I nte rna t io na l J o urna l o f   E lect rica l a nd   Co m pu t er   E ng ineering   ( I J E CE )   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 ,   p p .   1307 ~ 1 3 1 8   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 3 . pp 1 3 0 7 - 1 3 1 8           1307       J o ur na l ho m ep a g e :  h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   G AN - a ug mented   v isio n t ra nsfo rme r wit h  bala nced s y nthet ic   da ta g eneratio n f o r robus t  ric e leaf  disea se det ection       Sa if ul I s la m 1, 2 ,   M d.  Na s im   Ak hta r 2 ,   M .   M a ha di H a s s a n 2 ,   A.   N.   M .   Re z a ul K a rim 2 ,   I s ra t   B inte h   H a bib 2   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 ,   D h a k a   U n i v e r s i t y   o f   E n g i n e e r i n g   a n d   Te c h n o l o g y ,   G a z i p u r ,   B a n g l a d e s h   2 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 ,   I n t e r n a t i o n a l   I sl a mi c   U n i v e r si t y   o f   C h i t t a g o n g ,   C h i t t a g o n g ,   B a n g l a d e sh       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   No v   7 ,   2 0 2 5   R ev is ed   Feb   1 0 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ma r   1 6 ,   2 0 2 6       Early   a n d   a c c u ra te  id e n t ifi c a ti o n   o f   rice   lea f  d ise a se s  is  e ss e n ti a l  fo r   su sta in a b le  c ro p   m a n a g e m e n t;   h o we v e r,   m a n y   e x isti n g   c o n v o l u ti o n a l  n e u ra l   n e two rk s   (CNN s )   b a se d   so l u ti o n s  stru g g le  wit h   c las s  imb a lan c e   a n d   li m it e d   ro b u stn e ss   wh e n   a p p li e d   t o   re a l - field   d a ta.  In   t h is  wo r k ,   a   g e n e ra ti v e   a d v e rsa rial  n e two rk   ( G AN )  a u g m e n ted   v isio n   tra n sfo rm e r  (ViT)   fra m e wo rk   is  in tr o d u c e d   t o   o v e rc o m e   t h e se   li m it a ti o n s .   A  d e e p   siz e   re p r e se n tativ e   sa m p les   fo r  u n d e rre p re se n ted   d ise a se   c a teg o ries ,   re su lt in g   in   a   m o re   b a lan c e d   trai n in g   d a tas e t  a n d   a c h iev i n g   a   F ré c h e t   i n c e p ti o n   d ista n c e   (F ID)   sc o re   o f  1 8 . 6 .   Th e   b a lan c e d   d a tas e t  is  th e n   u se d   to   trai n   a   v isio n   tr a n sfo rm e r  m o d e l  th a t   lev e ra g e s  se lf - a tt e n ti o n   t o   c a p t u re   g l o b a l  c o n te x tu a l  f e a tu re s  o f   rice   lea f  ima g e s.  Ex p e rime n tal  e v a lu a ti o n   a c ro ss   ten   d ise a se   c las se s  sh o ws   th a t  t h e   p ro p o se d   a p p ro a c h   a tt a in s  a n   o v e ra ll   c las sifica ti o n   a c c u ra c y   o f   9 6 . 5 % ,   e x c e e d in g   t h e   p e rfo rm a n c e   o f  se v e ra l  e sta b li sh e d   CNN   a rc h it e c tu re s.   Ad d it i o n a ll y ,   th e   m o d e l  d e m o n st ra tes   stro n g   g e n e ra li z a ti o n   c a p a b i li ty   o n   a n   e x tern a l  fiel d   d a tas e t,   a c h iev i n g   9 4 . 8 %   a c c u ra c y .   T o   v a li d a te   r e a l - wo rld   a p p li c a b il i ty ,   th e   train e d   m o d e l  i s  d e p lo y e d   o n   a   Je tso n   Na n o   e d g e   d e v ice ,   wh e re   it   d e li v e rs  e fficie n t  i n fe re n c e   p e rfo rm a n c e   su it a b le  fo r   p ra c ti c a l   a g ricu lt u ra l   a p p li c a ti o n s.   Th e   fin d in g s  i n d ica te  th a t   c o m b i n in g   GA N - b a se d   d a ta  a u g m e n tatio n   with   tran sf o r m e r - b a se d   lea rn in g   p ro v i d e s  a   r e li a b le  a n d   sc a lab le so lu ti o n   f o r  rice   lea f  d ise a se   d e tec ti o n .   K ey w o r d s :   Data   au g m en tatio n   a g r icu ltu r e   Dee p   co n v o lu tio n al  g en er ativ e   ad v er s ar ial  n etwo r k   G e n e r a t i v e   a d v e r s a r i al   n e t w o r k s   R ice  leaf   d is ea s e  d etec tio n     Vis io n   tr an s f o r m er     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 BY - SA   li c e n se     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Saif u l I s lam   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 ,   I n ter n ati o n al  I s lam ic  Un iv er s ity   o f   C h ittag o n g   C h ittag o n g ,   B an g lad esh     E m ail: saif u lcse@ i iu c. ac . b d       1.   I NT RO D UCT I O N   Fo r   ap p r o x im ately   f if ty   p er ce n t  o f   p eo p le  wo r l d wid e,   r ice  s er v es  as  th eir   p r im ar y   n u tr itio n al  en er g y   s o u r ce   an d   th e  p r in ci p al  f o o d   s o u r ce   f o r   o v er   3 . 5   b illi o n   p eo p le  in   Asi a,   L atin   Am er ica,   an d   p o r tio n s   o f   Af r ica,   m ak in g   r ice  o n e  o f   th e   m ajo r   s tap le  f o o d s   co n s u m ed   ar o u n d   th e  wo r ld   [ 1 ] ,  [ 2 ] .   Alth o u g h   r ice  p lay s   a n   im p o r tan t  r o le,   v ar io u s   leaf   d is ea s es   p o s e  s er io u s   p r o b lem s   f o r   r ice  p r o d u ctio n .   T h ese  d is ea s es  ca n   lo wer   y ield s   b y   as  m u c h   as  7 0 %  an d   d am a g e  g r ain   q u ality   [ 3 ] .   Dis ea s e  d iag n o s is   h as  h is to r ically   d ep en d e d   o n   f ar m er s ’   o r   ag r o n o m is ts ’   m a n u al  v is u al  i n v esti g atio n ,   wh ic h   co s ts   m o n ey ,   tak es  a   lo n g   tim e,   an d   is   p r o n e  to   h u m an   m is tak es,  esp ec ially   f o r   s m allh o ld e r   f a r m er s   wh o   h av e  lim ited   ac ce s s   to   p r o f ess io n al  ass is tan ce   [ 4 ] .  T h ese  r estrictio n s   f r e q u en tly   r esu lt  in   in co r r ec t  d ia g n o s es,  p o s tp o n e d   tr ea tm e n ts ,   a n d   th e   o v er u s e  o f   p esti cid es,  all  o f   wh ich   wo r s en   ag r icu ltu r al  lo s s es  an d   en v ir o n m en tal  d am ag e.   R ec en t  d ev elo p m en ts   in   d ee p   lear n in g   ( DL )   an d   ar tific ial  i n tellig en ce   ( AI )   h av e  s h o wn   p r o m is e  in   a u to m atin g   th e   d iag n o s is   o f   p lan t   d is ea s es.  C o n v o lu tio n al  n eu r a l  n etwo r k s   ( C NNs)  h av e  d em o n s tr ated   ef f icac y   in   d etec tin g   r ice  d is ea s es  f r o m   im ag es  o f   leav es;  h o wev er ,   m o d els  s u ch   as  VGG1 6   o r   R esNet  f r eq u en tly   s u f f er   f r o m   o v er f itti n g   o n   s m al l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 :   1 3 0 7 - 1 3 1 8   1308   d atasets ,   s tr u g g le  to   ca p tu r e  lo n g - r a n g e  s p atial  f ea tu r es,  an d   d em an d   s ig n if ican t  co m p u tatio n al  r eso u r ce s .   Gen er ativ e  ad v e r s ar ial  n etwo r k s   ( GANs)   h av e  b ee n   d esig n e d   to   p r o d u ce   ar tific ially   cr ea t ed   im ag es  in   o r d er   to   b alan ce   d atasets   an d   en h a n ce   m o d el   g en e r aliza tio n   [ 5 ] .   T o   o v e r co m e   th ese  lim itatio n s ,   v is io n   tr an s f o r m er s   ( ViT s )   h av e  g ar n er ed   atten tio n   b ec au s e  o f   th eir   ab ilit y   to   id en tify   g l o b al  co n tex tu al  lin k ag es  an d   lo n g - r a n g e   d ep en d e n cies  in   im a g es,  o u t p er f o r m in g   C NNs  in   ce r tain   task s   [ 6 ] .   Fu r th e r m o r e ,   Vi T s   o f f er   m u lti - task   lear n in g ,   w h ich   e n ab les  th e  c lass if icatio n   o f   d is ea s e  ty p es,   an d   t h is   f ea tu r e  ca n   b e n ef it  p r ec is io n   f ar m in g .   T h is   r esear ch   p r o p o s es  a  n o v el  f r am ewo r k   f o r   th e   d etec tio n   an d   class if icatio n   o f   r ice  le af   d is ea s es  b ased   o n   v is io n   tr an s f o r m er s .   T h e  ViT   m o d el   is   co n tr asted   with   co n v en tio n al   C NN  ar ch itectu r e s ,   an d   GAN - b ased   au g m en tatio n   is   in co r p o r ated   to   o v er co m e  class   im b alan ce .   T h e  g o al  o f   th is   co m p ar a tiv e  an aly s is   i s   to   p r o v id e   an   a u to m ated   r ice  d i s ea s e  m an ag em en t  s o lu tio n   t h at  is   m o r e  p r ec is e,   ef f ec tiv e ,   an d   s ca lab le.   T h is   r esear ch   m ak es   th e  f o llo win g   co n tr ib u tio n s :   i)   A  n o v el   GAN - b ased   ( ViT   f r am ewo r k   is   p r o p o s ed   f o r   r ice   leaf   d is ea s e  d etec tio n   ( R L DD) ,   wh er e  GAN - g en er ated   s y n t h etic  im ag es  ad d r ess   clas s   im b alan ce ,   r ed u ce   an o m alies  d u r in g   o v e r s am p lin g ,   an d   p r e v en t  r ed u n d a n t  d ata  g en er atio n   a n d   ii)  A  r e p r o d u cib le  tr ai n in g   p ip elin e  is   p r esen ted ,   i n clu d in g   e x p licit  ViT   a n d   d ee p   co n v o lu tio n al   g en e r ativ e  a d v er s ar ial  n etwo r k   ( DC GAN)   h y p er p ar am eter s ,   d ataset  s p lit s tr ateg y ,   an d   o p tim izatio n   s ettin g s .   T h e  r em ain d er   o f   th is   p ap er   is   o r g an ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   r ev iews  r elate d   wo r k ,   s ec tio n   3   d escr ib es  th e  p r o p o s ed   m eth o d o lo g y ,   s ec tio n   4   p r esen ts   ex p er im en tal  r esu lts   an d   d is cu s s io n ,   an d   s ec tio n   5   co n clu d es th e  p ap er   with   f u tu r e  r esear ch   d ir ec tio n s .       2.   L I T E R AT U RE   R E VI E W   Fo r   th e   p u r p o s e   o f   id en tif y in g   s im u ltan eo u s   o cc u r r en ce   o f   leaf   d is ea s es  in   r ice   an d   wh ea t,  J ian g     et  a l.   [ 7 ]   s u g g ested   a  m u ltit ask   d ee p   tr a n s f er   lear n in g   m o d el   b u ilt o n   a n   e n h an ce d   VGG1 6   ar ch itectu r e.   Usi n g   I m ag eNe t - p r etr ai n ed   weig h ts   with   f in e - tu n in g   a n d   d ata  au g m en tatio n ,   th e  m o d el  d em o n s tr ated   an   ac cu r ac y   o f   9 7 . 2 2 %  f o r   r ice  an d   9 8 . 7 5 %  f o r   wh ea t,  o u tp e r f o r m in g   s in g le - task   m o d els,  R esNet5 0 ,   a n d   Den s eNe t1 2 1 .   A  r ea l - tim e  p lan t  d is ea s e  d ataset  was  cr ea ted   b y   J o s ep h   et  a l .   [ 8 ] ,   wh o   also   s u g g ested   a   d ee p   lear n in g   ( DL )   b ased   d etec tio n   tech n i q u e.   T h ey   g ath er ed   a n d   an n o tated   a  s izab le  co llectio n   o f   d is ea s e  p h o to s   in   au th e n tic   f ield   s ettin g s   with   th e  aim   o f   o v er co m i n g   th e  d r aw b ac k s   ass o ciate d   with   th e  cu r r en t  d ata s ets.  T h eir   r esear ch ,   wh ich   u s ed   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  f o r   class if icatio n ,   s h o wed   r esil ien ce   in   r ea l - tim e  ap p licatio n s   an d   ac co m p lis h e d   ex ce llen t   ac cu r ac y   in   d iag n o s in g   a   v ar iety   o f   p lan t   d is ea s es.  B ijo y   et  a l.   [ 9 ]   p r esen ted   a   lig h tweig h t  d ee p   C NN  f o r   r ice  lea f   d is ea s e  d et ec tio n   ( R L DD) ,   ac h ie v in g   9 9 . 8 1 %  ac cu r ac y   with   o n ly   0 . 1 8 M  p ar a m eter s .   T o   f a cilitate  p r ac tical  ag r icu ltu r al  ap p licatio n ,   th ey   c o n tin u e d   to   cr ea te  a  cr o p   h ea lth   m o n ito r in g   s y s tem   with   an   o p en   ap p licatio n   p r o g r am m i n g   in ter f ac e  ( API ) ,   web   in ter f ac e,   an d   An d r o id   ap p licatio n .   R o y   an d   Ku k r ej a  et  a l.   [ 1 0 ]   p r esen ted   a  v is i o n   tr a n s f o r m er   ( ViT ) - b ased   m o d el  f o r   r ice  leaf   d is ea s e  id en tific atio n   a n d   s ev er ity   esti m atio n .   Ay y ap p an   et   a l.   [ 1 1 ]   a p p lied   C NNs  f o r   r ic e  d is ea s e  d etec tio n ,   co m p ar in g   Den s eNe t1 2 1 ,   E f f i cien tNetB 4 ,   Xce p tio n ,   an d   M o b ileNetV3   o n   a   d ataset  o f   1 0 , 4 0 7   im a g es  ac r o s s   1 0   class es.  T h e  s tu d y   o u tp e r f o r m ed   ea r lier   m o d els  lik e  VG G1 9   an d   R esNet1 0 1   b y   u s in g   a  lar g er   d ataset  an d   ad v an ce d   ar c h itectu r e .  S tu d y   [ 1 2 ]   p r esen ts   an   o p tim ized   lig h tweig h t  n eu r al  m o d el  f o r   R L DD,   ad d r ess in g   th e  ch allen g e  o f   lim ited   c o m p u tatio n al  r eso u r ce s   i n   ag r icu ltu r al  s ettin g s .   T h e  a u th o r s   c o m p ar ed   C NN - b ased   m o d els o n   a  d ataset  o f   r ice  lea f   im ag es a n d   f o u n d   th eir   p r o p o s ed   lig h tweig h t m o d el.     A  DL - d r iv e n   a p p r o ac h   f o r   r ec o g n izin g   an d   ca teg o r izin g   f iv e  im p o r tan t  r ice   d is ea s es  was  cr ea ted   b y   Har id asan   et  a l.   [ 1 3 ] .   Srin iv as  et  a l.   [ 1 4 ]   p r o p o s ed   an   i m p r o v e d   C NN  f r am ewo r k   f o r   R L DD,   r eso lv in g   p r o b lem s   ass o ciate d   with   u n e v en   lig h tin g ,   in tr icate   b ac k g r o u n d   p atter n s ,   an d   s im ilar ity   in   d is ea s e  s y m p to m s .   T h e  s tu d y   u s ed   an   e n h an ce d   C NN  m o d el  with   o p tim ized   f ea tu r e  ex tr ac tio n   a n d   class if icatio n ,   ev alu ated   o n   m u ltip le  r ice  d is ea s e  d ataset s .   An   ag r icu ltu r al  I n ter n et  o f   T h in g s   ( I o T )   s y s tem   u s in g   a  h y b r id ized   d ee p   lear n in g   tech n iq u e  f o r   r ice  c r o p   d is ea s e  d iag n o s is   was  p r esen ted   b y   W an g   et  a l.   [ 1 5 ] .   T h eir   tech n iq u e   lev er ag es  I o T - b ased   d ata   g ath er in g   f o r   r ea l - tim e   m o n ito r in g   b y   em p lo y in g   C NNs  to   ca p tu r e  d is cr im in ativ e   f ea tu r es  an d   s u p p o r t   v ec to r   m ac h in es  ( SVMs)  f o r   class if icatio n .   I m ag es  o f   r ice   leav es  w er e  u s ed   to   test   t h e   s y s tem ,   an d   it  s h o we d   ex c ellen t  ac cu r ac y   in   id e n tify in g   an d   ca teg o r izin g   c o m m o n   r ice  d is ea s es.  A  lig h tweig h t  R esNet - 9   clas s if ier   an d   an   im p r o v ed   v is io n   tr an s f o r m er   ( I VT )   ar e  u s e d   in   a  h ier ar ch ical  f r am ewo r k   f o r   r ec o g n izin g   d is ea s es  in   th e  f o liag e  o f   p la n ts   b y   Vallab h ajo s y u la  et  a l.   [ 1 6 ] .   T h e  m o d el   ef f ec tiv ely   ca p tu r es  b o th   g lo b al  an d   l o ca l  f ea tu r es  with   r e d u ce d   co m p u tatio n al   co s t  an d   ac h iev ed   u p   t o   9 9 . 7 %   ac cu r ac y   o n   Plan tVillag e  d atasets ,   o u tp er f o r m i n g   I n c ep tio n V3 ,   Mo b ileNetV2 ,   a n d   R esNet5 0 .   A  co n v o l u tio n al  n eu r al   n etwo r k - b ased   im ag e   class if icatio n   m o d el  co m b in ed   with   a   ch at b o t  i n ter f ac e  is   u s ed   in   th e  au to m atic   r ice  d is ea s e  d etec tio n   s y s tem   d escr ib ed   b y   T em n ir an r at   et  a l.   [ 1 7 ] .   T h e   d ev ice  ca n   id en tif y   co m m o n   r ice  illn ess es  in clu d in g   leaf   s m u t  an d   g iv es  f ar m er s   ea s ily   ac ce s s ib le  r ea l - tim e  f ee d b ac k .   A  twin   C NN  f r am ewo r k   f o r   r ice  leaf   d is ea s e  id en tific atio n   was  p r o p o s ed   b y   Pai  et  a l.   [ 1 8 ] .   I t  co m b in es  m u lti - s ca le  f ea tu r es  f r o m   VGG1 6 ,   R esNet5 0 ,   an d   I n ce p tio n V3   with   p r in cip al   co m p o n en t   an aly s is   ( PC A)   f o r   d im en s io n ality   r ed u ctio n .   R ad h ak r is h n a n   et  a l.   [ 1 9 ]   in t r o d u ce d   an   en h an ce d   m a ch i n e  lear n in g   ( ML )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         GA N - a u g men ted   visi o n   tr a n s f o r mer wi th   b a la n ce d   s yn th etic   d a ta   g en era tio n   …   ( S a ifu l  I s la m )   1309   f r am ewo r k   f o r   d etec tin g   r ice   b last   d is ea s e  in   p ad d y   cr o p s ,   lev er ag in g   th e   Plan tVillag e  d ataset  co m p r is in g   ap p r o x im ately   a  s et  o f   6 0 , 0 0 0   r ice  leaf   im ag es  co v er in g   b o th   h ea lth y   a n d   in f ec ted   ca s es.  T h is   ap p r o ac h   ad d r ess es  lim itatio n s   in   tr ad iti o n al  d iag n o s tic  m eth o d s ,   o f f e r in g   p o te n tial  b en ef its   f o r   ea r l y   d is ea s e  d etec tio n   in   ag r icu ltu r e .     A  lig h tweig h t  q u an tized   C NN  ca lled   R iceL ea f C las s if ier - v 1 . 0   was  p r o p o s ed   b y   Ma r tin s   et  a l.   [ 2 0 ]   to   id en tify   f iv e  d if f er en t   ty p es   o f   r ice  leaf   co n d itio n s .   T h e  m o d el   was  cr ea ted   f r o m   s cr atch   u s in g   d ata  au g m en tatio n   an d   o p tim izatio n   tech n iq u es  to   im p r o v e  g e n e r aliza tio n ,   an d   it  was  tr ain ed   u s in g   2 , 8 0 7   p h o to s .   T h e  p ap er   e m p h asizes  h o w  i t  co u ld   b e  u s ed   in   p r ec is io n   ag r icu ltu r e  f o r   lo w - c o s t,  r ea l - tim e  r ice  d is ea s e   m o n ito r in g .   R DR M - YOL O,   a   lig h tweig h t  YOL Ov 5 - b ased   m o d el  f o r   r ice  d is ea s e  d etec tio n   in   ch allen g in g   f ield   cir cu m s tan ce s ,   was  cr ea ted   b y   L i   et  a l.   [ 2 1 ] .   Usi n g   Ho r - B NFA,   SP D - C o n v ,   GsC o n v ,   an d   weig h te d   in ter s ec tio n   o v e r   u n io n   ( W I o U)   lo s s ,   it  o u t p er f o r m ed   YOL Ov 6 – v 8   an d   Fas ter   R - C NN,   ac h iev in g   9 4 . 3 %   p r ec is io n ,   8 9 . 6 %  r ec all,   an d   9 3 . 5 %  m ea n   av e r ag e  p r ec is io n   ( m AP)   o n   5 , 9 3 0   im a g es.  Usi n g   p h o to s   g ath er e d   f r o m   s ev er al   p ar ts   o f   I n d ia,   K u m ar   et  a l.   [ 2 2 ]   c r ea ted   a  C N N - b ased   m o d el   f o r   th e  a u to m a tic  d iag n o s is   o f   r ice  leaf   d is ea s es.  T h r ee   co n v o l u tio n al  f ea tu r e  e x tr ac tio n   lay e r s   alo n g   with   two   f u lly   co n n ec te d   lay er s   wer e  p ar t  o f   th e  ar ch itectu r e.   Fo r   r ea l - tim e  f ield   ap p licatio n ,   th e  s tu d y   r ec o m m en d s   in teg r atio n   with   m o b ile  an d   I o T   d ev ices.  W ith   an   em p h asis   o n   B an g lad esh i  ag r icu ltu r e,   C h o wd h u r y   et  a l.   [ 2 3 ]   e x am in ed   t h e  u s e  o f   m ac h in e   lear n in g   ( ML )   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   f o r   p lan t  leaf   d is ea s e  id en tific atio n .   T h ey   d r aw  at ten tio n   to   d is ea s e  r is k s   th at  af f ec t  f o o d   s ec u r ity   an d   g r o s s   d o m esti c  p r o d u ct  ( GDP)   in   cr o p s   lik e   r ice,   to m a to es,  p o tato es,  an d   b ell  p ep p er s .   T h e  f o cu s   o f   th is   s tu d y   is   o n   ea r ly   id e n tific atio n   to   r ed u ce   t h e  u s ag e  o f   p esti cid es.  R ah m an   et   a l .   [ 2 4 ]   p r o p o s ed   a  wo r k   t h at  p r e s en ts   a  DL - b ased   r e al - tim e  p la n t  d iag n o s is   s y s tem   f o r   s u s tain ab le  ag r icu ltu r e.   A   to tal  o f   3 0 , 9 4 5   p h o to s   f r o m   ei g h t  p lan t  s p ec ies  an d   3 5   d is ea s e  class e s   wer e  co m b in ed   f r o m   v ar io u s   s o u r ce s ,   in clu d in g   th e  Plan tVillag e  d at aset,  an d   u tili ze d   in   th e   s tu d y .   T h e  f in d in g s   d em o n s tr ate  th e   g r ea t  p o ten tial  o f   d ee p   lear n in g - b ased   s y s tem s   f o r   b etter   cr o p   m a n ag em e n t a n d   p r ec is e,   r ea l - tim e  p lan t d is ea s e  d iag n o s tics .     Desp ite  th e  r em ar k a b le  p r o g r ess   ac h iev ed   th r o u g h   v ar io u s   C NN,   h y b r id ,   an d   tr an s f o r m er - b ased   ar ch itectu r es,  th e  r ev iewe d   s t u d ies  r ev ea l  s ev er al  p er s is ten t  ch allen g es  th at  ju s tify   th e  d e v elo p m en t  o f   a  n ew  m o d el.   B ased   o n   th e   lim itatio n s   id en tifie d   in   e x is tin g   C NN   an d   tr an s f o r m er - b ased   ap p r o ac h es,  th is   s tu d y   in tr o d u ce s   a  GAN - au g m en te d   v is io n   tr an s f o r m er   f r am ew o r k   d esig n e d   to   ac h iev e  b ala n ce d ,   ac cu r ate,   an d   ed g e - co m p atib le  r ice  leaf   d is ea s e  d etec tio n .       3.   M E T H O D   Fig u r e  1   p r esen ts   th e  o v er all   f lo wch ar t   o f   th e   p r o p o s ed   m eth o d o lo g y   f o r   R L DD.   T h e  f r am ewo r k   in teg r ates  d ata  c o llectio n ,   p r ep r o ce s s in g ,   GAN - b ased   au g m en tatio n ,   m o d el  tr ain in g ,   an d   p er f o r m a n ce   ev alu atio n .   A  d ataset  o f   r ice   leaf   im ag es  was  co m p iled ,   an n o tated ,   an d   p r e p r o ce s s ed   th r o u g h   r esizin g ,   n o r m aliza tio n ,   an d   tr a d itio n al   au g m e n tatio n   tech n iq u es  to   en s u r e  co n s is ten cy .   T o   ad d r e s s   class   im b alan ce ,   s y n th etic  s am p les  wer e  g en e r ated   u s in g   a   GAN.   T h e  ViT   m o d el  was  th en   tr ain ed   an d   c o m p ar ed   with   s ev er al  C NN - b ased   ar ch itectu r es u n d e r   id en tical  co n d itio n s .           Fig u r e  1 .   E n d - to - en d   p ip elin e  o f   th e  p r o p o s ed   GAN - au g m e n ted   v is io n   tr an s f o r m er   f r am ew o r k ,   in cl u d in g   d ata  ac q u is itio n ,   p r e p r o ce s s in g ,   G AN - b ased   s y n th etic  im ag e  g e n er atio n ,   d ataset  b alan cin g ,   Vi T   tr ain in g ,   a n d   p er f o r m an ce   ev al u atio n       3 . 1 .     Da t a s et   a nd   a nn o t a t io n   A  to tal  o f   1 3 , 8 7 6   r ice  lea f   i m ag es  wer e  co llected   f r o m   Kag g le  [ 2 5 ] .   E ac h   im a g e  wa s   ca r ef u lly   an n o tated   with   ex p er t  co n s u lt atio n   to   id en tify   o n e  o f   ten   m ajo r   r ice  leaf   co n d itio n s   an d   h ea lth y   leav es.  T o   ad d r ess   class   im b alan ce ,   a  d ee p   co n v o lu tio n al  g en e r ativ e  a d v er s ar ial  n etwo r k   ( DC GAN)   was  em p lo y ed   to   g en er ate  s y n th etic  im ag es  f o r   u n d er r ep r esen ted   d is ea s e  ca teg o r ies.  T h e  GAN  p r o d u c ed   3 , 6 7 6   s y n th etic   s am p les  f o r   u n d e r r ep r esen te d   d is ea s e  ca teg o r ies.  T h is   au g m en tatio n   r esu lted   in   a   f in al  d ataset  o f     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 :   1 3 0 7 - 1 3 1 8   1310   1 7 , 5 5 2   im ag es  ( 1 3 , 8 7 6   r ea l  a n d   3 , 6 7 6   s y n th etic) ,   t h er eb y   im p r o v in g   class   d is tr ib u tio n   an d   d iv e r s ity .   T h e   q u ality   o f   g en er ated   im ag es  was  v er if ied   t h r o u g h   v is u al  i n s p ec tio n   b y   a g r icu ltu r al   ex p er ts   an d   a   Fré ch et   in ce p tio n   d is tan ce   ( FID )   s co r e  o f   1 8 . 6 ,   in d icatin g   s tr o n g   s i m ilar ity   to   r ea l  s am p les.  T h e  d ataset  was  d iv id ed   in to   7 0 %  f o r   tr ai n in g ,   1 5 %  f o r   v alid atio n ,   an d   1 5 %  f o r   te s tin g ,   m ak in g   s u r e  th at  all  ill n ess   ty p es  ar e  f air ly   r ep r esen ted   f o r   f air   m o d el  e v a lu atio n .   As  s h o wn   in   T ab le  1 ,   th e  o r ig in al  tr ain in g   d ataset  ex h ib its   s u b s tan tial  class   im b alan ce ,   with   s ev er al  d is ea s e  ca teg o r ies  h av in g   s ig n if ican tly   f ewe r   s am p les.  T o   m itig ate  th is   is s u e,   GAN - b ased   au g m en tatio n   was  ap p lied   s elec tiv ely   t o   u n d er r ep r esen ted   class es.  A  to tal  o f   3 , 6 7 6   s y n th etic  im a g es  wer e  g en er ated   i n   p r o p o r tio n   to   th e  lev el  o f   c lass   im b alan ce ,   r esu ltin g   in   im p r o v ed   class   r ep r esen tatio n   wh ile  av o id in g   ex ce s s iv e  o v er - s am p lin g   o f   m ajo r ity   class es.       T ab le  1 .   C lass - wis e  d is tr ib u tio n   o f   p ad d y   leaf   im ag es b e f o r e  an d   af ter   GAN - b ased   a u g m e n tatio n   C l a s s  n a me   O r i g i n a l   s a mp l e s   A f t e r   G A N   a u g m e n t a t i o n   N o r mal   1 7 6 4   1 7 6 4   B l a s t   1 7 3 8   1 7 5 1   H i sp a   1 5 9 4   1 6 8 0   D e a d   h e a r t   1 4 4 2   1 6 0 6   Tu n g r o   1 0 8 8   1 4 3 2   B r o w n   s p o t   9 6 5   1 3 7 1   D o w n y   m i l d e w   6 2 0   1 2 0 1   B a c t e r i a l   l e a f   b l i g h t   4 7 9   1 1 3 2   B a c t e r i a l   l e a f   s t r e a k   3 8 0   1 0 8 3   B a c t e r i a l   p a n i c l e   b l i g h t   3 3 7   1 0 6 3   To t a l   1 0 , 4 0 7   1 4 , 0 8 3       3 . 2 .    P re pro ce s s ing   E v er y   i m ag e  was  s u b jecte d   t o   a  n u m b e r   o f   p r ep r o ce s s in g   p r o ce d u r es  b ef o r e  tr ain in g   i n   o r d er   t o   g u ar an tee  u n i f o r m i t y   an d   en h an ce   m o d el  g en e r aliza tio n .   T o   s tan d ar d ize  p ix el  in ten s ity   v a lu es,  ea ch   r ice  lea f   im ag e  was r esized   to   a  f ix e d   s p atial  r eso lu tio n   o f   2 2 4 ×2 2 4   p ix els an d   n o r m alize d   u s in g :      = − µ   ( 1 )     wh er e    d en o tes  th e  in p u t  i m ag e,   µ  is   th e  m ea n ,   an d   σ   is   th e  s tan d ar d   d ev iatio n   o f   th e  d ataset.   T h is   n o r m aliza tio n   en s u r ed   th at  al l  im ag es  h ad   ze r o - ce n ter e d   p ix el  d is tr ib u tio n s ,   im p r o v in g   n u m er ical  s tab ilit y   d u r in g   tr ain i n g .   T o   p r e v en t   o v e r f itti n g   a n d   in cr ea s e  d ataset  d iv er s ity ,   tr a d itio n al  d ata  au g m en tatio n   tech n iq u es  wer e  ap p lied .   E ac h   im ag e  u n d e r wen t  a  s et  o f   r an d o m   tr an s f o r m atio n s   s u ch   as  r o tatio n ,   h o r iz o n tal   an d   v er tical  f lip p in g ,   an d   s ca li n g :     ′ =    ( )   (           )   ( 2 )     ′′ =   ℎ ( ′ )     ( ′ ) ( ℎ    )   ( 3 )     =    ( ′′ ) (           )   ( 4 )     w h er e   , ℎ , ,   an d   α   r ep r esen t  th e  r o tatio n ,   f lip p in g ,   an d   s ca lin g   o p er ato r s   r esp ec tiv ely .   T h is   p r ep r o ce s s in g   p ip elin e  n o t  o n ly   e n h an ce d   t h e  r o b u s tn ess   o f   th e  ViT   m o d el  b u t  also   en s u r e d   r eliab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   d iv er s e  d is ea s e  class es b y   cr ea tin g   v ar ied   a n d   r ea lis tic  in p u t  co n d itio n s   f o r   m o d el  tr ain in g .     3 . 3 .     T ra ini ng   f ra m ewo r k   a n d t o o ls   T h e  v is io n   tr an s f o r m er   was  s elec ted   d u e  to   its   ab ilit y   to   c ap tu r e  lo n g - r a n g e  s p atial  d ep en d en cies   th r o u g h   s elf - atten tio n ,   wh ich   is   cr itical  f o r   d is tin g u is h in g   v is u ally   s im ilar   r ice  leaf   d is e ases .   D C GAN  wa s   ch o s en   o v e r   m o r e  co m p lex   g en er ativ e  m o d els  s u ch   as  Sty leGAN   o r   d if f u s io n   m o d els  b e ca u s e  it  p r o v id es  a   f av o r a b le  b alan ce   b etwe en   im ag e  q u ality ,   tr ain in g   s tab ilit y ,   an d   co m p u tatio n al  ef f icie n cy   f o r   ag r icu ltu r al   d atasets .   I m ag es  wer e  r esized   to   2 2 4 ×2 2 4   to   m atch   s tan d ar d   ViT   in p u t  r eso lu tio n   wh ile  p r eser v in g   d is ea s e - r elate d   tex tu r e  d etails.  T h e  Ad am   o p tim izer   was  ad o p ted   f o r   b o th   ViT   an d   DC GAN  tr ai n in g   d u e  to   its   f ast  co n v er g en ce   an d   r o b u s tn ess   in   d ee p   v is io n   m o d els.   I n   o r d er   to   in v esti g ate  th e  ef f icac y   o f   th e  s u g g ested   V iT  m o d el  f o r   R L DD,   an   ex p er im en tal  f r am ewo r k   was  cr ea ted .   B ec au s e  o f   its   ca p ac ity   to   ca p tu r e  l o n g - r a n g e  s p atial  d e p en d e n cies,  ViT   was  ch o s en   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         GA N - a u g men ted   visi o n   tr a n s f o r mer wi th   b a la n ce d   s yn th etic   d a ta   g en era tio n   …   ( S a ifu l  I s la m )   1311   ·   as  th e  m ain   ar ch itectu r e.   A   n u m b er   o f   b aselin e  C NN  m o d els,  in clu d in g   VGG1 6 ,   R esNet5 0 ,   Mo b ileNetV2 ,   Den s eNe t1 2 1 ,   Den s eNe t1 6 9 ,   Xce p tio n ,   an d   R esNet5 0 V2 ,   w er e  em p lo y ed   f o r   c o m p ar ativ e   s tu d y .   GANs  wer e  u s ed   to   g en er ate  s y n t h etic  im ag e  f o r   u n d er r ep r esen ted   clas s es  illn es s   clas s es  f o r   m itig ati n g   class   d is tr ib u tio n   d is p ar ities   an d   im p r o v e   g en er aliza tio n ,   g u ar a n teein g   a  m o r e  r o b u s t  an d   b alan ce d   tr ai n in g   d ataset.   T h e  ViT   m o d el  d iv id es  ea ch   im ag e  x   ∈   R H× W× C  in to   N   p atch es  o f   s i ze   P ×P ,   wh er e  =  2 .   E ac h   f latten ed   p atch   is   em b ed d e d   as:     0 =   ( ) +      ,  =   1 , 2 , … ,   ( 5 )     wh er e  ( )   is   a  lin ea r   p r o jectio n   a n d   E pos   r ep r esen ts   p o s itio n al  e n co d in g .   W ith in   ea ch   tr an s f o r m er   en c o d er ,   th e  s elf - atten tio n   m ec h a n is m   co m p u tes:        ( , , ) =     (   √ )   ( 6 )       wh er e   Q   =   z l W Q ,   K   =   z l W K ,   a nd   V   =   z l W V   ar e   the   q u er y,   k e y,   a n d   v al u e   pr o je ct io n s .   T h e   e n c od er   ou t pu t  i s   up d at e d  a s :     + 1 =    (   ( +      ( ) ) )   ( 7 )     Af ter   s ev er al   lay er s ,   th e   class   t o k en   r ep r esen tatio n      is   p ass ed   to   a   class if icatio n   h e a d :     ̂ =     (  +   )   ( 8 )     T h e   tr ain in g   of   t h e   m o d el   u tili ze d   ca teg o r ical   cr o s s - en tr o p y   l o s s :     =   − 1 ∑ ∑ ,  ( ̂ , ) = 1 = 1   ( 9 )     wh er e   ,   an d   ̂ ,   d en o te   th e   tr u e   an d   p r ed icted   p r o b a b ilit ies   f o r   class   c   of   s am p le   i ,   r esp ec ti v ely .   T h e   Ad am   o p tim izer   was   u s ed   to   tr ain   each   m o d el   in   th e   s am e   way ,   with   a   b atch   s ize   of   32,   a   lear n in g   r ate   of   0 . 0 0 0 1 ,   an d   5 0   ep o c h s .   Ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e   wer e   u s ed   to   as s ess   th e   m o d el’ s   p er f o r m an ce ;  c o n f u s io n   m atr i x   an aly s is   was   u s ed   to   p r o v id e   ad d itio n al   u n d er s tan d in g   of   p er f o r m an ce   p e r   class .   A   Deep   C o n v o lu tio n al   GAN   ( DC GA N)   ar ch itectu r e   was   em p lo y ed   to   g en er ate   s y n th etic   r ice   lea f   im ag es   f o r   u n d er r e p r esen ted   d is ea s e  class es.   T h e  GAN  f r am ewo r k   co n s is ts   o f   a  g en er ato r   G   a n d   a   d is cr im in ato r   D ,   tr ain e d   with   t h e  em p lo y in g   a  m in im ax   o p ti m izatio n   cr iter io n :         ( , ) =     ∼ (  ) ( ) [ l o g ( ) ] +     ∼ ( ) [ l o g ( 1   −   ( ( ) ) ) ]   ( 1 0 )     wh er e     ∼ ( )   is   th e   in p u t   n o is e   v ec to r .   T h e   g en e r ato r   a n d   d is cr im in ato r   lo s s   f u n ctio n s   a r e :     =   −   ∼ ( ) [ lo g ( ( ) ) ]   ( 1 1 )     =   −   ∼   (  ) ( ) [ l o g ( ) ] −     ∼ ( ) [ l o g ( 1   −   ( ( ) ) ) ]   ( 1 2 )     T r ain in g   o f   t h e  GAN  s p an n ed   2 0 0   ep o ch s ,   em p lo y in g   th e   Ad am   o p tim izer   at  a  lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 2 ,   with   b atc h es   of   64   s am p les   an d   b in ar y   cr o s s - en tr o p y   lo s s .   B o th   th e   g en er ato r   a n d   d is cr im in ato r   wer e   tr ain ed   s im u ltan eo u s ly   on   2 2 4 ×2 2 4   im ag es.   T o   v er if y   t h e   ef f ec t   of   a u g m e n tatio n ,   we   c o n d u cted   a   p er - class   ac cu r ac y   an aly s i s   s h o win g   an   av e r ag e   4 . 2 %   im p r o v e m en t   in   m in o r ity   d is ea s e   ca teg o r i es,   co n f i r m in g   th at   GAN - b ased   au g m en tatio n   ef f ec tiv ely   en h a n ce d   d ata   d iv er s ity   an d   class   b alan ce .   T h e   d et ailed   co n f i g u r atio n   an d   h y p er p a r am eter s   o f   th e  Vi s io n   T r an s f o r m e r   u s ed   in   th is   s tu d y   ar e  p r esen ted   in   T a b le  2.   T h e  DC GAN  ar ch itectu r e  co n s is ts   o f   a  co n v o lu tio n al   g en er ato r   an d   d is cr im in at o r .   T h e   g en er ato r   co m p r is es  f o u r   tr a n s p o s ed   c o n v o lu tio n al  lay er s   with   b atch   n o r m aliza tio n   an d   R eL U  ac tiv atio n s ,   f o llo wed   b y   a  T an h   o u t p u t  lay er .   T h e  d is cr im in ato r   co n s is ts   o f   f o u r   c o n v o lu tio n al  lay er s   with   L ea k y R e L U  ac tiv atio n s   an d   a  Sig m o id   o u tp u t  lay er .   B o t h   n etwo r k s   wer e  tr ain ed   u s in g   th e  Ad am   o p tim izer   with   lear n in g   r ate  o f     0 . 0 0 0 2 ,   β 1 =  0 . 5 ,   an d   β 2 =  0 . 9 9 9 .   T h e   g en e r ato r   an d   d is cr im i n ato r   wer e   u p d ated   alter n ately   with   a  1 :1   u p d ate   r atio   to   en s u r e  s tab le  a d v er s ar i al  tr ain in g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 :   1 3 0 7 - 1 3 1 8   1312   Σ   T ab le  2 .   ViT   co n f ig u r atio n   u s ed   in   th e  p r o p o s ed   f r a m ewo r k   P a r a me t e r   V a l u e   I n p u t   i m a g e   s i z e   2 2 4 × 2 2 4   P a t c h   s i z e   1 6 × 1 6   N u mb e r   o f   p a t c h e s   1 9 6   Emb e d d i n g   d i m e n s i o n   7 6 8   N u mb e r   o f   e n c o d e r   l a y e r s   12   N u mb e r   o f   a t t e n t i o n   h e a d s   12   M LP  h i d d e n   d i m e n si o n   3 0 7 2   D r o p o u t   r a t e   0 . 1   O p t i mi z e r   A d a m   Le a r n i n g   r a t e   0 . 0 0 0 1   B a t c h   si z e   32   N u mb e r   o f   e p o c h s   50   Lo ss f u n c t i o n   C a t e g o r i c a l   c r o ss - e n t r o p y       3 . 4 .     F e a t ure  s elec t io n   Featu r e  s elec tio n   in   th is   s tu d y   was  p er f o r m ed   au to m atica lly   b y   th e  d ee p   lear n in g   m o d els  r ath er   th an   th r o u g h   m a n u al  ex t r ac tio n .   Vi T   ca p tu r e d   b o th   lo ca l  d etails  an d   g lo b al  co n tex tu al  r elatio n s h ip s   u s in g   its   s elf - atten tio n   m ec h a n is m ,   wh ile  C NN  b aselin es  p r im ar ily   f o c u s ed   o n   l o ca lized   s p atial  f ea tu r es.  I n   th e   ViT   ar ch itectu r e,   f ea t u r e  ex tr ac tio n   is   g o v er n e d   b y   th e  atten tio n - weig h ted   ag g r eg atio n   o f   p atch   em b ed d i n g s :     =   ∑  = 1   ( 1 3 )     w h er e   F i   d e no t e s   th e   i - th   ou t pu t   f e a tu r e   ve c to r ,   V j   is   the   v al u e   e m b e dd in g   of   p at c h   j ,   an d   α ij   r e pr e s e nt s   t h e   at t e nt io n  w ei g ht   c o m p ut e d  a s :      =    √ ∑ ex p ( ) = 1   ( 1 4)     Her e,   Q i   an d   K j   ar e  th e  q u er y   an d   k ey   v ec to r s   c o r r esp o n d in g   to   p atch es  i  an d   j ,   r esp ec tiv ely ,   an d   d k   is   th e   d im en s io n ality   o f   th e  k e y   s p ac e.   T h is   f o r m u latio n   allo ws  th e  m o d el  t o   ca p tu r e  b o th   s h o r t   an d   lo n g - r a n g e   d ep en d e n cies   am o n g   d if f er e n t   r eg io n s   of   th e   r ice   leaf   im ag e .   To   en h a n ce   f ea tu r e   d iv er s ity ,   GANs   wer e   u s ed   to   p r o d u ce   s y n th etic   s am p les   f o r   u n d er r ep r esen ted   d is ea s e   ca teg o r ies.  T h is   au g m en tatio n   e x p an d e d   th e  o v er all   f ea tu r e  s p ac e:     =     ∪  ℎ   ( 1 5 )     wh er e      an d    ℎ    d en o te  th e  f ea tu r e  s ets  ex tr ac ted   f r o m   r ea l  an d   GAN - g en er ated   im ag e s ,   r esp ec tiv ely .   T h is   co m b in ati o n   en ab led   th e   m o d els   to   lear n   more   d is cr im in ativ e   an d   g e n er aliza b le   r ep r esen tatio n s .   T h r o u g h   th is   au to m atic  p r o ce s s ,   th e  m o s t   r elev an t  an d   h ig h - lev el  s em an tic  f ea tu r es  wer e  r etain ed ,   en s u r in g   r o b u s t  d etec tio n   o f   r ice  leaf   d is ea s es  d esp ite  v ar iatio n s   in   a p p ea r a n ce   an d   en v ir o n m en tal   f ac to r s .     3 . 5 .     Dis ea s e  predict io n a nd   perf o rm a nce  ev a lua t io n   On ce   tr ain in g   was  co m p leted ,   th e  o p tim ized   ViT   ar ch itectu r e  was  em p lo y ed   f o r   i n f er en ce   o n   u n s ee n   test   im ag es  to   ev alu ate  its   p r ac tical  ap p licab ilit y   in   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s .   E ac h   i n p u t  i m ag e  was  ca r ef u lly   p r o ce s s ed   th r o u g h   th e  m o d e l  to   p r ed ict  th e  d is ea s e  ty p e.   T h e  p r ed icted   o u tp u ts   ̂   wer e  s y s tem atica lly   co m p ar ed   with   th e   ass o ciate d   tr u e   lab els   y   f o r   t h e   p u r p o s e   of   m ea s u r in g   ac cu r ac y   a n d   r eliab ilit y .   T h e   p er f o r m an ce   of   th e  m o d el   was   ass e s s ed   b ased   on   co m m o n ly   u s ed   ev alu atio n   c r iter ia,   s u ch   as   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   F1 - s c o r e ,   an d   an   an aly s is   o f   th e  co n f u s io n   m atr ix ,   to   p r o v id e  b o t h   o v er all  an d   class - wis e   in s ig h ts .   T h ese  m etr ics ar e   f o r m ally   d e f in ed   as  ( 1 6 ) - ( 1 9 ) :         =      +     +  +  +      ( 1 6 )           =         +      ( 1 7 )         =         +        ( 1 8 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         GA N - a u g men ted   visi o n   tr a n s f o r mer wi th   b a la n ce d   s yn th etic   d a ta   g en era tio n   …   ( S a ifu l  I s la m )   1313   1 = 2 ×     ×      +        ( 1 9 )     wh er e   TP ,   TN ,   FP ,   an d   FN   d en o te   th e   n u m b er   of   tr u e   p o s itiv es,   tr u e   n eg ativ es,   f alse   p o s itiv es,   an d   f alse  n eg ativ es,  r esp ec tiv ely .   T h ese  q u a n titativ e  m ea s u r es  en s u r e  a  b alan ce d   ev alu atio n   o f   b o th   p o s itiv e  an d   n eg ativ e  class if icatio n s   ac r o s s   d is ea s e  ca teg o r ies.   T o   an al y ze   th e  tr ain in g   d y n am ics,  m o d el  co n v er g e n ce   was m o n ito r ed   b y   tr ac k i n g   th e   class if icatio n   lo s s     an d   ac cu r a cy   o v er   ep o c h s   t :     (   +   1 ) <   ( ) , ∀   ∈   [ 1 ,   ]   ( 2 0 )      (   +   1 ) >    ( ) ,        .   ( 2 1 )     A   s m o o th   an d   m o n o to n ic   d ec r ea s e   in   C LS   wi th   a   co r r esp o n d in g   in cr ea s e   in   A cc   co n f ir m ed   s tab le   lear n in g   an d   ef f ec tiv e  p a r am eter   o p tim izatio n   o f   th e   ViT   m o d el.   C o m p ar ed   to   c o n v e n tio n al  C NN - b ased   ar ch itectu r es,  th e   ViT   m o d el   ex h ib ited   s u p er io r   p e r f o r m an c e   in   b o th   ac cu r ac y   an d   g en e r a lizatio n ,   ac h iev i n g   an   o v er all   ac c u r ac y   o f   9 6 . 5 %   as  p r esen ted   in   T ab le   3.   Mo r eo v er ,   t h e  in teg r atio n   o f   GA N - au g m en ted   d ata  m itig ated   s k ewe d   class   f r e q u e n c i e s   a n d   e n h a n c e d   t h e   c a p a b i l i t y   of   t h e   m o d e l   to   ac c u r a t e l y   c l as s i f y   u n d e r r e p r e s e n t e d   d i s e as e   c a t e g o r i e s .       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   d i f f er en t  d ee p   lear n in g   m o d els   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F 1   S c o r e   ( %)   V G G 1 6   9 1 . 5   9 0 . 8   9 0 . 2   9 0 . 5   R e sN e t 5 0   9 2 . 7   9 2 . 0   9 1 . 6   9 1 . 8   M o b i l e N e t V 2   9 3 . 2   9 2 . 5   9 2 . 1   9 2 . 3   D e n seN e t 1 2 1   9 2 . 0   9 1 . 4   9 1 . 0   9 1 . 2   D e n seN e t 1 6 9   9 2 . 3   9 1 . 7   9 1 . 2   9 1 . 5   X c e p t i o n   9 1 . 8   9 1 . 0   9 0 . 6   9 0 . 8   R e sN e t 5 0 V 2   9 2 . 5   9 1 . 8   9 1 . 4   9 1 . 6   V i T   9 6 . 5   9 5 . 8   9 5 . 4   9 5 . 6       4.   E XP E R I M E N T   AND   RE SUL T   4 . 1 .     E x perim ent   s et up   All  ex p er im en tal  ev alu atio n s   wer e  p er f o r m ed   o n   a  h i g h - ca p ac ity   co m p u tatio n al  s etu p   eq u ip p ed   with   an   I n tel®   C o r e ™   i9 - 1 3 9 0 0 K   C PU   @   3 . 0 0   GHz,   NVI DI A   GeFo r ce   R T X   4 0 9 0   GPU   ( 2 4   GB   VR AM ) ,   an d   6 4   GB   R AM ,   r u n n in g   U b u n tu   2 2 . 0 4   L T S.  T h e  im p lem en tat io n   was  ca r r ied   o u t  u s in g   Py t h o n   3 . 1 0   with   d ee p   lear n in g   f r am ewo r k s   T en s o r Fl o w  2 . 1 5   a n d   Py T o r ch   2 . 2 .   A   co n s is ten t  co n f ig u r atio n   was  m ain tain ed   f o r   b o th   th e  p r o p o s ed   ViT   an d   all  b aselin e  C NN  m o d els.   Fo r   all  m o d els,  a  b atch   s ize  o f   3 2   an d   a  lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1   wer e  u s ed   d u r in g   tr ai n in g ,   an d   5 0   ep o ch s   u s in g   th e  Ad am   o p tim izer .   T h e  ca teg o r ical  cr o s s - en tr o p y   lo s s   f u n ctio n   was  u s ed   f o r   m u lti - class   clas s if icatio n .   T o   p r e v en t  o v er f itti n g ,   ea r ly   s to p p in g   an d   lear n in g   r ate   s ch ed u lin g   wer e  ap p lied   d u r in g   tr ain in g .   T o   ex a m in e  m o d el   g en er aliza tio n ,   th e  p r o p o s ed   ViT   was  test ed   o n   an   ex ter n al  f ield   d ataset  o f   5 0 0   u n s ee n   im ag es,  ac h iev i n g   9 4 . 8 %  ac cu r ac y ,   c o n f ir m in g   r o b u s tn ess   b ey o n d   th e   t r a i n i n g   d i s t r i b u t i o n .   T h e   t r a i n e d   m o d e l   r e q u i r e s   65   MB   of   s to r a g e   a n d   d e m o n s t r a t es   an   a v er a g e   p r o c e s s i n g   t i m e  o f   3 8   m s   p e r   im a g e  o n   a n   NVI DI A   R T X  4 0 9 0   an d   2 1 0   m s   o n   a  J etso n   Nan o   d ev ice,   d em o n s tr atin g   s u itab ilit y   f o r   r ea l - tim e  a n d   e d g e  d e p lo y m en t.     4 . 2 .     E v a lua t i o n  m et ho d   Mo d el  ev alu atio n   was  co n d u cted   u s in g   th e  p er f o r m an ce   m etr ics  d ef in ed   in   s ec tio n   3 . 5 . ,   n am ely   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   a n d   F1 - s co r e.   T o   ass ess   th e  in d iv id u al  co n tr ib u tio n   o f   GAN - b ased   au g m e n tatio n ,   an   ab latio n   s tu d y   was  p er f o r m ed   u n d er   th r ee   ex p er im en ta l  co n f ig u r atio n s   s u ch   as  ViT   with o u t  an y   d ata   au g m en tatio n ,   ac h ie v in g   9 3 . 4 %  ac cu r ac y ,   ViT   with   tr a d itio n al  au g m en tatio n   o n ly ,   ac h iev in g   9 4 . 1 %   ac cu r ac y ,   ViT   with   GAN - b as ed   au g m en tatio n ,   ac h iev in g   9 6 . 5 %.  T h e   q u an titativ e  im p r o v em en t  o b tain ed   b y   th e  p r o p o s ed   GAN   au g m e n ted   ViT   was  s tatis tically   v alid ated   u s in g   a  p ai r ed   t - test .   L et     an d     d en o te  th e   ac cu r ac y   v alu es  f o r   th e  b as elin e  an d   GAN - au g m en ted   m o d els  o v er     ex p er im en tal  f o ld s .   T h e  p air ed     t - s tatis t ic  is   d ef in ed   as:       =       √     ( 2 2 )     T h e  n u ll  h y p o th esis   H 0   ass u m es  n o   s ig n i f ican t  d if f er en ce   b e twee n   co n f ig u r atio n s .   R esu lts   s h o wed   p   <   0 . 0 1 ,   in d icatin g   th at   th e   p e r f o r m an ce   g ain   of   th e   GAN - au g m en t ed   ViT   is   s tati s tically   s ig n if ican t.  I n   ad d itio n   to   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 :   1 3 0 7 - 1 3 1 8   1314   o v er all  ac cu r ac y   im p r o v em e n t  ( 2 . 4 %  o v e r   tr ad itio n al  au g m en tatio n   an d   3 . 1 %  o v er   b aselin e) ,   p er - class     F1 - s co r es  in cr ea s ed   by   an   av er ag e   of   4 . 2 %   f o r   m in o r ity   d is ea s e   ca teg o r ies,   co n f ir m in g   th at   s y n th etic   d ata   g en er atio n   ef f ec tiv el y   en h a n c ed   f ea tu r e  d iv er s ity   an d   b alan ce .   T o   f u r th er   v er if y   g en er aliz atio n   ca p ab ilit y ,   th e   tr ain ed   ViT   m o d el   was  ev al u ated   o n   a n   ex ter n al  f ield   d a taset  o f   5 0 0   u n s ee n   r ice  leaf   im ag es,  ac h ie v in g   9 4 . 8 % a cc u r ac y   u n d er   n atu r al  illu m in atio n   an d   b ac k g r o u n d   v ar iab ilit y .   Fin ally ,   co m p u tatio n al   ef f icien cy   was   an aly ze d   in   ter m s   of   av er ag e   in f er e n ce   tim e   ,   d ef in ed   a s :     = 1 ∑ ( −    ) = 1   ( 2 3 )     wh er e   N   is   th e   n u m b er   of   test   im ag es,   a n d    ,     d en o te   th e   s tar t   an d   e n d   tim estam p s   of   p r e d ictio n   f o r   i m a g e .  T h e   m o d el   d em o n s tr at ed   an   av er ag e   in f er en ce   d u r atio n   of   38   ms   p er   im ag e   on   an   NVI DI A   R T X   4090   GPU  an d   210   ms   on   a   J et s o n   Nan o   d ev ice,   d em o n s tr atin g   s u itab ilit y   f o r   r ea l - tim e   an d   e d g e   d ep lo y m en ts   in   p r ec is io n   a g r i c u l t u r e .       5.   RE SU L T S AN D  D I SCU SS I O N   As  s h o wn   in   Fig u r e  2 ,   th e   ViT   ac h iev ed   a  s m o o th   a n d   co n s is ten t  in cr ea s e  in   tr ain in g   an d   v alid atio n   ac cu r ac y ,   ev en tu ally   co n v er g in g   to   an   o v e r all  ac cu r ac y   o f   9 6 . 5 %.  I n   co n tr ast,  C NN  ar ch itectu r es  s u ch   as   Mo b ileNetV2   an d   R esNet5 0   ac h iev ed   lo wer   p er f o r m an ce ,   with   ac cu r ac ies  o f   9 3 . 2 %  an d   9 2 . 7 %,  r esp ec tiv ely .   GAN - b ased   d ata  au g m en tat io n   h ad   a  s u b s tan tial  im p ac t  o n   th e  r esu lts ,   p ar ticu lar ly   in   b alan cin g   u n d er r ep r esen ted   class es.  T h is   en h an ce m en t  led   to   a n   av er ag e  p er f o r m an ce   g ain   o f   4 % – 5 %  ac r o s s   m in o r ity   d is ea s e  ca teg o r ies  an d   r e d u c ed   m is class if icatio n   r ates  f o r   s ev er e  ca s es.  T h e  tr ain i n g   an d   v alid atio n   lo s s   s tead ily   d ec r ea s e,   in d icatin g   im p r o v e d   m o d el  o p tim izatio n ,   wh ile  b o th   t r ain in g   a n d   v alid atio n   ac cu r ac y   in cr ea s e,   d em o n s tr atin g   en h a n ce d   g en er aliza tio n   af ter   f i n e - t u n in g .           Fig u r e  2 .   T r ain   v s   v alid atio n   a cc u r ac y       Fo r   th e  ea r ly   an d   p r ec is e  d et ec tio n   o f   r ice  d is ea s es,  th e  ViT   m o d el  p r o d u ce d   l o wer   f als e - n eg ativ e   r ates  th an   th e  C NN  b aselin es,  as  s h o wn   b y   th e  co n f u s io n   m atr ix   in   Fig u r e  3 .   T h e  m at r ix   ex h ib its   s tr o n g   d iag o n al   d o m i n an ce   ac r o s s   all  ten   class es,  in d icatin g   a   h ig h   co r r ec t  class if icatio n   r ate.   Mo s t  d is ea s e  ca teg o r ies,  in clu d in g   b ac ter ia l  leaf   b lig h t,  b ac ter ial  leaf   s tr ea k ,   b ac ter ial  p an icle  b lig h t,  d ea d   h ea r t,  an d   n o r m al  leav es,  s h o w  v er y   lim i ted   m is class if icatio n ,   d em o n s tr atin g   th at  th e  m o d el  lear n s   h ig h ly   d is cr im in ativ e   f ea tu r es  f o r   th ese  class es.  Ho wev er ,   m in o r   c o n f u s io n   is   o b s er v ed   am o n g   v is u ally   s im ilar   d is ea s e  ca teg o r ies.  I n   p ar ticu lar ,   b last   is   o cc asio n ally   m is class if ied   as  tu n g r o   an d   h is p a,   wh ich   ca n   b e  attr i b u ted   to   o v er lap p i n g   lesi o n   p atter n s ,   d is co lo r atio n ,   an d   tex tu r e  s im ilar ities   in   ad v an ce d   d is ea s e  s tag es.  Simila r ly ,   d o wn y   m ild ew   s h o ws  lim ited   co n f u s io n   with   b last   an d   b r o wn   s p o t,  as  th ese  d is ea s e s   s h ar e  d if f u s e  les i o n   b o u n d ar ies  an d   co m p ar ab le   co lo r   v ar iatio n s   u n d er   n atu r al  f ield   co n d itio n s .   T h e  h is p a  class   ex h ib its   s o m e  co n f u s io n   with   n o r m al  leav es  an d   b last ,   wh ich   is   ex p ec ted   s in ce   ea r ly - s tag e  h is p a  in f estatio n s   p r o d u ce   s u b tle  v is u al   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J E lec  &   C o m p   E n g     I SS N:   2088 - 8 7 0 8         GA N - a u g men ted   visi o n   tr a n s f o r mer wi th   b a la n ce d   s yn th etic   d a ta   g en era tio n   …   ( S a ifu l  I s la m )   1315   s y m p to m s   th at  clo s ely   r esem b le  h ea lth y   leaf   tex tu r es.  T u n g r o   is   also   o cc asio n ally   co n f u s ed   with   b last   an d   h is p a  d u e  to   c o m m o n   y ello wi n g   an d   m o s aic - lik e  p atter n s   o n   th e  leaf   s u r f ac e.   I m p o r tan tly ,   th e  n u m b e r   o f   f alse  n eg ativ es  f o r   m in o r ity   d is ea s e  class es  r em ain s   lo w,   in d icatin g   th at  th e   in teg r atio n   o f   GAN - b ased   d at a   au g m en tatio n   ef f ec tiv ely   im p r o v es c lass   b alan ce   an d   r ec all.           Fig u r e  3 .   C o n f u s io n   m atr i x   af t er   f in e  tu n in g       T h e  co n f u s io n   m atr ix   co n f ir m s   th at  th e  p r o p o s ed   f r am ew o r k   n o t o n ly   ac h iev es h ig h   o v er all  ac cu r ac y   b u t  also   m ain tain s   r o b u s t  clas s - wis e  d is cr im in atio n ,   wh ich   i s   ess en tial  f o r   r eliab le  r ice  lea f   d is ea s e  d iag n o s is   in   r ea l - wo r ld   ag r icu ltu r al  s ettin g s .   T ab le  4   p r esen ts   th e  class - wi s e  p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e.   Hig h   p r ec is io n   an d   r ec all  v alu es  ar e  o b s er v ed   f o r   m o s t  d is ea s e  ca teg o r ies,  in d icatin g   r eliab le  class if icatio n   p er f o r m an ce .   Sli g h tly   lo we r   r ec all  v alu es  f o r   v is u ally   s im ilar   class es  s u ch   as  b las t,  h is p a,   an d   tu n g r o   ca n   b e   attr ib u ted   to   o v er lap p in g   lesi o n   p atter n s   an d   co lo r   s im ilar ities .   Fin ally ,   th e  r esu lts   s h o w  th at   th e  ViT   ar ch itectu r e   co m b in ed   with   GAN - au g m en ted   d at a  o f f e r s   a   d ep en d a b le  an d   s ca lab le  m eth o d   f o r   au to m ated   r ice  d is e ase  d iag n o s is .   T h is   e n s u r es  n o t  o n ly   im p r o v ed   ac cu r ac y   b u t a ls o   p r ac tical  ap p licab ilit y   f o r   d ep lo y m en t in   r ea l tim e  in   p r ec is io n   ag r icu ltu r e.       T ab le  4 .   Per - class   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e   C l a s s   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   B a c t e r i a l   l e a f   b l i g h t   9 8 . 5 7   9 8 . 2 2   9 8 . 4 0   B a c t e r i a l   l e a f   s t r e a k   9 7 . 7 1   9 9 . 6 1   9 8 . 6 5   B a c t e r i a l   p a n i c l e   b l i g h t   9 7 . 2 5   9 6 . 5 0   9 6 . 8 8   B l a s t   9 1 . 1 2   9 1 . 8 3   9 1 . 4 7   B r o w n   s p o t   9 0 . 8 1   9 7 . 2 4   9 3 . 9 2   D e a d   h e a r t   9 8 . 8 3   9 6 . 9 5   9 7 . 8 8   D o w n y   m i l d e w   9 6 . 8 6   9 2 . 5 1   9 4 . 6 4   H i sp a   9 5 . 4 9   9 0 . 0 7   9 2 . 7 0   N o r mal   9 0 . 8 5   9 5 . 0 4   9 2 . 8 9   Tu n g r o   9 3 . 0 6   9 2 . 3 1   9 2 . 6 8     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I n t J E lec  &   C o m p   E n g ,   Vo l.   1 6 ,   No .   3 ,  J u n e   20 2 6 :   1 3 0 7 - 1 3 1 8   1316   6.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   p r o p o s ed   a   GA N - au g m en ted   ViT   f r am ewo r k   f o r   th e   ea r ly   id en tific atio n   of   d is ea s es   of   r ice   leav es,   o f f er in g   a   n o v el   s o lu tio n   f o r   p r ec is io n   ag r ic u ltu r e.   By   u tili zin g   DC GAN - b a s ed   s y n th etic   d ata   g en er atio n ,   th e   f r am ewo r k   ef f ec tiv ely   ad d r ess ed   d ataset   im b alan ce   an d   im p r o v e d   m o d el   g en er aliza tio n   ac r o s s   m u ltip le   r ice   d is ea s e   ca teg o r ies.   T h e   ViT   ar ch itectu r e ,   en h an ce d   th r o u g h   s elf - atten tio n   m ec h an is m s ,   s u cc ess f u lly   ca p tu r ed   b o th   g lo b al  an d   lo ca l   co n te x tu al  r elati o n s h ip s ,   en a b lin g   ac cu r ate   r ec o g n itio n   o f   d is ea s e   ty p e   an d   s ev er ity   ev en   u n d er   p r ac tical   a n d   v ar iab le   f ield   co n d itio n s .   Ob s er v atio n s   f r o m   th e   e x p er im e n ts   s u g g ested   th at   th e   p r o p o s ed   Vi T   m o d el   ac h iev e d   a   9 6 . 5 %   o v e r all   ac cu r ac y ,   o u tp er f o r m in g   al l   b en ch m ar k   C NN  m o d els  s u ch   as  R esNet5 0 ,   Mo b ileNetV2 ,   an d   Den s eNe t1 2 1 .   T h e  in cl u s io n   o f   GAN - au g m en ted   d ata  led   t o   s ig n if ican t   im p r o v em e n ts   in   m in o r ity   class   d etec tio n ,   r ed u ce d   f alse   n e g ativ es,   a n d   e n h an ce d   r eliab ilit y   f o r   ea r ly   d i a g n o s i s .   F u r t h e r m o r e ,   e v a l u at i o n   on   an   e x t e r n a l   f i e l d   d a t as et   c o n f i r m e d   t h e   f r a m e w o r k ’ s   s tr o n g   g e n e r a l i z a t i o n   ab ilit y ,   wh ile   its   ef f icien t   in f er en ce   tim e   on   ed g e   d ev ices   in d icate s   r ea d in ess   f o r   r ea l - tim e   d ep lo y m en t.   Fu tu r e   r esear ch   will  co n ce n tr ate  o n   e x ten d in g   th e   d ataset  ac r o s s   b r o a d er   E n v ir o n m en tal  cir cu m s tan ce s ,   in co r p o r atin g   m u lti - c r o p   d is e ase  d etec tio n ,   an d   in teg r atin g   th e  m o d el  with   UAVs,  I o T   d ev ices,  an d   m o b ile  p latf o r m s   to   s u p p o r t la r g e - s ca le  au to m ated   m o n ito r i n g .       F UNDING   I NF O R M A T I O N    T h is   r esear ch   is   f u n d ed   b y   th e   I n ter n atio n al  I s lam ic  Un iv er s ity   o f   C h ittag o n g   a n d   Dh ak a   Un iv er s ity   o f   E n g i n ee r in g   an d   T ec h n o lo g y .       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 t r ib u to r   R o les  T a x o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize   in d iv i d 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 e  o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Saif u l I s lam   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓       ✓     Md .   Nasim   Ak h tar     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓     ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   ✓   Ma h ad i H asan   ✓   ✓       ✓   ✓   ✓   ✓   ✓         ✓   ✓   A.   N.   M.   R ez au l K ar im   ✓         ✓     ✓       ✓   ✓     ✓   ✓   I s r at  B in t e h   Hab ib                           ✓       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.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   E.   F l a h e r t y ,   “ A r o u n d   t h e   w o r l d   i n   e i g h t   c o m mo d i t i e s,  e p i so d e   t h r e e :   R i c e , ”   G l o b a l   L a n d s c a p e s  Fo r u m ,   D e c .   2 0 2 4 .   h t t p s : / / t h i n k l a n d sc a p e . g l o b a l l a n d sc a p e sf o r u m. o r g / 7 1 3 3 8 / a r o u n d - t h e - w o r l d - in - e i g h t - c o mm o d i t i e s - e p i s o d e - t h r e e - r i c e /   ( a c c e sse d   F e b .   1 0 ,   2 0 2 6 ) .   [ 2 ]   I F T  N e x t ,   “ A b o u t   3 . 5   b i l l i o n   p e o p l e   e a t   r i c e ,   w h i c h   s u p p l i e s  n e a r l y   2 0 %  o f   g l o b a l   h u ma n   p e r   c a p i t a   e n e r g y , ”   I FT  Fo o d   T e c h n o l o g y   Ma g a zi n e ,   N o v .   2 0 1 8 ,   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . i f t . o r g / n e w s - a n d - p u b l i c a t i o n s / f o o d - t e c h n o l o g y - mag a z i n e / i ssu e s/ 2 0 1 8 / n o v e m b e r / c o l u mn s/ i f t n e x t - r i c e - p r o d u c t i o n   [ 3 ]   S .   M i r y a l a   a n d   K .   R a s a n e ,   “ En h a n c i n g   s u g a r c a n e   l e a f   d i sea s e   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   v i si o n   t r a n sf o r m e r s  o v e r   C N N s,”   D i sc o v e r   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e ,   v o l .   5 ,   n o .   1 ,   p .   8 9 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 4 4 1 6 3 - 0 2 5 - 0 0 3 4 0 - 7.   [ 4 ]   C .   G .   S i m h a d r i ,   H .   K .   K o n d a v e e t i ,   V .   K .   V a t sa v a y i ,   A .   M i t r a ,   a n d   P .   A n a n t h a c h a r i ,   “ D e e p   l e a r n i n g   f o r   r i c e   l e a f   d i sea s e   d e t e c t i o n :   A   sy st e ma t i c   l i t e r a t u r e   r e v i e w   o n   e merg i n g   t r e n d s ,   m e t h o d o l o g i e s   a n d   t e c h n i q u e s, ”   I n f o rm a t i o n   Pr o c e ssi n g   i n   A g ri c u l t u r e ,    v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   1 5 1 – 1 6 8 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i n p a . 2 0 2 4 . 0 4 . 0 0 6 .   [ 5 ]   S .   K .   M ,   A .   R ,   S .   K u r i a n .   P ,   a n d   S .   O . K ,   “ I n t e r p r e t a b l e   m u l t i t a s k   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   d e t e c t i n g   a n d   a n a l y z i n g   s e v e r i t y   o f   r i c e   b a c t e r i a l   l e a f   b l i g h t , ”   S c i e n t i f i c   R e p o r t s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   2 7 3 1 3 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 1 2 2 7 6 - 0.   [ 6 ]   M .   Z.   U d d i n ,   M .   N .   M a h a m o o d ,   A .   R a y ,   M .   I .   P r a ma n i k ,   F .   A l n a j j a r ,   a n d   M .   A .   R .   A h a d ,   “ E 2 ET C A :   E n d - to - e n d   t r a i n i n g   o f   C N N   a n d   a t t e n t i o n   e n se mb l e s   f o r   r i c e   d i s e a se   d i a g n o si s, ”   J o u r n a l   o f   I n t e g r a t i v e   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   2 5 ,   n o .   2 ,   p p .   7 5 6 – 7 6 8 ,   2 0 2 6 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j i a . 2 0 2 4 . 0 3 . 0 7 5 .   [ 7 ]   Z.   J i a n g ,   Z.   D o n g ,   W .   J i a n g ,   a n d   Y .   Y a n g ,   “ R e c o g n i t i o n   o f   r i c e   l e a f   d i s e a ses  a n d   w h e a t   l e a f   d i se a ses   b a se d   o n   mu l t i - t a sk   d e e p   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.