Skip to main content
SUPERVISOR
Abbas Hemmat,Seyed Ahmad Mireei
عباس همت (استاد راهنما) سیداحمد میره ای (استاد مشاور)
 
STUDENT
Zohreh Mostafaee
زهره مصطفائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394

TITLE

Detecting Sesame Drought Stressed Plants Using RGB Digital Images
Water stress is the major environmental stresses that affect agricultural production worldwide, especially in arid and semi-arid regions. Substantial increases in yield could be possible if irrigation water was applied at the most appropriate time to prevent excessive drought stress. Therefore, information about plant water status for irrigation scheduling is necessary. Two important physiological indices for detecting water stress are stomatal conductance (g s ) and relative water content (RWC). However, the determination of these indices is time-consuming and labor-intensive. In this research, the feasibility of processing RGB digital images of sesame ( Sesamum indicum L.) canopies for g s and RWC determinations were examined. A greenhouse experiment was conducted on potted plants of two genotypes of sensitive (Naz Takshakhe) and resistance (Yekta) of sesame; subjected to three water stresses: well-watered (WW), medium-water stressed (MWS) and severe-water stressed (SWS) using a factorial experiment within a completely randomized design. The canopy images under control light conditions were obtained using a 24-bit RGB digital camera (16.1 megapixel, HX 100 Sony), placed in a zenithal position. A threshold-based approach was applied in plant detection based on image segmentation by Keywords: Water stress, Image processing, Artifical neural network, Relatie water content, ltr"
تنش آبی یکی از عمده ترین تنش های محیطی است که بر تولید محصولات کشاورزی در سرتاسر جهان به ویژه مناطق خشک و نیمه خشک تأثیر می گذارد. اگر آبیاری در زمان مناسب صورت گیرد، افزایش عملکرد قابل توجهی را در راستای پیش گیری از تنش خشکی بیش از حد می توان شاهد بود. بنابراین اطلاعات مربوط به وضعیت آب گیاه برای برنامه ریزی آبیاری ضروری است. دو شاخص مهم فیزیولوژیکی برای تشخیص تنش آبی عبارتند از: هدایت روزنه ای (g s ) و محتوای نسبی آب (RWC) برگ می باشد. با این حال تعیین این شاخص ها زمان بر و کارگربرمی باشند. در این تحقیق، از پردازش تصاویر دیجیتال تهیه شده از کانوپی گیاه کنجد در راستای تعیین شاخص های g s و RWC استفاده شد. این آزمایش گلخانه ای روی دو ژنوتیپ حساس (ناز تک شاخه) و مقاوم (یکتا) کنجد، در سه سطح تنش: بدون تنش (WW)، تنش آبی متوسط (MWS) و تنش آبی شدید (SWS) با استفاده از یک آزمایش فاکتوریل در قالب طرح کاملاً تصادفی انجام شد. تصاویر از کانوپی تحت شرایط نوری کنترل شده و با استفاده از دوربین دیجیتال ( 2/16 مگاپیکسلی، (HX 100 Sony در موقعیتی ثابت تهیه شدند. با استفاده از روش آستانه گذاری، جداسازی گیاه از زمینه انجام شد و سپس منطقه کانوپی گیاه جدا شده از نظر مولفه‌های RGB مورد بررسی قرار گرفت. برای طبقه بندی تصاویر تهیه شده از گیاهان باسطوح مختلف تنش، شبکه عصبی مصنوعی (ANN) دو مرحله ای، پیشنهاد شد. اولین مرحله برای طبقه بندی، شامل جداسازی دو ژنوتیپ حساس (ناز تک شاخه) و مقاوم بود و سپس طبقه بندی هر ژنوتیپ به سه سطح تنش (SWS،MWS،WW) انجام شد. ویژگی‌های رنگی استفاده شده در مدل سازی ANN شامل: مولفه‌های RGBتصاویر، مؤلفه های تبدیل شده RGB (HIS, L*a*b*) و شاخص های گیاهی بودند. مدل ANN و رگرسیون خطی چندگانه (MLR) برای پیش بینی RWC و g s با استفاده از ویژگی های رنگی و مساحت کنوپی گیاه ساخته شدند. نتایج برای هر دو ژنوتیپ نشان داد که با افزایش سطح تنش آبی RWC و g s به طور معنی داری کاهش پیدا می کند. بازتاب مؤلفه های آبی و قرمز که برای باز کردن روزنه ها و فتوسنتز ضروری می باشند افزایش یافته؛ و بازتاب مؤلفه سبز کاهش می یافت. مدل های ANN ساخته شده قادر به طبقه بندی تصاویر گیاهان به دو ژنوتیپ حساس و مقاوم با دقت 85% بودند. همچنین در هر ژنوتیپ، مدل های ANN قادر به طبقه بندی گیاهان در سه گروه تنش آبی بودند؛ البته طبقه بندی دقیق تر برای ژنوتیپ حساس بدست آمد. پیش بینی RWC و g s با استفاده از ANN دقیق تر از MLR بود. اگرچه نتایج این پژوهش گلخانه ای نوید بخش بود، اما برای تأیید انتخاب ورودی های (نرون های) استفاده شده در مدل ANN و اعتبارسنجی آن برای تعیین RWC و g s گیاه کنجد به تحقیقات مزرعه ای نیاز است. کلمات کلیدی: تنش آبی، پردازش تصویر، شبکه عصبی مصنوعی، محتوای نسبی آب، هدایت روزنه‌ای، طبقه بندی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی