Deteksi Hama Penyakit Daun Padi Dengan Menggunakan Teknik Optimasi Deep Learning Convolutional Neural Network

Authors

    Panji Novantara( 1 ) Risteruw Leonardo Firmansyah( 2 ) Marrilyn Arismawati( 3 )

    (1) Universitas Kuningan
    (2) Universitas Kuningan
    (3) Universitas Kuningan

DOI:


https://doi.org/10.32877/bt.v7i3.2284

Keywords:


Augmentasi, Convolutional Neural Network (CNN), Penyakit daun padi , Rapid Application Development (RAD) , Teknik Optimasi

Abstract

Budidaya padi memegang peranan penting dalam ketahanan pangan nasional, namun sering terhambat oleh serangan penyakit daun yang berdampak signifikan terhadap penurunan produksi. Untuk menjawab tantangan tersebut, penelitian ini merancang sebuah aplikasi berbasis algoritma Convolutional Neural Network (CNN) guna mengklasifikasi penyakit daun padi secara otomatis dan akurat. Pengumpulan data dilakukan melalui observasi langsung di Gapoktan (Gabungan Kelompok Tani) Kabupaten Kuningan, wawancara dengan petani, studi literatur, serta pengembangan sistem menggunakan pendekatan Rapid Application Development (RAD) yang memungkinkan pembangunan aplikasi secara cepat dan terstruktur. Model Convolutional Neural Network (CNN) yang dibangun diuji menggunakan 480 gambar sampel dan menghasilkan akurasi tinggi sebesar 97,75%. Nilai F1-Score yang diperoleh yaitu 0,97 untuk Brown Spot, 0,921 untuk Blast, 0,871 untuk Hispa, dan 0,952 untuk daun sehat. Hasil ini menunjukkan bahwa aplikasi mampu mendeteksi penyakit secara dini, sehingga petani dapat segera mengambil tindakan preventif untuk meminimalkan kerugian hasil panen. Untuk meningkatkan performa, disarankan penerapan Model teknik optimasi yang diterapkan dalam proses model CNN (Convolutional Neural Network ) seperti perluasan dataset, variasi teknik augmentasi data set, serta evaluasi terhadap gambar dengan kompleksitas tinggi. Pengembangan ke klasifikasi penyakit lainnya juga sangat potensial. Secara keseluruhan, aplikasi ini berpeluang besar mendukung pertanian digital dan mewujudkan sistem pertanian padi yang lebih berkelanjutan dan modern.

Downloads

References

R. A. Saputra, S. Wasiyanti, A. Supriyatna, and D. F. Saefudin, “Penerapan Algoritma Convolutional Neural Network Dan Arsitektur MobileNet Pada Aplikasi Deteksi Penyakit Daun Padi,” Swabumi, vol. 9, no. 2, pp. 184–188, 2021, doi: 10.31294/swabumi.v9i2.11678.

S. Sheila, I. Permata Sari, A. Bagas Saputra, M. Kharil Anwar, and F. Restu Pujianto, “Deteksi Penyakit Pada Daun Padi Berbasis Pengolahan Citra Menggunakan Metode Convolutional Neural Network (CNN),” Multinetics, vol. 9, no. 1, pp. 27–34, 2023, doi: 10.32722/multinetics.v9i1.5255.

A. R. Rasjava, A. W. Sugiyarto, Y. Kurniasari, and S. Y. Ramadhan, “Detection of Rice Plants Diseases Using Convolutional Neural Network (CNN),” Proceeding International Conference on Science and Engineering, vol. 3, no. April, pp. 393–396, 2020, doi: 10.14421/icse.v3.535.

Y. Wang, H. Wang, and Z. Peng, “Rice diseases detection and classification using attention based neural network and bayesian optimization,” Expert Syst Appl, vol. 178, 2021, doi: 10.1016/j.eswa.2021.114770.

I. Okten and U. Yuzgeç, “Rice Plant Disease Detection Using Image Processing and Probabilistic Neural Network,” Lecture Notes of the Institute for Computer Sciences, Social-Informatics and Telecommunications Engineering, LNICST, vol. 436 LNICST, no. May, pp. 82–94, 2022, doi: 10.1007/978-3-031-01984-5_7.

A. Yekurke, G. Sonawane, H. Chavan, P. Thote, and A. Phapale, “Sentiment Analysis using Naïve Bayes, CNN, SVM,” International Research Journal of Engineering and Technology, vol. 9, no. 4, pp. 694–698, 2022, [Online]. Available: www.irjet.net

R. Kumar, G. Baloch, P. Pankaj, A. B. Buriro, and J. Bhatti, “Fungal Blast Disease Detection in Rice Seed using Machine Learning,” International Journal of Advanced Computer Science and Applications, vol. 12, no. 2, pp. 248–258, 2021, doi: 10.14569/IJACSA.2021.0120232.

S. Suhendar, A. Purnama, and E. Fauzi, “Deteksi Penyakit Pada Daun Tanaman Ubi Jalar Menggunakan Metode Convolutional Neural Network,” Jurnal Ilmiah Informatika Global, vol. 14, no. 3, pp. 62–67, 2023, doi: 10.36982/jiig.v14i3.3478.

A. V. S. Rao, G. J. Reddy, V. Madhuri, and A. V. S. Rao, “a Novel Technique Predicting the Rice Leaf Diseases Using Convolutional Neural Network,” ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences, vol. 19, no. 4, pp. 232–240, 2024, doi: 10.59018/022437.

C. G. Simhadri, H. K. Kondaveeti, V. K. Vatsavayi, A. Mitra, and P. Ananthachari, “Deep learning for rice leaf disease detection: A systematic literature review on emerging trends, methodologies and techniques,” Information Processing in Agriculture, no. May, 2024, doi: 10.1016/j.inpa.2024.04.006.

L. Feng, B. Wu, Y. He, and C. Zhang, “Hyperspectral Imaging Combined With Deep Transfer Learning for Rice Disease Detection,” Front Plant Sci, vol. 12, no. September, pp. 1–14, 2021, doi: 10.3389/fpls.2021.693521.

P. Ujawe, P. Gupta, and S. Waghmare, “Identification of Rice Plant Disease Using Convolution Neural Network Inception V3 and Squeeze Net Models,” International Journal of Intelligent Systems and Applications in Engineering, vol. 11, no. 7s, pp. 526–535, 2023.

C. G. Simhadri and H. K. Kondaveeti, “Automatic Recognition of Rice Leaf Diseases Using Transfer Learning,” Agronomy, vol. 13, no. 4, 2023, doi: 10.3390/agronomy13040961.

S. Clara, D. Laksmi Prianto, R. Al Habsi, E. Friscila Lumbantobing, and N. Chamidah, “Implementasi Seleksi Fitur Pada Algoritma Klasifikasi Machine Learning Untuk Prediksi Penghasilan Pada Adult Income Dataset,” Seminar Nasional Mahasiswa Ilmu Komputer dan Aplikasinya (SENAMIKA) Jakarta-Indonesia, vol. 2, no. 1, pp. 741–747, 2021.

J. T. Elektro, “Application of faster r-cnn deep learning method for rice plant disease detection,” Jurnal Teknik Elektro, Teknologi Informasi dan Komputer, vol. 8, no. 2, pp. 111–118, 2024.

M. SARDOGAN, Y. OZEN, and A. TUNCER, “Detection of Apple Leaf Diseases using Faster R-CNN,” Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, vol. 8, no. 1, pp. 1110–1117, 2020, doi: 10.29130/dubited.648387.

D. Normawati and S. A. Prayogi, “Implementasi Naïve Bayes Classifier Dan Confusion Matrix Pada Analisis Sentimen Berbasis Teks Pada Twitter,” Jurnal Sains Komputer & Informatika (J-SAKTI, vol. 5, no. 2, pp. 697–711, 2021.

J. Sabtu, M. K. G. Umar, and R. S. Sukur, “Implementasi Metode Rapid Application Development ( RAD ) Dalam Rancangan Sistem Informasi Pelayanan Administrasi,” Jurnal Teknoinfo, vol. 16, no. 2, pp. 277–290, 2022.

S. Sathyanarayanan and B. R. Tantri, “Confusion Matrix-Based Performance Evaluation Metrics,” African Journal of Biomedical Research, no. November, 2024, doi: 10.53555/AJBR.v27i4S.4345.

K. Riehl, M. Neunteufel, and M. Hemberg, “Hierarchical confusion matrix for classification performance evaluation,” J R Stat Soc Ser C Appl Stat, vol. 72, no. 5, pp. 1394–1412, 2023, doi: 10.1093/jrsssc/qlad057.

Downloads

Published

2025-04-10

How to Cite

[1]
P. Novantara, Risteruw Leonardo Firmansyah, and Marrilyn Arismawati, “Deteksi Hama Penyakit Daun Padi Dengan Menggunakan Teknik Optimasi Deep Learning Convolutional Neural Network”, bit-Tech, vol. 7, no. 3, pp. 975–983, Apr. 2025.

Issue

Section

Articles
DOI : https://doi.org/10.32877/bt.v7i3.2284
Abstract views: 34 / PDF downloads: 26