استفاده از تکنیک پردازش تصویر و تلفیق آن با دو روش منطق فازی و خوشه بندی دقیق به منظور درجه بندی هویج

هویج به عنوان محصولی حاوی مقادیر فراوان و متنوع ویتامین، دارای خواص و ارزش غذایی بالایی بوده و یکی از محصولاتی است که در سبد غذایی خانواده جای خود را باز کرده است. هدف از این تحقیق طراحی سیستمی بود که با کمک ویژگی هایی از قبیل انواع آسیب ها و اندازه هویج و استفاده از منطق فازی و خوشه بندی k-mean، درجه بندی هویج را انجام دهد؛ تا خطای ناشی از خستگی چشم توسط اپراتور انسانی حذف گردد. آسیب هایی که در این تحقیق مورد توجه قرار گرفت عبارت بودند از شکستگی و بدشکلی، بیماری های پوسیدگی نرم باکتریایی، پوسیدگی سیاه، پوسیدگی پیتیومی و شپش هویج. این عیوب به همراه اندازه هویج یعنی طول و قطر آن به عنوان پارامترهای درجه بندی هویج در نظر گرفته شدند. برای انجام این کار, تصویر هویج مورد پردازش قرار گرفته و نتایج حاصل از آن به عنوان ورودی به دو سیستم درجه بندی مبتنی بر منطق فازی و خوشه بندی دقیق وارد شدند. برای اجرای پردازش تصویر بر روی نمونه ها، از دو فضای رنگی rgb و hsi استفاده شد. سیستم فازی بر اساس توابع فازی ساز مثلثی و ذوزنقه ای، قوانین فازی با اپراتور and، سیستم استنتاج ممدانی و روش میانگین مراکز برای غیرفازی سازی طراحی شد. برنامه ها و کدهای مربوط به پردازش تصویر، سیستم فازی و همچنین خوشه بندی k-mean, در محیط نرم افزار متلب نسخه 7.6 در قالب mفایل ها تدوین و پیاده سازی شد. از نظرات شخص خبره به عنوان معیاری برای تعیین بازه های ورودی و همچنین ابزاری برای تشخیص عملکرد مناسب قسمت های مختلف سیستم درجه بندی استفاده گردید. علاوه بر استخراج ویژگی های مذکور جهت درجه بندی هویج، با استفاده از نتایج الگوریتم تشخیص شکستگی و بدشکلی، موقعیت و محل اتصال سر هویج برای نمونه های سالم نیز که اهمیت بسزایی در اهداف بسته بندی محصول دارد؛ تعیین گردید. نتایج ارزیابی الگوریتم های پردازش تصویر نشان داد که استفاده از تکنیک پردازش تصویر برای تشخیص آسیب ها و تعیین اندازه هویج کارایی لازم را دارد. این نتایج به ترتیب برای الگوریتم های تشخیص اندازه، شکستگی و بدشکلی، تشخیص بیماری ها و تعیین موقعیت و محل اتصال سر هویج، به طور متوسط 95.8، 95.8، 95.5 و 93.75 درصد به دست آمد. برای ارزیابی سیستم فازی و خوشه بندی دقیق از 200 نمونه هویج دارای آسیب ها و اندازه های مختلف استفاده شد که نتایج به دست آمده برای این دو روش به ترتیب 94 و 95.5 درصد بود. بررسی ها نشان داد که علت وجود خطا در اغلب موارد ناشی از وجود نویز و نیز مقدار گسترش بیمارها که به دلیل تغییرات کوچک رنگ، آستانه الگوریتم های بخش بندی، مقداری دچار اشتباه می شوند؛ می باشد که تا حدودی اجتناب ناپذیر است. از مقایسه نتایج دو سیستم منطق فازی و خوشه بندی k-mean مشخص گردید هر دو سیستم برای درجه بندی هویج مناسب می باشند.