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 .   4 A u g u s t   20 2 6 ,   p p .   1 876 ~ 1 8 8 4   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 1 6 i 4 . pp 1 8 7 6 - 1 8 84           1876       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   A comp a ra tive st udy  of  ba seline   co nv o lutiona l neural network   a nd ResNe t50  f o r  ima g e - ba sed  tom a to  lea disea se cl a ss ificatio n       Su m a na   B ud s a bo k ,   Wa chira po rn  P o lpa nu m a s ,   P iy a na K ho ng ph a i   F a c u l t y   o f   B u s i n e ss A d m i n i st r a t i o n   a n d   I n f o r mat i o n   Te c h n o l o g y ,   R a j a ma n g a l a   U n i v e r s i t y   o f   T e c h n o l o g y   S u v a r n a b h u mi ,     P h r a   N a k h o n   S i   A y u t t h a y a ,   T h a i l a n d       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Feb   7 ,   2 0 2 6   R ev is ed   Ap r   1 2 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   Ap r   2 6 ,   2 0 2 6       Im a g e - b a se d   tec h n i q u e a re   wid e ly   u se d   i n   p lan d ise a se   c las sifica ti o n   to   su p p o rt  a g ricu lt u ra p ro d u c ti v it y   a n d   fa c il it a te  e a rly   d e tec ti o n .   Th is  st u d y   p re se n ts  a   c o m p a ra ti v e   a n a ly sis   b e twe e n   a   b a se li n e   c o n v o l u ti o n a n e u ra l   n e two rk   (CNN a n d   a   Re sN e t5 0 - b a se d   tran sfe lea rn in g   m o d e f o to m a to   lea d ise a se   c l a ss ifi c a ti o n .   p u b li c l y   a v a il a b le  d a tas e c o n tai n in g   fiv e   c a teg o ries to m a to   b a c teria sp o t,   t o m a to   late   b li g h t,   t o m a to   se p to ria  lea f   sp o t,   t o m a to   y e ll o w   lea c u r v i ru s,  a n d   h e a lt h y   lea v e s wa u s e d   i n   t h e   e x p e rime n ts.   M o d e l   p e rfo rm a n c e   wa e v a lu a ted   u sin g   se v e ra l   sta n d a rd   c las sifica ti o n   m e tri c s,  with   e m p h a sis  o n   o v e ra ll   a c c u ra c y .   Th e   b a s e li n e   CNN   a c h iev e d   a n   a c c u ra c y   o 9 7 . 0 % ,   wh e re a th e   Re sN e t5 0   m o d e re a c h e d   9 9 . 6 % .   Th e   re su lt d e m o n stra te  th a t h e   Re sN e t5 0   m o d e p ro d u c e m o re   sta b le  a n d   re li a b le  p re d ictio n s,  p a rti c u larly   w h e n   d isti n g u is h in g   b e twe e n   v isu a ll y   sim il a d ise a se   c las se s.  Th e se   fin d i n g s   c o n firm t h a t ra n sfe lea rn in g   c a n   e ffe c ti v e ly   imp ro v e   c las sifica ti o n   p e rf o rm a n c e   in   p lan d ise a se   re c o g n it i o n   tas k s.   K ey w o r d s :   C o m p u ter   v is io n     C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   R esNet5 0   Dee p   lear n in g     I m ag class if icatio n   Plan t d is ea s r ec o g n itio n   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 ac h ir ap o r n   Po lp a n u m as    Facu lty   o f   B u s in ess   Ad m in is tr atio n   an d   I n f o r m atio n   T ec h n o lo g y ,   R ajam an g ala  U n iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   Su v ar n ab h u m i   Ph r Nak h o n   Si Ay u tth ay a,   T h ailan d     E m ail: w ac h ir a. p @ r m u ts b . ac . t h       1.   I NT RO D UCT I O N   Plan d is ea s es  p o s s er io u s   ch allen g es  to   ag r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity ,   f o o d   s ec u r ity ,   a n d   ec o n o m ic   s tab ilit y   in   m an y   r eg io n s .   I n   to m ato   p r o d u ctio n ,   co n d itio n s   s u ch   as  b ac ter ial  s p o t,  late  b lig h t,  s ep to r ia  leaf   s p o t,  an d   v ir al  in f ec tio n s   ca n   s ig n if ican tly   r ed u ce   b o th   y ield   an d   cr o p   q u ality ,   p a r ticu lar l y   wh en   th ey   a r n o d etec ted   in   tim ely   m an n er .   C o n v en tio n al  d iag n o s tic  p r a ctice s   co m m o n ly   d ep en d   o n   ex p er t - b ased   v is u al   in s p ec tio n ,   wh ic h   is   o f ten   tim e - in ten s iv an d   m ay   r esu lt  in   i n co n s is ten ev alu atio n s .   C o n s eq u en tly ,   th er e   is   an   in cr ea s in g   n ee d   f o r   m o r ef f icien an d   r eliab le  au to m ated   ap p r o ac h es  to   s u p p o r ac cu r ate  p lan d is ea s e   d etec tio n   [ 1 ] [ 6 ] .   R ec en d ev elo p m e n ts   in   co m p u ter   v is io n   an d   d ee p   lear n i n g   h a v s ig n if ican tl y   ad v an c ed   im ag e - b ased   p lan d is ea s class if ica tio n .   I n   p a r ticu lar ,   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  h av d em o n s tr ated   s tr o n g   ca p ab ilit y   in   ex tr ac tin g   m ea n in g f u v is u al  f ea tu r es   f r o m   p lan im ag es,  s u ch   as  v ar iatio n s   in   co lo r ,   s h ap e,   an d   tex tu r e.   Mo r e o v er ,   tr an s f er   lear n in g   m eth o d s   th at  u tili ze   p r e - tr ain e d   m o d els in clu d in g   R esNet,   v is u al  g eo m etr y   g r o u p   ( VG G) ,   an d   E f f icien tNet h av b ee n   wid ely   ad o p ted   t o   im p r o v class if icatio n   p er f o r m an ce   b y   lev e r ag in g   k n o wled g f r o m   la r g e - s ca le  d atasets .   Am o n g   th ese  ap p r o a ch es,  R esNet  h as   r ec eiv ed   co n s id er a b le  atten tio n   d u to   its   r esid u al  lear n in g   f r am ewo r k ,   wh ich   f ac ilit ates  m o r s tab le  tr ain in g   in   d ee p   n etwo r k   a r ch itectu r es   [ 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         A   co mp a r a tive  s tu d o b a s elin e   co n vo l u tio n a n eu r a l n etw o r a n d   …  ( S u ma n a   B u d s a b o k )   1877   Desp ite  th ese  d ev elo p m en ts ,   m an y   s tu d ies  f o c u s   o n   ac h ie v in g   h ig h   class if icatio n   ac cu r ac y   u s in g   co m p lex   d ee p   lear n in g   m o d els,  with   lim ited   atten tio n   g iv en   to   f air   co m p ar is o n s   u n d er   co n s is ten t   ex p er im en tal  c o n d itio n s .   I is   o f ten   u n clea r   wh et h er   p er f o r m an ce   im p r o v em e n ts   ar d u to   m o d el  a r ch itectu r e   o r   d if f e r en ce s   in   d atasets   an d   ev alu atio n   s ettin g s   [ 8 ] ,   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] ,   [ 1 5 ] ,   [ 1 6 ] ,   [ 1 9 ] [ 2 1 ] .   T o   ad d r ess   th e   id en tifie d   r es ea r ch   g ap ,   th is   s tu d y   f o cu s es  o n   co m p ar in g   a   b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0 - b ased   tr an s f er   lear n in g   m o d el  f o r   to m ato   le af   d is ea s class if icatio n .   B o th   m o d els  wer e   im p lem en ted   u s in g   id e n tical  ex p er im en tal  s ettin g s   to   en s u r f air   co m p ar is o n .   T h eir   ef f ec tiv en ess   was  ev alu ated   th r o u g h   m u ltip le  ass es s m en ap p r o ac h es,  co n s id er in g   o v e r all  p r ed ictio n   ac cu r ac y   alo n g   with   ad d itio n al  p e r f o r m an ce   i n d ic ato r s .   I n   a d d itio n ,   c o n f u s i o n   m atr ix   was  em p lo y ed   to   ex am in class - wis e   p r ed ictio n   o u tco m es a n d   to   id en tify   p atter n s   o f   m is class if ica tio n   ac r o s s   d if f er e n t c ateg o r ie s .   T h is   wo r k   m ak es  th r ee   k ey   co n tr ib u tio n s .   First,  lig h tweig h b aselin e   C NN  an d   d ee p er   R esNet5 0 - b ased   m o d el  ar e   d esig n e d   a n d   ev alu ate d   u n d er   th e   s am d ata  an d   ex p e r im en tal  c o n d itio n s   to   e n s u r a   f air   co m p ar is o n .   Seco n d ,   d etai led   co m p a r is o n   is   ca r r ied   o u to   ex am i n h o m o d el  co m p lex ity   a f f ec ts   class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h ir d ,   th s tu d y   p r o v id es  p r ac t ical  g u id an ce   o n   s elec tin g   s u itab le  d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   ag r icu ltu r al  im ag an aly s is ,   esp ec ially   f o r   r ea l - wo r ld   p la n d is ea s d etec tio n   task s   wh er b o th   p r ed ictiv ac cu r ac y   an d   co m p u tatio n al  ef f icien cy   ar cr itical .       2.   M AT E R I AL S AN M E T H O DS    T h is   s ec tio n   d escr ib es  th m eth o d o lo g ical  f r am ewo r k   ad o p ted   f o r   to m ato   leaf   d is ea s class if icatio n   u s in g   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es.  T h wo r k f lo co n s is ts   o f   s ev er al  k ey   s tag es,  in clu d in g   d ataset  p r ep ar atio n ,   p r ep r o ce s s in g ,   m o d el  d ev elo p m en t,  tr ain in g ,   an d   ev alu atio n ,   as p r esen ted   in   Fig u r 1 .           Fig u r 1 .   T h m ain   w o r k f l o o f   th p r o p o s ed   s y s tem   f o r   t o m ato   leaf   d is ea s class if icatio n ,   wh ich   co n s is ts   o f   d ataset  p r ep ar atio n ,   p r e p r o ce s s in g ,   m o d el  d ev elo p m en t,  tr ai n in g ,   a n d   ev al u atio n   s tag es       2 . 1 .     Da t a s et   des cr iptio n   p u b licly   av ailab le  to m ato   leaf   im ag d ataset  d er iv ed   f r o m   th wid ely   r ec o g n ized   Plan tVillag e   d ataset  was  u tili ze d   to   ass ess   th p er f o r m an ce   o f   d ee p   lear n in g   m o d els  f o r   p lan d is ea s class if icatio n .   T h is   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 .   4 Au g u s t   20 2 6 :   1 8 7 6 - 1 8 84   1878   d ataset  is   well  estab lis h ed   in   ag r icu ltu r al  im ag an aly s is   an d   is   f r eq u en tly   u s ed   as  r ef er en ce   b en ch m ar k   f o r   ev alu atin g   p lan t d is ea s r ec o g n itio n   m o d els.   T h d ataset  co m p r is es  f iv ca teg o r ies:   to m ato   b ac ter ial  s p o t,  to m ato   late  b lig h t,  to m ato   s ep to r ia  leaf   s p o t,  to m ato   y ello leaf   cu r v ir u s ,   an d   h ea lth y   leav es.  I m ag s am p les  wer o b tain ed   u n d er   co n tr o lled   en v ir o n m en tal  s ettin g s ,   ca p tu r in g   v ar iatio n s   in   leaf   s h ap e,   tex tu r e,   co lo r ,   an d   d is ea s s ev er ity .   Su ch   d iv er s ity   p r o v id es su f f icien t v is u al  in f o r m atio n   f o r   ef f ec tiv m o d el  tr ain in g   an d   ev alu atio n .   T h d ataset  was  d iv id ed   in to   th r ee   s u b s ets:   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g ,   to   en s u r r eliab le  ev alu atio n   p r o ce s s .   T h tr ain in g   s u b s et  was  u s ed   to   lear n   m o d el  p ar am eter s ,   wh ile  th v alid atio n   s u b s et  h elp ed   o p tim ize  p er f o r m an ce   an d   p r ev en o v er f itti n g .   T h test in g   s u b s et  was  u s ed   to   ass ess   th f in al  m o d el  p er f o r m an ce .   T h u s o f   p u b licly   av ailab le  d ataset  also   en h an ce s   r ep r o d u cib ilit y   an d   en ab les  f air   co m p ar is o n   with   ex is tin g   s tu d ies  in   p lan d is ea s class if icatio n   [ 2 ] ,   [ 8 ] ,   [ 1 9 ] .   T h d etailed   d is tr ib u tio n   o f   im ag s am p les f o r   ea ch   ca teg o r y   ac r o s s   th ese  th r ee   s u b s ets is   o u tlin ed   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   Su m m a r y   o f   to m ato   leaf   im ag s am p les ac r o s s   tr ain in g ,   v alid atio n ,   an d   test in g   s u b s ets   C l a s s   Tr a i n i n g   V a l i d a t i o n   Te st i n g   To t a l   To ma t o   b a c t e r i a l   sp o t   1 , 7 0 1   2 1 3   2 1 3   2 , 1 2 7   To ma t o _ La t e _ b l i g h t   1 , 5 2 7   1 9 1   1 9 1   1 , 9 0 9   To ma t o   se p t o r i a   l e a f   s p o t   1 , 4 1 6   1 7 7   1 7 8   1 , 7 7 1   To ma t o   y e l l o w   l e a f   c u r l   v i r u s   4 , 2 8 5   5 3 6   5 3 6   5 , 3 5 7   To ma t o   h e a l t h y   1 , 2 7 2   1 5 9   1 6 0   1 , 5 9 1   To t a l   1 0 , 2 0 1   1 , 2 7 6   1 , 2 7 8   1 2 , 7 5 5       2 . 2 .     Da t a s et   prepro ce s s ing   B ef o r tr ain in g ,   all  im ag es  wer p r ep ar ed   to   m ain tain   co n s is ten cy   an d   en s u r co m p atib ilit y   with   th d ee p   lear n in g   m o d els.  E ac h   im ag was  ad ju s ted   to   u n if o r m   s ize  o f   2 2 4 × 2 2 4   p ix els  to   m atch   th in p u r eq u ir em en ts   o f   th R esNet5 0   ar ch itectu r e.   I n   ad d itio n ,   p ix el  v alu es  wer s ca led   to   im p r o v n u m er ical  s tab ilit y   d u r in g   th tr ain in g   p r o ce s s .   Fo r   th b aselin e   C NN  m o d el,   p ix el  v alu es  wer s ca led   to   th r an g [ 0 ,   1 ] .   I n   co n tr ast,  im ag es  u s ed   f o r   th R esNet5 0   m o d el  wer p r ep r o ce s s ed   u s in g   th p r ep r o ce s s _ in p u t   f u n ctio n ,   wh ich   ap p lies   ch an n el - wis n o r m aliza tio n   b ased   o n   th I m ag eNe d ataset   [ 7 ] .   T h is   p r ep r o ce s s in g   s tep   is   ess en tial  to   f u lly   lev er ag th b en ef its   o f   tr an s f er   lear n in g   with   p r e - tr ain ed   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s .     2 . 3 .     B a s eline  CNN  a rc hite ct ure   T h b aselin e   C NN  was  d ev elo p ed   as  r ef er en ce   m o d el  f o r   p er f o r m an ce   co m p ar is o n .   T h ar ch itectu r is   co m p o s ed   o f   th r ee   co n v o lu tio n al  s tag es,  ea ch   d esig n ed   to   p r o g r ess iv ely   ca p tu r s p atial  f ea tu r es  f r o m   th in p u im ag es.  E ac h   s tag in clu d es  co n v o lu tio n al  lay er   f o llo wed   b y   m ax - p o o lin g   o p er atio n   to   r ed u ce   f ea tu r m ap   d im en s io n s .   T h f ir s t stag u tili ze s   3 2   f ilter s   with   k er n el  s ize  o f   3 × 3   an d   em p lo y s   th R eL ac tiv atio n   f u n ctio n .   T h is   is   f o llo wed   b y   m ax - p o o lin g   lay er   with   p o o lin g   s ize  o f   2 × 2 .   I n   th s ec o n d   s tag e,   th n u m b er   o f   f ilter s   is   in cr ea s ed   to   6 4   wh ile  m ain tain in g   th s am k er n el  s ize  an d   ac tiv atio n   f u n ctio n ,   f o llo wed   ag ain   b y   2 × m ax - p o o lin g   lay er .   T h th ir d   s tag f u r th er   ex p an d s   th f ea tu r ex tr ac tio n   ca p ac ity   b y   u s in g   1 2 8   f ilter s   with   3 × 3   k er n el,   also   f o llo wed   b y   m ax - p o o lin g   to   f u r th er   r ed u ce   s p atial  r eso lu tio n .   Af ter   f ea tu r ex tr ac tio n ,   th r esu ltin g   f ea tu r m ap s   ar f latten ed   an d   p ass ed   to   f u lly   co n n ec ted   lay er   co n s is tin g   o f   1 2 8   n eu r o n s   with   R eL ac tiv atio n .   d r o p o u lay er   with   r ate  o f   0 . 5   is   ap p lied   to   m itig ate  o v er f itti n g .   Fin ally ,   So f tMa x   lay er   is   u s ed   to   p r o d u ce   p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n s   ac r o s s   th f iv to m ato   leaf   class es.   Ov er all,   th p r o p o s ed   b aselin ar ch itectu r is   d esig n ed   to   b alan ce   co m p u tatio n al  ef f icien cy   an d   f ea tu r ex tr ac tio n   ca p ab ilit y ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   co m p ar is o n   with   m o r ad v an ce d   d ee p   lear n in g   m o d els  [ 2 2 ] ,   [ 2 3 ] .     2 . 4 .   ResNet 5 0 - ba s ed  t ra ns f er   lea rning   m o del   T o   im p r o v class if icatio n   p er f o r m an ce ,   tr an s f er   lear n in g   was  im p lem en ted   u s in g   th R esNet5 0   ar ch itectu r p r e - tr ain ed   o n   th I m ag eNe t d ataset.   T h o r ig in al  f u lly   co n n ec ted   lay er s   wer r em o v ed ,   allo win g   th m o d el  to   f u n ctio n   as  f ea tu r ex tr ac to r .   Du r in g   tr ain in g ,   th co n v o lu tio n al  b ase  was  r etain ed   to   p r eser v lear n ed   r ep r esen tatio n s   wh ile  r ed u cin g   co m p u tatio n al  co s t.   All  in p u im ag es  wer r esized   to   2 2 4 × 224 × 3   to   en s u r co m p atib ilit y   with   th m o d el  in p u r eq u ir em en ts .   g lo b al  av er ag p o o lin g   ( GAP)   lay er   was  ap p lied   to   r ed u ce   th s p atial  d im en s io n s   o f   th f ea tu r m ap s ,   f o llo wed   b y   f u lly   co n n ec ted   lay er   with   2 5 6   n eu r o n s   u s in g   R eL ac tiv atio n   to   ca p tu r h ig h er - lev el  f ea tu r es.   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         A   co mp a r a tive  s tu d o b a s elin e   co n vo l u tio n a n eu r a l n etw o r a n d   …  ( S u ma n a   B u d s a b o k )   1879   T o   m itig ate  o v er f itti n g ,   d r o p o u lay er   with   r ate  o f   0 . 3   was  in tr o d u ce d .   T h f in al  class if icatio n   lay er   u s es a   So f tMa x   f u n ctio n   to   g en er ate  class   p r o b ab ilit ies.  Fo r   tr ain in g ,   th Ad am   o p tim izer   was e m p lo y ed   with   lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1 ,   an d   s p ar s ca teg o r ical  cr o s s - en tr o p y   was  u s ed   as  th lo s s   f u n ctio n .   T h is   ar ch itectu r en ab les  ef f icien f ea tu r ex tr ac tio n   wh ile  lev er ag in g   th s tr en g th s   o f   d ee p   r esid u al  lear n in g   to   en h an ce   class if icatio n   p er f o r m an ce   [ 1 1 ] ,   [ 1 9 ] .     2 . 5 .     T ra ini ng   co nfig ura t io n   T h m o d els  wer tr ain ed   u s in g   th Ad am   o p tim izer   with   an   in itial  lear n in g   r ate  o f   0 . 0 0 0 1   an d   b atch   s ize  o f   3 2 .   T h class if icatio n   task   was  o p tim ized   u s in g   ca teg o r ical  cr o s s - en tr o p y   as  th lo s s   f u n ctio n .   T r ain in g   was  co n d u cted   f o r   m ax im u m   o f   3 0   ep o ch s ,   with   ea r ly   s to p p in g   ap p lied   b ased   o n   v alid atio n   p er f o r m an ce   to   p r ev en o v er f itti n g .   T o   im p r o v m o d el  r o b u s tn ess   an d   g en er aliza tio n ,   s ev er al  d ata  au g m en tatio n   tech n iq u es  wer ap p lied ,   in clu d in g   h o r izo n tal  an d   v er tical  f lip p in g ,   s lig h r o tatio n s   ( ± 1 5 °),   an d   b r ig h tn ess   ad ju s tm en ts .     2 . 6 .     E v a lua t io n m et rics   T h p er f o r m an ce   o f   b o th   th b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0   m o d els  was  ex am in ed   u s in g   m u ltip le  ev alu atio n   m etr ics  to   o b tain   co m p r eh en s iv an aly s is .   Ov er all  class if icatio n   ac cu r ac y   s er v ed   as  th m ain   in d icato r   o f   p r ed ictio n   p er f o r m an ce ,   wh ile  ad d itio n al  m etr ics  wer ap p lied   to   ass ess   class - lev el  b eh av io r   an d   m o d el  co n s is ten cy .   I n   ad d itio n ,   co n f u s io n   m atr ix   was  u s ed   to   ev alu ate  class if icatio n   o u tco m es  ac r o s s   in d iv id u al  class es  an d   to   id en tify   m is class if icatio n   tr en d s .   T o g eth er ,   th ese  m etr ics  o f f er   in s ig h ts   in to   th ef f ec tiv en ess   an d   r o b u s tn ess   o f   ea ch   m o d el  in   to m ato   leaf   d is ea s class if icatio n   task s .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O   T h ex p er im e n tal  r esu lts   a n d   co r r esp o n d in g   an aly s is   o f   th p r o p o s ed   to m ato   le af   d is ea s e   class if icatio n   m o d els  ar e   p r es en ted   in   th is   s ec tio n .   T h e   p e r f o r m an ce   o f   b o th   t h b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0   m o d els  is   ex am in ed   u s in g   s ta n d ar d   ev alu ati o n   m etr ics,  f o c u s in g   o n   o v er all  p r e d ictio n   a cc u r ac y   an d   class - lev el  p er f o r m an ce .     3 . 1 .     P er f o r m a nce  o f   t he  ba s eline   CNN  m o del   T h p er f o r m an ce   o f   th b aselin e   C NN  m o d el  was  ev alu ated   u s in g   th test   d ataset  d escr ib ed   in   Sectio n   2 . 1 .   T h m o d el  ac h iev ed   an   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 7 . 0 %,  in d icatin g   s tr o n g   b aselin p er f o r m an ce   f o r   to m ato   leaf   d is ea s class if icatio n .   T ab le  2   s u m m ar izes  th class if icatio n   r esu lts   o f   th b aselin e   C NN  ac r o s s   all  ca teg o r ies.  T h m o d el  p er f o r m s   well  o n   v is u ally   d is tin ct  class es,  s u ch   as  to m ato   y ello leaf   cu r v ir u s   an d   h ea lth y   leav es,  wh er p r ed ictio n   ac cu r ac y   is   co n s is ten tly   h ig h .   Ho wev er ,   r elativ ely   lo wer   p er f o r m an ce   is   o b s er v ed   in   to m ato   late  b lig h an d   to m ato   s ep to r ia  leaf   s p o t ,   with   F1 - s co r es  o f   0 . 9 6   an d   0 . 9 7 ,   r esp ec tiv ely .   T h is   r ed u ctio n   in   p er f o r m an ce   m ay   b ass o ciate d   with   s im ilar ities   in   v is u al  ch ar ac ter is tics   am o n g   th ese  d is ea s class es.   T h co n f u s io n   m atr ix   p r esen ted   in   Fig u r 2   s h o ws  th at  m is class if icatio n s   p r im ar ily   o cc u r   b etwe en   class es  with   s im ilar   v is u al  p atter n s ,   p ar ticu lar ly   in   ter m s   o f   tex tu r an d   co lo r   d is tr ib u tio n .   T h ese  o b s er v atio n s   s u g g est  th at  wh ile  th b aselin e   C NN  ca n   ca p tu r f u n d am en tal  v is u al  f ea tu r es,  it  h as  lim itatio n s   in   d is tin g u is h in g   s u b tle  d if f er en ce s   b etwe en   clo s ely   r elate d   class es.   Ov er all,   th b aselin e   C NN  m o d el  s h o ws s tab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   all  class es,  with   co n s is ten tly   h ig h   class if icatio n   r esu lts .   Sev er al  d is ea s ca teg o r ies  ac h iev n ea r - p er f ec p r ed ictio n s ,   r ef lectin g   th m o d el’ s   ab ilit y   to   ca p tu r im p o r tan v is u al  ch ar ac ter is tics .   I n   ca s es  wh er class es  s h ar s im ilar   v is u al  p atter n s ,   s lig h d if f er en ce s   in   p er f o r m an ce   ca n   b o b s er v ed h o wev er ,   th m o d el  s till   m ain tain s   r eliab le  an d   co n s is ten class if icatio n   o u tco m es.       T ab le  2 .   p r o v i d es a   s u m m ar y   o f   th b aselin e   C NN  m o d el’ s   class if icatio n   p er f o r m an ce     o n   th to m ato   leaf   d is ea s d at aset   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   S u p p o r t   To ma t o   b a c t e r i a l   sp o t   0 . 9 9   0 . 9 1   0 . 9 5   2 1 3   To ma t o   l a t e   b l i g h t   0 . 9 9   0 . 9 3   0 . 9 6   1 9 1   To ma t o   se p t o r i a   l e a f   s p o t   0 . 9 4   1 . 0 0   0 . 9 7   1 7 8   To ma t o   y e l l o w   l e a f   c u r l   v i r u s   0 . 9 7   1 . 0 0   0 . 9 8   5 3 6   To ma t o   h e a l t h y   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   1 6 0   Ov e r a l l   a c c u r a c y       0 . 9 7   1 2 7 8   M a c r o   a v e r a g e   0 . 9 8   0 . 9 7   0 . 9 7   12 78   We i g h t e d   a v e r a g e   0 . 9 8   0 . 9 7   0. 97   1 2 7 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 .   4 Au g u s t   20 2 6 :   1 8 7 6 - 1 8 84   1880       Fig u r 2 .   T h co n f u s io n   m atr ix   f o r   t h b aselin e   C NN  m o d el  in   to m ato   leaf   d is ea s class if ic atio n .   T h d iag o n al  v alu es c o r r esp o n d   t o   co r r ec tly   p r ed icted   s am p les,  w h er ea s   th o f f - d iag o n al  v alu es  r ep r esen m is class if icatio n s ,   r ef lectin g   c o n f u s io n   b etwe en   class es with   s im ilar   v is u al  ch ar ac ter is tics       3 . 2 .     P er f o r m a nce  o f   t he  ResNet 5 0   mo del   T h R esNet5 0 - b ased   tr an s f er   lear n in g   m o d el  was  ev alu ated   u s in g   th s am d ataset  an d   ex p er im en tal  s etu p   to   m ain tain   co n s is ten co m p ar is o n .   T h m o d el  ac h iev ed   an   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y   o f   9 9 . 6 %,  in d icatin g   im p r o v ed   p er f o r m an ce   o v er   b aselin e   C NN.   As  p r esen ted   in   T ab le  3 ,   th R esNet5 0   m o d el  d em o n s tr ates  s tr o n g   class if icatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   all  to m ato   leaf   ca teg o r ies.  Mo s p r ed ictio n s   ar h ig h ly   ac cu r ate,   with   p ar ticu lar ly   s tr o n g   r esu lts   o b s er v ed   in   to m ato   b ac ter ial  s p o an d   to m ato   y ello leaf   cu r v ir u s T h ese  r esu lts   h ig h lig h t th m o d el’ s   ef f ec tiv en ess   in   d is tin g u is h in g   b etwe en   v is u ally   d is tin ct  d is ea s class es.       T ab le  3 C lass if icatio n   p er f o r m an ce   o f   t h R esNet5 0   m o d el   o n   th t o m ato   leaf   d is ea s test   d ataset   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   S u p p o r t   To ma t o   b a c t e r i a l   sp o t   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   2 1 3   To ma t o _ La t e _ b l i g h t   1 . 0 0   0 . 9 9   0 . 9 9   1 9 1   To ma t o   se p t o r i a   l e a f   s p o t   0 . 9 9   0 . 9 8   0 . 9 9   1 7 8   To ma t o   y e l l o w   l e a f   c u r l   v i r u s   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   5 3 6   To ma t o   h e a l t h y   0 . 9 8   1 . 0 0   0 . 9 9   1 6 0   O v e r a l l   a c c u r a c y       0 . 9 9   1 2 7 8   M a c r o   a v e r a g e   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 9 9   1 2 7 8   W e i g h t e d   a v e r a g e   1 . 0 0   1 . 0 0   1 . 0 0   1 2 7 8       T h R esNet5 0   m o d el  s h o ws  s tr o n g   class if icatio n   p er f o r m an ce   ac r o s s   all  ca teg o r ies,  with   r esu lts   co n s is ten tly   clo s to   o p tim al  v alu es.  Mo s class es  ac h iev n ea r - p er f ec p r ed ictio n s ,   r ef lectin g   th m o d el’ s   ab ilit y   to   ex tr ac m ea n in g f u f ea tu r es  f r o m   th in p u im ag es.  T h r esu lts   also   in d icate   th at  th R esNet5 0   ar ch itectu r p r o v id es  r eliab le  an d   co n s is ten class if icatio n   ac r o s s   d if f er en d is ea s ca teg o r ies.  W h en   co m p ar ed   with   th b aselin e   C NN  m o d el,   th R esNet5 0   m o d el  d eliv er s   m o r s tab le  an d   im p r o v ed   class if icatio n   p er f o r m an ce .     3 . 3 .     Co m pa ra t iv a na ly s is   o f   ba s eline   CNN  a nd   ResNet 5 0   co m p ar is o n   b etwe en   th b aselin e   C NN  an d   th R esNet5 0   m o d els  was  co n d u cted   u n d er   id en tical  ex p er im en tal  co n d itio n s .   T ab le  4   p r esen ts   th o v er all  p er f o r m an ce   o f   b o th   m o d els  ac r o s s   m u ltip le  ev alu atio n   asp ec ts .   T h r esu lts   s h o th at  th R esNet5 0   m o d el  d eliv er s   s u p er io r   p er f o r m an ce   co m p ar ed   to   th b aselin e   C NN,   r ef lectin g   its   s tr o n g er   ca p ab ilit y   in   lear n in g   m o r d is cr im in ativ f ea tu r r ep r esen tatio n s .   T h is   s tr o n g   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         A   co mp a r a tive  s tu d o b a s elin e   co n vo l u tio n a n eu r a l n etw o r a n d   …  ( S u ma n a   B u d s a b o k )   1881   ca p ab ilit y   is   ev id en ce d   b y   th m in im al  m is class if icatio n s   s h o wn   in   th R esNet5 0   co n f u s io n   m atr ix ,   as  d ep icted   in   Fig u r 3 .   T h im p r o v em en is   p ar ticu lar ly   n o ticea b le  in   d is ea s class es  with   s im ilar   v is u al  ch ar ac ter is tics ,   s u ch   as  to m ato   late  b lig h an d   to m ato   s ep to r ia  leaf   s p o t.  W h ile  th b aselin e   C NN  s h o ws  s o m co n f u s io n   b etwe en   th ese  class es,  th R esNet5 0   m o d el  is   ab le  to   p r o v id m o r co n s is ten an d   ac cu r ate  class if icatio n   r esu lts .   T h co m p ar is o n   p r esen ted   in   T ab le  4   h ig h lig h ts   th o v er all  p er f o r m an ce   d if f er en ce   b etwe en   th b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0   m o d els  o n   th to m ato   leaf   d is ea s test   d ataset.   T h R esNet5 0   m o d el  ac h iev es  h ig h er   p er f o r m an ce   ac r o s s   all  ev alu atio n   asp ec ts ,   r ef lectin g   its   s tr o n g er   ca p ab ilit y   in   ca p tu r in g   co m p lex   v is u al  f ea tu r es th r o u g h   d ee p   r esid u al  lear n in g .       T ab le  4 .   C o m p a r ativ p er f o r m an ce   o f   b aselin e   C NN  an d   R es Net5 0   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   ( a v g )   R e c a l l   ( a v g )   F1 - sc o r e   ( a v g )   B a sel i n e   C N N   0 . 9 7   0 . 9 8   0 . 9 7   0 . 9 7   R e sN e t 5 0   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 9 9   0 . 9 9           Fig u r 3 .   C o n f u s io n   m atr i x   o f   th R esNet5 0   m o d el  f o r   to m at o   leaf   d is ea s class if icatio n .   T h m atr ix   s h o ws  f ewe r   m is class if icatio n s   co m p ar ed   to   b aselin e   C NN,   in d icati n g   im p r o v ed   d is cr im in ativ ca p ab ilit y   an d   b etter   g en er aliza tio n   to   u n s ee n   d ata       3 . 4 .   Dis cus s io   T h p er f o r m an ce   o f   b o th   th b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0   m o d els  was  an aly ze d   u s in g   m u ltip le  ev alu atio n   m etr ics  to   o b tain   co m p r eh en s iv u n d er s tan d in g   o f   th eir   ef f ec tiv en ess .   T h an aly s is   was  co n d u cted   b ased   o n   th to m ato   leaf   d is ea s test   d ataset.   T h r esu lts   o f   th b aselin e   C NN  m o d el  in d icate   an   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y   o f   0 . 9 7 ,   with   s tr o n g   p er f o r m an ce   o b s er v ed   ac r o s s   m o s class es.  Ho wev er ,   s o m m is class if icatio n s   o cc u r ,   p ar ticu lar ly   in   d is ea s ca teg o r ies  with   s im ilar   v is u al  ch ar ac ter is tics ,   s u ch   as  to m ato   s ep to r ia  leaf   s p o an d   to m ato   late  b lig h t.   I n   co m p ar is o n ,   th R esNet5 0   m o d el  d em o n s tr ates  h ig h er   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y   an d   m o r co n s is ten p er f o r m an ce   ac r o s s   all  class es.  T h im p r o v ed   r esu lts   s u g g est  th at  th R esNet5 0   m o d el  is   m o r ef f ec tiv in   ca p tu r in g   co m p lex   v is u al  f ea tu r es,  lead in g   to   m o r r eliab le  class if icatio n   o u tco m es.   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 .   4 Au g u s t   20 2 6 :   1 8 7 6 - 1 8 84   1882   T h co n f u s io n   m atr ices  in   Fig u r 2   p r o v id ad d itio n al  in s ig h in to   th class if icatio n   p er f o r m an ce   o f   b o th   m o d els.  B aselin e   C NN  s h o ws  m in o r   co n f u s io n   b etwe en   v is u ally   s im ilar   d is ea s class es,  wh ile  th R esNet5 0   m o d el  d em o n s tr ates  f ewe r   m is class if icatio n s ,   with   m o s p r ed ictio n s   co r r ec tly   alig n ed   alo n g   th d iag o n al.   T ab le  4   s u m m ar izes  th o v er all  p er f o r m an ce   co m p ar is o n   b etwe en   th two   m o d els.  T h R esNet5 0   m o d el  co n s is ten tly   ac h iev es  h ig h er   class if icatio n   p er f o r m an ce   th an   th b aselin e   C NN  ac r o s s   all  ev alu atio n   m etr ics.  T h ese  r esu lts   in d icate   th at  in teg r atin g   tr an s f er   lear n in g   with   d ee p   r esid u al  n etwo r k s   en h an ce s   th m o d el’ s   ca p ab ilit y   to   ca p tu r m o r co m p lex   f ea tu r r ep r esen tatio n s .   Ov er all,   th ex p er im en tal  f in d in g s   co n f ir m   th at  th p r o p o s ed   ap p r o ac h   d eliv er s   r eliab le  p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en ev alu atio n   cr iter ia.   T h m o d el  ef f ec tiv ely   ex tr ac ts   m ea n in g f u f ea tu r es,  en ab lin g   im p r o v ed   d if f er en tiatio n   b etwe en   d is ea s class es.  I n   ad d itio n ,   co n s is ten r esu lts   ac r o s s   ev alu atio n s   h ig h lig h its   p o ten tial f o r   p r ac tical  ap p licatio n s   in   p lan t d is ea s class if icatio n   task s .   T h im p r o v ed   p er f o r m an ce   o f   th R esNet5 0   m o d el  ca n   b attr ib u ted   to   its   d ee p   ar ch itectu r an d   th u s o f   p r e - tr ain ed   weig h ts   f r o m   th I m ag eNe d ataset.   T h is   en ab les  th m o d el  to   lear n   m o r r ep r esen tativ an d   h ier ar ch ical  f ea tu r es,  in clu d in g   s u b tle  v ar iatio n s   in   tex tu r e,   co lo r   d is tr ib u tio n ,   an d   lesi o n   p atter n s ,   wh ich   ar im p o r tan f o r   d is tin g u is h in g   b etwe en   d if f er en p lan d is ea s es.  Alth o u g h   th m o d el  ac h iev es  h ig h   o v er all  p er f o r m an ce ,   m in o r   m is class if icatio n s   ar s till   o b s er v ed ,   p ar ticu lar ly   b etwe en   v is u ally   s im ilar   class es  s u ch   as  to m ato   s ep to r ia  leaf   s p o an d   to m ato   late  b lig h t.  T h ese  class es  s h ar o v er lap p in g   v is u al  ch ar ac ter is tics ,   in clu d in g   ir r eg u lar   d ar k   lesi o n s   an d   s im ilar   tex tu r p atter n s ,   wh ich   ca n   m ak class if icatio n   ch allen g in g   ev en   f o r   d ee p   lear n in g   m o d els.  T h is   o b s er v atio n   em p h asizes  th im p o r tan ce   o f   f ea tu r r ep r esen tatio n   in   h an d lin g   in ter - class   s im ilar ity .   I n   co n tr ast,  th b aselin e   C NN  m o d el,   alth o u g h   co m p u tatio n ally   ef f icien t,  s h o ws  r elativ ely   lo wer   p er f o r m an ce ,   wh ich   ca n   b attr ib u ted   to   its   lim ited   d ep th   an d   f ea tu r ex tr ac tio n   ca p ab ilit y .   T h m o d el  ten d s   to   ca p tu r b asic  v is u al  p atter n s   s u ch   as  ed g es  an d   s im p le  tex tu r es,  wh ich   m ay   n o b s u f f icien f o r   d is tin g u is h in g   m o r co m p lex   d is ea s ch ar ac ter is tics ,   r esu ltin g   in   co n f u s io n   b etwe en   v is u ally   s im ilar   class es.   T h n ea r - p er f ec ac cu r ac y   ac h iev ed   b y   th R esNet5 0   m o d el  in d icate s   th at  th d ataset  is   well - s tr u ctu r ed   an d   co n tain s   clea r   v is u al  d is tin ctio n s   am o n g   class es.  Ho wev er ,   th is   m ay   also   r aise  co n ce r n s   r eg ar d in g   th m o d el’ s   g en er aliza tio n   ca p ab ilit y   in   r ea l - wo r ld   co n d itio n s ,   wh er im ag es  ca n   b in f lu en ce d   b y   v ar y in g   lig h tin g ,   b ac k g r o u n d s ,   an d   n o is e.   T h er ef o r e,   f u r th er   ev alu atio n   u s in g   m o r d iv er s an d   r ea lis tic  d atasets   is   n ec ess ar y   to   b etter   ass ess   th r o b u s tn ess   o f   th p r o p o s ed   ap p r o ac h .   Fu tu r s tu d ies  m ay   co n s id er   em p lo y in g   m o r ad v an ce d   v alid atio n   s tr ateg ies,  s u ch   as  k - f o ld   cr o s s - v alid atio n ,   to   en h an ce   th r eliab ilit y   an d   r o b u s tn ess   o f   th r esu lts .   T h is   m eth o d   en ab les  th d ataset  to   b p ar titi o n ed   in to   m u ltip le  s u b s ets,  allo win g   all  s am p les  to   b ef f ec tiv ely   u tili ze d   d u r in g   b o th   tr ain in g   an d   v alid atio n .   Ad d itio n ally ,   in ter p r etab ilit y   tech n iq u es,  s u ch   as  g r ad ien t - weig h ted   class   ac tiv atio n   m ap p in g   ( Gr ad - C AM ) ,   ca n   b u tili ze d   to   id en tify   im p o r tan r eg io n s   th at  in f lu en ce   th m o d el’ s   p r ed ictio n s .   T h is   im p r o v es m o d el  tr an s p ar en cy   an d   s u p p o r ts   its   p r ac tical  u s in   r ea l - wo r ld   ag r icu ltu r al  ap p licatio n s .       4.   CO NCLU SI O AND  F U T U RE   WO RK   T h is   s tu d y   in v esti g ates  th p er f o r m an ce   o f   b aselin e   C NN  an d   R esNet5 0 - b ased   tr an s f er   lear n in g   m o d el  f o r   to m ato   leaf   d is ea s class if icatio n   u s in g   th s am ex p er im en tal  s etu p .   B aselin e   C NN  ac h iev ed   an   o v er all  ac cu r ac y   o f   9 7 . 0 %,  in d icatin g   its   ca p ab ilit y   to   ex tr ac ess en tial  v is u al  f ea tu r es.   B y   co m p ar is o n ,   th R esNet5 0   m o d el  r ea ch ed   an   ac cu r ac y   o f   9 9 . 6 %,  co r r esp o n d in g   to   an   im p r o v em en o f   ap p r o x im ately   2 . 6 %.  T h ad v an tag o f   th R esNet5 0   m o d el  is   p ar ticu lar ly   n o ticea b le  in   v is u ally   s im ilar   d is ea s ca teg o r ies,  wh er it  p r o d u ce s   m o r co n s is ten p r ed ictio n s   co m p ar ed   to   th b aselin e   C NN,   wh ich   s h o ws  o cc asio n al  m is class if icatio n .   Ov er all,   th f in d in g s   s h o th at  co m b in in g   d ee p   r esid u al  lear n in g   with   tr an s f er   lear n in g   im p r o v es  class if icatio n   p er f o r m an ce .   T h R esNet 50  m o d el  is   well  s u ited   f o r   p r ac tical  ag r icu ltu r al  ap p licatio n s ,   as  it  p r o v id es  s tab le  an d   co n s is ten p r ed ictio n   r esu lts ,   esp ec ially   in   m o r co m p lex   class if icatio n   task s .   Alth o u g h   th p r o p o s ed   ap p r o ac h   s h o ws  s tr o n g   p er f o r m an ce ,   s o m lim itatio n s   s h o u ld   b co n s id er ed .   T h ex p er im en ts   wer co n d u cted   u s in g   s in g le  d ataset  u n d er   co n tr o lled   co n d itio n s ,   wh ich   m ay   n o f u lly   r ep r esen r ea l - wo r ld   ag r icu ltu r al  en v ir o n m en ts .   I n   p r ac tice,   f ac to r s   s u ch   as  tem p er atu r e,   h u m id ity ,   an d   v ar y in g   en v ir o n m en tal  co n d itio n s   m ay   af f ec t m o d el  p er f o r m an ce .   T h er ef o r e,   f u r th er   ev alu atio n   u s in g   m o r d iv er s d atasets   an d   r ea l - wo r ld   s ce n ar io s   is   r ec o m m en d ed   to   im p r o v th m o d el’ s   g en er aliza b ilit y   an d   r o b u s tn ess .       ACK NO WL E DG M E N T     T h is   r esear ch   was  co n d u cted   with   p er s o n al  f u n d in g .   T h a u th o r s   wo u l d   lik to   th an k   R ajam an g ala   Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y   Su v ar n ab h u m i f o r   s u p p o r tin g   t h is   r esear ch .   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         A   co mp a r a tive  s tu d o b a s elin e   co n vo l u tio n a n eu r a l n etw o r a n d   …  ( S u ma n a   B u d s a b o k )   1883   F UNDING   I NF O R M A T I O   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       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   Su m an B u d s ab o k                               W ac h ir ap o r n   Po lp an u m as                               Piy an an   Kh o n g p h ai                                 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   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 p u b licly   av ailab le  in   th Plan tVilla g d ataset,   wh ich   ca n   b e   ac ce s s ed   o n lin e.       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   K .   P .   F e r e n t i n o s ,   D e e p   l e a r n i n g   mo d e l f o r   p l a n t   d i se a se   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o si s,   C o m p u t e rs   a n d   El e c t ro n i c i n   A g r i c u l t u r e v o l .   1 4 5 ,   p p .   3 1 1 3 1 8 ,   F e b .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p a g . 2 0 1 8 . 0 1 . 0 0 9 .   [ 2 ]   S .   P .   M o h a n t y ,   D .   P .   H u g h e s,  a n d   M .   S a l a t h é ,   U s i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   i m a g e - b a s e d   p l a n t   d i se a se  d e t e c t i o n ,   F ro n t i e rs  i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   7 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 1 6 . 0 1 4 1 9 .   [ 3 ]   A .   U p a d h y a y   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   a n d   c o m p u t e r   v i si o n   i n   p l a n t   d i s e a se  d e t e c t i o n :   a   c o m p r e h e n si v e   r e v i e w   o f   t e c h n i q u e s ,   mo d e l s ,   a n d   t r e n d i n   p r e c i si o n   a g r i c u l t u r e ,   Art i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   R e v i e w ,   v o l .   5 8 ,   n o .   3 ,   p .   9 2 ,   Ja n .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 0 2 4 - 1 1 1 0 0 - x.   [ 4 ]   T.   N y a w o se,   R .   C .   M a sw a n g a n y i ,   a n d   P .   K h u m a l o ,   A   r e v i e w   o n   t h e   d e t e c t i o n   o f   p l a n t   d i s e a s e   u si n g   m a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s,   J o u r n a l   o f   I m a g i n g ,   v o l .   1 1 ,   n o .   1 0 ,   p .   3 2 6 ,   S e p .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j i ma g i n g 1 1 1 0 0 3 2 6 .   [ 5 ]   J.  Zh a o   e t   a l . ,   A   r e v i e w   o f   p l a n t   l e a f   d i s e a s e   i d e n t i f i c a t i o n   b y   d e e p   l e a r n i n g   a l g o r i t h ms ,   Fr o n t i e rs  i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 6 ,   A u g .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 2 5 . 1 6 3 7 2 4 1 .   [ 6 ]   P .   K .   D a s ,   S .   S .   R u p a ,   S .   P u mr i n ,   U .   C .   D a s,   a n d   M .   K .   H o sse n ,   D e e p   l e a r n i n g   f o r   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 :   sy st e ma t i c   a n a l y si s   a n d   r e v i e w ,   C u rr e n t   Ap p l i e d   S c i e n c e   a n d   T e c h n o l o g y ,   v o l .   5 7 ,   p .   e 0 2 5 9 0 1 6 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 5 0 0 3 / c a s t . 2 0 2 4 . 2 5 9 0 1 6 .   [ 7 ]   K .   H e ,   X .   Z h a n g ,   S .   R e n ,   a n d   J .   S u n ,   D e e p   r e si d u a l   l e a r n i n g   f o r   i ma g e   r e c o g n i t i o n ,   i n   2 0 1 6   I EEE   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t e r   Vi si o n   a n d   Pa t t e rn   Re c o g n i t i o n   ( C V P R) ,   Ju n .   2 0 1 6 ,   v o l .   2 0 1 6 - D e c e m ,   p p .   7 7 0 7 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 6 . 9 0 .   [ 8 ]   E.   C .   T o o ,   L.   Y u j i a n ,   S .   N j u k i ,   a n d   L.   Y i n g c h u n ,   A   c o m p a r a t i v e   s t u d y   o f   f i n e - t u n i n g   d e e p   l e a r n i n g   mo d e l s   f o r   p l a n t   d i s e a s e   i d e n t i f i c a t i o n ,   C o m p u t e rs  a n d   El e c t r o n i c s   i n   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   1 6 1 ,   p p .   2 7 2 2 7 9 ,   J u n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p a g . 2 0 1 8 . 0 3 . 0 3 2 .   [ 9 ]   N .   S a g a r   e t   a l . ,   P r e c i s i o n   d e t e c t i o n   o f   g r a p e v i n e   d o w n y   a n d   p o w d e r y   mi l d e w   d i s e a s e d   l e a v e a n d   f r u i t u si n g   e n h a n c e d   R e sN e t 5 0   w i t h   b a t c h   n o r ma l i z a t i o n ,   C o m p u t e rs  a n d   E l e c t r o n i c i n   Ag r i c u l t u re ,   v o l .   2 3 2 ,   p .   1 1 1 4 0 6 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp a g . 2 0 2 5 . 1 1 0 1 4 4 .   [ 1 0 ]   J.  L i a n g   a n d   W .   Ji a n g ,   A   R e sN e t 5 0 - D P A   mo d e l   f o r   t o m a t o   l e a f   d i sea se   i d e n t i f i c a t i o n ,   Fr o n t i e rs   i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 4 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 2 3 . 1 2 5 8 6 5 8 .   [ 1 1 ]   W .   S h a f i k ,   A .   T u f a i l ,   C .   D e   S i l v a   L i y a n a g e ,   a n d   R .   A .   A .   H .   M .   A p o n g ,   U si n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g - b a s e d   p l a n t   d i se a s e   c l a ss i f i c a t i o n   a n d   d e t e c t i o n   f o r   s u s t a i n a b l e   a g r i c u l t u r e ,   B M C   P l a n t   B i o l o g y ,   v o l .   2 4 ,   n o .   1 ,   p .   1 3 6 ,   F e b .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 1 2 8 7 0 - 024 - 04825 - y.   [ 1 2 ]   S .   G .   P a u l   e t   a l . ,   A   r e a l - t i me   a p p l i c a t i o n - b a se d   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k   a p p r o a c h   f o r   t o ma t o   l e a f   d i sea se  c l a ss i f i c a t i o n ,   Arra y ,   v o l .   1 9 ,   p .   1 0 0 3 1 3 ,   S e p .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a r r a y . 2 0 2 3 . 1 0 0 3 1 3 .   [ 1 3 ]   M .   M u sl i h   a n d   A .   D .   K r i smaw a n ,   T o ma t o   l e a f   d i s e a ses   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k w i t h   t r a n sf e r   l e a r n i n R e s n e t - 5 0 ,   K i n e t i k :   G a m e   T e c h n o l o g y ,   I n f o rm a t i o n   S y st e m ,   C o m p u t e N e t w o r k ,   C o m p u t i n g ,   El e c t ro n i c s,  a n d   C o n t r o l ,   v o l .   9 ,     n o .   1 ,   p p .   1 4 9 1 5 8 ,   M a y   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 2 2 2 1 9 / k i n e t i k . v 9 i 2 . 1 9 3 9 .   [ 1 4 ]   M .   S .   A .   M .   A l - G a a sh a n i   e t   a l . ,   D e e p   t r a n sf e r   l e a r n i n g   w i t h   g r a v i t a t i o n a l   s e a r c h   a l g o r i t h f o r   e n h a n c e d   p l a n t   d i sea se   c l a ss i f i c a t i o n ,   H e l i y o n ,   v o l .   1 0 ,   n o .   7 ,   p .   e 2 8 9 6 7 ,   A p r .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . h e l i y o n . 2 0 2 4 . e 2 8 9 6 7 .   [ 1 5 ]   S .   S l a d o j e v i c ,   M .   A r sen o v i c ,   A .   A n d e r l a ,   D .   C u l i b r k ,   a n d   D .   S t e f a n o v i c ,   D e e p   n e u r a l   n e t w o r k s   b a se d   r e c o g n i t i o n   o f   p l a n t   d i s e a se b y   l e a f   i ma g e   c l a s si f i c a t i o n ,   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   a n d   N e u ro s c i e n c e ,   v o l .   2 0 1 6 ,   p p .   1 1 1 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 6 / 3 2 8 9 8 0 1 .   [ 1 6 ]   J.  S h a r m a   e t   a l . ,   D e e p   l e a r n i n g   b a se d   e n sem b l e   m o d e l   f o r   a c c u r a t e   t o m a t o   l e a f   d i se a se   c l a ssi f i c a t i o n   b y   l e v e r a g i n g   R e sN e t 5 0   a n d   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 .   4 Au g u s t   20 2 6 :   1 8 7 6 - 1 8 84   1884   M o b i l e N e t V 2   a r c h i t e c t u r e s ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p .   1 3 9 0 4 ,   A p r .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 0 2 5 - 9 8 0 1 5 - x.   [ 1 7 ]   J.  G .   A .   B a r b e d o ,   A   r e v i e w   o n   t h e   mai n   c h a l l e n g e s   i n   a u t o m a t i c   p l a n t   d i sea s e   i d e n t i f i c a t i o n   b a se d   o n   v i si b l e   r a n g e   i ma g e s ,   Bi o s y st e m s E n g i n e e ri n g ,   v o l .   1 4 4 ,   p p .   5 2 6 0 ,   A p r .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . b i o s y st e mse n g . 2 0 1 6 . 0 1 . 0 1 7 .   [ 1 8 ]   B .   S a m b a n a   e t   a l . ,   A n   e f f i c i e n t   p l a n t   d i se a se   d e t e c t i o n   u si n g   t r a n sf e r   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   S c i e n t i f i c   Re p o rt s ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,     p .   1 9 0 8 2 ,   M a y   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / s 4 1 5 9 8 - 025 - 0 2 2 7 1 - w.   [ 1 9 ]   J.  G .   A .   B a r b e d o ,   I mp a c t   o f   d a t a s e t   si z e   a n d   v a r i e t y   o n   t h e   e f f e c t i v e n e ss  o f   d e e p   l e a r n i n g   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   f o r   p l a n t   d i s e a s e   c l a ss i f i c a t i o n ,   C o m p u t e rs  a n d   El e c t r o n i c s   i n   A g r i c u l t u r e ,   v o l .   1 5 3 ,   p p .   4 6 5 3 ,   O c t .   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p a g . 2 0 1 8 . 0 8 . 0 1 3 .   [ 2 0 ]   M .   R .   A .   R a s h i d   e t   a l . ,   A n   e n sem b l e   l e a r n i n g   f r a m e w o r k   w i t h   e x p l a i n a b l e   A I   f o r   p l a n t   d i sea s e   d e t e c t i o n ,   Arra y ,   v o l .   2 6 ,     p .   1 0 0 3 8 6 ,   J u l .   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a r r a y . 2 0 2 5 . 1 0 0 3 8 6 .   [ 2 1 ]   M .   B .   Y i l d i z ,   M .   F .   H a f i f ,   E.   K .   K o k s o y ,   a n d   R .   K u r su n ,   C l a ss i f i c a t i o n   o f   d i s e a se i n   t o m a t o   l e a v e u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   met h o d s,   I n t e l l i g e n t   Me t h o d s I n   E n g i n e e ri n g   S c i e n c e s ,   v o l .   3 ,   n o .   1 ,   p p .   2 2 3 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 5 8 1 9 0 / i mi e n s . 2 0 2 4 . 8 4 .   [ 2 2 ]   A .   K r i z h e v s k y ,   I .   S u t s k e v e r ,   a n d   G .   E.   H i n t o n ,   I mag e N e t   c l a ssi f i c a t i o n   w i t h   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 ,   C o m m u n i c a t i o n o f   t h e   A C M ,   v o l .   6 0 ,   n o .   6 ,   p p .   8 4 9 0 ,   M a y   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 0 6 5 3 8 6 .   [ 2 3 ]   Y .   Le C u n ,   Y .   B e n g i o ,   a n d   G .   H i n t o n ,   D e e p   l e a r n i n g ,   N a t u re ,   v o l .   5 2 1 ,   n o .   7 5 5 3 ,   p p .   4 3 6 4 4 4 ,   M a y   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / n a t u r e 1 4 5 3 9 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS         S u m a n a   B u d sa b o k           re c e iv e d   h e b a c h e lo r’s  d e g re e   in   i n fo rm a ti o n   sy ste m s   a n d   m a ste r’s  d e g re e   in   e d u c a ti o n a tec h n o l o g y .   S h e   is  c u rre n tl y   p u rsu in g   a   P h . D .   in   e n g in e e rin g   a n d   tec h n o lo g y   m a n a g e m e n t   a Ra jam a n g a la  Un iv e rsity   o Tec h n o l o g y   Kru n g t h e p ,   T h a il a n d .   S h e   is   a n   a ss istan t   p r o fe ss o a t   th e   F a c u lt y   o f   Bu si n e ss   Ad m i n istratio n   a n d   I n fo rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   Ra jam a n g a la  Un i v e rsity   o f   Tec h n o lo g y   S u v a rn a b h u m i.   He re se a rc h   in tere sts   in c lu d e   d e e p   lea rn in g ,   c o m p u ter  v isi o n ,   a n d   AI   a p p l ica ti o n s   i n   a g ric u lt u re .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il su m a n a . p @rm u tsb . a c . t h .         Wa c h ira p o r n   Po l p a n u m a         is  a n   a ss istan p ro fe ss o a th e   F a c u lt y   o Bu si n e s s   Ad m in istratio n   a n d   In f o rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   Ra jam a n g a la  Un iv e rsity   o Tec h n o l o g y   S u v a r n a b h u m i,   T h a il a n d .   S h e   sp e c ialize in   in fo rm a ti o n   sy ste m a n d   d ig it a in n o v a ti o n .   He re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   i n fo r m a ti o n   s y ste m s,  d a ta  a n a ly ti c s,  b i g   d a ta  a n a ly ti c s,  a n d   a p p li e d   a rti ficia in telli g e n c e .   S h e   is  c u rre n tl y   i n v o lv e d   in   re se a rc h   o n   imm e rsiv e   tec h n o lo g y   t o   su p p o rt  t o u rism   p r o m o ti o n   i n   h is to rica h e rit a g e   sites   in   P h ra   Na k h o n   S Ay u tt h a y a .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il wa c h ira. p @rm u tsb . a c . th .           Pi y a n a n   K h o n g p h a i           is  a   lec t u re a t h e   F a c u lt y   o f   Bu si n e ss   A d m in istratio n   a n d   In fo rm a ti o n   Tec h n o l o g y ,   Ra jam a n g a la  Un i v e rsity   o Tec h n o l o g y   S u v a rn a b h u m i ,   Th a il a n d .   S h e   h o l d a   d o c t o ra d e g re e   a n d   h e re se a rc h   in tere sts  i n c lu d e   i n fo rm a ti o n   s y ste m a n d   d i g it a l   tec h n o l o g y   a p p li c a ti o n s.   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il p iy a n a n . k @rm u tsb . a c . th .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.