I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   1 4 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 ,   p p .   62 ~ 72     I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 1 4 .i 1 . p p 62 - 72           62     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   O v ercom ing  imb a la nced rice  se ed  g ermina tion cla ss ificatio n:  enha ncing  accura cy  f o r effec tive se edling  iden tif ica ti o n       M uh la s a h No v it a s a ri  M a ra 1 ,   Sid iq Sy a m s ul H ida y a t 1 ,   F a rik a   T o no   P utr i 2 ,   Dwi  Ra hm a wa t i 3 ,    Sri Wa hy un i 4 ,   M uh a m a d Ca hy o   Ardi  P ra bo wo 1 ,   No er   Ni 'm a t   Sy a m s ul K a bir 5 ,   Ra g il  T ri  I n dra wa t i 2   1 D e p a r t me n t   o f   El e c t r i c a l   En g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   N e g e r i   S e m a r a n g ,   S e m a r a n g ,   I n d o n e si a   2 D e p a r t me n t   o f   M e c h a n i c a l   E n g i n e e r i n g ,   P o l i t e k n i k   N e g e r i   S e mara n g ,   S e m a r a n g ,   I n d o n e si a   3 D e p a r t me n t   o f   A g r i c u l t u r a l   P r o d u c t i o n ,   P o l i t e k n i k   N e g e r i   J e mb e r ,   J e m b e r ,   I n d o n e si a   4 R e s e a r c h   C e n t r e   f o r   F o o d   C o r p s ,   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 ) ,   B o g o r ,   I n d o n e si a   5 D e p a r t me n t   o f   R e sea r c h   a n d   D e v e l o p me n t ,   M o n e v   I n d o n e s i a ,   M a k a ss a r ,   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   No v   23 ,  2 0 2 3   R ev is ed   J u l   17 ,  2 0 2 4   Acc ep ted   J u l   26 ,  2 0 2 4       Th is  st u d y   a ime d   to   a u t o m a ti c a ll y   c las sify   rice   se e d li n g   g e rm in a ti o n   o n   d a y   se v e n   u si n g   ima g e   a n a ly sis.   Th e   c a teg o ries   in c l u d e d   n o rm a l,   a b n o rm a l,   a n d   d e a d   se e d s.  D u e   t o   t h e   ra rit y   o f   a b n o rm a l  se e d li n g s,   c a p t u rin g   th e ir  ima g e s  re su lt e d   i n   imb a lan c e d   d a ta.   T o   a d d re ss   t h is,  a b n o rm a l  c a teg o ries   we re   c o m b in e d   i n to   a   si n g le  c las s.  We  c o m p a re d   lo g isti c   re g re ss io n ,   ra n d o m   fo re st,   a n d   d e e p   lea rn in g   m o d e ls   (VG G 1 9 ,   VG G 1 6 ,   Ale x   Ne t)  fo r   c las sifica ti o n .   S u rp risi n g ly ,   lo g isti c   re g re ss io n   a c h iev e d   t h e   h i g h e st  a c c u ra c y   (9 3 . 8 9 % )  a n d   F1 - sc o re s  (0 . 9 6   n o rm a l,   0 . 8 1   a b n o rm a l)  d e sp it e   t h e   imb a lan c e d   d a ta  a n d   c o m p lex   tas k .   T h e   e ffe c ti v e n e ss   o f  lo g isti c   re g re ss io n   f o r  ric e   se e d li n g   c las sifica ti o n   with   imb a lan c e d   d a ta  h a s  b e e n   d e m o n stra ted   i n   th is  n o v e l   re se a rc h .   Histo rica ll y ,   d e e p   l e a rn i n g   m o d e ls d o m i n a te i m a g e   re c o g n it io n ,   b u t   o u r  fin d i n g s  su g g e st  sim p ler  m o d e ls  c a n   e x c e l  in   sp e c ifi c   s c e n a rio s,  e sp e c ially   with   li m it e d   d a ta  a v a il a b il it y .   T h is  h i g h li g h ts  t h e   imp o rta n c e   o f  se lec ti n g   m o d e ls  b a se d   o n   d a ta  c h a ra c teristi c s.  Th e   u r g e n c y   fo r   th is   re se a rc h   ste m s  fro m   th e   n e e d   f o r  e fficie n t  a n d   a c c u ra te  rice   se e d li n g   e v a lu a ti o n .   Im p ro v e d   c las sifica ti o n   c a n   e n h a n c e   a g ri c u lt u ra l  p ra c ti c e s  a n d   o p ti m ize   re so u rc e   a ll o c a ti o n .   K ey w o r d s :   I m ag e  class if icatio n   L o g is tic  r eg r ess io n   Ma ch in e  lear n in g   Mo d el  p er f o r m a n ce   Un b alan ce d   d ata   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 :   Sid iq   Sy am s u l H id ay at   Dep ar tm en t o f   E lectr ical  E n g i n ee r in g ,   Po litek n ik   Neg er i Se m ar an g   Sem ar an g   5 0 2 7 5 ,   C en tr al  J av a ,   I n d o n esia   E m ail:  s id iq s h @ p o lin es.a c. id       1.   I NT RO D UCT I O N   R ice  is   o n e  o f   th e  im p o r ta n t  f o o d   co m m o d ities   th at  s er v e  as  a  p r im ar y   f o o d   s o u r ce   wo r ld wid e,   in clu d in g   in   I n d o n esia  [ 1 ] .   Me etin g   f o o d   n ee d s   s u s tain ab ly   is   cr u cial  in   lin e  w ith   th e  co n tin u o u s   in cr ea s e  in   p o p u latio n   g r o wth .   T h e  av aila b ilit y   o f   r ice  in   th e  co m m u n ity   d ep en d s   o n   cu ltiv atio n   ef f o r ts   in   th e  f ield .   Seed s   g er m in atio n   ar e  o n e  o f   th e  ess en tial  elem en ts   in   p lan t  c u ltiv atio n   th at  d eter m in e  p r o d u ctio n   ef f o r ts   an d   y ield   q u ality   [ 2 ] .   Q u ality   s ee d s ,   as  i n d icate d   b y   ce r tific atio n   o f   s e ed s   g er m in atio n ,   a r e  n ec ess ar y .   Seed   ce r tific atio n   aim s   to   m ain tain   th e  g en etic,   p h y s ical,   an d   p h y s io lo g ical  p u r ity   o f   s ee d s   u s ed   b y   f ar m er s   t h r o u g h   m o n ito r in g   th e  s ee d   p r o d u ctio n   p r o ce s s   in   th e  f ield ,   s ee d   p r o ce s s in g ,   l ab o r ato r y   s ee d   test in g ,   an d   s e ed   lab ellin g   [ 3 ] .   T o   de v elo p   s u p er io r   s ee d s   an d   v ar ieties,  ef f o r ts   ar e   n ee d ed   to   d et ec t  th e  d ev elo p m en t   o f   n o r m al  s p r o u ts   ac cu r atel y ,   th u s   m ak in g   th e   p r o ce s s   o f   test in g   th e   q u ality   o f   r ice   s ee d s   a n d   s ee d   an aly s is   f aster ,   m o r e   ef f ec tiv e,   a n d   m o r e   ac cu r ate.   As  o f   th e   cu r r en t  m o m en t,  th e   p r ac tice   o f   o b s er v in g   an d   tally in g   th e   q u a n tity   o f   n o r m al  s p r o u ts   h as  b ee n   co n d u cted   m an u ally   b y   lab o r ato r y   an aly s ts .   Ho wev e r ,   th is   m an u al  p r o ce d u r e  is   s u s ce p tib le  to   er r o r s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ove r co min g   imb a la n ce d   r ice  s ee d   g ermin a tio n   cla s s ifica tio n   …   ( Mu h la s a h   N o vita s a r i Ma r a )   63   ar is in g   f r o m   f atig u e  f ac to r s ,   t h u s   p o te n tially   co m p r o m is in g   th e  in te g r ity   o f   t h e  test in g   p r o ce s s .   Fu r th er m o r e,   th e  m eth o d   is   tim e - co n s u m in g   an d   v u ln er ab le  to   s u b jectiv ity .   C o n s eq u en tly ,   th er e  ar is es  a  n ec ess ity   to   id en tify   a  m o r e  e x p ed itio u s ,   p r ec is e,   an d   s tr aig h tf o r war d   ap p r o ac h   to   ascer tain   n o r m al  s p r o u t s .   T h er ef o r e,   it  is   n ec e s s ar y   to   f in d   a  m eth o d   o f   o b s er v in g   n o r m al  s p r o u ts   th at  is   f aster ,   m o r e  ac cu r ate,   an d   s i m p ler .   Gen ze   et  a l .   [ 4 ]   i n d icate   th at  t h e  u s e  o f   im ag e  a n aly s i s   in   s ee d   q u ality   test in g   s h o ws  a  lo we r   er r o r   r ate   an d   b etter   p er f o r m a n ce   th an   m an u al  an d   c o n v e n tio n al  m et h o d s .   T h e  class if icatio n   o f   r ic e  s ee d lin g s   was b ased   o n   th ei r   g er m in atio n   lev els,  ca teg o r izin g   th em   as  n o r m al,   ab n o r m al,   n o r m al  s ee d lin g s   with   d ec ay ,   d ea d   s ee d s ,   o r   f r esh   s ee d s   th at  f ailed   to   g er m in ate.   Du r in g   th is   r esear ch ,   th e  team   en co u n ter e d   ch allen g es  in   ca p tu r in g   im ag es  o f   th e   r ar e  ca te g o r ies,  i n clu d in g   ab n o r m al  s ee d lin g s ,   d ea d   s ee d s ,   n o r m al  s ee d lin g s   with   d ec ay ,   a n d   f r esh   s ee d lin g s   th at  f ailed   to   g er m in ate.   Han d lin g   im b ala n ce d   class   r eq u ir es  ap p r o p r iate   ap p r o ac h es  s u ch   as   o v er s am p lin g ,   u n d er   s am p lin g ,   to   alg o r ith m ic  tec h n iq u es  s u ch   as  s in g le  class   lear n in g   an d   en s em b le  lear n in g .   T o   o v er co m e   th e   p r o b lem   o f   class   im b alan ce   in   co m p le x   d atasets ,   tech n iq u es  s u ch   as  d e ep   lear n i n g   ar e  also   u s ed   [ 5 ] .   T h er ef o r e,   th is   s tu d y   aim s   to   ad d r ess   th e   is s u e  o f   class   im b alan ce   in   th e  class if icatio n   o f   r ice  s ee d   g er m in atio n   an d   im p r o v e   th e   m o d el' s   p er f o r m a n ce   b y   m er g in g   f o u r   m in o r ity   class es  in to   a  s in g le   ca teg o r y   ca lled   ' Po o r ' .   T h e  s tu d y   u tili ze d   n in e  class if icatio n   alg o r ith m s ,   in clu d in g   lo g is tic  r eg r ess io n ,   r an d o m   f o r est,     k - n ea r est  n eig h b o u r s   ( KNN) ,   n aïv e  b ay esian ,   d ec is io n   tr ee ,   ar tific ial  n eu r al  n etwo r k   ( AN N) ,   an d   c o n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k   ( C NN )   with   V GG1 6 ,   VGG1 9 ,   an d   Alex   n et  ar ch itectu r es.   P r e v i o u s   r es e a r c h   i n   t h e   d o m ain   o f   s e e d   c l as s i f i c a ti o n   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n in g   m e t h o d s   h a s   b e e n   c o n d u c t e d   e x te n s i v el y   b y   r e s e a r c h e r s   g l o b a ll y .   T h e   s e l ec t i o n   o f   t h es e   m et h o d s   i n   o u r   s t u d y   w as  i n f l u e n c e d   b y   t h ei r   s u c c e s s f u l a p p l i c a t i o n   i n   r el a t e d   r e s e a r c h   e n d e a v o u r s .   F o r   i n s ta n c e ,   P r a b o w o   a n d   H i d a y at   [ 6 ]   p r o p o s e  a  s o lu tio n   to   ass e s s   th e  q u ality   o f   r ice  g r ain s   b y   a n al y zin g   th eir   s h ap e  th r o u g h   d i g ital  im ag e  p r o ce s s in g   tech n iq u es.  Hid a y at  et   a l .  [ 7 ]   u tili ze   C NN  alg o r it h m s   to   cl ass if y   two   th o u s an d   im ag es  i n to   two   ca teg o r ies:   s u p er io r   s ee d s   an d   n o n - s u p er io r   s ee d s .   T h ese  ex p er im en tal  r esu lts   d em o n s tr ate  th at  th e   s y s tem   ac h iev es  a   p r ec is io n   o f   9 3 %  an d   a   r ec all  o f   9 5 %  in   class if y in g   s u p e r io r   an d   n o n - s u p er i o r   s ee d s ,   r esp e ctiv ely   [ 8 ] .   C r ea ted   th e  r ice   s ee d   g e r m in atio n   ev al u atio n   s y s tem   ( R SGES) ,   wh ich   was  s p ec if ically   d esig n ed   to   f o r ec ast   r ice  s ee d   g er m in atio n   u s in g   d ig ital  im ag e  p r o ce s s in g   an d   ANN  tech n i q u es.  R SGES  ac h iev ed   im p r ess iv e  p r ec is io n   r ates,   with   o n ly   7 . 6 6 %  f alse  ac ce p tan ce   an d   5 . 4 2 %  f alse  r ejec tio n ,   wh ile  p r o ce s s in g   e ac h   im ag e  in   ju s t  8 . 3 1   s ec o n d s .   Gu lzar   et  a l.   [ 9 ]   d is cu s s ed   th e  d ev elo p m e n t o f   an   i d en tific atio n   an d   class if icatio n   s y s tem   f o r   f o u r teen   ty p es o f   s ee d s   u s in g   th e  VGG 1 6   ar ch it ec tu r e.   T h e  class if icatio n   ac c u r ac y   o f   th e  m o d el  is   ex ce ed i n g ly   h ig h ,   r ea c h in g   0 . 9 9 .   SVM   u s ed   fo r   th e  class if icatio n   o f   t h r ee   ty p es  o f   r ice  g r ain s ,   n am ely   b asm ati,   b an g s   a n d   b r o wn   r ice   [ 1 0 ] .  T h e  r esu lts   s h o wed   a   h ig h   SV M  m o d el  ac c u r ac y   o f   0 . 9 2 .   Ki r atir atan ap r u k   et  a l.   [ 1 1 ]   class i f ied   r ice  s ee d   u s in g   f iv e  m ac h in e   lear n in g   tech n iq u es,  i.e . ,   lo g is tic  r eg r ess io n ,   li n ea r   d is cr im in atio n   an aly s is ,   KNN,   s u p p o r t  v ec to r   m ac h in e   ( SVM) ,   an d   C NN.   T h o s e  s tu d y   r esu lted   in   b est  ac c u r ac y   v alu e  at   9 5 . 1 5 %  f o r   C NN  m eth o d .   H o wev er ,   all  th o s e  p r ev io u s   s tu d ies   [ 8 ] – [ 1 1 ]   d etec ted   s ee d   q u ality   u s in g   o n ly   th e  s ee d ’ s   p r o f ile,   i.e . ,   co lo u r ,   tex tu r e ,   an d   s h a p e.   T h e   p r esen t  s tu d y   class if ied   s ee d   q u ality   b ased   o n   its   g er m in atio n   d e v elo p m e n t.  I n   co n tr ast,  o u r   s tu d y   d is tin g u is h es  its elf   b y   class if y in g   s ee d   q u ality   b ased   o n   g er m in atio n   d ev el o p m e n t,  ad d r ess in g   a  s ig n if ica n t  g ap   in   p r io r   r esear ch .   Siv ak u m ar   et  a l.   [ 1 2 ]   co n d u cted   a   co m p r eh en s iv e  an aly s is   o f   s ee d   g e r m in atio n   r ates  b y   u tili zin g   n e u r al  n etwo r k s   ( NN)   an d   co m p ar in g   th e m   to   e x ten s iv e  d atasets   co n tain i n g   g er m in ated   an d   n o n - g er m in ated   s am p les.  T h eir   a p p r o ac h   f o cu s ed   o n   an aly s in g   th e   g er m i n ated   r o o ts   o f   s e ed s ,   lead in g   to   th e   d ev elo p m e n t  o f   th e  m u lti - lev e l  r o o t  m et r ic  r atio   ( ML R M)   m eth o d .   T h is   m eth o d   h as  s h o w n   p r o m is in g   r esu lts   in   ac cu r ately   ass ess in g   s ee d   g er m in atio n   r ates.  On   th e  o th er   h an d ,   Hu an g   et  a l .   [ 1 3 ]   ex p lo r ed   th e  ap p licatio n   o f   C NN  an d   tr a n s f er   lear n in g   f o r   s ee d   q u ality   class if icatio n .   T h eir   s tu d y   also   in v o lv ed   a  co m p a r is o n   with   tr ad itio n al  m ac h in e  lea r n in g   alg o r ith m s .   T h e  e x p er im e n tal  f in d i n g s   r e v ea led   t h at  d ee p   l ea r n in g   alg o r it h m s ,   p ar ticu lar ly   Go o g le  Net,   o u tp er f o r m e d   m ac h i n e  lear n i n g   al g o r ith m s   s ig n if ican tly .   Go o g l e  Net  ac h iev ed   an   im p r ess iv e  ac cu r ac y   o f   9 5 %,  wh ile  th e  m ac h in e  lear n in g   alg o r ith m   ( s p ee d ed   u p   r o b u s t  f ea tu r es  ( SUR F ) +S VM )   ac h iev ed   a n   ac c u r ac y   o f   7 9 . 2 %.  T h is   s h o wca s es  th e  s u p e r io r   ca p a b ilit ies  o f   d ee p   lear n i n g   in   s ee d   q u ality   class if icatio n   task s .   Mo h an   an d   R aj   [ 1 4 ]   in tr o d u ce d   a n   au to m ated   s y s tem   to   id en tify   an d   class if y   r ice  s ee d s   b ased   o n   d ig ital  im ag e   p r o ce s s in g   tech n iq u es  with   SVM  an d   NN  class if icatio n   m eth o d s .   T h e  r esu lts   s h o wed   th at  SVM  p r o v id ed   a   h ig h er   a cc u r ac y   o f   9 1 %  co m p ar ed   to   NN  with   an   ac cu r ac y   o f   8 3 %.   M ac h in e   lear n in g   m eth o d s   s u ch   as  l o g is tic  r eg r ess io n ,  lin ea r   d is cr im in an t   a n aly s is   ( L DA ) ,  K NN,   SVM ,   an d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  VGG1 6 ,   VGG1 9 ,   Xce p tio n ,   I n ce p tio n V3 ,   I n ce p t io n R esNetV2   u s ed   to   class if y   f o u r teen   v ar ieties  o f   Oryz a   S a tiva   r ice   [ 1 1 ] .   T h e  r es u lts   s h o wed   th e  I n ce p tio n R esNetV2   m o d el  g av e  t h e  h i g h est  ac cu r ac y   o f   9 5 . 1 5 %.  Ah m ed   et  a l.   [ 1 5 ]   d iv id e  alg o r ith m s   an d   tech n iq u es f o r   im a g e - b ased   r ice  class if icatio n   an d   g r ad atio n   i n to   f iv e   d if f er en t  ap p r o ac h es,  n am ely :   g e o m etr ic,   s tatis tical,   tr ain ed ,   u n s u p er v is ed ,   an d   d ee p   lear n in g .   Dee p   lear n in g   ap p r o ac h es  h av e  d e m o n s tr ate d   m o r e  p r o m is in g   o u tco m es  an d   ar e  g ai n in g   p o p u lar ity   f o r   f u tu r e  r esear ch .   M ac h in e  lear n i n g   m et h o d s   s u c h   as  lo g is tic  r eg r ess io n ,   d ec is i o n   tr ee ,   SVM,   r an d o m   f o r est ,   an d   n aï v e  b a y esian   to   class if y   f iv e   r ice  v ar ieties  n am ely   B asm ati,   Ar b o r io ,   J asm in e,   I p s ala ,   an d   Kar ac ad a g   [ 1 6 ] .  T h e   ex p er im en tal   r esu lts   s h o wed   th at  r an d o m   f o r est  h ad   th e  h ig h est  ac cu r ac y   r ea ch in g   9 9 . 8 5 %,  n o t  m u c h   d if f er en t  f r o m   th e  ac cu r ac y   o f   d ec is io n   tr ee s   wh i ch   was  9 9 . 6 8 %.  R u s lan   et  a l.   [ 1 7 ]   u s ed   im ag e   p r o ce s s in g   an d   m ac h in e   lear n in g   tech n iq u es  to   class if y   wild   r i ce   s ee d s   an d   cu ltiv ated   r ice  b ased   o n   m o r p h o lo g y ,   c o lo u r ,   an d   tex t u r e.   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   1 4 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :   62 - 72   64   m ac h in e   lear n in g   m et h o d s   u s ed   ar e  d ec is io n   tr ee ,   d is cr im in an t  an aly s is ,   lo g is tic  r eg r ess i o n ,   n aïv e  b a y esian ,  SVM,   KNN ,   an d   ess em b ler   c lass if ier s .   T h e  r esu lts   s h o wed   th at  co lo u r - b ased   class if icati o n   with   th e   lo g is tic   r eg r ess io n   m o d el   p r o v id ed   t h e   h ig h est ac cu r ac y   an d   s en s itiv ity ,   n am ely   0 . 9 8   an d   0 . 8 5   r esp e ctiv ely .   R esear ch   r elate d   to   o v er c o m in g   u n b alan ce d   class es  in   class if icatio n   h as  also   b ee n   wid ely   c o n d u cte d .   W u   [ 1 8 ]   ex p l o r es  th e  co n ce p t  o f   class   im b alan ce   an d   h o w  i t  ca n   lead   to   m is lead in g   r esu lt s   lik e  h ig h   o v er all   ac cu r ac y   d esp ite  p o o r   p e r f o r m an ce   o n   m in o r ity   class es.  Go s ain   an d   Sar d an a  [ 1 9 ]   co n d u cted   a  co m p ar is o n   o f   d if f er en t  o v er s am p lin g   m eth o d s ,   in clu d in g   s y n th etic  m in o r ity   o v er - s am p lin g   tech n iq u e  ( SMOT E ) ,  ad ap tiv e   s y n th etic  s am p lin g   ( ADASY N ) ,   B o r d er lin e - SMOT E ,   an d   s af e - lev el  SMOT E ,   u s in g   v ar io u s   class if ier s .   T h eir   r esear ch   r ev ea le d   th at   s af e - lev el   SMOT E ,   wh ich   g en er ates  m in o r ity   i n s tan ce s   m o r e   p r o m in en tly   ar o u n d   lar g er   s af e  lev els,  o u tp er f o r m s   SMOT E ,   ADASYN,   an d   B o r d er lin e  SMOT E   in   ter m s   o f   ac cu r ac y   p er f o r m an ce .   A n  o v er v iew  o f   th e   liter atu r e   [ 2 0 ]   s p an n in g   th e  y ea r s   2 0 0 0   to   2 0 1 6 ,   f o cu s in g   o n   d if f er en t   ap p r o ac h es  ass o ciate d   with   r an d o m   f o r est  class if icati o n   f o r   ad d r ess in g   class   im b alan ce .   T h e  s ch o lar ly   r e v iew  d eli n ea tes  th at  th er e  ar e   two   ef f ec tiv e  m eth o d s ,   b alan c ed   r an d o m   f o r est  an d   weig h te d   r an d o m   f o r est ,   f o r   ad d r ess in g   th e  is s u e  o f   class   im b alan ce .   A   liter atu r e  r ev iew   co n d u cte d   [ 2 1 ]   o n   t h e  u s e  o f   d ee p   lear n in g   in   h a n d lin g   u n b alan ce d   cl ass r o o m   d ata.   T h e  r esu lts   s h o w  th at  d e ep   lear n in g   m eth o d s ,   s u ch   as  C NN  an d   co s t - s en s itiv e  lear n in g ,   ar e   ef f ec tiv e  in   ad d r ess in g   class r o o m   im b alan ce   is s u es.  Ma h m u d ah   et  a l .  [ 2 2 ]   to o k   a   p r e - p r o ce s s in g   a p p r o ac h   b y   co n v er tin g   b in ar y   f ea tu r es  in t o   n u m er ical   f ea tu r es  u s in g   th e  f ea tu r e   ex tr ac tio n   m eth o d   to   o v e r co m e   th e  lim itatio n s   o f   th e   ove r s am p lin g   m eth o d   i n   g en e r atin g   d iv er s e  n ew  s am p les  o f   b in ar y   f ea tu r es.  T h e  r esu lts   in d icate d   th at  th e   co m b in atio n   o f   r an d o m   f o r e s t  an d   o v er s am p lin g   with   th e  r elo ca tin g - s af e - lev el  SMOT E   ( R SLS)   m eth o d   p r o v id e d   t h e  h i g h est  p e r f o r m an ce   o n   all   d atasets   test ed .   Ho wev er ,   th er e  a r e  v ar iatio n s   in   t h e  b est   f ea tu r e  ex tr ac tio n   m eth o d   f o r   ea ch   d a taset,  th is   is   e s tim ated   b ec au s e  it  is   af f ec ted   b y   th e  im b alan ce   r atio .   Alth o u g h   m o s t  p er f o r m a n ce   im p r o v e m e n ts   ar e  n o t  s tatis tically   s ig n if ic an t,  th er e   is   a   s ig n if ican t   im p r o v em en t  i n   ac c u r ac y   with   th e  u s e  o f   t - d is tr ib u ted   s to ch asti c  n eig h b o r   em b ed d in g   ( t - SNE)   f ea tu r e  ex tr ac tio n .   K u m ar   et  a l .   [ 2 3 ]   o f   v ar io u s   ap p r o ac h es  p r esen ted   to   class if y in g   u n b alan ce d   d a tasets   an d   th eir   ap p licatio n s .   T h e  r esu lts   o f   th e   r ev iew  s h o w  th at  th e  s am p lin g   m eth o d   is   ea s y   to   im p lem en t,  b u t  in   r ea l - wo r ld   ap p licatio n s   in v o lv in g   b iased   d ata  d is tr ib u tio n ,   a  h y b r i d   a p p r o ac h   is   also   r eq u ir ed .   U n b ala n ce d   d ata  class if icatio n   is   th e  s u b ject  o f   ex ten s iv e  r esear ch   in   m ac h in e  lear n in g .   Fen g   et  a l.   [ 2 4 ]   p r o v id e d   g u id an ce   in   ch o o s in g   th e  r ig h t  r es am p lin g   tech n i q u e   an d   class if icatio n   m eth o d   f o r   class if icatio n   p r o b lem s   with   cl ass   im b alan ce .   T h e   r an d o m   f o r est  alg o r ith m   u s ed   o n   th e  Go o g le  E ar th   E n g in e   p latf o r m   to   class if y   r ice  p h en o lo g y   f r o m   l an d s at - 8   s atel lite  im ag er y   [ 2 5 ] .  Ov er s am p lin g   tech n iq u es  ar e   u s ed   to   o v e r co m e   th e  p r o b lem   o f   d ata  im b ala n ce .   T h e  r esu lts   s h o wed   th e   ac cu r ac y   o f   r a n d o m   f o r est  with   o v er   s am p lin g   is   b etter   t h an   r an d o m   f o r est  with o u t   o v er s am p lin g .   Z h en g   et  a l .   [ 2 6 ]   p r o v id es  g u id an ce   f o r   s elec tin g   ap p r o p r iate  m eth o d s   in   o v er co m i n g   th e  p r o b lem   o f   u n b alan ce d   d ata   class if icatio n .   A  co m p r eh en s iv e  in v esti g atio n   co n d u cted   in to   th e   ch allen g es  ass o ciate d   with   a d d r ess in g   im b alan ce   is s u es  in   th e  f ield   o f   o b ject  d etec tio n   [ 2 7 ] .   T h eir   r esear ch   r ev ea ls   th at  at  p r esen t,  th er e  is   n o   s in g le  m eth o d   th at  ca n   b e  u n iv er s ally   ap p lied   to   all  ar ch itectu r al  s etu p s   to   ef f ec tiv ely   m itig ate  o b j ec tiv e  im b alan ce s .   T h e  af o r e m en tio n e d   liter atu r e  p r esen ts   v alu ab le  in s ig h ts   i n to   m eth o d o lo g ies  f o r   a d d r es s in g   class   im b alan ce   in   d if f e r e n t  d o m ain s .   I t  is   n o tab le  t h at  th er e   is   a  s ca r city   o f   s tu d ies  ad d r ess in g   t h e   s p ec if ic  ch allen g es   p o s ed   b y   im b alan ce d   d atasets   in   r ice  s ee d   g er m in atio n   clas s if icatio n .   Desp ite  th e  ab u n d a n ce   o f   r esear ch   o n   class   im b alan ce   with in   th e  b r o ad er   f ield s   o f   m ac h i n e  lear n i n g   an d   d e ep   lear n in g ,   th er e  h as  b ee n   n o   p r e v io u s   in v esti g atio n   in to   a d d r ess in g   class   im b alan ce   s p ec if ically   in   th e  r ea lm   o f   r ice  s ee d   g er m in atio n - b ased   class if icatio n .   T h is   h ig h lig h ts   a  s ig n if ican t r esear ch   g a p   th at  o u r   s tu d y   s ee k s   to   b r id g e.       2.   ME T H O D   I n   th is   s tu d y ,   we  clas s if ied   r ice  s ee d lin g s   b ased   o n   th eir   g er m in atio n   lev els  in to   f iv e  ca teg o r ies:   n o r m al,   a b n o r m al,   d ea d   s ee d s ,   n o r m al  s ee d lin g s   with   d ec a y ,   an d   f r esh   s ee d s   th at  f ailed   t o   g er m in ate .   Fo r   t h e  "No r m al"  class if icatio n ,   we  id en tifie d   s ev er al  cr iter ia  th at  m u s t  b e  m et  b y   th e  r ice  s ee d lin g s .   Firstl y ,   th e  p r im ar y   r o o t  m u s t  g r o w  s tr o n g ,   ac c o m p an ied   b y   well - d ev elo p ed   s ec o n d ar y   r o o ts ,   with   a  m in im u m   o f   2   t o   3     well - d ev elo p ed   s ec o n d ar y   s em in al  r o o ts .   Ad d itio n ally ,   th e   p r im ar y   leaf   m u s t  g r o w  alo n g   th e  co leo p tile  an d   em er g e  f r o m   it  in   a  h ea lth y   co n d itio n .   T h e  p lu m u le,   th e  p a r t  o f   th e  p lan t  th at  will  d ev elo p   i n to   th e  s tem ,   m u s t  also   b e  p r esen t  with o u t  an y   s ig n s   o f   d ec ay .   Fu r th er m o r e,   th e   d ev elo p m e n t  o f   th e   h y p o co ty l,   th e  p ar t  o f   th e  s tem   b elo w  th e  c o t y led o n s ,   m u s t  b e  p er f ec t  with o u t  an y   d am a g e   to   its   tis s u es.  "No r m al"  s ee d lin g s   m u s t  also   h av e   o n e  co ty le d o n   f o r   m o n o co t  s ee d lin g s   an d   two   co t y led o n s   f o r   d ico t  s ee d lin g s .   Fo r   s ee d s   with   ep ig ea l   g er m in atio n   ty p e,   th e  len g th   o f   th e  r o o t  s h o u ld   b e  at  least  f o u r   tim es  th e  len g th   o f   th e  s ee d   an d   h av e  a  n o r m al   s tr u ctu r al  d ev elo p m en t.  L astl y ,   s ee d lin g s   th at  h av e  b e en   d a m ag ed   d u e  to   in f ec tio n   b y   o th er   s ee d lin g s   ar e  s till   co n s id er ed   n o r m al  as  lo n g   as  th e  ess en tial  p ar ts   o f   th e   s ee d lin g s   r em ai n   in tact.   Fo r   th e   "Ab n o r m al”  class if icatio n ,   s ee d lin g s   m u s t  m ee t  th e  f o llo win g   cr iter ia.   F ir s tly ,   n o   p r im ar y   o r   s ec o n d ar y   r o o ts   g r o w,   o r   if   th ey   g r o w,   th e   r o o ts   ar e  wea k   an d   s h o r t.   Ad d itio n ally ,   th e   s ee d lin g s   d o   n o t  g r o w   th eir   f ir s t  leaf ,   an d   th eir   co leo p tile  is   co lo r less .   So m et im es,  th e  p lu m u le  m a y   g r o w   wh ite  o r   ex p e r ien ce   d ec ay .   Seed lin g s   th at  ar e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ove r co min g   imb a la n ce d   r ice  s ee d   g ermin a tio n   cla s s ifica tio n   …   ( Mu h la s a h   N o vita s a r i Ma r a )   65   d am ag ed ,   lack   co ty le d o n s ,   em b r y o s ,   a n d   s h o r t  p r im ar y   r o o ts   ar e  also   in clu d ed   in   th e  "A b n o r m al”  class if icatio n .   Mo r eo v er ,   s ee d lin g s   s h o win g   d ef o r m ities ,   wea k   d e v elo p m en t,  o r   im b alan ce   in   ess en tial  p ar ts   will  also   b e   ca teg o r ized   as  "Ab n o r m al”.   Seed s   th at  d ec ay   b ef o r e  g er m in atio n   o r   f ail  to   g r o w  with in   th e  s p ec if ied   test in g   p er io d ,   b u t  ar e  n o t  in   a  d o r m a n t  s tate,   will  b e  class if ied   as  " Dea d   s ee d s ”.   T h e  "No r m al  s e ed lin g s   with   d ec ay ”  class i f icatio n   is   u s ed   f o r   s ee d s   th at  r em ain   h ar d   at  th e  en d   o f   th e  g er m in ati o n   test   d u e  to   n o t  ab s o r b in g   wate r ,   ca u s ed   b y   an   im p e r m ea b le  s ee d   co at  th at  h in d er s   th e  g e r m in atio n   p r o ce s s .   L astl y ,   th e  class if icatio n   o f   "Fr esh   s ee d s   th at  f ailed   to   g er m in ate ”   is   g iv e n   t o   s ee d s   th at  d o   n o t  g er m in ate  b y   th e  e n d   o f   t h e  test in g   p er i o d   b u t  s till   h av e  th e   p o ten tial  to   g r o w  n o r m ally .   T h is   ty p e  o f   s ee d   c an   ab s o r b   wate r   d u r in g   th e  t esti n g   p r o ce s s   b u t   ex p er ien ce s   o b s tacle s   in   f u r th er   d ev elo p m en t.   I n   th is   s tu d y ,   we  test ed   th e  g e r m in atio n   o f   r ice  s ee d s   f o r   7   d ay s   o n   b lo ttin g   p a p er .   Su b s eq u en tly ,   we   ca p tu r ed   im ag es  o f   ea c h   s ee d lin g .   Fig u r e  1   s h o ws  th e   d ata   ac q u is itio n   p r o ce d u r e   in   th is   s tu d y .   T o   ca p tu r e     h ig h - q u ality   im ag es  o f   g e r m i n atin g   r ice  s ee d lin g s ,   a  Nik o n   D5 6 0 0   d ig ital  ca m er a  with   a  r eso lu tio n   o f   2 4 . 2   m eg ap ix els  was  u s ed   f o r   d ata   ac q u is itio n   t o o l.  T h is   ca m er a  p r o v id es  ex ce p tio n al  im a g e   q u ality   an d   d etail.   I m ag es  tak en   in   a  6 0 × 6 0   cm   Min ib o x   s tu d i o .   T h e   Min ib o x   s tu d io   p r o v id es  co n tr o lled   lig h tin g   co n d itio n s   an d   co n s is ten t  b ac k g r o u n d s ,   en s u r in g   u n if o r m ity   ac r o s s   d atasets .   Dif f u s ed   an d   u n i f o r m   lig h tin g   was  m ain tain ed   in   a  s tu d io   s ettin g   to   elim i n ate  s h ad o ws  an d   g u ar an tee  c o n s is ten t  lig h tin g   ac r o s s   all  s ee d lin g s .   Neu tr al,     non - r e f lectiv e  b ac k g r o u n d s   ar e  u s ed   in   th e  s tu d io   to   m in im i z e  d is tr ac tio n s   an d   m ain tain   f o c u s   o n   th e  s ee d lin g s .   E ac h   g er m in atin g   r ice  s ee d lin g   was  p h o to g r ap h e d   in d iv id u ally   f r o m   ab o v e  th e  s tu d io   b o x   with   a  d is tan ce   b etwe en   th e  ca m er a  an d   t h e  o b ject  as f ar   as 6 0   cm   ( as h ig h   as th e  s tu d io   b o x ) .           Fig u r e  1 .   Data   ac q u is itio n   p r o ce d u r e       B ased   o n   th eir   g er m in atio n   lev els,  r ice  s ee d lin g s   wer e  c lass if ied   as   n o r m al,   ab n o r m a l,  n o r m al  s ee d lin g s   with   d ec a y ,   d ea d   s ee d s ,   o r   f r esh   s ee d s   th at   f ailed   to   g er m i n ate.   T h e  im a g e  d ata  w as  en s u r ed   to   b e  o f   h ig h   q u ality   to   e n s u r e  ac cu r at e  class if icatio n .   T h e   r esu lts   o f   th e  im ag e  ca p tu r e  f o r   ea ch   cl ass if icatio n   ar e  as   f o llo ws  n o r m al  s ee d lin g s   7 5 3   im ag es,  ab n o r m al  s ee d lin g s :  6 8   im ag es,  d ea d   s ee d s :  1 0   im ag e s ,   n o r m al  s e e d l i n g s   w i t h   d e c a y :   5 0   i m a g e s ,   a n d   f r e s h   s e e d s   t h a t   f a i l e d   t o   g e r m i n a t e :   1 3   i m a g e s .   T h u s ,   t h e   t o t a l   n u m b e r   o f   i m a g e s   s u c c e s s f u l l y   c o l l e c t e d   f o r   t h i s   s t u d y   i s   8 9 4   i m a g e s ,   w h i c h   w i l l   b e   u s e d   f o r   t h e   c l a s s i f i c a t i o n   a n a l y s i s .   T h e  r esear ch   co n d u cted   in   t h is   in v esti g atio n   f ac ed   d if f icu lties   in   ca p tu r in g   im ag es  o f   ab n o r m al   s ee d lin g s ,   d ea d   s ee d s ,   n o r m al  s ee d lin g s   with   d ec ay ,   an d   f r e s h   s ee d lin g s   th at  f ailed   to   g er m in ate  d u e  to   th ei r   r ar ity .   As  a  r esu lt,  th e  n u m b e r   o f   im ag es  f o r   th ese  ca teg o r i es  was  co n s id er ab ly   lo wer   th an   th at  f o r   n o r m al   s ee d lin g s .   T o   a d d r ess   th is   i s s u e,   th e  f o u r   c r iter ia  wer e   m er g ed   in to   a   s in g le  ca te g o r y   lab eled   "Po o r . "  C o n s eq u en tly ,   th e   d ataset  co n s is ted   o f   7 5 3   im ag e  d ata  o f   n o r m al  r ice  s ee d lin g s   class if ied   as  "Go o d "  an d   1 4 1   d ata  ca teg o r ize d   as "Po o r . "   Fi g u r e  2   illu s tr ates th e  class if icatio n   o f   r ice   s ee d lin g s ,   d e p ictin g   th e   d is tr ib u tio n   o f   im ag es  b etwe en   th e  "Go o d "   an d   "Po o r "   ca teg o r ies.  T h is   s tr u ctu r ed   v is u aliza tio n   a llo ws  f o r   a   clea r   u n d er s tan d i n g   o f   th e   im b alan ce   in   th e  d ataset,   with   a  lar g e r   p r o p o r tio n   o f   im ag es  f allin g   u n d e r   th e   "Go o d "   ca teg o r y   c o m p ar e d   to   th e   "Po o r "  ca teg o r y .   B y   m e r g in g   th e  r ar e  ca teg o r ies  in to   a  s in g le  g r o u p ,   we  aim ed   to   en h an ce   th e   r o b u s tn ess   o f   o u r   class if icatio n   m o d el  wh ile  ad d r ess in g   th e  im b alan ce   in   t h e  d ataset.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   1 4 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :   62 - 72   66       Fig u r e  2 .   C lass if icatio n   o f   r ice   s ee d lin g s       T h e  n in e  class if icatio n   alg o r it h m s   u s ed   in   th is   s tu d y   w er e  l o g is tic  r eg r ess io n ,   r an d o m   f o r est,  KNN,   n aïv e  B ay esian ,  d ec is io n   t r ee ,   ANN,   VGG1 6 ,   VGG1 9 ,   an d   Alex   Net  wer e  test ed   to   class if y   r ice  s ee d lin g   g er m in atio n   in t o   g o o d   o r   b a d .   T h e  r esu lts   o f   ea ch   alg o r ith m   a r e  g iv en   in   th e  f o r m   o f   ac c u r ac y ,   co n f u s io n   m atr ix ,   an d   class if icatio n   r ep o r t.   B ef o r e  th e   im ag es  wer e   f e d   in t o   th e  m ac h in e   lear n i n g   an d   d ee p   l e ar n in g   m o d els  f o r   class if icatio n ,   a  s er ies  o f   p r ep r o ce s s in g   s tep s   wer e  a p p lied   to   en h a n ce   t h e  q u ality   a n d   co n s i s ten cy   o f   th e   d ata.   All  im ag es  wer e   r esized   to   a   u n if o r m   d im e n s io n   o f   2 2 7 × 2 2 7   p ix els.  T h is   s tan d a r d izatio n   wa s   ess en tial  to   en s u r e   th at  th e  m o d el s   r ec eiv ed   co n s is ten t  in p u t  s izes.  E ac h   im ag e   was  n o r m alize d   b y   r escalin g   p ix el  v alu es  to   th e  r an g e  [ 0 ,   1 ] .   No r m aliza tio n   h e lp s   in   s p ee d in g   u p   th e  tr ain in g   p r o ce s s   an d   allo ws  th e  m o d els  to   co n v er g e  f aster .   T h e  im ag es we r e  o r g an ized   in to   b atch es t o   ef f icien tly   tr ain   t h e  m ac h i n e  lear n in g   an d   d ee p   lear n in g   m o d els.  I n   th is   ca s e,   a  b atch   s ize  o f   3 2   was  u s ed .   T h e  d ataset  was   th en   d iv id ed   in to   two   p ar ts ,   with   8 0 %  o f   th e  d ata  u s ed   f o r   tr ai n in g   an d   2 0 % f o r   test in g .   So   t h at  th e   tr ain in g   d ata   f o r   th e  g o o d   class   was  6 0 3   im a g e s   d ata  an d   f o r   p o o r   d ata  as m u ch   as 1 1 1   im ag es  d ata.   W h ile  1 5 0   g o o d   class   im ag e  d ata  a n d   3 0   p o o r   class   im ag e  d ata  wer e   u s ed   as   test in g   d ata.   T h is   s p litt in g   en s u r ed   th at  th e  m o d els  wer e  tr ain ed   o n   a  r ep r esen tativ e  p o r t io n   o f   th e  d ata  an d   ev alu ated   o n   u n s ee n   s am p les  to   ass ess   th eir   g en er aliza tio n   p er f o r m an ce .   T h e  I m ag eDa ta Gen er ato r   f u n ctio n   f r o m   th e   Ker as lib r ar y   was u ti lized   to   ef f icien tly   lo a d ,   p r ep r o ce s s ,   an d   au g m en t im ag e  d at a.     Acc u r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1   s co r e  u tili zin g   a  co n f u s io n   m atr ix   wer e  em p lo y ed   a s   in tu itiv e   p er f o r m an ce   i n d icato r s   to   ass ess   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  clas s if icatio n   m o d el.   T o   g en er ate   a  co n f u s io n   m atr i x ,   th e  n u m b er   o f   tr u e  p o s itiv es,   tr u e  n eg ativ es,  f alse  p o s itiv es,  an d   f alse  n eg ativ es  m u s t  b e  ca lcu lated .   T h e  f o llo win g   m ath e m atica l m eth o d   is   u s ed   to   ca lcu late  th e  p er f o r m an ce   in d icato r   [ 2 8 ] .      Acc u r ac y   =( T P+T N) /( T P+T N +FP+FN)       Pre cisi o n =T P/(T P+FP )       R ec all=T P/(T P+ FN)       F1 - s co r e= ( 2   ×Pr ec is io n   ×Reca ll Pr ec is io n ) /( R ec all+Reca ll)     T h e  co n f u s io n   m atr ix   illu s tr a tes  th e  p r e d ictio n s   p r o v i d ed   b y   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s   an d   th e  ac tu al  o cc u r r e n ce s .   Acc u r ac y   is   th e  r atio   o f   tr u e  p o s itiv es  to   tr u e  n eg ativ es  f o r   ea ch   test in g   d ata  s et.   T h e   ac cu r ac y   o f   th e  alg o r ith m   af f ec ts   h o w  well  it  p r ed icts .   Pre cisi o n   is   d ef in ed   as  th e  p r o p o r tio n   o f   ac c u r ately   p r ed icted   p o s itiv e  test   f in d in g s   to   all  p r o jecte d   p o s itiv e  test   r esu lts .   W h en   c o m p ar e d   t o   a ll  test   d ata,   r ec all   i n d i c a t e s   h o w   o f t e n   f o r e c a s t s   t u r n   o u t   t o   b e   c o r r e c t .   T h e   F 1   S c o r e   i s   c o m p u t e d   b y   a v e r a g i n g   p r e c i s i o n   a n d   r e c a l l .       3.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   R esu lts   f r o m   th e  lo g is tic  r eg r ess io n ,   r an d o m   f o r est ,   KNN,   n aïv e  B ay esian ,   d ec is io n   tr ee ,  VGG 1 6 ,   VGG 19 ,   an d   Alex   Net  alg o r it h m s   s h o wed   d if f er e n t  ac cu r ac y   an d   p e r f o r m an ce .   I n   th e  r es u lts   o f   th e  an aly s is   u s in g   lo g is tic  r eg r ess io n ,   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 4   was  o b tain e d ,   in d icatin g   th at  th is   m o d el  s u cc ee d ed   well  in   class if y in g   th e  g er m in atio n   o f   r ice  s ee d lin g s   in to   g o o d   o r   p o o r   ca teg o r ies.  I n   th e  c o n f u s io n   m atr ix ,   o u t  o f   1 5 0   r ice  s ee d   d ata  th at  wer e  g o o d ,   1 4 6   o f   th e m   wer e  co r r ec tly   cl ass if ied   as  g o o d   ( tr u e  p o s itiv e ) ,   wh ile  4   s ee d lin g s   wer e  in co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( f alse  n eg ativ e ) .   Of   th e  3 0   p o o r   r ice  s ee d   d ata ,   2 3   o f   t h em   wer e  co r r ec tly   class if ied   as   p o o r   ( tr u e  n eg ativ e ) ,   b u t  7   p o o r   s ee d lin g s   wer e  i n co r r ec tly   class if ied   as  g o o d   ( f alse  p o s itiv e ) .   T h e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ove r co min g   imb a la n ce d   r ice  s ee d   g ermin a tio n   cla s s ifica tio n   …   ( Mu h la s a h   N o vita s a r i Ma r a )   67   class if icatio n   r ep o r t  s h o ws  th at  th e  m o d el  p r ec is io n   is   0 . 7 7   f o r   th e  p o o r   class ,   an d   0 . 9 7   f o r   t h e   g o o d   class .   W h i le   th e  r ec all  f o r   g o o d   an d   p o o r   d   class es  is   0 . 9 5   a n d   0 . 8 5   r esp ec tiv ely .   I n   th e   F1 - Sco r e ,   wh ich   co m b i n es   in f o r m atio n   a b o u t   p r ec is io n   an d   r ec all,   th e   g o o d   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 9 6   an d   th e  p o o r   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 8 1 .   Hig h   F1 - s co r e   in   b o th   class es  in d ica te  th at  t h e  m o d el  p er f o r m s   well  in   class if y in g   th e m .   T h e   ex ec u tio n   tim e  o f   th e  lo g is tic  r eg r ess io n   m o d el  is   ab o u t  1 6 . 7   s ec o n d s ,   wh ich   s h o ws  th at  th is   m o d el  h as  a  r elativ ely   f ast  p r o ce s s in g   tim e  in   class if y in g   r ice   s ee d   d ata.   T h is   s u g g ests   its   ef f ec tiv en ess   f o r   t h is   class if icatio n   task .   Fo r   in s tan ce ,   R ah m an   an d   Yap   [ 2 9 ]   in v esti g ated   th e  ef f ec t  o f   im b alan c ed   r atio s   o n   lo g is tic  r eg r ess i o n ,   co n f i r m in g   th at   im b alan ce   im p ac ts   p ar am eter   esti m ates  an d   clas s if icatio n .   R ah m an   et  a l.   [ 3 0 ]   p r o v id e  e v id en ce   th at  lo g is tic  r eg r ess io n   ca n   s till   p er f o r m   we ll  with   im b alan ce d   d ata,   alth o u g h   th e  im b alan ce   r atio   af f ec ts   p ar am eter   esti m ates  an d   p er f o r m a n ce   m etr ics lik e  p r ec is io n   an d   r ec all,   wh ich   is   s im ilar   to   o u r   r e p o r ted   r esu lts .     T h e  r esu lts   o f   th e  an aly s is   u s i n g   th e  r an d o m   f o r est  alg o r ith m   s h o wed   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 1 .   Ho wev er ,   th is   ac cu r ac y   v alu e  is   d o m in ated   b y   th e  ac cu r ac y   o f   th e  m o d el  p r ed ictin g   th e  m ajo r ity   class .   T h is   ca n   b e  s ee n   f r o m   th e  c o n f u s io n   m at r ix   wh ich   s h o ws  th at   o u t   o f   a  t o tal  o f   1 5 0   d ata  o n   r ice   s ee d s   th at   ar e  ac tu ally   g o o d ,   all  o f   t h em   ar e  class if ied   co r r ec tly   as  g o o d   ( tr u e  p o s itiv e ) ,   s o   th er e  is   n o   er r o r   in   id en tify i n g   g o o d   r ice  s ee d s   Ho wev er ,   f r o m   3 0   p o o r   r ice  s e ed   d ata,   o n ly   1 4   o f   th e m   ar e  co r r ec tly   class if ied   as  p o o r ,   wh il e  1 6   p o o r   s ee d s   ar e   in co r r ec tly   class if ied   as  g o o d   ( f alse  p o s itiv e ) .   I n   th e  F1 - Sco r e,   wh ich   c o m b in es  in f o r m ati o n   ab o u t  p r ec is io n   an d   r ec all,   t h e  g o o d   class   h as a   v er y   h ig h   s co r e,   wh ic h   is   0 . 9 5 ,   wh ile  th e   p o o r   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 6 4 .   T h ese   r esu lts   in d icate   th at  th e  r an d o m   f o r est  m o d el  h as  d if f ic u lty   in   id en tify in g   p o o r   r ice  s ee d lin g s .   T h e  e x ec u tio n   tim e  o f   th e  r an d o m   f o r est  m o d el  is   ab o u t  1 1 . 9   s ec o n d s ,   wh ich   in d icate s   th at  th is   m o d el  h as  a  r elativ ely   f ast   p r o ce s s in g   tim e  in   class if y in g   r ice  s ee d   d ata.   Sh u   et  a l .  [ 3 1 ]   h av e  id en tifie d   s im il ar   co n s tr ain ts   o f   r an d o m   f o r est   alg o r ith m s   in   m an ag in g   im b alan ce d   d ata,   r ec o m m e n d in g   th e  g en er atio n   o f   m in o r ity   class   s am p les  u s in g   g en er ativ e  ad v er s ar ial  n etwo r k   ( GAN)   to   en h a n ce   class if icatio n   p er f o r m an ce .   Mo r e  a n d   R an a   [ 3 2 ]   r e v iew  v ar io u s   tech n iq u es  lik e   weig h ted   r a n d o m   f o r est  an d   b alan ce d   r an d o m   f o r est  to   tack le   t h e  class   im b alan ce   p r o b lem ,   ac k n o wled g in g   t h e  lim itatio n s   o f   s tan d ar d   r an d o m   f o r ests   in   im b a lan ce d   s ce n ar io s .     Kh o s h g o f taar   et   a l.   [ 3 3 ]   p r o v id e  an   ex te n s iv e  em p i r ical  ev a lu atio n   o f   r an d o m   f o r ests   b u ilt  f r o m   im b alan ce d   d ata,   h ig h lig h ti n g   th e  ch allen g es  an d   lim itatio n s   f ac ed   b y   th e  alg o r ith m ,   p ar ticu lar l y   its   te n d en cy   to   f a v o r   th e   m ajo r ity   class .   T h e  r esu lts   o f   th e  a n aly s is   u s in g   th e   KNN  alg o r ith m   s h o we d   a  lo w  ac cu r ac y   o f   0 . 3 6 ,   in d i ca tin g   th at  th is   m o d el  h ad   d if f ic u lty   in   c lass if y in g   r ic e  s ee d   g er m in atio n   in to   g o o d   o r   p o o r   ca teg o r ies.  T h e  co n f u s io n   m atr ix   s h o ws  th at  o u t o f   a   to ta l  o f   1 5 0   r ice  s ee d   d ata  t h at  ar e   ac tu ally   g o o d ,   o n ly   3 6   ar e  c o r r ec tly   class if ied   as  g o o d   ( tr u e  p o s itiv e ) ,   wh ile  1 1 4   g o o d   s ee d lin g s   ar e   in co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( f alse  n eg ati v e ) .   Of   th e   3 0   p o o r   r ice  s ee d   d ata,   o n l y   2 9   o f   th e m   wer e  co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( tr u e  n eg ativ e ) ,   w h ile  o n ly   1   p o o r   s ee d   was   in co r r ec tly   class if ied   as g o o d   ( f alse p o s itiv e ) .   T h e  class if ica tio n   r ep o r t sh o ws th at  th e  m o d el  h as a   h ig h   r e ca ll,  wh ich   is   0 . 9 7 ,   f o r   th e  g o o d   c lass   b u t  f o r   th e  p o o r   class ,   th e  lo w  p r ec is io n   is   0 . 2 0 .   I n   th e  F 1 - s co r e,   wh ich   co m b in es in f o r m atio n   ab o u t p r ec is io n   an d   r ec all,   th e   g o o d   cl ass   h as a   s co r e  o f   0 . 3 9 ,   w h ile  th e  p o o r   class   h as  a   s co r e  o f   0 . 3 4 .   T h e  e x ec u tio n   t im e  o f   th e   KNN  m o d el  is   v er y   f ast,  wh ich   is   ab o u t  0 . 2 1   s e co n d s ,   b u t  th e  lo w   p er f o r m an ce   in   class if y in g   r ic e  s ee d lin g s   r eq u ir es  im p r o v e d   m o d el  p e r f o r m an ce   to   p r o d u ce   b etter   an d   m o r e   ac cu r ate  class if icatio n   r esu lts .   R elate d   to   th is   r esu lt,  Su n   an d   C h en   [ 3 4 ]   p r o v id e  a  co m p r eh en s iv e  s u r v ey   o f   KNN  alg o r ith m s   an d   h ig h lig h t  th e  d if f icu lty   KNN  f ac es  with   im b alan ce d   d ata,   wh ich   o f ten   lead s   to   p o o r   p er f o r m an ce .   I n   th eir   th o r o u g h   an aly s is   o f   KNN  alg o r ith m s ,   [ 3 4 ]   p o in t  o u t  th at  KNN  f r eq u en tly   p er f o r m s   p o o r ly   wh en   f ac ed   with   u n b al an ce d   d ata.   T h e  r esu lts   o f   th e  an aly s is   u s in g   th e  n aïv e  B ay esian   alg o r ith m   s h o wed   an   ac cu r ac y   o f   0 . 5 4 ,   in d icatin g   th at  th is   m o d el  h as  a  lo w  p e r f o r m an ce   in   class if y in g   r ice  s ee d   g er m in atio n   in to   g o o d   o r   p o o r   ca teg o r ies.  T h e   co n f u s io n   m atr ix   s h o ws  th at   o u t  o f   a   to tal  o f   1 5 0   r ice   s ee d   d ata  th at  a r e  ac t u ally   g o o d ,   o n ly   7 2   a r e  c o r r ec tly   class if ied   as  g o o d   ( tr u e  p o s itiv e ) ,   w h ile  7 8   g o o d   s ee d lin g s   ar e  in co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( f alse  n e g ativ e ) .   Of   th e  3 0   p o o r   r ice  s ee d   d ata,   o n ly   2 6   o f   t h em   wer e   co r r ec t ly   class if ied   as  p o o r   ( tr u e   n eg ativ e ) ,   wh ile  4   p o o r   s ee d lin g s   wer e  in c o r r ec tly   cla s s if ied   as  g o o d   ( f alse  p o s itiv e ) .   T h e  class if icatio n   r e p o r t   s h o ws  th at  th e   m o d el  h as a   h ig h   r ec al l r ate,   wh ich   is   0 . 9 5 ,   f o r   th e  g o o d   class   h o we v er ,   f o r   t h e  p o o r   class   th e  r ec all  v alu e  is   v er y   lo w  at  0 . 2 5 .   I n   th e  F 1 - s co r e,   wh ic h   co m b in es  in f o r m atio n   ab o u t   p r ec is io n   an d   r ec all,   th e  g o o d   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 6 4 ,   wh ile  th e   p o o r   class   h as   a  s co r e  o f   0 . 3 9 .   T h is   in d icat es  th at  th er e  is   d if f icu lty   in   id en tify in g   p o o r   r ice   s ee d lin g s .   T h e  ex ec u tio n   tim e  o f   th e  n aïv e  B ay esi an   m o d el   is   ab o u t  0 . 7 8   s ec o n d s ,   wh ich   in d icate s   th at  th is   m o d el  h as  a  f air ly   f ast  p r o ce s s in g   tim e.   Alth o u g h   th e  ac c u r ac y   is   s till   ab o v e  0 . 5 ,   th e  clas s if icatio n   r esu lts   in   p o o r   g r ad es  n ee d   to   b e  im p r o v ed   to   im p r o v e  th e  m o d el’ s   p er f o r m an ce   in   b etter   id en tify i n g   p o o r   r ice  s ee d lin g s .   H ig h lig h t  s im ilar   d i f f icu lties   o f   n aï v e  B ay es  f ac es  i n   im b a lan ce d   d atasets   an d   th e   im p a ct  o n   class if icatio n   ac cu r ac y   [ 3 5 ] .   T h e  r esu lts   o f   th e  an aly s is   u s in g   th e  d ec is io n   tr ee   alg o r it h m   s h o wed   an   ac cu r ac y   o f   0 . 7 4 ,   wh ich   in d icate s   th at  th is   m o d el  h as  a   f air ly   g o o d   le v el  o f   ac c u r ac y   in   class if y in g   r ice   s ee d   g er m i n atio n   in t o   g o o d   o r   p o o r   ca teg o r ies.  T h e  co n f u s io n   m atr ix   s h o ws  th at  o u t  o f   a  t o tal  o f   1 5 0   d ata  o n   r ice  s ee d s   th at  ar e  ac tu ally   g o o d ,   1 1 2   o f   th em   ar e  c o r r e ctly   class if ied   as  g o o d   ( tr u e   p o s itiv e ) ,   wh ile  3 8   g o o d   s ee d lin g s   ar e   in co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( f alse  n eg ativ e ) .   Of   t h e  3 0   p o o r   r ice  s ee d   d ata,   2 1   o f   th em   wer e  co r r ec tly   class if ied   as  p o o r   ( tr u e  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   1 4 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :   62 - 72   68   n eg ativ e ) ,   b u t  9   p o o r   s ee d lin g s   wer e  in co r r ec tly   class if ied   a s   g o o d   ( f alse  p o s itiv e ) .   T h e  cl ass if icatio n   r ep o r t  s h o ws  th at  th e  m o d el  h as  a  h ig h   r ec all  r ate,   wh ich   is   0 . 9 3 ,   f o r   th e  g o o d   class   b u t  f o r   th e  p o o r   class ,   th e  r ec all   v alu e  is   lo w  at  0 . 3 6 .   I n   th e  F 1 - s co r e,   wh ich   co m b in es  in f o r m atio n   ab o u t  p r ec is io n   an d   r e ca ll,  th e  g o o d   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 8 3 ,   wh ile  th e   p o o r   class   h as  a  s co r e  o f   0 . 4 7   s ig n alin g   th e   d if f ic u lty   in   id en tify in g   p o o r   r ic e   s ee d lin g s .   T h e  ex ec u tio n   tim e  o f   th e  d ec is io n   tr ee   m o d el  is   a p p r o x im ately   7 7 . 7 3   s ec o n d s ,   wh ich   in d icate s   th at  th is   m o d el  tak es  a   co n s id er a b le  am o u n t  o f   tim e  f o r   p r o ce s s in g .   Alth o u g h   th e  ac c u r ac y   is   q u ite  g o o d ,   th e   class if icatio n   r esu lts   in   p o o r   g r ad es  n ee d   to   b e   im p r o v ed   to   im p r o v e   th e   p er f o r m an ce   o f   t h e  m o d el  in   b etter   id en tify in g   p o o r   r ice  s ee d lin g s .   I n   a d d itio n ,   m o d els  al s o   n e ed   to   b e   o p tim ized   to   r eq u ir e   s h o r ter   p r o ce s s in g   tim es.  T r u icǎ  an d   L eo r d ea n u   [ 3 6 ]   d is cu s s   v ar io u s   d ec is io n   tr ee   alg o r ith m s   ap p lied   to   im b al an ce d   d atasets   an d   th eir   r esp ec tiv e  p er f o r m a n ce   i m p r o v e m en ts .   T h e  ANN,   VGG1 9 ,   an d   Alex   Net  ar ch itectu r es  p r o v id e  th e   s am e  test   r esu lts .   T h e  ANN  ar ch itectu r e  co n s is ts   o f   a  s eq u en tial  m o d el   with   a   f latten in g   lay er   to   co n v er t  in p u t  im a g es  in to   a  o n e - d im en s io n al  v ec to r ,   a   h id d en   lay e r   with   1 2 8   n eu r o n s   an d   r ec t if ied   lin ea r   u n it  ( R eL U)   ac tiv atio n ,   an d   a n   o u t p u t  la y er   with   a  s ig m o id   ac tiv atio n   f o r   b in ar y   class if icatio n .   T h e  m o d el   is   co m p iled   w ith   th e  A d am   o p tim izer   an d   b i n ar y   cr o s s - en tr o p y   lo s s .   T h e  Alex   Net  a r ch itectu r e  co m m en ce s   with   c o n v o lu tio n   l ay er   1 ,   f ea tu r in g   9 6   f ilter s   with   an   1 1 × 11  r ec ep tiv e  f ield   an d   R eL U  ac tiv atio n .   A  4 × 4   s tr id e  is   ap p lied   t o   ac co m m o d ate   2 2 7 × 2 2 7   p ix el   R GB   in p u t  im ag es.   Su b s eq u en tly ,   m ax   p o o lin g   lay er   1   with   a   3 × 3   win d o w  a n d   2 × 2   s tr id e  r ed u ce s   s p atial  d im e n s io n s .   C o n v o l u tio n   l ay er   2   f o llo ws,  co m p r is in g   2 5 6   5 × 5   f ilter s   with   R eL U  ac ti v atio n ,   an d   is   s u cc ee d ed   b y   m ax   p o o lin g   lay er   2 .   C o n v o lu tio n   l ay e r s   3 ,   4 ,   an d   5   in tr o d u ce   3 8 4 ,   3 8 4 ,   an d   2 5 6   3 × 3   f ilter s   with   R eL U  ac tiv atio n ,   p r o g r ess iv ely   ca p tu r in g   h ier ar ch ical  f ea tu r e s .   Ma x   p o o lin g   lay er   3   co n tin u es  s p atial  r ed u ctio n .   T h e  d ata  is   f latten ed   an d   p r o ce s s ed   th r o u g h   two   f u lly   c o n n ec ted   lay er s   with   5 1 2   u n its ,   ap p ly in g   R eL U  ac tiv atio n   an d   d r o p o u t  o f   0 . 5   f o r   r eg u lar izatio n .   T h e   ar c h itectu r e  co n clu d es  with   a   s in g le - u n it  o u tp u t  L a y er   with   s ig m o id   ac tiv atio n   f o r   b in ar y   class if icatio n .   Mo d el  tr ain in g   em p lo y s   th e  Ad am   o p tim izer   an d   b in a r y   cr o s s - en tr o p y   lo s s .   T h e  f o u n d atio n al  elem en t   with in   th e  a r ch itectu r e  o f   t h e  V GG1 9   b ase  m o d el  is   th e  VG G1 9     C NN ,  r en o wn ed   f o r   its   ad ep tn ess   in   ex tr ac tin g   in tr icate   h ier ar ch ical  f ea tu r es  f r o m   im a g es.  I n   th is   s p ec if ic  in s tan tiatio n ,   its   r o le  is   th at  o f   a  f ea tu r e  ex tr ac t o r .   Su b s eq u en t  to   th e   VGG1 9   co n v o lu tio n al  lay er s ,   a  f latten   lay er   is   in tr o d u ce d ,   s er v in g   th e  p u r p o s e  o f   r esh ap in g   th e  m u lti - d im en s io n al  o u tp u t  in to   a   s in g u la r     one - d im e n s io n al  v ec to r .   T wo   d en s ely   co n n ec ted   la y er s ,   ea c h   co m p r is in g   4 0 9 6   u n its ,   a r e  i n co r p o r ated   i n to   th e   ar ch itectu r e.   T h ese  lay e r s   estab lis h   co m p r eh en s iv e   in ter co n n ec tio n s   with   u n its   f r o m   t h e  p r ec ed in g   lay er ,   an d   R eL U  ac tiv atio n   f u n ctio n s   ar e  ap p lied   to   m o d u late  th eir   o u t p u ts .   T h e  ter m in al  lay er   co n s i s ts   o f   a  s o li tar y   u n it  an d   em p lo y s   a  s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   co n f o r m in g   to   th e  cu s to m ar y   co n f ig u r atio n   f o r   b in ar y   class if icatio n   task s .   Su b s eq u en tly ,   th e  m o d el  is   m eticu lo u s ly   ass em b led ,   in teg r a tin g   th e  A d am   o p tim izer   an d   b in a r y     cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n .   T h e  ac cu r ac y   v alu e  o f   ANN,   VGG1 9 ,   an d   Alex   Net  m o d els  is   0 . 8 3   o r   8 3 %.  Ho wev er ,   wh en   lo o k in g   at  th e  co n f u s io n   m atr ix ,   th e  m o d el  ca n n o t  d is tin g u is h   p o o r   c lass es   ( m in o r ity   class es)  p er f ec tly   b ec au s e  it  h as  a   v er y   lo w  r ec all  v alu e  a n d   F1 - s co r e  f o r   t h at  class .   T h e  co n f u s io n   m atr ix   r esu lts   s h o wed   th at   o u t o f   a  to tal  o f   3 0   d ata  th at  s h o u ld   b elo n g   to   class   1 ,   th e  m o d el  f ailed   in   clas s if y in g   an y   o f   th em ,   r esu ltin g   in   3 0   f alse  n eg ativ es.  I n   co n t r ast,  f o r   eith e r   class   ( m ajo r ity   class ) ,   th e  m o d el  m an a g ed   to   class if y   all  d ata  c o r r ec t ly ,   r esu ltin g   in   1 5 0   tr u e  p o s itiv es.  T h is   ca u s es th e  p r ec is io n   an d   r ec all  f o r   class   1   to   ze r o .   Fro m   th e  p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e  g en er ated ,   it  ca n   b e  s ee n   th at   th e  m o d el  h as  p r o b lem s   in   r ec o g n izin g   m in o r ity   class es  well,   an d   th is   ca n   b e   ca u s ed   b y   an   im b alan ce   in   th e  am o u n t  o f   d ata  b etwe en   th e  m ajo r ity   class   an d   th e  m in o r ity   c lass .   ANN,   VG G1 9 ,   an d   Alex   Net  m o d els  ac h iev ed   s im ilar   ac cu r ac y   ( 8 3 %)  b u t  s u f f er ed   f r o m   d ata  im b ala n ce ,   as  s h o wn   b y   th eir   h ig h   F1 - s co r es  f o r   th e  m aj o r it y   class   an d   an   F1 - Sco r e  o f   ze r o   f o r   th e  m in o r ity   class ,   h ig h lig h tin g   th is   lim itatio n   as seen   in   [ 2 1 ] ,  [ 3 7 ] .   T h e  ar c h itectu r e  f o r   VGG1 6   clo s ely   p ar allels  th e  s tr u ctu r e   an d   r atio n ale   o f   VGG1 9 ,   as   p r ev io u s ly   d escr ib ed .   I n   th e  co n tex t  o f   te s tin g ,   th e  VGG1 6   ar ch itectu r e   y ield ed   an   ac cu r ac y   o f   0 . 6 5   o r   6 5 %.  Ho we v er ,   wh en   lo o k in g   at   th e  co n f u s io n   m atr ix ,   t h e  m o d el   h as  p r o b l em s   class if y in g   b o th   class es.  T h e  m o d el  co r r ec tly   class if ied   1 1 3   d ata  i n to   g o o d   class   b u t  m is class if ied   3 7   d ata  f r o m   g o o d   class   in to   f alse  p o s itiv es.  I n   ad d itio n ,   th e  m o d el  also   m an a g ed   to   cla s s if y   4   d ata  f r o m   class   1   co r r e ctly   b u t  f ailed   to   clas s if y   2 6   d ata  f r o m   class   1   as  class   g o o d   ( f alse  n e g ativ es).   Fro m   th e   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e  g e n er ated ,   th e   m o d el  h as  p r o b lem s   r ec o g n izin g   b o th   class es  well.   Pre cisi o n   f o r   g o o d   class es  is   q u ite  h ig h   ( 0 . 7 5 ) ,   b u t  p r ec is io n   f o r   p o o r   class es  i s   v er y   lo w   ( 0 . 1 3 ) .   T h is   in d icate s   th at  th e  m o d el  ten d s   to   class if y   d ata  in to   m ajo r ity   class es  well  b u t  h as  p r o b lem s   class if y in g   d ata  in t o   m in o r ity   class es.  Similar ly ,   r ec all  f o r   g o o d   class es is   q u ite  h ig h   ( 0 . 8 1 ) ,   b u t r ec all   f o r   p o o r   class es i s   also   lo w  ( 0 . 1 0 ) .   L o w  r ec all  in d icate s   th at   th e  m o d el  f ailed   to   id en tif y   m o s t o f   th e  d ata  f r o m   m in o r ity   class es.  Sh ah   an d   Ma n ju la   [ 3 8 ]   em p h asized   th at   wh ile   VGG1 6   is   e f f ec tiv e   f o r   b a lan ce d   d atasets ,   its   p er f o r m an ce   d r o p s   in   im b alan ce d   s ce n ar io s .   T o   en h an ce   t h e  clar ity   an d   c o m p r eh en s iv e n ess   o f   o u r   ev al u atio n ,   we  h av e  th o u g h t f u lly   co m p iled   th e  k ey   p er f o r m a n ce   m etr ics f o r   e ac h   m eth o d   i n   T ab le  1   a n d   r ep r esen ted   th e  m eth o d ' s   p er f o r m an ce   g r ap h ically   in   Fig u r e  3 .   T h e   r esu lts   o f   o u r   ass es s m en ts   r ev ea l  lo g is tic  r e g r ess io n   as  th e   lead in g   p er f o r m er ,   ac h iev in g   an   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ove r co min g   imb a la n ce d   r ice  s ee d   g ermin a tio n   cla s s ifica tio n   …   ( Mu h la s a h   N o vita s a r i Ma r a )   69   im p r ess iv e  ac cu r ac y   o f   0 . 9 4   ( 9 4 %),   with   F1 - s co r es o f   0 . 9 6   f o r   t h e  "Go o d "   class   an d   0 . 8 1   f o r   t h e  "Po o r "  class .   R an d o m   f o r est  f o ll o ws  clo s ely   b eh in d   with   an   ac cu r ac y   o f   0 . 9 1   ( 9 1 %).   Ho wev er ,   a  m o r e  d etailed   ex am in atio n   o f   p r ec is io n   an d   F1 - s co r es,  p ar ticu lar ly   f o r   th e  m in o r ity   cl ass es  ( th e  " Po o r "  class ) ,   u n co v er s   a  s ig n if ican t  lim itatio n   in   r an d o m   f o r est ,   c h ar ac ter ized   b y   lo w  p r ec is io n   a n d   F1 - Sco r es,  in d icatin g   ch all en g es in   ef f ec tiv ely   id en tify in g   th ese  m in o r ity   cla s s es.  I m p o r tan tly ,   th is   lim itatio n   e x ten d s   b ey o n d   r an d o m   f o r est  to   e n co m p ass   m o r e  co m p lex   m o d els  lik e  ANN,   VGG1 9 ,   an d   Alex   N et.   Desp ite  th eir   h ig h   o v er a ll  ac cu r ac y ,   t h ese  s o p h is ticated   m o d els  e x h ib it   a n   F1 - s co r e   o f   0   f o r   th e  m in o r it y   class .   T h is   o b s er v atio n   h ig h l ig h ts   th e  s u b s tan tial   im p ac t  o f   d ata  im b ala n ce ,   wh e r e  th e  m in o r ity   class   is   n o tab ly   u n d er r ep r esen ted   c o m p ar e d   to   th e  m ajo r ity   class .   Similar   f in d in g s   wer e  r ep o r ted   b y   L u o   et  a l .   [ 3 9 ] ,   wh o   c o m p a r ed   th e  p er f o r m a n ce   o f   r a n d o m   f o r est  an d   lo g is tic  r eg r ess io n   o n   im b alan ce d   d ata s ets,  n o tin g   t h at  lo g is tic  r eg r es s io n   o f ten   o u tp er f o r m s   r an d o m   f o r est  in   te r m s   o f   h an d lin g   im b alan ce d   d ata .   T h is   s tu d y   u n d e r s co r es  th at  wh ile  co m p lex   m o d els  s u ch   a s   ANN,   VGG1 9 ,   an d   Alex   N et  h av e   th e   ca p ab ilit y   to   d is ce r n   in tr icate   im ag e  f ea tu r es.  Ho wev er ,   th e y   m ig h t  n o t  b e  th e  m o s t  s u itab le  ch o ice  f o r   o u r   r ice   s p r o u ts   im ag e  class if icatio n   ta s k s   in v o lv in g   im b alan ce d   d at a.   I n   s u c h   s ce n ar io s ,   s im p ler   m o d els  lik e  lo g is tic  r eg r ess io n   n o t  o n ly   y ield   s u p er io r   r esu lts   b u t  also   o f f er   th e  ad v an tag e  o f   r elativ ely   s h o r t er   ex ec u tio n   tim es,   r en d er in g   th em   a  m o r e  ef f icien t  an d   ef f ec tiv e  o p tio n .   T h e s e  f in d in g s   em p h asize  th e  cr i tical  im p o r tan ce   o f   ju d icio u s ly   s elec tin g   m o d els b ased   o n   th e  s p ec if ic  c h ar ac ter i s tics   o f   th e  d ataset  an d   th e  o b j ec tiv es a t h an d .         T ab le  1 .   C o m p r eh en s iv e  c o m p ar is o n   o f   class if icatio n   r esu lts   M o d e l   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   ( G o o d )   P r e c i s i o n   ( P o o r )   R e c a l l   ( G o o d )   R e c a l l   ( P o o r )   F 1   s c o r e   ( G o o d )   F 1   s c o r e   ( P o o r )   Ex e c u t i o n   t i m e   ( s)   Lo g i s t i c   r e g r e ssi o n   0 . 9 4   0 . 9 7   0 . 7 7   0 . 9 5   0 . 8 5   0 . 9 6   0 . 8 1   1 6 . 6 9   R a n d o m  f o r e s t   0 . 9 1   1 . 0 0   0 . 4 7   0 . 9 0   1 . 0 0   0 . 9 5   0 . 6 4   1 1 . 9 3   K N N   0 . 3 6   0 . 2 4   0 . 9 7   0 . 9 7   0 . 2 0   0 . 3 9   0 . 3 4   0 . 2 1   N a ï v e   B a y e s i a n   0 . 5 4   0 . 4 8   0 . 8 7   0 . 9 5   0 . 2 5   0 . 6 4   0 . 3 9   0 . 7 8   D e c i s i o n   t r e e   0 . 7 4   0 . 7 5   0 . 7 0   0 . 9 3   0 . 3 6   0 . 8 3   0 . 4 7   7 7 . 7 3   ANN   0 . 8 3   1 . 0 0   0 . 0 0   0 . 8 3   0 . 0 0   0 . 9 1   0 . 0 0   1 1 0 1 3 . 7 0   V G G   1 9   0 . 8 3   1 . 0 0   0 . 0 0   0 . 8 3   0 . 0 0   0 . 9 1   0 . 0 0   8 1 2 4 . 8 9   A l e x   N e t   0 . 8 3   1 . 0 0   0 . 0 0   0 . 8 3   0 . 0 0   0 . 9 1   0 . 0 0   8 0 2 1 . 2 4   V G G   1 6   0 . 6 5   0 . 7 5   0 . 1 3   0 . 8 1   0 . 1 0   0 . 7 8   0 . 1 1   4 7 2 0 . 6 9           Fig u r e  3 .   Me th o d ’ s   p e r f o r m an ce       4.   CO NCLU SI O N     I n   co n clu s io n ,   o u r   e v alu atio n   o f   v ar io u s   class if icatio n   m eth o d s   f o r   r ice  s p r o u t  im a g e  class if icatio n   h as  p r o v id e d   v alu a b le  in s ig h ts .   L o g is tic  r eg r ess io n   em er g ed   as  th e  to p   p er f o r m e r   with   an   im p r ess iv e  ac cu r ac y   o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,  Vo l.   1 4 ,   No .   1 ,  Feb r u ar y   2 0 2 5 :   62 - 72   70   9 4 %,  d em o n s tr atin g   its   ef f ec ti v en ess   in   th i s   task .   R an d o m   f o r est  f o llo wed   clo s ely   with   a n   ac cu r ac y   o f   9 1 %,   alth o u g h   it  ex h ib ited   lim itatio n s   in   r ec o g n izin g   m i n o r ity   class es   d u e  to   lo w  p r ec is io n   an d   F1 - s co r es.  T h is   lim itatio n   ex ten d ed   t o   m o r e  co m p lex   m o d els  lik e  ANN,   VGG1 9 ,   an d   Alex   Net,   wh ic h ,   d esp ite  th eir   h ig h   o v er all  ac c u r ac y ,   s tr u g g led   with   th e  m i n o r ity   class .   T h i s   u n d er s co r es  th e   im p ac t  o f   d ata  im b alan ce   in   class if icatio n   task s .   Ou r   s tu d y   h ig h lig h ts   th e  im p o r tan ce   o f   m o d el  s elec tio n   b ased   o n   d at aset  ch ar ac ter is tics   an d   class if icatio n   g o als.  W h i le  co m p lex   m o d els  h av e  th e  ca p ac ity   to   an aly ze   in tr icate   im ag e  f ea tu r es,  th ey   m a y   n o t  b e  th e   m o s t  s u itab le  ch o ic e  f o r   task s   in v o lv in g   im b alan c ed   d ata,   s u ch   as  r ice   s p r o u t  cla s s if icatio n .   I n   s u ch   s ce n ar io s ,   s im p ler   m o d els  lik e  lo g is tic  r eg r ess io n   o f f er   s u p er io r   r esu lts   an d   s h o r ter   e x ec u tio n   tim es,  m ak in g   th em   a  m o r e  ef f icien t   o p tio n .   T h ese  f in d in g s   em p h asize  th e  n ee d   f o r   a  t h o u g h tf u l  a p p r o ac h   to   m o d el  s elec tio n ,   co n s id er in g   b o th   ac cu r ac y   an d   th e  s p ec if ic  ch allen g es  p o s ed   b y   im b alan ce d   d ata.   Ultim ately ,   t h e  ch o ice  o f   m o d el  s h o u ld   alig n   with   th e  o b jectiv es  o f   th e  clas s if icatio n   ta s k   an d   th e  ch ar ac ter is tics   o f   th e  d ataset  to   ac h iev e  o p tim al  r esu lts .   Mo v in g   f o r w ar d ,   f u tu r e  r esear ch   s h o u ld   f o cu s   o n   d ev elo p in g   n o v el  tec h n iq u es  to   ad d r ess   im b alan ce d   d ata  ch allen g es  ef f ec tiv ely .   Ad d itio n ally ,   e x p lo r in g   en s em b le   m eth o d s   th at  c o m b in e  th e   s tr en g th s   o f   d if f e r en t  m o d els  co u ld   o f f er   im p r o v ed   p e r f o r m an ce   in   h an d lin g   im b alan ce d   d atasets .   Mo r eo v er ,   in v esti g atin g   tech n iq u es  f o r   g en er atin g   s y n th etic   d ata  t o   b alan ce   class   d is tr ib u tio n s   a n d   r ef in in g   f ea tu r e  en g in ee r in g   p r o ce s s es  s p ec if ic  to   r ice  s p r o u t  im a g es  co u ld   f u r th e r   en h an ce   class if icatio n   ac cu r ac y .   Ov e r all,   co n tin u ed   ex p l o r atio n   i n   th e s e  d ir ec tio n s   will  co n tr ib u te  to   ad v an cin g   th e  f ield   o f   r ice  s p r o u t  im a g e   class if icatio n   an d   ad d r ess in g   r ea l - wo r ld   ch allen g es in   ag r icu ltu r e  an d   f o o d   s ec u r ity .       ACK NO WL E DG E M E NT S    W e  wo u ld   lik e  to   ex p r ess   o u r   d ee p est  g r atitu d e  to   th e  I n d o n esian   Natio n al  R e s ea r ch   an d   I n n o v atio n   Ag en cy   f o r   th e  f u n d in g   p r o v i d ed   in   th is   r esear ch .   T h e  f u n d in g   was   p r o v id ed   in   c o llab o r atio n   with   th e  E d u ca tio n   Fu n d   Ma n ag em e n t  Ag en cy   o f   th e  Min is tr y   o f   Fin an ce   u n d er   th e  R esear ch   an d   I n n o v atio n   f o r   Ad v an ce   I n d o n esia  f u n d i n g   s ch em e ,   co n tr ac t  n u m b er   8 4 /I V/KS/1 1 /2 0 2 2 .   W e  also   ex te n d   o u r   g r at itu d e  to   Po litek n ik   Neg er i  Sem a r an g   f o r   th e   f ac i litatio n   p r o v id e d .   I n   ad d itio n ,   we  wo u ld   also   lik e  to   e x p r e s s   o u r   g r atitu d e  to   Po litek n ik   Neg er i Jem b er   f o r   t h eir   ass is tan ce   in   p r o v id in g   f a cilities   f o r   d ata  co llectio n   o f   r i ce   s ee d   s p r o u ts .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   F .   R o z i   e t   a l . ,   “ I n d o n e s i a n   m a r k e t   d e man d   p a t t e r n s   f o r   f o o d   c o mm o d i t y   so u r c e s   o f   c a r b o h y d r a t e s i n   f a c i n g   t h e   g l o b a l   f o o d   c r i s i s,”   H e l i y o n ,   v o l .   9 ,   n o .   6 ,   Ju n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 3 . e 1 6 8 0 9 .   [ 2 ]   P .   A .   T u a n ,   M .   S u n ,   T.   N .   N g u y e n ,   S .   P a r k ,   a n d   B .   T.   A y e l e ,   “ M o l e c u l a r   mec h a n i sms   o f   s e e d   g e r m i n a t i o n , ”   i n   S p r o u t e d   G ra i n s:   N u t ri t i o n a l   V a l u e ,   Pr o d u c t i o n ,   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   El s e v i e r ,   2 0 1 8 ,   p p .   1 – 24 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / B 9 7 8 - 0 - 12 - 8 1 1 5 2 5 - 1 . 0 0 0 0 1 - 4.   [ 3 ]   L.   O .   C o p e l a n d   a n d   M .   B .   M c D o n a l d ,   “ S e e d   E n h a n c e m e n t s , ”   i n   Pr i n c i p l e s  o f   S e e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   B o s t o n ,   M A :   S p r i n g e r   U S ,   2 0 0 1 ,   p p .   2 7 7 – 2 9 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 1 - 4 6 1 5 - 1 6 1 9 - 4 _ 1 3 .   [ 4 ]   N .   G e n z e ,   R .   B h a r t i ,   M .   G r i e b ,   S .   J .   S c h u l t h e i s s ,   a n d   D .   G .   G r i m m ,   “ A c c u r a t e   m a c h i n e   l e a r n i n g - b a s e d   g e r m i n a t i o n   d e t e c t i o n ,   p r e d i c t i o n   a n d   q u a l i t y   a s s e s s m e n t   o f   t h r e e   g r a i n   c r o p s , ”   P l a n t   M e t h o d s ,   v o l .   1 6 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 1 3 0 0 7 - 020 - 0 0 6 9 9 - x.   [ 5 ]   S .   S .   R a w a t   a n d   A .   K .   M i s h r a ,   “ R e v i e w   o f   m e t h o d s   f o r   h a n d l i n g   c l a ss - i m b a l a n c e d   i n   c l a ss i f i c a t i o n   p r o b l e ms,”   a rXi v - C o m p u t e r   S c i e n c e ,  p p .   1 - 1 5 ,   2 0 2 2 ,  d o i :  1 0 . 4 8 5 5 0 / a r X i v . 2 2 1 1 . 0 5 4 5 6 .   [ 6 ]   M .   C .   A .   P r a b o w o   a n d   S .   S .   H i d a y a t ,   “ E d g e   D e t e c t i o n   t e c h n i q u e   f o r   r i c e   q u a l i t y   a n a l y s i s   u s i n g   d i g i t a l   i ma g e   p r o c e ssi n g , ”   i n   AI P   C o n f e re n c e   Pr o c e e d i n g s ,   2 0 2 3 ,   v o l .   2 4 3 1 ,   n o .   1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 6 3 / 5 . 0 1 1 7 5 1 0 .   [ 7 ]   S .   S .   H i d a y a t ,   D .   R a h m a w a t i ,   M .   C .   A .   P r a b o w o ,   L .   T r i y o n o ,   a n d   F .   T .   P u t r i ,   “ D e t e r m i n i n g   t h e   r i c e   s e e d s   q u a l i t y   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k , ”   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o n   I n f o r m a t i c s   V i s u a l i z a t i o n ,   v o l .   7 ,   n o .   2 ,   p p .   5 2 7 – 5 3 4 ,   J u n .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 0 6 3 0 / j o i v . 7 . 2 . 1 1 7 5 .   [ 8 ]   B .   Lu r st w u t   a n d   C .   P o r n p a n o mc h a i ,   “ I mag e   a n a l y s i s b a s e d   o n   c o l o r ,   s h a p e   a n d   t e x t u r e   f o r   r i c e   s e e d   ( O ryz a   sa t i v a   L . )   g e r mi n a t i o n   e v a l u a t i o n , ”   Ag r i c u l t u re  a n d   N a t u r a l   Re so u r c e s ,   v o l .   5 1 ,   n o .   5 ,   p p .   3 8 3 – 3 8 9 ,   O c t .   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a n r e s. 2 0 1 7 . 1 2 . 0 0 2 .   [ 9 ]   Y .   G u l z a r ,   Y .   H a m i d ,   A .   B .   S o o mr o ,   A .   A .   A l w a n ,   a n d   L.   J o u r n a u x ,   “ A   c o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k - b a se d   s e e d   c l a ss i f i c a t i o n   sy st e m, ”   S y m m e t ry ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 2 ,   p p .   1 – 1 8 ,   D e c .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / sy m 1 2 1 2 2 0 1 8 .   [ 1 0 ]   S .   I b r a h i m ,   N .   A .   Z u l k i f l i ,   N .   S a b r i ,   A .   A .   S h a r i ,   a n d   M .   R .   M .   N o o r d i n ,   “ R i c e   g r a i n   c l a ssi f i c a t i o n   u si n g   mu l t i - c l a ss su p p o r t   v e c t o r   mac h i n e   ( S V M ) , ”   I AE S   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   8 ,   n o .   3 ,   p p .   2 1 5 – 2 2 0 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a i . v 8 . i 3 . p p 2 1 5 - 2 2 0 .   [ 1 1 ]   K .   K i r a t i r a t a n a p r u k   e t   a l . ,   “ D e v e l o p m e n t   o f   p a d d y   r i c e   se e d   c l a ssi f i c a t i o n   p r o c e ss  u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s  f o r   a u t o ma t i c   g r a d i n g   ma c h i n e , ”   J o u rn a l   o f   S e n s o rs ,   v o l .   2 0 2 0 ,   p p .   1 – 1 4 ,   Ju l .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 0 / 7 0 4 1 3 1 0 .   [ 1 2 ]   D .   S i v a k u m a r ,   K .   S u r i y a k r i sh n a a n ,   P .   A k s h a y a ,   G .   V .   A n u j a ,   a n d   G .   T .   D e v a d h a r sh i n i ,   “ C o m p u t e r i z e d   g r o w t h   a n a l y s i s  o f   se e d s   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   m e t h o d , ”   I n t e rn a t i o n a l   J o u r n a l   o f   Re c e n t   T e c h n o l o g y   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   7 ,   n o .   6 ,   p p .   1 8 8 5 – 1 8 9 2 ,   2 0 1 9 .   [ 1 3 ]   S .   H u a n g ,   X .   F a n ,   L.   S u n ,   Y .   S h e n ,   a n d   X .   S u o ,   “ R e sea r c h   o n   c l a ss i f i c a t i o n   met h o d   o f   ma i z e   s e e d   d e f e c t   b a s e d   o n   mac h i n e   v i si o n , ”   J o u rn a l   o f   S e n s o rs ,   v o l .   2 0 1 9 ,   p p .   1 – 9 ,   N o v .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 9 / 2 7 1 6 9 7 5 .   [ 1 4 ]   D .   M o h a n   a n d   M .   G .   R a j ,   “ Q u a l i t y   a n a l y s i s  o f   r i c e   g r a i n s   u s i n g   A N N   a n d   S V M , ”   J o u rn a l   o f   C ri t i c a l   R e v i e w s ,   v o l .   7 ,   n o .   1 ,   p p .   3 9 5 – 4 0 2 ,   J a n .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 1 8 3 8 / j c r . 0 7 . 0 1 . 7 9 .   [ 1 5 ]   S .   B .   A h me d ,   S .   F .   A l i ,   a n d   A .   Z.   K h a n ,   “ O n   t h e   f r o n t i e r s  o f   r i c e   g r a i n   a n a l y si s,  c l a ss i f i c a t i o n   a n d   q u a l i t y   g r a d i n g :   a   r e v i e w , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   9 ,   p p .   1 6 0 7 7 9 – 1 6 0 7 9 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 3 0 4 7 2 .   [ 1 6 ]   P .   S a x e n a ,   K .   P r i y a ,   S .   G o e l ,   P .   K .   A g g a r w a l ,   A .   S i n h a ,   a n d   P .   J a i n ,   “ R i c e   v a r i e t i e s   c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   mac h i n e   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms, ”   J o u rn a l   o f   Ph a rm a c e u t i c a l   N e g a t i v e   R e su l t s ,   v o l .   1 3 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 4 7 7 5 0 / p n r . 2 0 2 2 . 1 3 . S 0 7 . 4 7 9 .   [ 1 7 ]   R .   R u s l a n ,   S .   K h a i r u n n i z a - B e j o ,   M .   J a h a r i ,   a n d   M .   F .   I b r a h i m ,   “ W e e d y   r i c e   c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   i ma g e   p r o c e ssi n g   a n d   a   ma c h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h , ”   A g ri c u l t u re ,   v o l .   1 2 ,   n o .   5 ,   A p r .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 2 0 5 0 6 4 5 .   [ 1 8 ]   O .   W u ,   “ R e t h i n k i n g   c l a ss  i mb a l a n c e   i n   m a c h i n e   l e a r n i n g ,”   a rX i v - C o m p u t e r S c i e n c e ,   2 0 2 3 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Ove r co min g   imb a la n ce d   r ice  s ee d   g ermin a tio n   cla s s ifica tio n   …   ( Mu h la s a h   N o vita s a r i Ma r a )   71   [ 1 9 ]   A .   G o s a i n   a n d   S .   S a r d a n a ,   “ H a n d l i n g   c l a s s   i m b a l a n c e   p r o b l e m   u s i n g   o v e r s a m p l i n g   t e c h n i q u e s :   A   r e v i e w , ”   i n   2 0 1 7   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   A d v a n c e s   i n   C o m p u t i n g ,   C o m m u n i c a t i o n s   a n d   I n f o r m a t i c s ,   S e p .   2 0 1 7 ,   p p .   7 9 – 85 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A C C I . 2 0 1 7 . 8 1 2 5 8 2 0 .   [ 2 0 ]   S.   J.   B a sh a ,   S .   R .   M a d a l a ,   K .   V i v e k ,   E .   S .   K u m a r ,   a n d   T.   A mm a n n a mm a ,   “ A   r e v i e w   o n   i mb a l a n c e d   d a t a   c l a ss i f i c a t i o n   t e c h n i q u e s, ”   i n   2 0 2 2   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ad v a n c e d   C o m p u t i n g   T e c h n o l o g i e s   a n d   A p p l i c a t i o n s,   I C AC T A   2 0 2 2 ,   M a r .   2 0 2 2 ,   p p .   1 – 6 ,   d o i :  1 0 . 1 1 0 9 / I C A C TA 5 4 4 8 8 . 2 0 2 2 . 9 7 5 3 3 9 2 .   [ 2 1 ]   J.  M .   J o h n so n   a n d   T.   M .   K h o s h g o f t a a r ,   “ S u r v e y   o n   d e e p   l e a r n i n g   w i t h   c l a ss  i m b a l a n c e , ”   J o u rn a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s4 0 5 3 7 - 0 1 9 - 0 1 9 2 - 5.   [ 2 2 ]   K .   R .   M a h mu d a h ,   F .   I n d r i a n i ,   Y .   Ta k e mo r i ‐ sa k a i ,   Y .   I w a t a ,   T .   W a d a ,   a n d   K .   S a t o u ,   “ C l a ss i f i c a t i o n   o f   i mb a l a n c e d   d a t a   r e p r e se n t e d   a s b i n a r y   f e a t u r e s, ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 7 ,   A u g .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 1 1 7 7 8 2 5 .   [ 2 3 ]   P .   K u m a r ,   R .   B h a t n a g a r ,   K .   G a u r ,   a n d   A .   B h a t n a g a r ,   “ C l a ss i f i c a t i o n   o f   i m b a l a n c e d   d a t a : r e v i e w   o f   me t h o d s  a n d   a p p l i c a t i o n s , ”   I O P  C o n f e re n c e   S e r i e s:   Ma t e r i a l s  S c i e n c e   a n d   En g i n e e ri n g ,   v o l .   1 0 9 9 ,   n o .   1 ,   M a r .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 5 7 - 8 9 9 x / 1 0 9 9 / 1 / 0 1 2 0 7 7 .   [ 2 4 ]   Y .   F e n g ,   M .   Z h o u ,   a n d   X .   T o n g ,   “ I mb a l a n c e d   c l a ss i f i c a t i o n :   A   p a r a d i g m - b a sed   r e v i e w , ”   S t a t i st i c a l   An a l y si s  a n d   D a t a   M i n i n g ,   v o l .   1 4 ,   n o .   5 ,   p p .   3 8 3 – 4 0 6 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / sam . 1 1 5 3 8 .   [ 2 5 ]   H .   S u r y o n o ,   H .   K u sw a n t o ,   a n d   N .   I r i a w a n ,   “ R i c e   p h e n o l o g y   c l a ssi f i c a t i o n   b a se d   o n   r a n d o m  f o r e s t   a l g o r i t h m   f o r   d a t a   i mb a l a n c e   u si n g   G o o g l e   E a r t h   e n g i n e , ”   P ro c e d i a   C o m p u t e r  S c i e n c e ,   v o l .   1 9 7 ,   p p .   6 6 8 – 6 7 6 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . p r o c s. 2 0 2 1 . 1 2 . 2 0 1 .   [ 2 6 ]   M .   Zh e n g ,   F .   W a n g ,   X .   H u ,   Y .   M i a o ,   H .   C a o ,   a n d   M .   Ta n g ,   “ A   me t h o d   f o r   a n a l y z i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   i m p a c t   o f   i mb a l a n c e d   b i n a r y   d a t a   o n   ma c h i n e   l e a r n i n g   m o d e l s,”   A x i o m s ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 1 ,   N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a x i o ms 1 1 1 1 0 6 0 7 .   [ 2 7 ]   K .   O k s u z ,   B .   C .   C a m,   S .   K a l k a n ,   a n d   E.   A k b a s,  “ I mb a l a n c e   p r o b l e ms  i n   o b j e c t   d e t e c t i o n :   a   r e v i e w , ”   I E EE  T r a n s a c t i o n s  o n   P a t t e r n   An a l y si s  a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   4 3 ,   n o .   1 0 ,   p p .   3 3 8 8 – 3 4 1 5 ,   O c t .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TPA M I . 2 0 2 0 . 2 9 8 1 8 9 0 .   [ 2 8 ]   J .   H a ,   M .   K a m b e ,   a n d   J .   P e ,   D a t a   m i n i n g :   c o n c e p t s   a n d   t e c h n i q u e s ,  B u r l i n g t o n :   M o r g a n   K a u f m a n n ,   2 0 1 1 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / C 2 0 0 9 - 0 - 61819 - 5.   [ 2 9 ]   H .   A .   A .   R a h m a n   a n d   B .   W .   Y a p ,   “ I mb a l a n c e   e f f e c t s  o n   c l a ssi f i c a t i o n   u s i n g   b i n a r y   l o g i s t i c   r e g r e ss i o n , ”   i n   C o m m u n i c a t i o n s  i n   C o m p u t e r   a n d   I n f o rm a t i o n   S c i e n c e ,   v o l .   6 5 2 ,   2 0 1 6 ,   p p .   1 3 6 – 1 4 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 10 - 2 7 7 7 - 2 _ 1 2 .   [ 3 0 ]   H .   A .   A .   R a h ma n ,   Y .   B .   W a h ,   a n d   O .   S .   H u a t ,   “ P r e d i c t i v e   p e r f o r ma n c e   o f   l o g i st i c   r e g r e ssi o n   f o r   i m b a l a n c e d   d a t a   w i t h   c a t e g o r i c a l   c o v a r i a t e , ”   Pe rt a n i k a   J o u r n a l   o f   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   2 8 ,   n o .   4 ,   p p .   1 1 4 1 – 1 1 6 1 ,   O c t .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 4 7 8 3 6 / p j s t . 2 8 . 4 . 0 2 .   [ 3 1 ]   Q .   S h u ,   T .   H u ,   a n d   S .   L i u ,   “ R a n d o m  f o r e st   a l g o r i t h m   b a s e d   o n   G A N   f o r   I mb a l a n c e d   d a t a   c l a ss i f i c a t i o n , ”   J o u r n a l   o f   P h y s i c s :   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   1 5 4 4 ,   n o .   1 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 1 5 4 4 / 1 / 0 1 2 0 1 4 .   [ 3 2 ]   A .   S .   M o r e   a n d   D .   P .   R a n a ,   “ R e v i e w   o f   r a n d o m  f o r e s t   c l a ss i f i c a t i o n   t e c h n i q u e s  t o   r e s o l v e   d a t a   i m b a l a n c e , ”   i n   1 st   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s  a n d   I n f o rm a t i o n   M a n a g e m e n t ,   O c t .   2 0 1 7 ,   p p .   7 2 – 78 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I S I M . 2 0 1 7 . 8 1 2 2 1 5 1 .   [ 3 3 ]   T.   M .   K h o sh g o f t a a r ,   M .   G o l a w a l a ,   a n d   J.  V a n   H u l se,   “ A n   e m p i r i c a l   s t u d y   o f   l e a r n i n g   f r o m  i m b a l a n c e d   d a t a   u s i n g   r a n d o m fo r e st , ”  i n   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   T o o l s   w i t h   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   O c t .   2 0 0 7 ,   v o l .   2 ,   p p .   3 1 0 – 317 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C TA I . 2 0 0 7 . 4 6 .   [ 3 4 ]   B .   S u n   a n d   H .   C h e n ,   “ A   S u r v e y   o f   k   n e a r e s t   n e i g h b o r   a l g o r i t h ms  f o r   so l v i n g   t h e   c l a ss  i mb a l a n c e d   p r o b l e m , ”   Wi r e l e ss   C o m m u n i c a t i o n s  a n d   M o b i l e   C o m p u t i n g ,   v o l .   2 0 2 1 ,   n o .   1 ,   J a n .   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 2 1 / 5 5 2 0 9 9 0 .   [ 3 5 ]   W .   N .   L .   W .   H .   I b e n i ,   M .   Z .   M .   S a l i k o n ,   A .   M u st a p h a ,   S .   A .   D a u d ,   a n d   M .   N .   M .   S a l l e h ,   “ C o mp a r a t i v e   a n a l y si s   o n   b a y e s i a n   c l a ss i f i c a t i o n   f o r   b r e a st   c a n c e r   p r o b l e m, ”   Bu l l e t i n   o f   El e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g   a n d   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 9 1 / e e i . v 8 i 4 . 1 6 2 8 .   [ 3 6 ]   C .   O .   Tr u i c ǎ   a n d   C .   A .   L e o r d e a n u ,   “ C l a ssi f i c a t i o n   o f   a n   i m b a l a n c e d   d a t a   se t   u si n g   d e c i s i o n   t r e e   a l g o r i t h ms, ”   U PB  S c i e n t i f i c   B u l l e t i n ,   S e r i e s  C :   E l e c t r i c a l   En g i n e e r i n g   a n d   C o m p u t e r   S c i e n c e ,   v o l .   7 9 ,   n o .   4 ,   p p .   6 9 – 8 4 ,   2 0 1 7 .   [ 3 7 ]   S .   W a n g ,   W .   L i u ,   J .   W u ,   L.   C a o ,   Q .   M e n g ,   a n d   P .   J.   K e n n e d y ,   “ Tr a i n i n g   d e e p   n e u r a l   n e t w o r k s  o n   i m b a l a n c e d   d a t a   se t s, ”   i n   Pro c e e d i n g s  o f   t h e   I n t e r n a t i o n a l   J o i n t   C o n f e r e n c e   o n   N e u r a l   N e t w o rks ,   v o l .   2 0 1 6 ,   p p .   4 3 6 8 – 4 3 7 4 ,   Ju l .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I JC N N . 2 0 1 6 . 7 7 2 7 7 7 0 .   [ 3 8 ]   H .   S h a h   a n d   V .   M a n j u l a ,   “ A   p e r f o r m a n c e   a n a l y s i s   o f   d e e p   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   u s i n g   k u z u s h i j i   c h a r a c t e r   r e c o g n i t i o n , ”   i n   2 0 2 0   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   D e c i s i o n   A i d   S c i e n c e s   a n d   A p p l i c a t i o n ,   p p .   1 0 6 8 – 1 0 7 1 ,   N o v .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D A S A 5 1 4 0 3 . 2 0 2 0 . 9 3 1 7 1 8 8 .   [ 3 9 ]   H .   L u o ,   X .   P a n ,   Q .   W a n g ,   S .   Y e ,   a n d   Y .   Q i a n ,   “ L o g i s t i c   r e g r e s s i o n   a n d   r a n d o m   f o r e s t   f o r   e f f e c t i v e   i m b a l a n c e d   c l a s s i f i c a t i o n , ”   i n   I n t e r n a t i o n a l   C o m p u t e r   S o f t w a r e   a n d   A p p l i c a t i o n s   C o n f e r e n c e ,   v o l .   1 ,   p p .   9 1 6 – 9 1 7 ,   J u l .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C O M P S A C . 2 0 1 9 . 0 0 1 3 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Mu h la s a h   No v ita s a r i  Ma r a           h o ld s  b o th   b a c h e l o r  a n d   M a ste r  o f  M a th e m a ti c s  d e g re e   fro m   Un i v e rsitas   G a d jah   M a d a ,   In d o n e sia .   S h e   is   c u rre n tl y   a   lec tu re r  a t   De p a rtme n t  o f   Tele c o m m u n ica ti o n   E n g i n e e rin g   S c ien c e   i n   P o l it e k n ik   Ne g e ri   S e m a ra n g ,   In d o n e sia .   He r   re se a rc h   p ro we ss   e x ten d s   to   m a c h in e   lea rn i n g ,   d a ta  m i n in g ,   a n d   ti m e   se ries   fo re c a stin g .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t  e m a il :  m u h las a h @p o li n e s.a c . id .         S id iq   S y a m sul   H i d a y a t           n o ta b le  c o n tr ib u ti o n s  in   th e   d e v e lo p m e n t  o f  a   ro b o t  f o r   p rima ry   sc h o o l  lea rn i n g ,   th e   d e sig n   o f  h i g h - fre q u e n c y   tran sm issio n   li n e s  u sin g   m icro stri p   tec h n o l o g y ,   a n d   th e   c re a ti o n   o f   a   sm a rt  E - He a lt h   a p p li c a ti o n   f o r   m o n i to ri n g   p a ti e n ts'   d a il y   a c ti v it ies .   His  b a c h e lo r’s  in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   fro m   Un i v e rsitas   Dip o n e g o ro ,   I n d o n e sia ,   m a ste r’s  in   e lec tri c a l  e n g in e e rin g   fro m   In stit u t  Te k n o lo g i  Ba n d u n g ,   In d o n e sia ,   a n d   Do c to r   in   In telli g e n t  In tera c ti o n   Tec h n o lo g y   fro m   th e   Un iv e rsit y   o f  Tsu k u b a ,   Ja p a n .   He   c a n   b e   c o n t a c ted   a t  e m a il :  sid iq sh @ p o l in e s.a c . id .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.