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.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 ,   p p .   642 ~ 654   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 1 . p p 6 4 2 - 6 5 4       642     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Deforma ble spa ti a l pyra mid po o ling - enha nced  E ff ici entNe wi th  weig hted  featur fusio n f o r pom eg r a na te  frui disea s e diag no sis       H a rish   B o m m ena ha lli M a llik a rj un a ia h 1 ,   B a la j i P r a bh u B a luv a nera lu Ve er a nn a 2   1 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S c i e n c e   a n d   E n g i n e e r i n g ,   M a l n a d   C o l l e g e   o f   E n g i n e e r i n g - H a ssa n A f f i l i a t e d   t o   V i sv e sv a r a y a   T e c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y B e l a g a v i ,   I n d i a   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 ,   M a l n a d   C o l l e g e   o f   En g i n e e r i n g - H a ss a n A f f i l i a t e d   t o   V i s v e sv a r a y a   Te c h n o l o g i c a l   U n i v e r si t y ,   B e l a g a v i ,   I n d i a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T     A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   J u l 9 ,   2 0 2 5   R ev is ed   J an   1 ,   2 0 2 6   Acc ep ted   J an   2 2 ,   2 0 2 6       P o m e g ra n a te  is  a   fru it   o h ig h   n u tri ti o n a a n d   e c o n o m ic  imp o rtan c e .   S ti ll ,   it   is  h ig h ly   s u sc e p ti b le  t o   d i ffe re n d ise a se d u rin g   it g r o win g   sta g e s,  lea d in g   to   sig n ifi c a n y iel d   lo ss e a n d   f in a n c ial  se tb a c k fo fa rm e rs.  Th is  a rti c le  p ro p o se a   n o v e d ise a se   d e tec ti o n   m o d e t h a i n teg ra tes   h a n d c ra fte d   fe a tu re s   with   d e e p   fe a tu re e x trac ted   u sin g   a   d e v e lo p e d   d e fo rm a b le   sp a ti a l   p y ra m id   p o o li n g   (DSP P ) - Eff icie n tNe a r c h it e c tu re .   Ha n d c ra fted   fe a tu re s   su c h   a c o lo ( RG a n d   HSV  h isto g ra m s ) ,   tex tu re   fe a tu re fr o m   gr a y   lev e c o - o c c u rre n c e   m a tri x   (G LCM ),   a n d   s h a p e   a tt ri b u tes   e x trac ted   fro m   c o n t o u r   d e sc rip to rs  a n d   H u   m o m e n ts  a re   c a p tu re d   a n d   f u se d   wit h   d e e p   f e a tu re b y   we ig h ted   f u sio n   stra teg y ,   re su lt e d   in   th e   m o st  d isc rimin a ti v e   in f o rm a ti o n .   Th e   fu se d   fe a tu re a re   c a teg o rize d   u si n g   a   su p p o rt  v e c to m a c h in e   (S VM)  in   a   c las sifica ti o n   p h a se ,   w h ich   e ffe c ti v e ly   c las sifies   d iffere n c las se o p o m e g ra n a te  fru it   d ise a se s.  Th e   c o m b in e d   d e e p   a n d   h a n d c ra fted   fe a tu re o b tai n e d   9 6 . 6 6 %   a c c u ra c y ,   9 6 . 2 6 %   p re c isio n ,   9 6 . 5 0 %   re c a ll ,   9 6 . 3 7 %   F 1 - sc o re ,   a n d   9 5 . 6 4 %   sp e c ifi c it y   o n   t h e   p o m e g ra n a te  fru it   d ise a se   d a tas e wh ich   c o m p a re d   to   e x isti n g   tec h n iq u e s.   K ey w o r d s :   C L AHE   Dee p   f ea tu r es   Def o r m ab le  s p atial  p y r am id   p o o lin g   Han d cr af ted   f ea tu r es   Po m eg r an ate  f r u it d is ea s e   Su p p o r v ec to r   m ac h in e   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 :   Har is h   B o m m en ah alli M allik ar ju n aiah   Dep ar tm en t o f   I n f o r m atio n   Scien ce   an d   E n g in ee r i n g ,   Ma ln a d   C o lleg o f   E n g in ee r i n g - Has s an   Af f iliated   to   Vis v esv ar ay T e ch n o lo g ical  Un iv er s ity   B elag av i ,   I n d ia   E m ail:  h ar is h b m 1 3 7 @ g m ail. co m       1.   I NT RO D UCT I O N   Po m eg r an ate,   k n o wn   f o r   t h eir   h ig h   n u tr ie n co n tex an d   u n i q u b le n d   o f   s wee an d   tar t   f l av o r s ,   is   m ajo r   f r u it  cr o p   p r im ar ily   c u ltiv ated   in   ar id   an d   s em i - ar id   ar ea s   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   T h is   h as  d if f er en q u alities   an d   is   n ativ o n   Af g h an is tan   an d   I r a n .   I n   r ec e n y ea r s ,   p o m e g r an a te  cu ltiv atio n   h as  ex ten d ed   to   ar ea s   o v er   Af r ica,   Au s tr alia,   Am er ica,   E u r o p e ,   a n d   Mid d le   E ast  [ 3 ] [ 5 ] .   C o n s u m er s   en jo y   p o m eg r a n ates  in   d if f er e n f o r m ats,  in v o lv es  f r esh   f r u it,  ju ice,   o i l,  jam ,   an d   in f u s io n   [ 6 ] .   Fru its   ar p r ed is p o s ed   to   d is ea s es  an d   p ar ticu lar ly   p o m eg r a n ates  ar g r ea tly   p r o n to   in f ec tio n s   in   d if f e r en d ev elo p m en p h ases   [ 7 ] .   T h v u ln er a b ilit y   o f   p o m eg r a n ates  to   d is ea s es  ca u s es  ef f ec tiv ec o n o m ic  ch alle n g es  to   f ar m er s ,   h i g h lig h tin g   th r eq u ir em e n to   id en tify   d ev elo p m en p h ases   f o r   s u itab le  p lan t   m o n ito r in g   an d   f u lf ilm en o n   c r itical  r eq u ir em e n ts   [ 8 ] Ob tain in g   k n o wled g ab o u v ar ian s eg m en ts   o n   p o m eg r an a te  f r u it  g r o win g   en s u r es  c u ltiv ato r s   m ak e   b etter   ch o ices  ab o u f er tili za tio n ,   c o n tr o llin g   p ests   an d   o p tim u m   tim in g   o f   h ar v est,  th r o u g h   o p tim izin g   th e   f r u it  q u ality   an d   y ield   [ 9 ] .   T h is   is   s ig n if ican f o r   ac k n o wled g in g   th tim in g   an d   attr ib u tes  in t eg r ated   with   ev e r y   d ev elo p m e n p h ase  th at   v ar y   b ased   o n   p ar am ete r s   lik t h v ar iety   o f   p o m eg r a n ate,   t h co n d itio n s   o f   th en v ir o n m en an d   th c r iter ia  f o r   cu ltiv atio n   [ 1 0 ] .   T h cu ltiv atio n   o f   p o m e g r an ate  h as  ess en tial  s ig n if ican ce   in   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       Defo r ma b le  s p a tia l p yra mid   p o o lin g - e n h a n ce d   E fficien tN et  w ith     ( Ha r is h   B o mme n a h a ll i Ma llika r ju n a ia h )   643   th ag r icu ltu r al  f ield   b ec au s o f   th e   g r o win g   d em an d   f o r   th eir   n u tr itio u s   f r u its   an d   th eir   d if f er en a p p licatio n s   in   b ev er a g es,  f o o d   an d   c o s m etics   [ 1 1 ] .   T h o u g h ,   th in d u s tr y   s tr u g g les  with   s ev er al  ch allen g es,  in clu d in g   d is ea s m an ag em en t,  alig n in g   q u ality   ev alu atio n   with   d ev elo p m en t   s tag es,  f lu ctu ati o n   o f   clim ate  an d   m an ag in g   s o il  n u tr ien b alan ce   [ 1 2 ] [ 1 4 ] .   Far m e r s   o f ten   s tr u g g le  to   p r ec is ely   id en tify   th p o m eg r an at e   d ev elo p m e n p h ases ,   lead in g   to   in ef f icien r eso u r ce   allo c atio n   an d   a f f ec tin g   d ec is io n s   r elate d   to   h ar v est  tim in g   an d   e n tire   cr o p   m an ag in g   [ 1 5 ] [ 1 8 ] .   I m p r ec is io n   in   id en tific atio n   r esu lted   i n   s o u r ce   wastag e,     lo s s es  in   f in an ce   an d   d r awb a ck s   o n   o p p o r tu n ities   to   ad v a n ce d   ef f ec tiv e n ess   an d   s u s tain ab ilit y   o n   f ar m in g   p r ac tices  [ 1 9 ] .   Fo r   ad d r ess in g   th ese  ch allen g es,  ad v an ce d   te ch n iq u es  lik tr an s f er   an d   d ee p   lear n in g   ( DL )   ar e   ass ig n ed   f o r   m itig atin g   is s u es  f ac ed   th r o u g h   f ar m er s   an d   ex p lo r in g   p o te n tial a v en u es o n   s im p le  an d   im p r o v e d   ag r icu ltu r al  p r ac tices.   W an g   et  a l.   [ 2 0 ]   d ev elo p e d   to m ato   leaf   d is ea s d etec tio n   al g o r ith m - b ased   atten tio n   m ec h an is m s   an d   m u lti - s ca le  f ea tu r f u s io n .   I n i tially ,   co n v o l u tio n al  b lo c k   att en tio n   m o d u le  ( C B AM )   was  im p lem en ted   in   a   b ac k b o n f ea tu r e x tr ac tio n   n etwo r k   f o r   im p r o v in g   ca p a b ilit y   to   ca p tu r af f ec ted   f ea t u r es.  Nex t,  s h allo f ea tu r m ap s   wer d ev elo p e d   to   r e - p ar am eter ized   g en er alize d   f ea tu r p y r am id   n etw o r k   ( R ep GPFN)  to   en h an ce   lo ca lizatio n   ca p ab ilit y   f o r   s m all  lesi o n   f ea tu r es.  A t   last ,   R ep GFPN  r ep lace d   p ath   ag g r eg atio n   f ea t u r e   p y r am id   n etwo r k   ( PAFP N)   in   y o u   o n ly   lo o k   o n ce   v e r s io n   6   ( YOL Ov 6 )   m eth o d   f o r   o b tain in g   ef f icien t   in teg r atio n   o f   d ee p   s em an tic  an d   s h allo s p atial  d ata.   Mo d el  s u f f er ed   f r o m   n o is an d   c o m p r ess io n   ar tifa cts,  wh ich   m in im izes  q u ality   o f   d is ea s d etec tio n .   Kh an   et  a l.   [ 2 1 ]   p r esen ted   m eth o d   wh ic h   em p lo y ed   r o b u s f ea tu r ex tr ac tio n ,   in clu d in g   g r ay   lev el  co - o cc u r r en ce   m atr ix   ( GL C M )   an d   s ca le  in v ar ia n f ea tu r tr an s f o r m   ( SIFT ) ,   in teg r ated   with   s u p p o r v ec to r   m ac h in ( SVM )   f o r   ef f ec tiv class if icatio n .   T h e x ten d ed   d ataset  o f   2 , 7 0 0   to m at o   leaf   im ag es  wit h   m in im u m   o f   3 0 0   im ag es  f o r   ev e r y   n in e   d if f e r en d is ea s class es.  T h is   d ata  f ac ilit ated   th tr ain in g   an d   t esti n g   o f   v ar io u s   m ac h in le ar n in g   ( ML )   a n d   DL - b ased   alg o r ith m s .   T h o u g h   u n ev en   lig h tin g   a n d   l o co n tr ast  m ak d is ea s s y m p to m s   co m p lex   f o r   d etec tio n ,   em p lo y i n g   co n tr ast  lim ited   ad ap tiv h is to g r am   eq u aliza tio n   ( C L AHE )   im p r o v es  lo ca co n tr ast  an d   en h an ce s   v is ib ilit y   o f   th ese   s y m p to m s .   O ad   et  a l.   [ 2 2 ]   s u g g ested   th ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   m eth o d ,   wh ic h   d ete cted   an d   ex p lain ed   p lan d is ea s es  b y   im ag an aly s is .   T h s u g g ested   m eth o d   id en tifie d   s ev er al  d is ea s es   in   f r u its   an d   v eg etab les   th r o u g h   ass ig n in g   an   en s em b le  lear n in g   class if ier   with   f o u r   DL   alg o r ith m s   v is u al  g eo m etr y   g r o u p   1 6   ( VGG1 6 ) ,   VGG1 9 ,   R esNet1 0 1 v 2 ,   an d   I n ce p tio n - V3 .   Ad d it io n ally ,   p r o v id e d   ex p lan atio n s   f o r   p r ed ictio n s   b y   lo ca in ter p r etab le  m o d el - ag n o s tic  ex p lan atio n s   ( L I ME )   em p lo y ed   f o r   i n ter p r etin g   p r ed ictio n s   o f   DL   alg o r ith m s .   Vis u aliza tio n s   p r o d u ce d   f r o m   s ev e r al  alg o r ith m s   f o r   p ix els  in f lu en ce   o n   p r ec is an d   in c o r r ec p r ed ictio n s .   T h s u g g ested   m eth o d   m is s ed   s u b tle  co lo r ,   te x tu r e ,   a n d   s h ap f ea tu r es;  in   co n tr ast,  th is   ar ticle   ca p tu r ed   d etailed   h a n d cr af te d   f ea tu r es  f o r   p r ec is ely   ex tr ac tin g   v is u al  v ar iatio n s .   Naseer   et  a l.   [ 2 3 ]   in tr o d u ce d   tr an s f er   lear n in g - en ab led   C R Net  alg o r ith m   to   ca p tu r i n g   s p a tial f ea tu r es f r o m   p o m e g r an at im ag es in   5   p h ases   o f   p o m eg r a n ate  g r o wth .   T h e   ca p tu r ed   s p atial  f ea tu r es  wer e   f ed   in to   r an d o m   f o r est  ( R F)  alg o r ith m ,   r esu ltin g   in   d ev elo p m en t   o f   n ew   p r o b a b ilis tic  f ea tu r s et.   T h ese  f ea tu r es  ass is ted   in   p r e cisely   id en tify in g   p o m eg r a n ate  d e v elo p m e n tal  p h ases .   Fo r   e v alu atin g   p er f o r m a n ce ,   ex is tin g   class if icatio n   alg o r ith m s   co n s id er ed   wer c o n v o lu tio n al  n eu r al  n etwo r k   ( C NN) ,   k - n eig h b o r s   class if ier   ( KNC),   lo g is tic  r eg r ess io n   ( L R ) ,   an d   Gau s s ian   n aïv e   B ay es  ( GNB).   T r ad itio n al   ce ll - lev el  lear n in g   ( C L L )   alg o r it h m s   h av e   d if f icu lt y   h an d lin g   m u lti - s ca le  an d   ir r e g u lar   d is ea s p atter n s .   C o m b in in g   d ef o r m ab le  s p atial  p y r a m id   p o o lin g   ( DSPP )   with   E f f icien tNet  en ab les ad a p tiv e,   m u lti - s ca le  p o o lin g   co n ce n tr ated   o n   d is ea s e - r elev an t r eg io n s .   Hu   et  a l.   [ 2 4 ]   im p lem e n ted   th lig h tweig h d etec tio n   tech n i q u th at  d e p en d s   o n   en h a n ce d   YOL Ov 5 .   I n itially ,   Fas ter - C 3   m o d u le  was  d ev elo p ed   to   r e p lace   th ac tu al  cr o s s   s tag p ar tial  ( C S P )   m o d u le  in   YOL Ov 5   f o r   ef f ec tiv ely   m i n im izin g   n u m b er   o f   p a r am eter s   in   th f ea tu r ex tr ac tio n   p r o ce s s .   T h en ,   C o o r d C o n v   a n d   en h an ce d   c o n ten t - awa r r ea s s em b ly   o f   f ea tu r es  ( C AR AF E )   wer im p lem en ted   i n   th e   n ec k   n etwo r k   f o r   en h an cin g   th r e f in em en t   o f   p o s itio n   d ata  in   f e atu r f u s io n   an d   r ef i n in g   s em an tic  d ata  in   th d o wn - s am p lin g   p r o ce s s .   At  last ,   ch an n el - wis e   k n o wled g d is till atio n   alg o r ith m   was  u tili ze d   in   m o d el  t r ain in g   f o r   e n h an cin g   d etec tio n   ac cu r ac y   with o u m ax im izin g   th n u m b er   o f   m o d el  p ar am eter s .   C o n s id er in g   h a n d cr af ted   an d   d ee p   f ea tu r es  s ep ar ately   ca u s es  in co m p lete  d ata   r ep r esen tatio n weig h ted   f u s io n   s tr ateg y   was  d ev elo p ed   t o   ef f ec tiv ely   in te g r ate  b o th   f ea t u r ty p es.  J ian g   et  a l.   [ 2 5 ]   d ev elo p ed   th e   m eth o d   b ased   o n   ef f icien t   f ea tu r e   s eg m en tatio n   tr an s f o r m er   ( E FS - F o r m er ) .   T h e x ten d e d   lo ca d etail  ( E L D)   m o d u le  ex t en d ed   th e   r ec ep tiv e   f ield   o f   th m o d el  th r o u g h   e x t en d in g   th c o n v o lu tio n ,   g o o d   h an d lin g   o f   f in s p o ts   an d   ef f i cien tly   m in im izin g   d ata  lo s s .   H - atten tio n   m in im ized   co m p u tatio n al  r e d u n d an cy   th r o u g h   im p o s in g   m u lti - lay er   co n v o lu tio n s ,   en h an cin g   f ea tu r f ilter in g .   Par allel  f u s io n   f r am ewo r k   e f f icien tly   u tili ze d   v ar io u s   in ter v als  o f   f ea tu r e   ex tr ac tio n   o f   C NN  an d   tr an s f o r m er s   en c o d er s ,   o b tain in g   in tr in s ic  f ea tu r e x tr ac tio n   a n d   in teg r atin g   s em an tic   d ata  in   ch an n el  an d   s p atial  d im en s io n s   in   f ea tu r f u s io n   m o d u le  ( FF M) .   T h in itial  class if ier s   f ailed   to   d if f er en tiate  b etwe en   clo s ely   r esem b lin g   d is ea s s y m p to m s in co r p o r atin g   a n   SVM  class if ier   im p r o v ed   b o u n d ar y - e n ab led   s ep ar atio n ,   im p r o v in g   o v er all  class if icatio n   ac cu r ac y .   T r ad itio n al  d is ea s d etec tio n   an d   class if icatio n   alg o r ith m s   ar m an u al,   tim e - co n s u m in g   an d   lead   to   h u m an   e r r o r ,   m ak in g   tim ely   an d   p r ec is d iag n o s is   ch allen g in g .   Vis u al  s y m p to m s   lik d is co lo r atio n ,   t ex tu r ch an g es  an d   s h ap d ef o r m atio n   ar s u b tle   an d   v a r y   in   in ten s ity ,   ca u s in g   ch allen g es  f o r   tr ad itio n al  m eth o d s .   Ad d itio n ally ,   i n co n s is ten lig h tin g   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 642 - 6 5 4   644   im ag n o is r ed u ce d   r eliab le   f ea tu r ex tr ac tio n .   T h p r im ar y   o b jectiv o f   th is   p a p er   is   to   d ev elo p   h y b r i d   im ag e - b ased   d is ea s d etec tio n   alg o r ith m   f o r   p o m e g r an ate  f r u its   th r o u g h   co m b in in g   h an d c r af ted   with     DL - b ased   f ea tu r es.  T h e   h an d cr af ted   f ea t u r es  lik c o lo r ,   te x tu r a n d   s h a p ar e   in teg r ate d   with   d ee p   f e atu r es  ca p tu r ed   b y   DSPP - E f f icien tN et.   T h en ,   th weig h ted   f ea tu r e   f u s io n   s tr ateg y   is   em p lo y ed   f o r   in teg r atin g   th ese   f ea tu r es a n d   class if icatio n   is   p er f o r m e d   b y   SVM.     I n   th is   m an u s cr ip t,  p r o p o s ed   DSPP - en h an ce d   E f f icien tNet  with   weig h ted   f ea tu r f u s io n   i s   d ev elo p ed   in   p o m eg r a n ate  d is ea s class i f icatio n   f o r   ch allen g es  lik v ar y in g   lesi o n   s h ap es,  s u b tle  tex tu r d if f er e n ce   an d   co m p lex   b ac k g r o u n d s .   E f f icien tNet  ac as  lig h tweig h m o d el   f o r   d ee p   f ea tu r e   ex tr ac tio n ,   p r o v id es  o p tim al   b alan ce   b etwe en   ac cu r ac y   a n d   co m p u tatio n al  co s t.  T h e   en h an ce m en o f   m o d el’ s   c ap ab ilit y   to   ex tr ac   m u lti - s ca le  co n tex tu al  d ata,   t h DSPP   i s   in co r p o r ated ,   all o ws  th m o d el  to   ca p tu r f e atu r es  in   d if f er en t   r ec ep tiv f ield s .   T o   ad d r ess   th ch allen g es  o n   d ee p   f ea tu r e s ,   p r o p o s ed   m o d el  in co r p o r at ed   weig h ted   f u s io n   s tr ateg y   wh ich   in teg r ated   d ee p   f ea tu r es   with   h an d cr a f ter   f ea tu r es.  T h is   f u s io n   p r o ce s s   en s u r es  th f ea tu r e   s p ac th r o u g h   s em an tic   d ata  with   d o m ain - r elev a n t lo w - lev el  p atter n s ,   en h an cin g   class   s e p ar ab ilit y .   T h u s ag e   o f   lear n i n g   weig h ts   in   f u s io n   en s u r es  f ea tu r t y p p r o p o r tio n ally   f o r   f in al   d ec is io n ,   im p r o v in g   r o b u s tn ess   to   im ag v ar iab ilit y .   T h s ig n if ic an t c o n tr ib u tio n s   o f   t h r esear ch   ar d escr ib e d   as f o llo ws .   i)   Han d   cr a f ter   f ea t u r es  lik c o lo r   h is to g r am s ,   GL C M - b ased   te x tu r d escr ip to r s   an d   Hu   m o m en ts   an d   d ee p   f ea tu r es  f r o m   d e v elo p e d   DSPP - E f f icien tNet  ar ca p tu r ed   t o   d if f er e n tiate  th lo w - lev el  an d   h ig h - lev el   ch ar ac ter is tics   o f   d is ea s es.   ii)   I n teg r atio n   o f   DSPP   with   E f f i cien tNet  f o r   ef f ec tiv ely   f o c u s in g   o n   d is ea s r elev an ce   r eg io n s ,   b y   u tili zin g   ad ju s tab le  p o o lin g   g r i d s   an d   e n h an cin g   m u lti - s ca le  f ea tu r r ep r esen tatio n .   iii)   T h weig h ted   f ea tu r e   f u s io n   s tr ateg y   in te g r ates  h an d cr af ted   an d   d ee p   f ea t u r es,  wh ich   b ala n ce s   f o r   m u ch   p r ec is an d   r o b u s t d is ea s class if icatio n .   T h is   r esear ch   p ap er   is   o r g a n ized   as  f o llo ws:   s ec tio n   2   p r o v id es  d etails  o f   p r o p o s ed   DSPP - E f f icien tNet  alg o r ith m .   Sectio n   3   v alid ates  p er f o r m an ce   o f   th DSPP - E f f icien tNet  alg o r ith m .   Fin ally ,   th e   co n clu s io n   is   g iv e n   in   s ec tio n   4 .       2.   P RO P O SE S E CT I O N   T h is   p ap er   p r o p o s es  a   n o v el  d is ea s d etec tio n   m o d el  th at   in teg r ates  h an d cr af ted   f ea tu r es  with   d ee p   f ea tu r es  ex tr ac ted   u s in g   a   DSPP   en h an ce d   E f f icien tNet   ar c h itectu r e.   T h p o m eg r an ate  f r u it  d is ea s d ataset  is   u s ed   in   th is   ar ticle  an d   th im ag es  ar p r e - p r o ce s s ed   b y   u s in g   m ed ian   f ilter   an d   C L AHE .   Nex t,  th h an d cr a f ted   an d   d ee p   f e atu r es  ar ex tr ac ted   b y   DSPP - E f f icien tNet  an d   th ese  f ea tu r e s   ar f u s ed   u s in g   weig h ted   f ea tu r f u s io n .   I n   th class if icatio n   p h ase,   we  u s ed   th SVM  f o r   m u lti - class   class if icatio n .   Fig u r 1   r ep r esen ts   th p r o ce s s   o f   p o m eg r an ate  f r u it d is ea s class if ic atio n .           Fig u r 1 .   Pro ce s s   o f   p o m e g r an ate  f r u it d is ea s class if icatio n       2 . 1 .     Da t a s et   T h is   p ap er   u s es  th e   p u b licly   a v ailab le  p o m eg r a n ate  f r u it  d is ea s d ataset,   s tan d ar d ized   r e s o u r ce   f o r   ca teg o r izin g   p o m e g r an ate  f r u it  d is ea s es  [ 2 6 ] .   T h d ataset  co n tain s   5 , 0 9 9   lab elled   an d   c lass if ied   im ag es  o f   h ea lth y   an d   d is ea s ed   p o m eg r a n ate  f r u it,  d iv i d ed   in to   f i v v a r io u s   p o m eg r an ate  f r u it  d is ea s es  class e s   s u ch   as   h ea lth y ,   b ac ter ial  b lig h t,  an th r ac n o s e,   ce r co s p o r f r u it  s p o t ,   an d   alter n ar ia  f r u it  s p o t.  T h r aw  im ag es  ar g iv en   as in p u t to   p r e - p r o ce s s in g   p h ase  to   im p r o v th q u ality   o f   im ag es.     2 . 2 .     P re - pro ce s s ing   2 . 2 . 1 .   M edia n f ilte r   I is   n o n - lin ea r   s m o o th i n g   m eth o d   u tili ze d   f o r   elim in atin g   th im p u ls n o is wh en   p r e s er v in g   th e   ed g es.  T h e   win d o s ize  5 × 5   s lid es  o v er   th e   im ag e.   Fo r   ev er y   p i x el,   th e   win d o ca p tu r e s   n eig h b o r in g   p ix el   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       Defo r ma b le  s p a tia l p yra mid   p o o lin g - e n h a n ce d   E fficien tN et  w ith     ( Ha r is h   B o mme n a h a ll i Ma llika r ju n a ia h )   645   v alu es.  T h v alu es  ar s o r ted   an d   m ed ian   is   ch o s en .   T h en ,   t h ce n ter   p ix el  is   r ep lace d   wit h   th m ed ian   v al u es  an d   its   m ath em atica f o r m u la  is   g iv en   as  ( 1 ) .   I r em o v es  b a ck g r o u n d   n o is ca u s ed   b y   co m p r ess io n   ar tifa cts.   Un lik m ea n   f ilter ,   m ed ian   f i lter   p r eser v es  ed g es,  th at  ar ess en tial  f o r   id en tify in g   d is ea s b o u n d ar ies  an d   r etain s   f in p atter n s   lik s p o ts   o r   d is ea s ed   r eg io n s   o n   lea f .       ( , ) =  { ( , ) | ( , )        ( , ) }   ( 1 )     2 . 2 . 2 .   CL AH E     C L AHE   is   s tr o n g   m et h o d   f o r   co n t r as t e n h a n c em en t,  p ar tic u lar ly   in   n o n - u n i f o r m   l ig h t in g   c o n d iti o n s .   T h is   is   v a r ia n t   o f   a d a p ti v e   h is t o g r am   eq u aliz ati o n   ( AH E )   w h ich   li m its   t h e   am p l if ic ati o n   o f   n o is e .   T h e   im ag e   is   s ep ar ate d   to   s m all  r e g i o n s   ca l l ed   til es.  Fo r   ev er y   til e,   e x e cu t h is to g r a m   a n d   r e d is tr i b u t th e   p ix el  in te n s it ies  to   f la tte n   t h e   h is to g r a m .   C li p   t h e   h is t o g r a m   t o   t h e   t h r es h o l d   t o   a v o i d   n o is e   o v er - a m p li f i ca t i o n .   Ass ig n   b il in ea r   in t er p o l ati o n   f o r   s m o o t h i n g   t r a n s it io n s   a m o n g   til es,   a n d   its   m ath em ati ca f o r m u la   is   g iv e n   a s   ( 2 ) .      ( , ) =                    ( , )   ( 2 )     T h is   im p r o v es  th e   lo ca c o n tr ast,  u s ed   to   h ig h lig h t   th l o c al  d is ea s f ea tu r es  lik e   d is co l o r atio n   o r   p atch es.  Als o   d ea ls   with   u n e v en   lig h tin g ,   co m p en s atin g   to   n o n - u n if o r m   illu m in atio n   in   ca p tu r e d   im ag es .   E n h an ce s   th v is ib ilit y   o f   b o t h   s u b tle  an d   s tr o n g   d is ea s e - r ele v an t te x tu r es a n d   co lo r   v ar iati o n s .     2 . 3 .     F e a t ure  ex t r a ct io n   T h p r e - p r o ce s s ed   im ag es  ar e   f ed   as  in p u to   f ea t u r ex tr ac tio n   p h ase  to   ca p tu r h an d c r af ted   an d   d ee p   f ea tu r es  to   d if f e r en tiatin g   th v ar io u s   class es  o f   d is ea s r eg io n s   in   p o m eg r a n ate  f r u its .   T h ca p tu r ed ,   h an d cr a f ted   an d   d ee p   f ea tu r e s   to   d if f er e n tiate  d is ea s ed   r eg io n s   ar d escr ib e d   in   t h is   s ec tio n .   T h e   ex tr ac ted   h an d cr a f ted   an d   d ee p   f ea tu r es  ar ex p lain ed   in   th is   s u b   s ec tio n .     2 . 3 . 1 .   Co lo f e a t ures   I n   th is   s ec tio n ,   th h an d cr af te d   f ea tu r es  s u ch   as  co lo r   f ea tu r es,  tex tu r f ea tu r es  an d   s h ap f ea tu r es  ar ca p tu r ed   a n d   ex p lain e d   as f o llo ws.  Nu m er o u s   p lan ts   h av co lo r   ch an g es  lik y ello win g ,   b r o wn   s p o ts ,   p ale   p atch es,  ca p tu r in g   th c o lo r   d is tr ib u tio n   h elp s   to   id en tify   th ese  s y m p to m s .   I n itially   co n v er ts   th im a g to   R GB   an d   HSV   co lo r   s p ac es.  T h en   d iv id ev er y   ch an n el  in to   b in s   an d   c o u n th n u m b er   o f   p ix els  in   ev er y   b i n   to   f o r m   h is to g r am ,   at  last ly   n o r m alize   th h is to g r am   to   d e v elo p   f ea t u r v ec t o r .     2 . 3 . 2 .   T y pes   o f   co lo f e a t ures   Dif f er en t c o lo r   f ea t u r r ep r ese n tatio n s   ar o f ten   u tili ze d   in   i m ag an aly s is   to   ca p tu r d if f e r en ce s   in   co lo r   in f o r m atio n .   i)   R GB   h is to g r a m ca p t u r es  d is tr ib u tio n   o f   r ed ,   g r ee n   an d   b lu r   in ten s ities .   I h elp s   to   id en ti f y   r aw  co lo r   ch an g es   ii)   HSV  h is to g r am it  ef f ec tiv ely   s ep ar ates  co lo r   ( h u e)   f r o m   illu m in atio n   ( v alu e )   a n d   s atu r a tio n ,   m ak in g     it  in v ar ian t   to   lig h tin g   co n d i tio n s .   T h is   is   r o b u s f o r   lig h tin g   c o n d itio n s   an d   h ig h lig h ts   th s u b tle   d is ea s e - s p ec if ic  co lo r   s h if ts .       2 . 3 . 3 .   T ex t ure  f ea t ures   T o   ca p tu r t h tex tu r e   f ea tu r es,  in   th is   ar ticle  th GL C M   is   u s ed .   I em p lo y s   c o n ce p o f   p i x el   in ten s ity   d is tr ib u tio n ,   th at  i n clu d es  b lack ,   wh ite ,   an d   v ar io u s   g r a y   s h a d es.  I n   im a g f o r   ea c h   p i x el,   h o m o g en eity   v alu e   is   m ea s u r ed   an d   c h an g es  a r ac q u ir ed   th en   th e r h as   g r ea test   ch a n c to   g et  ab n o r m al  r eg io n .   I n   p r e - p r o c ess ed   im ag e,   d is ea s ar ea s   o f f er   ir r eg u lar   s u r f ac p atter n s   lik r o u g h n ess ,   lesi o n s ,   p o wd er y   tex tu r es,  th ese  ar e   ca p tu r es  b y   tex t u r d escr ip to r s .   GL C ca p tu r es  s p atial  r elatio n s h ip s   am o n g   p ix el   in ten s ities ,   r ep r esen tin g   h o p air s   o f   g r a y   lev els    an d     o cc u r   at  ce r tain   an g les  an d   d is ta n ce s .   C o n v er th im ag in to   g r ay s ca le  an d   e x ec u te  th GL C Ms in   m u ltip le  o r i en tatio n s .   Fin ally ,   s tatis tical  f e atu r es a r ca p tu r es  f r o m   e v er y   o r ien tatio n .   T ex tu r f ea tu r es  ex tr ac ted   f r o m   GL C in clu d e:   i)   C o n tr ast : i t c ap tu r es lo ca l in ten s ity   v ar iatio n s   ii)   C o r r elatio n : i t c ap tu r es p ix el  c o r r elatio n   iii)   E n er g y : i t c a p tu r es tex tu r al  u n if o r m ity   iv )   Ho m o g en eity : i t c a p tu r es th c lo s en ess   o f   d iag o n al  d is tr ib u tio n     2 . 3 . 4 .   Sh a pe  f ea t ures   T h d is ea s es  ca u s e   leaf   d ef o r m atio n ,   cu r lin g   o r   h o les  th at  alter s   n o r m al  s h ap g eo m etr y .   C ap tu r ed   th leaf   co n to u r   b y   ed g d et ec tio n   lik ca n n y   an d   id e n tif y   ex ter n al  b o u n d ar ies.  E x ec u te  th asp ec r atio ,   ex ten d s   th e   leaf   ar ea   o r   b o u n d in g   b o x   ar ea   an d   s o lid ity .   T h ese  ca p tu r e   th e   g eo m etr ic  d i s to r tio n s   b ec au s o f   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 642 - 6 5 4   646   th d is ea s e.   Hu   m o m en ts   ar t h s h ap d escr ip to r s   d r iv en   f r o m   im ag m o m e n ts ,   wh ich   ar r o tatio n ,   s ca le  an d   tr an s latio n   in v ar ian t.  I e n co d es  th s p atial  d is tr ib u tio n   o f   p i x els.   [ ] = f u n ctio n   o f   ce n ter   m o m en ts   u p   to   3 rd   o r d er .   Ge n er ally ,   s ev en   Hu   m o m en ts   ar ca p t u r ed   p er   im ag e.   Sh ap d escr ip to r s   ca p tu r th g lo b al  d ef o r m atio n s   lik s tr u ctu r al  d am ag e.   Hu   m o m en ts   p r o v id co m p ac an d   in v ar ia n s h ap r ep r esen tatio n .   Ma th em atica f o r m u la  f o r   c o m p u tin g   h an d   cr af ted   f ea tu r es  is   g iv en   in   ( 3 ) .   I n   ( 3 ) ,   th   r ep r esen ts   h an d cr a f ted   f ea t u r es,  th e     r ep r esen ts   ca p tu r ed   c o lo r ed   f ea tu r es,  th   r ep r esen ts   ca p tu r ed   te x tu r f ea t u r es   an d     r ep r esen ts   ca p tu r ed   s h ap e   f ea tu r es.     = [ , , ]   ( 3 )     2 . 3 . 5 .   Ca pturing   deep  f ea t ures us i ng   E f f icient Net   E f f icien tNet  is   C NN  ar ch itect u r c r ea ted   t h r o u g h   Go o g le  B r ain   T ea m .   T h is   ar ticle  a n aly z es  n etwo r k   s ca lin g   an d   id en tifie s   wh ich   o p tim izin g   th d e p th ,   wid t h ,   an d   r eso lu ti o n   o f   t h n et wo r k   en h a n ce s   its   p er f o r m an ce .   Fo r   d ev elo p in g   th n ew  m o d el,   it  s ca les  th n eu r al  n etwo r k   f o r   cr ea tin g   D L - b ased   alg o r ith m s   th at  p r o v id e   m u ch   h i g h   e f f ec tiv en ess   an d   ac c u r ac y   wh ile  co m p ar in g   with   p r e v io u s ly   u tili ze d   C NNs.  T h E f f icien tNet  p r o ce s s ed   h ig h - s ca le  v is u al  r ec o g n itio n   with   co n s is ten cy   an d   ac cu r ac y .   W h ile  co m p a r in g   to   o th er   alg o r ith m s   lik VGGN et,   Go o g leNe t,  Xce p tio n ,   R esNet ,   an d   I n ce p tio n Net ,   th E f f icien tNet   o u tp er f o r m ed   th ese  alg o r ith m s .   E f f icien tNet  u tili ze s   co m p o s ite  s ca lin g   alg o r ith m   th at  d ev elo p s   v a r io u s   m eth o d s   in   C NN.   Nu m b er   o f   lay er s   in   th e   n etwo r k   with   r es p ec to   n etwo r k   d e p th .   C o n v o l u tio n al  lay e r   wid th   is   p r o p o r tio n al  to   am o u n o f   f ilter s   in clu d ed .   Heig h a n d   wid th   o f   in p u im ag d e f in r eso lu tio n   o f   t h im ag e.   Fig u r 2   r ep r esen ts   an   ar ch itectu r o f   E f f icien tNet  f o r   f ea tu r e x tr ac tio n .           Fig u r 2 .   Ar c h itectu r o f   E f f ic ien tNet  f o r   f ea tu r ex tr ac tio n       T h alg o r ith m   ca p tu r es  th c h ar ac ter is tics   o v er   lay er s   b y   s e v er al  co n v o lu tio n al  lay er s   with   r ec ep tiv f ield   o f   3 × 3   an d   a   m o b ile  in v er ted   b o ttlen ec k   C o n v .   Ma th e m atica f r o m   ( 4 )   to   ( 8 ) ,   r e p r es en ts   to   s ca le  d ep th ,   wid th ,   an d   r eso lu tio n   with   r es p ec to   .   I n   ( 4 )   to   ( 8 ) ,   th e   , ,   an d     r ep r esen d ep th ,   wid th   an d   r eso lu tio n   o f   th n etwo r k   an d   , ,   an d     r ep r esen ts   co n s tan ter m s   ar d ef in ed   b y   g r id   s ea r c h   h y p er   p a r a m eter s   tu n in g   m eth o d .   C o ef f icien t is th u s er - d ef in e d   v ar ia b le  th at  h an d les wh o le - s ca le  s o u r ce s   o f   th m eth o d .       =     ( 4 )     =   ( 5 )     =   ( 6 )     .   . 2 . 2 2 ,   ( 7 )     1 , 1 ,  1 .   ( 8 )   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       Defo r ma b le  s p a tia l p yra mid   p o o lin g - e n h a n ce d   E fficien tN et  w ith     ( Ha r is h   B o mme n a h a ll i Ma llika r ju n a ia h )   647   T h is   m eth o d   a d ju s ted   th e   d ep th ,   wid th   an d   r eso lu tio n   o f   th n etwo r k   f o r   o p tim izin g   th n etwo r k s   ac cu r ac y   an d   m em o r y   co n s u m p tio n   u s in g   a v ailab le  r eso u r ce s .   E f f icien tNet  ad ju s ts   ev er y   d im e n s io n   b y     p r e - d ef i n ed   g r o u p   o f   s ca lin g   co ef f icien ts ,   o u tp er f o r m i n g   o th er   DL - b ased   alg o r ith m s .   T h m eth o d   is   r elea s ed   with   s ca lin g   lev els  r a n g in g   f r o m   0   to   7 ,   wh er e   ev er y   le v e r ep r esen ts   a n   in c r ea s in   ac cu r ac y   an d   m o d el  p ar am eter   s ize.   W ith   r ec en ad v an ce m e n ts ,   E f f icien tNet  p r o v id es  e n h an ce d   u b i q u ito u s   co n n ec tiv ity   an d   b r in g s   ca p a b ilit ies o f   DL   to   v a r io u s   p latf o r m s ,   ef f ec tiv ely   m ee tin g   d if f er e n t a p p licatio n   r e q u ir em en ts .   i)   Sp atial  p y r am id   p o o lin g   m o d u le   ( SP P) th e   SP m o d u le  is   d r iv en   f r o m   p y r am id   s ce n p a r s in g   n etwo r k   ( PS PNet ) ,   th p y r am id   p o o lin g   m itig ates  th d r awb ac k s   o f   f ix ed - s ize  r eq u i r em en t f o r   C N in p u im a g e.   T h is   is   em p lo y ed   f o r   e x tr ac tin g   f ea tu r es  at  m u ltip le  s ca les  an d   s y n th esizes  th g l o b al  d ata.   Fig u r 3   r ep r esen ts   th a r ch itectu r e   o f   DSPP .   Py r am id   p o o lin g   m o d u le  i n clu d es  4   s tag es  s u c h   as  p y r am i d   p o o lin g ,   co n v o lu tio n ,   u p - s am p lin g   an d   co n ca ten atio n   p r o ce s s .   B y   p y r am id   p o o lin g ,   s p atia f ea tu r es  o n   4   v ar io u s   s p atial  s ca les  ar d ete cted .   Fo r   im p r o v in g   th ca p ab ilit y   o f   n o n - lin ea r   lear n i n g   o f   m u ltip le  s ca le   f ea tu r es,  1 ×1   c o n v o lu tio n   is   i n co r p o r ated   f o r   h an d lin g   f ea t u r s ize  an d   to   m in im ize  n u m b er   o f   f ea tu r e   ch an n el  th r o u g h     am o u n o f   ch an n els  o f   an   in p u f ea tu r m ap ,   wh e r   r ep r esen ts   am o u n o f   p y r am id   p o o lin g   s ca les.  C o n v o lu ted   f ea tu r m ap s   a r in s er t ed   b y   b ilin ea r   f ilter   f o r   m atc h in g   in p u s ize   o f   a   f ea tu r m a p .   I n p u f ea tu r m ap s   ar e   f u s ed   with   4   u p - s am p led   f ea t u r m ap s ,   s o   th at  th g lo b al   co n tex f ea tu r es  ar m ain tain e d   to   m u ltip le  s ca le  f ea tu r es.  F o u r   lev els  with   s izes   o f   1 ×1 ,   2 ×2 ,   3 ×3 ,   an d   6 ×6   ar u tili ze d   in   SP P m o d u l e.           Fig u r 3 .   Ar c h itectu r o f   DSPP       ii)   D S PP   m o d i f i es   t h e   SP P   t h r o u g h   m a k i n g   t h e   p o s i t i o n   o f   p o o l in g   l a y e r s   l e a r n a b l e .   t h e   p o o l i n g   a r e a s   d e f o r m   s p a t i al l y   b a s e d   o n   i n p u t   f e a t u r e s ,   s o   t h a t   t h e y   a l i g n   w it h   s e m a n t i c   o r   d i s e as es   a r e a s .   E v e r y   p o o l i n g   l a y e r s   s a m p l i n g   p o s i ti o n   is   a d j u s t e d   th r o u g h   o f f s e t ,   l e a r n s   d y n a m i ca l l y   t h r o u g h   l i g h t we i g h t   s u b - n e t w o r k .   T h e   m a t h e m a t i ca l   f o r m u l a   f o r   t h is   p r o c e s s   is   g i v e n   i n   ( 9 ) .     = +   ( 9 )     I n   ( 9 ) ,   th   r ep r esen ts   ac tu al  p o o lin g   p o s itio n ,   th e     r ep r esen ts   lear n ed   f ea tu r an d   th   r ep r esen ts   f in al  s am p le  p o s itio n   u tili ze d   in   p o o lin g .   T h ese  o f f s ets    ar ac q u ir ed   f r o m   an   in d iv i d u al  c o n v o lu ti o n   lay er   tr ain ed   an d   in teg r ated   with   th m eth o d .   DSPP   m o d i f ies  wh er th f ea tu r es  ar p o o led   b ased   o n   in p u co n tex t.  T h is   en ab les  th m o d el  to   f o c u s   ef f ec tiv ely   o n   d is ea s e - af f ec ted   ar ea s ,   ev e n   wh en   t h ese   r eg io n s   ar d is to r ted   an d   ir r e g u lar .   T h ex tr ac te d   h an d c r af ted   an d   d ee p   f ea tu r es  ar f u s ed   to g eth er   b y   weig h ted   f ea tu r e   f u s io n   a n d   it  is   ex p lain ed .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 642 - 6 5 4   648   3 . 4 .     Weig hte d f ea t ure  f us io n   W eig h o f   ea ch   f ea tu r is   co n s id er ed   as  ev alu atio n   o f   i ts   f ea tu r s ig n if ican ce .   Sen s itiv ity   o f   ev alu ated   f ea tu r es  is   d ef in ed   t h r o u g h   em p lo y in g   v alu es  with in   r an g o f   [ 0 ,   1 ] .   T h e x tr ac te d   h a n d - cr a f ted   an d   d ee p   f ea t u r es  ar e   co n ca te n ated   b ef o r b ein g   f ed   in to   th S VM   class if ier   f o r   class if icatio n .   T h e     r ep r esen ts   weig h t,  wh ich   r ep r esen ts   ca p ab ilit y   to   class if y   th d if f er e n class es  o f   p o m e g r an ates  a n d   its   m ath em atica l   ex p r ess io n   is ,   as g iv en   in   ( 1 0 ) ,   wh er   r ep r esen ts   n u m b e r   o f   f ea tu r es.     = = 1 , = 1 , 2 , ,   ( 1 0 )     B ef o r p er f o r m in g   weig h ted   f ea tu r f u s io n ,   th at  is   ess en tial  f o r   s tan d ar d ize   f ea tu r es  to   p r ev en t   to ein g   with   s m aller   d ata  v alu es  f r o m   f ea tu r es  with   h ig h e r   d ata  v alu es.  T h is   en s u r es  t h at  th ca lcu latio n   o u tco m es  ar e   n o d is to r ted   b ec au s o f   v ar i o u s   d im e n s io n s   in   f ea tu r es.  Ma th em atica f o r m u la  f o r   n o r m aliza tio n   o f   f ea t u r v alu e     o f        is   g iv en   in   ( 1 1 ) .     = ( )  ( ) ( ) , = 1 , 2 , ,   ( 1 1 )     T h f ea tu r t h at  d ef in es  d ata   to   h ig h est  ex ten is   ac q u i r ed   b y   m u ltip ly in g   h a n d cr af te d   f e atu r es  an d   d ee p   f ea tu r es  th r o u g h   th eir   co r r esp o n d i n g   weig h ,   th en   s u m m in g   th r esu lts ,   with   to tal  v alu n o r m alize d   to   1 .   Han d c r af ted   f e atu r es  lik co lo r   h is to g r am s ,   tex tu r p a tter n s   an d   s h ap d escr ip t o r s   c ap tu r ed   b y   d if f er en tr ad itio n al  alg o r ith m s   an d   d ee p   f ea tu r es  ar a u to m atica lly   le ar n ed   a n d   en co d h i g h - lev el   s em an tic  an d   s p atial   d ata  lik co m p lex   tex tu r es  an d   co n tex tu al  p atter s   ca p tu r ed   b y   DSPP - E f f icien tNet  ar f u s ed .   T h v ec to r   o f   h an d cr a f ted   f ea tu r es  is   r ep r ese n ted   as    an d   v ec to r   o f   d ee p   f e atu r es  ar r ep r esen ted   as  .   Her e,   th ese  two   f ea tu r es  ar c o m b in ed   an d   r ep r esen ted   as   .   T h m ath em atica f o r m u la  f o r   wei g h ted   f ea t u r f u s io n   is   g iv en   in   ( 1 2 ) .   I n   ( 1 2 ) ,   th , [ 0 , 1 ]   r ep r esen ts   s ca lar   we ig h ts   an d   b y   ad d in g   th is   v alu e   is   1 ,   th e   ( . )   r ep r esen ts   n o r m alize d   f u n ctio n .      = ( ) , ( )   ( 1 2 )     3 . 5 .     Su pp o rt   v ec t o ma chine    SVM  is   cla s s if icat io n   m o d el  d ep en d e d   o n   t h p r in cip le  o f   s tr u ctu r al  r is k   r ed u ctio n .   Ma in   aim   o f   SVM  is   to   clas s if y   d if f er en s am p les  an d   in cr ea s th s p ac in g   am o n g   o p tim ally   s ep ar ated   h y p er p la n an d   th e   en tire   tr ain in g   s am p le .   C o n s id er   o r ig in al  d ataset  an d   it is   g iv en   as ( 1 3 ) .     { ( , ) | , { 1 , + 1 } , = 1 , 2 , , }   ( 1 3 )     I n   ( 1 3 ) ,   t h   r ep r esen ts   n u m b e r   o f   tr ai n in g   d ata  s am p les,  th e     r ep r esen ts   in p u o f   m o d el,   th   is   d im en s io n   o f   tr ai n in g   s am p le,   th   r ep r esen ts   s am p le   class ,   - 1   an d   1   r ep r esen t   ca teg o r y   l ab els.  Fo r   lin ea r   s ep ar ab le,   eq u atio n   f o r   s ep ar atio n   p lan is   p r esen ted   as  + = 0 .   m ath em atica ex p r ess io n   f o r   s am p le  ( , )   th at  n ee d s   to   s atis f y   is   g iv en   i n   ( 1 4 ) .     [ ( ) + ] 1 , = 1 , 2 , ,   ( 1 4 )     I n   ( 1 4 ) ,   th   r e p r esen ts   th n o r m al  v ec t o r   p lan a n d     r e p r e s en ts   co n s tan ter m .   Dis tan ce   am o n g   clo s est  s am p lin g   p o in t   an d   s e p ar atio n   p lan e   is   r ep r esen ted   as  1 .   Hen ce ,   h ig h est  s p ac i n g   o f   1   i s   eq u al  to   h ig h est  v alu o f   2 .   Sep ar atio n   lin e   d ef in e d   th r o u g h     i s   o p tim u m   s ep a r atio n   lin e   an d   s am p les  in   s ep ar atio n   lin + = ± 1   ar k n o wn   as   s u p p o r t   v ec to r s .   L a g r an g o p tim izatio n   alg o r ith m   s   em p lo y ed   f o r   co n v er tin g   th at  in to   a   d o u b le  p r o b lem .   Ma th em atica l f o r m u la  f o r   m ax im is atio n   f u n ctio n   is   g iv en   as ( 1 5 ) .      ( ) = 1 2 ( ) = 1     ( 1 5 )     I n   ( 1 5 ) ,   th   r ep r esen ts   th e   L ag r an g e   m u ltip lier   a n d   0 , = 1 , , .   T h is   ac tu ally   id en tifie s   o p tim u m   s o lu tio n   to   q u ad r atic  f u n ctio n   with   co n s tr ain ts   a n d   in s tan ce s   r esp ec tiv to   n o n - ze r o   in   s u p p o r t   v ec to r s .   Ma th em atica l f o r m u l f o r   o b tain in g   o p tim al  class if icatio n   f u n ctio n   is   g iv en   in   ( 1 6 ) .     ( ) =  { ( . ) + } =  { ( . ) + = 1 }   ( 1 6 )     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       Defo r ma b le  s p a tia l p yra mid   p o o lin g - e n h a n ce d   E fficien tN et  w ith     ( Ha r is h   B o mme n a h a ll i Ma llika r ju n a ia h )   649   I n   ( 1 6 ) ,   t h e     r e p r e s e n t s   o p ti m u m   L a g r a n g e   m u ltip lier   a n d   t h e     r e p r e s e n ts   c l as s i f i c at i o n   t h r esh o l d ;   t h e s e   a r p a r a m e t e r s   t o   d e te r m i n e   t h e   o p t i m u m   h y p e r - p l a n e   p a r t i t i o n .   P o s i t i v e   o r   n e g a ti v e   f u n c t i o n   r e p r e s e n ts   c l a s s   f e a t u r es .   F o r   l i n e a r l y   i n s e p a r a b l e   c a s es ,   a   s l ac k   v a r i a b le     i s   e m p l o y e d ,   t r a n s f o r m i n g   t h e   i s s u e   o f   f i n d i n g   t h e   h y p e r p l a n e   i n t o   a   q u a d r a t i p r o g r a m m i n g   p r o b l e m   a n d   i t s   m a t h e m a t i ca l   f o r m u l a   is   g i v e n   a s   ( 1 7 ).     { ( ) = 1 2 2 + = 1 . . [ ( ) + ] 1 , 0 , = 1 , ,   ( 1 7 )     I n   ( 1 7 ) ,   th   r ep r esen ts   p o s itiv s lack   v ar iab le   wh ich   all o ws  m is class if icatio n ,   d escr ib ed   d ev iatio n   n u m b er   o f   r esp ec tiv d ata   p o in   f r o m   h y p er p la n e.   T h   r ep r esen ts   p en alty   f ac t o r   d escr ib es  d eg r ee   o f   p u n is h m en to   m is class if icati o n .   T h is   is   u tili ze d   to   co n tr o weig h am o n g   h y p er p lan es  with   less   s p ac in g   in   f itn ess   f u n ctio n   an d   g u ar an t ee s   m in im u m   d ev iatio n   n u m b er   in   d ata  p o i n t.  Pro p o s ed   m eth o d   co m b in e d   lig h tweig h E f f icen tNet  with   DSPP   to   im p r v e   m u lti - s cle  f ea tu r e x tr ac tio n .   T h i s   en s u r es  f ea tu r e   r ep r esen tatio n ,   h a n d cr af te d   f e atu r es  ex tr ac t   co lo r ,   tex tu r an d   s h ap d ata  ar in teg r ated   with   d ee p   f ea tu r es  b y   weig h ted   f ea tu r f u s io n   m ec h an is m .   T h is   h y b r id   m o d el  u s es  lo w - lev el  an d   h ig h - lev el  d es cr ip to r s ,   en ab les  th e   m o d el  to   d if f e r en tiate  d is ea s class es.  T h f u s ed   f ea tu r e s   ar th en   class if ied   b y   d en s n eu r al  lay e r   b y   So f tMa x   f u n ctio n   as in   Alg o r ith m   1 .     Alg o r ith m   1 .   DSPP - E f f icien tNet  with   weig h ted   f ea tu r f u s io n   f o r   p o m eg r a n ate  d is ea s class if icatio n   I n p u t :   p o m eg r an ate  f r u it d is ea s d ataset   Ou tp u t :   p r ed icted   d is ea s class   f o r   ev er y   im ag e,   ev alu atio n   m etr ics.   B eg in   Pre - p r o ce s s in g   s tag e   Fo r   ev er y   i m ag   in   :     R esize  im ag to   u n if o r m   s ize  ( 224 × 224 )     No r m alize   p ix el  v alu es     Ap p ly   d ata  a u g m en tatio n   Featu r E x tr ac tio n   Fo r   ev er y   i m ag :     E x tr ac t h an d cr af ted   f ea tu r es  =    ( )     Pas s     b y   E f f icien tNet  to   o b tain   d ee p   f ea tu r es     Ap p ly   DSPP   o n     to   ac q u ir m u lti - s ca le  en s r ich ed   f ea tu r es   Featu r Fu s io n   Fo r   ev er y   s am p le     Fu s f ea tu r es u s in g   weig h ted   s u m    = × + ×    C las s if icatio n     Pas s      to   f u lly   c o n n ec ted   lay er s     Ap p ly   So f tMa x   ac tiv atio n   to   o b tain   class   p r o b ab ilit ies     E m p lo y   class   lab el   with   h ig h e s t p r o b ab ilit y   Mo d el  T r ain in g     Def in lo s s   f u n ctio n   ( C r o s s E n tr o p y L o s s )     Op tim ize  Usi n g   Ad am     T r ain   m o d el  o v er   ep o c h s   with   b atch   s ize   E v alu atio n     Use te s t/v alid atio n   d ata  to   co m p u te  Acc u r ac y ,   Pre cisi o n ,   R ec all,   F1 - s co r e,   Sp ec if icity     Ap p ly   K - f o l d   cr o s s - v alid atio n   f o r   s tab ilit y .   E n d       3.   E XP E R I M E N T A L   RE SUL T S   T h p e r f o r m an ce   o f   DSP - E f f i cien tNet  with   weig h ted   f u s io n   f o r   th e   SVM  m eth o d   is   s im u lated   with   Py th o n   en v i r o n m e n an d   s y s tem   co n f ig u r atio n s   ar 8   GB   R AM ,   W in d o ws  1 0   ( 6 4 - b it)   an d   i5   p r o ce s s o r .   Acc u r ac y ,   p r ec is io n ,   r e ca ll,  F 1 - s co r e,   an d   s p ec if icity   ar m etr ics  co n s id er ed   in   th is   r esea r ch   to   v alid ate  th e   p er f o r m an ce   o f   d ev elo p ed   tech n iq u e.   E r r o r   r ates  lik m ea n   s q u ar e d   er r o r   ( MSE ) ,   r o o m ea n   s q u a r er r o r   ( R MSE ) ,   m ea n   ab s o lu te  e r r o r   ( MA E ) ,   m ea n   ab s o lu te   p r ec is io n   er r o r   ( MA PR ) ,   an d   co e f f icien o f   d eter m in atio n   (R 2 )   ar co n s id er ed   to   ev al u ate  th e   p er f o r m a n ce .   Ma th em atica l   f o r m u la  f o r   th ese   m etr ics  is   g iv en   f r o m   ( 1 8 )   t o   ( 2 2 ) .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
               I SS N :   2252 - 8 9 3 8   I n t J Ar tif   I n tell Vo l.  1 5 ,   No .   1 ,   Feb r u ar y   2 0 2 6 642 - 6 5 4   650     =    +   +  +  +  × 100   ( 1 8 )       =   +  × 100   ( 1 9 )       =   +  × 100   ( 2 0 )     1  = 2 ×   ×   +  × 100   ( 2 1 )       =   +  × 100   ( 2 2 )     Fig u r 4   r ep r esen ts   th clas s - wis r esu lts   f o r   th e   p o m e g r an ate  f r u it  d is ea s d ataset.   T h e   f iv e   d if f er en t   class es  s u ch   as  alter n ar ia,   an t h r ac n o s e,   b ac ter ial_ b lig h t,  ce r c o s p o r a,   an d   h ea lth y   ar e   ev alu ated   t o   s h o th p er f o r m an ce   o f   th e   d ev elo p e d   tech n iq u e.   T h is   e v a lu atio n   h i g h lig h ts   h o w   ea ch   class   p er f o r m s   u n d er   th p r o p o s ed   DSPP - E f f icien tNet  m eth o d   with   weig h te d   f ea tu r f u s io n .           Fig u r 4 .   Per f o r m an c o f   class   wis r esu lts   f o r   p o m eg r an ate  f r u it d is ea s d ataset       I n   T a b l e   1 ,   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   c o m b i n e d   h a n d c r a f t e d   a n d   d e e p   f e a t u r e s   w i t h   d i f f e r e n t   p e r f o r m a n c e   m e t r i c s   a r e   e v al u a t e d .   H e r e ,   h a n d c r a f t e d   f e a t u r es   s u c h   a s   c o l o r ,   t e x t u r e ,   a n d   s h a p e   f ea tu r e s   a r e   e v a l u a t e d   i n d i v i d u a l l y   a n d   c o m b i n e d .   T h e n ,   t h e   d e e p   a t t r i b u te s   a r e   e v alu a t e d   a n d   b o t h   h a n d c r a f t e d   a n d   d e e p   f e a t u r es   a r e   e v a l u a t e d   i n   c o m b i n a t i o n .   T h e   c o m b i n e d   d e e p   a n d   h a n d c r a f t e d   f e a t u r e s   o b t a i n e d   9 6 . 6 6 a c c u r a c y ,   9 6 . 2 6 %   p r e c i s i o n ,   9 6 . 5 0 %   r e c al l ,   9 6 . 3 7 %   F 1 - s c o r e ,   a n d   9 5 . 6 4 %   s p e c i f i c i t y   o n   t h e   p o m e g r a n a t e   f r u i t   d i s e as e   d a t as e t .       T ab le  1 .   Per f o r m an ce   o f   c o m b in ed   h an d cr af ted   an d   d ee p   f ea t u r es   F e a t u r e s   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   C o l o r   f e a t u r e s   9 1 . 2 3   9 0 . 9 2   9 0 . 5 1   9 0 . 3 7   9 0 . 0 3   Te x t u r e   f e a t u r e s   9 1 . 1 5   9 0 . 7 9   9 0 . 3 3   9 0 . 0 4   8 9 . 8 4   S h a p e   f e a t u r e s   9 1 . 3 4   9 1 . 0 2   9 0 . 8 7   9 0 . 6 6   9 0 . 3 7   C o m b i n e d   h a n d c r a f t e d   f e a t u r e s   9 4 . 7 8   9 4 . 3 2   9 4 . 0 5   9 3 . 7 6   9 3 . 4 1   D e e p   f e a t u r e s   9 3 . 2 6   9 3 . 0 5   9 2 . 8 5   9 2 . 5 8   9 2 . 1 7   B o t h   h a n d c r a f t e d   a n d   d e e p   f e a t u r e s   9 6 . 6 6     9 6 . 2 6   9 6 . 5 0   9 6 . 3 7   9 5 . 6 4       T ab le  2   r ep r esen ts   th p er f o r m an ce   o f   d if f er e n f ea t u r e x t r ac tio n   alg o r ith m s   with   m etr ic s   an d   er r o r   r ates.  T h ex is tin g   f ea tu r ex tr ac tio n   alg o r ith m s   lik I n ce p tio n Net,   Mo b ileNet,   R esNet,   E f f icien tNet     ar co n s id er ed   to   v alid ate  th p er f o r m an ce   o f   th d ev el o p ed   DSP - E f f icien tNet  with   weig h ted   f u s io n .   T h DSP - E f f icien tNet  with   weig h t ed   f u s io n   o b tain e d   9 6 . 6 6 ac cu r ac y ,   9 6 . 2 6 p r ec is io n ,   9 6 . 5 0 r ec all,   9 6 . 3 7 %   F 1 - s co r e ,   an d   9 5 . 6 4 % sp ec if ic ity   o n   th p o m e g r an ate  f r u it d i s ea s d ataset.   T ab le  3   r ep r esen ts   th p er f o r m an ce   d if f e r en class if ier s   wi th   m etr ics  an d   er r o r   r ates.  T h ex is tin g   class if ier s   lik ex tr em g r ad ien b o o s tin g   ( XGBo o s t) d ec is io n   tr ee   ( DT ) ,   R F ,   an d   tr ad itio n al  SVM    ar co n s id er ed   to   v alid ate  th p er f o r m an ce   o f   th d ev el o p ed   DSP - E f f icien tNet  with   weig h ted   f u s io n .   T h DSP - E f f icien tNet  with   weig h t ed   f u s io n   o b tain e d   9 6 . 6 6 ac cu r ac y ,   9 6 . 2 6 p r ec is io n ,   9 6 . 5 0 r ec all,   9 6 . 3 7 %   F 1 - s co r e ,   an d   9 5 . 6 4 s p ec if icity   o n   th p o m eg r a n ate  f r u i d is ea s d ata s et.   Fig u r e s   5   an d   6   r ep r esen ts   co n f u s io n   m atr ix   an d   R OC   C u r v f o r   p r o p o s ed   m eth o d   u s in g   Po m eg r an ate  f r u it d is ea s d at aset.    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       Defo r ma b le  s p a tia l p yra mid   p o o lin g - e n h a n ce d   E fficien tN et  w ith     ( Ha r is h   B o mme n a h a ll i Ma llika r ju n a ia h )   651   T ab le  2 .   Per f o r m an ce   o f   d if f er en t f ea tu r e x tr ac tio n   alg o r ith m s   M e t h o d s   C l a s si f i c a t i o n   p e r f o r ma n c e   Er r o r   r a t e   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   M S E   R M S E   M A E   M A P E   R 2   I n c e p t i o n N e t   9 4 . 5 2   9 4 . 3 1   9 4 . 0 5   9 4 . 2 5   9 3 . 7 5   0 . 5 1   0 . 4 9   0 . 6 4   0 . 5 9   0 . 5 1   M o b i l e N e t   9 4 . 7 8   9 4 . 5 3   9 4 . 1 7   9 4 . 4 2   9 4 . 2 8   0 . 4 4   0 . 4 2   0 . 5 9   0 . 5 3   0 . 5 6   R e sN e t   9 5 . 0 2   9 4 . 8 3   9 4 . 4 2   9 4 . 5 5   9 4 . 6 3   0 . 3 9   0 . 3 4   0 . 5 2   0 . 4 6   0 . 6 0   Ef f i c i e n t N e t   9 5 . 4 3   9 5 . 2 1   9 5 . 0 7   9 5 . 1 3   9 5 . 0 5   0 . 3 2   0 . 2 8   0 . 4 5   0 . 3 7   0 . 6 8   D S P - Ef f i c i e n t N e t   w i t h   w e i g h t e d   f u s i o n   9 6 . 6 6     9 6 . 2 6   9 6 . 5 0   9 6 . 3 7   9 5 . 6 4   0 . 2 5   0 . 2 2   0 . 3 7   0 . 3 1   0 . 7 6       T ab le  3 .   Per f o r m an ce   o f   d if f er en t c lass if ier s   with   m etr ics an d   er r o r s   r ates   M e t h o d s   C l a s si f i c a t i o n   p e r f o r ma n c e   Er r o r   r a t e   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   M S E   R M S E   M A E   M A P E   R 2   X G B o o st   9 4 . 5 2   9 4 . 3 1   9 4 . 0 5   9 4 . 2 5   9 3 . 7 5   0 . 5 1   0 . 4 9   0 . 6 4   0 . 5 9   0 . 5 1   DT   9 4 . 7 8   9 4 . 5 3   9 4 . 1 7   9 4 . 4 2   9 4 . 2 8   0 . 4 4   0 . 4 2   0 . 5 9   0 . 5 3   0 . 5 6   RF   9 5 . 0 2   9 4 . 8 3   9 4 . 4 2   9 4 . 5 5   9 4 . 6 3   0 . 3 9   0 . 3 4   0 . 5 2   0 . 4 6   0 . 6 0   S V M   9 5 . 4 3   9 5 . 2 1   9 5 . 0 7   9 5 . 1 3   9 5 . 0 5   0 . 3 2   0 . 2 8   0 . 4 5   0 . 3 7   0 . 6 8   D S P - Ef f i c i e n t N e t   w i t h   w e i g h t e d   f u s i o n   f o r   S V M   9 6 . 6 6     9 6 . 2 6   9 6 . 5 0   9 6 . 3 7   9 5 . 6 4   0 . 2 5   0 . 2 2   0 . 3 7   0 . 3 1   0 . 7 6             Fig u r 5 .   C o n f u s io n   m atr i x     Fig u r 6 .   R OC   cu r v e       T ab le  4   p r esen ts   th e   r esu lts   o f   5 - f o ld   cr o s s - v alid atio n   to   ev a lu ate  g en e r aliza tio n   a b ilit y   o f   p r o p o s ed   DSPP - E f f icien tNet  with   wei g h ted   f ea tu r f u s io n   m eth o d   f o r   p o m eg r a n ate  d is ea s class if icatio n .   T h p r o p o s ed   m o d is   tr ain ed   a n d   test   ac r o s s   f iv d if f er en d at s p lits ,   en s u r es  r o b u s m o d el   p er f o r m an ce .   T h r esu lts   f r o m   T a b le  4 ,   s h o ws  th at  th p r o p o s ed   m o d el  p e r f o r m ed   well  o n   i n d iv id u al  s p l its   an d   g en e r alize d   ef f icien tly   ac r o s s   v ar io u s   s u b s ets o f   d ata.       T ab le  4 .   K - f o ld   cr o s s - v alid a t io n   r esu lts   f o r   p r o p o s ed   DSPP - E f f icien tNet  with   weig h ted   f e atu r f u s io n   m o d el  ac r o s s   d if f er en t m etr ics   K - F o l d   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - sc o r e   ( %)   S p e c i f i c i t y   ( %)   K = 1   9 6 . 3 0   9 6 . 1 0   9 6 . 3 0   9 6 . 2 0   9 5 . 5 0   K = 2   9 6 . 8 0   9 6 . 5 0   9 6 . 6 0   9 6 . 5 5   9 5 . 8 0   K = 3   9 6 . 9 0   9 6 . 6 0   9 6 . 7 0   9 6 . 6 5   9 5 . 9 0   K = 4   9 6 . 5 0   9 6 . 3 0   9 6 . 4 0   9 6 . 3 5   9 5 . 6 0   K = 5   9 6 . 6 0   9 6 . 3 0   9 6 . 5 0   9 6 . 4 0   9 5 . 4 0   M e a n   9 6 . 6 6   9 6 . 3 6   9 6 . 5 0   9 6 . 4 3   9 5 . 6 4   S t a n d a r d   d e v i a t i o n   0 . 2 0   0 . 1 9   0 . 1 4   0 . 1 7   0 . 2 0       T ab le  5   p r esen ts   th c o m p r e h en s iv s tatis tical  an d   co m p u tatio n   ev alu atio n   f o r   DSPP - E f f icien tNet  with   weig h ted   f ea tu r e   f u s io n   m o d f o r   p o m eg r an ate  d is e ase  class if icat io n .   Me tr ics  lik m ea n   ac c u r ac y ,   co n f id en ce   in te r v al,   s tan d ar d   d ev iatio n ,   p - v alu f r o m   t - te s t,  tr ain in g   tim e,   in f er en ce   tim p er   im ag e ,   an d   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.