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.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 ,   p p .   3373 ~ 3 3 8 1   I SS N:  2088 - 8 7 0 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijece. v 15 i 3 . pp 3 3 7 3 - 3 3 8 1           3373       J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij ec e. ia esco r e. co m   Deep  lea rni ng - ba sed sem a ntic  seg menta tion o f  t o m a to lea disea ses  using   U - Net  a nd  clas sifica tion o blig h usin g  ResNet       Ash a   M a ng a la   Sh a nk a re g o w da 1 , 2, 3 ,   Yo g is h H ull uk er K a deg o wda 2 ,3   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   C H R I S U n i v e r si t y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   R a mai a h   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   B e n g a l u r u ,   I n d i a   3 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   R a mai a h   I n st i t u t e   o f   Te c h n o l o g y ,   V i sv e sv a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,   B e l a g a v i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   2 3 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J an   3 0 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Ma r   3 ,   2 0 2 5       Eff e c ti v e   d ise a se   c o n tr o re q u ire th e   e a rly   i d e n t ifi c a ti o n   a n d   d i a g n o sis  o f   p lan d ise a se s,  e sp e c ially   th o se   a ffe c ti n g   to m a to   lea v e s.  c ru c ial  sta g e   in   th is p ro c e ss   is   se g m e n ti n g   ima g e o f   d ise a se d   lea v e s,  b u t   th is  c a n   b e   d iffi c u lt   b e c a u se   o th e   u n e v e n   sh a p e s,  v a ried   siz e s,  v ib ra n c o l o rs,  a n d   f re q u e n tl y   b lu rr y   b o r d e rs  o t h e   a ffe c ted   p o rti o n s,   in   a d d i ti o n   t o   t h e   m e ss y   b a c k g ro u n d s.   We  p r o p o se   a   d e e p   lea rn in g - b a se d   stra teg y   b a se d   o n   t h e   U - Ne a rc h it e c tu re   fo a d d re ss in g   t h e se   issu e s,  e n a b li n g   p re c ise   se g m e n tatio n   a n d   ti m e ly   id e n ti fica ti o n   o t o m a to   le a d ise a se s.  Wi th   a   DICE  sc o re   o 0 . 9 3   a n d   a n   a c c u ra c y   o 9 3 %   in   id e n ti fy in g   h e a lt h y   fro m   d ise a se d   l o c a ti o n s,   t h is   tec h n iq u e   sh o ws   p r o m ise   in   h e lp i n g   fa rm e rs  c a rry   o u fo c u se d   i n te rv e n ti o n s.   F u rth e rm o re ,   th e   Re sN e t1 8   m o d e h a g o o d   lev e ls  o s p e c ifi c it y ,   se n siti v it y ,   a n d   a c c u ra c y   wh e n   u se d   t o   c las sify   e a rly   a n d   late   b l ig h t.   T h e se   o u tc o m e h ig h li g h t   th e   wa y   o u s u g g e ste d   m o d e ls  p e rfo rm   in   a c tu a a g ricu lt u ra l   e n v iro n m e n ts.  S u b se q u e n re se a rc h   e n d e a v o rs  will   c e n ter  o n   a u g m e n ti n g   th e   m o d e l' g e n e ra li z a b il it y   i n   v a ri o u a g r icu lt u ra se tt in g a n d   i n v e stig a ti n g   m u lt i - m o d a ima g i n g   m e th o d o lo g ies .   It  is  a lso   in ten d e d   f o th e   a d v a n c e m e n t   o m o b il e   a p p l ica ti o n s   a n d   e d g e   c o m p u t in g   t o   e n a b le   re a l - ti m e   d ise a se   m o n it o r in g   a n d   su sta in a b le farm in g   m e th o d s w o rld wi d e .   K ey w o r d s :   Dee p   lear n in g   Plan t d is ea s d etec tio n   R esNet1 8   T o m ato   leaf   d is ea s es   U - Net    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 :   Ash Ma n g ala  Sh an k ar e g o wd   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   C HR I ST  Un iv er s ity   B en g alu r u ,   Kar n atak a,   I n d ia   E m ail: a s h ag o wd a0 5 @ g m ail. c o m       1.   I NT RO D UCT I O N   On o f   th m o s im p o r tan c r o p s   in   t h wo r ld   in   ter m s   o f   e co n o m ic   im p ac is   th e   to m ato   ( S o l a n u m   Lyco p ers ico n ) ,   wh ich   ad d s   v ital  n u tr ien ts   an d   tast es  to   w id r an g o f   d iets .   T o m ato   p lan ts   ar p r o n e   to   a   n u m b er   o f   illn ess es,  th o u g h ,   a n d   th is   ca n   n eg ativ el y   af f ec g r o wer s '   p r o f its ,   p r o d u ctiv it y ,   a n d   q u ality .   T o m ato   m o s aic  v ir u s ,   p o wd er y   m ild e w,   ea r ly   an d   late  b lig h t,  b ac ter ial  s p o t,  an d   to m ato   b lig h t a r am o n g   th co m m o n   d is ea s es  th at  h ar m   to m ato   leav es  [ 1 ] [ 3 ] .   T h s ig n s   o f   th e s d is ea s e s   in clu d lesi o n s ,   s p o ts ,   d is co lo r atio n wiltin g ,   an d   d ef o r m ities   o n   t h leav es.  E v en tu ally ,   th ese  co n d itio n s   r esu lt  in   d ec r ea s in   p h o to s y n th etic   ca p ab ilit y   an d   h am p e r ed   f r u it  d ev elo p m en [ 4 ] [ 7 ] E ar ly   d etec tio n   an d   m an a g em en o f   th ese  d is ea s e s   ar p ar am o u n f o r   m ain tain in g   th h ea lth   an d   p r o d u ctiv ity   o f   t o m ato   c r o p s .   T im ely   i n ter v en tio n   s tr ateg ies,  s u c h   as  tar g eted   p esti cid ap p licatio n ,   c r o p   r o tatio n ,   an d   r esis tan cu ltiv ar   s elec tio n ,   ca n   m iti g ate  th s p r ea d   an d   s ev er ity   o f   d is ea s es,  th er eb y   m in im izin g   y ield   l o s s es a n d   en s u r in g   f o o d   s ec u r ity .   I n   r ec e n y ea r s ,   ad v a n ce m en ts   in   ar tific ial  in tellig en ce ,   p ar ticu lar l y   d ee p   lear n in g ,   h a v r ev o lu tio n ize d   v ar io u s   f ield s ,   in clu d in g   co m p u ter   v is io n   an d   ag r icu ltu r e.   Dee p   lear n in g   tech n iq u es,  esp ec ially   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.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 7 3 - 3 3 8 1   3374   co n v o l u tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs),   h av s h o wn   r em ar k ab le  p er f o r m a n ce   in   im ag r ec o g n itio n ,   o b ject   d etec tio n ,   an d   s em an tic  s eg m en tatio n   task s .   Sem an tic  s eg m en tatio n ,   a   p ix el - lev el  cla s s if icatio n   m eth o d ,   ass ig n s   ea ch   p ix el  in   a n   im ag e   to   s p ec if ic  class   lab el,   en a b l in g   d etailed   u n d e r s tan d in g   a n d   an aly s is   o f   v is u al  d ata   [ 8 ] [ 1 6 ] .   Am o n g   C NN - b ased   a r ch itectu r es,  U - Net  h as  em er g ed   as  a   p o wer f u to o f o r   s em an tic  s eg m en tatio n   task s ,   p ar ticu lar ly   in   b io m ed ic al  im ag in g   an d   ag r ic u ltu r al  ap p licatio n s .   T h U - Net  ar ch itec tu r co m p r is es  an   en co d er - d ec o d er   f r a m ewo r k   with   s y m m etr ic  co n tr ac tin g   a n d   ex p a n s iv p ath way s ,   f ea tu r in g   s k ip   co n n ec tio n s   th at  b r id g c o r r esp o n d in g   lay er s   o f   th en c o d er   a n d   d ec o d e r .   T h is   d esig n   f ac ilit ates  th p r o p ag atio n   o f   h ig h - r eso lu tio n   f ea tu r e   m ap s   f r o m   th en c o d er   to   th d ec o d e r ,   e n ab lin g   p r ec is l o ca lizatio n   a n d   s eg m e n tatio n   o f   o b jects in   im ag es  [ 1 7 ] ,   [ 1 8 ] .   Dee p   r esid u al  lear n in g   is   u s ed   b y   R esNet1 8 ,   r esid u al  n etwo r k   ( R esNet )   ar ch itectu r al  v ar iatio n ,   to   h elp   in   th t r ain in g   o f   e x tr e m ely   d ee p   n eu r al  n etwo r k s .   I u s es  r esid u al  b lo ck s   an d   h as  eig h teen   lay er s ,   in clu d in g   c o n v o lu tio n al,   p o o l in g ,   an d   f u lly   co n n ec ted   lay e r s .   s h o r tcu lin k   t h at  s k ip s   o n o r   m o r e   lev els   an d   a   s et  o f   co n v o l u tio n al  la y er s   ar p r esen in   ev e r y   r esid u al  b lo ck .   B y   p er m itti n g   g r a d ie n ts   to   p ass   s tr aig h th r o u g h   t h n etwo r k ,   th is   s h o r tcu t,  also   k n o wn   as  s k i p   lin k ,   s o lv es  t h v an is h in g   g r a d ien is s u an d   p r eser v es  s ig n al  s tr en g th   wh ile  en h an cin g   tr ain i n g   ef f ec t iv en ess .   T h ar ch itectu r e’ s   a b ilit y   to   m ain tain   p er f o r m an ce   i n   d ee p   n etwo r k s   with o u d eg r a d atio n   is   p r im ar ily   attr ib u ted   to   th ese  r e s id u al  co n n e ctio n s ,   en ab lin g   R esNet1 8   to   ac h iev h ig h   ac cu r ac y   o n   co m p lex   im ag r ec o g n itio n   task s   wh ile  r em ain in g   co m p u tatio n ally   ef f icien [ 1 9 ] [ 2 5 ] .   Ou r   ap p r o ac h   ac h iev es  g r ea p r ec is io n   an d   ac cu r ac y   b y   ac cu r ately   s eg m en tin g   f atig u ed   r eg io n s   in   to m ato   leaf   im ag es  u s in g   U - Net  ar ch itectu r e.   I en s u r es  h i g h   s p ec if icity   an d   s en s itiv ity   b y   class if y in g   ea r ly   an d   late  b lig h u s in g   th R esNet1 8   m o d el.   T h is   m et h o d   im p r o v es  s u s tain ab le  f ar m in g   p r ac tices  b y   h elp in g   f ar m er s   tr ea t d is ea s es in   tim ely   an d   f o cu s ed   m a n n er .       2.   M E T H O D   2 . 1 .       Da t a s et   T h d ataset  u s ed ,   co m p r is es  im ag es  o f   to m ato   leav es  ex h ib itin g   v ar io u s   d is ea s s y m p to m s .   to tal   o f   2 8 0 9   im ag es  wer co llected ,   ca p tu r in g   d iv er s r an g o f   d is ea s m an if estatio n s ,   in clu d in g   lesi o n s ,   s p o ts ,   d is co lo r atio n ,   a n d   d ef o r m ities .   T h ese  im ag es  wer o b tain ed   f r o m   Ka g g le  c h allen g e .   E ac h   im a g in   t h e   d ataset  is   ac co m p an ie d   b y   a   co r r esp o n d i n g   g r o u n d   tr u t h   m ask   d elin ea tin g   th u n h ea lth y   r e g io n s   o n   t h e   to m ato   leav es.  T h ese  m ask s   wer m an u all y   an n o tated .   T h a n n o tatio n   p r o ce s s   in v o lv ed   m eticu lo u s   in s p ec tio n   an d   la b elin g   o f   d is e ase  s y m p to m s ,   en s u r in g   co m p r eh en s iv co v er ag o f   all  af f ec ted   r eg io n s .   Fo r   tr ain in g   th e   s eg m e n tatio n   m o d el,   2 , 8 0 9   im ag es  f r o m   th e   d ataset  wer e   u tili ze d ,   with   th eir   r esp ec tiv g r o u n d   tr u t h   m as k s   s er v in g   as  t h tar g et   lab e ls   f o r   s u p e r v is ed   lear n in g .   T h tr ain in g   d ataset  in clu d es  b alan ce d   d is tr ib u tio n   o f   im ag es  co n tain in g   d if f e r en d is ea s ty p es  an d   s ev er it y   lev els,  ac co u n tin g   f o r   r o b u s m o d el  tr ain in g   an d   g en er aliza tio n .   T o   ev alu ate   th p er f o r m a n ce   o f   th s eg m en tatio n   m o d el,   a   s ep ar ate  test   s et  co n s is t in g   o f   1 0 0   im ag es  was  cu r ated .   T h es test   im ag es  wer s elec ted   to   en co m p ass   wid r an g o f   d is ea s s ce n ar io s   en co u n ter ed   in   p r ac tical  ag r icu lt u r al  s ettin g s ,   in clu d in g   c o m m o n   d is ea s es  s u ch   as   b ac ter ial  s p o t,  ea r l y   b lig h an d   late  b lig h t.   T h e   co r r esp o n d i n g   g r o u n d   tr u th   m ask s   f o r   t h test   s et  wer also   p r o v id e d   to   ass ess   th m o d el' s   ac cu r ac y   a n d   g e n er aliza tio n   c ap ab ilit ies o n   u n s ee n   d ata.   T h d ataset  u n d e r g o es  p r ep r o ce s s in g   s tep s   to   en s u r c o n s is ten cy   an d   c o m p atib ilit y   with   th s eg m en tatio n   m o d el.   T h is   in clu d es  r esizin g   all  im ag es  to   u n if o r m   r eso lu tio n   o f   2 5 6 × 2 5 6   p i x els,  n o r m aliza tio n   to   s tan d a r d ize  p ix el  in ten s ity   v alu es,  an d   a u g m en tatio n   tech n iq u es  s u ch   a s   r an d o m   r o tatio n s ,   f lip s ,   an d   s ca lin g   to   en h an ce   th d iv er s ity   o f   tr ain in g   s am p les  an d   im p r o v m o d el  r o b u s tn ess .   T h d ataset   u tili ze d   f o r   class if icatio n   o f   b lig h in   th is   s tu d y   is   ca teg o r iz ed   in to   two   d is tin ct  class es,  ea r ly   b lig h an d   late  b lig h t,  co n s is tin g   o f   9 2 9   im ag es  o f   ea r ly   b lig h an d   1 , 7 8 0   im ag es  o f   late  b lig h t.  T o   f ac ilit ate  r o b u s ev alu atio n ,   test   s et  was  m eticu lo u s ly   cu r ated ,   co m p r is in g   1 0 0   im a g es,  with   an   eq u al  r ep r esen tatio n   o f   5 0   im ag es  f r o m   ea ch   class .   Als o   in   th is   s tu d y   ev alu atio n ,   a   ca r ef u lly   s elec ted   test   s et  d ata  f o r   b o th   p o tato   a n d   m aize   leav es we r also   u s ed .     2 . 2 .     Net w o rk   a rc hite ct ure      T h d ee p   lear n in g   ar c h itectu r u s ed   in   th is   s tu d y   is   th s tan d ar d   U - Net,   co n v o lu tio n al  n eu r al   n etwo r k   s p ec if ically   d esig n e d   f o r   s em an tic  s eg m en tatio n   task s .   U - Net  ar ch itectu r c ap tu r es  co n te x tu al   in f o r m atio n   wh ile  p r eser v in g   s p atial  d etails.  T h U - N et  ar ch itectu r co m p r is es  an   en co d er - d ec o d er   f r am ewo r k   with   s k ip   co n n ec ti o n s ,   as sh o wn   in   Fig u r 1 .   T h en co d er   r o u te  is   m a d u p   o f   s er ies  o f   co n v o lu tio n al  a n d   p o o lin g   lay er s   th at  m i n im ize   s p atial  d im en s io n s   wh ile  ca p tu r i n g   h i er ar ch ical  ch ar ac te r is tics .   R ep air ed   lin ea r   u n it  ( R eL U)   ac tiv atio n   f u n ctio n s   tr ail   ea ch   co n v o lu tio n al  lay er ,   en ab lin g   n o n - lin ea r   tr a n s f o r m at io n s .   T h d ec o d er   r o u te,   wh i ch   co n s is ts   o f   u p - 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       Dee p   lea r n in g - b a s ed   s ema n tic   s eg men ta tio n   o f to m a to   lea f d is ea s es     ( A s h a   Ma n g a la   S h a n ka r eg o w d a )   3375   co n v o l u tio n al  lay er s   to   g r ad u ally   r eg ain   s p atial  r eso lu tio n ,   s y m m etr ically   m ir r o r s   th e n co d er .   B y   c r ea tin g   s k ip   lin k s   b etwe en   th en co d er   an d   d ec o d er ' s   ap p r o p r iat lay er s ,   f ea tu r m ap s   m ay   f lo d ir ec tly   ac r o s s   d if f er en r eso lu tio n   lev els.  T h ese  s k ip   co n n ec tio n s   ar ess e n tial  f o r   en ab lin g   ac c u r ate  o b j ec lo ca lizatio n   an d   s eg m en tatio n   b y   f u s in g   t h en co d er ' s   h ig h - r eso lu tio n   f ea tu r m ap s   with   t h d ec o d er ' s   lo w - r eso lu tio n   f ea tu r e   m ap s .   I n   th e   co n tex t   o f   U - Net   ar ch itectu r e,   co p y   a n d   cr o p   r ef er s   t o   th e   p r o ce s s   o f   c o p y in g ,   cr o p p in g ,   an d   co n ca ten atin g   f ea tu r m ap s   f r o m   th co n tr ac tin g   ( d o wn   s am p lin g )   p ath   with   f ea tu r m a p s   f r o m   th ex p a n d in g   ( u p   s am p lin g )   p ath .   B y   p r eser v in g   s p atial  in f o r m atio n   an d   co m b in in g   h ig h - lev el  d ata  f r o m   later   lay er s   with   lo w - lev el  ch ar ac ter is tics   f r o m   ea r lier   lay er s ,   th is   im p r o v es seg m en tatio n   ac c u r ac y .           Fig u r e1 .   U - Net  ar c h itectu r e       T o   f in e - tu n an d   lo ca lize   th s eg m en ted   o b jects,  th co n ca t en ated   f ea tu r m a p s   g o   th r o u g h   f u r t h er   co n v o l u tio n al  p r o ce s s es  an d   ac tiv atio n   f u n ctio n s   at   ea ch   d ec o d in g   p h ase.   W h ile  d r o p o u lay e r s   m ay   b e   in s er ted   to   r ed u ce   o v e r f itti n g   an d   en h an ce   m o d el  g en e r aliza tio n ,   b atch   n o r m aliza tio n   l ay er s   ar in clu d ed   th r o u g h o u t t h n etwo r k   to   s tab ilize   an d   s p ee d   u p   th tr ain i n g   p r o ce s s .   T h last   lay er   in   t h U - Net  ar ch itectu r c r ea tes  p ix el - wis p r o b ab ilit y   m a p s   b y   u s in g   s ig m o id   ac tiv atio n   f u n ctio n   to   s h o h o lik ely   it   is   th at  ea c h   p i x el  is   p ar o f   th tar g et  class   ( e. g . ,   h ea lth y   o r   s ick   p atch es  o n   to m ato   leav es).   T h r o u g h   t r ain in g ,   th e   m o d el   c o m p ar es  th e   p r ed icted   p r o b ab ilit y   m ap s   with   th e   g r o u n d   tr u th   m ask s   in   o r d er   to   lear n   h o t o   m in im ize   p r e d eter m in ed   lo s s   f u n ctio n ,   s u c h   as  DI C E   lo s s   was  ca lcu lated   u s in g   ( 1 )   an d   ( 2 )   as d ep icted   b el o w.     = 1 ( l og ( ) + ( 1   )   l og   ( 1 ) ) = 1       ( 1 )     W h er n   is   th n u m b er   o f   p ix e ls ,     is   th g r o u n d   tr u th   lab el  f o r   p ix el  ( 0   o r   1   f o r   b in ar y   s eg m en tatio n ) ,     is   th p r ed icted   p r o b ab ilit y   f o r   p i x el  i .     = 1   = 1   +   = 1 = 1       ( 2 )     W h er   is   th g r o u n d   tr u th   f o r   p ix el    is   th p r ed icted   v al u f o r   p ix el  .   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.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 7 3 - 3 3 8 1   3376   Fig u r 2   r ep r esen tatio n   o f   th R esNet1 8   ar ch itectu r s h o ws  i ts   1 8   lay e r s - co n v o lu tio n al,   p o o lin g ,   a n d   f u lly   lin k ed   lay er s - ar r a n g ed   in to   s eq u en ce   o f   r esid u al   b lo c k s .   I n   R esNet1 8 ,   ea ch   r esid u al   b lo ck   is   c o m p o s e d   o f   two   co n v o l u tio n al  lay er s ,   b atch   n o r m aliza tio n ,   an d   R eL ac tiv atio n   f u n ctio n .   T h id en tity   s h o r tcu t   co n n ec tio n s   th at  allo th in p u to   b y p ass   o n o r   m o r le v els  an d   b ad d ed   d ir ec tly   to   th o u tp u ar wh at  m ak th ese  b lo ck s   s p ec ial.   B ec au s th g r ad ien ts   m ay   tr av el   th r o u g h   th id en tity   c o n n ec ti o n s   d ir ec tly   d u r in g   b ac k p r o p ag atio n ,   th is   b y p as s in g   m eth o d   s u b s tan tially   m itig ates  th v an is h in g   g r a d ien p r o b lem .   T h is   p r eser v es th s ig n al  in ten s ity   a n d   m ak es it e asier   to   tr ain   ev e n   d ee p er   n etwo r k s .           Fig u r e   2 .   R esNet1 8   ar ch itectu r f o r   class if y in g   b lig h t       T h ar c h itectu r is   s tr u ctu r ed   as  f o llo ws:   th in itial  lay e r   is   7 × 7   co n v o lu tio n al  lay er   with   6 4   f ilter s   an d   s tr id o f   2 ,   f o llo wed   b y   3 × 3   m ax - p o o lin g   lay e r   with   s tr id o f   2 .   Su b s eq u en tly ,   th er ar f o u r   s tag es,   ea ch   co n tain in g   two   r esid u al  b lo ck s .   T h f ir s s tag in clu d es  two   b lo ck s   with   6 4   f ilter s ,   t h s ec o n d   s tag h as  two   b lo ck s   with   1 2 8   f ilter s ,   th th ir d   s tag co n tain s   two   b lo ck s   with   2 5 6   f ilter s ,   an d   th f o u r th   s tag co n s is ts   o f   two   b lo c k s   with   5 1 2   f ilter s .   T o   d ec r ea s th s p atial  d im en s io n s   o f   th f ea tu r m ap s ,   th in itial  co n v o lu tio n   in   th r esid u al  b l o ck   h as  s tr id o f   2   in   p h ases   wh er e   th n u m b er   o f   f ilter s   r is es.  f u ll y   lin k e d   lay e r   with   So f tMa x   ac tiv atio n   f o r   class if icatio n   an d   g lo b al  av er ag p o o lin g   lay er   c o m p lete  th n et wo r k .   T h So f tMa x   ac tiv atio n   f u n ctio n   is   u s ed   f o r   th class if icatio n   task s   in   th is   s tu d y   i n   o r d er   to   d if f e r en tiate  b etwe en   ea r ly   a n d   late  b lig h in   to m ato   leav es.  So f tMa x   is   u s ed   to   tr an s f o r m   th o u tp u lo g its   in to   p r o b ab ilit y   d is tr ib u tio n s   s o   th at  th m o d el  ca n   f o r ec ast th e   class   with   th h ig h est p r o b a b i lity .   T h is   r esid u al  lear n in g   f r am ewo r k   allo ws  R esNet1 8   to   m ain tain   h ig h   p er f o r m an ce   ev en   with   in cr ea s ed   d e p th ,   as  th r esid u al  co n n ec tio n s   p r o v id e   a   d ir e ct  p ath   f o r   th e   g r a d ien f lo w,   th u s   en h a n cin g   th e   co n v er g en ce   r ate  a n d   ac c u r a cy   o f   th e   m o d el.   T h ese  ar c h itectu r al  ad v a n ce s   ar u tili ze d   in   th is   s tu d y ' s   ap p licatio n   o f   R esNet1 8   to   p r o v id e   ef f ec tiv e   an d   p r ec is e   p ictu r class if icatio n ,   with   s p ec if ic  f o c u s   o n   d if f er en tiatin g   b etwe en   ea r l y   an d   late  b lig h in   p la n p h o to s .   T h n etwo r k   is   g o o d   f it  f o r   th is   ch allen g i n g   class if icatio n   task   b ec au s o f   its   r esil ien ce   an d   f ea tu r e x tr ac tio n   ef f ec tiv en ess .     2 . 3 .     T ra ini ng   m et ho ds     T h U - Net  m o d el   was  tr ain ed   f o r   1 0 0   ep o ch s .   Du r in g   tr ain in g ,   th DI C E   lo s s   f u n ctio n   was  em p lo y ed   as  th l o s s   f u n ctio n .   T h DI C E   l o s s   q u an tifie s   th s im ilar ity   b etwe en   p r ed icte d   an d   g r o u n d   tr u th   s eg m en tatio n   m ask s ,   g u i d in g   t h m o d el  to wa r d s   p r ec is s eg m en tatio n   o f   d is ea s ed   ar ea s   o n   to m ato   leav es.  T o   o p tim ize  th m o d el  p ar a m eter s ,   th Ad am   o p tim izer   was u s ed .     5 0   ep o c h s   wer u s ed   to   tr ain   th R esNet  m o d el.   T h lo s s   f u n ctio n   th at  was  em p lo y ed   was  b in ar y   cr o s s   en tr o p y   lo s s .   Star tin g   in   th 4 0 th   ep o ch ,   ea r ly   s to p p in g   was  in s titu ted .   T h 3 5 th   p er io d   p r o d u ce d   th e   b est  m o d el.   Alth o u g h   th is   o p tim ized   m o d el  was  in itially   tr a in ed   o n   t o m ato   leav es,  its   ef f ec tiv en ess   was  s u b s eq u en tly   ass ess ed   o n   th p o tato   an d   m aize   leaf   d atasets .       3.   RE SU L T S   Fig u r 3   s h o ws  th ev o lu tio n   o f   th lo s s   cu r v o v er   1 0 0   tr ain in g   ep o c h s ,   illu s tr atin g   th U - Net  s eg m en tatio n   m o d el' s   tr ain in g   p r o ce s s   f o r   to m ato   leaf   d is ea s d etec tio n .   T h e   lo s s   f u n cti o n   s tead ily   d ec r ea s es  as  th lo s s   cu r v d is p lay s   th d is tin ctiv L   s h ap e,   wh ich   is   co n s is ten wi th   th g en er a tr en d   s ee n   d u r i n g   d ee p   lear n in g   m o d el  tr ai n in g   as  s h o wn   in   Fig u r 3 .   T h DI C E   s co r an d   ac cu r ac y   ar th ass e s s m en m etr ic s   th at  ar u s ed   to   ev alu ate  th s eg m en tatio n   m o d el' s   p er f o r m an ce .   T h ese  m ea s u r em en ts   s h ed   in s ig h in to   h o w   well  th alg o r ith m   d is tin g u is h es si ck   ar ea s   o n   to m ato   leav 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       Dee p   lea r n in g - b a s ed   s ema n tic   s eg men ta tio n   o f to m a to   lea f d is ea s es     ( A s h a   Ma n g a la   S h a n ka r eg o w d a )   3377       Fig u r 3 L o s s   cu r v e       T ab le  1   s u m m ar izes  th s eg m en tatio n   m o d el' s   ac cu r ac y ,   wh ich   was  9 2 . 5 %,  an d   its   D I C E   s co r e,   wh ich   was 0 . 9 3 .   W h ile  th DI C E   s co r m ea s u r es th o v er lap   b etwe en   th an ticip ated   a n d   g r o u n d   tr u th   m ask s ,   o f f er in g   a   r eliab le   in d icato r   o f   s eg m en tatio n   ac cu r ac y ,   th a cc u r ac y   m etr ic  s h o ws  th p r o p o r tio n   o f   p r o p e r ly   id en tifie d   p ix els in   th e   s eg m en tatio n   m ask s .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   m etr ics  f o r   T o m ato   d ataset   M e t r i c   V a l u e   A c c u r a c y   9 2 . 5 %   D I C E   s c o r e   0 . 9 3       test   s et  o f   1 0 0   im ag es,  e q u ally   r ep r esen ted   b y   5 0   im ag es   f r o m   ea c h   class ,   was  u s ed   to   ass es s   th e   R esNet1 8   m o d el's  ef f ec tiv en ess   in   d if f er en tiatin g   b etwe en   ea r ly   an d   late  b lig h t.  T h s en s itiv ity ,   s p ec if icity ,   an d   ac cu r ac y   o f   th m o d el' s   p r ed ictio n s   wer ass ess ed ,   an d   f o r   ea ch   o f   th th r ee   d atasets ,   co n f u s io n   m atr ix   an d   r ec eiv e r   o p e r atin g   ch a r ac ter is tic  ( R O C )   cu r v wer u s e d   to   v is u alize   th r esu lts .   T h e   co n f u s io n   m atr ix ,   d ep icted   in   Fig u r e   4 ,   s u m m ar izes  th class if icatio n   o u tco m es.  T h m o d el  co r r ec tly   i d en t if ied   4 7   o u t   o f   5 0   ea r ly   b lig h ca s es  an d   4 8   o u o f   5 0   late  b lig h ca s es  f r o m   T o m ato   leaf   d ataset.   T h co n f u s i o n   m atr ix ,   d ep icted   in   Fig u r 5 ( a) ,   s u m m a r izes  th class if icatio n   o u tco m es.  T h m o d el  co r r ec tly   id en tifie d   4 4   o u o f   5 0   ea r ly   b lig h ca s es  an d   4 5   o u o f   5 0   late  b lig h ca s es  f r o m   Po tato   leaf   d ataset.   T h co n f u s io n   m atr ix ,   d ep icted   in   Fig u r 5 ( b ) ,   s u m m ar izes  th class if icatio n   o u tco m es.  T h m o d el  co r r ec tly   id e n tifie d   4 1   o u o f   5 0   ea r ly   b lig h t   ca s es a n d   4 2   o u t o f   5 0   late  b li g h t c ases   f r o m   Ma ize  leaf   d ata s et.     T h s en s itiv ity   an d   s p ec if icity ,   o r   tr u p o s itiv an d   tr u e   n eg ativ r ates,  wer co m p u ted   f r o m   th e   co n f u s io n   m atr ix .   9 6 %   o f   r ea l la te  b lig h in s tan ce s   wer e   f o u n d   to   b s u cc ess f u lly   d etec ted ,   wh ich   is   k n o wn   as   th s en s itiv ity .   9 4 o f   tr u ea r ly   b lig h ca s es  wer s u cc ess f u lly   r ec o g n ized ,   ac c o r d i n g   to   th s p ec if icity .   Usi n g   th T o m ato   L ea f   d ataset,   th m o d el' s   o v er all  ac c u r ac y - wh ich   is   m ea s u r e d   as  t h p er ce n tag o f   p r o p e r ly   id en tifie d   o cc u r r en ce s   am o n g   all  in s tan ce s - was  9 5 %.  T h e   ac cu r ac y ,   s p ec if icity ,   an d   s en s itiv ity   f o r   th r ee   d is tin ct  d atasets   ar s h o wn   in   Fig u r 6 .     T h R OC   cu r v e   f o r   T o m ato   le af   d ataset,   s h o wn   in   Fig u r e   7 ,   illu s tr ates  th m o d el' s   d iag n o s tic  ab ilit y .   AUC  was  ca lcu lated   to   b 0 . 9 5 ,   in d icatin g   h ig h   lev el  o f   d i s cr im in ativ p o wer   b etwe en   t h two   class es.  T h R OC   cu r v d em o n s tr ates th at  th m o d el  p er f o r m s   co n s is ten tly   well  ac r o s s   v ar io u s   th r esh o l d   lev els.   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.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 7 3 - 3 3 8 1   3378       Fig u r 4 .   C o n f u s io n   m atr i x   f o r   ea r ly   b lig h t a n d   late  b lig h t T o m ato   d ataset           ( a)   ( b )     Fig u r 5 .   C o n f u s io n   m atr i x   f o r   ea r ly   b lig h t a n d   late  b lig h t f o r   ( a)   Po tato   d ataset   an d   ( b )   Ma ize  d ataset           Fig u r 6 .   Sen s itiv ity ,   s p ec if ici ty   an d   ac c u r ac y   p lo ts   f o r   v ar io u s   leaf   d atasets     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       Dee p   lea r n in g - b a s ed   s ema n tic   s eg men ta tio n   o f to m a to   lea f d is ea s es     ( A s h a   Ma n g a la   S h a n ka r eg o w d a )   3379       Fig u r 7 .   AUC an d   R OC   cu r v e       4.   DIS CU SS I O N   T h u tili za tio n   o f   th U - Net  ar ch itectu r in   th is   s tu d y   h as   s h o wed   p r o m is in g   o u tco m es   f o r   ea r l y   d etec tio n   an d   p r ec is m ap p in g   o f   to m ato   leaf   d is ea s es.  W i th   an   ac cu r ac y   o f   9 2 . 5 an d   DI C E   s co r o f   0 . 9 3 ,   th m o d el   ef f ec tiv ely   d is tin g u is h ed   b etwe en   h ea lth y   a n d   d is ea s ed   r eg io n s ,   d em o n s tr atin g   its   p o ten tial  to   ai d   f ar m er s   in   im p lem en tin g   tar g eted   in ter v en tio n   s tr ateg ies.  T h is   ap p licatio n   o f   d e ep   lear n in g - b ase d   s eg m en tatio n   tech n i q u es  h o ld s   s ig n if ican im p licatio n s   f o r   s u s tain ab le  ag r icu ltu r e,   em p o wer in g   f ar m e r s   with   tim ely   in f o r m atio n   to   o p tim iz r eso u r ce   u tili za tio n   a n d   m iti g ate  y ield   lo s s es.    T h e   a s s e s s m e n t   f i n d i n g s   s h o t h a t   t h e   R es N et 1 8   m o d e l   p e r f o r m s   w e ll   a c r o s s   t h r e d a t as e ts :   t o m at o ,   p o t a t o ,   a n d   m a i z e   l e a v es ,   f o r   b o t h   t h e   e a r l y   b l i g h t   a n d   l at e   b l ig h t   c l a s s i f i ca t i o n   t as k s .   W it h   r e s p e c t   t o   t h e   t o m a t o   l e a f   d a t a s e t ,   t h e   m o d e l   a c h i e v ed   a   9 5 %   a c c u r a c y   r a t e   b y   a c c u r a t e l y   i d e n t i f y i n g   4 7   o u t   o f   5 0   e a r l y   b l i g h t   p h o t o s   a n d   4 8   o u t   o f   5 0   la t e   b l i g h t   i m a g e s .   T h is   h i g h   a c c u r a c y   r a t s h o w s   t h at   t h m o d e l   c a n   g e n e r a l i z e   e f f e c t i v el y   t o   n e w ,   u n o b s e r v e d   d a t a ,   w h i c h   m a k e s   i t   a   u s e f u l   t o o l   f o r   r e a l - w o r l d   p l a n t   d i s ea s e   d e te c t i o n   a p p l i c a t i o n s .   T h m o d e l ' s   a b i li t y   t o   a c c u r at e l y   i d e n t i f y   c a s es   o f   l a t e   b l i g h t ,   w h ic h   i s   e s s e n ti a l   t o   s t o p p i n g   t h e   s p r e a d   o f   t h i s   m o r a g g r e s s i v e   b li g h t   t y p e ,   i s   d e m o n s t r a t e d   b y   i t s   s e n s it i v it y   o f   0 . 9 6 .   S i m i l a r l y ,   t h e   s p e ci f i c it y   o f   0 . 9 4   d e m o n s t r a t es  t h e   m o d e l ' s   e f f e c t i v e n ess   i n   a c c u r a t e l y   d e t e c ti n g   e a r l y   b l i g h t ,   t h e r e b y   r e d u c i n g   f a l s e   p o s i t i v e s   a n d   e n s u r i n g   t h a h e a l t h y   p l a n ts   a r n o t   m i s ta k en l y   t r e a t e d   f o r   l a te   b l i g h t .   T h R OC   c u r v e   a n d   t h c o r r e s p o n d i n g   A U C   o f   0 . 9 5   f u r t h e r   c o r r o b o r a t e   t h e   m o d el' s   e x c e l le n t   d is c r i m i n a t i v ca p a b i l i ti e s .   T h e   R OC   c u r v e   i l l u s t r a t es   t h a t   t h e   R es N e t 1 8   m o d e l   m a i n t a i n s   a   h i g h   t r u e   p o s i t i v e   r a t e   w h i l e   k e e p i n g   t h e   f a l s e   p o s i ti v e   r a t e   lo w   a c r o s s   d i f f e r e n t h r e s h o l d   s et t i n g s ,   w h i c h   is   es s e n t i a l   f o r   m a k i n g   r e l ia b l e   p r e d ic t i o n s   i n   v a r y i n g   o p e r a ti o n a l   s ce n a r i o s .   Similar   r esu lts   wer o b tain ed   f o r   th e   p o tato   lea f   d ataset,   w h er th m o d el  ac h iev ed   a n   a cc u r ac y   o f   8 9 b y   ac c u r ately   id e n tify in g   4 4   o u o f   5 0   ea r ly   b lig h p h o to s   an d   4 5   o u o f   5 0   late  b lig h im ag es.  T h R OC   AUC  o f   0 . 8 9   f o r   t h is   d ataset  also   s h o ws  th s en s it iv ity   an d   s p ec if icity ,   s u g g esti n g   s tr o n g   p e r f o r m an ce   in   d if f er en tiatin g   b etwe en   ea r ly   an d   late  b lig h t.  B ec au s o f   its   g r ea ac c u r ac y ,   th m o d el   m a y   also   b e   tr u s ted   to   id en tify   p o tato   lea f   b lig h t,  h e n ce   ass is tin g   d is ea s co n tr o i n itiativ es.  Fo r   th m aize   leaf   d ataset,   th m o d el  co r r ec tly   id en tifie d   4 1   o u o f   5 0   ea r ly   b lig h im ag es  an d   4 2   o u o f   5 0   late  b lig h im ag es,  ac h iev in g   a n   ac cu r ac y   o f   8 3 %.  T h R OC   AUC  o f   0 . 8 3 ,   w h ile  s lig h tly   l o wer   th an   th e   o th er   d atasets ,   s till   s ig n if ies  s o lid   p er f o r m an ce   i n   d if f er en tiatin g   b etwe en   th ty p es  o f   b lig h t.  T h e   m o d el’ s   co n s is ten p er f o r m an ce   ac r o s s   d if f er en t   cr o p s   s h o wca s es  its   v er s atility   an d   r o b u s tn ess   in   p lan d is ea s d etec tio n ,   m ak in g   it  v alu ab le  ass et  f o r   ag r icu ltu r al  d is ea s m an ag em en t.   T h ese  r esu lts   u n d e r s co r th e   m o d el' s   o v er all  r eliab ilit y   a n d   ef f ec tiv en ess ,   d em o n s tr atin g   i ts   p o ten tial  f o r   b r o ad   a p p licatio n   i n   ag r i cu ltu r al  d is ea s d etec tio n   an d   m an ag e m en t.  Mo v in g   f o r w ar d ,   f u tu r r esear c h   en d ea v o r s   co u ld   ex p lo r a v en u es  to   en h an ce   m o d el  g e n er a lizatio n   ac r o s s   d iv er s ag r icu l tu r al  co n tex ts   an d   in teg r ate  m u lti - m o d al   im ag i n g   tech n iq u es  f o r   co m p r eh e n s iv d is ea s d iag n o s is .   T h e   ad o p tio n   o f   th ese  tech n o lo g ies  co u l d   b f u r th er   ac ce ler ated   b y   ef f o r ts   to   d ev e lo p   m o b ile  an d   ed g c o m p u tin g   s o lu tio n s   f o r   in - th e - f ield   r ea l - tim d is ea s m o n ito r in g   ( s u c h   as  d r o n e - b as ed   m o n ito r in g   s y s tem s ) ,   w h ich   wo u l d   u ltima tely   s tr en g th en   an d   s u s tain   ag r icu lt u r al  s y s tem s   ac r o s s   th g lo b e.         5.   CO NCLU SI O   T h is   wo r k   d em o n s tr ates  th ef f ec tiv en ess   o f   d ee p   lea r n in g   m o d els  in   ea r ly   d ete ctio n   an d   ca teg o r izatio n   o f   to m at o ,   p o t ato ,   an d   m aize   leaf   d is ea s es.   Pre cise  id en tific atio n   o f   af f l icted   lo ca tio n s   was  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.   15 ,   No .   3 J u n e   20 25 :   3 3 7 3 - 3 3 8 1   3380   m ad p o s s ib le  b y   th U - Net   ar ch itectu r e' s   ex ce llen ac cu r ac y   an d   DI C E   s co r es.  I m p r ess iv s en s i tiv ity ,   s p ec if icity ,   an d   o v er all  ac cu r a cy   wer d em o n s tr ated   b y   t h R esNet1 8   m o d el  in   its   class if i ca tio n   o f   ea r l y   an d   late  b lig h t a cr o s s   all  th r ee   d ata s ets.  Fo r   to m ato   leav es,  th m o d el  ac h iev e d   9 5 % a cc u r ac y ,   with   s en s itiv ity   o f   0 . 9 6   a n d   s p ec if icity   o f   0 . 9 4 .   Fo r   p o tato   leav es,  th m o d el  r esu lted   in   8 9 ac cu r ac y   an d   an   R OC   AU C   o f   0 . 8 9 .   Ab o u t   m aize   leav es,  th m o d el' s   ac cu r ac y   was  8 3 % ,   an d   its   R OC   AUC  was  0 . 8 3 .   T h ese  f i n d in g s   d em o n s tr ate  h o th ese  m o d el s ,   wh ich   o f f er   ac cu r ate  a n d   d e p en d ab le   d is ea s d etec tio n   a n d   class if icatio n   f o r   m an y   c r o p s ,   m ig h e n h an ce   ag r icu ltu r al  d is ea s co n tr o s t r ateg ies.  Fu tu r r esear ch   s h o u ld   co n ce n tr ate  o n   en h an cin g   m o d el  g e n er aliza tio n   ac r o s s   v ar io u s   c r o p s   a n d   u s in g   cu ttin g - ed g e   im ag in g   te ch n iq u es  to   f u r th er   m ax im ize  r ea l - tim e,   in - f ield   d i s ea s m o n ito r in g   an d   in ter v en tio n .       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   Ash Ma n g ala  Sh an k ar eg o wd a                               Yo g is h   Hu llu k er Kad eg o wd a                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E CO NS E N T   T h au th o r s   co n f ir m   th at  all  d ata  u s ed   in   th is   s tu d y ,   i n c lu d in g   im ag es  o f   to m ato   lea v es,  wer p u b licly   av ailab le.   No   h u m an   p ar ticip an ts   o r   p e r s o n al  d ata  w er in v o lv e d   in   th is   s tu d y .       E T H I CAL AP P RO V AL   T h au th o r s   af f ir m   th at  th e   r esear ch   was  co n d u cted   in   ac co r d an ce   with   eth ical  s tan d ar d s   an d   in s titu tio n al  g u id elin es .       DATA AV AI L AB I L I T Y   T h d ata  th at  s u p p o r th f in d in g s   o f   th is   s tu d y   ar o p en ly   av ailab le  in   Kag g le  at   h ttp s : //w w w . ka g g le. co m/d a ta s ets/ ch a r u ch a u d h r y/p la n tvilla g e - to ma to - lea f - d a ta s et .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   M .   S i g a l a ,   A .   B e e r ,   L .   H o d g so n ,   a n d   A .   O C o n n o r ,   B i g   d a t a   f o m e a su ri n g   t h e   i m p a c t   o f   t o u r i sm   e c o n o m i c   d e v e l o p m e n t   p ro g r a m m e s:   A   p r o c e ss  a n d   q u a l i t y   c ri t e r i a   f r a m e w o rk  f o u si n g   b i g   d a t a .   2 0 1 9 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 981 - 13 - 6 3 3 9 - 9 _ 4 .   [ 2 ]   G .   N g u y e n   e t   a l . ,   M a c h i n e   l e a r n i n g   a n d   d e e p   l e a r n i n g   f r a mew o r k s a n d   l i b r a r i e f o r   l a r g e - sc a l e   d a t a   mi n i n g :   A   s u r v e y ,   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   Re v i e w ,   v o l .   5 2 ,   n o .   1 ,   p p .   7 7 1 2 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 0 1 8 - 0 9 6 7 9 - z.   [ 3 ]   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 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 8 6 / s4 0 5 3 7 - 0 1 9 - 0 1 9 7 - 0.   [ 4 ]   R .   V i n a y a k u m a r ,   M .   A l a z a b ,   K .   P .   S o ma n ,   P .   P o o r n a c h a n d r a n ,   A .   A l - N e mr a t ,   a n d   S .   V e n k a t r a m a n ,   D e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h   f o r   i n t e l l i g e n t   i n t r u s i o n   d e t e c t i o n   s y st e m,   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   4 1 5 2 5 4 1 5 5 0 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 8 9 5 3 3 4 .   [ 5 ]   K .   S i v a r a ma n ,   R .   M .   V .   K r i s h n a n ,   B .   S u n d a r r a j ,   a n d   S .   S r i   G o w t h e m,   N e t w o r k   f a i l u r e   d e t e c t i o n   a n d   d i a g n o s i s   b y   a n a l y z i 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       Dee p   lea r n in g - b a s ed   s ema n tic   s eg men ta tio n   o f to m a to   lea f d is ea s es     ( A s h a   Ma n g a la   S h a n ka r eg o w d a )   3381   sy sl o g   a n d   S N S   d a t a :   A p p l y i n g   b i g   d a t a   a n a l y s i s   t o   n e t w o r k   o p e r a t i o n s,   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   I n n o v a t i v e   T e c h n o l o g y   a n d   Ex p l o ri n g   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   8 ,   n o .   9   S p e c i a l   I ssu e   3 ,   p p .   8 8 3 8 8 7 ,   A u g .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 5 9 4 0 / i j i t e e . I 3 1 8 7 . 0 7 8 9 S 3 1 9 .   [ 6 ]   A .   D .   D w i v e d i ,   G .   S r i v a s t a v a ,   S .   D h a r ,   a n d   R .   S i n g h ,   A   d e c e n t r a l i z e d   p r i v a c y - p r e ser v i n g   h e a l t h c a r e   b l o c k c h a i n   f o r   I o T,   S e n s o rs   ( S w i t zer l a n d ) ,   v o l .   1 9 ,   n o .   2 ,   p p .   1 1 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 9 0 2 0 3 2 6 .   [ 7 ]   F .   A l - Tu r j ma n ,   H .   Za h ma t k e sh ,   a n d   L.   M o s t a r d a ,   Q u a n t i f y i n g   u n c e r t a i n t y   i n   i n t e r n e t   o f   me d i c a l   t h i n g a n d   b i g - d a t a   ser v i c e s   u si n g   i n t e l l i g e n c e   a n d   d e e p   l e a r n i n g ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 1 5 7 4 9 1 1 5 7 5 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 1 6 3 7 .   [ 8 ]   L.   M .   A n g ,   K .   P .   S e n g ,   G .   K .   I j e m a r u ,   a n d   A .   M .   Z u n g e r u ,   D e p l o y m e n t   o f   I o V   f o r   smar t   c i t i e s :   A p p l i c a t i o n s,   a r c h i t e c t u r e ,   a n d   c h a l l e n g e s,”   I EEE   Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   6 4 7 3 6 4 9 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 8 . 2 8 8 7 0 7 6 .   [ 9 ]   S .   K u mar   a n d   M .   S i n g h ,   B i g   d a t a   a n a l y t i c s   f o r   h e a l t h c a r e   i n d u s t r y :   I mp a c t ,   a p p l i c a t i o n s,   a n d   t o o l s,   Bi g   D a t a   M i n i n g   a n d   An a l y t i c s ,   v o l .   2 ,   n o .   1 ,   p p .   4 8 5 7 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 6 5 9 9 / B D M A . 2 0 1 8 . 9 0 2 0 0 3 1 .   [ 1 0 ]   B .   P .   L.   La u   e t   a l . ,   A   s u r v e y   o f   d a t a   f u s i o n   i n   smar t   c i t y   a p p l i c a t i o n s ,   I n f o rm a t i o n   F u s i o n ,   v o l .   5 2 ,   n o .   Ja n u a r y ,   p p .   3 5 7 3 7 4 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . i n f f u s. 2 0 1 9 . 0 5 . 0 0 4 .   [ 1 1 ]   Y .   W u   e t   a l . ,   L a r g e   s c a l e   i n c r e m e n t a l   l e a r n i n g ,   P ro c e e d i n g s   o f   t h e   I EEE   C o m p u t e r   S o c i e t y   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e r   V i si o n   a n d   Pa t t e r n   Re c o g n i t i o n ,   v o l .   2 0 1 9 - Ju n e ,   p p .   3 7 4 3 8 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / C V P R . 2 0 1 9 . 0 0 0 4 6 .   [ 1 2 ]   A .   M o s a v i ,   S .   S h a msh i r b a n d ,   E .   S a l w a n a ,   K .   w i n g   C h a u ,   a n d   J.   H .   M .   T a h ,   P r e d i c t i o n   o f   m u l t i - i n p u t s   b u b b l e   c o l u m n   r e a c t o r   u si n g   a   n o v e l   h y b r i d   m o d e l   o f   c o mp u t a t i o n a l   f l u i d   d y n a mi c a n d   ma c h i n e   l e a r n i n g ,   E n g i n e e ri n g   Ap p l i c a t i o n s   o f   C o m p u t a t i o n a l   Fl u i d   M e c h a n i c s ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   4 8 2 4 9 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 1 9 9 4 2 0 6 0 . 2 0 1 9 . 1 6 1 3 4 4 8 .   [ 1 3 ]   V .   P a l a n i s a m y   a n d   R .   T h i r u n a v u k a r a s u ,   I m p l i c a t i o n s   o f   b i g   d a t a   a n a l y t i c s   i n   d e v e l o p i n g   h e a l t h c a r e   f r a m e w o r k s     A   r e v i e w ,   J o u r n a l   o f   K i n g   S a u d   U n i v e r s i t y   -   C o m p u t e r   a n d   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e s ,   v o l .   3 1 ,   n o .   4 ,   p p .   4 1 5 4 2 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . j k s u c i . 2 0 1 7 . 1 2 . 0 0 7 .   [ 1 4 ]   J.  S a d o w s k i ,   W h e n   d a t a   i c a p i t a l :   d a t a f i c a t i o n ,   a c c u mu l a t i o n ,   a n d   e x t r a c t i o n ,   Bi g   D a t a   a n d   S o c i e t y ,   v o l .   6 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 2 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 7 7 / 2 0 5 3 9 5 1 7 1 8 8 2 0 5 4 9 .   [ 1 5 ]   J.  R .   S a u r a ,   B .   R .   H e r r a e z ,   a n d   A .   R e y e s - M e n e n d e z ,   C o m p a r i n g   a   t r a d i t i o n a l   a p p r o a c h   f o r   f i n a n c i a l   b r a n d   c o mm u n i c a t i o n   a n a l y si s   w i t h   a   b i g   d a t a   a n a l y t i c s t e c h n i q u e ,   I EE A c c e s s ,   v o l .   7 ,   p p .   3 7 1 0 0 3 7 1 0 8 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ES S . 2 0 1 9 . 2 9 0 5 3 0 1 .   [ 1 6 ]   D .   N a l l a p e r u ma  e t   a l . ,   O n l i n e   i n c r e me n t a l   m a c h i n e   l e a r n i n g   p l a t f o r f o r   b i g   d a t a - d r i v e n   sm a r t   t r a f f i c   m a n a g e me n t ,   I EE E   T ra n s a c t i o n o n   I n t e l l i g e n t   T r a n s p o rt a t i o n   S y s t e m s ,   v o l .   2 0 ,   n o .   1 2 ,   p p .   4 6 7 9 4 6 9 0 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TI TS.2 0 1 9 . 2 9 2 4 8 8 3 .   [ 1 7 ]   S .   S c h u l z ,   M .   B e c k e r ,   M .   R .   G r o sec l o se ,   S .   S c h a d t ,   a n d   C .   H o p f ,   A d v a n c e d   M A LD I   mass  s p e c t r o m e t r y   i ma g i n g   i n   p h a r mac e u t i c a l   r e s e a r c h   a n d   d r u g   d e v e l o p m e n t ,   C u rre n t   O p i n i o n   i n   B i o t e c h n o l o g y ,   v o l .   5 5 ,   p p .   5 1 5 9 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c o p b i o . 2 0 1 8 . 0 8 . 0 0 3 .   [ 1 8 ]   C .   S h a n g   a n d   F .   Y o u ,   D a t a   a n a l y t i c a n d   m a c h i n e   l e a r n i n g   f o r   smar t   p r o c e ss ma n u f a c t u r i n g :   R e c e n t   a d v a n c e a n d   p e r sp e c t i v e s   i t h e   b i g   d a t a   e r a ,   E n g i n e e ri n g ,   v o l .   5 ,   n o .   6 ,   p p .   1 0 1 0 1 0 1 6 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e n g . 2 0 1 9 . 0 1 . 0 1 9 .   [ 1 9 ]   Y .   Y u ,   M .   Li ,   L.   L i u ,   Y .   Li ,   a n d   J .   W a n g ,   C l i n i c a l   b i g   d a t a   a n d   d e e p   l e a r n i n g :   A p p l i c a t i o n s ,   c h a l l e n g e s ,   a n d   f u t u r e   o u t l o o k s ,”  Bi g   D a t a   M i n i n g   a n d   A n a l y t i c s ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   2 8 8 3 0 5 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 6 5 9 9 / B D M A . 2 0 1 9 . 9 0 2 0 0 0 7 .   [ 2 0 ]   M .   H u a n g ,   W .   L i u ,   T.   W a n g ,   H .   S o n g ,   X .   L i ,   a n d   A .   L i u ,   A   q u e u i n g   d e l a y   u t i l i z a t i o n   s c h e me  f o r   o n - p a t h   ser v i c e   a g g r e g a t i o n   i n   serv i c e s - o r i e n t e d   c o m p u t i n g   n e t w o r k s ,   I EE A c c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   2 3 8 1 6 2 3 8 3 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 8 9 9 4 0 2 .   [ 2 1 ]   G .   X u ,   Y .   S h i ,   X .   S u n ,   a n d   W .   S h e n ,   I n t e r n e t   o f   t h i n g i n   m a r i n e   e n v i r o n me n t   mo n i t o r i n g :   A   r e v i e w ,   S e n so rs  ( S w i t z e rl a n d )   v o l .   1 9 ,   n o .   7 ,   p p .   1 2 1 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s 1 9 0 7 1 7 1 1 .   [ 2 2 ]   M .   A q i b ,   R .   M e h mo o d ,   A .   A l z a h r a n i ,   I .   K a t i b ,   A .   A l b e s h r i ,   a n d   S .   M .   A l t o w a i j r i ,   S m a rt e t r a f f i c   p r e d i c t i o n   u s i n g   b i g   d a t a ,   i n - m e m o ry   c o m p u t i n g ,   d e e p   l e a r n i n g   a n d   g p u s ,   v o l .   1 9 ,   n o .   9 .   2 0 1 9 .   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / s1 9 0 9 2 2 0 6 .   [ 2 3 ]   S .   Le o n e l l i   a n d   N .   Te m p i n i ,   D a t a   j o u rn e y s i n   t h e   s c i e n c e s .   2 0 2 0 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 0 3 0 - 3 7 1 7 7 - 7.   [ 2 4 ]   N .   S t y l o s   a n d   J.   Zw i e g e l a a r ,   Bi g   d a t a   a s   a   g a m e   c h a n g e r:   H o w   d o e s   i t   s h a p e   b u si n e ss   i n t e l l i g e n c e   w i t h i n   a   t o u r i sm   a n d   h o s p i t a l i t y   i n d u s t ry   c o n t e x t ?   2 0 1 9 .   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 9 8 1 - 13 - 6 3 3 9 - 9 _ 1 1 .   [ 2 5 ]   Q .   S o n g ,   H .   G e ,   J.   C a v e r l e e ,   a n d   X .   H u ,   T e n s o r   c o m p l e t i o n   a l g o r i t h ms   i n   b i g   d a t a   a n a l y t i c s,   AC M   T ra n s a c t i o n s   o n   K n o w l e d g e   D i sco v e r y   f ro m   D a t a ,   v o l .   1 3 ,   n o .   1 ,   p p .   1 4 8 ,   Ja n .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 4 5 / 3 2 7 8 6 0 7 .       B I O G RAP H I E S O F   AUTH O RS       As h a   Ma n g a l a   S h a n k a r e g o wd a           c u rre n tl y   wo r k i n g   a a n   a ss istan p ro fe ss o i n   th e   De p a rtme n t   o f   Co m p u ter  S c ien c e   a n d   En g in e e rin g   a CHRIS (De e m e d   to   b e   Un i v e rsity )   Ba n g a lo re .   S h e   re c e iv e d   h e r   B. E.   d e g re e   in   IS E   fr o m   Visv e sv a ra y a   Tec h n o lo g ica l   Un iv e rsit y ,   Be lg a u m   a n d   M . Tec h .   d e g re e   in   CCT  fro m   M y s o re   Un iv e rsit y .   S h e   is  c u rre n tl y   p u rsu i n g   h e r   Ph . D .   a Visv e sv a ra y a   Tec h n o l o g ica U n iv e rsit y   (VTU),   Be lg a u m .   He re se a rc h   in tere sts  in c lu d e   ima g e   p ro c e ss in g   a n d   d e e p   lea rn in g ,   wh e re   s h e   a c ti v e l y   e x p lo re a d v a n c e m e n ts  i n   th e se   field s.   Wi t h   a   stro n g   a c a d e m ic  b a c k g r o u n d   a n d   a   p a ss io n   f o tea c h i n g ,   sh e   c o n tr ib u tes   sig n ifi c a n t ly   to   b o th   re se a rc h   a n d   e d u c a ti o n   in   c o m p u ter  sc ien c e .   S h e   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il a sh a g o wd a 0 5 @g m a il . c o m .         Yo g ish   H u ll u k e r e   K a d e g o wd a           is  wo r k in g   a p ro fe ss o in   t h e   De p a rtme n o In fo rm a ti o n   S c ien c e   a n d   E n g i n e e rin g ,   re c e iv e d   B. E.   d e g re e   in   c o m p u ter  sc ien c e   a n d   e n g in e e rin g ,   fr o m   P E S CE,   M a n d y a ,   M y s o re   Un i v e rsity ,   M . Tec h .   d e g re e   fro m   S JCE  M y so re ,   VTU  Be lag a v i n   c o m p u ter  e n g in e e rin g .   P h . D.   in   c o m p u ter  sc ien c e   fro m   Bh a ra th iar  Un i v e rsit y   a n d   P G DCLCF   -   P o st  G ra d u a te  Dip lo m a   in   c y b e law   a n d   c y b e fo re n sic -   NLS IU  (Na ti o n a l   Law   S c h o o o I n d ia n   Un i v e rsity   Be n g a l u ru .   P r o d u c e d   F o u P h . D . ,   a n d   c u rre n tl y   g u i d in g   6   sc h o lars   fo t h e ir  P h . D.  i n   VTU.  P u b l ish e d   a n d   p re se n ted   1 0 3   p a p e rs  a Na ti o n a l/ In tern a ti o n a l   Co n fe re n c e s/Jo u r n a ls  a m o n g   2 5   p a p e rs  we re   In d e x e d   b y   S COPU S /W e b   o S c ien c e ,   1 6   IEE E   a n d   t h re e   p a p e rs  in   DBLP .   Two   p a ten ts  a n d   o n e   c o p y   ri g h t   in   h is  c re d it .   S u c c e ss fu ll y   g u id e d   fiv e   P h Ds   a n d   g u id in g   6   P h S c h o lars   u n d e VTU.  F iv e   Bo o k   C h a p ters   F e tch e F u n d fro m   M OD ROBS  -   AICTE   ( 1 2   L a k h s),  DS 7   lak h s.   He   c a n   b e   c o n tac ted   a t   e m a il :   y o g ish h k @g m a il . c o m     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.