I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m p ute E ng in ee ring   ( I J E CE )   Vo l.   7 ,   No .   1 Feb r u ar y   201 7 ,   p p .   1 9 4 ~ 1 9 9   I SS N:  2 0 8 8 - 8708 DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 / i j ec e . v7 i 1 . 1 1 5 3 1          194       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s jo u r n a l.c o m/o n lin e/in d ex . p h p /I JE C E   Recog nition o To m a to La te  Blig ht  by   u sing  DWT an Co m po nen A na ly si s       H it esh w a ri   Sa bro l 1 , S a t is h   K u m a r 2   1 De p a rtme n o f   Co m p u ter S c ien c e   &   A p p li c a ti o n s,  P a n jab   U n iv e rsity ,   Ch a n d ig a rh ,   Ch a n d ig a rh   1 6 0 0 1 4 ,   In d ia   2 De p a rtme n o f   Co m p u ter A p p li c a ti o n s,  P . U.  S S G   Re g io n a Ce n tre,  Ho sh iar p u r,   1 4 6 0 2 3 ,   I n d ia     ( P a n jab   U n iv e rsity ,   Ch a n d ig a rh )       Art icle  I nfo     AB ST RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ma y   13 ,   2 0 1 6   R ev i s ed   J u l   6 ,   2 0 1 6   A cc ep ted   J u l 2 0 ,   2 0 1 6       P la n d ise a se   re c o g n it io n   c o n c e p is   o n e   o f   th e   s u c c e ss f u a n d   im p o rtan t   a p p li c a ti o n o f   ima g e   p ro c e ss in g   a n d   a b le  to   p r o v id e   a c c u ra te  a n d   u se f u in f o rm a ti o n   to   ti m e l y   p re d ictio n   a n d   c o n tr o o f   p lan d ise a se s.  In   th e   stu d y ,   th e   wa v e let   b a se d   f e a tu re c o m p u ted   f ro m   R G i m a g e o f   late   b li g h in f e c ted   i m a g e a n d   h e a lt h y   i m a g e s.  T h e   e x trac ted   f e a tu re su b m it ted   to   P ri n c ip a l   C o m p o n e n A n a ly sis  (P CA ),   Ke rn e P rin c ip a C o m p o n e n A n a l y sis   (KP CA a n d   I n d e p e n d e n t   Co m p o n e n A n a l y sis  p e rf o r m e d   (ICA f o re d u c in g   d im e n sio n in   f e a tu re   d a ta  p ro c e ss in g   a n d   c las si f ica ti o n .   T o   re c o g n ize   a n d   c las sify   late   b li g h f ro m   h e a lt h y   p lan im a g e a re   c las sif ied   in to   tw o   c las se i. e .     late   b li g h i n f e c ted   o h e a lt h y .   T h e   Eu c li d e a n   Dista n c e   m e a su re   is  u se d   to   c o m p u te  th e   d istan c e   b y   th e se   t w o   c la ss e o f   tr a in in g   a n d   tes ti n g   d a tas e t   f o to m a to   late   b l ig h re c o g n it i o n   a n d   c las sif ica ti o n .   F in a ll y ,   th e   th re e - c o m p o n e n t   a n a ly sis  is  c o m p a re d   f o late   b li g h re c o g n it io n   a c c u ra c y .   T h e   Ke rn e P rin c ip a C o m p o n e n A n a l y si ( KP CA y i e ld e d   o v e ra ll   re c o g n it io n   a c c u ra c y   w it h   9 6 . 4 % .   K ey w o r d :   I n d ep en d en c o m p o n e n a n al y s is   K er n el   p r in cip al  c o m p o n e n a n al y s is     T o m ato   l ate  bl ig h d is ea s e   P r in cip al  c o m p o n e n a n al y s is   Co p y rig h ©   2 0 1 7   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 :   Hites h w ar i Sab r o l,   Dep ar t m en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   &   A p p licatio n s ,     P an j ab   Un iv er s it y ,     C h a n d ig ar h ,   C h an d i g ar h   1 6 0 0 1 4 ,   I n d ia.   E m ail:  h ites h w ar i s ab r o l@ g m a il.c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   P lan t   d is ea s e   is   a n   i m p air m e n o f   t h n o r m al  s tate  o f   t h p lan t h at  i n ter r u p t s   o r   m o d i f i es  its   v ital   f u n ctio n s   [ 1 ] .   T h er ar s ev er al  t y p es  o f   p la n d is ea s co u l d   ca u s s e v er al  lo s s e s   to   t h p r o d u ctio n   o f   cr o p s .   T h p r esen ce   o f   t h p at h o g e n   d ep en d s   o n   t h e   f a v o r ab le  en v i r o n m e n co n d it io n s   an d   v ar iet ies  o f   cr o p s   g r o w n ,   w h ic h   is   th r ea s o n   f o r   o cc u r r en ce   a n d   p r ev alen ce   o f   p lan d is ea s es.  T h er ar v ar i o u s   p lan t   d is ea s e   m an a g e m e n t   p r o g r a m s   th at   w i ll  h e lp   to   r ed u ce   lo s s e s   i n   y ie l d s   an d   g r ai n   q u a lit y .   An   a u to m atic   p lan t   d is ea s e   re co g n itio n   an d   d iag n o s i s   s y s te m   ca n   d esig n   b y   u s i n g   i m a g p r o ce s s in g   an d   p a tter n   r ec o g n itio n     tech n iq u es [ 2 - 7 ] .     T h er is   v ar io u s   k i n d   o f   ab n o r m al it y   s tates  p r ese n o n   t h e   p lan ts   lea f   w h ich   ca n   b id en ti f ied   b y   m ea n   o f   m a n u al  in s p ec tio n .   T h i m a g p r o ce s s i n g   a n d   p atter n   r ec o g n itio n   tech n iq u e s   p la y   th w o r t h   f u ll  r o le   to   co n v er m a n u a p r o ce s s   to   au to m ate   t h p r o ce s s T h au t o m a tic  d ia g n o s i s   s y s te m   b ase d   o n   p lan d i s ea s e   f ea t u r es r ed u ce s   t h d ep en d en c y   o n   ex p er ts   in   t h ar ea   co n c er n ed .   I n   th s t u d y ,   t h late  b li g h t - i n f ec ted   to m ato   leaf   i m ag e s   an d   h ea l th y   lea f   im ag e s   w er tak e n   f o r   th e x p er i m en t.  T h t w o   k i n d   o f   leaf   d iv id ed   in to   t w o   ca teg o r ies  o r   class e s ,   i.e . ,   late  b lig h in f ec ted   a n d   h ea lt h y .   T h p lan d i s ea s f ea t u r es  ex tr ac ted   af ter   ap p l y in g   d is cr ete  w a v elet  tr a n s f o r m at io n .   E x ce s s iv e x tr ac ted   f ea tu r es  r ed u ce d   b y   u s i n g   p r i n cip al  co m p o n e n t   an al y s is ”  ( P C A )   [ 8 - 1 0 ] ,   in d e p en d en co m p o n e n an al y s is ”  ( I C A )   [ 1 1 ] ,   [ 1 2 ]   an d   k er n el  p r in cip al  c o m p o n en an al y s is ”  ( KP C A )   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ]   a n d   s o m o th er   m et h o d s   co u ld   b u s ed   to   r ed u ce   d im en s io n s   o f   th f ea t u r d ata.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R ec o g n itio n   o f To ma to   La te  B lig h t b Usi n g   DW T a n d   C o mp o n en t A n a lysi s   ( Hite s h w a r i S a b r o l)   195   T h is   th r ee - co m p o n e n t   an al y s is   al s o   u s ed   f o r   class if ica tio n   p u r p o s b y   lear n in g   tech n i q u e.   T h er is   T h e   to m ato   late  b lig h d is ea s r ec o g n i tio n   f r o m   h ea lt h y   lea f   i m ag es  in cl u d es  ei g h s tep s   as  m e n tio n ed   in   Fi g u r 1 Step   1   L ate  b li g h i n f ec ted 4 8   an d   h ea lt h y   ( No r m al) :   5 8 .   S tep   2   C r ea ted   tr ai n i n g   an d   tes tin g   d atase t.  Step   3   I m ag e   p r ep r o ce s s in g P er f o r m   A d ap tiv h i s to g r a m   eq u a lizat io n   a n d   r es h ap in g   t h i m a g es,   E x tr ac tin g   ea ch   R ,   G,   B   co m p o n en ts   a n d   A p p l y   w h iten in g   f o r   I C A   S tep   4.   Featu r E x tr ac tio n   u s i n g   s in g le  le v el  t w o - d i m en s io n al   Haa r   W av e let.   St ep   5   E x tr ac tin g   lo w   a n d   h i g h   f r eq u en c y   o f   ea ch   R ,   G,   an d   B   co m p o n e n t.   S tep   6   Data   s u m m ar iza tio n   a n d   cla s s if icatio n   b y   P C A ,   KP C &   I C A .   S tep   7   A p p l y   E u clid ea n   Dis ta n ce   to   m ea s u r e   th s i m i lar it y   d i s tan ce   b et w ee n   tr ain in g   a n d   test i n g   d ata  by   t w o   clas s es ( L ate  b li g h t in f ec te d   an d   h ea lt h y .   Step   8   T o m ato   L ate  B li g h t   R ec o g n itio n   an d   C la s s i f icatio n   co m p ar is o n   an d   cr o s s - v alid atio n   o f   t h r ee   C o m p o n en An al y s i s   ( P C A ,   KP C A ,   a n d   I C A ) .                                                                                 Fig u r 1 .   Step s   f o r   R ec o g n itio n   an d   C la s s i f icat io n   o f   T o m a t o   L ate  B lig h t b y   u s i n g   DW T   an d     C o m p o n e n An al y s is       2.   RE S E ARCH   M E T H O D   2 . 1 .   T o m a t o   L ea f   B lig ht   T h late  b lig h f o u n d   o n   to m ato   p lan ts   i s   ca u s ed   b y   t h f u n g u s   P h yto p h th o r a   in fe s ta n s .   Th e   o cc u r r en ce   of   la te   b lig h t   fo u n d   in   la ter   s ea s o n   o r   f ea tu r e s   o f te n   n o ap p ea r in g   u n til  a f ter   b lo s s o m .   T h e   s y m p to m s   o r   f ea t u r es  o f   late  b lig h f ir s ap p ea r   o n   th lo w e r ,   o ld er   leav es  as  w a ter - s o a k e d ,   g r a y - g r ee n   s p o ts .   T h im a g a f f ec ted   f r o m   late  b lig h s h o w n   i n   Fi g u r e   2 ( a)   an d   ( b ) .   I mag e   a c q u i s i t i o n   b y   c o mm o n   d i g i t a l   c a me r a     T r a i n i n g   S e t   T e st i n g   S e t   F e a t u r e   Ex t r a c t i o n   u si n g   si n g l e   l e v e l   t w o   d i me n si o n a l   H a a r   W a v e l e t   ( Ex t r a c t i n g   l o w   a n d   h i g h   f r e q u e n c y )     Ex t r a c t i n g   l o w   a n d   h i g h   f r e q u e n c y   o f   e a c h   R ,   G ,   B   c o m p o n e n t       A p p l y   Eu c l i d e a n   D i st a n c e   t o   me a s u r e   t h e   s i mi l a r i t y   d i s t a n c e   b e t w e e n   t r a i n i n g   a n d   t e st i n g   d a t a   o n   t h e   b a si o f   t w o   c l a sse s ( L a t e   b l i g h t   i n f e c t e d   a n d   h e a l t h y   I n p u t   a n d   T a r g e t   D a t a       T e st i n g   D a t a   D a t a   su m m a r i z a t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   b y   P C A ,   K P C A   &   I C A     I mag e   P r e p r o c e ssi n g   Ex t r a c t i n g   e a c h   R , G , B   c o mp o n e n t s fr o m i m a g e s   A p p l y   H i st o g r a Eq u a l i z a t i o n   a n d   r e sh a p i n g   t o   e a c h   e x t r a c t e d   R ,   G ,   B   C o mp o n e n t   A p p l y   W h i t e n   t o   e a c h   c o mp o n e n t   f o r   I C A   F o r   P C A   a n d   K P C A   T o mat o   L a t e   B l i g h t   R e c o g n i t i o n   a n d   C l a ssi f i c a t i o n   c o m p a r i so n   a n d   c r o ss  v a l i d a t i o n   o f   t h r e e   C o mp o n e n t   A n a l y si s (P C A ,   K P C A   a n d   I C A )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   :   1 9 4     1 9 9   196         ( a)           ( b )         ( c)         ( d )     Fig u r e   2 .   ( a)   &   ( b )   L ate  B lig h t   Af f ec ted   T o m ato   L ea v es   (c )   an d   (d )   Hea lth y   T o m ato   L ea v e s       2 . 2 .   I m a g Da t a Set     I n   th i s   s t u d y ,   d ataset   o f   to tal  1 0 6   d ig ital  i m a g es  o f   late  b lig h to m ato   p lan d is ea s a n d   h ea lt h y   w er o b tain ed   b y   u s i n g   t h co m m o n   d ig ital  ca m er a.   Fro m   wh ich   t h 4 8   im a g es  ar late  b lig h i n f ec ted   an d   5 8   i m a g es  ar h ea lt h y .   T o tal  f i v ti m e s   th e   i m a g e s   ar r an d o m l y   u s ed   f o r   tr ain in g   a n d   te s tin g   p u r p o s e.   Fo r   tr ain i n g ,   r a n d o m l y   t h s et  o f   9 0 %,  8 0 %,  7 0 %,  6 0 an d   5 0 i m a g es  f r o m   t h to tal   d ataset  u s ed .   Fo r   t h e   test i n g ,   r a n d o m l y   t h s et  o f   1 0 %,  2 0 %,  3 0 %,  4 0 an d   5 0 i m ag e s   f r o m   th e   to tal  d ataset   u s ed .   T h p r o p o s ed   alg o r ith m   i m p le m e n ted   w it h   MA T L A B   2 0 1 4 b .     2 . 3 .   I m a g pre - pro ce s s ing   A p p l y   co n tr ast  li m ited   ad ap tiv h i s to g r a m   eq u aliza t io n   to   en h a n ce   t h co n tr ast  o f   th i n ten s i t y   a n d   p er f o r m   r es h ap i n g   o n   R GB   i m ag es o f   late  b li g h t a n d   h ea lth y .       2 . 4 .   F ea t ure  E x t ra ct io n us ing   Di s cr et Wa v elet   T ra ns f o r m a t i o n   W av elet  tr a n s f o r m atio n   i s   u s ed   to   ex tr ac t   w av e let  f ea t u r es  f r o m   to m ato   la te  b li g h a f f ec ted   an d   h ea lt h y   i m ag e s .   As  w a v elet  tr an s f o r m atio n   co n v er d i g ital   s ig n a to   w a v elet   s i g n al  o r   d ec o m p o s e s   t h d i g ita l   s ig n al  i n to   w a v elet  f u n ctio n .   T h w a v elet  tr an s f o r m atio n   can   an al y s i s   th d etail  o f   i m ag l ik v er tical,   d iag o n al  a n d   h o r izo n ta s u b b an d s   o f   t h i m a g e[ 1 5 - 1 7 ] .   T h d etailed   in f o r m atio n   o f   th i m a g ca n   b r etr iev ed   b y   lo w   p as s   an d   h ig h   p ass   f ilter i n g   [ 1 8 - 2 0 ] .   I n   th ex p er i m e n t,  th d i s cr ete  w av elet  tr an s f o r m   u s e d   f o r   ex tr ac tin g   f ea tu r e s   f r o m   t h d is ea s af f ec ted   t h ar ea   o f   th p lan t.  First  R ,   G,   B   co m p o n en ts   ex tr ac ted   f r o m   t h i m a g es  i n d iv id u all y .   Seco n d   co m p u te  th lo w   a n d   h ig h   f r eq u en c y   o f   ea ch   R ,   G ,   B   co m p o n en b y   u s i n g   s in g le  lev el   t w o - d i m e n s io n al   d is cr ete   Haar   w a v el et.   T h Haa r   W av elet   f u n cti o n   d ef i n ed   b y   t h e   f o llo w in g   f o r m u la  [ 1 7 ] .       (   )   {                    (         )                  (         )                             ( 1 )     T h ir d   c o m p u te  th s ta n d ar d   d ev iatio n   o f   ea c h   ex tr ac ted   co m p o n en to   b in   th s ca lar   f o r m .   Fin all y ,   co m b i n ed   th t h r ee   s ca lar   f o r m s   o f   ea c h   R ,   G,   an d   B   co m p o n en a n d   s u b m itted   to   P C A ,   KP C A   a n d   I C A   f o r   d ata  s u m m ar izat io n ,   tr ain i n g ,   an d   test i n g   p u r p o s e.     2 . 5 .   Co m po nent  Ana ly s i s   T h t w o   o r   m o r i n d ep en d en v ar iab les  co m p o s ed   in   s u ch   w a y   to   a n al y ze   t h eir   i n d ep en d en ce   i s   ca lled       C o m p o n e n an al y s i s .   T o   id en tify   t h s in g u lar   co m p o n en an d   d eter m i n th i n f l u en ce d   co m p o n e n t   d u to   th c h a n g i n g   b eh a v io r   is   t h m a in   a i m   o f   co m p o n e n an al y s i s .   E li m i n ate  i n ef f ec ti v o r   less   e f f ec ti v e   co m p o n e n t s   f o r   t h p u r p o s o f   r ed u ct io n   o f   i n d if f er e n ele m en ts ,   m ai n te n a n ce   a n d   i m p r o v in g   g en er aliza t io n .   T h P C A ,   KP C A ,   an d   I C ar th r ee   i m p o r tan f ea t u r ex tr ac tio n   tec h n iq u es  u s ed   f o r   d i m en s io n al it y   r ed u ctio n   a n d   w o r k   o n   s el f - o r g an izi n g   u n s u p er v is ed   lear n i n g   ap p r o ac h .   W u s ed   all   th e s t h r ee   tec h n iq u e s   ( P C A ,   KP C A ,   an d   I C A )   f o r   d ata  r ed u ctio n   an d   clas s i f icatio n .   T h m o s e f f ec ti v a n d   s i m p l m u lti v ar iate  a n al y s i s   b ased   to   ei g e n v ec to r   i s   P r in cip al  C o m p o n en t   An al y s i s ”.   P C A   a n   o r th o g o n a lin ea r   tr an s f o r m atio n   u s ed   to   co n v er th d ata  to   n e w   co o r d in ate  s y s te m .   I t   also   u s ed   f o r   s i g n al  p r o ce s s i n g   an d   d ata  r ed u ctio n   in   s tatis t ical  p atter n   r ec o g n itio n .   Self - o r g an ized   lear n i n g   p r o v id es  an   ad ap tiv e   alg o r it h m   f o r   P C A .   I m a x i m izes   th r ate  o f   d ec r ea s o f   v a r ian ce   u s in g   E i g e n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R ec o g n itio n   o f To ma to   La te  B lig h t b Usi n g   DW T a n d   C o mp o n en t A n a lysi s   ( Hite s h w a r i S a b r o l)   197   d ec o m p o s itio n   m eth o d   o r   v alu d ec o m p o s itio n   t h eo r e m .   W h av u s ed   Sin g u lar   v a lu d ec o m p o s itio n   th eo r e m   b etter   t h e n   E i g en   d ec o m p o s i tio n .   I n   m ath e m at ical   t er m s ,   ca l c u late  th e ig e n v alu e s   o f   t h co v ar ian c e   m atr i x   o f   t h o r ig i n al  o u tp u ts .   P C A   li n ea r l y   tr an s f o r m   h i g h - d i m en s io n al  s p ac w h ich   is   u n co r r elate d   an d   o r th o g o n al.   First,   co m p u te   t h eig e n v alu e s   a n d   ei g en v ec to r s ,   th e n   s o r t h ei g e n v al u es   i n   d esce n d in g   o r d er   an d   ig n o r th r ea ll y   s m all  v alu e s .   T h en   w tr an s f o r m   d ata  in to   th eig e n s p ac f o r m ed   b y   th s elec ted   eig en v ec to r .   T h m ea n   v ec to r   o f   th p o p u latio n   i s   d ef i n ed   as :                               ( 2 )     T o   f in d   th co v ar ia n ce   m atr ix                                                 ( 3 )     w h er C is   th e   co v ar ia n ce ,   is   th e   s a m p les   f r o m   r an d o m   v al u es,   a n d   ( x - m x )(x - m x ) T   ar th n * n   o r d er   o f   m atr ices .                       ( 4 )     w h er e   A   is   t h tr an s f o r m at io n   m atr i x   to   m ap   x   i n to   v ec to r   y   a n d   th d iag o n al   m atr i x   i s   C y   an d   co n tai n i n g   ele m e n ts   w it h   t h m ai n   d iag o n al  ar th eig e n v al u es  o f   C x .   T h m atr i x   A i s   d esig n ed   f r o m   k   eig e n v ec to r s   eq u iv ale n to   t h k   lar g est  ei g en v al u e s ,       p r o d u cin g   tr an s f o r m at io n   m atr ix   o f   o r d er   k * n .   T h   r ec o n s tr u ctio n   o f   v ec to r   b y   A k   is :         ̂                       ( 5 )     T h ke r n el   b ased   m e th o d   u s e d   f o r   n o n li n ea r   P C A   is   Ker n el   P r in cip al  C o m p o n e n An a l y s i s .   T h k er n el   m et h o d   is   u s ed   to   tr an s f o r m s   t h o r ig in al   i n p u ts   i n t o   h ig h   d i m e n s io n al  f ea t u r s p ac ( in n er   p r o d u ct   k er n el) ,   w h er t h co m p u tatio n   p er f o r m ed   o n   f ea t u r s p ac e   w h ich   i s   n o n - l in ea r l y   r elate d   to   in p u s p ac e.   I n   Ker n el  P C A ,   th r elatio n   b et w ee n   in p u s p ac an d   f ea tu r e   s p ac is   n o n li n ea r   b u i m p lem en tatio n   r elie s   o n   lin ea r   al g eb r a,   s o   w t h in k   t h at  it’s  a n   ex ten s io n   o f   o r d in ar y   P C A .     I n   t h is   s t u d y ,   w w e r u s i n g   Ga u s s ian - t y p e   k er n el.   Ma t h e m atica ll y ,   w w o u ld   li k to   f in d   d ir ec ti o n   v ec to r   in   th f ea tu r s p ac e.   A ll  th m atter s   r e m ain   s a m a s   in   P C A ,   b u with   k er n el   m atr ix              (     )     (     )     (           )     ( 6 )     T h p r o j ec tio n   o n to   th o p tim al  d ir ec tio n   is       (   )         (   )           (     )           (         )       ( 7 )       I n d ep en d en C o m p o n e n An al y s i s ( C ar d o aso   2 0 0 3 )   s tated   t h at  I n d ep en d en C o m p o n en t   An al y s i s   is   t h d ec o m p o s itio n   o f   r an d o m   v ec to r   i n to   li n ea r   co m p o n e n ts   th a ar s tatis t icall y   i n d ep en d en a s   p o s s ib le,   w h er t h ter m   in d ep en d e n ce   is   u n d er s to o d   i n   i ts   s tr o n g est   s tatis tical   s e n s e;   I C g o es  b e y o n d   ( s ec o n d   o r d er )   d ec o r r elatio n   an d   th er e f o r r eq u ir es  t h at  t h o b s er v at io n s   r ep r esen tin g   th d ata  v ec to r   b n o n - Ga u s s ian ”[ 2 0 ] .   I n   th s t u d y ,   w u s ed   w h it en in g   a s   p r ep r o ce s s in g   s t ep   f o r   I C A   a lg o r it h m   to   f i n d   th u n co r r elate d   co m p o n e n t s   b u n ee d   n o t   b i n d ep en d en t,   a n d   th v ar ia n ce   is   eq u al  to   t h u n i t y .   Ne x t,  a p p ly   d is cr ete  Haar   w a v elet  tr a n s f o r m atio n   to   ex tr ac w a v elet  f ea tu r e s .       3.   E VA L UA T I O N   W u s th E u clid ea n   Dis ta n c m e t h o d   to   m ea s u r th d is ta n ce   b et w ee n   th tr ai n i n g   s e an d   test i n g   s et.   E ith er   t h r o u g h   s u p er v i s e d   lear n in g   o r   u n s u p er v is ed   l ea r n in g   ar k n o w n ,   a n   u n k n o w n   o b j ec t,  m a y   b e   ca lled   test   o b j ec ca n   r ec o g n i ze   b y   ass o ciat in g   it  w it h   o n o f   th o s e   clas s   u s i n g   s i m ilar i t y   ( o r   in   o th er   w o r d s ,   d is s i m ilar it y   o r   d is tan ce )   m ea s u r es.  T o   m ea s u r th d i s s i m i lar it y   o r   d is tan ce   o f   t w o   cla s s es  i.e .   T o m ato   late   b lig h t i n f ec ted   o r   h ea lth y   i m a g es,  w u s ed   E u clid ea n   Dis ta n ce   m ea s u r as f o llo w i n g     (       )               ( 8 )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8708   I J E C E     Vo l.  7 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 1 7   :   1 9 4     1 9 9   198   Usi n g   P C A   an d   KP C A ,   w m ea s u r th d is ta n ce   b et w ee n   eig e n v al u e   o f   tr ain in g   d ata  an d   test in g   d ata.   I n   th ca s o f   I C A ,   t h d is tan ce   m ea s u r ed   b et w ee n   eig en v ec to r   co m p u ted .   I f   t h d is t an ce   is   less   f r o m   a   p ar ticu lar   class ,   t h en   t h test in g   i m a g b elo n g s   to   t h a t c las s .       4.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h r ec o g n itio n   an d   cla s s i f ica tio n   o f   to m a to   late  b lig h b y   u s in g   d is cr ete  w a v elet  tr an s f o r m atio n   a n d   co m p o n e n t   an a l y s is   y ie ld ed   ac cu r ac y   9 6 . 4 %.  T h P C A ,   KP C A ,   an d   I C A   ar u s ed   t o   th r ed u ct io n   o f   d i m en s io n s   o f   th e   d ata  u s i n g   w a v elet  f ea t u r es   a n d   t h en   th ese   tec h n iq u es  u s ed   f o r   t o m a to   p lan d i s ea s e   r ec o g n itio n   an d   class i f icatio n   p u r p o s e .   T h tw o   clas s es  i.e .   late  b lig h in f ec ted   an d   h ea lt h y   u s ed   to   class i f y   w h et h er   th i m a g is   a f f ec ted   by   late  b li g h d is ea s o r   n o t.   T o   ca lc u latin g   t h m i n i m u m   d is tan ce   b et w ee n   tr ain i n g   a n d   te s ti n g   d ata,   E u c lid ea n   d is ta n ce   m ea s u r w a s   u s ed   to   cla s s i f y   t h at  te s ti n g   i m ag e   is   b elo n g s   to   w h ic h   class   i n f ec ted   o r   h ea lth y .     T a b le  1 .   s h o w s   th co m p ar ativ r esu lts   o f   t h th r ee - co m p o n en t   an a l y s is .   T h P C A   p r o d u cin g   s ec o n d   o v er al r ec o g n itio n   ac c u r ac y   w it h   8 9 . 8 af ter   KP C A .   I n   t h f ir s t,  t est  d ataset  o f   1 0 %,  I C A   r esu l tin g   t h w o r s t r ec o g n itio n   ac c u r ac y   a n d   y ield i n g   o v er all  3 4 % r ec o g n itio n   o n l y .       5.   CO NCLU SI O AND  F U T U RE   SCO P E   I n   t h s t u d y ,   P C A ,   KP C A ,   a n d   I C A   u s ed   f o r   d ata  r ed u ct i o n   an d   r ec o g n itio n   o f   to m ato   late  b li g h t   f r o m   a   h ea lt h y   lea f   i n   d i g ital   i m a g es.  T h p lan d is ea s r ec o g n itio n   a n d   clas s i f icatio n   b ased   o n   t w o   cla s s e s   i.e .   i m a g es  a f f ec ted   by   lat b lig h a n d   h ea l th y .   Fo r   f ea t u r ex tr ac tio n ,   w u s ed   d is cr ete  w a v elet   tr an s f o r m atio n   b ased   o n   Haar   w a v elet.   As  th r e s u l ts   s h o w ,   ex tr ac ted   f ea tu r d ata  f r o m   t h i m a g es  o f   p lan t   d is ea s es  b y   r ed u ci n g   d i m e n s i o n s   co u ld   r ed u ce   th r u n n in g   ti m f o r   class i f icatio n ,   a n d   ac ce p tab le  r ec o g n itio n   r esu lt s   co u ld   o b ta in .   T h m e t h o d   u s ed   in   th e   s t u d y   p r o v ed   th at   P C A ,   KP C A ,   a n d   I C u s ed   f o r   ex tr ac ted   f ea t u r d ata  r ed u ctio n   f r o m   t o m a to   late  b lig h i m a g es  a n d   also   u s ed   f o r   r ec o g n itio n   p u r p o s e.   Fin all y ,   t h d is tan ce   b et w ee n   tr ai n i n g   an d   test i n g   d ataset  co m p u ted   b y   E u clid ea n   d i s ta n ce   m ea s u r by   t w o   cla s s e s .   I f   th e   d is tan ce   i s   le s s   f r o m   a n y   o f   t w o   cla s s es,   th e n   t h p ar tic u la r   test i n g   i m a g b elo n g s   to   o n o f   t h t w o   cla s s es   eith er   late  b lig h i n f ec ted   o r   h ea lth y   o n e.   T h P C A   is   k in d   o f   lin ea r   p r o jectio n ,   an d   it  co u ld   n o co r r ec tl y   h an d le  n o n - li n ea r   d ata,   b u it   co u ld   h a n d le  u s i n g   KP C A .   A ll   t h p r o p er ties   o f   o r d in ar y   P C ca r r y   o v er   to   KP C A .   T h Ker n al  P C A   i s   li n ea r   in   f ea tu r s p ac an d   n o n li n ea r   in   th in p u s p ac e.   As  s u ch ,   it  ca n   b ap p lied   to   all  th o s d o m ain s   w h er o r d in ar y   P C A   u s ed   f o r   f ea t u r ex tr ac tio n   o r   d ata  r ed u ctio n ,   f o r   w h ich   n o n l in ea r   ex ten s io n   w o u ld   m ak s en s e.   As  co m p ar to   P C A ,   KP C A   a n d   I C A   is   n o o n l y   s tatis t ical  in d ep en d en u p   to   s ec o n d   o r d er   b u u p   to   all  t h in d iv id u al  co m p o n en ts   o f   t h o u tp u v ec to r   an d   i n v o l v e s   n o   co n s tr ai n o f   o r th o g o n alit y .       T ab le  1 .   R ec o g n itio n   a n d   C las s if ica tio n   o f   T o m ato   L ate  B li g h t a cc u r ac y   T e st i n g   D a t a se t   P r i n c i p a l   C o m p o n e n t   A n a l y si s   K e r n e l   P r i n c i p a l   C o m p o n e n t   A n a l y si s   I n d e p e n d e n t   C o m p o n e n t   A n a l y si s   L a t e   B l i g h t   I n f e c t e d   H e a l t h y   L a t e   B l i g h t   I n f e c t e d   H e a l t h y   L a t e   B l i g h t   I n f e c t e d   H e a l t h y   1 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %   1 0 0 %   0%   1 0 0 %   2 0 %   9 0 %   9 2 %   9 0 %   9 2 %   7 5 %   2 5 %   3 0 %   7 9 %   8 8 %   9 3 %   4 7 %   7%   1 0 0 %   4 0 %   8 4 %   7 8 %   8 9 %   4 8 %   4 7 %   6 5 %   5 0 %   9 6 %   2 1 %   1 0 0 %   1 0 %   4 2 %   5 5 %   O v e r a l l   A c c u r a c y   8 9 . 8 %   7 5 . 8 %   9 6 . 4 %   5 1 . 1 2 %   3 4 %   6 9 %       ACK NO WL E D G E M E NT S   W th an k   Dr .   A s h u to s h   S h ar m a,   A s s is ta n P r o f es s o r ,   Dep ar t m en o f   Ag r icu ltu r Scien ce s ,   D AV   Un i v er s it y ,   J alan d h ar ,   P u n j ab   I n d ia. ,   f o r   g u id a n ce   an d   s h ar in g   h i s   ex p er tis i n   t h f ie ld   o f   p lan t p ath o lo g y .     W w o u ld   al s o   lik to   th a n k s ,   Mr .   T o r an   Ver m a,   A s s is ta n P r o f ess o r ,   Dep ar t m e n o f   C o m p u ter   Scien ce   E n g i n ee r i n g   a n d   T ec h n o lo g y ,   B h ilai,  C h atti s g ar h ,   I n d ia,   f o r   h is   h e lp   in   ta k in g   t h i m ag e s   u s ed   in   t h e   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [1 ]   A .   Ke l m a m ,   P lan Dise a se s E n c y c lo p e d ia ,   Bri ta n n ica ,   2 0 1 2 .   [2 ]   C.   C.   T u c k e a n d   S .   Ch a k ra b o rty ,   Qu a n ti tativ e   a ss e ss m e n o les io n   c h a ra c teristics   a n d   d ise a se   se v e rit y   u sin g   d ig it a im a g e   p ro c e ss in g ,”   J o u rn a Ph y to p a th o lo g y ,   v o l.   1 4 5 ,   p p .   2 7 3 2 7 8 1 9 9 7 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I SS N:  2 0 8 8 - 8708       R ec o g n itio n   o f To ma to   La te  B lig h t b Usi n g   DW T a n d   C o mp o n en t A n a lysi s   ( Hite s h w a r i S a b r o l)   199   [3 ]   I.   S .   A h m a n d et   a l. ,   Co lo r   c las s if ier  f o s y m p to m a ti c   so y b e a n   se e d u sin g   i m a g e   p ro c e ss in g ,”   Pl a n Dise a se ,   v o l.   83 ,   p p .   3 2 0 3 2 7 1 9 9 9 .   [4 ]   J.  C.   L a i,   e a l . ,   A d v a n c e in   re se a rc h   o n   c o m p u ter - v isio n   d iag n o s is  o f   c ro p   d ise a se s ,”   S c ien ti a   Ag ri c u lt u ra   S in ica ,   v o l.   42 ,   p p .   1 2 1 5 1 2 2 2 0 0 9 .   [5 ]   C.   H.  Bo c k ,   e a l . ,   A u to m a ted   i m a g e   a n a l y sis   o f   th e   se v e rit y   o f   fo li a c it ru s ca n k e s y m p to m s ,”   Pl a n Dise a se ,   v o l.   93 ,   p p .   6 6 0 6 6 5 2 0 0 9 .   [6 ]   M .   Ra m a k rish n a n   a n d   A .   S .   A Nish a ,   G ro u n d n u L e a f   Dis e a se   De tec ti o n   a n d   Clas sif ica ti o n   b y   u sin g   Ba c k   P r o p a g a ti o n   Ne tw o rk ,”   Pro c .   IEE In t.   Co n f .   o n   Co mm u n ica ti o n a n d   S ig n a Pro c e ss in g ,   M e lma ru v a th u r p p .   9 6 4 - 968 2 0 1 5 .   [7 ]   N.   M .   T a h ir,   e a l. ,   Clas sif i c a ti o n   o f   El a e is  G u in e e n sis  Dise a se - L e a u n d e u n c o n tr o ll e d   il l u m in a ti o n   u sin g   RBF   Ne tw o rk ,”   Pro c .   IEE In t.   C o n f.   o n   C o n tr o S y ste m,  Co mp u ti n g ,   a n d   E n g in e e rin g ,   M a l a y sia p p .   6 1 7     6 2 1 2 0 1 4 .   [8 ]   B.   L i,   e a l . ,   H y p e rsp e c tral  id e n ti f ica ti o n   o f   rice   d ise a se a n d   p e sts  b a se d   o n   p rin c i p a c o m p o n e n a n a ly sis  a n d   p ro b a b il isti c   n e u ra n e tw o rk , ”  T ra n sa c ti o n o t h e   CS AE ,   v o l .   25 ,   p p .   1 4 3 1 4 7 2 0 0 9 .   [9 ]   H .   Jie ,   A p p li c a ti o n   o f   P CA   M e th o d   o n   P e st  In f o rm a ti o n   De tec ti o n   o f   El e c tro n ic  No se ,”   i th e   p ro c e e d in g   o IEE E   in ter n a t io n a l   Co n fer e n c e   o n   I n fo r ma ti o n   A q u siti o n . W e ih a i,   S h a n d o n g ,   C h i n a ,   p p .   1 4 5 6 - 1 4 6 8 2 0 0 6 .   [1 0 ]   M .   M .   S e in l e a l . ,   A u th e n ti c a t io n o f   M y a n m a r   Na ti o n a Re g is tratio n   Ca rd ,”   In d o n e si a n   J o u r n a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   I n fo rm a ti c s ( IJ EE I),   v o l.   2 ,   p p .   53 - 58 2 0 1 3 .   [1 1 ]   M.   L e n n o n ,   et   al .,   In d e p e n d e n t     Co m p o n e n t   A n a ly sis   as   a   to o l   f o r   th e   d im e n sio n a li ty   re d u c ti o n   a n d   t h e   re p re se n tatio n   of   h y p e rsp e c tral   i m a g e s.   G e o sc ien c e   a n d   Re m o te  S e n sin g   S y m p o siu m ,   IEE 2 0 0 1   In ter n a ti o n a l ,   v o l.   6 ,   p p .   2 8 9 3 - 2 8 9 2 0 0 1 .   [1 2 ]   Y.   F a n g z h o u ,   et   al . ,   I n d e p e n d e n t   P r in c ip a l   C o m p o n e n t   A n a ly sis   fo r   b i o lo g ica ll y   m e a n in g f u l   d im e n sio n   re d u c ti o n   of   larg e   b io lo g ica l   d a ta   se ts ,”   BM C   Bi o i n fo rm a ti c s ,   p p .   13 - 24 ,   2 0 1 2 .   [1 3 ]   B.   S c h ö lk o p f ,   e a l . ,   Ke rn e p r i n c ip a l   c o m p o n e n a n a ly sis ,”   Arti fi c ia Ne u ra Ne tw o rk ICANN'9 7 ,   W .   Ge rs tn e a n d   A.   Ge rm o n d   a n d   M .   H a sle a n d   J . - D.   Nico u d   ( Ed s.),   S p rin g e r   L e c tu re   No tes   i n   C o mp u ter   S c i e n c e ,   v o l.   1 3 2 7 p p .   5 8 3 - 588 1 9 9 7 .   [1 4 ]     X .   L i,   e a l . ,   De term in a ti o n   o f   d ry   m a tt e c o n ten o f   tea   b y   n e a r   a n d   m id d le  i n f ra re d   sp e c tro sc o p y   c o u p led   w it h   w a v e let - b a se d   d a ta m in in g   a lg o rit h m ,”   Co mp u ter   a n d   El e c tro n ics   i n   Ag ric u lt u re ,   v o l.   98 ,   p p .   26 - 53 2 0 1 3 .   [1 5 ]   R.   P o l ik a r ,   T h e   W a v e let  T u to rial  P a rt  I ,”   h tt p : // u se rs.ro w a n . e d u / ~ p o li k a r/W A V EL ET S / W T p a rt1 . h tm l .   [1 6 ]   O.  S .   Ja h ro m i,   e a l . ,   A lg e b ra ic  th e o ry   o f   o p ti m a f il ter  b a n k s ,”   I EE T ra n sa c ti o n o n   S i g n a Pr o c e ss in g ,   v o l.   51 pp.   4 4 2 4 5 7 2 0 0 3 .   [1 7 ]   C.   R .   G o n z á lez   a n d   R .   E .   W o o d s ,   Dig it a Im a g e   P r o c e ss in g ,”   PHI , 3 rd Ed ,   2 0 0 8 .       [1 8 ]   A .   A k h tar,  e a l . ,   A u to m a ted   P lan Dise a se   A n a l y sis  ( A P DA ):  P e rf o rm a n c e   Co m p a riso n   o f   M a c h in e   L e a rn in g   T e c h n iq u e s ,   FIT Fro n ti e rs   o I n fo rm a ti o n   T e c h n o lo g y ,   Fro n ti e rs   o In fo rm a t io n   T e c h n o l o g y ,   p p .   60 - 65 2 0 1 3 .   [1 9 ]   N .   G h a ff a rz a d e h ,   A   Ne w   M e t h o d   f o Re c o g n it io n   o f   A rc in g   F a u lt in   T ra n s m issio n   L in e u sin g   W a v e let   T ra n s f o r m   a n d   Co rre latio n   Co e ff icie n t ,”   In d o n e sia n   J o u rn a o El e c trica En g i n e e rin g   a n d   In f o r ma ti c ( I J EE I) ,   v o l/ issu e 1 ( 1 ) ,   p p .   1 - 7 2 0 1 3 .   [2 0 ]   J.  F .   Ca rd a so ,   De p e n d e n c e ,   c o rr e latio n   a n d   G a u ss ian it y   in   in d e p e n d e n t   c o m p o n e n t   a n a ly sis ,”   J o u rn a o M a c h in e   L e a rn in g   Res e a rc h ,   v o l.   4 ,   p p .   1 1 7 7 - 1 2 0 3 2 0 0 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.