論文の概要: ReLeaf: Benchmarking Leaf Segmentation across Domains and Species
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.03784v1
- Date: Tue, 05 May 2026 14:11:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-06 19:35:43.963836
- Title: ReLeaf: Benchmarking Leaf Segmentation across Domains and Species
- Title(参考訳): ReLeaf: ドメインと種間でのリーフセグメンテーションのベンチマーク
- Authors: Robert Martinko, Daniel Steininger, Julia Simon, Andreas Trondl, Matthias Blaickner,
- Abstract要約: 葉レベルセグメンテーションは、作物の健康、成長動態、収量電位、局所的なストレス症状を評価するために用いられる。
進歩は、特に種の範囲に関して、専用のデータセットの欠如によって制限されている。
そこで我々は,植物23種を対象に,選択したCropAndWeed画像の半自動アノテーションを用いて,葉面マスクを用いた新しいベンチマークデータセットを提案する。
既存の4つのデータセットでトレーニングされたモデルでは、対応するテストセット間で平均mAP50-95が83.9%、新しいベンチマークでは40.2%となる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 2.446672595462589
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: Rising global food demand and growing climate pressure increase the need for sustainable, precise agricultural practices. Automated, individualized plant treatment relies on fine-grained visual analysis, yet leaf-level segmentation remains underexplored despite its value for assessing crop health, growth dynamics, yield potential and localized stress symptoms. Progress is limited by a lack of dedicated datasets, especially regarding species coverage, and by the absence of systematic evaluations of modern instance-segmentation architectures for this task. We address these gaps by surveying current data and identifying four suitable, publicly available leaf-segmentation datasets. Using them, we compare one-stage, two-stage and Transformer-based detectors and identify a YOLO26 model configuration to provide the best trade-off for real-world precision-agriculture tasks. Extensive cross-domain generalization experiments reveal substantial performance drops across plant species and recording setups, especially for models trained solely on laboratory data. To strengthen data availability, we introduce a new benchmark dataset with leaf-level masks for 23 plant species, created via semi-automatic annotation of selected CropAndWeed images. A model trained on all four existing datasets achieves a mean mAP50-95 of 83.9% across their corresponding test sets and 40.2% on our new benchmark, demonstrating improved generalization and highlighting the need for diverse leaf-segmentation datasets in robust precision agriculture.
- Abstract(参考訳): 世界の食料需要の増加と気候変動の増大により、持続可能な正確な農業慣行の必要性が高まっている。
自動化された個別化された植物処理は、きめ細かな視覚分析に依存しているが、葉のレベルでのセグメンテーションは、作物の健康、成長動態、収量ポテンシャル、局所的なストレス症状を評価する価値にもかかわらず、未発見のままである。
進歩は、特に種の範囲に関する専用のデータセットの欠如と、このタスクのための近代的なインスタンス分割アーキテクチャの体系的な評価の欠如によって制限されている。
これらのギャップに対処するために、現在のデータを調査し、利用可能な4つの葉分データセットを同定する。
それらを用いて、1段、2段、トランスフォーマーベースの検出器を比較し、YOLO26モデル構成を特定し、現実世界の精密養殖作業に最適なトレードオフを提供する。
広範囲にわたるクロスドメインの一般化実験は、特に実験室のデータにのみ訓練されたモデルにおいて、植物種間での大幅なパフォーマンス低下と記録設定を明らかにしている。
データ利用率を高めるため,選択したCropAndWeed画像の半自動アノテーションを用いて,23種の葉面を用いたベンチマークデータセットを新たに導入した。
4つの既存データセットでトレーニングされたモデルでは、対応するテストセットの平均mAP50-95が83.9%、新しいベンチマークで40.2%に達し、一般化の改善と、堅牢な精密農業における多様な葉分データセットの必要性を強調した。
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