I nd o ne s ia n J o urna l o f   E lect rica l En g ineering   a nd   Co m p u t er   Science   Vo l.   9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8 ,   p p 806 ~ 811   I SS N:  2502 - 4752 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ee cs . v 9 . i3 . p p 8 0 6 - 811          806       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s co r e. co m/jo u r n a ls /in d ex . p h p / ijeec s   A n   A u to ma tic C of fe e Pla n t Dise ases Ide nt i ficat i on  Usi ng   H y b rid  A p pr oac hes o f Im a ge Pr ocessi ng  a nd     Decisio n T ree       Abrha m   Deba s u M eng is t u Sef f i G ebey ehu M eng is t u ,   Da g na chew   M elesew   B ah ir   Dar   I n s tit u te  o f   T ec h n o l o g y Fac u lt y   o f   C o m p u ti n g B ah ir   Dar   Un i v er s it y ,   E th io p ia       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J an   3 ,   2 0 1 8   R ev i s ed   Feb   1 5 ,   2 0 1 8   A cc ep ted   Feb   2 2 ,   2 0 1 8       Co f fe e   L e a Ru st  (CL R),   Co ff e e   Be rr y   Dis e a se   (CB D)  a n d   Co f fe e   W il t   Dise a se   (CWD)  a r e   th e   th re e   m a in   d ise a se th a a tt a c k   c o ffe e   p lan ts.   T h is  p a p e p re se n ts  t h e   id e n t if ica ti o n   o f   th e se   ty p e d ise a s e u sin g   h y b rid   a p p ro a c h e s o f   im a g e   p ro c e ss in g   a n d   d e c isio n   tree .   T h e   im a g e s   a re   t a k e n   f ro m   S o u t h e rn   Et h i o p ia,  Jim m a   a n d   Ze g ie.  In   th is  p a p e b a c k p ro p a g a ti o n   a rti f icia n e u ra n e tw o rk   (BP NN a n d   d e c isio n   tree   h a d   b e e n   u se d   a tec h n i q u e s;  a   to tal  o f   9 1 0 0   im a g e s   w e re   c o ll e c ted .   F ro m   th e se ,   7 0 %   a re   u se d   fo train in g   a n d   t h e   re m a in in g   3 0 %   a re   u se d   f o tes ti n g .   I n   g e n e ra l,   9 4 . 5 %   a c c u ra c y   a c h iev e d   w h e n   d e c isio n   tree   a n d   B P NN   w it h   tan h   a c ti v a ti o n   f u n c ti o n     a re   c o m b in e d .     K ey w o r d s :   B P NN   C L R   C B D   C W D   Dec is io n   tr ee     Co p y rig h ©   2 0 1 8   In stit u te o A d v a n c e d   E n g i n e e rin g   a n d   S c ien c e   Al rig h ts  re se rv e d .   C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   A b r h a m   Deb as u   Me n g i s t u   B ah ir   Dar   I n s tit u te  o f   T ec h n o l o g y ,   Facu lt y   o f   C o m p u tin g ,   B ah ir   Dar   Un iv er s it y ,   E t h io p i a .   E m ail:  ab r h a m d @ b d u . ed u . et       1.   I NT RO D UCT I O N     C o f f ee   p lan i s   p lan w h ich   is   g r o w n   i n   all  o v er   th w o r ld   p ar ticu lar l y   in   E t h io p ia.   I n   E th io p ia  ag r icu l tu r al   s ec to r   p la y s   a   ce n tr al  r o le  i n   t h e   ec o n o m ic   a n d   s o cial  li f o f   t h n atio n .   A r o u n d   8 0   to   8 5   %   o f   p eo p le  in   E th io p ia  ar d ep en d en i n   a g r ic u lt u r e;   a m o n g   8 0   t o   8 5 ab o u 4 0 o f   th e   s ec t o r   co n tr ib u tes  f r o m   cu lti v atio n   o f   co f f ee   [ 1 ] .   T h co f f ee s   w h ic h   ar f o u n d   in   E t h io p ia  ar A r ab ica  t y p e,   I n   E t h io p ia  co f f ee   g r o w s   in   e v er y   r e g io n   o f   t h co u n tr y   b u m aj o r ity   ar p r o d u ce d   in   th Or o m ia  R e g io n   ( 6 3 . 7 %)  an d   in   th So u t h er n   Natio n s ,   Nat io n alit ies  ( 3 4 . 4 %),   w it h   les s er   a m o u n t s   i n   t h e   Ga m b ela  R e g io n   an d   ar o u n d   th cit y   o f   Dir   Da w [ 3 ] .   Gen er all y   i n   E t h i o p ia  m u c h   o f   t h co f f ee   ar e   p r o d u ce d   in   altitu d e s   b et w e en   1 , 0 0 0   an d   2 , 0 0 0   m eter s .   T h s p ec ies  co f f ee   is   en d e m ic  to   Af r ica  a n d   n u m b er   o f   class es  ar d escr ib ed   in   W est,  C en tr al  an d   E ast  Af r ica  [ 2 ] .     B ec au s o f   co f f ee   d is ea s co n s tr ai n ts   an d   g lo b al  w ar m in g   f ac to r s   o n l y   t w o   t y p es  o f   co f f ee   p lan ar n o w ad a y s   co m m er ci all y   g r o w n   w o r ld w id e,   th e s a r C o f f ee   ca n ep h o r ( R o b u s ta )   w h ich   ar g r o wn   in   lo w la n d s   a n d   C o f f ee   ar ab i ca   ( A r ab ica)   th at  ar p r o d u ce d   in   h i g h la n d s   o f   Af r ica.   T h s p ec ies  o f   co f f ee   ar ab ica  ty p o r ig in a ted   f r o m   E th io p ia  esp ec iall y   in   t h p r o v in ce   o f   Ka f f a.     Du r i n g   1 5 th   ce n t u r y   Ye m en   tr ad er s   d is tr ib u ted   co f f ee   A r ab ica  t y p i n   all  o v er   th w o r ld .   T o d ay ,   t h er is   f e w   r ai n f o r es ts   i n   t h s o u th w e s t   an d   s o u th ea s E t h io p ia  t h at  p r o d u ce s   co f f ee   p lan t   in   lar g v ar iet y   o f   s h ad tr ee s   [ 3 ] .   C o f f ee   P lan d is ea s is   d is ea s th a af f ec ts   co f f e p lan ts   o n   t h leav e s ,   s te m s   an d   r o o ts   p ar ts   n o w ad a y s   co f f ee   p lan d is ea s e s   b ec o m e s   cr itical   p r o b le m   a n d   ca n   ca u s e   s i g n i f ican r ed u c tio n   i n   b o t h   q u al it y   a n d   q u a n tit y   o f   a g r icu ltu r al   co f f ee   p r o d u cts.        Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   A u to ma tic  C o ffee  P la n t D i s ea s es I d en tifi ca tio n   Usi n g   Hyb r id . . .   ( A b r a h a Deb a s u   Men g is tu )   807   2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   P . R ev ath &   M. He m alat h [ 4 ] ,   in   th is   r esear c h   p ap er   th au th o r s   f o cu s   o n   co tto n   i m ag th at   id en ti f ies  t h in f ec ted   p ar ts   f r o m   g i v en   co tto n   i m a g es.  B esid es  P . R ev ath a n d   M. He m alat h a,   th e   id en ti f icatio n   h as  t w o   p h a s es.   T h f ir s p h ase  i n   t h r esear ch   is   u s i n g   ed g d etec tio n   t h is   h elp   th a u t h o r s   to   d etec th b o r d er   o f   th i m a g e   af ter   co m p leti n g   ed g d etec ti o n   an al y s i s   p h ase  i s   co n d u c te d .   T h s ec o n d   p h ase  is   t h clas s i f icatio n   o f   d is ea s es  u s in g   t h p r o p o s ed   Ho m o g en eo u s   P ix e C o u n t in g   T ec h n iq u f o r   C o tto n   Dis ea s e s   Dete ctio n   ( HP C C DD )   A l g o r ith m .     Dh ee b   A B as h is h   e al  [ 5 ] ,   in   th eir   w o r k   t h au t h o r s   h av p r o p o s ed   f r am e w o r k   f o r   d etec tio n   an d   class i f icatio n   o f   p lan lea f   d is ea s es  th e y   also   u s ed   K m ea n s   tech n iq u es  f o r   s e g m e n tat io n .   Fo r   ex tr ac tin g   t h e   v alu e s   o f   h u e,   i n te n s it y   a n d   s atu r atio n   f o r m   a   g i v e n   R GB   in p u i m a g e s   th a u t h o r s   ar c o n v er ted   R GB   i n to   HI S c o lo r   s p ac th is   h elp s   to   c alcu late  t h co lo r   o f   g iv e n   i m ag e s .     P r ak ash   M.   Ma i n k ar   &   S h r ee k an t   G h o r p ad [ 6 ] ,   in   th is   r ese ar ch ,   th e   a u th o r s   p r o v id s o f t w ar b ased   o n   i m ag i n g   tec h n iq u e s   to   a u t o m a ticall y   d etec a n d   c la s s i f y   p lan lea f   d is ea s e s .   Si m ilar l y   th a u t h o r s   i n cl u d i m a g p r o ce s s in g   tec h n iq u es s tar tin g   f r o m   i m a g ac q u i s itio n   to   class if icatio n .   P r em alat h a. etal  [ 7 ] ,   in   t h i s   p ap er ,   th au th o r s   h a v u s ed   s p atial  FC &   P NN  ( F u zz y   C - Me an s   a n d   P r o b ab ilis tic  n eu r al  n et w o r k )   o n   co tto n   p lan to   id en ti f y   th d is ea s in   co tto n   p la n t.  T h au th o r s   h av u s ed   i m a g ac q u is itio n   d e v ices   to   ac q u ir i m ag e s   a n d   t h i m a g e s   ar t h e n   s u b j ec ted   to   p r e - p r o ce s s in g   a n d   n o is e   f ilter i n g   m ec h a n is m s   f o r   g iv en   i m ag e s   t h a u t h o r s   h av also   u s s p atial  F C c lu s ter in g   m eth o d s   f o r   s eg m e n ti n g   t h g iv e n   i m ag e.     Nik ita  R is h &   J ag b ir   Si n g h   Gill  [ 8 ] ,   th au t h o r s   h a v u s ed   w h ea an d   g r ap d is ea s es   b ased   o n   d if f er e n tec h n iq u es  t h e s tec h n iq u es  i n cl u d Ots u   m et h o d ,   i m a g co m p r ess io n ,   i m ag c r o p p in g   a n d   i m ag e   n o is r e m o v al  f o r   clas s if icatio n   th e y   u s ed   n e u r al  n et w o r k s   i n clu d i n g   b ac k   p r o p ag atio n   ( B P )   n et w o r k s ,   r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F)  n e u r al  n et w o r k s g en er alize d   r e g r ess io n   n e t w o r k s   ( GR N Ns)  a n d   p r o b a b ilis tic  n eu r al   n et w o r k s   ( P NNs)  to   d iag n o s w h ea t a n d   g r ap d is ea s es.    I n   r esear ch   [ 9 ] ,   th au th o r s   p r esen ts   a n   ass es s m en o n   m et h o d s   th at  in d icate s   th u s d ig ital  i m ag e   p r o ce s s in g   tec h n iq u e s   o n   ag r i cu lt u r to   d etec q u an tify   an d   class i f y   p la n d is ea s e s   f r o m   d i g ital  i m ag e s   in   t h e   v is ib le  s p ec tr u m .       Haig u an g   W an g ,   etal  [ 1 0 ] ,   i n   th eir   w o r k   p lan d is ea s id en ti f icatio n   b ased   o n   i m ag p r o ce s s in g   ap p r o ac h   th au th o r s   e x tr ac te d   th r ee   g r o u p s   o f   f ea t u r es  i.e .   co lo r ,   s h ap an d   tex tu r f ea t u r es  an d   t h e y   u s ed   p r in cip al  co m p o n en a n al y s i s   ( P C A )   f o r   r ed u cin g   t h d i m e n s io n s   o f   f ea t u r s p ac an d   th en   n e u r al  n et w o r k s   in cl u d in g   b ac k p r o p ag atio n   ( B P )   n et w o r k   w er e   u s ed   as   th e   class i f ier s   to   id en ti f y   w h ea d is ea s es   an d   g r ap e   d is ea s es,  r esp ec ti v el y .     I n   r esear ch   [ 1 1 ] ,   th au t h o r   u s ed   t h tech n iq u e s   o f   m ac h i n v i s io n   t h at  ar ap p lied   to   ap p lied   to   ag r icu l tu r al  s cie n ce   an d   i t h a s   g r ea t p er s p ec tiv e s p ec iall y   i n   th p la n t p r o tectio n   f ield ,   w h i ch   u lti m atel y   lead s   to   cr o p s   m an a g e m e n t.    S.  P h ad ik ar ,   etal  [ 1 2 ]   in   th is   r esear ch   p ap er   th au th o r s   u s ed   SVM  an d   B a y es  o n   r ice  d is ea s es   d etec tio n .   I n   th w o r k   o f   th a u th o r s ,   an   a u to m a ted   s y s te m   h as  b ee n   d ev elo p ed   to   class if y   t h leaf   b r o w n   s p o an d   th lea f   b last   d is ea s e s   o f   r i ce   p lan t b ased   o n   th m o r p h o l o g ical  ch a n g e s   o f   t h p lan t s .     Hab ta m u   Mi n asie   [ 1 3 ] ,   in   t h is   r esear ch   p ap er   t h au th o r   s h o w n   t h at  t h ap p licatio n   o f   i m a g p r o ce s s in g   o n   id en tific atio n s   o f   E th io p ia n   co f f ee   b ea n s   b ased   o n   th e ir   g r o w in g   ar ea   i n   v ie w   o f   t h i s   t h e   au th o r s   c lass if y   d i f f er e n v ar ieties  o f   E th io p ia n   co f f ee   b a s ed   o n   th e ir   g r o w i n g   r e g io n s   th at  ar f o u n d   in   E th io p ia  ( B a le,   Har ar ,   J im m a,   L i m u ,   Sid a m o   an d   W eleg a)   wh ich   ar p o p u lar   an d   w id el y   p l an ted   in   E t h io p ia.     A b r h a m   Deb a s u   e tal  [ 1 4 ] ,   in   th eir   w o r k   e n ti tled   as  E t h io p ian   C o f f ee   P lan Dis ea s es  R e co g n itio n   B ased   o n   I m ag in g   a n d   m ac h i n lear n i n g ”  t h au th o r s   h av e   s h o w n   t h at  t h ap p licatio n   o f   i m ag e   p r o ce s s in g   an d   m ac h in lear n i n g   to   id en ti f y   co f f ee   lea f   d is ea s es    b e s id es,  th au t h o r s   h a v u s ed   th co m b in ed   ap p r o ac h es o f   SOM  an d   R B f o r   th id en ti f icat io n     o f   E t h io p ian   co f f ee   p la n t d is ea s e s .     I n   r esear ch   [ 1 5 ] ,   th a u t h o r s   s h o w ed   th a Ob j ec Dete ctio n   u s i n g   Haa r   C a s ca d C lasi f i er   w id el y   ap p lied   in   s ev er al  d ev ice s   an d   a p p licatio n s   as a   m ed i u m   o f   i n ter ac tio n   b et w ee n   h u m a n   an d   co m p u ter .   I n   r esear ch   [ 1 6 ] ,   th au th o r   f o cu s es  o n   w o o d   ch ar ac ter izatio n   th at  in c lu d es h ar d n es s ,   s tr en g t h ,   clea v ag r e s is ta n ce ,   etc.   Am o n g   t h ese  p r o p er ties   th er e   th at  ca n   b m ea s u r ed   o r   esti m ated   b y   v is u al   o b s er v atio n   o n   cr o s s - s ec tio n al   ar ea s   o f   w o o d .   E d g d etec tio n   is   ap p lied   to   th w o o d   test   i m ag e s   w it h   t h ai m   to   im p r o v i n g   th ch ar ac ter is t ic s   o f   w o o d   f ib er s   s o   as  to   m ak e   it  ea s ier   to   d is tin g u i s h   t h eir   q u alit y .   T h au th o r s   u s ed   Naï v B a y es c las s i f ie r   f o r   class if icatio n .     I n   r esear ch   [ 1 7 ] ,   th r esear c h er s   s h o w ed   th a t   t h r ice  v ar iet y   an d   t h q u a lit y   o f   r ic lead   to   o r ig in ali t y   ce r ti f icatio n   o f   r ice  b y   ex is ti n g   in s tit u tio n s .   T h au th o r s   d ev elo p ed   s y s te m   u s ed   as  to o to   id en ti f y   r ice  v ar ieties.  I d en t if icatio n   p r o ce s s   w as  p er f o r m ed   b y   an al y zi n g   r ice  i m a g es  u s i n g   i m a g e   p r o ce s s in g .   T h an al y ze d   f e atu r es  f o r   id en tific atio n   co n s is ted   o f   s i x   co lo r   f ea tu r es,   f o u r   m o r p h o lo g ica l   f ea t u r es,  an d   t w o   te x t u r f ea t u r es.  C las s i f ier   u s ed   L V n e u r al  n et w o r k   al g o r it h m .   I d en t if i ca tio n   r es u lts   u s in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8   :   8 0 6     8 1 1   808   co m b in atio n   o f   al l f ea t u r es  g av av er a g ac cu r ac y   o f   7 0 , 3 w it h   t h h i g h est c lass if ica ti o n   ac cu r ac y   lev el   o f   9 6 , 6 % f o r   Me n tik   W an g i a n d   t h lo w e s t c las s i f icatio n   ac cu r a c y   o f   3 0 %     f o r   C ilo s ar i.   I n   r esear ch   [ 1 8 ] ,   in   t h eir   w o r k   en titl ed   as  C o tto n   P ests   a n d   Dis ea s es  Dete c tio n   B ased   o n   I m a g P r o ce s s in g ”  th e   au to r s   h a v s h o w n   th at   t h r ee   d if f er en t   co lo r   m o d els  f o r   ex tr ac ti n g   t h d a m ag ed   i m a g f r o m   co tto n   leaf   i m a g es   w er i m p le m en ted ,   n a m el y   R GB   co lo r   m o d el,   HSI   co lo r   m o d el,   an d   Y C b C r   co lo r   m o d el.   T h r atio   o f   d a m a g ( γ )   w a s   c h o s en   as   f ea t u r to   m ea s u r   t h d eg r ee   o f   d a m ag e   w h ich   ca u s ed   b y   d is ea s es  o r   p ests .   T h is   p ap er   also   s h o w s   th co m p ar is o n   o f   th r es u lt s   o b tain ed   b y   t h i m p le m e n ti n g   in   d i f f er e n co lo r   m o d el s ,   th co m p ar is o n   o f   r esu lt s   s h o w s   g o o d   ac cu r ac y   i n   b o th   co lo r   m o d els  an d   YC b C r   co lo r   s p ac is   co n s id er ed   as th b est co lo r   m o d el  f o r   ex tr ac tin g   th d a m a g e d   im a g e s.       3.   RE S E ARCH   M E T H O DS   T o   co llect  th d ata  s et  o f   co f f ee   p lan d is ea s e s   i m a g ca n o n   E OS  6 0 0 d   ca m er ar u s ed .   W h en   i m a g es  w er ta k e n ,   th ca m e r w as  f i x ed   o n   s tan d   w h ic h   r ed u ce s   t h m o v e m e n o f   h an d   an d   ca p tu r i n g   u n i f o r m   i m a g e s   o f   co f f ee   p la n t.  T o   o b tain   u n i f o r m   li g h tn i n g   o r   b alan ce d   ill u m i n atio n   1 0 0 W   lam p   is   u s ed .   Hav i n g   s u c h   t y p es  o f   d ata  s et ,   it  w a s   v er y   h elp f u to   id en ti f y   th d i s ea s es  t y p e.   A   to tal  o f   9 1 0 0   im a g es  ar e   co n s id er ed   f o r   t h is   s t u d y .     On ce   th d ata  s et  co llected ,   v ar io u s   p r o ce s s i n g   s tep s   ar p er f o r m ed   to   ac h iev e   th e   g o al  o f   th s tu d y   th r o u g h   M AT L A B ,   2 0 1 3 .     T h k n o w led g b ase  i s   ce n tr al  p ar co m p o n e n o f   t h e x p er s y s te m   f o r   w h ic h   i n f o r m atio n   w as   o b tain ed   f r o m   a n   e x p er t.  Dev elo p in g   k n o w led g b ase  w it h   t h h elp   o f   a n   e x p er as   tr u s ted   s o u r ce   o f   in f o r m atio n   is   th m o s t i m p o r t an t t h i n g   in   th e   ex p er t s y s te m   s o   th at  th r e s u l w ill   b co r r ec t a n d   v alid .   I n   t h i s   ca s e,   d ir ec t in ter v ie w s   w it h   s o m ex p er t o f   t h co f f ee   p lan t a r co n d u cted .       4.   CO F F E E   P L ANT D I S E AS E S IDE NT I F I CA T I O D E S I G N   T h co f f ee   p lan id e n ti f icatio n   s y s te m   co n tai n s   t w o   b asic  p a r ts   th f ir s p ar is   b u ild in g   k n o w led g e   b ase  s y s te m   a n d   th s ec o n d   p ar is   i m ag p r o ce s s i n g   p ar t.  I n   d ev elo p in g   k n o w led g b ase  s y s te m   ex tr ac tin g   th k n o w led g o f   an   ex p er a n d   d ev elo p   r u le   u s i n g   d ec is i o n   tr ee   m eth o d s   in   th i s   ca s e,     f o r   ev er y   s y m p to m   o f   co f f ee   p lan d is ea s es    w s h o u ld   co n ti n u to   ap p l y   th r u le  u n ti n o   r u le s   t h at  ca n   b ap p lied   o r   o b j ec tiv h as  b ee n   ac h ie v ed .     I n   ca s o f   im a g p r o ce s s in g ,   th f ir s s t ag is   co f f ee   p lan d is ea s es  ar g iv e n   as  in p u to   th s y s te m .   T h s ec o n d   s tep s   f o r   co f f ee   p la n d is ea s e s   r ec o g n itio n   is   th a p r e - p r o ce s s in g   o f   i m a g e ,   p r e - p r o ce s s in g   i m a g co m m o n l y   u s ed   r e m o v i n g   lo w   f r eq u en c y   b ac k g r o u n d   n o is e,   n o r m alize   th in ten s it y   o f   th e   in d iv id u al  p ar ticles  o n   g iv e n   i m a g e,   r e m o v in g   r ef lectio n   an d   m as k i n g   p o r tio n   o f   i m a g e   th ese  is   b ec au s o f     n o is es  ca u s in ac c u r ac y   i n   i d en tific at io n   o f   co f f ee   p lan d is ea s es.    Me d ia n   f i lter in g   i s   u s ed   f o r   r ed u cin g   n o is es  o n   co f f ee   p lan i m a g es .   I m a g s eg m e n tatio n   is   th m aj o r   tech n iq u es  b eh in d   u n d er s tan d in g   o f   co f f ee   p lan d is ea s es  id e n ti f icatio n .   T h er ar d if f er en t   tech n iq u es   o f   i m ag e   s e g m en ta tio n ,   b u t h er is   n o   o n s i n g le  tech n iq u th a is   ap p r o p r iate   to   all  im a g p r o ce s s in g   ap p licatio n s .   T h er ef o r in   th is   r esear ch   K - m ea n s   s eg m e n tatio n   tech n iq u e s   ar e   u s ed .   I n   f ea t u r ex tr ac tio n   s tag e,   t h f ea t u r es  o f   co f f ee   p lan d is ea s e s   ar ex tr ac ted   to   f ee d   in to   th clas s if ier s .   T h p u r p o s o f   f ea tu r ex tr ac tio n   is   to   r ed u ce   th o r ig in al  d ata  s et  b y   m ea s u r in g   p r o p er ties ,   o r   f ea tu r es,  th at  d is t in g u is h   b et w ee n   th th r ee   t y p es  o f   co f f ee   p la n d is ea s e s .   I n   o u r   ca s w h a v th r ee   g r o u p s   o f   f ea tu r e s   th e s ar GL C M,   St atis tical  a n d   C o lo r   f ea tu r e s .   I n   E th io p ia n   co f f ee   p lan d is ea s es   th e y   h a v d i f f e r en co lo r   v ar iatio n   o f   ea c h   t y p e   an d   co lo r   a n al y s i s   co m p u ted   b y   ta k i n g   HS V   v alu e s .               (           )             (           ) ,     (           ) -                      * , (       )   (       ) -     , (       )       (       ) (       ) -         +     T h f in al  s tep   o f   co f f ee   p la n lea f   d is ea s e s   r ec o g n itio n   is   th cla s s i f ica tio n   s tag e.   class i f ier   class i f ies   th e   g iv e n   d ataset s   i n to   th eir   co r r esp o n d in g   clas s .   I n   o r d er   to   tr ain   t h clas s i f ier s ,   s et  o f   tr ain in g   o f   co f f ee   p la n d is ea s es  i m a g was  r eq u ir e d ,   an d   th c lass   lab el  w h er it  b elo n g s   to ,   9 1 0 0   co f f ee   p lan d i s ea s e s   i m a g w er tak e n   f r o m   r e g i o n s   o f   E t h io p ia  w h er m o r e   co f f ee s   ar p r o d u ce d   th at  is   So u th er n   Natio n s ,   Natio n alitie s ,   J i m m an d   Z eg i e.       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   A u to ma tic  C o ffee  P la n t D i s ea s es I d en tifi ca tio n   Usi n g   Hyb r id . . .   ( A b r a h a Deb a s u   Men g is tu )   809       Fig u r e1 .   C o f f ee   P lan t D is ea s I d en tif icat io n   Mo d el       E x p lain i n g   r esear ch   c h r o n o lo g ical,   in c lu d i n g   r esear c h   d esi g n ,   r esear c h   p r o ce d u r ( in   th f o r m   o f   alg o r ith m s ,   P s eu d o co d o r   o t h er ) ,   h o w   to   test   a n d   d ata  ac q u is i tio n   [ 1 ] ,   [ 3 ] .   T h d escr ip tio n   o f   th co u r s o f   r esear ch   s h o u ld   b s u p p o r ted   r ef er en ce s ,   s o   th ex p la n atio n   ca n   b ac ce p ted   s cien ti f icall y   [ 2 ] ,   [ 4 ] .       5.   RE SU L T S   W h av d es ig n ed   ex p er i m e n tal  s ce n ar io s   to   test   th id en ti f icatio n   p er f o r m a n ce   b y   tak i n g   th e   ex tr ac ted   f ea t u r es  o f   th d i s ea s ed   i m a g e.   W h a v 1 7   f ea tu r es  w h ic h   ar ex tr ac ted   f r o m   a   g iv e n   co f f ee   p la n t   i m a g t h ese   ar f i v G L C M,   s i x   s ta tis t ical  a n d   s i x   co lo r   f ea t u r es.  T h p er f o r m a n ce s   o f   r ec o g n itio n   w er e   test ed   b y   B P NN  ( B ac k   P r o p ag atio n   Ne u r al  Net w o r k ) .   I n   o r d e r   to   tr ain   th class i f ier s ,   s et  o f   tr ain in g   d is ea s ed   co f f ee   i m a g w a s   g i v en   to   t h m o d el  i n   ad d itio n   t o   th cla s s   lab el  o f   E t h io p ian   co f f ee   p lan t   i m ag e.   Fro m   t h to tal  o f   9 1 0 0   d ata  s ets,  6 3 7 0   w er u s ed   f o r   m o d el  tr ain i n g   a n d   2 7 3 0   w er u s ed   f o r   p er f o r m an c e   test i n g .   I n   t h is   r esear ch ,   t h er ar th r ee   o u tp u cla s s es,  b ec a u s th e   co f f ee   p la n d is ea s es  t y p w er t h r ee .   T h r ep r esen tin g   f ea t u r es  o f   tr ai n in g   w er n o r m alize d   w it h   m ea n   0   an d   v ar ian ce   1   th is   h elp s   th m o d el  to   co n v er g e.   T h n eu r al   n et w o r k   n ee d s   1 7   in p u ts   o f   t h co m b in ed   f ea t u r v ec to r s   o f   G L C M,   C O L O R   a n d   ST A T I S T I C AL   an d   3   n eu r o n s   in   its   o u tp u la y er   to   class if y   t h t y p e.   T h h id d en   la y er   h as  1 7   n eu r o n s   th i s   n u m b er   w as  p ick ed   b y   tr ial  a n d   er r o r   m et h o d s ,   if   t h n et wo r k   h as  tr o u b le  o f   lear n in g   ca p ab ilit ies,  an d   th e n   n eu r o n s   ca n   b ad d ed   to   th is   la y er .   T h er is   s ig n i f ica n ch an g w h en   w i n cr ea s t h e   n u m b er   o f   h id d en   la y er s   n e u r o n s   u n til  1 7   b u th er is   n o   ch an g w h e n   th n u m b er   o f   h id d en   la y er   n e u r o n s   in cr ea s es  ab o v 1 7 .     E ac h   v al u f r o m   t h in p u la y er   is   d u p licated   a n d   s en to   all  o f   th h id d en   n o d es.  T h r esu lt  i n d icate d   th at   t h er w as  9 4 . 5 u s i n g   B P NN  w it h   ta n h   s ig m o id   ac ti v atio n   f u n ctio n .   A f ter   co n d u cti n g   t h e   ab o v ex p er i m en ts   9 4 . 5 s u cc es s   ac h ie v ed   w h e n   b ac k p r o p ag atio n   ar ti f icial   n eu r al  n et w o r k   w it h   ta n h   ac ti v atio n   f u n ctio n   ar e   co m b i n ed .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 5 0 2 - 4752   I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci,   Vo l.  9 ,   No .   3 Ma r ch   2 0 1 8   :   8 0 6     8 1 1   810       Fig u r e   2 .   C o n f u s io n   m atr ix       6.   CO NCLU SI O N   T h aim   o f   th r esear ch   p a p er   is   to   d ev elo p   a   h y b r id   s y s te m   u s i n g   d ec is io n   tr ee   an d   i m ag e   p r o ce s s in g   tec h n iq u es   I n   ad d it io n ,   t h is   r esear ch   h a s   b ee n   f o c u s ed   o n   co f f ee   p la n d i s ea s e s   i d en tific atio n   s i n ce   it  m atch e s   w it h   th o r ig i n al  p u r p o s o f   th r esear ch .   I n   th is   p ap er ,   B P NN  w i th   t h co m b in ed   f ea t u r es  o f   GL C M,   C O L OR ,   ST A T I ST I C AL   an d   k n o w led g b ase  s y s te m ( KB )   in   co f f ee   d i s ea s e s   id en ti f icatio n   ar e   test ed   an d   th ac c u r ac y   o f   t h s y s te m   ar p r ese n ted ,   an d   t h r esu lts   o f   B P NN  w it h   ta n h   ac tiv atio n   f u n cti on  ap p r o ac h es  w er d is cu s s ed   an d   en co u r ag i n g   r es u lt s   w er o b tain ed .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   A le m a y e h u   As f a w   Am a m o ,   Co ff e e   P ro d u c ti o n   a n d   M a rk e ti n g   in   Et h i o p ia” ,   Eu ro p e a n   J o u rn a o Bu sin e ss   a n d   M a n a g e me n t,   V o l . 6 ,   No . 3 7 ,   2 0 1 4 .   [ 2 ]   Ba rt  M in ten ,   S e n e sh a w   Ta m ru ,   Tad e ss e   Ku m a ,   a n d   Ya w   N y a rk o ,   S tru c tu re   a n d   Per fo rm a n c e   o E th io p ia ’s  C o ff e e   Exp o rt  S e c to r” ,   E th i o p ia  S trate g y   S u p p o rt  P r o g ra m ,   2 0 1 2 .     [ 3 ]   A b rh a m   De a b su ,   Da g n a c h e w   M e les e w   a n d   S e ff G e b e y e h u ,   Im a g e   A n a l y sis  f o Et h io p ia n   c o f f e e   p lan d ise a se s   id e n ti f ica ti o n ,   CS C - j o u r n a l,   V o l. 9 ,   No . 4   ( 2 0 1 6 ) .   [ 4 ]   P .   Re v a th M .   He m a l a th a ,   Ho m o g e n o u S e g m e n tatio n   b a s e d   Ed g e   De te c ti o n   T e c h n iq u e f o P ro f icie n t   Id e n ti f ica ti o n   o f   th e   Co tt o n   L e a S p o Dise a se s” ,   a ,   I n ter n a ti o n a l   J o u rn a o Co mp u ter   Ap p l ica ti o n s,  Vo lu m e   4 7   No . 2 ,   Ju n e   2 0 1 2 .   [ 5 ]   Dh e e b   A B a sh ish ,   M a li k   Bra ik ,   a n d   S u li e m a n   Ba n A h m a d , Fra me wo rk   fo r De tec ti o n   a n d   Cla ss if ica ti o n   o Pl a n t   L e a a n d   S tem   Dise a se s” ,   2 0 1 0   I n tern a ti o n a Co n f e re n c e   o n   S ig n a a n d   Im a g e   P ro c e ss in g .   [ 6 ]   P ra k a sh   M .   M a in k a r,     S h re e k a n G h o rp a d e ,     M a y u A d a w a d k a r,   Co ff e e   d ise a se Dise a se   De tec ti o n   a n d   Clas sif ic a ti o n   Us in g   Im a g e   P ro c e ss in g   T e c h n iq u e s,  V o l u m e   2 ,   Iss u e   4 ,   2 0 1 5 .   [ 7 ]   P re m a lath a . V ,   V a larm a th y . S ,   S u m it h ra . M . G ,   Dise a s e   Id e n ti f ica ti o n   in   C o tt o n   P lan ts  Us in g   S p a ti a F CM   &   P NN   Clas sif ier ,   IJ IRCCE ,   Vo l.   3 ,   Iss u e   4 ,   A p ril   2 0 1 5 .   [ 8 ]   Nik it a   Rish ,   Ja g b ir  S i n g h   G il l,   A n   Ov e r v ie w   o n   De tec ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   o f   P lan Dis e a se in   Im a g e   P r o c e ss in g ,   In ter n a ti o n a l   J o u r n a o S c ien ti f ic   En g i n e e rin g   a n d   R e se a rc h   ( IJ S ER )   V o l u m e   3   Iss u e   5 ,   M a y   2 0 1 5 .   [ 9 ]   Ja y m e   G a rc ia   A rn a Ba rb e d o ,   Di g it a ima g e   p ro c e ss in g   te c h n iq u e f o d e tec ti n g ,   q u a n ti f y in g   a n d   c las si fy in g   p lan d ise a se s,  S p rin g e r P lu s,   De c e m b e r   2 0 1 3 .   [ 1 0 ]     Ha ig u a n g   W a n g ,   G u a n li n   L i,   Zh a n h o n g   M a ,   X iao l o n g   L i,   I m a g e   Re c o g n it io n   o f   P lan Dis e a se Ba s e d   o n   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne tw o rk s :  IEE E ,   2 0 1 5 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n d o n esia n   J   E lec  E n g   &   C o m p   Sci     I SS N:  2502 - 4752       A n   A u to ma tic  C o ffee  P la n t D i s ea s es I d en tifi ca tio n   Usi n g   Hyb r id . . .   ( A b r a h a Deb a s u   Men g is tu )   811   [ 1 1 ]     A n u p   V i b h u te,  A p p li c a ti o n o f   Im a g e   P ro c e ss in g   in   A g ricu lt u re A   S u rv e y ,   In ter n a t io n a l   J o u r n a o C o mp u ter   Ap p li c a ti o n ( 0 9 7 5     8 8 8 7 Vo lu m e   5 2   N o . 2 ,   A u g u st 2 0 1 2 .   [ 1 2 ]     A n tan u   P h a d ik a r   a n d   Ja y a   S il ,   Ri c e   d ise a se   id e n ti fi c a ti o n   u si n g   p a tt e rn   re c o g n it io n   tec h n iq u e s" ,   P ro c e e d i n g o 1 1 t h   I n tern a ti o n a C o n f e re n c e   o n   C o m p u ter  a n d   I n f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y   (ICCIT  2 0 0 8 ) ,   2 5 - 2 7   De c e m b e r,     2 0 0 8 ,   K h u l n a .   [ 1 3 ]   Ha b tam u   M in a sie   Ima g e   a n a lys i fo r E t h io p ia n   c o ff e e   c la ss if ica ti o n ,   2 0 0 8 ,   A d d is  A b a b a   Un iv e rsity   [ 1 4 ]     A b rh a m   De a b su ,   Da g n a c h e w   M e les e w   a n d   S e f f G e b e y e h u ,   Et h io p ia n   Co f f e e   P lan t   Dise a se Re c o g n it io n   Ba se d   o n   Im a g in g   a n d   M a c h in e   L e a rn in g   T e c h n iq u e s,  In ter n a ti o n a J o u rn a o Da t a b a se   T h e o ry   a n d   A p p li c a ti o n ,   Vo l. 9 ,   No . 4   ( 2 0 1 6 ) ,   p p . 7 9 - 88.   [ 1 5 ]     F it ri  Uta m in in g ru m ,   Re n a ld P ri m a s w a r a   P ra e ty a ,   Yu it a   A ru m   S a ri,     I m a g e   P ro c e ss in g   f o Ra p id l y   E y e   De te c ti o n   b a se d   o n   Ro b u st Ha a S l id i n g   W in d o w ,   IAE S ,   V o l   7 ,   No   2 .   [ 1 6 ]     A c h m a d   F a h ru ro z i1 ,   S a rif u d d i n   M a d e n d a 1 ,   Ern a stu t i1 ,   Dja ti   Ke ra m i,   W o o d   Clas sif ic a ti o n   Ba se d   o n   Ed g e   De tec ti o n s an d   T e x tu re   F e a tu re S e lec ti o n ,   IAE S ,   Vo l. 6 ,   N o . 5 ,   Oc to b e 2 0 1 6 ,   p p .   2 1 6 7 ~ 2 1 7 5 .   [ 1 7 ]   L il ik   S u m a r y a n ti ,   A in a   M u sd h o li f a h ,   S ri  Ha rtati,   Dig it a Im a g e   Ba se d   Id e n ti f ica ti o n   o f   Rice   V a ri e t y   Us in g   Im a g e   P r o c e ss in g   a n d   Ne u ra Ne tw o rk ,   T EL KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u r n a o E lec trica E n g i n e e rin g   Vo l   1 6   N o   1 ,   2 0 1 5 .   [ 1 8 ]   Qin g h a He ,   Be n x u e   M a ,   Du a n y a n g   Qu ,   Q ian g   Zh a n g ,   X in m in   Ho u ,   Jin g   Zh a o   ,   Co tt o n   P e sts  a n d   Dise a s e De tec ti o n   Ba se d   o n   Im a g e   P ro c e ss in g ,   T EL KOM NIKA  In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica E n g i n e e rin g   Vo 1 1     No   6 ,   2 0 13 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.