بهینه سازی عملکرد دستگاه های درجه بندی سیب با استفاده از شناسایی لهیدگی و دمگل سیب و تکنیک ماشین بینایی

نویسندگان
1 کارشناس ارشد رشته مکانیک ماشین های کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس
2 کارشناس ارشد رشته مکانیک ماشین های کشاورزی، دانشگاه شیراز
چکیده
چکیده میوه سیب از جمله محصولات باغی بسیار ارزشمند از لحاظ غذایی به شمار می‌آید و تولید آن در کشور ما از جایگاه بالایی در زمینه اشتغال زایی و ارزآوری برخوردار است. از میان روشهای غیر مخرب کنترل کیفی سیب، فناوری ماشین بینایی چشم اندازی مطمئن برای دستیابی به سرعت، کیفیت ارزیابی بالاتر و حصول بهره وری بیشتر برای این محصول ترسیم نموده است. تشخیص لهیدگی سیب در بسیاری از موارد با تشخیص دمگل همپوشانی داشته و این امر بکارگیری ماشین بینایی را به منظور درجه بندی کیفی سیب با چالش جدی مواجه می نماید. پژوهش حاضر به منظور رفع چالش مذکور و افزایش دقت عملکرد سیستم های درجه بندی سیب صورت پذیرفت. به منظور تحقق این امر دو الگوریتم جداگانه بر اساس رنگ برای شناسایی لهیدگی و دمگل در نرم افزار Matlab طراحی گردید. برای الگوریتم لهیدگی دقت %14/97 و برای الگوریتم دمگل دقت %100 بدست آمد. سپس با ادغام این دو الگوریتم یک الگوریتم جامع بدست آمد که دارای دقت %29/94 می باشد. در ادامه آزمایشاتی جهت بررسی احتمالی افزایش دقت در شناسایی لهیدگی با گذشت زمان نگهداری توسط الگوریتم لهیدگی انجام گرفت. نتایج حاکی از آنست که کیفیت تشخیص لهیدگی توسط این الگوریتم به تدریج افزایش یافته و پس از دو تا سه روز به ثبات مطلوبی می رسد. همچنین الگوریتم دیگری که ویژگیهای خاصی از شکل تصاویر لهیدگی و دمگل از جمله میزان گِرد بودن، نسبت مساحت به مربع محیط آن ناحیه و نیز ضریب تغییراتِ (cv) فواصل نقاط روی لبه از مرکز ثقل تصویر را استخراج می نمود، طراحی گردید و سپس همراه با به کارگیری فناوری شبکه های عصبی مصنوعی لهیدگی و دمگل با دقت %100 از یکدیگر تمییز داده شدند که اثباتی بر لزوم استفاده از این تکنیک در تلفیق با روش های ماشین بینایی جهت افزایش دقت کارایی دستگاه های درجه بند می باشد.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Optimization of apple fruit sorter performance by detecting bruise and pedicle using machine vision technique

نویسندگان English

Samira Karimi 1
Ashkan Nikian 2
Abuzar Velayati 2
چکیده English

Apple fruit is one of the most worthy garden Product with high nutritional Value and its production in Iran makes more job and Exchange technology. From different apple Non-destructive quality control methods, machine vision technology achieves the more speed, quality, greater productivity and higher valuation for the product. Usually, apple bruise overlaps with Peduncle and in these causes, serious problems of recognition for quality sorting occurs. In this research work it was tried to work out this problem and to increase the sorting systems performance precision. In order to accomplish this, two separate algorithms based on color to identify bruise and pedicle was designed in Matlab. It was achieved 97.14% accuracy for the bruise algorithm and 100% accuracy for the pedicle algorithm. Then with integration of these two algorithms, an algorithm was achieved with 94.29% accuracy. Further experiments to investigate the possibility of increasing the accuracy in detecting bruise with time maintenance was performed by the bruise algorithm. The results indicate that the bruise detection quality by this algorithm gradually increased and after two to three days it reaches the desired consistency. Another algorithm with special properties of bruise and pedicle pictures shape such as roundness value, ratio of area to Perimeter square and also coefficient of variation (cv) of distances of spaced points on the edge from center of gravity of picture was designed. Then bruise and pedicle were distinguished from each other with an accuracy of 100% with this algorithm along with the ANN which it proving the importance of using these techniques, combined with machine vision techniques to increase the accuracy of sorting machines performance.

کلیدواژه‌ها English

Apple Bruise
Machine Vision
ANN
Algorithm