1
زا فلتخم عون نیدنچ ییاسانش تهج ییانیب نیشام متسیس کی یحارط گرب
اه
یزبس داجس ،1
سابع فسوی هدنلایگ روپ
2
1 - نیشام کیناکم یرتکد یوجشناد یلیبدرا ققحم هاگشناد یزرواشک یاه
- ناریا ،لیبدرا
2 - یلیبدرا ققحم هاگشناد متسیسویب کیناکم هورگ داتسا -
ناریا ،لیبدرا
هصلاخ هعطق هقبط و صیخشت ،یدنب متسیس ساسارب ناهایگ و ناتخرد گرب ریواصت یدنب
ییانیب یاه
یم رتویپماک هب دناوت
تایلمع رد ماگ نیلوا ناونع ینتبم یاه
رظن رد قیقد یزرواشک هزوح رد نیشام رب
هتفرگ هب فلتخم ناتخرد گرب زا عون جنپ هعلاطم نیا رد .دوش هقبط روظنم
نیا .دندش هتفرگ رظن رد یدنب
گرب نیا زا .نوتیز و کشجنگ نابز ،یشحو نوران ،یدمحم لگ ،طولب زا دنترابع تخرد عون جنپ اه
533
هدش لرتنک طیارش رد سکع دیدرگ هیهت
ریواصت نیا زا . 206
ایصوصخ هزوح ود رد تیصوصخ و یگنر ت
مه سیرتام تایصوصخ .دندش جارختسا یرتسکاخ حطس یعوقو
یبصع هکبش دیربیه شور زا هدافتسا اب
یعونصم هیبش متیروگلا –
یزاس دیربت جنپ جارختسا تایصوصخ نیا نایم زا رثؤم تیصوصخ دندش
نیا .
طوبرم یگتسبمه هزادنا تاعلاطا زا دنترابع رثؤم تایصوصخ یگیاسمه هیواز هب
135 یرطق تنموم ،هجرد
طوبرم یگیاسمه هیواز هب 90
هجرد یگنر یاضف رد یفاضا هفلؤم نیلوا ، هفلؤم نیمود و نیلوا صخاش ،HSI
یگنر یاضف یگنر یاضف رد یهایگ ششوپ یارب یگنر صخاش ،HSV
تایصوصخ باختنا زا دعب .CMY
رثؤم
، هقبط یعونصم یبصع هکبش دیربیه دنب هقبط تهج ناگچروم ینولک متیروگلا –
عون جنپ نیا یدنب
هقبط نیا هک داد ناشن جیاتن تیاهن رد .دش هدافتسا گرب هقبط خرن اب دنب
حیحص یدنب 40
/ 98 دصرد
هقبط .داد ماجنا ار یدنب
یدیلک تاملک :
هیبش متیروگلا هقبط ،هویم ناتخرد ،دیربت یزاس
صیخشت ،یدنب
1 همدقم .
زا هدافتسا فلع
شک تفآ ،اه شک لاس رد ییایمیش داوم رگید و اه هدافتسا هنافساتم .تسا هتفای شیازفا ریخا یاه
بآ یگدولآ ،تسیز طیحم یگدولآ ثعاب داوم نیا زا دح زا شیب تیمومسم و ینیمز ریز یاه
تسا هدش یناسنا و یماد یاه
هب .[4]
.دنداد داهنشیپ ار قیقد یزرواشک نادنمشناد لیلد نیمه زا یکی
فادها ییایمیش داوم زا هدافتسا قیقد یزرواشک
یم رظن دروم هیحان یور رب اهنت متسیس زا یکی .دشاب
یم ییارجا ار فده نیا هک ییاه یم ییانیب نیشام متسیس ،دنک
.دشاب
متسیس یفلتخم ناققحم اتسار نیمه رد گرب ییاسانش تهج ییانیب نیشام یاه
داهنشیپ ار فلتخم ناهایگ و اه هداد
.دنا
هقبط هک دنتشاد داقتعا[1]
مهم ،ناهایگ راکدوخ یدنب هب هلحرم نیرت
شیپ روظنم نآ تملاس و دشر نیمخت ،یرامیب ینیب
اه
یم هب .دشاب روظنم نیمه 14
نیوانع اب گرب عون
Ficus carica
،
Malus domestica
،
Prunus armeniaca
،
Grewia
asiatica
،
Syzygium cumini
،
Vitis vinifera
،
Psidium
، Mangifera indica
،
Citrus aurantium
، Litchi
chinensis
،
Citrus limon
،
Eriobotrya japonica
،
Pyrus
و
Punica granatum
.دنداد رارق هعلاطم دروم ار نیا زا
گرب ،اه 817 هب سکع هعطق هقبط شزومآ روظنم
هزوح رد یتایصوصخ ،گرب ره زا .دیدرگ هدافتسا دنب یاه
،یژولوفروم
2
فیصوت و یلکش .دیدرگ جارختسا هیروف یاهرگ
هب هقبط روظنم یدنب
داد ناشن جیاتن .دیدرگ هدافتسا یعونصم یبصع هکبش زا
هقبط هک فیصوت ،یژولوفروم تایصوصخ زا هدافتسا اب یعونصم یبصع هکبش دنب یبیکرت و یلکش تایصوصخ ،هیروف یاهرگ
هقبط هب رداق ،تایصوصخ همه زا دنب
نیا ی 14 تقد اب بیترت هب گرب فلتخم عون 3
/ 68 ، 8 / 77 ، 6 / 83 و 5 / 96 هدوب دصرد
.تسا ینارگن هک دنتشاد نایب[2]
عجار اه فلع دازام فرصم یتسیز طیحم و یداصتقا تاریثات هب شک
ثعاب یزرواشک رد اه
شور زا هدافتسا فلع لرتنک تهج یدیدج یاه
نآ نیاربانب .تسا هدش زره یاه کی اه
ار یراکدوخ نیشام ییانیب متسیس
فلع و گرب نهپ ناهایگ نیب یزاسادج ییاناوت هک دنداد داهنشیپ هب سلاک ود لماش هداد هاگیاپ .تشاد ار ینزوس زره یاه
مان سلاک .دوب ینزوس و گرب نهپ یاه هب ینزوس و گرب نهپ یاه
لماش بیترت 200
و 100 اب ریواصت .دندوب یگنر سکع
کی زا هدافتسا هیواز تحت لاتیجید نیبرود
45 رد نیبرود .دندش هتفرگ یعیبط رون طیارش رد و نیمز هب تبسن هجرد
عافترا 5 / 1 هقبط شور کی .دش تباث هیاپ هس کی یور رب نیمز یرتم م یدنب
ؤ زا هدافتسا اب تفاب ساسارب دمآراک و رث
قیبطت ینعی روهشم یریگدای شور ود و دش هئارا یرنیاب یلحم یوگلا
1وگلا هقبط یارب نابیتشپ رادرب نیشام و یدنب
هک داد ناشن جیاتن .دش هدافتسا هقبط تقد نیرتلااب
هداد هاگیاپ ود ره یارب یدنب 33
/ 88 .دوب دصرد
هعلاطم نیا زا یلصا فده هب ییانیب نیشام متسیس کی هئارا
روظنم صیخشت خرد زا فلتخم گرب جنپ
رد نات
یم قیقد یزرواشک یاتساز .دشاب
2 شور و داوم . اه
تخس متسیس ا
عمج یرازف هداد یروآ
هب هداد روظنم تخس متسیس کی ،لااب تقد اب یرادرب
رازفا ی طوبرم تمسق نیلوا :دش هدافتسا یلصا تمسق ود اب هب
پملا لماش ییانشور متسیس یاه
رون تدش اب گنر دیفسLED
450 یتعنص نیبرود کی لماش تمسق نیمود و سکول
(
ImagingSource, DFK-23GM021, 1/3 inch Aptina CMOS MT9M021 sensor, 1.2MP 1280 𝑥 960 spatial resolution, Germany
) عافترا رد هدش بصن 10
یتناس ناتخرد زا گرب فلتخم عون جنپ .دوب نیمز حطس یلااب زا یرتم
نوتیز و کشجنگ نابز ،یشحو نوران ،یدمحم لگ ،طولب لکش .دنتفرگ رارق یسررب دروم
1 ار هنومن کی گرب عون ره زا
یم ناشن گرب زا .دهد طوبرم یاه
ناتخرد هب نوتیز و کشجنگ نابز ،یشحو نوران ،یدمحم لگ ،طولب
بیترت هب 119
،
105 ، 97 ، 108 و 104 هعلاطم نیا رد .دش هیهت سکع 65
هقبط شزومآ تهج ریواصت زا دصرد و دنب
35 یقاب دصرد هدنام
.تفرگ رارق هدافتسا دروم نآ نومزآ تهج
1 Template matching
3
لکش 1 - نوتیز :ث ،کشجنگ نابز :ت ،یشحو نوران :پ ،یدمحم لگ :ب ،طولب:فلا ناتخرد گرب زا هنومن ریواصت
شیپ شزادرپ ریوصت
هعطق یم یرادرب ریوصت زا دعب ماگ نیلوا یدنب هعطق تقیقح رد .دشاب
یم یدنب هدب ددناوت مدهم و نیدلوا ناودنع
نیردت
تایلمع شیپ شزادرپ دوش هتفرگ رظن رد .
هب کدی هدب یبایتدسد رد یدمهم شدقن بدسانم یدگنز یاضف باختنا لیلد نیمه
هعطق یم یزاب ار لااب تقد اب یدنب لمادش فدلتخم یگنر یاهاضف هعلاطم نیا رد .دنک
،RGB
،HSV
،HSI
،CMY YCbCr
و
هبYIQ
هعطق تایلمع ماجنا تهج بسانم یگنر یاضف نتفای روظنم یدگنر یادضف تدیاهن رد .دنددش یدسررب یدنب
YCbCr
هب هعطق تهج بسانم یگنر یاضف ناونع هدعطق هناتدسآ نیدیعت بسانم یگنر یاضف باختنا زا سپ .دش باختنا یدنب
یددنب
یم یرورض لداعم .دشاب
ه ( 1 هعطق تهج بسانم هناتسآ ) یم ناشن ار گرب عون جنپ نیا یدنب
.دهد
( 1
𝑌(𝑖,𝑗)<70 | 𝐶b(𝑖,𝑗)>50 )
یم ناشن هلداعم نیا یتروصرد دهد
زا ردتمک لسکیپ لوا هفلؤم رادقم هک 70
زا رتدشیب نآ مود هدفلؤم ادی 50
ددشاب
طوبرم لسکیپ یم گرب هب
طوبرم لسکیپ تروصنیا ریغ رد و دشاب سپ هب
تسا هنیمز
.[3]
تایصوصخ جارختسا مده سیرتادم تایدصوصخ و یگنر تایصوصخ هزوح ود رد هعلاطم نیا رد یتایدصوصخ یرتدسکاخ حطدس یعودقو
.دیدرگ جارختسا یگنر تایصوصخ
هتسد ود هب یگنر تایصوصخ 1
- تایصوصخ رامآ
ی و 2 - طوبرم تایصوصخ هب
صخاش اه ی گ یهای دنددش میسقت .
تایصوصخ رامآ
ی نیگنایم زا دنترابع فلؤم
ه نیگنایم ،لوا هفلؤم
نیگنایم ،مود هفلؤم
رایعم فارحنا ،موس هفلؤم
فاردحنا ،لوا
رایعم هفلؤم رایعم فارحنا ،مود هفلؤم
نیگنایم و موس هفلؤم
اه موس و مود ،لوا ی ارب
ی اهاضف مامت ی
گدنر ،RGB YCBCR
،
،YIQ
،CMY
وHSV
اربانبHSI
نی 42
= 7 × 6 تیصوصخ ا زا
نی جارختسا هورگ یم
دوش لودج . 1 طودبرم تایدصوصخ هدب
صخاش اه ی گ یهای ارب ی اضف ی گنر ارRGB
م ناشن ی ا رد .دهد نی ا هعلاطم نی و یگژی اه زا یگنر یاهاضف
YCBCR
، ،YIQ
،CMY
وHSV
زینHSI
دش جارختسا دن
اربانب . نی و مامت یگژی اه ی جارختسا ی ا رد نی مز هنی 14 × 6 = 84 یگژیو .دندوب
)فلا( )ب( )پ( )ت( )ث(
4
لودج 1 - صخاش هب طوبرم تایصوصخ یهایگ یاه
یجارختسا تایصوصخ یجارختسا تایصوصخ هبساحم لومرف لوا هفلوم
هدش لامرنRGB 𝑅𝑛= 𝑅/(𝑅 + 𝐺 + 𝐵
مود هفلوم
هدش لامرنRGB 𝐺𝑛= 𝐺/(𝑅 + 𝐺 + 𝐵)
موس هفلوم
هدش لامرنRGB 𝐵𝑛= 𝐵/(𝑅 + 𝐺 + 𝐵)
یرتسکاخ لاناک 𝑔𝑟𝑎𝑦 = 0.2898 × 𝑅𝑛+ 0.5870 × 𝐺𝑛 + 0.1140 × 𝐵𝑛
یفاضا زبس 𝐸𝑋𝐺 = 2 × 𝐺𝑛− 𝑅𝑛− 𝐵𝑛 یفاضا زمرق 𝐸𝑋𝑅 = 1.4 × 𝑅𝑛− 𝐺𝑛
یهایگ ششوپ یارب یگنر صخاش
یجارختسا 𝐶𝐼𝑉𝐸 = 0.441 × 𝑅𝑛− 0.811 × 𝐺𝑛+ 0.385 × 𝐵𝑛+ 18.78 زمرق و یفاضا زبس یاهرتماراپ لصافت
یفاضا 𝐸𝑋𝐺𝑅 = 𝐸𝑋𝐺 − 𝐸𝑋𝑅
لضافت صخاش
هدش لامرن 𝑁𝐷𝐼 = (𝐺𝑛− 𝐵𝑛)/(𝐺𝑛+ 𝐵𝑛) یبآ یاهنم زبس صخاش 𝐺𝐵 = (𝐺𝑛− 𝐵𝑛)
یبآ زمرق تسارتنک 𝑅𝐵𝐼 = (𝐺𝑛− 𝐵𝑛)/(𝐺𝑛+ 𝐵𝑛) زبس زمرق صخاش 𝐸𝑅𝐼 = (𝑅𝑛− 𝐺𝑛) × (𝑅𝑛− 𝐵𝑛) یفاضا زبس صخاش 𝐸𝐺𝐼 = (𝐺𝑛− 𝑅𝑛) × (𝐺𝑛− 𝐵𝑛) یفاضا یبآ صخاش 𝐸𝐵𝐼 = (𝐵𝑛− 𝐺𝑛) × (𝐵𝑛− 𝑅𝑛)
ینتبم یتفاب تایصوصخ مه سیرتام رب
یعوقو یرتسکاخ حطس
لودج 2 هیواز لماش فلتخم یگیاسمه هیواز راهچ زا هک تیصوصخ تسیب 0
، 45 ، 90 و 135 هددش جارختدسا هجرد ار ددنا
یم ناشن لک رد نیاربانب .دهد 80
.دش جارختسا هزوح نیا زا تیصوصخ
لودج 2 یتفاب تایصوصخ- مه سیرتام ساسارب هدش جارختسا
یعوقو یرتسکاخ حطس
هرامش تیصوصخ هرامش تیصوصخ
1 ینگمه 11 یپورتنآ
2 سوکعم فلاتخا لامرن هدش
12 فلاتخا تنموم لامرن سوکعم هدش
3 تارییعت بیرض 13 رد سوکعم فلاتخا ینگمه 4 فارحنا
درادناتسا
14 یرطق تنموم نیمود
5 هشوخ هیاس 15 هزادنا تاعلاطا
یگتسبمه 1
6 هشوخ یگتسجرب 16 هزادنا تاعلاطا یگتسبمه 2
7 یپورتنآ عومجم 17 سناجت مدع
8 سنایراو 18 یژرنا
9 نیگنایم 19 تسارتنک
10 یرطق تنموم 20 یگتسبمه
رثوم تایصوصخ باختنا یعونصم یبصع هکبش دیربیه شور زا هدافتسا اب هیبش متیروگلا –
جنپ دیربت یزاس نیا نایم زا رثؤم تیصوصخ
طوبرم یگتسبمه هزادنا تاعلاطا زا دنترابع رثؤم تایصوصخ نیا .دیدرگ جارختسا تایصوصخ یگیاسمه هیواز هب
135
5
طوبرم یرطق تنموم ،هجرد یگیاسمه هیواز هب
90 یگنر یاضف رد یفاضا هفلؤم نیلوا ،هجرد نیمود و نیلوا صخاش ،HSI
یگنر یاضف هفلؤم ر صخاش ،HSV
یگنر یاضف رد یهایگ ششوپ یارب یگن .CMY
هقبط یدنب
هقبط یعونصم یبصع هکبش دیربیه دنب ناگچروم ینولک متیروگلا–
( ANN-ACO )
هقبط تهج عون جنپ نیا یدنب
.دش هدافتسا گرب 3 . ثحب و جیاتن
هقبط هقبط زا هدافتسا اب یدنب یعونصم یبصع هکبش دیربیه دنب
ینولک متیروگلا– ناگچروم
سپ یبصع هکبش یم یمیظنت لباق یاهرتماراپ یاراد راشتنا
تدقد ادهرتماراپ نیا حیحص میظنت تروصرد هک دشاب
هقبط یم لااب نآ یدنب هب .دور
ناگچروم ینولک متیروگلا زا هعلاطم نیا رد لیلد نیمه هدافتدسا اهرتماراپ نیا میظنت روظنم هب
.دش لودج 3 رتماراپ نیا هنیهب ریداقم هقبط نیاربانب .تسا هداد ناشن ار
تفرگ دهاوخ ماجنا اهرتماراپ نیا ساسا رب یدنب .
لودج 3 - سپ یبصع هکبش میظنت لباق یاهرتماراپ هنیهب ریداقم متیروگلا طسوت هدش میظنت راشتنا
ناگچروم ینولک
نورون دادعت اه :لوا هیلا
6 :مود هیلا ، 25 :موس هیلا ، 23
هیلا دادعت اه 3
لاقتنا عبات :لوا هیلا
tansig :مود هیلا ، tansig :موس هیلا ، tribas
یتشگرب راشتنا سپ هکبش شزومآ عبات trainlm
یتشگرب راشتنا سپ سایاب/نزو یریگدای عبات learnk
شاشتغا سیرتام زا هدافتسا اب دنبهقبط درکلمع یسررب سیرتام ریدادقم نیدب طادبترا هدک تسا یسیرتام شاشتغا یدم راردقرب ار فدده و یدجورخ
لوددج رد .ددنک 4
هرامش یاه 1 ات 5 هب طوبرم بیترت سلاک هب
یاه یم نوتیز و کشجنگ نابز ،یشحو نوران ،یدمحم لگ ،طولب .دنشاب
لودج 4 - طوبرم شاشتغا سیرتام هقبط هب
دیربیه دنب ANN-ACO
هداد یارب نومزآ یاه هقبط
اه 1 2 3 4 5 اههداد لک یدنبهقبط دصرد
حیحص
هقبط دصرد یدنب
یلک
1 41 0 0 0 0 41 100
40 / 98
2 3 36 0 0 0 39 92/31
3 0 0 28 0 0 28 100
4 0 0 0 39 0 39 100
5 0 0 0 0 40 40 100
4 هجیتن . یریگ
1 - هعطق لامعا تهج بسانم یگنر یاضف یگنز یاضف یدنب
YCbCr
لاناک و هناتسآ لامعا تهج بسانم یاه بسانم
لاناک یاه وY
یمCb
.دنشاب
2 - سلاک یزاسادج ناکما یگنر تایصوصخ بیکرت زا هدافتسا یم مهارف ار فلتخم یاه
.دنک
3 - زا هدافتسا طوبرم یتفاب تایصوصخ
مه سیرتام هب هیاسمه رد یرتسکاخ حطس یعوقو
کیکفت تردق فلتخم یاه یریذپ
هقبط یم لااب ار دنب .درب
4 - بط تقد نازیم هق
دنب یعونصم یبصع هکبش دیربیه متیروگلا–
ناگچروم ینولک یلااب
98 یم دصرد .دشاب
5 . عبانم 1. Aakif, A., FaisalKhan, M., 2015. Automatic classification of plants based on their leaves. Biosystem Engineering, 139, 66-75.
6
2. Ahmed, F., Bari, A.S.M.H., Hossain, E., Al-Mamun, H.A., Kwan, P., 2011. Performance Analysis of Support Vector Machine and Bayesian Classifier for Crop and Weed Classification from Digital Images.
World Applied Sciences Journal, 12, 432-440.
3. Gonzalez, R.C., Woods, R.E., Eddins, S.L., 2004. Digital Image Processing Using MATLAB. Prentice Hall.
4. Liu, F.H., O’Connell, N.V., 2002. Off-site movement of surface-applied simazine from a citrus orchard as affected by irrigation incorporation. Weed Science Society of America, 50 (5), 672–676.
7
Design a machine vision system to identify several different types of leaves Sajad Sabzia,*, Yousef Abbaspour Gilandeha
a: Department of Biosystems Engineering, University of Mohaghegh Ardabili, Ardabil, Iran;
*Corresponding author: [email protected]
ABSTRACT
Plants and trees leaf images automatic segmentation, recognition and classification based on computer vision systems could be considered first step in machine-based operations in the field of precision agriculture. In this study, five types of leaf related to different trees were considered to classify. These five types of trees are oak, rose, elm, ash and olive. 533 images were taken of the leaves. 206 features in fields color features and texture features based on grey level co-occurrence matrices were extracted. Using hybrid artificial neural network–simulated annealing (ANN–SA), five effective features were selected among these features. These effective features are Information measure of correlation related to 135 degree, Diagonal moment related to 90 degree, Additional first component in HIS color space, the index of the first and the second components of HSV color space and color index for extracted vegetation cover in CMY color space. After selecting effective features hybrid artificial neural network - ant colony optimization (ANN–ACO) classifier was used to classification these five types of leaves. In final, results show that this classifier performed classification with correct classification rate 98.4 %.
Keywords: Simulated annealing algorithm, Fruit trees, Classification, Detection