Journal of Applied Science and Technology Trends·9月9日 · 周三论文智慧农业 / 农业物联网阅读 2

Optimized Inception-v4 CNN Combined with YOLOv8 andXGBoost for Tomato Plant Disease Recognition and Classification

Sowmya B · Guruprasad S

Journal of Applied Science and Technology TrendsDOI 10.38094/jastt711230开放获取 PDF ↗
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提出YOLOv8+Inception-v4+XGBoost混合模型,实现番茄叶片病害精准检测与分类。

方法

YOLOv8定位病斑,Inception-v4提取多尺度特征,XGBoost降维

发现

10类病害识别精度超现有方法,训练准确率0.9969,测试0.9695,单图CPU约200毫秒。

机会点

可探索IoT边缘部署、多模态数据融合与可解释AI,提升田间实时病害诊断可信度。

影响力16
信息增量20
专业深度18
信源权威12
时效性9

提出YOLOv8+Inception-v4+XGBoost混合模型用于番茄病害识别,准确率与效率数据扎实,对农业AI病害检测有参考价值。

原文摘要

本研究提出了一种集成的混合流水线方法,将优化的Inception-v4卷积神经网络(CNN)、YOLOv8(You Only Look Once version 8)和极端梯度提升(XG Boost)模型相结合,以有效且准确地检测和分类番茄植株病害。所提方法基于YOLOv8模型的细粒度定位能力来准确定位叶片受感染区域、优化的Inception-v4 CNN的多尺度深层特征提取能力,以及XG Boost用于降维和特征优化。该混合模型将Inception-v4 CNN、YOLOv8和XG Boost模型结合在一起,每幅图像的平均CPU处理时间约为200毫秒,模型在计算效率、鲁棒性和更快预测方面表现更优。在Plant Village上的实验测试表明,该模型在10个病害类别上优于现有最先进方法。具体而言,该集成混合系统实现了较高的精确率、召回率、F1分数、平均精度均值(mAP),其训练准确率超过0.98(最高达0.9969),测试准确率超过0.96(最高达0.9695)。即使对于视觉上相似的病害,如细菌性斑点病、早疫病、晚疫病、花叶病毒和黄花叶卷曲病毒,该混合框架也表现出良好的可靠性。将批量大小优化为32,并调整学习率,进一步提高了训练稳定性、收敛速度和整体模型的泛化能力。所提系统有望用于实时、可扩展和可持续的精准农业,旨在实现早期病害检测和产量保护。未来工作包括整合物联网(IoT)边缘设备、田间环境监测、多模态数据融合,以及应用可解释人工智能(EAI)技术以增强模型对最终用户的可解释性。

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