Araştırma Makalesi

GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI

Cilt: 12 Sayı: 2 30 Haziran 2024
PDF İndir
EN TR

GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI

Öz

Bitki zararlılarının erken dönemde, etkili bir şekilde tespit edilip kontrol altına alınmalarını sağlamak bitkilerin korunmasına, ürün veriminin artırılmasına ve tarım ekonomisindeki kayıpların azaltılmasına yardımcı olmaktadır. Bu çalışmada, bitki zararlılarının sınıflandırılması için derin öğrenme tabanlı yöntemler önerilmiştir. Aynı zamanda çeşitli görüntü ön işleme tekniklerinin performansa etkisi araştırılmıştır. Önerilen modeller, önceden eğitilmiş beş farklı derin sinir ağı (GoogLeNet, ResNet-18, ResNet-101, VGG-16 ve VGG-19) ile transfer öğrenimi ve bu ağlardan çıkarılan öznitelikler ile Destek Vektör Makinesi sınıflandırıcısını kullanmaktadır. Ayrıca yeşil renk kanalı çıkarımı, veri artırımı, histogram eşitleme, derin öğrenme tabanlı segmentasyon ile arka plan eliminasyonu gibi farklı görüntü ön işleme teknikleri ayrı ayrı ve birlikte kullanılarak kapsamlı bir performans analizi yapılmıştır. Deneyler, sırasıyla 10 ve 40 bitki zararlısı türü içeren Li ve D0 veri setleri üzerinde gerçekleştirilmiştir. Deneyler sonucunda iki veri setinde de veri artırımı ve ResNet-101 ağı ile transfer öğrenimi yöntemi kullanılarak sırasıyla %96.36 ve %99.63 doğruluk ile en yüksek performanslar elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar, önerilen modellerin bitki zararlısı kontrolünde etkin bir şekilde kullanılabileceğini göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  1. Chen, W., Gao, H., Ding, D., Dong, X., Luo, X., 2023. Chili Pepper Pests Recognition Based on Hsv Color Space and Convolutional Neural Networks. In 2023 IEEE 3rd International Conference on Electronic Technology, Communication and Information (ICETCI), pp. 241-245. Deng, L., Wang, Y., Han, Z., & Yu, R., 2018. Research on Insect Pest Image Detection and Recognition Based on Bio-Inspired Methods. Biosystems Engineering, 169, 139-148. He, K., Zhang, X., Ren, S., Sun, J., 2016. Deep Residual Learning for Image Recognition. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 770-778. Li, Y., Wang, H., Dang, L. M., Sadeghi-Niaraki, A., Moon, H., 2020. Crop Pest Recognition in Natural Scenes Using Convolutional Neural Networks. Computers and Electronics in Agriculture, 169.
  2. Maharana, K., Mondal, S., Nemade, B., 2022. A review: Data Pre-Processing and Data Augmentation Techniques. Global Transitions Proceedings, 3(1), 91-99. Nanni, L., Maguolo, G., Pancino, F., 2020. Insect Pest Image Detection and Recognition Based on Bio-Inspired Methods. Ecological Informatics, 57, 101089. Qin, X., Zhang, Z., Huang, C., Dehghan, M., Zaiane, O. R., & Jagersand, M., 2020. U2-Net: Going Deeper with Nested U-structure for Salient Object Detection. Pattern Recognition, 106, 107404. Shorten, C., & Khoshgoftaar, T. M., 2019. A Survey on Image Data Augmentation for Deep Learning. Journal of Big Data, 6(1), 1-48. Simonyan, K., Zisserman, A., 2014. Very Deep Convolutional Networks for Large-Scale Image Recognition, arXiv preprint arXiv:1409.1556.
  3. Szegedy, C., Liu, W., Jia, Y., Sermanet, P., Reed, S., Anguelov, D., Rabinovich, A., 2015. Going Deeper with Convolutions. In Proceedings of the IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition, pp. 1-9.
  4. Thenmozhi, K., Reddy, U. S., 2019. Crop Pest Classification Based on Deep Convolutional Neural Network and Transfer Learning. Computers and Electronics in Agriculture, 164, 104906.
  5. Toscano-Miranda, R., Aguilar, J., Hoyos, W., Caro, M., Trebilcok, A., & Toro, M., 2024. Different Transfer Learning Approaches for Insect Pest Classification in Cotton. Applied Soft Computing, 153, 111283.
  6. Wang, C., Zhang, J., He, J., Luo, W., Yuan, X., Gu, L., 2023. A Two-Stream Network with Complementary Feature Fusion for Pest Image Classification. Engineering Applications of Artificial Intelligence, 124, 106563. Wu, X., Zhan, C., Lai, Y. K., Cheng, M. M., & Yang, J., 2019. Ip102: A Large-Scale Benchmark Dataset for Insect Pest Recognition. In Proceedings of the IEEE/CVF Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (pp. 8787-8796). Xia, D., Chen, P., Wang, B., Zhang, J., Xie, C., 2018. Insect Detection and Classification Based on an Improved Convolutional Neural Network. Sensors, 18(12).
  7. Xiao, B., Ma, J. F., Cui, J. T., 2012. Combined Blur, Translation, Scale and Rotation Invariant Image Recognition by Radon and Pseudo-Fourier–Mellin Transforms. Pattern Recognition, 45(1), 314-321.
  8. Xie, C., Zhang, J., Li, R., Li, J., Hong, P., Xia, J., Chen, P., 2015. Automatic Classification for Field Crop Insects via Multiple-Task Sparse Representation and Multiple-Kernel Learning. Computers and Electronics in Agriculture, 119, 123–132.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Bilgisayar Yazılımı

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

30 Haziran 2024

Gönderilme Tarihi

26 Mayıs 2024

Kabul Tarihi

12 Haziran 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 12 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA
Eze, Ş. E., & Kaplan Berkaya, S. (2024). GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 12(2), 455-465. https://doi.org/10.21923/jesd.1490176
AMA
1.Eze ŞE, Kaplan Berkaya S. GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI. MBTD. 2024;12(2):455-465. doi:10.21923/jesd.1490176
Chicago
Eze, Şevval Ezgi, ve Selcan Kaplan Berkaya. 2024. “GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 12 (2): 455-65. https://doi.org/10.21923/jesd.1490176.
EndNote
Eze ŞE, Kaplan Berkaya S (01 Haziran 2024) GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 12 2 455–465.
IEEE
[1]Ş. E. Eze ve S. Kaplan Berkaya, “GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI”, MBTD, c. 12, sy 2, ss. 455–465, Haz. 2024, doi: 10.21923/jesd.1490176.
ISNAD
Eze, Şevval Ezgi - Kaplan Berkaya, Selcan. “GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi 12/2 (01 Haziran 2024): 455-465. https://doi.org/10.21923/jesd.1490176.
JAMA
1.Eze ŞE, Kaplan Berkaya S. GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI. MBTD. 2024;12:455–465.
MLA
Eze, Şevval Ezgi, ve Selcan Kaplan Berkaya. “GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, c. 12, sy 2, Haziran 2024, ss. 455-6, doi:10.21923/jesd.1490176.
Vancouver
1.Şevval Ezgi Eze, Selcan Kaplan Berkaya. GÖRÜNTÜ ÖN İŞLEME TEKNİKLERİ VE DERİN ÖĞRENME İLE BİTKİ ZARARLILARININ SINIFLANDIRILMASI. MBTD. 01 Haziran 2024;12(2):455-6. doi:10.21923/jesd.1490176

Cited By