Skip navigation
Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/44958

Compartilhe esta página

Registro completo de metadados
Campo DCValorIdioma
dc.contributor.advisorBLAWID, Stefan Michael-
dc.contributor.authorBARROS, Mariana da Silva-
dc.date.accessioned2022-07-04T16:33:07Z-
dc.date.available2022-07-04T16:33:07Z-
dc.date.issued2021-12-22-
dc.identifier.citationBARROS, Mariana da Silva. Development of a deep-learning based system for disease symptoms detection over crop leaves images. 2021. Dissertação (Mestrado em Ciência da Computação) - Universidade Federal de Pernambuco, Recife, 2021.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufpe.br/handle/123456789/44958-
dc.description.abstractFamily farming represents a critical segment of Brazilian agriculture, involving more than 5 million properties and generating 74% of rural jobs in the country. Yield losses caused by crop diseases and pests can be devastating for small-scale producers. However, successful disease control requires correct identification, which challenges smallholders, who often lack technical assistance. The present work proposes a system that alerts smallholder farmers and phytopathology experts about possible crop disease outbreaks, enabling a faster diagnosis and intervention. To this extent, we detect disease symptoms in images of plant leaves taken by farmers directly in the field using a mobile phone app developed for this purpose. The implemented module is part of a service platform connecting producers and experts, designed in partnership with phytopathology professionals from the Federal Rural University of Pernambuco (UFRPE). The work uses deep learning and Convolutional Neural Networks to perform the image classification. The classification experiments were applied over a dataset composed of leaf images of grape crops cultivated in the state of Pernambuco, whose image collection was also part of the present work. Therefore, pictures taken under field conditions sometimes present low quality, which decreases the classification performance. Thus, we also classify the images regarding their quality, to exclude challenging images from disease detection and reduce the number of erroneously classified images entering the database. The multi-label technique is employed in this scenario, enabling a single neural network model to classify whether a leaf picture reveals crop disease symptoms and whether they present good enough quality to do so reliably. The multi-label mechanism is also a promising approach to include additional picture properties in the future, like disease agents. The developed classification system achieves a recall value of 97.6% for symptom detection and a precision value of 94.8% for image quality classification.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPESpt_BR
dc.language.isoengpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Pernambucopt_BR
dc.rightsopenAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectEngenharia da computaçãopt_BR
dc.subjectDeep learningpt_BR
dc.subjectCNNpt_BR
dc.subjectMulti-labelpt_BR
dc.subjectDoenças de plantaspt_BR
dc.titleDevelopment of a deep-learning based system for disease symptoms detection over crop leaves imagespt_BR
dc.typemasterThesispt_BR
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/0171498393282139pt_BR
dc.publisher.initialsUFPEpt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.degree.levelmestradopt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/3740757562716147pt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pos Graduacao em Ciencia da Computacaopt_BR
dc.description.abstractxAgricultura familiar representa um segmento crítico da agricultura brasileira, envolvendo mais de 5 milhões de propriedades e gerando 74% dos empregos rurais no país. As perdas de rendimento causadas por pragas e doenças na colheita podem ser devastadoras para os pe- quenos produtores. No entanto, o controle de doenças bem-sucedido requer uma classificação correta, o que desafia os pequenos proprietários, que muitas vezes carecem de assistência téc- nica. O presente trabalho propõe um sistema que alerta pequenos produtores e especialistas em fitopatologia sobre possíveis surtos de doenças em plantas, permitindo um diagnóstico e inter- venção mais rápidos. Nesse sentido, nós detectamos sintomas de doenças em imagens de folhas de plantas tiradas diretamente por agricultores no campo usando um aplicativo de celular de- senvolvido com esse propósito. O módulo implementado é parte de uma plataforma de serviços que conecta produtores e especialistas, projetado em parceria com profissionais de fitopato- logia da Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE). O trabalho usa aprendizagem profunda (“deep learning”) e redes neurais convolucionais (CNNs) para realizar a classificação das imagens. Os experimentos de classificação foram aplicados sobre um conjunto de dados composto por imagens de folhas de videira cultivadas no estado de Pernambuco, cuja coleta também foi parte do presente trabalho. Portanto, algumas imagens coletadas sob as condições do campo apresentam baixa qualidade, o que diminui o desempenho da classificação. Assim, nós também classificamos as imagens com relação à sua qualidade, para excluir imagens de- safiadoras da detecção de doenças e reduzir o número de fotos classificadas erroneamente entrando na base de dados. A técnica de “multi-label” é aplicada neste cenário, permitindo a um único modelo classificar se as imagens mostram sintomas e se elas apresentam qualidade suficiente para que isso seja feito de maneira confiável. O mecanismo “multi-label” também é uma abordagem promissora para incluir futuramente propriedades adicionais da imagem, como agentes causadores de doenças. O sistema de classificação desenvolvido alcança um valor de “recall” de 97.6% para detecção de sintomas e um valor de precisão de 94.8% para classificação de qualidade das imagens.pt_BR
Aparece nas coleções:Dissertações de Mestrado - Ciência da Computação

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
DISSERTAÇÃO Mariana da Silva Barros.pdf2,59 MBAdobe PDFThumbnail
Visualizar/Abrir


Este arquivo é protegido por direitos autorais



Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons