I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   14 , N o.   5 O c to be r  2025 , pp.  3757 ~ 3770   I S S N 2252 - 8938 ,   D O I 10.11591/ ij a i. v 14 .i 5 .pp 3757 - 3770          3757     Jou r n al  h om e page ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   M ob i l e C h i l i N e t :   c on vol u t i on al  n e u r a l  n e t w or k  f or  c h i l i  l e ave c l ass i f i c at i on       S ayu t R ah m an 1 , M ar is c h a E lv e n y 2 , M ar w an  R a m li 3 , D io n ik xon  M an u r u n g 1   1 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i c s , F a c ul t y   of   E ngi ne e r i ng , U ni ve r s i t a s  M e da n A r e a M e da n,  I ndone s i a   2 D e pa r t m e nt  of  D a t a  S c i e nc e  a nd A r t i f f i c i a l  I nt e l l i ge nc e F a c ul t y of  C om put e r   S c i e nc e  a nd I nf or m a t i on T e c hnol ogy ,     U ni ve r s i t a s  S um a t e r a  U t a r a , M e d a n. I ndone s i a   3 D e pa r t m e nt  of  M a t he m a t i c s F a c ul t y of  M a t he m a t i c s  a nd N a t ur a l  S c i e nc e s ,   U n i ve r s i t a s  S yi a h K ua l a , B a nd a  A c e h, I ndone s i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T   A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e N ov 7, 2024   R e vi s e 14  J ul , 2025   A c c e pt e A ug 6, 2025       Chili  pepper  ( Capsicum  annuum is   an  important  crop   in  many  cou ntries,  including  Indonesia,   which  plays  an  essential  role  in  the  local  econo my  and   food  production.  To  meet  the  high  demand,  effective  agricultural  manageme nt,  especially   the  diagnosis  and  treatment  of  plant  diseases,  is   essential This  study  aims  to  improve  the  accuracy  of  chili  leaf  disease  classifi cation  while  reducing  the  computat ional  cost  so  that  it  can  be   a pplied  to  low - cost  smart  farming  systems.  Through  the  development  of  the  MobileChiliNet  architectur e,  which  is  the  result   of  pruning  and  fine - tuning  of  MobileNetV2,  this  model  achieves  the  best  accuracy,  better  than  other  convolut ional  neural  networks  ( CNNs )   such  as   residual  network   ( Res Net50 )   and  visual  geometry  group  ( VGG ) 16.  Testing  with  various  optimize rs  and  learning r ate sche dulers shows  that AdamW  with PolynomialDe cay  pr ovides  the  best  performance  by  increasing   the  validation   accuracy  to  96.48 %.  The   reduced  model  complexit directly  translates  into  faster  inference  tim es  and  lower  hardware  requirements,  allowing  the  model  to  run  on  edge  d evices  such  as  Raspberry  Pi  o smartphones.  This   makes  MobileChiliNet  highly  practical  for  smallholder  farmers   and  rural   agricultural  settings,   where  computat ional  resources  are   limit ed By  balancing   high  classif ication  performance  with  minimal  computational  demands,  MobileChiliNet  supports  scalable,  affordable and  real - time  disease  monitoring  for  precision  agricult ure.   K e y w o r d s :   C hi li  l e a ve s   C hi li  l e a ve s  c la s s if ic a ti on   C la s s if ic a ti on   C onvolut io na ne ur a ne twor ks     M obi le C hi li N e t   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   M a r is c ha  E lv e ny   D e pa r tm e nt  of  D a ta  S c ie nc e  a nd A r ti f f ic ia I nt e ll ig e nc e   F a c ul ty  of  C om put e r  S c ie nc e  a nd I nf or m a ti on T e c hnol ogy U ni ve r s it a s  S um a te r a  U ta r a   M e da n ,   I ndone s ia   E m a il m a r is c ha e lv e ny@ us u.a c .i d       1.   I N T R O D U C T I O N   A ll  s ta n da r d  pa pe r   c om po ne n ts  ha v e   be e n s pe c if ie d   f o r  t he  s u s ta i na b le  de ve l op m e n goa ls  ( S D G s )   e m ph a s iz e   t he   im po r ta nc e   of   c o ns u m pt io a nd  pr od uc t io in   im pr ov in g   t he   qua li ty   of   l if e   i s oc ie ty ,   pa r ti c ul a r ly   i n   t he   a g r i c ul tu r a l   s e c t or ,   w h ic h   pl a ys   a   ke y   r ol e   i n   e ns ur in f o od   s e c u r i ty   a n d   r e duc in g   pove r ty .   A gr ic ul tu r e   a ls pl a ys   a n   i m po r ta n r ol e   i n   na ti on - bu il di ng   [ 1 ] .   O n e   a r e a   o f   f oc us   is   th e   c ul ti v a t io n   a n m a in te n a nc e   o f   c h il pl a nt s ,   s pe c i f ic a ll r e c h il ( C a ps ic um   ann uum ) w h ic h   is   a n   im p o r ta nt   c r o in   m a n c ou nt r ie s ,   i nc l ud in I n do ne s ia   [ 2 ] ,   [ 3 ] .   R e c hi li   no on ly   c o nt r ib u te s   t o   th e   lo c a l   e c on om bu a ls t f ood  pr od uc t io n,  s u c a s   s a u c e   p r o duc t io [ 4 ] m e di c in e   [ 5 ] a nd  c hi li   pow de r   [ 6] T he   d e m a nd   f or   c h i li   is   ve r y   h ig h,   w h ic h   r e q ui r e s   e f f e c ti ve   a g r i c ul tu r a m a n a ge m e n t,   e s pe c ia ll in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 3757 - 3770   3758   di a g nos is   a n t r e a tm e nt   o f   p la n d is e a s e s T hi s   is   c r uc ia to   s upp or s us ta i na b le   a gr ic u lt u r a pr a c t ic e s   a s   ta r ge t e b t he   S D G s   [ 7 ] E a r ly   d e te c ti on  of   di s e a s e s   i c h il le a ve s   c a h e l r e duc e   th e   r is of   c r op  y ie ld   lo s s  a nd  i m p r o ve   pr odu c t io n  q ua l it y.   I f   c hi li   le a f   di s e a s e s   a r e   not   de te c te e a r ly th e   im pa c c a be   hi ghl s ig ni f ic a nt   on  pr oduc ti on  a nd   c r op  qua li ty D is e a s e pl a nt s   w il e xpe r ie nc e   s tu nt e gr ow th w hi c w il ul ti m a te ly   a f f e c th e   qua nt it a nd   qua li ty   of   th e   f r ui pr oduc e d.  S om e   of   th e   im pa c ts   c a us e b c hi li   le a f   di s e a s e s   in c lu de   s tu nt e gr ow th f lo w e r   dr op,  unde r s iz e f r ui ts a nd  e ve r ot   [ 8] A ddi ti on a ll y,  unde te c te di s e a s e   s pr e a c a le a to   w id e s pr e a in f e c ti on   th r oughout  th e   e nt ir e   f a r m in a r e a dr a s ti c a ll in c r e a s in th e   c os t   of   tr e a tm e nt   a nd   di s e a s e   c ont r ol s uc a s   th e   m or e   f r e que nt   a nd  in te ns iv e   u s e   of   pe s ti c id e s T hi s   not   onl c a us e s   f in a nc ia l   lo s s e s  f or  f a r m e r s  but  a ls o ha s  t he  pot e nt ia to  ha r m  t he  e nvi r on m e nt .   F a il ur e   to   de te c c hi li   le a f   di s e a s e s   e a r ly   c a a l s e xt e nd  th e   r e c ove r ti m e   of   th e   pl a nt s th us   a f f e c ti ng  th e   ne xt   pl a nt in c yc le A s   a   r e s ul t,   lo w e r   c r op  yi e ld s   m a a f f e c th e   s uppl of   c hi li   in   th e   m a r ke t,   dr iv in up  pr ic e s a nd   unde r m in in th e   e c onomi c   s t a bi li ty   of   f a r m e r s   [ 9] T he r e f or e a n e f f ic ie nt   a nd  a c c ur a te   a ppr oa c to   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on  is   c r uc ia to   m a i nt a in   a gr ic ul tu r a pr oduc ti vi ty   a nd  e ns ur e   th e   s us ta in a bi li ty   of   c hi li   f a r m in g.   A c c ur a te   c la s s if ic a ti on  of   c hi li   le a f   di s e a s e s   is   e s s e nt ia f or   e a r ly   di a gnos is e na bl in f a r m e r s   to   ta ke   ti m e ly   a c ti on  in   di s e a s e   m a na g e m e nt .   T r a di ti ona m e th ods   of   di s e a s e   de te c ti on  a r e   of te ti m e - c ons um in a nd  pr one   to   e r r or s T he r e f or e a ut om a ti ng  th e   pr oc e s s   of   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on  us in im a ge - ba s e m a c hi n e   le a r ni ng  m e th ods   is   hi ghl be ne f ic ia l.   T hr ough  c la s s if ic a ti on  te c hni que s f a r m e r s   c a obt a in   a c c ur a te   a nd  r e li a bl e   in f or m a ti on  a bout   th e   c ondi ti on  of   th e ir   pl a nt s w hi c h   w il he lp   th e m   m a ke   be tt e r   de c is io ns S im il a r   a ppr oa c he s   ha ve   be e a ppl ie to   ot he r   c r ops s uc a s   th e   di a gnos is   of   A lt e r na r ia   di s e a s e   a nd  L e a f m in e r   pe s on  to m a t le a ve s   u s in im a ge   pr oc e s s in te c hni que s ,   de m ons tr a ti ng t he  e f f e c ti ve ne s s  of  a ut om a te d vi s ua a n a ly s is  i pr e c is io n a gr ic ul tu r e   [ 10] .   D e e le a r ni ng,  pa r ti c ul a r ly   c onvolut io na n e ur a ne twor ks   ( C N N ) ha s   ga in e d   a   lo of   a tt e nt io due   to   it s   be tt e r   pe r f or m a nc e   in   im a ge   c la s s if ic a ti on  ta s k s   [ 11] in c lu di ng  pl a nt   di s e a s e   de te c ti on  [ 12] C N N   ha s   be e w id e ly   us e in   va r io us   a gr ic ul tu r a l   a ppl ic a ti ons   be c a us e   o f   it s   a bi li ty   to   a ut om a ti c a ll e xt r a c im por ta n t   f e a tu r e s   f r om   im a ge s   w it hout   th e   ne e f or   m a nua f e a tu r e   e ngi ne e r in g.  T hi s   m a ke s   C N N   a id e a c hoi c e   f or   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on,  a s   it   c a h a ndl e   c om pl e v is ua pa tt e r ns   a nd   va r ia ti ons   in   le a f   im a g e s ,   r e s ul ti ng i n m or e  a c c ur a te  pr e di c ti ons   [ 13] .   R e c e nt   s tu di e s   s how   th a C N N   m ode pe r f or m a nc e   c a be   e nha nc e th r ough  te c hni que s   s uc a s   tr a ns f e r   le a r ni ng  [ 14] f in e - tu ni ng  [ 15] a nd  pr uni ng  [ 16] T r a n s f e r   le a r ni ng  a ll ow s   f or   le ve r a gi ng  pr e - tr a in e d   m ode ls   to   im pr ove   c la s s if ic a ti on  pe r f or m a nc e   on  ne w   da ta s e ts   w it m in im a tr a in in ti m e w hi le   f in e - tu ni ng   f ur th e r   opt i m iz e s   th e   m ode by  a dj us ti ng  s pe c if ic   la ye r s O th e   ot he r   ha nd,  pr uni ng   he lp s   r e duc e   m ode s iz e   by e li m in a ti ng unne c e s s a r y pa r a m e te r s , r e s ul ti ng i n m or e  e f f ic ie nt  c om put a ti on w it hout  s a c r if ic in g a c c ur a c y.   I a ddi ti on,  r e c e nt   a dva nc e m e nt s   in   li ght w e ig ht   C N N   a r c hi te c tu r e s   ha ve   de m ons tr a te s tr ong   pot e nt ia f or   a g r ic ul tu r a a ppl ic a ti ons   on  e dge   de vi c e s A   r e c e nt   s tu dy  in tr oduc e a ul tr a - li ght w e ig h t   ne twor k w it h a  l ow  numbe r  of  pa r a m e te r s , ye c a pa bl e  of  a c hi e vi ng c om pe ti ti ve  a c c ur a c y i n pl a nt  di s e a s e  a nd   pe s de te c ti on  w hi le   m a in ta in in m in im a c om put a ti ona l   c o m pl e xi ty   [ 17] A not he r   s tu dy  im pl e m e nt e a   M obi le N e tV3L a r ge - ba s e m od e f or   r e a l - ti m e   gr a pe   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on  on  a n   e dge   d e vi c e   ( J e ts on   N a no) a c hi e vi ng  ove r   99%   a c c ur a c a lo ng  w it e xpl a in a b il it f e a tu r e s   us in G r a d - C A M   [ 18] T he s e   de ve lo pm e nt s   r e in f or c e   th e   pr a c ti c a li ty   of   li ght w e ig ht   C N N s   in   r e a l - w or ld   a gr ic ul tu r a e nvi r onm e nt s ,   pa r ti c ul a r ly  i n r ur a or  l ow - r e s our c e  s e tt in gs  w it h l im it e d c om put in g powe r .   I th is   s tu dy,  w e   p r opos e   M obi le C hi li N e t,   a   li ght w e ig ht   a nd  a c c ur a te   m ode de ve lo pe by   c om bi ni ng  pr uni ng  a nd  f in e - tu ni ng  te c hni que s   on  M obi le N e tV 2.  T he   obj e c ti ve   i s   to   c r e a te   a   c om p a c m ode w it h f e w e r  pa r a m e te r s  a nd high c la s s if ic a ti on a c c ur a c y, s ui ta bl e  f or  de pl oym e nt  on l ow - pow e r  ha r dw a r e  s uc a s   s m a r tp hone s   or   R a s pbe r r P i.   T a bl e   1   s um m a r iz e s   r e l a te d   r e s e a r c on  le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on  us in va r io us  m e th ods  a nd t he ir  a c c ur a c ie s .   T he   m e th ods   li s te in   T a bl e   de m on s tr a te   va r io us   te c hni qu e s   f or   c hi li   le a f   c la s s if ic a ti on.  F in e - tu ni ng  m ode ls   li ke   S huf f le N e r e s ul ts   in   hi gh  a c c ur a c y,  but   onl f or   two  c la s s e s F or   a   la r ge r   num be r   of   c la s s e s s uc a s   f iv e   c la s s e s   in   m ode l s   li ke   s uppor v e c to r   m a c hi ne + r e c ur r e nt   ne ur a ne twor k   ( S V M + R N N ) e xt r e m e  i nc e pt io ( X c e pt io n ) , a nd E f f ic ie nt L e a f N e tB 4, t he  a c c ur a c y r e m a in s  r e la ti ve ly  l ow , w it h a  m a xi m um   a c c ur a c of   92.10% T hi s   in di c a te s   th a th e r e   is   s ti ll   a   ne e f or   im pr ove a c c ur a c in   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on t o e n s ur e  i ts  a ppl ic a bi li ty  i n s m a r a gr ic ul tu r a s ys te m s .   T hi s   r e s e a r c a im s   to   de ve lo a   m ode th a not   onl i m pr ove s   a c c ur a c y   but   a ls r e du c e s   c om put a ti ona c om pl e xi ty B ut il iz in pr uni ng  te c hni que s   c o m bi ne w it f in e - tu ni ng,  w e   ta r ge a   c om pa c a nd  e f f ic ie nt   a r c hi te c tu r e   th a c a a c hi e ve   hi ghe r   a c c ur a c w it h   lo w e r   c om put a ti ona c os ts . T he   ul ti m a te   go a of   th is   r e s e a r c is   to   pr oduc e   a   m ode th a c a be   us e in   r e a a gr ic ul tu r a a ppl ic a ti ons im pr ovi ng  di s e a s e   de te c ti on  in   c hi li   pl a nt s   w hi le   m in im iz in c om put a ti ona c os ts T he   m a jo r   c ont r ib ut io ns   of   th is   s tu dy  a r e   s um m a r iz e d a s :   i)   p r opos e s  M obi le C hi li N e t,  a  l ig ht w e ig ht  de e p  l e a r ni ng mode opt im iz e d f r om  M obi le N e tV2   th r ough  pr uni ng  a nd  f in e - tu ni ng  f or   c hi li   le a f   di s e a s e   c l a s s if i c a ti on ii )   a c hi e ve s   a   va li da ti on   a c c ur a c y   of   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       M obi le C hi li N e t:  c onv ol ut io nal  ne ur al  ne tw or k  f or  c hi li  l e av e s  c la s s if ic at io n   ( M ar is c ha E lv e ny )   3759   96.48% out pe r f o r m in s e ve r a s ta te - of - th e - a r C N N s   a c r os s   f iv e   di s e a s e   c la s s e s ii i)   e va lu a te s   m ul ti pl e   opt im iz a ti on  a lg or it hm s   a nd  le a r ni ng  r a te   s c h e dul e r s id e nt if yi n A da m W   w it P ol ynomi a lDe c a a s   th e   m os s ta bl e   a nd  a c c ur a te   c om bi na ti on iv )   e ns ur e s   r e a l - ti m e   de pl oym e nt   f e a s ib il it on  lo w - pow e r   e dge   de vi c e s   s uc h a s  R a s pbe r r y P a nd s m a r tp hone s , pr om ot in g a c c e s s ib il it y i n r e s our c e - li m it e d a gr ic ul tu r a e nvi r on m e nt s a nd v)  c ont r ib ut e s  t o pr e c is io n f a r m in g a nd S D G s  by e na bl in g e a r ly  di s e a s e  d e te c ti on, r e duc in g c r op l os s a nd  s uppor ti ng s m a ll hol de r  f a r m e r s .   T he  r e m a in de r  of  t hi s  pa pe r  i s  or ga ni z e d a s :   s e c ti on 2 de s c r ib e s  t he  r e s e a r c h m e th odol ogy, inc lu di ng   da ta s e pr e pa r a ti on,  m ode pr uni ng,  a nd  f in e - tu n in pr oc e s s e s . S e c ti on  pr e s e nt s   th e   r e s ul ts   a nd  di s c us s io ns in c lu di ng  c om pa r is ons   w it e xi s ti ng  C N N s e va lu a ti on  of   va r io us   opt im iz e r s a nd  th e   e f f e c of   di f f e r e nt   le a r ni ng r a te  s c he dul e r s . S e c ti on 4 pr ovi de s  t he  c onc lu s io ns  a nd i m pl ic a ti ons  of  t he  p r opos e d M obi le C hi li N e m ode f or  s m a r a gr ic ul tu r a s ys te m s .       T a bl e  1. R e s e a r c h r e la t e d t o l e a ve s   c la s s if ic a ti on   M e t hods   N um be r  of   c l a s s e s   A c c ur a c y   (%)   V G G N e t   [ 19]   3   97.00   S V M +R N N   [ 20]   5   92.10   G L C M +K N N   [ 21]   2   94.00   F i ne   t uni ng S huf f l e N e t   [ 22]   2   99.30   I nc e pt i on V 3   [ 23]   4   93.00   X c e pt i on   [ 24]   5   79.56   E f f i c i e nt L e a f N e t B [ 25]   5   92.00   E f f i c e nt N e t   [ 26]   4   91.00       2.   M E T H O D   T hi s   r e s e a r c a im s   to   de ve lo a opt im a C N N   m ode w it be t te r   a c c ur a c a nd  f a s te r   c la s s if ic a ti on  pe r f or m a nc e T he   r e s e a r c is   di vi de in to   f our   m a in   s te ps da ta s e pr e pa r a ti on,  te s ti ng  e xi s ti ng  C N N   m ode ls ,   pr uni ng  th e   be s t - pe r f or m in C N N a nd  f in e - tu ni ng  th e   hype r pa r a m e te r s   of   th e   pr une C N N   m ode l.   T h e   m e th odol ogy us e d i n t hi s  s tu dy i s  i ll us tr a te d i n F ig ur e  1 .           F ig ur e  1. R e s e a r c m e th odol ogy       A s   s how in   F ig ur e   1,  th e   da ta s e is   s pl it   in to   80%   f or   tr a in in g   a nd  20%   f or   va li da ti on.  T hi s   da t a   is   us e to   te s e xi s ti ng  C N N   m ode ls   s uc a s   M obi le N e [ 27] R e s N e [ 28] V G G N e [ 29] A le xne [ 30] a nd   S huf f le N e [ 31] w hi c ha ve   pr ove e f f e c ti ve   in   c la s s if yi ng  le a f   di s e a s e s T he   e xi s ti ng  C N N   m ode w it th e   be s a c c ur a c is   s e le c te d   f or   pr uni ng  to   c r e a te   a   m or e   c om pa c a nd  f a s te r   c la s s if ic a ti on  m ode l.   T he   pr une d   m ode is   th e f in e - tu ne to   f u r th e r   im pr ove   a c c ur a c y,  r e s ul ti ng  in   a   f a s te r   a nd  m or e   a c c ur a te   m ode f or   c la s s if yi ng c hi li  l e a f  di s e a s e s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 3757 - 3770   3760   2.1.  Dat as e t s   T he   da t a s e t   ut il iz e in   th i s   r e s e a r c i s   c om pr is e d   of   im a ge s   de p ic ti ng  va r io us   di s e a s e s   th a t   a f f e c r e d   c hi li   le a ve s obt a in e f r om   M e nde le d a ta T he s e   im a ge s   a r e   c a te gor iz e in to   f iv e   di s ti nc di s e a s e   c la s s e s   [ 24] T he   da ta s e ha s   be e pr oc e s s e in to   two  va r ia nt s a ugm e nt e a nd  non - a ugm e nt e d.  I ni ti a ll y,  th e   da ta s e c ont a in e 531  im a ge s how e ve r a f te r   a ppl yi ng  da ta   a ugm e nt a ti on  te c hni que s th e   da ta s e e xpa nd e s ig ni f ic a nt ly  t o 2,128 im a ge s . T a bl e  2 pr ovi de s  a  de ta il e d br e a k dow n of  t he  a ugm e nt e d da ta s e t.       T a bl e   2 A ugm e nt e d a ta s e t   C l a s s   n a m e   I m a ge   T r a i ni ng   V a l i da t i on   T ot a l   P ow de r m i l de w     486   122   608   H e a l t hy  l eaf     221   55   276   M ur da   c om pl e x ( m i t e s , t hr i ps )     342   86   428   L e a f   s pot  ( C e r c os por a )     326   82   408   N ut r i e nt   d e f i c i e nc y     327   81   408   T ot a l     1 , 702   426   2 , 128       T a bl e   out li ne s   th e   di s tr ib ut io of   th e   a ugm e nt e da ta s e us e in   th is   s tu dy  to   c la s s if di s e a s e s   a f f e c ti ng  r e c hi li   le a ve s T he   da ta s e e nc om pa s s e s   f iv e   di s ti nc di s e a s e   c a te gor ie s pow de r m il de w he a lt hy  le a f m ur da   c om pl e ( m it e s   a nd  th r ip s ) le a f   s pot   ( C e r c o s por a ) ,   a nd  nut r ie nt   de f ic ie nc y E a c di s e a s e   c la s s   is   r e pr e s e nt e by  a   s e of   im a ge s w hi c ha ve   b e e f ur th e r   di vi de in to   tr a in in a nd  va li da ti on  s ubs e t s A f te r   a ugm e nt a ti on,  th e   da ta s e to ta ls   2,128  im a ge s w it 1,702  de s ig na te f or   tr a in in g   a nd  426  f o r   va li da ti on.  T he   or ig in a im a ge s , w hi c h ha ve  unde r gone  a ugm e nt a ti on, a r e  de pi c te d i n F ig ur e  2.           F ig ur e  2.  D a ta   a ugm e nt a ti on       2.2 .     M ob il e N e t V a r c h it e c t u r e   T he   M obi le N e tV2  a r c hi te c tu r e   ut il iz e s   de pt hw i s e   s e p a r a bl e   c onvolut io ns   a nd  in ve r te r e s id ua bl oc ks   w it a   li ne a r   bot tl e ne c k,  de s ig ne to   im pr ove   c om put a ti ona e f f ic ie nc a nd  pe r f or m a nc e   on  de vi c e s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       M obi le C hi li N e t:  c onv ol ut io nal  ne ur al  ne tw or k  f or  c hi li  l e av e s  c la s s if ic at io n   ( M ar is c ha E lv e ny )   3761   w it li m it e r e s our c e s I th e   in it ia s ta ge a   s t a nda r c onvolut io na la ye r   w it 32  f il te r s   a nd  a   s tr id e   of   i s   us e to   e xt r a c in it ia f e a tu r e s   f r om   th e   in put   im a ge T he   ne twor th e pr ogr e s s e s   th r ough  a   s e r ie s   of   bot tl e ne c bl oc ks s ta r ti ng  w it a e xp a ns io f a c to r   of   1,  r e s ul ti ng  in   16  f il te r s   w it hout   c ha ngi ng  th e   out put   s iz e A f te r   th a t,   a   bot tl e ne c bl oc w it a e xpa n s io f a c to r   of   is   r e pe a te dl a ppl ie d,  w he r e   th e   f e a tu r e   s iz e   is  t e m por a r il y e xpa nde d be f or e  be in g c om pr e s s e d a ga in . T hi s  p r oc e s s  r e s ul ts  i n c ha nge s  i n output  di m e ns io ns   f r om   112 × 112  to   56 × 56,  28 × 28,  14 × 14, a nd  f in a ll 7 × 7,   w it t he   num be r   of   f il te r s   gr a dua ll in c r e a s in g   f r om   24,  32,  64,  96,   160,  to   320.  A f te r   p a s s in g   th r ough  th e   f in a l   c onvolut io na la ye r   w it 1,280   f il te r s a ve r a g e   pool in is   a ppl ie to   r e duc e   th e   f e a tu r e   di m e ns io ns   to   1 × 1.  T he   f in a la ye r   is   a   f ul ly   c onne c te la ye r   w it h     ne ur ons w hi c i s   us e d   to   c la s s if th e   c l a s s e s   of   c hi li   le a f   di s e a s e s .   T he   de ta il e a r c hi te c tu r e   of   M obi le N e tV2 f or  c hi li  l e a f  di s e a s e  c la s s if ic a ti on i s  s how n i T a bl e  3.       T a bl e  3 . M obi le N e t V a r c hi t e c tu r e   L a ye r   t ype   t   C   n   s   I nput   s i z e   O ut put   s i z e   C onv2D   -   32   1   2   224 × 224 × 3   112 × 112 × 32   B ot t l e ne c k   1   16   1   1   112 × 112 × 32   112 × 112 × 16   B ot t l e ne c k   6   24   2   2   112 × 112 × 16   56 × 56 × 24   B ot t l e ne c k   6   32   3   2   56 × 56 × 24   28 × 28 × 32   B ot t l e ne c k   6   64   4   2   28 × 28 × 32   14 × 14 × 64   B ot t l e ne c k   6   96   3   1   14 × 14 × 64   14 × 14 × 96   B ot t l e ne c k   6   160   3   2   14 × 14 × 96   7 × 7 × 160   B ot t l e ne c k   6   320   1   1   7 × 7 × 160   7 × 7 × 320   C onv2D   -   1280   1   1   7 × 7 × 320   7 × 7 × 1280   A vg  p ool i ng   -   -   1   -   7 × 7 × 1280   1 × 1 × 1280   F ul l y c onne c t e ( FC )   -   5   1   -   1 × 1 × 1280   1 × 1 × 5       I n T a bl e  3, s e ve r a im por ta nt  pa r a m e te r s  e xpl a in  t he  c onf ig ur a ti on of  e a c h l a ye r ( e xpa ns io n f a c to r in di c a te s   how   m u c th e   num be r   of   c h a nne ls   w il b e   e xpa nd e be f or e   pe r f or m in th e   de pt hw is e   c onvolut io n;   c   ( out put   c ha nne ls )   r e pr e s e nt s   th e   num be r   of   out put   c ha nne l s   f r om   e a c la y e r   or   bl oc k;   ( num be r   of   r e pe a ts s how s   how   m a ny  ti m e s   th e   bot tl e ne c bl oc i s   r e pe a te d   to   in c r e a s e   c om pl e xi ty   a nd  f e a tu r e   e xt r a c ti on  c a pa bi li ty a nd s   ( s tr id e )   in di c a t e s   th e   s hi f s te of   th e   ke r ne l   du r in th e   c onvolut io n,  w hi c h   a f f e c ts   th e  s pa ti a s iz e   of   th e   out put .   A   s tr id e   va lu e   g r e a te r   th a 1   ( e .g.,  s = 2)   w il r e s ul t   in   a   r e duc ti on  of   th e   r e s ol ut io n   ( dow ns a m pl in g)   in   th e   out put w he r e a s   a   s tr id e   of   ke e ps   t he   out put   s iz e   th e   s a m e   a s   th e   in put T he s e   pa r a m e te r   c om bi na ti ons   he lp   to   unde r s ta nd  th e   s tr uc tu r e   a nd  f unc ti ona li ty   of   e a c la ye r   in   th e   M obi le N e tV2  a r c hi te c tu r e . T he  bot tl e ne c k i M obi le N e tV2 is  i ll u s tr a te d a s   s h ow n i n F ig ur e  3.           F ig ur e  3. I ll us tr a ti on of  t he   b ot tl e ne c k i n M obi le N e tV2       T he   bot tl e ne c r e s id ua l   bl oc in   M obi le N e tV2  h a s   di f f e r e nt   c ha r a c te r is ti c s   d e pe ndi ng  on  th e   s tr id e   va lu e . A s tr id e = 1, a s   s how n i n F ig ur e  3, t he r e  i s  a  br a nc hi ng pr oc e s s  w h e r e  t he  f ir s br a nc h s im pl y pa s s e s  t he   or ig in a in put   w it hout   a ny  c ha nge s w hi le   th e   s e c ond  br a nc pe r f or m s   s e ve r a ope r a ti ons T he   s e c ond  br a nc h   c ons is ts   of   a   1 × 1   c onvolut io w it a   R e L U a c ti va ti on   f unc ti on,  f ol lo w e by  a   3 × 3   de pt hw is e   c onvolut io n   w it a   R e L U a c ti va ti on  f unc ti on,   a nd  th e a not he r   1 × c onv ol ut io w it hout   a ny  a c ti va ti on   f unc ti on.  T he s e   two  br a nc he s   a r e   th e s um m e to   pr oduc e   th e   f in a out put   of   th e   bl oc k.  O th e   ot he r   ha nd,  a s tr id e = 2,  th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 3757 - 3770   3762   pr oc e s s   is  s li ght ly   di f f e r e nt   a s   it   a im s   to   dow ns a m pl e   th e   f e a tu r e s A th is   s tr id e   va lu e th e   in it ia c onvolut io la ye r   in   th e   s e c ond  br a nc r e m a in s   th e   s a m e but   th e   3 × de pt hw is e   c onvolut io w it s tr id e   is   a ppl ie to   r e duc e   th e   s p a ti a s iz e   of   th e   out put   f e a tu r e s A ddi ti ona ll y,  th e  f ir s br a nc doe s   not   m e r e ly   p a s s   th e   in put   but   a ls unde r goe s   a dj us tm e nt s   to   m a tc th e   di m e ns io n s   of   th e   s e c ond  br a nc h.  T he   out put s   of   bot br a nc he s   a r e   not  di r e c tl y s um m e d but a r e  c om bi ne d a th e  f in a s ta ge  t o pr od uc e  m or e  c om pa c a nd de n s e  f e a tu r e s .     2. 3 .    P r op os e d   c on vol u t io n al  n e u r al   n e t w or k   a r c h it e c t u r e   T he   pr opos e C N N   a r c hi te c tu r e   is   th e   r e s ul of   p r uni ng  th e   M obi le N e tV2  m ode l,   w hi c pr e vi ous ly   s how e th e   be s a c c ur a c in   c la s s if yi ng  c hi li   le a f   di s e a s e s T h e   pr uni ng  pr oc e s s   w a s   c a r r ie out   by  r e duc in th e   num be r   of   bot tl e ne c k   la ye r s   in   M obi le N e tV2,  f r om   s e ve la ye r s   to   onl th r e e   bot tl e ne c l a ye r s   w it di f f e r e nt   out put   c ha nne ls T hi s   s t e a im s   to   de c r e a s e   c o m put a ti ona c os ts   w it hout   s a c r if ic in m ode pe r f or m a nc e A f te r   th e   la ye r   r e duc ti on,  th e   pa r a m e te r s   t,   c n,  a nd  s   w e r e   r e c onf ig ur e to   de te r m in e   th e   opt im a a r c hi te c tu r e  s e tu p. A n i ll us tr a ti on of  t he  M obi le N e tV2  pr uni ng pr oc e s s  i s  s how n i n F ig ur e  4.           F ig ur e  4.  I ll us tr a ti on  of  t h e  M obi l e N e t V pr u ni ng pr oc e s s       A s   s how in   F ig ur e   4,   e a c pa r a m e te r   c om bi na ti on   w a s   te s te a nd  tr a in e ove r   10  e poc hs T he   c om bi na ti on  w it th e   be s va li da ti on  a c c ur a c w a s   th e r e tr a in e f or   up  to   50  e poc hs   to   e va lu a te   th e   f in a l   pe r f or m a nc e   of   th e   r e s ul ti ng  C N N   m ode l.   B a s e on   th e s e   e x pe r im e nt s w e   s uc c e s s f ul ly   id e nt if ie th e   be s c om bi na ti on,  w hi c pr oduc e a opt im a C N N   a r c hi te c tu r e   f or   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on,  w hi c w e   na m e d M obi le C hi li N e t.   T he  c om pl e te   s tr uc tu r e  of  t he  M obi le C hi li N e a r c hi te c tu r e  i s  pr e s e nt e d i T a bl e  4.       T a bl e  4. M obi le C hi li N e a r c hi te c tu r e   L a ye r   t ype   t   C   n   s   I nput   s i z e   O ut put   s i z e   C onv2 D     -   32   1   2   3 × 128 × 128   32 × 64 × 64   B ot t l e ne c k   1   24   1   1   32 × 64 × 64   24 × 64 × 64   B ot t l e ne c k   6   32   3   2   24 × 64 × 64   32 × 32 × 32   B ot t l e ne c k   6   96   4   2   32 × 32 × 32   96 × 16 × 16   C onv2D     -   1 , 280   1   1   96 × 16 × 16   1280 × 16 × 16   A da pt i ve A vgP ool 2D   -   -   1   -   1280 × 16 × 16   1280 × 1 × 1   F ul l c onne c t e d ( l i ne a r )   -   5   1   -   1280   5       T he   M obi le C hi li N e a r c hi te c tu r e s how n   in   T a bl e   4 c ons is t s   of   s e v e r a ke la y e r s   de s ig ne to   e xt r a c im por ta nt   f e a tu r e s   f r om   c hi li   le a f   im a g e s .   T he   f ir s la y e r   is   a   C onv2D  l a ye r   w it 32  out put   c ha nne l s   a nd  a   s tr id e   of   2,  s e r vi ng  a s   th e   in it ia la ye r   to   r e duc e   th e   i nput   im a ge   s iz e   f r om   128 × 128  to   64 × 64  a nd  e xt r a c ba s ic   f e a tu r e s .   N e xt bot tl e ne c la y e r s   a r e   us e d   to   opt im iz e   th e   num be r   of   p a r a m e te r s   by   ut il iz in   th e   c onf ig ur a ti on  of   th e   e xpa ns io f a c to r   ( t) th e   num be r   of   out put   f il te r s   ( C ) th e   num be r   of   r e pe a ts   ( n) a nd  th e  s tr id e  ( s ) .   I ni ti a ll y,  a   bot tl e ne c w it a e xpa n s io f a c to r   of   a nd  24  f i lt e r s   is   a ppl ie w it hout   c h a ngi ng  th e   out put  s iz e . T he n, a  bot tl e ne c k w it h a n e xpa ns io n f a c to r  of  6  a n d 32 f i lt e r s  i s  us e d t hr e e  t i m e s  w it h a  s tr id e  of   2,  r e duc in th e   f e a tu r e   s iz e   to   32 × 32.  A   s im il a r   pr oc e s s   is   a ppl ie in   th e   ne xt   la ye r   w i th   96  f il te r s   a nd  4   r e pe a ts , f ur th e r  r e duc in g t he  s pa ti a s iz e  t o 16 × 16.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       M obi le C hi li N e t:  c onv ol ut io nal  ne ur al  ne tw or k  f or  c hi li  l e av e s  c la s s if ic at io n   ( M ar is c ha E lv e ny )   3763   A f te r w a r d,  a   C onv2D  la ye r   w it 1,280  out pu c ha nne ls   is   a ppl ie to   e nr ic th e   f e a tu r e   r e pr e s e nt a ti on,  f ol lo w e by  a ve r a ge   pool in us in A da pt iv e A vgP ool 2D r e duc in th e   f e a tu r e   s iz e   to   1 × 1.   F in a ll y,  a   f ul ly   c onne c te la ye r   w it ne ur ons   is   us e a s   th e   c la s s if ic a ti on  la ye r   to   de te r m in e   th e   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s e s T he   num be r   of   ne ur ons   in   th is   la y e r   c or r e s ponds   to   th e   num be r   of   c la s s e s   to   be   c la s s if ie d,   w hi c h i s  5 t ype s  of  c hi li  l e a f  di s e a s e s .   W it th is   c om bi na ti on  of   la ye r s M obi le C hi li N e a c hi e ve s   opt i m a pe r f or m a nc e   in   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on  w hi le   m a in ta in in a   lo w e r   num be r   of   pa r a m e t e r s   c om pa r e to   th e   s ta nda r M obi le N e tV2  a r c hi te c tu r e m a ki ng  it   m or e   e f f ic ie nt   in   c om put a ti on  a nd  m e m or us a ge S e ve r a r e a s on s   w hy  a   m ode w it f e w e r   la ye r s   c a be   m or e   a c c ur a te   in c lu de :   i)   r e duc e o ve r f it ti ng:   C N N s   w it de e pe r   la ye r s   a r e   pr one   to   ove r f it ti ng  a s   th e te nd  to   le a r to m a ny  p a tt e r ns   f r om   th e   tr a in in da ta in c lu di ng  noi s e .   A   s im pl e r   m ode l   c a c a pt ur e   m or e   ge ne r a a nd  im por ta nt   pa tt e r ns of te le a di ng  to   be tt e r   a c c ur a c y   [ 32] ;   a nd   ii )   m or e   opt im a l   pa r a m e te r   tu ni ng:   th i s   a ll ow s   f or   m or e   e f f ic ie nt   pa r a m e te r   op ti m iz a ti on,  a s   th e   s m a ll e r   pa r a m e te r   s pa c e   is   e a s ie r  f or  opt im iz a ti on a lg or it hm s  t o e xpl or e   [ 33] .       3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   T hi s   s e c ti on  pr e s e nt s   th e   r e s ul ts   f r om   te s ti ng  th e   M obi le C h il iNe t   m ode l,   w hi c ha s   unde r gone   s e ve r a s t a ge s   of   opt im iz a ti on.  T he   r e s e a r c be ga n   by  te s ti ng  va r io us   e xi s ti ng  C N N   a r c hi te c tu r e s f ol lo w e by  th e   pr uni ng  pr oc e s s   on  M obi le N e tV2,   a nd  c on c lu de w i th   f in e - tu ni ng  th e   pa r a m e te r s T he   a c c ur a c y   c om pa r is on  r e s ul ts   of   e a c opt im iz e r   u s e dur in th e   tr a in in of   M obi le C hi li N e t,   a s   w e ll   a s   th e   im pl e m e nt a ti on of  va r io us  l e a r ni ng  r a te  s c he dul e r s , a r e  out li ne d i n t he  r e le va nt  t a bl e s . T he  di s c us s io n f oc us e s   on  th e   im pa c of   e a c h   m e th od  on  im pr ovi ng  a c c ur a c a nd  th e   s ta bi li ty   of   th e   m ode in   c hi li   le a f     di s e a s e   c la s s if ic a ti on.     3.1 .    C om p ar is on  o f   e xi s t in c on vol u t io n al  n e u r al  n e t w or k s   T he   f ir s s te in   th is   r e s e a r c w a s   ut il iz in e xi s ti ng C N N   a r c hi t e c tu r e s   to   c la s s if c hi li   le a f   di s e a s e s T he   c hi li   le a f   di s e a s e   da ta s e t,   w hi c c on s is t s   of   f iv e   c la s s e s w a s   us e d   a s   tr a in in a nd   va li da ti on  da ta   f or   th e   e xi s ti ng  C N N   m ode ls .   A ll   e xi s ti ng   C N N s   us e in   th i s   s tu dy   w e r e   r e tr a in e on   th e   d a ta s e t   w it hout   us in g   w e ig ht s   f r om   tr a ns f e r   le a r ni ng.  T hi s   w a s   done   to   id e nt if th e   be s a r c hi te c tu r e   th a c oul be   f ur th e r   de ve lo pe d. T r a in in g w a s  c onduc te d us in g t he  S G D  opt im iz a ti o n f unc ti on w it h a   m om e nt um  of  0.9, a  l e a r ni ng   r a te  of  0.01, a nd a  ba tc h s iz e  of  64.  T he  t r a in in g r e s ul ts  of  t he  e xi s ti ng C N N  m ode ls  a r e   s how n i n T a bl e   5 .       T a bl e  5. A c c ur a c c om pa r is on of  e xi s ti ng  C N N s   M e t hods   T r a i a c c ur a c y   (%)   V a l i da t i on  a c c ur a c y   (%)   M obi l e N e t V 2   85.01   89.43   R e s N e t 50   84.13   86.61   V G G 16   74.32   76.29   A l e x N et   67.21   68.30   S huf f l e N e t   77.02   77.46       T a bl e   s how s   th a th e   M obi le N e tV2  a r c hi te c tu r e   a c hi e ve th e   hi ghe s a c c ur a c a m ong  th e   e va lu a te m ode l s w it 85.01%   tr a in in a c c ur a c y   a nd  89. 43%   va li da ti on  a c c ur a c y.   B e yond   it s   b e tt e r   pe r f or m a nc e M obi le N e tV2   w a s   s e le c te a s   th e   ba s e   a r c h it e c tu r e   due   to   it s   li ght w e ig ht   d e s ig a nd  c om put a ti ona e f f ic ie nc y,  w hi c h   a r e   c r it ic a f or   de pl oym e nt   i r e s our c e - li m it e e nvi r onm e nt s T he   m ode ut il iz e s   de pt hw is e   s e pa r a bl e   c onvolut io ns   a nd  in ve r te r e s id ua bl oc ks   w it li ne a r   bot tl e ne c ks s ig ni f ic a nt ly   r e duc in th e   num be r   of   pa r a m e te r s   a nd  c om put a ti ona c os w it hout   c om pr om is in r e pr e s e nt a ti ona c a pa c it y.  T he s e   c ha r a c te r is ti c s   m a ke   it   w e ll - s ui te f or   r e a l - ti m e   a ppl ic a t io ns   on  lo w - pow e r   de vi c e s   s uc a s   R a s pb e r r P or   s m a r tp hone s ,   a li gni ng  w it th e   obj e c ti ve   of   th is   r e s e a r c h.  T h e   pr uni ng  pr oc e s s ,   c om bi ne w it hype r pa r a m e te r   tu ni ng,  le to   th e   de ve lo pm e nt   of   a   m or e   c om pa c a nd  e f f ic ie nt   a r c hi te c tu r e   na m e d   M obi le C hi li N e t.  T he   c om pa r is on be twe e n M obi le C hi li N e a nd  e xi s ti ng C N N s  i s  pr e s e nt e d i T a bl e  6.       T a bl e  6. A c c ur a c c om pa r is on of  M obi le C hi li N e a nd  e xi s ti ng  C N N s   M e t hods   T r a i a c c ur a c y   (%)   V a l i da t i on  a c c ur a c y   (%)   M obi l e N e t V 2   85.01   89.43   R e s N e t 50   84.13   86.61   V G G 16   74.32   76.29   A l e x N et   67.21   68.30   S huf f l e N e t   77.02   77.46   M obi l e C hi l i N e t   95.35   94.13   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 3757 - 3770   3764   T a bl e   6   s how s   th a a f te r   th e   pr uni ng  a nd   f in e - tu ni ng  pr oc e s s   on  M obi le N e tV2,  th e   r e s ul ti ng  a r c hi te c tu r e M obi le C hi li N e t,   a c hi e ve a   tr a in in a c c ur a c of   95.35%   a nd  a   va li da ti on  a c c ur a c of   94.13% T hi s   is   s ig ni f ic a nt ly   be tt e r   th a th e   ot h e r   C N N   a r c hi te c tu r e s   te s te d,  s uc a s   R e s N e t5 0, V G G 16,  A le xN e t,   a nd   S huf f le N e t.   M obi le C hi li N e de m ons tr a te a   s ubs ta nt ia pe r f or m a nc e   im pr ove m e nt pa r ti c ul a r ly   in   te r m s   of   va li da ti on a c c ur a c y, w hi c h i ndi c a t e s  be tt e r  m ode ge ne r a li z a ti on f or  c la s s if yi ng c hi li  l e a f  di s e a s e s .     3.2 .     R e s u lt s  of   op t im iz e r  t u n in g on   M ob il e C h il iNe t   O ne   a ppr oa c to   im pr ovi ng  C N N   a c c ur a c is   tu ni ng  th e   o pt im iz e r   f unc ti on  [ 33] ,   [ 34] I th is   r e s e a r c h,  w e   te s t e va r io us   opt im iz a ti on   f unc ti ons   to   e nha nc e   th e   pe r f or m a nc e   of   M obi le C hi li N e t.   S e ve r a l   opt im iz e r s   te s te in c lu de  A da G r a d,  A da m A da m W S D G M a nd  R M S pr op,  a ll   of   w hi c a r e   c om m onl us e in   C N N   opt im iz a ti on.  E a c opt im iz e r   ha s   a   uni que   m e c ha ni s m   f or   upda ti ng  w e ig ht s a im in to   f in th e   opt im a s ol ut io dur in tr a in in g.  T he   gr a ph   in   F ig ur e   5   s how s   th e   pe r f or m a nc e   of   A d a G r a on   M obi le C hi li N e t,  pr ovi di ng a  vi s ua ove r vi e w  of  i ts  i m pa c on m ode a c c ur a c y.           F ig ur e  5.  T r a in in g  a nd   va l id a ti on a c c ur a c y   of   M obi l e C hi l iNe t  w it h A d a G r a o pt im i z e r       A s   s how in   F ig ur e   5,  th e   us e   of   th e   A da G r a opt im iz e r   s u c c e s s f ul ly   im pr ove th e   a c c ur a c of   M obi le C hi li N e t,   bot in   tr a in in a nd  va li da ti on  da ta W it a   le a r ni ng  r a te   of   0.01,  th e   tr a in in a c c ur a c r e a c he 99.18% w hi le   th e   va li da ti on  a c c ur a c r e a c he 95.31 % H ow e ve r it   c a n   be   s e e th a t   th e   va li da ti on   a c c ur a c e xpe r ie n c e f lu c tu a ti ons in di c a ti ng  pe r f or m a nc e   i ns ta bi li ty T hi s   s ugge s t s   th a hi gh  tr a in in a c c ur a c doe s   not   a lwa y s   gua r a nt e e   opt im a va li da ti on  a c c ur a c y.  N e xt a e xpe r im e nt   w a s   c onduc te us in g   th e  A da m  opt im iz e r  t o c om pa r e  pe r f or m a nc e , a s  s how n i n F ig u r e  6.           F ig ur e  6.  T r a i ni ng  a nd   va l id a ti on a c c ur a c y   of   M obi l e C hi l iNe t  w it h A d a m   o pt im iz e r       T he   A da m   opt im iz e r   a ls s uc c e s s f ul ly   im pr ove th e   a c c ur a c of   M obi le C hi li N e t.   A s   s how in   F ig ur e   6,  w it a   le a r ni ng   r a te   of   0.0001,   A da m   a c hi e ve a   hi ghe s tr a in in a c c ur a c of   96.30%   a nd  a   hi ghe s t   va li da ti on  a c c ur a c of   94.84% A lt hough  th e   gr a ph  s how s   s li ght   f lu c tu a ti ons th e   a c c ur a c c ons is te nt ly   in c r e a s e w it e a c e po c h.  O ve r a ll A da m   de m ons tr a te s t a bl e   pe r f or m a nc e   dur in tr a in in g.  N e xt a n   e xpe r im e nt   w a s   c onduc te u s in th e   S G D   opt im iz e r   w it M om e nt um   0.9  to   c om pa r e   pe r f or m a nc e a s   s how in  F ig ur e  7.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       M obi le C hi li N e t:  c onv ol ut io nal  ne ur al  ne tw or k  f or  c hi li  l e av e s  c la s s if ic at io n   ( M ar is c ha E lv e ny )   3765       F ig ur e  7.  T r a in in g  a nd   va l id a ti on a c c ur a c y   of   M obi l e C hi l iNe t  w it h S G D   m om e nt um  0. 9       W he n M obi le C hi li N e us e d t he  S G D  opt im iz e r  w it m om e nt um  0.9, the  a c c ur a c y r e s ul ts  w e r e  l ow e r   c om pa r e to   us in A d a G r a a nd  A da m A s   s ho w in   F ig ur e   7,   w it a   le a r ni ng  r a te   of   0.01,  S G D   a c hi e ve a   hi ghe s tr a in in a c c ur a c of   95.36%   a nd  a   hi ghe s va li da ti on  a c c ur a c of   94.13% A lt hough  it s   pe r f or m a nc e   w a s   good,  th e   a c c ur a c r e m a in e lo w e r   th a th e   pr e vi ous   opt im iz e r s A f te r   c ha ngi ng  th e   m om e nt um   to   0.99,   a s   s ho w in   F ig ur e   8,   th e   a c c ur a c f lu c tu a te d   w it e a c e po c h, but  th e   r e s ul ts   di not  s how   im pr ove m e nt   a nd   e ve n e xpe r ie nc e a  de c li ne  c om pa r e d t o t he  i ni ti a m om e nt um .           F ig ur e  8.  T r a in in g  a nd   va l id a ti on a c c ur a c y   of   M obi l e C hi l iNe t  w it h S G D   m om e nt um  0. 99       F ig ur e   s how s   th a c ha ngi ng  th e   m om e nt um   in   S G D   f r om   0.9  to   0.99  di d   not   s ig ni f ic a nt ly   im pa c th e   a c c ur a c im pr ove m e nt W it a   le a r ni ng  r a te   o f   0.001,  th e   m ode a c hi e ve a   hi ghe s tr a in in a c c ur a c of   95.83%   a nd  a   hi ghe s va li da ti on  a c c ur a c of   93.43% T he   m o m e nt um   c ha nge   di not   s ig ni f ic a nt ly   e nha nc e   th e   m ode l' s   pe r f or m a nc e   a nd  e ve r e s ul te in   a   s li ght   de c r e a s e   in   va li da ti on  a c c ur a c y.  A f te r w a r d,  th e   e xpe r im e nt   c ont in ue by   s w it c hi ng  th e   opt im iz e r   to   A da m W a nd  th e   tr a in in r e s ul ts   f or   th is   opt im iz e r   a r e   s how n i n F ig ur e  9.           F ig ur e  9.  T r a in in g  a nd   va l id a ti on a c c ur a c y   of   M obi l e C hi l iNe t  w it h A d a m W     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll V ol . 14, No. 5, O c to be r  2025 3757 - 3770   3766   I n F ig ur e  9,  t he  gr a ph  s how s  t ha us in g a  l e a r ni ng r a te  of  0.001  w it h t he  A da m W  opt im iz e r  p r ovi de d   m or e  s ta bl e  r e s ul ts  a nd highe r  a c c ur a c y c om pa r e d t o  ot he r  l e a r ni ng r a te  va lu e s . T he  hi ghe s tr a in in g a c c ur a c y   r e a c he 97.30% w hi le   th e   hi ghe s v a li da ti on  a c c ur a c w a s   95.31% A lt hough  th e   va li da ti on  a c c ur a c is   c om pa r a bl e   to   th e   r e s ul ts   obt a in e us in A d a G r a d,  th e   pe r f or m a nc e   w it A da m W   w a s   m or e   s ta bl e   th r oughout t he  t r a in in g  pr oc e s s . N e xt , t he  e xpe r im e nt  w a s  c ont i nue d by s w it c hi ng t he  opt im iz e r  t o R M S P r op ,   a nd t he  a c c ur a c y r e s ul ts  f or  e a c h e poc h u s in g R M S P r op a r e  s how n i n F ig ur e  10.           F ig ur e  10. T r a in in g a nd  va li da ti on a c c ur a c of  M obi le C hi li N e w it h R M S P r op       A s   s how in   F ig ur e   10,  th e   tr a in in a nd  va li da ti on   a c c ur a c of   M obi le C hi li N e w he opt im iz e d   us in R M S P r op  w a s   ve r lo w T he   hi ghe s a c c ur a c a c hi e ve d w it a   le a r ni ng  r a te   of   0.0001  w a s   88.08%   f or   tr a in in a c c ur a c a nd  87.32%   f or   va li da ti on  a c c ur a c y.  T hi s   in di c a te s   th a R M S P r op  is   not   s ui ta bl e   f or   c hi li   le a f   di s e a s e   c la s s if ic a ti on.  T he   r e s ul ts   of   a ll   opt im iz e r   e xp e r im e nt s in c lu di ng  A da G r a d,  A da m S G D ,   A da m W , a nd R M S P r op, a r e  pr e s e nt e d i n T a bl e   7 .       T a bl e   7 . A c c ur a c c om pa r is on of  opt im iz e r  us a ge   O pt i m i z e r   L e a r ni ng  r a t e   T r a i ni ng  a c c ur a c y ( % )   V a l i da t i on  a c c ur a c y ( % )   A da gr a d   0.0001   64.28   63.85   0.001   91.77   87.09   0.01   99.18   95.31   A da m   0.0001   96.30   94.84   0.001   97.12   94.37   0.01   89.60   85.45   S G D  M om e nt um =0.9   0.0001   92.89   89.91   0.001   94.42   91.08   0.01   95.36   94.13   S G D  M om e nt um =0.99   0.0001   94.42   90.85   0.001   95.83   93.43   0.01   84.96   83.10   A da m W   0.0001   97.36   95.07   0.001   97.30   95.31   0.01   90.64   89.80   R M S P r op   0.0001   88.08   87.32   0.001   76.33   72.54   0.01   38.37   43.43       F r om   T a bl e   7 it   c a be   s e e th a th e   A da G r a opt im iz e r   pr ovi de th e   be s r e s ul ts   f or   M obi le C hi li N e w it a   le a r ni ng  r a te   of   0.01,  a c hi e vi ng  a   tr a in in a c c ur a c y   of   99.18%   a nd  a   va li da ti on   a c c ur a c of   95.31% .   H ow e ve r f lu c tu a ti on s   c a u s e d   in s ta bi li ty   dur in tr a in in g.  I c ont r a s t,   A d a m W   of f e r e be tt e r   s ta bi li ty   w it th e   s a m e   va li da ti on  r e s ul of   95.31% O t he   ot he r   ha nd,  R M S P r op  yi e ld e m uc lo w e r   r e s ul ts w it uns a ti s f a c to r tr a in in a nd  va li da ti on  a c c ur a c y,   in di c a ti ng  th a th is   opt im iz e r   is   le s s   s ui ta bl e   f or   c hi li  l e a f  di s e a s e   c la s s if ic a ti on i n t hi s  m ode l.   T he   ob s e r ve f lu c tu a ti ons   in   opt im iz e r   pe r f or m a nc e   c a be   a tt r ib ut e to   di f f e r e nc e s   in   how   e a c h   a lg or it hm   ha ndl e s   gr a di e nt   upda te s S G D   r e li e s   on  a   f ix e le a r ni ng  r a te   a nd  s im pl e   m om e nt um w hi c c a n   le a to   uns t a bl e   c onv e r ge nc e e s pe c ia ll w he n   na vi ga ti ng  n oi s or   c om pl e lo s s   s ur f a c e s .   I c ont r a s t,   A da m W   c om bi ne s   a da pt iv e   le a r ni ng  r a te s   w it w e ig ht   de c a y   r e gul a r iz a ti on,  a ll ow in g   it   to   a dj us le a r ni ng   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.