초록 ▼

○ 연구개요
본 연구에서는 진단 모델 학습을 위해 직접 수집한 감귤 병충해 빅데이터 세트와 딥러닝 기반 병충해 자동 진단 모델 아키텍처를 제안한다. 첫 번째로 기존에 어디에도 존재하지 않던 감귤 병충해 관련 빅데이터 세트를 웹에서 직접 수집하였다. 총 12,000장 이상의 이미지 데이터를 직접 수집하고 분류하였고, 이 데이터는 딥러닝 모델을 학습시키기 위해 사용하였다. 두 번째로 딥러닝 기반 병충해 자동 진단 모듈은 사용자가 원하는 사진을 입력하면 어떠한 병해 혹은 충해에 해당하는지 분류해주는 모듈이다. 특히 딥러닝 모델 중

○ 연구개요
본 연구에서는 진단 모델 학습을 위해 직접 수집한 감귤 병충해 빅데이터 세트와 딥러닝 기반 병충해 자동 진단 모델 아키텍처를 제안한다. 첫 번째로 기존에 어디에도 존재하지 않던 감귤 병충해 관련 빅데이터 세트를 웹에서 직접 수집하였다. 총 12,000장 이상의 이미지 데이터를 직접 수집하고 분류하였고, 이 데이터는 딥러닝 모델을 학습시키기 위해 사용하였다. 두 번째로 딥러닝 기반 병충해 자동 진단 모듈은 사용자가 원하는 사진을 입력하면 어떠한 병해 혹은 충해에 해당하는지 분류해주는 모듈이다. 특히 딥러닝 모델 중 합성 곱 신경망 (Convolutional Neural Network)를 기반으로 하여, 병충해를 최적으로 잘 분류할 수 있는 모델 아키텍처를 제안한다. 이를 통해 농민들은 전문적인 지식 없이도 병충해를 손쉽게 파악할 수 있고, 그에 따른 신속하게 대처할 수 있게 된다.

○ 연구 목표대비 연구결과
모델의 학습을 위해 가장 먼저 매우 좋은 양질의 데이터 세트가 필요하였으나, 어디에도 깔끔하게 분류된 데이터는 없었고, 자체적으로 웹에서 이미지를 한 장 한 장 수집하여 분류하고 정리하였다. 총 12,000여 장의 이미지 데이터를 수집하여 분류하였다. 데이터를 모두 수집한 이후, 병충해 데이터를 가장 잘 분류할 수 있는 딥러닝 아키텍처를 자체 설계하였다. 네트워크의 베이스라인은 2017년 CVPR에 발표된 DenseNet을 기반으로 한다. DenseNet은 합성 곱 신경망 (Convolutional Neural Network) 아키텍처 중 하나로 매우 높은 성능을 가지고 있다. DenseNet은 모든 계층에서 나온 특징 맵을 활용하여 Gradient가 흐를 수 있는 더 많은 길을 제공한다.
이로 인해 더 높은 정확도를 가질 수 있지만, 너무 잦은 Concatenation이 수행되어 매우 큰 컴퓨팅 리소스가 필요하다는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 본 연구에서는 DenseNet의 불필요한 연결을 줄이는 Weakly DenseNet 모델 아키텍처를 제안한다. Weakly DenseNet은 DenseNet의 불필요한 Densely Connection을 경량화시켜 모델에 필요한 연산의 수(FLOPs)를 크게 감소시켰으며 각 계층에서는 3x3 Convolution보다는 주로 1x1 Convolution연산을 수행하기 때문에 매우 적은 파라미터 수를 가진다. 때문에 Weakly DenseNet은 경량화 모델급 사이즈를 가지지만 다른 거대한 네트워크들보다 훨씬 좋은 성능을 보여준다.

○ 연구개발결과의 중요성
수집한 데이터로 학습한 모델을 기반으로 모바일 애플리케이션을 제작하였고, 앱스토어 및 플레이 스토어에 배포를 준비 중임. 농민들은 자유롭게 우리가 제작한 앱을 내려 받아 사진을 보내서 사용할 수 있음. 또한 스마트 팜에 우리의 기술을 적용하여, CCTV가 병해를 포착시 사용자(농민)에게 병해충 발생 사실을 전송하는 등으로 적용 가능함. 이를 통해 농민들은 전문적인 지식 없이도 병충해를 손쉽게 파악할 수 있고, 그에 따른 신속하게 대처할 수 있게 된다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 1-1. 목표 ... 5
• 1-2. 추진전략 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 16
• 대표적 연구실적 ... 19
• 끝페이지 ... 27