Aphid cluster recognition and detection in the wild using deep learning models
Notice bibliographique
Résumé
Aphid infestation poses a significant threat to crop production, rural communities, and global food security. While chemical pest control is crucial for maximizing yields, applying chemicals across entire fields is both environmentally unsustainable and costly. Hence, precise localization and management of aphids are essential for targeted pesticide application. The paper primarily focuses on using deep learning models for detecting aphid clusters. We propose a novel approach for estimating infection levels by detecting aphid clusters. To facilitate this research, we have captured a large-scale dataset from sorghum fields, manually selected 5447 images containing aphids, and annotated each individual aphid cluster within these images. To facilitate the use of machine learning models, we further process the images by cropping them into patches, resulting in a labeled dataset comprising 151,380 image patches. Then, we implemented and compared the performance of four state-of-the-art object detection models (VFNet, GFLV2, PAA, and ATSS) on the aphid dataset. Extensive experimental results show that all models yield stable similar performance in terms of average precision and recall. We then propose to merge close neighboring clusters and remove tiny clusters caused by cropping, and the performance is further boosted by around 17%. The study demonstrates the feasibility of automatically detecting and managing insects using machine learning models. The labeled dataset will be made openly available to the research community.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».