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딥러닝 기반 소나무 재선충 피해목 탐색
Searching the Damaged Pine Trees from Wilt Disease Based on Deep Learning 원문보기

스마트미디어저널 = Smart media journal, v.9 no.3, 2020년, pp.46 - 51  

장예예 (전북대학교 전자.정보공학부) ,  유첩 (전북대학교 전자.정보공학부) ,  김병준 (전북대학교 전자.정보공학부) ,  선주남 (한국임업진흥원 방제드론실) ,  이준환 (전북대학교 컴퓨터공학부)

초록
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소나무 재선충은 한국과 일본, 중국을 포함한 동아시아 지역의 소나무산림에 막대한 피해를 주는 원인이며, 피해목의 조기 발견과 제거는 재선충 확산을 막는 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 드론으로 촬영되고 처리된 RGB 정사영상딥러닝 분류에 의한 재선충 피해목 탐색방법을 제안한다. 제안된 방법은 학습영상 데이터가 많지 않다는 가정아래 ResNet18을 백본으로 하는 패치기반의 분류기를 구성하고 RGB 정사영상을 분류하고 그 결과를 heatmap 형태로 만든다. 제작된 정사영상의 heat map는 재선충 피해목의 분포를 알아내고 확산해가는 모습을 관찰할 수 있게 하며, 재선충 피해목 지역의 RGB 분포 특징을 추출해낼 수도 있다. 본 연구의 패치기반 분류기 성능은 94.7%의 정확도를 나타내었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Pine wilt disease is one of the reasons that results in huge damage on pine trees in east Asia including Korea, Japan, and China, and early finding and removing the diseased trees is an efficient way to prevent the forest from wide spreading. This paper proposes a searching method of the damaged pin...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 제거는 재선충 확산을 막는 효과적인 방법이다. 논문에서는 드론으로 촬영되고 처리된 RGB 정사영상에서 딥러닝 분류에 의한 재선충 피해목 탐색 방법을 제안하였다. 제안된 방법은 학습영상 데이터가 많지 않다는 가정아래 ResNetl8 lay er을 백본으로 하는 패치 기반의 분류기를 구성하고 RGB 정사 영상을 분류된 결과를 heat map 형태로 만든다.
  • 본 논문에서는 드론을 통해 획득한 RGB 영상을 보정하여 얻은 정사영상에서 소나무 재선충 피해목을 탐색하는 방법을 제안한다. 제안된 방법에서는 재선충 피해목의 학습데이터가 불충분하기 때문에 이를 극복하기 위해 정사 영상을 패치단위로 분해하여 재선충 패치와 정상 패치를 만들고 패치단위의 딥러닝 분류기를 학습하여 구성하였다 구성된 분류기는 정사영상의 패치들을 입력하여 재선충 피해 정도를 제공하며 이는 heat map 의 형태로 가시화하여 재선충 피해목 정사 영상을 만드는데 활용된다.

가설 설정

  • 정사영상 제작과정을 보여 준다. 본 과정은 정사영상이 주어졌다는 가정 하에 진행되며 64x64 패치를 영상에서 순차적으로 뜯어내어 이를 분류기에 입력하고, 학습된 분류기는 softmax 출력으로 재선충 피해목 패치일 확률을 제공하며 그 결과는 heat map으로 나타낸다 이 과정에서 해상도를 올리기 위해 패치는 중첩되어 뜯어내며 중첩된 부분의 재선충 패해 확률은 평균값을 취해 표시한다.
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참고문헌 (16)

  1. 곽태홍외 2인, "CNN 기반 초분광 영상 분류를 위한 PCA 차원축소의 영향 분석," 대한원격탐사학회지, 제35권, 제6호, 959-971, 2019 

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  3. 임업서비스 전문기관 한국임업진흥원, https://www.kofpi.or.kr/intro/bizGuide_08_02.do (accessed June. 21, 2020) 

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  5. 손민호, 이우균, 이승호, 조현국, 이준학, "공간통계학적 방법에 의한 소나무 재선충 피해의 자연적 확산유형분석," 한국임학회지, 제95권 제3호, 240-249쪽, 2006 

  6. 국립산림과학원, 산림병해충 발생예찰조사연보, 2017 

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  12. Paszke A, Gross S, Massa F, et al. Pytorch, "An imperative style, high-performance deep learning library," Advances in neural information processing systems, pp. 8026-8037, 2019. 

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  14. 김서정, 김형석, "Multi-Tasking U-net 기반 파프리카 병해충 진단," 스마트미디어저널, 제9권 제1호, 16-22쪽, 2020년 03월 

  15. 박선,김종원, "오픈 소스 기반의 딥러닝을 이용한 적조생물 이미지 분류," 스마트미디어저널, 제7권, 제2호, 34-39쪽, 2018년 6월 

  16. 김사웅, "무인항공기 기반 빅데이터 처리 시스템의 프로토타입 설계," 스마트미디어저널, 제5권, 제2호, 51-58쪽, 2016년 6월 

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