جستجوی مقالات مرتبط با کلیدواژه "پردازش تصویر" در نشریات گروه "علوم دام"
تکرار جستجوی کلیدواژه «پردازش تصویر» در نشریات گروه «کشاورزی»-
مقدمه و هدف
انسان به جهت خستگی، وقوع خطاهای ناخواسته، تاثیر پذیری از محیط و آسیب پذیری از رخدادهای طبیعی همواره در تشخیص های خود از محیط اطراف و یا موضوعات مختلف دچار اشتباهاتی می شود بطوری که برداشت افراد مختلف از یک واقعه واحد و منحصر بفرد ممکن است بسیار متفاوت و متنوع باشد. امروزه انسان با توسعه فناوری پردازش تصویر سعی دارد با استفاده از امکانات سخت افزاری و نرم افزاری و با کمک گرفتن از ویژگی های استخراج شده از تصاویر مربوط به اشیاء، گیاهان و حیوانات سرعت و دقت ارزیابی و تشخیص خود را در مورد پدیده های اطراف خود افزایش دهد و به این جهت فناوری جدیدی با عنوان پردازش تصویر را ایجاد نموده و آن را در ابعاد مختلف توسعه بخشیده است.
مواد و روش هابا هدف شناسایی بهترین آلگوریتم آموزش شبکه عصبی مصنوعی جهت تخمین وزن گوسفندان کردی با استفاده از پردازش تصاویر دیجیتال، تعداد بره ها و دام های بالغ در سنین مختلف موجود در ایستگاه اصلاح نژاد گوسفند استان خراسان شمالی، با استفاده از باسکول وزن کشی شدند. در هنگام وزن کشی، تصاویری از نمای جانبی دام ها با استفاده از دوربین دیجیتال و با رعایت فاصله ثابت تهیه و ثبت شد. با استفاده از رابط گرافیکی GUI نرم افزار متلب (نسخه R2010a) مراحل پردازش تصویر و استخراج خصوصیات عددی از تصاویر دام ها انجام شد. سپس سه نوع شبکه عصبی مصنوعی با استفاده از سه نوع آلگوریتم آموزشی مختلف شامل لونبرگ مارکوات، اسکیلد کانژوگیت گرادینت و آموزش بیزی آموزش داده شد. خصوصیات تصاویر به عنوان ورودی و وزن دام ها به عنوان خروجی در آموزش شبکه های مختلف مورد استفاده قرار گرفت و در نهایت دقت مدل ها در تخمین وزن مقایسه گردید.
یافته هابر اساس نتایج، دقت شبکه های عصبی آموزش دیده با سه آلگوریتم مورد بررسی شامل اسکیلد کانژوگیت گرادینت، بیزی و لونبرگ مارکوات در تخمین وزن در مرحله آموزش به ترتیب 91/95، 94/74 و 94/34 درصد برآورد شد. در آزمون عملی که با ارایه 20 تصویر به عنوان تست به هر یک از مدل ها انجام شد، شبکه آموزش دیده با آلگوریتم اسکیلد کانژوگیت گرادینت با خطای 4/7 درصد، شبکه بیزین با خطای 0/5 درصد و شبکه لونبرگ مارکوات با خطای 2/11 درصد وزن را از روی تصاویر دیجیتال آن ها تخمین زدند. هر سه نوع آلگوریتم از دقت کافی برای تخمین وزن برخوردار بوده و در این بین دقت شبکه عصبی مصنوعی آموزش دیده با آلگوریتم بیزی بیش از دو مدل دیگر بود.
نتیجه گیریعملکرد روش پیشنهادی بر مبنای پردازش تصویر و استفاده از شبکه عصبی مصنوعی از دقت کافی برای تخمین وزن گوسفندان کردی برخوردار بوده و در این بین مدل طراحی شده بر مبنای آلگوریتم آموزش بیزی نسبت به دو آلگوریتم آموزشی لونبرگ مارکوات و اسکیلد کانژوگیت گرادینت از کارایی بهتری برخوردار بود. بر اساس نتایج مطالعه حاضر توسعه اپلیکیشن هایی بر مبنای استفاده از هوش مصنوعی برای توزین دام های اهلی کاملا امکان پذیر بوده و استفاده از آنها در مواقع متعددی که امکان دسترسی سریع و آسان به ترازو وجود ندارد، پیشنهاد می شود.
کلید واژگان: پردازش تصویر, تخمین وزن, دقت مدل, شبکه عصبی مصنوعی, گوسفند کردیIntroduction and ObjectiveDue to weakness, the occurrence of unwanted errors, the impact of the environment and exposure to natural events, human always make mistakes in their diagnoses of the environment or different topics, so that different people 's perception of a single and unique event may be very different and be diverse. Nowadays, with the development of image processing technology, human beings try to evaluate the speed and accuracy of their evaluation and diagnosis about objects, plants and animals by using hardware and software facilities and by using the features extracted from images related to objects, plants and animals. To increase and therefore has created a new technology called image processing and has developed it in various dimensions.
Material and MethodsIn order to identify the best artificial neural network training algorithm for estimating the weight of Kurdi sheep using digital image processing, lambs and adult animals at the sheep breeding station of North Khorasan province were weighed using a scale. During the weighing, some digital images were taken from the side view of sheep using a digital camera by discerning fixed distance. Image processing steps and feature extraction from images of sheep were done using GUI of MATLAB (R2010a) software. Then, three types of artificial neural networks were trained using different types of educational procedure, including Levenberg Marquarth (LM), Scaled Conjugate Gradient (SCG), and Bayesian Regularization (BR) Training algorithms. The extracted features from images were used as input and weight of sheep as output in the training steps of ANNs, and the accuracy of the ANN models in estimating the weight of sheep was compared.
ResultsAs results, the accuracy of the trained ANNs with the three algorithms including SCG, BR and LM, in estimating the weight of sheep in the training phase was estimated to be 91.95, 94.74 and 94.94%, respectively. In the practical test, which was performed by presenting 20 images as a test to each ANN models, the trained ANNs with the SCG, BR and LM algorithm had 4.7%, 0.5% and 2.11% error in estimating the weight. The results showed that all three types of ANN training algorithms had acceptable accuracy to estimate the weight of sheep, meanwhile the accuracy of the artificial neural network trained with BR algorithm was better than the others.
ConclusionThe performance of the proposed method based on image processing and the use of artificial neural network is accurate enough to estimate the weight of Kurdi sheep. It had better performance. Based on the results of the present study, it is quite possible to develop applications based on the use of artificial intelligence to weigh domestic animals, and use of this technology is recommended in several cases where there is no quick and easy access to the scales.
Keywords: Accuracy of model, Artificial Neural Network, Image processing, Kurdi sheep, Weight estimation -
سابقه و هدف
سنجش ابعاد بدن در دام های اهلی برای اندازه گیری ویژگی هایی نظیر وزن، ارزیابی تیپ و نمره بدنی حیوان استفاده می شود. در دام های اهلی مهمترین اندازه های خطی بدن شامل ارتفاع شانه، دور سینه، عمق سینه، طول بدن، استخوان پیشانی، ارتفاع کپل، فاصله بین چشم ها، طول گوش، عرض گوش و طول دم است. اغلب این اندازه ها با وزن زنده و برخی صفات تولیدی دام های اهلی ارتباط دارد. به عنوان مثال نتایج بسیاری از مطالعات نشان می دهد که دور سینه، طول بدن، عرض لگن و ارتفاع شانه مناسب ترین و مطمئن ترین ویژگی ها برای تخمین وزن زنده دام است. در مطالعات اخیر از ویژگی های تصاویر دیجیتال در شرایط خاص برای تخمین اندازه های بدنی دام های اهلی استفاده شده است. مبنای عمل این اندازه گیری ها استفاده از فن آوری یادگیری ماشین است و در حال حاضر در مورد برخی دام ها نظیر گاوهای شیری آزمایش شده است، لذا این تحقیق با هدف بررسی امکان استفاده از فن آوری ماشین بینایی به منظور تخمین ابعاد بدن شتر های یک کوهانه انجام شد.
مواد و روش هااین تحقیق در سال 1395 تا 1396 روی شترهای یک کوهانه در یکی از گله های پرورش شتر در استان قم انجام شد. گله مورد مطالعه شامل 9 نفر شتر ماده بالغ یک شتر لوک بالغ و 11 نفر بچه شتر 2 تا 12 ماهه بود که در ماه های بعد و با شروع زایش ها تعداد 5 بچه شتر نوزاد در گله متولد شد. ابعاد بدن بچه شترهای موجود در گله و شترهای بالغ هر ماه یک مرتبه ثبت شد و همزمان تصاویر دیجیتال از فاصله ثابت (2 متری) از هر یک از شترها تهیه گردید. بطور کلی در این مطالعه در مجموع 203 رکورد از شترهای موجود در سنین مختلف اندازه گیری شد. هر عکس ابتدا به رایانه منتقل شد و سپس برخی ویرایش های لازم جهت بهتر شدن کیفیت عکس انجام شد. برخی خصوصیات عددی هر تصویر با استفاده از توابع تعریف شده در محیط گرافیکی نرم افزار متلب استحصال شد و در نهایت تعداد 22 خصوصیت مختلف از خصوصیات شکل شناسی از تصاویر شترها استخراج گردید. خصوصیاتی که با صفات زیست سنجی شتر ارتباط بیشتری داشتند، با استفاده از ضریب همبستگی پیرسون انتخاب شدند. داده کاوی اطلاعات با هدف کشف ارتباط ریاضی بین خصوصیات استخراج شده حاصل از یک تصویر با خصوصیات مرتبط با ابعاد بدن شتر ها با استفاده از ابزار شبکه عصبی مصنوعی نرم-افزار متلب انجام شد. برای تخمین ابعاد بدن شتر ها از ابزار "تخمین مقادیر" نرم افزار متلب استفاده شد. شبکه عصبی پیش بینی شده از نوع "شبکه عصبی پیش خور" بود که با الگوریتم "پس انتشار خطا" آموزش داده شد.
یافته هاویژگی های قطر معادل، طول محور اصلی، طول محور فرعی، جعبه محاطی، مساحت قسمت محدب، مساحت ناحیه پرشده، محیط تصویر، مساحت تصویر و تعداد نقاط سفید تصویر با ابعاد بدنی شتر ها همبستگی بالا و معنی داری داشته (P<0/05) و به عنوان ویژگی های موثر در طراحی شبکه عصبی مورد استفاده قرار گرفتند. دقت مدل ها در تخمین ابعاد بدن از روی تصاویر دیجیتال با استفاده از شبکه عصبی مصنوعی و پردازش تصویر برای طول بدن، ارتفاع شانه و ارتفاع کپل به ترتیب 0/98، 0/96 و 0/96 برآورد شد.
نتیجه گیریاستفاده از پردازش تصویر و شبکه عصبی مصنوعی یا سایر ابزارهای داده کاوی می تواند به عنوان یک جایگزین مناسب و دقیقی برای ارزیابی های انسانی باشد و به صرفه جویی در وقت و هزینه های مربوط به زیست سنجی دام های بزرگ بویژه شتر کمک کند.
کلید واژگان: شتر یک کوهانه, بیومتری, پردازش تصویر, شبکه عصبی مصنوعیBackground and ObjectivesMeasuring the body dimensions in livestock is usually useful to predict the weight, grade and body score of animals. The shoulder height, chest circumference, chest depth, body length, forehead bone size, rump height, distance between eyes, ear length, and tail length are the most important body linear measurements in the livestock. Most of these dimensions are related to the live weight and some important traits of domestic animals. For example, the results of many studies indicated that the chest circumference, body length, pelvic width and shoulder height are the most appropriate and reliable parameters for estimating live weight of the animals. In recent studies, features of digital images have been used, in certain circumstances, to estimate body dimensions of domestic animals. The base of these measurements is the machine learning technology, and currently was tested on some livestock, such as dairy cattle. Therefore, this research was conducted to investigate the possibility of using machine vision technology in order to estimate body dimensions of one-humped camel.
Materials and methodsThis research was conducted on one-humped camel in a privative camel breeding herd at Qom province. The studied herd originally consisted of 9 adult mature camels, one an adult luck and 11 pedigree camels from 2 to 12 months old of age. In the following months, five baby camels were born in the herd. The body dimensions of all camels were monthly recorded, and in the same time, digital images were captured from camels regarding a constant distance (2 meters). In this study, a total of 203 biometric records of camels at different ages were measured. Each photo was first transferred to a computer, and some edits were made to improve it's quality. Twenty two morphological features from each image were extracted using defined functions of graphical user interface of MATLAB. The characteristics that were more relevant to the biometric measurement of camels were selected using Pearson correlation coefficient by SPSS software. The data mining process with the aim of discovering mathematical relationship between extracted features of digital images and body dimensions of camels was done using a feed forward neural network which was trained by the "back propagation algorithm" in MATLAB software.
ResultsSome extracted features including equivalent diameter, major axis length, minor axis length, bounding box, convex area, filled area, area ,perimeter and the number of non zero points in digital images had high and significant correlation (P<0.01) with body dimensions of camels. These features were used as effective input to design the artificial neural network. Accuracy of the artificial neural network models to estimate body length, shoulder height, and hip height of one-humped camels were 0.98, 0.96 and 0.96, respectively.
ConclusionThe use of image processing and artificial neural network or other data mining tools can be considered as an appropriate and accurate alternative to human assessments, and help to save the time and expense associated with the biometry of large livestock, especially camels.
Keywords: Camel, Biometric, Image processing, Artificial neural network -
در این مطالعه روشی برای تخمین وزن، تعیین شاخص شکل و تشخیص آلودگی پوسته تخم مرغ با استفاده از فن آوری ماشین بینایی ارائه شده است. ابتدا برخی خصوصیات مرتبط با کیفیت تخم مرغ شامل وزن، طول، عرض، شاخص شکل و وضعیت آلودگی پوسته تعداد 76 قطعه تخم مرغ توسط تکنسین مجرب در آزمایشگاه تعیین گردید. همزمان از هر یک از تخم مرغ ها تصاویری با استفاده از دوربین دیجیتال با رعایت فاصله ثابت و شرایط نور پردازی یکسان تهیه گردید. سپس با استفاده از محیط پردازش تصویر نرم افزار متلب ویژگی های مرتبط با وزن تخم مرغ، اندازه تخم مرغ و وضعیت آلودگی پوسته از تصاویر استخراج شد. 4 نوع شبکه عصبی مختلف به ترتیب برای تشخیص و دسته بندی آلودگی پوسته تخم مرغ، تخمین وزن تخم مرغ و تخمین طول و عرض تخم مرغ با استفاده از نرم افزار متلب طراحی شد. شبکه عصبی طراحی شده برای تشخیص آلودگی های سطحی تخم مرغ بدون خطا آموزش دید و در مرحله آزمون آلودگی پوسته تخم مرغ ها با دقت 95 درصد توسط شبکه تشخیص داده شد. دقت شبکه های عصبی مصنوعی برای تخمین وزن، طول و عرض تخم مرغ ها در مرحله آموزش به ترتیب برابر با 55/98، 4/99 و 49/98 درصد بود. در مرحله آزمون نهایی همبستگی بین مقادیر واقعی وزن، طول و عرض تخم مرغ ها با مقادیر تخمین زده شده توسط شبکه عصبی به ترتیب برابر با 6/96، 31/97 و 98 درصد بود (P<0. 01). نتایج این مطالعه نشان داد که امکان استفاده از فن آوری ماشین بینایی در تعیین کیفیت تخم مرغ و جایگزینی آن با انسان با دقت بالا وجود دارد.کلید واژگان: پردازش تصویر, شبکه عصبی مصنوعی, کیفیت تخم مرغ, ماشین بیناییThis study introduces a method based on machine vision technology for weight estimation, shape index determination, and egg contamination detection. Primarily, different characteristics relevant to egg quality such as weight, length, wide, shape index and contamination statue of 76 eggs were recorded by experienced appraisers. At the same time, using a digital camera several photos were taken from each egg regarding fixed imaging distance and unique illumination. Then, the features relevant to egg weight, egg size and egg shell contamination were extracted from digital images using image processing tools (IPT) of MATLAB software. Four artificial neural networks were designed for egg contamination classification, egg weight, and egg length and egg wide estimation respectively using MATLAB software. The first neural network was trained to detect egg contamination without error, and in the test phase, the eggs contamination was recognized with accuracy of 95% by neural network. Next neural networks were trained to estimate the egg weight, egg length and egg wide with accuracy of 98.55, 99.4 and 98.49 % respectively. In the test phase, the correlations between egg weight, egg length and egg wide with those which estimated by artificial neural networks were equal to 96.6 , 97.31 and 98% respectively (PKeywords: Artificial Neural Network, Egg quality, Image processing, Machine vision
-
در این مقاله، روشی برای تشخیص نوع گل و تخمین اندازه پوست بره های زندی با استفاده از الگوریتم های پردازش تصویر و شبکه عصبی مصنوعی ارائه شده است. داده مورد استفاده، از پوست های متعلق به کلکسیون پوست های زینتی مرکز پرورش گوسفند زندی تهران(خجیر) بدست آمد. ابتدا ابعاد و نوع گل های موجود روی پوست توسط ارزیاب های مجرب اندازه گیری شد. سپس با استفاده از دوربین دیجیتال، عکس های متعددی از هر یک از انواع گل و ابعاد پوست ها تهیه شد. ویژگی های مرتبط با کیفیت نوع گل و تخمین اندازه پوست بره ها از روی تصاویر دیجیتال و بوسیله ابزارهای پردازش تصویر نرم افزار متلب استخراج شد. دو شبکه عصبی مصنوعی مجزا برای دسته بندی گل ها و برآورد مساحت پوست طراحی گردید. شبکه عصبی طراحی شده برای تشخیص نوع گل بدون خطا آموزش دید و در مرحله آزمون نیز با دقت حدود %95، هفت نوع گل مختلف موجود روی پوست را تشخیص داد. اندازه پوست بره ها با دقت حدود %99 توسط شبکه عصبی دوم تخمین زده شد. همبستگی بین اندازه های برآورد شده از شبکه عصبی مصنوعی و ابعاد واقعی پوست بره ها %15/ 97 و معنی دار بود(p<0/01). نتایج این مطالعه نشان داد که امکان استفاده از روش های هوش مصنوعی و جایگزینی آن به جای انسان به منظور رکوردبرداری و تعیین کیفیت پوست بره های نژاد پوستی در بدو تولد وجود دارد.
کلید واژگان: پردازش تصویر, شبکه عصبی مصنوعی, کیفیت پوست, گوسفند زندیIn this study, a method based on using image processing and artificial neural network is introduced to determine curl type and pelt size of new born lambs in Zandi sheep. The data was collected from luxury pelt collection belong to the Zandi sheep breeding center Khojir, Tehran, Iran. Primarily, curl type and dimensions were determined by experienced appraisers for some pelts. Then, some digital images were captured from different curl types on the pelts and from different pelt dimensions. The features related to curl type determination and pelt size estimation were extracted from digital images using image processing tools (IPT) of MATLAB software. Two different Artificial Neural Networks were designed for classification of curl types and estimation of pelt size, independently. To classifying the curl types, a neural network was trained with the accuracy of 100%, and in the test phase it could classify the 7 curl types with the accuracy of near 95%. The accuracy of pelt size estimation was near 99% for the second tested neural network. There was a significant correlation (97.15%) between true and ANN estimated pelt sizes. The results indicated that there is a potential of using artificial intelligence as a replacement for the human sense, to determine pelt quality in the new born lambs of pelt sheep.Keywords: Image processing, Artificial Neural Network, Pelt quality, Sheep
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.