Research Article

Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması

Volume: 13 Number: 2 June 1, 2023
EN TR

Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması

Abstract

Çeltik, temel bir gıda kaynağıdır ve endüstride sıkça kullanılan nadir bitkilerden biridir. Çeltik yaprak hastalıklarının erken teşhisi, ekin hasarını en aza indirmek için büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda, derin öğrenme tabanlı bilgisayar destekli sistemler, ziraat sektöründe oldukça önem kazanmış ve çeşitli uygulamalarda etkin rol almıştır. Bu sistemler, hastalıkların erken teşhis edilmesine yardımcı olmakla kalmayıp, aynı zamanda tarım alanında çalışanlara da ikincil bir yardımcı olarak katkı sağlamaktadır. Bu çalışma, çeltik yapraklarında bulunan hastalıkların erken teşhisinde derin öğrenme yöntemlerinin etkinliğini araştırmayı amaçlamaktadır. Bu amaç doğrultusunda, VGG, ResNet, DenseNet, EfficientNet, Inception ve Xception gibi en popüler evrişimsel sinir ağları (CNN), halka açık Paddy Doctor veri seti üzerinde değerlendirilmiştir. Her bir modele, veri ön işleme, veri artırma, hiper-parametre optimizasyonu ve öğrenme aktarımı gibi güncel teknikler uygulanarak test setindeki teşhis doğruluğunun başarımı arttırılmıştır. Ayrıca her bir mimarideki modellerin birbirine ve diğer mimarilerdeki modellere göre çeltik yapraklarındaki hastalıkların teşhisindeki başarımları detaylı bir şekilde karşılaştırılmıştır. Deneysel sonuçlar, EfficientNetv2_Small modelinin %98.01 test doğruluğu ve %97.99 F1-skor değerleriyle tüm modellerden daha iyi performans sergilediğini ve literatürdeki diğer çalışmaları geride bıraktığını göstermiştir. Bu çalışma, CNN mimarilerinin yüksek bir performans gösterdiğini ve bu tür hastalıkların erken teşhisinde ziraat mühendislerine ve çiftçilere etkili bir şekilde yardımcı olabileceğini göstermektedir

Keywords

References

  1. Agarwal, M., Singh, A., Arjaria, S., Sinha, A., ve Gupta, S. (2020). ToLeD: Tomato Leaf Disease Detection using Convolution Neural Network. Procedia Computer Science, 167, 293-301. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.03.225
  2. Agus, F., Ihsan, M., Khairina, D. M., ve Candra, K. P. (2019). Expert System for Rice Plant Disease Diagnosis. In: vol.
  3. Akila, M., ve Deepan, P. (2018). Detection and classification of plant leaf diseases by using deep learning algorithm. International Journal of Engineering Research ve Technology (IJERT), 6(7), 1-5.
  4. An, C., Sun, C., Li, N., Huang, B., Jiang, J., Shen, Y., Wang, C., Zhao, X., Cui, B., ve Wang, C. (2022). Nanomaterials and nanotechnology for the delivery of agrochemicals: strategies towards sustainable agriculture. Journal of Nanobiotechnology, 20(1), 1-19.
  5. Arnal Barbedo, J. G. (2019). Plant disease identification from individual lesions and spots using deep learning. Biosystems Engineering, 180, 96-107. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2019.02.002
  6. Asad, M. H., ve Bais, A. (2020). Weed detection in canola fields using maximum likelihood classification and deep convolutional neural network. Information Processing in Agriculture, 7(4), 535-545. https://doi.org/https://doi.org/10.1016/j.inpa.2019.12.002
  7. Athiraja, A., ve Vijayakumar, P. (2021). RETRACTED ARTICLE: Banana disease diagnosis using computer vision and machine learning methods. Journal of Ambient Intelligence and Humanized Computing, 12(6), 6537-6556.
  8. Atole, R. R., ve Park, D. (2018). A multiclass deep convolutional neural network classifier for detection of common rice plant anomalies. International Journal of Advanced Computer Science and Applications, 9(1).

Details

Primary Language

Turkish

Subjects

Computer Software

Journal Section

Research Article

Early Pub Date

May 27, 2023

Publication Date

June 1, 2023

Submission Date

March 15, 2023

Acceptance Date

March 29, 2023

Published in Issue

Year 2023 Volume: 13 Number: 2

APA
Vezıroglu, E., Pacal, I., & Coşkunçay, A. (2023). Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması. Journal of the Institute of Science and Technology, 13(2), 792-814. https://doi.org/10.21597/jist.1265769
AMA
1.Vezıroglu E, Pacal I, Coşkunçay A. Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13(2):792-814. doi:10.21597/jist.1265769
Chicago
Vezıroglu, Erkan, Ishak Pacal, and Ahmet Coşkunçay. 2023. “Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology 13 (2): 792-814. https://doi.org/10.21597/jist.1265769.
EndNote
Vezıroglu E, Pacal I, Coşkunçay A (June 1, 2023) Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması. Journal of the Institute of Science and Technology 13 2 792–814.
IEEE
[1]E. Vezıroglu, I. Pacal, and A. Coşkunçay, “Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması”, J. Inst. Sci. and Tech., vol. 13, no. 2, pp. 792–814, June 2023, doi: 10.21597/jist.1265769.
ISNAD
Vezıroglu, Erkan - Pacal, Ishak - Coşkunçay, Ahmet. “Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology 13/2 (June 1, 2023): 792-814. https://doi.org/10.21597/jist.1265769.
JAMA
1.Vezıroglu E, Pacal I, Coşkunçay A. Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması. J. Inst. Sci. and Tech. 2023;13:792–814.
MLA
Vezıroglu, Erkan, et al. “Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması”. Journal of the Institute of Science and Technology, vol. 13, no. 2, June 2023, pp. 792-14, doi:10.21597/jist.1265769.
Vancouver
1.Erkan Vezıroglu, Ishak Pacal, Ahmet Coşkunçay. Derin Evrişimli Sinir Ağları Kullanılarak Pirinç Hastalıklarının Sınıflandırılması. J. Inst. Sci. and Tech. 2023 Jun. 1;13(2):792-814. doi:10.21597/jist.1265769

Cited By