（前回「ＡＩ課題３：植物写真分類（１）」の続きです。）
前回は３種類の植物の葉で分かりやすい画像で試しましたが、今回はもう少しデータを増やして、カンツバキ、サザンカ、ツバキ、アジサイ、アオキ、イチョウ、ツワブキ、サクラ、タンポポ、クマザサ、ヤツデ、オシロイバナの１２種類の植物の葉を試してみました。
このうち、カンツバキ、サザンカ、ツバキの見分けは難しく葉の写真だけを見て分かる人は少ないのではないかと思います。
（尚、サクラなどは生物学的には複数の種でも世俗的な表現で「サクラ」としています。）
学習用画像（４０枚x１２種類） plant02_leaf12_train.zip
テスト用画像（１０枚x１２種類） plant02_leaf12_test.zip
プログラム(言語 Python、テキストファイル UTF-8）
plant02_leaf12.py
プログラムでは、誤判別よりは「わかりません」の方が良いと思うので最低限の確信度を 0.001としてそれ以下なら「わかりません」としています。
また、確信度の高いのもが２種類以上ある場合は２種類を表示することにしています。
今回は葉だけですが、植物を葉だけで判断することは極めて難しいので、実際のアプリケーションでは全体の概要や茎・幹・花・実などの複数の写真から判断する予定です。
テスト結果
plant02_leaf12_result.txt
【テスト結果と写真の一部抜粋】
アジサイ
【 画像ファイル名: AJISAI0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: AJISAI0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[1.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、アジサイ です。
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【 画像ファイル名: AJISAI0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: AJISAI0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.763] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、アジサイ です。
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一番目の写真（AJISAI0041.JPG ）の「わかりません」はサクラとに似ているからでしょうか？実物を見ると葉の大きさ厚さなどで分かると思いますが写真だけでは難しのかもしれません。花や木の写真を撮れば分かると思います。
アオキ
【 画像ファイル名: AOKI0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.065] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、アオキ ではないかと思います。
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【 画像ファイル名: AOKI0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.992] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、アオキ です。
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【 画像ファイル名: AOKI0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.002] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、アオキ ではないかと思います。
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【 画像ファイル名: AOKI0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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４番目の写真（AOKI0044.JPG）の「わかりません」は、葉脈や葉の形がツバキとにているからでしょうか？これも全体の写真や花や実の写真を撮れば分かると思います。
イチョウ
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【 画像ファイル名: ICHOU0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[1.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、イチョウ です。
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【 画像ファイル名: ICHOU0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[1.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、イチョウ です。
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【 画像ファイル名: ICHOU0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[1.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、イチョウ です。
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【 画像ファイル名: ICHOU0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[1.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.005] オシロイバナ[0.000]
これは、イチョウ です。
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【 画像ファイル名: ICHOU0049.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.002] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツワブキ ではないかと思います。
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イチョウはほとんど正確に判定できましたが、一つ誤判別がありました。写真（ICHOU0049.JPG）を見るとイチョウ独特の葉の切れ込みがないのでツワブキノ葉と誤判別したのではないかと思います。 実際のアプリケーションでは複数の情報での総合評価なので、木か草かの違いなどで分かる思います。
カンツバキ
【 画像ファイル名: KANTSUBAKI0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: KANTSUBAKI0042.JPG 】
カンツバキ[0.995] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、カンツバキ です。
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【 画像ファイル名: KANTSUBAKI0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: KANTSUBAKI0044.JPG 】
カンツバキ[0.764] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、カンツバキ です。
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葉だけではサザンカと見分けが難しいと思いますが意外に正解が多いです。どこで判別しているのでしょうか？
クマザサ
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【 画像ファイル名: KUMAZASA0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[1.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、クマザサ です。
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【 画像ファイル名: KUMAZASA0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.386] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、クマザサ ではないかと思います。
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【 画像ファイル名: KUMAZASA0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.957] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、クマザサ です。
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【 画像ファイル名: KUMAZASA0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.032] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、クマザサ ではないかと思います。
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クマザサは特徴があるので分かりやすいと思います。
オシロイバナ
【 画像ファイル名: OSHIROIBANA0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.998]
これは、オシロイバナ です。
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【 画像ファイル名: OSHIROIBANA0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: OSHIROIBANA0049.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.004]
おそらく、オシロイバナ ではないかと思います。
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【 画像ファイル名: OSHIROIBANA0050.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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以外に「わかりません」が多いですが特徴が乏しいのでしょうか？実際の花と実をみれば分かりやすいのですが。
サクラ
【 画像ファイル名: SAKURA0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[1.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、サクラ です。
—————————-
【 画像ファイル名: SAKURA0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[1.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、サクラ です。
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【 画像ファイル名: SAKURA0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.026] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、サクラ ではないかと思います。
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【 画像ファイル名: SAKURA0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[1.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、サクラ です。
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サクラにもいろいろな種類がありますが、大雑把に「サクラ」として判別できているようです。
サザンカ
【 画像ファイル名: SAZANKA0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.001] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツバキ ではないかと思います。
—————————-
【 画像ファイル名: SAZANKA0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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【 画像ファイル名: SAZANKA0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.942] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、サザンカ です。
—————————-
【 画像ファイル名: SAZANKA0044 .JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[1.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、サザンカ です。
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サザンカとカンツバキは似てると思いますが意外と見分けています。 ツバキのと誤判別が１件ありました（ SAZANKA0041.JPG）。確信度が[0.001] と低いのでこの程度なら「わかりません」の方が良いかもしれません。
タンポポ
【 画像ファイル名: TANPOPO0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[1.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、タンポポ です。
—————————-
【 画像ファイル名: TANPOPO0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[1.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、タンポポ です。
—————————-
【 画像ファイル名: TANPOPO0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[1.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、タンポポ です。
—————————-
【 画像ファイル名: TANPOPO0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[1.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、タンポポ です。
—————————-
この中ではタンポポの葉は特徴があって分かりやすいと思います。
ツバキ
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【 画像ファイル名: TSUBAKI0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.225] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツバキ ではないかと思います。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUBAKI0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.626] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、ツバキ です。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUBAKI0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUBAKI0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.003] ツバキ[0.996] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、ツバキ です。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUBAKI0045.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.001] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、アオキ ではないかと思います。
—————————-
カンツバキ・サザンカ・ツバキは見分けが難しいと思いましたが意外に分けられているようです。アオキとの誤判別が１件ありましたが、確信度が[0.001] と低いのでこの程度の確信度なら「わかりません」の方が良いかもしれません。
ツワブキ
【 画像ファイル名: TSUWABUKI0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.184] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツワブキ ではないかと思います。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUWABUKI0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.004] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツワブキ ではないかと思います。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUWABUKI0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.015] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
おそらく、ツワブキ ではないかと思います。
—————————-
【 画像ファイル名: TSUWABUKI0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[1.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
これは、ツワブキ です。
—————————-
この範囲内ではとりあえず判別できているようです。
ヤツデ
【 画像ファイル名: YATSUDE0041.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.991] オシロイバナ[0.000]
これは、ヤツデ です。
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【 画像ファイル名: YATSUDE0042.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[1.000] オシロイバナ[0.000]
これは、ヤツデ です。
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【 画像ファイル名: YATSUDE0043.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[1.000] オシロイバナ[0.000]
これは、ヤツデ です。
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【 画像ファイル名: YATSUDE0044.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.997] オシロイバナ[0.000]
これは、ヤツデ です。
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【 画像ファイル名: YATSUDE0050.JPG 】
カンツバキ[0.000] サザンカ[0.000] ツバキ[0.000] アジサイ[0.000] アオキ[0.000] イチョウ[0.000] ツワブキ[0.000] サクラ[0.000] タンポポ[0.000] クマザサ[0.000] ヤツデ[0.000] オシロイバナ[0.000]
わかりません。
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ヤツデは特徴があるのでうまく判別できているようです。ただしヤツデの葉には９本指や７本指があるので最後の写真（YATSUDE0050.JPG）の７本指は「わかりません」になってしまいました。データを増やす必要があると思います。
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結果を総合評価すると、葉だけでは見分けが難しいと予想したカンツバキとサザンカなどもある程度分けられているのが意外でした。 一部に誤判別がありましたが、葉の写真一枚での判別としてはだいたいは当たっていると思います。
今後はもっとデータ数を増やして葉だけではなく全体の概要や茎・幹・花・実などの複数の写真から判断する予定です。
（2018/12/04 S.Onda）
