LettuceNet: A Novel Deep Learning Approach for Efficient Lettuce Localization and Counting
Notice bibliographique
Résumé
Traditional lettuce counting relies heavily on manual labor, which is laborious and time-consuming. In this study, a simple and efficient method for localization and counting lettuce is proposed, based only on lettuce field images acquired by an unmanned aerial vehicle (UAV) equipped with an RGB camera. In this method, a new lettuce counting model based on the weak supervised deep learning (DL) approach is developed, called LettuceNet. The LettuceNet network adopts a more lightweight design that relies only on point-level labeled images to train and accurately predict the number and location information of high-density lettuce (i.e., clusters of lettuce with small planting spacing, high leaf overlap, and unclear boundaries between adjacent plants). The proposed LettuceNet is thoroughly assessed in terms of localization and counting accuracy, model efficiency, and generalizability using the Shanghai Academy of Agricultural Sciences-Lettuce (SAAS-L) and the Global Wheat Head Detection (GWHD) datasets. The results demonstrate that LettuceNet achieves superior counting accuracy, localization, and efficiency when employing the enhanced MobileNetV2 as the backbone network. Specifically, the counting accuracy metrics, including mean absolute error (MAE), root mean square error (RMSE), normalized root mean square error (nRMSE), and coefficient of determination (R2), reach 2.4486, 4.0247, 0.0276, and 0.9933, respectively, and the F-Score for localization accuracy is an impressive 0.9791. Moreover, the LettuceNet is compared with other existing widely used plant counting methods including Multi-Column Convolutional Neural Network (MCNN), Dilated Convolutional Neural Networks (CSRNets), Scale Aggregation Network (SANet), TasselNet Version 2 (TasselNetV2), and Focal Inverse Distance Transform Maps (FIDTM). The results indicate that our proposed LettuceNet performs the best among all evaluated merits, with 13.27% higher R2 and 72.83% lower nRMSE compared to the second most accurate SANet in terms of counting accuracy. In summary, the proposed LettuceNet has demonstrated great performance in the tasks of localization and counting of high-density lettuce, showing great potential for field application.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
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 tête enseignante, 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 ».