A Lightweight Edge-Deployable Framework for Intelligent Rice Disease Monitoring Based on Pruning and Distillation
Fuente:
PubMed "smart farming"
Sensors (Basel). 2025 Dec 20;26(1):35. doi: 10.3390/s26010035.ABSTRACTDigital agriculture and smart farming require crop health monitoring methods that balance detection accuracy with computational cost. Rice leaf diseases threaten yield, while field images often contain small multi-scale lesions, variable illumination and cluttered backgrounds. This paper investigates SCD-YOLOv11n, a lightweight detector designed with these constraints in mind. The model replaces the YOLOv11n backbone with a StarNet backbone and integrates a C3k2-Star module to enhance fine-grained, multi-scale feature extraction. A Detail-Strengthened Cross-scale Detection (DSCD) head is further introduced to improve localization of small lesions. On this architecture, we design a DepGraph-based mixed group-normalization pruning rule and apply channel-wise feature distillation to recover performance after pruning. Experiments on a public rice leaf disease dataset show that the compressed model requires 1.9 MB of storage, achieves 97.4% mAP@50 and 76.2% mAP@50:95, and attains a measured speed of 184 FPS under the tested settings. These results provide a quantitative reference for designing lightweight object detectors for rice disease monitoring in digital agriculture scenarios.PMID:41516472 | PMC:PMC12787720 | DOI:10.3390/s26010035
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