Visão computacional na agricultura: APIs de detecção e reconhecimento de doenças das plantas

Autores

  • Dora Kaufman Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil https://orcid.org/0000-0001-7060-4887
  • Lenilson Lemos Vilas Boas Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil

DOI:

https://doi.org/10.23925/1984-3585.2019i20p96-112

Palavras-chave:

Aprendizado de Máquinas, Agricultura Digital, Imagens Digitais, API, Visão Computacional

Resumo

As tecnologias de inteligência artificial (ia) estão permitindo identificar com mais precisão doenças em folhas de plantas por meio da análise de imagens, com efeitos benéficos sobre a agricultura (custo, eficiência, qualidade). O artigo apresenta os resultados de estudos desenvolvidos com o uso de três tecnologias (plataformas) distintas treinadas com o mesmo conjunto de 50 imagens de quatro doenças, indicando as características visuais de cada uma delas. O treinamento foi dividido em duas etapas: a primeira realizada com 30 imagens e a segunda com 20 imagens, e a validação e a análise do aprendizado foram realizadas a partir de 10 imagens. O propósito dos testes é comparar a assertividade de reconhecimento das doenças em cada tecnologia/plataforma. As doenças examinadas para o estudo são: Peronospora (downy mildew), Diplocarpon rosae (black spot), Oídio (powdery mildew) e Cancro cítrico. Os resultados mostraram-se positivos para a identificação das doenças por meio de imagens.

Biografia do Autor

Dora Kaufman, Universidade de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil

Doutora na Escola de Comunicações e Artes pela USP.

Lenilson Lemos Vilas Boas, Pontifícia Universidade Católica de São Paulo, São Paulo, São Paulo, Brasil

Mestre em Tecnologias da Inteligência e Design Digital pela Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP).

Referências

ATZORI, Luigi; IERA, Antonio; MORABITO, Giacomo. The internet of things: a survey. Computer Networks, v. 54, n. 15, p. 2787-2805, 2010.

BARBEDO, Jayme Garcia Arnal. Digital image processing techniques for detecting, quantifying and classifying plant diseases. SpringerPlus, v. 2, n. 1, p. 648-660, 2013.

BISHOP, Christopher. Pattern recognition and machine learning. New York, Springer, 2006.

ENCYCLOPAEDIA BRITANNICA. Powdery mildew. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2017. Disponível em: britannica.com/science/powderymildew. Acesso em: 2 dez. 2017.

GONZALES, R. C; WOODS, R.E. Processamento digital de imagens. São Paulo: Blucher, 2000.

GOTTWALD, T. R; GRAHAM, James H. Citrus Canker. Site. Disponível em: apsnet.org/edcenter/intropp/lessons/prokaryotes/Pages/CitrusCanker. aspx. Acesso em: 14 fev. 2018.

GÜLÇEHRE, Ç.; BENGIO, Y. Knowledge matters: importance of prior information for optimization. Journal of Machine Learning Research, v. 17, n. 1, p. 226-257, 2016.

HANSEN, Karl D. et al. An autonomous robotic system for mapping weeds in fields. IFAC Proceedings, v. 46, n. 10, p. 217-224, 2013.

HARALICK, Robert M. et al. Textural features for image classification. IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics, n. 6, p. 610-621, 1973.

JUNTOLLI, Fabricio. Tecnologia já é usada em cerca de 67% das propriedades rurais do país. Alimento Seguro, Abril 17, 2017. Disponível em: alimentoseguro.com.br/post/159877367960/tecnologia-já-é-usadaem-cerca-de-67-das. Acesso em: 27 mai. 2017.

KAMLAPURKAR, Sushil R. Detection of plant leaf disease using image processing approach. International Journal of Scientific and Research Publications, v. 6, n. 2, p. 73-76, 2016.

KOHAVI, R. A study of cross-validation and bootstrap for accuracy estimation and model selection. International joint conference on artificial intelligence, v. 14, p. 1137-1145, 1995.

LUCAS, George B.; CAMPBELL, C. LEE; LUCAS, Leon T. Introduction to plant diseases: Identification and management. New York, NY: Springer, 1992.

MARQUES, F.O.; NETO, V. H. Processamento digital de imagens. Rio de Janeiro: Brasport, 1999.

MOHRI, Mehryar; ROSTAMIZADEH, Afshin; TALWALKAR, Ameet. Foundations of machine learning. Cambridge, MA: MIT Press, 2012.

PEDRINI, Hélio; SCHWARTZ, William Robson. Análise de imagens digitais: princípios, algoritmos e aplicações. São Paulo: Thomson Learning, 2008.

POWERS, David Martin. Evaluation: from precision, recall and F-measure to roc, informedness, markedness and correlation. Technical Report SIE 07-001, 2007.

SANNAKKI, Sanjeev S. et al. Diagnosis and classification of grape leaf diseases using neural networks. In: Computing, communications and networking technologies (ICCCNT), Fourth international conference, p. 1-5, 2013.

VARGAS, Ana Caroline Gomes; PAES, Aline; VASCONCELOS, Cristina Nader. Um estudo sobre redes neurais convulsionais e sua aplicação em detecção de pedestres. In: Proceedings of the xxix conference on graphics, patterns and images, p. 1-4, 2016.

WANG, T.; WU, D. J.; COATES, A.; NG, A. Y. End-to-end text recognition with convolutional neural networks. In: International conference on pattern recognition (ICPR), 2012 21ST. ieee, p. 3304-3308, 2012.

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