به جمع مشترکان مگیران بپیوندید!

تنها با پرداخت 70 هزارتومان حق اشتراک سالانه به متن مقالات دسترسی داشته باشید و 100 مقاله را بدون هزینه دیگری دریافت کنید.

برای پرداخت حق اشتراک اگر عضو هستید وارد شوید در غیر این صورت حساب کاربری جدید ایجاد کنید

عضویت
جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه

یادگیری عمیق

در نشریات گروه مکانیزاسیون کشاورزی
تکرار جستجوی کلیدواژه یادگیری عمیق در نشریات گروه کشاورزی
  • حمید جلیل نژاد، یوسف عباسپور گیلانده*، ولی رسولی شربیانی، عارف مردانی کرانی
    در این تحقیق مدل سازی عملکرد کششی تراکتور شامل پارامترهای توان مالبندی، مقاومت غلتشی و بازده کششی با استفاده از شبکه عصبی کانولوشنی در دو نوع خاک لومی رسی شنی و رسی انجام گردید. آزمایش ها در داخل هر بافت خاک در قالب آزمایش فاکتوریل بر پایه طرح بلوک کامل تصادفی (RCBD) و با سه تکرار انجام شدند. در داخل هر بافت خاک سطوح مختلف رطوبت از 8 تا 17 درصد برای خاک های خشک و 18 تا 40 درصد برای خاک های مرطوب، سرعت پیشروی تراکتور در چهار سطح 2/1، 6/1، 8/1 و 2/2 کیلومتر بر ساعت، عمق کار در دو سطح 30 و 50 سانتی متر، تعداد عبور تراکتور در دو سطح 2 و 6 بار عبور، فشار باد لاستیک تراکتور در دو سطح 20 و 25 پوند بر اینچ مربع انتخاب، و در داخل هر کرت آزمایشی مشخصه های شاخص مخروطی، بار دینامیکی، نیروی مقاوم کششی و درصد محتوی رطوبتی اندازه گیری شدند. شبکه های طراحی شده در این تحقیق از نوع شبکه های کانولوشنی بودند. از الگوریتم هایSgdm ، Adam و Rmsprop به منظور آموزش شبکه استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد که شبکه عصبی توسعه داده شده با الگوریتم Sgdm در مقایسه با سایر الگوریتم ها عملکرد بهتری دارد. بنابراین از این الگوریتم به منظور مدل سازی استفاده شد. از معیارهای آماری R2، MSE به منظور ارزیابی عملکرد شبکه استفاده گردید. بهترین عملکرد شبکه کانولوشنی طراحی شده برای پارامترهای توان مالبندی، مقاومت غلتشی و بازده کششی به ترتیب دارای ضریب تبیین 9953/0، 9903/0 و 9888/0 و میانگین مربعات خطا به ترتیب برابر با 0016/0، 0039/0 و 003/0 بودند. همچنین مقدار حداقل و حداکثر برای توان مالبندی به ترتیب برابر با 68/5 و 48/12 کیلووات، برای مقاومت غلتشی چرخ های تراکتور به ترتیب برابر 51/2 و 33/4 کیلونیوتن و برای بازده کششی به ترتیب برابر با 42/73 و 05/80 درصد بدست آمد.
    کلید واژگان: بازده کششی، مقاومت غلتشی، توان مالبندی، یادگیری عمیق، شبکه های کانولوشنی
    Hamid Jalilnejhaz, Yousef Abbaspour-Gilandeh *, Vali Rasooli-Sharabiani, Aref Mardani Korani
    In this research, field experiments were carried out in two types of soil (sandy clay loam and clay) to model the traction performance of the tractor considering drawbar power, rolling resistance, and traction efficiency, using deep learning and convolutional neural network while having some parameters such as soil type and conditions, tool parameters, and operation parameters. The tests were conducted within each soil texture in the form of factorial tests based on the randomized complete block design (RCBD) in triplicates. The tests were done in various moisture levels (8-17% for dry soils and 18-40% for moist soils), tractor forward speed (1.2, 1.6, 1.8, and 2.2 km h-1), working depth (30 and 50 cm), the number of pass (2 and 6 times), and tire inflation pressure (20 and 25 psi). The cone index, dynamic load, draft force, and moisture content were measured in each tests. The networks designed to model the drawbar power, rolling resistance, and traction efficiency were of convolutional neural network type. Various algorithms such as Sgdm, Adam, and Rmsprop were utilized to train the network. The results showed that the neural network developed by Sgdm algorithm outperformed the others. Therefore, this algorithm was utilized for the modeling process. Statistical criteria such as R2 and MSE were also employed to evaluate the performance of the network. For the drawbar power, the 8-499-499-1 architecture showed the best performance with R2=0.9953 and MSE=0.0016. Concerning the rolling resistance, the best performance was observed in 8-301-305-1 architecture with R2=0.9903 and MSE=0.0039. The best performance for the traction efficiency was obtained by 8-371-371-1 architecture with R2=0.9888 and MSE=0.003. The results showed that these networks can be used to model parameters by removing convolution layers and reducing dimensions.
    Keywords: Traction Efficiency, Rolling Resistance, Drawbar Power, Deep Learning, Convolutional Neural Network
  • زهرا حاج علی اوغلی، سلیمان حسین پور*، سید سعید محتسبی
    سبک زندگی سالم و رژیم غذایی متعادل نقش حیاتی در حفظ سلامت انسان ها ایفا می کند. در این دوره از تغییر سریع سبک زندگی و فناوری، یک سیستم تشخیص و بخش بندی مواد غذایی مبتنی بر موبایل که مواد غذایی را شناسایی کند، می تواند بسیار مفید باشد و عادات غذایی را بهبود بخشد. در این مقاله یک سیستم جدید ارائه شده است که با دریافت تصویر ورودی، مواد غذایی داخل تصویر را تشخیص و بخش بندی می کند. این سیستم از تکنیک ها و مدل های یادگیری عمیق استفاده می کند. الگوریتم مورد استفاده YOLO است که با بهره مندی از روش های ساده مبتنی بر رگرسیون، توانایی تشخیص و بخش بندی مواد غذایی را با یک گذر از شبکه فراهم می آورد که با هدف بهبود دقت و سرعت در تشخیص ارائه شده است. این روش ها شامل استفاده از YOLOv7 برای تشخیص مواد غذایی و استفاده از بخش بندی نمونه ای YOLOv5، YOLOv7 و YOLOv8 برای بخش بندی تصاویر است. علاوه بر این، مجموعه داده ای از غذاهای ایرانی حاوی مواد غذایی مختلف تهیه و مورد استفاده قرار گرفت. بر اساس نتایج، مقادیر دقت، یادآوری و دقت متوسط میانگین YOLOv7 به ترتیب 844/0، 924/0 و 932/0 به دست آمد. همچنین، عملکرد بخش بندی نمونه ای YOLOv7 نسبت به YOLOv5 و YOLOv8 بهتر بود که مقادیر دقت بخش بندی، یادآوری و دقت متوسط میانگین 5/0 برای YOLOv7 به ترتیب 959/0، 943/0 و 906/0 است. نتایج حاکی از آن هستند که روش پیشنهاد شده در این مقاله دقت بالا در تشخیص مواد غذایی ایرانی و همچنین سرعت و دقت بالا در بخش بندی نمونه ای را فراهم می کند. بنابراین با استفاده از الگوریتم YOLO، می توان غذاهای ایرانی را با دقت بالا تشخیص داد و تصاویر آن ها را تقسیم بندی کرد. این پژوهش از طریق تکنولوژی هوشمند و الگوریتم های جدید یادگیری عمیق به ترویج سبک زندگی سالم از طریق تکنولوژی هوشمند در ایران می پردازد.
    کلید واژگان: تشخیص مواد غذایی، تقسیم بندی نمونه ای، یادگیری عمیق، Yolov7
    Zahra Hajalioghli, Soleiman Hosseinpour *, Seyed Saeid Mohtasebi
    Maintaining the well-being of individuals is greatly influenced by a healthy lifestyle and balanced diet. The identification and segmentation of food items can be improved by utilizing a mobile-based system in this era of rapid lifestyle changes and technology. This article introduces a novel system that, upon receiving input images, detects and segmentation the food items within the images. The system utilizes deep learning techniques and models, employing the YOLO algorithm. By incorporating regression-based simple methods, the system achieves the capability to detect and categorize food items in a single pass through the network, aiming to enhance accuracy and speed in the detection process. YOLOv7 was employed for food detection and YOLOv5, YOLOv7, and YOLOv8 was utilized for image segmentation. Based on the results, the accuracy, recall, and average precision values for YOLOv7 were 0.844, 0.924, and 0.932, respectively. Furthermore, the instance segmentation performance of YOLOv7 outperformed YOLOv5 and YOLOv8, with precision, recall, and mean average precision values of 0.959, 0.943, and 0.906, respectively. These findings underscore the high accuracy in detecting Iranian foods and the remarkable speed and precision in food image segmentation attainable through advanced deep-learning algorithms. Consequently, this study establishes that accurate detection of Iranian foods can be accomplished through the utilization of sophisticated deep-learning techniques. This research focuses on promoting a healthy lifestyle through intelligent technology and novel deep learning algorithms in Iran.
    Keywords: Deep Learning, Food Detection, Instance Segmentation, Yolov7
  • عادل طاهری حاجی وند*، کیمیا شیرینی، سینا صمدی قره ورن

    در بسیاری از کشور ها به طور میانگین بیش از 50 درصد غذای مردم از غلات تامین میشود و نزدیک به 70 درصد سطح زیر کشت یک میلیارد هکتاری جهان به غلات اختصاص داده شده است. علف های هرز گوناگونی همراه با غلات در مزارع رشد میکنند که میتوانند عملکرد محصول را به دلیل رقابت برای نور، آب و مواد مغذی کاهش دهند.برای از بین بردن علف های هرز به صورت دقیق و با حداقل مشکلات، باید تشخیص به موقع با دقت و سرعت بالا انجام شود. از جمله روش های نوین در این حوزه، استفاده از فناوری بینایی ماشین و روش های مرتبط با آن نظیر الگوریتم های تشخیص اشیاء یادگیری عمیق و شبکه های عصبی کانولوشنی (CNN) است. مراحل مربوط به انجام پروژه شامل آماده سازی داده ها جهت آموزش و ارزیابی شبکه ها، استفاده از الگوریتم های تشخیص اشیاء جدید، استفاده از شبکه های عصبی کانولوشنی مختلف با خصوصیات متفاوت برای استخراج ویژگی های تصاویر در الگوریتم ها و بهره گیری از روش شبکه هرمی ویژگی (FPN) در الگوریتم های تشخیص اشیا بود. خروجی شبکه ها از نظر تعداد تشخیص، مکان دقیق تشخیص و بهترین زمان تشخیص در مزرعه گندم مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفتند. بهترین شبکه از نظر دقت مکان یابی، مدل ترنسفورم (ViTs) به همراه شبکه ویژگی هرمی با میانگین دقت 0.95 بود. علاوه بر این شبکه مدنظر در این تحقیق از میان 535 علف هرز هدف موفق شد 503 تعداد از آن ها را تشخیص بدهد و این یعنی شبکه ما قادر است 95٪ این علف ها را تشخیص دهد.

    کلید واژگان: بهینه سازی، دقت، کشاورزی، علف های هرز، یادگیری عمیق
    Adel Taherihajivand *, Kimia Shirini, Sina Samadi Gharehveran
    Introduction

    In many countries, on average, more than 50% of people's food comes from grains, and nearly 70% of the cultivated area of one billion hectares of the world is dedicated to grains. A variety of weeds grow along with cereals in the fields, which can reduce crop yield due to competition for light, water and nutrients. To eliminate weeds accurately and with minimal problems, timely detection with high accuracy and speed is required. be done.
    In the field of agriculture, it is controlling and eliminating weeds in grain fields. Weeds are one of the most important factors affecting the production of agricultural products, which are their most important competitors in conventional agriculture, they spray the entire field to eliminate weeds, while weeds appear scattered and patchy in the field. which shows the necessity of using precise agriculture to solve this type of heterogeneity. In addition to causing economic damage, the conventional method of fighting can cause pollution of the environment and even the human food chain. Research shows that the losses caused by pests, diseases and weeds can reach 40% of the global crop every year and it is predicted that this percentage will increase significantly in the coming years. Besides, according to the research of Goktoan et al., the annual cost of weeds for The Australian economy is estimated to be around $4 billion as a loss in agricultural income.

    Materials and Methods

    Among the new methods in this field is the use of machine vision technology and related methods such as deep learning object detection algorithms and convolutional neural networks (CNN). The steps related to the implementation of the project include preparing data for training and evaluating networks, using new object detection algorithms, using different convolutional neural networks with different characteristics to extract image features in algorithms, and using the Feature Pyramid Network (FPN) method in object detection algorithms. Was. The output of the networks was evaluated in terms of the number of detections, the exact location of detection and the time of detection in the field. ViTs is based on the Transformer architecture that was originally developed for NLP tasks. Transformers use self-awareness mechanisms that allow the model to capture complex relationships between elements in a sequence. In the case of ViTs, sequence elements are image patches. In using the transformer architecture for visual data, it is dividing the image into small and non-interfering parts. Each patch typically consists of a grid of pixels. These patches are considered the "words" of the image sequence. Spatial embeddings are added to image patches to provide spatial information to the model. Spatial embeddings are necessary because transformers do not have built-in notions of order or spatial relationships. ViTs use multi-series self-awareness mechanisms to capture relationships between different image patches, and the representation of each patch is updated by attention to other patches. Data separation is very important in data watch transformers for two reasons a) the model needs data to learn and b) we need data to measure the model because the model may not be able to extract the information correctly.

    Results and Discussion

    The best network in terms of positioning accuracy was the transform model (ViTs) with an average accuracy of 0.95. In addition to this, the network considered in this research managed to recognize 503 of the 535 target weeds, and this means that our network is able to recognize 95% of these weeds. The presented method has been able to reach the highest accuracy compared to other existing methods and has been able to detect existing grasses in a much shorter period of time. Compared to other methods, the reset50 algorithm has been able to detect more than 88%, although its execution time is about 2.5 times that of the proposed method.
    In comparing the efficiency of algorithms, execution time is as important as accuracy. By making comparisons and considering 70% of the data as training data and 30% as test data, the presented algorithm has been able to detect the weeds in the field with an accuracy of over 90% in just 13 seconds.

    Conclusion

    Today, deep learning methods are much more efficient than other methods, so we can use the new methods available in deep learning in the field of agriculture.

    Keywords: Optimization, Accuracy, Agriculture, Weed, deep learning
  • محمد روستائی*، محسن نوروزی
    تشخیص صحیح بیماری های برگ سیب برای جلوگیری از کاهش عملکرد کمی و کیفی محصول ضروری است. با پیشرفت روش های یادگیری عمیق، تشخیص این بیماری ها بهبود می یابد اما محدودیت های داده ای مانعی جدی هستند. این پژوهش مدل های یادگیری عمیق پیش آموزش دیده را با تنظیمات دقیق ارزیابی می کند و نشان می دهد که حتی با داده های محدود، دقت بالایی در تشخیص بیماری ها امکان پذیر است. مدل های انتخابی عملکرد بهتری نسبت به روش های مرسوم دارند و یادگیری انتقالی را به عنوان استراتژی موثری در مقابله با داده های محدود و تنوع بیماری ها معرفی می کنند. این مدل ها به کشاورزان و متخصصان باغبانی کمک می کند تا با سرعت و کارایی بیشتری بیماری های برگ سیب را شناسایی و مدیریت کنند. همچنین این مدل ها علاوه بر کشاورزان برای مشاوران کشاورزی، دانشجویان علوم کشاورزی و پژوهشگران فعال در این زمینه نیز قابل استفاده است. علاوه بر این، این روش ها قابل انطباق با سایر بیماری ها و گیاهان هستند و وعده ای برای پیشرفت در سیستم های تشخیص بیماری های گیاهی در آینده هستند. مطالعه حاضر می تواند در بهینه سازی و اتوماسیون فرآیندهای باغبانی انقلابی ایجاد کند و به تحول در مدیریت بیماری های گیاهی منجر شود.
    کلید واژگان: تشخیص بیماری های گیاه، طبقه بندی، کشاورزی هوشمند، یادگیری انتقالی، یادگیری عمیق
    Mohammad Roustaei *, Mohsen Norouzi
    Accurate detection of apple leaf diseases is essential to prevent the reduction in both the quantity and quality of crop yield. With advancements in deep learning methods, the diagnosis of these diseases is improving, but data limitations remain a significant barrier. This research evaluates pretrained deep learning models with precise settings and demonstrates that high accuracy in disease detection is possible even with limited data. The selected models perform better than conventional methods and introduce transfer learning as an effective strategy to combat limited data and the diversity of diseases. These models aid farmers and horticulture specialists in identifying and managing apple leaf diseases more efficiently and rapidly. Additionally, these models are not only beneficial for farmers but also for agricultural consultants, students of agricultural sciences, and researchers in this field. Moreover, these methods are adaptable to other diseases and plants, promising advancements in plant disease detection systems in the future. The present study has the potential to revolutionize horticultural processes through optimization and automation, leading to a transformation in plant disease management.
    Keywords: Plant Disease Detection, Classification, Smart agriculture, Transfer Learning, Deep Learning
  • سید ایمان ساعدی*
    شناسایی مراحل رشد میوه پیش از برداشت عامل مهمی در بهبود کمیت و کیفیت میوه است. داشتن چنین اطلاعاتی به باغ دار کمک می کند که تیمار مناسب هر مرحله از رشد را اعمال نماید و باتوجه به شرایط متغیر آب و هوایی، به درک مناسبی از زمان برداشت میوه دست پیدا کند. با این هدف، در پژوهش حاضر از تصاویر رنگی برای شناسایی هفته های منتهی به زمان برداشت میوه سیب گلدن پاییزه استفاده شد. با استفاده از فناوری یادگیری عمیق و شبکه های عصبی پیچشی، مدل EfficientNetB1 برای طبقه بندی عکس های گرفته شده در هفته های مختلف رشدی میوه سیب استفاده شد. داده ها به صورت تصادفی به سه دسته آموزش (60%)، اعتبارسنجی (20%) و آزمون (20%) تقسیم شدند. همچنین، دو فرایند پیش پردازش یعنی نرمال سازی داده ها و نیز داده افزایی برای حصول نتایج بهتر منظور گردید و در مرحله توسعه مدل از بهینه ساز Nadam و تابع هزینه categorical_crossentropy استفاده شد. نتایج نشان داد که مدل توسعه داده شده قابلیت خوبی در طبقه بندی تصاویر ورودی خواهدداشت. مقدار ضریب همبستگی (R) برای داده های آموزش، اعتبارسنجی و آزمون به ترتیب 86/0، 88/0 و 87/0 به دست آمد. همچنین، توانایی مدل در طبقه بندی با استفاده از پارامترهای precision، recall و f1-score برای هر طبقه ارایه گردید که برطبق آن برخی از طبقه ها با دقت 100% از سایر طبقه ها متمایز شدند. با توجه به قابلیت های یادگیری عمیق در طبقه بندی عکس ها در شرایط کاملا طبیعی، این قبیل مدل ها می توانند در توسعه ربات های برداشت و یا سامانه های عکس برداری هوایی و غیره استفاده شوند و اهداف مختلفی در کشاورزی دقیق، و به طور خاص، باغبانی دقیق را برآورده سازند.
    کلید واژگان: باغبانی دقیق، یادگیری عمیق، شبکه EfficientNetB1، طبقه بندی، زمان برداشت، تصاویر رنگی، سیب
    Seyed Iman Saedi *
    Identifying the growth stages of fruits in orchards is an important factor in improving the quantity and quality of the final product. Having such information helps the growers to apply the appropriate treatment for each growth stage and also to get a proper understanding of the fruit harvesting time, which may change due to changing weather conditions. Therefore, in the present study, color images of golden apples were used to estimate the weeks remaining to the harvest time. The EfficientNetB1 model was used to classify images taken from different weeks of apple fruit development using deep learning technology and convolutional neural networks. The data were divided into three categories: training (60%), validation (20%), and test (20%). Also, two pre-processing processes, i.e. data normalization and data augmentation, were used to obtain better results. Finally, Nadam optimizer and categorical_crossentropy cost function were considered in creating the model. The results showed that the developed model would have a good ability to classify input images. The value of the correlation coefficient (R) for training, validation, and test data was 0.86, 0.88, and 0.87 respectively. Also, the ability of the model to classify different classes was presented using precision, recall, and f1-score parameters for each class, according to which some classes achieved 100% accuracy. Consequently, the obtained results can be used as a platform for the development of harvesting robots, mobile apps, as well as aerial imagery systems using drones, etc. to fulfill various purposes in precision agriculture, and in particular, precision horticulture.
    Keywords: Precision horticulture, Deep Learning, EfficientNetB1 network, Classification, Harvest time, Color images, Apple
  • شهرزاد فلاحت نژاد ماهانی، اعظم کرمی*

    در سال های اخیر استفاده از یادگیری عمیق در کشاورزی دقیق به منظور تشخیص و شمارش آفات و یا بیماری های گیاهان، سمپاشی هوشمند، تخمین سطح زیر کشت و نظارت بر روند رشد گیاهان جهت مقابله با عوامل بازدارنده و یا کاهش دهنده رشد و با هدف افزایش بهره وری محصولات کشاورزی به سرعت رو به افزایش است. در این مقاله، به طراحی الگوریتمی برگرفته از شبکه عصبی عمیق YOLOv5s جهت تشخیص و شمارش خودکار کاکل های گیاه ذرت پرداخته شده است. برای این منظور، از تصاویر اخذ شده توسط پهپاد از مزرعه ذرت در دو تاریخ متفاوت جهت آموزش و ارزیابی شبکه استفاده گردیده و با توجه به نوع و اندازه داده به اعمال تغییراتی در معماری و تابع فعال سازی الگوریتم اصلی YOLOv5s با هدف افزایش تعداد پارامترهای شبکه، کاهش بیش برازش و افزایش دقت تشخیص پرداخته شد و الگوریتم Modified YOLOv5s که به اختصار MYOLOv5s نام دارد به عنوان نسخه بهبودیافته YOLOv5s با قابلیت شناسایی و شمارش کاکل های ذرت با مقادیر ضریب تبیین (R2) 99.28 درصد و دقت متوسط (AP) 95.30 درصد حاصل شد. همچنین، عملکرد روش پیشنهادی به کار گرفته شده در این مقاله با الگوریتم های معتبر معرفی شده در این زمینه ,TasselNetv2+ Faster R-CNN و RetinaNet مقایسه گردید. نتایج به دست آمده نشان می دهد که مقادیر ضریب تبیین برای این سه شبکه به ترتیب 77.86، 86.83 و 95.53 درصد می باشد. همچنین برای الگوریتم های Faster R-CNN و RetinaNet مقادیر دقت متوسط 76.99 و 77.66 درصد به دست آمد. این نتایج نشان می دهند که الگوریتم MYOLOv5s حداکثر مقادیر ضریب تبیین R2 و دقت متوسط (AP)، دقت (Precision) و یادآوری (Recall) را دارد که بیانگر کارایی بالای روش پیشنهادی در تشخیص کاکل ذرت است. شایان ذکر است MYOLOv5s با دارا بودن سرعت پردازش 84 فریم بر ثانیه سریع ترین روش در تشخیص کاکل ذرت محسوب می گردد.

    کلید واژگان: پردازش تصویر، پهپاد، تشخیص شی، کاکل ذرت، یادگیری عمیق
    Sh. Falahat Nejad Mahani, A. Karami *
    Introduction

    Maize is one of the most important cereal crops worldwide, providing staple food for people globally. Counting maize tassels provides essential information about yield prediction, growth status, and plant phenotyping, but traditional manual approaches are expensive and time-consuming. Recent developments in technology, including high-resolution RGB imagery acquired by unmanned aerial vehicles (UAVs) and advanced machine-learning techniques such as deep learning (DL), have been used to analyze genotypes, phenotypes, and crops.In this study, we modified the YOLOv5s single-stage object detection technique based on a deep convolutional neural network and named it MYOLOv5s. We incorporated BottleneckCSP structures, Hardswish activation function, and two-dimensional spatial dropout layers to increase tassel detection accuracy and reduce overfitting. Our method's performance was compared with three state-of-the-art algorithms: Tasselnetv2+, RetinaNet, and Faster R-CNN. The results obtained from our proposed method demonstrate the effectiveness of MYOLOv5s in detecting and counting maize tassels. 

    Materials and Methods

    The High-Intensity Phenotyping Site (HIPS) dataset was collected from the large field at the Agronomy Center for Research and Education (ACRE) of Purdue University, located in West Lafayette, Indiana, USA during the 2020 growing season. A Sony Alpha 7R-III RGB camera mounted on a UAV at a 20m altitude captured high-resolution orthophotos with a pixel resolution of 0.25 cm. The dataset consisted of two replications of 22 entries each for hybrids and inbreds, planted on May 12 using a two-row segment plot layout with a plant population of 30,000 per acre. The hybrids and inbreds in this dataset had varying flowering dates, ranging from 20 days between the first and last variety.This article uses orthophotos taken on July 20th and 24th to train and test the proposed deep network "MYOLOv5s." These orthophotos were divided into 15 images (3670×2150) and then cropped to obtain 150 images (608 × 2048) for each date. Three modifications were applied to the original YOLOv5s to form MYOLOv5s: BottleneckCSP structures were added to the neck part of the YOLOv5s, replacing some C3 modules; two-dimensional spatial dropout layers were used in the defect layer; and the Hardswish activation function was utilized in the convolution structures. These modifications improved tassel detection accuracy. MYOLOv5s was implemented in the Pytorch framework, and the Adam algorithm was applied to optimize it. Hyper-parameters such as the number of epochs, batch size, and learning rates were also optimized to increase tassel detection accuracy.

    Results and Discussion

    In this study, we first compared the original and modified YOLOv5s techniques, and our results show that MYOLOv5s improved tassel detection accuracy by approximately 2.80%. We then compared MYOLOv5s performance to the counting-based approach TasselNetv2+ and two detection-based techniques: Faster R-CNN and RetinaNet. Our results demonstrated the superiority of MYOLOv5s in terms of both accuracy and inference time. The proposed method achieved an AP value of 95.30% and an RMSE of 1.9% at 84 FPS, making it about 1.4 times faster than the other techniques. Additionally, MYOLOv5s correctly detected the highest number of maize tassels and showed at least a 17.64% improvement in AP value compared to Faster R-CNN and RetinaNet, respectively. Furthermore, our technique had the lowest false positive and false negative values. The regression plots show that MYOLOv5s provided slightly higher fidelity counts than other methods.Finally, we investigated the effect of score values on the performance of detection-based models and calculated the optimal values of hyperparameters.

    Conclusion

    The MYOLOv5s technique outperformed other state-of-the-art models in detecting maize tassels, achieving the highest precision, recall, and average precision (AP) values.The MYOLOv5s method had the lowest root mean square error (RMSE) value in the error counting metric, demonstrating its accuracy in detecting and counting maize tassels.We evaluated the correlation between predicted and ground-truth values of maize tassels using the R2 score, and for the MYOLOv5s method, the R2 score was approximately 99.28%, indicating a strong correlation between predicted and actual values.The MYOLOv5s method performed exceptionally well in detecting tassels, even in highly overlapping areas. It accurately distinguished and detected tassels, regardless of their proximity or overlap with other objects.When compared to the counting-based approach TasselNetv2+, our proposed MYOLOv5s method showed faster inference times. This suggests that the MYOLOv5s method is computationally efficient while maintaining accurate tassel detection capabilities.

    Keywords: deep Learning, Image processing, Maize Tassel, Object Detection, UAV
  • رمضان هادی پور رکنی، عزت الله عسکری اصلی ارده*، سجاد سبزی

    امروزه اجرای کشاورزی دقیق با هدف مدیریت و کنترل آفات می تواند در استفاده بهینه سموم، کاهش اثرات نامطلوب زیست محیطی و تضمین سلامتی بشر موثر باشد، لیکن مدیریت تک تک درختان در سطح وسیع چالش بزرگی به شمار می آید. بنابراین، به کارگیری یک سامانه بینایی ماشین برای پایش و شناسایی آفات درختان در مرحله داشت ضروری به نظر می رسد. در این پژوهش، یک پهپاد مجهز به دوربین برای شناسایی آفات در نقاط مختلف باغ مرکبات مورد استفاده قرار گرفت. برای انتخاب بهینه سرعت خطی پهپاد، سه سرعت در محدوده 10، 20 و 30 سانتی متر بر ثانیه در نظر گرفته شد. ویدیوهای ثبت شده پس از فریم بندی و تغییر ابعاد به سه مدل از پیش آموزش دیده شده یادگیری عمیق AlexNet، VGG-16 و GoogleNet ارایه شد. برای انتخاب الگوریتم مناسب، سه الگوریتم بهینه ساز متفاوت یعنی SGDm، RMSProp و Adam در فرآیند آموزش شبکه مورد استفاده قرار گرفت. نتایج ارزیابی نشان داد که مدل GoogleNet به کمک الگوریتم SGDm از نظر دقت تشخیص، بهترین عملکرد را داشته است. بیشترین دقت تشخیص آفت به مقدار 43/96% در سرعت 10 سانتی متر بر ثانیه به دست آمد، به طوری که با افزایش محدوده سرعت به 30 سانتی متر بر ثانیه، میزان دقت تشخیص به مقدار 13% کاهش یافت. نتایج این تحقیق نشان می دهد که استفاده از ترکیب پهپاد و روش های هوش مصنوعی می تواند به متخصصان و کشاورزان در مدیریت و کنترل آفات باغ مرکبات کمک نماید.

    کلید واژگان: بینایی ماشین، تشخیص آفات، مرکبات، یادگیری عمیق، یادگیری انتقالی

    Today, the implementation of precision agriculture to manage and control citrus pests can effectively optimize pesticide use, reducing adverse environmental effects and ensuring human health. But managing individual trees on a large scale is a big challenge. Therefore, using a machine vision system seems necessary to monitor and identify pests in different partsof the trees at different times. In this study, an Unmanned Aerial Vehicle (UAV) equipped with a camera was used to identify pests in other parts of the citrus orchard. For the optimal selection of the UAV linear speed, three speeds in the range of 10, 20, and 30 cm/s were considered. After framing and formatting, the recorded videos were trained in three pretrained models: AlexNet, VGG-16, and GoogleNet. Three optimization algorithms were used in the network training process: SGDm, RMSProp, and Adam. The evaluation results showed that the AlexNet model, with the help of SGDm algorithm, had the best performance in terms of detection accuracy. The highest pest detection accuracy was 96.43% at a velocity of 10 cm/s, so increasing the linear velocity to 30 cm/s reduced the detection accuracy by 13%. The results of this study show that using a combination of UAV technology and artificial intelligence methods can help professionals and farmers manage and control citrus orchard pests.

    Keywords: Citrus, Deep Learning, Machine vision, Pest detection, Transfer Learning
  • رحیم آزادنیا*
    خاک یکی از مهم ترین منابع تولید در کشاورزی محسوب می شود. بنابراین با شناسایی دقیق خاک و خصوصیات مهم آن می توان به مدیریت صحیح و استفاده پایدار از زمین های کشاورزی دست یافت. مطالعه حاضر با هدف شناسایی انواع بافت خاک با استفاده از روش بینایی ماشین و شبکه عصبی پیچشی عمیق انجام شد. مدل کانولوشن ارایه شده از دو بلوک متفاوت تشکیل شده است که شامل انواع لایه ها از جمله لایه های پیچشی، لایه های تجمیع کننده بیشینه، لایه های هموارساز، لایه برون انداز، نرمال سازی دسته ای، لایه های تماما متصل و یک طبقه بند ماشین بردار پشتیبان بود. این مدل بر روی تصاویر نمونه های مختلف خاک (11 نوع بافت و مجموعا 790 نمونه) مورد آموزش و آزمون قرار گرفت. این داده ها توسط یک سامانه بینایی ماشین و یک دوربین تلفن همراه هوشمند آماده سازی شدند. پارامترهای آماری مهم از جمله دقت، صحت، خاصیت، حساسیت و مساحت زیر نمودار به ترتیب 65/99 %، 75/98 %، 8/99 %، 75/98 و 27/99 %، با استفاده از ماتریس اغتشاش محاسبه شد. مدل پیشنهادی توانست با دقت 1/98 % تصاویر نمونه های خاک را با موفقیت طبقه بندی نماید. نتایج به دست آمده نشان داد که مدل پیاده سازی شده در این مطالعه می تواند جایگزین مناسبی برای روش های پر هزینه و زمان بر آزمایشگاهی تعیین نوع بافت خاک باشد.
    کلید واژگان: بافت خاک، یادگیری عمیق، طبقه بندی، بینایی ماشین
    Soil is one of the most important sources of production in agriculture. Therefore, with the determination of soil and its important characteristics, proper management and sustainable use of agricultural lands can be achieved. The current study aimed to predict the soil texture using a machine vision system and deep convolutional neural network (DCNN) algorithm. The proposed CNN model was composed of two blocks, including convolutional layers, max pooling layers, a dropout layer, batch normalization layers, fully connected layers, and a support vector machine classifier. This model was trained and tested on the images of different soil samples (11 types of soil texture and a total of 790 soil sample images). The data is prepared by a machine vision system and a smartphone camera (Galaxy A8). Using the confusion matrix, important statistical parameters such as accuracy, precision, specificity, sensitivity, and area under the curve were obtained at 99.65%, 98.75%, 99.8%, 98.75, and 99.27%, respectively. The suggested model successfully and correctly classified the soil sample images with 98.1% accuracy. The obtained results indicated that this study's implemented deep learning model can be a proper alternative to costly and time-consuming laboratory methods for determining soil texture.
  • امین طاهری گراوند*، امین نصیری، اشکان بنان
    شناسایی گونه های ماهیان برای صنایع آبزی پروری و صید، مدیریت ذخایر پهنه های آبی و نظارت زیست محیطی آبزیان حیاتی می باشد. در این مطالعه، شبکه عصبی یادگیری عمیق به عنوان روشی غیرمخرب و برخط جهت تشخیص چهار گونه مهم و اقتصادی خانواده کپورماهیان شامل کپور معمولی، کپور علفخوار، کپور سرگنده و کپور نقره ای ایجاد و مورد استفاده قرار گرفت. به این منظور، ساختار شبکه پیش آموزش دیده VGG-19 (Visual Geometry Group-19) توسط لایه های پولینگ، تماما متصل، نرمال سازی و رهاسازی بروزرسانی گردید. از 409 تصویر برای آموزش و ارزیابی مدل توسعه داده شده استفاده گردید. مقادیر میانگین دقت، صحت، حساسیت، اختصاصی بودن و سطح زیر منحنی به ازای هر کلاس به ترتیب برابر با 39/98، 87/96، 87/96، 96/98 و 92/97 درصد حاصل شد. سطح بالای دقت بدست آمده بدلیل توانایی مدل عمیق پیشنهادی در ساخت ویژگی های خودآموز سلسله مراتبی است که در تطابق با ویژگی های مورد استفاده در شناسایی ماهیان بود.
    کلید واژگان: یادگیری عمیق، طبقه بندی، خانواده کپورماهیان، تجسم ویژگی
    Amin Taheri-Garavand *, Amin Nasiri, Ashkan Banan
    Identifying fish species is critical for aquaculture and fishery industries, managing aquatic stocks and environmental monitoring of aquatics. In this study, deep learning neural network as a non-destructive and real-time approach was developed and used to identify four economically important species of carp family including common carp, grass carp, bighead carp and silver carp. For this purpose, the architecture of pre-trained VGG19 (Visual Geometry Group-19) was updated by pooling, fully-connected, normalization and dropout layers. 409 images were used for training and evaluating the developed model. The mean value of accuracy, precision, sensitivity, specificity and AUC parameters was calculated as 98.39, 96.87, 96.87, 98.96, and 97.92%, respectively. The obtained high level of accuracy is due to the ability of the proposed deep model in constructing a hierarchy of self-learned features which was consistent with the hierarchy of fish identification keys.
    Keywords: : Deep learning, Classification, Cyprinidae, Feature visualization
  • هادی کریمی*، حسین نوید نوید، راسموس نایلهوم یورگنسن

    یکی از روش‌های ارزیابی عملکرد خطی‌کارها می‌تواند مقایسه درستی عملکرد آن با بررسی جمعیت رویش گیاهان کشت‌شده در واحد سطح مزرعه باشد.‬ به نظر می‌رسد پیکسل‌های محل رویش گیاهان دارای ویژگی‌های مشابهی با توجه به تغییرات پارامترهای تصویر زمین و گیاهان هستند. استفاده از روش یادگیری عمیق بر پایه شبکه‌های عصبی کانولوشن برای ایجاد نقشه مناطق موردنظر در تصویر مناسب به نظر می‌رسد. در این رابطه، درمجموع 2720 تصویر از غلات که در مراحل اولیه رشد قرار داشتند از مزرعه موردنظر اخذ گردید. 212 تصویر با پس‌زمینه‌های مختلف انتخاب و برای تغذیه و آموزش یک شبکه عصبی کانولوشنی علامت‌گذاری شدند. تصاویر خام به‌عنوان ورودی و نقشه‌های نقاط رویش علامت‌گذاری شده دستی به‌عنوان خروجی شبکه تعریف گردیدند. به‌منظور محاسبه هزینه شبکه، خروجی پیش‌بینی‌شده توسط شبکه با نقشه از پیش علامت‌گذاری شده پیکسل‌ها مقایسه می‌شدند. سپس خطاهای پیش‌بینی به عقب بازگردانده شده و به‌روزرسانی پارامترهای شبکه انجام می‌گرفت. بررسی خروجی اولیه شبکه نشان داد که شبکه آموزش‌دیده به نوک برگ‌های گیاهان، علف‌های هرز و بقایای گیاهی به اشتباه به‌عنوان نقاط رویش گیاه پاسخ داده است. برای غلبه بر این خطاها و بهبود عملکرد شبکه، یک تابع جریمه برای نقاط پیش‌بینی‌شده غلط تعریف گردید. شبکه با سه نرخ جریمه آموزش‌دیده و برای هر نرخ، شبکه با 9 گام آستانه سافت مکس ارزیابی گردید. با توجه به خروجی شبکه، تصاویر از نظر تراکم گیاهی محدوده بندی شد. برای ارزیابی مدل در محدودهای مختلف، در هر محدوده مشخص تصاویری از مزرعه‌ به‌صورت تصادفی انتخاب شدند. این تصاویر به مدل خورانده و خروجی‌های آن‌ها با حقیقت مقایسه شد. میانگین هارمونی شاخص دقیق و شاخص فراخوانی در محدوده‌هایی که حدود 94 درصد از مجموع تصاویر مزرعه در آن قرار داشت بالای 80 درصد تخمین زده شد که نشان‌دهنده عملکرد مناسب مدل در این زمینه است. نتایج نشان داد که مدل می‌تواند بازخورد قابل قبولی در مورد عملکرد کاشت ارایه و مدیریت و کارایی مزرعه را در گام‌های بعدی بهبود ببخشد.

    کلید واژگان: خطی کار، ارزیابی عملکرد، کاشت، جمعیت رویش گیاهان، یادگیری عمیق، شبکه عصبی کانولوشنی
    Hadi Karimi*, Hossein Navid, Rasmus Nyholm Jørgensen

    One of the methods of assessing the performance of seed drills may be to compare the performance with the crop population growth. Pixels of crop emergence zone appear to have similar characteristics concerning image parameter variations between soil and crop. The use of deep learning methods based on convolution neural networks to map regions of interest in the image seems appropriate. In this regard, a total of 2720 images of early-growth cereals were obtained from a field. 212 images with different backgrounds were selected and annotated to feed and train a neural network model. Raw images were defined as inputs and maps of manually marked growth points as network outputs. In order to calculate the network cost, the predicted output of the network was compared with the pre-marked pixel map. Prediction errors were then back-propagated and the network parameters updated. Examination of the initial network output showed that the trained network had responded incorrectly to plant tips, weeds and plant remains as plant growth points. To overcome these errors and improve network performance, a penalty function was defined for the mistaken predicted points. The network was trained with three penalty rates and evaluated with nine Soft Max thresholds. According to the network output, images were arranged in terms of plant density. In order to evaluate the model in different ranges, images from each particular range were selected at random. These images were fed to the model and their outputs compared with the truth. For the ranges where approximately 94% of the total field images existed, the average harmonic accuracy of the precision index and the recall index was estimated to be over 80%, indicating good model performance. The results showed that the model can provide acceptable feedback on sowing performance and improve farm management and efficiency in the next steps.

    Keywords: Seed Drills, Performance Evaluation, Sowing, Crop Population Growth, Deep Learning, Convolution Neural Networks
نمایش نتایج بیشتر...
نکته
  • نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شده‌اند.
  • کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شده‌است. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
  • در صورتی که می‌خواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.
درخواست پشتیبانی - گزارش اشکال