Fast, accurate and affordable rice disease detection method is required to assist rice farmers tackling equipment and expertise shortages problems. In this paper, we focused on the solution using computer vision technique to detect rice diseases from rice field photograph images. Dealing with images took in real-usage situation by general farmers is quite challenging due to various environmental factors, and rice leaf object size variation is one major factor caused performance gradation. To solve this problem, we presented a technique combining a CNN object detection with image tiling technique, based on automatically estimated width size of rice leaves in the images as a size reference for dividing the original input image. A model to estimate leaf width was created by small size CNN such as 18 layer ResNet architecture model. A new divided tiled sub-image set with uniformly sized object was generated and used as input for training a rice disease prediction model. Our technique was evaluated on 4,960 images of eight different types of rice leaf diseases, including blast, blight, brown spot, narrow brown spot, orange, red stripe, rice grassy stunt virus, and streak disease. The mean absolute percentage error (MAPE) for leaf width prediction task evaluated on all eight classes was 11.18% in the experiment, indicating that the leaf width prediction model performed well. The mean average precision (mAP) of the prediction performance on YOLOv4 architecture was enhanced from 87.56% to 91.14% when trained and tested with the tiled dataset. According to our study, the proposed image tiling technique improved rice disease detection efficiency.


翻译:需要快速、准确和负担得起的水稻疾病检测方法来帮助水稻农民解决设备和专业知识短缺问题。在本文件中,我们侧重于使用计算机视觉技术来从稻田照片图像中检测大米疾病的解决方案。由于各种环境因素,处理普通农民在实际使用情况下拍摄的图像具有相当大的挑战性,而稻叶天体大小的变异是造成性能升级的主要因素之一。为解决这一问题,我们提出了一个技术,将CNN天体检测与图像打字技术相结合,其依据是图像中的大米叶叶叶的自动估计宽度,作为分割原始投入图像的大小参照。由小型CNN(小型CN) 创建了一个估计叶片宽度的模型,例如18层ResNet结构模型。制作了一套新的分解的、尺寸统一的天体型小图像集成,并用作培训稻米疾病预测模型。我们的技术评估了8种不同类型的稻叶叶叶病的4 960个图像,包括爆炸、灯光、棕色点、狭色点、橙色、红色条纹条状、米质突变变异病毒和直病。在8个阶段(MA14)的深度预测任务中,从所有8级的准确度任务中进行了绝对百分比预测任务中,评估了9级的准确度任务中提高了数据进行了11.18。

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