I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 ,   No .   2 ,  A p r il   2 0 2 6 ,   p p .   115 5 ~ 1 1 6 5   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 1 5 5 - 116 5          1155     J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   G ra dien t - ba sed s t o cha stic dept h wi th  co nv o lutiona l  neura l  network  for coco nut  t ree  l ea f  disea se cla ss ificatio n       K a v it ha   M a g a di G o pa la k ris hn a 1 ,   Ra v ipra k a s h M a denu r   L ing a ra j u 2 ,   Ana nd a   B a bu   J a y a cha nd ra 3   1 D e p a r t me n t   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 ,   K a l p a t a r u   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   V i sv e sv a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,  B e l a g a v i ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   A r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a n d   M a c h i n e   L e a r n i n g ,   K a l p a t a r u   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   V i s v e s v a r a y a   T e c h n o l o g i c a l   U n i v e r s i t y ,  B e l a g a v i ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   M a l n a d   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g ,   H a ssa n ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Mar   15 ,  2 0 2 5   R ev is ed   J an   20 ,  2 0 2 6   Acc ep ted   Feb   6 ,  2 0 2 6       Th e   c o c o n u t  p a lm  ( Co c o s  n u c if e ra )  is  v it a l  p lan tatio n   c ro p ,   v a l u e d   fo r  t h e ir   d iffere n t   u se s,  ra n g i n g   fro m   t h e ir  fru i t  to   it s   tru n k .   I n   re c e n t  ti m e s,  it   h a s   b e e n   o b se rv e d   t h a t  m a n y   c o c o n u t  tree s  a re   a ffe c ted   b y   d ise a se s  t h a t  re d u c e   p ro d u c ti o n   a n d   we a k e n   t h e   stre n g t h   o f  t h e   c o c o n u t.   T h e   c las sifica ti o n   o f   c o c o n u t  lea f  d ise a se s  is  c h a ll e n g in g   b e c a u se   o f  i n tra - c las s  a n d   in ter - c las s  v a riab il it y .   Th is   re se a rc h   in tr o d u c e s  th e   g ra d ien t - b a se d   sto c h a stic  d e p t h   (G S D)  with   c o n v o lu ti o n a l   n e u ra l  n e two r k   (CNN )   tec h n i q u e   to   c o c o n u t   lea f   d ise a se   c las sific a ti o n   to   o v e rc o m e   th e se   c h a ll e n g e s.  Th e   G S D  tec h n i q u e   is   in c o rp o ra ted   i n to   e v e r y   lay e r  o f  t h e   CNN ,   wh e re   it   c a lcu late s  th e   p ro b a b il it y   u sin g   g ra d ien t   m a g n it u d e s  a n d   s k ip s  lay e rs  th a t   c o n tri b u te  m in ima ll y   t o   t h e   c las sifica ti o n .   Th e   ima g e s  a re   se g m e n ted   u si n g   t h e   G ra b Cu t  se g m e n tatio n   a lg o rit h m ,   w h ich   iso late s  th e   lea f  fro m   th e   b a c k g ro u n d   u sin g   g r a p h - b a se d   se g m e n tatio n ,   h e lp i n g   t o   d iffere n ti a te  b e twe e n   v a rio u s  d ise a se   c la ss e s.  Th e   G S D  with   CNN   a lg o rit h m   o b ta in s  a n   a c c u ra c y   o f  9 6 . 4 2 % ,   p re c isio n   o f   9 6 . 1 5 % ,   re c a ll   o f   9 5 . 8 7 % ,   a n d   F 1 - sc o re   o f   9 5 . 9 3 % ,   wh i le  c o m p a rin g   wit h   e x isti n g   a lg o rit h m s.   K ey w o r d s :   C o co n u t tr ee   d is ea s e   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   Dee p   lear n in g   Gr ab C u t seg m en tatio n   Gr ad ien t m ag n itu d es   Gr ad ien t - b ased   s to ch asti c  d ep t h   I n ter -   an d   in tr a - class   v ar iab ilit y   T h is i s  a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Kav ith a  Ma g ad i G o p ala k r is h n a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Kalp atar u   I n s titu te  o f   T ec h n o l o g y   Vis v esv ar ay a  T ec h n o l o g ical  Un iv er s ity   B elag av i,  I n d ia   E m ail:  k av ith a. m g @ k itti p tu r . a c. in       1.   I NT RO D UCT I O N   I n   r ec e n t  y ea r s ,   a   s ig n if ican t d ec lin e  in   ag r ic u ltu r al  p r o d u ctiv ity   h as  p o s ed   a  th r ea t  to   th e   g lo b al  f o o d   s u p p ly   [ 1 ] .   T h e  co c o n u t  tr ee   is   a  v ital  p lan tatio n   cr o p   d u e  t o   its   d iv er s e  an d   u s ef u l  p r o d u cts  [ 2 ] .   Glo b ally ,   in   m an y   r eg i o n s ,   th e  ex ce p tio n al   n u tr itio n al  v alu e  a n d   v ar iety   o f   co co n u t - b ased   p r o d u cts  h av e  m ad e  it  ess en tial  f o r   d aily   life   a n d   n u m er o u s   in d u s tr ies  [ 3 ] .   Desp ite  th e  r is in g   d em an d   f r o m   co n s u m e r s ,   m a n y   co co n u t  f a r m er s   s tr u g g le  to   m a k e  en d s   m ee t  d u e  to   h ig h   lab o r   co s ts   an d   th e  tim e - co n s u m in g   p r o ce s s   o f   p r o d u cin g   c o co n u t  p r o d u cts  [ 4 ] .   C o co n u ts   ar e   a  r ich   s o u r ce   o f   v itam in s ,   m in er als,  an d   f ib er ,   m ak i n g   t h em   a   h ea lth y   s n ac k   [ 5 ] .  Ad d itio n ally ,   th e y   s er v e  as  a n   im p o r tan t  s o u r ce   o f   n u tr itio n   an d   ar e  wid ely   u s ed   in   th e  p r o d u ctio n   o f   f u el,   f o o d ,   a n d   m e d icin es  [ 6 ] .   T h e  co co n u t  f r u it,  wh ich   d ev elo p s   o n   co co n u t  p alm s ,   h as  b ee n   u s ed   f o r   ce n t u r ies,  an d   h u m a n s   h av e  r elied   o n   it  f o r   th eir   b asic  n ee d s   [ 7 ] .   I n   r e ce n t  tim es,  p eo p le  o f   v ar i o u s   f aith s   an d   cu ltu r es   h av e  r ec o g n ized   co co n u t  as  a  v alu ab le  m ed icin al  an d   n u tr itio n al  r eso u r ce   [ 8 ] .   Ho wev er ,   c er tain   d is ea s es  th at   attac k   th e  co c o n u t  lea v es  wea k en   th em   o v e r   tim e,   lea d in g   t o   cr o p   lo s s es.  Far m er s   u s in g   co n v en tio n al   co co n u t   f ar m in g   tech n iq u es  ca n   o n ly   o b s er v e  th e  l o west  leav es  o f   t h e  p lan t  cr o wn s   f r o m   th e   g r o u n d   [ 9 ] .   C o n v en tio n al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 26 :  115 5 - 1 1 6 5   1156   im ag in g   tech n iq u es,  wh ich   ca p tu r e  p h o to s   f r o m   h ig h   altitu d es  o v er   ex ten s iv e  ar ea s ,   a r e  b o th   ch allen g i n g   an d   tim e - co n s u m in g   [ 1 0 ] .   T h is   p r o ce s s   r eq u ir es  m an u al  in v o lv e m en t,  wh ich   is   co s tly ,   tim e - co n s u m in g ,   a n d   p r o n e   to   er r o r s .   Mo r eo v e r ,   th e  tr ee s   ar e  s u s ce p tib le  to   v ar io u s   d is ea s es  th at  r ed u ce   th eir   p r o d u ctiv ity   an d   ca n   u ltima tely   lead   to   th eir   d ea t h   [ 1 1 ] – [ 1 3 ] .   E ar ly   d etec tio n   an d   d iag n o s is   o f   th ese  d is e ases   ar e  cr u cial  f o r   ef f ec tiv e  d is ea s e  m an ag e m en t   an d   p r ev e n tin g   f u r th e r   s p r ea d   [ 1 4 ] .   Ma c h in e  l ea r n in g   ( M L ) - b ased   alg o r ith m s   ar e  m ajo r ly   u tili ze d   in   ag r icu ltu r e  to   class if y   p lan ts ,   tr ee s ,   an d   cr o p s ,   as  well  as  to   id e n tify   d is ea s es  [ 1 5 ] .  Dee p   l ea r n in g   ( DL ) - b ased   al g o r ith m s   ar e   ef f ec tiv e   n eu r al  n etwo r k s   f o r   h an d lin g   lar g e  d atasets ,   h elp in g   to   ac h iev e  b etter   o u tco m es.   Kav ith am an i  an d   Um aM ah es war i  [ 1 6 ]   em p l o y ed   d r o n es  to   ca p tu r e   im ag es  o f   d am a g ed   a n d   h ea lth y   co co n u t  p alm s .   T h e  im a g es  wer e  an aly ze d   f o r   ab n o r m al  r eg io n s ,   s u ch   as  s y m p to m s   o f   illn ess   o r   wh itef ly   in f estatio n ,   u s in g   s eg m en tatio n   tech n i q u es.  T h e  p r ed ictio n   a n d   class if icatio n   o f   d is ea s es  f o cu s ed   o n   tr ain i n g   a   d ee p   c o n v o lu tio n al   n eu r al   n et wo r k   ( DC NN) ,   wh ich   d etec ted   is s u es  lik e  r o o t  b leed in g ,   b l ad e  p o llu tio n ,   an d   in s ec t  in f estatio n   b y   u tili zin g   th e  s eg m en ted   r e g io n s .   T h e  m eth o d   q u ic k ly   lo ca ted   a b n o r m al  b o u n d ar ies  u s in g   s eg m en tatio n   tech n iq u es.  Ho wev er ,   th e  m eth o d   s tr u g g le d   to   d if f er en tiate  b etwe en   th e  d if f er en t  d is ea s e  class es  d u e  to   lim ited   n u m b er   o f   lay er s   in   n etwo r k .   Me g alin g am   et  a l.   [ 1 7 ]   s u g g ested   th e   m o d if ied   I n ce p tio n   Net - b ased   h y p er   tu n in g   s u p p o r t v ec to r   m ac h in e  ( MI N - SVM)   to   class if icatio n   o f   co co n u t tr ee ,   wh ich   r elied   o n   m o r p h o lo g ical  elem en ts   s u c h   as  in clin atio n ,   h eig h t,  a n d   o r ien tatio n .   Featu r es  wer e  ex tr ac ted   f r o m     p r e - p r o ce s s ed   im ag es  b y   f o u r   d if f er en t  co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN)   alg o r ith m s ,   in clu d ed   v is u al   g eo m etr y   g r o u p   ( VGG) ,   R esNet,   I n ce p tio n   Net,   a n d   MI N - SVM.   T h ese  ca p tu r ed   attr ib u tes  wer e  class if ied   b y   SVM.   T h e  p r o p o s ed   m eth o d ,   wh ich   in clu d ed   th e  I n ce p tio n   Net  f ea tu r e   ex tr ac t o r ,   y ield ed   g o o d   r esu lts   in   class if icatio n .   Ho wev er ,   th e  s u g g ested   m eth o d   d o es  n o t  en h an ce   th e  co n t r ast  o f   th e  im a g e,   wh ich   lim its   th e   m o d el' s   p er f o r m an ce .   T h ite  et  a l.   [ 1 8 ]   i n tr o d u ce d   th e  Mo b ileNetV2 ,   R esNet5 0 ,   an d   VGG1 6   ar ch itectu r es,  t h at  wer e  r en o wn ed   to   its   ab ilit ies  in   im ag e  r ec o g n itio n   task s .   I n   th e   p r o p o s ed   m eth o d ,   th e   d ataset  was  p r e - p r o ce s s ed ,   an d   d ata  au g m e n tatio n   tech n i q u es  wer e  ap p lied   to   im p r o v e   g en er aliza tio n   an d   f i n e - tu n e  m o d el  to   a  s p ec if ic  class if icatio n   task .   Me th o d   ac h iev ed   h ig h   class if icatio n   p er f o r m an ce   with   ex ce llen t  ac c u r ac y .   Ho wev er ,   th e   m eth o d   f aile d   to   elim in ate  n o is e  in   th e  im ag es,  wh ic h   r ed u ce d   t h e  d is ea s e  class if ic atio n   p er f o r m an c e.   Ma n o h ar an   et  a l .   [ 1 9 ]   d ev elo p ed   th e   YOL Ov 9   m et h o d   f o r   id en tify in g   m ac r o   an d   m icr o n u tr ien t  d ef icien cies   o n   co c o n u t   tr ee s   an d   in tr o d u c ed   th e  im a g e  a n aly s is - b ased   s ev er ity   d etec tio n   ( I ASD)   f o r   a s s es s in g   s ev er ity   o f   th ese  d ef icien cies.  T h e   s ev er ity   in d e x   ca lcu latio n   m o d el  ( SI C M)   was  u s ed   to   ca lcu late  s e v er ity   in d ex   ( SI)   o f   th e  d ef icien cies.  T o   ev er y   i d en tifie d   d ef icien c y ,   r elev an t   f er tili ze r   an d   th eir   ap p licatio n   q u an tity   wer e   an aly ze d .   T h e  d ev elo p e d   m et h o d   u tili ze d   v ar i o u s   au g m e n tatio n   an d   p r e - p r o ce s s in g   alg o r ith m s   to   im p r o v e   im ag e  q u ality ,   m a x im ize  co u n t o f   im ag es,  an d   m in im ize  o v e r f itti n g .   Ho wev er ,   th e  m eth o d   h ad   lim ited   f ea tu r e   r ep r esen tatio n ,   wh ic h   h in d er e d   m o d el' s   ab ilit y   to   d if f er e n tiate  am o n g   t h e  v ar io u s   d is ea s e  class es.   Div y an th   et  a l.   [ 2 0 ]   p r esen t ed   Fas ter   r eg io n - c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( Fa s ter   R - C NN)   to   d etec tin g   co co n u t  clu s ter s ,   b o th   n o n - o cc lu d e d   an d   th o s e  with   leaf   o cc lu s io n .   T o   en h an ce   ac cu r ac y ,   th e   atten tio n   m ec h a n is m   was  im p lem en ted   in   Fas ter   R - C NN  m eth o d .   Pre s en ted   m eth o d   p r o v id ed   ess en tial  d ata   f o r   h ar v esti n g   co c o n u ts   e f f ec tiv ely   an d   s af ely .   Ho wev e r ,   t h e  m eth o d   h ad   lo wer   class if icatio n   p e r f o r m an ce   d u e  to   lim ited   f ea tu r e  r ep r ese n tatio n .   Fro m   th e  a b o v e  a n aly s is ,   th e  ex is tin g   alg o r ith m s   h av e  lim itatio n s ,   s u ch   as  s tr u g g lin g   to   d if f er e n tiate  b etwe en   d if f e r en t  d is ea s e  cl ass es,  n o t  en h an cin g   th e  co n tr ast  o f   th e  im ag e ,   f ailin g   to   elim in ate  n o is e,   an d   h av in g   lim ited   f ea tu r e  r ep r esen tatio n   an d   class if icatio n   p er f o r m an ce   d u e  to   is s u es lik e  in tr a - class   v ar iab ili ty   an d   in ter - class   s im ilar ity .   T o   m itig ate  th ese  lim itatio n s ,   th is   ar ticle  d ev elo p s   g r ad ien t - b ased   s to ch asti c  d ep th   ( GSD)   with   C NN   ap p r o ac h ,   wh ich   ef f ec tiv ely   class if ies   th e  d if f er en t  d is ea s e  class e s .   I n co r p o r atin g   th e  GSD  in   th e  C NN   m eth o d   s k ip s   th e  less   co n tr ib u tin g   lay er s ,   m i n im izin g   t r ain in g   tim e   wh ile  ac h iev i n g   h ig h   class if icatio n   p er f o r m an ce .   I n   th e  p r e - p r o ce s s in g   p h ase,   th e  co n tr ast  ad ap tiv e  h is to g r am   e q u aliza t io n   ( C L AHE )   an d   Gau s s ian   b lu r   tech n iq u es a r e  u s ed   to   en h an ce   im ag e  co n tr ast an d   elim in ate  n o is e,   r esp ec tiv ely .   T h r o u g h   th ese   p r o ce s s es,  th e  is s u es  o f   in ter - class   s im ilar ity   an d   in tr a - class   v ar iab ilit y   ar e  m in im ize d ,   an d   th e  r ep r esen tatio n   o f   f ea tu r es  f o r   d is ea s e  class if i ca tio n   is   en h an ce d .   T h e  co n tr ib u tio n s   o f   th is   r esear ch   ar e  o u tlin ed   as  f o llo ws:   C L AHE   an d   Gau s s ian   b lu r   tech n iq u es a r e  em p l o y ed   in   t h e  p r e - p r o ce s s in g   s tag e  to   en h an ce   co lo r   co n tr ast an d   r em o v e  n o is e  f r o m   th e  im ag es.  T h e  Gr ab C u t  s eg m en tatio n   alg o r ith m   is   u s ed   to   s eg m en t  th e  im ag es,  is o latin g   th e  leaf   p o r tio n s   f r o m   th e  b ac k g r o u n d   a n d   im p r o v in g   th e  v is ib ilit y   o f   th e  d is ea s e,   wh ich   h elp s   d if f er en tiate   b etwe en   th e  v ar i o u s   d is ea s e  class es.  G SD w ith   C N N  ap p r o a ch   is   d ev elo p e d   to   class if y   v ar io u s   d is ea s e  class e s   with   h ig h   ac cu r ac y   a n d   r e d u ce d   tr ain in g   tim e.   T h e   GSD  tech n iq u e  is   in co r p o r ated   in t o   ea ch   lay e r   o f   th e   n etwo r k ,   wh ich   s k ip s   less   e f f icien t  lay er s   b y   ca lcu latin g   p r o b ab ilit ies  u s in g   g r ad ien t   m ag n itu d es.  T h is   p r o ce s s   m in im izes tr ain in g   ti m e  an d   e n h an ce s   class if icatio n   p er f o r m an ce   with   h ig h e r   ac c u r ac y .   T h is   m an u s cr ip t   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   s h o ws  p r o ce s s   o f   p r o p o s ed   tech n iq u e.   Sectio n   3   d is cu s s es r esu lt s   o f   th e  p r o p o s ed   tech n iq u e.   Sectio n   4   co n clu d es a   m an u s cr ip t.     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Gra d ien t - b a s ed   s to ch a s tic  d e p th   w ith   co n vo lu tio n a l n eu r a l  n etw o r k  fo r   …   ( K a vith a   Ma g a d i G o p a la kris h n a )   1157   2.   M E T H O D   An   ef f icien t  DL   m o d el  is   d e v elo p ed   t o   class if y   v ar io u s   d is ea s e  clas s es  wi th   h ig h   class if icatio n   p er f o r m an ce .   Data s et  u tili ze d   o n   t h is   wo r k   is   th e  c o c o n u t  tr ee   d is ea s e  d ataset ,   an d   th e  im a g es  ar e     p r e - p r o ce s s ed   u s in g   th e  C L A HE   an d   Gau s s ian   b lu r   tech n i q u es,  wh ich   en h an ce   im a g e  c o n tr ast  an d   r em o v e   n o is e.   Pre - p r o ce s s ed   im ag es  ar e  th en   s eg m en ted   b y   Gr ab C u t  s eg m en tatio n   tech n iq u e,   wh ich   s eg m en ts   th e  im ag es  ef f ec tiv ely   th r o u g h   a n   iter ativ e   p r o c ess .   Fin ally ,   th e  s eg m en ted   im ag es   ar e   class if ied   u s in g   th e   d ev elo p e d   GSD - C NN  alg o r ith m ,   ac h ie v in g   h ig h   class if icat io n   p er f o r m a n ce .   Fig u r e  1   illu s tr ates  th e  p r o ce s s   o f   co co n u t tr ee   d is ea s e  class if i ca tio n .           Fig u r e  1 .   Pro ce s s   o f   co co n u t tr ee   d is ea s e  class if ica tio n       2 . 1 .     Da t a   c o llect io n   Data   p r esen t  in   co co n u t  tr ee   d is ea s e  d ataset  i s   g ath er ed   f r o m   f ar m s   in   th e  d is tr icts   o f   Pu n e,   I n d ia,   T alu k a - Sh ir u r ,   an d   Ken d u r .   T h e  im ag es  ar e   ca p tu r e d   o n   d if f er en t  s ce n a r io s ,   in clu d ed   leav es  in   its   n atu r al   en v ir o n m en t  an d   d etac h ed   f r o m   th e  p lan t.  T h e  d ataset  in clu d es  5 7 9 8   im a g es,  with   ev er y   class   co n tain in g   v ar y in g   n u m b er   o f   im ag es  [ 2 1 ] .   T ab le  1   p r esen ts   th e  d ataset  d escr ip tio n .       T ab le  1 .   Data s et  d escr ip tio n   N a me  o f   d i s e a se   N u mb e r   o f   sam p l e s   B u d   r o t   4 7 0   B u d   r o o t   d r o p p i n g   5 1 4   S t e m  b l e e d i n g   1 0 0 6   Le a f   r o t   1 6 7 3   G r a y   l e a f   sp o t   2 1 3 5   To t a l   5 7 9 8       2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   2 . 2 . 1 .   I m a g e   deno is ing   T h is   is   a  s ig n if ican t  p r e - p r o ce s s in g   p h ase  f o r   r e d u cin g   d is to r tio n s   o r   n o is e  in   th e  i m ag e  [ 2 2 ] .  C o n v en tio n al  d e n o is in g   tech n iq u es  f o cu s   o n   s m o o th i n g   im ag es  th r o u g h   ap p ly in g   u n e q u a l  weig h ts   to   p ix els,  wh ich   ar e   in v er s ely   p r o p o r tio n al  to   t h eir   d is tan ce   f r o m   ce n tr al  p ix el   o n   im ag e.   Par ticu l ar ly ,   th e   Gau s s ian   f ilter   is   lin ea r   s m o o th i n g   f ilter   wh ich   m in im izes  th e   weig h ts   ap p lied   t o   p ix els  as  th e   d is tan ce   f r o m   th e  ce n tr al  p ix el  in cr ea s es,  d ep en d ed   o n   Gau s s ian   f u n ctio n .   Ma th em a tical  f o r m u la   f o r   a n   in p u t  p ix el  in   th e   Gau s s ian   f ilter   is   g iv en   in   ( 1 ) .   I n   th e  ( 1 ) ,   th e  = √ ( − ) 2 + ( − ) 2   r esp ec tiv e  p ix el  d is tan ce   f r o m   ce n tr al  p ix el.     ( , ) = 1 √ 2 − 2 2 2   ( 1 )     2 . 2 . 2 .   Co ntr a s t   a da ptiv e   his t o g ra m   equa liza t io n   C L AHE   is   in tr o d u ce d   to   p r o v i d e  a  m o r e  n atu r al  ap p ea r an ce   f o r   en h an cin g   im ag es.  Ad d itio n ally ,   th e   th r esh o ld   elem en t  is   u tili ze d   to   lim it  co n tr ast  en h an ce m en t  to   ch o s en   ar ea s .   T o   o b tain   th is ,   th e  R G B   co lo r   s p ac e  is   co n v er ted   to   h u e,   s at u r atio n ,   a n d   v a lu e  ( HSV) .   T h e  v alu e  co m p o n en t  is   p r o ce s s ed   th r o u g h   C L AHE ,   wh ile  th e  h u e  an d   s atu r atio n   co m p o n en ts   r em ain   u n ch an g ed .   Fin ally ,   C L AHE   is   em p lo y ed   t h r o u g h   r ed is tr ib u tin g   th e  g r ey   lev els b ac k   to   th e  R GB   co lo r   s p ac e.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 26 :  115 5 - 1 1 6 5   1158   2 . 3 .     Seg m ent a t i o n   Gr ab C u t  s eg m en tatio n   ap p r o ac h   is   en h an ce m en t  o f   Gr ap h C u t  tech n iq u e.   Gr ab C u t  tech n iq u e  u s es   tex tu r e  ( co l o r )   an d   b o u n d ar y   ( co n tr ast)  d ata  in   im a g es,  allo win g   in ter ac tio n   with   u s er s   b y   r ec tan g u lar   b o x es.   I t  ev alu ates  p ix els  with in   b o x   an d   class if ies  p ix els  o u ts i d e  b o x   as  b ac k g r o u n d .   Af te r   s ev er al  iter atio n s ,   alg o r ith m   ac q u ir es  th e   d esire d   s eg m en tatio n   [ 2 3 ] .   T h e   co n v en tio n al   Gr ab C u t  tech n iq u e  p er f o r m s   iter ativ e   o p tim izatio n   in   s eg m en tatio n ,   s im p lify in g   th e  u s er   in te r ac tio n   r eq u ir ed   to   s eg m en t   o b jects.  I t  u tili ze s   r ec tan g u lar   b o u n d in g   b o x   to   ev alu ate  p ix els  in s id e  b o x   an d   b ac k g r o u n d   p ix els  o u ts id e.   E n er g y   f u n ctio n     o f   Gr ab C u t  is   g iv en   in   ( 2 ) .   T h e     f u n ctio n   d ef in es  r e g io n al  in f o r m atio n   te r m   o f   en er g y   f u n ctio n ,     d en o tes  h is to g r am   m o d el,     is   th e  tr an s p ar en cy   c o ef f icien t,  a n d     d en o tes  a  s in g le  p ix el.   T h e  m ath em atica l  f o r m u la   f o r     is   g iv en   in   ( 3 ) .   T h e  m ath e m atica l f o r m u la  f o r   s m o o th in g   item   ( , )   is   g iv en   as ( 4 ) .     ( , , ) = ( , , ) + ( , )   ( 2 )     ( , , ) = ∑ −  ℎ ( ; )   ( 3 )     ( , ) = ∑  ( , ) − 1 ( , ) ∈ [ ≠ ]  − ( − ) 2   ( 4)     I n   ( 4 ) ,     r ep r esen ts   a  g r o u p   o f   ad jace n t  p ix el   p air s ,   th e    ( )   r ep r esen ts   E u clid ea n   d is tan ce   a m o n g   ad jace n t  p ix els  an d   c h o o s in g     en s u r e d   co r r ec t  s witch in g   am o n g   h ig h   an d   lo w  c o n tr as t  o n   e x p o n en tial  d ir ec tio n   th at   p r o m o ted   th e  c o n s is ten cy   o n   t h e  s am e  g r ay s ca le  ar ea s .   W h ile  co n s tan t  = 0 ,   s m o o th n ess   ter m   en s u r es  s m o o th n ess   ev er y wh e r e  d ef in ed   th r o u g h   co n s tan t.  T h is   en er g y   en s u r es  co h er en c e  in   ar ea s   with   th e  s am e  g r ey - lev el.   Pra ctica lly ,   b etter   o u tco m es  ar e   attain ed   th r o u g h   d eter m in in g   th e   p i x e ls   o f   n eig h b o r in g ,   wh eth er   ad jace n t  h o r izo n tally   o r   v er tically .   T h e  s eg m en tatio n   p r o ce s s   o f   G r ab C u t im ag e  is   d escr ib ed   as:   i)   I n itializatio n   –   u s er   attain s   th e   in itial  tr im ap   im ag e  th r o u g h   d ir ec tly   ch o o s in g   tar g et,   wh e r e  en tire   p ix els  o u ts id e  b o x   ar e   co n s id er ed   b a ck g r o u n d   p ix els,  a n d   e n tire   p ix els  in s id e  b o x   ar e   tak en   as  ta r g et  p ix els  .  W h en   ∈ ,   p ix el  lab el  = 0 ,   an d   wh e n   ∈ ,   th e  p ix el  lab el  = 1 .   Gau s s ian   m ix tu r e  m o d el   ( GM M)   to   f o r eg r o u n d   a n d   b a ck g r o u n d   is   in itiated   with   = 0   an d   = 1 .   Pix els  ar e  n ex t  clu s ter ed   in to     class es,  co r r esp o n d in g   t o     Gau s s ian   m o d els  in   GM M,   u tili zin g   K - m ea n s   tech n iq u e.   Pro ce s s   o f   iter ativ e  r ed u ctio n   is   d escr ib e d .   ii)   E m p lo y   c o m p o n en ts   o f   Ga u s s ian   in   GM M  f o r   e v er y   p ix el.   F o r   ev er y     in   , =  ( , , , ) .   iii)   Fo r   g iv en   im a g e  d ata  ,   iter ativ ely   o p tim ize  GM M  p ar am ete r s   =   ( , , , ) .   iv )   E v alu ate  s eg m en tatio n - r elied   o n   Gib b s   en er g y   ter m   b y   ev alu atin g   th e  g r a p h   an d   m ea s u r in g   weig h ts     t - lin k s   an d   n - lin k s .   Nex t,  m a x - f lo w/m in - cu t te ch n iq u e  is   u tili ze d   to   s eg m en tatio n .   v)   R ep ea t p r o ce s s   u n til co n v e r g e n ce   o cc u r s .   vi )   Utilize  b o r d er   cu t o u t a n d   m atc h in g   f o r   s m o o t h in g   a n d   p o s t - p r o ce s s in g   in   s eg m en ted   b o u n d ar ies.     2 . 4 .     Cla s s if ica t io n   Seg m en ted   im ag es  a r e  f e d   to   th e  class if icatio n   s tag e  to   clas s if y   th e  v a r io u s   class es  o f   co co n u t  leaf   d is ea s es.  I n   th is   p h ase,   th e  G SD  tech n iq u e  is   in clu d ed   in   C NN,   s k ip p in g   th e  lay er   th at  less   co n tr ib u tes  to   co co n u t  leaf   d is ea s e  class if ica tio n   an d   im p r o v es  class if icati o n   p er f o r m an ce .   T h is   s ec tio n   ex p lain s   th e  p r o ce s s   o f   C NN  an d   GSD  tech n iq u es.     2 . 4 . 1 .   Co nv o lutio na l la y er s   C o n v o lu tio n al   lay er   is   a   p r im ar y   c o m p o n en t   o f   C NN  wh ich   in clu d es  a   g r o u p   o f   in d i v id u al  f ilter s .   E v er y   f ilter   is   in d iv id u ally   co n v o lv e d   to   im ag e  an d   f ea tu r e   m ap   ac q u ir e d   [ 2 4 ] ,   [ 2 5 ] .   Ge n e r ally ,   th e  s ize  o f   th e  im ag e  ×   is   co n v o lv ed   with   a  f ilter   s ize  o f   × ℎ ,   wh er e  th e  m ath e m atica l  f o r m u lae  f o r   o u tp u t  f ea tu r e   m ap   s ize  is   g iv en   in   ( 5 )   a n d   ( 6 ) .     = − + 2 + 1   ( 5 )     ℎ = − ℎ + 2 ℎ ℎ + 1   ( 6 )     W h er e    an d   ℎ   d ef in es  p a d d in g   o f   ze r o s   o n   wid th   an d   h eig h t,   r esp ec tiv ely .   T h e     an d   ℎ   ar e  s tr id es  i n   h o r izo n tal  a n d   v er tical  d ir ec ti o n s .   E ac h   r esu ltin g   f ea t u r e  m ap   is   ac h iev ed   th r o u g h   co n v o l u tio n   o f   in p u t  m ap s   to   lin ea r   f ilter ,   in clu d in g   b ias  ter m ,   an d   n ex t  n o n - lin ea r   f u n ctio n   is   ap p lied .   Ma th em atica l  f o r m u la  f o r   o u tp u t   is   g en er ally   g iv e n   in   ( 7 ) .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Gra d ien t - b a s ed   s to ch a s tic  d e p th   w ith   co n vo lu tio n a l n eu r a l  n etw o r k  fo r   …   ( K a vith a   Ma g a d i G o p a la kris h n a )   1159   = ( ∑ − 1 ×  + ∈ )   ( 7 )     W h er e    is   th e  n u m b er   o f   lay er s ,      d en o tes  a  co n v o lu tio n al  k er n el,     d en o tes  b ias,    d en o t es  g r o u p   o f   in p u t m ap s ,   a n d   ( . )   is   ac tiv atio n   f u n ctio n .     Activ atio n   f u n ctio n   is   cr u cial   o n   C NNs,  en ab lin g   th em   to   lear n   an d   p r o ce s s   co m p lex   task s .   T h e  ac tiv atio n   f u n ctio n   is   a  n o n - l in ea r   tr an s f o r m atio n   em p lo y e d   to   i n p u t.   I t  g e n er ally   d eter m in es  wh eth er   d ata  r ec eiv ed   b y   n e u r o n   is   r elev an t  en o u g h   to   p r o v i d e  o u tp u t  o r   if   it  s h o u ld   b e  ig n o r e d .   I n   t h is   wo r k ,   r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U)   is   u s ed ,   as  it  allo w s   f o r   ea s y   b ac k p r o p ag atio n   o f   er r o r s   an d   en ab les  m an y   lay er s   o f   n eu r o n s   to   b e   ac tiv ated   t h r o u g h   R eL U  f u n ctio n .   Prim ar y   b en ef its   o f   R eL U  p r o ce s s   ac r o s s   o th er   ac tiv atio n   f u n ctio n s   is   th at  it  d o esn ’ t  ac t iv ate  en tire   n eu r o n s   s im u ltan e o u s ly .   T h is   m ea n s   th at,   in   an y   g iv en   tim e,   o n ly   s u b s et  o f   n eu r o n s   is   ac tiv ated ,   m ak es  n etwo r k   s p ar s e,   ef f ic ien t,  an d   ea s ier   to   co m p u te.   F o r   n eg ativ e  i n p u ts ,   g r ad ien ts   ar e  ze r o ,   a n d   weig h t s   ar e  n o t  u p d ated   i n   b ac k p r o p ag atio n .   T h at  lead   to   d ea d   n e u r o n s   th at  n ev er   g et   ac tiv ated ,   an d   its   m ath em atica l f o r m u la  is   g iv e n   in   ( 8 )   a n d   ( 9 ) .     ( ) =  ( 0 , )   ( 8 )     ( ) = { ,       ≥ 0 0 ,       < 0   ( 9 )     I n itial  co n v o lu tio n al  lay e r   ca p tu r es  v ar io u s   lo w - le v el  f ea tu r es,  lik e  ed g es  an d   tex tu r es.  B y   s tack in g   m u ltip le  co n v o lu tio n al  lay e r s ,   n etwo r k   lear n s   m o r e  g l o b al  f ea tu r es.  Her e,   th e  GSD  lay er   is   ap p lied   to   ea ch   co n v o l u tio n al  lay er   t o   im p r o v e  f ea tu r e  r e p r esen tatio n .     2 . 4 . 2 .   P o o lin g   la y er s   T h e  p o o lin g   lay er   is   in clu d ed   am o n g   co n s ec u tiv e   co n v o lu tio n al  lay er s   i n   a   C NN.   Pu r p o s e   o f   p o o lin g   lay er   is   to   m in im ize  s p atial   s ize  o f   r ep r esen tatio n .   T h is   p r o ce s s   m in im izes  n u m b e r   o f   p a r am eter s   an d   co m p u tatio n al   co s t  o n   m o d el,   wh ich   h elp s   i n   h an d lin g   o v er f itti n g .   Po o lin g   la y er   p r o ce s s   o n   ea c h   i n p u t   lay e r   in d iv id u ally ,   r esizin g   it  s p atially   th r o u g h   p o o lin g   p r o ce s s .   T h e  m o s t  co m m o n   f o r m   o f   th e  p o o lin g   lay er ,   to   f ilter   s ize  o f   2 ×2   an d   s tr id e  o f   2 ,   d o wn - s am p les  ea ch   d e p th   s lice  o f   in p u t  ac r o s s   th e  wid th   an d   h eig h t  o f   ac tiv atio n s .   I n   th is   wo r k ,   th e  m ax   p o o lin g   lay er   is   u s ed ,   as  i t  p r o v id es  g o o d   r esu lts   an d   r e d u ce s   co m p u tatio n a l   co s t  f o r   th e   u p p er   la y er s   th r o u g h   r em o v in g   n o n - m ax im al   v alu es,  o f f er in g   f o r m   o f   tr a n s latio n   in v ar ian ce .   Ad d itio n ally ,   it  o f f er s   ex tr a   r o b u s tn ess   f o r   p o s itio n al  v ar iati o n s   an d   e f f ec tiv ely   r ed u ce s   th e  d im en s io n ality   o f   in ter m ed iate  r ep r esen tatio n s .     2 . 4 . 3 .   F ull y   c o nn ec t ed  la y er s   T h is   m ea n s   th at  n eu r o n   in   p r io r   lay er   is   in teg r ated   to   ea c h   n e u r o n   o n   p r esen t la y er .   I ts   ac tiv atio n s   ar e  ca lcu lated   th r o u g h   m at r ix   m u l tip licatio n ,   f o llo wed   th r o u g h   b ias  o f f s et.   Neu r o n s   in   f in al  f u lly   co n n ec ted   lay e r   co r r esp o n d   to   am o u n t  o f   class es   f o r   p r ed ictio n .   Ma n y   o f   attr ib u tes  f r o m   co n v o l u tio n a l  an d   s u b s am p lin g   lay er s   ar e  u s ef u l  to   class if icat io n ,   an d   in teg r atio n   o f   th ese  f ea tu r es  p lay s   a  k ey   r o le.   Fu l ly   co n n ec ted   lay e r   in teg r ates  en tire   attr ib u tes  ex tr ac ted   f r o m   p r io r   co n v o lu tio n al  an d   s u b s am p lin g   lay er s .   L ast  f u lly   co n n ec ted   lay er   u tili ze s   So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   w h ich   is   p r im ar il y   u s ed   f o r   m u lti - class   class if ic atio n .     2 . 4 . 4 .   Sto cha s t ic  depth  t ec hn iqu e   Sh allo w  m o d els  en ab le   q u ick   f o r war d   an d   b ac k war d   d ata   p r o p ag atio n ,   allo win g   th em   to   b e  tr ain ed   in   s h o r ter   tim e.   T h o u g h ,   b ec au s e  o f   co m p le x   s p atial  d is tr ib u tio n s   o f   p ix els  an d   m u lti - s ca le  s em an tic  d ata,   s h allo w  n etwo r k s   ar e  in s u f f icien t  to   lear n in g   an d   ca p tu r in g   p r im ar y   f ea tu r es.  Du r in g   th e  tr ain in g   p r o ce s s ,   is s u es  s u ch   as lo n g   tr ain in g   ti m es,  d ata  atten u atio n   d u r in g   f o r war d   p r o p a g atio n ,   an d   v an is h in g   g r a d ien ts   ar is e.   T o   o v e r co m e   th ese  ch allen g es,  a  s to ch asti c  d ep th   la y er   is   in co r p o r ate d   in to   th e  C N N.   Usi n g   a  s h allo w   n etwo r k   d u r in g   tr ain in g   im p r o v es  d ata  tr an s f er   with in   th e  n etwo r k ,   r esu ltin g   in   a  d e ep er   n etwo r k   with   en h an ce d   g en er aliza tio n   ca p ab ilit ies.  T h e  n etwo r k   with   r an d o m   d e p th   is   ac h iev ed   th r o u g h   in cl u d in g   s to ch asti c  d ep th   d r o p   b l o ck ,   th at  is   s am e  to   d r o p o u t  p r o c ess .   Ma th em atica l  f o r m u la  f o r   in v er ted   r esid u al   ar ch itectu r e  is   g iv en   in   ( 1 0 ) ,   wh er e  a  r an d o m   v a r iab le    f o llo ws  B er n o u lli  d is tr ib u tio n   f o r   in v er ted   r esid u al   p r o ce s s   .   I n   th e  ( 1 0 ) ,   = 1 ,   wh e r e  t h e  f u lly   in v er ted   r esid u al   ar ch itectu r e  is   r etain ed ,   wh ile   = 0   is   wh en   th e  r esid u al  ar c h itectu r e  is   n o t  ac tiv ated ,   wh ile   th e  wh o le  ar ch itectu r e   is   d eg en e r ated   f o r   id en tify i n g   th e   p r o ce s s ,   an d   its   m ath em atica l   f o r m u la  is   g iv en   as  ( 1 1 ) .   W h er e  = 0   with   p r o b ab ilit y   o f   1 −   an d   = 1   with   p r o b ab ilit y   o f   ,   wh ich   r e p r esen ts   s u r v iv in g   p r o b a b ilit y   o f   a  r esid u al  m o d u le.   Ma th e m atica l  f o r m u la  f o r   th e  lin ea r   d ec ay   f u n ctio n   ,   as g iv en   in   ( 1 2 ) .     + 1 = ( , ) + ( )   ( 1 0 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 26 :  115 5 - 1 1 6 5   1160   + 1 = ( )     ( 1 1 )     = 1 − ( 1 − )   ( 1 2 )     T h is   s ettin g   allo ws  s h allo w  l ay er s   to   c ap tu r e   lo w - lev el   f e atu r es  to   u tili ze   in   later   lay er s ,   with   th e   s h allo w  lay er s   n o t  b ein g   d is ca r d ed   f r e q u en tly .   B ec au s e  o f   r an d o m   d r o p p i n g   s ch em e,   ce r tain   lay er s   o n   n etwo r k   ar e  n o t  ac tiv ated   in   ev er y   tr ai n in g   iter atio n ,   wh ich   ef f icien tly   d e v elo p s   en s e m b le  o f   in e x p licit  ap p r o ac h es.  T r ain in g   p r o ce s s   to   r a n d o m   d ep t h s   co m b i n es  r esid u al  m eth o d s   at  v a r io u s   d ep th s ,   r an d o m ly   ex tr ac tin g   d ee p   r esid u al  f ea tu r es  f r o m   s h allo w  r esid u al  f ea tu r es.  T h is   en s u r es  f ea tu r e  d iv er s en ess ,   r ed u ce s   o v er f itti n g ,   a n d   e n h an ce s   g e n er aliza tio n   ca p ab ilit y   o f   m e th o d .   Netwo r k ’ s   tr ain in g   tim e,   wh en   em p l o y in g   s to ch asti c  d ep th ,   n o   lo n g e r   m ax im izes  to   n etwo r k   d ep th   b u t  is   b ased   o n   ex p ec ted   n etwo r k   d ep th .   I n   tr ain in g ,    ℎ   in v er ted   r esid u al  b lo c k   h a v e   p r o b a b ilit y   o f   in ac tiv e,   m a k in g   ef f icien t  i n v er ted   r esid u a l  b lo ck   r a n d o m   v ar iab le.   Ma th em atica l  f o r m u la  f o r   th is   is   g iv en   in   ( 1 3 ) .   I n   li n ea r   d ec ay   r u le,   = 0 . 5   an d   f o r   s u f f i cien t  lar g e   ,   co u n t  o f   ac tiv ated   r esid u al  b l o ck s   in   tr ain in g   in cr ea s es.     ( ) = ∑ = 1     ( 1 3 )     2 . 4 . 5 .   G ra dient - ba s ed  s t o cha s t ic  depth  t ec hn i qu e   T h e  GSD  s k ip s   lay er s   in   th e   tr ain in g   p r o ce s s   b ased   o n   t h eir   g r ad ie n t  m ag n itu d e,   m ak i n g   a  m o r e   in f o r m e d   an d   ad a p tiv e  tech n i q u e  wh en   co m p ar e d   to   th e  tr a d itio n al  s to ch asti c  d ep th   lay er .   T h e  d etailed   s tep s   o f   th is   p r o ce s s   ar e  s u m m ar ize d   in   Alg o r ith m   1 .   E ac h   c o n v o lu tio n al  lay er   is   ev alu ated   b ased   o n   its   g r ad ien t   m ag n itu d e,   wh ich   ca lc u lates  its   co n tr ib u tio n   to   t h e  lo s s   f u n ctio n .   Du r i n g   th e   b ac k war d   p ass in g ,   = ‖ ∇ ‖ 2 ,  wh er e  ∇   r ep r esen ts   th e  lo s s   g r ad ien ts   co r r esp o n d in g   to   th e  l ay er   p ar am eter s .   T h e  d ec is io n   o f   s k ip p in g   is   p er f o r m ed   d y n am ically ;  if     is   less   th an   th e  th r esh o ld ,   t h e  la y er   is   s k ip p ed   with   a   p r o b ab il ity   ( ) ,   wh ich   d ec r ea s es a s     in cr ea s es.   T h e  C NN  s u f f er s   f r o m   v a n is h in g   g r ad ien ts   an d   lo n g   tr ain in g   tim es.  T o   a d d r ess   th ese  p r o b lem s ,   s to ch asti c  d ep th   is   in tr o d u ce d   as  a  r eg u lar izatio n   m eth o d   th a t  r an d o m ly   s k ip s   s o m e  lay er s   d u r in g   th e  tr ai n in g   p r o ce s s .   C o n v en tio n al  s to ch a s tic  d ep th   in v o lv es  r an d o m   s k ip p in g   with   a  f ix ed   p r o b a b i lity .   T h is   r an d o m   s k ip p in g   d is ca r d s   lay e r s   with o u t  co n s id er in g   th eir   s ig n if ic an ce ,   wh ich   m a y   elim in ate  i m p o r tan t  lay e r s   an d   r ed u ce   p er f o r m a n ce .   Ad d itio n ally ,   th e  f ix ed   p r o b a b ilit y   r em ain s   s tatic  an d   d o es  n o t  ad ap t  to   th e  lear n in g   p r o ce s s .   T o   m itig ate  th ese   ch allen g es,  th e  GSD  is   p r o p o s ed ,   wh ich   d y n am ically   d ec id es   wh eth er   to   s k i p   a   lay er   b ased   o n   its   g r ad ie n t m a g n itu d e.   T h e  GSD  is   ap p lied   to   co n v o lu tio n al  lay er s ,   s elec tiv ely   s k ip p in g   la y er s   d u r in g   th e  tr ain in g   p r o ce s s .     Alg o r ith m   1 .   C NN  with   GSD   I n p u t: I n p u t im a g es   Ou tp u t: C lass if ied   d is ea s e  ty p e   I m ag es a r e  p r e - p r o ce s s ed   u s in g   C L AHE   an d   Gau s s ian   b lu r   t ec h n iq u e.   Gr ab C u t seg m en tatio n   is   u s ed   to   is o late  co co n u t le a v es   Featu r es a r e  ex tr ac ted   u s in g   C NN  with   GSD   ‒   Fo r   ev er y   la y er ,   ‖  ‖   is   m ea s u r ed   ‒   Dy n am ic  th r esh o l d     is   ex ec u ted   ‒   T h e  s k ip   lay er     with   p r o b ab ilit y    ( )   is   u s ed   f o r   f u r t h er   p r o ce s s in g     T h e  o u tp u t   is   f ed   to   th e   f u lly   co n n ec ted   lay e r s   f o r   class if icatio n .   L o s s   an d   b ac k p r o p a g atio n   ar e   ex ec u te d .     T h e  weig h ts   ar e  u p d ated   a n d   t h e  s k ip p in g   p r o b ab ilit ies ar e  a d ju s ted   d y n a m ically .       3.   E XP E R I M E N T A L   ANA L Y SI S   T h e  d e v elo p ed   alg o r ith m   is   s im u lated   in   a   p y th o n   e n v ir o n m en t  an d   th e   r e q u ir ed   co n f ig u r atio n s   b ein g   i5   p r o ce s s o r ,   win d o ws  1 0   ( 6 4   b it)   an d   8   GB   R AM .   Per f o r m a n ce   o f   d e v elo p ed   alg o r ith m   is   v alid ated   i n   ter m s   o f   v ar io u s   m etr ics  in c lu d in g ,   F 1 - s co r e,   p r ec is io n ,   r ec all ,   an d   ac cu r ac y .   Ma th em atica l  f o r m u la  f o r   m etr ics is   g iv en   f r o m   ( 1 4 )   to   ( 1 7 ) .       =  +   +  +  +  × 100   ( 1 4 )       =   +  × 100   ( 1 5 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Gra d ien t - b a s ed   s to ch a s tic  d e p th   w ith   co n vo lu tio n a l n eu r a l  n etw o r k  fo r   …   ( K a vith a   Ma g a d i G o p a la kris h n a )   1161     =   +  × 100   ( 1 6 )     1 −  = 2 ×   ×   +  × 100   ( 1 7 )     I n   T a b le  2 ,   p er f o r m an ce   o f   d ev elo p ed   alg o r ith m   is   v alid at ed   u s in g   v a r io u s   class es  o f   d a tasets   with   d if f er en t  m etr ics.  T h e  class es  n am ely ,   b u d   r o t,  b u t  r o o t  d r o p p in g ,   s tem   b leed in g ,   leaf   r o t,   an d   g r ay   leaf   s p o t   ar e  ev alu ated   in   T a b le  2 .   T h e  d ev el o p ed   m eth o d   o b tain s   an   av er a g e  ac cu r ac y   o f   9 6 . 4 2 %,  9 6 . 1 5 %  o f   p r ec is io n ,   9 5 . 8 7 %  o f   r ec all ,   a n d   9 5 . 9 3 %  o f   F 1 - s co r e  o n   cla s s - wis e  r esu lt s .   T ab le  3   p r esen ts   th e  p er f o r m an ce   o f   Gr ab C ut - b ased   s eg m en tati o n   tech n iq u e,   as  ev alu ated   o n   th e  co co n u t  tr ee   d is ea s e  d ataset .   T h e  v ar io u s   ex is tin g   alg o r ith m s   u s ed   to   e v alu ate  th e  Gr a b C u t  tech n iq u e  ar e:  K - m ea n s   clu s ter in g ,   ac tiv e  co n to u r   f ield s ,   co n d itio n al  r an d o m   f ield s ,   an d   g r ap h - ba s ed   s eg m en tatio n   a lg o r ith m s .   T h e  Gr ab C u t  s eg m en tatio n   alg o r ith m   o b tain s   9 6 . 4 2 % a cc u r ac y ,   9 6 . 1 5 % p r ec is io n ,   9 5 . 8 7 % r ec all ,   a n d   9 5 . 9 3 %  F 1 - s co r e .       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   o f   class - wis e  r esu lts   C l a s ses   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   B u d   r o t   9 6 . 2 0   9 6 . 0 0   9 5 . 7 0   9 5 . 8 0   B u d   r o o t   d r o p p i n g   9 6 . 3 5   9 6 . 1 0   9 5 . 8 0   9 5 . 8 5   S t e m  b l e e d i n g   9 6 . 5 0   9 6 . 2 0   9 5 . 9 0   9 5 . 9 0   Le a f   r o t   9 6 . 4 5   9 6 . 2 5   9 6 . 0 0   9 6 . 0 0   G r a y   l e a f   sp o t   9 6 . 6 0   9 6 . 2 0   9 5 . 9 5   9 6 . 1 0   A v e r a g e   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   o f   s eg m en tatio n   alg o r ith m s   M e t h o d s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   K - me a n s   c l u s t e r i n g   9 3 . 2 9   9 3 . 0 2   9 2 . 9 3   9 2 . 9 9   A c t i v e   c o n t o u r   f i e l d s   9 3 . 8 7   9 3 . 5 4   9 3 . 1 8   9 3 . 3 2   C o n d i t i o n a l   r a n d o m fi e l d s    9 4 . 0 8   9 3 . 8 5   9 3 . 4 5   9 3 . 6 5   G r a p h - b a s e d   se g me n t a t i o n   9 4 . 5 7   9 4 . 2 8   9 3 . 7 8   9 3 . 9 6   G r a b C u t   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       T ab le  4   p r esen ts   C NN  p er f o r m an ce   with o u t  th e  u s e  o f   GS D  tech n iq u e  o n   th e  c o co n u t  tr ee   d is ea s e   d ataset .   T h e  d if f er e n t  ex is tin g   alg o r ith m s   u s ed   to   e v alu at e  th e  C NN  with o u t  GSD  tec h n iq u e  ar e:  e x tr em e   lear n in g   m a ch in e s   ( E L M ) ,   C ap s Net,   f u lly   co n n ec ted   n eu r al  n etw o r k   ( FC NN) ,   an d   m u lti - lay er   p er ce p tr o n   ( ML P).   C o n v en tio n al  C NN  att ain s   9 5 . 2 7 %  ac cu r ac y ,   9 5 . 0 1 %  p r ec is io n ,   9 4 . 7 8 %  r ec all ,   a n d   9 4 . 9 2 %  F 1 - s co r e ,   o u tp er f o r m in g   th e  ex is tin g   ap p r o ac h es.  I n   T ab le  5 ,   p er f o r m an ce   o f   th e  C NN  with   GSD  te ch n iq u e  is   v alid ate d   u s in g   d if f er en t m etr ics o n   th e  co co n u t tr ee   d is ea s e  d ataset .       T ab le  4 .   Per f o r m an ce   C NN  wi th o u t G SD m o d el   M e t h o d s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   ELM   9 3 . 5 3   9 3 . 3 8   9 3 . 1 9   9 3 . 2 2   C a p sN e t   9 3 . 8 9   9 3 . 6 6   9 3 . 5 7   9 3 . 6 1   F C N N   9 4 . 2 1   9 4 . 0 5   9 3 . 8 8   9 3 . 9 1   M LP   9 4 . 7 5   9 4 . 5 3   9 4 . 3 2   9 4 . 4 2   C N N   9 5 . 2 7   9 5 . 0 1   9 4 . 7 8   9 4 . 9 2       T ab le  5 .   Per f o r m an ce   o f   C NN  with   GSD  tech n iq u e   M e t h o d s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   C a p sN e t   9 5 . 0 2   9 4 . 8 6   9 4 . 5 9   9 4 . 6 5   F C N N   9 5 . 3 1   9 5 . 1 8   9 4 . 8 3   9 4 . 9 2   M LP   9 5 . 7 5   9 5 . 5 2   9 5 . 3 7   9 5 . 4 2   C N N   9 6 . 0 6   9 5 . 8 4   9 5 . 6 4   9 5 . 7 7   G S D – C N N   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       T h e  p er f o r m an ce   o f   th e  C NN  with   GSD  tech n iq u e  is   co m p ar ed   with   s ev er al  ex is tin g   alg o r ith m s ,   in clu d in g   C ap s Net ,   FC NN,   ML P,  an d   tr ad itio n al   C NN.   T h e  GSD  with   C NN  alg o r ith m   ac h iev e d   9 6 . 4 2 %  ac cu r ac y ,   9 6 . 1 5 %  p r ec is io n ,   9 5 . 8 7 %  r ec all,   an d   9 5 . 9 3 %  F1 - s co r e  wh en   c o m p ar e d   to   th ese  ex is tin g   alg o r ith m s .   Fig u r e  2   s h o ws  a cc u r ac y   v s .   e p o ch s   g r ap h   f o r   th e  d e v elo p ed   alg o r ith m   an d   Fig u r e  3   s h o ws  lo s s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 26 :  115 5 - 1 1 6 5   1162   v s .   ep o ch s   g r ap h   f o r   th e   d ev el o p ed   al g o r ith m .   T ab le   6   p r esen ts   th e  k - f o ld   v alid atio n   r esu lts   f o r   th e   p r o p o s e d   alg o r ith m   an d   T ab le  7   p r esen t s   th e  p er f o r m an ce   o f   th e  p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es.           Fig u r e  2 .   Acc u r ac y   v s   e p o ch s   g r ap h   f o r   t h e  d ev el o p ed   al g o r i th m           Fig u r e  3 .   L o s s   v s   e p o ch s   g r a p h   f o r   t h e  d e v elo p ed   alg o r ith m       T ab le  6 .   Per f o r m an ce   o f   d if f er en t K - f o ld   v alu es   K - v a l u e s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   K   =2   9 3 . 0 2   9 2 . 7 8   9 2 . 4 7   9 2 . 1 5   K   =3   9 3 . 6 7   9 3 . 3 7   9 3 . 0 2   9 2 . 7 8   K   =4   9 4 . 3 3   9 4 . 0 5   9 3 . 7 9   9 3 . 2 3   K   =5   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       T ab le  7 .   Per f o r m an ce   o f   p r e - p r o ce s s in g   tech n iq u es   M e t h o d s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   M e d i a n   f i l t e r   9 4 . 8 9   9 4 . 5 6   9 4 . 2 7   9 4 . 4 0   B i l a t e r a l   f i l t e r   9 5 . 2 8   9 5 . 0 2   9 4 . 6 8   9 4 . 9 3   W a v e l e t - b a se d   c o n t r a st   e n h a n c e m e n t   9 5 . 6 7   9 5 . 2 1   9 5 . 0 5   9 5 . 1 7   A n i s o t r o p i c   d i f f u si o n   9 6 . 0 3   9 5 . 8 7   9 5 . 4 3   9 5 . 6 5   C LA H E  a n d   G a u ss i a n   b l u r   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       3 . 1 .     Co m pa riso n  a na ly s is   I n   th is   s ec tio n ,   p er f o r m an ce   o f   d ev elo p ed   GSD - SNN  alg o r ith m   is   co m p ar ed   to   ex is tin g   alg o r ith m s   lik e  DC NN  [ 1 6 ] ,   M I N - SVM  [ 1 7 ] ,   an d   R esNet - 50  [ 1 8 ]   on  co co n u t   tr ee   leaf   im ag es .   T h e  GSD  with   C NN  alg o r ith m   ac h iev e d   9 6 . 4 2 %   ac cu r ac y ,   9 6 . 1 5 %  p r ec is io n ,   9 5 . 8 7 %  r ec all,   an d   9 5 . 9 3 %  F1 - s co r e  wh en   co m p ar ed   to   th ese  ex is tin g   a lg o r ith m s .   T h e  GSD  tech n iq u e  is   in co r p o r ate d   in to   ea ch   lay er   o f   t h e  C NN   n etwo r k ,   wh ich   s k ip s   th e  less   ef f icien t  lay er s   b y   ca lcu latin g   p r o b ab ilit ies  u s in g   g r ad ie n t  m ag n itu d es.  T h is   p r o ce s s   m in im izes  tr ain in g   t im e  an d   im p r o v es  class if icatio n   p e r f o r m an ce   with   h ig h   ac cu r ac y .   T ab le  8   p r esen ts   co m p ar ativ e  a n aly s is   o f   d ev el o p ed   m o d el.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Gra d ien t - b a s ed   s to ch a s tic  d e p th   w ith   co n vo lu tio n a l n eu r a l  n etw o r k  fo r   …   ( K a vith a   Ma g a d i G o p a la kris h n a )   1163   T ab le  8 .   C o m p a r ativ e  an aly s is   o f   d e v elo p ed   m o d el   M e t h o d s   D a t a s e t   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   D C N N   [ 1 6 ]   C o c o n u t   t r e e   l e a f   i ma g e s   9 5 . 7 1   NA   NA   NA   M I N - S V M   [ 1 7 ]   9 5 . 3 5   95   95   95   R e sN e t - 5 0   [ 1 8 ]   94   9 2 . 2 5   9 3 . 4 2   9 3 . 8 8   P r o p o se d   G S D - C N N   9 6 . 4 2   9 6 . 1 5   9 5 . 8 7   9 5 . 9 3       3 . 2 .     Dis cus s io n   T h e  p er f o r m a n ce   o f   th e  d ev elo p ed   a lg o r i th m   i s   ev a lu ate d   o n   co co n u t  tr ee   d i s ea s e  d a ta s e t  u s in g   d if f e r en t  m e tr i c s .   Per f o r m an ce   o f   d ev elo p ed   a lg o r ith m   i s   a s s e s s ed   b a s ed   o n   c la s s - wi s e  r e s u l t s ,   u s in g   s eg m en ta tio n - b a s ed   m eth o d s   an d   c la s s i f i ca tio n   a lg o r ith m s .   Ad d i tio n al ly ,   t h e   p er f o r m an ce   o f   d ev elo p ed   alg o r it h m   i s   co m p a r ed   w ith   ex i s t in g   a lg o r ith m s :  D C NN   [ 1 6 ] ,   MI N - S VM   [ 1 7 ] ,   an d   R e s N et - 50  [ 1 8 ] .   T h e   ex i s t in g   alg o r i th m s   h av e  l im i ta tio n s   as  n o t ed   f u r th er :  s t r u g g le s   in   d i f f er en t ia ti n g   d if f er en t  d i s ea s e  c la s s e s ,   n o   en h an c em en t  o f   im ag e  co n tr a s t,  f a ilu r e  to   el im in a te   i m ag e   n o i s e,   lo wer   r ep r e s en ta tio n   o f   f ea tu r e  an d   cla s s if i ca tio n   p er f o r m an ce   b e ca u s e   o f   i s s u e s   li k e   in tr a   cl as s   v ar iab i li ty   an d   i n t er   cl a s s   s im il ar i ty .   T o   m it ig at e   th e s e  l im i ta ti o n s ,   t h i s   r es ea r c h   p r o p o s e s   G S D  ap p r o a ch   w it h   C NN  m e th o d ,   wh ich   i s   c la s s i f i ed   in to   d if f er en t   d i s ea s e  cl a s s e s   ef f ec tiv ely .   B y   in co r p o r a tin g   th e  G S D  in   t h e  C NN  m et h o d ,   th e  l es s   c o n tr ib u t in g   l ay er   is   s k ip p ed ,   wh i le   th e   t r a in in g   ti m e  i s   m in im iz ed   w ith   a   h ig h   cla s s if i ca tio n   p er f o r m an c e.   I n   th e  p r e - p r o ce s s in g   p h as e,   t h e  C L AH E   an d   Gau s s i an   b lu r   te ch n iq u e s   ar e  u s ed   to   en h an ce   im ag e  co n tr a s t  a n d   el im in at e  n o i s e,   r es p ec ti v e ly .   T h r o u g h   th e s e   p r o ce s s e s ,   th e  i s s u e  o f   in t er - cl as s   s im il ar i ty   an d   in tr a - c l as s   v ar iab il ity   ar e  el im in at ed   an d   th e   r ep r e s en ta tio n   o f   f ea tu r e s   f o r   d i s e a s e  cl as s if i ca tio n   ar e  en h an ce d .   T h e  G S D  wi th   C NN   alg o r it h m   o b ta in s   ac c u r a cy   o f   9 6 . 4 2 %,   p r e ci s io n   o f   9 6 . 1 5 %,  r ec al l  o f   9 5 . 8 7 % ,   a n d   F 1 - s c o r e  o f   9 5 . 9 3 %   wh i le   co m p ar in g   wi th   ex i s tin g   al g o r i th m s .   H ig h   p er f o r m a n ce   o f   p r o p o s ed   GS D - C NN   i s   at tr ib u t ed   to   th e i r   ad ap tiv e  lay er - s k ip p in g   m e c h an i s m   d ep en d ed   o n   g r ad ie n t  m ag n itu d e s ,   th a t  p r e s er v e s   h ig h   in f o r m a ti v e   f ea tu r e  r ep r e s en ta tio n s   wh en   m in im iz in g   r ed u n d an t  co m p u ta tio n s .   U n l ik e  tr ad i tio n a l   s to ch a s t ic  d ep t h ,   g r ad i en t - a war e  s k ip p in g   s tr ateg y   p r ev en t s   el im in a tio n   o f   e s s en ti al  lay er s ,   b y   en h an c in g   f ea tu r e  d i s cr im i n a tio n   ac r o s s   in te r - c l as s   v a r i ab i li ty   an d   in t r a - cl as s   v ar ia b i li ty .   Mo r eo v er ,   c o m b in a tio n   o f   C L A HE   an d   Gau s s ian   b lu r   im p r o v e s   d i s ea s e  v i s ib i li ty   an d   n o is e   s u p p r e s s io n ,   wh en   Gr ap C u t   s e g m en t at io n   en s u r e s   lea r n in g   o n   d is ea s e - af f ec ted   r eg io n s ,   th e s e   i m p r o v s   c l as s if i ca tio n   ac c u r a cy .   R at h e r   th an   i t s   s tr o n g   p er f o r m an c e,   p r o p o s ed   m o d e l  s h o w s   m i s c la s s if i ca ti o n ,   e s p ec i al ly   wh e r e  d i s ea s e  s y m p to m s   o v er l ap p in g   v i s u a l  p at ter n s   wi th   s u b t le   t ex tu r e  v ar ia tio n s .   Sam e  co l o r   an d   s t r u c tu r a l   ch a r ac te r i s ti cs   a m o n g   ce r t ain   d i s ea s e  c la s s e s   l ik e  le af   r o t  an d   g r ay   le af   s p o t  lead s   to   cl a s s i f ic at io n   am b i g u i ty .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   d ev el o p s   a  D L - b ased   alg o r ith m   f o r   co c o n u t  tr ee   leaf   d is ea s e  class if icatio n .   T h e  co co n u t tr ee   d is ea s e  d ataset  u s ed   in clu d es d is ea s e - lab eled   im ag es.  T h e  im ag es in   d ataset  ar e  p r e - p r o ce s s ed   b y   C L AHE   an d   Gau s s ian   b lu r   t ec h n iq u es,  wh ich   en h an ce   i m ag e  co n tr ast  an d   elim in ate   n o is e,   wh ich   h elp s   d if f er en tiate  d if f e r en t  d is ea s e  class e s .   T h en ,   th e  im ag es  ar e  s eg m en ted   u s in g   Gr ab C u t   alg o r ith m ,   wh ich   is o lates  th e  leaf   im a g es  f r o m   th e  b ac k g r o u n d   th r o u g h   a n   ite r ativ e  p r o ce s s   to   e n h an ce   f ea t u r e  r e p r esen tatio n .   Fin ally ,   class if icat io n   is   p er f o r m ed   u s in g   th e  d ev el o p ed   GSD - C NN   tech n iq u e,   wh ich   ex tr ac ts   h ier ar ch ical  f ea tu r es  th r o u g h   th e   co n v o lu ti o n al  lay er s   an d   class if ies  th e  d if f er en t   d is ea s e  class es  with   h ig h   class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h e  GSD  tech n i q u e  is   in co r p o r ate d   in to   ev er y   lay er   o f   th e  C NN,   s k ip p in g   la y er s   th at  co n tr ib u te   less   to   cla s s if icatio n   an d   m in im izin g   th e  m o d el' s   tr ain in g   tim e  wh ile  m ain tain in g   h ig h   cla s s if icatio n   ac cu r ac y .   T h e  GSD  with   C NN  alg o r ith m   ac h iev ed   9 6 . 4 2 %  ac c u r ac y ,   9 6 . 1 5 %  p r ec is io n ,   9 5 . 8 7 %  r ec all,   an d   9 5 . 9 3 %    F1 - s co r e  wh en   co m p ar e d   to   e x is tin g   alg o r ith m s .   I n   f u tu r e  wo r k ,   o th er   DL - b ased   m o d els   ca n   b e  ex p lo r ed   to   f u r th er   e n h an ce   class if icatio n   p er f o r m an ce .       ACK NO WL E DG M E N T S   W e  wo u ld   lik e  to   g r atef u l  to   o u r   C o lleag u e' s   f o r   th eir   ass is tan ce   with   d ata  co llectio n   an d   f o r   th ei r   in s ig h tf u l d is cu s s io n s .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO R  CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th e  C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell ,   Vo l.  15 ,   No .   2 ,  Ap r il   20 26 :  115 5 - 1 1 6 5   1164   Na m e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Kav ith a  Ma g ad i  Go p alak r is h n a    ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     R av ip r ak ash   Ma d en u r   L in g ar aju     ✓         ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓       An an d a  B ab u   J ay ac h an d r a   ✓     ✓   ✓       ✓       ✓   ✓     ✓   ✓     C   :    C o n c e p t u a l i z a t i o n   M   :    M e t h o d o l o g y   So   :    So f t w a r e   Va   :    Va l i d a t i o n   Fo   :    Fo r mal   a n a l y s i s   I   :    I n v e s t i g a t i o n   R   :    R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi   :    Vi su a l i z a t i o n   Su   :    Su p e r v i s i o n   P   :    P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu   :    Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h e  au th o r s   d ec lar e  n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h e  d ata  th at  s u p p o r t  th e   f in d in g s   o f   t h is   s tu d y   ar e  o p en ly   av ailab le  i n   Me n d ele y   Data   at  h ttp s ://d o i.o r g /1 0 . 1 7 6 3 2 / g h 5 6 wb s n j5 . 1 ,   r e f er en ce   n u m b er   [ 2 1 ] .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   R .   H a y a t i ,   A .   A .   M u n a w a r ,   E .   Lu k i t a n i n g si h ,   N .   E a r l i a ,   T.   K a r m a ,   a n d   R .   I d r o e s,   “ C o mb i n a t i o n   o f   P C A   w i t h   LD A   a n d   S V M   c l a ss i f i e r s:   a   m o d e l   f o r   d e t e r m i n i n g   t h e   g e o g r a p h i c a l   o r i g i n   o f   c o c o n u t   i n   t h e   c o a st a l   p l a n t a t i o n ,   A c e h   P r o v i n c e ,   I n d o n e si a , ”   C a s e   S t u d i e s   i n   C h e m i c a l   a n d   En v i r o n m e n t a l   En g i n e e r i n g ,   v o l .   9 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c sc e e . 2 0 2 3 . 1 0 0 5 5 2 .   [ 2 ]   R .   G a j j a r ,   N .   G a j j a r ,   V .   J .   Th a k o r ,   N .   P .   P a t e l ,   a n d   S .   R u p a r e l i a ,   “ R e a l - t i m e   d e t e c t i o n   a n d   i d e n t i f i c a t i o n   o f   p l a n t   l e a f   d i s e a s e s   u si n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s   o n   a n   e mb e d d e d   p l a t f o r m,”   T h e   V i su a l   C o m p u t e r ,   v o l .   3 8 ,   n o .   8 ,   p p .   2 9 2 3 – 2 9 3 8 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 3 7 1 - 021 - 0 2 1 6 4 - 9.   [ 3 ]   L.   L i u ,   W .   Y a n ,   a n d   B .   L i u ,   “ Tr a n s c r i p t o me  se q u e n c i n g   o f   C o c o s   n u c i f e ra   l e a v e s  i n   r e s p o n s e   t o   R h y n c h o p h o r u s   f e r ru g i n e u s   i n f e s t a t i o n , ”   Fr o n t i e rs  i n   G e n e t i c s ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f g e n e . 2 0 2 3 . 1 1 1 5 3 9 2 .   [ 4 ]   L.   Lu   e t   a l . ,   “ I n t e g r a t e d   t r a n scri p t o mi c   a n d   m e t a b o l o m i c   a n a l y ses   r e v e a l   k e y   m e t a b o l i c   p a t h w a y s   i n   r e s p o n se   t o   p o t a ss i u m   d e f i c i e n c y   i n   c o c o n u t   ( C o c o s  n u c i f e r a   L. )   s e e d l i n g s, ”   Fr o n t i e rs  i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 2 3 . 1 1 1 2 2 6 4 .   [ 5 ]   A .   S u n p a p a o   e t   a l . ,   “ M o r p h o l o g i c a l   a n d   mo l e c u l a r   i d e n t i f i c a t i o n   o f   p l a n t   p a t h o g e n i c   f u n g i   a ss o c i a t e d   w i t h   d i r t y   p a n i c l e   d i se a se  i n   c o c o n u t s ( C o c o s   n u c i f e r a )   i n   T h a i l a n d , ”   J o u rn a l   o f   F u n g i ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j o f 8 0 4 0 3 3 5 .   [ 6 ]   V .   B a l a f a s,  E .   K a r a n t o u m a n i s,  M .   L o u t a ,   a n d   N .   P l o sk a s,   “ M a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   f o r   p l a n t   d i se a se   c l a ss i f i c a t i o n   a n d   d e t e c t i o n , ”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   1 1 ,   p p .   1 1 4 3 5 2 – 1 1 4 3 7 7 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 3 . 3 3 2 4 7 2 2 .   [ 7 ]   S .   K .   B r a r ,   R .   S h a r m a ,   S .   V a t s,  a n d   V .   K u k r e j a ,   “ A   sm a r t   a p p r o a c h   t o   c o c o n u t   l e a f   sp o t   d i se a se  c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   c o m p u t e r   v i s i o n   a n d   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e , ”   i n   2 0 2 3   Wo r l d   C o n f e re n c e   o n   C o m m u n i c a t i o n   &   C o m p u t i n g ,   2 0 2 3 ,   p p .   1 – 6 ,    d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W C O N F 5 8 2 7 0 . 2 0 2 3 . 1 0 2 3 5 2 5 1 .   [ 8 ]   A .   B h u j e l ,   N . - E .   K i m ,   E .   A r u l mo z h i ,   J.  K .   B a s a k ,   a n d   H . - T.   K i m,   “ A   l i g h t w e i g h t   a t t e n t i o n - b a se d   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s   f o r   t o ma t o   l e a f   d i s e a s e   c l a ss i f i c a t i o n , ”   Ag r i c u l t u re ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 2 0 2 0 2 2 8 .   [ 9 ]   K .   Jas p i n ,   S .   S e l v a n ,   P .   S .   P a c k i a n a t h a n ,   a n d   P .   K u mar,   “ C o n v o l u t i o n   n e u r a l   n e t w o r k   b a s e d   c l a ss i f i c a t i o n   o f   p l a n t   l e a f   d i s e a s e  i ma g e s, ”   i n   Ap p l i c a t i o n s   o f   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   M a c h i n e   L e a rn i n g ,   S i n g a p o r e :   S p r i n g e r ,   2 0 2 2 ,   p p .   5 1 1 – 5 2 7 ,    d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 19 - 4 8 3 1 - 2 _ 4 2 .   [ 1 0 ]   P .   R .   D .   S i l v a ,   C .   N .   P e r e r a ,   B .   W .   B a h d e r ,   a n d   R .   N .   A t t a n a y a k e ,   “ N e st e d   P C R - b a se d   r a p i d   d e t e c t i o n   o f   p h y t o p l a sma   l e a f   w i l t   d i s e a se   o f   c o c o n u t   i n   S r i   La n k a   a n d   sy s t e m i c   m o v e me n t   o f   t h e   p a t h o g e n , ”   P a t h o g e n s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   2 0 2 3 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / p a t h o g e n s 1 2 0 2 0 2 9 4 .   [ 1 1 ]   H .   D .   M a f u k i d z e ,   G .   O w o m u g i s h a ,   D .   O t i m,   A .   N e c h i b v u t e ,   C .   N y a mh e r e ,   a n d   F .   M a z u n g a ,   “ A d a p t i v e   t h r e s h o l d i n g   o f   C N N   f e a t u r e s  f o r   ma i z e   l e a f   d i sea s e   c l a ss i f i c a t i o n   a n d   se v e r i t y   e s t i m a t i o n , ”   A p p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 7 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 2 1 7 8 4 1 2 .   [ 1 2 ]   W .   L i ,   L .   Zh u ,   a n d   J.   Li u ,   “ P L - D I N O :   a n   i m p r o v e d   t r a n sf o r mer - b a se d   me t h o d   f o r   p l a n t   l e a f   d i se a se   d e t e c t i o n , ”   A g ri c u l t u re ,    v o l .   1 4 ,   n o .   5 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 4 0 5 0 6 9 1 .   [ 1 3 ]   J .   L i   e t   a l . ,   “ G e n o m e - w i d e   i d e n t i f i c a t i o n ,   c l a s s i f i c a t i o n   a n d   e x p r e s s i o n   a n a l y s i s   o f   M Y B   g e n e   f a m i l y   i n   c o c o n u t   ( C o c o s   n u c i f e r a   L . ) , ”   Fro n t i e rs  i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 3 . 1 2 6 3 5 9 5 .   [ 1 4 ]   A .   P a l a n a n d a   a n d   W .   K i m p a n ,   “ C l a ssi f i c a t i o n   o f   a d u l t e r a t e d   p a r t i c l e   i m a g e s  i n   c o c o n u t   o i l   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s, ”   Ap p l i e d   S c i e n c e s ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a p p 1 2 0 2 0 6 5 6 .   [ 1 5 ]   Y .   C h e n   e t   a l . ,   “ D F C A N e t :   a   n o v e l   l i g h t w e i g h t   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   m o d e l   f o r   c o r n   d i sea s e   i d e n t i f i c a t i o n , ”   A g ri c u l t u re ,  v o l .   1 2 ,   n o .   1 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r i c u l t u r e 1 2 1 2 2 0 4 7 .   [ 1 6 ]   V .   K a v i t h a ma n i   a n d   S .   U m a M a h e s w a r i ,   “ I n v e s t i g a t i o n   o f   d e e p   l e a r n i n g   f o r   w h i t e f l y   i d e n t i f i c a t i o n   i n   c o c o n u t   t r e e   l e a v e s,”   I n t e l l i g e n t   S y s t e m s   w i t h   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   2 0 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i sw a . 2 0 2 3 . 2 0 0 2 9 0 .   [ 1 7 ]   R .   K .   M e g a l i n g a m ,   S .   K .   M a n o h a r a n ,   D .   H .   T.   A .   B a b u ,   G .   S r i r a m,  K .   Lo k e sh ,   a n d   S .   K .   S u d h e e s h ,   “ C o c o n u t   t r e e s  c l a ss i f i c a t i o n   b a s e d   o n   h e i g h t ,   i n c l i n a t i o n ,   a n d   o r i e n t a t i o n   u si n g   M I N - S V M   a l g o r i t h m, ”   N e u ra l   C o m p u t i n g   a n d   Ap p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   1 6 ,   p p .   1 2 0 5 5 – 1 2 0 7 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s0 0 5 2 1 - 0 2 3 - 0 8 3 3 9 - w.   [ 1 8 ]   S .   T h i t e ,   Y .   S u r y a w a n s h i ,   K .   P a t i l ,   a n d   P .   C h u m c h u ,   “ C o c o n u t   ( C o c o s  n u c i f e r a )   t r e e   d i se a se   d a t a se t :   a   d a t a set   f o r   d i se a se   d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   f o r   m a c h i n e   l e a r n i n g   a p p l i c a t i o n s, ”   D a t a   i n   Bri e f ,   v o l .   5 1 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . d i b . 2 0 2 3 . 1 0 9 6 9 0 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.