پیاده‌سازی و ارزیابی الگوریتم یادگیری عمیق Detecto در تشخیص میوه سیب روی درخت

نویسندگان

1 دانشيار، گروه مهندسی مکانیک ماشین‏های کشاورزی، واحد خوراسگان، دانشگاه آزاد اسلامی، اصفهان، ایران

2 دانش آموخته کارشناسی ارشد ریاضی کاربردی، دانشگاه یزد، یزد، ایران

doi
https://doi.org/10.71667/sarj.2025.1198236
چکیده

یکی از کاربردهای یادگیری عمیق که در سالهای اخیر پیشرفت زیادی در کشاورزی داشته، تشخیص اشیاء با استفاده از روشهای یادگیری عمیق است. هدف از پژوهش حاضر پیاده‌سازی یک مدل یادگیری عمیق برای تشخیص میوه سیب روی درخت به کمک تصاویر گرفته شده از درخت دارای میوه است. ارزیابی عملکرد مدل با محاسبه نسبت مساحت اشتراکی به اجتماعی کادرهای واقعی و پیش‌بینی شده محیط بر سیبهای موجود در تصویر انجام شد. این کار روی تعدادی از تصاویر نزدیک دارای یک یا دو سیب صورت گرفت و سپس معیارهای حساسیت، دقت و نمره F1 با توجه به نسبت مساحتی محاسبه شده و مقایسه آن با مقدار آستانه تشخیص به‌دست آمدند. به منظور استفاده از کل تصاویر پوشه اعتبارسنجی در ارزیابی عملکرد الگوریتم، از معیار متوسط صحت در تشخیص سیب در تمام تصاویر با لحاظ کردن سطح آستانه تشخیص پنجاه درصدی استفاده شد. بر اساس نتایج به‌دست آمده فرآیند آموزش مدل باعث کاهش مقدار تابع هزینه شد و در شماره دوره‌های آموزشی بیش از 10 نمودار تقریباً افقی شد. همچنین گونه سیب و تغییر پس زمینه عکس‌ها باعث تاثیرگذاری بر نتایج مدل نشد . از نظر کمی معیارهای حساسیت، دقت و نمره F1 مربوط به مدل روی تعدادی از تصاویر نزدیک دارای یک و یا دو سیب بترتیب برابر با 1، 92/0 و 94/0 به‌دست آمد. این معیارها در سطح آستانه نسبت مساحت اشتراکی به اجتماعی برابر با 8/0 به دست آمدند. از سوی دیگر متوسط صحت به‎دست آمده روی کل تصاویر پوشه اعتبارسنجی با لحاظ کردن سطح آستانه تشخیص پنجاه درصدی برابر با 88% به‌دست آمد. در نتیجه کارایی مدل پیاده‌سازی شده در این پژوهش در تشخیص میوه سیب روی درخت تایید شد.