Fruit tree pruning and fruit thinning require a powerful vision system that can provide high resolution segmentation of the fruit trees and their branches. However, recent works only consider the dormant season, where there are minimal occlusions on the branches or fit a polynomial curve to reconstruct branch shape and hence, losing information about branch thickness. In this work, we apply two state-of-the-art supervised learning models U-Net and DeepLabv3, and a conditional Generative Adversarial Network Pix2Pix (with and without the discriminator) to segment partially occluded 2D-open-V apple trees. Binary accuracy, Mean IoU, Boundary F1 score and Occluded branch recall were used to evaluate the performances of the models. DeepLabv3 outperforms the other models at Binary accuracy, Mean IoU and Boundary F1 score, but is surpassed by Pix2Pix (without discriminator) and U-Net in Occluded branch recall. We define two difficulty indices to quantify the difficulty of the task: (1) Occlusion Difficulty Index and (2) Depth Difficulty Index. We analyze the worst 10 images in both difficulty indices by means of Branch Recall and Occluded Branch Recall. U-Net outperforms the other two models in the current metrics. On the other hand, Pix2Pix (without discriminator) provides more information on branch paths, which are not reflected by the metrics. This highlights the need for more specific metrics on recovering occluded information. Furthermore, this shows the usefulness of image-transfer networks for hallucination behind occlusions. Future work is required to further enhance the models to recover more information from occlusions such that this technology can be applied to automating agricultural tasks in a commercial environment.
翻译:果树修剪和水果稀薄需要强大的视觉系统,能为果树及其树枝提供高分辨率分解。 但是, 最近的工作只考虑休眠季节, 树枝上最小的分层, 或者适合一个多式曲线来重建分支形状, 从而失去关于分支厚度的信息。 在这项工作中, 我们应用两种最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最具有的、 最先进的、 最先进的、 最具有的、 的、 最先进的、 最先进的、 最具有的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最先进的、 最具有的、 最先进的、 最具有的、 最具有的、 最具有的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、 最难的、