T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   3 J une   2020 ,   pp.   1 376 ~ 1 381   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i3. 14840     1376       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   C on vol u t io n al   n e u r al   n e t w or k     f or  m ai z e  l e a f   d is e as e   image   c la ssi f ic at io n       M oh am m ad   S yar ief ,   Wah yu d i   S e t iawan   In fo rma t i c s   D ep ar t men t ,   U n i v er s i t y   o T ru n o j o y o   Ma d u ra,   In d o n es i a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT     A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  Aug  17,   2019   R e vis e J a 4,   2020   Ac c e pted  F e 26,   2020     T h i s   art i cl d i s cu s s e s   t h mai ze  l eaf  d i s ea s i mag cl a s s i fi ca t i o n .     T h ex p eri me n t a l   i mag e s   co n s i s t   o 2 0 0   i mag e s   w i t h   4   cl as s e s :   h ea l t h y ,   cerco s p o ra,   co mm o n   ru s t   a n d   n o rt h ern   l eaf  b l i g h t .   T h er are  2   s t ep s :   fea t u re   e x t r a c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n .   F e a t u r e   e x t r a c t i o n   o b t a i n s   f e a t u r e s   a u t o m a t i c a l l y   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n eu ra l   n et w o r k   (CN N ).   Sev e n   CN N   mo d e l s   w ere     t es t ed   i . A l e x N e t ,   v i r t u a l   g eo me t ry   g r o u p   (V G G 1 6 ,   V G G 1 9 ,   G o o g l e N et ,   In cep t i o n - V 3 ,   res i d u al   n e t w o rk   5 0   (Res N et 5 0 an d   Res N et 1 0 1 .   W h i l e     t h cl as s i f i cat i o n   u s i n g   mach i n l earn i n g   met h o d s   i n cl u d k - N eare s t   n ei g h b o r,   d eci s i o n   t re an d   s u p p o r t   v ect o mach i n e .   Bas ed   o n   t h t e s t i n g   res u l t s ,   t h e   b e s t   c l as s i f i cat i o n   w as   A l e x N e t   a n d   s u p p o rt   v ect o mach i n w i t h   accu racy ,   s e n s i t i v i t y ,   s p ec i fi c i t y   o 9 3 . 5 % ,   9 5 . 0 8 % ,   an d   9 3 % ,   res p ec t i v el y .   K e y w o r d s :   Ale xNe t   C las s if ica ti on   C onvolut io na ne ur a ne twor k   k - ne a r e s ne ighbor   M a ize   lea f   im a ge   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   W a hyudi  S e ti a wa n   I nf or matics   De pa r tm e nt ,     Unive r s it of   T r unojoyo   M a dur a ,   R a ya   T e lang   S t. ,   P e r umaha T e lang   I nda ,   T e lang,   Ka mal,   B a ngka lan,   J a wa   T im ur   69162 ,   I ndone s ia .   E mail:   ws e ti a wa n@tr unojoyo. a c . id       1.   I NT RODU C T I ON     C onvolut ional  ne ur a ne two r ( C NN )   is   a   de ve lop ment  of   the   a r ti f icia l   ne ur a l   ne twor k   that   c ons is ts   of   tens   to   hundr e ds   o f   laye r s   [ 1] .   C NN   is   a   meth od  in  de e p   lea r ning   that  c a n   pe r f or m   va r ious   tas ks   s uc a s   im a ge   c las s if ica ti on   [2 3] ,   s e gmenta ti on  [4 ,   5] ,   r e c ognit ion   [6 7] ,   a nd   objec ts   de tec ti on  [8 9] .   C NN   tec hnology  ha s   gr own   wide ly   including   f ields   o f   medic a l   im a ge   [ 10 11] ,   a utonom ous   dr ive r s   [ 12 13 ] ,   r oboti c s   [ 14 15] ,   a nd  a gr icultu r a l   im a ge   [ 16] .   M a ny  im a ge   s tudi e s   ha ve   be e c a r r ied  out,   s uc a s   dis e a s e   c las s if ica ti on  in  15   f ood   c r ops   us i ng  5   c onvolut i ona laye r s   [ 17] ,   c las s if ica ti on  o f   d is e a s e s   in  c l a s s   plant  im a ge s   us ing  googleN e [ 18] .   M oha nty  e a l .   c las s if ied  14  types   of   f ood   c r ops ,   including   maiz e .   T he r e   wa s     26  c las s   of   dis e a s e s .   T he   tes ti ng  us e im a ge s   in  va s number s ,   i . e   54, 306   im a ge s .   De e lea r ning  c onv e nti ona ne ur a ne twor wi th  two   a r c hit e c tur e   ( Ale xNe a nd  Google Ne t)   wa s   us e f or   c las s if ica ti on.     T he   c las s if ica ti on  r e s ult s   s howe a a c c ur a c of   3 1. 4%   [ 19] .   I thi s   s tudy,   c las s if ica ti o wa s   c a r r ied   out   to   de tec dis e a s e s   in  maiz e   lea ve   im a ge s   us ing  C NN .     One   of   the  pr e vious   s tudi e s   that  c a r r ied  out  d is e a s e s   c las s if ica ti on  of   maiz e   lea ve s   us ing  C NN   wa s   S ibi ya   &   S umbwa nya mbe   [ 20] .   T he us ing   c las s e s   of   dis e a s e   c la s s if ica ti on:  nor ther lea f   b l ight ,   c om mon  r us t,     a nd  c e r c os por a .   C NN   a r c hit e c tur e   us e wa s   not  e xplaine in  de tail ,   but   it   only   mentioned  us ing  5 hidden   laye r s   c ons is ti ng  of   c onvolut ion  laye r s   with   f il te r   ke r ne ls   that  ha ve   a   media n   of   24,   r e c ti f ied  l in e a r   unit s   ( R e L U)   a nd  pooli ng   la ye r s .   One   hundr e d   im a ge s   p e r   c las s   wa s   us e with  a   r a ti o   of   70 %   f or   tr a ini ng   a nd  30%   f or   tes ti ng.   T he   tes ti ng  r e s ult s   s howe a a c c ur a c of   92. 85 %   [ 20]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         C onv olut ional   ne ur al  ne tw or k   for   maiz e   leaf  dis e as e   image   c las s if ication  ( M ohamm ad  Sy ar ief )   1377   Z ha ng  c las s if ied  dis e a s e s   in  maiz e   lea f   im a ge s s outher lea f   bli ght ,   br own  s pot,   c ur vular ia  lea f   s pot,   r us t,   dwa r f   mos a ic,   gr a lea f   s pot,   r ound  s pot ,   a nd  nor ther lea f   bli ght   [ 18 ] .   C NN   a r c hit e c tur e   u s e wa s   googleN e or   I nc e pti on - V1.   T he   e xpe r i ments   we r e   c onduc ted  us ing   3, 672   im a ge s ,   80 %   f or   t r a ini ng  a nd  20%   f or   tes ti ng.   C las s if ica ti on  r e s ult s   s howe a a c c ur a c of   98. 9%   [ 18] .   Hida y a c las s if ied  thr e e   dis e a s e s   in   maiz e   lea f   im a ge s c omm on  r us t,   c e r c os por a ,   a nd  nor ther lea f   bli ght   [ 21] .   T he   e xpe r im e nts   us e 300  maiz e   lea f   im a ge s .   Ave r a ge   a c c ur a c r e s ult   wa s   93 . 67%   [ 21] .   B oth  types   of   r e s e a r c h,   S ibi ya   S u mbwa nya mbe   [ 20]   a nd  Hida ya e a l.   [2 1 ] ,   only  e xplaine d     the  type  of   C NN   laye r s ,   but  the  nu mber   of   e a c la ye r   type  a nd  de tailed  pa r a mete r s   we r e   no e xplain e d,   while  Z ha ng’ s   [ 18 ]   us e e xis ti ng  C NN   a r c hit e c tur e ,   i. e   Google Ne that  c ons is ts   of   177   laye r s .   T he r e   wa s   a   nove lt in  thi s   s tudy.   F ir s t,   us e   of   7   C NN   a r c hit e c tur e s Ale xNe [ 22] ,   VG G16 ,   VG G19   [ 23 ] ,   Google L e [ 23] I nc e pti on - V3  [ 24] ,   R e s Ne t50  a nd  R e s Ne t101  [ 25]   a nd  mac hine  lea r ning   c las s if ica ti on  method  ( kNN ,   d e c is ion  tr e e ,   S VM )   to   c las s if maiz e   lea f   dis e a s e s .   S e c ond,   the  pe r c e ntage   of   a c c ur a c incr e a s e while  c ompar e to  the  p r e vious   s tudy.         2.   RE S E AR CH  M E T HO D   T he   s teps   f or   c las s if ica ti on  pr oc e s s   us ing  C NN   a r e   s hown  in  F igu r e   1.   M a ize   lea f   im a ge s   a s   da ta  a r e   divi de int o   2   pa r ts t r a ini ng   a nd  tes ti ng   da ta.   F ur t he r mor e ,   C NN   is   a ppli e d ,   the  f unc ti on  o f   C NN   a s   a   f e a tur e   e xtr a c ti on  pr oc e s s   without   de ter mi ning   type   of   f e a tur e   e xtr a c ti on   a s   in   c onve nti ona l   mac hine  l e a r ning.     T he   ne xt  p r oc e s s   is   c las s if ica ti on  us ing  k - Ne a r e s Ne ighbor ,   s uppor t   ma c hine  a nd  de c is ion  tr e e .           F igur e   1.   T he   r e s e a r c method  o f   maiz e   lea f   dis e a s e   im a ge   c las s if ica ti on        2. 1 .     M aize   leaf   im a ge   I mage   da ta  us e maiz e   lea ve s   that  s ize   of   256x2 56  pixels .   Da ta  c ons is ts   of   200   im a ge s   whic a r e   divi de int c las s e s ,   50  im a ge s   pe r   c las s .   E xpe r im e nt  da ta  obtaine f r om  M oha nty  plant   v il l a ge   [ 19] E xa mpl e s   of   im a ge   da ta  on  maiz e   lea ve s   a r e   s ho w in  F igur e   2 .   W he tr a ini ng  a nd  tes ti ng  us ing  C NN ,   im a ge   s ize   is   a djus ted  to  de f a ult   s ize   of   e a c C NN   a r c hit e c tur e .   T a ble  s how  the   de f a ult   inpu s ize   of   C NN   model.             F igur e   2 .   ( a )   N o r mal,   ( b)   C e r c os por a ,   ( c )   N or ther n   lea f   bli ght ,   ( d)   C omm on  r us t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1 376   -   1 381   1378   Ta ble  1.   De f a ult   input   s ize   of   C NN   C N N   D e f a ul I nput  S iz e   A le xN e t   227× 227   V G G 16   224× 224   V G G 19   224× 224   G oogl e N e t   224× 224   I nc e pt io n - V3   299× 299   R e s N e t5 0   224× 224   R e s N e t1 01   224× 224       2. 2.     Convol u t ion al   n e u r al  n e t wor k   C NN   c ons is t s   of   main  pa r ts f e a tur e   e xtr a c ti on  a nd  c las s if ica ti on.   T he   f e a tur e   e xtr a c ti on  s e c ti on  include s   input   laye r ,   c onvolut ional   laye r   with  s t r ide  a nd  pa dding ,   r e c ti f ied   li ne a r   unit   ( R e L U) ,   pooli ng,     a nd  ba tch  nor maliza ti on  laye r .   W hil e   the  c las s if i c a ti on  pa r c ons is ts   of   f u ll c onne c ted  laye r ,   s of t max  da output   laye r .   C NN   a r c hit e c tur e   c a ha ve   mor e   tha one   type  of   laye r   [ 26] .   C NN   a r c hit e c tur e s   a na lyze in  thi s   pa pe r   we r e   Ale xNe t,   VG G16,   VG G19,   Googl e Ne t,   I nc e pti on - V3,   R e s Ne t50,   a nd  R e s Ne t101.   T hos e   a r c hit e c tur e s   ha ve   25,   41 ,   177   a nd  144  laye r s ,   r e s pe c ti ve ly.   F i g u r e   3   s h o w s   a   s i m p l e   C N N   m o d e l   t h a t   h a s     1 3   l a y e r s :   1   i n p u t   l a y e r ,   3   c o n v o l u t i o n a l   l a y e r s   w i t h   s t r i d e   a n d   p a d d i n g ,   3   R e L U   l a y e r s ,   p o o l i n g   l a y e r ,   2   n o r m a l i z a t i o n   l a y e r ,   F C L ,   s o f t m a x ,   a n d   o u t p u t   l a y e r .             F igur e   3.   S im ple   C NN   model       Ale xNe a r c hit e c tur e   ha s   twe nty - f ive  laye r s   [ 22] I nput   laye r ,   5   c onvolut ional  laye r s ,   f ir s t   co nvolut ional  laye r   ha s   a   11× 11  f il ter ,   s e c ond  laye r   ha s   a   f il ter ,   a nd   thi r d ,   to   f i f t laye r   ha ve   3 × 3   f il ter s .   F ur ther mor e ,   R e L laye r s ,   nor maliza ti on  laye r s ,   max - pooli ng  laye r s ,   f ull y   c onne c ted  laye r   dr opouts   0. 5 ,   S of tm a x   a nd   output   laye r .   Vis ua l   Ge ometr Gr oup   ( VG G)   f r om   Oxf o r d   Unive r s it c r e a tes   a   VG G16  ne twor a r c hit e c tur e   with  41  laye r s .   VG s im pli f ies   the  pr oc e s s e s   by  c r e a ti ng  a   f il ter   f or   e a c laye r .   E quivale nt   a nd  s maller   f il ter   s ize   us e in  VG c a pr oduc e   mor e   c ompl e f e a tur e s   a nd  lowe r   c omput ing  than  Ale xNe t’ s .   VG G16  a r c hit e c tu r e   c ons is ts   of   [ 23] the  input   laye r   s ize   is   224× 224   pixels   13  c onvolut ional  laye r s .   F i r s a nd   s e c ond  c onvolut ional  laye r s   ha ve   f il ter   s ize   of   64  p ixels ,   thi r a n f our th   ha ve   f il ter   s ize   o f   128   pixels ,   f if th   to  s e ve nth   ha ve   f il te r   s ize   of   256   pixels   a nd   e ig ht   to   thi r tee nth  h a ve   f il ter   s ize   of   512.   F if tee R e L U.   max - pooli ng,   f ull c onne c ted  laye r s .   T wo  dr opout   0. 5 S of t max   a nd    o utput   laye r   W hil e   VG G19  a r c hit e c tur e   c ons is ts   of   [ 23] :   inpu laye r   is   224× 224  pixels .   S ixt e e c onvolut ional   laye r s .   F ir s t   a nd  s e c ond  c onvolut ional   laye r s   ha ve   f il te r   s ize   o f   64   pixels ,   thi r d   a nd  f our th   ha ve   f il te r   s ize   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         C onv olut ional   ne ur al  ne tw or k   for   maiz e   leaf  dis e as e   image   c las s if ication  ( M ohamm ad  Sy ar ief )   1379   128  pixels ,   5   to   ha ve   f il ter   s ize   of   256  pixels   a nd  the  9   to  16   ha v e   f il ter   s ize   of   512   pixels ,   1 R e L U,     max - pooli ng,   3   f u ll c onne c ted  laye r s ,   2   dr o pouts   of   0 . 5   S of tm a x   a nd  outpu laye r .   R e s Ne t50  da n   R e s Ne t101  incr e a s ing  number   of   laye r s   is   d ir e c tl y   pr opor ti ona to   the   incr e a s e   in  lea r n ing,   but   it   c a lea to   lea r ning   mor e   a nd  mo r e   dif f icult  a nd  a c c ur a c de c r e a s e s .   R e s idual  lea r ning  pr ovides   s olut ions   to  thes e   pr oblems .   R e s idual  Ne twor ( R e s Ne t)   is   a   C NN   n e twor a r c hit e c tur e   f or   r e s idual  lea r ning.   R e s idual  lea r ning   s kips   laye r   c onne c ti on.   R e s Ne t50  a r c hit e c tur e   ha s   177  laye r s ,   while   R e s Ne t101  ha s   347  laye r s   [ 26]   GoogL e Ne ( I nc e pti on - V1)   is   a   C NN   a r c hit e c tur e   that  ha s   144  laye r s .   GoogL e Ne c or r e c ts   de f icie nc ies   in  VG G   that  r e quir e   high   c omput ing,   both  memor y   a nd   ti me.   T he   wo r king   pr inciple   of   I nc e pti on  is   that  the  ne twor k   will   a utom a t ica ll c hoos e   the  b e s c onvolut ion  r e s ult s   us ing  a   c e r tain   s ize .   F il ter   s ize   us e in  thi s   a r c hit e c tur e   is   p ixels ,   3   pixels ,   5   pixels   a nd  max - pooli ng  pixels .   Anothe r   va r ia nt  us e in  thi s   s tudy  wa s   I nc e pti on - V3.   I nc e pti on - V3  a r c hit e c tur e   c ons is ts   of   316  laye r s   [ 27 - 29]     2. 3.     Clas s if icat ion   m e t h od s   I thi s   s tudy,   we   us e d   thr e e   c las s if ica ti on  me thods   f or   tes ti ng:   s uppor t   ve c tor   mac hine  [ 30 ]   k - Ne a r e s Ne ighbor   [ 31]   a nd  de c is ion  t r e e   [ 3 2] .   F or   e a c tes ti ng ,   we   c onf igu r e   the   ne twor laye r ,     e xtr a c the  f e a tur e s ,   a nd  make   c las s if ica ti on  us ing  e a c method  a bove .       3.   RE S UL T   AN DI S CU S S I ON   T he   e xpe r im e nt  divi de int s c e na r ios ,   output   of   C NN   models   c las s if ied  with  S VM ,   kNN   a nd   De c is ion  T r e e .   T e s ti ng  r e s ult s   us ing  the  C NN   a r c hit e c tur e   we r e   f ound  in   T a ble  to   T a ble  4 .   T a ble  r e pr e s e nted  c las s if ica ti on  tes ti ng  u s ing  the  S VM   method,   while  T a ble  a nd  T a ble  f or   c las s if ica ti on  us ing   k - Ne a r e s Ne ighbor   a nd  de c is ion  tr e e   method s ,   r e s pe c ti ve ly.       T a ble  2.   T e s ti ng  r e s ult s   us ing  S VM     C N N  mode l   S e ns it iv it (%)   S pe c if ic it (%)   A c c ur a c (%)   A le xN e t   95.83   100   95   V gg16   88.4   92.03   88.3   V gg19   88.4   92.03   88.3   R e s N e t5 0   87.28   90.63   86.7   R e s N e t1 01   90   92.85   90   G oogl e N e t   83.75   89.13   83.3   I nc e pt io n - V3   87.55   91.32   86.7   A ve r a ge   88.74   92.57   88.33     T a ble  3.   T e s ti ng  r e s ult s   us ing  kNN     C N N  mode l   S e ns it iv it (%)   S pe c if ic it (%)   A c c ur a c (%)   A le xN e t   94.72   94.715   93.3   V gg16   82.23   89.65   76.7   V gg19   88.4   91.94   88.3   R e s N e t5 0   73.68   87.2   75   R e s N e t1 01   81.98   88.89   80   G oogl e N e t   84.55   89.41   83.3   I nc e pt io n - V3   80.98   88.33   80   A ve r a ge   83.79   90.02   82.37         T a ble  4.   T e s ti ng  r e s ult s   us ing  de c is ion  tr e e     C N N  mode l   S e ns it iv it y ( % )   S pe c if ic it y ( % )   A c c ur a c y ( % )   A le xN e t   74.33   84.19   73.3   V gg16   77.73   84.58   75   V gg19   76.93   86.89   76.7   R e s N e t5 0   83.58   88.22   83.3   R e s N e t1 01   76   83.7   73.3   G oogl e N e t   73.85   85.61   75   I nc e pt io n - V3   66.53   79.93   65   A ve r a ge   75.56   84.73   74.51       B a s e on  the  tes ti ng  r e s ult s   a bove ,   the  be s c las s if i c a ti on  wa s   pr oduc e by  Ale xNe a r c hit e c tur e   with   S uppor Ve c tor   M a c hine  c las s if ica ti on.   I s how e the  be s pe r f o r manc e   mea s ur e s   ba s e on  s e ns it ivi ty,   s pe c if icity,   a nd   a c c ur a c of   95. 83 % ,   100% ,   a nd  95% ,   r e s pe c ti ve ly.   B e s a ve r a ge   a c c ur a c y   of   88. 33 %     us ing  S VM .   F u r ther mor e ,   to   do   va li da ti on  us e 10 - f old   c r os s - va li da ti on.   T his   method   will   d ivi de   da ta  int o     10  e qua pa r ts .   T he   c ompl e te   s tage s   a r e   a s   f oll ows :   a)   F ir s t,   9   da ta  s e c ti ons   a r e   us e f or   tr a ini ng ,   one   f ina da ta  s e c ti on  is   us e f or   tes ti ng.   b)   S e c ond,   the   da ta   s e c ti on  unti l   the   da ta  is   us e f or   t r a ini ng,   the   f i r s da ta   s e c ti on  is   us e f o r   tes ti ng,     a nd  s on.     c)   And  s on  unti the  da ta  pa r to  a nd  10  a r e   us e a s   tr a ini ng  da ta,   while  da ta  s e c ti on  is   u s e a s   tes ti ng  da ta.   d)   F ind  the  a ve r a ge   va lue  of   a ll   r ounds .   F o r   mor e   de tails ,   a il lus tr a ti on  of   10 - f old   c r os s - va li da ti on   is   s hown  in  F igur e   4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   3 J une   2020:    1 376   -   1 381   1380   T he   r e s ult s   of   10 - f old  c r os s - va li da ti on  a r e   s hown  in  T a ble  5.   I us ing  Ale xNe a nd  S VM   a s   c las s if ica ti on.   I n   the  f inal   s e c ti on,   the   r e s ult s   of   10  k   c r os s - va li da ti o we r e   c ompar e d   with  p r e vious   s tudi e s .   T a ble   r e pr e s e nts   a   c ompar is on  be twe e thi s   s tudy  a nd   p r e vious   s tudi e s   us ing  maiz e   lea f   im a ge s   f or   dis e a s e   c la s s if ica ti on.           F igur e   4.   10 - f old   c r os s - va li d a ti on       T a ble  5.   P e r f o r manc e   m e a s ur e   of   10 - f old   c r os s - va l idation   R ound   S e ns it iv it y ( % )   S pe c if ic it y   (%)   A c c ur a c y ( % )   1   95.83   95.83   95   2   90   92.86   90   3   100   100   100   4   87.5   88.69   85   5   100   100   100   6   95.83   95.83   95   7   100   100   100   8   80   88.89   80   9   90   92.86   90   10   95.83   95.83   95   A ve r a ge   93.5   95.08   93       T a bl e   6.   R e s ult s   c ompar is on  of   maiz e   lea f   c las s if ica ti on   A ut hor s   N umbe r  of  c la s s e s   S e ns it iv it y   (%)   S pe c if ic it y   (%)   A c c ur a c y   (%)   S ib iy a  &  S umbwa nya mbe   [ 20 ]   3   -   -   92.85   Z ha ng e a l.   [ 18]   8   -   -   98.9   H id a ya e a l.   [ 21]   3   -   -   93.67   P r opos e d me th od   4   93.5   95.08   93       4.   CONC L USI ON   T his   s tudy  a na lyze d   maiz e   lea f   im a ge   c las s if ica ti on  us ing  C NN   a r c hit e c tur e s   ( Ale xNe t,   VG G16,   VG G19,   R e s Ne t50,   R e s Ne t110.   Google Ne t,   a nd   I nc e pti on - V3)   a nd  the  c las s if ica ti on  methods   ( S V M ,   kNN ,   a nd  De c is ion  T r e e ) .   T he   be s t   c las s if ica ti on  wa s   g e ne r a ted  by  Ale xNe t   a r c hit e c tur e   with   S VM .   T h is   s howe that  Ale xNe a nd   S VM   methods   we r e   be s s uit e f or   f e a tu r e   e xtr a c ti on   a nd  i mage   c las s if ica ti on  of   maiz e   lea ve s   dis e a s e .   F ur ther mor e ,   we   c ould   incr e a s e   the  pe r c e ntage   of   a c c ur a c by   a dding  opti mi z a ti on   me thods   in  C NN   a r c hit e c tur e s .       R E F E RE NC E S   [1 ]   C.   St eg er,   M.   U l ri ch ,   an d   C.   W i ed eman n ,   " Mach i n V i s i o n   A l g o r i t h ms   an d   A p p l i cat i o n s , "   1 st   E d i t i o n W ei n h e i m :   W i l ey - V C H ,   2 0 0 7 .   [2 ]   D .   H an a,   Q .   L i u ,   an d   W .   Fa n ,   “A   n e w   i ma g cl as s i f i cat i o n   me t h o d   u s i n g   CN N   t ra n s fer  l earn i n g   an d   w e b   d at a   au g me n t a t i o n , ”  E x p er t   S ys t .   A p p l . ,   v o l .   9 5 ,   p p .   4 3 - 5 6 ,   2 0 1 8 .   [3 ]   C.   Z h an g   et   a l . ,   “A   h y b r i d   ML P - CN N   c l as s i f i er  fo v ery   fi n res o l u t i o n   remo t el y   s en s ed   i mag c l as s i f i cat i o n ,   IS P R S   J.   P h o t o g r a m m .   R e m o t S e n s . ,   v o l .   1 4 0 ,   p p .   1 3 3 - 1 4 4 ,   2 0 1 8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         C onv olut ional   ne ur al  ne tw or k   for   maiz e   leaf  dis e as e   image   c las s if ication  ( M ohamm ad  Sy ar ief )   1381   [4 ]   W .   Set i aw a n ,   M.   I.   U t o y o ,   an d   R.   Ru l an i n g t y as ,   “V es s el s   s eman t i s eg me n t a t i o n   w i t h   g rad i en t   d es c en t   o p t i mi zat i o n , ”  In t e r n a t i o n a l   A ca d em i Jo u r n a l s . ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p p .   4 0 6 2 - 4 0 6 7 ,   2 0 1 8 .   [5 ]   W .   Set i a w an ,   M.   I .   U t o y o ,   an d   R.   Ru l an i n g t y as ,   “Se man t i s eg me n t a t i o n   o art ery - v en o u s   ret i n a l   v es s e l   u s i n g   s i mp l co n v o l u t i o n a l   n eu ra l   n et w o r k , ”  IO P   Co n f e r en ce  S er i es  :  E a r t h   a n d   E n vi r o n m e n t a l   S c i en ce v o l .   2 4 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 - 10 ,   2 0 1 9 .   [6 ]   Y .   L i ,   J .   Z en g ,   an d   S.   Sh an ,   “O ccl u s i o n   aw are  faci al   ex p res s i o n   reco g n i t i o n   u s i n g   CN N   w i t h   at t en t i o n   mech an i s m,   IE E E   Tr a n s .   Im a g P r o ces s . ,   v o l .   2 8 ,   n o .   5 ,   p p .   2 4 3 9 - 2 4 5 0 ,   2 0 1 8 .   [7 ]   Y .   X ,   Y an g ,   et   a l . ,   “Face  reco g n i t i o n   u s i n g   t h SR - C N N   Mo d el , ”  S e n s o r s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   12 ,   2 0 1 8 .   [8 ]   Y .   Ch en ,   et   al . “D o mai n   ad ap t i v fas t er  R - CN N   f o o b j ect   d et ec t i o n   i n   t h w i l d , ”  p p .   3 3 3 9 - 3 3 4 8 ,   2 0 1 8 .   [9 ]   H .   G ao ,   et   al . ,   “O b j ect   cl a s s i fi ca t i o n   u s i n g   CN N - b a s ed   fu s i o n   o v i s i o n   an d   L ID A i n   au t o n o mo u s   v e h i cl e   en v i ro n men t , ”  IE E E   T r a n s .   In d .   In f o r m a t i c s ,   v o l .   14 ,   n o .   9 ,   p p .   4 2 2 4 - 4 2 3 1 ,   2 0 1 8 .   [1 0 ]   A .   K h at am i ,   et   a l . ,   “A   s eq u e n t i al   s earch - s p ace  s h ri n k i n g   u s i n g   CN N   t ra n s fe l earn i n g   an d   Rad o n   p r o j ec t i o n   p o o l   fo med i ca l   i ma g ret ri e v a l , ”  E xp e r t   S y s t .   A p p l . ,   v o l .   1 0 0 ,   p p .   2 2 4 - 2 3 3 ,   2 0 1 8 .   [1 1 ]   M.   Fri d - ad ar,   et   a l . ,   “G A N - b a s ed   s y n t h e t i me d i ca l   i m ag au g me n t a t i o n   f o i n cre a s ed   C N N   p erf o rma n ce  i n   l i v er   l es i o n   cl a s s i f i cat i o n , ”  Neu r o co m p u t i n g ,   v o l .   3 2 1 ,   p p .   3 2 1 - 3 3 1 ,   2 0 1 8 .   [1 2 ]   S.   O A .   Ch i s h t i ,   e t   al . ,   “Sel f - d ri v i n g   car s   u s i n g   C N N   an d   Q - l earn i n g ,   IE E E   2 1 st   I n t e r n a t i o n a l   M u l t i - T o p i c   Co n f er e n ce  (INM IC) ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 8 .   [1 3 ]   A .   D h a l l ,   D .   D a i ,   a n d   L .   V a n   G o o l ,   R e a l - t i m e   3 D   T r a f f i c   c o n e   d e t e c t i o n   f o r   a u t o n o m o u s   d r i v i n g ,   p p .   4 9 4 - 5 0 1 ,   2 0 1 9 .   [1 4 ]   K .   Mo t t ,   “St at cl a s s i fi ca t i o n   o co o k i n g   o b j ect s   u s i n g   V G G   CN N ,   arX i v   p rep r i n t   arX i v : 1 9 0 4 . 1 2 6 1 3 ,   2 0 1 8 .   [1 5 ]   A .   Mi l i o t o   a n d   C.   S t ach n i s s ,   “Bo n n e t  :   A n   o p e n - s o u rce  t rai n i n g   a n d   d ep l o y men t   framew o rk   f o s ema n t i c   s eg me n t a t i o n   i n   ro b o t i c s   u s i n g   CN N s , ”  I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   R o b o t i c s   a n d   A u t o m a t i o n ,   p p .   7 0 9 4 - 7 1 0 0 ,   2 0 1 9 .   [1 6 ]   A .   K ami l ar i s   an d   F.   X .   Pren afet a - Bo l d u ,   “A   rev i e w   o f   t h u s o co n v o l u t i o n al   n e u ral   n et w o r k s   i n   ag ri c u l t u r e, ”    J.   A g r i c.   S ci . ,   v o l .   1 5 6 ,   n o .   3 ,   p p .   3 1 2 - 3 2 2 ,   2 0 1 8 .   [1 7 ]   S.   Sl ad o j ev i c,   et   a l . ,   “D eep   n e u ral   n et w o r k s   b as e d   re co g n i t i o n   o p l an t   d i s eas e s   b y   l e a i ma g cl a s s i fi cat i o n ,   Co m p u t .   In t e l l .   Neu r o s ci . ,   v o l .   2 0 1 6 ,   p p .   1 - 1 1 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   X .   Z h an g ,   e t   a l . ,   “Id e n t i fi ca t i o n   o M ai ze   l eaf  d i s eas es   u s i n g   i mp r o v e d   d ee p   c o n v o l u t i o n a l   n e u ral   n et w o r k s ,     IE E E   A cces s ,   v o l .   6 ,   p p .   3 0 3 7 0 - 3 0 3 7 7 ,   2 0 1 8 .   [1 9 ]   S.   P.   Mo h an t y ,   D .   H u g h e s ,   an d   M.   Sal at h é,   “U s i n g   d eep   l earn i n g   fo i ma g e - b a s ed   p l an t   d i s eas d et e c t i o n ,     F r o n t .   P l a n t   S ci . ,   v o l .   7 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 - 7 ,   2 0 1 6 .   [2 0 ]   M .   S i b i y a   a n d   M .   S u m b w a n y a m b e ,   A   c o m p u t a t i o n a l   p r o c e d u r e   f o r   t h e   r e c o g n i t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   m a i z e   l e a f   d i s e a s e s   o u t   o f   h e a l t h y   l e a v e s   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s ,   A g r i   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 9 - 1 3 1 ,   2 0 1 9 .   [2 1 ]   A .   H i d ay a t ,   U ,   D aru s al am,   a n d   I,   Irma w at i . ,   “D et ec t i o n   o d i s ea s o n   co r n   p l a n t s   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r al ,   J u r n a l   I l m u   K o m p u t e r   d a n   I n f o r m a s i .,  v o l .   1 2 ,   n o .   1 ,   p p .   5 1 - 5 6 ,   2 0 1 9 .   [2 2 ]   A .   K ri zh e v s k y ,   I.   Su t s k e v er,   an d   G .   E .   H i n t o n ,   “Imag e N et   cl a s s i fi ca t i o n   w i t h   d eep   c o n v o l u t i o n a l   n eu ra l   n et w o rk s ,   A d v a n c e s   i n   n e u r a l   i n f o r m a t i o n   p r o c e s s i n g   s y s t e m s ,   p p .   1 0 9 7 - 1 1 0 5 ,   2 0 1 2 .   [2 3 ]   K .   Si mo n y an   an d   A .   Z i s s erma n ,   “V ery   d eep   co n v o l u t i o n al   n e t w o rk s   fo l arg e - s cal i ma g reco g n i t i o n , ”  ar X i v   p rep r i n t   arX i v : 1 4 0 9 . 1 5 5 6 ,   2 0 1 4 .   [2 4 ]   K .   H e,   X .   Z h an g ,   S.   Ren ,   an d   J .   Su n ,   “D eep   res i d u al   l earn i n g   f o i mag s t e g an a l y s i s , ”  M u l t i m e d .   To o l s   A p p l .   p p .   7 7 0 - 7 7 8 ,   2 0 1 5 .   [2 5 ]   K .   H an d   J .   Su n ,   D ee p   res i d u a l   l ear n i n g   fo i mag rec o g n i t i o n , ”  IE E E   X p l o r e ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 1 5 .   [2 6 ]   W .   Set i aw a n ,   M.   I ,   U t o y o ,   an d   R.   Ru l an i n g t y a s ,   “Cl as s i fi cat i o n   o n eo v a s cu l ari za t i o n   u s i n g   co n v o l u t i o n a l   n e u ral   n et w o r k   mo d el , ”  TE LK O M NIK A   Tel eco m m u n i ca t i o n   Co m p u t i n g   E l ect r o n i c s   a n d   Co n t r o l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 ,     p p .   4 6 3 - 4 7 2 ,   2 0 1 9 .   [2 7 ]   C.   Szeg ed y ,   V .   V a n h o u k e,   S.   Io ffe,   an d   J .   S h l e n s ,   R et h i n k i n g   t h i n ce p t i o n   arch i t ec t u re  fo c o mp u t er  v i s i o n   ch ri s t i an , ”  IE E E   E x p l o r . ,   p p .   2 8 1 8 - 2 8 2 6 ,   2 0 1 6   [2 8 ]   C.   Szeg ed y ,   et   a l . ,   “In ce p t i o n - v 4 ,   In cep t i o n - Re s N e t   an d   t h i m p act   o res i d u a l   co n n ect i o n s   o n   l ear n i n g ,     Th i r t y - f i r s t   A A A co n f e r en ce  o n   a r t i f i ci a l   i n t e l l i g e n ce,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 1 7 .   [2 9 ]   C.   Szeg ed y   et   a l . ,   “G o i n g   d ee p er  w i t h   c o n v o l u t i o n s , ”  IE E E   c o n f er e n ce  o n   c o m p u t er   v i s i o n   a n d   p a t t er n   r eco g n i t i o n ,   p p .   1 - 9 ,   2 0 1 5 .   [3 0 ]   A .   K o w al cz y k ,   "S u p p o r t   v ec t o mach i n e, Mo rri s v i l l e,   N o r t h   Caro l i n a:   s y n cfu s i o n ,   2 0 1 7 .   [3 1 ]   A .   S.   Pras at h ,   et   al . ,   D i s t a n ce  an d   s i mi l ari t y   mea s u re s   e ffect   o n   t h p erf o rman ce  o K - N eare s t   n ei g h b o c l as s i f i e r, ”  E l s evi e r ,   p p .   1 - 53 ,   2 0 1 9 .   [3 2 ]   J .   M.   Mart í n ez - O t zet a,   et   a l . ,   “K   N eare s t   n e i g h b o ed i t i o n   t o   g u i d cl a s s i fi ca t i o n   t ree  l earn i n g :   Mo t i v at i o n   an d   ex p er i men t al   res u l t s , ”  Lect u r N o t e s   i n   C o m p u t er   S c i en c e ,   2 0 1 8 ,   p p .   5 3 - 63 ,   2 0 1 8 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.