C omp u te r   S c i e n c e   an d   I n for mati on   T e c h n ol ogi e s   V ol .   7 ,   N o .   1 ,   M a r c h   20 26 ,   p p.   20 ~ 29   IS S N :   2722 - 3221 D O I :   10. 1 1591 / c s i t . v 7 i 1 . pp 20 - 29             20     Jou r n al   h o m e pa ge ht t p: / / i ae s pr i m e . c om / i nd e x . php / c s i t   D e v e l o p me n t   a n d   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   a   CNN   m o d e l   f o r   sea g r a ss sp e c i e c l a ss i f i c a t i o n   i n   B i n t a n ,   In d o n e s i a       N u r u l   H ayaty 1 ,   H ol l an d A r i e K u s u ma 2   1 D e p a rt m e n t   o In fo rm a t i c s   E n g i n e e ri n g ,   F a c u l t y   o E n g i n e e ri n g   a n d   M a ri t i m e   T e c h n o l o g y ,   U n i v e rs i t y   o M a ri t i m e   Ra j a   A l i   H a j i ,   T a n j u n g p i n a n g ,   In d o n e s i a   2 D e p a rt m e n t   o E l e c t ri c a l   E n g i n e e ri n g F a c u l t y   o E n g i n e e ri n g   a n d   M a ri t i m e   T e c h n o l o g y ,   U n i v e rs i t y   o M a ri t i m e   Ra j a   A l i   H a j i ,   T a n j u n g p i n a n g ,   In d o n e s i a       A r ti c l e   I n fo     A BS TR A C T   Ar t i c l e   h i s t or y :   Re c e i v e d   M a y   29 ,   2025   Re vi s e A u 1 2,   2025   A c c e pt e N o 28 ,   2025       T hi s   s t ud pr e s e nt s   t he   d e ve l op m e nt   a nd   e v a l u a t i on   o f   a   c on vol u t i ona l   ne ur a l   ne t w or k   ( C N N )   m od e l   f o r   a u t o m a t e d   s e a gr a s s   s pe c i e s   c l a s s i f i c a t i on   i n   B i n t a n,   I ndon e s i a .   T he   ob j e c t i ve   o f   t h i s   r e s e a r c h   i s   t o   e xa m i ne   how   di f f e r e n t   t r a i n - v a l i d a t i on   da t a   s p l i t   r a t i os   a f f e c t   m ode l   a c c u r a c y   a n ge ne r a l i z a t i o pe r f o r m a n c e .   T he   C N N   w a s   t r a i ne unde r   f o ur   c o nf i gur a t i ons   ( 60 : 40 ,   70: 30 ,   8 0: 2 0,   a nd  90: 10)   t a na l y z e   t h e   i n f l ue nc e   of   t r a i ni ng   d a t a   vol u m e   on   l e a r ni n c on ve r ge n c e   a n pr e di c t i ve   c a p a bi l i t y .   T h e   r e s ul t s   i nd i c a t e   t h a t   a l l   c on f i gur a t i on s   a c h i e ve h i gh   va l i da t i o a c c u r a c y,   w i t t he   be s t   p e r f or m a nc e   r e a c hi ng  98 . 53 %   w h e us i ng   t h e   90: 10  s p l i t .   E va l ua t i on   on   uns e e da t a   de m o ns t r a t e t ha t   t h e   60: 40   c on f i gur a t i o p r ov i d e t he   m os t   c ons i s t e n t   a nd   r e l i a bl e   ge n e r a l i z a t i on .   P e r f or m a nc e   va r i a t i ons   w e r e   a l s o   a f f e c t e d   b t h e   m or p hol og i c a l   s i m i l a r i t y   be t w e e n   t h e   c l a s s i f i e d   s p e c i e s ,   w hi c h   i nc r e a s e s   t he   c ha l l e ng e   i c or r e c t l di s t i ng ui s hi ng  c e r t a i c l a s s e s .   O ve r a l l ,   t h e   f i n di ngs   c on f i r m   t h e   e f f e c t i v e ne s s   of   C N N - b a s e c l a s s i f i c a t i on   f or   s up po r t i ng  m a r i ne   b i od i ve r s i t m on i t or i ng   a nd   und e r l i ne   t h e   i m po r t a nc e   of   d a t a s e t   c om pos i t i o i a c hi e v i ng  o pt i m a l   pe r f or m a nc e .   F u t u r e   i m pr o ve m e n t s   w i l l   f oc u s   on   e x pa nd i n da t a   va r i a b i l i t t o   e n ha n c e   r obu s t ne s s   i n   r e a l - w o r l s c e na r i o s .   Ke y w or d s :   D e e p   l e a rn i ng   E a r l s t opp i ng   Im a g e   c l a s s i fi c a t i on   M a ri n e   b i od i ve rs i t y   M orphol o gi c a l   s i m i l a r i t y   T hi s   i s   an   op e n   ac c e s s   ar t i c l e   u nde r   t he   C C   B Y - SA   l i c e n s e .     Cor r e s pon di n g   Au t h or :   N urul   H a ya t y   D e pa r t m e nt   of   Info rm a t i c s   E ng i ne e ri ng,   F a c ul t y   of  E ng i ne e r i ng  a nd  M a ri t i m e   T e c hnol ogy   U ni ve rs i t y   of   M a r i t i m e   R a j a   A l i   H a j i   T a n j ungp i na ng,   K e pul a ua n   R i a u ,   Indon e s i a   E m a i l :   nuru l . h a y a t y @ u m ra h . a c . i d       1.   I N TR O D U C TI O N   S e a gr a s s   pl a ys   a   c ruc i a l   ro l e   i c o a s t a l   e c os ys t e m s ,   p rov i di ng   ha bi t a t   for  m a ri n e   b i ot a ,   c a rbon   s e que s t r a t i on ,   a nd   c oa s t a l   pr ot e c t i on   [1] ,   [2] .   In  Bi n t a n ,   s e a gr a s s   e c os ys t e m s   c ont r i but e   s i gn i fi c a n t l y   t fi s he r i e s   a nd   m a ri ne   t ou ri s m .   S e a gra s s   be ds   i n   Bi n t a c a n   i nc re a s e   fi s h   re s o urc e   a va i l a bi l i t by  9 , 04 9. 3   kg   pe he c t a re   a nn ua l l y ,   e qu i va l e n t   t a   ha b i t a t   va l ue   of   Rp .   16 6, 963 , 204 . 72 .   S e a g ra s s   a l s o   a c t s   a s   a   b l u e   c a rb on  s i nk,   w i t t he   h i ghe s t   c a rb on  s t ora ge   foun i P e ngud a ng   a t   245. 03   gC / m ²   or  348. 26  M gC/ h a .   T he   i de nt i f i c a t i on   of   s e a g ra s s e s   i n   c o a s t a l   e c os ys t e m s   f a c e   s e ve r a l   c ha l l e ng e s   a nd   o ppor t uni t i e s   for  i m pro ve m e n t .   M a nua l   i de nt i fi c a t i on   of   s e a gra s s   s p e c i e s   po s e s   c h a l l e n ge s   due   t o   m orpho l og i c a l   s i m i l a ri t y,   va ri a bl e   i m a g i ng   c o ndi t i ons ,   a nd   t h e   ne e d   for   e x pe r t   t a x onom i c   know l e dg e .   T hi s   re s e a r c h   prop os e s   a n   a ut o m a t e d   a ppro a c us i ng   c onvo l ut i on a l   ne ura l   ne t w orks   (CN N s )   t i m prov e   e ff i c i e n c y   a n a c c ur a c y   i ec o l ogi c a l   s ur ve ys .   T ra di t i on a l   m a nu a l   m e t h ods ,   w hi l e   c o m m o nl y   us e d ,   a r e   t i m e - c ons u m i ng ,   c os t l y ,   a nd   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol     IS S N :   2722 - 3221       D e v e l opm e nt   and   p e r f or m an c e   e v al u at i on  of   c nn   m ode l   f or   s e agr as s   s p e c i e s     ( Nur ul   H ay a t y )   21   re qui re   a   hi g h   l e ve l   of   s p e c i a l i z e d   e xp e rt i s e .   E nv i ron m e nt a l   fa c t ors ,   s u c a s   va r i a t i ons   i w a t e c l a ri t y ,   l i ght   c ondi t i o ns ,   a nd   s e a gr a s s   m orpho l ogy ,   f urt h e r   c o m pl i c a t e   t he   i de n t i f i c a t i on  proc e s s   [3 ] .   M a c h i ne   l e a rni ng   a n d   i m a g e   pro c e s s i n t e c hn i qu e s   a re   e m e r gi ng   a s   e ffe c t i ve   s o l ut i ons   t o   ove r c o m e   t he s e   l i m i t a t i ons .   E ns e m b l e - ba s e m a c hi n e   l e a rn i ng  m e t hods ,   p a rt i c u l a r l rot a t i on  f ore s t s ,   h a v e   ou t pe rfor m e d   t ra d i t i ona l   m a x i m u m   l i k e l i hood  c l a s s i fi e rs   i m a ppi n s e a gr a s s   us i ng  S e n t i ne l - i m a ge ry  [4] .   CN N s   t yp i c a l l s urpa s s   t h e   pe rf orm a n c e   of  t ra di t i on a l   c l a s s i f i c a t i on  m e t hod s   w he n   a pp l i e d   t o   l a rge - s c a l e   da t a s e t s ,   ow i ng  t o   t he i a b i l i t y   t o   a ut o m a t i c a l l y   l e a rn   a nd   e xt r a c t   hi e ra rc h i c a l   fe a t u re s   di r e c t l y   fr om   r a w   i m a ge   d a t a   [5] ,   [6] V a ri ous   a p proa c h e s   for   s e a gr a s s   de t e c t i on   a nd   m a p pi ng   h a ve   b e e i de n t i f i e d,   i n c l u di ng   s t i l l   i m a ge ,   vi d e da t a ,   a c o us t i c   i m a g e ,   a nd   s p e c t r a l   i m a ge   d a t a - b a s e d   t e c h ni que s   [ 6] [8] .   T he   t ra ns i t i on   fro m   t r a d i t i ona l   m a nu a l   a ppro a c h e s   t o   di g i t a l   i m a gi ng   a nd   m a c h i ne   l e a rni ng  t e c hni q ue s   re pr e s e n t s   a   t r a ns for m a t i v e   s t e p   forw a rd   i n   s e a gr a s s   a n m a r i ne   v e ge t a t i o m oni t or i n g   e ffo rt s .     Re c e nt   s t ud i e s   ha ve   i n c re a s i ng l y   a p pl i e d   CN N s   for   s e a gr a s s   c l a s s i f i c a t i on  a nd   c o ns e rv a t i on.   CN N - ba s e d   m o de l s   ha ve   be e d e v e l op e d   t o   de t e c t   a nd   c l a s s i f s e a gra s s   s p e c i e s   from   und e rw a t e r   i m a ge ry ,   a c h i e v i ng   hi g l e v e l s   of  a c c ur a c y oft e n   e x c e e di ng  90%   [ 9],   [10] .   In   a ddi t i o t u nde rw a t e a pp l i c a t i ons ,   CN N s   ha v e   a l s o   b e e n   ut i l i z e d   for   a n a l y z i n h i gh - r e s ol u t i o s a t e l l i t e   i m a ge ry   t m a p   b e nt h i c   h a bi t a t s   a nd  m oni t or   s e a gr a s s   d i s t ri but i on   i n   s h a l l ow   m a ri n e   e n vi ron m e n t s   [ 11] .   F o i ns t a nc e ,   N o m a n   e t   al [12]   i m p l e m e n t e a   CN N - b a s e d   a pp roa c t ha t   a c hi e ve d   a n   a c c ur a c of   99 . 33%   i n   s e a gra s s   c l a s s i fi c a t i o n.     O z a e t a   e t   al [13]   i n t rodu c e a   de e l e a rn i ng   m e t ho us i ng  di ff e re nt i a b l e   a r c hi t e c t u re   s e a rc h ,   re a c h i ng   93. 72 a c c u ra c i n   c l a s s i fy i ng  f i v e   s e a gra s s   s p e c i e s   fro m   t h e   P hi l i pp i ne s .   M e a nw h i l e ,   R e us   [1 4]   fo c us e on  s e a gr a s s   s e g m e n t a t i o n,   de m ons t ra t i ng   t h e   e ff e c t i v e ne s s   of  CN N   fe a t ur e s   i e s t i m a t i ng  s e a gr a s s   c ove r a g e ,   w i t h   a n   a c c u ra c of  9 4. 5 %.   Re c e nt   re s e a r c h   ha s   foc us e o e nh a nc i ng  t h e   p e rfor m a nc e   of  CN N s   i c l a s s i fi c a t i on   t a s ks   t hrough   da t a   opt i m i z a t i on.   I [ 15] ,   t he   i m p a c t   of   di f fe r e nt   t ra i n - t e s t   s pl i t   r a t i os   o CN N   a c c ur a c y   fo E E G   e m o t i o re c og ni t i on   w a s   i nv e s t i g a t e d ,   r e ve a l i ng  t h a t   a n   80: 2 s pl i t   pro duc e o pt i m a l   re s ul t s .   L i ke w i s e ,   [16 ]   de m o ns t ra t e t ha t   m odi f yi ng   da t a s e t   c on fi gur a t i ons s u c a s   c l a s s   b a l a n c e   a nd   da t a   prop ort i on s ubs t a nt i a l l y   i m prov e CN N   pe r form a n c e   i c h e s t   X - r a i m a g e   c l a s s i fi c a t i on .   A   c o m pre he ns i ve   s t udy  by  A ba di   e t   a l .   [17]   e va l u a t e d   c l a s s   i m ba l a nc e   e ff e c t s   i n   CN N   m ode l s ,   c on c l ud i ng   t ha t   ov e rs a m pl i ng   s t ra t e g i e s   offe r e t h e   m os t   s t a bl e   s o l ut i o n   t o   i m b a l a nc e   i s s ue s   w i t hou t   i nd uc i ng   ove rfi t t i ng.   F ur t he r m or e ,   P r e c h e l t   [ 18]   propos e d   a   ra t i on a l e - b a s e CN N   m ode l   fo t e x t   c l a s s i f i c a t i o n,   w h i c h   i n t e g ra t e d   s e nt e n c e - l e v e l   j us t i fi c a t i ons   a nd  a c h i e v e h i gh  a c c ur a c y   a c ros s   m ul t i pl e   b e nc hm a rk  d a t a s e t s .   T o g e t h e r,   t h e s e   f i nd i ngs   und e rs c ore   t h e   pi vot a l   ro l e   o bot h   d a t a   s t ru c t ur i ng   a nd   a r c hi t e c t u ra l   de s i g i m a xi m i z i ng   t he   e ff e c t i v e ne s s   of   CN N s   for   c l a s s i fi c a t i on   t a s ks .   T he s e   fi nd i ngs   h i ghl i gh t   t h e   s i gn i fi c a nt   po t e nt i a l   of   d e e p   l e a rni n g   t e c hn i qu e s   i n   e nh a nc i ng   t he   a c c ura c a nd   a u t om a t i on  of  s e a gr a s s   c l a s s i f i c a t i on.   A s   s e a gra s s   e c os ys t e m s   fa c e   i n c r e a s i n t hre a t s   f rom   hum a a c t i v i t i e s   a nd   c l i m a t e   c ha nge ,   s uc h   a dva n c e m e nt s   a r e   c r i t i c a l   for   i m prov i ng   t h e   e ff i c i e n c y   a n s c a l a bi l i t of   m oni t ori ng  a nd  c ons e rva t i on   e f fort s .   By   ut i l i z i ng  a   r e pre s e nt a t i ve   da t a s e t   of  s e a gr a s s   i m a g e s ,   m a c hi n e   l e a rni n m o de l s   c a b e   opt i m i z e t a ut o m a t i c a l l de t e c t   a nd  c l a s s i fy  s e a gr a s s   s pe c i e s ,   t hus   i m pro vi ng   t he   e ff i c i e n c y   of   t h e   m on i t or i ng   pro c e s s .   T hi s   r e s e a rc fo c us e s   on  t he   de ve l opm e n t   of   a   m a c h i ne   l e a rni n m ode l   t c l a s s i fy  t hr e e   s e a g ra s s   s pe c i e s   found   i n   t he   c oa s t a l   r e gi on   of   B i nt a n.   S e a g ra s s   i m a g e s   t a k e n   fro m   t he   s t u dy   l o c a t i ons   w i l l   u nde r go   a   s e ri e s   of   pre p roc e s s i ng   s t e ps   a n d   w i l l   be   us e d   t o   t r a i n   t he   m a c h i ne   l e a rni ng   m ode l .   T hrou gh   t h i s   a pp roa c h ,   i t   i s   e xp e c t e d   t ha t   t h e   r e s e a r c h   w i l l   m a ke   a   m e a n i ngf ul   c ont r i b ut i on   i n   s i m pl i fy i ng   t he   i de n t i f i c a t i on   of   s e a gr a s s   s pe c i e s   a c c ur a t e l y   a nd   e ffi c i e nt l y.   T he   obj e c t i v e   of  t hi s   s t ud i s   t o   de s i gn  a nd   e v a l u a t e   t he   p e rfor m a n c e   of   a   m a c hi n e   l e a rni n m o de l   i c l a s s i fy i ng  s e a gr a s s   s pe c i e s   ba s e o t h e   a va i l a bl e   i m a ge   d a t a s e t .   D e s pi t e   grow i ng   r e s e a rc h   o s e a g ra s s   c l a s s i f i c a t i on,   t he re   r e m a i ns   a   l a c k   of   l oc a l i z e d ,   s p e c i e s - s p e c i fi c   m o de l s   t ra i ne on  c ur a t e da t a s e t s   fro m   In done s i a .   T hi s   s t udy  a ddr e s s e s   t h a t   g a by  c ons t ru c t i ng  a   r obus t   CN N   t r a i n e on  ha nd - l a b e l e d   Bi n t a s e a gr a s s   i m a ge ry,   w i t h   pe rfor m a n c e   e va l ua t i on   a c r os s   v a ri e d   da t a   c om p os i t i ons   a nd   de pl o ym e nt   on   m ob i l e - fri e nd l pl a t for m s   s uc h   a s   T e ns orF l o w   L i t e   ( T F L i t e )   for   l i ght w e i g ht   i n fe r e nc e   i n   f i e l e nvi r onm e nt s .       2.   M ET H O D   2. 1 .     R e s e ar c h   f r am e w or k   T hi s   s t ud e m pl o ys   a   s upe r vi s e d   de e p   l e a rn i ng   a ppro a c h   u t i l i z i ng   a   CN N   a rc hi t e c t ur e   t o   c l a s s i fy  t hre e   s pe c i e s   of  s e a g ra s s   fou nd  i t h e   c oa s t a l   w a t e rs   of   Bi nt a n:   H al o dul e   un i ne r v i s ,   Sy r i ngod i um   i s oe t i f o l i um ,   a nd   T hal as s i a   he m pr i c h i i .   CN N s   a re   p a rt i c ul a rl y   s ui t a bl e   f or  i m a ge - ba s e d   c l a s s i f i c a t i on   t a s ks   du e   t o   t he i r   a bi l i t t a u t om a t i c a l l e xt r a c t   s pa t i a l   f e a t ur e s   from   ra w   pi x e l   d a t a   [16] .   T he   re s e a r c m e t hodo l ogy  c ons i s t s   of  ni n e   pr i m a ry   s t a g e s ,   a s   i l l us t ra t e i n   F i gu r e   1 .   I m a ge   da t a   w e re   c o l l e c t e from   a   c ur a t e r e pos i t ory   a nd   groupe d   i n t s pe c i e s - s pe c i f i c   c l a s s e s .   P r e pro c e s s i n i n c l u d e re s i z i ng ,   nor m a l i z a t i on ,   a nd  a ugm e nt a t i on  t Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2722 - 3221   Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol ,   V o l .   7 ,   N o .   1 M a rc h   20 26 20 - 29   22   s t a nd a rdi z e   i npu t s   a nd   e nha n c e   da t a s e t   di v e rs i t y,   f ol l ow e d   by   l a b e l   e nc o di ng   t o   pre pa r e   da t a   fo m od e l   t ra i ni ng .   T he   da t a s e t   w a s   s p l i t   us i ng  f our  t ra i n - t e s t   c onfi gura t i o ns   (60 : 40,   70: 3 0,   8 0: 20 ,   90 : 10)  w i t s t ra t i f i e d   s a m pl i ng   t m a i n t a i n   c l a s s   ba l a n c e .   T h e   CN N   a r c hi t e c t ur e   c o m pri s e d   c on vol u t i o na l   a nd   po ol i ng   l a ye rs   fol l ow e d   by   ful l y   c o nne c t e d   l a ye rs   w i t dropou t   re g ul a ri z a t i on.   T he   m ode l   w a s   t r a i n e us i ng   t he   A da m   opt i m i z e r   a nd  c a t e g ori c a l   c ros s - e n t ropy   l os s ,   w i t h   e a rl s t o p pi ng  a nd   c he c kpo i nt i ng  t o   pre ve n t   o ve rf i t t i ng   a nd  pre s e rv e   t h e   b e s t - p e rfor m i ng  w e i g ht s .   M o de l   p e rf or m a n c e   w a s   e v a l u a t e d   us i ng   a c c u r a c y   a n d   c on fu s i on   m a t r i x   a n a l ys i s   on   i n d e p e n de n t   t e s t   d a t a .   T h e   op t i m a l   m od e l   w a s   t h e n   c o n v e r t e d   i n t o   T e ns o rF l o w   L i t e   fo r m a t   t o   s u p po r t   l i g ht w e i g h t   d e p l o y m e n t .   F i n a l l y ,   i n f e r e n c e   w a s   p e r fo r m e d   o n   u ns e e n   i m a g e s ,   a n d   pr e d i c t i o ns   w e r e   c o m p a r e d   a g a i ns t   g ro u nd - t r u t h   l a be l s .           F i gure   1 .   R e s e a rc h   w ork fl ow   for   s e a gra s s   s p e c i e s   c l a s s i f i c a t i on  us i n CN N       A l l   e xp e ri m e n t s   w e re   e x e c u t e d   on   G oogl e   Col a us i ng  G P U   a c c e l e r a t i on .   T e ns orF l ow   a nd  K e r a s   w e re   a pp l i e fo m ode l   d e v e l op m e nt ,   w h i l e   N u m P y,   P a n da s ,   a nd   P IL   s uppor t e d   pre proc e s s i ng   a nd   d a t a   m a n i pul a t i on .   T h e   c om pl e t e   w or kfl ow ,   i m pl e m e nt a t i on  s c r i pt s ,   a nd  m od e l   f i l e s   a r e   a v a i l a b l e   i n   a ope n - a c c e s s   G i t H ub   re pos i t ory,   e ns uri n r e prod uc i bi l i t a nd   s c a l a bi l i t y .     2. 2 .     D ata   c o l l e c t i on   an d   d atas e t   c omp os i t i on   T he   da t a s e t   us e i t hi s   s t udy   c o ns i s t s   o c l os e - up  p hot ogra phs   of  i ndi vi du a l   s e a gra s s   l e a ve s   re pre s e nt i ng  t hr e e   t rop i c a l   s p e c i e s :   H .   uni n e r v i s ,   S .   i s oe t i f ol i um ,   and   T .   h e m pr i c hi i .   A l l   s a m pl e s   w e r e   c ol l e c t e from   t he   c oa s t a l   w a t e rs   of   B i nt a n   Is l a nd ,   Indo ne s i a .   U nl i ke   i n - s i t unde rw a t e r   i m a ge ry ,   e a c h   s a m pl e   w a s   m a nu a l l e xt r a c t e d   fro m   i t s   h a bi t a t ,   c l e a ne d   of   de br i s ,   a nd   pho t ogra phe a g a i ns t   a   p l a i w hi t e   ba c k ground   und e r   c on t ro l l e l i gh t i ng  c ond i t i ons   t m i ni m i z e   s h a dow s   a nd   noi s e   a s   s how n   i n   F i g ure   2 .   E a c s pe c i e s   w a s   i ni t i a l l r e pr e s e nt e by  40   uni q ue   l e a i m a ge s ,   r e s ul t i ng  i a   t ot a l   of   120  ori g i na l   i m a ge s   a c ros s   a l l   c l a s s e s .   T h e s e   i m a ge s   w e r e   s t ore i n   J P E G   f orm a t   a nd  e x hi bi t e d   v a ri a t i ons   i n   ori e n t a t i on ,   s i z e ,   s ha pe ,   a nd   t e x t ure fa c t o rs   t ha t   c ont r i bu t e   t o   s pe c i e s   d i ff e re n t i a t i on.             H .   u n i n e r v i s   S .   i s o e t i f o l i u m   T .   h e m p r i c h i i     F i gure   2 .   E xa m p l e   of   e a c h   s e a gra s s   c l a s s   d a t a       2. 3 .     I mag e   au g me n tat i on   an d   p r e p r o c e s s i n g   T he   l i m i t e d   ra w   da t a s e t ,   c o ns i s t i ng  of   onl 40  i m a g e s   pe s pe c i e s ,   w a s   e xp a nd e us i ng  off l i ne   a ugm e n t a t i on   pr i or   t o   m ode l   de v e l o pm e nt .   E a c h   i m a ge   und e rw e n t   1 t ra ns form a t i on   va ri a t i o ns ,   re s u l t i ng   i n   17  t ot a l   v e rs i o ns   p e r   s a m pl e ,   i n c l ud i ng   t he   or i gi na l .   T hi s   proc e s s   i nc r e a s e d   t h e   da t a s e t   t 680   i m a ge s   pe c l a s s ,   y i e l di ng   2, 0 40  i m a g e s   a c r os s   t h e   t hr e e   s p e c i e s .   A u gm e n t a t i o i nc l ud e d   ge o m e t ri c   t r a ns for m a t i ons   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol     IS S N :   2722 - 3221       D e v e l opm e nt   and   p e r f or m an c e   e v al u at i on  of   c nn   m ode l   f or   s e agr as s   s p e c i e s     ( Nur ul   H ay a t y )   23   (fl i ps ,   rot a t i on ,   re s i z e ,   z oo m ,   s hi ft s ) ,   ph ot o m e t ri c   a dj us t m e nt s   (br i gh t ne s s ,   c on t ra s t ),   a nd  di s t o rt i on (G a us s i a n   no i s e   a nd   s he a r) .   F o l l ow i ng  a ug m e nt a t i o n,   a l l   i m a ge s   w e r e   i m po rt e i nt o   t h e   G oogl e   Col a e nvi r onm e nt   for   pr e pro c e s s i ng .   I m a g e s   w e r e   re s i z e d   t o   1 00× 100  pi x e l s ,   nor m a l i z e d   t o   a   p i xe l   va l u e   ra ng e   of   [0,   1] ,   a nd  a s s i gn e nu m e ri c   c l a s s   l a b e l s   for   c o m pa t i bi l i t y   w i t t he   m od e l ' s   c a t e gor i c a l   l os s   fun c t i on.   T h e   da t a s e t   w a s   t h e n   s pl i t   i n t t ra i ni ng  a nd   va l i d a t i on   s ubs e t s   u s i ng  s t ra t i fi e d   s a m pl i ng   w hi l e   m a i n t a i ni n c l a s s   ba l a nc e   a c ros s   four   t ra i n t e s t   ra t i os :   60 : 40 ,   70: 30 ,   80: 20,   a nd   90: 10 .     2. 4 .     C N N   mod e l   a r c h i t e c tu r e   T he   CN N   us e d   i n   t hi s   s t udy   w a s   de v e l o pe d   t c l a s s i fy  s e a gra s s   s pe c i e s   b a s e d   on   s i n gl e - l e a f   i n put   i m a ge s .   T h e   a rc h i t e c t ur e   w a s   i m p l e m e n t e d   us i ng  t h e   S e que nt i a l   A P pro vi d e by  T e ns orF l ow ' s   K e r a s     l i br a ry   [17 ]   a nd   c ons i s t s   of   c o nvol ut i ona l   l a ye rs   fo r   fe a t ur e   e x t ra c t i on   fo l l ow e d   by   d e ns e   l a y e rs   for   f i n a l   c l a s s i fi c a t i on .   T h e   m od e l   a c c e p t s   RG i m a g e s   r e s i z e d   t o   1 0 100 × 3.   F e a t ure   l e a rni n i s   p e rfor m e t hro ugh  t hre e   c onvol ut i on m a pool i ng  b l o c ks   w i t i n c re a s i ng   fi l t e de pt ( 32,   64,   a nd   128  f i l t e rs a nd  r e c t i f i e d   l i n e a r   un i t   ( R e L U )   a c t i v a t i ons ,   e a c h   fol l ow e by   a   2 × 2   m a x - pool i ng   l a y e r.   T he   f i na l   c on vol u t i o s t a g e   produc e s   a   10 × 10× 128   fe a t ure   m a p ,   w hi c h   i s   fl a t t e n e d   be fore   e n t e r i ng   t he   c l a s s i fi e s t a g e .   T h e   c l a s s i fi e r   c ons i s t s   of   a   D e ns e   l a y e r   w i t h   128   n e urons ,   fol l ow e d   by   a   0 . dr opout   r a t e   t o   m i t i g a t e   ove rfi t t i ng.   T he   o ut pu t   l a y e c on t a i ns   t hr e e   ne urons ,   r e pr e s e nt i ng   t he   s e a gra s s   c l a s s e s ,   w i t h   a   s of t m a a c t i va t i on   for   pr oba b i l i t y - ba s e d   pr e di c t i on.   In   t o t a l ,   t he   m o de l   c ont a i ns   a pprox i m a t e l y   1. 7   m i l l i on   t r a i n a bl e   pa r a m e t e rs .       2. 5 .     M od e l   t r ai n i n g   T he   CN N   m ode l   w a s   t r a i ne d   us i ng   t h e   T e ns orF l ow - K e ra s   f ra m e w or i n   t h e   G oog l e   Co l a e nvi r onm e nt .   T r a i ni ng   w a s   p e rfor m e d   o t he   a ug m e n t e d   d a t a s e t   c ont a i n i ng   680   i m a ge s   p e c l a s s ,   re s u l t i ng   i n   a   t ot a l   of   2 , 040   i m a ge s .   S e ve r a l   t ra i n - va l i d a t i on   s pl i t   ra t i os   w e re   e x pl or e d ,   n a m e l 60: 4 0,   70 : 30 ,   8 0: 20 ,   a nd   90: 10 ,   w i t c l a s s   b a l a nc e   pr e s e rv e d   t hro ugh  s t ra t i f i e d   s a m pl i ng.   T h e   da t a   w a s   s pl i t   i n t t ra i ni ng  a nd  t e s t i ng   s ubs e t s   unde t he s e   four   c o nfi g ura t i ons ,   a s   s how i n   T a bl e   1.   E a c h   c om p os i t i on   m a i n t a i n e a   t o t a l   of  2, 0 40  i m a ge s   but   v a ri e t h e   a l l oc a t i on  be t w e e t ra i ni n a nd   t e s t i n g   s e t s .   T he   m o de l   w a s   c o m pi l e d   us i n t h e   A d a m   op t i m i z e r ,   s e l e c t e d   for  i t s   a da pt i ve   l e a rn i ng  r a t e   a nd   s t a b l e   c onv e rge nc e   be h a vi o r.   T he   l e a rni n ra t e   w a s   s e t   t o   0 . 001 ,   w i t s t a n da rd   h yp e rp a r a m e t e rs :   β   = 0. 9 ,   β   = 0. 9 99,   a nd   ε   = 1 e - 7.   T h e   c h os e n   l os s   fu nc t i on   w a s   s pa rs e   c a t e gori c a l   c r os s e nt r opy ,   s ui t a bl e   for   m u l t i - c l a s s   c l a s s i fi c a t i on   w i t i nt e ge r - e n c od e l a b e l s .   M od e l   pe rfor m a nc e   du ri ng   t r a i ni ng   w a s   m on i t or e d   us i ng   t h e   a c c ura c y   m e t r i c .   T ra i ni n w a s   c ond uc t e i m i ni - b a t c he s   of  32   s a m pl e s ,   a s   de fi n e by  t he   ba t c h_s i z e   p a ra m e t e r   i n   t he   d a t a   g e n e ra t or .   A l t ho ugh   t h e   m a xi m u m   num be r   of   t ra i ni ng   e p oc hs   w a s   s e t   t o   250 ,   a n   e a r l s t opp i ng   s t ra t e gy   w a s   i m pl e m e nt e d   t o   dyn a m i c a l l t e rm i na t e   t r a i n i ng .   T w c ond i t i ons   w e re   a ppl i e d :   i)   A   c us t om   c a l l ba c k   t h a t   s t opp e d   t r a i n i ng   on c e   va l i d a t i on   a c c u ra c y   r e a c he d   98 %,   ii)   A   bui l t - i E a r l yS t op pi ng   c a l l ba c t ha t   m on i t or e v a l i d a t i on  l os s   w i t h   a   pa t i e nc e   o 15   e p oc hs ,   r e s t or i ng   t he   be s t   w e i gh t s   up on  t e r m i na t i on .   T hi s   d ua l   s t r a t e gy  a l l ow e t he   m o de l   t o   a vo i o ve rf i t t i ng   a nd  re d uc e t ra i ni ng   t i m e   by  ha l t i n t h e   p roc e s s   w he n   op t i m a l   pe rf orm a n c e   w a s   r e a c h e d.   A   m od e l   c he c kp oi nt   m e c h a ni s m   w a s   a l s o   i n c l u de d   t o   re t a i n   t he   w e i gh t s   c orre s p ondi n t t h e   h i gh e s t   va l i d a t i on  a c c ur a c y   obs e rve d   du ri ng   t r a i ni ng .       T a b l e   1 .   D i s t ri b ut i on  o t ra i ni n a nd   t e s t i n i m a ge s   for   di f fe r e nt   da t a   s pl i t   c o nfi gu ra t i ons   D a t a   s p l i t   T ra i n i n g   i m a g e s   T e s t i n g   i m a g e s   T o t a l   6 0 : 4 0   1 , 2 2 4   816   2 , 0 4 0   7 0 : 3 0   1 , 4 2 8   612   2 , 0 4 0   8 0 : 2 0   1 , 6 3 2   408   2 , 0 4 0   9 0 : 1 0   1 , 8 3 6   204   2 , 0 4 0       2. 6 .     M od e l   e val u at i on   M ode l   e va l u a t i on   w a s   c ondu c t e d   us i n g   t h e   va l i d a t i on   d a t a s e t s   c orr e s pond i ng   t o   e a c h   t ra i n - t e s t   s p l i t   c onfi gura t i o (60: 40,   7 0: 30 ,   80 : 20,   a nd   90 : 10) .   A t   t he   e nd   o e a c h   t r a i n i ng   s e s s i o n,   t he   m od e l   w a s   e va l ua t e d   us i ng  t he   m od e l . e v a l u a t e ()   fun c t i on,   w h i c h   re t u rn e d   t h e   f i na l   v a l i da t i o l os s   a nd  a c c ur a c y   fo t he   b e s t - pe rfor m i n m ode l   c he c kpo i nt .   T h e   t ra i ni n h i s t ory ,   w h i c h   i n c l ud e l os s   a nd  a c c ura c y   va l ue s   for  bot h   t r a i n i ng   a nd  va l i d a t i on  s e t s   a c ros s   a l l   e poc hs ,   w a s   s t ore d   a nd  vi s ua l i z e d.   L i n e   p l o t s   w e r e   ge ne r a t e d,   s how i ng  t h e   p rogre s s i on  of  l os s   a nd   a c c ura c y   t hr oughou t   t h e   t ra i ni n proc e s s .   T he s e   v i s ua l i z a t i ons   o ffe r e i ns i g ht s   i nt o   t h e   m o de l ’s   c onv e rg e nc e   be h a vi o r,   s t a b i l i t y ,   a nd   a ny   i ndi c a t i ons   of   o ve rf i t t i ng   o unde rfi t t i ng.   A   b a r   c h a rt   w a s   a l s c re a t e d   t o   s u m m a r i z e   t h e   fi n a l   a c c ura c y   a n l os s   v a l u e s   a c ros s   a l l   s p l i t   c onf i gur a t i ons .   T hi s   c om p a r a t i ve   vi s ua l i z a t i on   c l a ri f i e d   how   d i ff e re n t   t r a i n i ng   d a t a   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2722 - 3221   Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol ,   V o l .   7 ,   N o .   1 M a rc h   20 26 20 - 29   24   proport i ons   a ffe c t e t h e   m ode l ’s   a bi l i t y   t o   ge ne r a l i z e .   A l l   pl ot s   w e re   s a v e a nd  l a b e l e a c c ord i ng  t t he i re s p e c t i ve   da t a   s pl i t   c o nfi gu ra t i ons ,   e ns uri ng  re pro duc i bi l i t a nd  t ra ns pa r e nc i pos t - t ra i ni ng   a na l ys i s .     2. 7 .     M od e l   s avi n g   an d   i n fe r e n c e   U pon   c o m p l e t i o n   of   t h e   t r a i ni ng   p ro c e s s   for   e a c h   d a t a   s p l i t   c on fi gu ra t i on   ( 60 : 4 0,   70 : 30 ,   8 0 : 20 ,   a nd   90: 10) ,   t h e   b e s t - pe rf or m i ng   m od e l   fr om   e a c c o nf i g ur a t i o w a s   s a ve d   i n.   t f l i t e   for m a t   a n d   s t or e d   i a   de d i c a t e d   G oog l e   D ri v e   di re c t or y .   T h i s   e ns u re c ons i s t e nc y   dur i n s ubs e q ue nt   e v a l u a t i o a nd   e na bl e pot e n t i a l   de pl oy m e n t   w i t hou t   r e q ui ri ng   re t r a i n i ng .   Inf e re nc e   w a s   p e rfo rm e d   us i ng   11   pr e v i o us l y   uns e e n   t e s t   i m a ge s ,   w hi c h   w e re   no t   i n c l ud e d   i n   e i t h e r   t h e   t r a i ni ng   or   va l i d a t i o n   s e t s .   T h e s e   i m a g e s   w e r e   ob t a i n e d   fr o m   a   pub l i c l y   a va i l a bl e   G i t H u re pos i t ory   a nd   u nd e rw e n t   t h e   s a m e   p re pr oc e s s i ng   s t e ps   a s   t h e   t r a i n i ng   d a t a .   E a c h   s a v e d   m od e l   w a s   re l o a de d   a nd   a p pl i e d   t o   c l a s s i fy   t h e   t e s t   i m a g e s ,   a nd   t h e   p re di c t e d   l a b e l s   w e r e   c o m pa re a g a i ns t   t h e   gr oun t r ut t o   d e t e r m i ne   c o rr e c t n e s s .   T fa c i l i t a t e   pe rf or m a nc e   e v a l ua t i on ,   v i s u a l   re s ul t s   w e r e   ge n e ra t e d   b di s pl a y i n g   e a c h   t e s t   i m a g e   a l o ngs i d e   i t s   pr e d i c t i on .   Cor r e c t   c l a s s i fi c a t i o ns   w e re   m a rk e i n   g re e n,   w he re a s   i n c or re c t   pr e d i c t i o ns   w e re   m a rk e d   i n   r e d ,   a n a l l   o ut put s   w e r e   a r c h i v e d   f or   d oc um e nt a t i on   pu rp os e s .       3.   R ES U LTS   A N D   D I S C U S S I O N   3. 1 .     Tr ai n i n g   an d   v al i d a ti on   p e r for man c e   T he   CN N   m od e l   w a s   e v a l u a t e d   un de r   f our   t r a i n va l i d a t i on   s pl i t   c onf i gur a t i ons :   60: 40 ,   70 : 30 ,   80 : 20 ,   a nd  90 : 10 .   T he   a c c ur a c a n l os s   c urv e s   prov i d e   i ns i ght   i n t o   t he   m o de l ’s   l e a rn i ng  s t a b i l i t a nd   ge n e r a l i z a t i o be ha vi or   a c ros s   t he s e   c onf i gur a t i ons .   A s   s how n   i n   F i gu re   3,   a l l   a c c ura c c urv e s   i nc re a s e d   s t e a di l y   duri ng  t he   e a r l e po c hs   be fo re   re a c hi ng   s t a bi l i z a t i on .   T h e   90: 10  s p l i t   de m o ns t ra t e t he   f a s t e s t   c onv e rg e nc e ,   a c h i e v i ng   s t a bl e   a c c ur a c y   w i t hi n   four   e po c hs ,   w he re a s   t h e   6 0: 40   s pl i t   re qui r e 27  e po c hs   a nd  e xhi bi t e d   gre a t e fl uc t ua t i o n,   i nd i c a t i ng   s l ow e l e a rni ng  s t a b i l i t y .   L os s   p a t t e rns   f ur t h e r   s u ppo rt   t h e s e   obs e rv a t i o ns .   T he   t r a i n i ng   a nd   va l i d a t i o n   l os s   c ur ve s   for   t h e   9 0: 10   a nd   80 : 2 0   c on fi gur a t i ons   re m a i n e d   c l os e l y   a l i gn e d   a s   s how n   i n   F i gur e   3,   s ug ge s t i ng   e ff e c t i v e   l e a r ni ng   w i t h   re d u c e ov e r fi t t i n g .   In   c on t r a s t ,   t h e   6 0: 40   a nd   7 0: 30   s p l i t s   d i s p l a ye d   i nc re a s i n di ve rg e n c e   b e t w e e n   t r a i ni ng   a nd   v a l i d a t i on   l os s   a s   t r a i ni ng   pro gr e s s e d ,   i nd i c a t i ng   re du c e d   ge n e ra l i z a t i on l i k e l y   c a us e d   b y   l i m i t e d   t r a i n i ng   s a m p l e   d i v e rs i t y .   E a r l y   s t opp i n w a s   e m p l o y e t o   t e rm i na t e   t r a i ni ng   w h e n   no   f ur t h e r   i m p ro ve m e n t   i n   va l i da t i on   m e t ri c s   w a s   o bs e rv e d   a s   p re s e n t e d   i T a b l e   2 .   A l t h oug t h e   t r a i n i ng   w a s   i n i t i a l l s e t   for   2 50  e po c hs ,   t h e   m e c ha ni s m   ha l t e d   t r a i ni ng   s ubs t a n t i a l l y   e a rl i e r   a c ros s   a l l   c on fi gu ra t i ons f or   e x a m p l e ,   a t   e p oc h   2 7   ( 60 : 40 a nd   e p oc 12   (9 0: 10 ).   M od e l   w e i gh t s   w e re   r e s t or e t o   t h e   o pt i m a l   c he c k po i n t   for   e a c c o nf i g ur a t i o n,   s u c a s   e po c 1 f or  t h e   80 : 2 s p l i t   a nd  e p o c 12  for   t he   90 : 10  s pl i t ,   e ns u ri ng   e va l u a t i on  b a s e o t h e   b e s t - pe rfo rm i n s t a t e   ra t h e r   t h a t h e   f i n a l   t r a i ni ng  i t e r a t i o n.   T h e   ra pi c o nv e rg e nc e   s e e n   i t h e   90 : 1 c o nf i gu ra t i on   c a be   a t t r i b ut e d   t o   t h e   r e l a t i v e l y   l a r ge r   t ra i n i n g   d a t a   p ro por t i on ,   w hi c h   a l l ow e d   t he   m od e l   t o   l e a rn   d i s c r i m i n a t i ve   fe a t ur e   r e p re s e nt a t i ons   e f fi c i e nt l y .   M e a nw hi l e ,   c onf i g ur a t i o ns   w i t h   l o w e r   t r a i ni ng   d a t a   vo l u m e s   re qu i r e d   a   l on ge r   op t i m i z a t i o pe ri od   a nd   de m o ns t r a t e d   g r e a t e r   s e ns i t i v i t y   t o   ov e r fi t t i ng .             F i gure   3 .   A c c ur a c p l ot s   for   t r a i n i ng   a n v a l i da t i o a c ros s   t h e   fo ur  d a t a   s p l i t   c onf i gur a t i ons   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol     IS S N :   2722 - 3221       D e v e l opm e nt   and   p e r f or m an c e   e v al u at i on  of   c nn   m ode l   f or   s e agr as s   s p e c i e s     ( Nur ul   H ay a t y )   25   T a b l e   2 .   E a r l s t opp i ng   e ff i c i e n c y   D a t a   s p l i t   E p o c h   s t o p p e d   Be s t   e p o c h   r e s t o re d   6 0 : 4 0   41   26   7 0 : 3 0   37   22   8 0 : 2 0   26   18   9 0 : 1 0   29   12       3. 2 .     M od e l   e val u at i on   me t r i c s   M ode l   pe rfor m a n c e   w a s   qu a nt i t a t i ve l a s s e s s e d   on   t h e   v a l i da t i on  d a t a s e t s   us i ng  t he   m ode l . e v al uat e ()   fun c t i on,   w hi c h   re t urn e d   t h e   fi n a l   l os s   a n a c c ura c va l ue s   for   e a c h   t ra i n - v a l i da t i on   s pl i t   c onfi gura t i o n.   E va l ua t i o w a s   pe rf orm e d   on   t he   c he c kpo i nt   t ha t   y i e l d e d   t h e   hi g he s t   v a l i da t i on   p e rfo rm a nc e ,   a s   d e t e rm i ne d   by   t he   e a rl y   s t op pi ng   m e c ha n i s m   di s c us s e d   pr e vi ous l y.   A s   p re s e nt e i T a bl e   3 ,   t he   80 : 20   a n 90: 10   c onfi gura t i o ns   a c h i e v e d   t he   b e s t   re s u l t s ,   e a c h   w i t h   a   v a l i da t i on   a c c ura c y   of   98 . 04 %   a nd   t he   l ow e s t   l os s   of  0. 0 653 ,   i n di c a t i ng   s t rong   ge ne r a l i z a t i on  a nd  m i n i m a l   ove r fi t t i ng .   T he   70: 3 c onfi g ura t i on   fol l ow e c l os e l w i t h   a   v a l i da t i o a c c ur a c of   95. 59%   a nd   a   l os s   o 0. 15 74,   w hi l e   t he   6 0: 40   c onf i gur a t i on   re c ord e d   t he   l ow e s t   pe rfor m a nc e ,   w i t a   v a l i d a t i on  a c c ur a c y   of   94 . 61% ,   a nd   a   l os s   of  0 . 19 90 .   In  a dd i t i on   t o   a c c ur a c y   a nd   l os s ,   ot he   c l a s s i fi c a t i on   m e t ri c s   s uc h   a s   pr e c i s i on ,   re c a l l ,   a n d   F 1 - s c or e   w e re   a l s c om put e (w e i gh t e a v e ra g e   a c ros s   a l l   c l a s s e s t provi d e   a   m o re   c om pre h e ns i ve   e va l ua t i o of   m ode l   p e rfo rm a nc e .   Cons i s t e n l y ,   t he   80: 20  a nd  90: 10   c onf i gur a t i ons   a c h i ve t he   hi g he s t   pre c i s i on     (98. 10 %   a nd   98. 0 5% ,   re s p e c t i v e l y) ,   re c a l l   ( 98. 0 4%   e a c h),   a nd   F 1 - s c or e   (98 . 04 %   e a c h) ,   fur t he r   c onf i r m i ng   t he i s up e ri o p e rfor m a n c e .   T h e   60 : 40  s p l i t   y i e l de d   t h e   l ow e s t   v a l u e s   a c ros s   a l l   m e t ri c s ,   w i t h   a   pre c i s i on  o 94. 62 %,   re c a l l   of   94 . 61% ,   a nd   F 1 - s c o re   of   94. 58% .       T a b l e   3 .   F i na l   v a l i da t i on   a c c ura c y   a nd   l os s   va l u e s   for   e a c t r a i n - v a l i da t i o s p l i t   c onfi gura t i o n   D a t a   s p l i t   A c c u ra c y   L o s s   P re c i s i o n   (w e i g h t e d   a v g   Re c a l l   (w e i g h t e d   a v g )   F1 - s c o re   (w e i g h t e d   a v g )   6 0 : 4 0   0 . 9 4 6 1   0 . 1 9 9 0   0 . 9 4 6 2   0 . 9 4 6 1   0 . 9 4 5 8   7 0 : 3 0   0 . 9 5 5 9   0 . 1 5 4 7   0 . 9 5 6 9   0 . 9 5 5 9   0 . 9 5 5 5   8 0 : 2 0   0 . 9 8 0 4   0 . 0 6 5 3   0 . 9 8 1 0   0 . 9 8 0 4   0 . 9 8 0 4   9 0 : 1 0   0 . 9 8 0 4   0 . 0 6 5 3   0 . 9 8 0 5   0 . 9 8 0 4   0 . 9 8 0 4       T he s e   r e s u l t s   d e m o ns t r a t e   a   c o ns i s t e n t   t r e n d :   i n c r e a s i ng   t h e   pr o po rt i on   o f   t ra i n i n g   d a t a   t e n ds   t e nh a n c e   m o de l   p e r fo r m a n c e .   W i t m o re   t r a i n i n g   e x a m p l e s ,   t h e   CN N   i s   a b l e   t o   l e a rn   m or e   r e p r e s e nt a t i ve   fe a t ur e s   a nd   g e n e r a l i z e   b e t t e t o   u ns e e d a t a .   A l t o ug h   a l l   c o n fi gu r a t i o ns   a c h i e v e d   o v e r   94 %   a c c u r a c y ,   t h e   g a p   o f   3 . 4 3%   b e t w e e n   t h e   6 0 : 4 0   a n t h e   t op - p e rf o r m i n 80 : 20 / 90 : 10   c o nf i gu r a t i o ns   u nd e rs c or e s   t h e   i m p or t a n c e   of   t r a i n i n g   d a t a   vo l u m e   i n   d e e p   l e a rn i ng   w o rk f l o w s .   N o t a b l y ,   t h e   8 0: 2 0   a n d   9 0 : 1 0   c on f i g ur a t i o ns   no t   o nl y   d e l i v e r e t h e   b e s t   a c c ur a c a nd   l o w e s t   l o s s ,   b ut   a l s o   a c h i e v e d   t h e   m o s t   b a l a n c e d   p r e c i s i o n - r e c a l l   t r a d e o f f .   T h e s e   fi n di n gs   e m p h a s i z e   t h a t   a l l o c a t i ng   a   l a rg e r   po r t i o n   o f   d a t a   f or   t r a i n i n g   no t   on l y   a c c e l e r a t e s   c o n v e r g e n c e   bu t   a l s o   i m p r ov e s   m od e l   ro b us t n e s s   a n d   s t a b i l i t y ,   r e a f fi r m i n g   d a t a   c o m pos i t i o n   a s   a   c ri t i c a l   f a c t or   i n   C N N   pe r fo r m a n c e .     3. 3 .     I n fe r e n c e   an d   e r r or   an al ys i s   Infe r e nc e   w a s   p e rfor m e us i ng   33   pre vi ous l uns e e i m a g e s   of   s e a gr a s s   l e a ve s ,   c om pri s i n   11  s a m p l e s   for   e a c s p e c i e s .   E a c h   i m a ge   w a s   pr e pro c e s s e d   f ol l ow i ng   t h e   s a m e   pro c e d ure   a s   du ri ng   t ra i ni ng ,   i nc l udi n g   re s i z i ng   t o   1 00× 1 00   pi x e l s   a nd   p i xe l   nor m a l i z a t i on.   T he   b e s t - p e rfor m i ng   m o de l s   f rom   e a c h   d a t a   s pl i t   c o nfi g ura t i on   (60 : 40 ,   70: 30 ,   80: 20,   a nd  9 0: 10 w e re   re l oa de t g e n e ra t e   pr e di c t i ons .   Cl a s s   l a b e l s   w e r e   de ri v e d   us i ng   t h e   ar gm a x   func t i o on   t h e   m od e l   out put s   a nd   c om p a r e t t he   grou nd  t rut h.   A   vi s u a l   s um m a ry  of  t h e s e   pre d i c t i ons   i s   s how n   i n   F i gur e   4 G r e e n   t e xt   i nd i c a t e s   c orr e c t   pr e di c t i ons ,   w hi l e   r e d   t e xt   m a rks   m i s c l a s s i f i c a t i ons .   E a c g roup   re p re s e nt s   pre d i c t i ons   fro m   o ne   t ra i ni ng  c onf i gur a t i on .           F i gure   4 .   In fe r e nc e   re s u l t s   o u ns e e s e a gr a s s   l e a f   i m a ge s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2722 - 3221   Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol ,   V o l .   7 ,   N o .   1 M a rc h   20 26 20 - 29   26   A s   pre s e n t e i T a b l e   4 ,   t he   m o de l   t r a i ne d   us i ng   t he   60: 4 c onfi gura t i o d e m o ns t r a t e t he   hi g he s t   i nfe r e n c e   a c c ur a c y ,   c orr e c t l c l a s s i fy i ng  31   out   of  3 t e s   s a m pl e s ,   r e s ul t i n i n   pe r form a n c e   of  94 %.   M o de l s   t ra i ne d   w i t h   t he   8 0: 20   a nd   90 : 10   s pl i t s   fo l l ow e d   c l os e l y,   e a c h   a c h i e v i ng   a n   a c c u ra c y   of   85 %,   w h e re a s   t h e   70: 30  c onf i gur a t i on  y i e l de t h e   l ow e s t   p e rfor m a nc e   a t   82 %.   T he s e   out c o m e s   d i ve rge   from   t h e   v a l i da t i on   pha s e   r e s ul t s ,   e he r e   t h e   80 : 20   a nd   90 : 10   c onfi gura t i o ns   e xhi b i t e d   s up e ri or   a c c ur a c y.   T hi s   d i s c e pa n c y   i ndi c a t e s   t h a t   i nf e r e nc e   p e rfo rm a nc e   m a b e   s ol e l y   de pe nd e nt   o t he   s i z e   of   t h e   t ra i ni ng  s e t   but   a l s o   on  t h e   e xt e nt   t o   w hi c h   t h e   t ra i n i d a t a   di s t r i bu t i on   c a p t ure s   t h e   c h a r a c t e r i s t i c s   of   t he   uns e e t e s t   i ns t a nc e s .       T a b l e   4 .   In fe r e nc e   a c c ur a c y   b a s e d   on   t h e   num b e r   of   c or re c t   p re di c t i ons   f or  e a c h   da t a   s pl i t   c on fi gur a t i on     P re c i s i o n   Re c a l l   F1 - s c o re   6 0 : 4 0   7 0 : 3 0   8 0 : 2 0   9 0 : 1 0   6 0 : 4 0   7 0 : 3 0   8 0 : 2 0   9 0 : 1 0   6 0 : 4 0   7 0 : 3 0   8 0 : 2 0   9 0 : 1 0   H .   u n i n e r v i s   0 . 9 1   0 . 6 9   0 . 7 1   0 . 7 1   0 . 9 1   0 . 8 2   0 . 9 1   0 . 9 1   0 . 9 1   0 . 7 5   0 . 8   0 . 8   S .   i s o e t i f o l i u m   0 . 9 2   0 . 8 2   0 . 9   0 . 9   0 . 9 2   0 . 7 5   0 . 7 5   0 . 7 5   0 . 9 2   0 . 7 8   0 . 8 2   0 . 8 2   T .   h e m p r i c h i i   1   1   1   1   1   0 . 9 1   0 . 9 1   0 . 9 1   1   0 . 9 5   0 . 9 5   0 . 9 5   a c c u ra c y                   0 . 9 4   0 . 8 2   0 . 8 5   0 . 8 5   m a c ro   a v g   0 . 9 4   0 . 8 4   0 . 8 7   0 . 8 7   0 . 9 4   0 . 8 3   0 . 8 6   0 . 8 6   0 . 9 4   0 . 8 3   0 . 8 6   0 . 8 6   w e i g h t e d   a v g   0 . 9 4   0 . 8 4   0 . 8 7   0 . 8 7   0 . 9 4   0 . 8 2   0 . 8 5   0 . 8 5   0 . 9 4   0 . 8 3   0 . 8 6   0 . 8 6       A   m ore   d e t a i l e d   p e r - c l a s s   a na l ys i s   re v e a l s   di s t i nc t   c l a s s i f i c a t i on   b e ha vi or .   T .   h e m pr i c hi   c ons i s t e nl a c h i ve d   p e rf e c t   pr e c i s i on   (1 . 00)   a c ros s   a l l   c o nfi gu ra t i on s   a nd   m a i nt a i n e d   a   hi g r e c a l l   s c or e   ( 0. 91 ),   c ul m i n a t i ng  i a F 1 - s c or e   of   0 . 95 .   T he   s pe c i e s   bro a a nd   di s t i n gui s h a bl e   l e a m orph ol ogy   l i ke l fa c i l i t a t e i t s   c ons i s t e n t   c l a s s i fi c a t i on .   Conv e rs e l y,   S .   i s oe t i f ol i um   a nd   H .   u n i n e r v i s     w h i c s h a re   s i m i l a r   e l ong a t e l e a s t ruc t ure s   a nd   c ol o ra t i on     w e r e   m or e   s us c e p t i b l e   t o   m i s c l a s s i fi c a t i on .   N e v e rt h e l e s s ,   i m pove m e nt s   w e r e   obs e rve unde s p e c i fi c   c onf i gur a t i ons .   In   p a rt i c ul a r,   t he   60 : 40  s pl i t   e na b l e S y r i n godi um   t a c hi v e   pre c i s i on  a nd  re c a l l   va l ue s   of   0. 9 2,   w hi l e   H al odul e   obt a i n e d   i t s   hi ghe s t   F 1 - s c or e   of  0 . 91   und e r   t h e   s a m e   s p l i t .   A c ros s   a l l   t r a i n t e s t   c onfi g ura t i ons ,   t h e   c onfus i on   m a t r i c e s   r e ve a l   c ons i s t e n t   c l a s s i f i c a t i on   t re n ds :     T .   h e m pr i c hi i   i s   re l i a bl y   a nd   a l m os t   p e rfe c t l y   i d e nt i fi e d   i e ve r s p l i t ,   i ndi c a t i ng   s t rong   m orpho l og i c a l   di s t i n c t i ve ne s s   a nd   h i gh   m o de l   s e pa r a b i l i t y .   I c on t ra s t ,   m i s c l a s s i f i c a t i ons   o c c ur   pri m a r i l y   b e t w e e n     H .   un i ne r v i s   a nd  S .   i s oe t i f ol i um ,   w hos e   vi s u a l   s i m i l a ri t i e s   l e a t r e c i proc a l   e r rors   i a l l   c on fi gur a t i ons .   T he   60: 40   s pl i t   pr ovi d e s   t h e   m os t   ba l a n c e a nd   s t a b l e   p e rfor m a n c e ,   w hi l e   t h e   70 : 30 ,   80: 2 0,   a nd   90 : 10   s pl i t s   s how   s l i ght   i n c re a s e s   i c o nfus i on   be t w e e t he s e   t w s p e c i e s ,   t hough   ove ra l l   a c c ura c r e m a i ns   hi gh .   T a k e n   t oge t he r,   t he   r e s ul t s   s how   t ha t   t h e   m o de l   i s   robus t   a c r os s   d a t a s e t   propo rt i ons ,   w i t h   e r rors   dri ve n   no t   by   d a t a   vol u m e   b ut   by   t h e   i n t ri ns i c   s i m i l a ri t b e t w e e s p e c i fi c   s pe c i e s   pa i rs .   A   v i s ua l   c onfus i o m a t r i o t e s t   d a t a   i s   s how i n   F i g ure   5 .                 F i gure   5 .   C onfus i o m a t ri x   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol     IS S N :   2722 - 3221       D e v e l opm e nt   and   p e r f or m an c e   e v al u at i on  of   c nn   m ode l   f or   s e agr as s   s p e c i e s     ( Nur ul   H ay a t y )   27   A c ros s   a l l   t hr e e   s p e c i e s ,   t h e   60 : 40   m od e l   c ons i s t e nl y   re p ort e d   t h e   hi g he s t   m e t ri c s   i n   t e r m s   of   pre c i s i on ,   r e c a l l ,   a nd   F 1 - s c or e ,   l e a d i ng  t t he   be s t   m a c r a nd  w e i gh t e d   a v e ra ge s   a t   94% .   In  c on t ra s t ,   t h e   re m a i n i ng   c onfi g ura t i ons   (7 0: 30 ,   80: 20,   a nd   90 : 10)   pro duc e a v e r a g e   m a r c o   a nd   w e i gh t e d   s c ore s   a round   87%.   T h e s e   fi n di ngs   s ugge s t   t ha t   w h i l e   l a rg e t ra i ni ng  d a t a s e t s   g e ne r a l l e nh a n c e   va l i d a t i on  a c c ur a c y ,   t h e   re pre s e nt a t a t i ve n e s s   of   t he   t r a i n i ng   da t a   p l a ys   a   c r i t i c a l   rol e   i re a l - w orl d   i n fe r e nc e   pe rf orm a nc e .     3. 4 .     D i s c u s s i on   an d   i mp l i c at i on s   T he   C N N   m o d e l   d e m o ns t r a t e d   f a s t   c o nv e rg e n c e ,   s t a b l e   t r a i n i ng   b e h a v i or ,   a n d   h i g h   c l a s s i f i c a t i on   a c c u r a c y   a c r os s   a l l   c on f i g ur a t i o ns .   T h e   i n t e gr a t i o n   o e a r l y   s t op p i n a nd   dr op o ut   r e g ul a r i z a t i on   pl a y e d   c ru c i a l   ro l e s   i n   pr e v e n t i n g   o v e r f i t t i ng ,   a s   e vi d e nc e d   b y   t h e   c l os e   a l i g n m e nt   of   t r a i n i n a n v a l i d a t i o n   c u rv e s ,   e s p e c i a l l i n   8 0 : 2 0   a nd   9 0 : 1 0   c o nf i gu r a t i on s .   T he s e   fi n di n gs   a r e   c o n s i s t e nt   w i t h   b e s t   p r a c t i c e s   i n   C N N - b a s e d   i m a g e   c l a s s i f i c a t i o n   [ 18 ] [ 20 ] .   T h e   s m o o t h   p r og r e s s i o n   o t r a i n i ng   l os s   a n a c c ur a c w i t ho u t   os c i l l a t i o or   i n s t a b i l i t i s   c ons i s t e n t   w i t h   w e l l - r e g ul a r i z e d   t r a i n i n g   b e h a vi o r   [ 21 ] .   D e s p i t e   l i m i t e d   d a t a ,   t h e   m od e l   e ff e c t i v e l y   l e a r ne d   di s c r i m i n a t i v e   f e t ur e s ,   y i e l d i n r e l i a b l e   p e r f or m a n c e   a c c r s s   c o nf i gu r a t i on .   T hi s   f i n d i n a l i g ns   w i t h   p r i o s t u d i e s   on   CN N   a pl i c a t i o ns   i n   m a ri n e   a n d   e n v i r on m e n t a l   do m a i ns   [ 22 ] [2 5 ] ,   w h e r e   h i g h   p e rf o r m a n c e   w a s   a c h i e v e d   us i n g   m od e r a t e - s i z e   d a t a s e t s .   I nf e re n c e   re s u l t s   fu r t h e r   c o n fi r m   t he   m o d e l ’s   r ob us t n e s s ,   w i t h   a l l   c on f i g ur a t i ons   a c h i e v i n g   a c c ur a c y   ≥8 6 . 7 % .   T h e s e   r e s u l t s   a r e   c ons i s t e n t   w i t h   p r i o r   s t ud i e s   d e m on s t r a t i n g   h i g h   CN N   p e r fo r m a n c e   i n   m a r i n e   c l a s s i f i c a t i on   t a s ks ,   e v e n   w i t h   m o d e r a t e   da t a s e t   s i z e s   [2 6 ] [2 8] .   M i s c l a s s i fi c a t i ons ,   how e v e r,   e xp os e   a i m p ort a nt   l i m i t a t i on  i CN N   pe rfor m a n c e   for   m or pho l og i c a l l s i m i l a r   s pe c i e s .   T h e   c ons i s t e n t   c onfus i on  be t w e e n   H .   uni ne r v i s   a nd  S.   i s o e t i f ol i um a l s o   obs e rve i pr i or   w orks   [ 9]     h i ghl i gh t s   t he   ne e for  e i t he m or e   d i ve rs e   t ra i ni ng  s a m p l e s   o a dd i t i ona l   c ont e xt   (e . g . ,   h a b i t a t ,   ba c kgro und ,   m ul t i - a ngl e   vi e w s t o   i m pr ove   s e pa ra b i l i t y .   O t he   ot h e h a nd ,   t h e   c ons i s t e nt l y   c o rre c t   c l a s s i fi c a t i on   of   T .   h e m pri c hi i   re i nf orc e s   t he   m ode l ’s   s t re ngt h   w h e n   a p pl i e d   t m orpho l og i c a l l d i s t i nc t   c l a s s e s   [1 3],   [27] ,   [29] ,   [ 30] .   F rom   a n   a p pl i e d   pe rs pe c t i ve ,   t he   pro pos e d   m ode l   de m on s t ra t e s   s t rong   pot e n t i a l   for   s uppor t i ng   a ut o m a t e d   s e a gra s s   m oni t ori ng  a n bi odi v e rs i t a s s e s s m e n t   i B i nt a n .   G i v e i t s   l i ght w e i g ht   a rc h i t e c t ur e ,   i m p l e m e n t a t i o on   por t a b l e   p l a t for m   s u c h   a s   T e ns orF l o w   L i t e   i s   fe a s i b l e   a nd   c o ul d   s upp ort   i n - s i t i de n t i f i c a t i on  us i ng  m obi l e   or  e m b e dd e d e vi c e s .   N on e t he l e s s ,   i m pro ve m e n t s   a r e   n e c e s s a ry  for  m ore   c ha l l e ngi n g   c l a s s i f i c a t i on   s c e na r i os .   F ut ure   d i re c t i ons   m a y   i n c l ude   i nt e gra t i n g   m u l t i - a n gl e   or   m u l t i - s c a l e   i m a ge r [2 6] ,   a d di ng   c ont e xt u a l   e nvi ro nm e nt a l   fe a t ure s   s uc a s   d e pt h   or   l o c a t i o m e t a d a t a   [ 31] ,   a nd  l e v e ra g i ng   e ns e m b l e   or  s e m i - s upe r vi s e a ppro a c h e s   t e nha nc e   ge n e r a l i z a t i o on   re a l - w o rl d   und e rw a t e r   da t a   [9] .   T a k e n   t oge t he r ,   t he   f i ndi ngs   pre s e nt e d   i n   t h i s   s t udy   de m o ns t ra t e   t h e   m od e l ' s   pra c t i c a l   v i a bi l i t y   a nd   hi ghl i gh t   t he   i m por t a nc e   of   d a t a   qua l i t y,   s pe c i e s   d i s t i nc t i v e ne s s ,   a nd  c on t e x t u a l   a ug m e nt a t i on   a s   ke y   c ons i d e ra t i o ns   i a dva nc i ng   s e a g ra s s   c l a s s i fi c a t i on   e ffor t s   us i ng  d e e p   l e a r ni ng .         4.   C O N C LU S I O N   T hi s   s t udy   p re s e nt e t h e   d e v e l op m e nt   a nd   pe r form a n c e   e va l ua t i on   o a   C N N   m od e l   fo t h e   c l a s s i fi c a t i on   of   t hre e   s e a g ra s s   s p e c i e s H .   uni ne r v i s S .   i s oe t i f ol i um ,   a nd   T .   he m pr i c h i i i n   Bi nt a n,   Indone s i a .   T h e   m od e l   w a s   t r a i ne d   us i ng  va ry i ng   t r a i n - va l i da t i on   s pl i t s   (60: 4 0,   70 : 30 ,   80: 20 ,   a n 90: 10 ),   de m o ns t ra t i n rob us t   c onv e rg e nc e   a nd  h i gh   c l a s s fi f i c a t i on   a c c ur a c y   a c ros s   a l l   c on fi gu ra t i ons .   T he   90: 1 c onfi gura t i o y i e l de t he   h i gh e s t   va l i d a t i on  a c c ur a c y   (9 8. 53% a nd   l ow e s t   va l i d a t i on   l os s   (0. 08881) ,   i ndi c a t i ng   s t ro ng  m od e l   pe r form a n c e   duri ng  t ra i ni ng.   Inf e re n c e   on  uns e e t e s t   i m a g e s   c onf i rm e d   t h e   m od e l ’s   ge ne r a l i z a t i on  c a pa b i l i t y ,   a c h i e v i ng   up  t 8 6. 7 %.   a l t hou gh   t he   80 : 20  a nd   90: 1 s pl i t s   e x c e l l e dur i ng   t h e   va l i da t i on   p ha s e ,   t he   60 : 40   s pl i t   pr oduc e d   t he   m os t   s t a b l e   a nd   re l i a bl e   pe r form a n c e   dur i ng   i nfe r e n c e ,   s ugge s t i ng  b e t t e ge n e ra l i z a t i o t o   re a l - w o rl da t a .   T hi s   h i gh l i gh t s   t h e   i m po rt a nc e   of  not   onl y   da t a s e t   s i z e   but   a l s o   t h e   r e pr e s e n t a t i on a l   qu a l i t y   a nd  di s t r i bu t i on   of   t ra i ni ng   s a m pl e s .   H ow e v e r ,   r e c urri n m i s c l a s s i fi c a t i ons   be t w e e n   H.   un i n e r v i s   a n S.   i s o e t i f o l i um     s pe c i e s   w i t h   s u bl t e   m orp hol o gi c a l   d i ff e re n c e s     poi nt s   t o   t h e   l i m i t a t i ons   of  s i ngl e - v i e w   i m a g e   i npu t .   In   c ont r a s t ,   T .   h e m pr i c hi i   w a s   c ons i s t e n t l y   c l a s s i f i e w i t h   hi g pre c i s i on ,   a ffi r m i ng  t he   m od e l ’s   e ff i c a c i n   i d e nt i fy i ng  m orpho l og i c a l l d i s t i n c t   s pe c i e s .   O v e ra l l ,   t he   fi ndi n gs   s u pport   t h e   s ui t a bi l i t y   of   CN N - ba s e d   a pp roa c he s   for  a u t om a t e d   s e a gr a s s   c l a s s i fi c a t i on   i n   m a r i ne   m oni t or i ng   a ppl i c a t i ons .   F u t ure   i m prov e m e nt s   m a y   foc us   o n   i nc or pora t i n g   ri c he r   i npu t   m oda l i t i e s ,   i nc r e a s i ng  da t a s e t   di v e rs i t y,   a nd   e x pl or i ng  m od e l   e ns e m b l e s   t fur t h e i m pro ve   a c c ur a c y   a nd   re l i a bi l i t i c om p l e x   unde rw a t e e nvi ron m e n t s .       A C K N O WL ED G M EN TS   T he   a u t hor  gra t e fu l l y   a c know l e dg e s   F a r i d a   for  a s s i s t a nc e   du ri ng  f i e l dw ork  i Bi n t a n ,   p a rt i c u l a r l i n   s e a gr a s s   s a m pl e   c ol l e c t i on  a nd   org a ni z a t i on .   A p pre c i a t i on  i s   a l s o   e x t e nde d   t o   l oc a l   a u t hori t i e s   a nd  c om m un i t y   m e m be rs   for   t h e i r   c oope ra t i on   a nd  a c c e s s   t o   re s e a rc h   s i t e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2722 - 3221   Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol ,   V o l .   7 ,   N o .   1 M a rc h   20 26 20 - 29   28   F U N D I N G   I N F O R M A TI O N   T he   a ut hor   d e c l a r e s   t h a t   t hi s   r e s e a r c h   w a s   c ond uc t e d   i nd e p e nde nt l y   a nd   re c e i ve d   no   s pe c i f i c   g ra n t   from   a ny   fu ndi ng   a ge n c y   i n   t h e   publ i c ,   c o m m e r c i a l ,   or   no t - f or - profi t   s e c t ors .       A U TH O R   C O N TR I BU TI O N S   S TA T EM EN T   T hi s   j ou rna l   us e s   t h e   Cont r i bu t or   Rol e s   T a xono m y   (C Re di T )   t o   r e c o gni z e   i ndi v i du a l   a u t hor   c ont r i bu t i ons ,   r e du c e   a ut hors h i p   di s pu t e s ,   a nd   fa c i l i t a t e   c o l l a bora t i on .     N ame   of  A u th o r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   N urul   H a ya t y                               H ol l a nda   A ri e f   K us um 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 ft w a re   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo rm a l   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 s o u rc e s   D   :   D a t a   Cu ra t i o n   O   :   W ri t i n g   -   O ri g i n a l   D ra ft   E   :   W ri t i n g   -   Re v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi s u a l i z a t i o n   Su     Su p e rv i s i o n   P     P ro j e c t   a d m i n i s t ra t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i s i t i o n         C O N F LI C T   O F   I N T ER ES S TA T EM EN T   T he   a u t hors   s t a t e   no   c onfl i c t   o i nt e re s t .       D A TA   A V A I LA BI LI TY   T he   c od e ,   t ra i ni ng  d a t a ,   t e s t   da t a ,   t r a i n i ng  a nd  v a l i da t i o s a m pl e   ge ne r a t i ons ,   pre d i c t i o re s u l t s ,   a nd   fi gur e s   fo l os s   a nd   a c c ura c y   us e i n   t h i s   s t udy   a re   publ i c l y   a va i l a bl e   i n   t he   G i t H ub   r e pos i t ory:   ht t ps : / / g i t h ub. c o m / ho l l a nd a kus u m a / L a m unM a c hi n e L e a r ni ng CN N .   P y t hon   s c r i pt s   a nd  J up yt e not e books   (. i py nb)   a r e   a l s o   prov i de i t h e   r e pos i t ory   t o   f a c i l i t a t e   re pro duc i b i l i t y   a nd  f urt h e r   a n a l ys i s .       R EF ER EN C ES   [1 ]   L .   C .   C. -   U n s w o rt h   a n d   R.   U n s w o rt h ,   A   c a l l   fo s e a g ra s s   p ro t e c t i o n ,   S c i e n c e ,   v o l .   3 6 1 ,   n o .   6 4 0 1 ,   p p .   4 4 6 4 4 8 ,   2 0 1 8 .   [2 ]   M .   G ro s s ,   S a v e   o u s e a g ra s s e s ,   Cu r r e n t   B i o l o g y ,   v o l .   3 0 ,   n o .   1 6 ,   p p .   R9 0 5 R9 0 7 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c u b . 2 0 2 0 . 0 7 . 0 8 1 .   [3 ]   C.   J .   M i l l e r,   S .   J .   Ca m p b e l l ,   a n d   S .   S c u d d s ,   S p a t i a l   v a ri a t i o n   o Z o s t e ra   t a s m a n i c a   m o rp h o l o g y   a n d   s t ru c t u re   a c r o s s   a n   e n v i ro n m e n t a l   g ra d i e n t ,   M a r i n e   E c o l o g y   P r o g r e s s   S e r i e s ,   v o l .   3 0 4 ,   p p .   4 5 5 3 ,   2 0 0 5 ,   d o i :   1 0 . 3 3 5 4 / m e p s 3 0 4 0 4 5 .   [4 ]   N .   T .   H a ,   M .   M . -   H a rri s ,   T .   D .   P h a m ,   a n d   I.   H a w e s ,   A   c o m p a ra t i v e   a s s e s s m e n t   o e n s e m b l e - b a s e d   m a c h i n e   l e a rn i n g   a n d   m a x i m u m   l i k e l i h o o d   m e t h o d s   fo m a p p i n g   s e a g r a s s   u s i n g   s e n t i n e l - 2   i m a g e ry   i n   T a u ra n g a   H a rb o r,   N e w   Z e a l a n d ,   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   3 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / rs 1 2 0 3 0 3 5 5 .   [5 ]   S .   D a h i y a ,   R.   T y a g i ,   a n d   N .   G a b a ,   Co m p a ri s o n   o M L   c l a s s i f i e rs   fo i m a g e   d a t a ,   E a s y Ch a i r   P r e p r i n t   No   3 8 1 5 ,   2 0 2 0 ,   [O n l i n e ].   A v a i l a b l e :   h t t p s : / / e a s y c h a i r. o rg / p u b l i c a t i o n s / p re p ri n t / K n C4 .   [6 ]   M .   M o n i ru z z a m a n ,   S .   M .   S .   Is l a m ,   M .   Be n n a m o u n ,   a n d   P .   L a v e ry ,   D e e p   l e a rn i n g   o n   u n d e rw a t e m a ri n e   o b j e c t   d e t e c t i o n :   a   s u rv e y ,   i n   A d v a n c e d   Co n c e p t s   f o r   In t e l l i g e n t   V i s i o n   S y s t e m s   ( A CIV S   2 0 1 7 ) ,   Ch a m ,   S w i t z e rl a n d :   S p ri n g e r,   2 0 1 7 ,   p p .   1 5 0 1 6 0 doi :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 319 - 7 0 3 5 3 - 4 _ 1 3 .   [7 ]   M .   S .   H o s s a i n ,   J .   S .   Bu j a n g ,   M .   H .   Z a k a ri a ,   a n d   M .   H a s h i m ,   T h e   a p p l i c a t i o n   o re m o t e   s e n s i n g   t o   s e a g ra s s   e c o s y s t e m s :   a n   o v e rv i e w   a n d   fu t u re   re s e a rc h   p ro s p e c t s ,   In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   3 6 ,   n o .   1 ,   p p .   6 1 1 1 4 ,   2 0 1 5 ,     d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 0 1 4 3 1 1 6 1 . 2 0 1 4 . 9 9 0 6 4 9 .   [8 ]   M .   U .   G u m u s a y ,   T .   Ba k i rm a n ,   I.   T .   K i z i l k a y a ,   a n d   N .   O .   A y k u t ,   A   re v i e w   o s e a g ra s s   d e t e c t i o n ,   m a p p i n g   a n d   m o n i t o ri n g   a p p l i c a t i o n s   u s i n g   a c o u s t i c   s y s t e m s ,   E u r o p e a n   J o u r n a l   o f   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   5 2 ,   n o .   1 ,   p p .   1 2 9 ,   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 1 0 8 0 / 2 2 7 9 7 2 5 4 . 2 0 1 8 . 1 5 4 4 8 3 8 .   [9 ]   Y .   S .   D e s h m u k h ,   R.   G .   T a m b e ,   R.   D .   Ch i n t a m a n i ,   S .   S .   Bh o s a l e ,   a n d   S .   M u t h u ra j ,   S e a g ra s s   d e t e c t i o n   a n d   c l a s s i fi c a t i o n   fro m   u d e rw a t e i m a g e s   u s i n g   d e e p   t ra n s fe l e a r n i n g ,   A d v a n c e s   i n   No n l i n e a r   V a r i a t i o n a l   In e q u a l i t i e s ,   v o l .   2 8 ,   n o .   1 S ,   p p .   1 2 9 1 3 6 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 5 2 7 8 3 / a n v i . v 2 8 . 2 2 3 3 .   [1 0 ]   H .   M o h a m e d ,   K .   N a d a o k a ,   a n d   T .   N a k a m u ra ,   S e m i a u t o m a t e d   m a p p i n g   o b e n t h i c   h a b i t a t s   a n d   s e a g r a s s   s p e c i e s   u s i n g   a   c o n v o l u t i o n a l   n e u ra l   n e t w o rk   fra m e w o r k   i n   s h a l l o w   w a t e e n v i ro n m e n t s ,   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 3 ,   p p .   1 1 8 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / rs 1 2 2 3 4 0 0 2 .   [1 1 ]   D .   P e re z   e t   a l . ,   Q u a n t i fy i n g   s e a g ra s s   d i s t ri b u t i o n   i n   c o a s t a l   w a t e w i t h   d e e p   l e a rn i n g   m o d e l s ,   R e m o t e   S e n s i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   1 0 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / rs 1 2 1 0 1 5 8 1 .   [1 2 ]   M .   K .   N o m a n ,   S .   M .   J .   J a l a l i ,   S .   M .   S .   Is l a m ,   a n d   P .   L a v e ry ,   O fd a - C NN :   a   n o v e l   m e t a h e u ri s t i c   a l g o ri t h m - b a s e d   d e e p   C NN   fo m u l t i - s p e c i e s   s e a g ra s s   c l a s s i fi c a t i o n ,   S S R N ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 2 1 3 9 / s s rn . 4 3 4 8 7 9 3 .   [1 3 ]   M .   A .   A .   O z a e t a ,   A .   C.   F a j a rd o ,   F .   P .   Bra z a s ,   a n d   J .   A .   M .   Ca n t a l ,   D e e p   l e a rn i n g   a p p ro a c h   fo s e a g ra s s   s p e c i e s   c l a s s i fi c a t i o n ,   2 0 2 4   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r e n c e   o n   G r e e n   E n e r g y ,   Co m p u t i n g   a n d   S u s t a i n a b l e   T e c h n o l o g y   (G E CO S T ) ,   p p .   2 5 0 2 5 4 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / G E CO S T 6 0 9 0 2 . 2 0 2 4 . 1 0 4 7 4 9 8 7 .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
Com pu t   S c i   Inf   T e c h nol     IS S N :   2722 - 3221       D e v e l opm e nt   and   p e r f or m an c e   e v al u at i on  of   c nn   m ode l   f or   s e agr as s   s p e c i e s     ( Nur ul   H ay a t y )   29   [1 4 ]   G .   Re u s   e t   a l . ,   L o o k i n g   fo s e a g ra s s :   d e e p   l e a rn i n g   fo v i s u a l   c o v e ra g e   e s t i m a t i o n ,   2 0 1 8   O CE A NS   -   M T S / IE E E   Ko b e   T e c h n o - O c e a n s   (O T O ),   Ko b e ,   J a p a n ,   p p .   1 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / O CE A N S K O B E . 2 0 1 8 . 8 5 5 9 3 0 2 .   [1 5 ]   D .   P .   Ri n i   a n d   W .   K u rn i a   S a ri ,   O p t i m i z i n g   h y p e rp a ra m e t e rs   o CN N   a n d   D N N   fo e m o t i o n   c l a s s i fi c a t i o n   b a s e d   o n   E E G   s i g n a l s ,   In t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o n   In f o r m a t i o n   a n d   Co m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g y   (IJ o ICT ) ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 ,   p p .   1 1 2 ,   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 2 1 1 0 8 / i j o i c t . v 1 0 i 1 . 8 5 7 .   [1 6 ]   Y .   L e c u n ,   Y .   Be n g i o ,   a n d   G .   H i n t o n ,   D e e p   l e a rn i n g ,   Na t u r e ,   v o l .   5 2 1 ,   n o .   7 5 5 3 ,   p p .   4 3 6 4 4 4 ,   2 0 1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 3 8 / n a t u re 1 4 5 3 9 .   [1 7 ]   M .   A b a d i   e t   a l . ,   T e n s o rF l o w :   a   s y s t e m   fo r   l a rg e - s c a l e   m a c h i n e   l e a rn i n g ,   O S D I’1 6 P r o c e e d i n g s   o f   t h e   1 2 t h   U S E NI X   c o n f e r e n c e   on  O p e r a t i n g   S y s t e m s   D e s i g n   a n d   Im p l e m e n t a t i o n ,   p p .   2 6 5 2 8 3 ,   2 0 1 6 .   [1 8 ]   L .   P re c h e l t ,   E a rl y   s t o p p i n g     b u t   w h e n ? ,   i n   Ne u r a l   Ne t wo r k s T r i c k s   o f   t h e   T r a d e ,   Be rl i n ,   G e rm a n y :   S p ri n g e r,   p p .   5 3 67 2012,   doi :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 6 4 2 - 3 5 2 8 9 - 8 _ 5 .   [1 9 ]   R.   Ca ru a n a ,   S .   L a w re n c e ,   a n d   L .   G i l e s ,   O v e rfi t t i n g   i n   n e u ra l   n e t s :   b a c k p ro p a g a t i o n ,   c o n j u g a t e   g ra d i e n t ,   a n d   e a rl y   s t o p p i n g ,   A d v a n c e s   i n   Ne u r a l   In f o r m a t i o n   P r o c e s s i n g   S y s t e m s ,   2 0 0 1 .   [2 0 ]   G .   H i n t o n ,   A .   K r i z h e v s k y ,   I.   S u t s k e v e r,   R.   S a l a k h u t d i n o v ,   a n d   N .   S ri v a s t a v a ,   D ro p o u t :   a   s i m p l e   w a y   t o   p re v e n t   n e u ra l   n e t w o rk s   fro m   o v e rfi t t i n g ,   J o u r n a l   o f   M a c h i n e   L e a r n i n g   R e s e a r c h ,   v o l .   1 5 ,   n o .   1 ,   p p .   1 9 2 9 1 9 5 8 ,   2 0 1 4 .   [2 1 ]   I.   G o o d fe l l o w ,   Y .   Be n g i o ,   a n d   A .   Co u rv i l l e ,   D e e p   l e a r n i n g .   Ca m b ri d g e ,   M a s s a c h u s e t t s :   T h e   M IT   P re s s ,   2 0 1 6 .   [2 2 ]   Z .   Ca o ,   J .   C.   P r i n c i p e ,   B.   O u y a n g ,   F .   D a l g l e i s h ,   a n d   A .   V u o re n k o s k i ,   M a ri n e   a n i m a l   c l a s s i fi c a t i o n   u s i n g   c o m b i n e d   CN N   a n d   h a n d - d e s i g n e d   i m a g e   fe a t u re s ,   O CE A NS   2 0 1 5   -   M T S / IE E E   W a s h i n g t o n ,   p p .   1 6 ,   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 2 3 9 1 9 / o c e a n s . 2 0 1 5 . 7 4 0 4 3 7 5 .   [2 3 ]   E .   L .   W h i t e ,   H .   K l i n c k ,   J .   M .   Bu l l ,   P .   R.   W h i t e ,   a n d   D .   R i s c h ,   O n e   s i z e   fi t s   a l l ?   a d a p t a t i o n   o t ra i n e d   CN N s   t o   n e w   m a ri n e   a c o u s t i c   e n v i ro n m e n t s ,   E c o l o g i c a l   In f o r m a t i c s ,   v o l .   7 8 ,   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c o i n f. 2 0 2 3 . 1 0 2 3 6 3 .   [2 4 ]   J .   F re e m a n ,   Co n t e n t   s e a rc h   w i t h i n   l a rg e   e n v i ro n m e n t a l   d a t a s e t s   u s i n g   a   c o n v o l u t i o n   n e u ra l   n e t w o rk ,   Co m p u t e r s   a n d   G e o s c i e n c e s ,   v o l .   1 3 9 ,   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . c a g e o . 2 0 2 0 . 1 0 4 4 7 9 .   [2 5 ]   E .   C.   O re n s t e i n   a n d   O .   Be i j b o m ,   T ra n s fe l e a rn i n g   a n d   d e e p   fe a t u re   e x t ra c t i o n   fo p l a n k t o n i c   i m a g e   d a t a   s e t s ,   2 0 1 7   IE E E   W i n t e r   Co n f e r e n c e   o n   A p p l i c a t i o n s   o f   Co m p u t e r   V i s i o n   (W A CV ) ,   v o l .   6 ,   n o .   4 ,   p p .   1 0 8 2 1 0 8 8 ,   2 0 1 7 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / W A CV . 2 0 1 7 . 1 2 5 .   [2 6 ]   J .   E l s ä ß e r,   L .   W e i h l ,   V .   Ch e p l y g i n a ,   a n d   L .   T .   N i e l s e n ,   S e a g ra s s F i n d e r:   d e e p   l e a rn i n g   fo e e l g ra s s   d e t e c t i o n   a n d   c o v e r a g e   e s t i m a t i o n   i n   t h e   w i l d ,   E c o l o g i c a l   In f o r m a t i c s ,   v o l .   9 0 ,   2 0 2 5 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c o i n f. 2 0 2 5 . 1 0 3 2 0 0 .   [2 7 ]   S .   Ra i n e ,   R .   M a rc h a n t ,   P .   M o g h a d a m ,   F .   M a i re ,   B.   K e t t l e ,   a n d   B.   K u s y ,   M u l t i - s p e c i e s   s e a g ra s s   d e t e c t i o n   a n d   c l a s s i fi c a t i o n   fro m   u n d e rw a t e i m a g e s ,   2 0 2 0   D i g i t a l   Im a g e   Co m p u t i n g T e c h n i q u e s   a n d   A p p l i c a t i o n s   (D ICT A ) ,   p p .   1 8 ,   2 0 2 0 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D ICT A 5 1 2 2 7 . 2 0 2 0 . 9 3 6 3 3 7 1 .   [2 8 ]   I.   F a w w a z ,   Y .   Y e n n i m a r,   N .   P .   D h a rs i n n i ,   a n d   B.   A .   W i j a y a ,   T h e   o p t i m i z a t i o n   o CN N   a l g o ri t h m   u s i n g   t ra n s fe l e a r n i n g   fo r   m a ri n e   fa u n a   c l a s s i fi c a t i o n ,   s i n k r o n ,   v o l .   8 ,   n o .   4 ,   p p .   2 2 3 6 2 2 4 5 ,   O c t .   2 0 2 3 ,   d o i :   1 0 . 3 3 3 9 5 / s i n k ro n . v 8 i 4 . 1 2 8 9 3 .   [2 9 ]   T .   E e ro l a   e t   a l . ,   S u rv e y   o a u t o m a t i c   p l a n k t o n   i m a g e   re c o g n i t i o n :   c h a l l e n g e s ,   e x i s t i n g   s o l u t i o n s   a n d   fu t u re   p e rs p e c t i v e s ,   A r t i f i c i a l   In t e l l i g e n c e   R e v i e w ,   v o l .   5 7 ,   n o .   5 ,   A p r.   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 0 4 6 2 - 024 - 1 0 7 4 5 - y.   [3 0 ]   J .   Y a n g ,   M .   Ca i ,   X .   Y a n g ,   a n d   Z .   Z h o u ,   U n d e rw a t e i m a g e   c l a s s i fi c a t i o n   a l g o ri t h m   b a s e d   o n   c o n v o l u t i o n a l   n e u ra l   n e t w o r k   a n d   o p t i m i z e d   e x t re m e   l e a r n i n g   m a c h i n e ,   J o u r n a l   o f   M a r i n e   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   1 2 ,   D e c .   2 0 2 2 ,     d o i :   1 0 . 3 3 9 0 / j m s e 1 0 1 2 1 8 4 1 .   [3 1 ]   N .   A b i d   e t   a l . ,   S e a g ra s s   c l a s s i fi c a t i o n   u s i n g   u n s u p e rv i s e d   c u rri c u l u m   l e a rn i n g   (U CL ),   E c o l o g i c a l   In f o r m a t i c s ,   v o l .   8 3 ,     N o v .   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 0 1 6 / j . e c o i n f. 2 0 2 4 . 1 0 2 8 0 4 .       BI O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       N u r u l   H ay at y           i s   a   l e c t ur e r   i n   t he   D e pa r t m e nt   of   I nf or m a t i c s   E ng i ne e r i ng   a t   U ni ve r s i t a s   M a r i t i m   R a j a   A l i   H a j i   ( U M R A H ) ,   T a n j ung pi na ng ,   I n done s i a .   S he   ho l d s   a   B a c he l o r ' s   de gr e e   i n   C o m pu t e r   E n gi ne e r i ng  a nd   a   M a s t e r ' s   de gr e e   i C o m put e r   S c i e n c e   ( M . C s ) .   H e r   r e s e a r c h   i nt e r e s t s   e nc o m pa s s   a r t i f i c i a l   i n t e l l i ge nc e ,   i m a g e   pr o c e s s i ng ,   m a c h i ne   l e a r n i ng ,   a nd  d a t a   m i n i ng ,   w i t a   p a r t i c u l a r   f oc u s   on  a pp l i c a t i ons   i n   e nv i r o nm e n t a l   i nf o r m a t i c s   a nd   s m a r t   s ys t e m s .   S he   h a s   c ont r i bu t e d   t o   va r i o us   s t ud i e s ,   i nc l ud i ng  r a i nf a l l   p r e d i c t i o us i ng   su ppo r t   v e c t or   m a c hi ne s   a nd  ne u r a l   ne t w or m od e l s   f o r   m a ngr ove   s pe c i e s   c l a s s i f i c a t i on .   I n   t he   c ur r e n t   s t u dy,   s h e   l e t he   c on c e p t u a l i z a t i on ,   d a t a   c u r a t i on,   m od e l   de v e l op m e n t ,   a nd   m a n us c r i pt   dr a f t i ng  p r o c e s s e s .   H e r   w or k   c o nt i nu e s   t br i dg e   c o m pu t a t i ona l   m e t ho d s   w i t h   pr a c t i c a l   a pp l i c a t i o ns   i e nv i r on m e n t a l   m o ni t or i n a n d e c i s i on  s uppo r t   s ys t e m s .   S he   c a be   c ont a c t e d   a t   e m a i l :   nur ul . h a ya t y@ u m r a h. a c . i d .         H o l l an d a   A r i e f   K u s u m a           i s   a   l e c t u r e r   a t   t he   D e p a r t m e nt   o f   E l e c t r i c a l   E ngi n e e r i ng,   U n i ve r s i t a s   M a r i t i m   R a j a   A l i   H a j i   ( U M R A H ) ,   T a n j ung pi n a ng ,   I nd one s i a .   H e   hol d s   a   B a c he l o r s   a nd  M a s t e r s   de gr e e   f r om   I P B   U n i ve r s i t ( I ns t i t u t   P e r t a n i a B o gor ) ,   s pe c i a l i z i ng  i n   M a r i n e   S c i e nc e   a nd  T e c h nol ogy .   H i s   a c a de m i c   a nd  r e s e a r c h   i n t e r e s t s   l i e   i n   m a r i ne   t e c hn ol ogy ,   ge o s pa t i a l   i n f or m a t i on   s ys t e m s ,   und e r w a t e r   r o bot i c s ,   a n r e m o t e   s e n s i n a ppl i c a t i on s   f or   c oa s t a l   e nv i r o nm e n t s .   H e   i s   a c t i v e l y   i n vol ve d   i n   t he   de ve l o pm e n t   of   ope n - s our c e   o c e a n ogr a ph i c   i n s t r um e n t s   a n t h e   i n t e g r a t i on   of   i n t e r ne t   o f   t h i ng s   ( I oT )   t e c hno l og i e s   f or   r e a l - t i m e   c oa s t a l   m oni t o r i ng.   O ve r   t he   p a s t   f e w   y e a r s ,   he   h a s   l e a nd  pa r t i c i pa t e d   i n   num e r o us   r e s e a r c p r o j e c t s   f oc u s i n o t i d a l   pa t t e r a na l ys i s ,   w a t e r   qua l i t y   a s s e s s m e n t ,   a nd   en vi r on m e nt a l   da t a   c ol l e c t i on   u s i ng   e m b e dd e d   s y s t e m s .   I t h i s   s t u d y,   he   c on t r i b ut e d   t o   pr oj e c t   s upe r v i s i on ,   m e t h odo l ogy   de ve l op m e nt ,   da t a   va l i d a t i on ,   a nd   m a n us c r i p t   r e vi e w   a nd  e di t i ng .   H e   c a n   be   c o nt a c t e d   a t   e m a i l :   h ol l a nda k us u m a @u m r a h . a c . i d .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.