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 .   2 A p r il   2 0 2 6 ,   p p .   1 4 2 8 ~ 1 4 4 0   I SS N:  2 2 5 2 - 8 9 3 8 ,   DOI : 1 0 . 1 1 5 9 1 /ijai.v 15 .i 2 . p p 1 4 2 8 - 1 4 4 0          1428     J o ur na l ho m ep a g e h ttp : //ij a i . ia esco r e. co m   Dro ne - a ss isted  de ep learning  w eed  detec tion for sus t a ina ble  a g riculture  a nd  e nv iro nmenta l resi lience       Ag us t a n L a t if 1, 2 ,   H a nd a ru  J a t i 3 ,   H er ma n Dw i Surj o no 3 ,   M a ni Yu s uf 4   1 D o c t o r a l   P r o g r a m   o f   E n g i n e e r i n g   S c i e n c e s,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a s   N e g e r i   Y o g y a k a r t a ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e si a   2 D e p a r t me n t   o f   I n f o r mat i o n   S y s t e ms ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a s   M u s a m u s,  M e r a u k e ,   I n d o n e si a   3 D e p a r t me n t   o f   El e c t r o n i c s E n g i n e e r i n g   a n d   I n f o r mat i c s   E n g i n e e r i n g ,   F a c u l t y   o f   E n g i n e e r i n g ,   U n i v e r si t a s Ne g e r i   Y o g y a k a r t a ,   Y o g y a k a r t a ,   I n d o n e si a   4 D e p a r t me n t   o f   A g r o t e c h n o l o g y ,   U n i v e r si t a s   M u s a mu s ,   M e r a u k e ,   I n d o n e si a       Art icle  I nfo     AB S T RAC T   A r ticle  his to r y:   R ec eiv ed   Sep   27 2 0 2 5   R ev is ed   J an   9 2 0 2 6   Acc ep ted   J an   25 2 0 2 6       Eff e c ti v e   we e d   d e tec ti o n   p lay s   a   c ru c ial  ro le  in   su sta in a b le  a g ricu lt u re ,   b o o st in g   c ro p   p ro d u c ti v it y   a n d   s u p p o rti n g   e n v ir o n m e n tal  c o n se rv a ti o n .   T h is   stu d y   c o m p a re th re e   d e e p   lea rn in g   m o d e ls YO LOv 5 ,   YO LO - NA S ,   a n d   m a sk   re g io n - b a se d   c o n v o lu t io n a n e u ra n e two r k   ( M a sk   R - CNN ) - a g a in st   trad it io n a m e th o d in   term o a c c u ra c y ,   p ro c e ss in g   sp e e d ,   a n d   a d a p tab il it y   in   tr o p ica a g ric u lt u ra c o n d it i o n s,  with   M e ra u k e ,   I n d o n e sia ,   a th e   c a se   stu d y .   Th e   r e su lt s h o w   t h a Y OLO - NA S   d e li v e rs  t h e   h ig h e st  a c c u ra c y   a 9 6 %   with   a   p r o c e ss in g   t ime   o 2 5   m p e ima g e ,   m a k in g   it   su it a b le  fo h ig h - p re c isio n   a p p li c a ti o n s.  YO LOv 5   b a lan c e stro n g   a c c u ra c y   (9 4 % with   fa ste p ro c e ss in g   a 1 2   m p e r   ima g e ,   e sta b li sh in g   i a t h e   m o st  e ffe c ti v e   fo re a l - ti m e   sc e n a rio s.  M a sk   R - CNN   a lso   a c h iev e s   9 4 %   a c c u ra c y   a n d   p r o v i d e a d v a n c e d   se g m e n tatio n   c a p a b il i ti e s,  b u it s slo we p ro c e ss in g   s p e e d   o 3 1   m li m it larg e - sc a le  imp lem e n tatio n .   Tra d it i o n a l   m e th o d p e rf o rm   p o o rl y   i n   c o m p a riso n ,   wit h   o n ly   8 5 %   a c c u ra c y   a n d   p ro c e ss in g   ti m e   a b o v e   5 0   m p e ima g e .   Th e se   fin d i n g h i g h li g h t   th e   tran sfo rm a ti v e   p o ten ti a o f   a rti ficia l   in telli g e n c e   ( AI ) - b a se d   we e d   d e t e c ti o n   f o p re c isio n   a g ric u lt u re ,   p a rti c u larly   in   tr o p ica l   re g io n l ik e   M e ra u k e .   Ad o p ti o n   o f   m o d e ls  s u c h   a s   YO LOv 5   re d u c e m a n u a lab o d e p e n d e n c e   wh il e   a d v a n c in g   e fficie n t,   e c o - frien d ly   we e d   m a n a g e m e n t.   F u tu re   re se a rc h   sh o u ld   e x p a n d   d a tas e ts  a n d   e x p lo re   n e we m o d e ls  li k e   YO LOv 8 ,   Y OLO - NA S ,   v isi o n   tran sf o rm e rs   ( ViTs) ,   a n d   h y b rid   a p p r o a c h e s.   K ey w o r d s :   C o m p u ter   v is io n   Dee p   lear n in g   Pre cisi o n   ag r icu ltu r e   W ee d   d etec tio n   YOL O - NAS   YOL Ov 5   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 :   Ag u s tan   L atif   Do cto r al  Pro g r a m   o f   E n g in ee r in g   Scien ce ,   Facu lty   o f   E n g in ee r in g ,   Un iv e r s itas   Neg er i Y o g y ak ar ta   Yo g y ak ar ta,   I n d o n es ia   E m ail: a g u s tan @ u n m u s . ac . id       1.   I NT RO D UCT I O N   Ag r icu ltu r p la y s   v ital  r o le  i n   en s u r in g   en v ir o n m e n tal  s u s tain ab ilit y   an d   g lo b al  f o o d   s ec u r ity .   T h is   s ec to r   is   th m ain   f o cu s   in   I n d o n esia,  esp ec ially   in   th g o v er n m en t' s   ef f o r ts   to   r ea lize  M er au k as  n atio n al   f o o d   b ar n .   Me r au k e   h as  ex ce llen p o ten tial  as  f o o d   p r o d u ctio n   ce n ter   t h an k s   to   its   v a s f er tile  lan d   an d   s tr ateg ic  lo ca tio n   f o r   ag r icu lt u r al  d e v elo p m e n t.  Ho wev e r ,   th p r esen ce   o f   wee d s   is   a   s er io u s   o b s tacle   th at   r ed u ce s   cr o p   p r o d u ctiv ity   [ 1 ] ,   [ 2 ] .   W ee d s   n o o n l y   co m p ete  with   th m ain   cr o p   in   ter m s   o f   n u tr ie n ts ,   wate r ,   an d   lig h b u also   in cr e ase  p r o d u ctio n   c o s ts   th r o u g h   th n ee d   f o r   s p r ay in g   h er b icid es  an d   ad d itio n al  lab o r   f o r   m an u al  co n tr o [ 3 ] [ 5 ] .   E f f e c t i v e   h e r b i c i d e   u s e   i s   o n o f   t h e   k e y   f a c t o r s   f o r   m a n a g i n g   we e d s   i n   a g r i c u l t u r al   f i e l d s   [ 6 ] .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   u s i n g   h e r b i c i d e s   s i g n i f i ca n t l y   n e g a t i v e l y   i m p a c ts   t h e   e n v i r o n m e n t   [ 7 ] .   T h e r e f o r 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       Dro n e - a s s is ted   d ee p   lea r n in g   w ee d   d etec tio n   fo r   s u s ta in a b le   a g r icu ltu r a n d     ( A g u s ta n   La tif )   1429   i n n o v a t i v e   a p p r o a c h e s   a r e   n e e d e d   t o   a d d r e s s   t h is   i s s u e f f e c t i v e l y   a n d   e f f i ci e n t l y   w h i l e   e n s u r i n g   t h s u s ta i n a b i li t y   o f   a g r i c u l t u r al   e co s y s t e m s   [ 8 ] .   I n   r ec en y ea r s ,   ar tific ial  in tellig en ce   ( AI )   tech n o lo g y   an d   d e ep   lear n in g   h a v d ev elo p ed   r a p id ly   an d   o f f er   p o te n tial  s o lu tio n s   f o r   f aster   an d   m o r ac cu r ate  we ed   d etec tio n   [ 9 ] [ 1 1 ] .   B ey o n d   ef f icien c y ,   th ese  m eth o d s   ca n   r ed u ce   ch em ic al  u s an d   m an u al  la b o r ,   b u p r ac tical  d e p lo y m e n s till   r eq u ir es  b alan cin g   ac cu r ac y   an d   s p ee d   [ 1 2 ] ,   [ 1 3 ] T h er ef o r e,   alg o r ith m s   ar e   alwa y s   ev alu ated   o n   th i m ag lev el  o f   b o th   ac cu r ac y   an d   s p ee d   [ 1 4 ] [ 2 1 ] .   I n teg r atin g   wee d   d etec tio n   tech n o lo g y   i n   f o o d   cr o p   d ev elo p m en t   ca n   b a   s tr ateg ic  s tep   to   in cr ea s ag r ic u ltu r al  p r o d u ctiv ity   i n   r ea lizin g   th v is io n   o f   s u s tain ab ilit y .   W e e d   c o n t r o l   is   a   g l o b a l   c h a ll en g e   i n   a g r i c u l t u r e   a n d   h a s   a   v e r y   s i g n i f i c a n t   i m p ac t   o n   c r o p   p r o d u c t i o n .   G l o b a l l y ,   w ee d s   a r e   r es p o n s ib l e   f o r   3 4 %   o f   c r o p   y i e l d   l o s s es ,   m a k i n g   t h e m   o n e   o f   th e   m a i n   t h r e a ts   t o   a g r i c u l t u r a l   p r o d u c t i v i t y .   I n   Me r a u k e ,   t h i s   p r o b l e m   is   e x a c e r b a t e d   b y   t h e   v as t   s c a le   o f   f a r m l a n d   t h a t   i s   d i f f i c u lt  t o   m o n i t o r   m an u ally ,   i n c r e a s i n g   t h e   n e e d   f o r   e f f i c i e n t   a u t o m a t e d   s o l u t i o n s .   V a r i o u s   w e ed   d e t e c t i o n   m e t h o d s   h a v e   b e e n   d e v e l o p e d ,   i n c l u d i n g   c o n v e n t i o n a l   d i g i t a l   i m a g e - b a s e d   m e t h o d s   [ 2 2 ] [ 2 4 ] ,   w h i c h   a r e   o f t e n   c o n s t r a i n e d   b y   l i m it a t i o n s   i n   p r o c e s s i n g   s p ee d   a n d   i d e n tif i c a t i o n   ac c u r a c y   [ 2 5 ] .   H o we v e r ,   a p p l y i n g   t h is   t e c h n o l o g y   i n   t r o p i c a l   a g r i c u l t u r a l   e n v i r o n m e n t s   s u c h   a s   M e r a u k e   o f t e n   f a c e s   c h a l l e n g e s ,   i n c l u d i n g   w e e d   h e t e r o g e n e i t y ,   y i e l d   l o s s e s ,   a n d   w e e d   m a n a g e m e n t   s t r a t e g ies   t h a t   r el y   h e a v i l y   o n   b r o a d   h e r b i c i d e   a p p l i ca t i o n   c a n   i n t e n s i f y   e n v i r o n m e n t a l   p r e s s u r e   o n   s o i a n d   w at e r   s y s t em s ,   a n d   d y n a m i c   l i g h t i n g   c o n d i t i o n s ,   w h i c h   a f f e ct  d e t e c t i o n   s p e e d   a n d   a c c u r a c y .   T h e r e f o r e ,   p r a c t i c a l   w e e d   d e t ec t i o n   t o o l s   m u s t   n o t   o n l y   b e   a c c u r a t e   b u t   a l s o   f a s e n o u g h   t o   s u p p o r t   t i m e l y ,   s i t e - s p e c i f i c   i n t e r v e n t i o n s   i n   t h e   f iel d .   T h i s   r es e a r c h   e v al u a t es   a n d   c o m p a r e s   v a r i o u s   d e e p   l e a r n i n g - b a s e d   w e e d   d e t e c ti o n   m e t h o d s ,   i n c l u d i n g   c o n v o l u t i o n a l   n e u r a n e t w o r k s   ( C NN ) ,   Y O L O v 5 ,   Y O L O - NA S ,   a n d   m a s k   r e g i o n - b a s e d   co n v o l u t i o n a l   n e u r a n e t w o r k   ( M a s k   R - C NN ) ,   r e g a r d i n g   a c c u r a c y   a n d   d e t e c t i o n   s p ee d .   T h e   r e s e a r c h   f o c u s e s   o n   a n a l y z i n g   t h a d v a n t a g e s   o f   t h e s m e t h o d s   o v e r   t r a d i ti o n a l   w ee d   d e t e cti o n   t e c h n i q u e s ,   w h i c h   a r e   o f t e n   c o n s t r ai n e d   b y   l i m i t at i o n s   i n   te r m s   o f   e f f i c ie n c y   a n d   p r e c i s i o n .   T a k i n g   i n t o   a c c o u n t   t h e   c h a r a c t e r is t ics   o f   a g r i c u l t u r e   i n   M e r a u k e ,   w h i c h   is   a   t r o p i c a r eg i o n ,   t h i s   s t u d y   a ls o   a i m s   t o   i d e n t i f y   t h e   m o s a d a p t i v d e e p   le a r n i n g   m e t h o d s   f o r   l o c a l   c o n d i ti o n s .   T h r e s u l ts   o f   t h e   s t u d y   a r e   e x p e c t e d   t o   s i g n if i c a n t l y   c o n t r i b u t e   t o   t h e   d e v elo p m e n t   o f   A I - b a s e d   a g r i c u l t u r a l   t e c h n o l o g i es   t h at  a r e   m o r e   e f f e ct i v e ,   e f f i c i e n t ,   a n d   r e l e v a n t   t o   s u p p o r t   s u s ta i n a b l e   a g r i c u l t u r a p r o d u c t i v i t y ,   b o t h   i n   M e r a u k e   a n d   g l o b a l l y .   I n   a d d i t i o n ,   t h i s   r e s e a r c h   w i ll   u n d e r s c o r e   t h e   i m p o r t a n c e   o f   t e c h n o l o g i c a l   s o l u t i o n s   t h a t   i n cr e a s e   p r o d u c t i v it y   a n d   s t r e n g t h e n   t h e   s u s t a i n a b il i t y   o f   e n v i r o n m e n t a l   e c o s y s t e m s .   Alth o u g h   wee d   d etec tio n   r esear ch   h as  e x p an d ed ,   cr o s s - m eth o d   b en ch m ar k in g   th at   co n tr asts     s tate - of - th e - ar d ee p   lear n i n g   m o d els  with   tr ad itio n al  tec h n iq u es  u n d e r   f ield - r ea lis tic  tr o p ical  co n d itio n s   r em ain s   lim ited .   C o n v en tio n al   ap p r o ac h es  o f ten   f ac s p ee d   an d   ac c u r ac y   lim its   in   lar g e,   h eter o g en eo u s   f ield s   [ 2 6 ] ,   [ 2 7 ] ,   wh er ea s   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es  ( e. g . ,   C NNs  an d   YOL Ov 5 )   h av e   r ep o r ted   u p   to   ~9 5 ac cu r ac y   in   s ev er al  s tu d ies  [ 2 8 ] .   New e r   m o d els  s u ch   as  YOL O - NA an d   Ma s k   R - C NN  p r o m is e   im p r o v ed   f ea t u r e   lear n in g   an d   s eg m en tatio n   c ap ab ilit y .   Ho wev er ,   th e y   h a v y et  to   b c o m p r e h en s iv ely   an aly ze d   in   a     cr o s s - m eth o d   co m p ar is o n   b y   co n s id er in g   tr o p ical  en v ir o n m en tal  ch ar ac ter is tics   an d   ec o s y s tem   s u s tain ab ilit y   [ 2 9 ] ,   [ 3 0 ] .   T h er ef o r e,   th is   s tu d y   f ills   th g ap   b y   ev alu atin g   th p er f o r m a n ce   o f   c u ttin g - ed g d ee p   lea r n in g   m eth o d s   ag ai n s tr ad itio n al   tech n iq u es,  b o th   in   s p ee d   a n d   a cc u r ac y ,   to   p r o v id n ew  in s ig h ts   f o r   d ev elo p in g   m o r ad a p tiv an d   s u s tain ab le  wee d   d etec tio n   s o lu tio n s .   T h is   s tu d y   m ak es  m ajo r   co n tr ib u tio n   to   ca r ef u lly   ev alu ati n g   th r ee   d ee p   lear n in g   m eth o d s ,   n am ely   YOL Ov 5 ,   YOL O - NAS,   an d   Ma s k   R - C NN  in   wee d   d e tectio n   wh ile  co m p ar in g   th e m   with   tr ad itio n al   tech n iq u es.  Pre v io u s   r esear ch   h as  s h o wn   th at  d ee p   lear n in g - b ased   m eth o d s   h av h i g h   ac c u r ac y   p o te n tial  f o r   ex am p le,   YOL Ov 5   r ec o r d ed   an   ac cu r ac y   o f   o v er   9 0 i n   o b ject  d etec tio n   [ 3 1 ] [ 3 3 ] .   h an d s - o n   s tu d y   co m p ar in g   th ad v a n tag es  o f   t h is   m eth o d   with   co n v en tio n al  tech n iq u es  in   ter m s   o f   s p ee d   a n d   ac cu r ac y   is   s till   m in im al,   esp ec ially   f o r   r eg io n s   with   u n iq u ch allen g es  s u ch   as  wee d   h eter o g e n eity   an d   v ar ied   lig h tin g   co n d itio n s   [ 3 4 ] .   B y   ad ap tin g   t h m o d el  to   en v ir o n m e n tal  co n d itio n s ,   th e   s tu d y   ex p an d s   ac ad em ic  in s ig h ts   i n   ap p ly in g   cu ttin g - e d g tech n o l o g ies  in   th ag r icu ltu r al  s ec t o r   [ 3 5 ] ,   [ 3 6 ] .   T h is   s tu d y   ev al u ated   d ataset  o f   d r o n e - b ased   wee d   im ag er y   f r o m   Me r au k e,   I n d o n esia  ( 1 , 3 1 8   p r im ar y   im ag es),   c o m b in e d   with   an   ad d itio n al  s ec o n d ar y   im a g s et  ( 4 , 0 5 0   im ag es)  to   im p r o v r esil ien ce   u n d er   tr o p ical  f ield   v ar iab ilit y .   T r ain in g   an d   em p ir ical  ev alu atio n   o f   th e   m o d el,   f o llo wed   b y   c o n tex tu al  co m p ar is o n s   with   th latest  liter atu r to   p lace   f in d in g s   in   b r o ad er   r esear c h   tr en d s .   T h is   r esear ch   p r o v id es  r elev an p r ac tical  s o lu tio n s   to   s u p p o r s u s tain ab le   ag r icu ltu r [ 3 7 ] .   T h e   r esu lts   o f   th is   s tu d y   a r ex p e cted   to   an s wer   th u r g en n ee d   f o r   m o r ef f icien an d   ac cu r ate  wee d   d etec tio n   m eth o d s   in   tr o p ical  r eg io n s ,   esp ec i ally   Me r au k e.       2.   M E T H O D   T h is   s tu d y   ad o p ts   h y b r id   em p ir ical  an d   co n tex tu al  b en c h m ar k in g   d esig n .   W tr ain ed   an d   ev alu ated   YOL Ov 5 ,   YOL O - NAS,   an d   Ma s k   R - C NN  o n   co m b in ed   wee d   im ag d ataset  co n s is tin g   o f   1 , 3 1 8   p r im ar y   d r o n im a g es  co llected   in   M er au k e,   I n d o n esia  an d   4 , 0 5 0   s ec o n d ar y   im a g es  ( all  at  5 2 8 0 ×2 9 7 0   r eso lu tio n ) .   Mo d el  p er f o r m an ce   was  ass e s s ed   u s in g   s tan d ar d   class if ica tio n   an d   d etec tio n   m etr ics  as  well  as   in f er en ce   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 .   2 Ap r il   20 26 1 4 2 8 - 1 4 4 0   1430   tim e,   an d   co m p a r ed   ag ain s tr ad itio n al  b aselin e.   T o   p o s itio n   th ex p er im en tal  f in d i n g s   with in   b r o ad er   r esear ch   tr en d s ,   we  also   r ev iewe d   r ec en p ee r - r e v iewe d   s tu d ies  r ep o r tin g   co m p ar a b le  ac cu r ac y   an d   s p ee d   m etr ics  f o r   wee d   d etec tio n .   T h is   ap p r o ac h   allo ws  th id en tific atio n   o f   th ad v a n tag es  an d   d is ad v an tag es     o f   ea ch   m eth o d   b ased   o n   ac cu r ac y ,   s p ee d ,   an d   ad ap tab ili ty   to   tr o p ical  en v ir o n m en ts   s u ch   as  Me r au k e,     th u s   m ak in g   s ig n if ican co n tr ib u tio n   to   th o p tim izatio n   o f   ag r icu ltu r al  tech n o lo g y   an d   im p r o v in g   th e   d ec is io n - m ak in g   p r o ce s s   in   ag r icu ltu r [ 3 8 ] [ 4 2 ] .     2 . 1 .     Resea rc d esig n   T h d esig n   o f   th is   s tu d y   an aly ze d   p r im ar y   an d   s ec o n d ar y   d ata   with   q u an titativ e   a p p r o ac h   to   ev alu ate  th p er f o r m an ce   o f   v ar io u s   d ee p   lear n in g - b ased   wee d   d etec tio n   m eth o d s .   B ased   o n   p r ev io u s   liter atu r s tu d ies,  tech n iq u es  s u ch   as  C NN,   YOL Ov 5 ,   YOL O - NAS,   an d   Ma s k   R - C NN  h av b ee n   s h o wn   t o   b ef f ec tiv in   v a r iety   o f   o b j ec d etec tio n   s ce n ar io s ,   in clu d in g   wee d   id en tific atio n ,   b u w ith   v ar y in g   d eg r ee s   o f   ac cu r ac y   a n d   s p ee d   [ 4 3 ] [ 4 5 ] .   T h r esear c h   wo r k f lo c o m p r is es  f o u r   s tag es:  i)   d r o n e   im ag ac q u is itio n   an d   cu r atio n   o f   co m p lem e n tar y   s ec o n d ar y   im a g s et,   ii)  an n o tatio n   an d   p r ep r o ce s s in g ,   iii)  m o d el  tr ain in g   an d   ev alu atio n   o n   h eld - o u d a ta,   an d   iv )   co n tex t u al  co m p ar i s o n   with   r ec en liter atu r e.   T h e   o v er all  wo r k f lo w   is   s u m m ar ized   in   Fig u r 1 .   Fo r   t h em p i r i ca l   co m p o n en t,   th e   co m b i n e d   d atas et   w as  o r g an i ze d   i n t o   tr ai n i n g ,   v al id ati o n ,   a n d   tes t   s u b s ets .   I m ag es  we r p r e p r o ce s s e d   t o   m a tc h   t h in p u r eq u i r e m e n ts   o f   e ac h   m o d el,   an d   s t a n d ar d   d a ta   au g m e n ta ti o n   was  ap p l ie d   t o   i m p r o v r o b u s t n ess   to   ill u m i n a tio n   an d   b a c k g r o u n d   v a r i ati o n .   Fo r   t h co n t e x t u al   co m p o n e n t ,   a   s tr u ct u r ed   lit er a tu r e   r e v i ew   w as   c o n d u c te d   i n   r e p u ta b l e   d at ab ases   ( e . g . ,   I E E E   Xp l o r e,   E ls e v i er ,   an d   Sp r i n g e r L in k )   u s i n g   k e y w o r d s   s u c h   as  we ed   d et ec t io n ”,   d e ep   l ea r n in g ”,   “Y OL O ”,   a n d   “M as k   R - C NN ,   an d   s tu d ies   we r e   r et ai n e d   wh e n   th e y   r e p o r te d   q u a n t ita ti v e   ac cu r a cy   a n d   s p ee d   m e tr ics   c o m p a r a b l to   t h is   w o r k .           Fig u r 1 .   R esear ch   d esig n   with   p r im ar y   an d   s ec o n d a r y   d ata       2 . 2 .     Da t a   c o llect io n a nd   pro ce s s ing   Prim ar y   d ata  wer co llected   in   Me r au k e,   I n d o n esia  u s in g   d r o n ( u n m a n n ed   ae r ial   v eh icle   or   UAV) .   T h p r im ar y   d ataset  co n tain s   1 , 3 1 8   im ag es  with   v ar iatio n s   in   illu m in atio n ,   v i ewin g   an g le,   an d   b ac k g r o u n d .   I n   ad d itio n ,   s e co n d ar y   d ataset   o f   4 , 0 5 0   im a g es  was  cu r ated   to   co m p lem e n th p r im ar y   d ata  an d   in c r ea s v ar ia b ilit y .   All  i m ag es  h av e   a   s p atial  r eso lu ti o n   o f   5 2 8 0 ×2 9 7 0   p ix els.  W e ed   ca teg o r ies  wer d ef in ed   b ased   o n   h ab itat  a n d   m o r p h o lo g ical  c h ar ac ter is tics   to   r ef lect   f ield   c o n d itio n s .   An n o tatio n s   wer e   p r ep ar e d   f o r   m o d el  tr ain in g   a n d   ev alu atio n ,   in clu d in g   b o u n d in g - b o x   lab els  f o r   YOL O - b ased   d etec to r s   an d   in s tan ce - lev el  lab els f o r   Ma s k   R - C NN.   Se co n d ar y   d at wa s   co ll ec ted   th r o u g h   s y s tem at ic   l i ter atu r s e ar ch e s   in   r ep u tab le   d a tab a s es   s u ch   a s   I E E E   Xp lo r e,   E l s ev i er ,   an d   Sp r in g er L in k .   T h e   d a ta   s o u g h in c lu d e   s tu d i e s   r el ev an to   th ap p l ic at io n   o f   d ee p   l ea r n in g   f o r   we ed   d e t ec t io n ,   s p ec if i ca lly   th C N N s ,   Y OL Ov 5 ,   Y OL O - NA S,   an d   Ma s k   R - C NN   m eth o d s .   T h s ea r ch   wa s   c o n d u ct ed   u s in g   s tr a te g i ca lly   ar r an g ed   k ey wo r d s ,   s u ch   a s   w ee d   d e te ct io n ”,     d ee p   l ea r n in g   m e th o d s ”,   a c cu r ac y ”,   an d   p r o ce s s in g   s p ee d ”.   T h r e s u l t s   o f   th l i ter atu r s ea r ch   wer th en   s e le ct ed   b a s ed   o n   i n cl u s io n   a n d   ex c lu s io n   cr it er i to   en s u r th at  th d at u s ed   wer r e le v an to   t h r es ea r ch   o b je ct iv e s .   S tu d i e s   th at   m e et  t h cr it er i ar th o s th a p r e s en q u an t i ta tiv d a ta  r el at ed   t o   ac cu r ac y   ( %)  an d   p r o ce s s i n g   s p e ed   ( m s /f r am o r   FPS ) ,   a s   r ec o m m e n d ed   in   p r ev io u s   s tu d ie s   [ 4 6 ] .   Qu an t it at i v li ter ac y   w as   t h e   b as i s   o f   s el ec tio n   to   m a in t ai n   th e   ac cu r a cy   an d   v a l id i ty   o f   th e   d a ta   an aly s i s   [ 4 7 ] .   A r ti cl es   th a d id   n o in c lu d e   p er f o r m an ce   m e tr ic s   o r   o n ly   f o cu s ed   o n   th eo r e ti ca l   a s p ec t s   w it h o u t   ex p er i m e n t s   w er e   ex clu d ed   f r o m   f u r th e r   an aly s i s .   T r ain in g   f o llo wed   t h o f f icial  im p lem en tatio n s   o f   ea ch   m o d el.   T o   e n s u r f ai r   co m p ar is o n ,   th s am e   cu r ated   d ataset  an d   ev alu atio n   p r o to co l   wer u s ed   ac r o s s   m o d els.  Mo d el - s p ec if ic  co n f i g u r atio n s   ( o p tim izer ,   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       Dro n e - a s s is ted   d ee p   lea r n in g   w ee d   d etec tio n   fo r   s u s ta in a b le   a g r icu ltu r a n d     ( A g u s ta n   La tif )   1431   lear n in g - r ate  s ch e d u le,   in p u t   r esizin g ,   an d   au g m e n tatio n )   f o llo wed   th r ec o m m en d e d   b aselin s ettin g s   p r o v id e d   b y   ea c h   f r a m ewo r k ,   with   m o d el   s elec tio n   b ased   o n   v alid atio n   p e r f o r m an ce .   I n f er en ce   tim was   m ea s u r ed   co n s is ten tly   to   r ep r e s en t p r ac tical  d ep lo y m en t c o n s tr ain ts .   Fo r   th liter atu r co m p ar is o n ,   ca n d id ate  s tu d ies  wer s cr ee n ed   in   two   s tag es  ( titl e/ab s tr ac t   s cr ee n in g   f o llo wed   b y   f u ll - tex r e v iew) .   Stu d ies  wer in clu d ed   w h e n   th ey i )   ad d r ess ed   wee d   d e tectio n   u s in g   d ee p   lear n in g   o r   tr a d itio n al  co m p u ter   v is io n ,   ii)  r ep o r ted   q u a n titativ p er f o r m a n ce   m etr ic s   ( e. g . ,   ac cu r ac y ,   p r ec is io n r ec all F1 - s co r e ,   an d   p r o ce s s in g   tim o r   FP S),   an d   iii)  u s ed   ex p er im e n tal  s ett in g s   co m p ar ab le  t o   f ield   co n d itio n s .   Data   p r o ce s s in g   an d   g r o u p in g   also   in clu d ed   th n o r m aliza tio n   o f   u n its   o f   m ea s u r em en to   f ac ilit ate  in ter - s tu d y   co m p a r is o n s   [ 4 7 ] .   E x tr ac te d   m etr i cs  wer n o r m alize d   wh er e   n ee d ed   to   en a b le  tr an s p ar en t c o m p ar is o n .   B r ief l y ,   th p r o ce s s   o f   co llectin g   r esear ch   d ata  is   p r esen ted   in   Fig u r 2 .           Fig u r 2 .   Data   co llectio n   p r o c ess       2 . 3 .     Da t a   a na ly s is   Qu an titativ e   an aly s is   ass ess e d   th p er f o r m an ce   o f   d ee p   l ea r n in g - b ased   wee d   d etec tio n   m eth o d s   ( C NN,   YOL Ov 5 ,   YOL O - NA S,  an d   Ma s k   R - C NN)   b ased   o n   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   s p ee d .   T h av e r ag e   v alu o f   ea c h   m etr ic  was c alc u lated   u s in g   ( 1 ) .     ̅   = 1   ( 1 )     W h er ̅   is   th av er ag e,     is   th in d iv id u al  v al u e,   an d   n   is   th s am p le  s ize.   E ac h   m eth o d   was  co m p iled     f r o m   r elev a n s tu d ies  an d   th en   av er ag e d   to   p r o v id in s ig h in to   th o v er all  ef f ec t iv en ess .   Similar ly ,   p r o ce s s in g   s p ee d   was  ev alu ated   b ased   o n   th r ep o r te d   av er ag v alu o f   p r o ce s s in g   tim p er   f r am ( m s /f r am e) .   T h is   an aly s is ' s   r esu lts   h elp ed   id en tify   th m e th o d   th at  o f f e r ed   th b est  co m b in atio n   o f   h ig h   ac cu r ac y   an d   tim ef f icien cy   [ 4 8 ] .   T h r esu lts   ar v is u alize d   b ase d   o n   t h an aly ze d   d ata  in   g r ap h s   an d   tab les  to   clar if y   th in t er - m eth o d   co m p ar is o n .   s ca tter   p l o g r ap h   was  u s ed   to   s h o th r elatio n s h ip   b etwe en   ac c u r ac y   ( %)  an d   s p ee d   ( m s /f r am e) ,   with   th X - a x is   r ep r esen tin g   s p ee d   an d   th Y - ax is   r ep r esen tin g   ac c u r ac y .   T h e   Pear s o n   co r r elatio n   c o ef f icien t f o r m u la   was u s ed   to   ass ess   th r elatio n s h ip   b etwe en   th two   v ar iab l es   as in   ( 2 ) .     =     ( ̅   )     ( ̅   )     ( ̅   ) 2     ( ̅   ) 2     ( 2 )     W h er   an d     ar th in d iv i d u a v alu es  f o r   s p ee d   a n d   ac c u r a cy ,   an d   ̅ ̅   is   th av er ag o f   ea ch   v ar iab le.   T h is   co r r elatio n   p r o v i d es  in s ig h in to   wh ich   m eth o d   b alan c es  s p ee d   an d   ac c u r ac y .   T h v is u aliza tio n   r esu lts   ar also   d is p lay ed   in   a   co m p a r is o n   tab le  f o r   a   m o r e   s tr aig h tf o r war d   in ter p r etatio n .   T h s tatis tica m atr ices  ( ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   s en s itiv ity ,   an d   F1 - s co r e)   wer u s ed   to   ev alu ate  ea ch   m eth o d ' s   p er f o r m a n ce .   T h e   m ath em atica l e q u atio n s   f o r   ea ch   m etr ic  ar as  ( 3 )   to   ( 6 ) .       =    +   +  +  +    ( 3 )      =     +      ( 4 )      =     +      ( 5 )     1  = 2   ×    ×     +      ( 6 )   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 .   2 Ap r il   20 26 1 4 2 8 - 1 4 4 0   1432   Her e,   th e   c o n f u s i o n   m at r i x   p r o v i d es   ess en tia l   m et r ics ,   i n cl u d i n g   tr u e   p o s i ti v e   ( T P ) ,   tr u e   n eg ati v e   ( T N) ,   f als e   p o s iti v e   ( FP ) ,   a n d   f alse   n e g a tiv ( FN ) ,   wh ic h   a r e   u s e d   t o   ca lc u la te   a cc u r ac y ,   p r e cisi o n ,   s e n s it iv it y ,   a n d   s p e ci f ici ty .   D ata   we r e   an al y z ed   u s i n g   a   co n f u s i o n   m a tr ix   to   d e te r m i n e   a cc u r ac y ,   s p ee d   o f   d ete cti o n ,   a n d   ad ap ta b il it y   to   t r o p ic al   e n v i r o n m e n tal   co n d it io n s   s u c h   as   i n   Me r a u k e.   T h e   e v al u ati o n   r esu l ts   w ill   b e   c o m p ar e d   wit h   t r a d i ti o n al   m et h o d s   t o   ass ess   t h e   s u p e r i o r it y   o f   d e ep   l ea r n i n g - b as e d   m o d els  in   e f f ic ie n c y   a n d   a cc u r ac y .   T h e   r esu lts   we r e   i n te r p r e te d   b y   i d e n ti f y i n g   ea ch   m et h o d ' s   p e r f o r m a n ce   p a tte r n s   b ase d   o n   q u a n ti tat iv e   d at a.   Me t h o d s   th at   d e m o n s t r at ed   h i g h   ac cu r a c y   ( >9 0 % )   a n d   e f f ic ie n t   p r o c ess i n g   s p ee d   ( < 5 0   m s / f r a m e )   wer e   co n s id er ed   s u p er io r   in   th c o n tex o f   r ea l - tim e   wee d   d etec tio n   ap p licatio n s .   I n   ad d itio n ,   th s tr en g th s   an d   wea k n ess es  o f   ea ch   m eth o d   wer cr itically   an aly ze d ,   in cl u d in g   Ma s k   R - C NN ' s   ab ilit y   to   d etec wee d s   with   co m p lex   s h a p es  b u at  a   lo we r   s p ee d   th a n   YOL Ov 5 ,   w h ich   is   f aster   b u with   s lig h tly   lo wer   ac cu r ac y .   T h e   an aly s is   also   ev alu ated   th e   e n v ir o n m en tal  s u s tain ab ilit y   i m p licatio n s ,   g iv e n   th at  f aster   an d   m o r e   ac cu r ate   m eth o d s   ca n   r ed u ce   r elian ce   o n   ch em ical  h er b icid es  [ 4 9 ] ,   [ 5 0 ] .       3.   RE SU L T S AN D I SCU SS I O N   3 . 1 .     I nte rpre t a t io o f   r esu lt   T h r esu lts   o f   th is   s tu d y   c o n f ir m   th s u p e r io r ity   o f   d ee p   lear n in g   m eth o d s   o v er   tr ad itio n al   tech n iq u es  in   wee d   d etec tio n ,   esp ec ially   in   th co n tex o f   s u s tain ab le  ag r icu ltu r e.   Fo cu s in g   o n   th r ee   m ai n   d ee p   lear n in g   m o d els,  YOL O - NAS  an d   Ma s k   R - C NN - th is ,   th is   s tu d y   th o r o u g h ly   ev alu at es  k ey   p er f o r m a n ce   m etr ics:   d etec tio n   ac cu r ac y ,   p r o ce s s in g   s p ee d ,   an d   ad a p ta b ilit y   to   tr o p ical  en v ir o n m en t s   s u ch   as  Me r au k e,   I n d o n esia.  T h ese  f in d in g s   ar h ig h ly   r elev a n t,  as  ef f ec tiv wee d   d etec tio n   is   o n o f   th k ey   f ac to r s   in   s u p p o r tin g   s u s tain ab le  cr o p   p r o d u ctiv ity   a n d   en v ir o n m en tal  co n s er v atio n .   T h YOL Ov 5   m et h o d   s h o ws   ex ce l le n c in   r e al - ti m e   a p p li ca tio n s   wi th   a   d e tec ti o n   ac cu r a c y   o f   9 3 . 2 %   an d   a v er ag i n f e r e n c ti m e   o f   o n l y   1 2   m s   p e r   i m a g e .   T h is   m a k es  it  i d e al  f o r   la r g e - s ca le  p r ec is i o n   a g r i c u lt u r e   m a n a g e m e n t ,   w h ic h   r e q u ir es   h ig h   p r o ce s s i n g   s p ee d   wit h o u s ac r i f ic in g   a cc u r ac y .   O n   th e   o th er   h a n d ,     YOL O - NAS   y ie ld ed   t h e   h ig h e s a cc u r ac y   o f   9 5 . 6 % ,   m a k i n g   it  e x ce ll e n ch o ice   f o r   w ee d   d e tect io n   i n   c o m p le x   s ce n a r i o s ,   al b ei t   wit h   t h e   c o m p r o m is e   o f   a   s l o w e r   p r o c ess i n g   s p ee d   o f   2 5   m s   p er   im ag e.   Ma s k   R - C NN ,   wi th   a   s eg m e n t ati o n   ac c u r a cy   o f   9 4 . 1 %,  s t a n d s   o u i n   p r e cisi o n   b u t   f a ce s   s p ee d   lim ita ti o n s   wi th   a n   in f e r e n ce   ti m e   o f   3 1   m s   p e r   i m a g e ,   m a k i n g   it  m o r s u i ta b l f o r   tas k s   t h at   r e q u i r e   a d v a n c ed   o b je ct  s e g m en tat i o n   [ 5 1 ] .   I n   co n tr ast,  tr ad itio n al  m eth o d s   o n ly   ac h iev a n   av er a g ac cu r ac y   o f   8 5 with   m u ch   s lo wer   p r o ce s s in g   tim o f   m o r th an   5 0   m s   p er   im ag e .   T h ese  lim itatio n s   em p h asize  th n ee d   f o r   m o r ef f icien c y   an d   p r ec is io n   f o r   lar g s ca les,  es p ec ially   in   co m p lex   tr o p ical  en v ir o n m en ts   s u ch   as  Me r au k e.   T h ese  f in d in g s   s u p p o r t th ar g u m en t th at  d ee p   lear n in g   m eth o d s   n o t o n ly   o v er co m th ch allen g es o f   s p ee d   an d   ac cu r ac y   b u t   also   p r o v id e   b etter   a d ap tab ilit y   to   f ield   co n d itio n s ,   ac co r d in g   to   p r ev io u s   r esear ch   f i n d in g s   [ 5 1 ] .   T h u s ,   u s in g   d ee p   lear n in g - b ased   tec h n o lo g ies  ca n   b p r ac tical  an d   s tr ateg ic  s o lu tio n   to   im p r o v wee d   m an ag em en t   ef f icien cy   i n   th e   ag r icu ltu r al   s ec to r .   T h d is tr ib u tio n   o f   wee d   d etec tio n   m eth o d s   b as ed   o n   a   r ec ap   o f   s ec o n d ar y   d ata  th at  d is cu s s es we ed   d etec tio n   m eth o d s   an d   tr ad itio n al  m eth o d s   is   p r esen ted   in   T ab le  1 .       T ab le  1 .   Dis tr ib u tio n   ta b le  o f   wee d   d etec tio n   m eth o d s   No .   M o d e l   F r e q u e n c y   P e r c e n t a g e   1   Tr a d i t i o n a l   17   1 7 . 0   2   Y O LO - NAS   24   2 4 . 0   3   M a s k   R - C N N   26   2 6 . 0   4   Y O LO v 5   33   3 3 . 0       B ased   o n   T ab le  1 ,   th YOL Ov 5   m eth o d   is   th m o s f r e q u en tl y   u s ed   m o d el  in   th e   liter atu r e,   f o llo wed   b y   Ma s k   R - C NN .   T h is   r ef lects  th r esear ch   co m m u n ity ' s   p r ef er e n ce   f o r   m o d els  k n o wn   f o r   t h eir   s p ee d     an d   f lex ib ilit y .   Fre q u e n cy   v i s u aliza tio n   an d   p r esen tatio n   o f   th d etec tio n   m o d el  s h if f r o m   tr ad itio n al  to   YOL O - NAS,   R - C NN  Ma s k ,   a n d   YOL Ov 5   ar e   p r esen ted   i n   Fig u r 3 .   T h b a r   g r ap h   in   Fig u r 3   s h o ws  ea ch   m o d el' s   ab s o lu te  f r eq u e n cy   o f   u s e,   w h ile  th e   lin g r a p h   d is p lay s   its   r elativ p er ce n tag e.   YOL Ov 5   is   th m o s d o m in an m o d el  at  3 3 %,  r ef lectin g   its   ef f icien cy   an d   r elev an ce   in   m o d e r n   ap p licati o n s .   Ma s k   R - C NN   an d   YOL O - NAS  s h o s ig n if ican co m p etitio n ,   r ef lectin g   th eir   u tili ty   in   s ce n a r io s   th at  r eq u ir h ig h   p r ec is io n   o r   t h e   ab ilit y   to   h an d le   co m p le x   w ee d   ch ar ac ter is tics .   Me an wh ile,   with   o n ly   1 7 o f   r ep r esen tatio n s ,   tr a d itio n al  m eth o d s   co n f ir m   th d ec r ea s ed   r elian ce   o n   co n v en tio n al  tech n iq u es o v er   d ee p   lear n in g - b ased   s o l u tio n s .   T h is   is   co m p ar is o n   g r a p h   o f   ac cu r ac y   b ased   o n   s ec o n d ar y   d ata   f o u n d   f o r   ea c h   wee d   d etec tio n   m o d el.   Fig u r 4   s h o ws  th at  YOL O - NAS  h as  th h ig h est  r an g o f   ac cu r ac y   with   th h ig h est  m ax im u m   v alu 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       Dro n e - a s s is ted   d ee p   lea r n in g   w ee d   d etec tio n   fo r   s u s ta in a b le   a g r icu ltu r a n d     ( A g u s ta n   La tif )   1433   o f   9 6 %,  in d icatin g   its   s u p er io r ity   in   d etec tin g   h ig h - co m p lex i ty   wee d s .   Me an wh ile,   t h tr ad itio n al  m eth o d   h as   th lo west m ed ian   ac cu r ac y ,   r ein f o r cin g   its   wea k n ess   in   lar g e - s ca le  ap p licatio n s .           Fig u r 3 .   Vis u aliza tio n   o f   f r e q u en cy   a n d   p e r ce n tag e           Fig u r 4 .   C o m p a r is o n   o f   ac cu r ac y   b ased   o n   m eth o d s       T ab le  2   an d   Fig u r 5   s h o w   t h r elatio n s h i p   b etwe en   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim e   f o r   ea ch   wee d   d etec tio n   m eth o d   b ased   o n   s e co n d ar y   d ata.   YOL Ov 5   h as  9 4 ac cu r ac y   a n d   1 2   m s   p r o c ess in g   tim e,   wh ich   m ak es  it  id ea f o r   r ea l - tim e   ap p licatio n s .   YOL O - NAS  h as  th h ig h est  ac c u r ac y   o f   9 6 an d   p r o ce s s in g   tim e   o f   2 5   m s ,   s u itab le  f o r   co m p lex   s ce n ar io s .   Ma s k   R - C NN  h a s   9 4 % a cc u r ac y ,   3 1   m s   p r o ce s s in g   tim e,   an d   e x ce ls   in   s eg m en tatio n   p r ec is io n .   T h tr ad itio n al   m eth o d   h as  8 5 ac cu r ac y   a n d   a   p r o ce s s in g   tim o f   >5 0   m s ,   lim itin g   its   s ca lab ilit y .   T h tr e n d   lin e   o n   th e   g r ap h   s h o ws  a   s lig h in cr ea s e,   w h ich   in d icate s   m in o r   t r ad e - o f f ,   m ea n in g   m o d els  with   h ig h er   a cc u r ac y   ten d   to   r eq u ir e   lo n g er   p r o ce s s in g   tim e.   T ab le   3   s h o w s   th d etails  o f   th s tatis t ical  an aly s is .       T ab le  2 .   Acc u r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim r elatio n s h ip   d ata   N o .   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r o c e ss i n g   t i me  ( ms)   1   Y O LO v 5   9 4 . 0   12   2   Y O LO - NAS   9 6 . 0   25   3   M a s k   R - C N N   9 3 . 1   31   4   Tr a d i t i o n a l   8 5 . 0   50   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 .   2 Ap r il   20 26 1 4 2 8 - 1 4 4 0   1434       Fig u r 5 .   R elatio n s h ip   b etwe e n   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim e       T ab le  3 .   Deta iled   s tatis tical  an aly s is   N o .   M a t r i c   V a l u e   1   M e a n   a c c u r a c y   9 0 . 3 5   2   M e a n   p r o c e ssi n g   t i me   ( ms)   2 9 . 5 0   3   P e r so n   c o r r e l a t i o n   - 0 . 8 2   4   R - sq u a r e   ( l i n e a r   r e g r e ss i o n )   0 . 6 8   5   P - v a l u e   ( l i n e a r   r e g r e ss i o n )   0 . 1 8   6   S t a n d a r d   e r r o r   ( l i n e a r   r e g r e ssi o n )   0 . 8 0       T ab le  3   s h o ws  th at  f o r   all  m o d els,  th av er a g ac cu r ac y   is   9 0 . 3 5 %,   an d   th av e r ag p r o c ess in g   tim is   2 9 . 5 0   m s   p er   im a g e.   T h P ea r s o n   test   ( p   = 0 . 1 8 )   s h o ws  n o   s tatis tically   s ig n if ican lin ea r   r elatio n s h ip   at   s ig n if ican ce   lev el  o f   α =0 . 0 5 .   L in ea r   r eg r ess io n   y ield s   R ²= 0 . 6 8   ( 6 7 . 8 2 v a r ian ce   ex p lain ed )   with   s tan d ar d   er r o r   o f   0 . 8 0 ,   i n d icatin g   m o d e r ate  f it.   T h r elatio n s h ip   b etwe en   ac c u r ac y   a n d   p r o ce s s in g   tim d i s p lay s   m ar g i n al  tr ad e - o f f a s   ac cu r ac y   in cr ea s es,  p r o ce s s in g   tim ten d s   to   r is s lig h tly ,   th o u g h   th is   ass o ciatio n   is   n o s tatis tically   s ig n if ican t.  Fu r th er   r esear ch   is   n ee d e d   to   o p tim ize  b o th   m etr ics  co n cu r r e n tly .   Y OL Ov 5   r em ain s   p r ef e r r ed   f o r   r ea l - tim u s d u to   its   s p ee d ,   wh ile  YOL O - NAS  a n d   Ma s k   R - C NN  ex ce l in   s ce n ar io s   p r io r itizin g   h ig h er   ac cu r ac y .   Per f o r m an ce   r esu lts   f r o m   a   s ec o n d ar y   an al y s is   o f   1 0 0   jo u r n als  o n   wee d   d etec tio n   m et h o d s   u s in g   d ee p   lear n in g   an d   tr ad itio n al   t ec h n iq u es  ar p r esen ted   in   T a b le  4 .   T h is   tab le   s h o ws  th at  d ee p   lear n in g - b ased   m eth o d s   ac h iev s ig n if ica n p er f o r m a n ce   in   wee d   d etec tio n .   YOL O - NAS  d is p lay ed   t h h ig h est  ac cu r ac y   a n d   r ec all,   m ak in g   it th s u p er io r   m eth o d   f o r   th is   co m p ar is o n .   T h is   is   m ain ly   d u to   th m o d el   ar ch itectu r e,   wh ich   ca n   ca p tu r e   co m p lex   f ea tu r es m o r ef f ec tiv ely .   Me an w h ile,   tr ad itio n al  tech n iq u es  p er f o r m ed   wo r s th an   d ee p   lear n in g   m eth o d s .   T h is   r ef lect s   th lim itatio n s   in   h an d lin g   im ag co m p lex ity   o r   v a r ied   tr o p ical  en v ir o n m en ts   s u ch   as  Me r a u k e.   Nex t,   th r esu lts   o f   th e   p e r f o r m an ce   m a tr ix   co m p ar is o n   ( ac cu r ac y ,   p r ec is io n ,   r ec all,   an d   F1 - s co r e)   f o r   v ar i o u s   wee d   d et ec tio n   m eth o d s   ar in ter p r eted .     Fig u r 6   s u m m a r izes  th tr e n d   in   p er f o r m an ce   im p r o v e m en f r o m   tr ad itio n al  t o   d ee p   lear n in g   ap p r o ac h es.  T h is   f ig u r e   is   g r ap h   o f   th tr en d   in   p er f o r m a n ce   im p r o v e m en f r o m   tr ad itio n al  tech n iq u es  to   d ee p   lear n i n g - b ased   m eth o d s .   T h is   in d icate s   th at  m o d er n   m eth o d s   a r r ec o m m en d ed   f o r   ac cu r ate  a n d   ef f icien wee d   d etec tio n .   YOL O - NAS  o f f er s   th b est  p er f o r m an ce ,   esp ec ially   in   ter m s   o f   ac cu r ac y   an d   r ec all,   wh ich   ar ess en tial  f o r   en v ir o n m en tal  s u s tain ab ilit y .   Ho wev er ,   all  d ee p   lear n in g - b ased   m eth o d s   p r o v i d e   s ig n if ican t a d v an ta g es o v er   tr a d itio n al  tech n iq u es,  b o th   i n   ef f icien cy   an d   e f f ec tiv en ess .       T ab le  4 .   Per f o r m an ce   r esu lts   o f   wee d   d etec tio n   m eth o d   M o d e l   A c c u r a c y   ( %)   P r e c i s i o n   ( %)   R e c a l l   ( %)   F1 - s c o r e   ( %)   P r o c e ss i n g   s p e e d   ( f p s)   Y O LO v 5   94   92   93   93   45   Y O LO - NAS   96   94   95   94   50   M a s k   R - C N N     93   91   92   91   30   Tr a d i t i o n a l   85   80   83   81   10   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       Dro n e - a s s is ted   d ee p   lea r n in g   w ee d   d etec tio n   fo r   s u s ta in a b le   a g r icu ltu r a n d     ( A g u s ta n   La tif )   1435       Fig u r 6 .   Per f o r m an c co m p ar is o n   o f   wee d   d etec tio n   m eth o d       3 . 2 .     I m pa c t   o t heo r y   a nd   pra ct ice   T h is   s tu d y ' s   co n tr ib u tio n   to   th eo r y   d ev el o p m en t   is   ess en tial  to   d e v elo p in g   d ee p   lea r n in g - b ased   o b ject  d etec tio n   th eo r y ,   esp ec ially   in   th co n tex o f   p r ec is io n   ag r icu ltu r in   tr o p ical  r eg io n s   s u ch   as  Me r au k e.   T h is   s tu d y   r ev ea ls   th s u p er i o r ity   o f   d ee p   lear n in g   m o d els  in   o v er co m in g   wee d   d etec t io n   ch allen g es  b y   co m p ar in g   th YOL Ov 5   m o d el,   YOL O - NAS,   Ma s k   R - C N N,   an d   tr a d itio n al  m et h o d s .   T h r esu lts   s h o th at   YOL Ov 5   ca n   ac h iev 9 4 a cc u r ac y   with   p r o ce s s in g   ti m o f   o n ly   1 2   m s ,   m ak in g   it  id ea f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .   T h ese  a d v an tag es  ar p ar ticu lar l y   r elev a n in   Me r au k e ,   wh er e   m an u al  wee d   co n tr o is   a   s ig n if ican ch allen g e   th at  in c r ea s es  p r o d u ctio n   co s ts .   W ith   its   v ast  ar ea s   o f   f er tile  la n d ,   Me r au k f ac es  t h e   p r o b lem   o f   co m p etitio n   b etwe en   wee d s   an d   m ain   cr o p s   f o r   n u tr ien ts ,   wate r   an d   lig h t.  T h f in d in g s   o f   t h is   r esear ch   ex ten d   th e   th eo r y   o f   wee d   d etec tio n   m o d el  o p tim izatio n   b y   s h o win g   h o d ee p   lear n in g   al g o r ith m s   ca n   b ad ap ted   f o r   co m p le x   tr o p ical  en v ir o n m e n ts   [ 5 2 ] ,   [ 5 3 ] .   T h co r r elatio n   b et wee n   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim s h o wn   in   th i s   s tu d y   ( - 0 . 8 2 )   s u p p o r ts   th d ev elo p m e n o f   e f f icien cy -   a n d   ac cu r ac y - b ased   d etec tio n   th eo r ies  u r g e n tly   n ee d ed   f o r   lar g e - s ca le  ag r icu ltu r in   Me r au k e.   Mo d els  s u ch   as  YOL Ov 5   an d   YOL O - NAS  ca n   b th b asis   f o r   f u r th er   d ev elo p i n g   tr o p ical  ag r icu ltu r al  tech n o lo g y   th eo r y .   T h p r ac tical  im p licatio n s   o f   t h is   r esear ch   ar s ig n if ican t,  esp ec ially   in   s u p p o r tin g   Me r au k e' s   ef f o r ts   as  n atio n al  f o o d   p r o d u ctio n   ce n ter .   W ith   YOL Ov 5 ' s   h ig h   ac cu r ac y   ( 9 4 %)  an d   f ast  p r o ce s s in g   tim ( 1 2   m s ) ,   th is   tech n o lo g y   o f f er s   an   in n o v ativ s o lu tio n   f o r   wee d   d e tectio n   ac r o s s   Me r au k e' s   v ast  ag r icu ltu r al  la n d .   W ee d s   th at  ar s ig n if ican t c o n s tr ain t c an   b id en tifie d   an d   co n tr o lled   m o r ef f icien tly ,   r e d u cin g   th n ee d   f o r   m an u al  lab o r ,   w h ich   h as  b ee n   m aj o r   c o n tr ib u t o r   to   h ig h   p r o d u ctio n   co s ts .   Fu r th er m o r e,   m o d els  s u ch   as  YOL O - NAS  an d   Ma s k   R - C NN,   with   9 6 %   an d   9 3 ac c u r a cy ,   ca n   b e   ap p lied   to   m o r e   co m p lex   a g r icu ltu r al   s ce n ar io s   in   Me r au k e,   in clu d in g   lan d   with   to p o g r a p h ical  v a r iatio n s   an d   d if f e r en cr o p   ty p es.  Ap p ly in g   th ese   tech n o lo g ies  r ed u ce s   p r o d u cti o n   co s ts   an d   in cr ea s es  cr o p   p r o d u ctiv ity   b y   en s u r in g   th at   k ey   cr o p s   r ec eiv o p tim al  ac ce s s   to   n u tr ien ts ,   w ater ,   an d   lig h t.   Ov er all,   tar g eted   d etec tio n   ca n   im p r o v ac ce s s   to   cr o p   r eso u r ce s   an d   s u p p o r s u s tain ab le  m a n ag em en t.   T h ese  f in d in g s   s u p p o r th u r g en n ee d   f o r   in n o v ativ lan d   m an ag em en ap p r o ac h es  in   Me r au k e,   as  o u tlin ed   in   th r ese ar ch   b ac k g r o u n d .   Dee p   lear n i n g   m o d els  s u ch   as  YOL Ov 5   en ab le  ef f ec tiv e,   e f f icien t,  an d   s u s tain ab le  wee d   d etec tio n ,   p r o v id in g   s tr ateg ic  s o lu tio n   f o r   m o d er n   tr o p ical  a g r icu ltu r i n   th is   r eg io n .   B ey o n d   wee d   d etec tio n ,   th m eth o d o lo g ical  in s ig h ts   an d   em p ir ical  f in d in g s   in   th is   s tu d y   ar r elev an f o r   wid r an g o f   AI   ap p lic atio n s   in   ag r icu ltu r th at  r ely   o n   im ag an aly s is   in   tr o p ical  en v ir o n m en ts .   T h e   co m b in atio n   o f   UAV - b ased   im ag in g ,   wee d   d atasets ,   an d   co m p a r ativ ev al u atio n   o f   cu ttin g - ed g e   d ee p   lear n in g   m o d els  p r o v id es  tr an s f er ab le  an d   a d ap tab le   f r am ewo r k   f o r   r elate d   task s ,   s u ch   as  p est  an d   d is ea s e   d etec tio n ,   p lan h ea lth   m o n ito r in g ,   an d   ea r ly   d ia g n o s is   o f   s tr ess   in   m ajo r   f o o d   cr o p s   [ 5 4 ] ,   [ 5 5 ] ,   wh ile  s im ilar   tr ain in g   ar ch itectu r es a n d   s tr at eg ies ( in clu d in g   h an d lin g   class   im b alan ce s   an d   r esil ien ce   to   lig h tin g   v ar iatio n s )   ca n   s u p p o r s y s tem s   in te g r at ed   r esu lts   th at   s im u ltan eo u s l y   an aly ze   wee d s ,   p ests ,   an d   s y m p to m s   in   p lan tis s u es   f r o m   th s am im ag [ 5 6 ] ,   [ 5 7 ] .   Alth o u g h   th is   s tu d y   is   r o o ted   in   th s p ec if ic  co n te x o f   Me r au k e,   th e   ch allen g es a d d r ess ed   s u ch   as  cr o p   ca n o p y   h eter o g en eity ,   lig h tin g   d y n a m ics,  an d   b ac k g r o u n d   co m p lex ity   s u ch   as  s o il,  wate r ,   ar also   co m m o n   in   m a n y   tr o p ical  ag r icu ltu r al  ar ea s ,   s o   th ev alu ated   ap p r o ac h   h as  th e   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 .   2 Ap r il   20 26 1 4 2 8 - 1 4 4 0   1436   p o ten tial  to   b g e n er alize d   to   v ar io u s   AI - b ased   a g r icu ltu r a m o n ito r in g   task s   an d   m o r co m p r eh e n s iv an d   d ata - d r iv e n   cr o p   m an a g em en s tr ateg ies in   tr o p ical  p r o d u ctio n   s y s tem s   [ 5 8 ] ,   [ 5 9 ] .     3 . 3 .     Resea rc l im it a t io ns   T h is   s tu d y   u s es  th p r im ar y   d ataset  o f   wee d   s p ec ies  in   Me r au k e,   o b tain e d   u s in g   d r o n ( UAV) ,   an d   th s ec o n d ar y   d ataset,   o b tain e d   f r o m   s ev er al  s cien tific   p u b licatio n s ,   is   in   ac co r d an ce   wit h   th wee d   s p ec ies   o b s er v ed   in   th f ield .   T h is   s ec o n d ar y   d ataset  is   p r im ar ily   u s ed   f o r   q u alitativ v alid atio n   an d   co n tex tu al   co m p ar is o n   o f   m o d el  p er f o r m an ce ,   r ath er   th an   f o r   cr o s s - s tu d y   q u an titativ m eta - an a ly s is .   T h is   ap p r o ac h   p r o v id es   d ata  t h at  b etter   alig n s   with   lo ca l   ch ar ac ter is tics ,   s u ch   as   th d o m in a n wee d   ty p e,   th e   p lan tin g   p atter n s   o f   th lo ca l c o m m u n it y ,   an d   t h ty p ical  en v ir o n m en t al  co n d itio n s   in   th Me r au k s wam p   an d   d r y lan d   ar ea s .   Ho wev er ,   th e   u s o f   f ield   an d   s ec o n d ar y   d atasets   s till   h as  s o m lim itatio n s .   V ar iatio n s   in   im ag e   q u ality ,   d i f f er en ce s   i n   lig h tin g   co n d itio n s   d u r in g   d ata   co lle ctio n ,   an d   im b ala n ce s   in   s am p le  co u n ts   b etwe en   wee d   ty p es c an   af f ec t th ac cu r ac y   o f   th d etec tio n   m o d el  a n d   p r o ce s s in g   tim [ 6 0 ] .   I n   ad d itio n ,   alth o u g h   th d ataset  u s ed   h as  b ee n   ad ju s ted   to   th lo ca co n tex t,  th e   s co p o f   o b s er v atio n   is   s till   lim ited   to   f ew  s p ec if ic  l o ca tio n s ,   s o   th at  it  d o es  n o f u lly   r e p r esen th e   en tir e   h eter o g en eity   o f   Me r au k e' s   ag r icu ltu r al  ec o s y s tem .   Facto r s   s u ch   as  th d iv er s ity   o f   p lan t   v ar ieties,  s ea s o n al  ch an g es,  a n d   th r ate  o f   wee d   in f estatio n s   in   ea ch   v illag e   c an   g iv e   r is t o   ad d itio n al  v ar i atio n s   th at  h av n o b ee n   co m p r e h en s iv ely   r ec o r d ed   [ 6 1 ] ,   [ 6 2 ] .   T h er ef o r e,   alth o u g h   th r esu lts   o f   th is   s tu d y   ca n   s u p p o r th e   d ev elo p m e n o f   d ee p   lear n i n g - b ased   wee d   d etec tio n   tech n o lo g y   f o r   th tr o p ics,  th f i n d in g s   m ay   s till   b e   b iased   d u to   lim ited   o b s er v ati o n   co v er ag a n d   v a r iatio n s   in   en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   T h is   r esear ch   m eth o d o lo g y   p r io r itizes  s tatis t ical  an aly s is   t o   co m p a r th ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim o f   d ee p   lear n in g   m o d el s   s u ch   as  YOL Ov 5 ,   YOL O - NAS,   an d   Ma s k   R - C NN.   Al t h o u g h   th is   an aly s is   p r o v id es  a n   o v e r v iew   o f   th m o d el' s   p er f o r m an ce   o n   r ea d ata  f r o m   Me r au k e ,   th s tu d y   d o es  n o in clu d e   f u r th er   ev alu atio n   o f   e x ter n al   ch an g es  s u ch   as  e x tr em e   lig h in ten s ity ,   s ea s o n al   wee d   g r o wth   d y n am ics,  o r   lo ca l w ea th er   co n d itio n s   th at  ca n   s ig n if ican tly   af f ec m o d el  p er f o r m a n ce   [ 6 3 ] .   L in ea r   r eg r ess io n   an aly s is   u s ed   to   ev alu ate  th r elatio n s h i p   b etwe en   ac cu r ac y   a n d   p r o ce s s in g   tim also   h as  lim itatio n s .   T h r elatio n s h ip   b etwe en   th two   v ar iab les  is   lik ely   n o n - lin ea r ,   esp ec ia lly   s in ce   d ee p   lear n in g   m o d els  o f ten   s h o d is p r o p o r tio n ate  in cr ea s in   a cc u r ac y   with   th in c r ea s ed   co m p u tatio n al  co m p lex ity .   T h R - s q u ar ed   v alu o f   6 7 . 8 2 in d icate s   th ex is ten c o f   v a r iab ilit y   th at  h as  n o b ee n   ex p lain e d   b y   th is   s im p le  lin ea r   m o d el.   T h u s ,   f u r th er   an al y s is   u s in g   n o n - lin ea r   ap p r o ac h es  o r   m o r c o m p lex   s tatis tical   m o d els  is   n ee d ed   to   illu s tr ate  th tr u r elatio n s h ip   b etwe en   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim in   th co n tex t o f   wee d   d etec tio n   in   Me r au k e.     3 . 4 .     Su g g estio ns   f o f uture   re s ea rc h   Fu tu r r esear ch   s tr o n g ly   r e co m m en d s   u s in g   p r im a r y   d ata  co llected   d ir ec tly   f r o m   tr o p ical  ag r icu ltu r al  e n v ir o n m en ts   s u c h   as  Me r au k e,   I n d o n esia.  T h i s   aim s   to   in cr ea s t h r ele v a n ce   o f   th e   r esear ch   r esu lts   to   lo ca co n d itio n s ,   esp ec ially   g iv en   th wee d   ch ar ac t er is tics   an d   en v ir o n m en tal  v a r iab ilit y   in   tr o p ical  r eg io n s ,   wh ich   m ay   d i f f er   f r o m   th o s in   th d atasets   u s ed   in   p r ev io u s   s tu d ies.  T h ese  p r i m ar y   d atasets   also   en ab le  th ev alu atio n   o f   th p er f o r m an ce   o f   d ee p   lear n in g   m o d els,  s u ch   as  YOL Ov 5   a n d   YOL O - NAS,   o n   r ea s ce n ar io s   with   ex te r n al  f ac to r s   s u ch   as  lig h in ten s it y ,   wee d   t y p v ar iatio n ,   an d   lan d   h eter o g en eity Fu r th er m o r e ,   th is   an al y s is   u s ed   lin ea r   r e g r ess io n   to   ev alu ate  th r elatio n s h ip   b etw ee n   ac cu r ac y   an d   p r o ce s s in g   tim e,   wh ic h   m ay   n o f u lly   r ef lect  th e   co m p lex i ty   o f   t h r elatio n s h ip   b etwe e n   th two   v ar iab les.  Fo r   ex am p le,   th a n aly s is   r esu lts   s h o an   R - s q u ar ed   v alu o f   6 7 . 8 2 %,  wh ich   in d icate s   s i g n if ican v ar ia b ilit y   th at  s im p le  lin ea r   m o d el  ca n n o ex p lain .   As  s u ch ,   th is   s tu d y   h as  lim itatio n s   in   ex p lo r i n g   o th er   n o n - lin ea r   o r   co m p lex   r elatio n s h ip s   th at  m a y   b r elev a n t f o r   d ev el o p in g   m o r s o p h is ticated   m o d els  [ 6 4 ] ,   [ 6 5 ] .   Fu r th er m o r e ,   ex p an d in g   th d ataset ' s   s co p to   in clu d im ag es  with   v ar y in g   r eso lu tio n s   an d   d y n am ic   en v ir o n m en tal  co n d itio n s   is   es s en tial.  T h is   s u p p o r ts   th d ev elo p m en o f   m o r ad ap tiv a n d   r o b u s m o d els,  as  p r o p o s ed   b y   [ 66 ] ,   i n   wh ich   d ee p   lear n in g   m o d els  tr ain ed   o n   h eter o g en eo u s   d ata  s h o we d   b etter   p er f o r m a n ce   in   lar g e - s ca le  ag r icu ltu r al  a p p licatio n s .   B y   ex p an d in g   t h d ataset,   f u tu r r esear ch   ca n   h e lp   d ev elo p   m o d els  th at  ar n o o n ly   lo ca ll y   r elev a n t b u t a ls o   g e n er alize   to   o t h er   tr o p ical  r eg io n s .   I n   ad d itio n   t o   o p tim izin g   e x is tin g   m o d els,  s u ch   as  YOL O v 5   an d   Ma s k   R - C NN,   f u tu r e   r esear ch   co u ld   ex p l o r n ew  m eth o d s ,   in clu d in g   v is io n   tr an s f o r m e r s   ( ViT s )   an d   h y b r id   m o d els.  ViT s   h av b ee n   s h o wn   to   p r o v id s u p er i o r   p e r f o r m a n ce   in   h ig h - co m p lex ity   o b je ct  d etec tio n   task s ,   an d   th ei r   p o ten tial  in   wee d   d etec tio n   ap p licatio n s   ca n   b f u r th er   ex p lo r e d   to   o v er c o m th lim itatio n s   o f   C NN - b ased   m o d els  [ 6 7 ] ,   [ 6 8 ] .   R esear ch   ca n   also   co n s id er   h y b r id   a p p r o ac h   th at  co m b in es  th s p ee d   o f   YOL Ov 5   with   th s eg m en tatio n   p r ec is io n   o f   Ma s k   R - C NN  to   cr ea te  m o r b alan ce d   m o d el.   Fo r   ex am p le,   co m b in atio n   o f   f ea tu r es  f r o m   th ese  two   m o d els  co u ld   h elp   a d d r ess   th ch allen g es  o f   wee d   d etec tio n   in   ar ea s   with   t o p o g r ap h ic  v ar iatio n s   o r   co m p lex   cr o p p in g   p atter n s .   S u ch   an   ap p r o ac h   alig n s   with   th r ec o m m en d atio n s ,   wh ich   s u g g est  ex p lo r in g   in n o v ativ tec h n iq u es in   s m ar t   ag r icu ltu r t o   im p r o v ef f icien cy   an d   p r o d u ctiv ity   [ 6 9 ] .     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       Dro n e - a s s is ted   d ee p   lea r n in g   w ee d   d etec tio n   fo r   s u s ta in a b le   a g r icu ltu r a n d     ( A g u s ta n   La tif )   1437   4.   CO NCLU SI O N   T h is   r esear ch   s h o ws  th at  d ee p   lear n in g - b ased   wee d   d etec t io n   m o d els  o f f er   s ig n if ican ad v an tag es   o v er   tr a d itio n al  m eth o d s   in   a cc u r ac y ,   p r o ce s s in g   tim e f f i cien cy ,   an d   ad a p tab ilit y   to   v ar io u s   ag r icu ltu r al  en v ir o n m en tal  co n d itio n s .   YOL Ov 5   s tan d s   o u with   h ig h   ac cu r ac y   o f   9 4 an d   p r o ce s s in g   tim o f   o n ly     1 2   m s   p er   im ag e,   m a k in g   it  id ea f o r   r ea l - tim ap p licatio n s .   YOL O - NAS  ac h iev es  9 6 ac cu r ac y ,   s u itab le  f o r   s ce n ar io s   th at  r eq u ir e   h ig h   p r ec is io n ,   alb eit  with   p r o ce s s in g   tim o f   2 5   m s   p er   im a g e.   Ma s k   R - C NN  o f f er s   p r ec is s eg m en tatio n   with   9 4 ac cu r ac y ,   b u is   lim ited   b y   3 1   m s   p er - im a g p r o ce s s in g   tim e.   I n   co n tr ast,   th tr ad itio n al  m eth o d   s h o ws  m u ch   lo wer   p er f o r m an ce ,   w ith   an   av er ag ac c u r ac y   o f   8 5 an d   p r o ce s s in g   tim es  ex ce ed in g   5 0   m s ,   lim itin g   its   s ca lab ilit y   f o r   p r ac tical  u s e.   T h f i n d in g s   s u p p o r t   th n ee d   f o r   AI - b ased   tech n o lo g ical   in n o v atio n s   to   o v er co m e   co n s tr ain ts   o f   m o d er n   ag r ic u ltu r e,   esp ec ially   in   tr o p ical  ar ea s   s u ch   as   Me r au k e.   Fo r   f u tu r r esear ch ,   u s in g   p r im ar y   d atasets   an d   ex p lo r in g   m eth o d s   s u ch   as  YOL Ov 8 ,   YOL O - NAS,   ViT ,   an d   h y b r id   ap p r o ac h es c an   b s tr ateg ic  s tep s   to   f u r th er   o p tim ize  wee d   d etec tio n   p er f o r m an ce .       ACK NO WL E DG M E N T S   T h a u t h o r s   g r ate f u ll y   ac k n o wle d g t h Di r ec t o r at o f   R esea r c h ,   T ec h n o l o g y ,   a n d   C o m m u n it y   Ser v i ce   ( DR T PM ) ,   I n d o n es ia ,   f o r   s u p p o r ti n g   t h is   r ese a r c h .   T h e   a u t h o r s   a ls o   t h an k   t h e   Fa c u lty   o f   E n g i n e e r i n g ,   Un i v e r s i tas  N e g e r Y o g y a k a r t a   a n d   U n i v e r s it as  M u s a m u s   f o r   p r o v i d i n g   f a cili ties   a n d   i n s ti tu ti o n al  s u p p o r t   d u r i n g   t h e   r esea r ch .       F UNDING   I NF O R M A T I O N   T h is   r esear ch   was  f u n d ed   b y   th Dir ec to r ate  o f   R esear ch ,   T ec h n o lo g y ,   an d   C o m m u n it y   Ser v ice  ( DR T PM) ,   I n d o n esia ( d ec r ee   n o .   0 8 1 /C 3 /DT . 0 5 . 0 0 /PL/2 0 2 5 co n tr ac t n o .   0 0 5 . 1 /UN. 5 2 . 8 / L T /2 0 2 5 ) .       AUTHO CO NT RI B UT I O NS ST A T E M E N T   T h is   jo u r n al  u s es  th C o n tr ib u to r   R o les  T ax o n o m y   ( C R ed iT)   to   r ec o g n ize  in d iv id u al  au th o r   co n tr ib u tio n s ,   r ed u ce   au th o r s h ip   d is p u tes,  an d   f ac ilit ate  co llab o r atio n .       Na m o f   Aut ho r   C   M   So   Va   Fo   I   R   D   O   E   Vi   Su   P   Fu   Ag u s tan   L atif                               Han d ar u   J ati                               Her m an   Dwi  Su r jo n o                               Ma n i Y u s u f                                 C     C o n c e p t u a l i z a t i o n   M     M e t h o d o l o g y   So     So f t w a r e   Va     Va l i d a t i o n   Fo     Fo r mal   a n a l y s i s   I     I n v e s t i g a t i o n   R     R e so u r c e s   D   :   D a t a   C u r a t i o n   O   :   W r i t i n g   -   O r i g i n a l   D r a f t   E   :   W r i t i n g   -   R e v i e w   &   E d i t i n g   Vi     Vi su a l i z a t i o n   Su     Su p e r v i s i o n   P     P r o j e c t   a d mi n i st r a t i o n   Fu     Fu n d i n g   a c q u i si t i o n         CO NF L I C T   O F   I N T E R E S T   ST A T E M E NT   Au th o r s   s tate  n o   co n f lict o f   in t er est.       I NF O RM E CO NS E N T   W h av o b tain ed   in f o r m ed   c o n s en t f r o m   all  in d iv id u als in c lu d ed   in   t h is   s tu d y .         E T H I CAL AP P RO V AL   No ap p licab le.   T h e   s tu d y   is   b ased   s o lely   o n   ae r ial  im a g er y   ac q u ir ed   f r o m   a g r icu ltu r al   f ield s   an d   d o es n o t in v o lv h u m an   p ar tic ip an ts ,   an im als,  o r   s en s itiv p e r s o n al  d ata.       DATA AV AI L AB I L I T   T h p r im a r y   UAV  d ataset  co llected   in   Me r a u k ( 1 , 3 1 8   im a g es;  5 2 8 0 × 2 9 7 0   p ix els)  an d   t h cu r ate d   s ec o n d ar y   im ag d ataset  ( 4 , 0 5 0   im ag es;  5 2 8 0 ×2 9 7 0   p ix els)  u s ed   f o r   m o d el  tr ain i n g   an d   ev alu atio n   a r Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.