I n d on e s i an   Jo u r n al   o El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   3 9 ,   N o .   3 S e pt e m b e r   2 025 ,   pp .   1 9 76 ~ 1 9 89   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 3 9 .i 3 . pp 1 9 76 - 1 9 89             1976     Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i j e e c s . i a e s c or e . c om   A d a p t i v e   d e e p   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   f o r   m u l t i - sca l e   p l a n t   d i s e a s e   d e t e c t i o n       Te jas h w i n i   C .   G ad a g,   D .   R .   K u m ar   R aja   S c h o o l   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   RE V A   U n i v e r s i t y ,   B e n g a l u ru ,   In d i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d   S e p   25 2 024   R e v i s e A pr   17 2025   A c c e pt e J ul   3 2025       P l a n t   d i s e a s e   de t e c t i o n   i s   a   c r i t i c a l   t a s k   i n   m o de r n   a g r i c ul t u r e ,   d i r e c t l y   i m pa c t i ng   c r o y i e l d ,   f o o s e c ur i t y ,   a nd   s u s t a i na b l e   f a r m i ng   pr a c t i c e s .   T r a d i t i o na l   m e t ho ds   r e l y   o e xpe r t   v i s ua l   i ns p e c t i o n,   w h i c h   i s   t i m e - c o ns um i ng ,   i nc o ns i s t e n t ,   a nd   i na c c e s s i b l e   i n   r e m o t e   a r e a s .   T hi s   s t u dy   i nt r o duc e s   a n   a dv a nc e d   de e p   l e a r ni ng   ( D L )   f r a m e w o r k ,   t he   a da p t i v e   m ul t i - s c a l e   c o nv o l ut i o na l   ne t w o r k   ( A M S - C o nv N e t ) ,   o pt i m i z e d   f o r   a c c ur a t e   a nd   e f f i c i e nt   p l a n t   di s e a s e   i de n t i f i c a t i o n.   h i e r a r c hi c a l   f e a t ur e   e x t r a c t i o ne t w o r k   ( H F E N )   i nt e g r a t e s   t he   m ul t i - do m a i a t t e n t i o f r a m e w o r k   ( M D A F )   a nd   a da p t i v e   s c a l e   f us i o m o dul e   ( A S F M )   t o   e nh a nc e   f e a t ur e   e x t r a c t i o a nd   a ddr e s s   c ha l l e ng e s   s uc a s   c o m pl e n a t ur a l   ba c kg r o unds ,   no n - uni f o r m   l e a f   s t r uc t ur e s ,   a n d   v a r y i ng   e nv i r o nm e nt a l   c o ndi t i o ns .   T h e   pr o po s e d   f r a m e w o r e m pl o y s   pr e - t r a i n e d   kno w l e dg e   a d a pt a t i o ( P T K A )   t e c hni q ue s   t o   i m p r o v e   g e ne r a l i z a t i o n   a n d   o v e r c om e   d a t a   s c a r c i t y .   C o m pr e h e ns i v e   e v a l u a t i o ns   o m ul t i p l e   d a t a s e t s   de m o ns t r a t e   t he   m o de l ' s   be t t e r   pe r f o r m a nc e ,   a c hi e v i ng   s t a t e - of - t he - a r t   m e t r i c s   i n   p r e c i s i o n,   r e c a l l ,   F 1 - s c o r e ,   a nd   a c c ur a c y .   F ur t he r m o r e ,   t h i s   a p pr o a c e ns ur e s   s c a l a b i l i t y   a nd   a da p t a bi l i t y ,   m a ki ng   i t   s ui t a b l e   f o r   r e a l - f i e l d   c o ndi t i o ns .   T h e   s t udy   e m pha s i z e s   t he   i m po r t a nc e   o f   r o bus t ,   a u t o m a t e d   s o l u t i o ns   i m i n i m i z i ng   c r o l o s s e s ,   r e duc i ng   l a bo r   c o s t s ,   a nd  e nha nc i ng   a g r i c ul t u r a l   s u s t a i na b i l i t y   t hr o ug pr e c i s i o di s e a s e   m a na g e m e nt .   Ke y w or d s :   A gri c ul t u r e   P l a n t   d i s e a s e   de t e c t i o n   a da p t i v e   m u l t i - s c a l e   Co n v o l ut i o n a l   n e t w o r (A M S - Co n v N e t )   M ul t i - do m a i a t t e nt i o f r a m e w o r (M D A F )   A da pt i v e   s c a l e   f us i o n   m o dul e   (A S F M )   T hi s   i s   an   ope n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e ns e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   T e j a s h w i ni   C .   G a d a g   S c h o o l   of   Co m put e S c i e n c e   a nd  E n g i n e e r i ng,   R E V A   U n i v e rs i t y   B e n ga l u r u ,   I n d i a   E m a i l :   t e j a s h w i n i c g_12 @ r e di f f m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     F i ndi n g   a nd  d i a g n o s i n g   p l a nt   l e a f   di s e a s e s   i s   e s s e n t i a l   t o   m a i n t a i ni n c r o r e s i l i e n c e   a nd  p r o duc t i o n   i n   c o nt e m po ra r y   h o rt i c ul t u r e   a n d   a g ri c ul t u r e   [1 ].   Co m pu t e r   v i s i o n   a n d   m a c h i n e   l e a rni n g   (M L a r e   t w e xa m pl e s   o f   a dv a n c e t e c hn o l o gi e s   t ha t   p r o v i de   us e f ul   t o o l s   fo r   p r e c i s e   i l l n e s s   i de nt i f i c a t i o n.   I n   r e c e nt   y e a r s ,   v i s ua l   s y m pt o m s   o l e a v e s ,   s t e m s ,   a n d   f r ui t s   ha v e   b e e n   a na l y z e us i n g   a ut o m a t e d   i m a g i n g   s y s t e m s   a n s m a r t p h o n e   a ppl i c a t i o n s   t ha t   us e   i m a ge   r e c o gn i t i o n   a l go ri t hm s   f o r   qui c p a t t e rn  i de nt i f i c a t i o n .   I m p r o v e m e n t s   i n   de e l e a rni n g   (D L )   a n d   p r e - t ra i n e d   k n o w l e dge   a da pt a t i o (P T K A )   m o de l s   h a v e   e nha n c e t h e   c a pa c i t y   t i de nt i fy   i l l n e s s e s   i p l a nt   l e a v e s .   T h e   s t udy ' s   m a i f o c us   i s   o n   t h e   de c l i n e   i a g r i c ul t u r a l   p r o duc t i o n.   A   p l a nt   e ve n t ua l l y   di e s   w h e a   di s e a s e   o o t h e c o n di t i o p r e v e n t s   i t s   l e a v e s   f r o m   c a rr y i n g   o ut   p h o t o s y n t h e s i s ,   w hi c h   i s   n e c e s s a r y   f o r   t h e   p r o duc t i o o f   c h l o r o p h y l l .   V i s ua l   e v a l ua t i o n s   o f   di s o r de r s   a r e   pe r f o r m e d   by   e xp e r t s   a c c o r di n t o   r e c o gn i z e d   s t a nda r ds   [2] .   W h e o ppo s e t o   a ut o m a t e p r o c e dur e s ,   t h e   i de n t i f i c a t i o o f   t h e   a i l m e n t   t a ke s   m o r e   t i m e .   E xpe r t s   c o ul o nl y   b e   a v a i l a b l e   i c e r t a i n a t i o n s .   Im a ge   a na l y s i s - b a s e a u t o m a t e d   pl a nt   d i s e a s e   de t e c t i o n   s y s t e m s   m us t   b e   put   i n   pl a c e   t o   s o l v e   t h i s   p r o b l e m .   A   c o m p r e h e n s i v e   e v a l ua t i o o f   t h e   c o n di t i o n ' s   s e ve r i t y   i s   n e c e s s a r y   fo r   b o t h   a c c ura t e   y i e l p r e di c t i o n   a n d   t h e   s e l e c t i o o f   t h e   b e s t   t r e a t m e nt .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A dapt i v e   de e l e ar ni ng   f r am e w or k   f or   m ul t i - s c al e   pl an t   di s e as e   d e t e c t i on   ( T e j as hw i ni   C .   G ad ag )   1977   Int e rna l   c a us e s   o f   pl a nt   i l l n e s s e s   i n c l ude   p a t h o ge n s ,   w hi c i n c l ude   m o l ds ,   v i r us e s ,   a nd   f un g us .   O t h e   o t h e ha n d ,   e n v i r o nm e n t a l   e l e m e n t s   i n c l ud i n g   p r e c i pi t a t i o n ,   h u m i di t y ,   a n d   t e m pe ra t u r e   m a y   a l s c o n t ri b ut e   t o   t h e i o c c urr e n c e .   T h e s e   di s e a s e s   c a h a v e   a   s ub s t a n t i a l   f i na n c i a l   i m p a c t   o n   f a rm e r s '   l i v e l i h o o ds .   Cr o ps   a r e   s e r i o us l y   t h r e a t e n e d   by   pl a nt   di s e a s e s ,   w h i c m i g ht   r e s ul t   i a   f oo c a t a s t r o ph e .   T h e   s e c ur i t y   a nd  s us t a i na b i l i t y   of   hum a f oo s y s t e m s   a r e   i m pa c t e d   by   t h i s   i s s ue .   F o a g ri c ul t u ra l   di s e a s e   m a na ge m e n t   a n d   i n t e r v e n t i o t o   b e   e ff e c t i v e ,   pl a nt   i l l n e s s e s   m us t   b e   i de n t i f i e d   pr o m p t l y .   P l a nt   di s e a s e   di a g n o s i s   r e qui r e s   h u m a s k i l l ,   b ut   i r u ra l   a nd  i s o l a t e pa rt s   o f   de ve l o pi n na t i o n s ,   t hi s   i n f o rm a t i o ha s   t o   b e   i m p r o v e a n d   s t a n d a r di z e d.   T h e   de v e l o pm e n t   o f   qui c a n d   p r e c i s e   t e c hn i q ue s   fo r   i de nt i f y i n pl a n t   di s e a s e s   i s   m a de   e a s i e by   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge n c e   t e c hn o l o gy .   M o de r i m a ge   p r o c e s s i n g   a n d   p a t t e rn  r e c o gn i t i o a l go r i t hm s   a l l ow   f a r m e r s   a n a g r i c u l t u ra l   e xpe r t s   t o   s po t   di s e a s e s   us i n a   v a r i e t y   of   t e c h n i que s .   P l a n t   di s e a s e s   h a v e   b e e n   i de nt i f i e us i n g   a   v a r i e t y   o f   m e t h o ds   [ 3 ].   B y   us i n g   M L   a nd  D L   t e c hni que s   t o   a na l y z e   v i s ua l   da t a ,   m o de l s   m a y   be   c r e a t e t o   de t e c t   pl a nt   i l l n e s s e s .   R e c e n t   de v e l o pm e n t s   i n   a g r i c ul t u r e   h a v e   c o n c e n t r a t e o n   us i n di f fe r e nt   DL   t e c hn i q ue s   t o   t a c k l e   a   r a nge   o f   p r o b l e m s .   I n s e c t   de t e c t i o n ,   f r ui t   a n d   di s e a s e   i de nt i f i c a t i o n,   pl a n t   l e a f   c a t e go r i z a t i o n ,   a n d   l e a f   d i s e a s e   i de nt i f i c a t i o a r e   a m o ng  t h e   d i f f i c ul t i e s .   W h e us i n g   c o n v e n t i o na l   ML   t e c hn i q ue s   fo r   r e a l - t i m e   di s e a s e   di a g n o s i s ,   a   num b e r   o f   c h a l l e n ge s   n e e t o   b e   ove r c o m e .   E n gi n e e r s   c a n   t h us   ov e r c o m e   t h e s e   o b s t a c l e s   a nd  de v e l o t h e   a g r i c ul t u r e   i n dus t ry   t h a n ks   t o   DL   t e c hni que s .   It   i s   c r uc i a l   t o   ga t h e r   a   r a nge   o f   ph o t o s   s h ow i n v a ri o us   pl a nt   s e c t i o n s   i n   o r d e r   t o   c r e a t e   a   m o de l   t ha t   c a r e c o gn i z e   pl a nt     i l l n e s s e s   [4] ,   [5] .   T h e   l e a v e s   of   a   p l a nt   a r e   t h e   m a i a r e a   u s e d   t o   de t e rm i n e   w h e t h e di s e a s e   i s   p r e s e n t .   V a r i a t i o n s   i l e a f   s h a pe ,   t e x t u r e ,   c o l o r ,   pi c t u r e   n o i s e ,   a nd  o t h e r   c ha r a c t e r i s t i c s   m i g h t   c o n f o un i m a ge   pr o c e s s i n g   t e c hni que s ,   w h i c a r e   us e f ul   f o r   r e c o gn i z i n g   p l a n t   i l l n e s s e s .   I t   i s   po s s i b l e   t o   i de nt i fy   t h e   m a i s i g n s   o f   i l l n e s s   by   m e t h o di c a l l y   e xa m i n i ng  p h o t o s   o f   pl a nt   l e a v e s .   S e v e r a l   ML   a l go r i t hm s   ha v e   s h o w n   t o   b e   a e ff e c t i v e   m e t h o f o r   a ut o m a t e d   pl a n t   d i s e a s e   i de n t i f i c a t i o n   i p r e c i s i o a g r i c ul t u r e .   P l a n t   di s e a s e s   h a v e   b e e n   c a t e go r i z e d   a nd  i de n t i f i e us i n g   a   v a r i e t y   o f   ML   t e c h ni que s ,   s uc a s   s uppo r t   v e c t o r   m a c hi n e s   a nd  K - m e a n s   c l us t e r i ng.   P o t e n t i a l   p r o b l e m s   i n   t h e   p r e - p r o c e s s i n a n d   f e a t u r e   e xt r a c t i o n   p h a s e s   r e s t r i c t   t h e   e f f i c a c of   t h e s e   t e c hni que s   i n   r e a l - t i m e   i l l n e s s   di a g n o s i s .   C ha n ge s   t o   t ra di t i o na l   ML   te c hni que s   a r e   r e qui r e d   due   t o   t h e   i nt r i c a c y   a n u n p r e di c t a b i l i t y   of   r e a l - w o r l de t e c t i n s i t ua t i o n s .   A   v a r i e t y   of   i l l n e s s e s   m a y   a ff e c t   c r o ps ,   a n d   e a c o n e   ha s   i t s   o w n   c ha r a c t e r i s t i c s .   T h e r e   a r e   s e v e r a l   o b s t a c l e s   i n   t h e   w a y   of   c r e a t i ng  a   r e l i a b l e   s y s t e m   t h a t   c a n   de t e c t   di f f e r e n t   t y pe s   of   i l l n e s s e s   i a   v a r i e t y   of   c r op  s pe c i e s .   It   i s   c ruc i a l   t o   pe r s o na l l y   c h e c l a r ge   a g r i c ul t u ra l   f i e l ds   f o r   s i g n s   o f   i l l n e s s   o n   a   r e gul a b a s i s   [6] .   Ci t r us ,   r i c e ,   c a s s a v a ,   P l a n t V i l l a ge ,   i B e a n,   a n d   A I   C ha l l e n g e 2018   a r e   t h e   m o s t   w e l l - k n o w n   p l a nt   di s e a s e   da t a s e t s   t ha t   c o nt a i n   l a b o r a t o r y   i m a ge s .   T h e   d a t a s e t s   w e r e   us e t o   t ra i n   t h e   c o n v o l ut i o n a l   n e u ra l   n e t w o r (CN N ) ,   w h i c h   m a de   i t   e a s i e t o   i de n t i fy   a n c a t e go ri z e   pl a nt   i l l n e s s e s .   T h e   n e u r a l   n e t w o r ks   us e o n   t h e s e   da t a s e t s   de m o n s t r a t e a   n o t a b l e   de gr e e   o f   c l a s s i f i c a t i o n   a c c ura c y   t hr o ug h o ut   t h e   t ra i ni n s t a ge .   H ow e ve r ,   w h e t e s t e i r e a l - w o r l s c e n a ri o s ,   t h e s e   g a dge t s '   e ff i c a c y   dr a m a t i c a l l y   de c l i n e d .   U nl i ke   l a b o r a t o r y   ph o t o gr a p h y ,   f i e l p h o t o gra p h y   ha s   m o r e   i nt ri c a t e   b a c kg r o un d   c o m po n e nt s ,   i n c l ud i n g   e xt r a   l e a v e s ,   s t e m s ,   f r ui t s ,   s o i l ,   a nd  m ul c h.   T h e   m a i n   c a us e   o f   de c l i ni n g   pe r f o r m a n c e   i o ut do o r   p h o t o gra p h y ,   a c c o r di n t o   r e s e a r c h,   i s   c o m pl i c a t e b a c kd r o ps .   E xc l u di n g   t h e s e   b a c kdr o ps   h a s   b e e n   s h o w n   t o   i m p r o v e   t h e   a c c ur a c y   of   s i c kn e s s   de t e c t i o [7] .   T h e   a r e   7 59  p h o t o s   of   bo t h e a l t h y   a n d   s i c c i t r us   f r ui t s   a n d   f o l i a ge   m a ke   up  t h e   c i t rus   d a t a s e t .   T h e   i n f o r m a t i o i n c l ude s   di s e a s e s ,   i n c l ud i n g   m e l a n o s e ,   c a n ke r ,   s c a b ,   g r e e n i ng,   a nd  b l a c s po t   t h a t   i m pa c t   c i t r us   pl a n t s .   us i n g   t h e   h e l o f   a e xp e r t ,   t h e   p h o t o gra p h s   i t h e   d a t a s e t   w e r e   m a nua l l y   t a ke n   us i n g   a   D S L R .   A c c o r di n g   t o   r e c e n t   r e s e a r c h,   t h e   n e w   DL   a ppr o a c h   o ut p e r f o r m s   c o n v e n t i o n a l   ha n d - e n gi n e e r e f e a t ur e   a pp r o a c h e s   w h e da t a   v o l um e   e xc e e ds   a   c e r t a i t hr e s h o l d .   T h e   us e   o f   CN N   t e c hni que s   m i g ht   m a ke   i t   e a s i e r   t o   e xc l ude   i m po r t a n t   s o ur c e s   t h a t   s i g n i f i c a nt l y   a ff e c t   t h e   m a j o r   e l e m e nt s   s h o w n   i pi c t u r e s .   I o r de r   t pr o pe rl y   di a g n o s e   a   v a r i e t y   of   pl a nt   di s e a s e s ,   r e c e n t   r e s e a r c h a s   f o c us e o n   de v e l o pm e n t s   i n   de e l e a rni n g,   i m a ge   f us i o n   t e c hn i que s ,   e n c o de r - de c o d e r   n e t w o r de s i g n s ,   a n d   c o m put e r   v i s i o a pp r o a c h e s   [8] .   D e t e c t i o n   t e c hn i q ue s   b a s e o n   v i s i o n   i m p r o v e   pr e c i s i o n   a n d   de pe n d a b i l i t y   i n   a g ri c ul t u ra l   a p pl i c a t i o n s .   It   i s   a n t i c i pa t e t h a t   t h e   a ppl i c a t i o o f   t h e s e   t e c hn i que s   w i l l   i m p r o v e   c r o q ua l i t y ,   r e duc e   l a b o r   e xpe n s e s ,   a n d   e l i m i na t e   t i m e   i n e ff i c i e n c i e s .   T h e   a pp l i c a t i o o f   s ui t a b l e   m a n a ge m e nt   t e c hni que s   i m p r o v e s   t h e   e ff i c a c y   of   di s e a s e   c o n t r o l ,   e s pe c i a l l y   w h e gui de by   pri o e xpe ri e n c e s   i a n   i n f e c t e s e t t i ng.   P l a n t   d i s e a s e   i de n t i f i c a t i o by   i m a ge   a n a l y s i s   i s   a   m ul t i - s t e p   p r o c e dur e   w i t a   n um b e o f   o bs t a c l e s   t o   o v e r c o m e .   T h e s e   p r o b l e m s   i n c l ude   i l l n e s s e s   w i t s i m i l a s y m pt o m s ,   t h e   po s s i b i l i t y   of   m a n y   di s e a s e s   a f f e c t i n g   t h e   s a m e   c r o p,   a n d   s y m pt o m s   w i t di f fe r e nt   v i s ua l   f e a t ur e s   [9] .   P i c t u r e   p r o c e s s i n g   m e t h o ds   i n c l ud i n f e a t u r e   e ngi n e e ri n g ,   p r e p r o c e s s i n g,   c l a s s i f i c a t i o n,   a nd   pi c t u r e   s e gm e n t a t i o ha v e   b e e n   us e i r e c e n t   b r e a kt hr o ug h s   i t h e   di a g n o s i s   o f   pl a n t   di s e a s e s .   P i c t u r e   f us i o n   a l go r i t h m s   ha v e   b e e n   i n v e s t i ga t e d   by   r e s e a r c h e r s   a s   a   po t e n t i a l   d i s e a s e   di a g n o s i s   t e c hn i q ue .   F u r t h e rm o r e ,   s o p h i s t i c a t e CN N - b a s e DL   t e c hn i que s   w e r e   w i de l y   us e by   r e s e a r c h e r s   t o   i de n t i fy   pl a nt   i l l n e s s e s   [10].   T h e   s t udy   t e a m   f oc us e o n   i m p r o v i n g   t h e   g r o up' s   c a t e go r i z a t i o n   a c c ura c y ,   w h i c h   pr o duc e f a v o r a b l e   r e s ul t s .   O t h e   o t h e ha n d ,   i t   w i l l   c l a s s i f y   t h e   di f f e r e n t   i l l n e s s e s   t ha t   a f f e c t   a   s i ngl e   l e a f   o r   s e v e r a l   t y pe s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   3 9 ,   N o .   3 ,   S e pt e m b e r   20 25 :   1 9 76 - 1 9 89   1978   T h e   m o t i v a t i o n   f o r   t hi s   r e s e a r c h   l i e s   i n   a d d r e s s i ng  t h e   p r e s s i n c ha l l e n ge s   o f   pl a nt   d i s e a s e   de t e c t i o n ,   w h i c i s   c ri t i c a l   f o r   e n s u r i n g   c r o r e s i l i e n c e ,   p r o duc t i v i t y ,   a n f o o s e c ur i t y   i m o de rn  a g r i c u l t u r e .   T r a d i t i o n a l   d i a g n o s t i c   m e t h o ds   a r e   c o n s t r a i n e by   l i m i t a t i o n s   s uc h   a s   t i m e - i nt e n s i v e   p r o c e s s e s ,   de pe n de n c y   o n   e xpe r t   a v a i l a b i l i t y ,   a n i n c o n s i s t e n t   o ut c o m e s ,   pa rt i c ul a rl y   i n   r e m o t e   o r   r e s o ur c e - l i m i t e r e gi o n s .   T h e s e   l i m i t a t i o n s   u n de r s c o r e   t h e   n e e d   f o r   a dv a n c e d,   a ut o m a t e d,   a n d   s c a l a b l e   s o l ut i o n s .   L e v e r a gi n g   c ut t i ng - e dge   de ve l o pm e n t s   i DL   a nd   c o m put e v i s i o n,   t hi s   r e s e a r c a i m s   t o   o v e r c o m e   c h a l l e n ge s   s uc a s   n o n - u n i f o r m   l e a f   s t r uc t u r e s ,   c o m pl e x   n a t u r a l   b a c kgr o u n d s ,   a nd  v a r y i n g   e n v i r o nm e n t a l   c o n di t i o n s ,   w hi c o f t e n   i m pe de   r e a l - w o r l a ppl i c a b i l i t y   of   di s e a s e   de t e c t i o n   s y s t e m s .   T hi s   s t udy   f oc us e s   o n   t h e   de v e l o pm e n t   o f   a   r o b us t   a n d   o pt i m i z e DL   f ra m e w o r t ha t   b r i dge s   t h e   ga b e t w e e n   l a b o r a t o r y - gr a de   a c c ura c y   a n f i e l d - l e v e l   de pl oy m e n t ,   f a c i l i t a t i ng  p r e c i s e ,   r e a l - t i m e   p l a nt   di s e a s e   i de nt i f i c a t i o a nd  c l a s s i f i c a t i o n.   B y   a dd r e s s i n g   t h e s e   c ha l l e n ge s ,   t h i s   w o r c o nt r i b ut e s   s i g n i f i c a n t l y   t o   t h e   a dv a n c e m e n t   o f   pr e c i s i o a g ri c ul t u r e ,   e na b l i n g   p r o a c t i v e   di s e a s e   m a na ge m e n t   a nd  s us t a i na b l e   c r o p r o duc t i o n .     D e ve l o pm e n t   o f   a e nha n c e DL   f r a m e w o r k T h e   s t ud y   i n t r o duc e s   a   r o b us t   a da p t i v e   m u l t i - s c a l e   c o n vo l ut i o n a l   n e t w o r (A M S - Co n v N e t i nt e gra t e d   w i t h   a dv a n c e a t t e n t i o m e c h a ni s m s   s uc h   a s   t h e   m ul t i - do m a i a t t e nt i o f r a m e w o r (M D A F )   a n d   t h e   a da pt i v e   s c a l e   f us i o n   m o dul e   (A S F M ).   T h e s e   i nn o v a t i o n s   s i g ni f i c a n t l y   i m p r o ve   f e a t ur e   e xt r a c t i o n,   f o c us i n g   o di v e r s e   s c a l e s   o f   l e s i o n   c ha r a c t e r i s t i c s   a n a dd r e s s i n g   c h a l l e n ge s   po s e by   c o m pl e na t u ra l   b a c kg r o unds   i p l a nt   di s e a s e   de t e c t i o n.     Int e g r a t i o o f   a dv a n c e i m a ge   p r o c e s s i n t e c hni que s :   T he   pr o po s e m e t h o i n c o r po r a t e s   a ug m e n t e c o n vo l ut i o n a l   b l o c a t t e n t i o m o dul e s   a nd  de pt h w i s e   s e pa ra b l e   c o n vo l ut i o n s ,   o pt i m i z i n c o m pu t a t i o na l   e ff i c i e n c y   w h i l e   m a i nt a i ni n g   hi g a c c u r a c y .   T h e s e   m o di f i c a t i o n s   e ff e c t i v e l y   e n ha n c e   di s e a s e   c l a s s i f i c a t i o pe r f o r m a n c e ,   e s pe c i a l l y   i n   r e a l - f i e l c o n di t i o ns   w h e r e   e xi s t i n a pp r o a c h e s   o f t e n   f a i l   d ue   t e n v i r o n m e n t a l   c o m pl e xi t i e s .     E xt e n s i v e   e v a l ua t i o a nd   a d a pt a t i o f o r   p ra c t i c a l   de pl oy m e n t :   T h e   p r o po s e f r a m e w o r k   i s   t h o r o ughl y   v a l i da t e o n   m ul t i p l e   da t a s e t s ,   s h o w c a s i n g   s i g ni f i c a nt   i m p rov e m e n t s   i p r e c i s i o n ,   r e c a l l ,   F 1 - s c o r e ,   a n d   ov e r a l l   a c c ur a c y   c o m pa r e t o   s t a t e - of - t h e - a r t   m o de l s .   F urt h e r m o r e ,   t h e   m e t h o i s   de s i g n e d   w i t h   s c a l a b i l i t y   a n d   r o b us t n e s s ,   e n s u r i n g   i t s   a da p t a b i l i t y   t o   re a l - f i e l c o n di t i o n s ,   t h e r e by   a dv a n c i n t h e   pra c t i c a l   i m p l e m e n t a t i o n   o f   a ut o m a t e p l a nt   di s e a s e   de t e c t i o s y s t e m s   i p r e c i s i o n   a g ri c ul t u r e .   T h e   r e s e a r c w o r i s   o r g a n i z e i 4   s e c t i o n s :   t h e   f i r s t   s e c t i o n   g i v e s   a   b ri e f   de s c r i pt i o o f   t h e   ov e r v i e w   a n d   b a c kgr o u n d   o f   pl a nt   di s e a s e   de t e c t i o a n d   c l a s s i f i c a t i o n.   T h e   s e c o n s e c t i o gi v e s   a   b ri e de s c r i pt i o o f   t h e   r e l a t e w o r k,   t h e   t hi r d   s e c t i o n   d i s c us s e s   t h e   p r o po s e m e t h o do l o g y .   T h e   f o ur t s e c t i o di s c us s e s   t h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   w h e r e   t h e   r e s ul t s   a r e   di s pl a y e i t h e   f o r m   o f   gr a p h   a n d   t a b l e s .       2.   R ELA TED   WO R K   T h e r e   ha s   b e e n   pl e n t y   of   r e l a t e w o r de v e l o pe i n   t h e   pa s t   f o r   i n di v i du a l   l e a f   di s e a s e   de t e c t i o n   us i n t h e   DL   a n d   s o m e   o f   t h e m   i n c l ude m ul t i pl e   pl a nt s ;   c o n s i de r i n g   o ur  r e s e a r c h   s o m e   o f   t h e m   a r e   di s c us s e d.   T h e   D A C - P P Y O L O E   m o de l   w a s   c r e a t e by   [11]  t o   i n c r e a s e   t h e   a c c u r a c y   o f   a ppl e   pe s t   di a g n o s i s   unde d i f f i c ul t   c i r c um s t a n c e s .   T hi s   m o de l   r e c o gn i z e s   s m a l l   o b j e c t s   us i ng   b o t h   s ha l l o w   a nd   de e f e a t u r e   m a ps   us i n a n   a d a pt i v e   fe a t u r e   f us i o n   m e t h o t ha t   c o m b i n e s   de e s e pa ra b l e   c o n vo l ut i o a nd  r e s i du a l   c o nn e c t i v i t y .   [12]  p r e s e nt e t h e   e nha n c e S E - Y O L O v n e t w o r f o r   t o m a t o   di s e a s e   a nd  pe s t   de t e c t i o n .   T h e   S E   a t t e n t i o n   m e c h a ni s m   o v e r c o m e s   t h e   l i m i t a t i o n s   o f   e xi s t i n g   f e a t u r e   s c r e e n i ng  a n d   m o de l   ge n e ra l i z a t i o m e t h o ds   by   e nh a n c i ng  c r i t i c a l   f e a t u r e   e xt r a c t i o n .   In   [13]  de v e l o pe a e nha n c e R - CN N   m o de l   e m pl oy i n f e de r a t e l e a rn i ng  (F L t o   s o l v e   i s s u e s   w i t da t a   i m b a l a n c e ,   v a r i e t y ,   a n d   c o m pl e de t e c t i o n   s e t t i n gs   i t ra di t i o n a l   pl a nt   di s e a s e   a n d   pe s t   de t e c t i o n.   T hi s   pa ra di g m   r e duc e s   c o m m u ni c a t i o n   a n d   d a t a   s t o ra ge   e xpe n s e s   by   l e ve r a gi ng  F L ' s   di s t ri b ut e c o m put i n g   c h a ra c t e ri s t i c s .   A d di t i o na l l y ,   R e s N e t - 101  e nha n c e s   m u l t i s c a l e   de t e c t i o a c c ura c y   fo r   a   r a n ge   o f   di s e a s e s   a nd  pe s t s   by   s ubs t i t ut i n V G G - 16   i t h e   c o n v o l ut i o n a l   l a y e r .   T o   i n c r e a s e   t h e   de t e c t i o a c c ur a c y   of   m a i z e   di s e a s e s ,   i n   [14]   p r o po s e a   t e c hni que   f o r   c o rn   l e a f   di s e a s e   di a g n o s i s   u t i l i z i n g   f uz z y   C - m e a n s   (F CM )   a nd   l o n g   s h o rt - t e r m   m e m o r y   (L S T M )   a l go ri t h m s .   T h e   g ra y - l e v e l   co - o c c urr e n c e   m a t r i x   w a s   us e t o   e xt r a c t   t e xt u r e   i n f o r m a t i o n   f r o m   i l l n e s s   pi c t u r e s .   T h e   L S T M   a l go r i t hm   w a s   t h e n   us e t o   c l a s s i fy   t h e s e   t e xt u r e   p r o pe rt i e s .   T h e   a c c ura c y   ra t i ng  o b t a i n e d   by   us i n g   t hi s   s t ra t e gy   w a s   80. 2 4%.   In   [15 c r e a t e a e dge   f e a t ur e   gui d a n c e   ( E F G )   m o dul e   t o   e nh a n c e   t h e   m o de l ' s   a b i l i t y   t o   e xt r a c t   l o c a l   e dge   f e a t ur e s   i o r de t o   ge t   ov e r   t h e   c ha l l e nge s   pr e s e nt e by   c o m pl e pl a nt   d i s e a s e   c h a ra c t e ri s t i c s   a n s p a r s e   da t a s e t s .   T h e   o v e r a l l   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   m o de l   m a y   b e   i m p r o v e by   i n c l udi n m ul t i s c a l e   f e a t u r e s   a n d   e dge   i n f o r m a t i o n   by   i n t e g r a t i ng  t h e   E F G   m o dul e   i n t o   v i s i o t ra n s f o r m e r s   l i ke   V i T   a n d   S w i n . [16]     T h e   d i a g n o s i s   o f   pl a n t   d i s e a s e s   h a s   b e e n   t ra n s f o r m e b y   r e c e n t   a dv a n c e s   i de e l e a rn i ng,   w hi c ha v e   a l s o   i n t r o duc e n e w   m e t h o ds   fo r   a   v a r i e t y   of   c r o ps ,   i n c l udi ng  m a i z e ,   po t a t o e s ,   t o m a t o e s ,   s uga r c a n e ,   a n d   gr o u n d n u t s .   A c c o r di n t o   r e s e a r c h,   A I - po w e r e m o de l s   c a n   e ffe c t i ve l y   a ddr e s s   s i g n i f i c a n t   a g r i c ul t u r a l   i s s ue s   i n c l udi ng  t h e   p r o m p t   a n d   p r e c i s e   i de nt i f i c a t i o n   o f   di s e a s e s .   A   t h o r o ugh  a s s e s s m e nt   o f   m o r e   t ha 160   s t ud i e s   o n   de e l e a rn i ng - b a s e pl a nt   di s e a s e   de t e c t i o n   hi g h l i g ht e t h e   n e e o f   di ve r s e ,   h i g h - qu a l i t y   da t a s e t s   i Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A dapt i v e   de e l e ar ni ng   f r am e w or k   f or   m ul t i - s c al e   pl an t   di s e as e   d e t e c t i on   ( T e j as hw i ni   C .   G ad ag )   1979   de ve l o pi n g   r e l i a b l e   m o de l s   t ha t   c a de t e c t   d i s e a s e s   e a r l y .   W i t t hi s   m e t h o d,   f a rm e r s   a n d   a g ri c ul t u r a l   e xpe r t s   m a y   e m pl oy   qui c a n e f f i c i e n t   m a na ge m e n t   s t ra t e g i e s .   R e a l - t i m e   di s e a s e   de t e c t i o n   s y s t e m s   b a s e o n   m o b i l e   de v i c e s   h a v e   e m e r ge a s   p r o m i s i ng  a l t e rna t i v e s ,   pa rt i c ul a r l y   f o r   m a i z e .   A   s t u dy   [17]  de m o n s t ra t e h o w   t i n t e g r a t e   o b j e c t   r e c o gn i t i o a n d   t r a n s f e l e a rn i ng   m e t h o d s   t o   de v e l o a   s y s t e m   t h a t   e ff e c t i v e l y   de t e c t s   di s e a s e s   i m a i z e   l e a v e s .   T h e s e   i n s t r u m e nt s   e nha n c e   di s e a s e   m a na ge m e n t   a n d   e xpe di t e   f i e l de c i s i o n - m a k i n by   pr o v i di n g   f a rm e r s   w i t i n s t a nt   f e e db a c k.   T h e   c o m b i n a t i o o f   a r t i f i c i a l   i nt e l l i ge n c e   a nd   t h e   i nt e rn e t   of  t h i n gs   (Io T )   ha s   s i g ni f i c a n t l y   a l t e r e l a rge - s c a l e   a g r i c ul t u ra l   s u r v e i l l a n c e .   D r o n e s   e qui ppe d   w i t a dv a n c e d   i m a gi n g   t e c hn o l o g y   a n d   a rt i f i c i a l   i nt e l l i ge n c e   m i g ht   s w i f t l y   a n d   p r e c i s e l y   i de n t i fy   di s e a s e s   ov e r   v a s t   a g r i c ul t u ra l   a r e a s ,   o pt i m i z i ng  r e s o ur c e   ut i l i z a t i o n   a n d   r e duc i n g   c r o l o s s e s .   Su ga r c a n e   i l l n e s s e s   a r e   b e i n g   m a na ge w i t t h e   us e   o f   a dv a n c e A I   t e c hn o l o g y .   R e s e a r c h e r s   i [1 8]  de s c r i b e a   t e c hn i q ue   t ha t   e m pl o y s   m u l t i s pe c t ra l   s a t e l l i t e   i m a ge r y   a n d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge n c e   t o   de t e c t   R a t o o n   S t u n t i ng   D i s e a s e   i s u ga r c a n e .   T hi s   s a t e l l i t e - ba s e m e t h o d   f a c i l i t a t e s   t h e   e a r l y   de t e c t i o o f   di s e a s e   h o t s po t s   o n   b i p l a nt a t i o n s   by   pe r m i t t i n g   t a r ge t e t r e a t m e nt s   a nd   s t o ppi n g   t h e   s p r e a d   o f   di s e a s e s .   F urt h e r m o r e ,   a dv a n c e m e n t s   i n   A f ra m e w o r ks   a r e   m a ki ng  i t   s i m pl e r   t o   i de n t i f y   di s e a s e s   i n   c r o ps   l i ke   po t a t o e s   a n d   t o m a t o e s .   R e s e a r c h e r s   a r e   e m p l oy i n ML   a nd  DL   m o de l s   t o   de t e c t   a g r i c ul t u r a l   i l l n e s s e s   i n   o rde t o   s o l ve   s i g n i f i c a n t   i s s ue s   s uc a s   v a r y i n g   c l i m a t i c   c o n d i t i o n s   a nd   di v e r s e   di s e a s e   p r e s e n t a t i o n s .   T h e   c o m b i na t i o o c ut t i n g - e dge   A I   t e c hn o l o gy   w i t h   p r a c t i c a l   a pp l i c a t i o n s   hi g hl i g ht s   t h e   po t e n t i a l   o f   t h e s e   t o o l s   t o   t r a n s f o r m   m o de rn   a g r i c ul t u r e .   A s   A I - po w e r e s y s t e m s   a dv a n c e ,   t h e y   m i g ht   e nh a n c e   f oo s e c ur i t y ,   di s e a s e   pr e v e n t i o n,   a n d   c r o m o ni t o r i n g ,   f a c i l i t a t i n g   t h e   w i de s pr e a d   a do pt i o o f   m o r e   r e s i l i e n t   a nd  s us t a i n a b l e   a g r i c ul t u ra l   pra c t i c e s .   In   [ 19] ,   [ 2 0]   p r o po s e s   a   n o v e l   l i g h t w e i ght   de e CN N   m o de l   t o   l e a rn  hi g h - l e v e l   h i dde f e a t u r e   r e p r e s e n t a t i o n s .   L o c a l   t e xt u r e   i n f o r m a t i o i s   e xt ra c t e f ro m   pl a n t   l e a f   i m a ge s   us i n g   de e f e a t u r e s   a n d   c o n v e n t i o n a l l y   c o n s t r uc t e l o c a l   b i na r y   pa t t e rn  (L B P f e a t u re s .   T hr e e   o pe n l y   a c c e s s i b l e   da t a s e t s ,   a ppl e   l e a f ,   t o m a t o   l e a f ,   a n d   g ra pe   l e a f ,   a r e   us e t o   t ra i a nd  a s s e s s   t h e   p ro pos e m o de l .   T h e   p r o po s e t e c hn i que   a c h i e v e s   v a l i da t i o a c c ur a c i e s   o f   99%,   96 . 6% ,   a n d   98 . 5%   a nd  t e s t   a c c ur a c i e s   o f   98. 8% ,   96 . 5% ,   a n d   98 . 3%   a c r o s s   t h e   t hr e e   da t a s e t s .   P a j a n y   e t   a l .   [21]   p r o po s e m o de l   e ns e m b l e   m e t h o f o r   a c c u r a t e l y   i de n t i f y i n a n c l a s s i fy i n pl a n t   di s e a s e s   b a s e o n   f i e l pi c t u r e s .   T h e   s e gm e nt   a n y t hi n m o de l   a l l o w s   f o r   t h e   r e c o gn i t i o n   a n d   de l i n e a t i o o f   a n y   di s c e rn i b l e   i t e m   i n s i de   a i m a ge .   T h e   h i g hl i g ht e c o m po n e n t s   a r e   t h e e xt r a c t e d   f r o m   t h e   o r i gi na l   i m a ge   us i ng  i m a ge   p r o c e s s i n t e c hn i q ue s .   T h e   f ul l y   c o n vo l ut i o na l   d a t a   de s c r i pt i o n   i s   a n   e xpl a i na b l e   de e o n e - c l a s s   c l a s s i f i c a t i o m o de l   f o a n o m a l y   de t e c t i o n .   It   a i ds   i d i f fe r e nt i a t i ng  b e t w e e n   b a c kg r o u n ob j e c t s   a n d   a c t u a l   l e a f   t hi n gs .   F i na l l y ,   a   c a t e go ri z a t i o m o de l   c r e a t e d   by   P l a n t v i l l a ge   i s   us e d   t o   i n f e r   c o n c l us i o n s   f r o m   t h e   s e l e c t e l e a v e s .   T a j i   e t   al .   [22]   r e c o m m e n d   ut i l i z i n g   U A V - b a s e r e m o t e   s e n s i ng   da t a   i n   c o m b i na t i o n   w i t o pt i m a l   f uz z y   de e n e ura l   n e t w o r ks   (O F D N N - P D D C)  t o   i de n t i fy   a nd  c a t e go r i z e   pl a n t   i l l n e s s e s .   T h e   O F D N N - P D D m e t h o d   m a y   b e   us e t o   e ff i c i e n t l y   i de n t i f y   a n c l a s s i fy   a   ra n ge   o f   pl a nt   di s e a s e s .     T h e   h y b r i d   f r a m e w o r e m pl o y e i t hi s   s t udy   i s   b a s e o a   h y b r i d   p r e p r o c e s s i n g   t e c hni que   t h a t   i n c o r po r a t e s   a e n s e m b l e   f e a t ur e s   e n gi n e e r i n g   p h a s e   t ha t   f oc us e s   o n   t e xt u r e   f e a t u r e s   t o ge t h e w i t h   t w di s t i n c t   f o r m s   o f   de e fe a t ur e   e xt ra c t i o n   [23 ].   T h e   L B P   c h a r a c t e ri s t i c s   a r e   i n t e g ra t e w i t t h e   CN N   qua l i t i e s .   T hr e e   di s t i n c t   m e t a - h e uri s t i c   a l go r i t hm s   t h e   b i na r y   dra go n f l y   a l go r i t hm   (B D A ),   t h e   a nt   c o l o n y   o pt i m i z a t i o n   t e c hn i q ue ,   a n d   t h e   m o t f l a m e   o pt i m i z a t i o m e t h o d   (M F O )   a r e   us e t o   o pt i m i z e   t h e   e n s e m b l e   f e a t u r e   v e c t o r .   M o de r ML   m e t h o ds   a r e   us e t o   c l a s s i fy   t h e   e nha n c e f e a t u re   v e c t o r .       3.   P R O P O S ED   M ETH O D O LO G Y   AMS - Co n v N e t   e nh a n c e s   t h e   s upe ri o r   f e a t u r e   e xt ra c t i o c a pa b i l i t i e s   a n d   r e duc e t ra i ni n r e qui r e m e nt s .   I t   pe r f o r m s   b e t t e r   t ha n   t h e   b ul o f   t r a d i t i o n a l   CN N   m o de l s   a s   w e l l   a s   a   f e w   of   t r a n s f o r m e m o de l s .   T h e   A M S - Co n v N e t   i s   m a de   up  o f   a   f e a t u r e   e xt ra c t i o n   l a y e r   a t   t h e   h e a d,   a   f e a t u r e   c l a s s i f i c a t i o n   l a y e r   a t   t h e   e n d ,   a n f o ur   s t a c ke A M S - Co n v N e t   b l oc ks   of   v a r y i ng  s i z e s   i t h e   c e nt e r.   T h e   i n t ra - l a y e r   a r c h i t e c t u r e   a n d   s t a c k i n g   t e c hni que   o f   A M S - Co n v N e t   a r e   d i f fe r e nt   f r o m   t h o s e   o f   t h e   ge n e r a l   a r c h i t e c t u r e .   A m o ng  t h e   m o di f i c a t i o n s   a r e   t h e   f o l l o w i n g:   I n   e a c o f   t h e   f o ur   s t a ge s ,   t hr e e ,   f o ur,   s i x,   a nd  t hr e e   b l o c ks   a r e   s t a c ke d,   r e s ul t i n g   i a   ra t i o   o f   a r o u n 1: 1 : 2: 1 .   A M S - Co n v N e t   e m pl o y s   a   b l o c s t a c ki n g   r a t i o   o f   1: 1: 3 : a n d   m o di f i e s   t h e   s t a c k i n t o   3,   3 ,   9 ,   a n d   3 ,   d r a w i n i n s pi ra t i o f r o m   t h e   t r a n s f o r m e r   i de a .   AMS - Co n v N e t   pe r f o r m s   t h e   P a t c h i f y   pr o c e s s   i pa ra l l e l ,   s ub s t i t ut i ng   a   4   x   4   c o n v o l ut i o n a l   ke rn e l   s i z e   a nd  a   s t r i de   o f   f o r   t h e   S t e m .   D i m e n s i o na l i t y   e xpa n s i o f o l l ow s   di m e n s i o na l i t y   r e duc t i o i n   t h e   bo t t l e n e c de s i g n   o f   CN N ,   a n f e a t u r e   e xt ra c t i o n   f o l l ow s .   U s i n g   a i n v e rt e b o t t l e n e c k,   A M S - Co n v N e t   pe r f o r m s   f e a t u r e   e xt r a c t i o f i r s t ,   f o l l ow e by   di m e n s i o na l i t y   r e duc t i o a n d   di m e n s i o na l i t y   i n c r e a s e .   A   de pt h - s e pa ra b l e   c o n vo l ut i o n   i s   a l s o   e m pl oy e d,   w h i c i s   c o m pa ra b l e   t o   t h e   T ra n s f o r m e r' s   S e l f - a t t e n t i o n   a n d   t h e   t h e   a c t i v a t i o n   f un c t i o n   i s   e m p l oy e i n f r e que nt l y .   In  t h e   n o rm a l i z i n g   l a y e r ,   l a y e r   n o r m a l i z a t i o n   ha s   t a ke t h e   r o l e   of   b a t c n o rm a l i z a t i o n,   a n d   t h e   f r e que n c y   of   n o rm a l i z a t i o n   a ppl i c a t i o n s   ha s   de c r e a s e d.   A M S - Co n v N e t   i n c o r po r a t e s   a   do w n s a m pl i n g   l a y e r   w i t h   l a y e r   n o rm a l i z a t i o a n a   c o n v o l ut i o o pe r a t i o w i t h   a   ke rn e l   s i z e   o Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   3 9 ,   N o .   3 ,   S e pt e m b e r   20 25 :   1 9 76 - 1 9 89   1980   a nd   a   s t ri de   o f   a t   t h e   s a m e   t i m e .   A M S - Co n v N e t   e m pl o y s   a   7x c o n v o l ut i o ke rn e l   r a t h e t ha t h e   3x3   c o n vo l ut i o ke rn e l .       3. 1 .     A r c h i t e c tu r e   T h e   b a c kgr o u n d   o f   t h e   pl a nt   di s e a s e   d a t a s e t   i s   c o m pl e x,   a n c ha r a c t e r i s t i c s   l i ke   t i n y ,   di s pe r s e di s e a s e   s po t   pa t c h e s   m a ke   di s e a s e   c l a s s i f i c a t i o m o r e   c ha l l e n g i n g .   T o   a dd r e s s   t h i s ,   t h i s   s t udy   s ugge s t s   a   hi g h - pe r f o r m a n c e   p l a nt   d i s e a s e   c l a s s i f i c a t i o n e t w o r k   t ha t   m a ke s   us e   of   a n   i m p r o v e A M S - Co n v N e t   a r c hi t e c t u r e .   T h e   a u gm e n t e d   c o n v o l ut i o n a l   b l o c a t t e n t i o m o dul e   i s   f i r s t   i n c l ude a f t e t h e   s e c o n c o n vo l ut i o o f   t h e   A M S - Co n v N e t   B l o c a n d   a t   t h e   c o n c l us i o o f   e a c h   S t a ge   i o r de t o   i m p r o v e   t h e   n e t w o r k' s   e m p ha s i s   o n   di s e a s e s po t   i n f o r m a t i o a n d   l e s s e n   t h e   i n f l ue n c e   o f   unr e l a t e e l e m e nt s .   S e c o n d,   t o   i m p r o v e   t h e   n e t w o r k' s   c a pa c i t y   t o   e xt ra c t   f e a t ur e   i n f o r m a t i o r e l a t e d   t o   i l l n e s s e s   o f   v a r i e d   s i z e s .   I t h e   e n d ,   t h e   A M S - Co n v N e t   B l o c m o de l ' s   r e pe t i t i o c o un t   i s   de c r e a s e i o r de t o   l o w e r   t h e   m o de l ' s   c o m pl e xi t y .   F i gu r e   1   s h o w s   t h e   A M S - Co n v N e t   a nd  F i gu r e   2   s h o w s   t h e   p ro pos e m o de l .     3. 2 .     M D A F   M D A F   i s   a n   a t t e nt i o n   m o dul e   c o n s i s t i n g   o f   s pa t i a l   a nd  c h a nn e l   m e c ha n i s m s .   T h e   a t t e n t i o n   i s   l e v i e o n   c ha nn e l   i n f o r m a t i o n   w i t hi n   t h e   po s i t i o t a rge t   i n f o rm a t i o n,   t h i s   i s   e m b e dde w i t h i t h e   CN N s   w i t a d de c o m put a t i o n .   T h e   c h a nn e l   a t t e n t i o m o dul e   pe r f o r m s   i n f o r m a t i o c o m b i n a t i o t hr o ug h   a v e r a ge   m a x   po o l i n o pe r a t i o n s ,   t h e n   f o r w a r ds   i t   t o   a   s h a r e d   n e t w o r k,   w h i c c r e a t e s   a   c ha nn e l   a t t e n t i o m a p   by   c o m b i n i ng  t h e   i n put   f e a t ur e   m a ps   a n d   c o m pr e s s i n t h e i r   s p a t i a l   di m e n s i o n s ,   h o w e v e r   l i ke   t hi s   t h e   c h a nn e l   a t t e n t i o m o de l   i s   e v a l ua t e d.       ( ) = ( ( ( ) ) + (  ( ) ) )     ( 1 ( ( ) ) + 1 ( (  ) )   (1)     In  (1   de n o t e s   t h e   i nput   f e a t u r e   m a p,     de n o t e s   t h e   a c t i v a t i o f un c t i o n,   M L P   de pi c t s   m u l t i l a y e r   pe r c e pt r o n ,     i s   t h e   a v e r a ge   po o l i ng  o pe ra t i o n,      i s   t h e   m a xi m um   po o l i n g   o pe r a t i o n ,   0  , 1    a n      upo n   c o m p r e s s i o n   o f   s pa t i a l   f e a t u r e   m a p   by   gl ob a l   m a po o l   a n d   gl o b a l   a v e ra ge   po o l .   T h e   s pa t i a l   a t t e nt i o m o dul e   c o n s i de r s   t h e   i m po rt a nc e   of   pi xe l s   a t   d i f f e r e n t   l o c a t i o n s   i n   t h e   s a m e   c h a nn e l ,   c o m p r e s s e s   t h e   c ha nn e l ,   a nd  pe r f o r m s   a v e r a ge   po o l i n a nd  m a x i m u m   po o l i n i t h e   c h a nn e l   di m e n s i o t o   c o n c e n t r a t e   t h e   i n f o r m a t i o a t   t h e   s p a t i a l   l o c a t i o n s   o f   i m po r t a n t   f e a t u r e s .   T h e   s p a t i a l   a t t e nt i o m o dul e   i s   c a l c ul a t e a s   f o l l ow s .     ( ) = ( 7 7 ( [ ( ) ,  ( ) ] ) )     ( 7 7 ( [ ,  ] ) ) )   (2)     H e r e   i n   (2)    de n o t e s   t h e   f e a t u r e   m a p ,   a s   a   r e s ul t   o f   t h e   s pa t i a l   a t t e n t i o n   m o dul e ,     i s   t h e   i n p ut   f e a t ur e   m a p ,     i s   t h e   s i g m o i f un c t i o n,   7 7   de pi c t s   t h e   c o n v o l ut i o o pe r a t i o a n d   t h e   c o n v o l ut i o na l   ke rn e l   o s i z e   7,      de pi c t s   t h e   po o l i ng  o pe r a t i o n   a nd      de pi c t s   t h e   m a xi m um   po o l i n g   o pe r a t i o n.   T h e   MDAF   c ha nn e l   a t t e nt i o m o dul e   a n d   t h e   s p a t i a l   a t t e nt i o m o dul e   a r e   s e r i a l l y   c o n n e c t e d.   C ha nn e l   a t t e n t i o i s   c a rri e o ut   p ri o t o   t h e   a pp l i c a t i o o f   s pa t i a l   a t t e n t i o n .   T h e   l a t t e r' s   i n pu t   c o m e s   f r o m   t h e   p r e v i o us l y   a l t e r e f e a t ur e s ,   w hi c h   w i l l   a f f e c t   h o w   s pa t i a l   f e a t u r e s   a r e   l e a rn e d   a n d   m i g ht   c a us e   t h e   a t t e nt i o m o dul e   t o   f un c t i o e rr a t i c a l l y .   M ul t i l a y e r   pe r c e pt r o n s   (M L P s a r e   us e i t a n de m   t o   r e duc e   t h e   d i m e n s i o n a l i t y   o f   c h a nn e l   a t t e n t i o n,   w h i c r e s ul t s   i a   l o s s   o f   f e a t ur e s   a n d   a i n c r e a s e   i t h e   n u m b e o f   pa r a m e t e r s .   By   s w i t c h i n g   f r o m   a   s e ri a l   c o nn e c t i o t o   a   p a r a l l e l   c o nn e c t i o n ,   t hi s   s t udy   a ddr e s s e s   t h e   d i f f i c ul t i e s   fo un a n d   e nha n c e s   MDAF T h i s   e n s u r e s   t ha t   c ha nn e l   a t t e nt i o a nd  s pa t i a l   a t t e nt i o n   i np ut s   c o m e   f r o m   t h e   s a m e   s o ur c e ,   c o nt i n ue   t o   be   n o n - i nt e r f e r i ng,   a nd  p r o v i de   b e t t e r   f e a t u r e   w e i gh t   i n f o rm a t i o n.   T o   i n c r e a s e   t h e   m o de l ' s   c r o s s - c h a nn e l   i n t e r a c t i o c a pa b i l i t i e s ,   s i m p l i fy   t h e   a l go ri t hm ,   i m p r o v e   i nfo r m a t i o n   s ha ri n g   a c r o s s   c h a nn e l s ,   a nd   r e duc e   f e a t ur e   de g r a da t i o n,   a   o n e - di m e n s i o n a l   c o n v o l ut i o o pe ra t i o s i m ul t a n e o us l y   s e r v e s   a s   t h e   pe r c e pt r o l a y e r .   T h e   f e a t u r e   e xt ra c t i o n   p r o c e dur e   s uc c e s s f ul l y   r e s o l v e s   t h e   i nt e r f e r e n c e   p r o b l e m s   b r o ught   o by   t h e   n e t w o r k' s   i nt ri c a t e   na t u ra l   e n v i r o nm e n t   b y   a l l ow i n t h e   n e t w o r t o   c o n c e n t ra t e   o l e s i o n   c ha r a c t e r i s t i c s   v i a   t h e   a t t e n t i o n   m e c ha n i s m .   A n   i m p r o v e MDAF   a t t e n t i o m o dul e   t ha t   i s   i n c l ude i n t o   t h e   AMS - Co n v N e t   m o de l   i s   s h o w n   i t hi s   w o r k.   F o c us i ng  o n   t h e   e xt ra c t i o of   v i s ua l   da t a ,   a l l o c a t i n g   w e i gh t s   b e t w e e n   s i c pa t c h e s   a n d   b a c kg r o un d   i n f o r m a t i o o pt i m a l l y ,   a n d   e nha nc i n g   a d a p t a t i o t o   a   v a r i e t y   of   c o n t e xt s   a r e   a l l   c r uc i a l   f o r   i m p r o v i ng   n e t w o r i de nt i f i c a t i o a c c ur a c y .   T h e   n u m b e r   o f   m o de l   pa ra m e t e r s   s t a y s   r o ug h l y   c o n s t a n t .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A dapt i v e   de e l e ar ni ng   f r am e w or k   f or   m ul t i - s c al e   pl an t   di s e as e   d e t e c t i on   ( T e j as hw i ni   C .   G ad ag )   1981           F i gu r e   1 .   AMS - Co n v N e t   F i gu r e   2 .   P r o po s e m o de l       3. 3 .     A S F M   T h i s   m o dul e   i n c r e a s e s   t h e   n e t w o r k   w i dt upo r e pl a c i n g   t h e   s pa r s e   a nd   de n s e   s t r uc t u r e s   t ha t   e nh a n c e s   n e t w o r k   pe r f o r m a n c e   by   v o i di n g   c o m put a t i o n a l   t i m e .   t h e   i nput   f u r t h e e xt ra c t s   v a r i o us   f e a t u r e s   t hr o ugh  v a ri o us   s i z e s   o f   c o n vo l ut i o na l   ke rn e l s   i t h e   a dj a c e nt   b r a n c h e s ,   t h e   f o ur  b ra n c h e s   a r e   t h e s p l i c e i n   c h a nn e l   di m e n s i o a n d   i s   f u r t h e r   f us e w i t t h e   f e a t u r e   m a t ri i s   gi v e n   a s   o ut put .   T h e   m o de l ' s   s i z e   m a y   be   de c r e a s e a n d   t h e   c o m put a t i o n a l   c o m pl e xi t y   de c r e a s e v i a   de pt h w i s e   s e pa r a b l e   c o n v o l ut i o n ,   w h i c h   i n c l ude s   de pt h w i s e   a nd  po i nt - w i s e   c o n vo l ut i o n.   A s s u m e   t ha t   t h e   i npu t   f e a t u r e   m a t r i x ' s   w i dt a n d   h e i g ht   c o rr e s po n d   t o   t h e   c o n v o l ut i o ke rn e l ' s   s i z e ,   t h a t   t h e   i n pu t   f e a t u r e   m a t ri x ' s   n u m b e r   o f   c h a nn e l s   i s   ,   a nd  t h a t   t h e   o ut put   m a t r i x ' s   n u m b e r   o f   c ha nn e l s   i s   .       (3)     +   (4)     ( ) / ( + )     = 1 + 1   = 1 + 1 9   (5)     In   (3)   de n o t e s   t h e   a m o unt   o f   c o n v o l ut i o n a l   c o m put a t i o n,   in   (4)   i s   a   s e pe ra b l e   c o n v o l ut i o n   c o m put a t i o n .   i t h e   (5)  r e p r e s e nt s   s e pa ra t e   c o n v o l ut i o t ha t   s a v e s   m o r e   pa ra m e t e r s   i c o m pa r i s o w i t h   t h e   c o n v e n t i o n a l   c o n v o l ut i o na l   c o m put a t i o n.   T h e   ASFM   s t r uc t u r e   i m pl e m e n t e i n   t hi s   s t u dy   i s   fo un de o n   de pt h w i s e   s e pa ra b l e   c o n v o l ut i o a n d   t h e   I n c e pt i o a r c hi t e c t ur e .   I ni t i a l l y ,   t h e   1   ×   1   a n d   3   ×   3   o r d i na r y   c o n vo l ut i o n s   i n   I n c e pt i o n   a r e   s ub s t i t u t e w i t h   a   ×   3   d e pt h w i s e   c o n v o l ut i o n   a nd  a   1   ×   po i nt - w i s e   c o n vo l ut i o n.   S ub s e que n t l y ,   a   ×   5   c o n v o l ut i o n   i s   r e p l a c e b y   t w o   ×   c o n v o l ut i o n s .   L a s t l y ,   m u l t i pl e   s m a l l - ke rn e l   c o n v o l ut i o n   o pe ra t i o n s   c a n   i n t r o duc e   i n c r e a s e n o n l i n e a r i t i e s   w h i l e   m a i n t a i ni n t h e   s a m e   r e c e pt i v e   f i e l w i t r e duc e c o m put a t i o na l   r e qu i r e m e n t s .   T h e   m o de l   e n c o unt e r s   c ha l l e nge s   i n   e x t r a c t i n l e s i o n   ch a ra c t e ri s t i c s   w i t h i a   c o m pl e x   n a t u ra l   e n v i r o n m e n t ,   w hi c a f f e c t s   r e c o gn i t i o a c c ur a c y .   E nha n c i ng   t h e   pr o c e s s   i s   c ha l l e n g i n g;   h o w e v e r ,   i t   i s   e qua l l y   di f f i c ul t   t o   i m pr o v e   t h e   e xt ra c t i o o f   di s e a s e   i n f o r m a t i o us i n o n l y   a   s i n gl e   c o n v o l ut i o na l   ke rn e l   s i z e   i s   ut i l i z e due   t o   t h e   v a r i a b i l i t y   i n   s i z e   a n s ha pe   o f   t h e   di s e a s e   s po t s .   T h i s   s t udy   r e pr e s e n t s   a   ASFM   m o dul e   de s i g n e t o   e xt ra c t   de e pe r   c h a ra c t e ri s t i c s   o f   i l l n e s s   pi c t u r e s .   T h e   pe r f o r m a n c e   o f   t h e   AMS - Co n v N e t   n e t w o r k   c a n   b e   i m p r o v e t hr o ug h   t h e   i nt e g r a t i o o f   t h e   ASFM   m o dul e ,   w h i c f a c i l i t a t e s   t h e   e xt ra c t i o o f   di v e r s e   s c a l e s   o f   i l l n e s s   s po t   i n f o r m a t i o n .   F i g u r e   3   s h o w s   t h e   H F A M   m o de l .     3. 4 .     P TK A   T h e   m o de l   i s   v ul n e r a b l e   t o   i s s ue s   l i ke   o ve r f i t t i ng  a n po o r   ge n e ra l i z a t i o n   a b i l i t y   i n   t h e   f i e l o di s e a s e   r e c o gn i t i o s i n c e   i t   i s   c ha l l e ngi n g   t o   g a t h e r   f u r t h e r   c i t rus   di s e a s e   l e a f   d a t a .   A   t e c hn i q ue   f o r   m o v i n g   pr e - t ra i ni n g   w e i gh t s   f r o m   t h e   s o ur c e   do m a i t o   t h e   t a r ge t   do m a i n   i s   c a l l e P T K A ,   a n i t   c a h e l w i t h   s m a l l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   3 9 ,   N o .   3 ,   S e pt e m b e r   20 25 :   1 9 76 - 1 9 89   1982   s a m pl e   i s s ue s   a n d   e nh a n c e   n e t w o r k   pe r f o r m a n c e .   U s ua l l y ,   a   s i z a b l e   d a t a s e t   i s   u t i l i z e a s   t h e   s o u r c e   do m a i t o   f i r s t   t r a i t h e   m o de l .   A   da t a   c o l l e c t i o n   t ha t   y o w i s h   t o   a ppl y   t o   a   l i m i t e num b e o f   s a m pl e s   i s   k n o w n   a s   t h e   t a rge t   do m a i n .   Im a ge N e t   i s   t h e   b i gge s t   i m a ge   r e c o gn i t i o n   d a t a b a s e   a n i s   f r e que nt l y   us e f o r   pi c t u r e   c a t e go r i z a t i o n,   de t e c t i o n,   a n d   pl a c e m e n t .   T o   p r e - t ra i t h e   m o de l   i t hi s   s t udy ,   t h e   I m a ge N e t   d a t a   s e t   w a s   us e a s   t h e   s o ur c e   do m a i n.   T h e n,   a m o n g   f r e e z i n g   a n d   f i n e - t u n i ng   t e c hni que s ,   t h e   P T K A   a pp r o a c a pp r o p r i a t e   f o r   di a g n o s i n g   pl a nt   d i s e a s e   da t a s e t   w a s   us e d.   F r e e z i ng  i s   t he   pr o c e s s   of   s e t t i n t h e   w e i ght s   i t h e   s o u r c e   do m a i n' s   n e t w o r m o de l ,   f r e e z i n g   a l l   o f   t h e   n e t w o r k' s   c o n vo l ut i o na l   l a y e r s ,   a n d   o n l y   m o di fy i n t h e   f ul l y   c o n n e c t e o n e s .   F i n e - t u ni n g   i s   t h e   p r o c e s s   of   ke e pi n g   s o m e   o f   t h e   n e t w o r k' s   c o n v o l ut i o na l   a n d   f ul l y   c o n n e c t e l a y e r s   fo r   a dd i t i o n a l   t ra i ni n g   a n d   f i n e - t u ni n g   w h i l e   f r e e z i ng  s o m e   of   t h e   n e t w o r k' s   c o n v o l ut i o n a l   l a y e r s .   F i gu r e   s h o w s   t h e   P T K A   m e c h a ni s m .           F i gu r e .   H F A M   m o de l           F i gu r e   4.   P T K A   m e c h a ni s m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A dapt i v e   de e l e ar ni ng   f r am e w or k   f or   m ul t i - s c al e   pl an t   di s e as e   d e t e c t i on   ( T e j as hw i ni   C .   G ad ag )   1983   4.   R ES U LTS   AND   DISCUSSIO N   T h e   pe r f o r m a n c e   e v a l ua t i o n   r e v e a l s   t h a t   m o de l s   a c h i e v e   v a r y i n l e v e l s   of   e ffe c t i ve n e s s   a c r o s s   di f fe r e nt   d a t a s e t s ,   w i t m e t r i c s   s uc h   a s   p r e c i s i o n,   r e c a l l ,   F 1 - s c o r e ,   a n d   a c c ura c y   r e f l e c t i ng  t h e   c o m pl e xi t y   of  t h e   t a s ks .   D a t a s e t s   l i ke   s ug a r c a n e   l e a f   di s e a s e   s h o w   r e l a t i v e l y   l ow e r   pe r f o r m a n c e ,   i ndi c a t i n g   c h a l l e n ge s   i n   a c c ur a t e   de t e c t i o n ,   w hi l e   b e t t e r e s ul t s   a r e   o b s e r v e fo C o r n,   P o t a t o ,   a n d   G r o u n d n u t   da t a s e t s .   A dv a n c e a r c hi t e c t u r e s   l i ke   M o b i l e N e t V a nd   E f f i c i e n t N e t B de m o n s t ra t e   s t r o n g   pe r f o r m a n c e ,   s h o w c a s i n g   t h e   b e n e f i t s   o f   m o de r de s i g n s .     4. 1 .     D atas e t   d e tai l s     G r o u n d n ut   d a t a s e t   [23] :   T h e   d a t a s e t   us e f o r   t h i s   r e s e a r c h   i n c l ude s   di g i t a l   i m a ge s   o f   gr o u n d n u t   l e a v e s   c a pt u r e u nde v a r y i n w e a t h e c o n di t i o n s   a n d   di v e r s e   l i ght i ng  e n v i r o n m e n t s   i t h e   K o p pa l   a r e a   o K a rn a t a k a ,   I n d i a .   I t   c o n s i s t s   o f   a   t o t a l   o f   10, 361   i m a ge s ,   w hi c h a v e   b e e n   di v i de i nt o   s e pa r a t e   t ra i ni n a n t e s t   s e t s .   T h e   t e s t   da t a s e t ,   o t h e   o t h e r   ha n d ,   c o n s i s t s   of   2, 451  p h o t o s ,   w i t e a c h   c l a s s   i n c l ud i n g ,   de pe n di n g   o t h e   c a t e go r y ,   409   o r   405  i m a ge s .     S uga r c a n e   l e a f   d i s e a s e   da t a s e t   [24] :   t h e   s uga r c a n e   l e a f   di s e a s e   da t a s e t   c o m pri s e s   2, 567   i m a ge s   di s t r i b ut e a c r o s s   f i v e   di s t i n c t   c l a s s e s :   H e a l t h y ,   M o s a i c ,   R e R o t ,   R us t ,   a n d   Y e l l o w .   T h i s   da t a s e t   i s   de s i g n e t o   c a pt u r e   a   w i de   v a r i e t y   of   v i s ua l   f e a t u r e s   a s s o c i a t e w i t t h e s e   c o n di t i o n s ,   o f fe r i n g   a   c o m p r e h e n s i v e   r e s o ur c e   fo r   t h e   de v e l o pm e n t   o f   ML   m o de l s   fo r   di s e a s e   c l a s s i f i c a t i o n .   T h e   i n c l us i o o f   di ve r s e   di s e a s e   t y p e s   e n s ur e s   r o b us t   t ra i ni n g   a nd  t e s t i n g   c a pa b i l i t i e s   f o r   a l go ri t hm s   t a r ge t i n g   s uga r c a n e   l e a f   h e a l t h.     Co rn   (o m a i z e l e a f   di s e a s e   d a t a s e t   [ 25]:   t h e   c o rn  (o m a i z e l e a f   di s e a s e   da t a s e t   c o nt a i n s   4, 1 88   i m a ge s   c a t e go r i z e i n t o   f o ur   gr o ups :   Co m m o n   R us t ,   G r a y   L e a f   S p o t ,   B l i g ht ,   a n H e a l t h y .   T h i s   d a t a s e t   p r o v i de s   a   ri c a nd  di v e r s e   s e t   o f   v i s ua l   p a t t e rn s   f o r   d i s e a s e   a n d   h e a l t hy   l e a f   i de nt i f i c a t i o n .   I t   p l a y s   a   c r i t i c a l   r o l e   i a dv a n c i n p r e c i s i o n   a g r i c ul t u r e ,   e na b l i n g   t h e   de v e l o pm e n t   o f   a c c ur a t e   a nd  e f f i c i e n t   m o de l s   f o r   e a r l y   di s e a s e   de t e c t i o n   a n d   e ff e c t i v e   c r o m a na ge m e n t   i m a i z e   f a rm i n g .     P o t a t o   l e a f   di s e a s e   da t a s e t   [ 26]:   t h e   po t a t o   l e a f   d i s e a s e   da t a s e t   c o n s i s t s   o f   4, 06 i m a ge s   c l a s s i f i e i nt t hr e e   c a t e go r i e s :   e a rl y   b l i gh t ,   l a t e   b l i g h t ,   a nd  h e a l t h y .   I t   s e r v e s   a s   a   v i t a l   t o o l   f o r   s t udy i n g   t h e   v i s ua l   di s t i n c t i o n s   b e t w e e n   di f f e r e n t   t y pe s   of   b l i ght s   a n d   h e a l t h y   po t a t o   l e a v e s .   T hi s   d a t a s e t   i s   i n s t r u m e nt a l   i n   f a c i l i t a t i ng   t h e   de v e l o pm e n t   o f   a u t o m a t e d i s e a s e   de t e c t i o s y s t e m s ,   h e l p i n g   t o   r e duc e   c r o l o s s   a n d   i m p r o v e   pr o duc t i v i t y   i po t a t o   c ul t i v a t i o n.     4. 2 .     M e t r i c s   c o m p ar i s o n   4. 2 . 1.   P r e c i s i o n   P r e c i s i o m e a s u r e s   t h e   p r o po r t i o o f   c o r r e c t l y   i de n t i f i e po s i t i v e   i n s t a n c e s   a m o n g   a l l   i n s t a n c e s   pr e di c t e d   a s   po s i t i v e   by   t h e   m o de l .   It   f oc us e s   o n   t h e   a c c u ra c y   of   po s i t i v e   pr e di c t i o n s   a nd  i s   p a r t i c ul a rl y   i m po rt a nt   i s c e na r i o s   w h e r e   f a l s e   po s i t i v e s   c a rr y   s i gni f i c a nt   c o n s e que n c e s .   F o r   e x a m p l e ,   i s p a m   de t e c t i o n,   a   h i g p r e c i s i o m e a n s   t h e   m o de l   e f f e c t i v e l y   a vo i ds   l a b e l i ng  l e gi t i m a t e   e m a i l s   a s   s p a m .   P r e c i s i o p r o v i de s   i n s i g ht   i n t o   t h e   r e l i a b i l i t y   o f   t h e   m o de l ' s   po s i t i v e   p r e di c t i o n s ,   i n d i c a t i n g   h o w   w e l l   t h e   m o de l   di s c r i m i na t e s   b e t w e e n   r e l e v a nt   a n d   i rr e l e v a n t   po s i t i v e   c l a s s i f i c a t i o n s .     4. 2 . 2.   R e c al l   R e c a l l ,   a l s o   k n o w a s   s e n s i t i v i t y   o t h e   t rue   po s i t i v e   ra t e ,   e v a l ua t e s   t h e   m o de l ’s   a b i l i t y   t o   c o r r e c t l y   i de nt i fy   a l l   a c t ua l   po s i t i v e   i n s t a n c e s   i t h e   da t a s e t .   I t   m e a s ur e s   h o w   w e l l   t h e   m o de l   c a pt u r e s   po s i t i v e   c a s e s   a n i s   c r uc i a l   i n   a pp l i c a t i o n s   w h e r e   m i s s i n g   a   po s i t i v e   i n s t a n c e   c a n   ha v e   s e ve r e   c o n s e que n c e s ,   s uc h   a s   i n   m e di c a l   d i a g n o s e s   o r   f r a u de t e c t i o n .   A   h i g r e c a l l   i n di c a t e s   t h e   m o de l   s uc c e s s f ul l y   i de n t i f i e s   m o s t   of   t h e   t r ue   po s i t i v e s ,   e n s u r i n g   t ha t   c r i t i c a l   c a s e s   a r e   n o t   o v e r l o o k e d,   e v e n   i f   i t   i n c l ude s   s o m e   i rr e l e v a nt   po s i t i v e s .     4. 2 . 3.   F1 - S c o r e   F1 - s c o r e   i s   t h e   h a rm o ni c   m e a o f   pr e c i s i o n   a nd  r e c a l l ,   p r o v i di n a   b a l a n c e e v a l ua t i o n   o f   a   m o de l ' s   pe r f o r m a n c e   w h e de a l i n g   w i t h   i m b a l a n c e d a t a s e t s .   I t   i s   p a r t i c u l a rl y   us e f ul   w h e b o t h   f a l s e   po s i t i v e s   a n f a l s e   n e ga t i v e s   c a rr y   s i gni f i c a n t   c o n s e que n c e s ,   a n d   a   b a l a n c e   b e t w e e n   p r e c i s i o n   a n d   r e c a l l   i s   n e e de d.   A   hi g F1 - s c o r e   i n di c a t e s   t ha t   t h e   m o de l   m a i nt a i n s   a   go o t ra de - o ff ,   c a pt u r i n g   m o s t   po s i t i v e   c a s e s   w h i l e   m i ni m i z i n g   i n c o rr e c t   p r e di c t i o n s .   T hi s   m e t r i c   i s   i de a l   f o r   a p pl i c a t i o n s   l i ke   m e di c a l   d i a g n o s e s   o r   s p a m   de t e c t i o n,   w h e r e   bo t t y pe s   of   e rr o r s   m us t   b e   c a r e f ul l y   m a na ge d.     4. 2 . 4.   A c c u r ac y   A c c ur a c y   i s   t h e   p r o po r t i o n   o f   c o r r e c t l y   pr e di c t e i n s t a n c e s   (bo t po s i t i v e   a n d   n e ga t i v e o ut   o f   t h e   t o t a l   i n s t a n c e s   i t h e   da t a s e t .   I t   i s   a   s t r a i g h t f o r w a rd  a n d   w i de l y   us e m e t r i c   t ha t   m e a s u r e s   t h e   o v e r a l l   e ffe c t i ve n e s s   of   a   m o de l .   H ow e ve r ,   i t   c a b e   m i s l e a d i n g   i i m b a l a n c e d a t a s e t s   w h e r e   o n e   c l a s s   s i g ni f i c a nt l y   o ut w e i gh s   t h e   o t h e r.   F o e xa m pl e ,   i a   d a t a s e t   w i t h   95 n e g a t i v e s ,   a   m o de l   p r e d i c t i n g   a l l   n e ga t i v e s   a c h i e v e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i V o l .   3 9 ,   N o .   3 ,   S e pt e m b e r   20 25 :   1 9 76 - 1 9 89   1984   95%  a c c ura c y   b ut   f a i l s   t o   i de n t i f y   pos i t i v e s .   T h us ,   w hi l e   a c c ura c y   i s   a   h e l pf ul   m e t ri c   f o r   b a l a n c e da t a s e t s ,   i t   i s   o f t e n   s upp l e m e nt e by   o t h e m e t r i c s   l i ke   p r e c i s i o n ,   r e c a l l ,   a n d   F 1 - s c o r e   t o   p r o v i de   a   m o r e   c o m pr e h e n s i v e   e v a l ua t i o o f   m o de l   pe r f o r m a n c e .     4. 3 .     G r o u n d n u d atas e r e s u l ts   T a b l e   a n F i gu r e   5   i l l us t ra t e   t h e   p r e c i s i o n   ra t e s   ( %)  o f   v a r i o us   m o de l s   i a   c o m pa r a t i v e   a n a l y s i s .   It   s h o w s   t ha t   t ra di t i o n a l   m o de l s   l i ke   V G G 16  e x hi b i t   r e l a t i v e l y   l ow e r   p r e c i s i o (85 . 86 3%) ,   w hi l e   a dv a n c e a r c hi t e c t u r e s   l i ke   D e n s e N e t 161 ,   E f f i c i e n t N e t B 5,   a nd  M o b i l e N e t V de m o n s t ra t e   i m p r o v e pe r fo r m a n c e ,   w i t h   M ob i l e N e t V a c hi e v i n 93. 8 52% .   E f f i c i e n t N e t B s h o w s   s l i gh t l y   l e s s   pr e c i s i o n   (93 . 155 %)  t h a M ob i l e N e t V 2.   R e m a r k a b l y ,   t h e   c us t o m   o e xpe ri m e nt a l   m o de l s   l a b e l e E S   a n d   P S   a c hi e v e   s i gni f i c a n t   pr e c i s i o i m p r o v e m e n t s ,   w i t h   E S   r e a c h i n g   97 . 36 5%   a nd  P S   a c hi e v i n g   t h e   hi g h e s t   p r e c i s i o n   a t   98 . 34% .   T h i s   a n a l y s i s   s ugge s t s   t ha t   w h i l e   m o de rn  DL   a r c hi t e c t u r e s   e nha nc e   pe r f o r m a n c e ,   c us t o m   m o de l s   l i ke   P S   a nd  E S   o ut pe r f o r m   s t a n d a r d   p r e - t ra i n e d   m o de l s ,   i ndi c a t i n g   po t e n t i a l   o pt i m i z a t i o n s   t a i l o r e t o   t h e   s pe c i f i c   da t a s e t   o t a s k.       T a b l e   1 M e t ri c   c o m pa r i s o o g r o u n d n u t   d a t a s e t   M o d e l   P re c i s i o n   ( % )   Re c a l l   (% )   F1 - S c o r e   (% )   A c c u ra c y   ( % )   D e n s e N e t 1 6 1   9 2 . 1 4 5   9 1 . 8 4   9 1 . 8 3   9 1 . 8 4   E ffi c i e n t N e t   9 3 . 1 5 5   9 4 . 0 8 4   9 4 . 0 6 4   9 4 . 0 8 4   V G G 1 6   8 5 . 8 6 3   8 5 . 5 9 7   8 5 . 4 2 2   8 5 . 5 9 7   M o b i l e N e t V 2   9 3 . 8 5 2   9 3 . 7 9 8   9 5 . 5 8 8   9 3 . 7 9 8   In c e p t i o n R e s N e t V 2   8 8 . 4 7 1   8 8 . 2 9   8 8 . 2 5 5   8 8 . 2 9   ES   9 7 . 3 6 5   9 7 . 7 5 6   9 7 . 2 2 5   9 7 . 2 2 5   PS   9 8 . 3 4   9 8 . 7 6   9 8 . 9 8   9 8 . 4 3           F i gu r e   5.   P r e c i s i o m e t ri c   c o m pa r i s o n   o g r o u n d n u t   da t a s e t       F i gu r e   6   p r e s e n t s   t h e   r e c a l l   (%)   pe r f o r m a n c e   o f   v a r i o us   DL   m o de l s .   A m o n g   t h e   l i s t e d   m o de l s ,   V G G 16  de m o n s t ra t e s   t h e   l o w e s t   r e c a l l   a t   85 . 59 7%,   w h i l e   n e w e r   a r c h i t e c t u r e s   l i ke   I n c e pt i o n R e s N e t V 2   (88. 29 %)  a nd  D e n s e N e t 161  (91. 84%)  s h o w   i n c r e m e nt a l   i m p r o v e m e n t s .   M o b i l e N e t V a nd  E f f i c i e n t N e t B a c hi e v e   n o t a b l e   r e c a l l   v a l ue s   of   93. 798%   a n d   94. 084% ,   r e s pe c t i v e l y ,   i n d i c a t i n t h e i r   e f fe c t i v e n e s s   i n   i de nt i fy i n t r ue   po s i t i v e s .   T h e   c us t o m   m o de l s   E S   a n d   P S   s i g ni f i c a nt l y   o ut pe r fo r m   t h e   s t a nda rd  a r c hi t e c t u r e s ,   w i t h   E S   a c hi e v i n a n   i m p r e s s i v e   97. 756%  r e c a l l   a n P S   a t t a i n i n g   t h e   hi g h e s t   r e c a l l   o f   98. 76% .   T h i s   a na l y s i s   hi g h l i g ht s   t h e   e v o l ut i o o f   m o de l   pe r f o r m a n c e   a nd   u n d e r s c o r e s   t h e   s upe ri o r e c a l l   a c hi e v e by   t h e   s pe c i a l i z e d   m o de l s ,   s ug ge s t i n g   t h e i a da p t a t i o t o   s pe c i f i c   da t a s e t   c h a ra c t e r i s t i c s   o r   t a s k   r e qui r e m e nt s .   F i gu r e   7   s h o w c a s e s   t h e   F 1 - s c o r e   pe r f o r m a n c e   o f   v a ri o us   DL   m o de l s .   T h e   F 1 - s c o r e ,   w h i c b a l a n c e s   pr e c i s i o a nd  r e c a l l ,   i ndi c a t e s   t ha t   V G G 16  ha s   t h e   l o w e s t   pe r f o r m a n c e   a t   85. 422% .   I m p r o v e m e n t s   a r e   ob s e r ve w i t I n c e pt i o n R e s N e t V (88 . 255%)   a n d   D e n s e N e t 161  (91 . 83%) ,   w h i l e   E f f i c i e n t N e t B a nd  M ob i l e N e t V de m o n s t ra t e   s t r o n g   pe r f o r m a n c e   a t   94 . 064%   a n d   95 . 588 %,   r e s pe c t i v e l y .   H ow e ve r ,   t h e   c us t o m   m o de l s   E S   a nd   P S   s i g n i f i c a n t l y   o ut pe r f o r m   t h e s e   s t a nda rd   a r c h i t e c t ur e s ,   w i t E S   a c h i e v i n g   97. 2 25%   a n d   P S   r e a c h i ng   a e xc e pt i o na l   9 8. 98 %.   T hi s   a n a l y s i s   unde r s c o r e s   t h e   s upe r i o b a l a n c e   a c hi e v e by   t h e   c us t o m   m o de l s ,   e s pe c i a l l y   P S ,   s ugge s t i n t h e i r   e nha n c e o pt i m i z a t i o n   a n s u i t a b i l i t y   fo r   t h e   s pe c i f i c   da t a s e t   o r   t a s c o m pa r e t o   t h e   t r a d i t i o na l   a r c h i t e c t ur e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a J   E l e c   E ng  &   Co m S c i     IS S N :   2502 - 4752       A dapt i v e   de e l e ar ni ng   f r am e w or k   f or   m ul t i - s c al e   pl an t   di s e as e   d e t e c t i on   ( T e j as hw i ni   C .   G ad ag )   1985   F i gu r e   8   s u m m a ri z e s   t h e   a c c ura c y   (%)   o f   di f fe r e nt   DL   m o de l s .   V G G 16   e x h i b i t s   t h e   l o w e s t   a c c ur a c y   a t   8 5. 5 97% ,   i ndi c a t i n g   r o o m   fo r   i m p r o v e m e n t   i n   i t s   pe r f o r m a n c e .   I n c e pt i o n R e s N e t V a n D e n s e N e t 161  de m o n s t r a t e   b e t t e r e s ul t s ,   w i t h   a c c ura c y   v a l ue s   o f   88. 29 a n d   91 . 84% ,   r e s pe c t i v e l y .   M ob i l e N e t V a n E f f i c i e n t N e t B s h o w   e v e n   g r e a t e a c c ura c y   a t   93. 798 a nd  9 4. 0 84% ,   s h o w c a s i n t h e   i m p a c t   o a dv a n c e m e n t s   i a r c hi t e c t u r e   de s i g n.   T h e   c us t o m   m o de l   P S   s i g ni f i c a n t l y   s u r pa s s e s   a l l   o t h e m o de l s ,   a c hi e v i n g   a e xc e pt i o n a l   a c c ura c y   of   98. 43% ,   hi g h l i g ht i n g   i t s   s upe r i o a d a pt a b i l i t y   a n d   o pt i m i z a t i o f o t h e   s pe c i f i c   da t a s e t   o r   t a s k.   T hi s   a na l y s i s   un de r s c o r e s   t h e   e vo l ut i o n a r y   pe r f o r m a n c e   i m p r o v e m e n t s ,   w i t P S   e m e r gi ng  a s   t h e   m o s t   e f f e c t i v e   m o de l .           F i gu r e   6.   R e c a l l   m e t r i c   c o m pa r i s o o g r o und n ut   d a t a s e t           F i gu r e   7.   F1 - s c o r e   m e t r i c   c o m pa ri s o n   o n   g r o u n d nut   da t a s e t           F i gu r e   8.   A c c ura c y   m e t r i c   c o m pa ri s o o n   g r o un d nut   da t a s e t   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.