Classificação de óleos vegetais comestíveis usando imagens digitais e técnicas de reconhecimento de padrões

• Main Author: Milanez, Karla Danielle Tavares de Melo
• Other Authors: Pontes, Márcio José Coelho de
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal da Paraí­ba 2015
• Subjects: Óleos vegetais comestíveis; Imagens digitais; Análise discriminante linear; Seleção de variáveis; Edible vegetable oil; Digital image; Linear discriminant analysis; Variables selection; CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Online Access: http://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/handle/tede/7157

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 3270377 bytes, checksum: f7faeeb5a1fdf2284d994edc54a6a265 (MD5) Previous issue date: 2013-08-26 === Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES === This work presents a simple and non-expensive based on digital image and pattern recognition techniques for the classification of edible vegetable oils with respect to the type (soybean, canola, sunflower and corn) and the conservation state (expired and non-expired period of validity). For this, images of the sample oils were obtained from a webcam, and then, they were decomposed into histograms containing the distribution of color levels allowed for a pixel. Three representations for the color of a pixel were used: red-green-blue (RGB), hue-saturation-intensity (HSI) and grayscale. Linear discriminant analysis (LDA) was employed in order to build classification models on the basis of a reduced subset of variables. For the purpose of variable selection, two techniques were utilized, namely the successive projections algorithm (SPA) and stepwise (SW) formulation. Models based on partial least squares-discriminant analysis and (PLS-DA) applied to full histograms (without variable selection) were also employed for the purpose of comparison. For the study evolving the classification with respect to oil type, LDA/SPA, LDA /SW and PLS-DA models achieved a correct classification rate (CCR) of 95%, 90% and 95%, respectively. For the identification of expired non-expired samples, LDA / SPA models were found to the best method for classifying sunflower, soybean and canola oils, achieving a TCC of 97%, 94% and 93%, respectively, while the model LDA/SW correctly classified 100% of corn oil samples. These results suggest that the proposed method is a promising alternative for inspection of authenticity and the conservation state of edible vegetable oils. As advantages, the method does not use reagents to carry out the analysis and laborious procedures for chemical characterization of the samples are not required === Este trabalho apresenta um método simples e de baixo custo, baseado na utilização de imagens digitais e técnicas de reconhecimento de padrões, para a classificação de óleos vegetais comestíveis com relação ao tipo (soja, canola, girassol e milho) e ao estado de conservação (prazo de validade expirado e não expirado). Para isso, imagens das amostras de óleos vegetais foram obtidas a partir de uma webcam e, em seguida, as mesmas foram decompostas em histogramas contendo as distribuições dos níveis de cores permitidos a um pixel. Três modelos para a cor de um pixel foram utilizados: vermelho-verde-azul (RGB), matiz-saturação-intensidade (HSI) e tons de cinza. A análise discriminante linear (LDA) foi utilizada para o desenvolvimento de modelos de classificação com base em um subconjunto reduzido de variáveis. Para fins de seleção de variáveis, duas técnicas foram utilizadas: o algoritmo das projeções sucessivas (SPA) e o stepwise (SW). Modelos baseados na análise discriminante por mínimos quadrados parciais (PLS-DA) aplicados aos histogramas completos (sem seleção de variáveis) também foram utilizados com o propósito de comparação. No estudo envolvendo a classificação com respeito ao tipo, modelos LDA/SPA, LDA/SW e PLS-DA atingiram uma taxa de classificação correta (TCC) de 95%, 90% e 95%, respectivamente. Na identificação de amostras expiradas e não expiradas, o modelo LDA/SPA foi considerado o melhor método para a classificação das amostras de óleos de girassol, soja e canola, atingindo uma TCC de 97%, 94% e 93%, respectivamente, enquanto que o modelo LDA/SW classificou corretamente 100% das amostras de milho. Estes resultados sugerem que o método proposto é uma alternativa promissora para a inspeção de autenticidade e estado de conservação de óleos vegetais comestíveis. Como vantagem, a metodologia não utiliza reagentes, a análise é rápida e procedimentos laboriosos para a caracterização química das amostras não são necessários