عادل بخشی پور
-
آلو یکی از میوه های مغذی و محبوب در کشور ایران محسوب می شود. بسته به کیفیت میوه تازه قبل از برداشت و چگونگی فرایند خشک شدن، درجات کیفی مختلفی از این میوه به صورت آلو خشک تولید می شود. در این پژوهش از یک سامانه بینایی رایانه ای و الگوریتم های یادگیری ماشین به منظور طبقه بندی آلو خشک به سه درجه کیفی مختلف استفاده شد. ویژگی های مختلف رنگی، شکلی و بافتی از تصاویر نمونه های آلو خشک استخراج شدند و به صورت مجزا و در ترکیب با همدیگر برای توسعه الگوریتم های طبقه بندی شبکه های عصبی پرسپترون چندلایه (MLP)، ماشین بردار پشتیبان (SVM)، آنالیز تشخیصی خطی (LDA)، و درخت تصمیم (DT) استفاده شدند. به منظور کاهش تعداد ویژگی ها و استخراج ویژگی های مهم تر از روش انتخاب ویژگی انتخاب ویژگی مبتنی بر همبستگی (CFS) استفاده شد. نتایج نشان داد که ترکیب ویژگی های مختلف استخراج شده از تصویر در مقایسه با ویژگی های رنگی، بافتی یا مورفولوژیکی به صورت مجزا، باعث افزایش دقت طبقه بندی می شود. در این راستا، مدل DT از نوع جنگل تصادفی (RF) با استفاده از ترکیب ویژگی های تصویر و الگوریتم انتخاب ویژگی CFS دارای بیشترین دقت طبقه بندی در مراحل آموزش و ارزیابی بود. مقادیر مجذور میانگین مربعات خطا (RMSE) و دقت مدل CFS-DT به ترتیب در مرحله آموزش برابر با 1958/0 و 75/93 درصد، و در مرحله ارزیابی برابر با 2110/0 و 67/91 درصد به دست آمدند. با توجه به این پارامترهای عملکردی و ماهیت سامانه های بینایی رایانه ای، می توان از نتایج حاصل از این پژوهش جهت توسعه یک سامانه دقیق، سریع و ارزان جهت درجه بندی کیفی آلو خشک استفاده کرد.
کلید واژگان: انتخاب ویژگی, پردازش تصویر, جنگل تصادفی, طبقه بندی, میوه خشکPlum is one of the nutritious and popular fruits in Iran. Depending on the quality of the fresh fruit before harvesting and the drying process, different quality grades of this fruit are produced as dried plums. In this research, a computer vision system and machine learning algorithms were used to classify dried plums into three different quality grades. Different color, shape, and texture features were extracted from the images of dried plum samples, and were used separately and in combination with each other for developing classification algorithms of Multilayer Perceptron (MLP) neural networks, Support Vector Machine (SVM), Linear Discrimination Analysis (LDA) and Decision Tree (DT). In order to reduce the number of features and to extract more important features, the Correlation-based Feature Selection (CFS) method was used. Results showed that the combination of different image-extracted features increases the classification accuracy, compared to individual color, shape, or texture features. In this regard, the Random Forest (RF) DT model using the combination of image features and CFS feature selection algorithm had the highest classification accuracy in the training and evaluation stages. The values of Root Mean Squared Error (RMSE) and accuracy of this model were obtained equal to 0.1958 and 93.75% in the training stage, and equal to 0.2110 and 91.67% in the evaluation phase, respectively. Considering these performance parameters and the nature of machine vision systems, the results of this research can be used to develop an accurate, fast, and inexpensive system for the quality grading of dried plums.
Keywords: Feature Selection, Image Processing, Random Forest, Classification, Dried Fruit -
در پژوهش حاضر از یک سامانه خشک کن تسمه نقاله ای پیوسته ترکیبی شامل آبگرمکن خورشیدی و لامپ های مادون قرمز تامین شونده با انرژی خورشیدی برای خشک کردن برگ های رزماری استفاده شد و مشخصات عملکرد آن از نظر زمان خشک شدن، انرژی مصرفی کل، نسبت انرژی خورشیدی و بازده انرژی مورد ارزیابی قرار گرفت. در هر آزمایش مقادیر 300 گرمی از برگ های تازه برداشت شده رزماری در دمای هوای 50 درجه سلسیوس و مقادیر مختلف سرعت جریان هوای ورودی (7، 8 و 9 متر بر ثانیه) و توان لامپ مادون قرمز (0، 150 و 300 وات) تحت فرایند خشک شدن قرار گرفتند. نقطه بهینه برای شرایط کاری سامانه خشک کن با استفاده از روش سطح پاسخ با انتخاب مقادیر مناسب برای سرعت هوای ورودی و توان مادون قرمز بر اساس این معیارها تعیین شد: به حداقل رساندن زمان خشک شدن، به حداقل رساندن انرژی مصر فی کل، به حداکثر رساندن بازده انرژی و به حداکثر رساندن نسبت انرژی خورشیدی. بر این اساس، نقطه بهینه انتخابی شامل توان مادون قرمز 300 وات و سرعت هوای 85/8 متر بر ثانیه بود. تحت شرایط تعریف شده، مشخصات عملکردی سامانه خشک کن شامل زمان خشک کردن، انرژی مصرفی کل، بازده انرژی و نسبت خورشیدی به ترتیب برابر با 13/149 دقیقه، kJ 91/3868، 37/52 درصد و 57/0 بدست آمد. با توجه به یافته های این تحقیق می توان نتیجه گرفت که بکارگیری سامانه های خشک کن توسعه یافته می تواند تا حد قابل توجهی نیاز به منابع سوخت فسیلی را کاهش داده و منجر به راندمان عملکردی قابل قبول در فرایند خشک کردن گیاهان دارویی شود.کلید واژگان: بهینه سازی, روش سطح پاسخ, خشک کن, انرژی خورشیدی, بازده انرژیThe current research used a hybrid conveyor belt drying system, including a solar water heater and solar-powered infrared lamps, to dry rosemary leaves. Its performance characteristics were evaluated regarding drying time, total energy consumption, solar energy ratio and energy efficiency. In each experiment, 300 g of freshly harvested rosemary leaves at a drying air temperature of 50 °C and different values of inlet air velocity (7, 8 and 9 m/s) and infrared lamp power (0, 150 and 300 W) were fed into in the drying system. The optimum point for the working of the drying system was determined using Response Surface Method (RSM) by selecting the appropriate values for the inlet air velocity and infrared power based on these criteria: to minimize drying time, to minimize total energy consumption, to maximize energy efficiency, and to maximize solar energy ratio. Accordingly, the selected optimum point included infrared power of 300 W and an air velocity of 8.85 m/s. Under the defined conditions, the performance characteristics of the drying system, including drying time, total energy consumption, energy efficiency and solar ratio, were equal to 149.13 minutes, 3868.91 kJ, 52.37% and 0.75, respectively. According to the findings of this study, it can be concluded that using a developed drying system can significantly reduce the need for fossil fuel resources and lead to an acceptable performance efficiency in the drying process of medical plants.Keywords: Optimization, Response Surface Method, Dryer, Solar Energy, Energy Efficiency
-
برداشت میوه در زمان نامناسب مهمترین عامل کاهش کیفیت، بازارپسندی و عمر پس از برداشت میوه کیوی است. در این پژوهش، تاثیر زمان های مختلف برداشت بر ویژگی های کیفی، ارزش غذایی و خواص ارگانولپتیک میوه دو ژنوتیپ جدید کیوی فروت با گوشت قرمز و زرد بررسی شد. میوه های هر دو ژنوتیپ در شش زمان مختلف 130، 140، 150، 160، 170 و 180 روز پس از مرحله تمام گل برداشت شدند. نتایج نشان داد میوه هایی که 180 روز پس از تمام گل برداشت شدند، میانگین وزن، طول، قطر میوه، درصد ماده خشک، محتوای مواد جامد محلول و قند محلول کل بالاتری داشتند. این در حالی است که اسید قابل عیارسنجی آن ها نسبت به میوه هایی که زودتر برداشت شده بودند، کمتر بود. دامنه میزان مواد جامد محلول در ژنوتیپ گوشت زرد بین 80/6 و 66/11 و در ژنوتیپ گوشت قرمز بین90/6 و 70/13 درجه بریکس متغیر بود. با تاخیر در زمان برداشت میزان فنول کل، آسکوربیک اسید، ظرفیت آنتی اکسیدانی کل با دو روش DPPH و FRAP، و زاویه هیوی پریکارپ بیرونی و درونی میوه ها در هر دو ژنوتیپ کاهش پیدا کرد. محتوای آسکوربیک اسید در ژنوتیپ گوشت قرمز از 34/90 به 57/75 میلی گرم در 100 گرم و در ژنوتیپ گوشت زرد از 83/74 به 62/50 میلی گرم در 100 گرم کاهش یافت. میوه کیوی گوشت قرمز در مقایسه با گوشت زرد ظرفیت آنتی اکسیدانی و ارزش غذایی بالاتری داشت. همچنین، بین محتوای آسکوربیک اسید و ظرفیت آنتی اکسیدانی اندازه گیری شده با دو شیوه DPPH (98/0=r) و FRAP (95/0=r) همبستگی مثبت و معنی دار وجود داشت. در مجموع، میوه ژنوتیپ های جدید کیوی فروت با رنگ گوشت قرمز و زرد تنها بعد از 170 روز پس از تمام گل، به حداقل محتوای مواد جامد محلول و حداقل زاویه هیو جهت برداشت تجاری با خواص ارگانولپتیک بالا رسیدند و تاخیر در برداشت باعث افزایش خواص ارگانولیپتیک در هر دو ژنوتیپ شد. همچنین ظرفیت آنتی اکسیدانی آنها نسبت به برداشت زودهنگام اندکی کمتر بود.کلید واژگان: ارزش غذایی, ارزیابی حسی, آنتی اکسیدان, شاخص هیوHarvest at inappropriate time is the most important factor in reducing the fruit quality, marketability, and postharvest life of kiwifruit. In this study, the effect of different harvest times on fruit quality, nutritional value, and organoleptic characteristics of two novel kiwifruits of yellow and red flesh was investigated. Fruits from promising genotypes were harvested at 130, 140, 150, 160, 170, and 180 days after full bloom (DAFB). The results showed that fruits harvested after 180 DAFB showed higher weight, length, diameter, dry matter, soluble solids content, and total soluble sugars. Meanwhile, titratable acidity was lower than fruits harvested earlier. The values of soluble solid content ranged from 6.80 to 11.66° brix in golden kiwifruit and from 6.90 to 13.70° brix in red flesh kiwifruit. With delayed harvest, total phenols, ascorbic acid content, DPPH and FRAP antioxidant capacity and hue angle in outer and inner pericarp decreased in both genotypes. Ascorbic acid content in the red-fleshed genotype decreased from 90.34 to 75.57 mg/100 g and in the golden genotype from 74.83 to 50.62 mg/100 g. Fruits from the red-fleshed genotype had the higher antioxidant capacity and nutritional value compared to the golden genotype. There was a positive significant correlation between ascorbic acid content and antioxidant capacity measured by DPPH (r=0.98) and FRAP (r=0.95) methods. In conclusion, novel golden and red flesh kiwifruit genotypes reached the minimum soluble solid content and hue angle for commercial harvest with favorable organoleptic properties only at 170 DAFB and the delay in harvest increased the organoleptic properties in both genotypes. However, the content of their antioxidant capacity was slightly lower compared to the early harvest.Keywords: Antioxidant, Hue Index, nutritional value, sensory evaluation
-
سفیدک پودری یکی از مهم ترین بیماری های کدو در جهان و ایران است. این بیماری در خیار، خربزه، طالبی، کدو و هندوانه هم در شرایط مزرعه و هم در شرایط گلخانه ای دیده می شود و منجربه خسارت شدیدی می گردد. کشت ارقام مقاوم یا مبارزه شیمیایی با قارچ کش می تواند برای کنترل این بیماری استفاده شود. در این مطالعه 28 ژنوتیپ مختلف کدو تخم کاغذی مورد مطالعه قرار گرفت و از نظر مقاومت به سفیدک پودری در شرایط گلدانی در گلخانه مقایسه شدند. برای رسیدن به این هدف، ژنوتیپ های موجود در گلخانه با اسپور سفیدک پودری اسپری شدند و هنگامی که علائم سفیدک پودری روی گیاهان ظاهر شد، شدت بیماری با پردازش تصویر با استفاده از یک برنامه نوشته شده در نرم افزار متلب تعیین شد. مقایسه میانگین نشان داد که کمترین سطح آلودگی مربوط به لاینهای 11 و 23 و هیبریدهای 16×7، 16×2 و 23×2 بود. بالاترین ترکیب پذیری عمومی منفی مربوط به لاین 11 و بالاترین قابلیت ترکیب پذیری خصوصی منفی مربوط به هیبریدهای14×7 ، 16×2، 23×2 و 14×11 بود. بالاترین هتروزیس منفی در مقایسه با والد برتر مربوط به هیبریدهای 14×11، 23×2 و 16×2 بود. با توجه به مقادیر قابل توجه به دست آمده برای ترکیب پذیری خصوصی و هتروزیس قابل توجه در هیبریدها، نقش واریانس غالبیت در کنترل این صفت برجسته است و تولید هیبرید برای بهبود مقاومت در برابر سفیدک پودری توصیه می شود.
کلید واژگان: دی آلل, ترکیب پذیری عمومی, پردازش تصویر, ترکیب پذیری خصوصیPowdery mildew is one of the most important diseases of cucurbits in the world and Iran. The disease is found in cucumbers, melons, cantaloupes, squash, and watermelons in both farm and greenhouse conditions and causes great damage. Cultivating resistant cultivars or chemical control with fungicides can be used to control this disease. In this study, 28 different genotypes of hull-less seed pumpkin were studied and compared for powdery mildew resistance in potted conditions in a greenhouse. To achieve this, the genotypes in the greenhouse were sprayed with powdery mildew spores, and when signs of powdery mildew appeared through infection on the plants, the severity of the disease was determined by image processing using a program written in MATLAB software. The mean comparison showed that the lowest level of infection was related to lines 11 and 23 and hybrids of 7×16, 2×16, and 2×23. The highest negative general combining ability was related to line 11 and the highest negative specific combining ability was related to hybrids 7×14, 2×16, 2×23, and 11×14. The highest negative heterosis compared to the high parent was related to 11×14, 2×23, and 2×16 hybrids. Due to the significant values obtained for specific combining ability and significant heterosis in hybrids, the role of dominance variance in controlling this trait is prominent, and hybrid production is recommended to improve resistance to powdery mildew.
Keywords: Diallel, general combining ability, Image processing, specific combining ability -
این مطالعه با هدف بررسی بهترین مشخصه های استخراج شده از تصاویر برای تعیین بهترین روش طبقه بندی کیفی چای سبز توسط الگوریتم های فراابتکاری انجام شد. 5 طبقه مختلف چای سبز مطابق با استاندارد سازمان ملی استاندارد ایران ارزیابی شدند. پس از دریافت تصاویر گروه های مختلف چای سبز در رایانه، تعداد 6 بلوک تصویر مربعی از هرکدام از تصاویر رنگی اولیه جدا شدند. این بلوک های تصویر از حالت RGB به تصاویر سطح خاکستری تبدیل شدند. فیلتر موجک گسسته هار سطح اول روی تصاویر خاکستری اعمال شد و 4 زیرتصویر موجکی استخراج شدند. ماتریس های هم رخداد برای هرکدام از تصاویر زیرباند موجک محاسبه شدند و 17 ویژگی بافتی پرکاربرد در مطالعه های بافتی تصویر، از تصاویر زیرباندها استخراج شدند (مجموعا 68 ویژگی بافتی برای هر بلوک تصویر). با استفاده از آنالیز مولفه های اصلی، تعداد 8 ترکیب ویژگی از ویژگی های اولیه تولید شدند و برای جداسازی 5 گروه چای سبز استفاده شدند. نتایج نشان داد که الگوریتم هایی از شبکه های عصبی مصنوعی، ماشین بردار پشتیبان و درخت تصمیم، قادر به طبقه بندی کیفی چای سبز با دقت بالایی بودند. درحالی که شبکه بیزین عملکرد قابل قبولی نداشت. باتوجه به آماره های ارزیابی، شبکه های عصبی مصنوعی پرسپترون چندلایه (با مقادیر آماره کاپا، ریشه میانگین مربعات خطا و دقت طبقه بندی به ترتیب برابر با 0/9901، 0/420 و 99/17 درصد) به عنوان بهترین طبقه بندی انتخاب شد. براساس نتایج این پژوهش، استفاده از ماشین بینایی و ویژگی های بافتی مستخرج از زیرباندهای موجک تصاویر، روش مناسبی برای طبقه بندی کیفی چای سبز می باشد.کلید واژگان: الگوریتم های فراابتکاری, بافت تصویر, پردازش تصویر, تبدیل موجکThis study was aimed to investigate the best features extracted from images to determine the best technique for qualitative classification of green tea by using meta-heuristic algorithms. Five different classes of green tea were evaluated according to the standards of the Institute of Standards and Industrial Research of Iran. After receiving the images of different green tea classes in the computer, 6 square blocks were extracted from each of the original color images. These image blocks were transformed from RGB to gray scale images. One-level discrete Haar wavelet filter was applied to the gray images and 4 wavelet subimages were obtained. Co-occurrence matrices were calculated for each wavelet subimages and 17 common texture features in the image textural studies, were extracted from subimages (totally 68 texture features for each block image). By using principal component analysis, 8 feature components were produced from the original features and used for the separation of 5 groups of green tea. The results showed that algorithms of artificial neural networks, support vector machine and decision tree were capable of qualitative classification of green tea with high accuracy. However, Bayesian network did not have acceptable performance. According to the evaluation statistics, the multilayer perceptron artificial neural networks (with Kappa statistic, root mean square error and classification accuracy of 0.90, 0.42, and 99.17%, respectively) was the best classifier. Based on the results of this study, the use of machine vision and texture features extracted from image wavelet subimages is a suitable technique for the qualitative classification of green tea.Keywords: image processing, Image texture, meta-heuristic algorithms, wavelet transform
-
برداشت دستی زعفران یک کار دشوار و خسته کننده نه تنها موجب افزایش هزینه های تولید می گردد بلکه در اثر آلودگی، موجب کاهش کیفیت آن نیز می شود. درصورتی که برداشت خودکار زعفران جایگزین روش کنونی شود کیفیت زعفران ارتقاء خواهد یافت. در این تحقیق، به عنوان اولین مرحله از طراحی یک روبات برداشت زعفران، الگوریتم مناسبی برای تشخیص و مکان یابی گلهای زعفران بر اساس پردازش تصاویر در مزرعه ارائه شد. از ویژگی های رنگی تصاویر در فضاهای رنگی RGB، HSI و YCrCbبه منظور تشخیص گلها استفاده گردید. برای حذف نوفه های تصاویر جداسازی شده، از فیلترهای بالاگذر استفاده شد. انسداد جزئی گلها با عملیات سایش و گسترش اصلاح شد. سپس گلهای جداشده علامتگذاری شدند. چنین در نظر گرفته شد که ماشین برداشت گل پیشنهاد شده با یک رباینده مکشی اقدام به چیدن گلها نماید. بنابراین مرکز سطح گل، بعنوان موقعیت گیاه که می بایست توسط ماشین برداشت تشخیص داده شود توسط الگوریتم محاسبه گردید. تشخیص صحیح الگوریتم با تصاویر طبیعی شامل زعفران، برگهای سبز، علف های هرز و خاک زمینه، اندازه گیری شد. دقت تشخیص الگوریتم در مکان یابی گلها هنگامی که فضای HSI و YCrCbمورد استفاده قرار گرفتند، به ترتیب برابر 96/4 % و 98/7% بود. زیرروال های نهایی تصمیم گیری از شبکه های عصبی مصنوعی استفاده می کند تا دقت تشخیص را افزایش دهد. هنگامی که شبکه های عصبی به کار گرفته شدند نرخ تشخیص صحیح 100% به دست آمد.
کلید واژگان: زعفران, شبکه های عصبی مصنوعی, ماشین برداشت, ماشین بیناییManual harvesting of saffron as a laborious and exhausting job; it not only raises production costs, but also reduces the quality due to contaminations. Saffron quality could be enhanced if automated harvesting is substituted. As the main step towards designing a saffron harvester robot, an appropriate algorithm was developed in this study based on image processing techniques to recognize and locate saffron flowers in the field. Color features of the images in HSI and YCrCb color spaces were used to detect the flowers. High pass filters were used to eliminate noise from the segmented images. Partial occlusion of flowers was modified using erosion and dilation operations. Separated flowers were then labeled. The proposed flower harvester was to pick flowers using a vacuum snapper. Therefore, the center of the flower area was calculated by the algorithm as the location of the plant to be detected by the harvesting machine. Correct flower detection of the algorithm was measured using natural images comprising saffron, green leaves, weeds and background soil. The recognition algorithm’s accuracy to locate saffron flowers was 96.4% and 98.7% when HSI and YCrCb color spaces were used. Final decision making subroutines utilize artificial neural networks (ANNs) to increase the recognition accuracy. A correct detection rate of 100% was achieved when the ANN approach was employed.Keywords: Artificial neural networks, Saffron, Machine vision, Harvester
- در این صفحه نام مورد نظر در اسامی نویسندگان مقالات جستجو میشود. ممکن است نتایج شامل مطالب نویسندگان هم نام و حتی در رشتههای مختلف باشد.
- همه مقالات ترجمه فارسی یا انگلیسی ندارند پس ممکن است مقالاتی باشند که نام نویسنده مورد نظر شما به صورت معادل فارسی یا انگلیسی آن درج شده باشد. در صفحه جستجوی پیشرفته میتوانید همزمان نام فارسی و انگلیسی نویسنده را درج نمایید.
- در صورتی که میخواهید جستجو را با شرایط متفاوت تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مطالب نشریات مراجعه کنید.