論文の概要: Automated Plant Disease and Pest Detection System Using Hybrid Lightweight CNN-MobileViT Models for Diagnosis of Indigenous Crops

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.11871v1
• Date: Sat, 06 Dec 2025 06:24:46 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-16 17:54:55.979577
• Title: Automated Plant Disease and Pest Detection System Using Hybrid Lightweight CNN-MobileViT Models for Diagnosis of Indigenous Crops
• Title（参考訳）: ハイブリッド軽量CNN-MobileViTモデルを用いた植物病・害虫自動検出システム
• Authors: Tekleab G. Gebremedhin, Hailom S. Asegede, Bruh W. Tesheme, Tadesse B. Gebremichael, Kalayu G. Redae,
• Abstract要約: 農業はエチオピアのティグレイ地域の人口の80%以上を支えている。 インフラ破壊は 専門の作物病診断へのアクセスを制限する 本稿では,新たにキュレートされたサボテンフィグデータセットを中心に,オフラインファースト検出システムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Agriculture supports over 80% of the population in the Tigray region of Ethiopia, where infrastructural disruptions limit access to expert crop disease diagnosis. We present an offline-first detection system centered on a newly curated indigenous cactus-fig (Opuntia ficus-indica) dataset consisting of 3,587 field images across three core symptom classes. Given deployment constraints in post-conflict edge environments, we benchmark three mobile-efficient architectures: a custom lightweight CNN, EfficientNet-Lite1, and the CNN-Transformer hybrid MobileViT-XS. While the broader system contains independent modules for potato, apple, and corn, this study isolates cactus-fig model performance to evaluate attention sensitivity and inductive bias transfer on indigenous morphology alone. Results establish a clear Pareto trade-off: EfficientNet-Lite1 achieves 90.7% test accuracy, the lightweight CNN reaches 89.5% with the most favorable deployment profile (42 ms inference latency, 4.8 MB model size), and MobileViT-XS delivers 97.3% mean cross-validation accuracy, demonstrating that MHSA-based global reasoning disambiguates pest clusters from two dimensional fungal lesions more reliably than local texture CNN kernels. The ARM compatible models are deployed in a Tigrigna and Amharic localized Flutter application supporting fully offline inference on Cortex-A53 class devices, strengthening inclusivity for food security critical diagnostics.
• Abstract（参考訳）: 農業はエチオピアのティグレイ地域の人口の80%以上を支えており、インフラ破壊によって農作物病の診断へのアクセスが制限されている。 本報告では,3つのコア症状クラスにまたがる3,587のフィールド画像からなる,新たにキュレートされたサボテン・フィグ(Opuntia ficus-indica)データセットを中心に,オフラインファースト検出システムを提案する。 競合後のエッジ環境におけるデプロイメントの制約を考慮し、カスタム軽量CNN、EfficientNet-Lite1、CNN-TransformerハイブリッドMobileViT-XSの3つのモバイル効率アーキテクチャをベンチマークする。 広義のシステムはジャガイモ,リンゴ,トウモロコシの独立したモジュールを含むが,本研究ではサボテン・フィグモデルの性能を分離し,固有形態のみに対する注意感度と誘導バイアス伝達を評価する。 EfficientNet-Lite1は90.7%のテスト精度、軽量CNNは89.5%に達し、最も好ましいデプロイメントプロファイル(42msの推論遅延、4.8MBモデルサイズ)、MobileViT-XSは97.3%の平均クロスバリデーション精度を提供する。 ARM互換モデルは、Cortex-A53クラスのデバイスで完全にオフライン推論をサポートするTigrignaとAmharicのローカライズされたFlutterアプリケーションにデプロイされる。

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