การประเมินคุณภาพพริกระหว่างการอบแห้งโดยวิธีวิเคราะห์ภาพและระบบแมชีนวิชชัน

นักวิจัย/สังกัด :

  1. ดร.รัฐพล แสงระยับ

ปี พ.ศ. ที่โครงการเสร็จ : 2557

  งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาการอบแห้งพริกแดงสดด้วยวิธีไมโครเวฟสุญญากาศ และรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศ โดยในกรณีการอบแห้งด้วยวิธีไมโครเวฟสุญญากาศนั้นศึกษาที่ระดับกำลังไมโครเวฟ 100 200 และ 300 วัตต์ ที่ความดันสัมบูรณ์ 21.33 28.00 และ 34.66 กิโลปาสคาล ในส่วนของการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศ จะเพิ่มการให้ความร้อนด้วยรังสีอินฟราเรดไกลที่ระดับกำลังเท่ากับ 100 200 และ 300 วัตต์ จากนั้นศึกษาผลของสภาวะการอบแห้ง ได้แก่ กำลังไมโครเวฟ ความดันสัมบูรณ์ และ กำลังอินฟราเรดไกล ที่ส่งผลต่อคุณลักษณะการอบแห้งและคุณภาพของผลิตภัณฑ์อบแห้ง จากผลการศึกษาพบว่าการเพิ่มกำลังไมโครเวฟและกำลังอินฟราเรดไกลร่วมกับการลดความดันสัมบูรณ์สามารถเพิ่มอัตราการอบแห้งได้ นอกจากนี้ยังพบว่าวิธีการอบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศนั้นใช้เวลาในการอบแห้งสั้นกว่ากรณีการอบแห้งด้วยวิธีไมโครเวฟสุญญากาศ นอกจากนี้คุณภาพของผลิตภัณฑ์อบแห้ง ได้แก่ การเปลี่ยนแปลงของสี เนื้อสัมผัส ความสามารถในการคืนตัว และการหดตัว ของพริกที่อบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศนั้นดีกว่าพริกที่อบแห้งด้วยวิธีไมโครเวฟสุญญากาศ สภาวะการอบแห้งพริกที่เหมาะสมที่สุดด้วยรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศในการศึกษานี้ คือ อบแห้งด้วยกำลังไมโครเวฟ 300 วัตต์ ที่ความดันสัมบูรณ์ 21.33 กิโลปาสคาล ร่วมกับกำลังอินฟราเรดไกล 300 วัตต์

นอกจากนี้ งานวิจัยนี้ยังได้เสนอเทคนิคการวิเคราะห์ภาพอย่างง่ายและระบบแมชีนวิชชันเพื่อระบุลักษณะของพริกแห้งในแง่ของขนาด รูปทรง และสี ในส่วนของขนาดและรูปทรง ผลการศึกษาแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพที่ดีกว่าในการใช้วิธีวิเคราะห์ภาพและระบบแมชีนวิชชันเมื่อเปรียบเทียบกับการใช้วิธีการวิเคราะห์แบบดั้งเดิมซึ่งใช้เวลาในการวิเคราะห์ที่นานกว่าและมีค่าใช้จ่ายในการวิเคราะห์สูงกว่า ค่า R2 ในการวิเคราะห์ ความยาว ความกว้าง พื้นที่ เส้นรอบวง และปริมาตร มีค่าเท่ากับ 0.991 0.990 0.990 0.996 และ 0.964 ตามลำดับ ในแง่ของสี พบว่าสมการโพลีโนเมียลสามารถแปลงค่าสี RGB ไปเป็นค่าสี CIELAB ได้อย่างแม่นยำ โดยมีค่าเฉลี่ยความแตกต่างของค่าสีเท่ากับ 2.079 และค่าความผิดพลาดเฉลี่ยเท่ากับ 0.008% นอกจากนี้แล้วพบว่าโครงข่ายประสาทเทียมสามารถแปลงค่าสี RGB ไปเป็นค่าสี CIELAB ได้เช่นกัน โดยค่าความผิดพลาดในการแปลงค่าสีลดลงถึง 99.93% เมื่อเปรียบเทียบกับค่าที่ได้จากสมการโพลีโนเมียล จากการทดสอบพบว่าวิธีวิเคราะห์ภาพและระบบแมชีนวิชชันสามารถนำไปใช้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงสีของพริกระหว่างการอบแห้งได้อย่างแม่นยำ

ในส่วนของการทำนายคุณภาพนั้นใช้แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมเพื่อทำนายคุณภาพในด้านต่างๆ (การเปลี่ยนแปลงของค่าความสว่าง การเปลี่ยนแปลงของสีแดง การเปลี่ยนแปลงของสีเหลือง ค่าการเปลี่ยนแปลงสีทั้งหมด ค่าความแข็ง อัตราส่วนการคืนตัว และสัมประสิทธ์การหดตัว) ของพริกที่อบแห้งด้วยรังสีอินฟราเรดไกลร่วมกับไมโครเวฟสุญญากาศ โดยมีค่ากำลังไมโครเวฟ ความดันสัมบูรณ์ กำลังไมโครเวฟ เวลาการอบแห้ง ค่าความสว่างเริ่มต้น ค่าสีแดงเริ่มต้น และค่าสีเหลืองเริ่มต้น เป็นข้อมูลป้อนเข้า แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมที่เหมาะสมที่สุดในการทำนายคุณภาพ คือ แบบ Wardnets 3 ชั้น ที่มีโหนด 10 โหนดซ่อนอยู่ในแต่ละชั้น ใช้ฟังก์ชั่นแปลง Gaussian Gaussian complement และ tanh และกำหนดค่า learning rate และ momentum เท่ากับ 0.3 แบบจำลองโครงข่ายประสาทเทียมที่พัฒนาขึ้นให้ค่า R2 สูงกว่า 0.938 และค่า relative error สูงสุดที่ 0.004% จากผลการศึกษาความสำคัญของข้อมูลป้อนเข้า พบว่าข้อมูลป้อนเข้าแต่ละตัวนั้นมีความสำคัญต่อการทำนายผลทั้งสิ้น