I AE S In t er na t io na l J o urna l o f   Art if icia l In t ellig ence   ( I J - AI )   Vo l.   15 No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   998 ~ 1 0 0 8   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 1 5 .i 1 . p p 9 9 8 - 1 0 0 8           998     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   A review  of mo de rn t ec hniques  f o pla nt  disea se id en tif ica tion  a nd weed  dete ctio n in pr ecisio n ag riculture       M o ha m m a d Na s ee ra 1 ,   Arpit a   G up t a 2   1 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   M a l l a   R e d d y   E n g i n e e r i n g   C o l l e g e   f o r   W o me n ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a   2 D e p a r t me n t   o f   C o m p u t e r   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   K .   L .   D e e me d   t o   b e   U n i v e r s i t y ,   H y d e r a b a d ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Au g   2 8 ,   2 0 2 4   R ev is ed   J u l 2 8 ,   2 0 2 5   Acc ep ted   Dec   22 ,   2 0 2 5       P lan d ise a se   id e n ti fica ti o n   a n d   we e d   d e tec ti o n   a re   c rit ica c o m p o n e n ts  o f   p re c isio n   a g ric u lt u re ,   a ime d   a e n su rin g   h i g h   c r o p   y ield a n d   s u sta in a b le   fa rm in g   p ra c ti c e s.  Th e se   p r o c e ss e in v o lv e   t h e   u se   o f   a d v a n c e d   m a c h in e   lea rn in g   a n d   d e e p   lea rn i n g   tec h n i q u e to   a u t o m a ti c a ll y   id e n ti fy   a n d   c las sify   p lan d ise a se a n d   d isti n g u ish   b e twe e n   c ro p a n d   we e d in   a g ricu lt u ra l   field s.  Tra d it i o n a m e t h o d fo r   m a n a g in g   th e se   c h a ll e n g e a re   o ften   lab o r - in ten siv e ,   p ro n e   to   e rro rs,  a n d   e n v ir o n m e n tall y   u n su sta in a b le,  n e c e ss i tatin g   th e   d e v e lo p m e n t   o f   a u t o m a ted ,   a c c u ra te,  a n d   sc a lab le  s o lu ti o n s.  T h is  su r v e y   p ro v id e a   c o m p re h e n siv e   re v iew   o th e   sta te - of - th e - a rt  a p p ro a c h e s ,   in c lu d in g   p ix e l - b a se d ,   re g io n - b a se d ,   a n d   sp e c tral - b a se d   m e th o d s,   a n d   e v a lu a tes   th e ir  e ffe c ti v e n e ss   in   v a rio u a g ricu lt u ra c o n tex ts.   Ad d i ti o n a ll y ,   i id e n ti fies   si g n i fica n c h a ll e n g e s u c h   a d a ta  sc a rc it y ,   m o d e g e n e ra li z a ti o n ,   a n d   c o m p u tatio n a c o n stra i n ts,  w h il e   p r o p o sin g   p o ten ti a re se a rc h   d irec ti o n s   to   a d d re ss   th e se   g a p s.   Th e   fi n d i n g a im  t o   g u i d e   fu t u re   re se a rc h   in   d e v e lo p in g   m o re   r o b u st  a n d   i n te rp re tab le  m o d e ls  th a c a n   b e   d e p lo y e d   i n   re a l - wo rld   a g ricu l tu ra e n v iro n m e n ts,  u lt ima tely   c o n tri b u ti n g   to   m o re   e fficie n t,   p re c ise ,   a n d   su sta in a b le  fa rm in g   p ra c ti c e s.   K ey w o r d s :   Dee p   lear n in g   Hig h   cr o p   y ield s   Plan t d is ea s id en tific atio n   Su s tain ab le  f ar m in g   p r ac tices   W ee d   d etec tio n   T h is i a n   o p e n   a c c e ss   a rticle   u n d e r th e   CC B Y - SA   li c e n se .     C o r r e s p o nd ing   A uth o r :   Mo h am m ad   Naseer a   Dep ar tm en t o f   C o m p u ter   Scie n ce   an d   E n g in ee r in g ,   Ma lla  R ed d y   E n g in ee r i n g   C o lleg f o r   W o m en   Hy d er ab ad ,   I n d ia   E m ail: m d n aseer a@ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Pre cisi o n   f ar m in g   an d   p lan t   p h en o t y p in g   d ep e n d   o n   th ac cu r ate  d iag n o s is   o f   p lan d is ea s es.  A   s ig n if ican q u an tity   o f   d ata,   in f o r m atio n ,   an d   tech n o lo g y   ar in clu d ed   in   t h two   d o m ain s .   Pre cisi o n   ag r icu ltu r is   n o g o o d   f it  f o r   tr ad itio n al  p lan d is ea s d iag n o s is   an d   m o n ito r in g   tech n iq u es  s in ce   th ey   ar co s tly ,   tim e - co n s u m in g ,   an d   d ep en d e n o n   h u m an   v is u al  ex am in atio n .   Fu r t h er m o r e,   it  is   an ticip ated   th at  h u m an   e r r o r   an d   ex h a u s tio n   w ill  d im in is h   th p r ec is io n   o f   t h ese  m eth o d s   [ 1 ] .   Stu d ies  in v es tig atin g   th u s o f   im ag p r o ce s s in g   tech n i q u es  with   im ag es  o f   p lan ts   h av e   b ee n   ca r r ied   o u t   in   a n   ef f o r to   o v er co m th e   s h o r tco m in g s   o f   th d is ea s d e tectio n   m eth o d s   th at  a r n o i n   u s e.     I n   1 9 8 3 ,   an   au to m ate d   m eth o d   u s in g   v id eo s   a n d   b lack - a n d - wh ite  im ag es  was  d ev el o p ed   to   d etec t   p lan d is ea s es.  I p r o v e d   m o r e   ac cu r ate   th an   v is u al  c h ec k s ,   i n clu d in g   in   m aize   s tr ea k   d is ea s e.   C lass ica im ag p r o ce s s in g   h as  s in ce   b ee n   wid ely   u s ed   f o r   d ia g n o s is   [ 2 ] ,   b u it  r eq u ir es  m a n u al  f ea tu r ex tr ac tio n ,   wh ich   is   tim e - co n s u m in g   an d   p r o n to   b ias.  T r ad itio n al   m ac h i n lear n in g   m eth o d s   h av e   b ee n   wid e ly   em p l o y ed   b y   th e   s cien tific   co m m u n ity   to   id e n tify   p lan d is ea s es.  Su p p o r v ec to r   m ac h i n es  ( SVM)   wer u tili ze d   to   d etec to m ato   d is ea s es  [ 3 ] .   T o   id en t if y   to m ato   illn ess ,   r an d o m   f o r est  ( R F)  alg o r ith m s   wer em p lo y ed .   K - n ea r est   n eig h b o r s   ( KNN)   wer e   u s ed   to   d etec s o y b ea n   d is ea s es.  T h f o llo win g   lis ts   n u m b e r   o f   ty p ical  m ac h i n lear n in g   m eth o d s   f o r   class if y in g   an d   i d en tify in g   p lan d is ea s es.  B ec au s o f   its   im p r o v ed   p r o ce s s in g   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   r ev iew   o f m o d ern   tech n iq u e s   fo r   p la n t d is ea s id en tifi ca tio n   a n d   w ee d   d etec tio n   …  ( Mo h a mma d   N a s ee r a )   999   s to r ag ca p ab ilit ies  as  we ll  a s   its   ab ilit y   to   ef f ec tiv ely   h an d le  lar g d atasets ,   k in d   o f   m ac h in lear n in g   k n o wn   as  d ee p   lear n i n g   h as  g ain ed   p o p u lar ity   as  to o f o r   s ick n ess   d iag n o s is .   Sin ce   th 2 0 1 2   I m ag eNe t   L ar g Scale  Vis u al  R ec o g n itio n   C h allen g e   ( I L SVR C ) ,   r esear ch er s   f r o m   wid e   r an g o f   d is cip lin es  h av e   b ee n   u s in g   d ee p   lear n i n g   t ec h n iq u es  m o r o f ten .   C o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k s   ( C NNs)  ar wid el y   em p lo y ed   in   d ee p   lear n i n g   ap p licatio n s   f o r   a   n u m b er   o f   task s ,   in clu d in g   o b ject   r ec o g n itio n ,   p h o to   class if icatio n ,   an d   s em an tic  s eg m en tatio n .   T h em e r g en ce   o f   d ee p   lear n in g   tech n iq u es,  p ar ticu lar ly   C NN,   h as   led   to   an   in cr ea s in   in ter est  i n   p lan d is ea s id en tific atio n   r esear ch   [ 4 ] Sin ce   th cr ea tio n   o f   th Plan tVillag e   d ataset  in   2 0 1 5 ,   th is   tr en d   h as   b ee n   g r a d u ally   g r o win g .   Pr o jects  r eq u ir in g   d is ea s d iag n o s is ,   d eter m in in g   th e   s ev er ity   o f   ailm en ts ,   a n d   cr ea tin g   d if f e r en m an a g em en m eth o d s   co m m o n ly   m ak u s o f   Plan tVillag d ata.   Fig u r 1   p r esen ts   co llectio n   o f   p lan leaf   im ag es  f r o m   d i f f er en d atasets ,   s h o win g   b o th   h ea lth y   an d   d is ea s ed   co n d itio n s   f o r   p o tato   an d   m aize   cr o p s ,   wh er Fig u r 1 ( a)   s h o ws  th p o tato   h ea lth y ,   Fig u r 1 ( b )   s h o ws  th e   p o tato   ea r ly   b r ig h t,  Fig u r 1 ( c )   s h o ws  th p o tato   late  b r ig h t,  Fig u r 1 ( d )   s h o ws  th m aize   h ea lth y ,   Fig u r 1 ( e)   s h o ws  th m aize   late  b r ig h t,  F ig u r 1 ( f )   s h o ws  th m aize   co m m o n   r u s t,  an d   Fig u r e   1 ( g )   s h o ws  th m aize   g r ay   leaf   s p o t .               ( a)   ( b )   ( c)   ( d )           ( e)   (f)   ( g )     Fig u r 1 .   I m ag es f r o m   o th e r   d atasets   s h o win g   h ea lth y   an d   d i s ea s ed   p lan t le av es   of   ( a)   p o ta to   h ea lth y ,     ( b )   p o tato   ea r ly   b r ig h t,  ( c)   p o t ato   late  b r ig h t,  ( d )   m aize   h ea lt h y ,   ( e)   m aize   late  b r i g h t,  ( f )   m aize   co m m o n   r u s t,  an d   ( g )   m aize   g r ay   leaf   s p o t       D e e p   l e ar n in g   m o d e l s   ar e   co n s t r u c t ed   u s i n g   v a r io u s   p u b l i c l y   a v a i l ab l e   p l an t   d i s e a s e   d a t a s e t s ,   i n c l u d i n g   t h o s e   f o r   r i c e,   c a s s a v a ,   a n d   c o f f ee   l e af   r u s t   d i s ea s e s   [ 5 ] .   U s i n g   p u b l i c ly   ac c es s i b l e   r e s e a r c h   d a t a,   s e v e r a o f   t h e s s t u d i e s   h av c o n c en t r a te d   o n   d ev e lo p in g   d ee p   l e ar n in g   m o d e l s   f o r   d is e a s e   d e te c t i o n   i n   v a r io u s   c r o p s .   T h g o a o f   th e s e   p i e ce s   i s   to   in v e s t ig a t an d   r e s o lv t h y i e ld   lo s s   i s s u e .   C u s t o m   d a t a s e t s   h a v b e e n   u t i l i ze d   i n   s e v er a s t u d i e s   u s i n g   a   r a n g e   o f   m et h o d o lo g i e s .   U s i n g   d e e p   l e ar n i n g   a lg o r i t h m s   t o   i d e n t if y   p l an t   d i s e a s e s   o f f er s   s e v er a l   b e n e f i t s .   T h e s e   s y s t e m s   a c cu r a t e l y   d i ag n o s v ar i o u s   i l l n e s s e s ,   d i f f e r en t i a t d i s e a s s y m p t o m s ,   a s s e s s   s e v er i t y   l ev e l s ,   an d   p r o v id c o s t - e f f e c t i v e   s o lu t i o n s   co m p a r ed   to   m a n u a l   m e t h o d s   [ 6 ] .   T h p r esen ce   o f   wee d s   in   ag r icu ltu r al  s ettin g s   is   m ajo r   c o n ce r n   s in ce   t h ey   r e d u ce   c r o p   y ield s ,   r aise  p r o d u ctio n   co s ts ,   an d   d e g r ad cr o p   q u ality   o v er all.   T wo   c o n v en tio n al  wee d   m an ag e m e n m eth o d s   th at  ar e   k n o wn   to   b la b o r - i n ten s iv a n d   p o ten tially   h ar m f u to   th e   en v ir o n m en a r th e   u s e   o f   h er b icid es  an d   h a n d   wee d in g .   T h a d v an ce m e n t   o f   wee d   d etec tin g   tech n o l o g y   i n   th e   last   s ev er al  y ea r s   h as  m ad e   wee d   m an ag em en m o r cr ea tiv a n d   lo n g - last in g .   Pre cisi o n   f ar m in g   ap p r o ac h es  ca n   b e n ef i f r o m   th u s o f     weed - d etec tin g   tech n o l o g ies.  T h ese  s y s tem s   p r o v i d f a r m er s   with   co m p r eh en s iv e   awa r en ess   o f   wee d   s p ec ies  d is tr ib u tio n   an d   d en s ity   p atter n s   [ 7 ] .   W ee d   id en tific atio n   s y s tem s   ar b u ilt  o n   th f o u n d atio n   o f   m ac h in lear n in g   tech n i q u es.  T wo     well - lik ed   id ea s   in   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   ar d ee p   lear n in g   an d   ar tific ial  n eu r al  n et wo r k s   ( ANN) .   T h alg o r ith m s   ar ab le  to   r ec o g n i ze   th v is u al  tr aits   o f   v ar io u s   wee d   s p ec ies  an d   s u cc ess f u lly   d if f er en tiate  th em   f r o m   cr o p s .   T h eir   th o r o u g h   tr ain in g   o n   en o r m o u s   d atab ases   th at  in cl u d p ictu r es  o f   wee d s   an d   c r o p s   allo ws  th em   to   ac co m p lis h   th is   [ 8 ] .   T h d e v elo p m e n o f   m o r e   ac cu r ate  an d   s u cc ess f u wee d   m an a g em en tec h n iq u es   m ay   b e   m a d p o s s ib le  b y   wee d   d etec tio n   s y s tem s .   T h e   s u s tain ab ilit y   o f   h o r ticu ltu r e   an d   a g r icu ltu r al  ac tiv ities   m ay   b s ig n if ican tly   i n cr ea s ed   b y   o p tim izin g   th u s o f   r eso u r ce s   lik wate r   an d   f er ti lizer .   co m p u te r   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   998 - 1 0 0 8   1000   v is io n - b ased   tech n o lo g y   ca lle d   th wee d   id e n tific atio n   s y s t em   ca n   a u to m atica lly   i d en tify   an d   class if y   wee d s   in   ag r icu ltu r al  r e g io n s .   W ith   m ac h in lear n in g   tech n iq u e s   an d   im ag an aly s is   alg o r ith m s ,   f ar m er s   ca n   s u cc ess f u lly   er ad icate   wee d   i n f estatio n s .   W ith   th h elp   o f   th is   m eth o d ,   cr o p s   an d   wee d s   m ay   b ac cu r ately   d is tin g u is h ed ,   allo win g   f o r   f o cu s ed   in ter v en tio n .   B y   u s in g   th is   tech n iq u e,   f ar m er s   m ay   s av tim an d   m o n e y   wh ile  in cr ea s in g   ag r icu ltu r al  o u tp u an d   d ec r ea s in g   th eir   n ee d   o n   p esti cid es.  T h ar ea   o f   ag r icu ltu r m ig h t   u n d er g o   h u g u p h ea v al  with   th in tr o d u ctio n   o f   b r ea k th r o u g h   tech n o lo g y   k n o wn   as  m ac h in lear n in g   f o r   wee d   d etec tio n .     W ith   th u s o f   cu ttin g - ed g e   tech n o lo g y ,   f ar m er s   ar e   ab le   to   lo ca te  an d   r ec o g n ize  wee d s   in   th eir   f ield s   an d   tak s p ec if ic  ac tio n   to   er ad icate   th em .   Gath e r in g   p h o to s   o f   f ield ,   p r o ce s s in g   a n d   an aly zin g   th em   with   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s ,   an d   f in ally   d eter m i n in g   wh eth er   p h o to s   h av wee d s   in   th em   a r th e   s tep s   in   th p r o ce s s .   T h is   p r o ce s s   m ay   b co m p leted   u s in g   v a r iety   o f   tech n iq u es,  in clu d in g   item   id en tific atio n ,   s eg m en tatio n ,   a n d   class if icatio n .   T o   s o lv e   th is   p r o b lem   an d   co r r ec tly   i d en tify   th w ee d s ,   n u m b er   o f   ap p r o ac h es  ar p r esen tly   b ein g   r esear ch ed .   I n   o r d er   to   ev al u ate  th im ag an d   id e n tify   t h wee d s   in   way   th at  m im ics  an   an aly s is ,   th C NN  ap p r o ac h   was  s elec ted   [ 9 ] Fig u r 2   illu s tr ates  th s tag es  in v o lv ed   i n   wee d   d etec tio n   u s in g   C NN,   in clu d i n g   th in p u t im ag as in   Fig u r 2 ( a)   an d   s eg m en ted   o u tp u t   as in   Fig u r 2 ( b ) .         ( a)       ( b )     F i g u r e   2 .   I l l u s t r a t i v e   s ta g e s   i n   th e   w e e d   d e t e c ti o n   p r o c e s s   u s i n g   C N N - b as e d   c l ass i f i c at i o n   of   ( a )   e x a m p l e   o f   weed - i n f e s t e d   c r o p   i m a g e   i n p u t   f o r   m o d e l   t r a i n i n g   a n d   ( b )   s e g m e n t e d   a n d   c l a s s i f i e d   w e e d   o u tp u t   u s i n g     C N N   i n f e r e n c e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   r ev iew   o f m o d ern   tech n iq u e s   fo r   p la n t d is ea s id en tifi ca tio n   a n d   w ee d   d etec tio n   …  ( Mo h a mma d   N a s ee r a )   1001   T h to p ic   o f   wee d   id en tific at io n   h as  b ee n   ex ten s iv ely   s tu d ied   u s in g   v ar iety   o f   m ac h in v is io n   tech n iq u es .   I n   s tu d y   [ 1 0 ]   d ev e lo p ed   wee d - cr o p   class if ier   u s in g   f u zz y   d ec is io n - m ak in g   a n d   f o r m   d escr ip to r s ,   ac h iev in g   9 2 . 9 ac cu r ac y   o n   6 6   f ield   im ag es.   Du r in g   th e   in itial  s tag es  o f   th e   g r o wth   s ea s o n ,   c r o p s   t y p ically   ex h ib it  n o tab le  ad v a n tag o v er   wee d s .   T h h eig h attr ib u te  was  u tili ze d   to   estab lis h   m eth o d o lo g y   f o r   d if f er en tiatin g   b etwe en   wee d s   an d   cr o p s   th r o u g h   th im p le m en tatio n   o f   b in o cu lar   s ter e o   v is io n   s y s tem .   T h e   d if f er en tiatio n   b etwe en   wee d s   an d   cr o p s   was  ac h iev ed   b y   e m p lo y in g   h eig h t - b ased   s eg m en tatio n   tech n iq u e   an d   co n d u ctin g   d ep th   d im en s io n   an aly s is .   T h p lan s p ac in g   d ata  was  em p lo y ed   to   d if f er en tiate  b etwe en   th e   cr o p s   an d   t h wee d s ,   s p ec if ica lly   th wee d s   th at  wer r elativ ely   taller .   ty p ical  wee d   d etec tio n   s y s t em   co m p r is es  f o u r   ess en tial  p r o ce s s es,  im ag p r e - p r o ce s s in g ,   f ea t u r e   ex tr ac tio n ,   wee d   id e n tific atio n   an d   class if icatio n ,   an d   im a g co llectio n   [ 1 1 ] .   T h s u cc e s s f u co m p letio n   o f   th ese  p h ases   h as  b ee n   f ac ilit ated   b y   th u tili za tio n   o f   v ar i o u s   s tate - of - th e - a r tech n o lo g ies.  T h p r o ce s s   o f   s o r tin g   an d   id e n tify in g   wee d s   is   an   es s en tial  s tep   in   th es p r o ce d u r es.  I n   r ec e n tim es,  th er h as  b ee n   a   n o tab le  r is in   th u tili za tio n   o f   em b ed d e d   p r o ce s s o r s   an d   m ac h in lear n in g   m eth o d o lo g ie s   f o r   th p u r p o s o f   au to n o m o u s   wee d   s p ec ies id en tific atio n .   T h p r im ar y   r ea s o n   f o r   th is   ca n   b attr ib u ted   to   t h p r o g r ess   m ad in   co m p u ter   tec h n o lo g y ,   s p ec if ic ally   in   th d o m ain   o f   g r a p h ics  p r o ce s s in g   u n its   ( GPU)   [ 1 2 ] .   s ig n if ican s u b s et  o f   m ac h i n lear n in g   is   d ee p   lear n in g .   D ee p   lear n in g   tech n iq u es  o f f er   s ev er al  ad v an tag es  f o r   v a r io u s   m ac h in lear n in g   task s ,   in clu d in g   o b ject  id en tific atio n ,   r ec o g n itio n ,   an d   im ag e   class if icatio n .   Fo r   th e   p u r p o s es  o f   th is   s tu d y ,   tr ad itio n al   m ac h in lear n in g   m eth o d s   w ill  b d esig n ate d   as  "m ac h in lear n in g . "   T h a p p licatio n   o f   m ac h in e   lear n in g   alg o r ith m s   f o r   th e   d if f e r en tia tio n   o f   wee d s   an d   cr o p s   p r esen ts   ch allen g es  d u e   to   th in h er en t   s im ilar ities   b etwe en   th two   ca teg o r ies.  T h ad v a n ce d   f ea tu r e   lear n in g   ca p a b ilit ies  o f   d ee p   lear n in g   alg o r ith m s   o f f e r   v iab le  s o lu tio n   to   th p r o b lem .   W h ile  s y s tem atic   r ev iew  p ap er s   r em ain   r elativ el y   s ca r ce ,   d ee p   lear n in g   r esear ch   s p ec if ically   tar g etin g   wee d   d etec tio n   h as  s ee n   ex p o n e n tial g r o wth   s in ce   2 0 2 0 ,   d r iv e n   b y   C NN  ad v an ce m e n ts   [ 1 3 ] .   T h u r g e n n ee d   to   s o lv th d if f icu lties   in   co n tem p o r ar y   a g r icu ltu r e,   p a r ticu lar ly   with   r e g ar d   to   th e   id en tific atio n   o f   wee d s   an d   p l an d is ea s es,  s er v ed   as   th im p etu s   f o r   th is   s tu d y .   Hig h   ex p e n s es  an d   s u b s tan tial  tim co m m itm en ts   ar f ea tu r es  o f   tr ad itio n al  m eth o d s   f o r   wee d   m an ag em en an d   d is ea s d iag n o s is .   T h ese  tech n iq u es  ar also   p r o n to   h u m an   er r o r ,   wh ich   m a y   p r o v id less - th an - id ea r esu lts   th at  h av n eg ativ e   im p ac t o n   cr o p   o u tp u t a n d   q u a lity .     T h d e v elo p m e n o f   d ee p   lea r n in g   an d   m ac h in e   lear n i n g   t ec h n o lo g ies  o f f e r s   s in g u lar   ch an ce   to   im p r o v e x is tin g   p r o ce s s es  b y   p u ttin g   au to m ated ,   ac cu r ate,   an d   s ca lab le  s o lu tio n s   in to   p la ce .   T h p u r p o s o f   th is   r ev iew  is   to   ex am in an d   co m p ile  th m o s r ec en d ev el o p m en ts   in   d ee p   lear n i n g   m et h o d s   f o r   wee d   an d   p lan d is ea s id en tific atio n .   I d r aws  atten tio n   to   h o th ese   tech n iq u es  m ig h im p r o v th s u s tain ab ilit y   o f   ag r icu ltu r al   o p er atio n s   an d   le s s en   d ep en d e n cy   o n   d a n g er o u s   ch em icals  lik e   p esti cid es.  B y   r ev iewin g   an d   an aly zin g   th c u r r e n s tate  o f   th a r t,  th is   p ap er   s ee k s   to   i d en tify   r esear ch   g ap s   a n d   p r o p o s d ir ec tio n s   f o r   f u tu r wo r k ,   u ltima tely   co n tr ib u tin g   to   t h d ev el o p m en o f   m o r ef f icien t,  p r ec is e,   a n d   en v i r o n m e n tally   f r ien d ly   a g r icu ltu r al  tec h n o lo g ies.   I n   th co n tex o f   ag r ic u ltu r a tech n o lo g y ,   p la n d is ea s i d en tific atio n   an d   wee d   d etec tio n   s h ar s ev er al  in ter r elate d   ch allen g e s   th at  in f lu e n ce   th ei r   ef f ec tiv en ess   wh en   u s in g   d ee p   lear n i n g   tech n iq u es.   B o th   f ield s   r eq u ir e   ex ten s iv d ata  co llectio n   ef f o r ts ,   o f te n   f ac in g   is s u es  s u ch   as  lim ited   av ail ab ilit y   o f   a n n o tated   d atasets ,   v ar iab ilit y   in   s p ec ies   ap p ea r an ce s ,   an d   th im p ac o f   en v ir o n m en tal  c o n d itio n s   o n   d ata  q u ality .   T h e   ch allen g es  o f   class   im b alan ce ,   wh er ce r tain   d is ea s es  o r   we ed   s p ec ies  ar u n d er r ep r esen t ed ,   ar p r ev alen in   b o th   ar ea s ,   co m p licatin g   m o d el  tr ain in g   an d   lea d in g   to   p o te n tial  b iases .   Gen er aliza tio n   ac r o s s   d if f er en cr o p s ,   r eg io n s ,   an d   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s   is   an o th er   c o m m o n   h u r d le,   as  m o d els  tr ain ed   o n   o n d ataset  m ay   n o p er f o r m   well  wh en   a p p lied   to   n ew  s ce n ar io s .   Fu r th e r m o r e,   b o th   p lan d is ea s id en tific atio n   an d   wee d   d etec tio n   en co u n ter   d if f icu lties   in   m o d el  in ter p r etab ilit y ,   wh er th co m p lex it y   o f   d ee p   lear n in g   m o d els   m ak es it c h allen g in g   t o   ex p lain   d ec is io n s ,   r ed u cin g   tr u s t a m o n g   en d - u s er s   lik f a r m er s .     Fin ally ,   th d ep lo y m e n o f   t h ese  m o d els  in   r ea l - wo r ld   a g r icu ltu r al  s ettin g s   in v o lv es  o v er co m i n g   o b s tacle s   r elate d   to   co m p u tatio n al  r eq u ir em en ts ,   s ca lab ilit y ,   an d   in teg r atio n   with   e x is tin g   f ar m in g   p r ac tices,   all  wh ile  ad h er in g   to   r e g u lato r y   s tan d ar d s   an d   co n s id er i n g   et h ical  im p licatio n s .   T h ese  in ter r elate d   ch allen g es   h ig h lig h th e   n ee d   f o r   c o m p r eh en s iv a p p r o ac h es  th at  ad d r ess   b o th   d o m ain s   to   e n h an ce   ag r ic u ltu r al  p r o d u ctiv ity   an d   s u s tain ab ilit y .   T ab le  1   ( in   Ap p en d ix )   s u m m ar izes  an d   co n tr asts   th ch allen g es  en co u n ter e d   in   b o th   p lan t d is ea s id en tific a tio n   an d   wee d   d etec tio n   ac r o s s   m u ltip le  asp ec ts .   T h co n t r ib u tio n s   o f   th is   ar e:    i)   C o m p r eh en s iv r ev iew  o f   s tate - of - th e - ar tech n iq u es:  th is   s u r v ey   p r o v id es  d etailed   ex am in atio n   o f   th e   latest  m ac h in lear n in g   an d   d ee p   lea r n in g   ap p r o ac h es  f o r   p lan d is ea s id en tific ati o n   an d   wee d   d etec tio n ,   co v er in g   v ar io u s   m eth o d s ,   d atasets ,   an d   e v alu atio n   m etr ics  u s ed   in   r e ce n r esear ch .   I o f f er s   co n s o lid ated   r eso u r ce   f o r   r ese ar ch er s   an d   p r ac titi o n er s   in   t h f ield .   ii)   I d en tific atio n   o f   c h allen g es  a n d   r esear c h   g a p s b y   a n aly zin g   th c u r r e n liter atu r e,   th is   p ap er   id e n tifie s   k ey   ch allen g es  s u ch   as  d ata  s ca r city ,   m o d el  g en e r aliza tio n ,   an d   co m p u tatio n al  r eq u ir e m en ts .   I also   h ig h lig h ts   s p ec if ic  r esear ch   g ap s ,   p ar ticu lar ly   in   t h in teg r atio n   o f   m u lti - m o d al  d ata  an d   th n ee d   f o r   r ea l - tim e,   s ca lab le  s o lu tio n s ,   a n d   g u i d in g   f u tu r e   r esear ch   ef f o r ts .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   998 - 1 0 0 8   1002   iii)   Pro p o s ed   d i r ec tio n s   f o r   f u tu r e   r esear ch th e   s u r v ey   s u g g ests   p o ten tial  d i r ec tio n s   f o r   ad v an cin g   th f ield ,   in clu d in g   th e x p lo r atio n   o f   h y b r id   m o d els  co m b i n in g   tr a d itio n al  an d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es,  th e   d ev elo p m e n o f   m o r r elia b le  an d   co m p r eh e n s ib le  m o d els,  alo n g s id th a p p lic atio n   o f   th ese  tech n o lo g ies in   d iv er s ag r ic u ltu r al  s ettin g s   to   en h an ce   t h eir   u tili ty .       2.   RE L AT E WO RK   T h e   m o d e l s   a n d   t e c h n i q u es   em p l o y e d   i n   t h es e   i n v es t i g at i o n s ,   as   w el l   a s   t h e   b o d y   o f   li t er a t u r e   n o a v a i l a b l e   o n   t h e   m a n y   c l a s s i f ic a t i o n s   a n d   d i a g n o s es   o f   p l a n t   l e a f   d i s e as e s ,   h a v e   a ll   b e e n   c a r e f u l l y   r e v i e w e d   b y   t h e   a u t h o r .   A c c o r d i n g   t o   r es ea r c h ,   d e e p   l e a r n i n g   t ec h n i q u e s   f o r   t h e   r e al - t i m i d e n t i f i c a tio n   a n d   d e t e c t i o n   o f   i n s e c ts   i n   s o y b e a n   c u l t i v a ti o n   a r e   s u c c es s f u l .   T o   d e t e r m i n t h e   v i a b i l it y   a n d   d e p e n d a b i l it y   o f   t h e   s u g g e s t e d   a p p r o a c h   f o r   i n s e ct   i d e n ti f i c at io n   a n d   d e t e c ti o n ,   a   p e r f o r m a n ce   s t u d y   o f   m a n y   t r a n s f e r   l ea r n in g   ( T L )   m o d e l s   w as   c a r r i e d   o u t .   T h e   a c c u r a c y   v alu e s   o f   t h s u g g e s t e d   a p p r o a ch   w e r e   9 8 . 7 5 %   f o r   y o u   o n l y   l o o k   o n c e   v e r s i o n   5   ( Y O L O v 5 ) ,   9 7 %   f o r   C NN ,   a n d   9 7 %   f o r   I n c e p t i o n V 3 .   W i t h   a   p r o c e s s i n g   s p e e d   o f   5 3   f r a m e s   p e r   s e c o n d ,   t h Y O L O v 5   a p p r o a c h   s h o w s   g r e a t   e f f i c a c y   i n   t h e   g i v e n   s c en a r i o   a n d   i s   a p p r o p r i a t e   f o r   r e a l - t i m e   d e t ec t i o n   a p p l i c a t i o n s .   B y   c o m b i n i n g   p h o t o g r a p h s   f r o m   v a r i o u s   d e v i c e s ,   a   c o l l e ct i o n   o f   a g r i c u l t u r a l   i n s e ct s   w as   p u t o g e t h e r   a n d   c a t e g o r i ze d .   T h e   s u g g e s te d   r e s ea r c h   w as   l e s s   c o m p l i ca t e d ,   r e q u i r e d   le s s   w o r k   f r o m   t h e   m a n u f a c t u r e r ,   a n d   p r o d u c e d   b e t t e r   r e s u l t s .     d ee p   lear n in g - b ased   s y s tem   m ay   b a b le  to   id e n tify   a n d   cl ass if y   p lan leaf   d is ea s es  [ 1 4 ] ,   [ 1 5 ] .   T h e   web s ite  o f f er s   th e   ab ilit y   t o   d o wn lo ad   im ag es  f r o m   th Pla n tVillag d ataset.   C NN  wer u s ed   to   class if y   p lan leaf   d is ea s es  in   ac co r d an ce   wi th   th r ec o g n ized   a p p r o ac h .   T welv o f   th f if teen   g r o u p s   s tu d ied   p lan illn ess es  ca u s ed   b y   b ac ter ia,   f u n g u s ,   an d   o th er   p ath o g en s ,   wh ile  th r ee   f o cu s ed   o n   h ea lth y   f o liag e.   A cr o s s   all  u s ed   d ata   s ets,  th tr ain in g   ac cu r ac y   was   9 8 . 0 2 9 %,  wh ile  th test in g   ac cu r ac y   was 9 8 . 2 9 %.  T h ac c u r ac y   lev els attain ed   th r o u g h o u t t r ain in g   a n d   test in g   ar n o tewo r th y .   I n   s tu d y   [ 1 6 ]   an aly zi n g   th s i ze ,   s h ap e,   an d   co l o r   o f   lesi o n s   s h o wn   in   leaf   p h o to s   ca n   b u s ef u m eth o d   f o r   id en tify i n g   illn es s es  in   r ice  p lan ts .   T h p u r p o s o f   th is   tech n iq u e   is   to   m a k illn ess   d iag n o s is   m o r e f f ec tiv e.   T h r o u g h   p ictu r b in ar izatio n ,   th e   s u g g este d   m o d el  e f f ec tiv ely   elim in ate s   b ac k g r o u n d   n o is f r o m   im ag es  b y   u tili zin g   Ots u 's  g lo b al  th r esh o ld   ap p r o ac h .   f u lly   co n n ec ted   C NN  ar ch it ec tu r is   u s ed   in   th s u g g ested   ap p r o ac h .     T h C NN  n etwo r k   was  tr ain e d   u s in g   d ataset  th at   in clu d e d   4 , 0 0 0   s am p les  o f   p h o to s   s h o win g   b o th   h ea lth y   an d   d am ag e d   r ice  leav es.  E n ab lin g   th m o d el  to   c o r r ec tly   id en tif y   th th r ee   d if f er en k in d s   o f   r ice   illn ess es  wa s   th aim   o f   th e   tr ain in g   p r o ce s s .   T h r esu lts   s h o th at  th s u g g ested   f u l ly   co n n ec te d   C NN  m eth o d   o u tp er f o r m ed   th o th e r s   in   ter m s   o f   s p ee d   an d   ef f ici en cy ,   ac h iev in g   an   ac cu r ac y   r ate  o f   9 9 . 7 o n   t h d ataset.   W h en   co m p ar ed   to   ex is tin g   tech n iq u es  f o r   i d en tify in g   an d   ca teg o r izin g   p lan d is ea s es,  o u r   m eth o d o l o g y   s h o ws a  n o tab le  b o o s t in   ac cu r ac y .     Du b et  a l .   [ 1 7 ]   h av in tr o d u c ed   C NN - b ased   m o d el  f o r   th d etec tio n   an d   ca teg o r izatio n   o f   to m ato   leaf   d is ea s es.  T h is   m o d el  u s es   p u b licly   av ailab le  d ataset  an d   p h o to s   tak en   in   ag r icu ltu r a ar ea s   th r o u g h o u th co u n tr y .   Gen e r ativ ad v er s ar ial  n etwo r k s   ( GAN)   wer u s ed   to   g en er ate  s am p les  th at   f aith f u lly   m ir r o r e d   th tr ain in g   s et  in   o r d er   t o   l o wer   th c h an ce   o f   o v er f itti n g .   T h e   r esu lts   s h o wed   th at  t h s u g g ested   m o d el  o u tp er f o r m ed   th e   test   an d   t r a in in g   d atasets   b y   m o r th a n   9 9 %.  T h is   d em o n s tr ates  th e   m o d el' s   ca p ac ity   to   p r ec is ely   d etec t a n d   ca te g o r iz to m ato   leaf   d is ea s es.     Yu s u f   an d   Nis war   [ 1 8 ]   u s th Plan tVillag d ataset  was  to   d em o n s tr ate  class if icatio n   o f   o n m ite - ass o ciate d   d is ea s e,   two   v ir al  in f ec tio n s ,   two   f u n g al  i n f ec ti o n s ,   an d   f o u r   b ac te r ial  d is ea s es  ac r o s s   m u ltip le  cr o p   s p ec ies .   I m a g es  o f   th e   h ea lth y   f o lia g o f   twelv d if f er en cr o p   k in d s   wer d is p la y ed .   Gr ey - lev el  co - o cc u r r e n ce   m atr ices  ( GL C Ms) ,   SVMs,  an d   C N Ns  wer am o n g   th m ac h in lear n i n g   tech n iq u es  u s ed   to   b u ild   p r ed ictio n   m o d els.  As  AI   h as  ad v an ce d   f o r   class if icatio n   t ask s ,   b ac k p r o p ag atio n   tech n iq u es  in   ANNs  h av e   also   p r o g r ess ed .   I n   o r d er   t o   d e tect  d is ea s es,  r ea l - tim leaf   p h o to s   tak en   d u r i n g   K - m ea n s   c lu s ter in g   o p er atio n   wer ex am in ed .   Fo r   to m at o   p lan ts ,   th co r r esp o n d i n g   o v e r all  ac cu r ac y   was  9 6 %,  9 4 %,  9 5 %,  an d   9 7 %.  Fo r   r ice  tr ee s ,   th ac cu r ac y   was 9 9 %,  wh ile  f o r   ap p le  tr ee s ,   it wa s   9 8 %.    T h f o llo win g   ar th o u tco m es p r o d u ce d   b y   th s u g g ested   p r o ce s s .   T h is   s tu d y   ev alu ated   m u lti - class   class if icatio n   p r o b lem s   u s in g   f - m ea s u r e,   p r ec is io n ,   an d   r e ca ll  m ea s u r es.  T h d ataset  u s ed   f o r   th ese  r esu lts   in clu d es  s in g le  s y m p to m   p o o f o r   ea ch   class .   An   im p r o v ed   C NN  ap p r o ac h   is   s u g g ested   f o r   th d etec tio n   o f   r ice  illn ess es.  Dee p   n eu r al  n etwo r k s   ( DNNs)   ar r em a r k ab ly   ad e p in   p ictu r ca teg o r izatio n   task s .   T h e   ap p licatio n   o f   DNNs  f o r   th e   c ateg o r izatio n   o f   p lan d is ea s p h o to s   is   d em o n s tr ated   in   t h is   s tu d y .   T h is   ar ticle   ass es s es  th p r ec is io n   o f   ex is ti n g   m eth o d s .   T L ,   C NN+ T L ,   A NN,   an d   en h an ce d   co n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( E C NN ) +G ar am o n g   th e   m eth o d s   ex am in e d ; th eir   r esp ec tiv ac cu r ac ies ar 8 0 %,  8 5 % ,   9 0 %,  an d   9 5 %.    C o m p a r a t i v e   s t u d i es   e v a l u a t ed   t r a d i t i o n a l   m a c h i n e   l ea r n i n g   m e t h o d s   ( S V M ,   K NN ,   R F ,   a n d   l i n e a r   r e g r e s s i o n   ( LR ) )   a g a i n s t   C NNs   f o r   p l a n t   d is e as e   p r e d ic t i o n   u s i n g   Pl a n t Vi l l a g d a t as e t ,   t y p i c a l l y   s h o w i n g   R ~ 9 7 %   a n d   C NN s   ~ 9 8 %   a c c u r ac y   [ 1 9 ] .   P h o t o g r a p h i c   b a c k d r o p s   l i m it e d   r i c e   le a f   d i s e a s e   i d en t i f i c a ti o n   a c c u r a c y ,   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   r ev iew   o f m o d ern   tech n iq u e s   fo r   p la n t d is ea s id en tifi ca tio n   a n d   w ee d   d etec tio n   …  ( Mo h a mma d   N a s ee r a )   1003   b u t   TL   m o d e l s   a c h i e v e d   De n s e N et 1 6 9   a t   9 0 %   a n d   o t h e r   C N Ns   > 9 4 %   t es ti n g   a c c u r a cy   [ 2 0 ] .   A n t   c o l o n y   o p t i m i z a ti o n   ( A C O )   i n te g r a te d   w i t h   C NN s   h as   d e m o n s tr a t e d   s u p e r i o r   p e r f o r m a n c e   f o r   h y p e r p a r a m e t e r   o p t i m i z a ti o n   i n   p l a n t   l e a f   d i s e as e   c l as s i f i c a ti o n ,   o u t p e r f o r m i n g   t r a d i t i o n al   S V a n d   s t a n d al o n e   C N a p p r o a c h e s   [ 2 1 ] .     T o   r em o v th ef f ec ts   o f   co lo r ,   tex tu r e,   an d   g e o m etr y   o n   th p lan leaf   co n f ig u r atio n s   in   th g iv en   p h o to s ,   C NN  clas s if ier   was   u s ed .   Nu m er o u s   in d icatio n s   s h o th at  th s u g g ested   ap p r o ac h   o u tp e r f o r m s   ea r lier   tech n iq u es  in   ter m s   o f   ac cu r ac y   r ate.   Me tr ics  ar e   u s ed   in   th a n aly s is   an d   r ec o m m en d atio n - m ak in g   p r o ce s s .   T h m eth o d s   d is cu s s ed   ab o v ar co m p ar ativ el y   s u m m ar ized   in   T ab le  2 ,   wh ich   p r o v id es  an   o v er v iew  o f   ap p r o ac h es  u s ed   f o r   p lan d is ea s id en tific atio n ,   alo n g   with   th eir   r esp ec tiv s tr en g th s ,   lim itatio n s ,   an d   r esear ch   g ap s .     An d r ea   et  a l .   [ 2 2 ]   d escr ib es  a   p ix el - b ased   wee d   d etec tio n   s y s tem   th at  d is tin g u is h es  b etw ee n   wee d s   an d   cr o p s   b y   u s in g   p lan o c clu s io n   an d   o v er lap .   wee d   id en tific atio n   s y s tem   will  b p u in   p lace   to   r ed u ce   an d   s to p   th u s o f   p esti cid es  in   th e   f ield .   T h c o llectio n   c o n s is ts   o f   R GB - f o r m atted   p ic tu r es  o f   s u g ar   b ee ts   an d   ca r r o ts   tak en   with   J AI   1 3 0 - GE   ca m er a   u n d er   a m b i en lig h t.  T e n   d e cisi o n   tr ee s   ar u s ed   in   th R m eth o d ' s   d ev elo p m e n to   ca teg o r ize  th e   ty p e   o f   p lan t.   T o   ev alu ate   th R m o d el' s   p er f o r m a n ce ,   cr o s s - v alid atio n   with   co m p u tin g - f o ld   tech n iq u e   is   u s ed .   T o   g u ar an tee  im p r o v ed   class if icatio n   m o d el  r esu lts ,   ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   an d   r ec all   v alu es  ar ev alu ated .   T h in v esti g atio n   ca m to   th co n clu s io n   th at  th p ix el - b ased   class if icatio n   m ig h t b im p r o v e d   b y   u s in g   th attr ib u t p r o f ile  to   cr ea te  m o r in tr ica te  v ar ian ts .   I n   o r d er   to   im p r o v cr o p   an d   wee d   cl ass if icatio n   an d   s eg m en tatio n   an d   o p tim ize  th p r o ce s s   o v er all,   th p r o p o s al  co m b in es r eg i o n - b ased   an d   p i x el - b ased   m o r p h o lo g ical  ap p r o ac h es.        T ab le  2 .   Su m m a r y   o f   p lan d is ea s id en tific atio n   R e f e r e n c e   M e t h o d   A d v a n t a g e   D i sad v a n t a g e   R e se a r c h   g a p   [ 1 3 ]   Y O LO   seri e s ,   M a s k   R - C N N ,   U - N e t ,   D e e p La b ,   a n d   t r a n sf o r mer - b a se d   m o d e l s   Ty p i c a l   mA P   8 0 - 9 5 %;   f o c u o n   r e a l - t i me  c h a l l e n g e s a n d   f i e l d   d e p l o y me n t .   D a t a s e t   i m b a l a n c e ;   smal l   w e e d   o b j e c t s ;   a n d   l i g h t i n g   v a r i a t i o n .   W e e d   d e t e c t i o n   i n   v a r i o u s c r o p s;   g a p s :   U A V   i n t e g r a t i o n ,   d a t a - e f f i c i e n t   m o d e l s,  a n d   p r e c i si o n   s p r a y i n g .   [ 4 ]   D e e p   C N N   A c c u r a c y   9 9 . 3 5 %   ( l a b / c o n t r o l l e d )   a n d     31 - 6 5 n a t u r a l   i ma g e s   C o n t r o l l e d   c o n d i t i o n s   d a t a se t   a n d   p o o r   g e n e r a l i z a t i o n   t o   t h e   r e a l   w o r l d .   N e e d   f o r   v a l i d a t i o n   o n   mo r e   d i v e r se  d a t a s e t a n d   r e a l - w o r l d   sc e n a r i o s.   [ 2 ]   C N N / D m o d e l )   +   C V   p r e p r o c e ssi n g   A c c u r a c y   ~ 9 7 . 3 %   a n d   f a st   d i a g n o ses.   S p e c i f i c   t o   r i c e   a n d   may   n o t   g e n e r a l i z e   w e l l   t o   o t h e r   c r o p s.   G e n e r a l i z a t i o n   o f   met h o d   t o   o t h e r   c r o p a n d   r e a l - w o r l d   e n v i r o n m e n t s.   [ 1 4 ]   Ex p e r t   c u r a t i o n ,   c o n t r o l l e d   p h o t o g r a p h y ,   a n d   c r o w d s o u r c i n g   p l a t f o r m   P l a n t V i l l a g e   5 4 , 3 0 9   e x p e r t l y   l a b e l e d   l e a f   i ma g e s;   o p e n   a c c e ss;   c o v e r 1 4   c r o p s ;   a n d   2 6   d i s e a se s .   C o n t r o l l e d   c o n d i t i o n s   ( l a b - l i k e )   a n d   l e ss   r e p r e s e n t a t i o n   o f   f i e l d   v a r i a b i l i t y .   R e a l   f i e l d   d a t a + o n g o i n g   c r o w d s o u r c i n g   a r e   n e e d e d   t o   e x p a n d   c o v e r a g e .   [ 9 ]   S V M ,   R F ,   K N N ,   C N N ,   R e sN e t ,   Ef f i c i e n t N e t ,   v i s i o n   t r a n sf o r m e r s,  TL,   a n d   d a t a   a u g m e n t a t i o n   H i g h   a c c u r a c y   f o r   m u l t i - c l a ss   c l a ss i f i c a t i o n   ( u p   t o   9 9 f o r   so me  c r o p s) .   M i x e d   r e su l t s   a c r o ss  d i f f e r e n t   c r o p s   a n d   c o m p l e x i t y   i n   c o m b i n i n g   m u l t i p l e   mac h i n e   l e a r n i n g   a p p r o a c h e s.   D a t a   sca r c i t y ;   r e a l - w o r l d   d e p l o y me n t ;   e d g e   c o m p u t i n g ;   a n d   m u l t i - mo d a l   d a t a .   [ 2 1 ]   A C O - C N N   H i g h   a c c u r a c y   p l a n t   d i s e a se   d e t e c t i o n .   A C O   h a h i g h   c o m p u t a t i o n a l   o v e r h e a d   a n d   t r a i n i n g   t i m e   i s   l o n g e r   t h a n   st a n d a r d   C N N s.   R e a l - t i me  d e p l o y m e n t ;   v a l i d a t i o n   o f   d i v e r se  f i e l d   c o n d i t i o n s ;   a n d   e x t e n si o n   t o   m u l t i - c r o p / m u l t i - d i s e a s e   sce n a r i o s.   [ 1 6 ]   TL  A l e x N e t   a n d   S V M   c l a ssi f i e r   A c c u r a c y   o f   9 1 . 3 7 %   w i t h   A l e x N e t   f e a t u r e s   a n d   S V M .   S mal l   d a t a se t   ( 6 1 9   i ma g e s)   a n d   f i e l d   c o n d i t i o n   v a r i a b i l i t y   C o m p a r i so n   o f   m o d e l o n   mo r e   v a r i e d   a n d   c h a l l e n g i n g   d a t a s e t s .   [ 1 1 ]   C N N ,   F a s t e r   R - C N N ,     M a s k   R - C N N ,   Y O LO ,   S e g N e t ,   a n d   U - N e t   D e x c e l a t   w e e d - c r o p   d i s c r i mi n a t i o n ;   f i n e - t u n i n g   p r e - t r a i n e d   mo d e l s   i s   e f f e c t i v e ;   h i g h   a c c u r a c y   o n   l a r g e   l a b e l e d   d a t a se t s .   Li mi t e d   b y   i ma g e   b a c k g r o u n d   a n d   a c q u i si t i o n   c o n d i t i o n s a n d   m a y   n o t   g e n e r a l i z e   w e l l .   I mp r o v e d   r o b u st n e ss  o f   mo d e l s   u n d e r   v a r y i n g   c o n d i t i o n s   a n d   d a t a se t   d i v e r s i t y .   [ 1 2 ]   R o b o t i c s,   ma c h i n e   v i s i o n ,   p r e c i si o n   s p r a y i n g ,   A I   a u t o m a t i o n ,   a n d   se n s o r   f u s i o n   F u t u r e   t e c h   v i si o n   ( r o b o t i c s ;   AI ;   a n d   p r e c i si o n   s p r a y i n g )   H i g h   i n i t i a l   i n v e s t me n t ;   t e c h n i c a l   c o m p l e x i t y ;   r e g u l a t o r y   h u r d l e s;   a n d   f a r mer  a d o p t i o n   b a r r i e r s   I n t e g r a t e d   r o b o t   f l e e t s ;   r e a l - t i me   d e c i si o n   sy st e ms;   e c o n o mi c   v i a b i l i t y ;   a n d   f a r mer  t r a i n i n g   p r o g r a ms .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   998 - 1 0 0 8   1004   T wo   m eth o d s   wer u s ed   b y   An d r ea   et  a l .   [ 2 1 ]   t o   ex tr ac t   s tr o n g   f ea tu r es  th at  en ab le  t r u s two r th y   id en tific atio n .   So y b ea n   s ee d l in g s   an d   th wee d s   th e y   w er co n n ec te d   with   wer g a th er ed   d u r in g   t h in v esti g atio n .   B ec au s th m an u ally   ex tr ac ted   f ea t u r es  p r o d u ce d   p o o r   f ea tu r q u alit y   an d   in co n s is ten t   id en tific atio n ,   th e   au th o r   in ten d s   to   u s f ea tu r e   lear n in g   ap p r o ac h es  f o r   th f i r s f ea tu r e x tr ac tio n .   C NN  an d   th K - m ea n s   f ea tu r lear n in g   alg o r ith m   wer u s ed   to   cr e ate  th wee d   d etec tio n   m o d e l.  T h d ataset  was   cr ea ted   b y   h an d   u s in g   C an o n   E OS  7 0 ca m er a   to   tak p ictu r es  o f   s o y b ea n   f ield s   wh ich   ar s itu ated   o n   No r th west  A& Un iv er s ity ' s   No r th   C am p u s .   I n   th p r e - p r o ce s s in g   p h ase,   d ata   wh iten in g   an d   s tan d a r d izatio n   tech n iq u es  wer u s ed   to   r etr ie v h ig h - q u ality   d ata  f o r   th f e atu r lear n in g   a p p r o ac h .   T h K - m ea n s   clu s ter in g   ap p r o ac h   is   u s ed   to   ar r an g t h d ata  item s   ac co r d in g   to   th eir   clo s en ess   to   th clo s est  d a ta  p o in ts .   B y   u s in g     K - m ea n s ,   th class if icatio n   m o d el  s u cc ess f u lly   lear n s   f ea tu r es  an d   tr ain s   r ap id ly .   On f u ll y   co n n ec te d   lay er ,   f o u r   d o wn s am p li n g   lay e r s ,   a n d   f i v co n v o l u tio n al  lay e r s   m ak u p   th e   C NN.   L astl y ,   t h er ar e   f o u r   la k h   p ar am eter s   in   th m o d el.   T h e   ac cu r ac y   attain ed   b y   th r an d o m   in itializatio n   ap p r o ac h   w as  s u r p ass ed   b y   th 9 2 . 8 9 % m o d el  ac cu r ac y   o b tai n ed   b y   u s in g   K - m ea n s   as a   p r e - tr ain in g   m et h o d o lo g y .     Du to   th eir   s tr ik in g   s im ilar ities   in   ch ar ac ter is tics ,   it  ca n   b d if f icu lt  to   d is tin g u is h   b etw ee n   wee d s   an d   cr o p s .   An d r ea   et  a l .   [ 2 2 ]   i n v esti g ated   two   m eth o d s   th at  m ak u s o f   f o r m   tr aits   to   cr ea te  wee d   d etec tio n   s y s tem   in   o r d er   to   ad d r ess   th is   p r o b lem .   I n   o r d er   to   c r ea te  p atter n - b ased   s y s tem   f o r   wee d   d etec tio n ,   th e   s tu d y   ap p lied   ANN  an d   SVM.   Sh ir az   Un iv er s ity ' s   s u g ar   b ee f ield s   wer p h o to g r ap h ed   b y   h an d   in   o r d er   to   co m p ile  th e   d ataset.   T o   e v alu ate  th p lan t' s   m o r p h o l o g ical  t r aits ,   p ictu r es  o f   it  we r tak e n   wh en   it  was  at  t h f o u r - lea f   d ev elo p m en s tag e.   T h r eso lu tio n   o f   th p ictu r es   was  9 6 0   b y   1 , 2 8 0   p ix els.  T h 6 0 0   im ag es  in   th co llectio n   ar ar r a n g ed   in to   g r o u p s   o f   1 2 0   im a g es  ap iece .   T h R GB   f o r m at  was  u s ed   to   ca p tu r th e   p h o to g r ap h s .   An aly zi n g   p h o t o g r ap h s   to   id en tify   th eir   g r ee n   f ea tu r es  is   p ar o f   th p r e - p r o ce s s in g   s tep .   T o   m ak f ea tu r e x tr ac tio n   ea s ier ,   th R GB   p ictu r es  in   th d ataset  ar co n v er ted   to   g r ey s ca l f o r m at.   Fo r   p lan an aly s is ,   th SVM  an d   ANN  class if icatio n   m eth o d s   wer ap p lied   an d   ass ess ed .   W ith   h id d en   lay er s ,   th ANN   f u n ctio n s   as a   f ee d - f o r war d   ar ch itectu r e.   Data   was tr an s f er r ed   b etwe en   th h id d en   lay er s   u s in g   th t an g en s ig m o id   an d   lo g ar ith m   s ig m o id   f u n ctio n s .   W h ile  tex tu r f ea tu r es  ar in co r p o r ated   in t o   th e   ANN  to   im p r o v t h d is cr im in atin g   p r o ce s s ,   p r in cip al  c o m p o n en an aly s is   ( PC A)   is   u s ed   to   lo wer   th e   d im en s io n a lity   o f   th in p u d ata .   SVM  is   u s ed   to   class if y   th ty p es  o f   p lan ts .   T h r o o t   m ea n   s q u ar e   er r o r   ( R MSE )   a n d   R 2   v alu es  ar e v alu ated   i n   o r d er   to   d eter m in th e   ac cu r ac y   o f   th SVM.   T o   ass es s   th ANN  p er f o r m an ce ,   th co n f u s io n   m atr ix   was  co m p u ted .   SVM  r ea ch   an   ac c u r ac y   o f   8 8 %,  wh il e   ANN  attain   an   ac cu r ac y   o f   8 6 %.  Acc o r d in g   to   th r esu lts ,   th SVM   o u tp er f o r m s   an   ANN   in   clas s if icatio n   wh en   s h ap f e atu r is   u s ed   f o r   m o d el  tr ain in g .     Fo r   ef f icien a r ea - s p ec if ic  we ed   co n tr o in   a g r icu ltu r e,   we ed   id en tific atio n   an d   ca teg o r izatio n   ar e   ess en tial.  B is wa s   an d   Asl ek ar   [ 2 3 ]   u s ed   s p atial  r eso lu tio n   an d   s p ec tr al  b an d s   to   s t u d y   wee d   d etec tio n   s y s tem s .   B ec au s h er b icid es h av d etr im en tal  ef f ec ts   o n   cr o p   h ea lth   an d   h u m a n   h ea lth ,   th au th o r ' s   m ain   g o al   is   to   d ec r ea s th eir   u s in   ag r icu ltu r al  co n te x ts .   T h C NN  an d   h is to g r am   o f   o r ie n ted   g r ad ien ( HOG )   ap p r o ac h es  ar co m p ar ed   an d   ev alu ated   in   o r d er   to   d eter m in th ef f ec tiv en ess   o f   wee d   d etec tio n .   T ab le  3   co m p iles   d if f er e n wee d   d ete ctio n   m eth o d s ,   co m p ar i n g   th eir   p er f o r m an ce   a n d   id e n tify in g   ar ea s   n ee d in g   f u r th er   i n v esti g atio n .   W u   et  a l [ 2 4 ]   s u g g ested   to   e n ab le  y ield   ca lcu latio n   an d   au to n o m o u s   h er b icid s p r a y in g ,   an   im a g e   p r o ce s s in g   s y s tem   was  cr ea ted   to   d is tin g u is h   b etwe en   cr o p s   an d   wee d s   b ased   o n   tex tu r e   an d   s ize  f ea tu r es.   Fo r   cr o p   d etec tio n ,   f iv tex tu r attr ib u tes  ar u s ed .   E n er g y ,   en tr o p y ,   in er tia,   lo ca h o m o g e n eity ,   an d   co n t r ast  ar th f iv attr ib u tes.  Ad d itio n ally ,   tr aits   b ased   o n   m o r p h o lo g ical  s ize  ar u s ed   in   cr o p   an d   wee d   id en tific atio n .   th o r o u g h   ass ess m en o f   all  r esu lt s   led   to   th estab lis h m en o f   th m ajo r it y   s elec tio n   f o r   cr o p   an d   wee d   d etec tio n .   T o   ex tr a ct  ce ll  f r o m   an   im a g e,   im ag s eg m en tatio n   u s es  r a n g o f   im ag p r o ce s s in g   tech n iq u es.  T h d ec is io n - m ak in g   m ec h an is m   d eter m in es  w h ich   ce lls   will  b s p r ay ed .   B y   f ig u r in g   o u t   th e   co o r d in ates  r eq u ir e d   f o r   s ele ctiv h er b icid e   tr ea tm en t,   C ar tesi an   r o b o m a n ip u lato r   is   cr ea ted   to   lo ca te   wee d s   in   an   ac tu al  f ield .     TL   im p r o v es  wee d   d etec tio n   ac cu r ac y   wh ile  lo wer in g   th a m o u n o f   d ata  an d   co m p u tin g   r eso u r ce s   n ee d ed   f o r   DNN   tr ain i n g .   T h i s   is   esp ec ially   im p o r tan b ec a u s th s win   t r an s f o r m e r   n et wo r k   n ee d s   a   lo o f   tr ain in g   d ata.   T h in p u f o r   a   two - s tag TL   ap p r o ac h   is   s win   tr an s f o r m er   n etwo r k   th a h as  alr ea d y   b ee n   tr ain ed   o n   t h I m ag eNe d ataset.   I n   o r d er   to   im p r o v r ec o g n itio n   ac cu r ac y   in   wee d   r ec o g n itio n   task s   an d   f u r th er   r ed u ce   th r e q u ir em e n f o r   tr ain in g   d ata   q u an tity ,   t h is   m eth o d   was  s u g g ested   f o r   n etwo r k   t r ain in g   in   th is   s tu d y .     All  o f   th e   s win   tr an s f o r m e r   n etwo r k ' s   p ar am eter s asi d f r o m   th o s in   t h last   co m p letely   co n n ec ted   la y er - ar o b tain ed   b y   th f ea t u r ex tr a ctio n   n etwo r k .   T h f ea tu r e x tr ac tio n   n etwo r k   is   th e n   ad ju s ted   u s in g   th p lan s ee d lin g s   d ataset  to   cr ea te  task - s p ec if ic  p r e - tr ain ed   n etwo r k   th at  im p r o v es   r elev an ce   f o r   wee d   i d en tific at io n   task s .   Usi n g   o u r   m aize /wee d   f ield   im ag e   ( MWF I )   d ata s et,   th task - r elate d   p r e - tr ain ed   n etwo r k   is   f in e - tu n ed   to   p r o d u ce   th f in al  wee d   r ec o g n itio n   n etwo r k   [ 2 5 ] .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   r ev iew   o f m o d ern   tech n iq u e s   fo r   p la n t d is ea s id en tifi ca tio n   a n d   w ee d   d etec tio n   …  ( Mo h a mma d   N a s ee r a )   1005   T ab le  3 .   C o m p a r ativ an aly s is   o f   wee d   d etec tio n   ap p r o ac h es   M e t h o d   A d v a n t a g e s   D i sad v a n t a g e s   R e se a r c h   g a p   P i x e l - b a se d   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   RF   w i t h   1 0   d e c i s i o n   t r e e s.   Ef f e c t i v e   i n   h a n d l i n g   o c c l u si o n   a n d   o v e r l a p p i n g   o f   p l a n t s.   Li mi t e d   t o   p i x e l - b a se d   c l a ss i f i c a t i o n ,   w h i c h   ma y   mi ss c o n t e x t u a l   i n f o r m a t i o n .   I t   i a d v i s a b l e   t o   i n t e g r a t e   r e g i o n - b a s e d   a n d   p i x e l - b a se d   mo r p h o l o g i c a l   s e g m e n t a t i o n   t o   i mp r o v e   c a t e g o r i z a t i o n .   D a t a s e t :   s u g a r   b e e t   a n d   c a r r o t   i m a g e c a p t u r e d   u n d e r   n a t u r a l   l i g h t .   H i g h   p r e c i si o n ,   r e c a l l ,   a n d   a c c u r a c y   d u e   t o   c r o ss - v a l i d a t i o n .   M a y   n o t   g e n e r a l i z e   w e l l   t o   o t h e r   c r o p o r   e n v i r o n me n t a l   c o n d i t i o n s .   Ex p l o r i n g   a t t r i b u t e   p r o f i l e s   t o   e n h a n c e   c o m p l e x   v a r i a n t i n   p i x e l - b a s e d   c l a ssi f i c a t i o n .   C o m b i n e d   K - mea n s   c l u st e r i n g   a n d   C N N   f o r   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n .   R o b u st   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   l e a d i n g   t o   st a b l e   w e e d   i d e n t i f i c a t i o n .   M a n u a l   d a t a set   p r e p a r a t i o n   i t i me - c o n su m i n g   a n d   l a b o r - i n t e n si v e .   I mp r o v i n g   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   met h o d s   t o   r e d u c e   m a n u a l   i n t e r v e n t i o n   a n d   e n h a n c e   sca l a b i l i t y .   D a t a s e t :   so y b e a n   see d l i n g a n d   w e e d s,   c a p t u r e d   w i t h   C a n o n   EO S   7 0 D   c a mera .   H i g h   a c c u r a c y   ( 9 2 . 8 9 %)   a c h i e v e d   w i t h   K - m e a n s   p r e - t r a i n i n g .   M a y   r e q u i r e   si g n i f i c a n t   c o m p u t a t i o n a l   r e s o u r c e s   f o r   l a r g e - sca l e   d e p l o y m e n t .   I n t e g r a t i n g   o t h e r   mac h i n e   l e a r n i n g   met h o d s   f o r   f u r t h e r   e n h a n c e m e n t   a n d   t e st i n g   i n   d i v e r se  a g r i c u l t u r a l   set t i n g s .   S h a p e   f e a t u r e - b a s e d   c l a ss i f i c a t i o n   u s i n g   S V M   a n d   A N N .   S V M   d e m o n st r a t e d   b e t t e r   a c c u r a c y   ( 8 8 %)  c o m p a r e d   t o   A N N   ( 8 6 %) .   S h a p e   f e a t u r e s   a l o n e   ma y   n o t   b e   su f f i c i e n t   f o r   a c c u r a t e   c l a ss i f i c a t i o n   i n   c o m p l e x   e n v i r o n m e n t s.   I n c o r p o r a t i n g   a d d i t i o n a l   f e a t u r e s   su c h   a s   t e x t u r e   o r   sp e c t r a l   d a t a   t o   i mp r o v e   c l a s si f i c a t i o n   a c c u r a c y .   D a t a s e t :   su g a r   b e e t   f i e l d a t   f o u r - l e a f   st a g e ,   i ma g e i n   R G B   f o r mat .   A N N   i n c l u d e t e x t u r e   f e a t u r e s   a n d   P C A   f o r   d i m e n s i o n a l i t y   r e d u c t i o n .   P o t e n t i a l   o v e r f i t t i n g   d u e   t o   h i g h   s i mi l a r i t y   b e t w e e n   c r o p   a n d   w e e d   f e a t u r e s.   Ex p l o r i n g   t h e   c o mb i n a t i o n   o f   S V M   a n d   A N N   w i t h   o t h e r   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h e f o r   b e t t e r   g e n e r a l i z a t i o n   a c r o s d i f f e r e n t   w e e d   sp e c i e s.   W e e d   d e t e c t i o n   u s i n g   sp e c t r a l   b a n d s,  s p a t i a l   r e so l u t i o n ,   C N N ,   a n d   HOG.   A l l o w s   a r e a - s p e c i f i c   w e e d   c o n t r o l ,   r e d u c i n g   h e r b i c i d e   u se ,   a n d   m i n i mi z i n g   h e a l t h   r i sk s.   H i g h   d e p e n d e n c y   o n   t h e   sp e c t r a l   a n d   s p a t i a l   r e so l u t i o n   o f   i ma g e s,   w h i c h   may   v a r y   a c r o ss  d a t a s e t s.   F u r t h e r   a n a l y si s   o n   t h e   i n t e g r a t i o n   o f   mu l t i - sp e c t r a l   d a t a   a n d   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   f o r   r e a l - t i me,   i n - f i e l d   w e e d   d e t e c t i o n   s y st e ms.   D a t a s e t :   n o t   s p e c i f i e d .   Ef f e c t i v e   i n   i d e n t i f y i n g   w e e d s   i n   s p e c i f i c   a r e a o f   t h e   f i e l d ,   i mp r o v i n g   t a r g e t e d   h e r b i c i d e   a p p l i c a t i o n .   C N N   ma y   r e q u i r e   si g n i f i c a n t   c o m p u t a t i o n a l   p o w e r ,   l i m i t i n g   i t u s e   i n   r e a l - t i me   a p p l i c a t i o n s.   Ex a m i n i n g   t h e   e f f e c t i v e n e s o f   d i f f e r e n t   sp e c t r a l   b a n d a n d   s p a t i a l   r e so l u t i o n i n   d i v e r se  a g r i c u l t u r a l   c o n t e x t t o   o p t i mi z e   w e e d   d e t e c t i o n   s y st e ms.   Te x t u r e   a n d   si z e   f e a t u r e - b a se d   d e t e c t i o n ,   w i t h   a u t o ma t i c   h e r b i c i d e   sp r a y i n g .   g e n e r a t e d   a   me t h o d   f o r   i m a g e   p r o c e ss i n g   t o   i d e n t i f y   y i e l d   a n d   c o n t r o l   w e e d s.   C o m p l e x i t y   i n   r e a l - t i me   a p p l i c a t i o n   d u e   t o   t h e   r e q u i r e m e n t   o f   a c c u r a t e   C a r t e si a n   c o o r d i n a t e s .   I mp r o v e m e n t   o f   r e a l - t i m e   d e t e c t i o n   a n d   sp r a y i n g   a c c u r a c y   u si n g   a d v a n c e d   r o b o t i c a n d   r e a l - t i m e   i m a g e   p r o c e ss i n g   a l g o r i t h ms .   M o r p h o l o g i c a l   f e a t u r e s:   e n e r g y ,   e n t r o p y ,   i n e r t i a ,   l o c a l   h o m o g e n e i t y ,   c o n t r a s t .   C o m b i n e m u l t i p l e   f e a t u r e s   f o r   r o b u st   d e c i s i o n - ma k i n g   i n   c r o p   a n d   w e e d   i d e n t i f i c a t i o n .   H i g h   c o mp l e x i t y   i n   f e a t u r e   e x t r a c t i o n   a n d   d e c i si o n - mak i n g   p r o c e ss .   F u r t h e r   r e sea r c h   o n   i n t e g r a t i n g   a d v a n c e d   d e c i s i o n - ma k i n g   a l g o r i t h ms  w i t h   r o b o t i c   s y st e ms   f o r   p r e c i s i o n   a g r i c u l t u r e   a n d   a u t o m a t e d   w e e d   c o n t r o l .       3.   CO NCLU SI O N   T h s u r v ey   co n cl u d es  b y   h i g h lig h tin g   th g r o win g   s ig n i f ican ce   o f   m ac h in lear n in g   an d   d ee p   lear n in g   tech n iq u es  in   tr a n s f o r m in g   wee d   d etec tio n   an d   p lan d is ea s d iag n o s is   in   p r ec is io n   ag r icu ltu r e.   T h ese  tech n o lo g ies  p r o v i d f ascin atin g   s o lu tio n s   to   th d r awb ac k s   o f   tr ad itio n al  m eth o d s ,   b u th ey   also   p r esen is s u es  th at  r eq u ir e   atten tio n ,   s u ch   p r o ce s s in g   r eq u ir em en ts ,   m o d el   g en er aliza tio n ,   an d   d ata  s ca r city .   T h ev al u atio n   o f   ex is tin g   m eth o d s ,   s u ch   as  p ix el - ,   r eg io n - ,   an d   s p ec tr al - b ased   m et h o d s ,   d em o n s tr ates  th ca p ab ilit ies  an d   lim itatio n s   o f   ex is tin g   m o d els.  T h id en tific atio n   o f   r esear ch   g ap s ,   p a r ticu lar ly   in   th e   ar ea s   o f   d ata  in teg r atio n ,   r ea l - tim p r o ce s s in g ,   an d   m o d el  in ter p r eta b ilit y ,   em p h asizes  th n ee d   f o r   m o r in n o v atio n   an d   co llab o r atio n   in   th is   ar ea .   Fu tu r r esear ch   m a y   y ield   m o r p r ec is e,   s ca lab le,   an d   s u s tain ab le  s o lu tio n s     b y   ad d r ess in g   th ese  p r o b lem s ,   wh ich   will  u ltima tely   in cr ea s ag r icu ltu r al  p r o d u ctiv ity   a n d   ad v a n ce   g lo b al   f o o d   s ec u r ity .       ACK NO WL E DG M E N T S   We   wo u ld   lik e   to   ex p r ess   o u r   h ea r tf elt  th a n k s   to   o u r   g u id e   f o r   h er   u n wav e r in g   g u i d an ce ,   i n v alu ab le   in s ig h ts ,   an d   en c o u r ag e m en t t h r o u g h o u t th r esear ch   p r o ce s s .         F UNDING   I NF O R M A T I O N   No   f u n d in g   is   r aised   f o r   th is   r e s ea r ch .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I SS N :   2 2 5 2 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.   15 ,   No .   1 Feb r u ar y   2 0 2 6 :   998 - 1 0 0 8   1006   AUTHO CO NT RI B UT I O NS   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Mo h am m ad   Naseer a                               Ar p ita  Gu p ta                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   T h a u th o r   d ec lar es n o   co n f lict o f   in ter est.       DATA AV AI L AB I L I T Y   No   d ataset  is   u tili ze d   in   th is   r esear ch .       RE F E R E NC E S   [ 1 ]   S .   A mr i t r a j ,   N .   H a n s ,   a n d   C .   P .   D .   C y r i l ,   A n   a u t o m a t e d   a n d   f i n e - t u n e d   i mag e   d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   s y s t e m   f o r   p l a n t   l e a f   d i s e a se s,”   i n   2 0 2 3   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   R e c e n t   Ad v a n c e s   i n   El e c t ri c a l ,   E l e c t r o n i c s ,   U b i q u i t o u s   C o m m u n i c a t i o n ,   a n d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   ( RA EEU C C I ) ,   A p r .   2 0 2 3 ,   p p .   1 5 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / R A EEU C C I 5 7 1 4 0 . 2 0 2 3 . 1 0 1 3 4 4 6 1 .   [ 2 ]   D .   F .   R .   A n a n d h i   a n d   S .   S a t h i a mo o r t h y ,   D e e p   l e a r n i n g   b a se d   a u t o ma t e d   r i c e   p l a n t   d i se a se  r e c o g n i t i o n   a n d   c l a s si f i c a t i o n   m o d e l ,   i n   2 0 2 3   Fi rs t   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   A d v a n c e i n   El e c t ri c a l ,   E l e c t r o n i c a n d   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   ( I C AEEC I ) ,   O c t .   2 0 2 3 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A EE C I 5 8 2 4 7 . 2 0 2 3 . 1 0 3 7 0 8 0 9 .   [ 3 ]   U .   M o k h t a r   e t   a l . ,   S V M - b a se d   d e t e c t i o n   o f   t o ma t o   l e a v e d i se a ses ,   i n   I n t e l l i g e n t   S y st e m s’ 2 0 1 4 ,   2 0 1 5 ,   p p .   6 4 1 6 5 2 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / 9 7 8 - 3 - 319 - 1 1 3 1 0 - 4 _ 5 5 .   [ 4 ]   S .   P .   M o h a n t y ,   D .   P .   H u g h e s,   a n d   M .   S a l a t h é ,   U s i n g   d e e p   l e a r n i n g   f o r   i m a g e - b a s e d   p l a n t   d i se a se   d e t e c t i o n ,   F ro n t i e rs   i n   Pl a n t   S c i e n c e ,   v o l .   7 ,   S e p .   2 0 1 6 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s. 2 0 1 6 . 0 1 4 1 9 .   [ 5 ]   L.   Li ,   S .   Zh a n g ,   a n d   B .   W a n g ,   P l a n t   d i s e a se  d e t e c t i o n   a n d   c l a ssi f i c a t i o n   b y   d e e p   l e a r n i n g a   r e v i e w ,   I EE Ac c e ss ,   v o l .   9 ,     p p .   5 6 6 8 3 5 6 6 9 8 ,   2 0 2 1 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 1 . 3 0 6 9 6 4 6 .   [ 6 ]   N .   L o k h a n d e ,   V .   T h o o l ,   a n d   P .   V i k h e ,   C o m p a r a t i v e   a n a l y si s   o f   d i f f e r e n t   p l a n t   l e a f   d i s e a s e   c l a ssi f i c a t i o n   a n d   d e t e c t i o n   u s i n g   C N N ,   i n   2 0 2 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   Re c e n t   I n n o v a t i o n   i n   S m a r t   a n d   S u st a i n a b l e   T e c h n o l o g y   ( I C RI S S T ) ,   M a r .   2 0 2 4 ,     p p .   1 4 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C R I S S T5 9 1 8 1 . 2 0 2 4 . 1 0 9 2 1 9 7 5 .   [ 7 ]   H .   V .   U p a d r a s t a ,   N .   R .   P o r l a ,   M .   K .   R e d d y ,   a n d   P .   K u mar,   D e e p   p l a n t :   d e t e c t i n g   p l a n t   d i se a ses   a n d   r e c o m men d i n g   r e me d i e w i t h   d e e p   l e a r n i n g ,   i n   2 0 2 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Ar t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   Em e rg i n g   T e c h n o l o g y   ( G l o b a l   AI   S u m m i t ) S e p .   2 0 2 4 ,   p p .   1 0 7 1 1 0 7 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / G l o b a l A I S u mm i t 6 2 1 5 6 . 2 0 2 4 . 1 0 9 4 7 8 6 5 .   [ 8 ]   S .   P .   A d h i k a r i ,   H .   Y a n g ,   a n d   H .   K i m,   Le a r n i n g   s e ma n t i c   g r a p h i c s u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   e n c o d e r d e c o d e r   n e t w o r k   f o r   a u t o n o m o u w e e d i n g   i n   p a d d y ,   Fr o n t i e rs   i n   P l a n t   S c i e n c e ,   v o l .   1 0 ,   O c t .   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 3 3 8 9 / f p l s . 2 0 1 9 . 0 1 4 0 4 .   [ 9 ]   A .   B o d h a l e ,   S .   V e r ma ,   a n d   A .   P a n t h a k k a n ,   C o mp a r a t i v e   a n a l y s i o f   f i n e   t u n e d   a n d   t r a n sf e r   l e a r n i n g   m o d e l   f o r   p l a n t   d i s e a s e   d e t e c t i o n ,   i n   2 0 2 2   5 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   S i g n a l   Pr o c e ssi n g   a n d   I n f o rm a t i o n   S e c u ri t y   ( I C S PI S ) ,   D e c .   2 0 2 2 ,   p p .   6 5 6 9 .   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C S P I S 5 7 0 6 3 . 2 0 2 2 . 1 0 0 0 2 6 6 5 .   [ 1 0 ]   T.   T,   S .   S ,   P .   K ,   a n d   P .   E,   A u t o m a t e d   w e e d   d e t e c t i o n   a n d   r e mo v a l   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g ,   i n   2 0 2 4   4 t h   Asi a n   C o n f e r e n c e   o n   I n n o v a t i o n   i n   T e c h n o l o g y   ( A S I A N C O N ) ,   A u g .   2 0 2 4 ,   p p .   1 3 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A S I A N C O N 6 2 0 5 7 . 2 0 2 4 . 1 0 8 3 8 0 3 0 .   [ 1 1 ]   H .   S .   P a n a t i ,   G .   P ,   D .   A .   A ,   a n d   M .   N .   T,   W e e d s   a n d   c r o p   i ma g e   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e ,   i n   2 0 2 3   9 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   A d v a n c e d   C o m p u t i n g   a n d   C o m m u n i c a t i o n   S y st e m ( I C A C C S ) ,   M a r .   2 0 2 3 ,   p p .   1 1 7 1 2 2 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C A C C S 5 7 2 7 9 . 2 0 2 3 . 1 0 1 1 2 9 5 8 .   [ 1 2 ]   S .   A me n d   e t   a l . ,   W e e d   ma n a g e me n t   o f   t h e   f u t u r e ,   K I   -   K ü n s t l i c h e   I n t e l l i g e n z ,   v o l .   3 3 ,   n o .   4 ,   p p .   4 1 1 4 1 5 ,   D e c .   2 0 1 9 ,     d o i :   1 0 . 1 0 0 7 / s 1 3 2 1 8 - 019 - 0 0 6 1 7 - x.   [ 1 3 ]   U .   G a y a t h r i   a n d   V .   P r a v e e n a ,   A   su r v e y   p a p e r   o n   w e e d   i d e n t i f i c a t i o n   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   t e c h n i q u e s,”   i n   2 0 2 3   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   C o m p u t e C o m m u n i c a t i o n   a n d   I n f o rm a t i c s   ( I C C C I ) ,   I EEE,   Ja n .   2 0 2 3 ,   p p .   1 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C C C I 5 6 7 4 5 . 2 0 2 3 . 1 0 1 2 8 6 1 0 .   [ 1 4 ]   M .   L e e ,   B .   K a n g ,   D .   H a n ,   S .   Ju n g ,   a n d   C .   C h o ,   A   p l a t f o r f o r   p e r so n a l i z e d   mo b i l e   u - h e a l t h   a p p l i c a t i o n   d e s i g n   a n d   d e v e l o p me n t ,   i n   H e a l t h C o m   2 0 0 8   -   1 0 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   e - h e a l t h   N e t w o r k i n g ,   A p p l i c a t i o n s a n d   S e rvi c e s ,   Ju l .   2 0 0 8 ,   p p .   2 2 1 226 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / H EA LTH . 2 0 0 8 . 4 6 0 0 1 4 0 .   [ 1 5 ]   S .   B .   S   a n d   N .   M .   M .   S ,   C o mp h r e n si v e   a n a l y si o f   p l a n t   l e a f   d i s e a s e   d e t e c t i o n   u s i n g   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   a n d   o p t i m i z a t i o n   a l g o r i t h ms,   i n   2 0 2 5   3 rd   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D a t a   S c i e n c e   a n d   I n f o rm a t i o n   S y s t e m   ( I C D S I S ) ,   M a y   2 0 2 5 ,   p p .   1 5 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C D S I S 6 5 3 5 5 . 2 0 2 5 . 1 1 0 7 0 4 0 3 .   [ 1 6 ]   H .   A .   A   a n d   A .   A ,   S mart   a g r i c u l t u r e   r i c e   l e a f   d i se a se   d e t e c t i o n   u s i n g   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l ,   i n   2 0 2 4   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   Em e rg i n g   Re s e a r c h   i n   C o m p u t a t i o n a l   S c i e n c e   ( I C ERC S ) ,   D e c .   2 0 2 4 ,   p p .   1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C ER C S 6 3 1 2 5 . 2 0 2 4 . 1 0 8 9 5 9 5 6 .   [ 1 7 ]   S .   S .   D u b e   e t   a l . ,   To m a t o   l e a f   d i sea s e   d e t e c t i o n   sy s t e m   u s i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a l   n e t w o r k s,   i n   2 0 2 3   2 n d   Z i m b a b w e   C o n f e r e n c e   o f   I n f o rm a t i o n   a n d   C o m m u n i c a t i o n   T e c h n o l o g i e s (Z C I C T ) ,   N o v .   2 0 2 3 ,   p p .   1 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / Z C I C T5 9 4 6 6 . 2 0 2 3 . 1 0 5 2 8 6 0 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t J Ar tif   I n tell     I SS N:   2252 - 8 9 3 8       A   r ev iew   o f m o d ern   tech n iq u e s   fo r   p la n t d is ea s id en tifi ca tio n   a n d   w ee d   d etec tio n   …  ( Mo h a mma d   N a s ee r a )   1007   [ 1 8 ]   I .   Y u su f   a n d   M .   N i sw a r ,   M o d i f i c a t i o n   o f   t h e   Y O LO v 8   m o d e l   f o r   i n f e r e n c e   o f   d i s e a se   d e t e c t i o n   a n d   n u t r i t i o n a l   d e f i c i e n c y   i n   c o r n   p l a n t o n   e d g e   c o mp u t i n g   d e v i c e s,”   i n   2 0 2 5   1 2 t h   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   I n f o rm a t i o n   T e c h n o l o g y ,   C o m p u t e r,  a n d   El e c t ri c a l   En g i n e e ri n g   ( I C I T AC EE) ,   A u g .   2 0 2 5 ,   p p .   1 6 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / I C I TA C EE6 6 1 6 5 . 2 0 2 5 . 1 1 2 3 2 8 9 0 .   [ 1 9 ]   M .   A .   R a h m a n ,   A .   A .   K h a n ,   M .   M .   H a sa n ,   M .   S .   R a h m a n ,   a n d   M .   T.   H a b i b ,   D e e p   l e a r n i n g   m o d e l i n g   f o r   p o t a t o   b r e e d   r e c o g n i t i o n ,   I EEE   T ra n s a c t i o n s   o n   Ag r i F o o d   El e c t ro n i c s ,   v o l .   2 ,   n o .   2 ,   p p .   4 1 9 4 2 7 ,   S e p .   2 0 2 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / TA F E. 2 0 2 4 . 3 4 0 6 5 4 4 .   [ 2 0 ]   E.   H a q u e ,   M .   P a u l ,   A .   R a h ma n ,   F .   To h i d i ,   a n d   J.  I sl a m,  R i c e   l e a f   d i se a se  d e t e c t i o n   a n d   c l a ss i f i c a t i o n   u si n g   sh a l l o w   t r a i n e d   Y O LO v 7   a c t i v e   d e e p   l e a r n i n g   a p p r o a c h ,   i n   2 0 2 3   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   D i g i t a l   I m a g e   C o m p u t i n g :   T e c h n i q u e a n d   Ap p l i c a t i o n s (D I C T A) ,   N o v .   2 0 2 3 ,   p p .   5 1 6 5 2 2 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D I C TA 6 0 4 0 7 . 2 0 2 3 . 0 0 0 7 7 .   [ 2 1 ]   K .   T a j i ,   A .   S o h a i l ,   T.   S h a h z a d ,   B .   S .   K h a n ,   M .   A .   K h a n ,   a n d   K .   O u a h a d a ,   A n   e n s e m b l e   h y b r i d   f r a mew o r k :   a   c o m p a r a t i v e   a n a l y si s   o f   me t a h e u r i s t i c   a l g o r i t h ms  f o r   e n sem b l e   h y b r i d   C N N   f e a t u r e f o r   p l a n t s   d i se a se   c l a ssi f i c a t i o n ,   I EE E   Ac c e ss ,   v o l .   1 2 ,   p p .   6 1 8 8 6 6 1 9 0 6 ,   2 0 2 4 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 2 4 . 3 3 8 9 6 4 8 .   [ 2 2 ]   C. - C .   A n d r e a ,   B .   B .   M .   D a n i e l ,   a n d   J.  B .   J .   M i sa e l ,   P r e c i s e   w e e d   a n d   mai z e   c l a ssi f i c a t i o n   t h r o u g h   c o n v o l u t i o n a l   n e u r o n a l   n e t w o r k s,”   i n   2 0 1 7   I EE S e c o n d   Ec u a d o T e c h n i c a l   C h a p t e rs  Me e t i n g   ( ETC M) ,   O c t .   2 0 1 7 ,   p p .   1 6 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ETC M . 2 0 1 7 . 8 2 4 7 4 6 9 .   [ 2 3 ]   N .   B i sw a a n d   A .   A s l e k a r ,   I mp r o v i n g   a g r i c u l t u r a l   p r o d u c t i v i t y :   u s e   o f   a u t o ma t i o n   a n d   r o b o t i c s ,   i n   2 0 2 2   I n t e rn a t i o n a l   C o n f e re n c e   o n   D e c i si o n   A i d   S c i e n c e s   a n d   Ap p l i c a t i o n ( D AS A) ,   M a r .   2 0 2 2 ,   p p .   1 0 9 8 1 1 0 4 ,     d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / D A S A 5 4 6 5 8 . 2 0 2 2 . 9 7 6 5 2 0 7 .   [ 2 4 ]   X .   W u ,   S .   A r a v e c c h i a ,   P .   L o t t e s ,   C .   S t a c h n i ss ,   a n d   C .   P r a d a l i e r ,   R o b o t i c   w e e d   c o n t r o l   u s i n g   a u t o ma t e d   w e e d   a n d   c r o p   c l a ss i f i c a t i o n ,   J o u r n a l   o f   Fi e l d   Ro b o t i c s ,   v o l .   3 7 ,   n o .   2 ,   p p .   3 2 2 3 4 0 ,   M a r .   2 0 2 0 ,   d o i :   1 0 . 1 0 0 2 / r o b . 2 1 9 3 8 .   [ 2 5 ]   M .   A y a z ,   M .   A . - U d d i n ,   Z .   S h a r i f ,   A .   M a n s o u r ,   a n d   E. - H .   M .   A g g o u n e ,   I n t e r n e t - of - t h i n g ( I o T) - b a se d   sm a r t   a g r i c u l t u r e :   t o w a r d   mak i n g   t h e   f i e l d t a l k ,   I EEE  Ac c e ss ,   v o l .   7 ,   p p .   1 2 9 5 5 1 1 2 9 5 8 3 ,   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / A C C ESS . 2 0 1 9 . 2 9 3 2 6 0 9 .       AP P E NDI X     T ab le  1 .   C h allen g es in   p lan t d i s ea s an d   wee d   d etec tio n   A sp e c t   C h a l l e n g e i n   p l a n t   d i se a se  i d e n t i f i c a t i o n   C h a l l e n g e i n   w e e d   d e t e c t i o n   D a t a   c o l l e c t i o n   Li mi t e d   a v a i l a b i l i t y   o f   a n n o t a t e d   d a t a set s   f o r   r a r e   d i s e a se s.   V a r i a b i l i t y   i n   w e e d   s p e c i e a c r o ss  r e g i o n s   a n d   sea s o n s .     C a p t u r i n g   d i v e r se  d i se a se  s y m p t o ms  a c r o ss   d i f f e r e n t   g r o w t h   s t a g e s .   C h a l l e n g e i n   c o n si s t e n t   w e e d   i m a g e   c a p t u r e   d u e   t o   p l a n t   d e n si t y .     D i f f i c u l t y   i n   a c c e ss i n g   d i se a se   sam p l e d u r i n g   sp e c i f i c   se a s o n s .   D i f f i c u l t y   i n   c a p t u r i n g   e a r l y - st a g e   w e e d s   t h a t   r e semb l e   c r o p s .   D a t a   q u a l i t y   P r e sen c e   o f   n o i s e ,   sh a d o w s,   a n d   o v e r l a p p i n g   l e a v e s .   I n c o n s i st e n t   i ma g e   q u a l i t y   d u e   t o   v a r y i n g   c a m e r a   a n g l e s a n d   h e i g h t s .     I mp a c t   o f   s o i l ,   d u st ,   a n d   d e b r i o n   i m a g e   c l a r i t y .   V a r i a t i o n i n   w e e d   a p p e a r a n c e   d u e   t o   d i f f e r e n t   so i l   b a c k g r o u n d s .   C l a s i m b a l a n c e   I mb a l a n c e   i n   t h e   n u m b e r   o f   h e a l t h y   v s.  d i s e a s e d   p l a n t   i ma g e s .   I mb a l a n c e   b e t w e e n   d o mi n a n t   a n d   l e s c o mm o n   w e e d   sp e c i e s .     O v e r - r e p r e se n t a t i o n   o f   c e r t a i n   d i se a s e   c l a sses   i n   p u b l i c   d a t a se t s.   S k e w e d   d i s t r i b u t i o n   o f   w e e d s   i n   c e r t a i n   c r o p   f i e l d s .   M o d e l   g e n e r a l i z a t i o n   D i f f i c u l t y   i n   g e n e r a l i z i n g   mo d e l a c r o ss  d i f f e r e n t   c l i mat i c   z o n e s.   G e n e r a l i z a t i o n   i ssu e a c r o ss   d i f f e r e n t   c r o p - w e e d   c o m b i n a t i o n s.     O v e r f i t t i n g   t o   sp e c i f i c   d i se a se  s y m p t o ms,  l e a d i n g   t o   p o o r   p e r f o r ma n c e   o n   u n s e e n   d a t a .   O v e r f i t t i n g   t o   sp e c i f i c   f i e l d   c o n d i t i o n s   o r   w e e d   t y p e s.   D i sea s e   s y m p t o si mi l a r i t y   V i su a l   s i mi l a r i t y   b e t w e e n   a b i o t i c   s t r e s s   sy m p t o ms  a n d   d i s e a s e   s y m p t o ms.   S i mi l a r i t y   b e t w e e n   w e e d s   a n d   c r o p s   a t   sp e c i f i c   g r o w t h   st a g e s.     C o n f u s i o n   b e t w e e n   s y mp t o ms  c a u s e d   b y   p e s t s   v s.  d i sea s e s.   D i f f i c u l t y   i n   d i s t i n g u i s h i n g   b e t w e e n   b r o a d l e a f   a n d   g r a ss w e e d s.   C o m p u t a t i o n a l   r e q u i r e m e n t s   H i g h   c o m p u t a t i o n a l   c o st s   f o r   p r o c e ssi n g   l a r g e - sca l e   a g r i c u l t u r a l   d a t a s e t s.   R e a l - t i me  p r o c e ss i n g   c h a l l e n g e f o r   i n - f i e l d   w e e d   d e t e c t i o n   s y st e ms.     N e e d   f o r   e x t e n si v e   G P U   r e so u r c e s   f o r   mo d e l   t r a i n i n g   a n d   i n f e r e n c e .   En e r g y   c o n st r a i n t s   f o r   d e p l o y i n g   mo d e l s   o n   mo b i l e   o r   d r o n e   p l a t f o r ms.   En v i r o n m e n t a l   f a c t o r s   V a r i a b i l i t y   i n   d i sea s e   a p p e a r a n c e   d u e   t o   w e a t h e r ,   h u m i d i t y ,   a n d   t e m p e r a t u r e .   I mp a c t   o f   w e a t h e r   c o n d i t i o n o n   w e e d   v i si b i l i t y   a n d   i d e n t i f i c a t i o n .     Ef f e c t s o f   n u t r i e n t   l e v e l s o n   d i se a se  e x p r e ssi o n   i n   p l a n t s.   S e a so n a l   c h a n g e a f f e c t i n g   w e e d   g r o w t h   a n d   d e t e c t a b i l i t y .   M o d e l   i n t e r p r e t a b i l i t y   B l a c k - b o x   n a t u r e   o f   d e e p   l e a r n i n g   m o d e l s   c o m p l i c a t i n g   d i s e a s e   d i a g n o si s .   Li mi t e d   t r a n s p a r e n c y   i n   m o d e l   d e c i si o n f o r   w e e d   i d e n t i f i c a t i o n .     C h a l l e n g e i n   e x p l a i n i n g   d e c i s i o n s   t o   f a r m e r s   a n d   a g r o n o m i st s.   D i f f i c u l t y   i n   b u i l d i n g   t r u s t   w i t h   e n d - u sers  d u e   t o   l a c k   o f   i n t e r p r e t a b i l i t y .   M u l t i - c l a ss  c l a ss i f i c a t i o n   H a n d l i n g   m u l t i p l e   d i se a ses   o c c u r r i n g   si mu l t a n e o u s l y   o n   t h e   s a me   p l a n t .   D e t e c t i n g   a n d   c l a ssi f y i n g   m u l t i p l e   w e e d   s p e c i e s   w i t h i n   a   si n g l e   i m a g e .     C o n f u s i o n   b e t w e e n   s i mi l a r   d i se a ses ,   l e a d i n g   t o   mi sc l a ss i f i c a t i o n .   D i f f i c u l t y   i n   a c c u r a t e l y   i d e n t i f y i n g   o v e r l a p p i n g   w e e d s .   C r o ss - s p e c i e s   a d a p t a b i l i t y   D i f f i c u l t y   i n   t r a n sf e r r i n g   m o d e l t r a i n e d   o n   o n e   p l a n t   s p e c i e s   t o   a n o t h e r .   C h a l l e n g e i n   a d a p t i n g   m o d e l t o   d e t e c t   w e e d a c r o s s   d i f f e r e n t   c r o p   t y p e s.     N e e d   f o r   r e t r a i n i n g   o r   f i n e - t u n i n g   mo d e l f o r   d i f f e r e n t   a g r i c u l t u r a l   se t t i n g s.   I n c o n s i st e n c y   i n   w e e d   m o r p h o l o g y   a c r o ss  r e g i o n s,   r e q u i r i n g   a d a p t a t i o n .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.