From Few Images to High Accuracy: Augmentation and Embedding Methods for Date Fruit Ripeness

سال انتشار: 1405
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: فارسی
مشاهده: 42

فایل این مقاله در 10 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JIFT-13-3_005

تاریخ نمایه سازی: 1 تیر 1405

چکیده مقاله:

Manual date harvesting and sorting remain labor-intensive and error-prone, particularly when distinguishing intermediate ripeness stages such as Rotab. We present an image-based classification pipeline for the Berhi cultivar that assigns fruit to three ripeness stages—Khalal, Rotab, and Tamar—using compact deep structures and training strategies suited to small datasets. Rather than relying on generative or adversarial methods, our approach emphasizes (i) careful augmentation (classical transforms, automated policies, and sample-mixing), (ii) transfer and self-supervised pre training, and (iii) embedding- and metric-learning alternatives, with ensembles and test-time augmentation used as optional accuracy/robustness boosters. On a ۱۵۰-image dataset (۵۰ images per class) evaluated with ۵-fold cross-validation, a ResNet۱۸ baseline reaches about ۹۵% average accuracy. Automated augmentation combined with MixUp/CutMix improves accuracy to ۹۷%, and self-supervised pre training plus advanced augmentation and ensembling attain peak performance near ۹۸%. Improvements are most pronounced for the visually ambiguous Rotab class. We also report practical robustness measures (common corruptions, geometric stability, and calibration), which show that augmentation and pre training substantially increase stability under realistic input variability. These results indicate that, for small and visually subtle datasets, augmentation and pre training—rather than synthetic data generation—offer a pragmatic path to high accuracy and robust behavior.

نویسندگان

Raziyeh Pourdarbani

Dept. of Biosystem engineering, University of Mohaghegh Ardabili

Omid Daliran

Department of Computer Engineering, Sharif University of Technology, Tehran ۱۴۵۸۸-۸۹۶۹۴, Iran.

Sajad Sabzi

Department of Biosystems Engineering, Gorgan University of Agricultural Sciences and Natural Resources, Gorgan, Iran.

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :
  • Kamilaris, A., & Prenafeta-Boldú, F. X. (۲۰۱۸). Deep learning in ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.compag.۲۰۱۸.۰۲.۰۱۶[۲] Zhu, N., Liu, X., Liu, Z., Hu, K., Wang, ...
  • https://doi.org/۱۰.۲۵۱۶۵/ijabe.v۱۱i۴.۴۴۷۵[۳] Jahromi, H. A., Taheri, A., Sadoughi, F., et al. ...
  • Ibrahim, S. A., Ayda, A. A., William, L. L., Ayivi, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۱۱۱/ijfs.۱۴۷۸۳[۵] Krueger, R. R. (۲۰۱۵). Date palm genetic resource conservation, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۰۷/۹۷۸-۹۴-۰۱۷-۹۷۰۷-۸_۲۱[۶] Mohammadrezakhani, S., & Pakkish, Z. (۲۰۲۴). Comparison among five ...
  • https://do. ۱۰.۲۲۰۵۹/IJHST.۲۰۲۳.۳۶۰۰۷۰.۶۵۴[۷] Pourdarbani, R., Ghassemzadeh, H. R., Seyedarabi, H., Nahandi, ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.scienta.۲۰۲۲.۱۱۱۴۳۶[۱۰] Zhang, Z., Lu, Y., & Lu, R. (۲۰۲۱). Development ...
  • https://doi.org/۱۰.۱۰۱۶/j.postharvbio.۲۰۲۱.۱۱۱۵۸۸ [۱۱] AlMomen, M., Al-Saeed, M., & Ahmad, H. F. (۲۰۲۳). ...
  • https://doi.org/۱۰.۳۳۹۰/app۱۳۱۳۷۸۲۱[۱۲] AlSirhani, A., Siddiqi, M. H., Mostafa, A. M., Ezz, ...
  • https://doi. ۱۰.۱۱۰۹/CVPR.۲۰۱۶.۹۰[۱۵] Tan, M., & Le, Q. V. (۲۰۱۹). EfficientNet: ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۹۰۵.۱۱۹۴۶[۱۶] Dosovitskiy, A., Beyer, L., Kolesnikov, A., Weissenborn, D., Zhai, ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۲۰۱۰.۱۱۹۲۹[۱۷] Girshick, R., Donahue, J., Darrell, T., & Malik, J. ...
  • https://doi. ۱۰.۱۱۰۹/CVPR.۲۰۱۴.۸۱[۱۸] Schroff, F., Kalenichenko, D., & Philbin, J. (۲۰۱۵). FaceNet: ...
  • https://doi. ۱۰.۱۱۰۹/CVPR.۲۰۱۵.۷۲۹۸۶۸۲[۱۹] Snell, J., Swersky, K., & Zemel, R. S. ...
  • Cubuk, E. D., Zoph, B., Shlens, J., & Le, Q. ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۹۰۹.۱۳۷۱۹[۲۱] Cubuk, E. D., Zoph, B., Mane, D., Vasudevan, V., ...
  • https://doi. ۱۰.۱۱۰۹/CVPR.۲۰۱۹.۰۰۰۲۰[۲۲] Zhang, H., Cisse, M., Dauphin, Y. N., & Lopez-Paz, ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۹۰۵.۰۴۸۹۹[۲۴] Pereyra, G., Tucker, G., Chorowski, J., Kaiser, Ł., & ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۷۰۱.۰۶۵۴۸[۲۵] Chen, T., Kornblith, S., Norouzi, M., & Hinton, G. ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۲۰۰۲.۰۵۷۰۹[۲۶] He, K., Fan, H., Wu, Y., Xie, S., & ...
  • https://doi. ۱۰.۱۱۰۹/CVPR۴۲۶۰۰.۲۰۲۰.۰۰۹۷۵[۲۷] Lee, D.H. (۲۰۱۳). Pseudo-label: The simple and efficient ...
  • Tarvainen, A., & Valpola, H. (۲۰۱۷). Mean teachers are better ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۷۰۳.۰۱۷۸۰[۲۹] Hendrycks, D., & Dietterich, T. (۲۰۱۹). Benchmarking neural network ...
  • https://doi.org/۱۰.۴۸۵۵۰/arXiv.۱۹۰۳.۱۲۲۶۱[۳۰] Guo, C., Pleiss, G., Sun, Y., & Weinberger, K. ...
  • نمایش کامل مراجع