کاربرد الگوریتم‌ خوشه‌‌بندی فازی و تصاویر ابر‌‌‌‌طیفی به منظور اصالت‌‌سنجی برنج

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه علوم کشاورزی و منابع طبیعی ساری، ساری، ایران .

3 دانشجو دکتری، گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

4 دانشیار، گروه داروشناسی_سم‌شناسی، دانشکده داروسازی دانشگاه شهید بهشتی ، تهران تهران

5 دانشیار گروه مهندسی مکانیک بیوسیستم، دانشکده کشاورزی، دانشگاه شهرکرد، شهرکرد، ایران

doi
10.22059/ijbse.2025.384493.665571
چکیده

برنج یک محصول حیاتی و راهبردی است که به عنوان منبع اصلی غذایی مورد استفاده قرار می‌‌گیرد. تقاضای بالا برای خرید و مصرف برنج، منجر به تقلب در این محصول در سطح جهانی می‌شود. از این رو روشی غیر‌مخرب و سریع برای احراز اصالت برنج نیاز است. برنج هاشمی که به عنوان برنج گران قیمت و با کیفیت بالای بازار ایران معروف است با برنج‌های همچون ندا و شیرودی که از لحاظ شکل بسیار شبیه ولی از لحاظ کیفیت و قیمت پایین‌تر از آن هستند، ترکیب می‌شود. در این پژوهش از تصویر‌‌برداری ابر‌‌‌طیفی همراه با الگوریتم خوشه‌‌بندی فازی برای ارزیابی تقلب در نمونه‌‌های برنج هاشمی استفاده شد. ابتدا به منظور کاهش ابعاد داده‌‌ها روش تجزیه و تحلیل مولفه‌های اصلی بر روی داده‌‌های پیش‌‌پردازش شده به‌وسیله روش‌های اصلاح پراکندگی ضربی و ساویتزکی-گولای اعمال شد. سپس الگوریتم خوشه‌‌بندی بدون نظارت فازی با استفاده از طول موج کامل طیف (1000-400 نانومتر) به خوبی توانست نمونه اصلی را از نمونه‌‌های تقلبی جدا کند. همچنین نمودار عضویت فازی نمونه‌‌‌های اصلی و تقلبی و اختلاط 5 درصد تا 50 درصد را به خوبی از هم جدا کرد و درستی روش فازی را تایید کرد. بنابراین، سامانه تصویر‌‌برداری ابر‌‌‌طیفی همراه با الگوریتم‌‌‌های بدون نظارت فازی را می‌‌توان به عنوان روشی مطمئن و خارج از آزمایشگاه برای اصالت‌‌سنجی سریع برنج هاشمی و امکان‌سنجی وجود تقلب در آن را استفاده کرد.