Analyse et classification de la qualité des grains à l'aide de techniques de traitement d'images

Analyse et classification de la qualité des grains à l’aide de techniques de traitement d’images

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Un projet de dernière année sur « Analyse et classification de la qualité des grains à l’aide de techniques de traitement d’images » soumis par Nikhil Gaikwad (de l’Institut de technologie et de recherche Bhivrabai Sawant de JSPM, Wagholi Pune) à extrudesign.com.

Abstrait

Plus de la moitié de la population mondiale consomme du riz chaque jour et satisfait plus de 21% des besoins calorifiques de la population mondiale. Il est considéré comme un grain entier riche en fibres et contient 80% de protéines, de phosphore et de potassium. Il existe des centaines de variétés de riz différentes et chaque grain de riz a une forme, une texture et une saveur uniques qui le rendent parfait pour certains plats. La qualité du riz entre les différents types a des normes différentes. Par conséquent, vous devez sélectionner le riz de la meilleure qualité car le riz de la meilleure qualité est non seulement bon pour la consommation mais aussi bon pour la santé. L’analyse manuelle d’échantillons de céréales est une tâche fastidieuse et chronophage. L’article présente la solution à l’analyse et au classement des grains de riz à l’aide de techniques de traitement d’images. La réduction d’image, l’amélioration de l’image et l’incrémentation de l’image, la reconnaissance d’objets dans le domaine spatial sont appliquées grain par grain de différents échantillons de riz pour déterminer sa taille, sa couleur et sa qualité dans son ensemble pour classer le grain de riz. Nous trouvons les extrémités de chaque grain et après nous mesurons la longueur et la largeur des grains de riz.

Mots-clés – Calibrage, Grain de riz, Qualité, Traitement de l’image, Évaluation du grain, Paramètres du riz

Introduction

La qualité peut être définie comme les caractéristiques et caractéristiques combinées d’un produit ou d’un service pour satisfaire des besoins déclarés ou implicites. La qualité des grains est une combinaison de nombreux facteurs tels que l’odeur (arôme), la taille, les caractéristiques de cuisson, la couleur, la valeur nutritionnelle et le pourcentage de grains entiers. Sur le marché du riz, un déterminant clé du riz usiné est la qualité. La mesure de la qualité devient plus importante avec le commerce d’importation et d’exportation. Les échantillons de riz contiennent différents objets inutiles comme le paddy, la paille, les grains endommagés, les graines de mauvaises herbes, les pierres, etc. La qualité du riz varie en fonction de cette teneur en impuretés.

La forme des grains de riz est évaluée avec la longueur, la largeur et le rapport entre la longueur et la largeur des grains de riz. À l’heure actuelle, la longueur et la largeur des grains de riz sont généralement mesurées par un inspecteur à l’aide d’une règle ou d’un micromètre. Pour mesurer la qualité des échantillons de grains, l’examinateur doit prélever quelques graines de l’échantillon et procéder à l’analyse. Mais pour mesurer la longueur et la largeur de même quelques graines, les placer dans le plateau à un grain et mesurer la longueur et la largeur de chaque graine une par une, est une tâche très fastidieuse et prend beaucoup de temps.

L’objectif principal de la méthode proposée est d’offrir un moyen alternatif pour le contrôle de la qualité et l’analyse qui réduisent l’effort, le coût et le temps requis. Le traitement d’images est un domaine technologique important et avancé où des développements importants ont été réalisés. La vision industrielle et le traitement d’images sont largement utilisés dans la recherche biologique et agricole avec l’amélioration de la technologie informatique et une réduction significative du coût du matériel et des logiciels d’imagerie numérique. De nombreuses recherches ont appliqué la vision artificielle pour estimer l’inspection de la qualité de l’apparence du riz.

L’objectif principal de la méthode proposée est d’offrir un moyen alternatif pour le contrôle de la qualité et l’analyse qui réduisent l’effort, le coût et le temps requis. Le traitement d’images est un domaine technologique important et avancé où des développements importants ont été réalisés. Le traitement d’image manipule l’image pour effectuer certaines opérations sur l’image ciblée afin d’obtenir une image améliorée et souhaitable. Et extraire des informations précieuses de l’image d’entrée. De nos jours, le traitement d’images est une technologie en pleine croissance. Tous les types de données doivent passer par trois phases générales tout en utilisant la technique DIP qui sont le pré-traitement, l’amélioration et l’affichage, l’extraction d’informations.

II. Objectifs

L’objectif du projet est de détecter efficacement la qualité du riz. Le projet vise à réduire les efforts, les coûts et le temps. Ici, le système doit effectuer les opérations suivantes :

  • Utilisation d’algorithmes de traitement d’images pour analyser la qualité des grains par leur taille et leur forme.
  • Analyser et classer la qualité des grains de riz.

III. Système proposé pour le traitement d’images

La qualité du riz n’est pas toujours facile à définir car elle dépend du consommateur et de l’utilisation finale prévue pour le grain. Tous les consommateurs veulent la meilleure qualité qu’ils peuvent se permettre. À mesure que les pays atteignent l’autosuffisance en matière de production de riz, la demande des consommateurs pour un riz de meilleure qualité a augmenté. La longueur, la largeur et le rapport longueur-largeur sont mesurés en utilisant une technique de traitement d’image en comptant et en classant les grains de riz sur la même base. La longueur est la longueur moyenne du grain de riz tandis que la largeur est la largeur moyenne du grain de riz et le rapport longueur-largeur est calculé comme suit :

L/B = [(Average length of rice grain)/ (average breadth of rice)] *dix.

Dans la première étape, le pré-traitement de l’image est effectué. Ici, l’enregistrement de l’image a lieu et le bruit est supprimé de l’image à l’aide du filtre. Algorithme de retrait utilisé pour segmenter les noyaux qui se touchent, ce qui constitue la deuxième étape. Dans la troisième étape, nous effectuons une détection des contours pour trouver la région des limites. Cela se fait à l’aide d’un algorithme astucieux. Dans la quatrième étape, la mesure des graines de riz est effectuée et dans la même étape, la longueur, la largeur et le rapport longueur-largeur sont également mesurés. Dans la cinquième étape de l’algorithme, le riz est classé selon sa taille et sa forme qui est la dernière étape.

Méthodes

Pré-traitement des images :

L’image est capturée à l’aide d’une caméra couleur et stockée dans l’espace colorimétrique RVB. Le filtre est appliqué pour supprimer le bruit qui se produit lors de l’acquisition de l’image et également pour affiner l’image. L’algorithme de seuil est utilisé pour segmenter les grains de riz à partir du fond noir.

Opération morphologique de retrait :

L’érosion et la dilatation sont des opérations de traitement d’images morphologiques. L’érosion implique la suppression des pixels sur les bords de la région. La dilatation est le processus inverse avec des régions qui sortent de leurs frontières. L’érosion est appliquée pour séparer les caractéristiques touchantes des grains de riz sans perdre l’intégrité d’une seule caractéristique. Le processus de dilatation suit le processus d’érosion. L’objectif de la dilatation est de ramener les éléments érodés à leur forme d’origine sans rejoindre les éléments séparés.

Détection des contours :

La détection des contours est utilisée pour détecter l’emplacement et la présence de contours en modifiant l’intensité d’une image. La détection des bords aide à découvrir la région des limites des grains de riz. Nous utilisons un algorithme astucieux pour détecter les bords. L’algorithme astucieux peut segmenter les grains de riz à partir du fond noir.

Mesure de l’objet :

La mesure d’objet est utilisée pour compter le nombre de grains de riz. Après avoir obtenu le nombre de grains de riz, des algorithmes de détection de contour sont appliqués à l’image. L’algorithme appliqué donne les valeurs finales de chaque grain. Nous utilisons un pied à coulisse pour joindre les extrémités et mesurer la valeur de la longueur et de la largeur de chaque grain. Après avoir obtenu la valeur de la longueur et de la largeur, nous pouvons calculer le rapport longueur-largeur.

Classement des objets :

Tous les résultats standard, mesurés et calculés sont requis pour la classification des objets. La base de données standard pour la mesure de la taille et de la forme du riz provient du manuel de laboratoire sur la qualité des grains de riz, Direction de la recherche sur le riz, Rajendra Nagar, Hyderabad. La classification des grains de riz selon la base de données standard est indiquée dans les tableaux suivants. Le tableau ci-dessous indique la classification des grains de riz sur la base de la longueur et du rapport longueur-largeur :

Classification des grains de riz en utilisant le traitement d’images

Long Svelte (LS) Longueur 6 mm et plus, rapport L/B 3 et plus
Court Svelte (SS) Longueur inférieure à 6 mm, rapport L/B de 3 et plus
Moyen Svelte (MS) Longueur inférieure à 6 mm, rapport L/B 2,5 à 3,0
Long Gras (LB) Longueur 6 mm et plus, rapport L/B inférieur à 3
Gras court (SB) Longueur inférieure à 6 mm, rapport L/B inférieur à 2,5

IV. Résultats et discussions

L’analyse de la qualité du riz a été effectuée sur la base de paramètres tels que la longueur, la largeur et le rapport longueur-largeur. Si de la poussière est présente, elle est également identifiée. En outre, la classification est effectuée dans des catégories telles que Slender, Medium, Bold et Round.

V. Conclusion

Les algorithmes d’analyse d’images sont appliqués sur des images dans lesquelles des grains de riz sont placés au hasard et étalés en une couche avec un fond noir. S’il y a des noyaux en contact, l’opération de retrait fonctionne efficacement pour séparer la partie connectée des noyaux en contact ponctuel. La détection des bords est effectuée pour découvrir la région des limites et des extrémités de chaque grain. Ensuite, en utilisant un pied à coulisse, la longueur et la largeur peuvent être mesurées. Après avoir obtenu les valeurs de longueur et de largeur, le rapport longueur-largeur doit être calculé.

L’utilisation d’un algorithme de traitement d’image est une meilleure méthode pour l’analyse des grains de riz par son calcul de longueur et de largeur. Les avantages du traitement d’image sont qu’il s’agit d’une technique simple avec moins de temps et de coûts tout en donnant de meilleurs résultats que le travail manuel. Les résultats sont satisfaisants.

Les références

  1. Nagoda, Nadeesha et Lochandaka Ranathunga. « Segmentation et classification des échantillons de riz à l’aide du traitement d’images et de la machine à vecteurs de support. » En 2018, IEEE 13th International Conference on Industrial and Information Systems (ICIIS), pp.179-184. IEEE, 2018.
  2. Kolkure, VS et BN Shaikh. « Identification et test de qualité du grain de riz à l’aide du traitement d’images et du réseau de neurones. » Journal international des tendances récentes en ingénierie et recherche (IJRTER) (2017).
  3. Parveen, Zahida, Muhammad Anzar Alam et Hina Shakir. « Évaluation de la qualité du grain de riz à l’aide d’une technique de traitement optique et d’image. » En 2017 Conférence Internationale sur la Communication, l’Informatique et les Systèmes Numériques (CCODE), pp. 265-270. IEEE, 2017.
  4. Ali, Syed Farooq, Halima Jamil, Razia Jamil, Iqra Torij et Saira Naz. « Solution à faible coût pour l’analyse de la qualité du riz à l’aide de paramètres morphologiques et sa comparaison avec les mesures standard. » En 2017 International Multitopic Conference (INMIC), pp. 1-6. IEEE, 2017.
  5. Vishnu, Devraj, Gunjan Mukherjee et Arpitam Chatterjee. « Une approche de vision par ordinateur pour l’identification du grade du son de riz. » En 2017, Troisième conférence internationale sur la recherche dans les réseaux d’intelligence informatique et de communication (ICRCICN), pp. 10-14. IEEE, 2017.
  6. Pratibha, Nikhade, More Hemlata, M. Krunali et ST Khot. « Analyse et identification des granules de riz à l’aide du traitement d’images et d’un réseau de neurones. » Département d’électronique et de télécommunications, Collège d’ingénierie pour femmes de Bharati Vidyapeeth (2017).
  7. Philippe, Teresa Mary et HB Anita. « Classification des grains de riz à l’aide de la transformée de Fourier et des caractéristiques morphologiques. » Indian Journal of Science and Technology 10, no. 14 (2017) : 1-Rapport17.
  8. Manohar, M., K. Chatrapathy et MS Sowmya. « Détection intelligente de la pureté du riz et de son classement. » En 2017, 3rd International Conference on Applied and Theoretical Computing and Communication Technology (iCATccT), pp. 7173. IEEE, 2017.

Crédit: Ce projet est réalisé par Vijay Sonawane1, Nikhil Gaikwad2, Hrushikesh Mandekar3, Kishore Baradkar4, Chetan Gunjal5 de Département de génie informatique, Institut de technologie et de recherche Bhivrabai Sawant de JSPM, Wagholi Pune.

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    Electrolyseur au sel Salt & Swim 2.0 Salt & Swim 2.0 : la qualité Hayward Toujours proposé à un prix très abordable, l’électrolyseur au sel Hayward Salt and Swim 2.0 est une évolution du modèle Salt & Swim 3C. Son design change pour intégrer un système d’information sur l’état de fonctionnement de l’appareil : un changement de couleur LED vous permettra un réglage facile et précis en fonction de son activité. L’installation de cet équipement de production automatique de désinfectant à partir du sel contenu dans l’eau est très rapide puisqu’il ne faut généralement qu’une vingtaine de minutes pour le réaliser sans opération complexe. Auto-nettoyante, la cellule dispose d’un système intégré d’inversion de polarité qui assure cette fonction automatiquement et allége au maximum l’entretien de l’appareil. Interface simple, intuitive et visuelle Ergonomique, son interface vous permet de faire fonctionner l’électrolyseur Salt & Swim 2.0 en mode chlore choc pour une production élevée de désinfectant ou à l’inverse en mode de production réduit pour tenir compte de la fermeture d’un volet piscine pour adapter à la baise la production gràce à un contact volet de série. Complet, l’appareil intègre aussi un détecteur de gaz production sur l’ensemble des modèles de la gamme. Salt & Swim 2.0 change de couleur en fonction du fonctionnement de l’électrolyseur. Ce témoin de fonctionnement par changement de couleur LED permet de connaître l’état du fonctionnement de l’appareil, notamment lors de la production de chlore ou lorsque le volet est détecté comme fermé. Cette lecture très simple et intuitive vous permettra de contrôler le bon fonctionnement de votre électrolyseur au quotidien et vous profiterez d’une eau parfaitement traitée sans effort puisque l’automatisation est la raison d’être de cet appareil. Performance 5 réglages de production : proposés pour ajuster précisément la production à votre piscine avec un réglage à 20, 40, 60, 80 et 100% de la capacité de production. Mode chlore choc : cette fonction assure une surchloration temporaire de l’eau de votre piscine pour répondre à un besoin de désinfection important tel qu’un pic de fréquentation du bassin ou bien un apport d’eau non traitée important. Fonction détection de volet roulant : avec réduction automatique de la production de chlore. Cellule de production garantie 8000 heures. Polyvalence Quatre modèles sont disponibles permettant de traiter les piscines jusqu’à 150 m³ Compatible avec les piscines hors-sol ou enterrée : l’électrolyseur Hayward Salt & Swim 2.0 s’adapte à tout type de piscine Facile d’utilisation Témoin de fonctionnement lumineux multicolore par technologie LED : permet la lecture rapide de l’état de fonctionnement de l’appareil pour un réglage facile et précis. Pratique : cet électrolyseur vous évite la manipulation contraignante et le stockage de galets de chlore. Simple d’utilisation, l’électrolyseur au sel Salt and Swim 2.0 dispose d’une capacité de production de chlore ultra...
  • Store banne extérieur coffre intégral motorisé et manuel pour terrasse - Gris anthracite - 4,5 x 3,5 m
  • Zodiac Réchauffeur piscine Zodiac Red Line Modèle - Red Line 3 - jusqu’à 20m3
    Réchauffeur piscine Zodiac Red Line Plus Meilleur rapport qualité/prix parmi les réchauffeurs Zodiac La gamme de réchauffeurs Red Line Plus est fabriquée en Europe avec des matériaux de qualité depuis plus de 15 ans. C’est l’un des modèles les plus fiables du marché car l’exigence de la marque Zodiac est totale en terme de qualité de fabrication. Les brides EDPM haute résistance, le raccordement électrique surmoulé Hypalon ou le thermoplongeur fabriqué en titane anticorrosion, sont autant d’atouts qui assurent à Red Line une durée de vie importante. Le choix de la puissance du réchauffeur dépendra essentiellement du volume d’eau à chauffer. Pour une piscine de 20m³, 3kW de puissance seront suffisants tandis que pour 60m³ il vous faudra préférer une puissance de 9kW pour un résultat satisfaisant. Votre réchauffeur Red Line est un appareil pré-cablé qui ne nécessite pas de coffret de commande et qui dispose aussi d’un thermostat avec précision de 0,5°C, d’un affichage digital et d’une temporisation pour une utilisation facile. N’hésitez pas à consulter notre tableau de caractéristiques détaillées pour faire le choix le plus adapté à votre bassin. Avantages Puissances : de 3 kW à 12 kW Installation facile Thermostat de précision réglable et programmable via un affichage digital Limiteur haute température à sécurité positive Raccordements électriques surmoulés Hypalon Contrôleur de débit Contacteurs de puissance Appareil complet, précàblé ne nécessitant pas de coffret de commande Caractéristiques techniques Modèle 3 kW 6 kW 9 kW 12 kW tri Volume maximum conseillé* 20 m³ 40 m³ 60 m³ 80 m³ Alimentation Monophasée 230 V Triphasée 400 V Intensité absorbée (A) 14 27 40 18 Débit d’eau minimum 5 m³/h Débit d’eau maximum 30 m³/h Raccordement hydraulique 1/2 unions PVC diamètre 63 + réduction diamètre 50mm Fabrication Européenne Garantie 2 ans * volume recommandé pour un bassin privé dans une zone de climat tempéré avec utilisation d’une couverture isotherme et pour un usage sur la période du 15 mai au 15 septembre. Dimensions Garantie légale de conformité et des vices cachés : 2 ans
  • Store banne extérieur coffre intégral motorisé et manuel pour terrasse - Gris jaune - 3 x 2,5 m
  • Zodiac Réchauffeur piscine Zodiac Red Line Modèle - Red Line 6 - jusqu’à 40m3
    Réchauffeur piscine Zodiac Red Line Plus Meilleur rapport qualité/prix parmi les réchauffeurs Zodiac La gamme de réchauffeurs Red Line Plus est fabriquée en Europe avec des matériaux de qualité depuis plus de 15 ans. C’est l’un des modèles les plus fiables du marché car l’exigence de la marque Zodiac est totale en terme de qualité de fabrication. Les brides EDPM haute résistance, le raccordement électrique surmoulé Hypalon ou le thermoplongeur fabriqué en titane anticorrosion, sont autant d’atouts qui assurent à Red Line une durée de vie importante. Le choix de la puissance du réchauffeur dépendra essentiellement du volume d’eau à chauffer. Pour une piscine de 20m³, 3kW de puissance seront suffisants tandis que pour 60m³ il vous faudra préférer une puissance de 9kW pour un résultat satisfaisant. Votre réchauffeur Red Line est un appareil pré-cablé qui ne nécessite pas de coffret de commande et qui dispose aussi d’un thermostat avec précision de 0,5°C, d’un affichage digital et d’une temporisation pour une utilisation facile. N’hésitez pas à consulter notre tableau de caractéristiques détaillées pour faire le choix le plus adapté à votre bassin. Avantages Puissances : de 3 kW à 12 kW Installation facile Thermostat de précision réglable et programmable via un affichage digital Limiteur haute température à sécurité positive Raccordements électriques surmoulés Hypalon Contrôleur de débit Contacteurs de puissance Appareil complet, précàblé ne nécessitant pas de coffret de commande Caractéristiques techniques Modèle 3 kW 6 kW 9 kW 12 kW tri Volume maximum conseillé* 20 m³ 40 m³ 60 m³ 80 m³ Alimentation Monophasée 230 V Triphasée 400 V Intensité absorbée (A) 14 27 40 18 Débit d’eau minimum 5 m³/h Débit d’eau maximum 30 m³/h Raccordement hydraulique 1/2 unions PVC diamètre 63 + réduction diamètre 50mm Fabrication Européenne Garantie 2 ans * volume recommandé pour un bassin privé dans une zone de climat tempéré avec utilisation d’une couverture isotherme et pour un usage sur la période du 15 mai au 15 septembre. Dimensions Garantie légale de conformité et des vices cachés : 2 ans
  • Store banne extérieur coffre intégral motorisé et manuel pour terrasse - Écru - 3 x 2,5 m
  • Elecro Traitement UV Pro Pool Plus Vulcan Modèle - 55 W - jusqu’à 50m3, Pompe doseuse incluse - Non
    Traitement UV Pro Pool Plus Système unique : UV + radicaux hydroxyles Le traitement UV ProPool + améliore la qualité et la clarté de l’eau. Il neutralise efficacement les micro-organismes et les bactéries. Le chambre de réaction en titane poli produit des radicaux hydroxyles oxydants et augmente l’efficacité de stérilisation jusquâ 'à 45 % par rapport aux UV traditionnels. Trois puissances au choix : 30 watts pour un débit max. de 12 m³/heure (piscine de 30 m3 de volume max) 55 watts pour un débit max. de 16 m³/heure (piscine de 50 m³ de volume max) 110 watts pour un débit max. de 32 m³/heure (piscine de 100 m³ de volume max) Le traitement par UV de nouvelle génération Les systèmes UV traditionnels sont efficaces contre les chloramines, mais ils nâ 'ont pas le pouvoir dâ 'oxyder. En effet, la lumière UV attaque lâ 'ADN du contaminant et lâ 'empêche de proliférer, mais celui-ci reste dans l’eau sous une forme effectivement « neutralisée ». Pro Pool Plus accroit les avantages des UV en créant naturellement des radicaux hydroxyles puissants, capables d’assainir l’eau de votre piscine en détruisant véritablement les virus, bactéries et agents pathogènes nocifs présents dans lâ 'eau. Conçu pour sâ 'intégrer facilement dans votre installation existante, ProPool Plus est parfaitement sûr et complémentaire dâ 'une méthode de traitement existante, dont le chlore, le brome, l’électrolyse de l’eau salée ou le peroxyde dâ 'hydrogène. Il offre typiquement une efficacité accrue de 45 % par rapport aux UV traditionnels seuls. Ne revenant pas plus cher quâ 'une ampoule électrique classique, Pro Pool + est une méthode de premier choix pour ceux qui privilégient le traitement par UV mais cherchent un assainissement de l’eau dâ 'un autre niveau. Technologie Pro Pool Plus : Lâ 'eau est étroitement exposée aux UV et de façon prolongée. Les bactéries, micro-organismes et pathogènes sont neutralisés. Ils ne peuvent plus se reproduire. Le traitement UV empêche leur prolifération. Le réflecteur de titane renforce la performance UV du Propool + de prés de 45% par rapport aux appareils UV traditionnels - Dioxyde de titane naturellement présent sur surface du réflecteur. Combinaison, Eau + Dioxyde de titane + UV permet de libérer des Radicaux Hydroxyles, un désinfectant naturel très puissant. - Sûr : seule de l’eau traitée propre sort de la chambre de réaction (aucun gaz ou sous-produit nocif n’est généré). - Rentable : ne consomme pas plus d’électricité qu’une ampoule classique, pour des économies en continu. - Efficace : s’associe aux avantages reconnus des UV traditionnels et améliore l’efficacité de 45% en oxydant vraiment l’eau. - Conçu pour durer : résistant à la corrosion, utilisation sûre avec du sel et de l’eau de mer. - Facile à utiliser : fourni prémonté avec tous les capteurs et éléments de contrôle nécessaires (pas de pièces compliquées à assembler). L’indicateur de remplacement de la lampe émettra une alerte toutes les 9000 heures d’utilisation. -...
  • Store banne extérieur coffre intégral motorisé et manuel pour terrasse - Jaune rayé - 3,5 x 3 m

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