Non destructive determination of the porosity of bread with computer image processing

ICTTE

International Conference on Technics, Technologies and Education ICTTE 2013

October 30-31 2013, Yambol, Bulgaria https://sites.google.com/a/trakia-uni.bg/ictte-2013/

ICTTE

International Conference on Technics, Technologies and Education ICTTE 2013 Faculty of Technics and Technologies, Trakia University October 30-31 2013, Yambol, Bulgaria

PROCEEDINGS ISSN 1314-9474

Yambol, Bulgaria, 2013

ICTTE



Dear Colleagues, Ladies and Gentlemen, It is great honor for me to be President of the International Scientific Conference on Technics, Technologies and Education ICTTE 2013, organized by the Faculty of Technics and Technologies, Yambol, Bulgaria, October 30 and 31, 2013. I am pleased that you are participants in the conference. I hope that, in the time of the sessions, you, representatives of science and higher education from different universities and countries have got possibilities about ideas changing, to make discussions and to develop mutually cooperation in the conditions of European integration. I want to share with you that such scientific forums will ensure the development of the faculty and realized international contacts will consolidate its international recognition. I am happy to greet you on behalf of the leadership of Trakia University and Faculty of Technics and Technologies, with “Welcome in Bulgaria and the town of Yambol!” Prof. Ivan Stankov, DSc Rector of Trakia University of Stara Zagora President of the International Scientific Conference on Technics, Technologies and Education ICTTE 2013

ICTTE



ORGANIZING COMMITTEE Krasimira Georgieva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Zlatina Kazlacheva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Margarita Pehlivanova, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Tanya Pehlivanova, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Iliya Ginkov, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Veselina Nedeva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Ivan Lazarov, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Krasimira Dobreva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria SCIENTIFIC COMMITTEE Krasimira Gergieva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Zlatina Kazlacheva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Nikolai Ganev, Czech Technical University of Prague, Czech Republic Georgi Tassev, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Mariana Ursache, “Gheorghe Asachi” Technical University of Iasi, Romania Savvas Vassiliadis, Technological Educational Institute of Piraeus, Greece Snezana Urosevic, Technical Faculty of Bor, University of Belgrade, Serbia Nuno Belino, University of Beira Interior, Portugal Penka Martincova, University of Zilina, Slovakia Nely Georgieva, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria Elsayed Elnashar, Kafrelsheikh University, Egypt Albena Stoyanova, University of Food Technologies of Plovdiv, Bulgaria Bianka Tornyova, Medical University of Plovdiv, Bulgaria Margarita Pehlivanova, Faculty of Technics and Technologies of Yambol, Trakia University, Bulgaria

ICTTE



CONTENTS

TECHNICS AND TECHNOLOGIES IN MECHANICAL, AGRICULTURE AND TRANSPORT

ENGINEERING

1.1 Kamil Kolařík, Nikolaj

Ganev, Jiří Čapek and Zdenek Pala

USE OF XRD AND HOLE-DRILLING METHOD

FOR DETERMINATION OF RESIDUAL

STRESSES GRADIENT IN C45 STEEL AFTER

LASER HARDENING

1

1.2 Nikolaj Ganev, Kamil

Kolařík & Zdenek Pala

X-RAY DIFFRACTION RESIDUAL STRESS

ANALYSIS IN MECHANICAL ENGINEERING AND

MATERIALS SCIENCE

7

1.3 Štěpánka Dvořáčková, Jiří Sobotka, Pavel Brdlík,

František Dvořáček

THE ISSUE OF GAUGE BLOCKS CALIBRATION

BY INTERFEROMETRY METHOD – WRINGING

GAUGE BLOCKS

15

1.4 Nevena Ivanova, Hristo

Skulev

NEW OPPORTUNITIES FOR CHEMICAI-HEAT

TREATMENT OF TITANIUM AND TITANIUM

ALLOYS

21

1.5 Nevena Ivanova STABILIZERS INFLUENCING BASIC

PROPERTIES OF TITANIUM AND TITANIUM

ALLOYS

30

1.6 Iliya Chetrokov

EXPERIMENTAL STUDY OF LABORATORY

EQUIPMENT DESIGNED FOR WORKPIECES

AND PARTS CONTROL IN CNC TURNING

36

1.7 Georgi Georgiev,

Boris Sakakushev

STUDY OPPORTUNITIES FOR APPLICATION OF

PHOTOGRAMMETRY FOR MEASUREMENTS IN

THE FIELD OF MECHANICAL ENGINEERING

43

1.8 Georgi Georgiev, Zlatin

Zlatev

COMPARATIVE ANALYSIS FOR MEASURING

THE GEOMETRY MACHINE PARTS

49

1.9 Krasimir Krastev, Georgi

Tassev

MATHEMATICAL MODEL TO DETERMINE

THE CHARACTERISTICS OF THE

RELIABILITY OF THE COMPONENTS OF THE

MACHINES

57

ICTTE



1.10 Krasimir Krastev

Hristo Beloev

MATHEMATICAL MODELS FOR THE STUDY OF

THE INFLUENCE OF THE LAWS OF

DISTRIBUTION OF DIAGNOSTIC PARAMETERS

ON THE TECHNICAL CONDITION OF MACHINES

65

1.11 Krasimir Krastev

Krasimira Georgieva

MATHEMATICAL MODEL TO OPTIMIZE THE

FREQUENCY OF THE DIAGNOSIS OF

COMPONENTS OF MACHINES

74

1.12 Milica Maksic, Nikola Cekic,

Miomir Vasov, Hristina

Krstic, Dusan Randjelovic

TRANSPORT AND LARGE-SCALE RETAIL

POLICY INTEGRATION – GUIDELINES FROM

THE EUROPEAN EXPERIENCE FOR SERBIA

82

1.13 Seda H. Bostancı MUNICIPAL APPLICATIONS FOR GREEN

TRANSPORTATIONS

88

1.14 Petar Kazakov BIODIESEL FUEL AND EXHAUST GAS

RECIRCULATION IN THE INTERNAL

COMBUSTION ENGINES

92

1.15 Petar Kazlakov, Mitko

Stoyanov

USING OF BIODIESEL IN INTERNAL

COMBUSTION ENGINES

98

1.16 Violeta Vateva, Kaloyan

Todorov

RESULTS OF A STUDY ON ANNUAL LEGUMES

GROWN FOR ORGANIC FARMING. I.

VEGETATIVE DEVELOPMENT

103

1.17 Violeta Vateva RESULTS OF A STUDY ON ANNUAL LEGUMES

GROWN FOR ORGANIC FARMING. II.

PRODUCTIVITY

110

FASHION AND TEXTILE DESIGN AND TECHNOLOGIES

2.1 ElSayed A. Elnashar,

Hanaa H. Sidhom

AESTHETIC VALUES OF NANOART FOR

FASHION DRESSES AND INTERIOR DESIGN

119

2.2 Nuno Belino,

М. Tavares,

M. Vaz Patto

MONITORING THE EVOLUTION OF

PARKINSON’S DISEASE WITH AN INNOVATIVE

ELECTROTEXTILE TOOL

134

2.3 Stelios M. Potirakis, Savvas Vassiliadis, Nikos A. Stathopoulos, Stelios A. Mitilineos & Clio G. Vossou

ELECTRICAL CHARACTERIZATION OF

TEXTILES 142

ICTTE



2.4 Stelios A. Mitilineos, Zisis C. Ioannidis, Savvas Vassiliadis, Stelios M. Potirakis, Nikolaos A. Stathopoulos, Stylianos P. Savaidis, Clio G. Vossou, Simos Simeonidis

TEXTILE ANTENNAS CHALLENGES AND

APPLICATIONS: A SPIRAL ANTENNA DESIGN

FOR TEXTILE DEVELOPMENT

150

2.5 Mihaela Zhekova UP-CYCLED FASHION AND SUSTAINABILITY

158

2.6 Zlatina Kazlacheva, Julieta

Ilieva, Mihaela Zhekova,

Petia Dineva

FASHION DESIGN ON THE BASE OF

CONNECTIONS BETWEEN

COLORS AND LINES

165

2.7 Julieta Ilieva TEXTILE DESIGN ON THE BASE OF

CONNECTIONS BETWEEN COLORS AND LINES

176

2.8 Zlatina Kazlacheva DESIGN OF COLLARS IN BIG SIZES AROUND

NECKLINES IN DIFERENT FORMS

187

2.9 Rumen Rusev, Diana

Balabanova, Krasimir

Deyanov

DESIGN OF DOUBLE JACQUARD FABRIC

FOR FURNITURE 196

2.10 Rumen Rusev, Diana

Balabanova, Krasimir

Deyanov

STRUCTURAL AND POWER ЕVALUATION OF

MECHANISMS FOR LIFTING OF KNIFE FRAME

OF JAQUARD MACHINE

202

2.11 Zlatin Zlatev, Julieta Ilieva POSSIBILITIES OF APPLICATION OF

ADDITIONAL DEVICES TO THE INTERACTIVE

PRESENTATION TOOLS FOR ANALYSIS OF

FABRICS

209

2.12 Petya Dineva DESIGN OF PEPLUM DRESSES

217

2.13 Boriana Toncheva, Zlatina

Kazlacheva, Petya Dineva

UNTRADITIONAL COLLARS OF LADIES‘

JACKETS

226

2.14 Galya Dolapchieva SELECTING A METHOD FOR PROCESSING THE

END PARTS OF THE CLOTHING

233

2.15 Galya Dolapchieva ANALYSIS OF CONSTRUCTION – PROCESSING

DEFECTS IN MANUFACTURING OF CLOTHING

BY ORDER

238

2.16 Katia Byuzyukeva,

Svetoslava Yanovska

MAKING OF LADIES’ SKIRTS

243

ICTTE



ELECTRICAL ENGINEERING, ELECTRONICS, AUTOMATICS, AND COMPUTER

TECHNOLOGY

3.1 Penka Martincova, Karol Grondzak, Monika Vaclavkova

INFORMATION SYSTEM FOR SECURITY EVALUATION – DESIGN AND IMPLEMENTATION

251

3.2 Georgi Pashev, Dilyana

Budakova

SOFTWARE PLATFORM FOR EXECUTION OF

GRAPH DATABASE APPLICATIONS

257

3.3 Kaloyan Yankov RESTRICTIONS REVISED SIMPLEX ALGORITHM

APPLIED TO PROBLEMS WITH RESTRICTIONS

263

3.4 Veselka Stoyanova ANALYSIS OF STEGANOGRAPHY IN IMAGES

USING AGENTS WHEN SELECTING COVERING

IMAGES

271

3.5 Zlatin Zlatev INDUSTRIAL APPLICATION OF COMPUTER

VISION SYSTEM IN ASSESMENT OF PORK

QUALITY

278

3.6 Veselina Nedeva, Zlatin

Zlatev

QUALITY OF SERVICE SUPPLIED BY

UNIVERSITY WEB PORTAL

284

3.7 Dimitar Vasilev BUILDING A WI-FI NETWORK IN STANDARD

IEEE 802.11AC

292

3.8 Dimitar Vasilev NETWORK ARCHITECTURE FOR STANDARD

IEEE 802.11AC

299

3.9 Tahir Lazimov, Ahmet Nayir, Samira Qahramanova, Tahir Cetin Akinci

EXTENSION OF ELECTRICAL IMPEDANCE

CONCEPT FOR NON-SINUSOIDAL INFLUENCES

306

3.10 Tahir Cetin Akinci, Omer

Akgun, Selcuk Varol,

Eleonora Guseinoviene

HEART SOUND SIGNALS OBTAINED FROM

STETHOSCOPE WITH WAVELET ANALYSIS

METHOD

313

3.11 Nely Georgieva, Stefani

Milovanska, Vasil

Milovanski,

SPECIAL FEATURES OF THE COSTRUCTION OF

A RECORDING MODULE IN MEASURING

TRANSFORMERS, WORKING IN A QUASI-

STATIC TRANSIENT REGIME

320

3.12 Krasimira Keremidchieva TECHNOLOGY IN INTELLIGENT NETWORKS

326

ICTTE



3.13 Veselin Chobanov HOURLY FORECASTING OF THE ELECTRICITY

GENERATION FROM PHOTOVOLTAIC POWER

PLANTS AND MAJOR FACTORS HAVING

INFLUENCE ON THE PROCESS

331

3.14 Anton Antonov, Joana

Bakardjieva

COORDINATION OF ACTION OF THE

PROTECTIVE EQUIPMENT IN THE

DISTRIBUTION NETWORK

327

3.15 Stefka Nedelcheva, Atanas

Ivanov

STUDY OF THE SHORT-CIRCUIT CURRENTS IN

THE DISTRIBUTION NETWORKS INTEGRATED

WITH DISPERSED GENERATION

334

ENERGETICS, ENERGY EFFICIENCY, ARCHITECTURE

4.1 Boyan Ivanov, Dragomir

Dobrudzaliev

GREEN SUPPLY CHAIN DESIGN AND

MANAGEMENT FOR BIOFUEL: OPPORTUNITIES

AND CHALLENGES FOR BULGARIAN SCALE

349

4.2 Nikola Cekic, Miomir Vasov,

Hristina Krstic, Dusan

Randjelovic, Milica Maksic

NEW TECHNOLOGY OF FORMATION

OF STRUCTURES IN

ECOURBARCHITECTURE

365

4.3 Hristina Krstić, Dušan

Ranđelović, Milica Maksić,

Nikola Cekić, Miomir Vasov

IMPROVING ENERGY EFFICIENCY

OF BUILDINGS BY ADEQUATE GREENERY

DESIGN

374

4.4 Dušan Ranđelović, Milica

Maksić, Nikola Cekić,

Miomir Vasov, Hristina

Krstić

THE IMPORTANCE OF THE WINDOWS FOR

REDUCING ENERGY CONSUMPTION IN

ARCHITECTURAL DESIGN

381

4.5 Miomir Vasov, Hristina

Krstić, Dušan Ranđelović,

Milica Maksić, Nikola Cekić

ANALYSIS OF THE POSSIBILITY OF IMPROVING

THE ENERGY EFFICIENCY OF BUILDINGS

USING OF REHABILITATION OF THERMAL

INSULATION

389

4.6 Milica Igić, Mila Mihajilović SUSTAINABLE – ENERGY EFFICIENT PARKS

DESIGNING

397

4.7 Vaska Sandeva, Katerina

Despot

WATER AS A COMPONENT IN THE FORMATION

OF THE COMPOSITION OF THE PARK

405

4.8 Katerina Despot, Vaska

Sandeva

EXTERNAL AND INTERNAL SPATIAL

COMPOSITION OF THE CHURCH OF

THE ANNUNCIATION, PRILEP, MACEDONIA

421

ICTTE



4.9 Ivan Binev, Nely Georgieva ENERGY UTILIZATION OF WOOD BIOMASS

410

4.10 Vedat Esen, Tahir Cetin Akinci, Audrius Senulis, Eleonora Guseinoviene

CURRENT SITUATION AND FUTURE OF

NATURAL GAS IN TURKEY

431

4.11 Bahtiyar Dursun, Cihan

Gokcol, Tahir Cetin Akinci

A SENSITIVITY ANALYSIS OF THE GRID

CONNECTED PV-WIND HYBRID SYSTEM,

DEPENDING ON RENEWABLE FRACTION AND

SOLAR IRRADIANCE VALUES

436

FOOD TECHNOLOGY

5.1 ElSayed A. Elnashar and

Lamiaa M. Lotfy

UTILIZATION OF VOLUME POROSITY IN SIEVES

FABRICS FOR IMPROVING SENSORY,

RHAIOLOGY PROPERTIES AND ENERGY

SAVING IN BREAD MAKING

449

5.2 Ira Taneva, Tanya

Chalykova, Krasimira

Dobreva

STUDY ON THE ETHANOL EXTRACTS OF ROSE

HIP

464

5.3 Ira Taneva, Krasimir

Krastev, Krasimira Dobreva,

Snezhana Dineva

MATHEMATICAL MOULDING OF ETHANOL

EXTRACTION OF ROSA CANINA L.

470

5.4 Krasimir Krastev, Ira

Taneva, Krasimira Dobreva,

Snezhana Dineva

MATHEMATICAL MOULDING OF AQUEOUS

EXTRACTION OF ROSA CANINA L.

475

5.5 Ivan Dimov

BIOLOGICALLY ACTIVE SUBSTANCES IN

HERBS AND THEIR PHYSIOLOGICAL

IMPORTANCE FOR PEOPLE

479

5.6 Antoaneta Georgieva HERBAL INGREDIENTS AS BIOLOGICAL ACTIVE

ADDITIVES TO FOOD PRODUCTION A

FUNCTIONAL PURPOSE

486

5.7 Zlatin Zlatev, Desislava

Stoilova, Mitko Petev

DETERMINING THE NUMBER AND SIZE OF

MUSCLE FIBERS IN HISTOLOGICAL SAMPLES

OF PORK BY COMPUTER VISION SYSTEM

490

5.8 Julieta Ilieva, Zlatin Zlatev IMAGE PROCESSING FOR ASSESSMENT THE

QUALITY OF JAPANESE QUAIL EGGS

497

5.9 Zlatin Zlatev NON DESTRUCTIVE DETERMINATION OF THE

POROSITY OF BREAD WITH COMPUTER IMAGE

PROCESSING

504

ICTTE



LIFELONG LEARNING

6.1 Snezana Urosevic LEARNING ORGANIZATION AND KNOWLEDGE

MANAGEMENT AS CONTRIBUTORS TO

ORGANIZATIONAL PERFORMANCE

510

6.2 Snezana Urosevic INFLUENCE THE DEVELOPMENT OF THE

TEACHING STAFF IN THE QUALITY OF

EDUCATION

516

6.3 Vanya Stoykova, Angel

Smrikarov, Krasimira

Georgieva, Aneliya Ivanova

ADAPTATION OF HIGHER EDUCATION

TOWARD THE STUDENTS OF THE DIGITAL

GENERATION

523

6.4 Luben Boyanov EDUCATION IN THE DIGITAL SOCIETY

532

6.5 Vladimir Jotsov INTELLIGENT METHODOLOGIES IN EDUCATION

AND THEIR INFLUENCE ON SUSTAINABLE

CROSS-BORDER REGIONAL DEVELOPMENT

539

6.6 Darina Ivanova CURRENT TRENDS OF INFORMATICS AND IT

TEACHING

548

6.7 Aleksandra Pencheva, Lina

Yordanova, Hristo Mitev

THE APPLICATION OF AUGMENTED REALITY

AND QR CODE IN EDUCATION

553

6.8 Svetlana Petrovna

Reshikova

SYSTEMATIC APPROACH TO THE

ORGANIZATION OF SCIENTIFIC WORK OF

STUDENTS OF HIGHER SCHOOLS

561

6.9 Emiliya Dimova THE ACADEMIC EDUCATION – CHALLENGES IN

THE CONTEXT OF GLOBALIZATION

568

6.10 Zlatoeli Ducheva, Margarita

Pehlivanova, Snezhana

Dineva

INCREASING THE QUALITY OF STUDENT’S

TRAINING THROUGH STRATEGY OF

COLLABORATIVE LEARNING

574

6.11 Biyanka Tornyora, Tanya

Paskaleva

ORGANIZATIONAL AND METHDOLOGICAL

ASPECTS IN COMPUTER SKILLS TRAINING OF

ADULTS

583

MATHEMATICS AND NATURAL SCIENCES

7.1 Krasimir Krastev RIEMANNIAN MANIFOLDS THAT OPERATOR

JACOBAND OPERATORS OF STANILOV

SWITCHING

592

ICTTE



7.2 Veselin Videv, Krasimir

Krastev

AN EXAMPLE OF J-OSSERMAN ALMOST

HERMITIAN MANIFOLDS

562

7.3 Krasimir Krastev, Veselin

Videv

A CHARACTERIZATION OF THE FOUR-

DIMENSIONAL RIEMANNIAN MANIFOLDS USING

CHARACTERISTICALLY COEFFICIENTS OF THE

JACOBI OPERATOR

595

ICTTE

International Conference on Technics, Technologies and Education ICTTE 2013 October 30-31 2013, Yambol, Bulgaria https://sites.google.com/a/trakia-uni.bg/ictte-2013/

Proceedings of ICTTE 2013 ISSN 1314-9474

504

NON DESTRUCTIVE DETERMINATION OF THE POROSITY OF BREAD WITH COMPUTER IMAGE PROCESSING

Zlatin Zlatev

Trakia University, Faculty of Technics and Technologies Graf Ignatiev 38, 8602 Yambol, Bulgaria

e-mail: [email protected] Abstract: Standard methods for determining the porosity of bread are continuous and require special sample preparation and equipment. The aim of this work is to develop an objective and reliable method suitable for determining the porosity of the crumb of bread. Used in images with resolution 0,15mm/pixel obtained with a CCD camera ImagingSource DFK41AU02 with diode lighting. Determined is the relationship between the visual information and the resulting porosity of the bread. The results show that the method of computer vision is suitable for objectively measuring the porosity of the bread. Keywords: Computer vision, Bread, Porosity, Image analysis.

НЕДЕСТРУКТИВНО ОПРЕДЕЛЯНЕ ШУПЛИВОСТТА НА ХЛЯБ ЧРЕЗ КОМПЮТЪРНА ОБРАБОТКА НА ИЗОБРАЖЕНИЯ

Златин Златев Тракийски университет, факултет „Техника и технологии“

ул. Граф Игнатиев № 38, 8602 Ямбол, България e-mail: [email protected]

1. ВЪВЕДЕНИЕ

Шупливостта е един от важните показатели, определящи качеството на хлебната средина. Стандартните процедури за определяне на този параметър на хляба отнемат много време и изискват подготовката на специални проби и апарати [2].

Хлябът и хлебните изделия се приготвят чрез влагане на хлебна мая (за някои асортименти се използват и химически разбухватели), а напоследък често се добавят различни подобрители и растителни инградиенти [4,5]. По време на съзряването на хляба и при окончателната ферментация се появяват мехурчета от въглероден диоксид. Текстурата на средината на хляба, след изпичането зависи от метода на приготвяне на хляба, технологичния режим и вложените в тестото суровини. Органолептичните характеристики на средината на хляба са показател за качеството на крайния продукт [5].

Класическите лабораторни методи за оценка на качеството на хляба изискват време, средства за химикали и реактиви, апаратура и оборудване, както и съответен квалифициран персонал. Всичко това води до оскъпяване на анализите, в резултат на което се редуцира не само броя на пробите, но и броя на определяните показатели. Това прави методите недостатъчно гъвкави за нуждите на съвременното хлебопроизводство, изискващи навременна и достоверна информация за състоянието на готовата продукция [9].

ICTTE



505

Ето защо наред с класическите се налага въвеждането на нови, експресни методи с достатъчна точност.

В последните години широко се използват методи за количествено определяне на качествени показатели на различни по състав хляб и хлебни изделия.

Един такъв метод за обективно и количествено определяне на качествените показатели на хляба е метода компютърно зрение. Основните предимства на системите за компютърно зрение са следните: бързина; ниска себестойност на анализа; недеструктивен метод; едновременно могат да се определят няколко компонента в анализираната проба [2].

Анализът на публикуваните резултати показва, че подходящ метод за определяне на шупливостта на средината на хляба чрез анализ на изображения са текстурните признаци [2,7,9].

Развитието на инструментите, тяхната миниатюризация и особено възможността да се използват системи с видео сензори позволява пробите да се анализират не само в специализирани лаборатории, а и директно на производствената линия. Не е необходима и специална квалификация за извършване на анализа [9].

Целта на настоящата работа е да се разработи обективен и надежден метод подходящ за определяне на шупливостта на средината на хляба. 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИ

Измерванията са реализирани със система за компютърно зрение описана от Бочев и колектив [3]. За целите на това изследване системата е модифицирана като е добавено диодно осветление с бели светодиоди. Изображенията са получени с размер 1280х960 пиксела с 8 битово кодиране за червената, зелената и синята компонента на RGB цветовия модел. Използвана е цветна видеокамера модел DFK41AU02 с ½“ CCD, 1280х960 пиксела.

Пробите хляб са приготвени съгласно approved standard "Bulgaria" № 02/2011 [1]. За провеждане на анализа са използвани 5 хляба (5 проби), от които са отрязани

и заснети по 10 филии. Заснемането е извършено след поставяне на пробите върху син фон. Заснети са

с използване на 55mm обектив от височина 20cm. Получени са изображения с резолюция 640х480 пиксела.

Осветени са с бяла светлина от светодиодните лампи разположени на височина 17cm от работната зона. 3. РЕЗУЛТАТИ И ДИСКУСИЯ

Обработката и анализа на изображенията е извършен чрез разработен алгоритъм и програма в Matlab среда. Статистическия анализ е реализиран със средствата на Statistics toolbox на Matlab при ниво на значимост p≤0,05. Обработени са двумерни изображения на пробите хляб по посочения алгоритъм.

На фигура 1 е представен математическия апарат, заложен в алгоритъма за определяне параметрите на шупла от хляба. С Ri са означени еквивалентните диаметри на шуплите. Това е разстоянието от центъра на тежестта С до всяка точка от контура на шуплата. Ас е площта на клетката, която се определя от сумата на радиусите и ъгъла θ при който е измерен всеки радиус. De е еквивалентния диаметър за всяка шупла, който се получава от площта й.

ICTTE



506

Фигура 1. Определяне праметрите на шупла от хляба

Прагът на сегментация (threshold) е опитно установен на ниво 0,5 чрез настроечен коефициент заложен в програмата за обработка на изображения. Образите са получени в RGB цветови модел и след това са конвертирани в HSV като за анализа е използвана S компонентата от този модел.

а) оригинално изображение б) вид след обработка

Фигура 2. Определяне на едра шупливост на хляб чрез система за компютърно зрение

На фигура 2 е представена работата на разработената от екипа програма за

компютърна обработка и анализ на изображения на хляб. Обработената проба е от лицевата страна на филията хляб и е изведен получения резултат. Определена е площта на целия обект и за всяка клетка от шуплите се намира центъра на тежестта и нейната площ след което се определят броя шупли които спадат към дефинирания клас „Едри шупли“.

Алгоритъмът за обработка и анализ на изображения разработен от екипа е следния: Ø Зареждане на оригиналното изображение; Ø Преобразуване от RGB в HSV цветови модел и се извличат стойностите само за

S компонентата; Ø Конвертиране на полученото изображение в нива на сивото; Ø Филтриране на изображението с филтър от тип Disk като коефициента R е опитно

установен;

ICTTE



507

Ø Задване на threshold (прага на сегментация) с коефициент ft изменящ се в диапазона 0÷0,9. Стойността му се определя опитно;

Ø Създава се маска на бинарния градиент чрез операторите edge и sobel с праг получен от коефициента ft. изпъкват линиите с голям контраст;

Ø Изгражда се разширена маска на градиента чрез команда imdilate; Ø Запълват се контурите чрез област от тъмни пиксели чрез команда imfill и

параметър holes; Ø Определят се границите на шуплите; Ø Изчистват се всички разпознати обекти, които са с брой точки под дефинирания

интервал за едра шупливост. Интервалът е определен опитно; Ø Определените като шупли обекти се запълват с червен цвят, а външният им

контур с черен; Ø По математическите зависимости посочени на фигура 1 се определят центъра на

тежестта, радиусите и площта на всяка клетка от шуплите. Изчислява се съотношението между шуплите и цялата площ на пробата.

Ø В таблица 1 са приведени резултатите от измерванията за петте проби. Посочени са:

Ø Номер на пробата „проба №“; Ø Среден брой едри шупли за страна „лице“ и страна „гръб“ – „mean CSV”

определени чрез системата за компютърно зрение; Ø Стандартното отклонение от средната стойност за съответното измерване “SD”; Ø Минимален брой открити едри шупли „min”; Ø Максимален брой открити едри шупли „max”; Ø Коефициент на вариация „CV”.

Коефициентът навариация се определя по зависимостта CV=(SD/meanCSV)*100% и при стойност на този параметър CV<30% броят опити е достатъчен за достоверността на статистическите резултати.

Таблица 1. Статистически данни за пет измерени проби

Проба № mean CVS, бр. SD Min, бр. Max, бр. CV, %

1 5 1 3 6 21

2 21 2 18 23 9

3 8 1 6 9 16

4 3 1 2 4 27

5 24 3 19 28 14

Чрез предложеният алгоритъм за оценка на шупливостта на хляб относителната

грешка при измерването по предложения метод и реалните стойности е около 0,1. Стойността на относителната грешка ще се увеличи ако хляба има механични повреди, промени в цвета при неправилно съхранение и др.

При заснемането на изображенията трябва да се отчете и влиянието на светлината и цвета на фона върху точността на разпознаване на порите, което ще бъде обект на следващи изследвания.

На фигура 3 са представени графично резултатите за полученият брой шупли от системата за компютърно зрение и тези посочени от експерт. Определен е коефициент на корелация С=0,97 между средния брой шупли, посочени от експерт и по метода компютърно зрение, което показва достоверност на резултатите получени от предложената система.

Точността на разпознаване е определена чрез метода за проверка за съвпадение [6,8].

ICTTE



508

Фигура 3. Получен брой шупли, определени с компютърна система и от експерт

4. ИЗВОДИ

В настоящия доклад е описана система за компютърно зрение, която може да се

използва при оценка качеството на хляб по текстурни признаци. Чрез разработеният алгоритъм се открива дефект при производството на хляб – висока шупливост. Работоспособността й е проверена чрез експериментални изследвания. При теста на системата, тя показва висока производителност при обработката на изображенията на ниско ниво с коефициент на корелация между измереният брой големи пори в хляба от експерт и предложената система за компютърно зрение C=0,97. Предстои да се разработят подобрения свързани с работата й на високо ниво, като се подобрят процедурите за откриване на дефектите чрез използване на различни класификатори и подобряване на базата от данни за съответните дефекти. 5. ЛИТЕРАТУРА

[1] Approved standards "Bulgaria" White bread, № 02/2011 (The original is in Bulgarian) [2] Bertrand D., C. Le Guerneve, D. Marion, M.F. Davaux, P.Robert, Description of the

textural appearance of bread crumb by video image analysis, Cereal Chemistry, vol.69, №3, 1992, pp.257-261

[3] Bochev V., Z. Zlatev, K. Dobreva, Development of a computer system to assess the quality of meat and meat products by color features, Biotechnologies and food technologies, Proceedings, Vol.51, book 9.2, pp.125-129, ISSN 1311-3321, Razgrad, Bulgaria (The original is in Bulgarian)

[4] Dimov I.E., A.V. Georgieva, Quantitative indicators of wheat bread enriched with buckwheat flour, Food processing industry magazine, vol.3, 2013, pp.44-49, ISSN: 1311-0179 (The original is in Bulgarian)

0

5

10

15

20

25

1 2 3 4 5

Number of pores Expert

Number of pores CVS

ICTTE



509

[5] Georgieva A.V., I.E. Dimov, Investigation of possibilities of bread enriched with dried coffee blend “Inca” Part 2: The quality of enriched white bread, Food science and technology, vol.1, №22, 2013, pp.61-64, ISSN: 2073-8684

[6] Jeyamkondan S., N. Ray, G. A. Kranzler, S. Acton, Segmentation of longissimus dorsi for beef quality grading using computer vision, Research initiative program of Oklahoma State University, 2004

[7] Krastev, K., Investigation of the distribution of production in the rejection of the elements of tractors, XVIII International Conference of Young Scientists, Sofia, 2009, pp.64-69, ISBN: 954-323-057-9 (The original is in Bulgarian)

[8] Petrov N., G. Panayotova, Y. Hristova, Kr. Krastev, Research of data distribution, Trakia journal of sciences, vol.4, 2006, pp.70-75, ISSN: 1312-1723

[9] Sapirstein H.D., R. Roller, W. Bushuk, Instrumental Measurement of bread crumb grain by digital image analysis, Cereal Chemistry, vol.71, №4, 1994, pp.383-391

Non destructive determination of the porosity of bread with computer image processing

Documents

Transcript of Non destructive determination of the porosity of bread with computer image processing