Weed and crop segmentation is becoming an increasingly integral part of precision farming that leverages the current computer vision and deep learning technologies. Research has been extensively carried out based on images captured with a camera from various platforms. Unmanned aerial vehicles (UAVs) and ground-based vehicles including agricultural robots are the two popular platforms for data collection in fields. They all contribute to site-specific weed management (SSWM) to maintain crop yield. Currently, the data from these two platforms is processed separately, though sharing the same semantic objects (weed and crop). In our paper, we have developed a deep convolutional network that enables to predict both field and aerial images from UAVs for weed segmentation and mapping with only field images provided in the training phase. The network learning process is visualized by feature maps at shallow and deep layers. The results show that the mean intersection of union (IOU) values of the segmentation for the crop (maize), weeds, and soil background in the developed model for the field dataset are 0.744, 0.577, 0.979, respectively, and the performance of aerial images from an UAV with the same model, the IOU values of the segmentation for the crop (maize), weeds and soil background are 0.596, 0.407, and 0.875, respectively. To estimate the effect on the use of plant protection agents, we quantify the relationship between herbicide spraying saving rate and grid size (spraying resolution) based on the predicted weed map. The spraying saving rate is up to 90% when the spraying resolution is at 1.78 x 1.78 cm2. The study shows that the developed deep convolutional neural network could be used to classify weeds from both field and aerial images and delivers satisfactory results.


翻译:湿和作物分割正在成为利用当前计算机视野和深层学习技术的精密农作中日益不可分割的一部分,利用目前计算机视野和深层学习技术,根据从各种平台摄取的图像进行了广泛研究;无人驾驶航空飞行器(UAVs)和地面飞行器(包括农业机器人)是现场数据收集的两个受欢迎的平台;它们都有助于具体地点的杂草管理(SSSWMM),以保持作物产量。目前,这两个平台的数据是分开处理的,但共享相同的语义物体(weed和作物)。在我们的报纸上,我们开发了一个深层电流流流流的深层电流流网络和土壤背景。 我们开发的关于深度流流流的电图和空中图像,在培训阶段只提供实地图像。 网络以浅层和深层地图为视觉化。 网络的精度(IOUM) 的精度和土壤图解值可以分开处理,当我们开发的实地数据集模型的地图和土壤背景中显示的是0.744、0.577、0.97, 和0.979,以及UAV的直流流流流流图像的性图像的性,在我们开发的深度流流流压中,我们使用的模型中, 显示的深度流流流流流到土壤模型的图像的图像的数值和土壤模型中,我们使用的模型的数值是相同,我们使用的深度和土壤模型的深度和土壤模型的模型的模型的利用了。

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