1
هقبط بیس هایگ یدنب ییانیب نیشام متسیس کی زا هدافتسا اب فلتخم زره یاهفلع و ینیمز
دیدج
یزبس داجس ،1
سابع فسوی هدنلایگ روپ
یطاسب ارهز ،2 1
1 - نیشام کیناکم یرتکد یوجشناد یلیبدرا ققحم هاگشناد یزرواشک یاه
- ناریا ،لیبدرا
2 - یلیبدرا ققحم هاگشناد متسیسویب کیناکم هورگ داتسا -
ناریا ،لیبدرا
هصلاخ هب قیقد یزرواشک یتیریدم متسیس زا هدافتسا فلع اب هزرابم روظنم
مدع ،رشب یتملاس ،زره یاه
طیحم یگدولآ بآ و تسیز
یاه یم نیمضت ار ینیمزریز مس شور تقیقح رد .دنک
وزج هک یناکم صاخ یشاپ
تایلمع یم قیقد یزرواشک بسانتم ،دشاب
فلع عون و دادعت اب مس هب مادقا زره یاه
یم یشاپ نیاربانب و دنک
فلع زا هدافتسا نازیم شک
هب اه یم شهاک تدش .دبای
هب نیا رد لیلد نیمه هعلاطم
یب نیشام متسیس کی ییان
ینتبم هب وئدیو شزادرپ رب بیس هایگ صیخشت روظنم
ینیمز فلع زا فلتخم زره یاه مس یاتسار رد
یشاپ
.دیدرگ هئارا یناکم صاخ هب
و شزومآ روظنم نومزآ
ییانیب نیشام متسیس هئارا
هدش ، زا 2 بیس راتکه ینیمز
مقر انوفرام دش هدافتسا هاشنامرک ناتسا رد .
تعرس اب متسیس نیا 13
ملیف هیناث رب رتمیتناس ماجنا ار یرادرب
.داد هعطق تایلمع زا سپ ءیش ره زا یدنب
142 تیصوصخ مه سیرتام و یگنر هزوح ود رد
حطس یعوقو
.دیدرگ جارختسا یرتسکاخ شور زا هدافتسا اب
یعونصم یبصع هکبش دیربیه -
هنیهب متیروگلا ماحدزا یزاس
نایم زا تارذ 142
،یجارختسا تیصوصخ تایصوصخ
رثؤم هب و دندش باختنا هقبط روظنم
هایگ یدنب
بیس و ینیمز عاونا فلتخم فلع یاه ره ز،
هب س متسی فلتخم یاه هقبط
دنب یعونصم یبصع هکبش دیربیه -
هنیهب متیروگلا تارذ ماحدزا یزاس
.دندش هئارا هک هداد ناشن جیاتن
هقبط تیساسح و یگژیو ،تقد نازیم دنب
بصع هکبش دیربیه یعونصم ی
هنیهب متیروگلا– تارذ ماحدزا یزاس
زا رتشیب سلاک ود ره یارب 96
دصرد
دوب . یدیلک تاملک :
هقبط ،یناکم صاخ ،وئدیو شزادرپ فلع ،یدنب
یعونصم شوه ،زره یاه
1 همدقم .
فلع زا یکی زره یاه گرزب
رت شلاچ نی یم یزرواشک شخب رد اه
هب هک دنشاب طسوتم روط
34 رد و % زا یضعب دروم
ات صاخ تلاوصحم 70
یم یزرواشک تلاوصحم یهدزاب شهاک ثعاب ،%
دنوش
[2,3]
تباقر زا یشان یهدزاب شهاک نیا .
فلع لاوصحم اب زره یاه ت
یعارز رد مأت یم دیشروخ رون و کاخ رد دوجوم یذغم داوم ،بآ نی .دشاب
فلع اب هزرابم زره یاه
هار زا یکی ناهایگ لوصحم شیازفا یاه
تسا یعارز شور.
فلع اب هزرابم تهج یفلتخم یاه دراد دوجو زره یاه
هک شور
یمومع ییایمیش هزرابم یم شور نیرت
.دشاب هیاپ هعرزم لک رد تخاونکی ششاپ هیاپ رب شور نیا نیمه هک تسا هدش یزیر
یگدولآ بجوم رما هب .تسا هدش تسیز طیحم
داهنشیپ یناکم صاخ ششاپ شور لیلد نیمه هیاپ رب شور نیا .دیدرگ
فلع ییاسانش نآ یور رب ششاپ و زره یاه
.تسا هدش هداهن انب اه فلع صیخشت هک دندرک ملاعا[5]
شزادرپ زا هدافتسا اب زره
ریوصت سرربدروم یم یدایز ناققحم ی یم هک ،دشاب
یلوحت دناوت مزرد
هنی شیازفا نینچمه و یزرواشک تلاوصحم زا تظفاحم ی
2
فلع ییاراک ک
ش نآ یلصا فده .دنک داجیا اه هقبط متیروگلا یاهرتماراپ میظنت ،قیقحت نیا رد اه
نابیتشپ رادرب نیشام دنب
یم کیتنژ متیروگلا زا هدافتسا اب زره فلع عون هس زا .دشاب
جات سورخ ،
Ageratum Conyzoides
و
Phylanthus Urinuria
رد
هب .دش هدافتسا قیقحت نیا سکع روظنم
زا ،یرادرب بو نیبرود کی
لدم مک تباث هلصاف ردC615
28 یتناس حطس زا یرتم
هعطق زا دعب .دش هدافتسا نیمز ،ندوب عبرم ،یگدرشف ،طاسبنا ،تیزکرم زا جورخ ،یراوتسا ،یگدیشک تایصوصخ زا ،یدنب
هب ندوب رودم و بدحت هقبط روظنم
عومجم زا هک داد ناشن جیاتن .دش هدافتسا یدنب 100
فلع هنومن ،زره
4 هب هنومن تروص
هقبط یهابتشا .دش یدنب
یرگید قیقحت رد هقبط هک دنتشاد داقتعا [1]
مهم ،ناهایگ راکدوخ یدنب هب هلحرم نیرت
روظنم
شیپ نآ تملاس و دشر نیمخت ،یرامیب ینیب یم اه
هب .دشاب روظنم نیمه 14
نیوانع اب گرب عون
Ficus carica
،
Malus
domestica
،
Prunusarmeniaca
،
Grewiaasiatica
،
Syzygiumcumini
،
Vitisvinifera
،
Psidium
،
Mangiferaindica
،
Citrusaurantium
،
Litchichinensis
،
Citruslimon
،
Eriobotryajaponica
،
Pyrus
و
Punicagranatum
ار دروم هعلاطم
رارق دنداد گرب نیا زا . ،اه
817 هب سکع هعطق شزومآ روظنم
هقبط هزوح رد یتایصوصخ ،گرب ره زا .دیدرگ هدافتسا دنب یاه
فیصوت و یلکش ،یژولوفروم هب .دیدرگ جارختسا هیروف یاهرگ
هقبط روظنم .دیدرگ هدافتسا یعونصم یبصع هکبش زا یدنب
هقبط هک داد ناشن جیاتن فیصوت ،یژولوفروم تایصوصخ زا هدافتسا اب یعونصم یبصع هکبش دنب
،هیروف یاهرگ تایصوصخ
هقبط هب رداق ،تایصوصخ همه زا یبیکرت و یلکش نیا یدنب
14 هب گرب فلتخم عون تقد اب بیترت
3 / 68 ، 8 / 77 ، 6 / 83 و 5 / 96
.تسا هدوب دصرد هعلاطم نیا زا یلصا فده صیخشت
بیس هایگ ریاس زا ینیمز
فلع یاه زره هعرزم رد تسا اب
و وئدیو شزادرپ زا هداف
ونصم یبصع هکبش دیربیه – یع
هنیهب تارذ ماحدزا یزاس هب
هقبط ناونع ب .تسا دنب
ه شزادرپ لیلد و
هعرزم زا هدش هیهت وئدی
بیس هدمآ تسدب جیاتن زا هدافتسا ناکما ،ینیمز یاتسار رد
س م .دراد دوجو یناکم صاخ یشاپ
2 شور و داوم . اه
یرادربملیف زا هعلاطم نیا رد 2
بیس راتکه مقر ینیمز
انوفرام دش هدافتسا هاشنامرک ناتسا رد کی .
پ تل هب مرف ملیف روظنم یرادرب
.دش هتخاس تلپ نیا
( نیبرود ،یساش لماش یلصا ءزج هس زا مرف
DFK 23GM021,CMOS, 120 f/s, Made in Germany
)
مرن هب زهجم هدنزادرپ متسیس کی و نژرو بلتم رازفا
2015 کشت لی ملیف نیبرود .تسا هدش عافترا رد یرادرب
60 یتناس یرتم
هک یناهایگ مامت نیاربانب ،دش بصن نیمز حطس زا هزوح رد
د رارق نیبرود دید دنتشا
دروم زجت هی لمع .دنتفرگ رارق لیلحتو
پملا طسوت یزادرپرون یاه
فسLED
تدش اب گنردی 327
هظفحم لک یتنزرب هچراپ کی .تفرگ ماجنا سکول ار
درک طاحم
دنوشن هظفحم دراو یطیحم یاهرون ات .
تلپ نیا تعرس اب مرف 13
یتناس ملیف هیناث رد رتم ماجنا ار یرادرب
م ی .داد بیس ینیمز
تیاهن رد .دوب دوخ دشر هلحرم زا مراهچ هتفه رد هدافتسا دروم 1085
ملیف زا میرف .دیدرگ جارختسا اه
کش ل 1 ود میرف
هنومن یم ناشن ار .دهد
هعطق دنیآرف ریوصت یدنب
ملیف یاه هت هی هب هعرزم زا هددددش روظنم
زجت هی میرف هب دیاب لیلحتو نآ هدنهد لیکدددشت یاه
.دودددش لیدبت اه عقاورد
لمع نآ یور دیاب ریوددصت شزادرپ فلتخم تای ملیف لیدبت زا دعب هلحرم نیلوا .ددرگ لامعا اه
میرف هب اه هدنهد لیکددشت یاه
نآ هعطق ،اه یم یدنب هب .دددشاب هعطق یلکروط میددسقت عون ود هب یدنب
یم یدنب هعطق .دوددش یزاددسادج هفیظو لوا عون یدنب
سپ زا ناهایگ یم اراد ار هنیمز
هعطق و دشاب لسکیپ( ءایشا ییاسانش هفیظو مود عون یدنب
ءیش ار میرف کی رد هتسویپ یاه
یم یم اراد ار میرف ره نورد )دنیوگ هعطق .دش اب
هب هناتس آ کی لامعا هب هتس باو ،لوا عون یدنب یم یزاس ادج روظنم
رد .دش اب
میرف یسررب زا دعب هعلاطم نیا هناتسآ لامعا و فلتخم یاه
،فلتخم یاه اهنرد
تی هب هناتسآ نیرتهب هلداعم تروص
( 1 ) لصاح
.دش
3
( 1
R(i,j)<= G(i,j) | B(i,j)<=G(i,j) )
هلداعم ( 1 ) یم نایب لسکیپ دنک نآ زبس رصنع هک ییاه
یقاب دشاب یواسم ای و رتگرزب یبآ رصنع ای زمرق رصنع زا اه
لسکیپ هیقب و دنام دنهاوخ یم فذح اه
.دندرگ
لکش 1 - میرف ود ییانیب نیشام متسیس شزومآ تهج هدش هیهت ملیف زا هنومن
تایصوصخ جارختسا هب هقبط روظنم .ددرگ جارختدددسا یتایدددصودددصخ ،ریودددصت ره زا دیاب یدنب
هب ،سکع هعطق ره زا روظنم نیمه 42
تیص وص خ دیدرگ جارختس ا یگنر
تایص وص خ . جارختس ا
هدش طوبرم هب نیگنایم هفلؤم لوا ، نیگنایم هفلؤم مود ، نیگنایم
هفلؤم مودددس ، رایعم فارحنا هفلؤم
لوا ، رایعم فارحنا هفلؤم
مود ، رایعم فارحنا هفلؤم
مودددس و نیگنایم هفلؤم اه و مود ،لوا ی
موس یگنر یاهاض ف ،RGB
،CMY
،HSI
،HSV
،YIQ YCbCr
یم دنش اب . خ ،یگنر تایص وص خ رب هولاع یفلتخم تایص وص
مه سیرتام هزوح رد حطس یعوقو
.دیدرگ جارختس ا زین یرتس کاخ زا دنترابع تایص وص خ نیا
مدع ،یگتس بمه ،تس ارتنک
عومجم ،لامتحا هنیشیب ،یتخاونکی ،یپورتنآ عومجم ،یپورتنآ ،هشوخ یگتسجرب ،هشوخ هیاس ،یگتسبمهدوخ ،یژرنا ،هباشت سنایراو تاعبرم عومجم ،نیگنایم عومجم ،تاعبرم پورتنا فلاتخا ،سنایراو فلاتخا ،[4]
فلاتخا ،یگتدددسبمه نیگنایم ،ی
لامرن سوکعم فلاتخا ،سوکعم ،یرطق رواتددشگ ،رییغت بیرددغ ،رایعم فارحنا ،هدددش لامرن سوکعم فلاتخا رواتددشگ ،هدددش
.سنایراو و نیگنایم نیا
25 لماددش فلتخم یگیاددسمه راهچ یارب تیددصوددصخ 0
، 45 ، 90 و 135 .دندددش جارختددسا هجرد
زین هزوح نیا رد نیاربانب 100
صخ .دش جارختسا تیصو
رثوم تایصوصخ باختنا هب هدش جارختس ا تایص وص خ نایم رد رثؤم تایص وص خ باختنا هقبط روظنم
یم تیمها رپ رایس ب یدنب نامز .دش اب
هقبط رد تابساحم ماجنا هب یدنب
یم مهم رایسب طخرب تروص یتروصرد ،دشاب مک دیاب نامز نیا و دشاب
تایصوصخ مامت هک
هقبط رد ش یدنب هقبط نامز أعطق دنش اب هتش ادن داض ت مه اب تایص وص خ هکنیا ضرف اب و دننک تکر یم دایز یدنب
و دوش
هقبط تهج نیاربانب یمن بسانم طخرب یدنب
هب .دشاب یجارختسا تایصوصخ لک نایم رد رثؤم تایصوصخ دیاب روظنم نیمه
یعونصم یبصع هکبش دیربیه زا هدافتسا اب .دنوش باختنا -
ب متیروگلا هنیه تارذ ماحدزا یزاس تایصوصخ
تاعبرم عومجم
طوبرم طوبرم یپورتنآ فلاتخا ،هجرد رفص یگیاسمه هیواز هب نیگنایم ،هجرد رفص یگیاسمه هیواز هب
هفلؤم یگنر یاضف مود
YCbCr
، نیگنایم هفلؤم ود یگنر یاددضف طوبرم تارییغت بیرددغ ،HSV
نیگنایم ،هجرد دون یگیاددسمه هیواز هب هفلؤم
مود
.دندش باختنا یگنر یاضف هقبط یدنب هقبط تهج سلاک ود زا اهنت تلاح نیا رد بیس هایگ هک تروص نیدب .دش هدافتسا یدنب
هب ینیمز سلاک کی ناونع
هب ملیف رد گنر زبدددس ناهایگ مامت و هقبط نیاربانب .دنددددش هتفرگ رظن رد رگید سلاک ناونع
یجورخ سلاک ود یاراد دنب
یم .دشاب بط هق هعلاطم نیا رد هدافتسا دروم دنب یعونصم یبصع هکبش دیربیه
هنیهب– .دوب تارذ ماحدزا یزاس
ینیمز بیس هایگ زره فلع
4
3 . ثحب و جیاتن
هقبط هقبط زا هدافتسا اب یدنب یعونصم یبصع هکبش دیربیه دنب
هنیهب متیروگلا– تارذ ماحدزا یزاس
هب هقبط متسیس ره شزومآ روظنم هنومن زا هدافتسا هب زاین دنب
یاه دروم سررب یم ی زا هدش جارختسا ءایشا لک .دشاب
هب ملیف هقبط متس یس شزومآ روظنم هب دنب
هتس دود هداد ( یزاس رابتعا و یش زومآ یاه 758
هداد و )ءیش ( نومزآ یاه
337
یش میس قت )ء هب .دندش یدنب
هقبط لدم کی هب یبایتس د روظنم هنیهب متیروگلا لااب تقد اب یدنب
ریداقم تارذ ماحدزا یزاس
.درک میظنت ار رادشتنا سپ یبدصع هکبدش یاهرتماراپ هنیهب لودج
1 رتماراپ نیا هنیهب ریداقم هداد نادشن ار
نیاربانب .تدسا
هقبط تفرگ دهاوخ ماجنا اهرتماراپ نیا ساسا رب یدنب .
لودج 1 - سپ یبصع هکبش میظنت لباق یاهرتماراپ هنیهب ریداقم هنیهب متیروگلا طسوت هدش میظنت راشتنا
تارذ ماحدزا یزاس
نورون دادعت اه :لوا هیلا
14 :مود هیلا ، 9 :موس هیلا ، 9
هیلا دادعت اه 3
لاقتنا عبات :لوا هیلا poslin :مود هیلا ،poslin :موس هیلا ،radbas
یتشگرب راشتنا سپ هکبش شزومآ عبات trainlm
یتشگرب راشتنا سپ سایاب/نزو یریگدای عبات learnos
لودج 2 هقبط جیاتن طوبرم یدنب
هداد هب هقبط یارب نومزآ یاه یعوندددصم یبدددصع هکبدددش دیربیه دنب
متیروگلا –
هنیهب یم ناشن ار تارذ ماحدزا یزاس هقبط .دهد
هنومن تسا هتسناوت دنب طوبرم یاه
اب اهنت ار لوا سلاک هب 5
هقبط اطخ یدنب
هقبط نینچمه .دنک هقبط هب رداق دنب
هنومن یدنب طوبرم یاه
بیس سلاک هب یلااب تقد اب ینیمز
97 نیا .تس ا هدوب دص رد
تقد نازیم لباق
لوبق دوب هقبط نیا زا هدافتسا ناکما و ه یتلاح یارب دنب
.دراد دوجو لمع رد تسا زاین سلاک ود هب اهنت هک
لودج 2 - اتن ی ج هقبط دنب ی هداد اه ی نومزآ اب هدافتسا زا هقبط دنب ه ی رب ی د هکبش بصع ی عونصم –ی روگلا ی مت هب ی هن زاس ی
ماحدزا تارذ
هقبط لک دصرد حیحص یدنب
هقبط دصرد هابتشا یدنب هداد لک
اه بیس هایگ ینیمز ناهایگ ریاس
سلاک اه
33 / 369 97
/ 2 211
5 206
ناهایگ ریاس
17 / 3 126
122 4
بیس هایگ ینیمز
هقبط متسیس درکلمع یبایزرا دنب
هب هقبط متسیس درکلمع یسررب روظنم .دیدرگ هدافتسا یگژیو و تقد ،تیساسح رایعم هس زا دنب
لودج 3 جیاتن
طوبرم یم ناشن ار رایعم هس نیا هب .دنهد
لودج 3 - عم ی را اه ی درکلمع رتام ی س شاشتغا هقبط یارب دنب
یعونصم یبصع هکبش دیربیه هنیهب متیروگلا–
تارذ ماحدزا یزاس
یگژیو تقد
تیساسح سلاک
09 / 98 33
/ 97 63
/ 97 ناهایگ ریاس
06 / 96 33
/ 97 82
/ 96 هایگ
بیس ینیمز
هنوگنامه یم هدهاددشم هک یلااب سلاک ود ره رد رایعم هددس نیا نازیم ددرگ
96 یم دددصرد نازیم نیا .دددشاب
رقت ًابی
لباق لوبق هنوگنامه .تس ا هک
ًلابق ملیف دیدرگ رکذ یاه
هت هی طوبوم عرازم زا هدش بیس تش ک نامز زا مراهچ هتفه هب
ینیمز
یم فلع نیاربانب .دش اب فلع عاونا یزاس ادج ناکما و دندوب دوخ دش ر ییادتبا لحارم رد یعارز نیمز رد دوجوم زره یاه
زره
هب یاهاطخ نازیم .تددشادن دوجو رگیدمه زا هدمآ دوجو
لد هب هعطق یاطخ لی ناهایگ ریاددس نوچ( یدنب
هب بیددس زج ینیمز
تمس ق زا یض عب أهاگ و دندوب کچوک سپ یاه
هب هنیمز رد هایگ ناونع یم هتفرگ رظن
نیا لک رد اما .دوب )سکعرب ای و دندش
تقد نازیم لباق
لوبق یم .دشاب
4 هجیتن . یریگ
5
1 - بیس لوصحم دشر هیلوا لحارم رد هب ینیمز
فلع هزادنا ندوب کچوک لیلد زاسادج ناکما زره یاه
فلع ی فلتخم زره یاه
.درادن دوجو رگیدمه زا 2 - .دراد یگتسب میرف ره رد دوجوم ءایشا دادعت هب ییانیب نیشام متسیس شزادرپ تعرس
3 - هقبط زا هدافتسا هقبط تقد ییانیب نیشام متسیس شزومآ هلحرم رد دنمشوه یاهدنب
شیازفا ار یدنب یم
.دهد
4 - هقبط تقد نازیم دنب
یعونصم یبصع هکبش دیربیه هنیهب متیروگلا–
تارذ ماحدزا یزاس یلااب
97 رد یم دص .دشاب
5 . عبانم
1. Aakif, A., Khan, MF. 2015. Automatic classification of plants based on their leaves. Biosystem Engineering, 139: 66- 75.
2. Kazmi, W., Garcia-Ruiz, FJ., Nielsen, J., Rasmussen, J., Andersen, HJ. 2015. Detecting creeping thistle in sugar beet fields using vegetation indices. Computers and Electronics in Agriculture, 112: 10-19.
3. Monaco, TJ., Grayson, AS., Sanders, DC. 1981. Influence of four weed species on the growth, yield, and quality of direct-seeded tomatoes (Lycopersicon esculentum). Weed Science, 29 (4): 394–397.
4. Shidnal, S. 2014. A texture feature extraction of crop field images using GLCM approach. International Journal of Science Engineering and Advance, 2: 1006-1011.
5. Wong, WK., Chekima, A., Mariappan, M., Khoo, B., Nadarajan, M. 2014. Genetic algorithm tuned SVM classifier for weed species recognition. International Journal of Computer Science Trends and Technology, 2: 24-30.
6
Classification of potato plants and weeds with a new machine vision system
Sajad Sabzia,*, Yousef Abbaspour Gilandeha , and Zahra basatia
a: Department of Biosystems Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran;
*Corresponding author: [email protected]
Abstract
The use of the precision agriculture operations in order to control weeds contributes human health, unpolluted environment and underground waters. In fact, site-specific spraying method which is one of the precision agriculture operation, sprays proportional to the weeds volume and therefore the use of herbicides will be reduced greatly. For this reason, a video processing based machine vision system in line with site-specific spraying was presented to detect potato and different types of common weeds. In order to training and testing the presented machine vision system, 2 hectares of Marfona potato crops in Kermanshah–Iran were used. This system moved with speed 13 cm/s. After segmentation, 142 features in two fields of color features and texture features based on the gray level co-occurrence matrix were extracted. Using hybrid Artificial Neural Networks - Particle swarm optimization (ANN-PSO) method effective features were selected among 282 features and were imported to classifier system in order to classify the potato and different weeds. The experimental results show the value of sensitivity, specificity and accuracy related to ANN-PSO classifier for two classes were above 96 %.
Keywords: Video processing, Site specific, Classification, Weeds, Artificial intelligence.
