پیاده‏سازی الگوریتم پردازش تصاویر فراطیفی به منظور کیفیت‏سنجی فلفل قرمز

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران.

2 استادیار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران

3 دانشیار، گروه مهندسی بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه ایلام، ایلام، ایران

10.22034/jrmam.2025.14943.720

چکیده

ارزیابی کیفیت محصولات پودری نیازمند روش‏های آزمایشگاهی است که دارای پیچیدگی، هزینه بالا، و زمان‏بر هستند. بنابراین، هدف از تحقیق حاضر پیاده‏سازی سامانه‏ای ساده، ارزان، و سریع به منظور کیفیت محصولات پودری است. در تحقیق حاضر از فناوری‏های تصویربرداری فراطیفی و پردازش تصویر استفاده شد. محصول مورد نظر، پودر فلفل قرمز بود. آرد گندم، آرد نخود، و پودر کف دریا با درصدهای مختلف جرمی (0-50 درصد) به عنوان تقلب با فلفل قرمز مخلوط شدند. از دوربین تصویربرداری فراطیفی و فناوری پردازش تصویر استفاده شد. از روش تحلیل مؤلفه‌های اصلی برای تعیین طول موج‏های مؤثر استفاده شد. پس از استخراج ویژگی‏های تصاویر، از روش انتخاب ویژگی متوالی برای تعیین ویژگی‏های کارا استفاده شد و با استفاده از روش ماشین بردار پشتیبان طبقه‌بندی شدند. طول موج‌های مؤثر برای تقلب آرد نخود شامل 22/530، 57/633، 68/704، 98/793، 93/844، و 81/899 نانومتر، برای تقلب کف دریا شامل 55/509، 11/607، 96/626، 17/769، 813، و 57/867 نانومتر و برای تقلب آرد گندم شامل 4/518، 11/607، 51/705، 81/794، 17/855، و 74/909 نانومتر بود. تعداد ویژگی‏های کارا برای تشخیص تقلب آرد نخود، پودر کف دریا، و آرد گندم در پودر فلفل قرمز به ترتیب برابر 12، 12، 10 بود. ماشین بردار پشتیبان با روش یکی در برابر یکی از روش یکی در برابر همه کارآمدتر بوده بوده و دقت آن تشخیص انواع تقلب به ترتیب برابر 77/97، 55/95، و 55/95 درصد بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Implementation of a hyperspectral image processing algorithm for quality assessment of powder productds

نویسندگان [English]

  • mohamadhossein nargesi 1
  • Jafar amiriparian 2
  • Kamran Kheiralipour 3
1 Department of Biosystem Engineering, Faculty of Agriculture, Bo Ali Sina University, Hamadan, Iran
2 Assistant Professor, Department of Biosystem Engineering, Faculty of Agriculture, Bo Ali Sina University, Hamadan, Iran
3 Associate Professor, Department of Biosystem Engineering, Faculty of Agriculture, Ilam University, Ilam, Iran
چکیده [English]

Quality assessment of powdery products requires laboratory methods that are complicated, expensive, and time-consuming. Therefore, the purpose of the present research was to implement a simple, cheap, and fast system for the quality of powder products. In the present research, hyperspectral imaging and image processing technologies were used. The goal product was red pepper powder. Wheat flour, chickpea flour, and sea foam powder with different mass percentages (0-50%) were mixed with red pepper as adulteration. A hyperspectral imaging camera and image processing technology were used. In order to process images, an algorithm was implemented in MATLAB software. Principal component analysis method was used to determine the effective wavelengths. After extracting the features of the images, the sequential feature selection method was used to determine the efficient features and to be classified using the support vector machine method. The effective wavelengths for chickpea flour were 530.22, 633.57, 704.68, 793.98, 844.93, and 899.81 nm, for sea foam were 509.55, 607.11, 626.96, 769.17, 813, and 867.57 nm and for wheat flour adulteration were 518.4, 607.11, 705.51, 794.81, 855.17, and 909.74 nm. The number of efficient features to detect adulteration of chickpea flour, sea foam powder, and wheat flour in red pepper powder were 12, 12, and 10, respectively. The support vector machine with the one-against-one method was more efficient than the one-against-all method and its correct classification rates in detecting the adulterations were 97.77, 95.55, and 95.55%, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Red pepper
  • quality measurement
  • electronic vision
  • image feature engineering
  • classification