نقش بينايی کامپيوتر و شبکه عصبي در تخمين مدت زمان خشک شدن مواد غذايي

چکيده

بينايی کامپيوتر يکي از پرکابردترين فن آوري‌هاي مورد استفاده در صنايع غذايي و کشاورزي نوين است. بيشترين کاربرد بينايی کامپيوتر در آزمايشگاه‌هاي کنترل کيفيت مي‌باشد. در مقاله حاضر تیم پی سی اسکریپت تلاش دارد تا سيستمي که مبتني بر بينايي کامپيوتر و شبکه عصبي براي تخمين مدت زمان خشک‌شدن مواد غذايي ارائه شده است را برای شما عزیزان شرح دهد. آزمايش­­ها بر روي فرايند خشک‌شدن کدوحلوايي اسمزي با استفاده از جريان هواي گرم انجام گرفته است. در اين آزمايش، تصويري از يک قطعه کدوحلوايي تهيه شده و به سيستم داده مي‌شود. سپس با استفاده از الگوريتم‌هاي پردازش تصوير محل کدوحلوايي در تصوير تعيين شده و تعدادي از ويژگي‌هاي آن شامل مساحت، همگني، کنتراست و آنتروپي تصوير استخراج مي‌شود.

ويژگي‌هاي استخراج شده به يک شبکه عصبي پرسپترون چند لايه داده شده تا مدت زمان قرار گرفتن قطعه کدوحلوايي در فرايند خشک‌شدن را تعيين کند. نتايج آزمايش­ها نشان مي‌دهد خطاي تخمين مدت زمان خشک‌شدن کدوحلوايي حدود 1 ساعت است. اين نتايج براي چنين سيستمي بسيار خوب به نظر مي‌رسد.

مقدمه ای بر بینایی ماشین

امروزه افزايش جمعيت و محدوديت منابع طبيعي باعث ايجاد يک مشکل جهاني به نام بحران غذا شده است. توليد و فراوري محصولات کشاورزي با روش‌هاي سنتي بازدهي کمي دارد و مقرون به صرفه نيست. بنابراين مکانيزاسيون سيستم‌هاي کشاورزي و استفاده از فناوري‌هاي نوين در توليد و فراوري مواد غذايي امري اجتناب ناپذير است. بينايي کامپيوتر[1] (بينايي ماشين) يکي از شاخه‌هاي بسيار مهم از هوش مصنوعي مي‌باشد که کاربرد‌هاي فراواني در صنايع غذايي، خصوصا در آزمايشگاه‌هاي کنترل کيفيت دارد. سيستم‌هاي کنترل کيفيت مبتني بر بينايي کامپيوتر در شيلات، کشتارگاه‌هاي دام و طيور، محصولات باغي و صنايع لبني و … مورد استفاده قرار مي‌گيرد [1].

به طور کلي يک سيستم بينايي کامپيوتر شامل بخش تجهيزات اخذ تصوير و نرم‌افزار پردازش تصوير مي‌باشد. تجهيزات اخذ تصوير شامل سيستم نورپردازي، دوربين و در صورت لزوم کارت اخذ تصوير است. مرحله اخذ تصوير در سيستم بينايي کامپيوتر نقش بسيار موثري در کارايي کل سيستم دارد. انتخاب روش نورپردازي، چينش سيستم نورپردازي و نوع دوربين و تنظيمات آن، کيفيت تصوير را تحت تاثير قرار مي‌دهد. پس از دريافت تصوير، الگوريتم‌هاي پردازش تصوير بر روي تصوير ورودي اعمال شده تا اطلاعات لازم از آن استخراج شود. بخش نرم‌افزاري سيستم‌هاي بينايي کامپيوتر مي‌تواند علاوه بر الگوريتم‌هاي پردازش تصوير، از ساير ابزارهاي هوش‌مصنوعي مانند شبکه‌هاي عصبي نيز براي هوشمند کردن و انجام خودکار عمليات استفاده نمايند.

کليدواژه:

تخمين مدت زمان خشک‌شدن، بينايي کامپيوتر، پردازش تصوير، شبکه عصبي، پرسپترون چند لايه