I nte rna t io na l J o urna l o f   Adv a nces in Applie d Science s   ( I J AAS)   Vo l.  1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 ,   p p .   1 0 1 3 ~ 1 0 22   I SS N:  2252 - 8 8 1 4 ,  DOI :  1 0 . 1 1 5 9 1 /ijaas . v 1 3 . i 4 . pp 1 0 1 3 - 1 0 22           1013       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a a s . ia esco r e. co m   Enha nced U - Ne t  mo dels with  enco der and a ug men t a tion for  phy topla nkton se g menta tion       O v ide D ec ro ly   Wis nu   Ard hi 1 , 2 , 7 ,   T ri   Ret na nin g s ih So epr o bo wa t i 3 , 4 , 6 ,  K us wo ro   Adi 3 , 5 ,  E s a   P ra k a s a 7 ,  Arie f   Ra chm a n 8   1 D o c t o r a l   o f   I n f o r ma t i o n   S y st e m  P r o g r a m,  S c h o o l   o f   P o st g r a d u a t e   S t u d i e s,  U n i v e r si t a s   D i p o n e g o r o ,   S e m a r a n g ,   I n d o n e s i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i c s   E n g i n e e r i n g ,   V o c a t i o n a l   S c h o o l ,   U n i v e r s i t a s Se b e l a s  M a r e t ,   S u r a k a r t a ,   I n d o n e si a   3 S c h o o l   o f   P o st g r a d u a t e   S t u d i e s,  U n i v e r si t a s Di p o n e g o r o ,   S e mara n g ,   I n d o n e si a   4 D e p a r t me n t   o f   B i o l o g y ,   F a c u l t y   o f   S c i e n c e   o f   M a t h e ma t i c s,  U n i v e r s i t a s D i p o n e g o r o ,   S e mara n g ,   I n d o n e s i a   5 D e p a r t me n t   o f   P h y si c s,  F a c u l t y   o f   S c i e n c e   o f   M a t h e m a t i c s,   U n i v e r si t a s D i p o n e g o r o ,   S e m a r a n g ,   I n d o n e si a   6 C l u st e r   f o r   P a l e o l i m n o l o g y ,   U n i v e r si t a s D i p o n e g o r o ,   S e mar a n g ,   I n d o n e s i a   7 R e s e a r c h   C e n t e r   f o r   D a t a   a n d   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e ,   N a t i o n a l   R e s e a r c h   a n d   I n n o v a t i o n   A g e n c y   ( B R I N ) ,   B a n d u n g ,   I n d o n e si a   8 R e s e a r c h   C e n t e r   f o r   O c e a n o g r a p h y ,   N a t i o n a l   R e se a r c h   a n d   I n n o v a t i o n   A g e n c y   ( B R I N ) ,   Ja k a r t a ,   I n d o n e s i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Dec   3 0 ,   2 0 2 3   R ev is ed   Ma y   1 9 ,   2 0 2 4   Acc ep ted   Sep   9 ,   2 0 2 4       Th is  stu d y   c o m p re h e n siv e ly   a n a ly z e s   U - Ne t  m o d e ls  fo r  se m a n ti c   se g m e n tatio n   i n   p h y to p lan k to n   i m a g e   re c o g n it i o n ,   lev e ra g in g   e n c o d e rs  su c h   a s  Eff icie n tNe t - B5 ,   M o b il e N e tV2 ,   Re s N e t5 0 ,   a n d   Re s N e X t5 0   a n d   e m p lo y i n g   th e   A d a m   o p ti m ize r.   Th e   re se a rc h   h ig h li g h ts  t h e   U - Ne t   M o b i leN e tV2   m o d e l  wi th   o p ti c a l  d isto rt io n ,   wh ich   a c h iev e s  n o tab le  tes t   sc o re s  with   9 3 . 6 9 %   Dic e ,   8 8 . 1 4 %   i n ters e c ti o n   o v e r  u n io n   ( I o U ) ,   9 9 . 8 9 %   P re c isio n ,   a n d   1 0 0 %   Re c a ll ,   u n d e rsc o rin g   th e   e ffica c y   o f  th e   a p p li e d   a u g m e n tatio n   stra teg ies ,   in c l u d i n g   g e o m e tri c   a n d   d ist o rti o n   tran sf o rm s,  a n d   c o lo r  a n d   b l u r  tec h n i q u e s .   Th e   U - Ne t  Re sN e t5 0   m o d e l  wit h   m i x   tran sf o rm   c o n siste n tl y   d e m o n stra tes   h ig h   a c c u ra c y   in   c rit ica l   m e tri c s,  o u tp e rfo rm in g   o th e rs,  wh i le  Eff icie n tNe t - B5   wit h   b l u r  su g g e sts  in c re a se d   m o d e l  se n siti v it y   with   imp r o v e d   re c a ll .   T h e s e   re su lt s  u n d e rsc o re   th e   c ru c ial   ro le  o f   e n c o d e r - a u g m e n tatio n   sy n e r g y   i n   m o d e l   p e rfo rm a n c e .   Train in g   a n d   tes t in g   ti m e s  a c ro ss   m o d e ls  h a v e   re m a in e d   u n d e r  2 5 0   se c o n d s,  re flec ti n g   m e th o d o lo g ica l   e fficie n c y .   Ov e ra ll ,   th e se   re s u lt s  d e m o n stra te  t h e   m o d e l' s   e x c e l len t  p e rfo rm a n c e   fo r  t h e   se m a n ti c   se g m e n tatio n   tas k .     K ey w o r d s :   Au g m en tatio n     E n co d er   Ph y to p lan k t o n   r ec o g n itio n   Sem an tic  s eg m en tatio n   U - Net   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 :   Ov id e  Dec r o ly   W is n u   Ar d h i   Do cto r al  o f   I n f o r m atio n   Sy s te m   Pro g r am ,   Sch o o l  o f   Po s tg r a d u ate  Stu d ies,  Un iv er s itas   Dip o n eg o r o   I m am   B ar d jo   SH  St.  No . 5 ,   R T . 0 0 2 ,   Pleb u r an ,   Sem ar an g ,   I n d o n esia   E m ail:  o v id e@ s taf f . u n s . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   I n d o n esia  is   o n e  th e  m eg ad iv e r s ity   co u n tr ies  an d   co n tain s   p a r t  o f   ‘ th e  h ea r t  o f   co r al  tr ian g le’ ,   wh ich   is   well  k n o wn   f o r   its   h ig h   d iv er s ity   lev el  o f   co r al  r ee f   a n d   r ee f   f is h   s p ec ies,  wh ich   co n s is t s   o f   m an y   en d em ic   s p ec ies  [ 1 ] .   Similar   to   co r al   r ee f s   an d   r ee f   f is h es,  it   is   ass u m ed   th at   p h y to p lan k to n   co m m u n ities   with in   I n d o n esian   m ar in e  ec o s y s tem s   ex h ib it  co n s id er ab ly   h ig h   d iv er s ity ,   with   s o m e  s p ec ies  p o ten tially   en d em i c.   Alth o u g h   n o   ac cu r ate  o f f icial  r ec o r d s   ex is t,  v ar io u s   s tu d ies  h av e  d o cu m en ted   b etwe en   1 5 0   to   4 0 0   s p ec ies  o f   m ar in e  p h y to p lan k to n   i n   I n d o n esia,  with   s o m e   s p ec ies  s u s p ec ted   to   b e   en d e m ic,   n ew  r ec o r d s ,   o r   n ew  s p ec ies   [ 2 ] – [ 6 ] .   As  a   f u n d am en tal  c o m p o n en t  o f   h ig h l y   p r o d u ct iv e  tr o p ical  m ar i n e  ec o s y s tem s ,   p h y to p lan k to n   co m m u n ities   p er f o r m   v ital  ec o lo g ical  f u n ctio n s   as  th e  p r im ar y   p r o d u ce r s ,   ess en tial  lin k s   in   en er g y   tr an s f er ,   an d   s tab ilizer s   o f   th e   b io d i v er s ity   an d   en v i r o n m e n tal  b alan ce   in   t h e  ec o s y s tem   [ 7 ] – [ 9 ] .   Fu r th er m o r e,   p h y to p la n k to n   co m m u n ities   a ls o   d r iv e  th e   aq u atic  b i o g eo c h em ical  cy cles,  wh ich   in f l u en c e  th e  en tire   m a r in e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,  Vo l.   1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :   1 0 1 3 - 1 0 22   1014   f o o d   web   wh ile  also   p r o d u cin g   o x y g e n   an d   r e g u latin g   th e  r eg io n al  an d   g lo b al  o ce an   tem p er atu r e.   Du e  to   th e   q u ick   r esp o n s e  o f   p h y to p lan k to n   co m m u n ities   to war d s   ch an g es  in   wate r   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s ,   th ey   ar e   r eg ar d e d   as  ex ce ll en t b io in d ic ato r s   an d   o f ten   u s ed   as  p r o x ie s   f o r   ec o l o g ical  m o n ito r in g   to   d etec t  an o m alies  o r   d is tu r b an ce s ,   s u ch   as e u tr o p h i ca tio n   o r   p o llu tio n ,   with in   th e  co astal e co s y s tem   [ 7 ] ,   [ 9 ] – [ 1 1 ] .    I n   r ec en t  d ec ad es,  aq u atic  e co lo g ical  p r o b lem s ,   s u ch   as  h ar m f u l  alg al  b lo o m s   ( HABs ) ,   h av e   in cr ea s ed   in   m an y   tr o p ical  co u n tr ies,  in clu d in g   I n d o n esia  [ 1 2 ] ,   d r i v en   b y   in c r ea s ed   h u m a n   ac tiv ity   co m b in ed   with   th e  ef f ec t  o f   clim ate  ch a n g e.   T h e  c o m b in e d   im p ac t  o f   clim ate  ch an g e  an d   a n th r o p o g en ic  ac tiv ities   h av e  ch an g ed   th e  e n v ir o n m en tal  c o n d itio n s ,   p r o v id e d   m o r e  co m p etitiv e  ad v an tag es,  p r o m o t ed   to x in   p r o d u ce r s ,   an d   in cr ea s ed   s o m e  HAB  s p e cies '   b io m ass   p r o d u ctio n   [ 1 3 ] ,   [ 1 4 ] .   Fro m   2 0 0 5   to   2 0 2 1 ,   at   least  5 8   d if f er en t  s tu d ies  h av e  r ep o r ted   ca s es  o f   HABs   in   o th er   co astal  ar ea s   in   I n d o n esia,  s u ch   as  L am p u n g   B ay ,   J ak ar ta  B ay ,   an d   Am b o n   B ay   [ 1 4 ] .   Ne g ativ e  im p ac ts ,   in clu d in g   m ass   f is h   m o r tality   an d   f atal  p ar al y tic  s h ellf is h   p o is o n in g   ( PS P)  d is ea s e  in   h u m an s ,   h av e  b ee n   r ep o r ted   f r o m   m an y   HAB - af f ec ted   ar ea s ,   p ar ticu la r ly   in   C ir eb o n   [ 1 4 ] .  Giv en   th at,   at  least 2 0 0   o u t o f   th e  5 , 0 0 0   k n o wn   p h y to p lan k to n   s p ec ies p r o d u ce   to x in s   h ar m f u l to   h u m an s   [ 1 4 ]   an d   at  least  1 0   o u t  o f   1 7   m o s t c o m m o n   HABs   ca u s ativ e  s p ec ies  in   I n d o n esia  wer e  to x in   p r o d u ce r s   [ 1 4 ] ,   r ap id   an d   ac cu r ate  g en u s   o r   s p ec ies lev el  id en tific a tio n   h av e  b ec o m e  ess en tial to   id en tify   an d   m itig ate  th e  ef f ec ts   o f   th eir   b lo o m s   o n   m ar i n e  ec o s y s tem s   an d   co astal c o m m u n ities .   So   f ar ,   lig h t  m icr o s co p y   co n t in u es  to   b e   th e  p r ef er r ed   m eth o d   f o r   p h y to p lan k to n   i d en tif icatio n   in   I n d o n esia  d esp ite  its   lab o r - i n te n s iv e  n atu r e ,   s u s ce p tib ilit y   to   er r o r s ,   a n d   lim itatio n s   im p o s ed   b y   h u m an   p h y s io lo g ical  an d   p s y ch o lo g ical  f ac to r s   [ 1 4 ] .   Misid en tif icatio n   is   a  co m m o n   is s u e,   o f ten   d u e  to   th e  m o r p h o lo g ical  s im ilar ities   b etwe en   d if f er e n t  p lan k to n   s p ec ies  [ 1 4 ] .   Ho wev er ,   m ac h in e  lear n in g   ( ML )   m eth o d s   u s in g   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NN)   h av e  b ee n   u s ed   an d   s h o wn   ex ce ll en t  p er f o r m an ce   in   id en tify in g   v ar io u s   p h y t o p lan k to n   s p ec ies  in   r ec e n t  y ea r s   [ 1 5 ] .   I n   p h y t o p lan k t o n   r esear ch ,   th e  s u b s tan tial   v ar iab ilit y   in   im ag e   s izes  an d   q u ality   p o s es  a   s ig n if ican t   c h allen g e  f o r   co n v en tio n al  C NN - b ased   class if ier s ,   wh ic h   ty p ically   r e q u ir e  u n if o r m - s ized   in p u t   im ag es  [ 1 6 ] .   T h is   n ec ess ity   f o r   r esizin g ,   a   p r o ce s s   t h at  eith e r   d is r eg ar d s   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ]   o r   p r eser v es  th e  im ag e' s   asp ec t  r atio   [ 8 ] ,   [ 1 9 ] ,   [ 2 0 ] ,   co m es  with   its   s et  o f   ad v a n tag es  an d   d is ad v an tag es.  W h ile  ig n o r in g   th e  asp ec t  r atio   ca n   d is to r t  im ag es  an d   p o ten tially   af f ec t f ea tu r e  ex tr ac tio n   an d   lear n in g   o u tco m es,  p r eser v in g   it,  esp ec ially   wh en   alig n i n g   with   th e  im ag e' s   b ac k g r o u n d   co lo r ,   h as  p r o d u ce d   o p tim al  r esu lts   o n   im ag in g   Flo wC y to b o t ( I FC B )   d ata  [ 2 1 ] .   Ho wev er ,   r esizin g   in ev itab ly   l ea d s   to   s o m e  lo s s   o f   d etail  an d   in f o r m atio n ,   esp e cially   co n ce r n i n g   p h y to p lan k to n   s ize.   T h is   is s u e  is   s o m ewh at  m itig ated   b y   in clu d in g   im ag e   s ize  in f o r m at io n   as  m etad ata  [2 2] .   Mo r e o v er ,   th e   v ar iab ilit y   in   im a g e  q u ality   with in   th ese  d atasets   n ec es s itates   em p lo y in g   v ar io u s   p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es  to   en h an ce   class if icatio n   ac cu r ac y   [ 1 6 ] .  Stra teg ies  s u ch   as  d is ca r d in g   lo w - q u ality   im ag es  [ 2 3 ] ,   s eg m en tatio n   [ 2 4 ] ,   a n d   d e n o is in g   [ 2 5 ] ,   alo n g   with   ad v an ce m e n ts   lik e  C NN - b as ed   s u p er - r eso lu tio n   tech n i q u e s ,   h av e  b ee n   p r o p o s ed   to   r e f in e  im ag e  q u ality ,   th o u g h   th e   ef f ec tiv e n ess   o f   th ese  ap p r o ac h es  i n   im p r o v in g   r ec o g n itio n   ac cu r ac y   war r an ts   f u r th er   in v esti g atio n   [ 2 6 ] .   T h e  U - Net  a r ch itectu r e,   wh ic h   em p h asizes  en co d er - d ec o d e r   m eth o d s ,   r ep r esen ts   n o tab le   p r o g r e s s   in   ad d r ess in g   s em an tic   s eg m en ta tio n   d if f icu lties   [ 2 7 ] .   T h e  o b je ctiv e  o f   th is   d esig n   is   to   r ed u c e  n o is e  at   d if f e r en t  s ca les  in   o r d er   to   en h a n ce   p e r f o r m an ce   b y   em p lo y in g   a  co m p r eh en s iv e   r ef in in g   m eth o d o lo g y   [ 2 8 ] .   A  n o v el   m eth o d o l o g y   h as  b ee n   d ev elo p ed   th at  co m b in es  co n v en ti o n al  n eu r al  d if f er en tial  eq u atio n s   with   th e  s tr u ctu r al  f r am ewo r k   o f   U - Net   to   d elin e ate  ce ll  r eg i o n s   ac cu r ately   [ 2 9 ] .   T h e   u s e   o f   U - Net  in   m icr o s co p ic  s eg m e n tatio n   is   v er y   ef f ec tiv e,   s o   it  h as  b e en   p u t  to g eth er   i n   d if f e r en t  w ay s   to   g et  b etter   r esu lts   [ 3 0 ] .   T h e  p u r p o s e  o f   th e   en v ir o n m en tal  m icr o o r g an is m   d ata  s et  f if th   v er s io n   ( E MD S - 5 )   d ataset  is   to   ev alu ate  an d   co m p ar e  th e  U - Net  m eth o d   f o r   d iv id in g   n u m er o u s   o b jects  in   im a g es  [ 3 1 ] .   A s   an   alter n ativ e,   th e  lo w - c o s t  U - Net  ( L C U)   was  cr ea ted ,   wh ich   b u ild s   o n   th e  b asic  U - Net  m o d el  to   m ak e  it  ea s ier   to   s ep ar ate  im ag es  o f   m icr o o r g an is m s   th at  liv e  in   th e  en v ir o n m en t  wh il e  also   tr y in g   to   u s e  as  litt le  m em o r y   as  p o s s ib le  [ 3 2 ] .   Ac co r d in g   to   p r ev io u s   r esear ch ,   th e   U - Net+ +  v ar iati o n   wo r k s   b etter   th an   r eg u la r   p atch - lev el  s eg m e n tatio n   m eth o d s   th at  u s e  v is u al   tr an s f o r m er s   to   g et  ac cu r ate  d ata  o n   m icr o o r g a n is m s   in   th e  en v ir o n m en t a t th e  p ix el  lev el  [ 3 3 ] .   Pre v io u s  r esear ch   f o c u s ed   o n   m o d if y in g   th e  U - Net  ar ch ite ctu r e  f o r   s em an tic  s eg m en tati o n   b u t  d i d   n o t  ex p licitly   d is cu s s   th e  in f lu en ce   o f   th e  e n co d e r   o n   t h e  U - Net  ar ch itectu r e  an d   i m ag e  au g m e n tatio n   tech n iq u es.  T h is   p ap e r   p r o p o s es  an   im p r o v em en t  o f   th e  U - Net  ar ch itectu r e,   s ev er al  e n co d er   a n d   d ec o d er   n etwo r k s   h av e  b ee n   in teg r ate d   with   th e  U - Net.   Var io u s   i m ag e  au g m en tatio n   ap p r o ac h es  ar e  im p lem en ted ,   s u ch   as  g eo m etr ic,   d is to r tio n ,   co lo r ,   an d   b lu r   tr an s f o r m atio n   ty p es,  to   elev ate  th e  alg o r ith m 's   r eliab ili ty .   T h e  m ain   co n tr ib u tio n   o f   t h is   s tu d y   i s   to   ass ess   th e  in teg r atio n   o f   th e   en c o d er   with in   th e  U - Net  ar ch itectu r e   f o r   s em an tic  s eg m en tatio n   o f   tr an s p ar en t  p h y t o p lan k t o n   im ag es.  Ad d itio n ally ,   th e  r esear ch   ex p lo r es  d if f er en t   s tr ateg ies  f o r   en h an cin g   th e   i m ag es.  T h e   p u r p o s e  o f   t h is   s tu d y   is   t o   s h o wc ase  th e   r em a r k ab le  ca p ab ilit y   o f   U - Net  in   d etec tin g   a n d   u tili zin g   f ea tu r es  f r o m   im ag es  th at   ex h ib it  s u b s tan tial  v ar iatio n s   in   ter m s   o f   s ize,   s h ap e ,   an d   clar ity .   Mo r eo v e r ,   it  d o es   a  co m p ar ativ e  a n aly s is   o f   th e   co llab o r atio n   b etwe en   th e  en co d er   an d   d ec o d er   u s in g   v ar io u s   au g m e n tatio n   tech n iq u es,  th er eb y   f ac ilit a tin g   th e  im p lem en tatio n   o f   en s em b le  lear n in g   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   U - N et  mo d els w ith   en co d er a n d   a u g men ta tio n   fo r   p h yto p l a n kto n   …  ( Ovid e  Dec r o ly  Wis n u   A r d h i )   1015   m eth o d o l o g ies.  T h e  co m p ar is o n   ab o v e  n o t  o n ly   u n d e r s co r es  th e  v er s atility   o f   U - Net  in   ter m s   o f   v a r io u s   p r ep r o ce s s in g   m eth o d s   b u t a ls o   its   ab ilit y   to   en h an c e  th e  r o b u s tn ess   an d   p r ec is io n   o f   s eg m en tatio n   o u tc o m es.       2.   M E T H O D   T h e  p r esen t  s tu d y   in v o lv ed   t h e  d ev elo p m en t  o f   a  s eg m e n tatio n   m o d el  f o r   tr an s p ar e n t  im ag es  o f   p h y to p la n k to n .   T h e   U - Net  ar ch itectu r e  was  em p lo y ed   in s i d e  a  r esear ch   wo r k f lo w,   as  d ep icted   in   Fig u r e  1 .   T h is   s tu d y   h as  th r ee   p r im ar y   p h ases :  p r ep a r atio n ,   p r o ce s s in g ,   a n d   m o d el  im p lem en tatio n .   Du r in g   th e   p r e - p r o ce s s in g   s tag e,   th e  im ag e  was  an n o tated   with   s p ec ies  n am es,  an d   s u b s eq u en tly ,   th e  i m ag e  was   r esized   to   d im en s io n s   o f   2 2 4 × 2 2 4   p i x els.  Su b s eq u en tly ,   s ev er al  au g m en tatio n   tech n iq u es  ar e   em p lo y ed   to   g e n er ate   s u p p lem en tar y   p h o to s .   T h e  tr ea ted   im ag es  ar e  p ar titi o n ed   i n to   s ev er al  d atasets   f o r   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   p u r p o s es.  T h is   s tag e  is   co m m o n l y   r ef e r r ed   t o   as   p r o ce s s in g .   T h e  u tili za tio n   o f   d ata  s ep a r atio n   f ac ilit ates  th e  p r o ce s s   o f   tr ain in g ,   v alid atin g ,   an d   test in g   f o u r   d is tin ct  U - Net  a r ch itectu r e s .   T h ese  n etwo r k s   in clu d e  s ev er al  e n co d e r s   an d   ar e  tr ain ed   u s in g   im a g es  o b ta in ed   f r o m   v ar io u s   a u g m en tati o n   tech n iq u es.  T h e  f in al  s tag e  is   ass es s in g   an d   co n tr asti n g   th e  ef f icac y   o f   all  t h e   m o d els g en e r ated .             Fig u r e  1 .   R esear ch   wo r k f lo w  o f   p h y to p lan k to n   s em a n tic  s eg m en tatio n       2 . 1 .     E x perim ent   env iro n m e nt   T h e  m o d el  was  b u ilt  an d   u tili ze d   with   Py T o r ch ,   a  wid ely   u s ed   m ac h in e  lear n i n g   f r a m ewo r k   an d   p r o g r a m m in g   lan g u ag e   Py th o n   3 +.   Ou r   e x p er im en tal   s etu p   was  ca r r ied   o u t  o n   Go o g le   C o lab   Pro +,   wh ich   o f f er ed   v ar y in g   GPU  s p ec if ic atio n s ,   s u ch   as  K8 0 ,   T 4 ,   P1 0 0 ,   an d   5 2   GB   o f   R AM .   T h is   r e s ea r ch   u tili ze s   h ig h - r eso lu tio n   m icr o s co p y   HAB s   d ata  f r o m   th e  p h y to p la n k to n   im ag e  d atab ase  ( cPI D ) ,   h o u s ed   at  th e  Oce an o g r ap h ic  R esear ch   C en t er ,   Natio n al  R esear ch   a n d   I n n o v atio n   A g en cy   ( R C O - B R I N)   [ 2 ] .  T h e   d ata  u s ed   in   th is   s tu d y   wer e  co llected   d u r i n g   a   r esear ch   ex p e d itio n   s p an n i n g   f r o m   2 0 1 1   to   2 0 1 9 ,   en co m p ass in g     1 8   lo ca tio n s   in   I n d o n esian   wat er s .     2 . 2 .     Da t a   prepro ce s s ing   a nd   a ug m ent a t io n     Fo r   th is   wo r k ,   we  u tili ze d   th e   L ab elM e  ap p licatio n   [ 3 4 ]   to   an n o tate  im ag es  f r o m   th e   d ata b ase.   T h is   s tu d y   p ar titi o n s   th e  d ata  in   a  7 0 :2 0 :1 0 %  r atio   an d   em p lo y s   v ar io u s   d ata  au g m en tatio n   te ch n iq u es  to   ad d r ess   d ata  s ca r city .   T h e  Alb u m en t atio n s   lib r ar y   in   Py to r ch ,   k n o wn   f o r   its   ef f icien cy   in   im ag e  tr an s f o r m atio n ,   s u p p o r ts   th is   p r o ce s s   [ 3 5 ] .   T ab le  1   lis ts   th e  au g m en tatio n   ty p es   u s ed   to   e n r ich   th e  i m ag e  d ataset  [ 3 6 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,  Vo l.   1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :   1 0 1 3 - 1 0 22   1016   Au g m en tatio n   tec h n iq u es  ar e   ty p ically   ca teg o r ize d   in to   f o u r   g r o u p s :  g eo m etr ic  tr an s f o r m atio n ,   d is to r tio n   tr an s f o r m atio n ,   co lo r   tr a n s f o r m atio n ,   an d   b lu r   a n d   s m o o t h in g .   Geo m etr ic  tr a n s f o r m atio n s ,   s u ch   as  s h if t   s ca le   r o tat io n ,   a r e  u tili ze d   to   ch a n g e  im ag es  th r o u g h   ac tio n s   s u c h   as  m o v em en t,   zo o m i n g ,   a n d   s p in n in g .   On   th e   o th er   h an d ,   r an d o m   r o tat io n   i s   em p lo y ed   to   r o tate  im ag es  at  in ter v als  o f   9 0 ° .   T h e  im ag es  ar e  f lip p ed   u s in g   p r o b a b ilit ies  in   th e  v er tical   f lip   an d   h o r izo n tal   f lip   f u n ctio n s .   Dif f er en t  d is to r tio n   tr an s f o r m atio n s ,   s u ch   as  o p tical   d is to r tio n ,   g r id   d is to r t io n ,   an d   elastic   tr an s f o r m ,   ar e  em p lo y ed   to   in tr o d u ce   a  r a n g e  o f   o p tical  an d   wav e - lik e  d is to r tio n s .   R an d o m   b r ig h tn ess   an d   c o lo r   jitt er   a r e  u tili ze d   to   r an d o m ly   m o d if y   th e  b r ig h tn ess   an d   v ar io u s   o th er   attr ib u tes  o f   co lo r s .   T h e  ap p licatio n   o f   a  b l u r r in g   ef f ec t  to   im ag es  f ac ilit ates  th e  p r o ce s s   o f   au g m en tatio n .         T ab le  1 .   Au g m en tatio n   tec h n i q u es   G e o me t r i c   t r a n sf o r ms   D i st o r t i o n   t r a n sf o r ms   C o l o r   t r a n sf o r ms   B l u r   a n d   sm o o t h i n g   S h i f t   sc a l e   r o t a t e   O p t i c a l   d i s t o r t i o n   R a n d o m  b r i g h t n e ss   B l u r   R a n d o m  r o t a t e   G r i d   d i s t o r t i o n   C o l o r   j i t t e r     V e r t i c a l   f l i p   El a s t i c   t r a n sf o r m   H u e   s a t u r a t i o n     H o r i z o n t a l   f l i p             2 . 3 .     M o del a rc hite ct ures   T o   im p r o v e  s eg m e n tatio n   p er f o r m an ce ,   th is   s tu d y   em p lo y s   t r an s f er   lear n i n g   with   e n co d e r s   th at  h av e   b ee n   p r e - tr ain ed ,   a  m eth o d   p r o v en   to   e n h an ce   m o d el  p er f o r m an ce   [ 3 7 ] .   T h is   ex p er im en t  u s es  en co d er s   f r o m   th e  R esNet5 0 ,   R e s NeX t,  Mo b ileNetV2 ,   an d   E f f icien tNet  V2   B 5   ar ch itectu r es.   T h is   s tu d y   u tili ze s   ad v an ce d   d ee p - lear n i n g   m o d els  f o r   im a g e  an aly s is .   R esNet,   a  s ig n if ican t  ad v an ce m en t  o v er   Alex Net  an d   VGGN et,   u s es  a  r esid u al  lay er   a n d   g lo b al  av er ag e   p o o lin g   t o   p r o ce s s   2 2 4 ×2 2 4 - p ix el  im a g es  ef f i cien tly .   R esNeXt,   ex ten d in g   R esNet,   in tr o d u ce s   "c ar d in ality "  with   m u ltip le  tr a n s f o r m atio n   p ath s ,   b alan cin g   l ea r n in g   a b ilit y   an d   co m p u tatio n al  ef f icien cy   [ 3 8 ] .   Mo b ileNetV2 ,   an   ar ch itectu r e  d esig n ed   s p ec if ically   f o r   m o b ile  an d   em b ed d ed   ap p licatio n s ,   in co r p o r ates  d e p th wis e  s ep ar ab le  co n v o lu tio n s   ac r o s s   its   5 4   lay er s   [ 3 9 ] .   E f f icien tNet  s ca les   m o d el  d im e n s io n s   u s in g   a  co m p o u n d   v a r iab le  an d   m o b ile  i n v er ted   b o ttlen ec k   c o n v o lu tio n   ( MBC o n v )   b lo c k s ,   ac h iev in g   o p tim al  p er f o r m an ce   o n   th e  I m a g eNe t  d ataset  with   its   co m p ac t  an d   f ast - co n v er g in g   a r ch i tectu r e   [ 4 0 ] .     2 . 4 .     T ra ini ng   a nd   e v a lua t io n   Ou r   r esear ch   u s ed   a   7 0 : 2 0 :1 0 %  d ata  s p lit  r atio   to   d e v elo p   a n d   ex te n s iv ely   an al y ze   th e   o p t im al  C N N   m o d el.   T h r o u g h o u t  th e  tr ain in g   p h ase,   im ag es  wer e  g r o u p ed   in to   ' m in i  b atch es'   o f   1 6   d u e  to   m em o r y   co n s tr ain ts .   W e  em p lo y ed   a n   Ad am   o p tim izer   f o r   o p ti m izatio n ,   ad ju s tin g   C NN  p a r am eter s   with   a  0 . 9   m o m en tu m   [ 4 1 ]   an d   a   lear n in g   r ate   o f   0 . 0 0 0 1   [ 4 2 ] .   L 2   r eg u lar izatio n   with   a   f ac to r   o f   0 . 0 0 0 1   was  ap p lied   t o   m itig ate  o v er f itti n g   [ 4 3 ] .   T h is   s tu d y   em p lo y ed   th e   Ad am   o p t im izer ,   ch o s en   f o r   its   d em o n s tr ated   ef f ec tiv e n ess   in   p r ac tical  s ce n ar io s   as  d o c u m en ted   i n   p r i o r   r esear c h   [ 4 4 ] .  Fo llo win g   ea ch   tr ai n in g   ep o ch ,   t h e  m o d el's   ad v an ce m e n t  was  ev alu ated   u s in g   th e   v alid atio n   s et.   T h e  tr ain in g   p r o ce s s   wo u ld   ter m in ate  if   n o   im p r o v em e n ts   wer e  o b s er v ed   o v er   t h e  last   f iv e  ep o ch s   o r   u p o n   r ea ch in g   5 0   to tal  ep o ch s .   T h e  tr ain in g   s et  u n d er wen t  s h u f f lin g   at  th e  b eg in n in g   o f   ea c h   ep o c h   to   i n ject  d iv er s ity .   T o   e v alu ate  t h e  p er f o r m an ce   o f   d if f er en t   m o d els,  we  u s e  a  r an g e  o f   m etr ics   to   e x am in e   th e  s eg m en tatio n   r esu lts   in   o u r   s tu d y .   O u r   ass ess m en t  in co r p o r ates  th e   Dice   co ef f icien t  [ 4 5 ] ,   J ac ca r d   in d ex   ( also   k n o wn   as  in ter s ec tio n   o v e r   u n io n   o r   I o U) ,   p i x el  ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all   [ 4 6 ] ,  r ep r esen te d   b y   ( 1 ) - ( 5 ) .             = 2 ×  ( 2 ×  ) +  +    ( 1 )      =   ∑ ( ) = 1   ( 2)           =                      ( 3 )       =  +    ( 4 )       =   +    ( 5 )       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   U - N et  mo d els w ith   en co d er a n d   a u g men ta tio n   fo r   p h yto p l a n kto n   …  ( Ovid e  Dec r o ly  Wis n u   A r d h i )   1017   3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   T h is   s tu d y   p r esen ts   an   an aly s i s   o f   t h e  p er f o r m an ce   o f   v a r io u s   m o d els  i n   r ec o g n izin g   p h y t o p lan k to n   im ag es,  with   a  f o cu s   o n   s em an tic  s eg m en tin g   p h y to p lan k t o n .   T h e  r esear c h   in c o r p o r ate s   th e  U - Net  m o d el  co m b in ed   with   f o u r   d is tin ct   en co d er s :  E f f icien tNet - B5 ,   Mo b ile N etV2 ,   R es N et5 0 ,   an d   R es N e X t5 0 .   T h e   ev alu atio n   em p l o y s   s e v er al  m etr ics,  s u ch   as  Dice ,   J ac ca r d ,   p r ec is io n   av er ag e  ( PA) ,   p r ec i s io n   ( P),   an d   r ec all  ( R ) ,   to   g au g e  th e  m o d els'   ef f ec tiv en ess   o n   b o th   tr ain in g   a n d   test   d atasets .   W e  f o u n d   th at  th e  U - Net  Mo b ileNetV2   m o d el,   ap p ly in g   o p tical  d is to r tio n   tr an s f o r m atio n ,   ac h ie v e d   th e  h ig h est  s co r es  o n   th e  test   s et  f o r   ea ch   ev alu atio n   m etr ic:  a  Dice   s co r e  o f   9 3 . 6 9 %,  a   J ac ca r d   ( I o U )   s co r e  o f   8 8 . 1 4 %,  p r ec is io n   at  9 9 . 8 9 %,  an d   r ec all  at  1 0 0 %.  T h i s   p er f o r m a n ce   m ar k s   a  s ig n if ican t  ad v an ce m e n t   co m p ar ed   to   t h e  tr ain in g   s et  s co r es.  Oth er   m o d els,  in cl u d in g   U - Net+ R es N et5 0   an d   U - Net   +  R es N e X t5 0 ,   also   d em o n s tr ated   c o m m en d ab le  p er f o r m an ce s   ( T a b le  2 ) .   Ho wev er ,   th e  U - Net  M o b ileNe tV2   m o d el  n o tab ly   ex ce lled   in   all  ass es s ed   m etr ics  ( T ab le  2 ) .   T h e  co m p lete  to p   f iv e  m o d els'   p er f o r m an ce   m etr ics  f o r   te s t  Dice ,  I o U ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all  ar e  d is p lay ed   in   T a b le  2 .   Ou r   f in d in g s   s h o w  th at  U - Net  Mo b ileNetV2   with   o p ti ca l  d is to r tio n   ex ce ls   in   p h y to p lan k to n   s eg m en tatio n .   Fig u r e  2   s h o ws   th e  p er f o r m a n ce   m etr ics  o f   p r ec is io n ,   r ec all,   Dice   v alu e,   I o U ,   p ix el  ac cu r ac y ,   an d   tim e.   As  s h o wn   b y   th e  ef f ec tiv en ess   o f   p r ec is io n   an d   r ec all  ( Fig u r e  2 ( a)   an d   ( b ) ) .   I n   co n tr ast,  th e  U - Net  R esNet5 0   m o d el  with   m ix   tr an s f o r m   co n s is ten tly   d em o n s tr ated   h ig h   Dice   s co r es,  o u tp er f o r m in g   Mo b ileNetV2   m o d els,  wh ich   s h o wed   m o r e  s ig n if ica n t  s co r e  v ar iab ilit y ,   in d icatin g   o v e r f i ttin g   r is k s   ( Fig u r e  2 ( b ) ) .   Fig u r e  2 ( c )   h i g h lig h ts   th e  U - Net  R esNet5 0   m o d el' s   co n s is ten tly   h ig h   I o U   p er f o r m an ce ,   co n t r asti n g   with   th e  v ar iab ilit y   s ee n   in   m o d els  u s in g   elastic  tr an s f o r m   an d   g r id   d is to r tio n .   Fig u r e  2 ( d )   r ev ea ls   R e s Net5 0 's  co n s is ten t  p ix el  ac cu r ac y   co m p a r ed   to   Mo b ileNetV2 ' s   f lu ctu atin g   r esu lts .   Fig u r e s   2( e )   an d   ( f )   s h o w  th e  U - Net  Mo b ileNetV2   m o d el  m ain tain in g   tr ain in g   an d   test in g   t im es  u n d er   2 5 0   s ec o n d s ,   u n a f f ec ted   b y   d if f er e n t  au g m en tatio n s .   T h is   s tu d y   i n v esti g ates  a  c o m p r eh e n s iv e  s et  o f   U - Net   m o d els  u s i n g   m u ltip le  e n c o d er s   an d   au g m en tatio n s .   Ho wev e r ,   ad d itio n al  r esear ch   m ay   b e  r eq u ir ed   to   co n f ir m   th e  r eliab ilit y   o f   th ese  m o d els.  I n - d ep th   s tu d ies  ar e  p a r ticu lar ly   n ee d ed   r e g ar d i n g   th eir   p er f o r m an ce   o n   d if f er e n t  ty p es  o f   p h y to p lan k to n   im a g es  an d   in   v ar io u s   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   Ou r   r esear ch   s h o ws  th at  th e   U - Net  Mo b ileNetV2   with   o p tical  d is to r tio n   is   m o r e  r e s ilien t  an d   ef f ec tiv e  in   s eg m en tin g   p h y t o p lan k to n   th an   o th e r   m o d els .   Fu tu r e  r esear ch   m ay   lo o k   in to   m o r e  d iv e r s e  au g m en tatio n   s tr ateg ies  an d   p r ac tical  m eth o d s   f o r   f u r th er   e n h an cin g   s eg m en tatio n   ac cu r ac y .   E x p lo r in g   th e   u s e  o f   atten tio n   m ec h an is m s   an d   v is io n   tr a n s f o r m er s   ( ViT )   with   g en er ativ e  ad v er s ar ial  n etwo r k s   ( GAN)   to   au g m en t  lim ited   d atasets   co u ld   p r o v id e  ad d itio n al  in s ig h t s .   Mo r eo v er ,   ex p e r im en tin g   w ith   th e  YOL O v8  b ac k b o n e  to   cr ea te  a   n ew  U - N et  ar ch itectu r e  is   an   ex citin g   a v en u e  f o r   f u tu r e  i n v esti g atio n .   A  tr ip ar tite  ar r an g em e n t  lin k ed   to   th e   s em an tic  s eg m en ta tio n   o f   th e   p h y to p la n k to n   r e co g n itio n   p r o ce d u r e   is   d ep icted   in   Fig u r e s   3 - 5 .  Fig u r e  3   s h o wca s es  a  co llectio n   o f   o r ig in al  p h y to p la n k to n   in p u t  im ag es  o f   d if f er en t   s izes  an d   s h ap es .  T h e  im a g es'   b in ar y   r e p r esen t atio n s   o f   t h e  r elev a n t  p h y to p lan k to n   r eg io n s   ar e   d is p lay ed   in   Fig u r e  4   as  in p u t  m ask s .  Fig u r e  5   s h o ws  th e  p r o jecte d   m ask s   o f   th e  d ee p   lear n in g   n etwo r k ,   illu s tr atin g   its   at tem p t  to   is o l ate  an d   h ig h lig h t  th e  p h y to p l an k to n   p atch es.  T h e  m o d el' s   ab ilit y   to   ac cu r ately   r ec o g n ize  an d   s ep ar ate  p h y to p lan k to n   f r o m   th e  im ag e  b a ck g r o u n d   is   s h o wca s ed   b y   co m p ar in g   th e  in p u t  an d   p r ed icted   m ask s .         T ab l e  2 .   T o p   5   m o d els o f   test   Dice ,  I o U ,  p r ec is io n ,   a n d   r ec al l   No   M o d e l   N a me   P e r f o r ma n c e   M e t r i c s   D i c e   ( %)   I o U   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   1   U - N e t   M o b i l e N e t V 2   ( O p t i c a l   D i st o r t i o n )   9 3 . 6 9   8 8 . 1 4   9 9 . 8 9   1 0 0 . 0 0   2   U - N e t   R e sN e t 5 0   ( V e r t i c a l   F l i p )   9 2 . 6 8   8 6 . 3 8   9 9 . 7 6   9 9 . 9 9   3   U - N e t   M o b i l e N e t V 2   ( V e r t i c a l   F l i p )   9 2 . 0 3   8 5 . 2 7   9 9 . 6 8   9 9 . 9 9   4   U - N e t   M o b i l e N e t V 2   ( B l u r )   9 1 . 7 5   8 4 . 7 8   9 9 . 1 9   9 9 . 9 9   5   U - N e t   R e sN e t 5 0   ( H u e   S a t u r a t i o n )   9 0 . 6 9   8 2 . 9 9   9 9 . 1 0   9 9 . 9 6       T h e  r esu lts   s h o w   th at  o u r   ar c h itectu r e,   wh ic h   u s es  m a n y   en co d er s   an d   a u g m e n tatio n   m eth o d s   in   th e   U - Net  m o d el,   ca n   im p r o v e  p h y to p lan k t o n   s p ec ies  s eg m en tatio n .   T h e  U - Net  Mo b ileNetV2   ( o p tical  d is to r tio n )  m o d el  h as  h ig h er   Dice   ( 9 3 . 6 9 %),   I o U   ( 8 8 . 1 4 %),   p r ec is io n   ( 9 9 . 8 9 %),   a n d   r ec all  ( 1 0 0 %)  v alu es  th an   p r ev io u s  m o d els.  Ma n y   m icr o o r g an is m s ’   s p ec ies '   s eg m en tatio n   p er f o r m a n ce   im p r o v es  with   s o p h is ticated   m eth o d s .   Fo r   ex am p le,   th e  L C U - Net  a r ch itectu r al  m o d el  ac h iev e d   a  Dice   s co r e  p er f o r m an ce   o f   8 7 . 1 3 %,  a  J ac ca r d   in d ex   p er f o r m a n ce   o f   7 9 . 7 4 %,  a  p r ec is io n   p er f o r m a n ce   o f   9 0 . 1 4 %,  an d   a  r ec all  p er f o r m a n ce   o f   8 7 . 1 2 %  with   lo w  p r o ce s s in g   r eso u r ce s   [ 3 2 ] .   T h e  n ew  d ataset  E MD S - 5   u s es  U - Net  f o r   m u lti - o b ject  p h o to   s eg m en tatio n ,   s h o win g   Dice ,   J ac ca r d ,   a n d   r e ca ll  m etr ics  o f   8 5 . 2 4 %,  7 7 . 4 1 %,  an d   8 2 . 2 8 %  r e s p ec tiv ely   [ 3 1 ] .  T h ese  f in d in g s   s u g g est  we  s h o u ld   e x am in e   U - Net  d esig n   ch an g es  to   in cr ea s e  s eg m en tatio n   p er f o r m an ce .   Mo r e   r esear ch   in to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,  Vo l.   1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :   1 0 1 3 - 1 0 22   1018   p r e - p r o ce s s in g   an d   au g m en ta t io n   s tr ateg ies  is   n ee d ed .   Usi n g   atten tio n   m ec h an is m s   [ 4 7 ]   a n d   ViT   with   GAN s   to   au g m en t  lim ited   d atasets   [ 3 2 ]   an d   e x p er im e n tin g   with   th e   YOL O v 8   b ac k b o n e  [ 4 8 ]   to   c r ea te  a  n ew  U - Net  ar ch itectu r e  ar e  p r o m is in g   d ir ec tio n s   f o r   f u tu r e  r esear ch .         ( a)     ( b )       ( c )     ( d )         ( e )     ( f )     Fig u r e  2 .   Me tr ics p er f o r m a n ce   of   ( a )   p r ec is io n ,   ( b )   r ec all ,   ( c )  Dice   s co r e,   ( d )  I o U , ( e )   p ix el  ac cu r ac y ,   a n d     ( f )   tim e - co n s u m in g           Fig u r e  3 .   R esu lt o f   p h y to p lan k to n   s em an tic  s eg m en tatio n   o f   t h e  in p u t im a g e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   U - N et  mo d els w ith   en co d er a n d   a u g men ta tio n   fo r   p h yto p l a n kto n   …  ( Ovid e  Dec r o ly  Wis n u   A r d h i )   1019       Fig u r e  4 .   R esu lt o f   p h y to p lan k to n   s em an tic  s eg m en tatio n   o f   t h e  in p u t  m ask           Fig u r e  5 .   R esu lt o f   p h y to p lan k to n   s em an tic  s eg m en tatio n   o f   t h e  p r ed icted   m ask       4.   CO NCLU SI O N    T h is   s tu d y   p r o p o s es  en h an ci n g   th e   p er f o r m an ce   o f   s em a n tic  s eg m en tatio n   m o d els  b y   in teg r atin g   m u ltip le  en co d e r s   an d   Ad am   o p tim izer s   in to   th e  U - Net  ar ch itectu r e.   R ec en t  o b s er v atio n s   in d icate   th at  th e   p ix el  ac c u r ac y   o f   th e  U - Net   R esNet5 0   m o d el   with   in teg r ated   tr an s f o r m atio n s   is   c o n s is ten tly   h ig h .   Ou r   f in d in g s   o f f er   d ef in itiv e  p r o o f   th at  in teg r atin g   Mo b ileNet V2   with   o p tical  d is to r tio n   attain s   a  h ig h   lev el  o f   p r ec is io n ,   r at h er   t h an   b ein g   ca u s ed   b y   in cr ea s ed   q u an ti ties   o f   tr ai n in g   d ata.   T h e   o u tc o m es  o f   ev alu atin g   d iv er s e  U - Net  m o d els  with   s ev er al  en c o d er s   a n d   au g m en tatio n s   d em o n s tr ate  ex ce p tio n al  ac cu r ac y   in   s em an tic  s eg m en tatio n   p er f o r m an ce .   Pro p e r ly   s elec tin g   an   en co d er   a n d   au g m en tatio n   s tr ateg y   s ig n if ican tly   im p a cts  th e  p er f o r m an ce   o f   a   m o d el.   Usi n g   E f f icien tNet - B5   with   B lu r   au g m en tatio n   d em o n s tr ates  en h an ce d   r ec all,   th u s   au g m en tin g   t h e   m o d el' s   s en s itiv ity .   T h e  ex p er im en ts   co n clu s iv ely   illu s tr ate  th e  m o d el's   ex ce p tio n al  ef f icien cy   an d   p e r f o r m an ce .       ACK NO WL E DG E M E NT S    T h is   r esear ch ,   p ar t  o f   a  d eg r ee   b y   R esear ch   a t  t h e  Nati o n al  R esear ch   a n d   I n n o v atio n   Ag en cy   ( B R I N) ,   r ec eiv ed   f u n d in g   f r o m   th e  R esear ch   an d   I n n o v atio n   f o r   Ad v an ce d   I n d o n esia  ( R I I M)   Pro g r am - I n d o n esia E n d o wm e n t Fu n d   f o r   E d u ca tio n   Ag en c y   ( L PDP )   at  Ph ase  3   an d   th e  Do ct o r al  Dis s er tatio n   R esear ch   ( PDD)   at  Un iv er s itas   Se b elas  Ma r et,   with   g r an t   n u m b er s   B - 8 3 8 /I I . 7 . 5 /FR . 0 6 /5 /2 0 2 3   an d   B - 4 9 0 5 /I I I . 6 /KS.0 0 /5 /2 0 2 3   f o r   ( R I I M  an d   L PDP),   an d   2 2 8 /UN2 7 . 2 2 /PT. 0 1 . 0 3 /2 0 2 3   f o r   PDD - UNS.   T h e  f u n d er s   d i d   n o t  in f lu en ce   th e  ex p er im en tal  d esig n ,   d ata  co llectio n   an d   an al y s is ,   p u b l icatio n   d ec is io n ,   o r   m an u s cr ip t p r e p ar atio n .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   G .   R .   A l l e n ,   “ C o n ser v a t i o n   h o t sp o t s   o f   b i o d i v e r s i t y   a n d   e n d e mi sm   f o r   i n d o ‐ p a c i f i c   c o r a l   r e e f   f i s h e s , ”   Aq u a t .   C o n ser v .   Ma r .   Fre sh w .   Ec o sy st . ,   v o l .   1 8 ,   n o .   5 ,   p p .   5 4 1 – 5 5 6 ,   Ju l .   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / a q c . 8 8 0 .   [ 2 ]   A .   R a c h m a n ,   A .   S .   S u w a r n o ,   a n d   S .   N u r d j a ma n ,   “ A p p l i c a t i o n   o f   d e e p   ( m a c h i n e )   l e a r n i n g   f o r   p h y t o p l a n k t o n   i d e n t i f i c a t i o n   u s i n g   mi c r o sc o p y   i m a g e s,”   i n   Pr o c e e d i n g s   o f   t h e   7 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   B i o l o g i c a l   S c i e n c e   ( I C B S   2 0 2 1 ) ,   A t l a n t i s  P r e s s   I n t e r n a t i o n a l   B . V . ,   2 0 2 2 .   d o i :   1 0 . 2 9 9 1 / a b sr . k . 2 2 0 4 0 6 . 0 3 2 .   [3 ]   E.   P r a k a sa,   A .   R a c h ma n ,   D .   R .   N o e r d j i t o ,   a n d   R .   W a r d o y o ,   “ D e v e l o p me n t   o f   s e g m e n t a t i o n   a l g o r i t h m   f o r   d e t e r m i n i n g   p l a n k t o n i c   o b j e c t s  f r o m  m i c r o sc o p i c   i ma g e s,”   I O P  C o n f .   S e r .   E a rt h   En v i r o n .   S c i . ,   v o l .   9 4 4 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 2 5 ,   D e c .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 5 - 1 3 1 5 / 9 4 4 / 1 / 0 1 2 0 2 5 .   [ 4 ]   A .   R a c h m a n ,   “ C h e c k l i s t   a n d   e st i ma t i o n   o f   t o t a l   n u m b e r   o f   p h y t o p l a n k t o n   s p e c i e s   i n   P a r i ,   T i d u n g ,   a n d   P a y u n g   I sl a n d s,   I n d o n e si a , ”   Bi o d i v e rs i t a s  J .   Bi o l .   D i v e rs . ,   v o l .   2 1 ,   n o .   6 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 3 0 5 7 / b i o d i v / d 2 1 0 6 1 6 .   [ 5 ]   S .   Ta n g ,   A .   R a c h m a n ,   N .   F i t r i a ,   H .   Th o h a ,   a n d   B .   C h e n ,   “ P h y t o p l a n k t o n   c h a n g e s  d u r i n g   s e   m o n s o o n a l   p e r i o d   i n   t h e   Le m b e h   S t r a i t   o f   N o r t h   S u l a w e si ,   I n d o n e si a ,   f r o m  2 0 1 2   t o   2 0 1 5 , ”   A c t a   O c e a n o l .   S i n . ,   v o l .   3 7 ,   n o .   1 2 ,   p p .   9 – 1 7 ,   D e c .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 1 3 1 - 0 1 8 - 1 2 8 3 - 4.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,  Vo l.   1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :   1 0 1 3 - 1 0 22   1020   [ 6 ]   A .   R a c h ma n ,   A .   P u r w a n d a n a ,   a n d   N .   F i t r i y a ,   “ P h y t o p l a n k t o n   c o mm u n i t y   st r u c t u r e   o f   t h e   M a k a ssar   S t r a i t ,   I n d o n e si a , ”   I O P  C o n f .   S e r.   E a rt h   En v i r o n .   S c i . ,   v o l .   7 8 9 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 0 6 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 5 - 1 3 1 5 / 7 8 9 / 1 / 0 1 2 0 0 6 .   [ 7 ]   L.   Ta r a f d a r   e t   a l . ,   “ R e s p o n s e s  o f   p h y t o p l a n k t o n   c o mm u n i t y   st r u c t u r e   a n d   a sso c i a t i o n   t o   v a r i a b i l i t y   i n   e n v i r o n m e n t a l   d r i v e r s  i n   a   t r o p i c a l   c o a s t a l   l a g o o n , ”   S c i .   T o t a l   En v i r o n . ,   v o l .   7 8 3 ,   p .   1 4 6 8 7 3 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . sci t o t e n v . 2 0 2 1 . 1 4 6 8 7 3 .   [ 8 ]   P .   G o n z á l e z ,   A .   C a st a ñ o ,   E.   E.   P e a c o c k ,   J.  D í e z ,   J .   J.  D e l   C o z ,   a n d   H .   M .   S o si k ,   “ A u t o mat i c   p l a n k t o n   q u a n t i f i c a t i o n   u si n g   d e e p   f e a t u r e s, ”   J .   P l a n k t o n   Re s. ,   v o l .   4 1 ,   n o .   4 ,   p p .   4 4 9 – 4 6 3 ,   J u l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 9 3 / p l a n k t / f b z 0 2 3 .   [ 9 ]   D .   A .   H e mr a j ,   M .   A .   H o ss a i n ,   Q .   Y e ,   J.  G .   Q i n ,   a n d   S .   C .   L e t e r me,   “ P l a n k t o n   b i o i n d i c a t o r s   o f   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s   i n   c o a s t a l   l a g o o n s,”   Est u a r.   C o a s t .   S h e l f   S c i . ,   v o l .   1 8 4 ,   p p .   1 0 2 – 1 1 4 ,   J a n .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c ss. 2 0 1 6 . 1 0 . 0 4 5 .   [ 1 0 ]   T.   R .   S o e p r o b o w a t i ,   N .   L.   A d d a d i y a h ,   R .   H a r i y a t i ,   a n d   J.   J u mari ,   “ P h y s i c o - c h e m i c a l   a n d   b i o l o g i c a l   w a t e r   q u a l i t y   o f   w a r n a   a n d   p e n g i l o n   l a k e s,   d i e n g ,   c e n t r a l   j a v a , ”   J .   Wa t e r   L .   D e v . ,   v o l .   5 1 ,   n o .   X – X I I ,   p p .   3 8 – 4 9 ,   Ja n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 2 4 4 2 5 / j w l d . 2 0 2 1 . 1 3 9 0 1 3 .   [ 1 1 ]   F a k h r u r r o z i ,   T .   R .   S o e p r o b o w a t i ,   a n d   J.   J u mari ,   “ T h e   w a t e r   q u a l i t y   i n d e x   a n d   p h y t o p l a n k t o n   c o mm u n i t i e s   o f   K o k o h   P u t i h   R i v e r ,   S e mb a l u n ,   Ea s t   L o mb o k ,   I n d o n e s i a , ”   A AC L   B i o f l u x ,   v o l .   1 5 ,   n o .   4 ,   2 0 2 2 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / b i o f l u x . c o m.ro / d o c s/ 2 0 2 2 . 2 0 2 5 - 2 0 4 0 . p d f   [ 1 2 ]   G.   M .   H a l l e g r a e f f   e t   a l . ,   “ P e r c e i v e d   g l o b a l   i n c r e a s e   i n   a l g a l   b l o o m s  i s   a t t r i b u t a b l e   t o   i n t e n s i f i e d   m o n i t o r i n g   a n d   e merg i n g   b l o o m   i mp a c t s,”   C o m m u n .   E a rt h   E n v i r o n . ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p .   1 1 7 ,   J u n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 3 2 4 7 - 0 2 1 - 0 0 1 7 8 - 8.   [ 1 3 ]   M .   L.   W e l l s  e t   a l . ,   “ F u t u r e   h a b   s c i e n c e :   d i r e c t i o n s  a n d   c h a l l e n g e s  i n   a   c h a n g i n g   c l i ma t e , ”   H a rm f u l   Al g a e ,   v o l .   9 1 ,   p .   1 0 1 6 3 2 ,   Ja n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h a l . 2 0 1 9 . 1 0 1 6 3 2 .   [ 1 4 ]   S .   H .   S a m u d r a   e t   a l . ,   “ Th e   p h e n o me n o n   o f   h a r mf u l   a l g a e   b l o o m s  ( h a b s)   b a s e d   o n   l i t e r a t u r e   s t u d y   i n   I n d o n e s i a   s e a   w a t e r s   f r o m   2 0 0 5 - 2 0 2 1 , ”   I O P  C o n f .   S e r.  Ea r t h   E n v i r o n .   S c i . ,   v o l .   1 2 5 1 ,   n o .   1 ,   p .   0 1 2 0 4 4 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 5 - 1 3 1 5 / 1 2 5 1 / 1 / 0 1 2 0 4 4 .   [ 1 5 ]   O .   D .   W .   A r d h i ,   T.   R .   S o e p r o b o w a t i ,   K .   A d i ,   E .   P r a k a sa ,   a n d   A .   R a c h m a n ,   “ D e e p   l e a r n i n g   me t h o d s  f o r   p l a n k t o n   i d e n t i f i c a t i o n :   a   b i b l i o met r i c   a n a l y si s  a n d   g e n e r a l   r e v i e w , ”   i n   2 0 2 2   1 s t   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e ren c e   o n   S m a r t   T e c h n o l o g y ,   A p p l i e d   I n f o rm a t i c s,  a n d   En g i n e e ri n g   ( APIC S ) ,   I EEE,   A u g .   2 0 2 2 ,   p p .   9 6 – 1 0 1 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A P I C S 5 6 4 6 9 . 2 0 2 2 . 9 9 1 8 7 0 7 .   [ 1 6 ]   T.   E e r o l a   e t   a l . ,   “ S u r v e y   o f   a u t o mat i c   p l a n k t o n   i ma g e   r e c o g n i t i o n :   c h a l l e n g e s,   e x i s t i n g   s o l u t i o n s   a n d   f u t u r e   p e r sp e c t i v e s , ”   Art i f .   I n t e l l .   R e v . ,   v o l .   5 7 ,   n o .   5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 0 2 4 - 1 0 7 4 5 - y.   [ 1 7 ]   C .   S á n c h e z ,   N .   V á l l e z ,   G .   B u e n o ,   a n d   G .   C r i s t ó b a l ,   “ D i a t o m  c l a ss i f i c a t i o n   i n c l u d i n g   mo r p h o l o g i c a l   a d a p t a t i o n s   u si n g   C N N s, ”   i n   L e c t u re   N o t e s  i n   C o m p u t e r  S c i e n c e ,   S p r i n g e r ,   C h a m,   2 0 1 9 ,   p p .   3 1 7 – 3 2 8 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 3 1 3 3 2 - 6 _ 2 8 .   [ 1 8 ]   H .   A .   A l - B a r a z a n c h i ,   A .   V e r ma ,   a n d   S .   W a n g ,   “ P e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   h y b r i d   C N N   f o r   s i p p e r   p l a n k t o n   i m a g e   c a l ssi f i c a t i o n , ”   i n   2 0 1 5   T h i r d   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   I m a g e   I n f o rm a t i o n   Pr o c e s si n g   ( I C I I P) ,   I EEE,   D e c .   2 0 1 5 ,   p p .   5 5 1 – 5 5 6 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I I P . 2 0 1 5 . 7 4 6 0 2 6 2 .   [ 1 9 ]   J.  D a i ,   R .   W a n g ,   H .   Z h e n g ,   G .   J i ,   a n d   X .   Q i a o ,   “ Zo o p l a n k t o N e t :   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k   f o r   z o o p l a n k t o n   c l a ss i f i c a t i o n , ”   i n   O C EAN S   2 0 1 6   -   S h a n g h a i ,   I EEE,   A p r .   2 0 1 6 ,   p p .   1 – 6 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O C EA N S A P . 2 0 1 6 . 7 4 8 5 6 8 0 .   [ 2 0 ]   I .   C o r r e a ,   P .   D r e w s,  S .   B o t e l h o ,   M .   S .   d e   S o u z a ,   a n d   V .   M .   Ta v a n o ,   “ D e e p   l e a r n i n g   f o r   mi c r o a l g a e   c l a ssi f i c a t i o n , ”   i n   2 0 1 7   1 6 t h   I EEE  I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   M a c h i n e   L e a r n i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s   ( I C MLA) ,   I EEE,   D e c .   2 0 1 7 ,   p p .   2 0 – 2 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C M LA . 2 0 1 7 . 0 - 1 8 3 .   [ 2 1 ]   K .   K r a f t   e t   a l . ,   “ T o w a r d s   o p e r a t i o n a l   p h y t o p l a n k t o n   r e c o g n i t i o n   w i t h   a u t o ma t e d   h i g h - t h r o u g h p u t   i ma g i n g ,   n e a r - r e a l - t i me   d a t a   p r o c e ss i n g ,   a n d   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,”   Fr o n t .   M a r.  S c i . ,   v o l .   9 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f m a r s. 2 0 2 2 . 8 6 7 6 9 5 .   [ 2 2 ]   J.  S .   El l e n ,   C .   A .   G r a f f ,   a n d   M .   D .   O h man ,   “ I mp r o v i n g   p l a n k t o n   i ma g e   c l a s si f i c a t i o n   u si n g   c o n t e x t   m e t a d a t a , ”   L i m n o l .   O c e a n o g r.   Me t h o d s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   8 ,   p p .   4 3 9 – 4 6 1 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / l o m 3 . 1 0 3 2 4 .   [ 2 3 ]   J.  R a i t o h a r j u   e t   a l . ,   “ D a t a   e n r i c h me n t   i n   f i n e - g r a i n e d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   a q u a t i c   mac r o i n v e r t e b r a t e s,”   i n   2 0 1 6   I C P R  2 n d   W o rks h o p   o n   C o m p u t e r  Vi s i o n   f o r   A n a l y s i s  o f   U n d e rw a t e r Im a g e ry  ( C VAU I ) ,   I EEE,   D e c .   2 0 1 6 ,   p p .   4 3 – 4 8 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V A U I . 2 0 1 6 . 0 2 0 .   [ 2 4 ]   A .   S .   K e ç e l i ,   A .   K a y a ,   a n d   S .   U .   K e ç e l i ,   “ C l a ss i f i c a t i o n   o f   r a d i o l a r i a n   i mag e s  w i t h   h a n d - c r a f t e d   a n d   d e e p   f e a t u r e s , ”   C o m p u t .   G e o sc i . ,   v o l .   1 0 9 ,   p p .   6 7 – 7 4 ,   D e c .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c a g e o . 2 0 1 7 . 0 8 . 0 1 1 .   [ 2 5 ]   K .   C h e n g ,   X .   C h e n g ,   Y .   W a n g ,   H .   B i ,   a n d   M .   C .   B e n f i e l d ,   “ E n h a n c e d   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   f o r   p l a n k t o n   i d e n t i f i c a t i o n   a n d   e n u mer a t i o n , ”   PL o S   O n e ,   v o l .   1 4 ,   n o .   7 ,   p .   e 0 2 1 9 5 7 0 ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 1 9 5 7 0 .   [ 2 6 ]   W .   M a   e t   a l . ,   “ S u p e r - r e s o l u t i o n   f o r   i n   si t u   p l a n k t o n   i ma g e s,”   i n   2 0 2 1   I EE E/ C VF   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   C o m p u t e r   V i si o n   Wo r k sh o p s (I C C VW ) ,   I EEE,   O c t .   2 0 2 1 ,   p p .   3 6 7 6 – 3 6 8 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C V W 5 4 1 2 0 . 2 0 2 1 . 0 0 4 1 1 .   [ 2 7 ]   O .   R o n n e b e r g e r ,   P .   F i sc h e r ,   a n d   T.   B r o x ,   “ U - N e t :   c o n v o l u t i o n a l   n e t w o r k s  f o r   b i o m e d i c a l   i m a g e   s e g me n t a t i o n , ”   L e c t .   N o t e s   C o m p u t .   S c i .   ( i n c l u d i n g   S u b se r.   L e c t .   N o t e s   Art i f .   I n t e l l .   L e c t .   N o t e s   Bi o i n f o rm a t i c s) ,   v o l .   9 3 5 1 ,   p p .   2 3 4 – 2 4 1 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 3 1 9 - 2 4 5 7 4 - 4 _ 2 8 .   [ 2 8 ]   S .   Le e ,   M .   N e g i s h i ,   H .   U r a k u b o ,   H .   K a s a i ,   a n d   S .   I sh i i ,   “ M U - N e t :   m u l t i - s c a l e   U - N e t   f o r   t w o - p h o t o n   mi c r o s c o p y   i m a g e   d e n o i si n g   a n d   r e s t o r a t i o n , ”   N e u ra l   N e t w o rks ,   v o l .   1 2 5 ,   p p .   9 2 – 1 0 3 ,   M a y   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . n e u n e t . 2 0 2 0 . 0 1 . 0 2 6 .   [ 2 9 ]   D .   L i   e t   a l . ,   “ R o b u s t   b l o o d   c e l l   i m a g e   se g me n t a t i o n   me t h o d   b a se d   o n   n e u r a l   o r d i n a r y   d i f f e r e n t i a l   e q u a t i o n s, ”   C o m p u t .   M a t h .   Me t h o d s   M e d . ,   v o l .   2 0 2 1 ,   p p .   1 – 1 1 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 1 / 5 5 9 0 1 8 0 .   [ 3 0 ]   R .   A z a d   e t   a l . ,   “ M e d i c a l   i ma g e   s e g m e n t a t i o n   r e v i e w :   t h e   s u c c e ss  o f   U - N e t , ”   I EEE  T r a n s.  P a t t e rn   An a l .   M a c h .   I n t e l l . ,   p p .   1 – 2 0 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPA M I . 2 0 2 4 . 3 4 3 5 5 7 1 .   [ 3 1 ]   Z.   L i   e t   a l . ,   “ E M D S - 5 :   e n v i r o n m e n t a l   mi c r o o r g a n i sm   i m a g e   d a t a se t   f i f t h   v e r si o n   f o r   mu l t i p l e   i m a g e   a n a l y si s   t a sk s , ”   PLo S   O n e ,  v o l .   1 6 ,   n o .   5 ,   p .   e 0 2 5 0 6 3 1 ,   M a y   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 3 7 1 / j o u r n a l . p o n e . 0 2 5 0 6 3 1 .   [ 3 2 ]   J.  Z h a n g   e t   a l . ,   “ L C U - n e t :   a   n o v e l   l o w - c o st   U - N e t   f o r   e n v i r o n me n t a l   mi c r o o r g a n i s m i ma g e   s e g m e n t a t i o n , ”   P a t t e rn   R e c o g n i t . ,   v o l .   1 1 5 ,   p .   1 0 7 8 8 5 ,   Ju l .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p a t c o g . 2 0 2 1 . 1 0 7 8 8 5 .   [ 3 3 ]   H .   Y a n g   e t   a l . ,   “ C o m p a r a t i v e   st u d y   f o r   p a t c h - l e v e l   a n d   p i x e l - l e v e l   s e g m e n t a t i o n   o f   d e e p   l e a r n i n g   met h o d s  o n   t r a n s p a r e n t   i m a g e s   o f   e n v i r o n m e n t a l   mi c r o o r g a n i sms :   f r o m 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  t o   v i su a l   t r a n sf o r mers , ”   A p p l .   S c i . ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 8 ,   p .   9 3 2 1 ,   S e p .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 2 1 8 9 3 2 1 .   [ 3 4 ]   B .   C .   R u sse l l ,   A .   T o r r a l b a ,   K .   P .   M u r p h y ,   a n d   W .   T .   F r e e ma n ,   “ La b e l M e :   a   d a t a b a s e   a n d   w e b - b a se d   t o o l   f o r   i m a g e   a n n o t a t i o n , ”   I n t .   J .   C o m p u t .   V i s. ,   v o l .   7 7 ,   n o .   1 – 3 ,   p p .   1 5 7 – 1 7 3 ,   M a y   2 0 0 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s1 1 2 6 3 - 007 - 0 0 9 0 - 8.   [ 3 5 ]   A .   B u sl a e v ,   V .   I .   I g l o v i k o v ,   E .   K h v e d c h e n y a ,   A .   P a r i n o v ,   M .   D r u z h i n i n ,   a n d   A .   A .   K a l i n i n ,   “ A l b u me n t a t i o n s :   f a st   a n d   f l e x i b l e   i ma g e   a u g m e n t a t i o n s,”   I n f o rm a t i o n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p .   1 2 5 ,   F e b .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / i n f o 1 1 0 2 0 1 2 5 .   [ 3 6 ]   E.   A n d e r sso n   a n d   R .   B e r g l u n d ,   “ E v a l u a t i o n   o f   d a t a   a u g me n t a t i o n   o f   mr   i mag e s  f o r   d e e p   l e a r n i n g , ”   2 0 1 8 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / l u p . l u b . l u . se/ l u u r / d o w n l o a d ? f i l e O I d = 8 9 5 2 7 4 8 &f u n c = d o w n l o a d F i l e &r e c o r d O I d = 8 9 5 2 7 4 7   [ 3 7 ]   A .   Lu m i n i   a n d   L.   N a n n i ,   “ D e e p   l e a r n i n g   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f e a t u r e s  f o r   p l a n k t o n   c l a ss i f i c a t i o n , ”   Ec o l .   I n f o rm . ,   v o l .   5 1 ,   p p .   3 3 – 4 3 ,   M a y   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c o i n f . 2 0 1 9 . 0 2 . 0 0 7 .   [ 3 8 ]   S .   X i e ,   R .   G i r sh i c k ,   P .   D o l l a r ,   Z.   T u ,   a n d   K .   H e ,   “ A g g r e g a t e d   r e si d u a l   t r a n sf o r m a t i o n s   f o r   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s,”   i n   2 0 1 7   I EEE   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r  Vi s i o n   a n d   Pa t t e rn   R e c o g n i t i o n   ( C V PR) ,   I EEE,   J u l .   2 0 1 7 ,   p p .   5 9 8 7 – 5 9 9 5 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 7 . 6 3 4 .   [ 3 9 ]   M .   S a n d l e r ,   A .   H o w a r d ,   M .   Zh u ,   A .   Zh m o g i n o v ,   a n d   L .   C .   C h e n ,   “ M o b i l e N e t V 2 :   i n v e r t e d   r e s i d u a l s  a n d   l i n e a r   b o t t l e n e c k s, ”   i n   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ad v   Ap p l Sci     I SS N:   2252 - 8 8 1 4       E n h a n ce d   U - N et  mo d els w ith   en co d er a n d   a u g men ta tio n   fo r   p h yto p l a n kto n   …  ( Ovid e  Dec r o ly  Wis n u   A r d h i )   1021   Pro c e e d i n g s o f   t h e   I EEE   C o m p u t e r   S o c i e t y   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   V i si o n   a n d   P a t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   I EEE,   J u n .   2 0 1 8 ,   p p .   4 5 1 0 – 4 5 2 0 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 8 . 0 0 4 7 4 .   [ 4 0 ]   M .   Ta n   a n d   Q .   V .   Le ,   “ Ef f i c i e n t N e t :   r e t h i n k i n g   mo d e l   s c a l i n g   f o r   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 rX i v ,   M a y   2 0 1 9 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p : / / a r x i v . o r g / a b s / 1 9 0 5 . 1 1 9 4 6   [ 4 1 ]   M .   O .   La w a l ,   “ T o ma t o   d e t e c t i o n   b a s e d   o n   m o d i f i e d   Y O LO v 3   f r a mew o r k , ”   S c i .   R e p . ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 ,   p .   1 4 4 7 ,   Jan .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 1 - 8 1 2 1 6 - 5.   [4 2]   Y .   Li ,   C .   W e i ,   a n d   T .   M a ,   “ To w a r d s   e x p l a i n i n g   t h e   r e g u l a r i z a t i o n   e f f e c t   o f   i n i t i a l   l a r g e   l e a r n i n g   r a t e   i n   t r a i n i n g   n e u r a l   n e t w o r k s,”   a rXi v ,   Ju l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 1 9 0 7 . 0 4 5 9 5 .   [ 4 3 ]   Z.   H a o ,   Y .   Ji a n g ,   H .   Y u ,   a n d   H . - D .   C h i a n g ,   “ A d a p t i v e   l e a r n i n g   r a t e   a n d   m o me n t u m f o r   t r a i n i n g   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s, ”   i n   L e c t u re   N o t e s  i n   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   S p r i n g e r ,   C h a m,  2 0 2 1 ,   p p .   3 8 1 – 3 9 6 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 8 6 5 2 3 - 8 _ 2 3 .   [ 4 4 ]   D .   P .   K i n g ma   a n d   J.  B a ,   “ A d a m :   a   m e t h o d   f o r   s t o c h a s t i c   o p t i m i z a t i o n , ”   a rX i v ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 1 4 1 2 . 6 9 8 0 .   [ 4 5 ]   L.   R .   D i c e ,   “ M e a s u r e s   o f   t h e   a m o u n t   o f   e c o l o g i c   a ss o c i a t i o n   b e t w e e n   s p e c i e s , ”   Ec o l o g y ,   v o l .   2 6 ,   n o .   3 ,   p p .   2 9 7 – 3 0 2 ,   J u l .   1 9 4 5 ,   d o i :   1 0 . 2 3 0 7 / 1 9 3 2 4 0 9 .   [ 4 6 ]   D .   M ü l l e r ,   I .   S o t o - R e y ,   a n d   F .   K r a m e r ,   “ To w a r d s   a   g u i d e l i n e   f o r   e v a l u a t i o n   me t r i c s  i n   me d i c a l   i ma g e   s e g me n t a t i o n , ”   B MC   Re s .   N o t e s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   2 1 0 ,   D e c .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s1 3 1 0 4 - 0 2 2 - 0 6 0 9 6 - y.   [ 4 7 ]   A .   K u mt h e k a r   a n d   G .   R .   R e d d y ,   “ R e d e s i g n i n g   u - n e t   w i t h   d e n se  c o n n e c t i o n   a n d   a t t e n t i o n   m o d u l e   f o r   s a t e l l i t e   b a se d   c l o u d   d e t e c t i o n , ”   I AE S   I n t .   J .   Ar t i f .   I n t e l l . ,   v o l .   1 1 ,   n o .   2 ,   p .   6 9 9 ,   J u n .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a i . v 1 1 . i 2 . p p 6 9 9 - 7 0 8 .   [ 4 8 ]   J.  Te r v e n   a n d   D .   C o r d o v a - E sp a r z a ,   “ A   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o f   Y O LO   a r c h i t e c t u r e s  i n   c o m p u t e r   v i s i o n :   f r o m  Y O LO v 1   t o   Y O LO v 8   a n d   Y O LO - n a s , ”   a rX i v ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 3 0 4 . 0 0 5 0 1 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       O v id e   De c r o ly   W isn u   Ar d h i           o b tain e d   a   Ba c h e l o r  o f  E n g i n e e rin g   (B .   E n g . )  i n   El e c tri c a l  En g i n e e rin g   fr o m   th e   Un iv e rsitas   Isla m   In d o n e sia   in   2 0 0 8 .   He   t h e n   p u rsu e d   a   M a ste r  o f  En g in e e ri n g   ( M .   E n g . )  with   a   sp e c ializa ti o n   in   In f o rm a ti o n   Tec h n o l o g y   fr o m   th e   De p a rtme n t  o f  El e c tri c a l  En g in e e rin g ,   Un i v e rsitas   G a d jah   M a d a ,   wh ich   h e   c o m p lete d   i n   2 0 1 2 .   He   is  p u rsu in g   a   P h D  i n   In f o rm a ti o n   S y ste m s  a t  th e   S c h o o l   o f  P o st g ra d u a te  S t u d ies ,   Un iv e rsitas   Dip o n e g o ro .   As i d e   f ro m   p u rs u in g   h is  d o c t o ra l  stu d i e s,  h e   is  a   lec tu re r  in   th e   De p a rtme n t  o f  In f o rm a ti c s  En g i n e e rin g ,   V o c a ti o n a l  S c h o o l  a t  Un iv e rsitas   S e b e las   M a re t,   S u ra k a rta,  In d o n e sia .   He   is p rima ril y   in tere ste d   i n   In fo rm a ti o n   S y st e m s,  Artifi c ial  In telli g e n c e ,   M a c h in e   Lea rn in g ,   De e p   Lea rn in g ,   a n d   Bio i n fo rm a ti c s.  C o n tac t  h im  v ia  e m a il   a t  o v i d e @s taff.u n s.a c . i d   o r   o v id e @s tu d e n ts.u n d i p . a c . id .         Pro f.   Dr .   Tr i  Re tn a n in g sih   S o e p r o b o w a ti,   MA p p S c           a   p ro fe ss o r  i n   th e   De p a rtme n t  o f   Bi o lo g y ,   F a c u lt y   o f  S c ien c e   a n d   M a th e m a ti c s,  a n d   th e   S c h o o l  o f   P o st g ra d u a te   S tu d ies   a t  Un iv e rsitas   Dip o n e g o ro ,   S e m a ra n g ,   In d o n e sia ,   o b tai n e d   h e r  b a c h e lo r’s  d e g re e   in   b io l o g y   fro m   U n iv e rsitas   G a d jah   M a d a   in   1 9 8 7 .   S h e   f u rth e re d   h e r  e d u c a ti o n   with   a   M a ste r  o f   Ap p li e d   S c ien c e   in   En v iro n m e n tal  S c ien c e   fro m   th e   Un i v e rsity   o f  Wes tern   S y d n e y - Ha wk e sb u ry ,   NS W,   Au stra li a ,   in   1 9 9 6 .   S h e   c o m p lete d   h e r  P h . D.  i n   En v iro n m e n tal  S c ien c e   a t   Un iv e rsitas   G a d jah   M a d a   in   2 0 1 0 .   He r  e x p e rti se   p rima ril y   li e s  in   E n v ir o n m e n tal  S c ien c e s  a n d   Eco lo g y ,   E n g in e e rin g ,   S c ien c e   a n d   Tec h n o l o g y .   F o r  c o rre sp o n d e n c e ,   Co n tac t  h e r  v ia  e m a il   a t   trso e p ro b o wa ti @li v e . u n d i p . a c . i d .         Pro f.   Dr .   K u sw o r o   Adi ,   S . T. ,   M. T.           a   p r o fe ss o r  in   th e   fiel d   o f   In str u m e n tal   P h y sic s  a t  t h e   De p a rtme n t  o f  P h y sic s,  F a c u lt y   o f  S c ien c e   a n d   M a t h e m a ti c s,  a n d   t h e   S c h o o l   o f   P o stg ra d u a te  S t u d ies   a t  Un i v e rsit a s  Dip o n e g o r o ,   S e m a ra n g ,   I n d o n e sia ,   e a rn e d   h is  b a c h e lo r’s   d e g re e   in   p h y sic s  fro m   U n iv e rsit a s  Dip o n e g o ro   i n   1 9 9 6 .   He   o b ta in e d   h is  M a ste r' s  in   Im a g e   P ro c e ss in g   fro m   th e   In st it u t  Te k n o lo g i  Ba n d u n g   in   2 0 0 6 .   He   c o m p lete d   h is  P h . D.  i n   Im a g in g   a n d   Im a g e   P ro c e ss in g   a t   th e   In st it u t   Tek n o l o g i   Ba n d u n g   in   2 0 1 0 .   His  re se a rc h   i n tere sts  a re   fo c u se d   o n   Artifi c ial   In telli g e n c e   a n d   C o m p u ter  Visi o n .   He   c a n   b e   re a c h e d   fo r   c o rre sp o n d e n c e   v ia em a il   a t  k u sw o ro a d i@lec t u re r. u n d ip . a c . id .         Dr .   Esa   Pra k a sa ,   S . T. ,   M. T.           o b tain e d   h is  Ba c h e l o r  o f  E n g i n e e rin g   ( B .   E n g )   in   1 9 9 8   a fter  c o m p leti n g   h is   u n d e r g ra d u a te  stu d ies   i n   N u c lea r  En g in e e rin g   a t   Un i v e rsitas   G a d jah   M a d a ,   I n d o n e sia .   Afte r   o b tain i n g   a   M a ste r  o f  En g in e e rin g   ( M .   En g )  i n   El e c tri c a l  En g in e e ri n g   in   2 0 0 1 ,   h e   c o n ti n u e d   h is   a c a d e m ic  p u rs u it s   a t  t h e   sa m e   in stit u ti o n .   T h e   M a lay sia n   i n stit u ti o n   Un iv e rsiti   Tek n o l o g i   P E TRONA S   a wa rd e d   h im  a   Do c to r   o f  P h il o so p h y   (P h D)  i n   El e c tri c a l   a n d   El e c tro n ic  E n g i n e e rin g   in   2 0 1 4 .   He   is  a   se n i o r  re se a rc h e r  a t  th e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r  Da ta  a n d   I n fo rm a ti o n   S c ien c e s  o f   th e   Na ti o n a l  Re se a rc h   a n d   In n o v a ti o n   A g e n c y   (BRIN).   His   re se a rc h   in tere sts  a re   im a g e   a n d   v isu a l  d a ta  a n a ly sis,  p a tt e rn   re c o g n it io n ,   a n d   c o m p u ter v isio n .   P lea se   e m a il   h im a t  e sa p 0 0 1 @ b ri n . g o . i d   wit h   a n y   in q u iri e s o r  c o rre sp o n d e n c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t J Ad v   Ap p l Sci ,  Vo l.   1 3 ,   No .   4 ,  Dec em b er   2 0 2 4 :   1 0 1 3 - 1 0 22   1022     Ar ief  Ra c h m a n ,   M . Bio l. S c .           w o rk s  a s  a   re se a rc h e r  a t  t h e   P la n k to n   La b o ra to r y ,   a   p a rt  o f  th e   Re se a rc h   Ce n ter  fo r  Oc e a n o g ra p h y   u n d e r  th e   Na ti o n a l  Re se a r c h   a n d   In n o v a ti o n   Ag e n c y   (BRIN).   He   h o l d s  a   M a ste r  o f  Bi o lo g ica l  S c ien c e   ( M . Bio l. S c . ) .   He   sp e c ialize s  in   m a rin e   p h y t o p la n k t o n ,   p a   C o n v o lu tio n al   Netwo r k s   f o r   B io m ed ical  I m ag e   Seg m en tatio n rti c u larl y   stu d y in g   h a rm fu l  a l g a e ' s  d y n a m ic  a n d   e c o l o g ica l  p ro p e rti e s.   F u rth e rm o re ,   h e   is  a c c o u n tab le  f o r  re se a rc h in g   t h e se   field s,  a ss e ss in g   sa m p les   a n d   d a ta,  a n d   p ro v id i n g   d irec ti o n   a n d   i n stru c ti o n a l  su p e rv isi o n   to   st u d e n t s  in v o lv e d   in   lab o ra to ry   in tern sh ip s,  fi n a l  p r o jec ts,  t h e se s,  o r  d isse rtatio n s.  Ki n d l y   a d d re ss   a ll   in q u iri e s  a n d   c o m m e n ts   to   a riefra c h m a n 1 9 8 7 @ y a h o o . c o m .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.