<<<  Назад

2023 год, № 106

УДК: 58.084.1+51-76+632.4
ГРНТИ: 68.37.05, 28.23.15

ДИАГНОСТИКА РАЗВИТИЯ СЕТЧАТОЙ ПЯТНИСТОСТИ ОЗИМОГО ЯЧМЕНЯ НА ОСНОВЕ ЦИФРОВЫХ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

В статье представлены результаты исследований, посвященных вопросам автоматизированной локализации очагов поражения сетчатой пятнистости озимого ячменя. На основе набора данных, включающего 161 изображение, полученного в результате проведенных полевых и лабораторных опытов, показано, что архитектура U-Net способна качественно обнаруживать, классифицировать и локализовывать сетчатую пятнистость на листьях растений с точностью, не уступающей эксперту-фитопатологу. Метрики качества сегментации IoU и Dice составили, соответственно, 0,74 и 0,87, что свидетельствует о достаточно высоком качестве попиксельной сегментации и подтверждается при визуальном анализе. Использованная при этом архитектура нейронной сети достаточно легковесна, что делает возможным ее использование на мобильных устройствах без подключения к сети.
Ключевые слова: Сетчатая пятнистость озимого ячменя, сверточная нейросеть, семантическая сегментация, U-Net архитектура.
DOI: 10.21515/1999-1703-106-81-85

Литература:

1. Сельское хозяйство в России. 2021: Стат. сб./Росстат - M., 2021. - 100 c.
2. Волкова, Г. В. Чувствительность сетчатой пятнистости ячменя к фунгицидам триазолового класса / Г. В. Волкова и др. // Передовые исследования Кубани. - Сборник матер. Ежегодной отчетной конференции грантодержателей Кубанского научного фонда. - Краснодар, 2022. - С. 51-55.
3. Кузнецова, Т. Е. Селекция ячменя на устойчивость к болезням в условиях Северного Кавказа: дис..… д-р с.-х. наук: 06.01.05 / Т. Е. Кузнецова; Всероссийский НИИ риса. - Краснодар, 2006. - 401 с.
4. Mathre, D. E.Compendium of Barley Diseases / D. E. Mathre. - 2nd edition. - Bozeman: APS Press, 1997. - P. 88.
5. Экономические пороги вредоносности вредителей, болезней и сорных растений в посевах сельскохозяйственных культур: справочник. - М.: ФГБНУ «Росинформагротех», 2016. - 76 с.
6. Билай, В. И. Микроорганизмы - возбудители болезней растений (справочник). - Под ред. В. И. Билай. - Киев: Наукова думка, 1988. - 549 с.
7. Хасанов, Б. А. Определитель грибов-возбудителей «гельминтоспориозов» растений из родов Bipolaris, Drechslera и Exserohilum / Б. А. Хасанов. - Ташкент: Фан, 1992. - 180 с.
8. Афанасенко, О. С. Изменчивость популяций возбудителей гельминтоспориозных пятнистостей ячменя и генетический контроль устойчивости к Pyrenophora teres Drechs: Автореф. дис.. д-ра биол. наук / О. С. Афанасенко. - Санкт-Петербург, 1996. - 44 с.
9. Койшибаев, М. Болезни пшеницы / М. Койшибаев. - Анкара: Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных наций, 2018. - 394 с.
10. Ариничев, И. В. Семантическая сегментация ржавчин и пятнистостей пшеницы / И. В. Ариничев, С. В. Полянских, И. В. Ариничева // Компьютерная оптика. - 2023. - Т. 47, № 1. - С. 118-125. - DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1130.
11. Arinichev, I. V. A Neural Network-Based Approach to Multiple Wheat Disease Recognition / I. V. Arinichev et al. // International Journal of Fuzzy Logic and Intelligent Systems. - 2022. - No. 22(1). - P. 106-115. - https://doi.org/10.5391/IJFIS.2022.22.1.106.
12. Berman, M. The Lovász-Softmax loss: A tractable surrogate for the optimization of the intersection-over-union measure in neural networks / M. Berman, A. R. Triki, M. B. Blaschko. - ArXiv: 1705.08790v2. 2017. Source: https://arxiv.org/abs/1705.08790. - DOI: 10.48550/arXiv.1705.08790.

Авторы:

1. Ариничева Ирина Владимировна, д-р биол. наук, профессор, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина».
2. Волкова Галина Владимировна, д-р биол. наук, чл.-кор. РАН, ФГБНУ «Федеральный научный центр биологической защиты растений».
3. Ариничев Игорь Владимирович, канд. экон. наук, доцент, ФГБОУ ВО «Кубанский государственный университет».
4. Яхник Яна Викторовна, аспирант, ФГБНУ «Федеральный научный центр биологической защиты растений».