команда собрала еще один набор данных из инфракрасных изображений и аннотировала их: они отметили здоровые яблоки и яблоки с участками гниения и плесени.

На третьем этапе авторы использовали Jetson Nano — специальную встроенную систему, позволяющую запускать обученные нейронные сети. В будущем эта система станет настоящим прибором для обнаружения дефектов урожая. Кроме того, команда планирует масштабировать результаты на других типах культур и протестировать другие нейронные модели.

Компьютерное зрение и нейронные сети помогут обнаружить болезни сельскохозяйственных культур

Понравилась новость - поделитесь с Друзьями!

Новости партнеров:

Рубрика: Наука, Новости

Вам могло бы понравиться:

Открыли ключ к разгадке стабильности Вселенной Открыли ключ к разгадке стабильности Вселенной
Талантливых детей с ограничениями по здоровью ждет Интеллектуальный марафон Талантливых детей с ограничениями по здоровью ждет Интеллектуальный марафон
Обнаружена новая сверхновая типа Ia Обнаружена новая сверхновая типа Ia
НИЯУ МИФИ наградит лучших учителей физики НИЯУ МИФИ наградит лучших учителей физики

Оставить комментарий

Вы должны Войти, чтобы оставить комментарий.

©2015 - 2024 Актуальные Новости Сегодня. Все права защищены.
При копировании материалов активная гиперссылка на этот сайт ОБЯЗАТЕЛЬНА!