Araştırma Makalesi

Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması

Sayı: 44 31 Aralık 2022
PDF İndir
TR EN

Ön-Eğitimli CNN Mimarilerinin Füzyonu ile Mısır Yaprağı Hastalıklarının Sınıflandırılması

Öz

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.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

  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.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Mühendislik

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yayımlanma Tarihi

31 Aralık 2022

Gönderilme Tarihi

8 Aralık 2022

Kabul Tarihi

21 Aralık 2022

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2022 Sayı: 44

Kaynak Göster

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

Cited By