Timely and accurate diagnosis of diseases encountered by sugar cane plants is crucial for agricultural activities. Traditional approaches have difficulties that require subjective, laborious, and expert judgment. In line with these needs, a deep learning-based model that automatically classifies diseases was developed in this study. The Sugarcane Leaf Disease dataset used in the research consists of 2521 images of 5 classes: red rot, mosaic, rust, yellow diseases, and healthy. The photos were multiplied using the data augmentation technique. In the study, a hybrid approach was preferred, and four different deep learning models were used. Transfer learning was performed using ImageNet weights in all models selected, including DenseNet, InceptionResNet, MobileNet, and Xception. For DenseNet and MobileNet, the image inputs are 224×224; for Xception and InceptionResNet, the input values are 299×299. In the models, the batch size is 32, global average pooling, and the activation function “relu” is used in fully connected layers. In the last layers of all models, first a dropout layer with a value of 0.5 was used, then a fully connected layer with 1000 neurons was used.1000 features from each model's last fully connected layer, a total of 4000 features, were classified with a Support Vector Machine (SVM). With Rbf kernel and C:100, gamma=0.001 hyperparameters, 92.61% accuracy, 92.66% precision, 92.54% sensitivity, and 92.57% F1 measurements were obtained. The RepeatedStratifiedKfold 5-fold cross-validation technique and GridCVSearch method, optimizing hyperparameters, were used in experimental studies. The results showed that the model could be a potential decision support system alternative to traditional methods.
Şeker kamışı bitkisinde karşılaşılan hastalıkların zamanında ve doğru teşhisi tarımsal faaliyetler açısından büyük önem taşımaktadır. Geleneksel yaklaşımların öznel, iş gücü ve uzman görüşü gerektiren zorlukları bulunmaktadır. Bu ihtiyaçlar doğrultusunda bu çalışmada hastalıkları otomatik olarak sınıflandıran derin öğrenme tabanlı bir model geliştirilmiştir. Araştırmada kullanılan Sugarcane Leaf Disease veri seti kırmızı çürüklük, mozaik, pas, sarı hastalıkları ve sağlıklı olmak üzere 5 sınıftan oluşan toplam 2521 adet görüntüden oluşmaktadır. Görüntüler veri artırma tekniği kullanılarak çoğaltılmıştır. Çalışmada hibrit yaklaşım tercih edilmiş ve dört farklı derin öğrenme modeli kullanılmıştır. DenseNet, InceptionResNetV2, MobileNet ve Xception olmak üzere seçilen tüm modellerde ImageNet ağırlıkları kullanılarak transfer öğrenmesi gerçekleştirilmiştir. DenseNet ve MobileNet için görüntü girişleri 224x224; Xception ve InceptionResNet için giriş değerleri 299x299'dur. Modellerde toplu boyut 32, global ortalama havuzlama ve tam bağlı katmanlarda aktivasyon fonksiyonu “relu” kullanılmıştır. Tüm modellerin son katmanlarında önce 0.5 değerine sahip bırakma katmanı ardından 1000 nöronlu bir tam bağlantılı katman kullanıldı. Her modelin son tam bağlantılı katmanından 1000 özellik, toplam 4000 özellik Destek Vektör Makinesi (DVM) ile sınıflandırıldı. Rbf çekirdeği ve C:100, gamma=0.001 hiper parametresi ile %92.61 doğruluk, %92.66 kesinlik, %92.54 duyarlılık ve %92.57 F1 ölçümleri elde edildi. Deneysel çalışmalarda RepeatedStratifiedKfold 5 katlı çapraz doğrulama tekniği ve hiper parametreleri optimize eden GridCVSearch yöntemi kullanıldı. Sonuçlar, modelin geleneksel yöntemlere alternatif olabilecek potansiyel bir karar destek sistemi olabileceğini gösterdi.
| Primary Language | Turkish |
|---|---|
| Subjects | Artificial Intelligence (Other) |
| Journal Section | July |
| Authors | |
| Publication Date | July 29, 2025 |
| Submission Date | June 2, 2025 |
| Acceptance Date | July 2, 2025 |
| Published in Issue | Year 2025 Volume: 2 Issue: 1 |