تشخیص تازگی تخم ‏مرغ بر اساس بُعد فرکتالی سیگنال‏ های صدا

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم دانشگاه اراک

2 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه اراک

3 گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشگاه شهرکرد

چکیده

تخم‏ مرغ ماده ‏ای پرمصرف است که به دلیل فسادپذیری بالا می‏ تواند سلامت افراد زیادی را به مخاطره اندازد. بنابراین تشخیص تازگی آن برای صنایع غذایی دارای اهمیت بالایی است. روش‏ های غیرمخرب متعددی به منظور سنجش کیفیت درونی تخم‏ مرغ پیشنهاد شده که در این پژوهش از سامانه آکوستیک برای تشخیص تازگی تخم‏ مرغ استفاده شد. نمونه‏ ها در دمای محیط به مدت 16 روز نگهداری شدند. از یک سطح شیبدار با زاویه 10 درجه به طول 45 سانتی‏ متر که در قسمت میانی آن پله‏ ای به ارتفاع چهار میلی‏متر تعبیه شده بود در سامانه مذکور استفاده شد. صدای حاصل از غلتش نمونه ‏ها و ضربه ایجاد شده در اثر عبور از پله به وسیله میکروفون ضبط ‏شد. سپس بُعد فرکتال سیگنال‏ های صدا با استفاده از دو روش هیگوچی و کاتز محاسبه شد. آزمون مخرب نیز با در نظر گرفتن معیار واحد هاو انجام شد و تخم‏ مرغ ‏ها از نظر تازگی به دو گروه AA و A+B تقسیم شدند. نتایج سه روش طبقه ‏بندی شبکه‏ عصبی مصنوعی (ANN)، ماشین بردار پشتیبان (SVM) و آنالیز تشخیصی (DA) نشان داد که روش SVM در مقایسه با دو روش دیگر از کارآیی بهتری برخوردار است. میانگین دقت طبقه ‏بندی داده‏ های آزمایش در روش SVM برای بُعد فرکتال کاتز و طول پنجره 25 میلی‏ ثانیه برابر 07/78 درصد به دست آمد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Egg freshness detection based on the fractal dimension of sound signals

نویسندگان [English]

  • Reza Mohammadigol 2
  • Ali Maleki 3
2 Arak University
3 Shahrekord University
چکیده [English]

Eggs are a widely consumed material that can endanger people's health due to their high perishability. Therefore, detecting its freshness is very important for the food industry. Several nondestructive methods have been proposed to measure the internal quality of eggs, and in this research, an acoustic system was used to detect egg freshness. The samples were kept at room temperature for 16 days. A 45 cm long inclined surface with a 4 mm high step in the middle was used in the mentioned system. The sound resulting from the rolling of the samples and the impact caused by passing the step were recorded by a microphone. Then, the fractal dimension of sound signals was calculated using Higuchi and Katz methods. A destructive test was also done considering the Haugh unit and the eggs were divided into two groups AA and A+B in terms of freshness. The results of the three classification methods of artificial neural network (ANN), support vector machine (SVM) and linear diagnostic analysis (LDA) showed that the SVM method has better efficiency compared to the other two methods. The average classification accuracy of test data in the SVM method for Katz fractal dimension and window length of 25 milliseconds was obtained as 78.07%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Support vector machine
  • Acoustic
  • Katz
  • Classification