Quality inspection of rice grain using image processing techniques

Main Article Content

Kantapong Khaeso
Kittipong Laloon
Chaiyan Junsiri

Abstract

The number of whole kernels, head rice and broken rice are important indicators of the physical quality and value of rice trading in Thailand. Currently, there has been developing image processing technology to determine the number of broken grains to enhance the rice quality inspection process. Therefore, this research aimed to developmentally fabricate a prototype machine by using an image processing method and develop a function for image processing programs to measure the quality of rice grains. The prototype machine was designed with a size of 51x28x30 (width x length x height) cm, with a sorting area (image stage) of 1,400 cm2, with a field of view of the camera of 78° at a height of 30 cm. Khao Dawk Mali 105 cultivar at 14.32 %w.b. was chosen as a sample for inspection. The rice grains were separated into 3 groups viz whole kernels (and head rice), broken rice, and small broken C1 by using a standard sorting machine (SATAKE). Then, the three were measured in the three-dimension to create reference image data. The function was created by using the program. Developed functions have a procedure that operates as follows: 1) photo conversion to grayscale, 2) object edge detection, 3) contour writing, 4) border area calculation and axis measurement, 5) object box detection, 6) box counting, and 7) calculation of the characteristics of each group's rice grains as a percentage. The prototype machine was used for rice quality inspection at 5-70 g using the indicator as time and accuracy. The results showed that the prototype machine was run with an average of 8-13 seconds per image. The optimum weight of grains was 5-20 grams per time. It has an average accuracy of 91.63-99.57%. This suggests that the developed prototype machine accurately assessed the quality of rice grains. 

Article Details

How to Cite
Khaeso, K., Laloon, K., & Junsiri, C. (2023). Quality inspection of rice grain using image processing techniques. Khon Kaen Agriculture Journal, 51(4), 756–768. retrieved from https://li01.tci-thaijo.org/index.php/agkasetkaj/article/view/257276
Section
บทความวิจัย (research article)

References

กรมการค้าต่างประเทศ. 2559. ประกาศกระทรวงพานิชย์ เรื่อง มาตรฐานสินค้าข้าวหอมไทย พ.ศ. 2559. แหล่งข้อมูล: https://www.dft.go.th/th-th/Detail-Law/ArticleId/8075/2112559103. ค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2565.

กรมวิชาการเกษตร. 2547. คุณภาพและการตรวจสอบข้าวหอมมะลิไทย(ออนไลน์). แหล่งข้อมูล: http://www.ricethailand.go.th

/library/document/E-book/brrd4706001.pdf. ค้นเมื่อ 10 มีนาคม 2565.

กระทรวงพาณิชย์. 2559. ประกาศกระทรวงพาณิชย์ เรื่อง มาตรฐานสินค้าข้าว. ราชกิจจานุเบกษา เล่ม 133 ตอนพิเศษ 243 ง วันที่ 21 มีนาคม 2559: 14-19.

นวภัทรา หนูนาค และ ทวีพล ซื่อสัตย์. 2555. Accuracy / ความถูกต้อง ความแม่นยำ. แหล่งข้อมูล: www.foodnetworksolution.com/wiki/word/4289/accuracy-ความถูกต้อง-ความแม่นยำ. ค้นเมื่อ 10 ธันวาคม 2565.

ประสิทธิ์ นครราช, จุรีรัตน์ อ้วนศรีเมือง และนภาภรณ์ มัธนัง. 2554. การศึกษาการตรวจสอบคุณภาพทางกายภาพของข้าวโดยการประมวลผลภาพดิจิตอลเมล็ดข้าวสาร. ใน เอกสารการประชุมวิชาการ มอบ.วิจัย ครั้งที่ 5 วันที่ 4-5 สิงหาคม 2554. ณ อาคารเทพรัตนสิริปภา มหาวิทยาลัยอุบลราชธานี จังหวัดอุบลราชธานี. 164-173.

ไพศาล การถาง. 2556. กระบวนการเชิงภาพถ่ายที่เหมาะสมสำหรับการศึกษาเมล็ดข้าวเปลือก: จำแนกสายพันธุ์และการทดสอบความผิดปกติของเมล็ด. รายงานวิจัยฉบับสมบูรณ์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร.

วุฒิพงษ์ พิชิตวงศ์ และทิพา กองศรีมา. 2557. การจำแนกประเภทตามขนาดเมล็ดข้าวด้วยวิธีการประมวลผลภาพดิจิตอลจากกล้องซีซีดี. วารสารมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลอีสาน. 7(2): 40-49.

สมาคมผู้ส่งออกข้าวไทย. 2561. ปริมาณส่งออกข้าวไทย 2558-2561. ข่าวสมาคมผู้ส่งออกข้าวไทยประจำเดือนมีนาคม 8(3).

สุชาติ แย้มแม่น, ณรงค์ฤทธิ์ พิมพ์คำวงศ์ และโชคชรัตน์ ฤทธิ์เย็น. 2559. การจำแนกเมล็ดข้าวขาวด้วยกระประมวลผลภาพ. วารสารวิชาการและวิจัยมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลพระนคร. 10(1): 1-14.

Aghayeghazvini, H., A. Afzal, M. Heidarisoltanabadi, S. Malek, and L. Mollabashi. 2009. Determining Percentage of Broken Rice by Using Image Analysis. Computer Science. DOI:10.1007/978-1-4419-0211-5_27.

Ajay, G., M. Suneel., K.K. Kumar, and P.S. Prasad. 2013. Quality evaluation of rice grains using morphological methods. International Journal of Soft Computing and Software Engineering. 2: 35–37.

Ali, S.F., H. Jamil, R. Jamil, T. Iqra, and S. Naz. 2017. Low Cost Solution for Rice Quality Analysis using Morphological Parameters and its Comparison with Standard Measurements. In Proceeding of the 20th International Multitopic Conference. November 24-26, 2017. Pakistan: 1-6.

B.K. Yadav, and V.K. Jindal. 2001. Monitoring milling quality of rice by image analysis. Computers and electronics in agriculture. 33 (1): 19-33.

Choon-Ki, L., J. Song, J.T. Yun, J.H. Seo, J.E. Lee, J.T. Kim, G.H. Jeong, and C.K. Kim. 2009. The optimum operating conditions of indented cylinder length grader to remove broken rice based on varietal characteristics. Korean Journal of Crop Science. 54: 366–374.

Dhara, D., N. Gamit, and K. Mistree. 2015. Grading of Rice Grains Quality using Image Processing. International Journal of Modern Trends in Engineering and Research. 2(7): 598–608.

Fang, C., X. Hu, C. Sun, B. Duan, L. Xie, and P. Zhou 2014. Simultaneous determination of multi rice quality parameters using image analysis method. Food Analytical Methods. 8: 70–78.

Jagdeep, S. A., and V.K. Banga. 2012. Grading Of Rice Grains By Image Processing. International Journal of Engineering Research & Technology (IJERT). 1(4): 2278-0181.

Lloyd, B.J., A.G. Cnossen, and T.J. Siebenmorgen. 2001. Evaluation of two methods for separating head rice from brokens for head rice yield determination. Applied Engineering in Agriculture. 17: 643–648.

Myoung, H. K., and S. J. Park. 2013. Analysis of Broken Rice Separation Efficiency of a Laboratory Indented Cylinder Separator. Journal of Biosystems Engineering. 38(2): 95-102.

Nikhade, P., H. More., M. Manekar, and S.T. Khot. 2017. Analysis and Identification of Rice Granules Using Image Processing and Neural Network. International Journal of Electronics and Communication Engineering. 10(1): 25-33.

Ole, T. B. 2013. Analysis of the Indented Cylinder by the use of Computer Vision. Ph.D. Dissertatio. Aarhus University of Denmark.

Qing, Y., C. Jianhua, G. Zexin, S. Chengxiao, and Z. Zhiwei. 2009. Inspection of rice appearance quality using machine vision. In Global Congress on Intelligent Systems. 274-279. Japan: Yoshioka.

Ruokui, C., W. Zhang, C. Jing, Y. Wang, Y. Wei, and L. Yuan. 2009. Research of Rice-Quality Based on Computer Vision and Near Infrared Spectroscopy. In Third IFIP TC 12 International Conference on Computer and Computing Technologies in Agriculture III (CCTA). China: Beijing.

Yajnavalkya, B. 2016. Determination of physical quality of rice using image processing. Journal of Emerging Technologies and Innovative Research. 3(8): 70-71.

Zahida, P., A.A. Muhammad, and S. Hina. 2017. Assessment of Quality of Rice Grain using Optical and Image Processing Technique. In Proceeding of the International Conference on Communication Computing and Digital Systems (C-CODE). 8-9 March 2017. Pakistan: Islamabad.