T E L K O M N I K A  T elec o m m un ica t io n,  Co m pu t ing ,   E lect ro nics   a nd   Co ntr o l   Vo l.   1 9 ,   No .   2 ,  A p r il   2 0 2 1 ,   p p .   46 3 ~ 47 0   I SS N:  1 6 9 3 - 6 9 3 0 ,   ac cr ed ited   First Gr ad e  b y   Kem en r is tek d i k ti,  De cr ee   No : 2 1 /E/KPT /2 0 1 8   DOI : 1 0 . 1 2 9 2 8 /TE L KOM NI K A. v 1 9 i 2 . 1 6 4 8 8     463       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //jo u r n a l.u a d . a c. id /in d ex . p h p /TELK OM N I K A   An ef fec tive fe a t u re e x traction  met ho d f o r ric e leaf  d isea se  cla ss ificatio n       M uh a m m a d Anwa rul A zim ,   M o ha m m a d K ha irul Is la m ,   M d.  M a ruf ur  Ra hm a n ,  F a ra h J a ha n   De p a rtme n t  o f  Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e rin g ,   Un iv e rsity   o f  C h it tag o n g ,   C h it tag o n g ,   Ba n g lad e s h       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   2 8 ,   2 0 2 0   R ev is ed   Sep   2 5 ,   2 0 2 0   Acc ep ted   Oct  7 ,   2 0 2 0       Ou r  so c iety   is  g e tt i n g   m o re   a n d   m o re   tec h n o lo g y   d e p e n d e n t  d a y   b y   d a y .   Ne v e rth e les s,  a g ricu lt u re   is  imp e ra ti v e   fo r  o u r  su r v i v a l.   Rice   is  o n e   o f  th e   p rima ry   fo o d   g ra i n s.  It  p ro v i d e s  su ste n a n c e   to   a lmo st  fift y   p e rc e n t   o f  th e   wo rl d   p o p u lati o n   a n d   p r o m o tes   h u g e   a m o u n t  o f  e m p l o y m e n ts.  He n c e ,   p ro p e r   m it ig a ti o n   o f  r ice   p la n t  d ise a se s  is  o f  p a ra m o u n t   imp o rtan c e .   A  m o d e l  to   d e tec t  th re e   rice   lea f  d ise a s e s,  n a m e ly   b a c teria l  lea f  b li g h t,   b ro wn   s p o t ,   a n d   lea f  sm u t   is  p ro p o se d   in   t h is  p a p e r.   Ba c k g r o u n d s  o f  t h e   ima g e s  a re   re m o v e d   b y   sa tu ra ti o n   th re sh o ld   wh il e   d ise a se   a ffe c ted   a re a s  a r e   se g m e n ted   u sin g   h u e   th re sh o l d .   Distin c t iv e   fe a tu re s  fro m   c o lo r,   sh a p e ,   a n d   tex t u re   d o m a in   a re   e x trac ted   fro m   a ffe c ted   a re a s.  Th e se   fe a tu re s  c a n   ro b u stl y   d e sc rib e   lo c a l  a n d   g lo b a l  sta ti stics   o f  su c h   ima g e s.  Try in g   a   c o u p le  o f  c las sifica ti o n   a lg o rit h m s,  e x trem e   g ra d ien t  b o o stin g   d e c isio n   tree   e n se m b le  is  i n c o rp o ra ted   i n   th is  m o d e l  fo r  it s   su p e rio r  p e rfo rm a n c e .   O u r  m o d e l  a c h iev e s  8 6 . 5 8 %   a c c u ra c y   o n   rice   lea f  d ise a se s  d a tas e t  fro m   UCI,   wh ich   is  h i g h e r  th a n   p re v io u s  w o rk s   o n   th e   sa m e   d a tas e t.   Clas s - wise   a c c u ra c y   o f  th e   m o d e l  is  a lso   c o n siste n t  a m o n g   t h e   c las se s.   K ey w o r d s :   C las s if icatio n   E x tr em e  g r a d ien t b o o s tin g     I m ag e  p r o ce s s in g   Ma ch in e  lear n in g   Plan t d is ea s e  d etec tio n   R ice  leaf   d is ea s es   XGBo o s t     T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r  th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mu h am m ad   A n war u l A zim     Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g   Un iv er s ity   o f   C h ittag o n g   C h ittag o n g - 4 3 3 1 ,   B an g lad esh   E m ail:  az im @ cu . ac . b d       1.   I NT RO D UCT I O N   B ein g   th e  p r im ar y   f o o d   o f   m o r e  th an   th r ee   b illi o n   p eo p le  o f   th e  wo r ld ,   r ice  is   o n e  o f   th e  m o s t  im p o r tan t   cr o p s .   I t  is   th e   s tap le  f o o d   o f   B an g lad esh ,   C h in a,   I n d ia,   I n d o n esia,   Vietn am ,   a n d   Nig e r ia .   An y t h in g   th at   in f lu en ce s   th e  q u ality   an d   q u a n tity   o f   r ice  p r o d u ctio n   af f ec ts   th e  m ass   p o p u latio n .   Hen ce ,   c o n tin u al  m o n ito r in g   an d   d etec tio n   o f   d is ea s es is   es s en tial f o r   p r o p er   m itig atio n .   W ith o u t tim ely   in ter v en tio n ,   d is ea s es   ca n   s ev er ely   af f ec t  th e  p r o d u ctio n .   T h u s ,   au to m atic  p lan t  d is ea s e  d etec ti o n   is   a  to p ic  o f   g r ea t  in ter est  in   ag r o - in f o r m atics.   b ac ter ial  leaf   b lig h t  ( B L B ) ,  b r o wn   s p o t  ( B S) ,  leaf   b last ,  s h ea th   b lig h t,  tu n g r o ,   an d   leaf   s m u t  ( L S)  ar e  s o m e   o f   th e  m o s t p r ev alen t   r ice  p lan t d is ea s es.  Af f ec ted   p lan ts   p r o d u ce   r ice  o f   less   am o u n t   an d   lo w er   q u ality   th an   t h at   o f   h ea lth y   p lan ts .   T h is   lo s s   o f   y ield   h as  d ir ec t  an d   n eg ativ e  e f f ec t  o n   m ass   p eo p le,   f o o d   s ec u r ity ,   an d   n atio n al  ec o n o m y .   Acc o r d in g   to   I n ter n atio n al  R ice  R esear ch   I n s titu te,   b ac ter ial   leaf   b lig h t  ca n   r ed u ce   th e   y ield   u p   to   7 0 %  [ 1 ] .   B r o wn   s p o t  d is ea s e  c an   d am ag e  r ice  p r o d u ctio n   u p   to   4 5 %  [ 2 ] .   I t  is   o n e  o f   th e  p r im ar y   r ea s o n s   b eh in d   th e  “Gr ea t  B en g al  Fam in e”   o f   1 9 4 3 .   So m e  o f   th ese  d is ea s es  h av e  s im ilar   s y m p to m s   wh ich   co n f u s e  th e   u n tr ain ed   f ar m er s   a n d   ca u s e  lo s s   o f   h ar v est.  Had   t h er e  b e en   a   s im p le,   au to m at ed ,   an d   r eliab l e  d is ea s e  d etec tio n   f ac ilit y ,   th is   p r o d u ctio n   lo s s   co u ld   h av e  b ee n   av o id e d .   Su ch   a  s y s tem   ca n   s u r ely   b r in g   tan g ib le  r esu lt s   in   s h o r t  tim e.   I n   th is   p ap er ,   we  in ten d   to   d ev is e  a  s et   o f   ef f ec tiv e  f ea tu r es  to   class if y   r ice  leaf   d is ea s es   with   h ig h er   ac cu r ac y .   T h e  ap p r o ac h   p r esen ted   in   th is   p ap er   is   b r ief ly   lai d   o u t  in   f iv e  s tep s .   Firstl y ,   r ice  leaf   d is ea s e  im ag e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l ,  Vo l.  1 9 ,   No .   2 ,  Ap r il   202 1 :    46 3   -   47 0   464   d ataset  is   co llected   f r o m   [ 3 ]   wh ich   is   p r ep ar ed   an d   p u b lis h ed   b y   Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ] .   Af te r   im ag e  ac q u is itio n ,   b ac k g r o u n d s   o f   th e  im ag es   a r e  r em o v ed   a n d   th e n   d is ea s e  af f ec ted   p o r tio n s   ar e   s eg m en ted .   C o lo r ,   s h a p e,   an d   tex tu r e  f ea t u r es  ar e  ex tr ac ted   f r o m   th e   im ag es.  Fin ally ,   e x tr em e  g r ad ien t  b o o s tin g   d ec is io n   tr ee   en s em b le   ( XGBo o s t)   class if ier   is   u s ed   f o r   class if icatio n .         2.   B ACK G RO UND   AN D  RE L AT E D   WO RK   2 . 1 .       B a c k g r o un d   T h e   d ataset  u s ed   in   th is   wo r k   is   p r ep ar e d   b y   Pra ja p ati  et  a l .   [ 4 ]   w h ich   c o n tain s   1 2 0   R GB   im ag es  o f   th r ee   class es   e. g . ,   b ac ter ial  lea f   b lig h t,   b r o wn   s p o t,  a n d   lea f   s m u t   ea ch   co n tain i n g   4 0   im ag e s .   I m ag es a r e   tak e n  o n   a  wh ite  b ac k g r o u n d   u n d er   n atu r al  lig h tin g .   Am o n g   th e m   B L B   d i s ea s e  is   ca u s ed   b y   a  b ac ter iu m   n am ed   Xan th o m o n as o r y za e .   H o t a n d   h u m id   a r ea   is   co n g e n ial  f o r   th e  s p r ea d   o f   t h e  d is ea s e.   T h at  is   th e  r ea s o n   b e h in d   its   p r ev alen ce   in   r ice - p r o d u cin g   ar ea s   o f   Asi a,   Af r ica,   an d   th e  C ar ib b ea n .   Du r in g   a  B L B   ep id em ic,   cr o p   l o s s   ca n   b e  as  h ig h   as  7 5 %.  I t  ca n   af f ec t  p ad d y   leav es  an d   s ee d li n g s ;  o o zin g   m ilk y   ju ice  at  th e   p r im ar y   s tag e  an d   f in ally   d r y in g   o u t  t h e  leav es   to   wilt  an d   d ie.   B r o wn   s p o t   ( B S)  d is ea s e  is   ca u s ed   b y   C o ch li o b o lu s   m iy ab ea n u s ,  a  f u n g u s .   I t  af f ec ts   th e  r ice  p lan t  in   v ar io u s   p ar ts   lik e  leav es,  s ee d lin g s ,   s h ea th ,   an d   s tem s .   T h e  lo s s   o f   y ield   ca n   b e  u p   to   4 5 %  o r   m o r e.   On   p a d d y   leav es,  th e  d is ea s e  af f ec ted   s p o ts   ar e  cir cu lar   o r   o v al  in   s h ap e.   I t  ca u s es  th e   af f ec ted   p ar t  o f   t h e  p lan t  to   d i e,   ef f ec tiv ely   d im i n is h in g   t h e  q u ality   an d   q u an tity   o f   h a r v est.  L ea f   s m u t  ( L S)   is   also   ca u s ed   b y   a  f u n g u s   n am e d   E n ty lo m a  o r y za e .   T h o u g h   it   is   n o t  a  m ajo r   d is ea s e,   it  ca n   m ak e  way   f o r   o th er   d is ea s es  b y   cr ea tin g   a  f av o r ab le  en v i r o n m en t  f o r   o th er   f u n g i .   T h e  lesi o n s   ar e  cir cu lar   to   o v al  o r   n o n - u n if o r m   in   s h ap e  with   a  r o u g h   tex tu r e .   Fig u r e  1   s h o ws  a  f ew   s am p le  im ag es  o f   th e se   d is ea s es  f r o m   th e  d ataset.   T o   d ev elo p   a   r eliab le  class if icatio n   m o d el,   ex tr ac tin g   im p o r ta n t  f ea tu r es  is   ess e n tial.  Fo r   th at  p u r p o s e,   t h e  m o s t  v ital  ch ar ac ter is tics   o f   t h e  d is ea s es  ar e  b r ief ly   p r esen te d   in   T ab le  1   [ 1 ,   2 ] .   T h ese  co lo r   an d   s h ap e   in f o r m atio n   ca n   b e  an al y ze d   to   g en er ate  d i s tin ctiv e  f ea tu r es.             ( a)     ( c)     ( e)           ( b )   ( d )   (f)     Fig u r e  1 .   R ice  leav es a f f ec ted   with   v ar io u s   d is ea s es ;   (a ) - ( b )   B L B ,   ( c) - ( d )   B S,  ( e) - ( f )   L S     T ab le   1 .   R ice  leaf   d is ea s e  lesi o n   co m p ar is o n   N a me  o f   d i s e a se   S y mp t o m c o l o r   Le si o n   s h a p e   B LB   Y e l l o w   t o   G r a y - W h i t e   Lo n g   sp o t s,  n o n - u n i f o r m   sh a p e   BS   Li g h t   B r o w n   t o   G r a y   a t   t h e   c e n t e r ,   R e d d i s h   B r o w n   su r r o u n d i n g   C i r c u l a r   t o   o v a l   LS   D a r k   R e d d i s h   B r o w n   t o   D a r k   G r a y   C i r c u l a r   t o   o v a l   o r   n o n - u n i f o r m       2 . 2 .    Rela t ed  wo rk   Ap p licatio n   o f   c o m p u ter   an d   in f o r m atio n   tech n o lo g y   in   ag r icu ltu r al  d o m ain   is   a   p r o m in e n t  f ield   o f   s tu d y   n o wad a y s .   Var io u s   r esear ch er s   ar e  wo r k i n g   in   d i f f er e n t  s ec tio n s   o f   th is   f ield .   Gar cia  et  a l.   [ 5 ]   ca r r ied   o u t   a  s u r v ey   o n   v a r io u s   im ag e   p r o ce s s in g   an d   cl ass if icatio n   tech n iq u es  o f   th is   d o m ai n ,   wh ile   Pra jap ati  et  a l.   [ 6 ]   s u r v ey ed   v ar i o u s   tech n iq u es  u s ed   in   r ice  p lan t  d is ea s e   d etec tio n .   Sh im am u r a  et  a l.   [ 7 ]   wo r k ed   o n   au t o m atic  d etec tio n   o f   tip b u r n   in   ar tific ially   illu m in ated   p lan t  f ac to r ie s   u s in g   C N Ns.  Su g im o to   et  a l .   [ 8 ]   ad d r ess ed   th e   y ield   lo s s   d u e  to   th e   p r esen ce   o f   wee d s   in   p ad d y   f ield s .   T h e y   d e v elo p e d   a   tech n i q u e  o f   p a d d y   wee d   r em o v al   u s in g   r o b o tics .   A   lo t  o f   r esear ch er s   u n d er to o k   th e  p r o b lem   o f   a u to m atic  d etec tio n   o f   p lan t  d is ea s es  f r o m   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         A n   effec tive  fea tu r e  ex tr a ctio n   meth o d   fo r   r ice  lea f d is ea s e  c la s s ifica tio n   ( Mu h a mma d   A n w a r u l A z im )   465   leaf   im ag es.   K h ir ad e   et  a l.   [ 9 ]   u s ed   h u e - s atu r atio n   th r esh o ld in g   f o r   im a g e  s eg m e n tat io n   an d   SVM  f o r   class if icatio n   in   th eir   m eth o d .   W an g   et  a l.   [ 1 0 ]   ex tr ac ted   5 0   f ea tu r es  f r o m   a   d ataset  c o n tai n in g   two   g r ap e   leaf   class es  an d   two   wh ea t  leaf   clas s es.  T h ey   u s ed   K - m ea n s   f o r   s e g m en tatio n   a n d   PC A  f o r   d im e n s io n ality   r ed u ctio n   with   b ac k   p r o p ag atio n   n e u r al  n etwo r k   f o r   d is ea s e  class if icat io n .   Or illo   et  a l.   [ 1 1 ]   also   u s e d   b ac k   p r o p a g atio n   n eu r al  n etwo r k   with   s tatis tical   f ea tu r es  f r o m   co lo r   im ag e  d at aset  co n tain in g   B last ,   B r o wn   Sp o t,  an d   b ac ter ial   leaf   b lig h t  d is ea s es.  Su m an   et   a l.   [ 12 ]   wo r k ed   with   b ac te r ial  leaf   b lig h t,  b r o wn   s p o t ,   n ar r o w  b r o wn   s p o t,  an d   r ice  b last   d is ea s e s .   T h ey   u s ed   8 - co n n ec ted   co m p o n e n t  an aly s is   f o r   d is ea s e  s eg m en tatio n   an d   SVM  f o r   class if icatio n .   T h ey   ex tr ac ted   v ar io u s   co lo r   an d   s h a p e  f ea tu r es  f o r   th eir   m o d el  wh ich   ac h ie v ed   7 0 %  ac cu r ac y .   K - m ea n s   clu s ter in g   was  u s ed   b y   Sin g h   et  a l.   [ 13 ]   f o r   a f f ec ted   s p o t   s eg m en tatio n .   T h ey   u s ed   SVM  f o r   class if icatio n   an d   g ain ed   8 2 %  clas s if icatio n   ac cu r ac y .   K - m ea n s   was  also   u s ed   b y   Seth y   et  a l.   [ 1 4 ] .     Yao   et  a l.   [ 15 ]   u s ed   s h ap e  an d   tex tu r e  f ea tu r es  with   SVM  as  th e  clas s if ier .   Ph ad ik ar   et  a l .   [ 16 ]   wo r k e d   with   r ice  b last   an d   b r o wn   s p o t  d is ea s es.  T h ey   ex tr ac ted   co lo r   a n d   s h ap e  f ea tu r es  lik e  r ad ial  d is tr ib u tio n   o f   h u e.   Seg m en tatio n   was  ca r r ied   o u t  u s in g   Ost u ' s   s eg m en tatio n   tech n iq u e   with   h u e   th r esh o l d .   Fo r   1 0 - f o l d   cr o s s   v alid atio n ,   th ey   ac h iev ed   7 9 . 5 %  ac cu r ac y   with   B ay esian   class if ier   an d   6 8 . 1 %  ac c u r ac y   u s in g   SVM.     Ph ad ik ar   et  a l.   [ 1 7 ]   wo r k e d   with   f o u r   d is ea s e  class e s   an d   ac h iev ed   8 2 %  ac cu r ac y   with   p atter n   r ec o g n itio n   tech n iq u e.   C h ar liep a u l  [ 18 ]  s eg m en ted   th e  d is ea s e  af f ec ted   ar ea s   u s in g   Fer m i  en er g y ,   ex tr a cted   co lo r   an d   s h ap e   f ea tu r es   an d   ac q u i r ed   7 5 %  ac c u r ac y .   Fer m i  en er g y   was  also   u s ed   b y   Ph ad ik a r   et  a l.   [ 1 9 ] .   K u r n iawa ti  et  a l.   [ 2 0 ]   u s ed   Ost u ’ s   m eth o d   f o r   s eg m e n tatio n   an d   ex tr ac ted   s tatis tical  f ea tu r es f r o m   im ag es o f   th r e e  r ice  leaf   d is ea s es .   T h ey   u s ed   p r o d u ctio n   r u le - b ased   class if ier   f o r   ac h iev in g   s u p er io r   ac cu r ac y .   An th o n y s   et  a l.   [ 21 ]   p r o ce s s ed   r ice   b last ,   b r o wn   s p o t ,   an d   s h ea th   b lig h t   d is ea s es.  T h ey   u s ed   m ath em atica l  m o r p h o l o g y   f o r   s eg m en tatio n   an d   m em b er s h ip   f u n ctio n   as  class if ier .   W ith   co l o r ,   s h ap e,   an d   te x tu r e  f ea tu r es,  t h ey   ac q u ir e d   o v er   7 0 %  ac cu r ac y .   Var io u s   co lo r   an d   s h ap e   f ea tu r es  wer e  also   e x tr ac ted   as  f ea tu r es  in   th e   wo r k   o f   C h awa th e  [ 2 2 ] .     Ma jid   et  a l.   [ 2 3 ]   u s ed   f u zz y   e n tr o p y   f o r   f ea tu r e   ex tr ac tio n   a n d   p r o b a b ilis tic  n eu r al   n etwo r k   as  class if ier   o n   a   d ataset  o f   f o u r   d is ea s es.  Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ]   wo r k ed   with   b ac te r ial  leaf   b lig h t,  b r o wn   s p o t,  an d   leaf   s m u t  di s ea s es.   T h ey   u s ed   K - m ea n s   clu s ter in g   alg o r ith m   f o r   d is ea s e  s eg m en tatio n .   T h ey   u s ed   m o r p h o lo g ical  o p er atio n s   f o r   r eg io n   f illi n g ,   r eg io n   m ask i n g   an d   n o is e  r em o v al.   T h ey   e x tr a cted   a  to tal  o f   4 0   f ea tu r es  f r o m   co lo r ,   s h ap e,   a n d   tex tu r e.   T h eir   d ataset  co n tain e d   4 0   im ag es  o f   ea ch   d is ea s e,   o u t  o f   wh ich   3 5   wer e  u s ed   f o r   tr ain in g   an d   5   f o r   test in g .   T h ey   u s ed   an   SVM  class if ier   with   r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( R B F)  k er n el   a n d   o b tain ed   7 3 . 3 3 %   class if icatio n   ac cu r ac y .   I t is o b s er v ed   th at  th er e  is   n o   s tan d ar d   d ataset  f o r   r ice  leaf   d is ea s e.   All th e  r esear ch er s   m en tio n ed   ab o v e  p r ep a r ed   an d   u s ed   th eir   o wn   d ataset.   An   o p en   an d   s tan d ar d   r ice   leaf   d i s ea s e  im ag e  d ataset  wo u ld   im m en s ely   h elp   t h e  r esear ch er s   o f   th is   f ield .   I t  is   also   n o ted   th at  K - m ea n s   clu s ter in g   alg o r ith m   is   th e  p r im e  alg o r ith m   f o r   d is ea s e  af f ec ted   s p o t seg m en tatio n ,   as u tili ze d   in   [ 4 ,   1 0 ,  1 3 ] .        3.   P RO P O SE D   M E T H O D     Fig u r e  2   s h o ws  th e  b lo ck   d ia g r am   o f   o u r   p r o p o s ed   ap p r o a ch .   I t  co n s is ts   o f   b ac k g r o u n d   r em o v al,   af f ec ted   s p o t  s eg m en tatio n ,   f ea tu r e  ex tr ac tio n ,   an d   class if icatio n .   F o r   th e  s ak e  o f   co m p ar is o n   with   o th er   r esear ch   wo r k s ,   we  u s e  th e  im ag es  o f   th e   d ataset  u s ed   in   Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ]   as  in p u t .  T h e  i m ag es  o f   th e  u s ed   d at aset  ar e  ca p t u r ed   with   a   w h ite  b ac k g r o u n d ,   wh ich   ar e   u s u ally   s atu r atio n   d o m in ated .   H en ce ,   we   co n v er t  a n   R GB   im ag e  to   HSV  an d   r em o v e   its   b ac k g r o u n d .   T h is   en s u r e s   th at  s h ad o ws  an d   o th er   o u tlier s   d o   n o t  af f ec t  th e   f ea tu r e  ex tr ac ti o n   p r o ce s s .   Ne x t  s tep   is   ex tr ac tin g   th o s e  p o r ti o n s   o f   lea v es  wh er e  d is ea s e  s y m p to m s   ar e  l o ca ted .   I t is d o n e  by  u s in g   a  th r esh o l d   m ask   o n   th e  h u e  p lan e  o f   th e   HSV   im ag es.  T o   g en er ate  a  s ig n atu r e  o f   a  d is ea s e  we  ex tr ac t  v ar io u s   f ea tu r es  f r o m   co lo r ,   s h ap e,   a n d   tex tu r e   o f   th e  in f ec ted   ar e as .   Fin ally ,   ex tr em e  g r ad ien t   b o o s tin g   d ec is io n   tr ee   en s em b le  is   u s ed   f o r   clas s if y in g   th e  d is ea s es .  T h e  f o llo win g   s ec tio n s   illu s tr ate  th ese   s tep s   in   d etail.           Fig u r e  2 .   Ov e r v iew  o f   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y       3 . 1 .     B a c k g ro un d r em o v a l    T h e  im ag es in   th e  d ataset  b elo n g   to   R GB   co lo r   s p ac e.   Als o ,   th e  b ac k g r o u n d s   ar e   wh ite  in   all  im ag es.   Fo r   b ac k g r o u n d   r em o v al,   i m ag es  ar e  f ir s t  co n v er ted   f r o m   R GB   to   HSV  co lo r s p ac e.   T h e  s atu r atio n   o f   a   b ac k g r o u n d   is   co m p letely   d if f er en t  f r o m   th at  o f   a  leaf .   B in ar y   th r esh o ld i n g   is   ca r r ied   o u t  o n   th e  s atu r atio n   p la n e   o f   th e  im ag es.  W e   s et  th r esh o l d   to   71  f o r   b ac k g r o u n d   s ep ar a tio n .   T h e  o r ig i n al  im ag e  is   th en   m ask ed   with   th e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l ,  Vo l.  1 9 ,   No .   2 ,  Ap r il   202 1 :    46 3   -   47 0   466   th r esh o ld ed   im ag e  t o   g et   th e  b ac k g r o u n d   r em o v ed   im a g e.   Fig u r e   3   illu s tr ates  th e  b ac k g r o u n d   r em o v al  p r o ce d u r e   an d   Fig u r e  4   s h o ws   th e  o u tp u t im ag e.             Fig u r e  3 .   B ac k g r o u n d   r em o v al   p r o ce s s           ( a)   ( b )     Fig u r e  4 .   B ac k g r o u n d   r em o v al ;   ( a)   o r ig i n al  im ag e  a n d   ( b )   b a ck g r o u n d   r em o v ed   im ag e       3 . 2 .    Dis ea s e  a f f ec t ed  s po t   s eg m ent a t i o n    T h e  af f ec te d   ar ea   o f   a  lea f   tu r n s   b r o wn ,   g r ay ,   d ar k   g r ay ,   o r   r ed d is h   b r o wn   w h ich   ar e   c o m p letely   d is s im ilar   to   th e  u n af f ec ted   g r ee n   p o r tio n   o f   th e  lea f .   I n   o u r   wo r k ,   h u e  b ased   s eg m en tatio n   is   f o u n d   ef f ec tiv e   an d   tim e   ef f icien t c o m p a r ed   t o   K - M ea n s .   B in ar y   th r esh o l d in g   is   ap p lied   o n   th e   h u e  p la n e  o f   th e  im a g es with   a   th r esh o ld   v al u e  o f   2 2 ,   wh ich   is   f o u n d   s u itab le  f r o m   h is to g r a m   an aly s is .   Fig u r e  5   s h o ws  th e  b lo ck   d iag r am   o f   th e  s eg m en tatio n   s tep   an d   Fig u r e  6   illu s tr ates  an   o u tp u t  af t er   u s in g   th e  p r o ce s s .             Fig u r e  5 .   Dis ea s e  s p o t seg m en tatio n   p r o ce s s           ( a)   ( b )     Fig u r e  6 .   Dis ea s e  s p o t seg m en tatio n ;   ( a)   b ac k g r o u n d   r em o v e d   im ag e  an d   ( b )   af f ec te d   s p o ts       3 . 3 .    F e a t ure  s elec t io n a nd   ex t ra ct io n    T h e  r esear ch es ,   u s in g   th e  s am e  d ataset,   tr ied   to   d ec r ea s e  th e  n u m b er   o f   f ea tu r es  to   r ed u ce   m o d el  co m p lex ity   a n d   ac h ie v e  h ig h er   class if icatio n   ac cu r ac y .   W e  h av e  th o r o u g h ly   i n v esti g ated   th e  f ea tu r es  o f   d is ea s es  o n   th e   leav es.  Fin all y ,   we  h av e   co m e   u p   with   a  s et  o f   2 6   f ea tu r es  f r o m   th e   co lo r ,   s h ap e,   an d   te x tu r e   d o m ain   th at  ca n   r o b u s tly   d escr ib e  d is ea s e  af f ec ted   leaf   s p o ts .   T h ese  ar e  m en tio n ed   b el o w.     C o lo r   f ea tu r es:  th ese  f ea tu r es  d escr ib e  co lo r   p r o p er ties   o f   th e  s eg m en ted   lea f   s p o ts   as  well   as  g lo b al   co lo r   p r o p er ties   o f   th e  im ag es.   1 2   co lo r   f ea tu r es  ar e  ex tr ac te d   f r o m   th e  s eg m en te d   im ag es.   T h ese  ar e:  i)   m ea n   o f   r ed   ch an n el ,   ii)  m ea n   o f   g r ee n   ch an n el,   iii)  m ea n   o f   b lu e  ch an n el,   iv )   m ea n   o f   h u e  c h an n el,   v )   m ea n   o f   s atu r atio n   ch an n el,   v i)   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   r e d   ch a n n el,   v ii)  s tan d ar d   d e v iatio n   o f   g r ee n   ch an n el,   v iii)   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   b lu e  c h an n el,   ix )   n o r m alize d   h u e - s atu r atio n   h is to g r am ,   x )   s k ewn ess ,   x i)   k u r to s is ,   an d   x ii)   s tan d ar d   d ev iatio n   o f   th e  in ten s ity   v alu es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         A n   effec tive  fea tu r e  ex tr a ctio n   meth o d   fo r   r ice  lea f d is ea s e  c la s s ifica tio n   ( Mu h a mma d   A n w a r u l A z im )   467   Sh ap e  f ea tu r es :   s h ap e   f ea tu r es  ar e  v er y   h elp f u l  wh er e  c o lo r s   o f   m u ltip le  d is ea s e  s y m p to m s   ar e  s im ilar .   W e  u s e  Hu   m o m en t  in v ar ian t s   [ 2 4 ]   as  s h ap e  f ea tu r es.  T h es e  ar e  s ev en   m ath em atica l  m o m en ts   o f   th e  im a g es  w h ich   ar e  i n v ar ian t   to   r o tatio n ,   tr an s latio n ,   s ca le,   an d   b r i g h tn ess .   W e  ex tr ac t  a  to tal  o f   9   s h ap e  f ea tu r es  f r o m   th e  af f ec ted   ar e as  o f   leaf   im ag es.  T h ese  ar e:  i)   av e r ag e  c o n to u r   p er im eter ,   ii)  av er a g e   co n to u r   ar ea ,   a n d   iii - ix )   7   Hu   m o m en t in v ar ian ts .   T ex tu r e  f ea tu r es:  ro b u s t  tex tu r e   f ea tu r es  ar e  test ed   o n   th e  d at aset.  W e   s elec t   g r ay - lev el  co - o cc u r r en c e   m atr ix   ( GL C M)   an d   lo ca l  b in a r y   p atter n   ( L B P)  as  tex tu r al  f e atu r e  d escr ip to r s .   GL C M  s h o w s   th e  co - o cc u r r en ce   o f   g r a y - lev el  p atter n s   in   t h e  s e g m en ted   s p o ts .   W e  c alcu late  th e  GL C M  in   4   d ir ec tio n s   at  a   3 - p ix el  d is tan ce   f r o m   th e  r ef er e n ce   p ix el.   Fro m   GL C M,   th e  f o u r   f e atu r es  u s ed   ar e  co n tr ast,  c o r r elatio n ,   en e r g y ,   an d   h o m o g e n eity .   W e  tak e  th e  m ea n   o f   t h ese  v al u es  in   4   s p ec if ie d   d ir ec tio n s   e. g . ,   0 ,   4 5 ,   9 0 ,   1 3 5   d eg r ee s .   W e  em p lo y   L B P  f ea tu r e  in   its   b asic  f o r m   as  p r o p o s ed   in   [ 2 5 ]   to   ca p tu r e  th e   in ten s ity   p atter n   f r o m   th e   s eg m en t ed   im ag es.  L B P  is   b r ig h tn ess   an d   r o tatio n   in v ar ia n t.  I t  r e p r esen ts   th e  lo ca l  c h an g e  in   in ten s ity   p atter n .   So ,   th e  tex tu r e  f ea tu r es  ar e:   i)   m ea n   co n tr ast ,   ii)  m ea n   co r r elatio n ,   iii)  m ea n   e n er g y ,   iv )   m ea n   h o m o g e n eity ,   an d   v )   n o r m alize d   lo ca l  b in a r y   p atter n   h is to g r am .   W e  ex tr ac t  a  s et  o f   d if f er en t  f ea tu r es  co m p ar ed   to   Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ]   f o r   class if icat io n .   W e   u tili ze   hue - s atu r atio n   h is to g r a m   wh ich   ca p tu r es   th e  r elatio n   o f   p i x el  co l o r s .   A   co m p letely   d if f er en t   s et  o f   s h ap e   f ea tu r e  d escr ip t o r   is   u s ed   in   th i s   wo r k .   W e  f in d   th ese  to   b e  h ig h ly   r o b u s t  an d   ef f ec ti v e  in   d is tin g u is h in g   b etwe en   d is ea s e  class e s   with   s im ilar   co lo r   s y m p to m s .   L B P h is to g r am   is   also   u s ed   f o r   ef f ec tiv e  tex tu r e  a n aly s is .       3 . 4 .    Cla s s if ica t io n    E x tr em e  g r a d ien t  b o o s tin g   o r   XGBo o s t  i s   p r o p o s ed   b y   C h en   et  a l.   [ 26 ]   in   2 0 1 6   w h ich   is   an   ex ten s io n   of   d ec is io n   tr ee   al g o r ith m .   T h is   b r in g s   s ig n if ican t  p er f o r m a n ce   im p r o v em en t  o v er   o th er   s u p er v is ed   lear n in g   alg o r ith m s   in clu d i n g   th e  o r ig i n al  g r ad ien t  b o o s ted   tr ee   alg o r ith m .   T h e  o b jectiv e  f u n ctio n   i s   g iv en   b y   ( 1 ) .      ( ) = ( ) + ( )                 ( 1 )     wh er e,   ( )   an d   ( )   r ep r esen ts   tr ain in g   lo s s   an d   r e g u lar izatio n ,   i. e.   m o d el  c o m p lex ity   o f   th e   e n s em b le   r esp ec tiv ely .   T h e  class if ier   b u i ld s   a  n u m b er   o f   wea k   lear n e r s   an d   en s em b les  th em .   T h e  al g o r ith m   f ir s t  b u ild s   a  tr ee   b ased   o n   a  f ea tu r e.   Usi n g   th e  o b jectiv e  f u n ctio n ,   it g en e r ates a n o th er   tr ee   wh ich   im p r o v es u p o n   th e  e r r o r s   o r   r esid u als  o f   t h e  p r ev io u s   tr e e.   Du r in g   n ew   tr ee   b u ild in g ,   e r r o r   o r   r esid u al  is   ca lcu lated   an d   m in im ized   u s in g   g r ad ien t  d escen t.  T r ee   p r u n in g   is   d o n e  g r ee d ily   b ased   o n   ac cu r ac y   g ain   in   ea ch   s p lit.  Dep th - f ir s t  tr ee   p r u n in g   an d   g r ad ien t   lo s s   m in im izatio n   b o o s t  th e   d ec is io n   tr ee   b u ild in g   p r o ce s s   wh ich   r esu lts   in   f aster   ex ec u tio n   an d   im p r o v e d   ac cu r ac y .       4.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   4 . 1 .    E x perim ent a l  s et up   Fo r   our   im p lem en tatio n ,   Py th o n   2 . 7 . 1 5   is   u s ed   alo n g   with   Op e n C V  2 . 4 . 1 3   in   a  d esk to p   en v ir o n m e n t.  Scik it - lear n   an d   XGBo o s t  p y th o n   p ac k ag es  ar e  u s ed   f o r   m ac h in e  lear n in g   task s .   W e  u s e  s tan d ar d   m o d el  ev alu atio n   m etr ics  lik e  ac c u r a cy   s co r e,   an d   f 1   s co r e.   W e  tu n e  th r ee   p ar a m eter s   e. g .   lear n in g   r ate ,   m ax im u m   d ep th ,   a n d   m in im u m   ch ild   wei g h t  o f   XGBo o s t  class if ier   to   o b tain   th e  b est  p e r f o r m an ce .   T h e  n u m b er   o f   d ec is io n   tr ee s   an d   tr ee   lev els  ar e  two   v e r y   im p o r tan t  p a r am eter s   th at  c o n tr o l  d ata   f itti n g .   Hu g e  n u m b er   o f   d ec is io n   tr ee s   ca n   m ak e   th e   en s em b le   m o d el   co m p le x   a n d   ex tr em ely   tim e  co n s u m in g .   Hig h   v alu e  o f   tr e e  lev els  i.e .   d ee p e r   tr ee s   ca n   o v er f it  th e  m o d el.   Min im u m   ch ild   weig h t  in d icate s   th e  m in im u m   n u m b er   o f   d ata   s am p les  th at  n ee d   to   ex is t  in   a   d ec is io n   s p lit.   T h e   lo s s   f u n ctio n   ca lcu lates  th e  er r o r   d u r in g   n ew  iter atio n s   o f   tr ee   b u ild in g .   L o g is tic  lo s s   f u n ctio n   is   u s ed   h er e  f o r   t h is   p u r p o s e.   2 0 %   d ata  is   u s ed   f o r   test in g   th e  m o d el,   wh ile  r e s t  o f   th e  im ag es  is   allo ca ted   f o r   tr ain in g .   Fo r   o p ti m al  p er f o r m an ce ,   th e  m o d el  n ee d s   to   b e  ac c u r ate,   r o b u s t,  s im p le,   an d   ef f ec tiv e .   Var io u s   co m b in atio n s   o f   th e   a f o r em en tio n ed   p ar am eter   v alu es  ar e  test ed   f o r   ac cu r ac y   im p r o v em en t.   T ab le  2   s h o ws th e  v alu es o f   th e  t u n ed   p ar am eter s   f o r   th e  class if ier .       T ab le  2 .   T u n ed   p ar am eter   v al u es o f   XGBo o s t    Le a r n i n g   r a t e   M a x i m u m   d e p t h   M i n i m u m   c h i l d   w e i g h t   0 . 1   3   5       4 . 2 .    Resul t s     W e  also   class if y   with   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in e  u s in g   r ad ial  b asis   f u n ctio n   ( Gau s s ian )   k er n el.   I n   o u r   ap p r o ac h ,   SVM  p er f o r m s   b et ter   th an   th e  f in d in g s   o f   Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ]   b y   m o r e  th an   8 %  ac cu r ac y .   T h is   im p r o v em e n t  clea r l y   d em o n s t r ates  th e  ef f ec tiv en ess   o f   o u r   f ea tu r e   ex tr ac tio n   m eth o d .   Mo r eo v er ,   XGBo o s t  o u tp er f o r m s   SVM  b y   an   ac cu r ac y   o f   ab o u t  5 %,  ac h iev i n g   o v er all  ac cu r ac y   im p r o v e m en t  o f   ab o u t  1 3 %.  T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l ,  Vo l.  1 9 ,   No .   2 ,  Ap r il   202 1 :    46 3   -   47 0   468   r esu lt  o f   class if icat io n   p r o ce s s   is   g iv en   in   T ab le  3 .   Fig u r e  7   illu s tr ates  th e  c lass - wi s e  an d   o v er all  ac cu r ac y   co m p ar is o n   b etwe en   o u r   ap p r o ac h   an d   th e  p r ev io u s   wo r k   o f   Pra jap ati  e t a l .   [ 4 ]   o n   t h e  s am e  d ataset.       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   b etwe en   XGBo o s t a n d   SVM  with   R B F k er n el    C l a s si f i e r   A c c u r a c y   ( %)   W e i g h t e d   a v e r a g e   F - 1   sc o r e   X G B o o st   8 6 . 5 8   0 . 8 7   S V M   w i t h   R B F   k e r n e l     8 1 . 6 7   0 . 8 2           Fig u r e  7 .   C lass - wis e  an d   o v er all  ac cu r ac y       4 . 3 .    Dis cus s io n    Am o n g   th e  s elec ted   f ea tu r es,  s o m e  h ad   s ig n if ican t   im p ac t  o n   th e   m o d el  p e r f o r m an ce .   N o r m alize d   Hu e - Satu r atio n   h is to g r am   is   wo r th   m e n tio n in g .   I t  is   a   s tr o n g   f ea tu r e   d escr ip to r   o f   co l o r   d o m ain .   I n   o u r   o b s er v atio n ,  H ue - S atu r atio n   2 D  h is to g r am   h ig h ly   c o n tr ib u t ed   to   th e  ac c u r ac y   g ain .   GL C M  f ea tu r es  ar e   also   p r o m in e n t  with   r esp ec t  to   ac c u r ac y   g ain .   Me an   c o r r elatio n   a n d   co n tr ast  o f   th e   s eg m en ted   im ag e  im p r o v e d   th e   s u cc ess f u l  clas s if icatio n   r ate  o f   th e  p r o p o s ed   m o d el.   B r o wn   sp o t  an d   leaf   s m u t  d is ea s es  h av e  alm o s t  s im ilar   ef f ec t  o n   th e   r ice  lea v es.  B o th   o f   th e   d is ea s es  cr ea te  s y m p to m s   o f   cir c u lar   t o   o v al  s h ap e.   T h e  lesi o n   c o lo r s   ar e   also   s im ilar .   Pra jap ati  et  a l.   [ 4 ]   f ailed   t o   ex tr ac t  p r o p er   f ea tu r es  wh ich   co u ld   d is tin g u is h   b etw ee n   th e  B S  an d   L S  class es  ac co r d in g   to   th eir   s u b tle  s h ap e  d is tin ctio n .   Hen c e,   class - wis e  ac cu r ac y   o f   leaf   s m u t  was  as  lo w  as   4 0 %  in   th eir   wo r k .   I n   o u r   wo r k ,   ca r ef u lly   s elec ted   s h ap e  f ea tu r es  ar e  f o u n d   h i g h ly   ef f ec tiv e  in   d if f er e n tiatin g   b etwe en   th ese  two   c o n f u s in g   class es.  W ith   th e  ch o s en   f ea t u r es,  b o t h   SVM  an d   XGBo o s t  ac h iev e  c o n s is ten t   class - wi s e  ac cu r ac y .   T h e  d et ec tio n   r ate  o f   B L B   is   m u ch   h ig h er   th a n   th e  o th er s   as  it  h as  d is tin ct  d is ea s e   s ig n atu r e.   On   th e   o th e r   h an d ,   B S  an d   L S  h a v e  s im ilar   d is ea s e  s p o ts .   Fu r th er m o r e,   r eso lu tio n   o f   m a n y   L S  im ag es   in   th e  d ataset  is   s ig n if ican tly   lo wer   th an   th e  a v er ag e  r eso lu tio n   o f   im ag es o f   o th er   class es.  Fo r   th is   r ea s o n ,   th e   ac cu r ac y   r ate  o f   L S d etec tio n ,   alth o u g h   co m p a r ab le,   y et  is   m ar g in ally   lo wer   t h an   th at  o f   B S.        5.   CO NCLU SI O N    I n   th is   p ap er ,   we  p r o p o s e  an   a p p r o ac h   f o r   r ice   leaf   d is ea s e  c lass if icatio n .   T h e  ap p r o ac h   d e tects  th r ee   r ice  leaf   d is ea s es  e. g .   B ac ter i al  L ea f   B lig h t,  B r o wn   Sp o t,  a n d   L ea f   Sm u t.  I n   th is   wo r k ,   b ac k g r o u n d s   o f   t h e   im ag es  ar e  r em o v ed   u s in g   s atu r atio n   th r esh o ld ,   w h ile  af f ec te d   p o r tio n s   ar e   s eg m en ted   u s in g   h u e   th r esh o ld .   T h e   d is ea s es  m an if est  d if f er en t  s y m p to m s   o n   in f ec ted   leav es.  S ev er al  s tatis tical  f ea tu r es  p er tain in g   co lo r ,   s h ap e,   an d   tex tu r e  d o m ain   ar e   ex tr ac ted   f r o m   th e  im a g es.  XGBo o s t  is   u s ed   f o r   c lass if icatio n   p r o ce s s .   Mo d el   p ar am eter s   ar e  tu n ed   f o r   o p ti m al  p er f o r m a n ce .   T h e  n o v el  co n tr ib u tio n   o f   o u r   ap p r o ac h   is   f ea tu r e  s elec tio n   an d   co m b in atio n .   T h is   r esu lted   i n   h ig h er   ac c u r ac y   o f   class if icati o n   f r o m   p r ev io u s   r esear ch es  o n   th e  d ataset  alo n g   with   co n s is ten t  class - wis e  ac c u r ac y .   8 6 . 5 8 %  ac cu r ac y   o n   th e  test   d ataset  is   ac h iev ed   with   a  s m all  n u m b er   o f   f ea tu r es  ( 2 6   f ea tu r es).   Pr o p er   f ea tu r e  s elec tio n   r esu lted   in   a  s i g n if ican t  ac c u r ac y   im p r o v em e n t  o v e r   th e   p r ev io u s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l         A n   effec tive  fea tu r e  ex tr a ctio n   meth o d   fo r   r ice  lea f d is ea s e  c la s s ifica tio n   ( Mu h a mma d   A n w a r u l A z im )   469   wo r k s   o n   th e  s am e  d ataset.   W e   aim   to   co n t in u e  o u r   in v esti g at io n   f o r   ex tr ac tin g   a  n ew  s et  o f   d is tin ctiv e  f ea tu r es  f r o m   th e  in f ec te d   ar ea s   wh ich   will  f u r th er   in cr ea s e  th e  ac cu r ac y   o f   d is ea s e  d etec tio n .   T h e   p r o p o s ed   m et h o d   will b e  im p lem en ted   in   m o b ile   ap p   f o r m at  s o   th at  th e   f ar m e r s   ca n   u s e  it o n - fi eld   f o r   d etec tin g   d is ea s es.        RE F E R E NC E S    [ 1 ]   In tern a ti o n a l   R ice   Re se a rc h   In s ti tu te ,   “ Ba c teria l  b li g h t - IRRI   Ri c e   Kn o wle d g e   Ba n k , ”  Ri c e   Kn o wled g e   Ba n k .   [On li n e ].   A v a il a b le :   h tt p :/ / ww w.k n o wle d g e b a n k . irri . o r g /t ra i n in g /fac t - sh e e ts/p e st - m a n a g e m e n t/ d ise a se s/it e m /   b a c teria l - b li g h t   ( Ac c e ss e d   No v .   2 8 ,   2 0 1 9 ).   [ 2 ]   In tern a ti o n a l  Rice   Re se a rc h   In stit u te ,   “ Bro wn   sp o t - IRRI  Rice   Kn o wle d g e   Ba n k , ”  Ri c e   Kn o wled g e   Ba n k .  [On li n e ] .   Av a il a b le :  h t tp :/ /www . k n o w led g e b a n k . irri . o r g /t ra in in g /fac t - sh e e ts/p e st - m a n a g e m e n t/ d ise a se s/it e m /b ro wn - sp o t   ( Ac c e ss e d   No v .   2 8 ,   2 0 1 9 ).   [ 3 ]   H.  B.   P ra jap a ti ,   J.  P .   S h a h ,   a n d   V.  K.  Da b h i ,   “ Rice   lea f  d ise a se s  d a ta  se t, ”   Distrib u ted   b y   UCI  M a c h in e   L e a rn in g   Rep o sit o ry ,   2 0 1 9 .  [On li n e ].   A v a il a b le  a t:   h tt p s:// a rc h i v e . ics . u c i. e d u /ml/d a tas e ts/Ri c e + Lea f + Dise a se s     [ 4 ]   H.  B.   P ra jap a ti ,   J.   P .   S h a h ,   a n d   V.  K.  Da b h i,   “ De tec ti o n   a n d   c las sifica ti o n   o f  r ice   p lan t  d ise a se s,”   In telli g e n t  De c isio n   T e c h n o l o g ies ,   IOS   Pre ss ,   v o l.   1 1 ,   n o .   3 ,   p p .   3 5 7 - 3 7 3 ,   2 0 1 7 .     [ 5 ]   J.  G a r c ia   a n d   J.  A.  Ba rb e d o ,   " Di g it a l  ima g e   p ro c e ss in g   tec h n i q u e s  fo r  d e tec ti n g ,   q u a n ti f y in g   a n d   c las sify in g   p lan t   d ise a se s,"   S p i n g e r P l u s ,   v o l .   2 ,   p p .   1 - 1 2 ,   2 0 1 3 .   [ 6 ]   H.  B.   P ra jap a ti ,   J.  P .   S h a h ,   a n d   V .   K.  Da b h i,   “ A  s u rv e y   o n   d e tec ti o n   a n d   c las sifica ti o n   o f  r ice   p lan t   d ise a se s,"   2 0 1 6   IEE E  In t.   Co n f.   Cu rr e n t  T re n d s i n   Ad v a n c e d   C o mp u ti n g   (ICCT AC ) ,   2 0 1 6 ,  p p .   1 - 8 .   [ 7 ]   S .   S h ima m u ra ,   K.   Ue h a ra ,   a n d   S .   Ko a k u ts u ,   “ Au to m a ti c   i d e n ti f ica ti o n   o f  p lan t  p h y sio l o g ica l  d i so rd e rs  i n   p lan t   fa c to ries   with   a rti f icia l  li g h t   u si n g   Co n v o lu ti o n a l   Ne u ra l  Ne two r k s, ”   In t.   J o u rn a l   o f   Ne w  Co mp u ter   A rc h it e c tu re s  a n d   th e ir A p p li c a t io n s ,   v o l.   9 ,   n o .   1 ,   p p .   2 5 - 3 0 ,   2 0 1 9 .   [ 8 ]   M.  S u g imo t o ,   Y.  I n o k i,   T.   S h ira k a wa ,   K.  Tak e u c h i,   D.  Y o sh i o k a ,   H.  F u k it a ,   e t  a l . ,   “ A  stu d y   fo r  d e v e lo p m e n t  o f   a u to n o m o u s  p a d d y - we e d i n g   r o b o t   sy ste m – An   e x p e rime n tatio n   fo r   a u to n o m o u sly   stra ig h t - ru n n i n g   b a s e d   o n   c o m p a ss - c o m p e n sa ti o n , ”   In t.   J o u rn a l  o f   Ne w  Co mp u ter   Arc h it e c tu re s  a n d   t h e ir  Ap p l ica ti o n s ,   v o l.   8 ,   n o .   4 ,   p p .   1 8 6 - 1 9 7 ,   2 0 1 8 .     [ 9 ]   S .   D.   Kh ira d e   a n d   A.   B.   P a ti l,   “ P lan t   d ise a se   d e tec ti o n   u sin g   ima g e   p r o c e ss in g , ”   In t .   C o n f .   o n   Co mp u ti n g   Co mm u n ica ti o n   C o n tro l  a n d   Au t o ma ti o n   (ICCUBEA ) ,   I EE E ,   2 0 1 5 ,   p p .   7 6 8 - 771 .   [ 1 0 ]   H.  Wan g ,   G .   Li ,   Z.   M a ,   a n d   X.  L i,   " Im a g e   re c o g n it i o n   o f  p lan t  d is e a se s  b a se d   o n   Ba c k p ro p a g a ti o n   Ne two rk s,"   5 th   In t.   C o n g re ss   o n   Im a g e   a n d   S i g n a l  Pro c e ss in g   (CIS P),   IEE E,   2 0 1 2 ,   p p .   8 9 4 - 9 0 0 .   [ 1 1 ]   J.  W.   Orill o ,   J.  D.  Cru z ,   L.   A g a p it o ,   P .   J.  S a ti m b re ,   a n d   I .   Va len z u e l a ,   " Id e n ti f ica ti o n   o f  d ise a se s  in   rice   p lan t  (Ory z a   sa ti v a )  u sin g   Ba c k p r o p a g a ti o n   A rti ficia l  Ne u ra l  Ne two rk , "   In t.   C o n f.   o n   Hu ma n o id ,   Na n o tec h n o l o g y ,   In f o rm a ti o n   T e c h n o l o g y ,   Co mm u n ica ti o n   a n d   Co n tro l,   E n v iro n me n t  a n d   M a n a g e me n t  (HNICEM ),   IE EE ,   2 0 1 4 ,  p p .   1 - 6 .   [ 1 2 ]   T.   S u m a n   a n d   T.   Dh r u v a k u m a r,   “ Clas sifica ti o n   o f  p a d d y   lea f  d ise a se s  u sin g   sh a p e   a n d   c o lo r   fe a tu re s,”   In t.   J o u rn a l   o f  El e c trica l  a n d   E lec tro n ics   En g in e e rs ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 3 9 - 2 5 0 ,   2 0 1 5 .   [ 1 3 ]   A.  K.  S i n g h ,   A.  Ru b a iy a ,   a n d   B.   S .   Ra ja,  “ Clas sifica ti o n   o f  rice   d ise a se   u sin g   d ig i tal  ima g e   p ro c e ss in g   a n d   S VM   c las sifier,”  In t.   J o u r n a l   o f  El e c trica l  a n d   El e c tro n ics   E n g i n e e rs ,   v o l.   7 ,   n o .   1 ,   p p .   2 9 4 - 2 9 9 ,   2 0 1 5 .   [ 1 4 ]   P .   S e t h y ,   B.   Ne g i ,   a n d   N.  B h o i ,   “ D e te c ti o n   o f  h e a lt h y   a n d   d e fe c ted   d i se a se d   lea f  o f  rice   c ro p   u si n g   K - M e a n s  c lu ste rin g   tec h n iq u e , ”   In t .   J o u rn a l   o f   Co mp u ter   Ap p li c a ti o n s ,   v o l.   1 5 7 ,   n o .   1 ,   2 0 1 7 .   [ 1 5 ]   Q.  Ya o ,   Z.   G u a n ,   Y.  Zh o u ,   J.  Tan g ,   Y.  Hu ,   a n d   B.   Ya n g ,   “ Ap p li c a ti o n   o f  S u p p o rt  Ve c to r  M a c h i n e   fo r  d e tec ti n g   rice   d ise a se s u sin g   sh a p e   a n d   c o lo r   te x tu re   fe a tu re s,”   I n t.   C o n f .   o n   E n g i n e e rin g   C o mp u ta ti o n ,   IEE E ,   2 0 0 9 ,   p p .   7 9 - 83 .   [ 1 6 ]   S .   P h a d ik a r,   J.  S il ,   a n d   A.  Da s,  “ C las sifica ti o n   o f  rice   lea f  d ise a se s  b a se d   o n   m o r p h o lo g ica l  c h a n g e s,”   In t.   J o u rn a l  o f   In fo rm a t io n   a n d   El e c tro n ics   En g i n e e rin g ,   v o l.   2 ,   n o .   3 ,   p p .   4 6 0 - 4 6 3 ,   2 0 1 2 .   [ 1 7 ]   S .   P h a d ik a r  a n d   J.  S il ,   " Rice   d ise a se   id e n ti fica ti o n   u sin g   p a tt e r n   re c o g n it io n   tec h n iq u e s,"   1 1 th   I n t.   C o n f.   o n   Co m p u ter   a n d   In f o rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   IE E E,   2 0 0 8 ,   p p .   4 2 0 - 4 2 3 .   [ 1 8 ]   C.   K.  Ch a rli e p a u l,   “ Clas sifica ti o n   o f  rice   p lan t  lea f  u sin g   fe a tu re   m a tch in g , ”   In t.   J o u rn a l  o n   E n g in e e rin g   T e c h n o l o g y   a n d   S c ien c e s ,   v o l.   1 ,   n o .   7 ,   p p .   2 9 0 - 2 9 5 ,   2 0 1 4 .   [ 1 9 ]   S .   P h a d i k a r,   J.   S i l,   a n d   A.  Da s,  “ Rice   d ise a se s  c las sifica ti o n   u si n g   fe a tu re   se lec ti o n   a n d   ru le   g e n e ra ti o n   te c h n i q u e s,"   Co mp u ter s  a n d   e lec tro n ics   i n   a g r icu lt u re ,   v o l .   9 0 ,   p p .   7 6 - 8 5 ,   2 0 1 3 .   [ 2 0 ]   N.  N.  Ku rn iaw a ti   a n d   S .   Ab d u l lah ,   " Tex tu re   a n a ly sis  f o r  d iag n o sin g   p a d d y   d ise a se , "   In t.   Co n f.   o n   El e c trica l   En g i n e e rin g   a n d   I n fo rm a ti c s ,   IEE E,   v o l.   1 ,   2 0 0 9 ,   p p .   2 3 - 27 .   [ 2 1 ]   G .   An th o n y s a n d   N.   Wi c k ra m a ra c h c h i,   “ An   ima g e   re c o g n it i o n   sy st e m   fo r  c ro p   d ise a se   id e n ti fica ti o n   o f  p a d d y   fiel d s   in   S ri   Lan k a , ”   In t.   Co n f.   o n   I n d u s tria l  a n d   In f o rm a ti o n   S y ste ms ,   IE EE ,   2 0 0 9 ,   p p .   4 0 3 - 4 0 7 .   [ 2 2 ]   S .   S .   C h a wa th e ,   " Rice   d ise a se   d e tec ti o n   b y   ima g e   a n a ly sis,"   1 0 t h   A n n u a l   Co m p u ti n g   a n d   C o mm u n ica ti o n   W o rk sh o p   a n d   Co n f.   (CCW C),   Las   Ve g a s,  NV ,   USA,   2 0 2 0 ,  p p .   0 5 2 4 - 0 5 3 0 .   [ 2 3 ]   K.  M a ji d ,   Y .   He rd iy e n i,   a n d   A.  M .   Ra u f,   " I - P EDIA:  M o b i le  a p p li c a ti o n   f o r  p a d d y   d ise a se   i d e n ti fica ti o n   u sin g   F u z z y   e n tro p y   a n d   P ro b a b il isti c   Ne u ra l  Ne two rk , "   I n t.   C o n f.   o n   Ad v a n c e d   Co mp u ter   S c ien c e   a n d   In f o r ma ti o n   S y ste ms   (ICACS IS ),   IEE E ,   2 0 1 3 ,  p p .   4 0 3 - 406 .   [ 2 4 ]   M .   K.   Hu ,   “ Visu a l   p a t tern   re c o g n it io n   b y   m o m e n t  i n v a ria n ts,”  I RE   T r a n sa c t io n s  o n   In f o rm a ti o n   T h e o ry ,   v o l .   8 ,     no.   2 ,   p p .   1 7 9 - 1 8 7 ,   1 9 6 2 .   [ 2 5 ]   T.   Oja la,  M .   P ietik ä i n e n ,   a n d   D.  Ha rwo o d ,   " P e rfo rm a n c e   e v a lu a ti o n   o f  te x tu re   m e a su re s  with   c las sifica ti o n     b a se d   o n   K u ll b a c k   d isc rimi n a ti o n   o f   d istri b u ti o n s,"   Pro c .   1 2 th   IAP R  In t .   C o n f .   o n   Pa t ter n   Rec o g n i ti o n,   v o l.   1 ,   1 9 9 4 ,  p p .   5 8 2 - 585 .   [ 2 6 ]   T.   C h e n   a n d   C.   G u e strin ,   “ Xg b o o st:  A   sc a lab le  tree   b o o st in g   s y ste m , ”   Pro c .   2 2 n d   ACM   S IGKD D  In t.   Co n f.   o n   Kn o wled g e   Disc o v e ry   a n d   Da t a   M in i n g ,   2 0 1 6 ,   p p .   7 8 5 - 7 9 4 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                    I SS N :   1 6 9 3 - 6 9 3 0   T E L KOM NI KA   T elec o m m u n   C o m p u t E l Co n tr o l ,  Vo l.  1 9 ,   No .   2 ,  Ap r il   202 1 :    46 3   -   47 0   470   B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Mu h a m m a d   Anwa r u l   Az im   re c e iv e d   B. S c .   (E n g g . )   d e g re e   i n   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter   S c ien c e   fro m   S h a h jala l   Un i v e rsit y   o f  S c ien c e   &   Tec h n o l o g y ,   S y l h e t,   Ba n g lad e sh   i n   2 0 0 0   a n d   M a ste r  o f  En g i n e e rin g   i n   C o m p u ter  E n g i n e e rin g   fr o m   Ko re a   Ae ro sp a c e   Un iv e rsity ,   S o u t h   Ko re a   in   2 0 0 8 .   He   is  w o rk in g   a s  th e   Ch a irma n   a n d   P ro fe s so r  in   th e   d e p a rtme n t  o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g in e e ri n g ,   U n iv e rsit y   o f  Ch it tag o n g ,   B a n g lad e sh .   His  re se a rc h   in tere st  in c l u d e s  ima g e   p ro c e ss in g ,   c o m p u ter v isio n ,   p a tt e rn   re c o g n it io n ,   m a c h in e   lea rn i n g ,   n e two rk i n g ,   a n d   se c u r it y .         Mo h a m m a d   K h a irul   Is la m   re c e i v e d   th e   B. S c .   ( E n g g . )  d e g re e   in   El e c tro n ics   a n d   Co m p u ter   S c ien c e   fro m   S h a h jala l  Un i v e rsit y   o f   S c ien c e   &   Tec h n o l o g y ,   S y l h e t,   Ba n g la d e sh   i n   2 0 0 0 .   He   re c e iv e d   th e   M a ste r  o f  E n g in e e rin g   a n d   Do c to r   o f   E n g i n e e rin g   d e g re e s  i n   In f o rm a ti o n   a n d   Tele c o m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   fr o m   Ko re a   Ae ro sp a c e   Un iv e rsity ,   S o u th   Ko re a   in   2 0 0 7   a n d   2 0 1 1   re sp e c ti v e ly .   Dr.   Isla m   is  wo rk in g   a s  a   P ro fe ss o r  in   t h e   d e p a rtme n t  o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g   in   Un iv e rsit y   o f  Ch it tag o n g ,   Ch it ta g o n g - 43 3 1 ,   Ba n g lad e sh .   His  re se a rc h   in tere st  in c lu d e s  ima g e   u n d e rsta n d in g ,   a c t iv it y   a n a ly sis,  c o m p u ter   v isio n ,   p a tt e r n   re c o g n it io n ,   m a c h in e   lea rn in g ,   3 D  m o d e li n g   a n d   f u sio n   o f  re m o te  se n sin g   d a ta.         Md .   Ma r u fu r   Ra h m a n   c o m p lete d   h is   B. S c .   E n g g .   in   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e ri n g   fro m   Un iv e rsit y   o f  Ch it tag o n g ,   Ch it tag o n g - 4 3 3 1 ,   Ba n g lad e sh   in   2 0 1 6 .   At  p re se n t  h e   is   p u rsu i n g   M S   i n   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   in   t h e   De p a rtme n t  o f  Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g i n e e rin g ,   U n iv e rsit y   o f  Ch it tag o n g ,   Ba n g lad e s h .   His  re s e a rc h   in tere st  in c lu d e s   m a c h in e   lea rn in g ,   p a tt e r n   re c o g n i ti o n ,   ima g e   p r o c e ss in g ,   a n d   c o m p u ter v isi o n .         Fa r a h   J a h a n   re c e iv e d   th e   B. S c .   ( Ho n s.)  d e g re e   in   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   fro m   Un iv e rsity   o f  Ch it ta g o n g ,   C h it tag o n g - 4 3 3 1 ,   Ba n g la d e sh   in   2 0 0 8 .   S h e   re c e iv e d   th e   M a ste r  o f   En g i n e e rin g   d e g re e   in   In f o rm a ti o n   a n d   Tele c o m m u n ica ti o n   En g in e e rin g   fr o m   Ko re a   Ae ro sp a c e   Un iv e rsity ,   S o u t h   Ko r e a   in   2 0 1 1 .   S h e   re c e iv e d   th e   P h . D.  d e g re e   fro m   G riff it h   Un iv e rsity ,   Au stra li a   in   A u g u st  2 0 1 9 .   Dr.  Ja h a n   is  a n   As so c iate   P ro fe ss o r  in   th e   d e p a rtme n t   o f  C o m p u ter   S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g   in   Un i v e rsity   o f   Ch i tt a g o n g ,   Ch i tt a g o n g - 4 3 3 1 ,   Ba n g lad e sh .   He r  re se a rc h   in tere st   in c lu d e s p a tt e rn   re c o g n it i o n ,   m a c h in e   lea rn i n g ,   c o m p u ter  v isio n ,   a n d   d a ta  fu sio n   i n   t h e   field   o f  re m o te se n si n g .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.