Research Article

Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması

Number: 44 December 31, 2022
TR EN

Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması

Abstract

Mısır, dünyanın birçok yerinde temel gıda olarak kullanılmaktadır. Mısır, yağ ve yüksek fruktozlu mısır şurubu yapmak için kullanılabilecek iyi bir nişasta kaynağıdır. Mısır ve mısır unu çok hayati ürünler olduğundan, Yanık, Pas ve Gri Yaprak Lekesi gibi bazı hastalıkların erken teşhisiyle bitkilerin iyileştirilmesini sağlanarak ürün kalitesinin düşmesi önlenebilecektir. Bu sayede hem ürünün kalitesi hem de elde edilen ürün miktarı arttırılabilmektedir. Bu çalışmada, Evrişimli Sinir Ağı (CNN) tabanlı VGG-19, DenseNet-201 ve NasNet-Large modelleri kullanılarak mısır yaprağı görüntülerinden öznitelik çıkarımı yapılmıştır. Veri setindeki dengesizliğin giderilmesi için Sentetik Azınlık Yüksek Örnekleme Tekniği (SMOTE) yöntemi ile balans ayarı yapılmıştır. Öznitelik sayısını düşürmek için boyut indirgeme yöntemlerinden Temel Bileşen Analizi (PCA) kullanılmıştır. Mısır yaprağındaki hastalıkları sınıflandırmak amacıyla Destek-Vektör Makinaları (SVMs) algoritması kullanılmıştır. Algoritmanın performansını artırmaya yönelik GridSearchCV yaklaşımı ile mısır yapraklarındaki hastalıkları tanımlamak için Kernel function ve Box constrain hiperparametreleri optimize edilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlar genel erişime açık Kaggle mısır veya mısır yaprağı hastalığı veri kümesi üzerinde test edilmiştir. Elde edilen deneysel sonuçlarda sadece CNN ile özellik çıkarımı yapılan görüntülerin LibSVM ile sınıflandırılmasında 4 sınıf için sırasıyla %94,5, %94,4, %94,3, ve %96,2 doğruluk oranlarına ve %94,3 ağırlıklı ortalamaya ulaşılmıştır. Önerilen yöntem kullanılarak LibSVM ile 4 sınıf için sırasıyla %96,7, %96,7, %96,7 ve %97,8 doğruluk oranlarına ve %96,7 ağırlık ortalamaya ulaşılmıştır. Böylece önerilen yöntemle elde edilen sınıflandırma doğruluğunda optimizasyon yapılmadan elde edilen sınıflandırma doğruluğuna göre birinci sınıf için %2,2, ikinci sınıf için %2,3, üçüncü sınıf için %2,4 ve dördüncü sınıf için %1,6, bununla birlikte ağırlıklı ortalamada %2,4 oranında iyileşme sağlandığı görülmüştür.

Keywords

References

  1. Akpınar, H. (2014). Data: Veri Madenciliği Veri Analizi, 1. baskı. Papatya Yayıncılık Eğitim, İstanbul.
  2. Al-Amin, M., Karim, D. Z., & Bushra, T. A. (2019, December). Prediction of rice disease from leaves using deep convolution neural network towards a digital agricultural system. In 2019 22nd International Conference on Computer and Information Technology (ICCIT) (pp. 1-5). IEEE.
  3. Albawi, S., Mohammed, T. A., & Al-Zawi, S. (2017, August). Understanding of a convolutional neural network. In 2017 international conference on engineering and technology (ICET) (pp. 1-6). Ieee.
  4. Ali, H., Maulud, A. S., Zabiri, H., Nawaz, M., Suleman, H., & Taqvi, S. A. A. (2022). Multiscale Principal Component Analysis-Signed Directed Graph Based Process Monitoring and Fault Diagnosis. ACS omega, 7(11), 9496-9512.
  5. Arık, A. O. (2021, Jan 14). Medium: https://okanarik.medium.com/smote-synthetic-minority-oversampling-technique-c52d4fbec47e. Erişim: 04.10.2022
  6. Atallah, R., & Al-Mousa, A. (2019, October). Heart disease detection using machine learning majority voting ensemble method. In 2019 2nd international conference on new trends in computing sciences (ictcs) (pp. 1-6). IEEE.
  7. Bhange, M., & Hingoliwala, H. A. (2015). Smart farming: Pomegranate disease detection using image processing. Procedia computer science, 58, 280-288.
  8. Campus, P. (2012). Inoculation methods and disease rating scales for maize diseases. (Revised). Directorate of Maize Research, New Delhi.

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Engineering

Journal Section

Research Article

Publication Date

December 31, 2022

Submission Date

December 8, 2022

Acceptance Date

December 21, 2022

Published in Issue

Year 2022 Number: 44

APA
Ciran, A., & Özbay, E. (2022). Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, 44, 74-83. https://doi.org/10.31590/ejosat.1216356
AMA
1.Ciran A, Özbay E. Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması. EJOSAT. 2022;(44):74-83. doi:10.31590/ejosat.1216356
Chicago
Ciran, Ahmet, and Erdal Özbay. 2022. “Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu Ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, nos. 44: 74-83. https://doi.org/10.31590/ejosat.1216356.
EndNote
Ciran A, Özbay E (December 1, 2022) Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 44 74–83.
IEEE
[1]A. Ciran and E. Özbay, “Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması”, EJOSAT, no. 44, pp. 74–83, Dec. 2022, doi: 10.31590/ejosat.1216356.
ISNAD
Ciran, Ahmet - Özbay, Erdal. “Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu Ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi. 44 (December 1, 2022): 74-83. https://doi.org/10.31590/ejosat.1216356.
JAMA
1.Ciran A, Özbay E. Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması. EJOSAT. 2022;:74–83.
MLA
Ciran, Ahmet, and Erdal Özbay. “Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu Ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Avrupa Bilim Ve Teknoloji Dergisi, no. 44, Dec. 2022, pp. 74-83, doi:10.31590/ejosat.1216356.
Vancouver
1.Ahmet Ciran, Erdal Özbay. Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması. EJOSAT. 2022 Dec. 1;(44):74-83. doi:10.31590/ejosat.1216356

Cited By