Co m pu t er   Science  a nd   I nfo r m a t io n T ec hn o lo g ies   Vo l.  7 ,   No .   3 No v em b er   20 26 ,   p p .   3 6 9 ~ 3 7 6   I SS N:  2722 - 3 2 2 1 DOI 1 0 . 1 1 5 9 1 /csi t . v 7 i 3 . p 3 6 9 - 3 7 6           369       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ia e s p r ime. co m/in d ex . p h p /csi t   O ptimi zing  dee p l ea rning  mo dels fo r plant l ea disea s e   cla ss ificatio n usin g  nature - inspi red  a lg o rithms       Av ines h C ull o o ,   Av ina s h B h un j un ,   G ee ris h Sud du l   D e p a r t me n t   o f   B u si n e ss   I n f o r mat i c s   a n d   S o f t w a r e   En g i n e e r i n g S c h o o l   o f   I n n o v a t i v e   Te c h n o l o g i e s   a n d   E n g i n e e r i n g ,     U n i v e r si t y   o f   Te c h n o l o g y ,   M a u r i t i u s ( U TM ) ,   P o r t   Lo u i s,  M a u r i t i u s       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Ap r   27 2 0 2 6   R ev is ed   J u l   2 2 0 2 6   Acc ep ted   J u l   13 2 0 2 6       P lan d ise a se g re a tl y   a ffe c a g ric u lt u ra l   p r o d u c ti o n ,   e sp e c ially   i n   d e v e lo p i n g   c o u n tr ies ,   wh e re   p r o m p d iag n o sis  c a n   b e   q u it e   c h a ll e n g i n g   d u e   to   th e   li m it e d   a v a il a b il it y   o e x p e rts  i n   re a l - ti m e .   De e p   lea rn in g   tec h n iq u e fo r   ima g e   a n a ly sis  is   g a i n in g   p o p u l a rit y   a n d   a re   in c re a sin g l y   c o n s id e re d   a n   a lt e rn a ti v e   to   trad it i o n a m a n u a i n sp e c ti o n   o p lan ts.   Th is  re se a rc h   p re se n ts   th e   e v a l u a ti o n   o f   p lan lea f   d ise a se   d e tec ti o n   sy ste m   b a se d   o n     c o n v o lu ti o n a n e u ra n e tw o rk   ( CNN o p ti m ize d   with   d iffere n n a t u re - in sp ired   a lg o rit h m s .   T h e   b a c k b o n e   m o d e is   b a se d   o n   t h e   Eff icie n tNe t - B0   p re train e d   o n   Im a g e Ne t.   Th e re f o re ,   tran sfe r   lea rn in g   is  u se d   t o   a d a p t   th e   m o d e to   a n   u p d a ted   P lan t V i ll a g e   d a tas e t.   Ex p e rime n ts  h a v e   b e e n   c o n d u c ted   with   m u lt i p le  n a t u re - in s p ired   a lg o rit h m to   imp ro v e   g e n e ra li s a ti o n   a n d   train in g   e fficie n c y   o th e   p re d ictio n   m o d e l.   Diffe re n d a ta  p re p a ra ti o n   tec h n iq u e h a v e   b e e n   c a re fu ll y   a p p li e d   t o   th e   d a tas e t,   c re a ti n g   a   u n ifi e d   a p p ro a c h   t o   e n s u re   c o n siste n c y   in   th e   p re p r o c e ss in g   p ip e l in e   fo r   th e   train in g ,   v a li d a ti o n ,   a n d   tes ti n g   p h a se s.  O u e x p e rime n ts  i n d ica te  th a a p p l ica ti o n   o f   th e   g re y   wo lf   o p ti m ize r   (G WO)   fo t u n in g   k e y   h y p e rp a ra m e te rs  o t h e   m o d e l,   in c l u d i n g   d ro p o u t,   lea rn in g   ra tes ,   a n d   we ig h d e c a y   p r o d u c e d   th e   b e s t   re su lt s,  with   a n   a c c u r a c y   a ro u n d   9 9 . 4 5 % .   K ey w o r d s :   C o m p u ter   v is io n   L ea f   d is ea s class if icatio n   Natu r e - in s p ir ed   alg o r ith m   Op tim izatio n   T r an s f er   lear n i n g   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 :   Gee r is h   Su d d u l   Dep ar tm en t o f   B u s in ess   I n f o r m atics a n d   So f twar E n g in ee r in g ,   Sch o o o f   I n n o v ativ T ec h n o lo g ies   Un iv er s ity   o f   T ec h n o lo g y ,   Ma u r itiu s   ( UT M)   L T o u r   K o en ig ,   Po i n te - au x - Sab les,  Po r t L o u is ,   Ma u r itiu s   E m ail: g . s u d d u l@ u tm . ac . m u       1.   I NT RO D UCT I O N   Ag r icu ltu r r em ain s   v ital  s ec to r   f o r   en s u r in g   f o o d   s ec u r ity   an d   ec o n o m ic  s u s tain ab ilit y ,   p ar ticu lar ly   in   d ev el o p in g   an d   is lan d   n atio n s   s u ch   as  Ma u r itiu s .   I m p r o v in g   ag r icu ltu r a p r o d u ctiv ity   a n d     cr o p   h ea lth   is   th er ef o r e   ess en tial  to   s u p p o r g l o b al  i n itia tiv es  s u ch   as  t h Un ited   Natio n s   Su s tain ab le  Dev elo p m en G o al  2 ,   wh ich   f o cu s es  o n   en s u r in g   f o o d   s ec u r ity ,   en c o u r a g in g   s u s tain ab le  ag r icu ltu r an d   en d in g   h u n g er   [ 1 ] .   Ho wev er ,   cr o p   p r o d u ctio n   is   f r eq u e n tly   af f ec ted   b y   p lan t   d is ea s es,  wh ich   ca n   s ig n if ican tly   r ed u ce   y ield   an d   q u ality   if   n o id en tifie d   at  an   ea r ly   s tag e .   I n   m a n y   ag r icu ltu r al  s ettin g s ,   d is ea s d iag n o s is   r elies  o n   m a n u al  e x am in atio n   o f   th p lan b y   f ar m er s   o r   e x p er ts   in   ag r icu ltu r e.   T h is   p r o ce s s   is   o f ten   tim e   co n s u m in g ,   s u b jectiv e,   an d   n o alwa y s   ac c ess ib le  to   s m all h o ld er   f a r m er s ,   esp ec ially   in   r em o te  o r   r eso u r ce - lim ited   en v ir o n m en ts   [ 2 ] [ 3 ] .   W ith   r ec en ad v an ce s   in   ar tifi cial  in tellig en ce ,   c o m p u te r   v is io n   h as   em er g e d   as  a   p r o m is in g   to o f o r   s u p p o r tin g   ag r icu ltu r al  d ec is io n   m a k in g .   I m a g e - b ased   d is ea s d etec tio n   s y s tem s   allo w   p lan h ea lth   to   b e   ass es s ed   d ir ec tly   f r o m   leaf   im ag es,  m in im is in g   th n ee d   f o r   m a n u al  in s p ec tio n .   C o n v o lu ti o n al  n eu r al   n etwo r k s   ( C NNs)  d em o n s tr ate  th ab ilit y   to   au to m atica ll y   lear n   r elev an f ea tu r es  f r o m   r aw  im ag d ata  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   3 No v em b er   20 26 3 6 9 - 376   370   in d icatin g   its   s tr o n g   p er f o r m a n ce   in   co m p u te r   v is io n   task s .   Pre v io u s   s tu d ies  s h o th at  C NN - b ased   m o d els  ca n   ef f ec tiv el y   id e n tify   d is ea s s y m p to m s   s u ch   as  d is co lo r a tio n ,   lesi o n s ,   an d   ir r eg u lar   lea f   tex tu r es  m ak in g   th em   s u itab le  ap p r o ac h   f o r   t h p lan t le af   d is ea s d etec tio n   [ 4 ] [ 9 ] .   Alth o u g h   C NN - b ased   m o d els   h av d em o n s tr ated   s tr o n g   p er f o r m a n ce ,   s ev er al  ch allen g es  r em ain .   Dee p   l ea r n in g   m o d els  r eq u ir lar g am o u n ts   o f   lab ele d   d ata  f o r   ef f ec tiv tr ain in g   an d   m ay   b p r o n to   o v er f itti n g ,   p ar ticu lar ly   wh e n   tr ain ed   o n   d at asets   u n d er   co n tr o lled   co n d itio n s .   T o   m itig at th ese  lim itatio n s ,   tech n iq u es  s u ch   as  tr a n s f er   l ea r n in g   an d   o p tim is atio n   ap p r o ac h es   h av e   b ee n   u tili s ed   to   en h a n ce   m o d e l   g en er aliza tio n   a n d   tr ain in g   e f f icien cy .   Ad d itio n ally ,   d ata  p r ep ar atio n   an d   p r ep r o ce s s in g   ar ess en tial  f o r   co m p u ter   v is io n   s y s tem s ,   as th ese  s tep s   p lay   cr itical  r o le  in   d eter m in in g   o v e r all  m o d el  p e r f o r m a n ce   [ 1 0 ] .   T h Plan tVillag d ataset  [ 1 1 ]   is   co m m o n ly   u s ed   in   d i g ital  ag r icu ltu r f o r   th e   au to m atio n   o f   p lan t   d is ea s p r ed ictio n   co n s is tin g   o f   1 4   cr o p   ca teg o r ies  an d   2 6   d is ea s es.  W f o cu s ed   o n   a   s u b s et  o f   th d ataset,   k n o wn   as  th p lan t   v illag d ataset  ( u p d ated )   f r o m   Kag g le  [ 1 2 ] ,   co m p r is in g   o f   n in e   m ain   cr o p   s p ec ies,   n am ely   ap p le,   b ell  p ep p e r ,   c h er r y ,   g r a p e,   p ea c h ,   s tr awb er r y ,   to m at o ,   p o tato ,   a n d   c o r n   ( m aize ) .   E ac h   cr o p   ca teg o r y   co n tain s   m u ltip le  cl ass es  r ep r esen tin g   eith er   s p ec if ic  p lan d is ea s es  o r   h ea lth y   p lan t   co n d itio n s .     T h p r o b lem   is   th er ef o r class if icatio n   task   with   m u ltip le  class e s ,   wh er ea ch   im ag is   as s ig n ed   to   its   co r r e s p o n d in g   class   lab el  s u ch   as  to m o t o _ b ac ter ial _ s p o t,  to m ato _ ea r l y _ b lig h t,  to m a to _ late_ b lig h t,   an d   to m ato _ h ea lth y .   Ou r   p r o p o s ed   m eth o d   co m b in es  co n v o lu tio n al   n eu r al  n etwo r k   with   o p tim is atio n   t ec h n iq u es   in s p ir ed   b y   n at u r al  p r o ce s s es  to   en h a n ce   m o d el  p er f o r m a n c e.   Ad d itio n ally ,   s tan d ar d ized   p r ep r o ce s s in g   an d   ev alu atio n   s tr ateg ies  ar em p lo y ed   to   ass ess   clas s if icatio n   ac cu r ac y   an d   r o b u s tn ess .   Stan d ar d   p e r f o r m an ce   m etr ics,  alo n g   with   co m p a r a tiv ex p er im e n ts ,   ar ad o p te d   to   a n aly s th ef f ec tiv en es s   o f   th p r o p o s e ap p r o ac h .   T h p r im ar y   co n tr i b u tio n s   o f   th is   wo r k   ar f ir s tly   th ap p licatio n   o f   m etah eu r is tic  alg o r ith m s   f o r   h y p er p ar am eter   tu n in g   o f   th m o d el   an d   s ec o n d ly ,   a   co m p r eh en s iv e   ev alu atio n   an d   co m p ar is o n   o f   th e   p r o p o s ed   ap p r o ac h   u s in g   b e n c h m ar k   d atasets .   T h e   r est  o f   th is   p ap e r   is   o r g a n is ed   as :   s ec tio n   2   s h o ws  th e   m eth o d s   u s ed   in   th is   s tu d y ,   i n clu d in g   th C NN   ar ch itectu r e,   o p tim is ati o n   s tr ateg y ,   d ataset  p r ep a r atio n ,   an d   e v alu atio n   m etr ics.   T h ex p er im e n tal   r esu lts   an d   d is cu s s io n   ar p r e s en ted   in   s ec tio n   3 .   Sec tio n   4 ,   co n clu d es  with   th p a p er   an d   o u tlin es  d ir ec tio n s   f o r   f u tu r wo r k .       2.   M E T H O D   T h is   r esear ch   in tr o d u ce s   a   d ee p   lear n i n g   f r am ewo r k   f o r   th ca teg o r is atio n   o f   p la n d is ea s es,   co m b in in g   C NN   w ith   n atu r e - in s p ir ed   o p tim is atio n   alg o r i th m s .   T h o b jectiv is   to   f in d   o u wh ich   n atu r e - in s p ir ed   alg o r ith m   p er f o r m s   b est  f o r   im p r o v i n g   d ee p   lear n i n g   m o d els  th at  ar u s ed   to   i d e n tify   p lan d is ea s es   in   im ag es.  T h ese  alg o r ith m s   ar s p ec if ically   u tili s ed   t o   en h an ce   h y p er p a r am eter   t u n in g   an d   m o d el   g en er aliza tio n   [ 1 3 ] [ 1 4 ] .   T h e   m eth o d o l o g y   is   d iv i d ed   in to   f o u r   m ai n   p ar ts ,   as  d ep icted   i n   Fig u r 1 .   First  a   C NN   is   u s ed   as  th m ain   m o d el  f o r   im ag class if icatio n .   Seco n d ,   s et  o f   alg o r ith m s   b ased   o n   n atu r is   u s ed   to   f in d   th b est  v alu es  f o r   th e   m o s im p o r tan h y p er p ar am e ter s   o f   th e   d ee p   lear n i n g   m o d el.   T h ir d ,   th e   s tep s   f o r   g ettin g   th d ataset  r ea d y   w ith   s p ec if ic  p r e - p r o ce s s in g   s tep s   ar p er f o r m e d   to   en s u r th e   d ata  is   s tr o n g   an d   co n s is ten d u r in g   tr ain in g .   Fin ally ,   we  u s s tan d ar d   p er f o r m an ce   ev alu atio n   m etr ics  to   test   an d   co m p ar th e   s u g g ested   o p tim is atio n   s tr ateg ies.     2 . 1 .     Co nv o lutio na neura l net wo rk   C NNs  ar e   u s ed   f r e q u en tly   f o r   im ag e   class if icatio n   task s   g iv en   th eir   ca p ac ity   to   in d ep e n d e n tly   lear n   s p atial  an d   s tr u ctu r al  f ea tu r es  f r o m   r aw  im ag d ata  [ 1 5 ] .   T r ad itio n al  m ac h in lear n in g   m eth o d s   d ep en d   o n   f ea tu r es  th at  ar e   d esig n e d   m a n u ally ,   b u C NNs  d o   b o th   f e atu r e   ex tr ac tio n   a n d   class if icatio n   f r o m   s tar to   f in is h .   T h is   m ak es  th em   well  s u ited   f o r   p lan d is ea s id en tific atio n ,   wh er v is u al  s y m p t o m s   s u ch   as  s p o ts ,   lesi o n s ,   an d   co lo r   v a r iatio n s   ap p ea r   at  d if f e r en s p atial  s ca les  o n   leaf   im ag es.  C NN   u s u ally   co n s is ts   o f   co n v o l u tio n al  lay er s ,   ac tiv atio n   f u n ctio n s ,   p o o li n g   lay er s ,   a n d   f u lly   co n n ec ted   la y er s   [ 1 6 ] .   I n   co n v o lu tio n al  lay er ,   lear n a b le  f ilter s   ar e   ap p l ied   to   th e   in p u t   im ag t o   r etr ie v lo ca p atter n s .   T h e   co n v o lu tio n   o p e r atio n   ca n   b ex p r ess ed   as:     { ( ) } =   { ( ) }     +   { ( ) }   ( 1 )     wh er x   d e n o tes  th e   in p u im ag e,   w⁽ ᵏ⁾   r e p r esen ts   th e   k - th   c o n v o lu ti o n al  f ilter ,   b ᵏ⁾   is   th b ias  ter m ,   a n d   z⁽   d en o tes  th r esu ltin g   f ea t u r m ap   p r o d u c ed   b y   th e   co n v o l u tio n   o p er atio n .   T h e   s y m b o l   ( * )   r ep r esen ts   th e   co n v o l u tio n   o p e r ato r .   A n   ac ti v atio n   f u n ctio n   is   u s ed   af ter   co n v o lu ti o n   to   m ak th n etwo r k   n o n - lin ea r .   T h is   s tu d y   u s es  th r ec tifie d   lin ea r   u n it  ( R eL U)   b ec au s it  is   s im p le  an d   wo r k s   well  in   d ee p   n e u r al  n etwo r k s   [ 1 7 ] I t is d ef in ed   as:   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       Op timiz in g   d ee p   lea r n in g   mo d els fo r   p la n t le a f d is ea s cla s s ifica tio n   u s in g     ( A vi n esh   C u llo o )   371   f ( z )   =   ma x ( 0 , z )     ( 2 )     As  th n etwo r k   d ep th   in c r ea s es,  co n v o lu ti o n al  an d   p o o lin g   lay er s   p r o g r ess iv ely   ex tr ac h i g h er - lev e l   f ea tu r r e p r esen tatio n s .   Af ter   th at,   th ese  f ea tu r es  ar e   co m p r ess ed   an d   s en to   f u lly   c o n n ec ted   lay e r s   f o r   class if icatio n .   T h f in al  o u tp u lay er   ap p lies   th s o f tm ax   f u n ctio n   to   tr an s f o r m   th n etwo r k   o u tp u ts   in to   class   p r o b a b ilit ies,  en s u r in g   t h at  th e   p r ed icted   p r o b ab ilit ies  ac r o s s   all  d is ea s class es  s u m   to   o n e   [ 1 6 ] .   T h is   en ab les   m u lti - class   p lan t d is ea s clas s i f icatio n   b y   s elec tin g   t h class   with   th h ig h est p r e d icted   p r o b ab ilit y .   E f f icien tNet  is   g r o u p   o f   C NN   ar ch itectu r es  th at   u s e s   co m p o u n d   s ca lin g   s tr ateg y   to   s ca le  th e   d ep th ,   wid th ,   an d   in p u r eso l u tio n   o f   th n etwo r k   in   b alan ce d   way   [1 8 ] T h is   d esig n   en ab les  E f f icien tNet  m o d els  to   ac h iev s tr o n g   class if icatio n   p er f o r m a n ce   wh ile  m ain tain in g   co m p u tatio n al  ef f icien cy .   Am o n g   th e   d if f er en t   v ar ian ts ,   E f f icien tN et - B 0   r ep r esen ts   th e   b aselin e   ar ch itectu r e   an d   p r o v i d es  an   ef f ec tiv e   tr ad e - o f f   b etwe en   ac cu r ac y   an d   m o d el  co m p lex ity ,   m ak in g   it  s u itab le  f o r   p lan d is ea s class if icatio n   task s   u s in g   im ag es .   I n   th is   s tu d y ,   E f f icien tNet - B 0   p r etr ain ed   o n   th I m ag eNe d ataset   [1 9 ]   is   em p lo y ed   as  th C NN   b ac k b o n e   as  it  h as  a   g o o d   b a lan ce   b etwe en   class if icatio n   ac cu r ac y   a n d   c o m p u tatio n al  ef f icien cy .   T r an s f er   lear n in g   is   u s ed   b y ,   f ir s tly ,   f r e ez in g   th p r etr ain ed   lay e r s   an d   tr ain i n g   th class if ier   h ea d   t o   m ak th m o d el  f it  th tar g et  d ataset.   Su b s eq u en tl y ,   all  lay er s   ar u n f r o ze n   an d   f in e - tu n ed   u s in g   s m aller   lear n in g   r ate  to   f u r th er   im p r o v p er f o r m an ce   a n d   g e n er alis atio n   o n   p la n d is ea s im ag es.   P o o lin g   lay er s   ar o f ten   u s ed   in   C NN  ar ch itectu r es  to   k ee p   im p o r t an in f o r m atio n   wh ile  lo we r in g   th s p atial  r eso lu tio n   o f   f ea tu r m ap s .   T h is   o p er atio n   im p r o v es  t h c o m p u tin g   a n d   m ak es  it   less   lik ely   th at  tr a n s latio n s   will  ch an g th r esu lts .   Po o lin g   o p er atio n s   ar b u ilt  in to   t h n etwo r k   b lo c k s   in   E f f icien tNet ,   wh ich   h elp s   with   ef f ec tiv f ea tu r ab s tr ac tio n .   Du r in g   tr ai n in g ,   th C NN' s   p ar am eter s   ar e   lear n ed   b y   m in im is in g   class if icatio n   lo s s   f u n ctio n   th r o u g h   g r ad ien t - b ased   o p tim is atio n .   T h is   s tu d y   em p lo y s   cr o s s - en tr o p y   lo s s   alo n g s id b ac k p r o p a g atio n   to   u p d ate  th n etwo r k   weig h ts ,   f ac ilit atin g   t h ac q u is itio n   o f   d is cr im in ativ f ea tu r es b y   t h m o d el,   f o r   b e tter   class if icatio n .           Fig u r 1 .   Me th o d o lo g y   f o r   p lan t d is ea s d etec tio n   u s in g   n at u r in s p ir ed   alg o r ith m       2 . 2 .     Na t ure  ins pired o ptim is a t io n a lg o ri t hm s   T h im p ac o f   m etah eu r is tic  o p tim izatio n   ap p r o ac h   o n   C NN  p er f o r m an ce   is   ass ess ed   u s in g   d iv er s e   s et  o f   n atu r e - in s p ir ed   alg o r ith m s ,   en co m p ass in g   b o th   e v o lu tio n ar y   a n d   s war m   in tellig en c ap p r o ac h es.  E ac h   alg o r ith m   d if f er s   in   its   ex p lo r atio n - ex p lo itatio n   s tr ateg ie s   an d   s ea r ch   d y n am ics,  en ab lin g   th o r o u g h   co m p ar is o n   o f   th eir   ef f ec tiv e n ess   in   h y p er p ar a m eter s   f o r   p lan d is ea s class if icatio n .   T h s elec ted   n atu r e - in s p ir ed   alg o r ith m s   ar e:     Dif f er en tial  ev o lu tio n   ( DE )   [ 20 ]     Par ticle  s war m   o p tim izatio n   ( PS O)   [ 21 ]     Gr ey   wo lf   o p tim izer   ( GW O)   [ 22 ]     B at   alg o r ith m   ( B A)   [ 23 ]     Fire f ly   alg o r ith m   ( FA)   [ 24 ]     C u ck o o   s ea r c h   ( C S)  [ 25 ]     C o r al  r ee f   o p tim izatio n   ( C R O )   [ 26 ]     Ar tific ial  b ee   co lo n y   ( AB C )   [ 27 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   3 No v em b er   20 26 3 6 9 - 376   372   DE   an d   PS ar o f te n   u tili z ed   to   s o l v p r o b lem s   t h a n e ed   to   b o p tim ized ,   s u ch   as  tu n in g   t h e   lear n in g   r ate  an d   weig h d ec ay   in   d ee p   l ea r n in g .   GW is   well  k n o wn   f o r   m ain tain in g   b alan ce   b etwe en   ex p lo r atio n   an d   ex p lo itatio n .   Oth er   ap p r o ac h es,  in clu d i n g   B A,   FA,  an d   C S,  ar ca p ab le  o f   p r ev e n tin g   p r em atu r c o n v e r g en ce   a n d   r e d u ce   th r is k   o f   b ein g   tr ap p ed   in   th lo ca o p tim a.   C R p r o m o tes  co m p etitiv e   r ep r o d u ctio n   m ec h a n is m s   b y   in cr ea s in g   p o p u latio n   d iv e r s ity .   Fin ally ,   AB C   is   b i o - in s p ir ed ,   m u lti - ag en t   p r o b a b ilis tic  s ea r ch   alg o r ith m   th at  em p lo y s   m etap h o r   b ase d   o n   th f o r ag i n g   i n tellig en ce   o f   h o n ey b ee   s war m s .   T h m etah eu r is tic  alg o r ith m s   wer im p lem en te d   u s in g   th NiaPy   f r am ewo r k   a n d   co m b in e d   with   th   E f f icien tNet - B 0   m o d el  f o r   t h h y p er p ar am eter   tu n i n g .   T h e   co m p ar ativ p e r f o r m an ce   o f   ea ch   alg o r ith m   is   an aly s ed   in   s ec tio n   3.     2 . 3 .     Da t a s et   T h p lan t   v illag u p d ated   d at aset  co n s is t s   o f   m ix tu r o f   h ea lth y   an d   d is ea s ed   leav es  ac r o s s   n in d if f er en cr o p s   f o r   to tal  o f   6 7 , 1 1 8   h ig h   q u ality   p lan leav e s ,   as  li s ted   in   T ab le  1 .   T h d at aset  is   o r g an ized   in   s u ch   way   th at  ea ch   cr o p   is   s to r ed   in   its   o wn   f o ld er   a n d   th e n   s p lit  in to   tr ain ,   test ,   an d   v alid atio n   s ets.  W ith in   ea ch   s p lit,  th leaf   p ictu r es  ar class if ied   in to   d if f er en f o l d er s   n am ed   af ter   th d is ea s with   an   ad d itio n al   f o ld er   c o n tain in g   th h ea lth y   l ea v es.  T h f o ld er s   ar ar r an g e d   to   allo th l o ad in g   o f   t h e   d ataset  in   s tan d ar d   way   wh ich   is   p r ac tical  f o r   th m ac h in lear n in g .   Fig u r 2   s h o ws  an   ex am p le  o f   to m at o   s am p le  im ag es  ac r o s s   s ix   class e s   in   th tr ain in g   s p lit  wh ich   th m o d el  n ee d s   to   t r ain   f r o m .       T ab le  1 .   Dis tr ib u tio n   o f   p lan d is ea s im ag es a cr o s s   d if f er en t c r o p   ca teg o r ies with   s p lit r atio   C r o p   Tr a i n   V a l i d a t i o n   Te st   To t a l   S p l i t   r a t i o   ( t r a i n / v a l / t e st )   A p p l e   7 , 7 7 1   1 , 7 4 7   1 9 6   9 , 7 1 4   8 0 . 0 0 % / 1 7 . 9 8 % / 2 . 0 2 %   B e l l   P e p p e r   3 , 9 0 1   8 7 7   98   4 , 8 7 6   8 0 . 0 0 % / 1 7 . 9 9 % / 2 . 0 1 %   C h e r r y   3 , 5 0 9   7 8 8   89   4 , 3 8 6   8 0 . 0 0 % / 1 7 . 9 7 % / 2 . 0 3 %   C o r n   ( M a i z e )   7 , 3 1 6   1 , 6 4 5   1 8 8   9 , 1 4 9   7 9 . 9 7 % / 1 7 . 9 8 % / 2 . 0 5 %   G r a p e   7 , 2 2 2   1 , 6 2 3   1 8 2   9 , 0 2 7   8 0 . 0 0 % / 1 7 . 9 8 % / 2 . 0 2 %   P e a c h   3 , 5 6 6   8 0 1   90   4 , 4 5 7   8 0 . 0 1 % / 1 7 . 9 7 % / 2 . 0 2 %   P o t a t o   5 , 7 0 2   1 , 2 8 2   1 4 4   7 , 1 2 8   7 9 . 9 9 % / 1 7 . 9 9 % / 2 . 0 2 %   S t r a w b e r r y   3 , 5 9 8   8 0 9   91   4 , 4 9 8   7 9 . 9 9 % / 1 7 . 9 9 % / 2 . 0 2 %   To ma t o   1 1 , 1 0 8   2 , 4 9 5   2 8 0   1 3 , 8 8 3   8 0 . 0 1 % / 1 7 . 9 7 % / 2 . 0 2 %   To t a l   5 3 , 6 9 3   1 2 , 0 6 7   1 , 3 5 8   6 7 , 1 1 8             Fig u r e   2 .   Vis u al  d if f e r en ce s   o f   th tr ain in g   s am p les f o r   to m at o   leav es a cr o s s   s ix   d if f er e n t c lass es ( s tar t in g   f r o m   lef t:  b ac te r ial  s p o t,  ea r ly   b lig h t,  h ea lth y ,   late  b lig h t,   s ep to r ia  leaf   s p o an d   y ello leaf   cu r l v ir u s )     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       Op timiz in g   d ee p   lea r n in g   mo d els fo r   p la n t le a f d is ea s cla s s ifica tio n   u s in g     ( A vi n esh   C u llo o )   373   2 . 4 .     Da t a   prepro ce s s ing   T h lo ad i n g   o f   t h d ata   is   s tan d ar d is ed   s o   th at  th e   m o d e alwa y s   u s es  th s am ty p e   o f   in p u t.     T h d ata   p r e p r o ce s s in g   p ip el in is   k ep t   s im p le  an d   c o n s is ten f o r   th m o d el  test in g   a n d   v alid atio n .   E ac h   im ag in p u t to   th co m p u ter   v is io n   m o d el  is   f ir s t c o n v er ted   to   3 - ch an n el  g r ay s ca led   im ag th en   tr an s f o r m e d   in to   ten s o r s   an d   th I m ag e Net  m ea n   an d   s tan d ar d   d e v iatio n   is   u s ed   f o r   n o r m alis in g   th in p u t .   T h is   p r ep r o ce s s in g   s tep   is   f u n d am en tal  to   k ee p in g   th tr ain i n g   s tab le  s in ce   th E f f icien tNet - B 0   b ac k b o n wer e   tr ain ed   o n   I m ag eNe t.   Fo r   tr ain in g   o f   th m o d el,   t h s am co r s tep s   f r o m   th d ata  p r ep r o ce s s in g   ar a p p lied   with   ad d itio n al  im a g a u g m en tati o n   to   im p r o v e   g e n er alis atio n .   I n s tead   o f   u s in g   a   f ix ed   r esize,   th im ag e   is   r an d o m l y   r esized   ar o u n d   2 2 4   p ix els  an d   r an d o m ly   c r o p p e d   with   lo wer   b o u n d   o f   0 . 8   an d   u p p e r   b o u n d   o f   1 . 0 .   T h is   allo ws  th m o d el  to   l ea r n   s m all  ch an g es  in   th im a g f r am wh ile  k ee p in g   p ar o f   th im ag v is ib le.   I n   ad d itio n ,   th im a g is   r an d o m ly   h o r iz o n tally   f lip p ed   with   p r o b a b ilit y   o f   5 0 an d   r a n d o m ly   r o tated   with   r an g o f   d e g r ee s   b etwe en   - 1 5   an d   +1 5 .   On   to p   o f   th ese  r an d o m   f lip p in g   an d   r o tatio n ,   to   m im ic  n atu r al   v ar iatio n s   in   lig h tin g   an d   ca m er co n d itio n s ,   th b r ig h tn ess   an d   th co n tr ast ar ea ch   jitt er ed   b y   0 . 1 5 .   Sin ce   in   th d ata  p r e p r o ce s s in g   s tep ,   th im ag is   co n v e r ted   to   g r ay s c ale,   th jitt er   is   lim ited   to   co n t r ast  an d   b r ig h tn ess   o n ly   t o   b e   co n s is ten t.  T h r o u g h   th ese  p r ep r o ce s s in g   an d   d at au g m e n tatio n ,   th v ar iety   o f   tr ain in g   ex a m p les  h av b ee n   u s ed ,   with o u c h an g in g   t h u n d er l y in g   class es.  T h ese   d ata  p r ep r o ce s s in g   tech n iq u es  ar e   ex p ec ted   to   r ed u ce   t h o v e r f itti n g   a n d   a ls o   im p r o v in g   p er f o r m a n ce   o f   th m o d el  o n   u n s ee n   test   im ag es [ 28 ].     2 . 5 .     P er f o r m a nce  m e t rics   T o   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   th m o d el,   m etr ics ar u s ed   wh ich   ar d escr ib e d   as:       Acc u r ac y th e   p er f o r m an ce   m etr ic  th at  m ea s u r es   th p r o p o r tio n   o f   c o r r ec t   p r ed ictio n s   th m o d el   m ak es  ac r o s s   th en tire   test   s et.         =   (    +    ) (    +      +      +    )   ( 3 )       Pre cisi o n th p r o p o r tio n   o f   c ases   th m o d el  lab els  as  p o s i tiv th at  ar ac tu ally   p o s itiv e .   I s h o ws  h o well  th m o d el  r ed u ce s   f alse p o s itiv es ( th at  is ,   av o id s   f alse a lar m s ) .         =  (    +    )   ( 4 )       R ec all/ s en s itiv ity   ( tr u p o s itiv r ate) th p er ce n tag o f   r ea l   p o s itiv es  th at  h av b ee n   id en tifie d   co r r ec tly .   I t sh o ws th ex ten t to   wh ic h   th m o d el  f in d s   all  th r ig h ca s es a n d   d o esn ' t m is s   an y   ( f alse n eg ativ es).         =  (    +    )   ( 5 )       F1 - s co r e:  th av er ag o f   p r e cisi o n   an d   r ec all.   I is   esp ec ially   h elp f u wh en   class   f r e q u en cies  ar n o p er f ec tly   b alan ce d   b ec a u s it  r ewa r d s   m o d els  th at  f in d   a   g o o d   b alan ce   b etwe en   p r ec i s io n   an d   r ec all  in s tead   o f   ju s t o p tim is in g   o n o f   th em .     1   =   2     (       ) (     +    )   ( 6 )     w h er T P is   tr u p o s itiv e,   T is   tr u n eg ativ e,   FN is f alse n e g ativ e,   an d   FP   is   f alse p o s itiv e.       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   T ab le  2   p r esen ts   th s u m m ar y   o f   th r esu lts   f o r   all  th co m b in atio n s   o f   m etah e u r is tic  with   C NN   ex p er im en ts   p er f o r m e d   in   th is   s tu d y .   T h s am E f f icien tNet - B 0   ( p r etr ain e d )   b ac k b o n wa s   u s ed   th r o u g h o u t   an d   th e   m etah eu r is tics   wer ap p lied   to   tu n e   k ey   tr ain in g   h y p er p ar am eter s   ( d r o p o u t,  lear n in g   r ates,  a n d   weig h t   d ec ay )   u s in g   v alid atio n   Ma cr o - F1   as  th o b jectiv e.   Ov er all,   all  ap p r o ac h es  ac h iev e d   v er y   s tr o n g   p e r f o r m an ce   ( ab o v e   9 9 ac r o s s   th m ain   m etr ics).   T h is   d em o n s tr ates  th at  tr an s f er   lear n i n g   with   E f f ici en tNet - B 0   is   h ig h ly   ef f ec tiv f o r   th is   Plan tVillag class if icatio n   s etu p .   Firstl y ,   DE   p r o d u ce d   a   s tr o n g   b aselin with   9 9 . 2 1 ac cu r ac y   an d   9 9 . 2 1 Ma cr o - F1   s co r e,   co m p letin g   in   ap p r o x im ately   3 2 . 9 7   m in u tes.  B u ild in g   o n   th is ,   PS d eliv er ed   n o ticea b le  im p r o v e m en t,   r ea ch in g   9 9 . 3 7 ac cu r ac y   an d   9 9 . 3 6 Ma cr o - F1 ,   wh ile  a ls o   b ein g   o n o f   th e   m o s tim e - ef f icien r u n s   a t   ar o u n d   2 9 . 1 5   m i n u tes.  Fu r t h e r m o r e,   th e   GW ac h iev ed   th b est  o v er all  r esu lts   in   T a b le  2 ,   r ec o r d in g   th e   h ig h est  ac cu r ac y   ( 9 9 . 4 5 %)  an d   Ma cr o - F1   ( 9 9 . 4 6 %),   wh ich   in d icate s   th m o s co n s is ten p er f o r m an ce   ac r o s s   class es,  wi th   to tal  r u n tim o f   r o u g h ly   3 1 . 1 9   m in u tes.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   3 No v em b er   20 26 3 6 9 - 376   374   Mo r eo v er ,   b o th   t h B an d   C a ch iev ed   v er y   s im ilar   m id - r an g p er f o r m a n ce   ( ab o u 9 9 . 2 9 ac cu r ac y   a n d   9 9 . 2 8 Ma cr o - F1 ) ,   alth o u g h   B was  s lig h tly   f aster   o v er all  ( 2 9 . 9 3   m in u tes)   co m p ar e d   with   C ( 3 2 . 2 9   m in u tes).   T h AB C   d eliv er ed   r esu lts   co m p ar a b le  to   th DE   b aselin ( ar o u n d   9 9 . 2 1 ac cu r ac y   an d   9 9 . 2 0 %   Ma cr o - F1 )   with   t o t al  tim o f   3 0 . 3 5   m in u tes.  I n   c o n tr ast,  th e   FA  p r o d u ce d   th l o west  Ma cr o - F1   in   T ab le  2   ( 9 9 . 1 8 %)  a n d   r eq u ir e d   lo n g er   to tal  r u n tim ( 3 4 . 1 5   m in u tes),   s u g g esti n g   t h at  u n d er   th e   s am tu n in g   b u d g et  it wa s   less   ef f ec tiv at  lo ca t in g   th b est h y p er p ar am e ter   r eg io n .   Fin ally ,   th C R ap p r o ac h   a ch iev ed   p er f o r m an ce   th at  was  v er y   clo s to   PS ( 9 9 . 3 6 Ma cr o - F1 )   b u at  s u b s tan tially   h ig h er   co m p u tatio n al  co s ( 4 5 . 6 6   m i n u tes),   m ak in g   it  less   p r ac tical  ch o ice  wh en   r u n tim is   co n ce r n .   I n   s u m m ar y ,   GW p r o v id ed   t h b est o v er all  p r ed ictiv p e r f o r m an ce   in   th is   s tu d y ,   wh ile  PS o f f er ed   v er y   co m p etitiv alter n ativ with   ex ce llen r esu lts   an d   th m o s ef f icien r u n tim am o n g   th e   to p - p er f o r m i n g   m eth o d s .       T ab le  2 .   Per f o r m an ce   co m p a r is o n   o f   E f f icien tNet - B 0   co m b i n ed   with   d if f er en t n at u r e - in s p i r ed   o p tim is atio n   alg o r ith m s   M o d e l   C o m p u t a t i o n a l   ( mi n )   A c c u r a c y   P r e c i s i o n   ( P o si t i v e     p r e d i c t e d   v a l u e )   R e c a l l / s e n s i t i v i t y     ( Tr u e   p o si t i v e   r a t e )   F1 - S c o r e   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + D E   3 2 . 9 7   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 4   0 . 9 9 2 0   0 . 9 9 2 1   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + P S O   2 9 . 1 5   0 . 9 9 3 7   0 . 9 9 4 0   0 . 9 9 3 4   0 . 9 9 3 6   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + G W O   3 1 . 1 9   0 . 9 9 4 5   0 . 9 9 4 9   0 . 9 9 4 4   0 . 9 9 4 6   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + B A   2 9 . 9 3   0 . 9 9 2 9   0 . 9 9 2 9   0 . 9 9 2 7   0 . 9 9 2 8   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + F A   3 4 . 1 5   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 5   0 . 9 9 1 5   0 . 9 9 1 8   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + C S   3 2 . 2 9   0 . 9 9 2 9   0 . 9 9 2 9   0 . 9 9 2 7   0 . 9 9 2 8   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + C R O   4 5 . 6 6   0 . 9 9 3 7   0 . 9 9 3 8   0 . 9 9 3 5   0 . 9 9 3 6   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + A B C   3 0 . 3 5   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 1   0 . 9 9 2 0       3 . 1   Co m pa ra t iv a na ly s is   Acc o r d in g   to   th r esu lts   in   T a b le  3 ,   o u r   s u g g ested   E f f icien t Net - B 0   m o d el  with   m etah eu r i s tic  tu n in g   GW h as  th b est  o v er all  p er f o r m an ce ,   with   test   ac cu r ac y   o f   9 9 . 4 5 %.  T h is   s h o ws  th at   th s elec ted   m o d el   wo r k s   b etter   th an   o th er   m eth o d s   f o r   d etec tin g   p lan d is ea s es  f r o m   im a g es wh en   it c o m es to   class if y in g   th em .       T ab le  3 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   ex is tin g   m o d els   R e f e r e n c e   A r c h i t e c t u r e   A c c u r a c y   m e t r i c   ( %)   S l a d o j e v i c   e t   a l .   [ 4 ]   C a f f e N e t   ( M o d i f i e d   A l e x N e t )   9 6 . 3 0   M o h a n t y   e t   a l .   [ 5 ]   G o o g l e Le N e t   9 9 . 3 5   P i c o n   e t   a l .   [ 6 ]   D e e p   r e si d u a l   n e u r a l   n e t w o r k   ( M o d i f i e d   R e sN e t - 50)   9 6 . 0   Zh a n g   e t   a l .   [ 7 ]   G P D C N N   ( M o d i f i e d   A l e x N e t )   9 4 . 6 5   F u e n t e e t   a l .   [ 8 ]   F a st e r   R - C N N   ( w i t h   V G G - 1 6 )   8 3 . 0   ( mA P )   O u r   h y b r i d   m o d e l   Ef f i c i e n t N e t - B 0 + G W O   9 9 . 4 5       4.   CO NCLU SI O N   T h is   s tu d y   s h o ws  th at  n atu r e - i n s p ir ed   o p tim izatio n   alg o r ith m s   h av s tr o n g   p o ten tial  to   s u p p o r p lan t   d is ea s d etec tio n .   T h is   in   t u r n   ca n   ass is in   im p r o v in g   cr o p   h ea lth   an d   p r o d u ctiv i ty   in   Sm all  I s lan d   Dev elo p m en States .   B y   en a b lin g   f aster   an d   m o r ac ce s s ib le  d iag n o s is   f r o m   im a g es  with o u alwa y s   r ely in g   o n   ex p e r in s p ec tio n ,   s u c h   s y s tem s   ca n   h elp   f ar m er s   r esp o n d   ea r lier ,   r ed u ce   u n n e ce s s ar y   lo s s es,  an d   p o ten tially   im p r o v p r o f itab ilit y .   I n   a   wid er   c o n tex t,  t h is   d ir ec tio n   alig n s   well  with   UN  SDG  2   ( Z er o   Hu n g er )   b y   co n t r ib u tin g   to   m o r r esil ien t a n d   ef f icien t a g r ic u ltu r al  p r ac tices.   T h m o s ef f ec tiv co n f ig u r at io n   am o n g s all  ev alu ated   ap p r o ac h es  was  th E f f icien tNet - B 0   p air ed   with   th GW to   tu n k ey   h y p er p a r am eter s ,   in clu d in g   d r o p o u t,  lear n in g   r ates,  an d   weig h d ec ay .   T h test   p er f o r m an ce   ac h iev ed   is   s tr o n g   i n d icatio n   t h at  u s i n g   m etah e u r is tic - d r iv en   tu n i n g   ap p r o ac h es  ca n   s ig n if ican tly   im p r o v e   m o d el  g en er aliza tio n .   I n   a d d itio n   to   u s in g   n at u r i n s p ir ed   al g o r ith m   f o r   h y p er p ar am ete r   f in tu n in g ,   th e   p r e p r o ce s s in g   s tr ateg y   wi th   im a g r esizin g ,   f lip p in g ,   r o tatin g ,   g r a y s ca lin g   an d   jitt er in g   im p r o v e d   th r o b u s tn ess   o f   t h m o d el  t o   v ar iatio n s   in   v ie wp o in an d   lea f   o r ie n tatio n .   T h is   b etter   r ef lects  r ea lwo r ld   co n d itio n s   wh er im ag in g   en v ir o n m en ts   ar d if f icu lt to   co n tr o l.   T o   f u r t h er   a d v an ce   t h p lan d is ea s clas s if icatio n   m o d el,   f u tu r wo r k s   m u s f o cu s   o n   im p r o v in g   th e   r o b u s tn ess   o f   t h m o d el  ag ai n s b r o a d   r a n g o f   c r o p s ,   d is ea s ty p es,  as  well  as  u n d er   d iv er s im a g in g   co n d itio n s   s u ch   as  clu tter ed   b ac k g r o u n d ,   m o tio n   b lu r   an d   v ar y i n g   ca m er q u ality .   C u r r en tly ,   th m o d el  was   tr ain ed   o n   d ataset  with   lim ited   n in e   p lan s p ec ies,  wh ich   ca n   b ex p an d ed   f u r th er   to   in c lu d m o r s p ec ies.  Als o ,   m o r d iv er s f ield   im a g es  will  m ak th m o d el  m o r d ep en d ab le  in   r ea l - w o r ld   s ettin g s .   Mo r eo v er ,   f u r th er   r esear ch   ca n   also   ex p lo r d e p lo y m e n s tr ateg ies,  p ar ticu lar ly   lig h tweig h in f er en ce s   f o r   m o b ile   d ev ices.  C lear   u s er   d o cu m en ta tio n   an d   g u id elin es m u s t a ls o   b d ev elo p ed   to   b u ild   tr u s t a n d   s u p p o r t a d o p tio n .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l     I SS N:   2722 - 3 2 2 1       Op timiz in g   d ee p   lea r n in g   mo d els fo r   p la n t le a f d is ea s cla s s ifica tio n   u s in g     ( A vi n esh   C u llo o )   375   F UNDING   I NF O R M A T I O N   Au th o r s   s tate  n o   f u n d in g   in v o lv ed .       AUTHO 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   Av in esh   C u llo o                               Av in ash   B h u n ju n                               Gee r is h   Su d d u l                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   Data   av ailab ilit y   is   n o ap p li ca b le  to   th is   p ap er   as  n o   n e d ata  wer cr ea ted   o r   an aly ze d   in   th is   s tu d y .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   U n i t e d   N a t i o n s,  T r a n sf o rm i n g   o u w o rl d :   t h e   2 0 3 0   a g e n d a   f o s u st a i n a b l e   d e v e l o p m e n t ,   A / R ES/ 7 0 / 1 .   N e w   Y o r k ,   N Y :   U n i t e d   N a t i o n s,  2 0 1 5 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / d o c u m e n t s. u n . o r g / d o c / u n d o c / g e n / n 1 5 / 2 9 1 / 8 9 / p d f / n 1 5 2 9 1 8 9 . p d f   [ 2 ]   F A O ,   I F A D ,   U N I C EF,  W F P ,   a n d   W H O T h e   s t a t e   o f   f o o d   se c u ri t y   a n d   n u t ri t i o n   i n   t h e   w o r l d   2 0 1 7 :   b u i l d i n g   re si l i e n c e   f o p e a c e   a n d   f o o d   s e c u ri t y .   R o me :   F A O ,   2 0 1 7 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . f a o . o r g / 3 / I 7 6 9 5 EN / i 7 6 9 5 e n . p d f   [ 3 ]   S .   S a v a r y ,   A .   F i c k e ,   J.  N .   A u b e r t o t ,   a n d   C .   H o l l i e r ,   P l a n t   d i sea s e a n d   f o o d   se c u r i t y :   c h a l l e n g e a n d   o p p o r t u n i t i e s ,   Pl a n t   Pa t h o l o g y ,   v o l .   6 1 ,   n o .   1 ,   p p .   3 1 6 ,   2 0 1 2 .   [ 4 ]   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 m a g e   c l a ssi 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 r o sc i e n c e ,   v o l .   2 0 1 6 ,   n o .   1 ,   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 .   [ 5 ]   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 ,   p .   1 4 1 9 ,   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 .   [ 6 ]   A .   P i c o n ,   A .   A l v a r e z - G i l a ,   M .   S e i t z ,   A .   O r t i z - B a r r e d o ,   J .   Ec h a z a r r a ,   a n d   A .   Jo h a n n e s ,   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   f o r   mo b i l e   c a p t u r e   d e v i c e - b a s e d   c r o p   d i sea s e   c l a ssi f i c a t i o n   i n   t h e   w i l d ,   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 re ,   v o l .   1 6 1 ,     p p .   2 8 0 2 9 0 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o mp a g . 2 0 1 8 . 0 4 . 0 0 2 .   [ 7 ]   S .   Z h a n g ,   S .   Z h a n g ,   C .   Z h a n g ,   X .   W a n g ,   a n d   Y .   S h i ,   C u c u mb e r   l e a f   d i se a se   i d e n t i f i c a t i o n   w i t h   g l o b a l   p o o l i n g   d i l a t e 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 ,   C o m p u t e rs  a n d   El e c t r o n i c i n   A g ri c u l t u re ,   v o l .   1 6 2 ,   p p .   4 2 2 4 3 0 ,   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o m p a g . 2 0 1 9 . 0 3 . 0 1 2 .   [ 8 ]   A .   F u e n t e s,  S .   Y o o n ,   S .   C .   K i m,  a n d   D .   S .   P a r k ,   A   r o b u s t   d e e p - l e a r n i n g - b a s e d   d e t e c t o r   f o r   r e a l - t i m e   t o ma t o   p l a n t   d i s e a ses  a n d   p e s t s re c o g n i t i o n ,   S e n s o rs ,   v o l .   1 7 ,   n o .   9 ,   p.   2 0 2 2 ,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 7 0 9 2 0 2 2 .   [ 9 ]   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 re ,   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 .   [ 1 0 ]   S .   J.   P a n   a n d   Q .   Y a n g ,   A   su r v e y   o n   t r a n sf e r   l e a r n i n g ,   I EE T r a n sa c t i o n s   o n   K n o w l e d g e   a n d   D a t a   En g i n e e ri n g ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 0 ,   p p .   1 3 4 5 1 3 5 9 ,   O c t .   2 0 1 0 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / T K D E. 2 0 0 9 . 1 9 1 .   [ 1 1 ]   D .   P .   H u g h e s   a n d   M .   S a l a t h é ,   A n   o p e n   a c c e ss  r e p o si t o r y   o f   i ma g e s   o n   p l a n t   h e a l t h   t o   e n a b l e   t h e   d e v e l o p me n t   o f   mo b i l e   d i s e a s e   d i a g n o st i c s,   a rX i v : 1 5 1 1 . 0 8 0 6 0 ,   2 0 1 5 .   [ 1 2 ]   T.   S h a r ma,   P l a n t   v i l l a g e   d a t a s e t   ( U p d a t e d ) . ”  K a g g l e A c c e sse d   J a n 27 ,   2 0 2 6   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / w w w . k a g g l e . c o m / d a t a se t s/ t u sh a r 5 h a r ma / p l a n t - v i l l a g e - d a t a se t - u p d a t e d   [ 1 3 ]   G .   S u d d u l ,   K .   D o o k h i t r a m,  a n d   K .   Ta mesw a r ,   O p t i m i z i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k w i t h   n a t u r e - i n s p i r e d   a l g o r i t h ms   f o r   d i a b e t i c   r e t i n o p a t h y   c l a ssi f i c a t i o n ,   i n   Pr o c e e d i n g o f   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ad v a n c e d   C o m m u n i c a t i o n a n d   M a c h i n e   I n t e l l i g e n c e ,   2 0 2 6 ,   p p .   2 4 5 2 5 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 96 - 5 5 8 9 - 2 _ 2 5 .   [ 1 4 ]   K .   T a mesw a r ,   G .   S u d d u l ,   a n d   K .   D o o k h i t r a m ,   A   h y b r i d   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   w i t h   g e n e t i c   a n d   c o r a l   r e e f met a h e u r i s t i c s   f o r   e n h a n c e d   d e f e c t   d e t e c t i o n   i n   s o f t w a r e ,   I n t e r n a t i o n a l   J o u rn a l   o f   I n f o rm a t i o n   M a n a g e m e n t   D a t a   I n si g h t s ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p.   1 0 0 1 0 5 N o v .   2 0 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j j i me i . 2 0 2 2 . 1 0 0 1 0 5 .   [ 1 5 ]   A .   K r i z h e v sk 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 ss i 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,   i n   A d v a n c e s i n   N e u ra l   I n f o rm a t i o n   Pr o c e ssi n g   S y s t e m s (Ne u rI PS / N I PS   2 0 1 2 ) ,   2 0 1 2 ,   p p .   1 0 9 7 1 1 0 5 .   [ 1 6 ]   I .   G o o d f e l l o w ,   Y .   B e n g i o ,   a n d   A .   C o u r v i l l e ,   D e e p   l e a r n i n g ,   1 s t   e d .   C a mb r i d g e ,   M A :   M I P r e ss ,   2 0 1 6 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 7 2 2 - 3 2 2 1   C o m p u t Sci  I n f   T ec h n o l Vo l.  7 ,   No .   3 No v em b er   20 26 3 6 9 - 376   376   [ 1 7 ]   V .   N a i r   a n d   G .   E .   H i n t o n ,   R e c t i f i e d   l i n e a r   u n i t i mp r o v e   r e s t r i c t e d   B o l t z man n   m a c h i n e s ,   i n   I C ML  2 0 1 0   -   Pr o c e e d i n g s ,   2 7 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Ma c h i n e   L e a r n i n g ,   2 0 1 0 ,   p p .   8 0 7 8 1 4 .   [ 18 ]   M .   T a n   a n d   Q .   L e ,   Ef f i c i e n t N e t :   r e t h i n k i n g   m o d e l   s c a l i n g   f o r   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   Pr o c e e d i n g o f   t h e   3 6 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Ma c h i n e   L e a r n i n g ,   2 0 1 9 ,   p p .   6 1 0 5 6 1 1 4 .   [ 19 ]   J.  D e n g ,   W .   D o n g ,   R .   S o c h e r ,   L.   J.   Li ,   K .   L i ,   a n d   L .   F e i - F e i ,   I mag e N e t :   a   l a r g e - sca l e   h i e r a r c h i c a l   i m a g e   d a t a b a se,   i n   I EEE   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e Vi s i o n   a n d   Pa t t e r n   Re c o g n i t i o n   ( C VP 2 0 0 9 ) ,   2 0 0 9 ,   p p .   2 4 8 255 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 0 9 . 5 2 0 6 8 4 8 .   [ 20 ]   R .   S t o r n   a n d   K .   P r i c e ,   D i f f e r e n t i a l   e v o l u t i o n     a   s i mp l e   a n d   e f f i c i e n t   h e u r i st i c   f o r   g l o b a l   o p t i m i z a t i o n   o v e r   c o n t i n u o u s p a c e s,   J o u rn a l   o f   G l o b a l   O p t i m i z a t i o n ,   v o l .   1 1 ,   n o .   4 ,   p p .   3 4 1 3 5 9 ,   1 9 9 7 ,   d o i :   1 0 . 1 0 2 3 / A : 1 0 0 8 2 0 2 8 2 1 3 2 8 .   [ 21 ]   J.  K e n n e d y   a n d   R .   E b e r h a r t ,   P a r t i c l e   sw a r m   o p t i mi z a t i o n ,   i n   Pro c e e d i n g o f   I C N N 9 5   -   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e ren c e   o n   N e u r a l   N e t w o rks ,   1 9 9 5 ,   p p .   1 9 4 2 1 9 4 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C N N . 1 9 9 5 . 4 8 8 9 6 8 .   [ 22 ]   S .   M i r j a l i l i ,   S .   M .   M i r j a l i l i ,   a n d   A .   L e w i s,   G r e y   w o l f   o p t i m i z e r ,   A d v a n c e i n   E n g i n e e r i n g   S o f t w a r e ,   v o l .   6 9 ,   p p .   4 6 6 1 ,   M a r .   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . a d v e n g s o f t . 2 0 1 3 . 1 2 . 0 0 7 .   [ 23 ]   X . - S .   Y a n g ,   A   n e w   me t a h e u r i st i c   b a t - i n s p i r e d   a l g o r i t h m ,   i n   N a t u re   I n s p i r e d   C o o p e ra t i v e   S t r a t e g i e s   f o O p t i m i za t i o n   ( N I C S O   2 0 1 0 ) J .   R .   G o n z á l e z ,   D .   A .   P e l t a ,   C .   C r u z ,   G .   T e r r a z a s ,   a n d   N .   K r a sn o g o r ,   Ed s . ,   B e r l i n ,   H e i d e l b e r g :   S p r i n g e r   B e r l i n   H e i d e l b e r g 2 0 1 0 ,   p p .   6 5 74 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 6 4 2 - 1 2 5 3 8 - 6 _ 6 .   [ 24 ]   X . - S .   Y a n g ,   F i r e f l y   a l g o r i t h ms   f o r   mu l t i mo d a l   o p t i m i z a t i o n ,   i n   4 t h   I n t e r n a t i o n a l   S y m p o si u m   o n   S t o c h a st i c   Al g o ri t h m s:   Fo u n d a t i o n a n d   A p p l i c a t i o n s (S AG A   2 0 0 9 ) ,   2 0 0 9 ,   p p .   1 69 1 7 8 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 6 4 2 - 0 4 9 4 4 - 6 _ 1 4 .   [ 25 ]   X . - S .   Y a n g   a n d   S .   D e b ,   C u c k o o   s e a r c h   v i a   v y   f l i g h t s,   i n   2 0 0 9   W o rl d   C o n g r e ss  o n   N a t u re  a n d   Bi o l o g i c a l l y   I n s p i r e d   C o m p u t i n g   ( N ABIC   2 0 0 9 ) ,   2 0 0 9 ,   p p .   2 1 0 214 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / N A B I C . 2 0 0 9 . 5 3 9 3 6 9 0 .   [ 26 ]   S .   S a l c e d o - S a n z ,   J .   D S e r ,   I .   L a n d a - To r r e s,   S .   G i l - L ó p e z ,   a n d   J .   A .   P o r t i l l a - F i g u e r a s,   T h e   c o r a l   r e e f s   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h m:     a   n o v e l   m e t a h e u r i st i c   a l g o r i t h f o r   s o l v i n g   o p t i mi z a t i o n   p r o b l e ms ,   S c i e n t i f i c   Wo r l d   J o u r n a l ,   v o l .   2 0 1 4 ,   n o .   1 ,   p.   7 3 9 7 6 8 ,   2 0 1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 5 5 / 2 0 1 4 / 7 3 9 7 6 8 .   [ 27 ]   D .   K a r a b o g a ,   A n   i d e a   b a s e d   o n   h o n e y   b e e   sw a r f o r   n u meri c a l   o p t i mi z a t i o n ,   Te c h n i c a l   R e p o r t   ( TR 0 6 ) 2 0 0 5 .   [ O n l i n e ] .   A v a i l a b l e :   h t t p s: / / a b c . e r c i y e s . e d u . t r / p u b / t r 0 6 _ 2 0 0 5 . p d f   [ 28 ]   C .   S h o r t e n   a n d   T.   M .   K h o s h g o f t a a r ,   A   su r v e y   o n   i ma g e   d a t a   a u g m e n t a t i o n   f o r   d e e p   l e a r n i n g ,   J o u r n a l   o f   Bi g   D a t a ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p.   1 8 1 ,   D e c .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s 4 0 5 3 7 - 0 1 9 - 0 1 9 7 - 0.       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       Av in e sh  Cul l o o           is  c u rre n t ly   p u rsu in g   h is  m a ste r’s  d e g re e   in   th e   M AIML   P ro g ra m m e   a th e   Un iv e rsity   o f   Tec h n o lo g y ,   M a u rit iu s,  w h il e   wo rk i n g   a a n   Ap p li c a ti o n   De v e lo p e a t   Da y fo rc e   M a u rit iu s.   He   is   c e rti fied   in   M icr o so ft   AI  F u n d a m e n tals   a n d   is   a lso   a n   AWS   Ce rti fied   Clo u d   P ra c ti ti o n e r.   His  re se a rc h   a n d   p ro jec i n tere sts  in c l u d e   m a c h in e   le a rn in g ,   d e e p   lea rn i n g ,   a n d   g e n e ra ti v e   AI,   a n d   h e   h a wo rk e d   o n   se v e ra p r o jec ts  in   th e se   a re a s.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   a v in e sh c u ll o o @g m a il . c o m .         Av in a sh   Bh u n j u n           h o l d a   b a c h e lo r’s   d e g re e   in   I n fo rm a ti o n   Tec h n o lo g y   fr o m   th e   Un iv e rsity   o M a u ri ti u a n d   a   P o stg ra d u a te  Dip l o m a   in   Web   a n d   M o b i le  Ap p li c a ti o n   De v e lo p m e n t   fro m   th e   O p e n   Un iv e rsity .   He   wo r k a s   a n   A n a ly st   a n d   De v e lo p e i n   a   tex t il e   c o m p a n y ,   sp e c ializin g   in   ERP   sy ste m a n d   d ig it a s o lu t io n s.  He   is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   a n   M . S c .   in   Artifi c ial  I n telli g e n c e   with   M a c h in e   Lea rn in g   a th e   Un iv e rsit y   o f   Tec h n o lo g y ,   M a u rit i u s,   a n d   h a e x p e rien c e   wo rk i n g   o n   m a c h in e   lea rn in g   p ro jec ts.  He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   a v ib h u n ju n @g m a il . c o m .         G e e r ish   S u d d u l           re c e iv e d   h is  P h . D.  fro m   t h e   Un iv e rsit y   o Tec h n o l o g y ,   M a u r it iu (UTM ).   He   is  c u rre n tl y   a   se n i o lec tu re a t   th e   UTM ,   i n   th e   De p a rtme n o B u sin e ss   In fo rm a ti c a n d   S o f twa re   En g i n e e rin g   u n d e t h e   S c h o o o I n n o v a t iv e   Tec h n o lo g ies   a n d   En g i n e e rin g .   He   h a b e e n   a c ti v e l y   in v o l v e d   i n   re se a rc h   a n d   tea c h i n g   sin c e   2 0 0 5 ,   a n d   c u rre n tl y   h is  re se a rc h   wo rk   fo c u se o n   d if fe r e n a sp e c ts  o m a c h in e   lea rn in g   su c h   a c o m p u ter  v isi o n   a n d   n a t u ra lan g u a g e   p ro c e ss in g .   He   c a n   b e   c o n tac ted   a e m a il :   g . s u d d u l@ u tm.a c . m u .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.