I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   A p r il 2 0 2 6 ,   p p .   1 7 8 3 ~ 1 7 8 9   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 7 8 3 - 1 7 8 9           1783     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   H y brid ma chi ne l ea rning  f o r imba l a nced let tuce  dise a se  cla ss ificatio n       F a zlur  I hza nu ra hm a n,  Wa y a n F irda us   M a hm ud y   D e p a r t me n t   o f   I n f o r m a t i c En g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   C o mp u t e r   S c i e n c e ,   B r a w i j a y a   U n i v e r si t y ,   M a l a n g ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   2 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   Feb   9 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   5 ,   2 0 2 6       Th is  stu d y   i n v e sti g a tes   a   h y b r id   m a c h in e   lea rn in g   fra m e wo rk   c o m b in i n g   Eff icie n tNe t - B3   fe a tu re   e x trac ti o n   wit h   c las sic a c las sifier f o lettu c e   d ise a se   c las sific a ti o n   u n d e c o n d it io n o e x trem e   c las imb a la n c e .   Th e   sy ste m   u ti li z e Eff icie n tNe t - B 3   to   e x trac h i g h - d ime n sio n a fe a tu re   e m b e d d in g fro m   2 , 3 3 7   ima g e s,   wh ich   a re   su b se q u e n tl y   c las sified   u sin g   su p p o rt  v e c to m a c h in e   (S VM),   r a n d o m   fo re st  (R F ),   a n d   k - n e a re st  n e ig h b o rs   (KN N).  Alth o u g h   th e   p ro p o se d   S VM - b a se d   m o d e a c h ie v e a   h i g h   o v e ra ll   a c c u ra c y   o 9 4 . 0 1 % ,   e x p e rime n t a re su lt re v e a a   su b sta n ti a p e rfo rm a n c e   d isc re p a n c y   c o m p a re d   t o   th e   m a c ro   F1 - sc o re   o 3 7 . 9 4 % .   T h is  c rit ica g a p   in d ica tes   th a wh il e   t h e   m o d e su c c e ss fu ll y   id e n ti fies   th e   m a jo rit y   c las se s,  it   fa il to   re c o g n ize   ra re   d ise a se   c a teg o ries   with   li m it e d   sa m p les .   Th e o re ti c a l   a n a ly sis  su g g e sts  t h a wh il e   S V M   h a n d les   h ig h - d ime n si o n a fe a t u re   sp a c e m o re   e ffe c ti v e ly   t h a n   RF   a n d   K NN ,   th e   d e e p   fe a tu re e x trac ted   a re   b ias e d   to wa rd   m a jo rit y   c las c h a ra c teristics .   Th e se   fin d in g h i g h li g h th e   se v e re   lim it a ti o n s   o f   a c c u ra c y - c e n tri c   e v a lu a ti o n   i n   a g ricu lt u ra l   d iag n o stics   a n d   d e m o n stra te  t h a d e e p   fe a tu re   e x trac ti o n   a lo n e   is  i n su ff icie n t o   g u a ra n tee   ro b u st  d e tec ti o n   f o m i n o rit y   p a t h o l o g ies .   Th e   st u d y   c o n c lu d e th a re ly in g   o n   a g g re g a te  a c c u ra c y   c a n   m a sk   d iag n o stic  fa il u re s,  e m p h a siz in g   t h e   u rg e n t   n e e d   fo r   p e r - c las p e rfo rm a n c e   a n a ly sis  a n d   d a ta - lev e m it i g a ti o n   stra teg ies   in   fu tu re   re se a rc h .   K ey w o r d s :   Dee p   f ea tu r e x tr ac tio n   E f f icien tNet - B3   Hy b r id   m ac h in lear n i n g   L ettu ce   d is ea s e   Su p p o r v ec to r   m ac h in e   T h is i 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 :   W ay an   Fird au s   Ma h m u d y   Dep ar tm en t   o f   I n f o r m atics E n g in ee r in g ,   Facu lty   o f   C o m p u te r   Scien ce ,   B r awijay Un iv er s ity   St.  Vete r an   No . 1 0 - 1 1 ,   Keta wa n g g ed e ,   L o wo k war u ,   Ma lan g   6 5 1 4 5 ,   I n d o n esia   E m ail: w ay an f m @ u b . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O   Ag r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity   is   o f ten   co m p r o m is ed   b y   p lan d i s ea s es,  wh ich   n eg ativ ely   af f ec b o th   th q u ality   an d   q u a n tity   o f   cr o p   y ield s .   L ettu ce   ( La ctu ca   s a tiva   L. ) ,   in   p ar ticu lar ,   is   h ig h ly   s u s ce p tib le  to   r a n g e   o f   p ath o g en s ,   in clu d in g   b ac te r ia,   f u n g i,  a n d   v ir u s es  [ 1 ] T h ese   in f ec tio n s   ca n   r esu lt  in   s u b s tan tial  f in an cial  lo s s es  f o r   f ar m er s   an d   p o s b r o ad er   r is k s   to   ag r icu ltu r al  s ec to r .   As  s u ch ,   th a b ilit y   to   d etec p lan d is ea s es  ea r ly   an d   ac c u r ately   is   ess en tial to   ef f ec tiv ely   m a n ag th ei r   s p r ea d   an d   r ed u ce   ass o ciate d   d am ag es  [ 2 ] .   R ec en ad v an ce m en ts   in   m ac h in lear n in g   an d   im ag e   p r o c ess in g   h av o p en ed   u p   n ew  p o s s ib ilit ie s   f o r   au t o m atin g   p lan d is ea s d etec tio n ,   with   e n co u r ag in g   o u tco m es  [ 3 ] .   T h ese  tech n i q u es  ar ca p a b le  o f   h an d lin g   lar g d atasets   an d   co n d u ctin g   in tr icate   an aly s es  to   u n co v e r   p atter n s   th at  ar o f ten   u n d etec tab le  b y   h u m an   o b s er v atio n .   Am o n g   t h v ar io u s   ap p r o ac h es,  co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  s tan d   o u as  h ig h ly   ef f ec tiv f o r   im ag c lass if icatio n   [ 4 ] ,   [ 5 ] .   C NNs  ex ce at  au to n o m o u s ly   lear n i n g   im ag f ea tu r es  th r o u g h   s tack ed   co n v o l u tio n al   lay er s ,   wh ich   m ak es  th e m   p a r ticu lar ly   well - s u ited   f o r   task s   in v o lv in g   p atter n   r ec o g n itio n   an d   v is u al  ca teg o r izatio n   [ 6 ] ,   [ 7 ] .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 :   1 7 8 3 - 1 7 8 9   1784   Alth o u g h   C NN  ar h ig h ly   ef f ec tiv e,   th eir   class if icatio n   ac cu r ac y   ca n   b en h a n ce d   b y   c o m b in in g   th em   with   co n v en tio n al   m ac h in lear n in g   class if ier s   lik s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SV M ) r an d o m   f o r ests   ( R F) ,   an d   k - n ea r est  n eig h b o r s   ( KNN )   [ 8 ] .   SVM  aim s   to   co n s tr u ct  an   o p tim al  h y p er p lan e   th at  s ep ar ates  d ata   p o in ts   b elo n g in g   to   d if f er e n class es,   an d   it  h as  s h o wn   s tr o n g   p er f o r m a n ce   ac r o s s   n u m er o u s   class if icatio n   task s   [ 9 ] ,   [ 1 0 ] RF ,   ty p o f   en s em b le  m eth o d ,   lev er a g es  m u ltip le  d ec is io n   tr ee s   to   en h an ce   ac cu r ac y   an d   m in im ize  o v er f itti n g ,   o f f er in g   r o b u s s o lu tio n   f o r   class if ic atio n   p r o b lem s   [ 1 1 ] .   Me an wh ile,   KNN  cla s s if ie s   d ata  b ased   o n   th p r o x im ity   o f   n eig h b o r in g   in s tan ce s   an d   is   wid ely   ad o p ted   d u to   its   ea s o f   im p lem en tatio n   an d   ef f ec tiv e n ess   [ 1 2 ] .   Nu m er o u s   C NN  ar ch itectu r es  h av b ee n   d ev elo p ed ,   ea ch   tailo r ed   to   o f f er   s p ec if ic  ad v an tag es  in   im ag class if icatio n   task s .   E f f icien tNet  ar ch itectu r es  h av d em o n s tr ated   s u p er io r   p e r f o r m an ce   in   v ar io u s   p lan d is ea s class if icatio n   task s ,   s u ch   as  in   p o tato   an d   m an g o   c r o p s   [ 1 3 ] .   Mo tiv ated   b y   th is   s u cc ess ,   th is   r esear ch   in v esti g ates  th p er f o r m an ce   o f   th e   E f f icien tNet - B 3   m o d el   in   co m b i n atio n   with   th r ee   m ac h in e   lear n in g   class if ier s SV M,   RF ,   an d   KNN f o r   d is ea s d et ec tio n   in   lettu ce   p lan ts .   E f f icien tNet  r ep r esen ts   a   m o d er n   C NN  d esig n   t h at  b a lan ce s   co m p u tatio n al  co s a n d   p r e d ictiv ac c u r ac y   b y   em p lo y in g   co m p o u n d   s ca lin g ,   wh ich   s im u ltan eo u s l y   ad ju s ts   th e   m o d el’ s   d e p th ,   wid th ,   an d   in p u r eso lu tio n   [ 1 4 ] .   T h r o u g h   th is   h y b r id   a p p r o ac h ,   th s tu d y   ai m s   to   d eter m in wh eth er   th in teg r ated   m o d el  d eliv er s   s u p er io r   class if icatio n   p er f o r m an ce   co m p a r ed   to   u s in g   E f f icien tNet - B 3   alo n e.   T h f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar e   in te n d ed   to   s u p p o r th e   ad v an ce m e n o f   m o r e   ac cu r at an d   ef f icien t   tech n i q u es  f o r   d etec tin g   p lan d is ea s es.  Mo r e o v er ,   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   h o ld s   p o ten tial  f o r   p r ac tical  ap p licatio n   in   ag r icu ltu r e,   o f f er in g   to o th at  co u l d   ass is t   f ar m er s   in   m o n ito r in g   cr o p   h ea lth   a n d   im p r o v in g   d is ea s m an ag em e n t stra teg ies  [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] .   Sev er al  r ec en t   s tu d ies  h av e   h i g h lig h ted   th p o ten tial  o f   co m b in in g   E f f icien tNet  with   ad v a n ce d   d ee p   lear n in g   s tr ateg ies  to   en h an ce   th p r ec is io n   o f   p lan d is ea s d etec tio n   [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   E x ten s iv p r io r   wo r k   also   s u p p o r ts   th ef f ec tiv en ess   o f   C NN - b ased   m o d els  f o r   th is   ta s k   [ 1 9 ] .   C NNs  h av b ee n   b r o ad ly   ad o p ted   in   th e   class if icatio n   o f   p lan d is ea s e s ,   p ar ticu lar ly   u s in g   leaf   im a g er y   as  th p r im ar y   in p u t.  R ev iews  in   th f ield   co n s is ten tly   s h o th at  C NNs  o u tp er f o r m   tr a d itio n al  class if icatio n   tech n iq u es,  lar g ely   b ec au s o f   th eir   s u p er io r   ca p a b ilit y   to   ca p t u r i n tr icate   p atter n s   an d   f ea tu r es f r o m   im ag es  [ 1 4 ] .   A r c h i t e ct u r e s   s u c h   as   V GG 1 6 ,   R es N e t ,   a n d   E f f i c ie n t N e h av e   b e e n   w i d e l y   u ti l iz e d   i n   p l an t   d i s e ase  c l a s s i f ic a t i o n   t as k s .   W h i l e   VG G 1 6   a n d   R e s N e t   a r e   r e c o g n i z e d   f o r   t h e i r   h i g h   c l a s s i f i c at i o n   a c c u r a c y ,   t h e i r   i m p l e m e n t a ti o n   o f t e n   d e m a n d s   c o n s i d e r a b l e   c o m p u t a ti o n a l   p o w e r   [ 2 0 ] In   c o n t r a s t ,   E f f i ci e n t N e t   p r es e n ts   m o r e   r e s o u r c e - e f f i c i e n t   a l te r n at i v e .   R e c e n t   s t u d i es   h a v e   a l s o   s h o w n   t h a t   c o m b i n i n g   E f f i c i e n t N e t   w it h   a t t e n ti o n   m e c h a n i s m s   c a n   f u r t h e r   e n h a n c e   b o t h   a c c u r a c y   a n d   i n t e r p r e t a b i l it y   i n   p la n t   d is e as e   d e t ec t i o n   t as k s   [ 2 1 ] .   B y   u t i l i zi n g   c o m p o u n d   s c a l i n g   t o   a d j u s t   n e tw o r k   d i m e n s i o n s   i n   b a l a n c e d   m a n n e r ,   E f f i c i e n t Ne t a c h i e v e s   i m p r o v e d   p e r f o r m a n c e   i n   t e r m s   o f   b o t h   ef f i c i e n c y   a n d   a c c u r a c y   c o m p a r e d   t o   e a r l i e r   C NN   m o d e l s   [ 1 5 ] .   T h ap p licatio n   o f   E f f icien tN et  in   p lan d is ea s id en tific atio n   h as  s h o wn   co n s is ten tly   h ig h   lev els  o f   ac cu r ac y   ac r o s s   v ar io u s   s tu d ie s   [ 2 2 ] .   On e   n o ta b le  ex am p le   is   its   u s in   class if y in g   ap p le  l ea f   d is ea s es,  wh er it  d em o n s tr ated   ex ce p tio n al  p er f o r m a n ce ,   f u r th e r   v alid atin g   its   r eliab ilit y   an d   s u itab ilit y   f o r   d is ea s d etec tio n   in   ag r ic u ltu r al  c o n tex ts   [ 2 3 ] ,   [ 2 4 ] .   Fu r th er m o r e,   r ec en s tu d y   d e m o n s tr ated   th at  E f f i cien tNet  p er f o r m ed   r o b u s tly   in   m u lti - cr o p   d is ea s class if icatio n   s ce n ar io s ,   h ig h li g h tin g   its   s ca lab ilit y   an d   ac cu r ac y   ac r o s s   d iv er s p lan t ty p es  [ 2 5 ] .   T h is   r esear ch   ex p l o r es  th i n teg r atio n   o f   th e   E f f icien tNe t - B 3   ar ch itectu r with   th r ee   tr ad itio n al  class if icatio n   alg o r ith m s   SVM,   RF ,   an d   KNN ,   to   ass ess   p o ten tial  g ain s   in   class if icati o n   ac cu r ac y .   T h ese   m eth o d s   ar wid ely   em p lo y ed   in   m ac h in lear n in g   f o r   th eir   r o b u s p er f o r m an ce .   SVM  f u n ctio n s   b y   co n s tr u ctin g   a n   o p tim al  d ec is i o n   b o u n d ar y   to   d is tin g u is h   b e twee n   class es  [ 9 ] RF ,   wh ich   ag g r eg ates  m u ltip le   d ec is io n   tr ee s ,   is   ef f ec tiv in   b o o s tin g   ac cu r ac y   an d   m iti g atin g   o v e r f itti n g   is s u es  [ 1 1 ] .   I h as  also   b ee n   p r ev io u s ly   a p p lied   in   p la n d is ea s clas s if icatio n ,   s er v in g   as  s o lid   b en ch m ar k   f o r   ev alu atin g   th e   p er f o r m an ce   o f   m o r r ec en m o d els  lik E f f icien tNet  [ 2 6 ] .   Me an wh ile,   KNN  d eter m i n e s   class   m em b er s h ip   b ased   o n   p r o x im ity   to   n eig h b o r in g   s am p les  an d   r em ain s   s tr aig h tf o r war d   y et  ef f e ctiv tech n iq u f o r   class if icatio n   task s   [ 1 2 ] .   Desp ite  th wid esp r ea d   ad o p tio n   o f   C NN - b ased   m o d els  f o r   p lan d is ea s class if icat io n ,   m o s ex is tin g   s tu d ies  r ely   o n   b alan ce d   d atasets   an d   em p h asize  o v er all  ac cu r ac y ,   with   lim ited   atten tio n   to   m i n o r it y   d is ea s class e s .   C o n s eq u en tly ,   th r eliab ilit y   o f   th ese  m o d els  in   r ea l - wo r ld ,   h ig h l y   im b alan ce d   ag r ic u ltu r al   s ce n ar io s   r em ain s   in s u f f icien tly   ex p lo r ed .   C u r r en liter atu r o f ten   o v er lo o k s   th r is k   th at  h ig h   ac cu r ac y   m etr ics m ay   m ask   th m o d el' s   co m p lete  f ailu r e   in   d etec tin g   r ar b u t c r itical  p ath o lo g ies.   T h is   s tu d y   p r o v id es  an   em p ir i ca an aly s is   o f   th lim itat io n s   o f   h y b r id   d ee p   f ea tu r ex tr ac tio n   m o d els   wh en   ap p lied   to   h ig h l y   im b a lan ce d   lettu ce   d is ea s d atase ts .   I o f f er s   cr itical   in s ig h ts   in to   th m is m atch   b etwe en   r e p o r ted   ac cu r ac y   a n d   ac tu al   d iag n o s tic  r eliab ilit y .   Sp ec if ically ,   it  e v alu ates  t h p e r f o r m an ce   o f   E f f icien tNet - B 3   f ea tu r es  co m b in ed   with   SVM,   RF ,   an d   KNN  cla s s if ier s ,   an aly zin g   h o ex tr em class   im b alan ce   d is to r ts   ev alu atio n   m etr ics an d   af f ec ts   th d e cisi o n   b o u n d ar ies o f   d if f e r en t c lass ical  alg o r ith m s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       Hyb r id   ma ch in lea r n in g   fo r   imb a la n ce d   lettu ce   d is ea s cla s s ifica tio n   ( F a z lu r   I h z a n u r a h ma n )   1785   2.   M E T H O D   T h is   s tu d y   em p lo y s   th e   E f f ici en tNet - B 3   ar ch itectu r as  a   f e atu r ex tr ac to r ,   wh ic h   is   th en   in teg r ated   with   th r ee   class ical  m ac h in l ea r n in g   class if ier s   SVM,   RF an d   KNN  to   co n s tr u ct  h y b r id   m o d els.  s tr atif ied   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   s ch em is   u s ed   to   en s u r th at   th p r o p o r tio n al  d is tr ib u tio n   o f   clas s es  is   p r eser v ed   in   ev er y   f o ld .   T h is   ap p r o ac h   r ed u ce s   th r is k   o f   o v er f itti n g   a n d   p r o v id es  m o r r eliab le  esti m atio n   o f   m o d el   p er f o r m an ce ,   p ar ticu lar ly   g iv e n   th im b alan ce d   n atu r o f   th e   d ataset.     2 . 1 .     Da t a s et   T h is   s t u d y   u ti liz e d   t h let tu ce   d is e ase  d atas et  s o u r ce d   f r o m   K a g g le ,   w h ic h   i n cl u d es   d iv e r s co l le cti o n   o f   im a g es  r e p r es en t in g   b o t h   h ea lt h y   a n d   d is e ase d   lett u c l ea v es .   T h d a tase c o n tai n s   2 , 3 3 7   i m a g es   o f   let tu ce   d is ea s es   ca te g o r i ze d   i n t o   ei g h t   class es:   h e alt h y   ( 1 , 1 2 3   im a g es ) ,   S h ep h e r d s   p u r s e   w ee d s   ( 1 , 1 0 6 ) ,   d o wn y   m i ld ew  o n   l ett u c ( 3 0 ) ,   b a ct er i al  in f e cti o n   ( 2 0 ) ,   s ep t o r i b li g h ( 1 9 ) ,   p o w d er y   m il d e ( 1 8 ) ,   v i r a l   in f e cti o n   ( 1 5 ) ,   a n d   wilt   a n d   le af   b l ig h t   ( 6 ) .   T h d is tr i b u ti o n   i s   h i g h l y   i m b al an ce d ,   wi th   tw o   class es  a cc o u n ti n g   f o r   m o r e   th a n   9 5 %   o f   all   s a m p les ,   w h il s e v e r al   d is ea s e   c at eg o r ies   c o n tai n   f ew er   th a n   2 0   i m a g es.   T h is   im b al an ce   i n t r o d u ce s   a   s i g n i f ica n t   r is k   o f   b iase d   l ea r n i n g ,   w h e r e   m o d els   m ay   ac h i ev e   h i g h   ac c u r a cy   b y   p r io r i tiz in g   m aj o r i ty   c lass es   wh i le  p er f o r m i n g   p o o r l y   o n   m i n o r i ty   d is e ase  ca te g o r i es.   T h d a tase i n cl u d es   v a r i ati o n s   i n   le af   t e x t u r e,   li g h ti n g ,   a n d   b a c k g r o u n d   c o n d i ti o n s ,   f u r th er   i n c r e asi n g   co m p le x i ty   o f   cl ass i f ic ati o n .     2 . 2 .     P re pro ce s s ing   All  im ag es  wer r esized   to   2 2 4 ×2 2 4   p i x els  to   m atch   E f f icien tNet - B 3   in p u r e q u ir em en ts   an d   n o r m alize d   to   [ 0 , 1 ]   r an g e.   No   ag g r ess iv au g m en tatio n   was  ap p lied   to   av o i d   cr ea tin g   u n r ea lis tic  s am p les  f o r   m in o r ity   class es.  I n s tead ,   d ata  b alan cin g   was h an d led   th r o u g h   c r o s s - v alid atio n   a n d   clas s   weig h ts .     2 . 3 .     F e a t ure  ex t r a ct io n     E f f icien tNet - B 3   was  u s ed   as  f ix ed   f ea tu r e   ex t r ac to r .   T h m o d el  was  l o ad ed   with   I m ag eNe t   weig h ts ,   an d   all  lay e r s   wer f r o ze n .   T h o u tp u was  tak en   f r o m   th f in al   co n v o lu tio n al   b lo ck   f o llo wed   b y   g lo b al  av e r ag p o o lin g ,   r esu lti n g   in   a   1 , 5 3 6 - d im en s io n al  f ea tu r v ec to r   f o r   ea ch   im ag e.   T h ese  f ea tu r v ec to r s   wer th en   n o r m alize d   u s in g   Stan d ar d Scaler   b ef o r e   b ein g   f o r war d ed   in to   t h class if icatio n   m o d els.     2 . 4 .     H y brid  cla s s if ica t io n mo dels   ( SVM ,   RF ,   a nd   K NN)   T h r ee   class ical  m ac h in e   lear n in g   class if ier s   wer e   in teg r at ed   with   E f f icien tNet - B 3   f ea t u r es:  SVM   ( r ad ial  b asis   f u n ctio n   o r   R B k er n el) ,   R ( 2 0 0   tr ee s ,   m a x i m u m   d e p th   = n o n e ) ,   an d   KN ( k   = 5 ,   E u cli d ea n   d is tan ce ) .   T h e   im p lem en tati o n   was  co n d u cted   u s in g   t h Scik it - lear n   lib r ar y   in   Py th o n   to   en s u r e   r ep r o d u cib ilit y .   T h ese  m o d e ls   wer s elec ted   d u to   th eir   ab ilit y   to   h an d le  h ig h - d im en s io n al  f ea tu r e   em b ed d in g s   an d   p r o v i d s tr o n g   b aselin p er f o r m a n ce   with   lim ited   tr ain in g   d ata.     2 . 5 .     H a nd lin g   da t a s et   im ba l a nce    T o   m itig ate  th im p ac o f   s ev er class   im b alan ce ,   s tr atif ied   s am p lin g   was  ap p lied   in   all  tr ain in g   an d   v alid atio n   s p lits   to   p r eser v t h o r ig in al  lab el  d is tr ib u tio n .   W eig h ted   lo s s   f u n ctio n s   wer im p lem en ted   f o r   SVM ,   an d   class - b alan ce d   s am p lin g   was  u s ed   d u r in g   f ea tu r ex tr ac tio n .   T h is   s tr ateg y   en s u r es  th at  m in o r it y   class es c o n tr ib u te  p r o p o r tio n al ly   d u r in g   tr ain in g   an d   ev alu ati o n .     2 . 6 .     Str a t if ied 5 - f o ld  cr o s s - v a lid a t io n     s tr atif ied   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   p r o ce d u r was  im p lem e n ted   to   en s u r e   f air   an d   r o b u s ev alu atio n .   I n   ea ch   f o ld ,   8 0 o f   t h d ata   was  u s ed   f o r   tr ain i n g   an d   2 0 f o r   test in g ,   p r eser v in g   th e   d is tr ib u tio n   o f   ea ch   class .   No   im ag f r o m   th e   s am class   s u b s et  was  allo wed   to   ap p ea r   in   b o t h   tr ain in g   a n d   test in g   p ar titi o n s ,   p r ev en tin g   d ata  leak a g e.   Mo d el  p er f o r m an ce   was r ep o r ted   a s   m ea n   an d   s tan d a r d   d e v iatio n   ac r o s s   all  f o ld s .     2 . 7 .     E v a lua t i o m et rics    Du to   th h ig h ly   im b alan ce d   d ataset,   m u ltip le  ev alu atio n   m etr ics  wer u s ed ,   in clu d in g   ac cu r ac y ,   m ac r o   F1 ,   a n d   weig h ted   F1 .   Acc u r ac y   alo n is   in s u f f icien f o r   im b alan ce d   d atasets   b ec au s it  m ay   b e   d o m in ated   b y   m ajo r ity   class es.  Ma cr o   F1   tr ea ts   all  class e s   eq u ally   an d   is   th er e f o r m o r r eliab le  in d icato r   o f   p er f o r m a n ce   o n   m in o r ity   d i s ea s ca teg o r ies.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T h ex p er im e n tal  r esu lts   in d icate   th at  SVM  ac h iev es  th e   h ig h est  p er f o r m an ce   am o n g   th th r ee   class if ier s ,   b ased   o n   b o th   ac cu r ac y   an d   F1 - s co r e.   Ho wev er ,   s u b s tan tial  d is cr ep an cy   is   o b s er v ed   b etwe en   ac cu r ac y   an d   m ac r o   F1 - s co r es   ac r o s s   all  m o d els,  h ig h lig h tin g   th s tr o n g   im p ac o f   class   im b alan ce   with in   th e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 :   1 7 8 3 - 1 7 8 9   1786   d ataset.   C o n s eq u en tly ,   th in ter p r etatio n   o f   r esu lts   em p h asizes  n o o n ly   ac cu r ac y   b u also   class - lev el  p er f o r m an ce ,   s u p p o r te d   b y   co n f u s io n   m atr ices a n d   d etailed   F1 - s co r an aly s is .     3 . 1 .     E f f icient Net - B 3   f e a t ure  ex t ra ct io n r esu lt   E f f icien tNet - B 3   s u cc ess f u lly   ex tr ac ted   1 , 5 3 6 - d im en s io n al  f ea tu r v ec to r s   f o r   ea ch   o f   2 , 3 3 7   im ag es.   T h em b ed d in g s   ca p t u r ed   lea f   tex tu r e,   c o lo r   v ar iatio n ,   an d   lesi o n   p atter n s ,   f o r m in g   r o b u s r ep r esen tatio n   f o r   d o wn s tr ea m   class if icatio n .   Af ter   n o r m aliza tio n   u s in g   Stan d ar d Scaler ,   th e   f ea tu r d is tr ib u tio n s   ac r o s s   f o ld s   wer co n s is ten t,  in d icatin g   th at  E f f icien tNet - B 3   p r o v id ed   s tab le  h ig h - lev el  r ep r esen tatio n s   r eg ar d less   o f   d ata  s p lit.  T h is   f ea tu r ex tr ac tio n   ap p r o ac h   r ed u ce d   tr ain in g   tim s ig n if ican tly   wh ile  m ain tain in g   th e   ex p r ess iv p o wer   o f   d ee p   co n v o lu tio n al  e n co d er s .     3 . 2 .     P er f o r m a nce  co m pa riso n a cr o s s   hy brid m o dels   T h h y b r i d   class if ier s   S VM ,   R F,  an d   KNN  wer ev alu ated   u s in g   5 - f o ld   s tr atif ied   cr o s s - v alid atio n   to   en s u r f ai r   ass ess m en o n   t h h ig h ly   im b ala n ce d   d ataset.   T h d etailed   p er f o r m a n ce   co m p ar is o n   o f   th ese   m o d els  is   p r esen ted   in   T ab l 1 .   T h r esu lts   d em o n s tr ate  th at  SVM  o u tp er f o r m ed   b o th   R an d   KNN.   T h eo r etica lly ,   th is   ca n   b attr ib u ted   to   th n atu r o f   th h i g h - d im e n s io n al  f ea tu r s p ac ( 1 , 5 3 6   d im en s io n s )   g en er ated   b y   E f f icien tNet - B 3 .   SVM  i s   p ar ticu lar ly   ef f ec tiv in   s u ch   s ce n ar io s   b ec au s it   co n s tr u cts  o p tim al   h y p er p lan es  th at  m ax im ize  th m ar g in   b etwe en   class es,  all o win g   it  to   h a n d le  h ig h - d im e n s io n al  d ata  with o u t   s u cc u m b in g   ea s ily   to   o v er f itti n g .   I n   c o n tr ast,  KNN  s h o wed   th lo west  p er f o r m an ce ,   lik el y   d u to   th "c u r s e   o f   d im en s io n ality , w h er d is t an ce   m etr ics ( s u ch   as E u clid ea n   d is tan ce )   lo s th eir   d is cr im i n ativ p o wer   as th v o lu m o f   th s p ac in cr ea s es,  m ak in g   m in o r ity   s am p les   in d is tin g u is h ab le  f r o m   th m ajo r ity   n eig h b o r s .   Similar ly ,   R s tr u g g led   b ec au s e,   in   th p r esen ce   o f   ex tr em e   im b alan ce ,   th in d iv id u al  d ec is io n   tr ee s   ten d   to   b b iased   to war d   th m ajo r ity   class   to   m in im ize  o v er all  im p u r ity .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   m o d els o n   im b alan ce d   d atasets   C l a s si f i c a t i o n   me t h o d   A c c u r a c y   W e i g h t e d   F 1   M a c r o   F 1   S V M   9 4 . 0 1 % ± 0 . 0 0 7 8   9 3 . 9 1 % ± 0 . 0 0 9 7   3 7 . 9 4 % ± 0 . 0 3 0 9   RF   8 8 . 7 9 % ± 0 . 0 1 6 3   8 7 . 1 9 % ± 0 . 0 1 5 8   3 2 . 1 8 % ± 0 . 0 5 5 1   K N N   8 7 . 9 3 % ± 0 . 0 0 9 5   8 6 . 6 2 % ± 0 . 0 0 9 8   2 9 . 3 9 % ± 0 . 0 4 1 6       3 . 3   Acc ura cy   ma cr o   F 1   dis cr epa ncy   a nd   cla s s   im ba la nce   s u b s tan tial  d is cr ep an cy   a p p ea r s   b etwe en   ac cu r ac y   ( 9 4 %)  an d   m ac r o   F1   ( o n ly   3 7 %).   T h i s   b eh av io r   is   ex p ec ted   g iv en   th ex tr e m class   im b alan ce   in   th d ataset:     Hea lth y : 1 , 1 2 3   im ag es     Sh ep h er d s   p u r s e:  1 , 1 0 6   im a g es     Min o r ity   class es: 6 3 0   im ag es   p er   class   Acc u r ac y   is ,   th er e f o r e ,   m is lead in g ,   as  a   class if ier   ca n   ac h ie v h ig h   ac cu r ac y   b y   p r ed ictin g   m ajo r ity   class es   co r r ec tly   wh ile  f ailin g   alm o s en tire ly   o n   r ar e   d is ea s ca teg o r ies.  Ma cr o   F1 ,   wh ich   weig h ts   all  class es   eq u ally ,   r e v ea ls   th is   wea k n ess   clea r ly .     3 . 4 .     Co nfusi o m a t rix   a na l y s is     Fig u r 1   illu s tr ates  th c o m b i n ed   5 - f o l d   c o n f u s io n   m atr i x   f o r   th e   SVM  class if ier .   T h e   m a tr ix   clea r ly   s h o ws:     Hea lth y   ( 1 , 1 0 7 /1 , 1 2 3 )   an d   Sh ep h er d s   p u r s ( 1 , 0 9 2 /1 , 1 0 6 )   a r d etec ted   with   n ea r - p er f ec t p r ec is io n .     Min o r ity   d is ea s es  s u ch   as  wilt   an d   leaf   b lig h t,  v ir al p o wd er y   m ild ew,   an d   s ep to r ia  b lig h ex h ib it  s ev er e   m is class if icatio n ,   m o s tly   p r ed i cted   as th two   m ajo r ity   class es.     Dis ea s e s   with   f ewe r   th an   2 0   s am p les  s h o alm o s ze r o   d i ag o n al  in ten s ity ,   c o n f ir m i n g   f ailu r to   lear n   d is cr im in ativ p atter n s .   T h co n f u s io n   m atr ix   as  s h o w n   in   Fig u r e   1   p r o v id es  d ee p er   in s ig h in to   th class if icatio n   f ailu r es.  I r ev ea ls   th at  m in o r ity   d is ea s s am p les  ( e. g . ,   wilt,  v ir al s ep t o r ia)   ar f r eq u en tly   m is class if ied   as  " h ea lth y o r   " wee d s . T h is   s u g g ests   th at  wh ile  E f f icien tNet - B 3   s u cc ess f u lly   ex tr ac ts   r o b u s v is u al  f ea t u r es  f o r   g en er al   leaf   s tr u ctu r es  ( tex tu r e,   s h ap e ) ,   it  f ails   to   ca p tu r th s u b tle,   f in e - g r ain ed   v is u al  p atter n s   r eq u ir ed   to   d is tin g u is h   r ar d is ea s es.  T h is   is   n o m er e ly   class if ier   f ailu r b u a   d at d is tr ib u tio n   is s u e;  th f ea tu r ex tr ac to r   lear n s   to   p r io r itize  th v is u al  ch ar ac ter i s tics   o f   th m ajo r ity   class es.  C o n s eq u en tly ,   th d ec is io n   b o u n d ar ies  f o r m ed   b y   th class if ier s   ar o v er wh elm ed   b y   th d e n s ity   o f   th e   m aj o r ity   class   f ea tu r es.   As  s h o wn   in   th c o n f u s io n   m atr ix ,   m in o r ity   class es su ch   as  v ir al  an d   wilt  y ield ed   n ea r l y   ze r o   c o r r ec t p r ed ictio n s ,   r es u ltin g   in   an   F1 - s co r o f   ~0 . 0   f o r   th ese  ca teg o r ies.   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       Hyb r id   ma ch in lea r n in g   fo r   imb a la n ce d   lettu ce   d is ea s cla s s ifica tio n   ( F a z lu r   I h z a n u r a h ma n )   1787       Fig u r 1 .   C o n f u s io n   m atr i x   f o r   th SVM  class if ier       3 . 4 .     Why   SVM   o utper f o rm s   RF   a nd   K NN   SVM  o u tp er f o r m ed   R an d   K NN  b ec au s E f f icien tNet - B 3   f ea tu r es  ar h ig h - d im en s io n al  ( 1 5 3 6 - D) .   SVM  with   an   R B k er n el  is   k n o wn   to   p er f o r m   well  in   s u ch   s p ac es  b y   lear n in g   f lex i b le  n o n lin ea r   d ec is io n   b o u n d ar ies.  R F,  o n   th o th er   h an d ,   s tr u g g les  with   s p ar s an d   h ig h - d im en s io n al  f ea tu r d i s tr ib u tio n s ,   lead in g   to   o v e r f itti n g   o n   m ajo r ity   class es  an d   u n d e r f itti n g   o n   r ar e   o n es.   KNN  s u f f er s   f r o m   th cu r s o f   d im en s io n ality ,   wh e r d is tan c m etr ics  lo s d is cr im in ativ p o wer ,   m a k in g   m in o r ity   class   s am p les  ef f ec tiv ely   in d is tin g u is h ab le  in   f ea tu r s p ac e.   T h e r ef o r e ,   SVM  r em ai n s   th m o s ap p r o p r iate  ch o ice  f o r   h y b r id   d ee p   f ea tu r ag r ic u ltu r al  d is ea s class if icatio n .     3 . 5 .     Co m pa riso wit h pre v io us   s t ud ie s   Pre v io u s   C NN - b ased   s tu d ies,  s u ch   as  th wo r k   b y   L iu   et  a l.   [ 2 3 ]   o n   ap p le  leaf   d is ea s es  an d     Su n il  et  a l.   [ 2 4 ]   o n   ca r d am o m   p lan ts   r ep o r ted   ac cu r ac ies   ex ce ed in g   9 5 u s in g   en d - to - en d   d ee p   lear n i n g   m o d els.  W h ile  h i g h ly   ac cu r at e,   th ese  m et h o d s   t y p ically   r eq u ir s u b s tan tial  c o m p u tatio n al  p o wer   f o r   g r ad ie n t   u p d ates  ac r o s s   all  lay e r s   an d   o f te n   r ely   o n   b ala n ce d   d a tasets .   I n   co n tr ast,  th is   s tu d y   p r esen ts   h y b r id   ap p r o ac h   th at  u tili ze s   E f f icien tNet - B 3   s o lely   as  f ix ed   f ea t u r ex tr ac t o r   co m b in ed   with   SVM.   T h is   m eth o d   ac h iev ed   co m p ar ab le  ac cu r a cy   ( 9 4 . 0 1 %)  to   f u lly   tr ain e d   m o d els  b u with   s ig n if ican tly   lo wer   tr ain in g   co m p lex ity .   T h is   h ig h lig h ts   th s tr en g th   o f   c o m b in in g   d ee p   f ea tu r ex t r ac tio n   with   class ic al  m ac h in lear n in g   class if ier s   as  an   ef f icien al ter n ativ p i p elin f o r   l o w - r e s o u r ce   ag r icu ltu r al  e n v ir o n m en ts   wh er lar g e,   b alan ce d   d atasets   ar u n a v aila b le.     3 . 6 .     L im it a t io ns   a nd   f uture   wo rk   T h p r im ar y   lim itatio n   o f   th i s   s tu d y   is   th ex tr em ely   im b alan ce d   d ataset,   wh er s ev er al  d is ea s e   class es  h av f ewe r   th a n   2 0   s a m p les.  T h is   r estricts  th m o d e l’ s   ab ilit y   to   g en er alize   m in o r i ty   d is ea s p atter n s .   Fu tu r ef f o r ts   s h o u ld   in co r p o r ate  s y n th etic  o v er s am p lin g   ( e. g . ,   s y n t h etic  m in o r ity   o v er s am p lin g   tech n iq u e   ( SMOT E ) ) ,   f o ca lo s s ,   g en er ativ au g m en tatio n ,   o r   a d d iti o n al  f ield   d ata  ac q u is itio n   to   ad d r ess   th is   is s u e.   Fu r th er   im p r o v e m en ts   ca n   a ls o   b ac h ie v ed   b y   ex p lo r in g   en d   to   en d   f in e   tu n in g   o f   E f f icien tNet - B 3 ,   h ier ar ch ical  class if icatio n ,   o r   e n s em b le  h y b r id   ar c h itectu r es to   en h a n ce   r ar d is ea s d etec tio n .       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   d em o n s tr ated   th at  co m b in in g   E f f icien tNet - B 3   f ea tu r ex tr ac tio n   with   class ical   m ac h in e   lear n in g   class if ier s   p r o v id es   an   ef f ec tiv an d   co m p u tat io n ally   ef f icien ap p r o ac h   f o r   lettu ce   d is ea s e   class if icatio n .   E f f icien tNet - B 3   s u cc ess f u lly   ex tr ac ted   h i g h - d im e n s io n al  r e p r esen tatio n s   th at  ca p tu r ed   ess en tial  v is u al  ch ar ac ter is tic s   o f   th leav es,  wh ile  th SVM   ac h iev ed   th b est  o v e r all  p er f o r m an ce   with   9 4 %   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   2 ,   Ap r il 2 0 2 6 :   1 7 8 3 - 1 7 8 9   1788   ac cu r ac y   an d   9 3 . 9 weig h ted   F1 - s co r ac r o s s   f iv f o ld s .   Ho wev er ,   th lo m ac r o   F1 - s co r ( 3 7 . 9 %)  an d   th e   co n f u s io n   m atr ix   a n aly s is   r ev ea led   th at  th m o d el  s tr u g g l ed   to   r ec o g n ize  m in o r ity   d is ea s class e s   d u to   ex tr em d ataset  im b alan ce .   T h ese  f in d i n g s   h i g h lig h t   th a ac cu r ac y   alo n is   in s u f f icien f o r   e v alu atin g   im b alan ce d   ag r icu ltu r al  d atasets   an d   th at  m ac r o   F1   an d   p e r - class   p er f o r m an ce   ar cr itic al  f o r   ass ess in g   tr u m o d el  r eliab ilit y .   Alth o u g h   t h h y b r id   ap p r o ac h   p er f o r m e d   well  f o r   d o m in an class es  s u ch   as  h ea lth y   an d   Sh ep h er d s   p u r s e   wee d s ,   it  r e m ain s   lim ited   in   d etec tin g   r ar d is ea s es  with   f ewe r   av aila b le  s am p les.  Fu tu r e   wo r k   s h o u ld   f o cu s   o n   im p r o v in g   m in o r ity   class   r ec o g n itio n   th r o u g h   s y n th etic  o v er s am p lin g ,   a d v an ce d   au g m en tatio n   s tr ateg ies,  o r   a cq u ir in g   a d d itio n al  f ield   d ata .   Fu r th er   ex p l o r atio n   o f   en d - to - en d   f in e - tu n in g im b alan ce - awa r e   lo s s   f u n ctio n s ,   an d   lar g er - s ca le  b en ch m a r k s   m ay   also   en h an ce   g en er ali za tio n .   Ov er all,   th is   s tu d y   estab lis h es  s tr o n g   b aselin f o r   lig h tweig h ag r icu ltu r al  d is ea s class if icatio n   u s in g   d ee p   f ea t u r e   ex tr ac tio n   co m b in ed   with   class ical  clas s if ier s .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h au th o r s   wo u ld   lik t o   t h an k   th e   Facu lty   o f   C o m p u t er   Scien ce ,   B r awijay Un iv e r s ity ,   f o r   p r o v id i n g   th f ac ilit ies an d   s u p p o r n ec ess ar y   to   co n d u ct  th i s   r esear ch .         F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   d id   n o t   r ec eiv d ir ec t   f in an cial   s u p p o r f r o m   an y   f u n d in g   ag en c y .   Ho wev er ,   th e   r esear ch   was  f u lly   s u p p o r te d   th r o u g h   f ac ilit ies  an d   in f r astru ctu r p r o v id ed   b y   th I n tellig en Sy s tem s   L ab o r ato r y ,   Facu lty   o f   C o m p u ter   Scien ce ,   B r awijay a   Un iv er s ity .       AUTHO 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 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 .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Fazlu r   I h za n u r ah m a n                               W a y a n   F i r d a u s   M a h m u d y                                 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   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar o p en ly   av ailab le  in   Kag g le  at   h ttp s ://www. k ag g le. co m /d atasets /ash is h j s tar /lettu ce - d is ea s e s /d ata.         RE F E R E NC E S   [ 1 ]   L .   H u a n g ,   G .   L i u ,   Y .   W a n g ,   H .   Y u a n ,   a n d   T .   C h e n ,   F i r e   d e t e c t i o n   i n   v i d e o   s u r v e i l l a n c e s   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s   a n d   w a v e l e t   t r a n s f o r m ,   E n g i n e e r i n g   A p p l i c a t i o n s   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   1 1 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g a p p a i . 2 0 2 2 . 1 0 4 7 3 7 .   [ 2 ]   T.   K a l a i s e l v i ,   S .   T.   P a d m a p r i y a ,   K .   S o mas u n d a r a m,  a n d   S .   P r a v e e n k u mar,  E - T a n h :   a   n o v e l   a c t i v a t i o n   f u n c t i o n   f o r   i ma g e   p r o c e ss i n g   n e u r a l   n e t w o r k   m o d e l s ,   N e u r a l   C o m p u t i n g   a n d   A p p l i c a t i o n s ,   v o l .   3 4 ,   n o .   1 9 ,   p p .   1 6 5 6 3 1 6 5 7 5 ,   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 0 0 5 2 1 - 022 - 0 7 2 4 5 - x.   [ 3 ]   P .   Tr i p a t h i ,   N .   K u mar,  M .   R a i ,   a n d   A .   K h a n ,   A p p l i c a t i o n s o f   d e e p   l e a r n i n g   i n   a g r i c u l t u r e ,   i n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   A p p l i c a t i o n s   i n   Ag r i c u l t u re  a n d   F o o d   Q u a l i t y   I m p r o v e m e n t ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 7 28 ,   d o i :   1 0 . 4 0 1 8 / 9 7 8 - 1 - 6 6 8 4 - 5 1 4 1 - 0 . c h 0 0 2 .   [ 4 ]   O .   A .   D .   A mm a r   e t   a l . ,   P l a n t   l e a f   d i s e a s e   d e t e c t i o n   u s i n g   e n s e mb l e   l e a r n i n g   a n d   e x p l a i n a b l e   A I ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   1 5 6 0 3 8 1 5 6 0 4 9 ,   O c t .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 4 8 4 5 7 4 .   [ 5 ]   S .   M .   H a ss a n ,   A .   K .   M a j i ,   M .   J a si ń sk i ,   Z.   Le o n o w i c z ,   a n d   E.   J a si ń s k a ,   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 s i n g   C N N   a n d   t r a n sf e r - l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   E l e c t r o n i c s ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 2 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / e l e c t r o n i c s1 0 1 2 1 3 8 8 .   [ 6 ]   L.   L i u   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   b a se d   a u t o ma t i c   m u l t i c l a ss  w i l d   p e st   mo n i t o r i n g   a p p r o a c h   u si n g   h y b r i d   g l o b a l   a n d   l o c a l   a c t i v a t e d   f e a t u r e s,   I EE T r a n s a c t i o n o n   I n d u st ri a l   I n f o rm a t i c s ,   v o l .   1 7 ,   n o .   1 1 ,   p p .   7 5 8 9 7 5 9 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI I . 2 0 2 0 . 2 9 9 5 2 0 8 .   [ 7 ]   A .   S h a r ma ,   U .   S .   A sw a l ,   A .   R a n a ,   V .   D .   V a n i ,   A .   S a n k h y a n ,   a n d   S h e k h a r ,   R e a l   t i me   p l a n t   d i sea se   d e t e c t i o n   m o d e l   u si n g   d e e p   l e a r n i n g ,   i n   2 0 2 3   6 t h   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o n t e m p o r a r y   C o m p u t i n g   a n d   I n f o rm a t i c ( I C 3 I ) N a g a r ,   I n d i a ,   2 0 2 3 ,     p p .   2 6 9 5 2 6 9 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C 3 I 5 9 1 1 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 9 8 0 7 0 .   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       Hyb r id   ma ch in lea r n in g   fo r   imb a la n ce d   lettu ce   d is ea s cla s s ifica tio n   ( F a z lu r   I h z a n u r a h ma n )   1789   [ 8 ]   R .   A sh t a g i ,   F u s i o n   o f   A I   t e c h n i q u e s:   a   h y b r i d   a p p r o a c h   f o r   p r e c i se   p l a n t   l e a f   d i s e a s e   c l a ssi f i c a t i o n ,   J o u r n a l   o f   El e c t r i c a l   S y s t e m s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 s,  p p .   8 5 0 8 6 1 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 2 7 8 3 / j e s . 8 3 6 .   [ 9 ]   L.   D .   A . - V a l e n c i a   a n d   S .   D .   F a ss o i s,  N a t u r a l   v i b r a t i o n   r e s p o n se   b a s e d   d a ma g e   d e t e c t i o n   f o r   a n   o p e r a t i n g   w i n d   t u r b i n e   v i a   r a n d o m   c o e f f i c i e n t   l i n e a r   p a r a me t e r   v a r y i n g   A R   mo d e l l i n g ,   J o u rn a l   o f   P h y s i c s:   C o n f e re n c e   S e r i e s ,   v o l .   6 2 8 ,   n o .   1 ,     p p .   2 7 3 2 9 7 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 8 / 1 7 4 2 - 6 5 9 6 / 6 2 8 / 1 / 0 1 2 0 7 3 .   [ 1 0 ]   J.  Y a o ,   S .   N .   Tr a n ,   S .   S a w y e r ,   a n d   S .   G a r g ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   f o r   l e a f   d i s e a se   c l a ss i f i c a t i o n :   d a t a ,   t e c h n i q u e a n d   a p p l i c a t i o n s,   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   Re v i e w ,   v o l .   5 6 ,   n o .   s 3 ,   p p .   3 5 7 1 3 6 1 6 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 0 2 3 - 1 0 6 1 0 - 4.   [ 1 1 ]   Z.   Ji n ,   J.  S h a n g ,   Q .   Z h u ,   C .   Li n g ,   W .   X i e ,   a n d   B .   Q i a n g ,   R F R S F :   e m p l o y e e   t u r n o v e r   p r e d i c t i o n   b a s e d   o n   r a n d o f o r e s t a n d   su r v i v a l   a n a l y s i s ,   i n   W e b   I n f o rm a t i o n   S y st e m E n g i n e e r i n g     WIS E   2 0 2 0 C h a m ,   S w i t z e r l a n d :   S p r i n g e r ,   2 0 2 0 ,   p p .   5 0 3 5 1 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 030 - 6 2 0 0 8 - 0 _ 3 5 .   [ 1 2 ]   T.   M .   C o v e r   a n d   P .   E .   H a r t ,   N e a r e st   n e i g h b o r   p a t t e r n   c l a ssi f i c a t i o n ,   I EE T ra n s a c t i o n s   o n   I n f o rm a t i o n   T h e o r y ,   v o l .   13 n o .   1 ,   p p .   2 2 - 2 7 ,   1 9 6 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI T. 1 9 6 7 . 1 0 5 3 9 6 4 .   [ 1 3 ]   U .   M i s h r a ,   A .   P a n d e y ,   G .   L o g e sw a r i ,   a n d   K .   Ta m i l a r a si ,   D e e p   l e a r n i n g - b a se d   d i sea s e   d e t e c t i o n   i n   p o t a t o   a n d   man g o   l e a v e s:   a   c o m p a r a t i v e   s t u d y   o f   C N N ,   A l e x N e t ,   R e sN e t ,   a n d   Ef f i c i e n t N e t ,   S c i e n t i f i c   Re p o r t s ,   p p .   1 2 1 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s4 1 5 9 8 - 025 - 3 2 6 0 7 - 5.   [ 1 4 ]   J.  A n d r e w ,   J.  Eu n i c e ,   D .   E .   P o p e s c u ,   M .   K .   C h o w d a r y ,   a n d   J .   H e ma n t h ,   D e e p   l e a r n i n g - b a s e d   l e a f   d i se a se  d e t e c t i o n   i n   c r o p s   u si n g   i m a g e s f o r   a g r i c u l t u r a l   a p p l i c a t i o n s ,   Ag r o n o m y ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 2 0 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / a g r o n o m y 1 2 1 0 2 3 9 5 .   [ 1 5 ]   M .   T a n   a n d   Q .   V .   L e ,   Ef f i c i e n t N e t :   r e t h i n k i n g   m o d e l   sca l i n g   f o r   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s ,   i n   3 6 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   M a c h i n e   L e a rn i n g ,   I C ML 2 0 1 9 ,   2 0 1 9 ,   p p .   1 0 6 9 1 1 0 7 0 0 .   [ 1 6 ]   M .   H .   S a l e e m,  J .   P o t g i e t e r ,   a n d   K .   M .   A r i f ,   A   p e r f o r ma n c e - o p t i m i z e d   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   p l a n t   d i se a se   d e t e c t i o n   a p p r o a c h   f o r   h o r t i c u l t u r a l   c r o p s   o f   N e w   Z e a l a n d ,   I EEE  A c c e ss ,   v o l .   1 0 ,   p p .   8 9 7 9 8 8 9 8 2 2 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 2 . 3 2 0 1 1 0 4 .   [ 1 7 ]   A .   L a k s h m a n a r a o ,   M .   R .   B a b u ,   a n d   T.   S .   R .   K i r a n ,   P l a n t   d i se a se   p r e d i c t i o n   a n d   c l a s si f i c a t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   C o n v N e t s,”   2 0 2 1   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   Ma c h i n e   V i si o n   ( AI MV ) ,   G a n d h i n a g a r ,   I n d i a ,   2 0 2 1 ,   p p .   1 - 6 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A I M V 5 3 3 1 3 . 2 0 2 1 . 9 6 7 0 9 1 8 .   [ 1 8 ]   G .   S a n g a r   a n d   V .   R a j a se k a r ,   O p t i m i z e d   c l a ssi f i c a t i o n   o f   p o t a t o   l e a f   d i se a se  u si n g   Ef f i c i e n t N e t - LI TE  a n d   K E - S V M   i n   d i v e r se   e n v i r o n m e n t 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 6 ,   n o .   M a y ,   p p .   1 1 7 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 2 5 . 1 4 9 9 9 0 9 .   [ 1 9 ]   J.  O .   A d e o l a ,   J.  D e g i l a ,   a n d   M .   Ze n n a r o ,   R e c e n t   a d v a n c e i n   p l a n t   d i sea ses  d e t e c t i o n   w i t h   ma c h i n e   l e a r n i n g :   s o l u t i o n   f o r   d e v e l o p i n g   c o u n t r i e s,   i n   2 0 2 2   I EEE   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   S m a r t   C o m p u t i n g ,   S MA RT C O MP   2 0 2 2 ,   2 0 2 2 ,   p p .   3 7 4 3 8 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / S M A R TC O M P 5 5 6 7 7 . 2 0 2 2 . 0 0 0 8 3 .   [ 2 0 ]   R .   C h e n ,   H .   Q i ,   Y .   L i a n g ,   a n d   M .   Y a n g ,   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 ses  b y   d e e p   l e a r n i n g   b a se d   o n   c h a n n e l   a t t e n t i o n   a n d   c h a n n e l   p r u n i n g ,   Fr o n t i e rs  i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   13 2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 2 . 1 0 2 3 5 1 5 .   [ 2 1 ]   A .   G . - B r i o n e s,  S .   L .   F l o r e z ,   P .   C h a mo s o ,   L .   F .   C a st i l l o - O ssa ,   a n d   E.   S .   C o r c h a d o ,   En h a n c i n g   p l a n t   d i sea se  d e t e c t i o n :   i n c o r p o r a t i n g   a d v a n c e d   c n n   a r c h i t e c t u r e f o r   b e t t e r   a c c u r a c y   a n d   i n t e r p r e t a b i l i t y ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   S y st e m s ,   v o l .   1 8 ,   n o .   1 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 4 1 9 6 - 0 2 5 - 0 0 8 3 5 - 2.   [ 2 2 ]   L.   L i ,   S .   Z h a n g ,   a n d   B .   W a n g ,   P l a n t   d i sea s e   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   b y   d e e p   l e a r n i n g   -   a   r e v i e w ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   9 ,     p p .   5 6 6 8 3 5 6 6 9 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 6 9 6 4 6 .   [ 2 3 ]   B .   Li u ,   Y .   Z h a n g ,   D .   J.   H e ,   a n d   Y .   Li ,   I d e n t i f i c a t i o n   o f   a p p l e   l e a f   d i s e a ses   b a se d   o n   d e e p   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   S y m m e t ry ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s y m 1 0 0 1 0 0 1 1 .   [ 2 4 ]   C .   K .   S u n i l ,   C .   D .   J a i d h a r ,   a n d   N .   P a t i l ,   C a r d a m o m   p l a n t   d i s e a se   d e t e c t i o n   a p p r o a c h   u s i n g   Ef f i c i e n t N e t V 2 ,   I E EE   Ac c e ss   v o l .   1 0 ,   p p .   7 8 9 8 0 4 ,   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 1 3 8 9 2 0 .   [ 2 5 ]   A .   B.   S i d h i q u e ,   A .   G o p a k u m a r ,   a n d   A .   R B u sh a r a ,   Ef f i c i e n t   n e t - b a sed   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l   f o r   a c c u r a t e   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 i a g n o s i s,”   I n t e rn a t i o n a l   J o u rn a l   o f   S c i e n c e   a n d   Re s e a r c h   Ar c h i v e ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 6 4 1 2 7 0 ,   2 0 2 5 ,     d o i :   1 0 . 3 0 5 7 4 / i j sr a . 2 0 2 5 . 1 4 . 1 . 0 1 7 0 .   [ 2 6 ]   J.  Li u ,   F .   L v ,   a n d   D .   P e n g h u i ,   I d e n t i f i c a t i o n   o f   s u n f l o w e r   l e a f   d i s e a se s b a s e d   o n   r a n d o m f o r e s t   a l g o r i t h m ,   i n   Pr o c e e d i n g -   2 0 1 9   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   I n t e l l i g e n t   C o m p u t i n g ,   A u t o m a t i o n   a n d   S y st e m s ,   I C I C A S   2 0 1 9 ,   2 0 1 9 ,   v o l .   1 1 ,   p p .   4 5 9 4 6 3 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I C A S 4 8 5 9 7 . 2 0 1 9 . 0 0 1 0 2 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Fa z lu r   Ihza n u r a h m a n           re c e iv e d   h is   b a c h e lo r' d e g re e   in   Eco n o m ics   fr o m   th e   De p a rtme n o De v e lo p m e n Ec o n o m ics ,   Un iv e rsitas   G a jay a n a   M a lan g ,   in   2 0 2 2 .   He   o b tain e d   h is   m a ste r' s d e g re e   in   Co m p u ter S c ien c e   fro m   th e   F a c u lt y   o C o m p u ter S c ien c e ,   Bra wijay a   Un iv e rsity in   2 0 2 5 .   He   is  c u rre n t ly   a c ti v e   i n   re se a rc h   in   th e   field o c o m p u ter  v isio n ,   d e e p   lea rn in g ,   a n d   d a ta   sc ien c e .   His  re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   d i g it a ima g e   p ro c e ss in g ,   c o n v o l u ti o n a n e u ra n e tw o r k   (CNN ) - b a se d   c las sifica ti o n ,   a n d   t h e   a p p li c a ti o n   o a rti ficia in telli g e n c e   in   a g ric u lt u re .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il fa z lu ri h z a @s tu d e n t . u b . a c . id .         Wa y a n   Fi r d a u Ma h m u d y           o b tai n e d   a   Ba c h e lo o S c ien c e   d e g re e   fro m   th e   De p a rtme n t   of   M a th e m a ti c s,  Bra wijay a   Un iv e rsity   i n   1 9 9 5 .   His  m a ste in   In fo rm a ti c En g i n e e rin g   d e g re e   wa o b tain e d   fro m   th e   In stit u Tek n o l o g S e p u l u h   No p e m b e r ,   S u ra b a y a   i n   1 9 9 9   wh il e   a   Ph . D .   i n   M a n u fa c tu ri n g   En g in e e r in g   wa o b tain e d   fro m   t h e   Un iv e r sity   o S o u th   A u stra li a   in   2 0 1 4 He   is  a   p ro fe ss o r   a De p a rtme n o In f o rm a ti c En g in e e rin g ,   Bra wijay a   Un iv e rsit y ,   I n d o n e sia .   His   re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   o p ti m iz a ti o n   o c o m b in a t o rial  p ro b lem a n d   m a c h i n e   lea rn i n g .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il wa y a n fm @u b . a c . id .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.