استفاده از یادگیری عمیق در تشخیص خودکار بیماری گیاهان بر اساس پردازش تصویر برگ

نویسندگان

1 استادیار گروه مهندسی کامپیوتر و IT، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد پرند، استان تهران، ایران

2 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی کامپیوتر و IT، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی ، واحد پرند

3 استادیار، گروه مهندسی کامپیوتر و IT، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد پرند

doi
10.22092/erams.2020.341617.1338
چکیده

تشخیص سریع بیماری‌های گیاهان همواره از چالش‌های مهم صنعت کشاورزی بوده است. یکی از رویکردهایی که در این زمینه مورد استقبال واقع شده، استفاده از روش­های پردازش تصویر است. مزیت این روش­ها در خودکار، سریع، کم­هزینه، غیرتخریبی و دقیق بودن آنهاست. در این پژوهش، با پردازش تصویر برگ گیاهانو محصولات کشاورزی، ضمن تشخیص گیاهان سالم از ناسالم، نوع و شدت بیماری آنها نیز به صورت خودکار تشخیص داده می­شود. برای این کار از روش­های مبتنی بر یادگیری عمیق شامل چندین معماری مختلف از شبکه­های عصبی پیچشی به همراه دسته­بند ماشین بردار پشتیباناستفاده شده­ است. روش پیشنهادی در این پژوهش قابل تعمیم به گیاهان و محصولات مختلف و همین‌طور به چندین گیاه به طور همزمان است. شبکه­های طراحی شده با استفاده از دو زیر­مجموعۀ­ متفاوت از تصاویر مجموعه­ داده­ Plant Villageآموزش داده شد و مورد ارزیابی قرار گرفت. در زیر­مجموعۀ­ اول که مربوط به تشخیص بیماری درخت سیب در چهار کلاس مختلف بود، دقت 95 درصد و در زیر­مجموعۀ­ دوم که مربوط به چهار گیاه مختلف و در 10 دسته بود، دقت 8/96 درصد به دست آمد. نتایجِ ارزیابی نشان داد ترکیبِ دسته­بند ماشین بردار پشتیبان با شبکه­های یادگیری عمیق، دقت تشخیص بیماری گیاهان را بهبود می­بخشد.