In the recent decade, high-throughput plant phenotyping techniques, which combine non-invasive image analysis and machine learning, have been successfully applied to identify and quantify plant health and diseases. However, these techniques usually do not consider the progressive nature of plant stress and often require images showing severe signs of stress to ensure high confidence detection, thereby reducing the feasibility for early detection and recovery of plants under stress. To overcome the problem mentioned above, we propose a deep learning pipeline for the temporal analysis of the visual changes induced in the plant due to stress and apply it for the specific case of water stress identification in Chickpea plant shoot images. For this, we have considered an image dataset of two chickpea varieties JG-62 and Pusa-372, under three water stress conditions; control, young seedling, and before flowering, captured over five months. We have employed a variant of the Long-term Recurrent Convolutional Network (LRCN) to learn spatio-temporal patterns from the chickpea plant dataset and use them for water stress classification. Our model has achieved ceiling level classification performance of 98.52% on JG-62 and 97.78% on Pusa-372 chickpea plant data and has outperformed the state-of-the-art time-invariant technique by at least 14% for both JG-62 and Pusa-372 species, to the best of our knowledge. Furthermore, our LRCN model has demonstrated robustness to noisy input, with a less than 2.5% dip in average model accuracy and a small standard deviation about the mean for both species. Lastly, we have performed an ablation study to analyze the performance of the LRCN model by decreasing the number of temporal session data used for training.


翻译:近十年来,高通量植物口味技术,结合非侵入性图像分析和机器学习,成功地应用高通量植物口味技术来识别和量化植物健康和疾病,然而,这些技术通常不考虑植物压力的渐进性质,往往需要显示严重压力迹象的图像,以确保高信任度检测,从而降低在压力下及早发现和恢复植物的可行性。为了克服上述问题,我们提出一个深层学习管道,用于对植物因压力而导致的视觉变化进行时间分析,并应用于奇克比亚植物摄影图像中的水压力识别具体案例。为此,我们考虑了两种鸡皮亚品种JG-62和Pusa-372的图像类物种数据集。在三种水压力条件下,控制、幼苗和开花之前,都存在严重的压力迹象。我们采用了长期的变异体变体变体网络(LRCN),从鸡皮亚工厂数据集中学习孔-时钟模式,并用于水压分类。我们的模型已经实现了98.52%的顶级水平,在JG-62和Pusa-372%的数值平均数据中,在JG-62和14G-Ser-Ser-lax-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-de-deal-vial-de-vial-de-vial-de-de-de-de-vial-de-vial-vial-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-I-

0
下载
关闭预览

相关内容

神经常微分方程教程,50页ppt,A brief tutorial on Neural ODEs
专知会员服务
71+阅读 · 2020年8月2日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
58+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
人工智能 | CCF推荐期刊专刊约稿信息6条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年2月18日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Arxiv
32+阅读 · 2021年3月8日
Arxiv
15+阅读 · 2018年6月23日
VIP会员
相关资讯
人工智能 | CCF推荐期刊专刊约稿信息6条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年2月18日
人工智能 | SCI期刊专刊信息3条
Call4Papers
5+阅读 · 2019年1月10日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
16+阅读 · 2018年12月24日
Hierarchical Disentangled Representations
CreateAMind
4+阅读 · 2018年4月15日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
计算机类 | 期刊专刊截稿信息9条
Call4Papers
4+阅读 · 2018年1月26日
【推荐】RNN/LSTM时序预测
机器学习研究会
25+阅读 · 2017年9月8日
【今日新增】IEEE Trans.专刊截稿信息8条
Call4Papers
7+阅读 · 2017年6月29日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员