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초록

한국어

영상의 특징인 색상, 모양, 질감 등을 이용해 영상을 검색하는 연구들은 많이 진행되어 왔다. 또한 작물의 질병 영상 과 관련된 연구들도 진행되고 있다. 농업 현장에서 재배되는 작물에 발생한 질병을 확인하는데 도움이 되기 위해 본 논문에서는 시설원예 작물의 질병 영상을 이용한 유사도 기반 작물 질병 검색 시스템을 제안한다. 제안하는 시스템 은 단일 Descriptor를 사용하지 않고, 조합 Descriptor를 통해 기존 대비 영상의 유사도 검색 성능을 높였고 유사 도 검색 결과를 가독성 높게 사용자에게 제공하기 위해 가중치 기반 산출방법을 적용했다. 본 논문에서는 총 13개 의 개별 Descriptor를 이용해 조합을 진행했다. 조합 Descriptor를 이용해 6개 작물의 질병에 대해 유사도 검색을 진행했고 작물별로 평균 accuracy가 높은 조합 Descriptor를 선정해 유사도 검색에 사용했다. 검색된 결과는 병명 의 비율을 기반으로 한 산출방법과 가중치를 기반으로 한 산출방법을 사용해 백분율로 나타냈다. 병명의 비율을 기 반으로 한 산출방법은 질의 영상과 유사도 검색에 사용되는 영상의 수가 많은 병명이 1순위로 출력되는 문제점이 있다. 이를 해결하기 위해 가중치를 기반으로 한 산출방법을 사용했다. 작물의 병명별 테스트 영상을 두 가지 산출 방법에 적용해 검색 성능을 측정했다. 작물의 질병별로 두 가지 산출방법에 대해 검색 성능 값의 평균을 비교한 결 과 고추, 사과 작물에서는 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법의 성능이 가중치를 기반으로 한 산출방법의 성능보 다 평균 약 11.89%의 높은 성능 결과를 보였다. 국화, 딸기, 배, 포도 작물에서는 가중치를 기반으로 한 산출방법 이 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법의 성능보다 평균 약 20.34%의 높은 성능 결과를 보였다. 또한 본 논문에 서 제안하는 시스템의 UI/UX는 실제 사용자의 피드백을 통해 편리하게 구성했다. 시스템의 화면마다 상단에 제목 과 설명을 출력했고 사용자가 질병의 정보를 보기 편리하게 화면을 구성했다. 검색된 질병의 정보는 위에서 제안한 산출방법을 토대로 유사한 질병의 영상과 병명을 출력한다. 시스템의 환경은 PC 환경 기반의 웹 브라우저와 모바일 디바이스 환경 기반의 웹 브라우저를 통해 사용할 수 있도록 구현했다.

영어

Many studies have been carried out to retrieve images using colors, shapes, and textures which are characteristic of images. In addition, there is also progress in research related to the disease images of the crop. In this paper, to be a help to identify the disease occurred in crops grown in the agricultural field, we propose a similarity-based crop disease search system using the diseases image of horticulture crops. The proposed system improves the similarity retrieval performance compared to existing ones through the combination descriptor without using a single descriptor and applied the weight based calculation method to provide users with highly readable similarity search results. In this paper, a total of 13 Descriptors were used in combination. We used to retrieval of disease of six crops using a combination Descriptor, and a combination Descriptor with the highest average accuracy for each crop was selected as a combination Descriptor for the crop. The retrieved result were expressed as a percentage using the calculation method based on the ratio of disease names, and calculation method based on the weight. The calculation method based on the ratio of disease name has a problem in that number of images used in the query image and similarity search was output in a first order. To solve this problem, we used a calculation method based on weight. We applied the test image of each disease name to each of the two calculation methods to measure the classification performance of the retrieval results. We compared averages of retrieval performance for two calculation method for each crop. In cases of red pepper and apple, the performance of the calculation method based on the ratio of disease names was about 11.89% on average higher than that of the calculation method based on weight, respectively. In cases of chrysanthemum, strawberry, pear, and grape, the performance of the calculation method based on the weight was about 20.34% on average higher than that of the calculation method based on the ratio of disease names, respectively. In addition, the system proposed in this paper, UI/UX was configured conveniently via the feedback of actual users. Each system screen has a title and a description of the screen at the top, and was configured to display a user to conveniently view the information on the disease. The information of the disease searched based on the calculation method proposed above displays images and disease names of similar diseases. The system’s environment is implemented for use with a web browser based on a pc environment and a web browser based on a mobile device environment.

목차

요약
Abstract
1. 서론
2. 관련 연구
2.1 내용기반 영상 검색 관련 연구
2.2 작물의 질병 영상 검색 관련 연구
3. Lucene Image Retrieval Descriptor 조합
3.1 Lucene Image Retrieval (LIRe)
3.2 Descriptor를 이용한 작물별 영상의 유사도 측정
3.3 작물별 조합 Descriptor 선정
4. 유사도 검색 결과 산출방법
4.1 병명의 비율을 기반으로 한 산출방법
4.2 가중치를 기반으로 한 산출방법
5. 작물 질병 검색 시스템 설계 및 구현
5.1 작물별 질병 영상 데이터
5.2 시스템 설계
5.3 사용자 인터페이스
6. 작물 질병 검색 시스템 실험
6.1 테스트 영상 데이터
6.2 성능평가 방법
6.3 검색 실험 결과
7. 결론 및 향후 계획
참고문헌

저자

• 임혜진 [ Hye Jin Lim | 세종대학교 컴퓨터공학과 ]
• 정다운 [ Da Woon Jeong | 세종대학교 컴퓨터공학과 ]
• 유성준 [ Seong Joon Yoo | 세종대학교 컴퓨터공학과 ] 교신저자
• 구영현 [ Yeong Hyeon Gu | 세종대학교 컴퓨터공학과 ]
• 박종한 [ Jong Han Park | 농촌진흥청 국립원예특작과학원 원예특작과학과 ]

참고문헌