論文の概要: A CNN Approach to Simultaneously Count Plants and Detect Plantation-Rows from UAV Imagery

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.15827v3
• Date: Sun, 14 Feb 2021 18:02:01 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-04-17 17:06:21.545127
• Title: A CNN Approach to Simultaneously Count Plants and Detect Plantation-Rows from UAV Imagery
• Title（参考訳）: 植物を同時に数えるCNNアプローチとUAV画像からの植林地検出
• Authors: Lucas Prado Osco, Mauro dos Santos de Arruda, Diogo Nunes Gon\c{c}alves, Alexandre Dias, Juliana Batistoti, Mauricio de Souza, Felipe David Georges Gomes, Ana Paula Marques Ramos, L\'ucio Andr\'e de Castro Jorge, Veraldo Liesenberg, Jonathan Li, Lingfei Ma, Jos\'e Marcato Junior, Wesley Nunes Gon\c{c}alves
• Abstract要約: 畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いた新しい深層学習手法を提案する。 高度に乾燥したプランテーション構成を考慮した植物を数えながら、同時にプランテーション・ロウを検出し、配置する。 提案手法は、異なる種類の作物のUAV画像において、植物と植物をカウントおよびジオロケートするための最先端の性能を達成した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 56.10033255997329
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: In this paper, we propose a novel deep learning method based on a Convolutional Neural Network (CNN) that simultaneously detects and geolocates plantation-rows while counting its plants considering highly-dense plantation configurations. The experimental setup was evaluated in a cornfield with different growth stages and in a Citrus orchard. Both datasets characterize different plant density scenarios, locations, types of crops, sensors, and dates. A two-branch architecture was implemented in our CNN method, where the information obtained within the plantation-row is updated into the plant detection branch and retro-feed to the row branch; which are then refined by a Multi-Stage Refinement method. In the corn plantation datasets (with both growth phases, young and mature), our approach returned a mean absolute error (MAE) of 6.224 plants per image patch, a mean relative error (MRE) of 0.1038, precision and recall values of 0.856, and 0.905, respectively, and an F-measure equal to 0.876. These results were superior to the results from other deep networks (HRNet, Faster R-CNN, and RetinaNet) evaluated with the same task and dataset. For the plantation-row detection, our approach returned precision, recall, and F-measure scores of 0.913, 0.941, and 0.925, respectively. To test the robustness of our model with a different type of agriculture, we performed the same task in the citrus orchard dataset. It returned an MAE equal to 1.409 citrus-trees per patch, MRE of 0.0615, precision of 0.922, recall of 0.911, and F-measure of 0.965. For citrus plantation-row detection, our approach resulted in precision, recall, and F-measure scores equal to 0.965, 0.970, and 0.964, respectively. The proposed method achieved state-of-the-art performance for counting and geolocating plants and plant-rows in UAV images from different types of crops.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,高密度プランテーション構成を考慮したプラントを数えながら,同時にプランテーション群を検出・位置決めする畳み込みニューラルネットワーク(CNN)に基づく新しい深層学習手法を提案する。 生育段階の異なるトウモロコシ畑とカンキツ果樹園において実験セットアップを評価した。 両方のデータセットは、異なる植物密度シナリオ、場所、作物の種類、センサー、日付を特徴付ける。 cnn法では,プランテーションロウ内で得られた情報を植物検出ブランチに更新し,行ブランチにレトロフィードし,多段階リファインメント法により精製した2分岐アーキテクチャを実装した。 コーンプランテーションデータセット(成長期,若年,成熟期ともに)では,画像パッチあたりの平均絶対誤差が6.224本,平均相対誤差が0.1038本,精度が0.856本,リコール値が0.905本,F値が0.876本であった。 これらの結果は、同じタスクとデータセットで評価された他のディープネットワーク(HRNet、Faster R-CNN、RetinaNet)よりも優れていた。 プランテーションロー検出では, 精度, リコール, F測定スコアが0.913, 0.941, 0.925であった。 異なるタイプの農業でモデルのロバスト性をテストするために、我々はcitrus orchardデータセットで同じタスクを実行しました。 1パッチあたり1.409シトラス・ツリー、mre 0.0615、精度0.922、リコール0.911、f-測定値0.965である。 カントラスプランテーションロー検出では, 精度, 再現率, f-測定値はそれぞれ0.965, 0.970, 0.964であった。 提案手法は, 異なる作物のuav画像において, 植物と植物群を計数し, 測地する技術として, 最先端の性能を得た。

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