I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   Vo l.   20 ,   N o .   3 D e c e m b e r   20 20 ,   pp .   1 278 ~ 1288   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 20 .i 3 . pp 127 8 - 1288             1278       Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   D e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   o f   v a r i o u s pest  a t t a c k s a n d   i n f e c t i o n   o n   p l a n t s us i n g   R B PN   w i t h   GA   b a s e d   PSO   a l g o r i t h m         K ap i l ya  G an gad h a r an 1 G .   R o s l i n e   N e s a   K u m ar i 2 D .   D h an as e k a r an 3 K .   M a l ath i 4     1 , 3 , 4   D e pa r t m e n t   o f   C S E ,   S a v e e t h a   S c ho o l   o f   E ng i ne e r i ng ,   S a v e e t ha   I ns t i t u t e   o f   M e d i c a l   a nd   T e c hni c a l   S c i e nc e s ,   I ndi a   2 D e pa r t m e n t   o f   C S E ,   S h a da W o m e n’ s   C o l l e g e   o f   E ng i ne e r i ng   a nd   T e c hno l o gy ,   I ndi a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e F e b   12 ,   2 0 20   R e v i s e M a y   2 ,   202 0   A c c e pt e J un   8 ,   2020       M a c hi n e   l e a r ni ng   m e t ho do l o g i e s   a r e   c o m m o nl y   us e i t he   f i e l d     o f   pr e c e s s i o f a r m i ng .   I t   pr o s pe c t s   g r e a t l y   i t he   pl a nt   s a f e t y   m e a s u r e   l i ke   di s e a s e   de t e c t i o a nd  c l a s s i f i c a t i o o f   pe s t   a t t a c ks .   I t   hi g hl y   i nf l ue nc e s     t he   c r o pr o duc t i o a nd  m a n a g e m e nt .   T he   v e n t u r e   o f   o u r   s y s t e m     i s   t o   pr o duc e   he a l t hy   pl a nt a t i o n.   T h e   pr o po s e s y s t e m   i nv o l v e s   E nha nc e d   F e a t ur e   F r a c t a l   T e x t u r e   A na l y s i s ,   S t a t i s t i c a l   F e a t u r e   S e l e c t i o n   a nd   M a c hi ne   L e a r ni ng   m e t ho do l o gy   f o r   c l a s s i f i c a t i o n.   H e nc e   m o r e   t h a e v e r   t h e r e     i s   a   n e e d   f o r   s uc a   t o o l   t ha t   c o m bi ne s   i m a g e   p r o c e s s i ng   m e t ho do l o g i e s   a nd   t he   N e u r a l   ne t w o r c o nc e pt s   a nd   t h a t   i s   s uppo r t e by   hug e   c l o ud     o f   s t r uc t u r e d a t a   w hi c m a ke s   t he   d i a g no s i s   a nd  c l a s s i f i c a t i o n   pa r t   m uc e a s i e r   a n c o nv e ni e nt .   T he   p r o po s e s y s t e m   r e c o g ni z e s   a nd   c l a s s i f i e s     t he   p l a nt   t a xo no m y   a nd  t he   i nf e c t i o n   ba s e o t h e   s e l e c t e d   s t a t i s t i c a l   f e a t u r e s .   T he   ne u r a l   ne t w o r c o nc e pt   f o l l o w e i o ur   pr o po s e s y s t e m   i s   f oc us e o A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r w h i c us e s   R e c ur s i v e   B a c k   P r o pa g a t i o N e ur a l   ne t w o r t o   s pe e up   t he   t r a i ni ng   p r o c e s s   a s   w e l l     a s   r e duc e   m ul t i c l a s s   p r o bl e m   i t he   ne t w o r k   a n o pt i m i z e   t h e   w e i g ht s     o hi dde l a y e r s   of   t he   N e t w o r k   us i ng   G e ne t i c   A l go r i t hm   ba s e P a r t i c l e   S w a r m   O p t i m i z a t i o t e c hn i que .   W e   h a v e   us e M A T L A B   t o   i m pl e m e n t     t he   c o nc e pt   a nd  o bt a i n e be t t e r   a c c ur a c y   i di s e a s e / pe s t   de t e c t i o a nd  p r o v e d   t o   be   a n   e f f i c i e n t   m e t ho d.     Ke y w or d s :   A c c ur a c y   Cl a s s i f i c a t i o n     E f f i c i e n t     N e ur a l   N e t w o r k   O pt i m i z a t i o n   C opy r i gh t   ©   20 20   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d   E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   K a pi l y a   G a n g a d ha r a n,     D e pa rt m e n t   o f   Co m put e S c i e n c e   a nd  E n g i n e e r i ng,   S a v e e t h a   S c h o o l   of   E n gi n e e r i n g ,   S a v e e t h a   I n s t i t u t e   o f   M e di c a l   a n d   T e c hn i c a l   S c i e n c e s ,     S a v e e t h a   na g a r ,   T ha n d a l a m C h e nna i ,   T a m i l na du ,   6 02105 ,   I n d i a .   E m a i l :   ka p i l y a @ gm a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   s c i e n t i f i c   s t udy   of   di s e a s e s   i n   t h e   pl a nt s   w h i c h   c o n t ri b ut e s   i n   u n de r s t a n d i n t h e   pl a n t   h e a l t   i s   pl a nt   pa t h o l o g y .   W h e r e i n   t h e   s t u dy   t h r o w s   l i ght   o n   n u m e ro us   f a c t o r s   t ha t   c a n   p r o b a b l y   i n v o l v e   i n   t h e   pl a nt   h e a l t h   s t a t us   s uc h   a s   p a t h o ge n   i de nt i f i c a t i o n ,   d i s e a s e   c y c l e s ,   e c o n o m i c   i m p a c t s   a n e pi de m i o l o g y .     D i s e a s e   i n   pl a nt   di s r u pt s   t h e   e c o s y s t e m   a s   i t   i n v o l v e s   i n   t h e   a ni m a l   f oo c h a i n   i n c l u di n h u m a n   b e i ngs   a n a l s o   t h a t   a f f e c t s   a g r i c u l t u r e   w o r l dw i de .   T h e   s t udy   i n v o l ve s   t h e   m e c ha ni s m   t h a t   c o n t ri b ut e s   v a r i e t y     of   o ut c o m e   t o   t h e   a gri c ul t u r e   w h i c h   i s   e s t i m a t e t o   b e   15  t o   25%  o p o t e n t i a l   c r o p r o duc t i o n   i s   l o s t   due     t o   pl a nt   h e a l t h   i n   2016   [1] .     A s   w e   kn o w ,   a gri c ul t u r e   c o n t r i b ut e s   t o   t h e   g r o w t h   o f   t h e   e nt i r e   c o unt r y   a t   p r e s e n t   i t   i s   a m o ng  t h e   t o t w o   f a r m   p r o duc e r s   i n   t h e   w o r l d .   P l a n t   h e a l t h   ha s   t o   b e   s t udi e a n r e c t i f i e s o   a s   t o   i n c r e a s e   t h e   p r o duc t i v i t y   a n g r o w t h   a s   w e l l   a s   t h e   f oo s uppl y   c h a i n.   H e n c e   c l o s e   m o n i t o ri n o f   c r o ps   a r e   v e r y   e s s e n t i a l   e s pe c i a l l y     i t   a f f e c t   pr o duc t i o n   s i g ni f i c a n t l y   a n c r o m a na ge m e n t .   Im a ge   pr o c e s s i n pl a y s   t h e   r o l e   of   di s t a n c e   de t e c t i o n   e ff i c i e n t l y   w h i c h   i de nt i f i e s   t h e   pl a n t   d i s e a s e   o r   pe s t   w i t h   t he   fo r e m o s t   e v i de n t .   T h e   s y m pt o m s   a r e   i de nt i f i e o n   t h e   l e a v e s   o r   a n y   pa r t s   o f   t h e   pl a n t s .   T h e r e f o r e ,   i de nt i f i c a t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   pl a nt s ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e t e c t i on   and   c l as s i f i c a t i o o f   v ar i o us   p e s t   at t ac k s   an i nf e c t i on   on   pl a nt s   us i ng . . .     ( Kapi l y a   G anga dhar an )   1279   pe r c e n t a ge   o f   pe s t ,   S y m pt o m s   c a gi v e   s uc c e s s f ul   di a g n o s i s .   M a c h i n e   l e a rni n m e t h o do l o g y   i s   t h e   b e s t     i n   c l a s s i f i c a t i o n   p r o c e s s .   S c o pe   of   t h e   r e s e a r c h   i s   r e l a t e t o   c a pt u ri n g ,   de t e c t i n a n c l a s s i f y i n t h e   di s e a s e   o r   i n s e c t   a t t a c k   o n   t h e   p l a nt s   us i n g   Im a ge   p r o c e s s i n m e t h o do l og y   a n o pt i m i z e m a c hi n e   l e a rni n g   t e c hn i que s .   Q ua l i t y   of  t h e   i m a ge   i s   ve r y   i m po r t a n t   i n   c l a s s i f i c a t i o n   t ha t   s i g n i f i c a n t l y   a ff e c t s   t h e   pe r f o r m a n c e   o t h e   c l a s s i f i e r .   O u r   a i m   i s   t o   e nha n c e   t h e   pe r f o r m a n c e   of   t h e   s y s t e m   e ve n   i n   l o w   s c a l e   i m a ge s .     N e ur a l   N e t w o r ks   a r e   a p pl i e o n   a m p l e   o f   r e s e a r c h e s   t o   i de nt i fy   t h e   p l a nt   d i s e a s e s .   A n   a u t o m a t e s y s t e m   i s   de s i gn e t o   i de nt i fy   a nd  c l a s s i f y   t h e   di s e a s e l e a v e s   l i ke   rus t   a nd  s c a b   us i n m ul t i p l e   A t e c hni que s   [2] .     It   us e s   b a c kpr o pa g a t i o n   N e u ra l   N e t w o r f o r   p r e - p r o c e s s i n t h e   i m a ge s   i t h e   f i r s t   s t a ge .     M o di f i e s e l f - o r ga n i z i ng  f e a t ur e   m a a n S up po r t   V e c t o r   M e c h a n i s m   f o r   s e gm e n t i ng  t h e   i m a ge .   T o   c l a s s i fy   a ga i n   t h e y   h a v e   pe r fo r m e S uppo r t   V e c t o r   M e c h a n i s m   t e c hni que .   A n s y s t e m   pe r f o r m e pr e t t y   w e l l   w i t h   97. 8%  o f   a c c ur a c y .   S i n c e   t h e   s y s t e m   ut i l i z e s   m ul t i p l e   t e c hni que s   i t   s e e m s   t o   b e   a   c o m pl e s t r uc t u r e   b ut     t h e   o ut c o m e   i s   ve r y   e ff i c i e n t   a n p r o duc t i v e .   A   f i l t e r i n m e t h o c a l l e G a b o r   f i l t e r   us e o n   S uppo rt   V e c t o r   M e c h a n i s m   t o   i m p r o v i s e   t h e   pe r f o r m a n c e .   T o   de t e c t   t w o   t y pe s   o M i l de w s   A N N   i s   fo r m ul a t e [3].     It   p r o v i de s   a n   i nde pe n de n t   s y s t e m   t ha t   f o l l ow s   L M B P   m e t ho w h i c h   c o m p r e h e nd  t h e   s y m pt o m s   by   t e xt ur e   a n a l y s i s   a n d   t h e rm a l   n o r m a l i z a t i o n .   A n o t h e w o r i s   p r o po s e t o   de t e c t   i n f e c t i o n   o a n y   pa r t   o f   t h e   pl a n t   o n   m u l t i pl e   c r o s y s t e m .     E a c h   c r o s y s t e m   fo l l ow e a n   i n di v i du a l   m e t h o [4].   O n   v e g e t a b l e s   t h e y   h a v e   e xpe r i m e n t e w i t h   L o c a l   B i n a r y   P a t t e rn   t o   e xt r a c t   t h e   f e a t u r e s   a n d   f o r   c l a s s i f i c a t i o n   a   N e u r o - K - N e a r e s t   N e i g h b o r   ha s   b e e n   p r o po s e d   t h a t   i n c l ude s   B a c kpr o pa g a t i o n   N e u ra l   N e t w o r m e t h o t o   t ra i t h e   i n f e c t e l e a v e s   a n d   K N N   t o   t e s t   t h e   i nput   i m a ge s .   T h e y   h a v e   ob t a i n e 84. 1 1%  a c c u r a c y   w h i l e   t e s t i n w i t h   A N N   a n 91 . 54 o n   t e s t i n w i t   N e ur o - K N N .   M e a n w hi l e   P r i n c i pa l   Co m po n e nt   A n a l y s i s   i s   pe r fo r m e t o   e xt r a c t   t h e   f e a t ur e s     o n   t h e   c o m m e r c i a l   c r o ps   by   c o m b i n i ng  i t   w i t h   D i s c r e t e   W a ve l e t   T ra n s f o r m .   U s i n P CA   w i l l   r e duc e     t h e   f e a t ur e s   e xt ra c t e by   D CT   a nd  f o r   c l a s s i f i c a t i o n   P r o b a b i l i s t i c   N e ur a l   N e t w o r A l go r i t hm   a nd  M a h a l a n o b i s   di s t a n c e   i s   p r o po s e d.   It   p r o duc e a c c ura c y   of  83. 1 7%  o M a ha l a n o b i s   di s t a n c e   m e t h o a nd  a v e r a ge   o f   86. 48%   by   us i n P r o b a b i l i s t i c   N e u r a l   N e t w o r A l go ri t hm .   T h e   s y s t e m   us e S V M   c l a s s i f i e   t o   i de n t i f y   m ul t i p l e   di s e a s e s   l i ke   l e a f   s p o t s ,   l e a f   r us t ,   M i l de w s   e t c . ,   w h i c h   e xt ra c t e t e xt u r e   f e a t ur e   b a s e d   o n   S V M   a n d   s e gm e nt a t i o n   us i n K - M e a n s   c l us t e r i ng  a n d   p r o du c e a a c c ur a c y   of   85. 33% .   Ro t h e   P R   e t   a l . ,   2 015  de v e l o pe a   di s e a s e   r e c o gn i t i o n   s y s t e m   us i n g   p a t t e r n s   a n d   F e e F o r w a r d   B P N N   t e c h n i que .   T h e   s y s t e m   i s   t ra i n e d   t o   r e c o gn i z e   d i s e a s e s   l i ke   M y r o t h e c i um ,   b a c t e r i a l   b l i g ht ,   a nd  A l t e rna ri a   o n   Co t t o n   pl a nt s .   H u' s   M o m e nt   t o   e xt ra c t   f e a t u r e s   t o   c a l c ul a t e   t h e   c e n t ra l   m o m e n t s   w h e r e   f un c t i o n s   l i ke   T ra n s l a t i o n ,   S c a l i n g ,   R o t a t i o n   a r e   pe r f o r m e d.   F e e F o r w a r B P N N   w i t h   h i d de n   n o de s   i s   us e d   fo r   c l a s s i f i c a t i o n   w h i c h   s o l v e s   t h e   m u l t i pl e   c l a s s   p r o b l e m   a nd  m a ps   a l l   t h e   i n pu t   v e c t o r s   t o   t ha t   o f   t h e   o ut put   v e c t o r s .   T h e   s y s t e m   pr o duc e a n   o v e r a l l   a c c ura c y   of   85%  [ 5 ] .   A   N o ve l   A l go r i t hm   i s   p r o po s e t o   de t e c t   t h e   a b n o rm a l i t i e s   a n d   di s e a s e s   o n   r e t i n a   [6] .   W h i c h   us e R e gi o n   o f   Int e r e s t   m e t h o t o   s e gm e nt   t h e   i m a ge   a n K i r s c h ’s   T e m pl a t e   T e c hni que s   t o   e xt ra c t   t h e   f e a t u r e s   a nd  a n   A N N   s y s t e m   i s   s t ruc t u r e us i n F i r e f l y   a l go ri t hm   f o r   c l a s s i f i c a t i o n   w h i c h   a c hi e v e a n   a c c ur a t e   de t e c t i o n   by   i de n t i f y i n t h e   c o t t o n   w oo l   s po t s   b gr o upi ng  t h e   a f f e c t e l e a ve s .   A   m e t h o t o   s po t   t h e   di s e a s e a r e a   o n   a n y   pa rt   o f   t h e   pl a n t   i s   p r o po s e [7]  W h i c h   us e S IF T   a n d   W S F T A   f us i o n   m e t h o t h a t   e xt r a c t s   t h e   r e qui r e f e a t u r e   a n f o r   fe a t u r e   s e l e c t i o n   pr o c e s s   i t   a da pt e P CA   w i t h   K N N   c l a s s i f i e r   a l go r i t h m   w hi c h   o b t a i n e a n   a v e r a ge   a c c ur a c y   of   95. 9%  w h i c h   r e s ul t e i n   i de n t i fy i n v a r i o us   di s e a s e s   o n   di f f e r e n t   p l a nt s   a n di f f e r e n t   p a r t s   o t h e   pl a nt s .   A   c o l o r - b a s e c o n f i r m a t i o n   h e l ps     t h e   N e ura l   N e t w o r t o   di f f e r e n t i a t e   b e t w e e n   P e s t s   o r   o bj e c t s   w i t h   s i m i l a c ha r a c t e r s   l i ke   s i z e   a n s ha pe     a s   t h e   t a r ge t   pa t h o ge us i n g   t h e   c o l o r   [8] .   T h e   n e u ra l   n e t w o r c a n   b e   t r a i n e t o   i de nt i fy   s pe c i f i c   c h a ra c t e ri s t i c   s h a de s   a s   t h e   p r o po s e s y s t e m   w h i c h   us e s   Roo t   M e a n   S qua r e   de r i v a t i o n   t o   de t e c t   t h e   r us t   i n   t h e   pl a nt s .     T h e   h y b r i t e c hni que s   e xe c l   be t t e r   i n   t h e   pe r f o r m a n c e   o t h e   s y s t e m   [9].   M os t   o t h e   m a c h i n e   l e a rn i ng  s y s t e m   s uff e r s   f r o m   m ul t i c l a s s   p r o b l e m .   A   s y s e m   i s   de s i gn e t o   i de n t i fy   m ul t i p l e   di s e a s e s   us i n S V M   a n K N N   a l go ri t hm   a n d   o b t a i n e t h e   a c c u r a c y   of   87. 3%  a n d   83 . 6%   [1 0].     G ha i w a t   S N   e t   a l . ,   2015  de v e l o p e a   s y s t e m   t o   d e t e c t   P ow de r y   m i l de w ,   d ow n y   m i l de w ,   a n l e a m i n e r   i n f e c t i o n   o n   c o t t o n   p l a nt s .   T h e   s y s t e m   us e a   da t a s e t   of   44  s a m p l e   i m a ge s .   i m a ge s   a r e   us e t o   t ra i a n 36  t o   t e s t .   T h e   s a m pl e   i m a ge s   a r e   de c o m pos e i n t o   m ul t i pl e   s ub - i m a ge s .   M ul t i pl e   a t t r i b ut e s   a r e   ob t a i n e f r o m   t h e   s ub - i m a ge s   i n di v i du a l l y .   BP N N   i s   us e t o   c l a s s i fy   t h e   di s e a s e   w i t h   t h e   o b t a i n e f e a t ur e s   [11 ] .                   A   L e a f   s po t   di s e a s e   d e t e c t i o n   s y s t e m   us i n R a di a l   B a s i c   F un c t i o n   N e u r a l   N e t w o r t e c hni que   us i n 326  s a m pl e   i m a ge s   f r o m   t h e   pl a nt   v i l l a ge   d a t a s e t   ha s   b e e n   de v e l o pe d .   T h e   e xt ra c t e c o l o r   a t t ri b ut e s   a r e   us e t o   t r a i a nd  t e s t   t h e   i m a ge s   by   a ppl y i n t h e   R a di a l   B a s i s   F u nc t i o n   N e u r a l   N e t w o r T e c hn i q ue   w i t h   hi dde n o de s   a n 12  I nput   n o de s .   290  I m a ge s   a r e   t ra i n e d   a n d   36   i m a ge s   a r e   t e s t e d.   T h e   t i m e   r e qui r e f o r   t ra i n i n g   t h e   da t a s e t   i s   14 . s e c   a n f o r   t e s t i n g ,   i t   r e qui r e s   2 . 97  s e c .   W he n   t h e   e xt ra c t e f e a t u r e s   w e r e   t r a i n e a nd  t e s t e us i n S V M   t h e   s y s t e m   pr o duc e s   a a c c ura c y   of   95%  a nd  R B F N N   pr o duc e 96%  [12] .   A   s y s t e m   t h a t   c o m b i n e s   m ul t i p l e   fe a t ur e s   a n e xt r a c t e s   t h e   s t a t i s t i c a l   f e a t ure   t h a t   r e duc e s   t h e   di m e n t i o na l i t y   of   t h e   e xt r a c t e f e a t ur e s   [1 3 ].   T h e   s t a t i s t i c a l   f e a t ur e s   a r e   fe a s   i n put   t o   t h e   A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r k.   T h e   a l go ri t hm   t ra i n s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     1 2 7 8   -   1 2 8 8   1280   20  i m a ge s   a nd  t e s t e w i t h   4 i m a ge s   a n o b t a i n e a c c u r a c y   of   100%  b ut   i t   j us t   h a s   s i n gl e   c l a s s   c l a s s i f i c a t i o n .   A   m i c r o s c o pi c   i m a ge - b a s e fe a t u r e   e xt r a c t i o n   m e t h o i s   p r o p o s e t o   de t e c t   r us t   d i s e a s e   o n   l e n t i l s   [1 4 ].   It   c o m b i n e s   l o c a l   b i na r y   pa t t e rn  a n d   B r i g h t n e s s   B i - H i s t o gr a m   E qua l i z a t i o n   f o r   e nha n c i n t h e   i m a ge   t o   o b t a i b e t t e r   r e s ul t .   A r t i f i c i a l   de e n e u r a l   n e t w o r (A D N N c o n c e pt   fo r   di s e a s e   c l a s s i f i c a t i o n   ha s   b e e n   p r o po s e d,   w h i c ut i l i z e s   R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o n   N e u ra l   N e t w o r i c o m b i n a t i o w h i c h   us e s   g ra di e n t   de s c e n t   w i t h   m o r e   n u m b e r   o f   h i dde n   l a y e r s   t ha t   p r o v i de s   a n   e f f i c i e n t   e rr o r   f un c t i o n   a nd  t h e   p r o c e s s   e s t i m a t e s   t h e   g r a d i e nt   o e rr o r   f u n c t i o n   w i t h   t h a t   o f   t h e   w e i gh t s   o n   t h e   n e ura l   n e t w o r c o n c e pt .   T h e   w e i gh t s   o A N N   i s   a dj us t e a nd  o pt i m i z e us i n P a rt i c l e   S w a r m   O p t i m i z a t i o n   w h i c h   a d a pt s   t h e   n a t u ra l   s e l e c t i o n   m e t h o by   G e n e t i c   A l go r i t h m   c o n c e pt   t o   m a ke   t h e   a l go r i t h m   m o r e   e ff i c i e n t   a n s t a b l e .   T h e   p r o po s e s y s t e m   o v e r c o m e s     t h e   m ul t i c l a s s   a nd  o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   i n   t h e   n e ura l   n e t w o r a n i t   i s   i s   de s i g n e t o   de t e c t   t w o   t y p e s     of   di s e a s e   l i ke   Ce r c o s po r a   l e a f   s po t   o n   P e a n u t   l e a v e s ,   B a c t e r i a l   B l i g ht   o n   P a ddy   l e a v e s   a n t hr e e   t y pe s     of   i n s e c t   a t t a c ks   l i ke   B o l l   w e e v i l   a t t a c o n   c o t t o n   b uds ,   E u ro pe a n   c o rn   b o r e r   o n   Co t t o l e a v e s   a nd  F a l l   a r m y   w o r m   a t t a c k   o n   pe a n ut   l e a v e s .       2.   R ES EA R C H   M ET H O D     T h e   pa pe r   p r e s e nt s   a n   i nt e gra t e m e t h o t ha t   c o m b i n e s   a r t i f i c i a l   n e u r a l   n e t w o r (A N N us i n r e c ur s i v e   BP N N   a n G e n e t i c   A l go ri t hm   b a s e d   P a r t i a l   S w a rm   O pt i m i z a t i o n   a l go ri t hm .   A N N   ha s   t h e   a b i l i t y   t unde r s t a n d ,   di s c o ve r   a nd  l e a rn   n o n - l i n e a r   a n c o m pl e re l a t i o n s h i ps ,   s o   i t   e s t i m a t e s   t h e   c o m pl e xi t y   of  c o n n e c t i o n   b e t w e e n   t h e   f i r s t   n o de   a n t h e   o ut put   n o de .   It   c a n   e xt ra po l a t e   t h e   h i d de n   n o de ’s   s ub s t a n c e   by   l e a rn i ng  t h e   n a t u r e   o f   t h e   i n put .   It   i s   v e r y   i n t e l l i ge nt   i n   p r e di c t i n t h e   u n k n o w n   f a c t s .   A N N   ge n e r a l l y   w i l l   n e v e r   e n f o r c e   a n y   c o n di t i o n s   t o   t h e   i nput s   u n l i ke   t h e   o t h e r   p r e di c t i o n   m e t h o do l o gi e s .   A N N   ha s   e v e n   pr o g r e s s e i de v e l o pi n D e e N e ur a l   N e t w o r w h i c h   ha s   e xpl o r e a l l   t h e   e n e r gi z i ng  a nd  t ra n s f o r m a t i o n a l   de ve l o pm e n t s   i n   c o m put e v i s i o n .     T h e   R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o n   N e ura l   N e t w o r i s   us e o n   A N N ,   w h i c h   i s   e n c o ur a ge t o   f e e un t i l   a   f i xe m e ri t   a r e   a c c o m pl i s h e d.   O n c e   i t   a c h i e v e s   t h e   t a r ge t   t h e n   e rr o r s   a r e   e v a l ua t e by   pr o pa ga t i n g     i t   b a c kw a r ds .   It   i s   v e r y   s i m pl e   f a s t   a n d   e a s y   t o   a n a l y z e   a n d   p r o gra m .   S i n c e   t h e r e   i s   n o   f i xe pa r a m e t e r s   e xc e pt   fo r   t h e   n um b e r   o f   i n put s   i t   v a r y   f l e xi b l y   a n i t   do e s   n o t   r e qui r e t o   un de r s t a n t h e   s y s t e m   i n   pri o r.     J us t   w i t h   t h e   i n p ut ,   o ut pu t   a n a c t i v a t i o v a l ue s   i t   p r e di c t s   t h e   i nn e r   o r   hi dde n   l a y e r s .   I t   f o l l ow s   pow e r   a nd  c h a i n   r ul e   b a s e o n   t h a t   i t   e m p l oy s   a n f un c t i o n s   o n   a n y   n um b e r   of   o ut put s .   G e n e t i c   A l go r i t h m   b a s e P S m e t h o i s   ut i l i z e i n   A N N   t o   o pt i m i z e   t h e   w e i gh t   e s t i m a t i o t o   pr o duc e   h i g h   c o m put a t i o n a l   e ff i c i e n c y   w h i c h   i s   g r a d i e nt   f r e e   a n i t   ha s   t h e   a b i l i t y   t o   f i n gl o b a l   o pt i m a .   It   r e duc e s   t h e   c o s t   f un c t i o n   w i t h   t h e   w e i gh t s .   W h e n   w e   i m pl e m e n t   t h e   t hr e s h o l o n   R B P N N ,   t h e   c o nn e c t i o n s   pa s s   t h e   i n f o r m a t i o n   t o   a n   a gg r e ga t e   n o de   b a s e o n   t h e   t hr e s h o l d.   B e fo r e   a ppl y i n t h e   c l a s s i f i c a t i o n   m e t h o ds ,   w e   fo l l ow   t h e   ge n e r a l   Im a ge   p r o c e s s i n g   m e t h o ds   l i ke   a c qui s i t i o n   o f   i m a ge ,   S t a nda rdi z a t i o n,   I m a ge   E nha n c e m e n t ,   S e gm e n t a t i o n   a n F e a t u r e   e xt ra c t i o n   a n t h e n   t h e   m a c h i n e   l e a rni n c o n c e pt   a s   s h o w n   i n   t h e   s y s t e m   a r c h i t e c t u r e   F i gu r e   1.   T h e   s y s t e m   i s   pr o ps e t o   e xt r a c t   t h e   s t a t i s t i c a l   f e a t ur e s   t o   a v o i di m e n t i o na l   f e a t u r e s ,   o ve r   c o m e   m ul t i c l a s s   pr o b l e m   a n o pt i m a z t i o p r o b l e m   i t h e   n e u ra l   n e t w o r k.       A l go r i t h m   1 :   P r o po s e M e t h o do l o g y   S t e p   1:   S e l e c t   i n pu t   i m a ge   t hr o ug h   I m a ge   a c qu i s i t i o n   a n d   s t a n d a r d i z e   t h e   i m a ge     S t e p   2:   T h e   s a m pl e   i s   i R G B   c o l o r   m o de l   Co n v e r t   i t   i n t o   L * A *B i m a ge   S t e p   3 :   E nha n c e   t h e   s a m pl e   by   r e m o v i n g   t h e   n o i s e   us i n g   S i g m a   f i l t e r   a n d   a p pl y   CL A H E   h i s t o g r a m   E qu a l i z a t i o m e t h o t o   i m p r o v e   t h e   i n t e n s i t y   S t e p   4:   S e gm e nt   t h e   p r e p r o c e s s e s a m pl e   us i ng  H y b r i d   W a t e r s h e S e gm e nt a t i o w i t h   E x t e n de d   K - M e a n s   Cl us t e r i n g   S t e p   5:   U s i n g   M a t h e m a t i c a l   M o r p h o l o g y   c o m put e   t h e   G ra d i e n t   o f   t h e   i m a ge   h o r i z o n t a l l y   a n d   V e rt i c a l l y   S t e p   6:   O n   t h e   M o r p h o l o gi c a l   G ra di e n t   I m a ge   a pp l y   E nha n c e F us i o n   F ra c t a l   T e xt u r e   A na l y s i s   m e t h o t o   e xt ra c t   t h e   f e a t u r e s   (U s i n g   S IF T   a nd  W S F T A   a l go r i t hm b y   pe r f o r m i ng  P CA   o t h e   e xt ra c t e ke y   po i n t s .   S t e p   7:   S t a t i s t i c a l   P CA   i s   us e d   f o r   f e a t ur e   s e l e c t i o n   by   c o m p ut i n g   t h e   c l us t e r   o f   f e a t ur e   v a l ue s     S t e p   8:   P e r f o r m   P r o po s e A r t i f i c i a l   N e u r a l   N e t w o r o n   t h e   e xt r a c t e f e a t u r e s   w i t M ul t i l a y e r   P e r c e pt i o (M L P ),   w h i c i s   t r a i n e us i n g   R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o N e ur a l   N e t w o r   RB P N N   =   R B P N N   (di s e a s e _fe a t ur e ,   d i s e a s e _t y pe )   S t e p   9:   A pp l y   G e n e t i c   A l go r i t hm   b a s e P S O   m e t h o f o r   a o pt i m i z e c l a s s i f i c a t i o o f   di s e a s e   S t e p   10:   C l a s s i fy   t h e   pl a n t   t o po l o g y ,   t y p e   of   di s e a s e   o r   i n s e c t   a t t a c k   o a   n o rm a l   l e a f   a n d   e s t i m a t e   t h e   pe r c e n t a ge   o f   i n f e c t e a r e a   (R a t i o   o f   di s e a s e   a n d   t h e   e nt i r e   l e a f )   S t e p   11:   Co m pu t e   a c c u r a c y   w i t t h e   m a xi m u m   num b e r   o f   i t e ra t i o n s     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e t e c t i on   and   c l as s i f i c a t i o o f   v ar i o us   p e s t   at t ac k s   an i nf e c t i on   on   pl a nt s   us i ng . . .     ( Kapi l y a   G anga dhar an )   128 1       F i gu r e   1 O v e r a l l   s y s t e m   s t r uc t u r e       2 . 1 .         En h an c e d   f e atu r e   fr a c ta l   t e x tu r e   an al ys i s   an d   s tat i s ti c a l   f e atu r e   s e l e c t i o n   S e r i a l   b a s e m e t h o c o m b i n e s   t h e   K e y   po i n t s   e xt r a c t e us i n S IF T   a l go ri t hm   a n D i s c r e t e   W a v e l e t   T r a n s f o r m   b a s e o n   S F T A .   It   a do pt s   t h e   i nt e r   c l a s s   a n i nt e r c l a s s   a n a l y s i s .   E n t r o py   i s   c a l c ul a t e b a s e d     o n   t h e   E uc l i de a n   D i s t a n c e ,   S t a nda r D e v i a t i o n ,   V a ri a n c e ,   S ke w n e s s ,   K ur t o s i s ,   S m o o t hn e s s   t h e s e   a r e   e s t i m a t e f r o m   t h e   d i s e a s e   a f fe c t e a r e a .   H i g h e r   n u m b e r   o f   f e a t ur e s   a r e   s e l e c t e us i n g   P r i n c i p a l   Co m po n e n t   A na l y s i s   a l go r i t hm   b y   c o m put i n t h e   E i ge n   v a l ue   a n v e c t o r   fo r   t h e   c a l c ul a t e E nt r o p y   by   fo r m i ng    a   c o v a r i a n c e   m a t r i x.   T h e   b e l ow   a l go r i t h m   s t a t e s   t h e   w o r ki n pr i n c i p a l   o f   P r i n c i p a l   Co m po n e n t   A n a l y s i s .   1.   S e l e c t   t h e   v a l ue   f r o m   t h e   M xN   m a t ri x   2.   E v a l ua t e   t h e   c o r r e l a t i o o c o - v a r i a n c e   m a t ri x   3.   E s t i m a t e   t h e   E i ge v e c t o r   a n d   v a l ue   o f   t h e   c o - v a r i a n c e   m a t r i x   4.   Ca l c ul a t e   t h e   p ri n c i pa l   e l e m e nt s   a n c r e a t e   a   f e a t u r e   v e c t o r   5.   O b t a i n   a   n e w   da t a s e t   w i t t h e   v e c t o r   c l us t e r   O b t a i n e f e a t ur e s   m a y   n o t   b e   s u ff i c i e n t   t o   i de nt i fy   t h e   di f fe r e n c e   b e t w e e n   t h e   I nt e r c l a s s   a nd  i n t ra c l a s s   v a r i a n c e .   H e n c e   i t   i s   v e r y   i m po r t a n t   t o   pe r f o r m   f e a t u r e   s e l e c t i o n   m e t h o d.   I nt e r c l a s s   r e qu i r e   di s t r i b ut i o n   o f   l e s s e r   n u m b e r   o f   fe a t u r e s   f o r   t r a i n i ng  a nd  i nt r a c l a s s   r e qui r e   hi g h e r   num b e o f   fe a t ur e s   di s t r i b ut i o n   f o r   t ra i ni n g .   F e a t u r e   s e l e c t i o n   n e e ds   a   n o n - s u pe r v i s i o n   t o o l   t ha t   r e m o v e s   t h e   n o n - o pe r a t i o n a l   f e a t u r e s .   B e c a us e   w h e n   hi g h e r   n u m b e r   o f   f e a t ur e s   a r e   e xt r a c t e i t   m i g h t   l e a d   t o   a i na pp r o p r i a t e   c l a s s i f i c a t i o n.   I n   t h i s   p a pe r   s e l e c t i o n   i s   pe r f o r m e us i n S t a t i s t i c a l - P CA   [1 5 ] .   S t e ps   t o   pe r f o r m   S - P CA     i s   s t a t e a   s h o w n   i n :     A l go r i t h m   2 :   S t a t i s t i c a l - P CA   S t e 1:   C h o o s e   t h e   nt h   e l e m e n t   f r o m   e a c c l us t e r   ge n e r a t e b y   P CA   St e 2:   T h e   e xt r a c t e f e a t u r e s   a r e   m a ppe d   o t h e   i n t e r v a l   (0, 1),   i t   s e t s   t h e   f e a t u r e s   i a   s pe c i f i c   r a nge   S t e 3:   E f f i c i e n t   f e a t ur e s   a r e   s e l e c t e b a s e o n   P CA   a l go r i t hm ,   i t   d i f f e r e n t i a t e s   t h e   n t i t e m   o f   e a c h   c l us t e r   S t e 4:   R e pe a t   s t e 1   t o   3   u nt i l   N = M   (N = 1 , 2 , 3 , 4 , …M   i t   i s   n u m b e r   o f   t ra i ni n g   d a t a )   S t e 5:   P i c t h e   b e s t   f e a t ur e   t h a t   ha s   t h e   m o s t   s t a t i s t i c a l   v a l u e   w i t r e f e r e n c e   t o   s t e 3     In  t hi s   p r o c e s s   i t   c o n v e r t s   t h e   f e a t u r e   v e c t o r   o f   h i g h e d i m e n s i o n   t o   t h e   l o w e r   d i m e n s i o t ha t   w i l l   l i m i t   t h e   o c c ur r e n c e   o f   e r r o r.     2 . 2 .       S u b   s e c t i o n   r e c u r s i v e   b ac k p r o p agati o n   n e u r al   n e tw o r k   A r t i f i c i a l   N e u ra l   N e t w o r i s   a   r e gi s t e ri n f ra m e w o r t h a t   c o m b i n e s   t h e   ha r dw a r e   a n d     t h e   p r o gra m m i n g   l a n gu a ge .   I t s   s t r uc t u r e   de pe nds   o n   t h e   b i o l o gi c a l   n e ur o n s ’  s c h e m a   a n t h e   d a t a   p r o c e s s i n m e t h o do l o g y .   T h e   a r c hi t e c t u r e   o f   A N N   c o n s i s t s   o f   A rt i f i c i a l   N e u r o n s .   T h e   N e ur o n s   a r e   a l s o   k n o w n     a s   c o l l e c t i o n   o f   c o n n e c t e u n i t s   o r   n o de s .   O n e   n o de   c a n   t r a n s m i t   s i g na l s   t o   t h e   o t h e r   n o de   t hr o ug h     t h e   i nt e rm e di a t e   c o n n e c t o r .   T h e   o ut put   of   e a c h   n o de   i s   e v a l ua t e us i n n o n - l i n e a r   f un c t i o n s .   T h e   c o n n e c t o r s   a r e   a l s o   c a l l e a s   e dge s .   T h e   n o de s   a n t h e   e dge s   ha v e   w e i ght   t ha t   c o r r e c t s   t h e   l e a rn i ng  p r o c e s s .     D e pe n ds   o n   t h e   w e i gh t s   o n   t h e   e dge s   t h e   s t r e n g t h   o f   t h e   c onn e c t i o n   i s   e v a l ua t e d.   A N N   ha s   t hr e e   s ub s e t s   of   r u l e s   l i ke   m ul t i p l i c a t i o n ,   s u m m a t i o n   a nd  a c t i v a t i o n.   T h e   i ni t i a l   p r o c e s s   of   A N N   i s   t h e   w e i ght   i n pu t   i . e . ,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     1 2 7 8   -   1 2 8 8   1282   e a c h   a nd  e v e r y   ge n e r a t e v a l ue   s h o ul b e   m ul t i p l i e w i t h   t h e   i n de pe n de nt   i s o l a t e w e i ght   a nd  b i a s   us i ng  L e v e n b e r g -   M a r qu a r d t   B P   t r a i ni n m e t h o [1 6 ] .   T h e n   a l l   t h e   c a l c ul a t e w e i gh t e v a l ue s   a r e   a dde us i ng  s um m a t i o n   a n f i n a l l y   t h e   c a l c ul a t e w e i gh t e v a l ue s   a nd  b i a s   a r e   pa s s e t hr o ugh   a c t i v a t i o n   f un c t i o n .   T h e   t r a i ni n g   i s   c a rri e o ut   t hr o ug h   t h e   R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o N e ura l   N e t w o r k.   A r t i f i c i a l   N e u ra l   n e t w o r t h a t   ha s   t h e   r e c ur s i v e   t o po l o g y   o n   t h e   b a c l oo ps   w i t h   n o   l i m i t a t i o n s   u n t i l   t h e   e rr o r s   a r e   i de nt i f i e i s   c a l l e R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o n   N e ura l   N e t w o r k.   I t   ut i l i z e s   i n t e rna l   m e m o r y   t o   pr o c e s s   t h e   s e que n c e   of   o ut put   r e c ur s i v e l y .   It   a l l o w s   t o   s h o w c a s e   t h e   dy na m i c   t e m po ra l   b e ha v i o r.   B a c kp r o p a g a t i o i s   a   m u l t i l a y e r e d   N e u ra l   N e t w o r k .   I t   i s   a   m e t h o d   t ha t   i s   us e f o r   s u pe r v i s e l e a rni ng   [ 1 7 ] .   T h e   o pe ra t i o n   t ha t   c a b e   s p l i t   i nt o   t w o   t y pe s   t h e y   a r e   f e e d   f o r w a rd   a nd   B a c kp r o p a g a t i o n   F e e F or w ar d   It   i s   t h e   f i r s t   p ha s e   i n   A N N   [1 5 ] ,   w h e r e   t h e   i n pu t s   a r e   t ra n s m i t t e t hr o ug h   t h e   num b e r   o f   l a y e r s   t h a t   i s   hi dde n   a n t h e n   t h e   f i n a l   o ut put   l a y e r   i s   e s t i m a t e by   ve c t o r   m ul t i pl i c a t i o n   o n   t o   t h e   hi dde n   l a y e r   a n   t h e   o ut put   i s   m u l t i pl i e w i t h   t h e   i n pu t   v e c t o r   of   t h e   p r e v i o us   e l e m e n t .   O n c e   t h e   i nput   i s   t ra n s m i t t e f r o m     t h e   i n put   t o   o ut put   l e v e l   t hr o ug h   a l l   t h e   h i d de n   n o de s   pr e s e nt   i n   t h e   n e t w o r k,   di f f e r e n c e   be t w e e n   t h e   t a r ge t   o ut   a n t h e   r e a l   o ut   i s   c a l c ul a t e d.   T o   e s t i m a t e   t h e   e rr o r,   w e   us e   R e c ur s i v e   B a c kpr o pa ga t i o n   N e u ra l   N e t w o r i n   o u r   p r o po s e s y s t e m .   B ac k pr opag at i on   T h e   B a c kpr o pa ga t i o n   i s   a   p r o c e s s   of   c a l c ul a t i n t h e   e rr o r   i n   a   b a c l o o p,   i n   t h e   p r o po s e d   s y s t e m   r e c ur s i v e l y   w e   e v a l ua t e   t h e   e rr o r   t hr o ug h   n   i t e r a t i o n s   unt i l   t h e   e rr o r   i s   c a p t u r e i t   ha s   n o   l i m i t .     T h e   B P   t r a i n i ng  t h e   a l go ri t hm   i s   b a s e o n   t h e   p ri n c i pl e   o s qua r e   o f   E uc l i de a n   n o r m s   o f   t h e   o ut put   e rr o v e c t o r .   T h a t   i s   t h e   r e a s o n   w h y   t h e   N N   l e a rni n t ha t   n e e ds   t o   b e   o pt i m i z e by   s o m e   o pt i m i z a t i o n   m e t h o ds .     It   r e duc e s   t h e   M S E   by   c a l c ul a t i ng  t h e   r e qu i r e o ut c o m e   a n t h e   h i dde n   l a y e r s   r e c urr e n t l y   o r   r e c u r s i v e l y   un t i l   t h e   m i s s e e rr o r s   a r e   c a l c ul a t e i rr e s pe c t i v e   of   t h e   i t e ra t i o n s .   W e   pe r f o r m   f a s t e r   a c qui s i t i o m e t h o do l o g y .   T h e   m o s t   e s s e n t i a l   f a c t o r   i s   t h e   l e a rni n g ra de .   T h e   v a l ue   t ha t   i s   c h o s e n   s h o ul n o t   b e   e i t h e r   v e r y   l ow   o r   v e r y   hi g h   a o pt i m a l   v a l ue   m us t   b e   t a ke n   a l w a y s   fo r   b e t t e r   a c c ur a c y .   W e   m ul t i pl y   m o m e n t u m   t o   t h e   n um b e   of   b a c k w a r i t e ra t i o n s .   It   a c c e l e r a t e s   t h e   p r o c e s s   of   l e a rni n by   c h a n g i n t h e   w e i gh t   a n d   c o n t i nue   i n   t h e   s a m e   di r e c t i o w i t m o r e   s t e ps     A l go r i t h m   3 :   R B P N N   S t e 1:   A s s i g a l l   t h e   i n pu t   a n d   o ut put   S t e 2:   I n i t i a l i z e   t h e   w e i ght s   b e t w e e n   - 1   a n d   1         R e p e a t   S t e f o r   a l l   t h e   a v a i l a b l e   p a t t e rn  i t h e   t ra i ni n g   o b j e c t   S t e 3:   Im pl e m e n t   t h e   i n pu t   F o r w a r d   p r o pa g a t i o n   t o   ge t   t h e   I ni t i a l   p r e di c t i o n   i.   Ch e c e a c h   l a y e r   ii.   Ch e c e a c h   a n d   e v e r y   n o de   i t h e   l a y e r   i i i .   Co s t   i m p l e m e n t a t i o n   i s   do n e   a s   b e l ow   a.   E v a l ua t e   t h e   s um   o f   w e i gh t   o f   i n p ut   o e a c n o de   b.   A dd  t h e   t hr e s h o l t o   b e   c o m put e s um   c.   Ca l c ul a t e   t h e   a c t i v a t i o n   f o r   a l l   t h e   a v a i l a b l e   n o de s   S t e 4:   Im pl e m e n t   t h e   B a c kpr o pa g a t i o t o   p r o pa g a t e   t h e   e rr o r s   t hr o ug h   t h e   l a y e r s   r e c u r s i v e l y   i.   Ch e c a l l   t h e   o ut put   l a y e r s   a.   E s t i m a t e   t h e   e rr o r   s i g n a l   ii.   F i nd  a l l   t h e   h i dde l a y e r s   a n d   c h e c t h e   a v a i l a b l e   n o de s   i t he   hi dde n   l a y e r s   a.   Ca l c ul a t e   t h e   e rr o s i g na l   f o r   a l l   t h e   n o de s   b.   U pda t e   e a c n o de   w i t t h e   r e s pe c t i v e   w e i gh t   c.   R e p e a t   a b o ve   s t e ps   r e c u r s i v e l y   unt i l   a l l   t h e   e rr o r   s i g n a l s   a r e   i de n t i f i e a n d   c a l c ul a t e d   i t h e   hi dde n   l a y e r s   S t e 5:   Ca l c ul a t e   t h e   l o c a l   a n d   gl o b a l   e rr o r.   S t e 6:   R e pe a t   t h e   s t e ps   u n t i l   (m a x i m u m   n um b e o f   i t e ra t i o ns   <   s pe c i f i e d)  a nd  ( E rr o f u n c t i o >   s pe c i f i e d)   S t e 7:   I n c r e a s e   t h e   m o m e nt um   f r o m   - 0 . t o   0. 5   a nd  c o n d uc t   m u l t i pl e   t r a i n i ng  s e s s i o n s .     2. 3   G e n e ti c   a l go r i th m   b as e d   p ar t i al   s w ar m   o p ti m i z at i o n   O n c e   a f t e r   t h e   t r a i n i ng  i s   c o m pl e t e t hr o ug h   R B P N N   t h e   w e i ght s   o r   t h e   p i xe l s   o f   t h e   i n p ut   i m a ge s   a r e   c o n s i de r e a s   t h e   po s i t i o o r   t h e   p a r t i c l e s   i n   P S O ,   w h e r e   w e   o pt i m i z e   t h e   e xt r a c t e w e i g h t s   us i n   t h e   R B P N N .   A   h y b r i m e t h o t ha t   c o m b i n e s   G e n e t i c   A l go r i t h m   a n d   P S O   [1 8 t o   pr o v i de   t h e   b e s t   o pt i m i z a t i o n.   I t h e   f i r s t   s t e i t   i ni t i a l i z e s   t h e   po pul a t i o w h e r e   t h e   po s i t i o n   a n t h e   v e l oc i t y   of   t h e   pa rt i c l e     i s   c o n s i de r e a s   t h e   po pul a t i o n .   T h e   po pul a t i o n   i s   e xt ra c t e f r o m   t h e   pi xe l s   o f   t h e   i n pu t   i m a ge .     T h e   po pul a t i o n   c a b e   e xt ra c t e b o t l o c a l l y   a n gl o b a l l y .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e t e c t i on   and   c l as s i f i c a t i o o f   v ar i o us   p e s t   at t ac k s   an i nf e c t i on   on   pl a nt s   us i ng . . .     ( Kapi l y a   G anga dhar an )   1283   A l go r i t h m   4 :   G A   b a s e P S O   S t e 1:   I n i t i a l i z e   t h e   po pul a t i o n   (P i xe l s   o f   t h e   i nput   i m a ge s   a r e   c o n s i de r e a s   t h e   p a r t i c l e ;   P o pul a t i o n   i s   t h e   po s i t i o n   a n d   v e l o c i t y   of   t h e   pa rt i c l e )   a n d   i ni t i a l i z e   a l l   G A   v a ri a b l e s     S t e 2:   If   t h e   P o pul a t i o n   (  i s   n o t   i m p r o v e du r i n g   N   n um b e o f   i t e r a t i o n s   t h e pe r f o r m   t h e   v e l o c i t y   r e s t i ng  p r o c e s s       = + ( 2 × 1 ) ×        W h e r e     i s   t h e   v e c t o r   d i m e n s i o n ,     i s   t h e   pa rt i c l e ,     i s   t h e   uni f o r m l y   r e p r e s e n t e d   r a ndo m   n u m b e r   ( 0, 1)   a nd  v e l o c i t y   ra n ge s   b e t w e e n   [ ,  ]               S t e 3:   If   ( 0 , 1 ) >   t h e c r e a t e   n e w   n e i g h b o r h o o ( n e w   n e i g h b o r   de pe n ds   upo t h e   pe r c e n t a ge   o f   i n f e c t e r e gi o n   o t h e   i m a ge .   T h a t   i s   t o   b e   o pt i m i z e d)   e nd  i f   S t e 4:   M o di fy   t h e   i n e rt i a   a n d   t h e   p a r t i c l e   o v e r   t h e   N - D i m e ns i o n a l   s e a r c h   s p a c e .        = ( ) ×                      +     W h e r e      i s   t h e   I n e r t i a   W e i ght ,   ( )   a r e   i n i t i a l   a nd  f i n a l   v a l ue   o f   i ne r t i a   w e i gh t   T h e U pda t e   t h e   i n f o rm a t i o a s   i.   E v a l ua t e   t h e   f i t n e s s   f o r   e a c i n d i v i dua l     ii.   U pda t e   t h e   b e s t   po s i t i o     f o r   e a c i n d i v i dua l       i i i .   U pda t e   t h e   b e s t   i n d i v i dua l       f o r   e a c N e i g h b o rh o o   S t e 5:   Co m pu t e   t h e   V e l o c i t y   a n d   upd a t e   ( + 1 )   f o r   e a c h   i n di v i du a l     a n d   e a c di m e n s i o       ( + 1 ) =   ( ) +  1 1 (   ( ) ( ) +  2 2 (   ( ) ( ) )       W h e r e    1   a n d    2   a r e   a c c e l e ra t i o n   c o e ff i c i e n t s ,   t   i s   t i m e ,   1      2   a r e   t h e   ra n do m   n u m b e r s   t ha t   a r e   e qua l l y   di s t r i b ut e w i t t h e   r a nge   (0 , 1)   S t e 6:   Co m put e   t h e   c u rr e n t   P o s i t i o ( + 1 ) =   ( ) +   ( + 1 )   f o r   i n d i v i dua l     S t e 7:   If   ( 0 , 1 ) >   t h e pe r f o r m   c r o s s ov e r   i ge n e t i c   A l go r i t hm   us i ng   E uc l i di a di s t a n c e   a n d   po s i t i o n   v e c t o r   o f   P S O ,   e l s e   e n d   S t e 8:   If   ( 0 , 1 ) >   t h e pe r f o r m   m u t a t i o o pe r a t i o n   e l s e   e n d   S t e 9:   i f   G A   c o n d i t i o n   i s   s a t i s f i e w i t t h e   t a r ge t   c o n di t i o n   ( n u m b e r   o f   i t e r a t i o n)  t h e s t o t h e       W h e r e   t h e   pa rt i c l e s   a r e   c o n s i de r e a s   t h e   b i r ds   t ha t   f l i e s   a n l o o kup  fo r   t h e i r   n o u r i s hm e nt     i n   t h e   f o r m   o f   i n f e c t e pa rt   o f   t h e   i m a ge .   It   s e a r c h e s   b o t h   gl ob a l l y   a n l o c a l l y .   D e pe n ds   o n   t h e   i m p r o v e m e n t   of   t h e   po pul a t i o n   n e i g h b o rh o o i s   c r e a t e a n t h e   v e l oc i t y   i s   r e s t e d,   t ha t   a ga i n   de pe nds   o n   t h e   pe r c e nt a ge     of   t h e   i n f e c t e a r e a   o n   t h e   l e a f   o r   b ud  o r   a n y   o t h e r   pa rt   o f   t h e   pl a nt .   T h e   v e l oc i t y   i s   c a l c ul a t e us i n t hr e e   c o m po n e n t s ,   t h e y   a r e   c u rr e n t   po s i t i o n ,   v a ri a t i o o f   t h e   b e s t   po s i t i o (   a nd  t h e   c u rr e n t   po s i t i o n,   v a r i a t i o n   o f   t h e   b e s t   i n d i v i dua l   (   a nd  t h e   c u rr e n t   po s i t i o n.   P S O   w i l l   s pe e up  t h e   p a r t i c l e s   t o w a r ds     t h e   be s t   a n t h e   a c c ura t e   l o c a l   a n gl o b a l   s o l ut i o n .   D e pe n d s   o n   t h e   c urr e n t   po s i t i o n   G e n e t i c   A l go r i t hm   w i l l   de t e r m i n e   w h e n   t o   us e   c r o s s ov e r   a nd  m ut a t i o n   f un c t i o n   [1 9 ] .   W e   pe r f o r m   G A   o p e r a t i o n   h e r e   t o   s uppo r t     m ul t i - o b j e c t i ve   o pt i m i z a t i o n   a n d   m a ke   t h e   p r o c e s s   f a s t e r .   A l s o ,   i t   w o r ks   w e l l   o n   n o i s y   s ubs t a n c e s .   I t   p r o v i de s   a pp r o xi m a t e   s o l ut i o t o   o pt i m i z e   a nd  s e a r c h   i s s ue s   a n d   i t   i s   c a t e go r i z e a s   g l o b a l   s e a r c h e u r i s t i c s .   T h e   ov e r a l l   i de a   o f   t h e   pr o po s e m e t h o i s   t o   l e a r n   a n t r a i n   t h e   da t a   by   a dus t i n t h e   w e i ght   a n d   r e s duc e   t h e   e rr o a s   l o w   a s   po s s i b l e .   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   f e e dfo r w a r a n b a c p r o pa g a t i o n   c a l c ul a t e s     t h e   e rr o r   a n a dj us t   t h e   w e i gh t   us i n o pt i m i z a t i o n   a l go r i t h m   s o   a s   t o   m a t c h   t h e   t r ut h   v a l ue .   T h e   p r o b l e m   w i t t h e   p r o po s e s y s t e m   i s   e a c t i m e   t h e   e rr o r s   a r e   i de n t i f i e d;   t h e   w e i gh t s   m us t   b e   m ul t i p l i e t o   e a c h   h i d de n e u r o n.   I t   t a ke s   f o r e v e r   i t e r m s   o f   c o m put a t i o n a l   t i m e .   B ut   i t   r e s o l ve s   m ul t i c l a s s   p r o b l e m   by   s e t t i n   t h e   o ut put   b a s e o n   t h e   n u m b e r   o f   di s e a s e s .   I t   pe r f o r m s   b e t t e w i t h o ut   a n y   m i s c l a s s i f i c a t i o n.       3.   EX P ER I M EN TA R ES U L TS   A ND  DISCUSSIO N   In  t hi s   s e c t i o t h e   e xpe r i m e n t a l   r e s ul t s   a r e   c o m put e d   f o r   t h e   pr o po s e n e u r a l   n e t w o r c l a s s i f i c a t i o n .     3. 1 .       To o l   T o   e s t i m a t e   t h e   e f f i c i e n c y   of   t h e   pr o po s e d   s y s t e m   w e   h a v e   t e s t e o ur   a l go ri t hm   by   c a l c ul a t i ng    t h e   e l a ps e t i m e   o f   e xe c ut i o n T h e   e xpe ri m e n t   i s   m a n i f e s t e w i t h   t h e   s a m pl e s   t ha t   a r e   t r a i n e d,   t e s t e a n d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     1 2 7 8   -   1 2 8 8   1284   v a l i da t e us i n g   M A T L A B   fo r   t h e   p r o po s e s y s t e m   a nd  t h e   e xi s t i n a l go r i t h m s .   A n d   e xe c ut e o n   W i n do w s   10,   64 - b i t   O pe ra t i n g   S y s t e m   w i t 8   G B   R a m ,   2 . 70   G H z   I n t e l   Co r e   i 7t G e P r o c e s s o r .     3. 2 .       D at as e t   In   t hi s   pa pe r   w e   h a v e   ut i l i z e t h e   da t a s e t s   a v a i l a b l e   i n   t h e   i n t e rn e t ,   t h e   da t a s e t s   w e r e   pi c ke d   f r o m   pl a nt   v i l l a ge   w e b s i t e   [ 20 ],   F o r e s t r y   [ 2 1]  a nd  I CS . U CI. e d [ 2 2 ] .   T h e   d a t a s e t s   w e r e   pa s s e t hr o ug a l l     t h e   pha s e   of  pr o po s e d   m e t h o do l o gi e s   m e n t i o n   i n   t hi s   pa pe r.   S a m p l e   i m a ge s   pi c ke f r o m   t h e   d a t a s e t   i s   s h o w n   i n   t h e   F i gu r e   2.   F r o m   t h e   a v a i l a b l e   da t a s e t   80%  o f   t h e   i m a g e s   a r e   us e f o r   t r a i n i ng,   10 f o r   t e s t i n a n 10%   fo r   v a l i d a t i o n   t o   ob t a i n   b e t t e r e s ul t   a n e f f i c i e n c y .   W h e n   90%  o f   t h e   i m a ge   i s   us e f o r   t r a i n i ng  10%   f o r   t e s t i n a n 10 f o r   v a l i d a t i ng,   i t   p r o duc e a n   a c c ura c y   of   95. 26 w h i l e   t h e   r e s ul t   i s   i m p r o v e t o   98. 76%    by   p e r f o r m i n g   R B P N N   w i t h   G A   b a s e P S O   a l go r i t hm   t ha t   r e duc e t h e   c o s t   o f   t h e   ge n e r a t e w e i ght   a l s o   i t   ha s   t h e   hi g h e s t   pe r d i t i o n   c a pa b i l i t y .   T h e   A rt i f i c i a l   N e ura l   N e t w o r us i n R B P N N   f un c t i o n   e m p l oy e d   i n   t h e   pr o c e s s   of   di a g n o s i n d i s e a s e s   o r   i n s e c t   a t t a c o t h e   pl a nt   u s i ng  a   p ri m a r y   da t a s e t   a s   s h o w n   i t h e   T a b l e   1 .   RB P N N   c l a s s i f i e r   c o n s i s t s   o f   i n put ,   h i dde n   a nd  o ut put   l a y e r s   of   n e ur o n s   a nd  i t   c a n   b e   l e a rn e us i n g   t h e   t ra i ni n d a t a s e t s .   T h e   R O c u r v e   de m o n s t r a t e s   e xc e l l e n t   r e s ul t s   o n   t r a i n i ng  s e t   w hi c h   i s   b a s e d     o n   t h e   R O a na l y s i s .   T h e   d ra m a t i c   d i f f e r e nc e   i s   o b s e r v e d   i n   t he   t e s t i ng  s e t   w hi c i s   b a s e o n   t h e   ra t i o     o f   i m a ge s   t a ke n   f o r   t ra i ni ng ,   t e s t i ng  a nd  v a l i d a t i ng .   F r o m   t h e   a n a l y s i s   i t   i s   o b s e r v e t ha t   R B P N N   c l a s s i f i e r   w i t O p t i m i z a t i o a l go ri t hm   p ro d uc e s   a   b e t t e re s u l t   w h e c o m p a r e d   t o   t h e   B P N N   w i t h o u t   O p t i m i z a t i o a l go ri t hm .       T a b l e   1 .   N u m b e r   o f   Im a ge s   us e d   i t h e   D a t a s e t   N a m e   o f   t h e   d i s e a s e /   I n s e c t   a t t a c k   Cro p   T y p e   T o t a l   n u m b e r   o I m a g e s   T ra i n i n g   T e s t i n g   V a l i d a t i o n   Ce r c o s p o ra   L e a f   s p o t   P e a n u t   l e a v e s   560   448   56   56   Ba c t e ri a l   Bl i g h t   d i s e a s e   P a d d y   L e a v e s   540   432   54   54   Bo l l   W e e v i l   Co t t o n   Bu d   480   384   48   48   F a l l   A r m y   W o r m   P e a n u t   l e a v e s   520   416   52   52   E u ro p e a n   C o r n   B o r e r   Co t t o n   l e a v e s   a n d   o t h e p a rt s   480   384   48   48   H e a l t h y   L e a v e s   Co m b i n e d   650   520   65   65           F i gu r e   2 .   E xa m p l e   o f   s a m pl e   i m a ge s   us e a s   d a t a s e t   f r o m   pl a nt   v i l l a ge   da t a s e t   ( a )   t o   (e Ce r c o s po r a   l e a f   s po t   o n   pe a n u t   l e a v e s ,   (f t o   (j B a c t e ri a l   B l i g ht   di s e a s e   o P a ddy   l e a v e s ,   (k)  t o   (0)  E u r o pe a n   c o rn  b o r e r   o n   v a ri o us   pa r t s   o f   c o t t o n   p l a nt s ,   (p)   t o   (t )   B o l l   w e e v i l   o n   c o t t o b uds ,   ( u)  t o   (y F a l l   a rm   w o r m   o P e a n u t   l e a v e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e t e c t i on   and   c l as s i f i c a t i o o f   v ar i o us   p e s t   at t ac k s   an i nf e c t i on   on   pl a nt s   us i ng . . .     ( Kapi l y a   G anga dhar an )   1285   3. 3 .       Ex p e r i m e n tal   Ev al u ati o n                     In d i s c ri m i n a t e   f un c t i o n   o f   t h e   t ra i ni n s e t s   o f   RB P N N   i s   s how n   i n   t h e   F i gu r e   3 .   M e a n   s qu a r e   e rr o r     i s   e s t i m a t e f r o m   t h e   p r o po s e N e ur a l   N e t w o r m o de l   w i t di f fe r e nt   e po c h   t ha t   pe r f o r m s   a n   a pp r o xi m a t i o f un c t i o n.   T h e   e rr o r s   a r e   e s t i m a t e o v e r   t h e   v a l i d a t i o n   p r o c e s s   a n i t   i s   n o rm a l i z e us i ng  t h e   num b e r     of   v a l i da t i o n   s e t .   M e a n   s qua r e   e rr o r   p r o v i de s   t h e   di f fe r e nc e   b e t w e e n   t h e   a c t u a l   v a l ue   a nd  t h e   s i m u l a t e v a l ue s .   F i g u re   3   s ho w s   t he   b e s t   v a l i d a t i o c r i t e ri a   w i t t he   nu m b e o f   i t e ra t i o ns   p e rf o rm e d .   I n   o u p ro p o s e d   s y s t e m   t he   b e s t   v a l i d a t i o p e rf o rm a nc e   i s   0 . 5 0 6 6 6   a t   e p o c 4 .   I t   m e a ns   a f t e e p o c 4   t he   re s u l t   w o u l d   b e   s t a b l e .   T h e   t ra i ni n s t a t e   s h o w s   v a r i a t i o n   i n   g ra d i e nt   c o - e ff i c i e n t   w i t h   r e s pe c t   t t h e   n u m b e r   o e p o c h s     o r   n um b e r   o f   i t e ra t i o n s .   T h e   f i na l   v a l ue   o f   t h e   gra di e n t   c o - e f f i c i e n t   i s   0. 0 61239  a t   e po c h   10  w h i c h   i s   a pp r o xi m a t e l y   n e a r   z e r o .   M i ni m u m   t h e   v a l ue   of   t h e   gra di e n t   c o - e ff i c i e n t   b e t t e r   w i l l   b e   t h e   t r a i n i ng  a n d   t e s t i n c r i t e r i a .   F i gu r e   s h o w s   t h e   gra di e n t   a n v a l i da t i o n   c h e c k.   It   i s   n o t i c e t h a t   a s   t h e   n u m b e r   o f   e p oc h s   i n c r e a s e s   t h e   g ra di e n t   v a l ue   de c r e a s e s .   W h e n   t h e   v a l i d a t i o n   c h e c i s   e qua l   t o   a t   e po c h   10 ,   t h e t h e   n u m b e r   of   i t e ra t i o n s   w i l l   b e   c o m pl e t e d.               F i gu r e   3 .   M e a s qu a r e   e rr o r   pl o t   F i gu r e   4 .   G ra di e n t   a n v a l i d a t i o n   c h e c k       F i gu r e   s h o w s   t h e   R O c ur v e   f o r   t h e   p r o po s e s y s t e m   pe r f o r m a n c e .   R O C   w a s   pl o t t e f o r   t r a i n i ng,   t e s t i n a nd  v a l i d a t i n t h e   d a t a s e t .   W h e r e   x - a xi s   de n o t e s   F a l s e   po s i t i v e   R a t e   (0, 1),   y - a xi s   de n o t e s   T r ue   po s i t i v e   r a t e   (0, 1)  a n t h e   a r e a   i s   s p l i t   i n t o   t w o   w i t h   t h e   l a nds l i de   s l o pe   a s   s h o w n   i n   t h e   F i gu r e   t h e   do t t e l i n e s .   W h e n   t h e   r a nge   i s   b e t w e e n   t o   0. t h e   a c c u r a c y   w i l l   no t   be   c a l c ul a t e p r o pe r l y   i t   p r o duc e s   poo r   r e s ul t .   T h e   a c c ur a c y   i s   pe r f e c t   a n b e t t e r   w h e n   t h e   r a nge   i s   m a xi m u m   a n v e r y   c l o s e   t o   s a y   (0. t o   1)  a n   i t   p r o duc e s   t h e   b e s t   r e s ul t .   T h e   pe r f o r m a n c e   h a s   b e e n   e v a l ua t e b a s e o n   t h e   v a l ua t i o n   m e t r i c s .     It   c a b e   c l a s s i f i e a s :   T r ue   P o s i t i v e   (T P ):   A b n o rm a l   c a s e   a pp r o p r i a t e l y   e v a l ua t e a s   A b n o rm a l   F a l s e   N e ga t i v e   (F N ):   A b n o rm a l   c a s e   i m pe r f e c t l y   c l a s s i f i e a s   n o r m a l   F a l s e   P o s i t i v e   (F P ):   N o rm a l   c a s e   i m pe r f e c t l y   i de n t i f i e a s   a b n o rm a l   T r ue   N e ga t i v e   (T N ):   N o rm a l   c a s e   a pp r o p r i a t e l y   c a l c ul a t e a s   N o r m a l        P o si t i v e     =           +          (1)            =               +        (2)          =      +         +        +        +            (3)       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i ,   V o l .   20 ,   N o .   3 D e c e m be r   2 020   :     1 2 7 8   -   1 2 8 8   1286       F i gu r e   5 .   R O pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n       F i gu r e   s h o w s   t h e   f i na l   c l a s s i f i c a t i o n   r e s ul t   f o r   t h e   di s e a s e i m a ge s   w h i c h   p r e di c t   t h e   l e a f   t a xo n o m y ,   c l a s s i f i e t h e   di s e a s e a l s o   e s t i m a t e s   t h e   a f f e c t e a r e a   s o   t h a t   c a l c ul a t e i f   t h e   di s e a s e   i s     i n   t h e   e a r l y   s t a ge ,   m i s t a ge   o r   t h e   l a t e   s t a ge .   W h e n   t h e   h e a l t h y   l e a v e s   a r e   t e s t e o n   t h e   s a m e   i t   i s   i de n t i f i e a s   N o   di s e a s e   fo un a s   s h o w n   i n   t h e   F i gu r e   7.     W h e n   a l l   t h e   t y p e s   of   di s e a s e s   a n h e a l t h y   l e a ve s   w e r e   pa s s e d   t hr o ugh   t h e   p r o po s e d   m e t h o i t   r e s ul t e i n   a pp r o xi m a t e l y   9 8. 76%  o f   ov e r a l l   a c c ura c y .   In di v i dua l   a c c ur a c y   ob t a i n e f o r   t h e   f i v e   di ff e r e n t   t y pe s   of   l e a ve s   a n t h e   h e a l t h y   l e a v e s   a r e   de pi c t e i n   t h e   T a b l e   2 .             F i g u r e   6 .   F i na l   r e s ul t   o f   i n f e c t e l e a f   F i gu r e   7 .   F i na l   r e s ul t   o f   h e a l t h y   l e a f       T a b l e   2 .   R e s ul t   o f   pr o po s e s y s t e m   S . N o   N a m e   o f   t h e   d i s e a s e /   i n s e c t   a t t a c k   %   o f   a c c u ra cy   1   Ce r c o s p o ra   L e a f   s p o t   100   2   Ba c t e ri a l   Bl i g h t   d i s e a s e   9 8 . 1 4   3   Bo l l   W e e v i l   9 7 . 9 1   4   F a l l   A r m y   W o r m     9 8 . 0 7   5   E u ro p e a n   C o r n   B o r e   100   6   H e a l t h y   L e a v e s   9 8 . 4 6   O v e ra l l   A c c u ra c y   9 8 . 7 6       3. 4   C om p ar i ti v e   Ev al u ati o n   T h e   pr o po s e s y s t e m   i s   c o m pa r e w i t h   t h e   e xi s t i n s y s t e m   a n c o n c l ude t ha t   t h e   p r o po s e s y s t e m   pr o duc e be t t e r   r e s ul t   a n pe r f o r m a n c e   a s   s h o w n   i n   t h e   T a b l e   3 .   F o r   c o m pa r i s o n   w e   h a v e   c h o s e n   m ul t i pl e   c l a s s i f i e r   a l go r i t hm s   l i ke   K N N ,   S V M ,   B P N N ,   R B P N N   w i t h   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t h m   a n w i t h o ut   o pt i m i z a t i o a l go ri t hm .   T e s t s   w e r e   c o n duc t e fo r   R B P N N   w i t h   a n w i t h o ut   o pt i m i z a t i o n   a l go r i t h m   a n t h e   o t h e r   m e t h o ds   w e r e   t a ke n   f r o m   t h e   p r e v i o us   r e s e a r c h   m a t e ri a l s .   I t   i s   n o t i c e t h a t   B P N N   pe r fo r m s   b e t t e r   w h e n   s i n g l e   di s e a s e   i s   t e s t e d,   b ut   w h e n   m u l t i pl e   di s e a s e s   a r e   t e s t e i t   f a i l e t o   p r o duc e   b e t t e r   r e s ul t .   T h e   a c c ur a c y     of   t h e   t r a di t i o na l   m e t h o ds   a r e   r e f e r r e f r o m   t h e   e xi s t i n g   m e t h o ds .   T h e   c o m pa ri s o n   b e t w e e n   t h e   p r o po s e a n d   t h e   t ra di t i o n a l   m e t h o ds   a r e   s h o w n   i t h e   T a b l e   3.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e t e c t i on   and   c l as s i f i c a t i o o f   v ar i o us   p e s t   at t ac k s   an i nf e c t i on   on   pl a nt s   us i ng . . .     ( Kapi l y a   G anga dhar an )   1287   T a b l e   3 .   Co m p a r i s o o f   pr o po s e a l go ri t hm   w i t t ra d i t i o n a l   m e t h o ds   Cl a s s i fi e a l g o ri t h m   D i s e a s e / i n s e c t   a t t a c k   N u m b e r   o i m a g e s   A c c u ra c y   T ra i n i n g   T e s t i n g   P ro p o s e d   A l g o ri t h m   [RBP N N + G A + P S O ]   Ce r c o s p o ra ,   Ba c t e r i a l   B l i g h t ,   B o l l   W e e v i l ,   f a l l   A r m y   W o r m ,   E u r o p e a n   C o rn   B o r e r   3230   323   9 8 . 7 6   RBP N N   w i t h o u t   G A + P S O   Ce r c o s p o ra ,   Ba c t e r i a l   B l i g h t ,   B o l l   W e e v i l ,   f a l l   A r m y   W o r m ,   E u r o p e a n   C o rn   B o r e r   3230   323   9 8 . 4 5   BP N N   [ 2 3 ]   F o u S t a g e s   o C e r c o s p o ra   360   40   9 7 . 4 1   S V M   [ 2 4 ]   Ba c t e ri a l ,   F u n g a l ,   V i ra l ,   N e m a t o d e s   a n d   o t h e d e fi c i e n c i e s   450   450   93   K N N   [2 5 ]   Ba c t e ri a l   Bl i g h t ,   L e a f   b l a s t   a n d   Br o w n   s p o t   90   30   9 3 . 3 3       4.   C O N C LU S I O N                                                 Th e   p r o po s e s y s t e m   r e s ul t e i n   a n   a ut o m a t i c   de t e c t i o n   a n c l a s s i f i c a t i o n   o f   i n f e c t i o n s   a n d   i n s e c t   a t t a c ks   o m u l t i pl e   p l a nt s   v e r y   e ff i c i e n t l y .   T h i s   p a pe f o c u s e m a i nl y   o n   t h e   S t a t i s t i c a l   F e a t u r e   s e l e c t i o n   m e t h o a nd  R B P N N   a l go r i t h m   w i t h   G A   b a s e P S O   o pt i m i z a t i o n   m e t h o d.   E F F T A   e xt ra c t s   t h e   b e s t   pa r a m e t e r s   o f   t e xt ur e   f e a t u r e   a n S - P CA   s e l e c t s   t h e   a p p r o pri a t e   f e a t u r e s   t h a t   i s   r e qui r e f o r   t h e   c l a s s i f i e r   t o   di s t i ngui s h   b e t w e e n   t h e   h e a l t h y   a n u nh e a l t h y   l e a f   pa t t e rn s .   S i n c e   t h e   R B P N N   i s   v e r y   s e n s i t i v e   t o   n o i s e   w e   ha v e   us e s i gm a   n o i s e   f i l t e r   t o   e n ha n c e   t h e   i m a ge .   Im a ge   re s i z i n i s   pe r f o r m e i n   o r de r   t o   t r a i n   t h e   da t a s e t   f r o m   v a r i o us   s o ur c e s .   T h e   o pt i m i z a t i o n   p r o b l e m   t ha t   o c c ur s   i n   t h e   N e u r a l   N e t w o r s t r uc t u r e   s   r e duc e b y   o pt i m i z i n t h e   w e i gh t   a l o n w i t h   t h e   c o n s t a nt   c oe ff i c i e n t   of   a c t i v a t i o n   f un c t i o n   a n w o r ks   o n   t h e   p a t t e rn  c l a s s i f i c a t i o n   p r o b l e m .   It   r e s o l ve s   t h e   v a r i a t i o na l   p r o b l e m s   w h i c h   o c c ur s   duri n t h e   c o s t   e s t i m a t i o n   t h a t   i s   e xpr e s s e a na l y t i c a l l y   i n   t e r m s   o f   un k n o w n   f un c t i o n s   a n m ul t i c l a s s   p r o b l e m s .   W e   h a v e   t ra i n e m o r e   t h a 3000  i m a ge s   a n c l a s s i f i e t h e   di s e a s e   a n a r e a   o f   i n f e c t i on.   A l s o ,   o ur   s y s t e m   r e c o gn i z e s   t h e   h e a l t h y   a n d   unh e a l t h y   l e a v e s   s uc c e s s f ul l y .   It   p e r f o r m s   b e t t e r   w i t h   t h e   a c c ura c y   of   a ppr o xi m a t e l y   98. 76%  w i t h   t h e   hi g h e s t   pr e di c t i o c a pa b i l i t y .   T hi s   s y s t e m   w o r ks   w e l l   o t h e   c o m pl e b a c kgr o u n d   a s   w e l l .         R EF ER EN C ES     [ 1]   K e ka n e   M a r ut i   A r j un,   I ndi a n   A g r i c ul t u r e   i n   I ndi a E c o nom y ,   D e pa r t m e n t   o f   C o m m e r c e ,   U n i v e r s i t y   o f   P une ,   P une   ( M a ha r a s ht r a ) ,   I nd i a . I nt e r na t i ona l   J ou r na l   of   A g r i c ul t u r e   and   F oo Sc i e nc e   T e c hn ol o g y . ,   v o l .   4,   no .   4 ,   2 01 3.   [ 2]   M e u nka e w j i nda   A ,   K um s a w a t   P ,   A t t a k i t m o ngc o l   K ,   S r i ka e w   A . ,   G r a pe   l e a f   d i s e a s e   d e t e c t i o f r o m   c o l o r   i m a g e r y   us i ng   hy br i i n t e l l i g e nt   s y s t e m .   I n:   I E E E   5t i nt e r na t i ona l   c onf e r e nc e   on  e l e c t r i c al   e ng i ne e r i ng / e l e c t r on i c s ,   c om pu t e r ,   t e l e c om m un i c at i on s   and   i nf o r m a t i o t e c hno l og y   E C T I - C O N . ,   K r a bi ,   pp   51 3 51 6 .   20 08.   [ 3]   A s e f po ur   V a ki l i a K ,   M a s s a J ,   A a r t i c i a l   n e ur a l   n e t w o r a p pr o a c t o   i de n t i f y   f ung a l   di s e a s e s   o f   c u c um be r   ( C uc um i s   s a t i v us   L . )   pl a n t s   us i ng   d i g i t a l   i m a g e   p r o c e s s i ng , ”  A r c h   P hy t o pa t ho l   P l an t   P r o t ,   v o l .   46 ,   v o l .   13 ,   pp.   15 80 - 1588 ,   2013 .   [ 4]   P uj a r i   J D ,   Y a kk und i m a t R ,   B y a dg i   A S ,     I m a g e   pr oc e s s i ng   ba s e d   de t e c t i o o f   f un g a l   di s e a s e s   i p l a nt s .   P r oc e di C om put e r   Sc i e nc e   ,   v o l .   46 ,   p p.   18 02 - 1808 ,   201 5.   [ 5]   R o t he   P R ,   K s hi r s a g a r   R V   ( 2015 )   C o t t o l e a f   d i s e a s e   i d e n t i c a t i o us i ng   pa t t e r r e c o g ni t i o t e c hn i qu e s .   I n:   I E E E   i nt e r n at i on al   c o nf e r e nc e   o pe r v as i v e   c om pu t i ng  ( I C P C ) ,   J a n ua r y ,   pp  1 6 .   [ 6]   K .   M a l a t hi   a n R .   N e dunc he l i a n,   D e t e c t i ng   A nd  C l a s s i f y i ng   D i a be t i c   R e t i no pa t hy   I F undus R e t i na   I m a g e s   U s i ng   A r t i f i c i a l   N e ur a l   N e t w o r k s - B a s e F i r e f l y   C l us t e r i ng   A l g o r i t hm ,   A R P N   J our n al   of   I nt e r n at i ona l   E ng i ne e r i ng   and   A ppl i e S c i e nc e s ,   v o l .   11 ,   n o .   5 ,   I S S N   1819 - 6608 ,   M a r c 2016 .   [ 7]   K a pi l y a   G a ng a dha r a n ,   G .   R o s l i n e   N e s a   K um a r i ,   D .   D h a na s e k a r a n   a nd  K .   M a l a t hi ,   A ut o m a t i c   D e t e c t i o o f   P l a nt   D i s e a s e   a nd  I ns e c t   A t t a c us i ng   E F F T A   A l go r i t hm   I n t e r na t i on al   J ou r na l   of   A dv anc e C om put e r   Sc i e nc e   and  A ppl i c a t i ons   ( I J A C SA ) v o l .   1 1,   no .   2 ,   2 020 .   ht t p : / / dx . do i . o r g / 10. 14 569/ I J A C S A . 2020 . 011 0221   [ 8]   L uh - M a a C ha ng , P o - H a C he a nd  H e ng - K ua ng   S he f r o m   D e pa r t m e n t   o f   C i v i l   E ng i ne e r i ng ,   N a t i o na l   T a i w a n   U ni v e r s i t y   ,   R e c og ni t i o f o r   c o l o r   r us t   i m a g e s   ba s e o a r t i f i c i a l   n e ur a l   ne t w o r k,   A ut om at i o i C on s t r uc t i on   v o l .   90,   pp .   178 - 18 7,   J u ne   201 8.   [ 9]   M uh a m a F a r i M a v i ,   e t .   a l l ,    M a ng o   r i p e ne s s   c l a s s i f i c a t i o s y s t e m   us i ng   hy br i t e c hn i qu e ,   I n done s i an  J our nal   of   E l e c t r i c a l   E ngi ne e r i ng   and   C om p ut e r   Sc i e nc e ,   v o l .   14 ,   no .   2 ,   pp .   859~ 868 ,   M a y   2019.     [ 10]   S a c hi B .   J a dh a v ,   V i s hw a na t R .   U d upi ,   S a nj a y   B .   P a t i l ,   S oy be a n   l e a f   di s e a s e   de t e c t i o a nd  s e v e r i t y   m e a s ur e m e n t   us i ng   m u l t i c l a s s   S V M   a nd   K N N   c l a s s i f i e r ,   I nt e r nat i on al   J ou r na l   o f   E l e c t r i c a l   a nd  C om put e r   E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) V o l .   9 ,   N o .   5 ,   pp .   4 077 ~ 40 91 ,   O c t o be r   2 019 .     I S S N :   2088 - 8708 ,   D O I :   10. 11 591 / i j e c e . v 9 i 5. pp40 77 - 409 1   [ 11]   G ha i w a t   S N ,   A r o r a   P .   C o t t o l e a f   d i s e a s e   d e t e c t i o by   f e a t ur e   e xt r a c t i o n.   I n :   R e s e a r c a dv a nc e s   i t he   i n t e g r a t i o o f   bi g   da t a   a nd  s m a r t   c o m put i ng ,   O c t   1 3: 89 2015   [ 12]   S .   B a t m a v a dy ,   S .   S a m und e e s w a r i ,   D e t e c t i o o f   C o t t o L e a f   D i s e a s e s   U s i ng   I m a g e   P r o c e s s i ng ,   I nt e r n at i on al   J our nal   o f   R e c e nt   T e c hn ol ogy   an E ngi ne e r i ng  ( I J R T E ) .   I S S N :   227 7 - 3878,   V o l um e - 8   I s s ue - 2S 4,   J ul y   2019 .   [ 13]   K ul de e S i ng h,   S a t i s K um a r 2 ,   P a w a K a ur ,   A ut o m a t i c   de t e c t i o o f   r us t   di s e a s e   o f   L e nt i l   by   m a c hi ne   l e a r ni ng  s y s t e m   us i ng   m i c r o s c o pi c   i m a g e s ,   I n t e r na t i ona l   J ou r na l   of   E l e c t r i c a l   and  C om pu t e r   E ng i ne e r i ng  ( I J E C E ) ,   v o l .   9,     no .   1 ,   pp.   6 60 - 666 ,   F e b r ua r y   2019.   I S S N :   2088 - 8708 ,   D O I :   10. 1159 1/ i j e c e . v 9i 1 . pp6 60 - 666   [ 14]     S a a da t   N a s e hi ,   H o s s e i P o ur g ha s s e m ,   A   N ov e l   E f f e c t i v e   F e a t ur e   S e l e c t i o A l go r i t hm   ba s e o S - P C A   a nd  W a v e l e t   T r a n s f o r m   F e a t u r e s   i E E G   S i g na l   C l a s s i f i c a t i o n,   I E E E   3r I n t e r na t i ona l   C on f e r e nc e   on  C om m uni c at i on   Sof t w ar e   and   N e t w or k s 2011 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.