بخشی از مقاله
چکیده:
امروزه تولید و بسته بندی مواد غذایی در دنیا بسیار رقابتی میباشد و این صنایع به سرعت به جلو گام برمیدارد.تولید کنندگان در این صنعت برای حفظ کیفیت، قیمت رقابتی به نوبه خود به فن آوری های ماشین بینایی برای کنترل فرآیندهای تولید و بهبود بهره وری تولید نیازمند می باشد.
از مواردی که در این صنعت از آن استفاده میکند را میتوان تولید خودکار محصولات کشاورزی با ماشین آلات کشاورزی مجهز به ماشین بینایی، حفظ استاندارد های تضمین کیفیت از طریق مرتب سازی با سرعت بالا، بهینه سازی عملکرد برش روباتیک و سیستم های تشخیص آلودگی در مواد غذایی بسته بندی شده، شناسایی بسته بندی و برچسب زدن محصولات، و یا نیاز به یک سیستم قابل اعتماد و استاندارد برای ردیابی محصول، و موارد دیگر نام برد. عمل سورتینگ و گرادینگ در بسیاری از صنایع مطرح بوده و هنوز نیز هست.
استفاده از تکنولوژی بینائی ماشینی بهترین راهکار برای این امر می باشد چرا که کمترین هزینه و خطا و نیز بالاترین دقت و کیفیت را نسبت به سیستمهای مکانیکی دارد. یکی از زمینه هائی که نیاز مبرمی برای حضور سیستمهای سورتینگ و گرادینگ مبتنی بر بینائی ماشینی در آن احساس می شود، زمینه های کشاورزی می باشد. این موارد و کاربردها را در مقالات مختلف مرور می کنیم.
.1 مقدمه
به منظور انجام یک ارزیابی دقیق از سطح ماده غذایی و کنترل کیفیت آن داشتن اطلاعات تصویری از تمام نقاط سطح ضروری است ؟در سالهای اخیر استفاده از سیستم بینایی کامپیوتری برای اندازه گیری رنگ مواد غذایی مورد توجه قرار گرفته است×؟تکنیکی که با استفاده از یک دوربین دیجیتال و یک نرم افزار پردازش تصویر، امکان بکارگیری یک روش با قیمت ارزانتر و انعطاف پذیری بالاتر نسبت به دستگاه های متداول انداره گیری رنگ را فراهم آورده است ؟
این روش علاوه بر مزایای دستگاه های رنگ سنجی مرسوم و موارد گفته شده در بالا به دلیل انجام آنالیز نقطه هایی که شامل گروه کوچکی از پیکسل ها می باشد جهت بررسی جزئیات و تشخیص نقصها مناسب بوده و امکان آنالیز کلی از سطح ماده غذایی به منظور ارزیابی یکنواختی محصول را فراهم میکند×؟از دیگر مزایای این روش این است که می تواند به صورت پردازش همزمان جهت کنترل فرآیندها بکار رود. [1] کاربرد پردازش تصویر در اندازه گیری خصوصیات کیفی یکی از امید بخش ترین موضوعات تحقیقاتی است
تکنیک بینایی ماشین یکی از نخستین روشهای ارزیابی محصولات کشاورزی بوده است و عمده کاربرد گسترده آن با پیشرفت و توسعه سامانه های سخت افزاری پردازش تصویر توأم شده است. در حال حاضر، ماشین بینایی به طور وسیعی در کشاورزی و ارزیابی محصولات استفاده می شود .در مجموع می توان گفت بیشترین کاربرد این تکنیک در سیستم های درجه بندی محصولات کشاورزی، تشخیص رنگ، عیوب ظاهری و بافت بوده است .بنابراین بدست آوردن شرایط بهینه برای استفاده از این روش بسیار حائز اهمیت است
امروزه از ماشین بینایی در امر درجه بندی محصولات کشاورزی استفاده های فراوانی میشود×؟این درجه بندی ممکن است بر اساس رنگ، اندازه و یا به طور کلی در مورد خصوصیات بیرونی یک محصول انجام شود . تعیین حجم محصولات کشاورزی نقش عمده ای در مسائل مربوط به بسته بندی و پارامترهای مربوط به آن از قبیل ابعاد جعبه، نحوه قرارگیری میوه و ضریب بسته بندی تعداد محصول در یک حجم مشخص دارد.
.2.1 ماشین بینایی درکشاورزی
دربین خصوصیات فیزیکی مواد غذایی، رنگ به عنوان مهمترین ویژگی ظاهری در درک کیفیت مطرح شده است. مشتری تمایل دارد که رنگ را با طعم، ایمنی، ماندگاری و خصوصیات تغذیه ایی مربوط سازد .به علت همبستگی بالا با ارزیابی فیزیکی، شیمیایی و حسی کیفیت مواد غذایی، میزان رضایتمندی تحت تاثیر رنگ قرار دارد. [11] سان وهمکاران در مقاله ای به بررسی تحقیقات اخیر در راستای ارزیابی و بازرسی کیفی محصولات غذایی با استفاده از پردازش تصویر می پردازد .آن ها در این پژوهش چهار زمینه کاربرد پردازش تصویر در ارزیابی کیفی شامل رنگ، اندازه، شکل و بافت را بررسی کردند.[12] در مقاله ای به تحقیقات انجام شده در زمینه ارزیابی و درجه بندی محصولات کشاورزی و غذایی با استفاده از پردازش تصویر پرداختند
.2 درجه بندی محصولات باغی
کار تحقیق و پژوهش برای دسته بندی خودکار پرتقال را با استفاده از تکنیک های تشخیص الگو در یک تصویر تک رنگ از میوه ها انجام داده شد. این تحقیق بر روی 160پرتقال جمع آوری شده از مکان های جغرافیایی متنوع در منطقه ماهاراشترا انجام شده است. سیستم طراحی شده به طور خودکار می تواند یک پرتقال از این منطقه را با توجه به تصویر تک رنگ آن که از 480 × 640 پیکسل توسط یک دوربین دیجیتال گرفته شده است طبقه بندی کند. تنها 4 ویژگی برای طبقه بندی پرتقال به 4رده مختلف استفاده می شود. در این مقاله دو روش بر اساس تشخیص الگو ارائه شده و ویرایش بذر و روش های مبتنی بر رگرسیون خطی هستند؛ نتایج تجربی نشان می دهد میزان موفقیت تا 90%و 98% است
هدف مرتب سازی خرما بر اساس تاریخ در مراحل مختلف مطابق با خواسته های مصرف کنندگان است. این سیستم شامل یک واحد انتقال و واحد مرتب سازی است. ویژگی های فیزیکی و مکانیکی نمونه ارائه شده استخراج شد و الگوریتم تشخیص بر این اساس طراحی شده است. شاخص بر اساس ویژگی های رنگ برای تشخیص نمونه تعریف شده بود. هنگامی که آنها در مرکز میدان دید دوربین بودند، یک تصویر لحظه ای گرفته شد ، تصویر فورا پردازش شد و مرحله بلوغ تعیین شد. سرعت پردازش تصویر 0/34بود. ظرفیت سیستم 15/45کیلوگرم / ساعت بود.
یک روش جدید برای طبقه بندی نارنگی بر اساس محتویات رنگ ارائه شده است. روش تقسیم بندی Kبر اساس رنگ برای بخش تصاویر میوه و ویژگی ها بر اساس رنگ از RGB و HSI به دست آمده استفاده می شود. نارنگی به سه دسته درجه بندی میشود؛ نارس، رسیده و فوق رسیده. شبکه عصبی مصنوعی برای طبقه بندی استفاده می شود. نتایج به دست آمده بر اساس دقت، حساسیت و ویژگی ارزیابی و مقایسه با درجه بندی دستی نشان می دهد که روش طبیعی قابل قبول است.
یک الگوریتم مبتنی بر ماشین برای درجه بندی سیب پیشنهاد شده است که در شش مرحله کار می کند. پیکسل ها به عنوان پس زمینه در مرحله اول از تصاویر ورودی حذف شده است. سپس، ترکیبی از روش های مورفولوژیکی و ماهالانوبیس طبقه بندی شده شناسایی شده است. پس از آن، تقسیم بندی با استفاده از چند لایه پرسپترون - MLP - شبکه عصبی به دست آمد. در مرحله بعد، انتهای ساقه و مناطق گل از مناطق حذف میشوند و بهبود فرآیند درجه بندی سیب صورت میگیرد. سپس، ویژگی های آماری و هندسی از مناطق تصفیه شده استخراج می شوند. در نهایت، برای درجه بندی سیب، یک مقایسه بین طبقه بندی عملکرد انجام شده است. طبقه بندی به دو صورت انجام می شود. در شیوه دوم، سیب به سه دسته درجه اول، دوم و سوم تقسیم میشود. در هر دو مرحله درجه بندی، طبقه بندی SVM به عنوان یکی از بهترین روش ها است
یک راه حل از درجه بندی و ارزیابی دانه های برنج بر اساس اندازه دانه و شکل با استفاده از تکنیک پردازش تصویر را ارائه میدهد. به طور خاص الگوریتم تشخیص برای پیدا کردن مرزهای هر دانه استفاده می شود. در این روش ما نقطه پایانی هر دانه را پیدا میکنیم و بعد از استفاده از کولیس ما می توانیم طول و عرض آن را اندازه بگیریم روش نیاز برای حداقل زمان اندازه گیری در هزینه کم است
رابطه بین رنگ زعفران و موقعیت جغرافیایی آن و برخی از ویژگی های شیمیایی که می تواند به درستی برای توصیف کیفیت زعفران و طراوت استفاده شود.
