I AE S   I n t e r n at ion al  Jou r n al   of   Ar t if icial   I n t e ll ig e n c e   ( I J - AI )   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   2025 ,   pp.   3201 ~ 3213   I S S N:  2252 - 8938 ,   DO I 10 . 11591/i jai . v 14 .i 4 . pp 32 01 - 3213             3201     Jou r n al  h omepage ht tp: // ij ai . iaes c or e . c om   Op t imiz in g c itr u s d is e as e  d e t e c t io n :   a   t r an s f e r ab le   c on vol u t io n al  n e u r al  n e t w o r k   m od e e n h an c e d  w it h  t h e  f r u i t f ly   op t imiz at io n  al gor it h m       Anoop   Gan ad al u   L in gar aj u As h M an ga la  S h a n k ar e gowda B ab u   Ku m ar   S at h iya m u r t h y S an t h r u p t h   B u d an oor   Chan n e gowda ,   S h r u t Ja lap u r ,   Chai t r P alah all i   Chenn ak e s h ava   D e pa r tm e nt  of  C omput e r  S c ie nc e  a nd E ngi ne e r in g,  S c hool  of  E ngi ne e r in g a nd T e c hnol ogy,  C H R I S T  U ni ve r s it y, B e nga lu r u , I ndi a       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived  S e p   30 2024   R e vis e Apr   9 2025   Ac c e pted  J un   8 2025       Fu n g a l ,   b ac t eri a l ,   an d   v i ral   d i s eas e s   s i g n i f i can t l y   t h rea t en   ci t ru s   p r o d u ct i o n   an d   q u al i t y   w o rl d w i d e,   p r o mp t i n g   p r o d u cers   t o   e x p l o re  t ec h n o l o g i cal   s o l u t i o n s   t o   mi t i g at t h fi n an c i al   i m p act   o t h es d i s e as es .   Imag an a l y s i s   t ech n i q u e s   h a v emerg e d   as   p o w er fu l   t o o l s   f o d e t ect i n g   c i t r u s   d i s eas e s   b y   d i ffere n t i at i n g   b et w ee n   h eal t h y   an d   d i s eas e d   s p ec i men s   t h ro u g h   t h e   ex t rac t i o n   o d i s cri m i n a t i v feat u res   fro i n p u t   i mag es .   T h i s   p ap er   i n t ro d u ce s   v al u ab l d at a s et   c o mp r i s i n g   9 5 3   co l o i ma g es   o o ran g l eav e s   fro t h s p ec i es   Ci t r u s   s i n e n s i s   (L . O s b eck ,   w h i c h   s er v es   t o   t rai n ,   ev a l u a t e,   an d   c o mp are  v ari o u s   al g o r i t h ms   ai me d   at   i d e n t i fy i n g   a b n o rmal i t i es   i n   c i t r u s   fru i t s .   T h d e v el o p me n t   o au t o ma t ed   d et ec t i o n   s y s t ems   i s   cru c i al   f o r   red u c i n g   eco n o mi l o s s es   i n   ci t ru s   p ro d u c t i o n ,   w i t h   t h i s   res earch   fo c u s i n g   o n   t w e l v s p eci f i d i s ea s es   a n d   n u t ri e n t   d ef i ci e n c i es .   W p ro p o s n o v e l   ap p r o ach   t o   ci t ru s   p l a n t   d i s ea s d e t ect i o n   u t i l i zi n g   h y p er - p arame t er  t u n ed   t ran s ferrab l co n v o l u t i o n al   n e u ra l   n et w o r k   (T C N N m o d el ,   referre d   t o   a s   t h e   en h a n ced   fru i t fl y   o p t i m i zat i o n   al g o ri t h ( E FO A ) - T CN N   mo d el .   T h i s   mo d el   o p t i mi zes   t h p arame t ers   o T C N N   u s i n g   t h E FO A   an d   en h an ce s   arch i t ect u ral   d e s i g n   b y   i n c o rp o rat i n g   t h ree  co n v o l u t i o n a l   l ay er s   al o n g s i d an   en erg y   l ay er  i n s t ea d   o t ra d i t i o n a l   p o o l i n g   l a y er.   E x p eri me n t a l   res u l t s   d emo n s t rat t h a t   t h p ro p o s ed   E F O A - T CN N   mo d el   o u t p erf o rms   e x i s t i n g   s t a t e - of - the - ar t   met h o d s ,   ach i ev i n g   s en s i t i v i t y   o 0 . 9 7 5   an d   an   accu rac y   o 0 . 9 9 5 .   K e y w o r d s :   B a c ter ia   C it r us   f r uit   dis e a s e   de tec ti on   E nha nc e f r uit f ly  opti mi z a ti on  a lgor it hm   I mage   a na lys is   T r a ns f e r r a ble  c onvolut ional   ne ur a ne twor k   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e.     C or r e s pon din A u th or :   As ha   M a nga la  S ha nka r e gowda   D e p a r t m e nt   o f   C o m pu t e r   S c i e nc e   a n d   E n g i ne e r i ng ,   S c h o o l   o f   E n g in e e r i n g   a n d   T e c h n o l og y ,   C HR I S T   Un i v e r s i t y   B e nga lur u,   Ka r na taka ,   I ndia   E mail:   a s ha gowda 05 @gmail. c om       1.   I NT RODU C T I ON   S pe c ies   that  a r e   indi ge nous   to  Aus tr a li a ,   M e lane s ia,   a nd  c e r tain  r e gions   of   As ia  a r e   include in  the   ge nus   C it r us ,   whic is   c ompr is e d   of   the  f r uit   c r ops   that  a r e   the   mos e c onomi c a ll y   va luable   on   a   glob a s c a le.   C it r us   f r uit s ,   whic include   s we e or a nge s   a nd  manda r ins ,   a r e   gr own  in  mo r e   than  140  c ountr ie s   a nd  a r e   pr im a r il y   c ult ivate d   f or   the  pur pos e   of   s e r ving  the  mar ke ts   f or   f r e s f r uit   a nd  be ve r a ge s .   Ac c or din to  the  F ood  a nd  Agr icultur e   Or ga niza ti on   of   the  Unite Na ti ons   ( F AO )   in   2020   [ 1 ] ,   s we e or a nge s   a c c ount  f or     65  pe r c e nt  o f   the   tot a l   c it r us   pr oduc ti on   wor ld wide   [ 2] ,   with   M e dit e r r a ne a c ountr ies   be ing  th e   lea ding   e xpor ter s   of   f r e s f r ui t.   How e ve r ,   the   pe r s is ten thr e a pos e by  a   wide   va r iety  o f   f unga l,   ba c te r ial,   a nd   oomyce te  dis e a s e s   is   a   s igni f ica nt  ba r r ier   to  th e   e f f icie nt  tr a de   o f   c it r us   f r uit s ,   bo th  domes ti c a ll a nd   int e r na ti ona ll y   [ 3] .   T his   is   the   c a s e   be c a us e   c it r u s   f r uit s   a r e   s us c e pti ble  to  a   wide   r a nge   o f   dis e a s e s .   T he   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   20 25 320 1 - 3213   3202   pr e s e nc e   of   thes e   pa thogen s ,   whic include   P lenodom us   tr ac he iphi lus   a nd  P hy topht hor a   s p e c ies ,   ha s   the  potential  to  r e s ult   in  yield   los s e s   of   thi r ty  to  f if ty   pe r c e nt  dur ing  c r uc ial  pha s e s   of   the  plant's   li f e   c yc le   [ 2] T he   s us c e pti bil it of   c it r us   plants   to   dis e a s e s   is   e xa c e r ba ted  by  their   a c id  pH  a nd   high  wa ter   c onte nt,   whic h   lea ve s   them  vulner a ble  dur ing   the  pr e - ha r ve s a nd  pos t - ha r ve s s tag e s - a nd  r e s pe c ti ve ly   [ 4] .   T he   pur pos e   o f   thi s   s tudy  is   to   inves ti ga te  the   is s ue   of   c it r us   dis e a s e   de tec ti on,   whic h   is   a   s igni f ica nt  obs tac le  that  a f f e c ts   c it r us   pr oduc ti on  a ll   ove r   the  wor ld.   B e c a us e   of   the  de mands   plac e on  c omp utational  r e s our c e s   a nd  the  c ons tr a int s   im pos e by  ne twor de s ign,   the  mac hine  lea r ning  a nd  de e lea r ning  tec hniques   that  a r e   c ur r e ntl in   us e   ha ve   l im it a ti ons   whe i c omes   to  de te c ti ng  thes e   dis e a s e s   with  the  r e qui r e d   leve of   e f f icie nc y.   T he   r e a s on  f or   thi s   is   that  the r e   is   a   g r owing  de mand  f or   a gr icultur a l   pr oduc ts   that  a r e   of   high   qua li ty  a nd  s a f e   f or   the  e nvir onment   [ 5] [ 8 ] .   T he r e f or e ,   a dva nc e de tec ti on  s ys tems   a r e   e s s e nti a in  or de r   to   mi nim ize   e c onomi c   los s e s   in  the   c it r us   indus tr y.   T he   a ppr oa c h   that  ha s   be e n   pr opos e pr ovi de s   f r e s h   pe r s pe c ti ve s   by  pr e s e nti ng  a   tr a ns f e r r a ble  c onv olut ional  ne ur a ne twor ( T C N N)   model  that  h a s   be e n   opti mi z e d   with  the  e nha nc e f r uit f ly  opti mi z a ti on   a lgor it hm  ( E F OA ) .   Us ing  thi s   method,   dis e a s e   de t e c ti on  is   im pr ove while   maintaining   low  c omput a t ional  c os ts ,   whic h   make s   it   a c c e s s ibl e   a nd  pr a c ti c a f or   a ppli c a ti ons   in  the  r e a wo r l d   [ 9] .   As   s ta ted   in   t he   i nt r oduc ti o n,   the   pa pe r 's   ma in   goa l   is   to   iden ti f y   c it r us   dis e a s e s   thr ough   im a ge   a na lys is   a nd  mac hi ne   lea r n ing .   H owe ve r ,   i s hou ld  be   no ted  that   the   r e s e a r c pr e s e n ts   t he   E F OA - T C N mode l   to  iden ti f 12   di f f e r e n kinds   o f   c it r us   plan il lnes s e s   a nd   de f ici ts   [ 10 ] [ 12 ] .   A lt h ough   t he   f i na nc ia b ur de n   o f   c it r us   il l ne s s e s   is   m e nti one d   in   the   a bs tr a c t ,   the   i ntr o duc t ion   w il l   be   e xten de d   t dis c us s   the   im po r tanc e   o f   a utom a ted   de t e c t ion .   T he   f ina nc ial   r a mi f ica t ions   will   be   hi ghl ight e d ,   inc lud ing   a v oid ing   lar ge   c r o los s e s ,   mainta ini ng  qua l it y   c on tr ol   in   the   c i tr us   s e c to r ,   a n the   s ho r tc omi ngs   o f   c onve nti ona l   man ua l   ins pe c ti ons   in   de tec ti ng   t he s e   il lnes s e s .   T he   pr im a r y   go a l   o f   th is   r e s e a r c h   is   to   de ve l op   t he   E F OA - T C NN   mo de l   t o   ident if y   twe lve   dis ti nc types   of   c i tr us   dis e a s e s   a nd   nu tr it io na l   de f icie nc ies   th r oug im a ge   a na lys is   a nd  mac hine   lea r n ing .   Al tho ugh   the   a bs t r a c t   r e f e r e nc e s   the   f i na nc ial   b ur de n   o f   c i tr us   dis e a s e s   [ 1 3] [ 1 5] ,   t he   in tr oduc t ion   will   be   e xpa nde d   to   e m pha s ize   the   i mpo r ta nc e   o f   a utom a ted   de tec t ion .   Ke y   f i na nc i a l   i mpl ica ti ons   in c lude   t he   pr e ve n ti o n   o f   s ubs ta nti a l   c r op   los s e s ,   t he   ma int e na nc e   of   qua l it y   c ont r o l   in   the   c i t r us   s e c to r ,   a n d   the   li mi tat ions   of   t r a di ti on a l   man ua l   ins pe c ti o meth ods   in   e f f e c ti v e ly  iden ti f yi ng   thes e   dis e a s e s   [ 16] .   M or e ove r ,   thi s   int r oduc ti on   will   de lve  de e pe r   int o   the  E F OA   a nd  it s   r ole   in  f ine - tuni ng  the  T C NN .   I t   will   a ls e lucida te  the  innovative  incor po r a ti on  of   a e ne r gy  laye r   in   plac e   of   the  c onve nti ona pooli ng  laye r   a nd  dis c us s   how  hype r pa r a mete r   opti mi z a ti on   e nha nc e s   ove r a ll   model   pe r f or manc e .   B y   e va luating  the   E F OA - T C NN   model  us ing   a   publi c ly   a va il a ble  da tas e of   o r a nge   lea ve s ,   thi s   pa pe r   a im s   to  p r e s e nt  a   c ompr e he ns ive  s olut ion  f or   a c c ur a te  c it r us   d is e a s e   c las s if ica ti on.   S pe c if ica ll y,   the   pa pe r   is   or ga nize d   a s   f oll ows .   T he   li ter a tur e   that  is   pe r ti ne nt  to   the  top ic  is   dis c us s e in  s e c ti on   2 .   T he   methodology   is   pr e s e nted  in   s e c ti on  3 .   T he   r e s ult s   a r e   dis c us s e in   s e c ti on  4 L a s tl y,   the  f indi ngs   a r e   s um mar ize d   in  s e c ti on  5 .       2.   RE L AT E WORKS   I their   inves ti ga ti on  of   a a utom a ted   s ys tem  f or   c it r us   dis e a s e   c las s if ica ti on,   B utt   e t   al [ 17]   e mpl oye de e lea r ning  c ombi ne wi th  opti mal   f e a tur e   s e lec ti on   tec hniques .   T he   ini ti a l   pha s e   of   their   a ppr oa c invol ve da ta  a ugmenta ti on,   whic e ntails   ge ne r a ti ng  ne im a ge s   f or   the  tr a ini n da tas e   f r om   e xis ti ng  e xa mpl e s .   L e ve r a ging  t r a ns f e r   le a r ning,   the  a uthor s   r e tr a ined   two  p r e - e xis ti ng  models De ns e Ne t - 201   a nd  Ale xNe t - us ing  the  e nha nc e d   da tas e de r ived  f r om  lea f   im a ge s .   T he ir   e xp e r im e nts   a c hieve a   r e mar ka ble  p r e c is ion  leve o f   99 . 6% .   At  e a c s tage ,   the   pr opos e f r a mew or k   wa s   c om pa r e to  s tate - of - the - a r methodologi e s ,   de mons tr a ti ng  s upe r ior   pe r f or manc e .   Ya da e al [ 18]   de ve loped  a   c omput e r   vis ion  s y s tem  c a pa ble  of   a utom a ti c a ll c a tegor izing  f r uit s   a nd  lea ve s ,   ther e by   f a c il it a ti ng   e f f icie nt   dis e a s e   mana ge me nt  in   o r c ha r ds .   T his   s tudy   uti li z e d   f e a tur e s   ge ne r a ted  by  C NN s   a nd  mac hine  lea r ning  c las s if ier s   to  e f f e c ti ve ly  de tec c it r us   blac s pot  ( C B S ) - inf e c ted  f r uit s   a nd  lea ve s   e xhibi ti ng  c a nke r   s ympt oms .   T he   c us tom   s ha ll ow  C NN   c ombi ne with  r a dial  ba s is   f unc ti on  ( R B F )   s uppor ve c to r   mac hine  ( S VM )   a c hieve a ove r a ll   a c c ur a c y   of   92. 1%   f o r   f r uit s   a f f e c ted  by   C B S   a nd  f our   other   c ondit ions   ( g r e a s s pot,   mela nos e ,   wind  s c a r ,   a nd  ma r ke table ) .   F or   lea ve s   s howing  c a nke r   s ympt oms   a longs ide  f our   other   c ondit ions   ( c ont r ol,   g r e a s s pot,   mela nos e s ,   a nd  s c a b) ,   the  VG G1 model  with  R B F   S VM   a c hieve a im pr e s s ive  ove r a ll   a c c ur a c of   93% .   Ac c or ding  to  Dhiman  e a l .   [ 3] ,   a e f f e c ti ve   c it r u s   f r uit   dis e a s e   pr e diction  model  c a be   de ve loped   us ing  hype r s pe c tr a im a ging  ( HSI )   s ys tems   a nd   f e a tur e s   e xtr a c ted  thr ough   both  de e a nd   s ha ll ow  c onvolut ional  ne ur a ne twor ks ,   c ombi ne wi th  ma c hine  lea r ning  c las s if ier s .   T he ir   p r opos e model  i ntegr a tes   e dge   c omput ing  with  de e lea r ning   a r c hit e c tur e s ,   s pe c if ica ll C NN   a nd  long  s hor t - ter memor y   ( L S T M )   ne twor ks .   T his   model  incor po r a tes   a   f e a tur e - f us ion  s ubs ys tem,   a   down - s a mpl ing  method,   a nd  a a dva nc e d   f e a tur e - e xtr a c ti on  mec ha nis to  e ns ur e   a c c ur a te  dis e a s e   de tec ti on  in  c it r us   f r uit s   whi le  e na bli ng  s ubs tantial   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       Optimiz ing  c it r us   dis e as e   de tec ti on:   tr ans fer able   c onv olut ional   ne ur al    ( A noop  Ganadalu   L ingar aju)   3203   identif ica ti on  c a pa bil it ies .   T he   s tudy   uti l ize d   2, 95 labe led  im a ge s   of   c it r us   f r uit s   identi f ied   a s   a f f e c ted  by   m e lanos is ,   s c a b s ,   c a nke r s ,   blac s pots ,   or   gr e e ning,   dr a wn  f r om  onli ne   Ka ggle  a nd  vil lage   da tas e ts .   P e r f or manc e   met r ics   s uc a s   pr e c is ion,   r e c a ll ,   F - mea s ur e ,   a nd  s uppor we r e   e mpl oye to   c om pa r e   the  pr opos e model  with   e xis ti ng  one s ,   a s s e s s e both   with   a nd  without   f e a tur e   pr uning .   T he   r e s e a r c i nc luded  two  pha s e s the  f ir s invol ve e xpe r im e ntal  a na lys i s   us ing  magnitude - b a s e pr uning  ( M B P ) ,   while  the  s e c ond   c ombi ne M B P   with  pos t - qua nti z a t ion.   T he   C NN - L S T M   model,   e nha nc e by  thes e   te c hniques ,   outper f or med   the  c ur r e nt  s tate - of - the - a r C NN   method,   a c hieving  a c c ur a c r a tes   of   97. 18 %   a nd   98. 25% ,   r e s pe c ti ve ly.   T he   C NN - L S T M   M ode hybr id  mode us e f or   maiz e   dis e a s e   c las s if ica ti on  [ 19] .   Uğuz   e al [ 8]   int r oduc e C it r us Ne t,   a   nove mo de ba s e on  C NN s   f or   c las s if ying  da mage a nd  a bnor mal  c it r us   f r uit s .   T he   s t udy  ga ther e 5 , 14 f r uit   im a ge s   f r om   c it r us   gr ove s   in   Anta lya,   T ur ke y.     Among  the   f ou r   C NN   models   tes ted,   C it r us Ne a nd   R e s Ne t50  yielde d   the  be s t   c las s if ica ti on  r e s ult s .     T he   s e c ond  pha s e   of   their   r e s e a r c e va luate f ive  dif f e r e nt  C NN   models   f o r   de tec ti ng  two  c omm on   dis e a s e s   in  T ur kis c it r us a lt e r na r ia  a lt e r na ta  a nd  thr ips .   E xpe r im e ntal  r e s ult s   indi c a ted  that  YO L Ov5  a nd  M a s R - C NN   we r e   the   mos e f f e c ti ve   in   de tec ti ng   c it r u s   dis e a s e s ,   a c hieving  a a ve r a ge   p r e c is ion  ( AP )   of   0 . 99.     W a ng   e al [ 20]   buil t   a   c it r us   ye ll ow   s hoot   dis e a s e   r e c ognit ion   model   ba s e on  the  YO L Ov5s   a nd  a c hives   a a c c ur a c of   91. 3 %   S a ini   e al [ 21]   pr opos e a   de e C NN   model  f or   c las s if ying  c it r us   plant  lea f   a nd  f r uit   dis e a s e s   int s e ve c a tegor ies .   T he   model’ s   pe r f or manc e   wa s   e va luate us ing  opti mi z e r s   s u c a s   Ada m,   s t oc ha s ti c   gr a dient  de s c e nt  ( S GD ) ,   a nd   R M S pr op,   with   Ada a c hieving   the  h ighes pr e c is ion   of   98. 6 % .   T h e   s tudy  a ls s howe that  da ta  a ugmenta ti on,   a long   with   va r iat ions   in  e poc hs ,   ba tch  s ize ,   a nd  dr opout ,   i mpr ove model  a c c ur a c y.   T his   a ppr oa c de mons tr a tes   the  potential  of   AI   in  e na bli ng  f a s a nd  a c c ur a te  plant   dis e a s e   de tec ti on.   Ar thi   e al [ 22]   pr opos e a   nove l   a p pr oa c na med  duc opti m iza ti on  with   e nha nc e c a ps ule   ne tw or ( DO E C N )   ba s e c it r us   dis e a s e   de tec ti on  f or   s us taina ble  c r op   mana ge ment  ( C DD C M )   wa s   pr opos e d   to  de tec a nd   c las s if c it r us   dis e a s e s   e f f e c ti ve ly.   T he   method   int e gr a tes   pr e p r oc e s s ing  s teps ,   us e s   DO E C f o r   f e a tur e   e xtr a c ti on  a nd  hype r pa r a mete r   tuni ng,   a nd   e mpl oys   a   de e s tac ke s pa r s e   a utoenc ode r   ( DSS AE )   f o r   c las s if ica ti on.   C NN - S VM   hybr id  model  wa s   pr opos e f or   c it r us   d is e a s e   de tec ti on,   us ing  C NN   f o r   f e a tur e   e xtr a c ti on  a nd  S VM   f or   c las s if ica ti on  [ 23] .   W it h   a a c c ur a c of   92. 34% ,   the  model  e f f e c ti ve ly  i de nti f ies   mul ti ple  c it r us   dis e a s e s ,   s uppor ti ng  pr e c is ion  a gr icultur e   a nd  s us taina ble  c r op  mana ge ment.     C howdhur e t   al [ 24]   de ve loped   a   li ghtwe ight   C NN   model  f or   c it r us   lea f   dis e a s e   de tec ti on   a nd  c ompar e with  pr e - tr a ined  models   li ke   R e s Ne t - 50,   VG G16,   a nd  De ns e Ne va r iants .   T r a ined  on   a a u gmente da tas e of   2800  im a ge s ,   the  mo de a c hieve a   97. 84%   va li da ti on  a c c ur a c a nd  96%   F 1 - s c or e .     S ha s tr e al [ 7]   pr opos e a   ne a ppr oa c f o r   r e li a ble  a nd  a utom a ted  dis e a s e   identif ica ti on  us ing  C NN s .     B a na lyzing  a   s ub s tantial  da tas e of   im a ge s   de pi c ti ng  dis e a s e c it r us   f r uit s   a nd  lea ve s ,   their   s ugge s ted  E - C NN   model  de mons tr a ted  e xc e pti ona r e s ult s   in  both  r e c ognit ion  a nd  c las s if ica ti on  a c c ur a c y.   Qiu  e al [ 25]   e xplor e s e man ti c   e mbedding  methods   we r e   inves ti ga ted  f or   dis e a s e   im a ge s   a nd  s tr uc tur e d   de s c r ipt i ve   texts .   Vis ua f e a tur e s   of   lea ve s   we r e   e xtr a c ted  us ing   c onvolut ional  ne twor ks   of   va r ying   de pths ,   including  VG G16,   R e s Ne t50,   M obil e Ne tV2,   a nd   S huf f leN e tV2.   S he r mi la  e t   al [ 26]   pr opos e d   a   tailo r e d   a ppr oa c that  i ntegr a tes   a   C NN   with  a L S T M ,   a c hieving  a e f f icie nc of   96% .     2. 1 .     P r ob lem   s t at e m e n t   C it r us   dis e a s e s ,   c a us e by  va r ious   f unga l,   ba c ter ial,   a nd  vir a l   inf e c ti ons ,   lea to  s igni f ica nt  f inanc ial   los s e s   in  the   c it r us   indus tr y   wor ldwide.   M a n ua in s pe c ti on  methods   a r e   ti me - c ons umi ng,   p r one   to   e r r or s ,   a nd  r e quir e   e xpe r knowle dge ,   making  them  ine f f icie nt  f or   lar ge - s c a le  de tec ti on.   T he r e f or e ,   ther e   is   a   c r it ica ne e f or   a utom a ted  s ys tems   that  c a a c c ur a tely   de tec a nd  c las s if mul ti ple  dis e a s e s   in  c it r us   plants   to  mi ti ga te  e c onomi c   los s e s   a nd  e n s ur e   high - qua li ty   pr oduc ti on.   T he   pr oblem  is   the  ine f f icie nc of   t r a dit ional  manua a nd  non - opti mi z e mac hine  lea r ning  methods   in  de tec ti ng  mul ti ple  c it r us   dis e a s e s ,   whic c a lea to  e c onomi c   los s e s   a nd  r e duc e pr oduc ti on  qua li ty.   C ha ll e nge s   in  c it r us   dis e a s e   de tec ti on:  c it r us   dis e a s e s ,   c a us e by  f unga l,   ba c ter ial,   a nd  vir a a ge nts ,   a r e   a   major   thr e a to  global  c it r us   pr oduc ti on.   T r a dit ional  methods   of   dis e a s e   de tec ti on  r e ly  on  manua l   ob s e r va ti on,   whic i s   ti me - c ons umi ng  a nd  e r r o r - pr one .   T he   pr opos e method  tac kles   the  c ha ll e nge   by   a uto mating  the  de tec ti on   pr oc e s s   us ing  im a ge - ba s e d   a na lys is ,   a ll owing  e a r ly  de tec ti on  a nd   mi nim izing   c r op  los s e s .       3.   P ROP OS E S Y S T E M   T he   pa pe r   pr opos e s   a E F OA   int e gr a ted  with  a   T C NN .   T he   s tr a tegy  be hind  us ing  the  E F OA   is   to   opti mi z e   the   hype r - pa r a mete r s   of   the   T C NN ,   a ll owing  f o r   be tt e r   f e a tur e   e xt r a c ti on  a nd   c las s if ica ti on  pe r f or manc e .   T h is   dir e c tl a ddr e s s e s   the  pr oblem  by  im pr oving  the  a c c ur a c a nd  s e ns it ivi ty  of   dis e a s e   de tec t ion.   T his   r e s e a r c pr ovides   a n   innovative   s olut ion  f o r   a uto mate c it r us   dis e a s e   de tec ti on,   with  the   E F OA - T C NN   model  outper f o r mi ng  c onve nti ona methods .   T he   de tailed  a na lys is   a nd  c ompar is on  o f   models   va li da te  the  r obus tnes s   of   the  p r opos e a ppr oa c h,   of f e r in g   s igni f ica nt   potential   f or   r e a l - wor ld  a ppli c a ti ons .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   20 25 320 1 - 3213   3204   T he   r e s e a r c pa ve s   the  wa f or   f utur e   wo r in   opti mi z ing  s im il a r   models   f or   other   plant   dis e a s e s   a nd   a gr icultur a c ha ll e nge s .   Ou r   r e s e a r c de mons tr a ted  that  the   E F OA - T C NN   model  s igni f ica ntl y   e nha nc e s   the   de tec ti on  of   c it r us   dis e a s e s   c ompar e to  tr a di ti ona methods .   W e   f ound  that  the  s e ns it ivi ty   of   the    E F OA - T C NN   model  r e a c he 0. 975 ,   indi c a ti ng   a   h igh  tr ue   pos it ive   r a te  f o r   identi f ying  d is e a s e s a mp les .     3. 1.     Dat a   d e s c r ip t ion   Ga ther e in   or a nge   or c ha r ds   in   the   nor thea s ter M e xica s tate s   of   S a n   L uis   P otos i,   the   c oll e c ti on   c ontains   953  c olo r   pho tos   of   C it r us   s pe c ies   le a ve s .   Or a nge   lea ve s   in   the  da tas e t   a r e   c a tegor i z e int o     12  gr oups ,   a s   s hown  in  T a ble  1.   T he s e   gr oups   include   he a lt hy,   s ick,   nutr ient  de f icie nt,   a nd  pe s ts .   I a ddit ion,   F igur e s   1( a )   to  1 ( l)   dis plays   e xa mpl e s   of   e a c a n omaly,   s howing  how   the  lea ve s textur e   a nd  c olor   pa tt e r ns   c ha nge   a s   pr e dicte d   [ 27] .       T a ble  1.   C las s - wi s e   im a ge   de li ve r in  the   da tas e t   C la s s  n a me   A bnor ma li ty  t ype   # I ma ge s   G r e a s y s pot   D is e a s e   100   Fe   I r on de f ic ie nc y   100   Mg   M a gne s iu m l a c k   100   Zn   Z in c  de f ic ie nc y   100   H e a lt hy   N ot  a bnor ma l   100   H L B   D is e a s e   43   T e xa s  mi te   P e s t   100   R e d s c a l e   P e s t   30   R e d s c a l e  s e qu e la e   P e s t   100   C it r us  l e a f mi ne r   P e s t   100           F igur e   1.   He r e   a r e   the  lea f   s a mpl e s   include in  the   da tas e t:   ( a )   s tr ong,   ( b)   hua nglongbi ng ,   ( c )   gr e a s s pot,     ( d)   i r on  de f icie nc y,   ( e )   magne s ium   lac k,   ( f )   manga ne s e   de f icie nc y,   ( g)   nit r oge n   de f icit,   ( h )   z inc  de f icie nc y   ( i)   t he   c it r us   mi te   of   T e xa s ,   ( j)   c it r us   lea f mi ne r ,   ( k)   r e s c a le  a nd  it s   a f ter e f f e c ts ,   a nd   ( l )   r e d   s c a le  it s e lf       3. 2.     Clas s if icat ion   u s in d e e p   lear n in g   n e t wor k   c on s t r u c t ion   F or   the   pur pos e   o f   plant   dis e a s e   c a tegor iza ti on,   t he   E F OA - T C NN   a r c hit e c tur e   is   s hown.   T he r e   a r e   thr e e   ke a s pe c ts   of   the  pictur e   that  the  r e c om mende de e C NN   take s   int a c c ount:   I f   the  s ize   of   the  de s c r ipt ion  pa tt e r n   is   e qua l   f il ter   will   be   a ble   to   id e nti f it .   S e c ond,   va r ious   por ti ons   of   the   input   pic tur e   us e   of   the  s a me  f or ms   or   pa tt e r ns   [ 27 ] .   C onvolvi ng  t he   whole   s our c e   im a ge   is   a ddit ional  models .   F inally,   the   ge ometr of   the  s our c e   pictur e   is   una f f e c ted  by   do wn  s a mpl e pixels ,   whic laye r .   T wo  c onvolut ion   laye r s   make   up   the   s ugge s ted  E F OA - T C NN ,   with   the   pooli ng   laye r s   a nd   the   E L   be ing  dir e c ted   by   a   thi r d   c on volut ion   laye r .   Af t e r   that ,   the  f ull y   c onne c ted  ( F C )   laye r   is   pa i r e with   a   S of tM a x   laye r .   B y   taking   a n   a ve r a ge   o f   the  output ,   E L   s umm a r ize s   the  f e a tur e   maps   of   t he   f inal   c onvolut ional  laye r .   E a c f e a tur e   map  ge ts   a   va lue   ba c f r om  thi s ,   whic is   the  s a me  a s   the  e ne r gy  ba nk.   T his   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       Optimiz ing  c it r us   dis e as e   de tec ti on:   tr ans fer able   c onv olut ional   ne ur al    ( A noop  Ganadalu   L ingar aju)   3205   de s ign  not  only  r e duc e s   the  number   of   laye r s ,   b ut  it   a ls us e s   les s   memor a nd  c omput a ti on  ti me  whe lea r ning  textur e   f unc ti ons ,   a nd   it   doe s   it   quit e   we ll .   T h is   pe r f or manc e - c omput ing  ti me  tr a de - of f   is   made   pos s ibl e   by  E L .   T laye r ' s   da ta  f low,   thi s   laye r   is   a dde d.   S hor tl y   f oll owing   the  las pooli ng   laye r ,   t he   E L 's   f lattene output   is   r ou ted  to   the   c onc a tena ti on  lay e r .   I o r de r   to  im pa r t   inf or mation  on   the   im a ge 's   s ha pe   a nd  textur e   to   the   c ompl e tely   li nke d   laye r ,   thi s   c onne c ti on  ge ne r a tes   a   f r e s h,   f lattene d   ve c tor .   T he   mathe matica c omput a ti on  of   the  c onvolut ion  laye r 's   output   s ize   is   given  by  ( 1 )   a s :      = + 2 + 1   ( 1)     w he r e     be s ides     c ha r a c ter ize s   the  input   be s ides   f il ter   s ize   c or r e s pondingl y,   S   s igni f ies   t he   pa d ding,   be s ides   ϱ   is   the  s tr ide  wor th.   Ne xt,   the  f ir s two   laye r s   of   the  th r e e   c onvolut io laye r s   a r e   t r a ined  us ing  a   5   ke r ne s ize ,   a nd   their   output s   a r e   16   a nd   32  c ha nne ls ,   c or r e s pondi ngly.   T he   th ir d   c onvolut ional  laye r ,   whic ha s   6 output   c ha nne l s   be s ides   a   ke r ne s ize   of   3,   is   us e a s   a   t r a ns it ional  laye r   to  e xtr a c t   textur e   a tt r ibut e s   [ 28] .   T he   c onvolut ion  laye r   may   only  lea r n   31, 744   pa r a mete r s ,   whic a r e   de ter mi ne u s ing  the  f o r mul a   in   ( 2)   a nd  ( 3) :     = × ( × + 1 )   ( 2)     = + × ×   ( 3)     w h e r e     m e a n s   t h e   C N N   l a y e r   l e a r n a b l e   l i m i t s ,     c h a r a c t e r i z e s   t h e   k e r n e l   s i z e ,   t h e n     s i g n i f i e s   t h e   c h a n n e l   s u m .   T he   output   of   the  input   ne ur on  is   c omput e by  e a c c onvolut ion  laye r .   I ts   we ight   plus   the  lea s input   f ield  a s s oc iate with  it   a r e   mu lt ipl ied   by  a   dot   pr oduc to   ge t   the   c omput a ti on.   A   16 - ke r ne out put  with   dim e ns ions   of   32× 32× 16  is   s ha p e by  the  ini ti a c onvolut ion  laye r .   Ac c or ding  to  ( 4 ) ,   the  f ir s c on volut ion  laye r   ne ur ons output   is :     = × +   ( 4)     W he r e     r e p r e s e nts   the   maps ,     c ha r a c te r i z e s   the   f e a tur e   maps   tha w e r e   s upp li e d ,   a nd   T   s tan ds   f or   the   we ight e d   ma p.   T he   las t   laye r   e ne r g y   de s c r ipt ion   a s   it s   ou tpu t.   Af ter   the   thi r d   c onv olut ion   laye r ,   e ne r g laye r s   a r e   mi xe c r it e r ia .   L ike   a   de s c r i pto r ,   it   de s c r ibes   th e   tex tu r e   in   a   s im il a r   wa y.   I n   ( 5)   p r ov ides   r e lati ons hip   a s :      ( , ) = [ + = 1 ]   ( 5)     W he r e   E L ( ξ , ϑ )   s tands   f or   the  E L   laye r ,   f or   the  in put  inf luenc e s ,   a nd  T   f o r   the  E L   we ight e ve c tor .   T he r e   a r e   f e we r   pa r a mete r s   that  c a n   be   lea r ne d   be c a us e   the  c onne c ti on  a mong  the   E L   a nd  F C   laye r s   is   na r r o we r   than   the  las t r a dit ional  c onvolut ion   laye r   c onne c ti vit y   [ 29] .   F o r wa r a nd   ba c kwa r p r opa ga ti on  a ls o   a ll o E L   to  lea r n,   a nd  it   r e membe r s   the  e ne r gy  da ta  f r om   t he   p r e vious   laye r .   I a ddit ion  to  e nha nc ing  the   lea r ning  c a pa bil it a nd  s im pli f ying   the  pr o jec ted  s ys tem,   E L   he lps   to  de c r e a s e   the  ve c tor   s ize   of   laye r .   T o   de ter mi ne   the  E L   pa r a mete r s   that   c a be   lea r ne d,   us e   ( 6)   a s :      = × 1   ( 6)     whe r e      is   th e   E L   lea r na ble  li m it s ,     is   the  c ur r e nt  ne ur on,   be s ides   1   is   the  ne ur on.   B e twe e the  c onvolut ion  the  ba tch  a c ti va ti on  pur p os e   is   uti li z e to  pr oc e s s .   T e li mi na te  the  int e r na l   c ova r iate   s hif t,   ba tch  nor maliza ti on  is   e mpl oye d.   T he   s tanda r de viation   a nd  mea c a be   no r ma li z e to  a c hieve   thi s .   I ( 7)   a nd  ( 8)   a r e   uti li z e in  the  b ulk  nor maliza ti on  pr oc e dur e   to  de ter m ine  the  m e a a nd   va r ianc e .       = 1   ( 7)     = 1 × ( ) 2   ( 8)     W he r e     a nd    c ha r a c ter i z e s   the  mea be s ide s   va r ianc e   c or r e s pondingl y,     is   the  s ize   of     c omponent  of   a tt r ibut e s .   A   va lue  of   64  is   us e f or   n   in  ou r   wor k .   W he us ing  ( 9 )   to  de ter mi ne   the  ba tch   nor maliza t ion,   the   r e s ult   is :     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   20 25 320 1 - 3213   3206   = 2 + +   ( 9)     whe r e     a nd    a r e   the   va lues   of   the   ini ti a li z a ble   pa r a mete r s   f or   e a c outpu f unc ti on.   B y   pluggi ng   r e c ti f ied  li ne a r   unit   ( R e L U )   int the   a c ti va ti on  f unc ti on   in  ( 10)   a nd  then   c a lcula ti ng  the  output   of   ( 11)   a s :     , , =  0 , , ,   ( 10)      =  ( ( ( , ) ) )   ( 11)     W he r e   , ,   s igni f ies   f e a tur e s   a nd  , ,   s tands   f o r   the  inp ut  e leme nt's   a tt r ibut e .   As   a   c ons e que nc e   of   the   c ontr ol  ne twor k's   ove r f it ti ng ,   the  pool ing  laye r   s ubs e que ntl s hr inks   the  f e a tur e   mappings ,   we igh ts ,   a nd  c omput a ti ons .   In   ( 12)   is   us e to  c a lcula te  the   laye r   numer ica ll y :      =  ( 0 , 1 )   ( 12)     W he r e      s tands   f or   the   f e a tur e   maps   that   will   be   ou tput ,   ϑ   f or   the   f e a tur e   maps   that   will   be   input ,   Q   f or   the  s ize   of   the  pooli ng,   a nd   T   f or   the  maximum   la ye r   f or   the  ve c tor .   T wo  max  laye r s ,   e a c with  a   ke r ne s c ope ,   a r e   uti li z e in   thi s   s tudy.   F or   e a c we ight e upda te,   the   dr opout  laye r   r e m ove s   a   f r a c ti on  of   r a ndoml c hos e pa r a mete r s   in   or de r   to  pr e ve nt  ove r f it ti ng  of   the  tr a ini ng  da ta   [ 30 ] .   I o r de r   to  pr e ve nt  tr a ini ng  da ta  f r om  be ing  ove r f it ,   dr op   e dit ing  is   e mpl oye in  to  c onti nua ll e l im inate   a   p a r a mete r .   Ove r - c ompatibi li ty  o f   t r a ini ng  da ta  is   a   pr oblem   f or   F C   laye r s   be c a us e   they  ha ve   the  mos pa r a m e ter s   in  the  ne twor k.   B e c a us e   of   thi s ,   the  dr opout  laye r   is   de c ided  upon  s ubs e que nt  to   the   F C   laye r .   A   c las s if ier   that   make s   us e   of   the   los s   f unc ti on   is   the   S of tM a x   laye r .   F or   S of tM a x ,   the   pos s ibl e   outcome s   mi gh take   on   va lues   be twe e n   z e r a nd   one .   I ( 13)   the  los s   f unc ti on  is   e xpr e s s e mathe m a ti c a ll a s :     = δ + ( )   ( 13)     W he r e     s tands   f or   the  ove r a ll   los s   a nd  δ   with   the  i - t ve c tor   e leme nt's   c las s   d.   As   s hown  in   ( 14)   us ing  the   S of t M a f unc ti on,   the  c las s if ier 's   goa is   to   mi ni mi z e   the  pr oba bil it y   dis c r e pa nc be twe e the   a c tual  a nd   e s ti mate labe ls .     =   ( )   ( 14)     W he n   thi s   s tep   is   f ini s he d,   E F OA - T C NN   moves   on   to   the   hype r - pa r a mete r   tuni ng   p r oc e s s ,   whic will   be   de s c r ibed  in  the   s ubs e c ti on  that   f oll ows .   As   you   c a s e e   f r om  T a ble  2 ,   the   input   a nd  output   dim e ns io ns   of   the  pr ojec ted  ne twor a r e   f ull y   labe ll e d.         T a ble  2.   P r opos e E F OA - T C NN   a r c hit e c tur e   laye r s   T ype s   P a ddi ng   K e r ne s iz e  t o f or e a c h f e a tu r e  ma p   S tr id e   O ut put   s iz e   I nput   s iz e   C onvolut io na l a ye r  1   [ 1 1 1 1]   5   [ 1 1]   62× 62× 16   64× 64× 1   M a pool in g l a ye r   1   [ 1 1 1 1]   2   [ 2 2]   32× 32× 16   62× 62× 16   C onvolut io na l a ye r  2   [ 1 1 1 1]   5   [ 1 1]   30× 30× 32   32× 32× 16   R e L U             M a pool in g l a ye r   2   [ 1 1 1 1]   2   [ 2 2]   16× 16× 32   30× 30× 32   C onvolut io na l a ye r  3   [ 1 1 1 1]   3   [ 1 1]   16× 16× 64   16× 16× 32   R e L U             EL   -   -   -   128× 1   16× 16× 64   D r opout   -   -   -   128× 1   128× 1   F C 1   -   -   -   1024× 1   128× 1   D r opout   -   -   -   1024× 1   1024× 1   F C 2   -   -   -   1   1024× 1   S of tM a x   l a ye r   -   -   -   -   -   C la s s if ic a ti on  l a ye r   -   -   -   -   -       3. 2. 1.   F in e - t u n in u s in E F OA   T his   s e c ti on  be gins   by   looki ng   int o   the   or ig ins   of   loga r it hmi c   s pir a l   pa thwa ys .   Af ter   that,   a n   a da ptable   s witch  ( r a ti o)   is   buil t   to  s tr ike  the  r ig ht  c ombi na ti on  of   e xplo r a ti on  a nd  e xploi tation   ba s e on   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       Optimiz ing  c it r us   dis e as e   de tec ti on:   tr ans fer able   c onv olut ional   ne ur al    ( A noop  Ganadalu   L ingar aju)   3207   va r iations   in  the  va lues   o f   e xpr e s s ions   on  the  f a c e .   E F OA   is   us e f or   opti mi z ing   the  hype r - pa r a mete r s   of   the   T C NN   model,   s uc a s   the  lea r ning  r a te ,   ba tch  s ize ,   number   o f   f i lt e r s ,   a nd   dr opout   r a tes .   Optim iza ti on  of   thes e   hype r - pa r a mete r s   is   c r it ica to  a c hieving  the  be s pos s ibl e   model  pe r f or manc e ,   a s   im pr ope r   hype r - pa r a me ter   tuni ng  c a n   lea to   poor   ge ne r a li z a ti on   or   ove r f it ti ng.   I n   E F OA ,   e a c h   f r ui f ly   r e pr e s e nts   a   c a ndidate   s olut ion   ( a   s e of   hype r - pa r a mete r s ) ,   a nd  the  a lgor i thm   e xplor e s   the  s e a r c s pa c e   to  f ind  the  be s c ombi na ti on  of   pa r a mete r s   that  mi nim ize s   the  c las s i f ica ti on  e r r or   on  the  va li da ti on  da tas e t.   T he   s e a r c pr oc e s s   in  E F OA   invol ve s   both  loca l   a nd  global  s e a r c pha s e s   to  ba lanc e   e xplor a ti on   a nd  e xploi tation.   T he   loca l   s e a r c r e f ines   the  s e a r c a r ound  p r omi s ing  s olut ions ,   while   the  glob a s e a r c e ns ur e s   the  a lgor it hm  doe s   not  ge s tuck  in  lo c a mi nim a .   T he   e nha nc e ve r s ion  of   F OA   int r oduc e s   im pr ove ments   in   it s   s e a r c h   s tr a tegie s ,   includ ing  a da pti ve   pa r a mete r   tuni ng   a nd  mu lt i - dim e ns ional  e xplor a ti on,   whic he lp  in  f a s ter   c onve r ge nc e   to   the  opti mal  hype r - pa r a mete r s .   T he   int e gr a ti on  o f   a   ne w   a da ptable   s witch  ( r a ti o)   a nd   a e nha nc e F is   then  s hown.     3. 2. 2.   De s ign   of   t h e   logarit h m ic  s p iral  p at h   T he   S phe r e   f unc ti on   ( ) = 2   = 1 a nd  S c hwe f e f unc ti on   ( ) = ( = 1 ) 2 = 1 ( xi  va r ies   be twe e - 100  to  100,   a nd   is   s e to   10)   a r e   c h os e a s   the  be nc hmar f unc ti ons .   Ou r   r e s e a r c i nvolves   r unning  tes ts   50   ti mes   to   c a lcula te  the   mea n   pe r f o r manc e .   B y   doing  thi s ,   the  f inal  r e s ult s   a r e   les s   a f f e c ted  by  unpr e dicta bil it in  population  pos it ion   ini ti a li z a ti on.   I thes e   50  r uns ,   the  a ppr opr iate   va r iable s   f or   e ve r a lgor it hm  a r e   a ll   given  the  s a me  va lue.   T he   qua nti t of   s e a r c he r s   is   15 ,     =   0 . 2 ,   0   =   1       =   1 .   T he   potential  f o r   loca s pa c e   uti li z a ti on   ha s   g one   unnoti c e d.   How   to  s u s tain  e xplor a ti on  a nd   e xploi tation  of   f i r e f ly  is   a int r igui ng  topi c   in  the  s e a r c pr oc e s s .   W he the  pr oblem  is   s olved,   the  opti mi z e r 's   e f f e c ti ve ne s s   will   incr e a s e   a nd  the  c omput a ti ona load  will   de c r e a s e .   W e   s olve  thi s   c onund r um  by  c ons ider ing  lar ge   r a pto r s   that  t r a ve in  a   logar it h mi c   s pir a l,   li ke   pe r e gr ine   f a lcons   in   s e a r c of   f o od.   T h is   s tr a tegy  is   ba s e on   e xpe r i menta bio logy.   W e 've   a ls not ice a   s im il a r   f l ight   pa tt e r n   f o r   f ir e f li e s   a night .   T he   logar i thm ic  s pir a l   pa th   is   one   tec hnique  that   c ould  be   us e to  i mpr ove   F e xploi tation .   T he   de s ign  of   a   nove pos it ion  upda ti ng  method   ba s e on  thi s   is   ho the  logar it hm ic  s pir a looks     , + 1 = , + 0 . .  2   . ( , , )   .   co s   ( 2 . )   ( 15)     I ( 15 ) ,   l   is   a e ve r a ndom   ve c tor   in   dim e ns ion s   in  [ 1 , 1 ]   ;   the  logar i thm ic  s pir a l's   s ha pe   is   de ter mi ne by  the  c ons tant  b,   whic ha s   a   de f a ult   va lue   of   1 .   T de s c r ibe  the  pos it ion   upda te  methodology   in   ( 1 6 ) ,   two  c a us e s   de ter mi ne   thi s   pos it ion   va r iation :   log a r it hm ic  s pir a l   pa ths   a nd   br igh tnes s   int e ns it y.   T he   c oe f f i c ients   in   mathe matics   r e pr e s e nt  the  latter   .   co s   ( 2 . ) .     3. 2. 3.   Adap t ive  s wit c h   d e s ign   I or de r   to  e qua li z e   both  e xplo r ing  a nd  e xploi ti ng  modes ,   thi s   r e s e a r c pr ovides   the  a da pti ve   s witch   ( r a ti o)   tec hnique.   W hich  a pp r oa c will   be   e mpl oye in  the   f oll owing   it e r a ti on :     {             ,    > ,             ,    ,   ( 16)     W he r e   is   a   ge ne r a ted  number   r a ndoml wi th  unif or dis tr ibu ti on  [ 0 ,   1]   a nd  the    is   c omput e in  the  pr e vious   it e r a ti on.   T he   e xploi tation   method  mus be   s e lec ted  with  a   gr e a ter   pr oba bil it than  a   mode  of   e xplor a ti on  in  or de r   to  ha s ten  the  opti mi z e r 's   c onve r g e nc e .   T hus ,   we   de s c r ibe  the  c ha nge ove r   R _( t+1)   r a nging  f r o [ 0 . 5,   1] .   S e tt ing  the   be ginni ng  r a ti o   t 0. r e s ult s   in  the  va lue   of   the  a da ptable   s witch :     + 1 = {         1 1 + e x p   ( 1 ) , lg | |   lg | 1 | , 1 1 + e x p   ( . 1 . 1 ) ,    ( 17)     I ( 17 )   a the   t - th  it e r a ti on ,   is   the  be s f unc ti o n's   f it ne s s   va lue  ( · )   =    10 ( · ) ;     ·     is   the  f loor 's   pur pos e .   T he   c a lcula ti on   of   the   ( 18 )   is   done   us ing  t he   f or mul a   by  the  a da ptable   s c a le  pa r a mete r   thr e s hold :         =   10 lg | 1 | + 1   ( 18)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   20 25 320 1 - 3213   3208   W e   s ha ll   e xa mi ne   thr e e   s it ua ti ons   in  o r de r   to   c omp r e he nd  how  thi s   f o r mul a   wo r ks   in  g r e a ter   de tail:     T he   f ir s c ondit ion ,     1 .   As   a   r e s ult ,   ther e   is   a   s iza ble  ga be twe e two  it e r a ti ons .   T he   pr oc e s s   of   opti mi s a ti on  now  ha s   a   f r e s h,   be tt e r   opti on  than ks   to  s e a r c a ge nts .   He nc e ,   a a da pti ve   r a ti + 1     be c omes   a nd  the  ne xt  it e r a ti on's   a   mode  o f   e xplo r a ti on  is   s e lec ted     If    1 ,   then   s hif to   e xplor a ti on   with   r e ga r to  of   p e r f or manc e   de gr a da ti on.   T he   f lexible   r a ti o   + 1     will   be   0. 5 ,   a nd  we 'll   make   us ing  a   mode  of   e xplo r a ti on  mor e   li ke ly  the   f oll owing   s e a r c he s .     T he   f inal  p r e r e quis it e   is   lg | |   lg | 1 | ,   im ply  th e   d is c ove r of   a   c los e s mi nim um.   B the  i tem,   we   a djus the   r a ti o   by   ( 19 )   to   incr e a s e   the   s e ns it ivi ty  of   the   a da pti ve   s witch.   I n   thi s   s c e na r io,   the r e   will   be   a   high  li ke li hood   of   s e a r c a ge nts   e s c a ping  potential  tr a ps .     . 1 . 1   ( 19)     T he   s c a li ng  f a c tor   lg | 1 |     c a a utom a t ica ll de tec the  f indi ng  s tatus .   T hus ,   our   a da pti ve   s witch  im pr ove s   c onve r ge nc e   e ve n   mor e .   F o ll owi ng  that,   the   logi s ti c   f unc ti on   is   us e to  c onve r t   the   va r iation  to  a   pr oba bil it y .   T he   a da ptable   s witc r a ti o   is   then   de ter mi ne d.   B a s e on   the   idea   o f   a   f lexible  s witc layout,   we   dis c ove r   that  thi s   pa r ti c ular   s witch  ha s   a   gr e a ter   c a pa c it y:  a ge nts   that  s e a r c a c ti vit ha s   incr e a s e in   c hoos ing  a   mode  of   e xplor a ti on  whe the r e   is   a int e r r upti on  du r ing  the  p r oc e s s   of   s e a r c hing  to  e ns ur e   the  opti mi z a ti on   a lgor it hm   to  f ind  a   gr e a ter   idea l.     3. 2. 4.   F ire f ly' s   u p d a t e d   algori t h m   T he   upda ted   loca ti on  f or mul a   is   now  dis playe a s   ( 20) :     , + 1 = { , + 0 . .  2 . ( , , ) + .  [ 0 . 5 ] , > , , + 0 . .  2 . ( , , )     .     co s   ( 2 . ) ,   .   ( 20)     Our   r e vis e f ir e f ly  method,   ter med  the  a da ptable   logar it hmi c   s pir a f i r e f ly  a lgor it hm,   whic in tegr a tes   the  a dva ntage s   of   F with  a   moder nize d   the  logar i th mi c   s pir a pa thwa c ontr oll e by  a   s mar a da pti v e   s witch.   T he   ps e udo - c ode   de mons tr a tes   the   modi f ica ti ons   that   we r e   made   f or   the   c onve nti ona l   F A   f r a me wor to   a c c omm oda te  our   f lexible   s witch.   T he   mos r e c e n va lue  of   the  f it ne s s   f unc ti on  f _t ^ *   is   logged  to   c onf igur e   the  f lexible   s witch.   W e   will   e mpl oy   a   tr a dit ional   t e c hnique  in  whic h   the   va lue  o f   the   s witch  is   f ixed   a 0. 5   to   a s s e s s   the  e f f e c ti ve ne s s   of   the  c a pa bil it y   of   the   a da pti ve   s witch  a nd  the   logar it hm   s pir a l   pa th.   I n   ( 21)   is   the   method  f or   upda ti ng  p os it ion :     , + 1 = { , + 0 . .  2 . ( , , ) + .  [ 0 . 5 ] , > 0 . 5 , , + 0 . .  2 . ( , , )     .     co s   ( 2 . ) ,   0 . 5 .   ( 21)       4.   RE S UL T S   AN DI S CU S S I ON   T c onduc t   the  r e s e a r c h,   an   I ntel   C or e   i5 - 7200   C P be s ides   GB   o f   int e r na l   memor y   is   uti li z e d.   T he   pr oc e s s or   is   a c c ompl is he of   r unning   a t   2. 7   G Hz .   De voted  Us e r   I nter f a c e   ( U I )   be s ides   J upyter   N otebook  ( P ython  3 . 7)   pe r f or m   the  ope r a ti ons   on  W indows   1 0,   a   6 4 - bit   ope r a ti ng  s ys tem  na tur a s e tt ing .     4. 1.     Valid a t ion   a n alys is   of   p r op os e d   m od e wi t h   e xis t in p r oc e d u r e s   T a bl e   p r o vi de s   t he   e x pe r im e n tal   in ve s ti ga ti on   of   p r e dic ta bl e   f a u lt les s   w it e x is t in p r o c e d u r e s   i t e r ms   o f   di f f e r e n t   met r ics .   I n   T a bl e   3   m e a ns   t ha t   t he   va l ida t io n   s t ud y   o f   p r oj e c ted   f a u lt les s   w it e x is t in t e c hn iq ue s .   I n   t his   i nv e s t ig a t io n ,   t he   M L P   t e c h ni que   a tt a i ne d   s e ns it iv it y   a s   0 . 9 15   b e s i de s   s p e c i f ic it y   a s   0 . 9 7   a nd   a c c u r a c y   o f   0 . 95 7   a nd   F - mea s u r e   o f   0 . 9 37   a nd   p r e c is i on   a s   0 . 8 40   c or r e s p on di ng ly .   T h e n   t he   a u to e n c o de r   t e c hn iq ue   a t ta ine d   s e ns i t iv it y   a s   0 . 9 35 ,   s pe c i f ic it y   a s   0 . 9 8 ,   a c c u r a c y   of   0 . 9 53 ,   F - mea s u r e   o f   0 . 9 46 ,   a n d   p r e c is i on  a s   0 . 8 87   c o r r e s po nd in g ly .   T he n   t he   de e p   b e l ie f   n e two r k   ( DB N)   te c h ni qu e   a tt a i ne d   s e n s i ti vi t y   a s   0 . 9 21 ,   s pe c i f i c i ty   a s   0 . 99 ,   a c c u r a c y   o f   0 . 96 4 ,   F - mea s u r e   o f   0 . 94 2 ,   a n p r e c is io a s   0 . 8 92   c o r r e s p on di ng ly .   T h e n   t he   C NN   tec hn iq ue   a t ta ine d   s e ns it iv it y   a s   0 . 9 36 ,   s pe c if i c i ty   a s   0 . 99 ,   a c c u r a c y   o f   0 . 9 88 ,   F - mea s u r e   o f   0 . 9 6 5 ,   a n p r e c is i on   a s   0 . 91 3   c o r r e s po nd i ng ly .   T he n   t he   T C NN   te c h ni qu e   a t ta in e d   s e ns it i vi ty   a s   0 . 95 6 ,   s pe c i f ic it y   a s   0 . 96 ,   a c c u r a c y   o f   0 . 9 81 ,   F - m e a s ur e   o f   0 . 9 71 ,   a n d   pr e c is io n   a s   0 . 9 37   c o r r e s po nd in gl y .   T he n   t he   E F OA - T C NN   t e c hn iq ue   a t ta ine d   s e ns i t iv it y   a s   0 . 9 75 ,   s pe c i f ic it y   a s   1 . 0 0 ,   a c c u r a c y   of   0 . 9 95 ,   F - mea s u r e   o f   0 . 9 86 ,   a n d   p r e c is i on  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J   Ar ti f   I ntell     I S S N:   2252 - 8938       Optimiz ing  c it r us   dis e as e   de tec ti on:   tr ans fer able   c onv olut ional   ne ur al    ( A noop  Ganadalu   L ingar aju)   3209   a s   0 . 9 59   c o ng r u e n tl y .   T h e   F i gu r e s   2 ( a )   a n d   2 ( b )   s hows   t he   v is u a l   r e p r e s e n ta ti on   o f   p r o je c te d   c las s i c a l   a nd  c om pa r is o n   a na l ys is   o f   pr op os e d   w it h   e xis ti ng   m ode ls   f o r   pl a n t   d is e a s e   d e t e c t i on   r e s pe c t ive l y .       T a ble  3 .   Va li da ti on  a na lys is   of   p r opos e textbook  with  e xis ti ng  tec hniques   C la s s if ie r s   S e ns it iv it y   S pe c if ic it y   A c c ur a c y   F - me a s ur e   P r e c is io n   M L P   0.915   0.97   0.957   0.937   0.840   AE   0.935   0.98   0.953   0.946   0.887   D B N   0.921   0.99   0.964   0.942   0.892   C N N   0.936   0.99   0.988   0.965   0.913   T C N N   0.956   0.96   0.981   0.971   0.937   E F O A - T C N N   0.975   1.00   0.995   0.986   0.959         ( a )       ( b)     F igur e   2 .   P e r f or manc e   a nd  c ompar a ti ve   a na lys is ,   ( a )   vis ua r e pr e s e ntation  of   pr ojec ted  c las s ica a nd   ( b)   c ompar is on   a na lys is   of   pr opos e with  e xis ti ng   models   f or   plant   dis e a s e   de tec ti on       T he   im pr ove ment  in   pr e c is ion  a nd  F - mea s ur e   indi c a tes   be tt e r   ba lanc e   in  ha ndli ng  both  tr ue   pos it ives   a nd  f a ls e   pos it ives .   T his   table   pr ovides   a   c onc is e   ye c ompr e he ns ive  c ompar is on,   c lea r ly  de mons tr a ti ng  the   e f f e c ti ve ne s s   of   the  p r opos e model.   T h is   a ppr oa c ke e ps   the  manus c r ipt   mana ge a ble  while  s howc a s ing  the  s igni f ica nt  pe r f or manc e   ga ins   o f   the   E F OA - T C NN .   Va li da ti on  a na lys is   c ompar ing  the  pe r f or manc e   of   the  pr opos e E F OA - T C NN   model  with  e xis ti ng   tec hniques ,   s pe c if ica ll the  r e f e r e nc e   model  [ 4] ,   is   pr e s e nted  in  T a ble  4.   T he   a na lys is   highl ight s   ke metr ics   s uc a s   s e n s it ivi ty,   s pe c if icity ,   a c c ur a c y,   F - mea s ur e ,   a nd  pr e c is ion.   T he   r e f e r e nc e   model  a c h ieve a   s e ns it ivi ty  of   95% ,   s pe c if icity  o f   96% ,   a c c ur a c y   of   96 % ,   F - mea s ur e   of   95 % ,   a nd   pr e c is ion   of   96% .   I n   c ontr a s t,   the   E F OA - T C NN   model   outper f or med  the  r e f e r e nc e   model   with   a   s e ns it ivi ty  of   97 . 5% ,   pe r f e c t   s pe c if icity  of   100% ,   a n   a c c ur a c o f   99. 5% ,   a F - mea s ur e   of   98 . 6% ,   a nd  a   pr e c is ion  o f   95. 9 % .   T his   indi c a tes   that  the  E F OA - T C NN   model  de mons tr a tes   s upe r i or   pe r f o r manc e   a c r os s   a ll   metr ics ,   s igni f ica ntl y   e nha nc ing   de tec ti on  c a pa bil it ies   in   th e   c ontext   of   the   s tudy.   S uc h   f indi ngs   unde r li ne   the  e f f e c ti ve ne s s   of   int e gr a ti ng  opti mi z a ti on  tec hniques   li ke   E F OA   in  de e lea r ni ng  models   f or   im pr ove c las s if ica ti on  tas ks ,   a s   s uppor ted  by  va r ious   s tudi e s   in  the  f ield  o f   mac hine  lea r ning   a nd  im a ge   pr oc e s s ing.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                               I S S N :   2252 - 8938   I nt  J   Ar ti f   I ntell ,   Vol.   14 ,   No.   4 Augus t   20 25 320 1 - 3213   3210   T a ble  4 .   Va li da ti on  a na lys is   of   p r opos e textbook  with  e xis ti ng  tec hniques   C la s s if ie r s   S e ns it iv it y ( % )   S pe c if ic it y ( % )   A c c ur a c y ( % )   F - me a s ur e  ( % )   P r e c is io n ( % )   R e f e r e nc e   [ 4]   95   96   96   95   96   E F O A - T C N N   0.975   1.00   0.995   0.986   0.959       4. 2 .     Dis c u s s ion   T his   r e s e a r c p r e s e nts   the  de ve lopm e nt   of   a n   opti mi z e model   f or   c it r us   dis e a s e   de tec ti on,   f oc us ing   on  im pr oving  a c c ur a c a nd  e f f icie nc thr ough  the   int e gr a ti on  of   the  E F OA   with  a   T C NN .   T he   e xpe r im e ntal  r e s ult s   de mons tr a te  that  the  pr opos e E F OA - T C NN   model  s igni f ica ntl outpe r f or ms   t r a dit ional  mac hine  lea r ning  a nd  de e lea r n ing  tec hniques   in   de tec ti ng  dis e a s e s   f r om  im a ge s   of   or a nge   lea ve s .   T he   E F O A - T C NN   model  a c hieve r e mar ka ble  pe r f or manc e   a c r os s   ke metr ics ,   with  a a c c ur a c of   0. 995 ,   s e ns it ivi ty  of   0. 975 ,   a nd  pr e c is ion  of   0. 959 .   T he s e   r e s ult s   indi c a te  the   model's   high  c a pa c it to   c or r e c tl y   identif y   dis e a s e lea ve s   while  mi nim izing   f a ls e   pos it ives   a nd   ne ga ti ve s .   T he   model's   us e   o f   a e ne r gy   laye r   in   plac e   of   a   tr a dit ional  pooli ng  laye r   a ll owe f or   be tt e r   f e a tur e   e xtr a c ti o n,   pr e s e r ving  c r uc ial   im a ge   de tails   that  c ont r ibut e to  it s   s upe r ior   c las s if ica ti on  pe r f or manc e .   T h is   modi f ic a ti on,   c ombi ne wi th  the   hype r - pa r a mete r   tuni ng   pr ovided  by  E F OA ,   r e s ult e in   im pr ove s e ns it ivi ty  a nd  a c c ur a c c ompar e d   to  the  ba s e li ne   C NN   model  a nd  other   c las s if ier s   s uc a s   M L P   a nd  AE .   T he   opti m iza ti on  o f   T C NN   pa r a mete r s   us ing  E F O playe a   c r it ica r ole  in   the   model s   s uc c e s s .   B f ine - tuni ng  hype r - pa r a mete r s   s uc a s   lea r ning  r a te,   f il ter   s ize ,   a nd   dr opout   r a tes ,   the  E F OA   s ign if ica ntl e nha nc e the  T C NN s   a bil it to  c a ptur e   int r ica te  dis e a s e   p a tt e r ns   in  the  input   im a ge s .   T his   de mons tr a tes   the   im por tanc e   of   a pplyi ng  opt im iza ti on  a lgo r it hm s   to  im pr ove   de e lea r ning   a r c hit e c tur e s   f or   s pe c if ic   a ppli c a ti ons ,   s uc a s   a gr icultu r a dis e a s e   de tec ti on.     I c ompar is on  to   other   c las s if ier s ,   the  p r opos e E F OA - T C NN   model  c ons is tently  outper f or med   M L P ,   AE ,   DB N,   a nd   C NN   in   a ll   ke y   metr ics .   T h e   c los e s c ompeting  model,   C NN ,   a c hieve a n   a c c ur a c of   0. 988,   but  the  E F OA - T C NN   model  s ti ll   s ur p a s s e it   with  a   notable   0. 995  a c c ur a c y.   T he   im p r ove ment  in   s e ns it ivi ty  ( 0. 975)   a nd   s pe c if icity  ( 1. 00 )   s hows   the  model's   e xc e pti ona l   ba lanc e   be twe e c or r e c tl ide nti f ying   dis e a s e lea ve s   a nd  a voidi ng  f a ls e   pos it ives ,   whic is   c r it ica in   r e a l - wor ld  a gr icult ur a l   s e tt ings   whe r e   ove r - diagnos ing  dis e a s e s   c a lea to  unne c e s s a r tr e a tm e nts   a nd  c os ts .     T he   r e s e a r c f indi ngs   pr ovide   s tr ong  e videnc e   th a the  pr opos e E F OA - T C NN   model  is   a   highl y   e f f e c ti ve   tool   f or   a utom a ted  c it r us   dis e a s e   de te c ti on.   B int e gr a ti ng  th e   E F OA ,   the  model  s igni f ica ntl y   outper f or ms   c onve nti ona l   tec hniques   a nd  de m ons tr a tes   potential  f o r   r e a l - wor ld  im pleme ntati on.   T he   inclus ion  of   opti mi z a ti on  a lgo r it hms   s uc a s   E F OA   he lps   br idge  the  ga p   be twe e theor e ti c a model   de ve lopm e nt  a nd  pr a c ti c a a pp li c a ti ons ,   making   thi s   a ppr oa c s c a lable   f or   br oa de r .       5.   CONC L USI ON   De e lea r ning  ha s   a c hieve s igni f ica nt  a dva nc e m e nts   in  a gr icultur e ,   pa r ti c ular ly   in  a utom a ti ng  the   identif ica ti on  o f   p lant  dis e a s e s   while  mi nim izing  t he   r e li a nc e   on   e xtens ive  human   invol ve m e nt.   T his   r e s e a r c h   f oc us e on  de ve lopi ng  a a utom a ted  s ys tem  f o r   d is e a s e   identif ica ti on  in  c it r us   lea ve s   thr ough   de e lea r ning  a nd  opti mal  f e a tur e   s e lec ti on.   I nit ially ,   da ta  a ugme ntation  wa s   e mpl oye to  e xpa nd  the  da tas e t,   e nha n c ing  the  r obus tnes s   of   de e p   lea r ning   r e pr e s e ntations .   T o   f u r ther   im pr ove   the   pr e c is ion   a nd  e f f icie nc o f   plan dis e a s e   de tec ti on,   thi s   s tudy  int r oduc e a   nove a ppr oa c that  int e gr a tes   mul ti ple  methodologi e s .   S pe c if ica ll y,   a   hype r pa r a mete r - tuned  T C NN   wa s   uti li z e to  e nha nc e   c las s if ic a ti on  pe r f or manc e .   T his   a ppr oa c s tr e a ml ined  the  a r c hit e c tur e   by   r e plac ing  c onve nti ona l   pooli n laye r s   with   jus thr e e   e ne r gy  laye r s ,   ther e by   m a king  the  model  mor e   a c c e s s ibl e   a nd  e f f e c ti ve .   T he   us e   o f   th e   E F OA   f a c il it a ted  e f f icie nt  hype r pa r a mete r   tuni n g,   w hich   c ontr ibut e to   im p r ove model   pe r f or manc e .   T h e   e xtr a c ted  f e a tur e s   we r e   s ubs e que ntl c a tegor ize us ing   va r ious   s upe r vis e lea r ning  a lgor it hms .   Although  the  f us ion  of   s e lec ted  de e f e a tur e s   s igni f ica ntl e nha nc e de tec ti on  a c c ur a c y,   it   wa s   a c c ompanie b a   tr a de - of f   in  incr e a s e c omput a ti ona ti me.   L ooking  a he a d,   thi s   r e s e a r c lays   the  gr oundwor f or   im pleme nti n r e a l - ti me  moni tor ing  s ys tems   f or   c it r us   plant   dis e a s e   de tec ti on.   F utu r e   wo r wi ll   e xplor e   the  int e g r a ti o of   thi s   model  wi th  int e r ne t   of   thi ngs   ( I o T )   de v ice s   a nd   e dge   c omput ing  s ys tems ,   e na bli ng  r e a l - ti me  dis e a s e   de tec ti on  in  a gr icultur a f ields .   S uc int e gr a ti o would  f a c il it a te  r a pid  on - s it e   a na lys is   of   plant  he a lt w it hout  r e lyi ng   on  c e ntr a li z e s e r ve r s ,   a ll owing   f a r mer s   to   r e c e ive  im media te  f e e dba c a nd  make   ti mely  int e r ve nti ons .   M or e ove r ,   f utu r e   s tudi e s   c ould  f oc us   on  e nha nc ing  the  model's   e f f icie nc y   thr ough   opti mi z a ti on  tec hniques   that   r e duc e   c omput a t ional  ove r he a while   maintaining  a c c ur a c y.   T he   e xplor a ti on   of   a da pti ve   lea r ning  s ys tems   that  c onti nuous ly   im pr ove   with  ne da ta  c a a ls be   a   ke y   a r e a   f o r   de ve lopm e nt .   T his   r e s e a r c unde r s c or e s   the  potential  of   AI - powe r e dis e a s e   de tec ti on  s ys tems   in  a gr icultu r e   a nd   s e ts   the   s tage   f o r   f ur ther   a dva nc e ments   in   pr e c is ion   f a r m ing  tec hnolog ies .   B c ombi ning   a dva nc e i mage   a n a lys is   a nd  opti mi z a ti on   tec hniques ,   we   c a n   unl oc ne a ve nue s   f or   s us taina ble  c r op  pr otec ti on  methods ,   u lt im a tely  be ne f it ing   both  p r oduc e r s   a nd  c ons umer s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.