Automatic Grading of Emperor Apples Based on Image Processing and ANFIS

Ağırlık tabanlı meyve sınıflandırma, paketleme ve pazarlanmanın iyileştirilmesi açısından önemli bir terimdir. Ağırlıklarına göre sınıflandırma doğrudan veya dolaylı yöntemlerle gerçekleştirilebilir. Bu çalışma için, Kirmanşah, İranda (Boylam: 7.03 °E; Enlem: 4.22 °N). bir meyve bahçesinden rastgele 100 Emperor Elma örneği seçilmiştir. Tüm testler Ziraat Mühendisliği Fakültesi, Razi Üniversitesi, Kirmanşah, İran Fizik Laboratuarında yapılmıştır. Her elma için görüntü işleme ile ondört parametre elde edilmiştir. ANFIS ve doğrusal regresyon yöntemleri kullanılarak çeşitli ağırlık modelleri geliştirilmiştir. En iyi model sırasıyla ANFIS, doğrusal ve doğrusal olmayan regresyon için, R2, SSE, ve MSE için 0.990, 276.58, 13.17, 0.856, 15980.96, 166.47 ve 0.791, 24512.16, 255.35 şeklindedir. Yani, makine görme sistemi ile meyve ile temas etmeden ağırlık tabanlı elma sınıflandırması sağlanabilir. Mekanik ve elektrik sistemleri üzerinden bu sistemin faydaları şunlardır: 1- Farklı boyutlarda gruplar için makinenin tekrar kalibrasyon kolaylığı, 2- Dolaylı sınıflandırma kullanılarak daha doğru ağırlık ölçümü ve yüksek çalışma hızına ulaşma.

Görüntü İşleme ve ANFIS ile Emperor Elmasının Otomatik Sınıflandırılması

Mass-based fruit classification is important in terms of improving packaging and marketing. Mass sizing can be accomplished by direct or indirect methods. In this study, 100 samples of Emperor Apples were randomly selected from an orchard in Kermanshah, Iran (longitude: 7.03 °E; latitude: 4.22 °N). All tests were carried out in Physical Laboratory, Faculty of Agriculture Engineering, Razi University, and Kermanshah, Iran. Fourteen parameters were obtained by image processing for each apple. Several mass modeling were made using ANFIS and linear regression methods. In the best model for ANFIS, linear and nonlinear regression, R2, SSE, and MSE were 0.990, 276.58, 13.17, 0.856, 15980.96, 166.47 and 0.791, 24512.16, 255.35, respectively. So, a mass-based sorting system was proposed with machine vision system and using ANFIS method that could obtain apple mass without contact with the fruit. Benefits of this system over mechanical and electrical systems were: 1- Easier recalibration of the machine to the groups with different sizes, and 2- Reaching more accurate mass measurement and higher operating speed using indirect grading. Keywords: SPSS; Packaging; Marketing; Machine vision; Fuzzy inference system; Sorting

___

  • Gonzalez R C, Woods R E & Eddins S L (2004). Digital Image Processing Using MATLAB. Prentice Hall Khojastehnazhand M, Omid M & Tabatabaeefar A (2009). Determination of orange volume and surface area using image processing technique. International Agrophysics 23: 237-224 Koc A B (2007). Determination of watermelon volume using ellipsoid approximation and image processing. Journal of Postharvest Biology and Technology 45: 366-371 Leemans V, Magein H & Destain M F (2004). On-line fruit grading according to their external quality using machine vision. Biosystems Engineering 83: 397-404 Lu R (2003). Detection of bruises on apples using near- infrared hyperspectral imaging. Transactions of ASAE 46(2): 523-530 Mizushima A & Lu R (2013). An image segmentation method for apple sorting and grading using support vector machine and Otsu’s method. Computers and Electronics in Agriculture 94: 29-37 Naderloo L, Alimardani R, Omid M, Sarmadian F, Javadikia P, Torabi M Y & Alimardani F (2012). Application of ANFIS to predict crop yield based on different energy inputs. Measurement 45: 1406-1413 Rashidi M, Gholami M & Abbassi S (2009). Cantaloupe volume determination through Image Processing. Journal of Agricultural Science and Technology 11: 623-631 Rezaei E, Karami A,Yousefi T & Mahmoudinezhad S (2012). Modeling the free convection heat transfer in a partitioned cavity using ANFIS. International Communications in Heat and Mass Transfer 39: 470- 475 Sabliov C M, Boldor D, Keener K M & Farkas B E (2002). Image processing method to determine surface area and volume of axisymmetric agricultural products. International Journal of Food Properties 5: 641-653 Shin J S, Lee W S & Ehsani R (2012). Postharvest citrus mass and size estimation using a logistic classification model and a watershed algorithm. Biosystems Engineering 113: 42-53 Sabzi S, Javadikia P, Rabani H & Adelkhani A (2013). Mass modeling of Bam orange with ANFIS and SPSS methods for using in machine vision. Measurement 46: 3333-3341 Sabzi S, Javadikia P, Rabani H, Adelkhani A & Naderloo L (2013). Exploring the best model for sorting Blood orange using ANFIS method. Agricultural Engineering International: CIGR Journal 15(4): 213- 219 Sivasankaran S, Sivaprasad K, Narayanasamy R & Iyer V K (2011). Evaluation of compaction equations and prediction using adaptive neuro-fuzzy inference system on compressibility behavior of AA 6061100−x–x wt. % TiO 2 nanocomposites prepared by mechanical alloying. Powder Technology 209: 124-137 Taylan O & Karagozoglu B (2009). An adaptive neuro- fuzzy model for prediction of student’s academic performance. Computers & Industrial Engineering 57: 732-741 Tong J H, Li J B & Jiang H Y (2013). Machine vision techniques for the evaluation of seedling quality based on leaf area. Biosystems Engineering 115: 369-379 Xing J, Bravo C, Jancso K P T, Ramon H & Baerdemaeker J D (2005). Detecting bruises on ‘Golden Delicious’ apples using hyperspectral imaging with multiple wavebands. Biosystems Engineering 90(1): 27–36 Zheng H, Lu H, Zheng YLou H & Chen C (2010). Automatic sorting of Chinese jujube (Zizyphus jujuba Mill. cv. ‘hongxing’) using chlorophyll fluorescence and support vector machine. Journal of Food Engineering 101: 402-408
Tarım Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: 4
  • Yayıncı: Ankara Üniversitesi Basımevi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Basit Sıra Tekrarı İşaretleyicilerini Kullanarak On İki Farklı Ülkeden Köken Alan Arpa Yerel Çeşitlerinin İncelenmesi

Hülya SİPAHİ, Ayşen YUMURTACI

Ekmeklik Buğday (Triticum aestivum L.)’da Tane Verimi ile Bazı Verim Ögeleri Arasındaki İlişkilerin Saptanması

Pakize KURT, Esra AYDOĞAN ÇİFCİ, Köksal YAĞDI

Türkiye’nin Doğu Bölgesinden Toplanan Bazı Yerel Ekmeklik Buğday Popülasyonlarından Seçilen Saf Hatların Yüksek Molekül Ağırlıklı Glutenin Alt Birimlerinin İncelenmesi

Ayşe YILDIZ, Ayşe YILDIZ, Kadir AKAN, Mevlüt AKÇURA

Türkiye’nin Dört Endemik Sideritis Türünde Çimlenme Performansını Etkileyen Faktörler

Mehmet KAYA, Engin KULAN, Gönül GÜMÜŞÇÜ, Ahmet GÜMÜŞÇÜ

Osmaniye’de Yetiştirilen Yerfıstıklarında Hasat, Hasat Sonrası, Kurutma ve Depo Öncesi Dönemlerinde Aflatoksin Oluşumu

İşılay LAVKOR, Mehmet BİÇİCİ

Tohum Yaşlandırma ve Önuygulamanın Meryemana Dikeni (Silybum marianum (L.) Tohumlarında Katalaz Aktivitesi ve Depo Rezervlerine

Ghasem PARMOON, Soodabe JANBAKHSH, Said Amir MOOSAV, Ali EBADI

Türkiye'nin Doğu Bölgesinden Toplanan Bazı Yerel Ekmeklik Buğday Popülasyonlarından Seçilen Saf Hatların Yüksek Molekül Ağırlıklı Glutenin Alt Birimlerinin İncelenmesi

Mevlüt AKÇURA, Kadir AKAN, Ayşe YILDIZ

Effects of Somatic Cell Count and Various Environmental Factors on Milk Yield and Foremilk Constituents of Red-Holstein Cows

Atakan KOÇ

Heavy Metals Content in Selected Medicinal Plants Commonly Used as Components for Herbal Formulations

Alexandra STAOJKOVIC-SEBIC, Zoran DINIC, Aleksandar STAOJKOVIC, Radmila PIVIC, Dragana JOSIC

Factors Affecting Germination Performance of Four Endemic Sideritis Species in Turkey

Engin Gökhan KULAN, Ahmet GÜMÜŞÇÜ, Gönül GÜMÜŞÇÜ, Mustafa Demir KAYA