Aplicación Web Basada en Aprendizaje Profundo para la Clasificación Multiclase de Enfermedades Foliares en Cultivos Agrícolas
Descripción del Articulo
Foliar diseases are one of the main factors that limit agricultural productivity by reducing crop quality and yield. Traditional identification methods, based on visual inspection, are costly, time-consuming, and prone to human error, which highlights the need for automated solutions. This study aim...
| Autor: | |
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| Formato: | artículo |
| Fecha de Publicación: | 2025 |
| Institución: | Universidad Nacional Mayor de San Marcos |
| Repositorio: | Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos |
| Lenguaje: | español |
| OAI Identifier: | oai:revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe:article/32350 |
| Enlace del recurso: | https://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/rpcsis/article/view/32350 |
| Nivel de acceso: | acceso abierto |
| Materia: | Deep learning Convolutional neural networks Transfer learning Xception Web application Aprendizaje profundo Redes neuronales convolucionales Aprendizaje por transferencia Aplicación web |
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Aplicación Web Basada en Aprendizaje Profundo para la Clasificación Multiclase de Enfermedades Foliares en Cultivos AgrícolasDeep Learning-Based Web Application for Multiclass Foliar Disease Classification in Agricultural CropsTorres Talaverano, Luz ElenaTorres Talaverano, Luz ElenaDeep learningConvolutional neural networksTransfer learningXceptionWeb applicationAprendizaje profundoRedes neuronales convolucionalesAprendizaje por transferenciaXceptionAplicación webFoliar diseases are one of the main factors that limit agricultural productivity by reducing crop quality and yield. Traditional identification methods, based on visual inspection, are costly, time-consuming, and prone to human error, which highlights the need for automated solutions. This study aims to develop a web application based on deep learning for the multiclass classification of foliar diseases in apple, maize, pepper, potato, and tomato crops. The approach employed transfer learning with fine-tuning, using pretrained convolutional neural network architectures and training models on a dataset of 35,725 images distributed across 23 classes. Among the evaluated architectures, Xception achieved the best performance, with an accuracy of 98.1% and a macro F1-score of 97.6%. This model was integrated into a web application structured in a layered architecture based on the client-server model, where tests with real images confirmed its practical validity and demonstrated stable inference times below 0.1 seconds per image. The results show that the proposed system constitutes a decision-support tool for crop management with potential application in real agricultural scenarios.Las enfermedades foliares constituyen uno de los principales factores que limitan la productividad agrícola al reducir la calidad y el rendimiento de los cultivos. Los métodos tradicionales de identificación, basados en inspección visual, son costosos, lentos y susceptibles a errores humanos, lo que motiva la búsqueda de soluciones automatizadas. El estudio tiene como objetivo desarrollar una aplicación web basada en aprendizaje profundo para la clasificación multiclase de enfermedades foliares en cultivos de manzano, maíz, pimiento, papa y tomate. Para ello, se empleó la técnica de aprendizaje por transferencia con ajuste fino, utilizando arquitecturas de redes neuronales convolucionales preentrenadas y entrenando modelos con un conjunto de 35 725 imágenes distribuidas en 23 clases. Entre las arquitecturas evaluadas, Xception obtuvo el mejor desempeño con una exactitud del 98.1 % y un puntaje F1 macro del 97.6 %. Este modelo fue integrado en una aplicación web estructurada en una arquitectura por capas basada en el modelo cliente-servidor, en la cual se realizaron pruebas con imágenes propias que confirmaron su validez práctica y evidenciaron tiempos de inferencia inferiores a 0.1 segundos por imagen. Los resultados demuestran que la propuesta constituye una herramienta de apoyo para la toma de decisiones en el manejo de cultivos.Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Facultad de Ingeniería de Sistemas e Informática2025-12-30info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionapplication/pdfhttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/rpcsis/article/view/3235010.15381/rpcs.v7i2.32350Revista Peruana de Computación y Sistemas; Vol. 7 No. 2 (2025); 49-60Revista peruana de computación y sistemas; Vol. 7 Núm. 2 (2025); 49-602617-2003reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstname:Universidad Nacional Mayor de San Marcosinstacron:UNMSMspahttps://revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe/index.php/rpcsis/article/view/32350/23284Derechos de autor 2025 Luz Elena Torres Talaveranohttps://creativecommons.org/licenses/by/4.0info:eu-repo/semantics/openAccessoai:revistasinvestigacion.unmsm.edu.pe:article/323502026-01-15T16:27:47Z |
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Foliar diseases are one of the main factors that limit agricultural productivity by reducing crop quality and yield. Traditional identification methods, based on visual inspection, are costly, time-consuming, and prone to human error, which highlights the need for automated solutions. This study aims to develop a web application based on deep learning for the multiclass classification of foliar diseases in apple, maize, pepper, potato, and tomato crops. The approach employed transfer learning with fine-tuning, using pretrained convolutional neural network architectures and training models on a dataset of 35,725 images distributed across 23 classes. Among the evaluated architectures, Xception achieved the best performance, with an accuracy of 98.1% and a macro F1-score of 97.6%. This model was integrated into a web application structured in a layered architecture based on the client-server model, where tests with real images confirmed its practical validity and demonstrated stable inference times below 0.1 seconds per image. The results show that the proposed system constitutes a decision-support tool for crop management with potential application in real agricultural scenarios. |
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Revista Peruana de Computación y Sistemas; Vol. 7 No. 2 (2025); 49-60 Revista peruana de computación y sistemas; Vol. 7 Núm. 2 (2025); 49-60 2617-2003 reponame:Revistas - Universidad Nacional Mayor de San Marcos instname:Universidad Nacional Mayor de San Marcos instacron:UNMSM |
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