คลังผลงานวิจัย กรมวิชาการเกษตร

รายงานผลงานวิจัยและพัฒนา

โมเดลการประเมินธาตุอาหารในใบปาล์มน้ำมันโดยใช้เทคนิค image processing

คำหลัก : ปาล์มน้ำมัน ธาตุอาหารพืช การประมวลผลภาพ

ผู้วิจัย : สุชาดา โภชาดม

ผู้ร่วมวิจัย : สญชัย ขวัญเกื้อ, สุธีรา ถาวรรัตน์, จินตนาพร โคตรสมบัติ, จิตติลักษณ์ เหมะ, สมคิด ดำน้อย, อุดมพร เสือมาก และสุรกิตติ ศรีกุล

หน่วยงาน : สำนักวิจัยและพัฒนาการเกษตร เขตที่ 7 ศูนย์วิจัยและพัฒนาการเกษตรที่สูงเชียงราย ศูนย์วิจัยและพัฒนาการเกษตรชุมพร และสำนักผู้เชี่ยวชาญ

ปี: 2564

ประเภทผลงาน: ผลงานวิจัยเรื่องเต็ม

จำนวนผู้อ่าน: 48 ครั้ง

บทคัดย่อ (Abstract)

          วิธีการตรวจวิเคราะห์ธาตุอาหารพืชในห้องปฏิบัติการ เป็นวิธีที่แม่นยำและน่าเชื่อถือที่สุด แต่อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีกระบวนการวิเคราะห์หลายขั้นตอนและมีค่าใช้จ่ายสูง จึงทำการพัฒนาโมเดลการประเมินธาตุอาหารในใบปาล์มน้ำมัน เพื่อลดข้อจำกัดดังกล่าว โดยพัฒนาโมเดลการประเมินธาตุอาหาร จำนวน 2 ธาตุ ได้แก่ ธาตุไนโตรเจนและธาตุโพแทสเซียม ซึ่งเป็นธาตุอาหารหลักที่ปาล์มน้ำมันต้องการในปริมาณมาก ศึกษาในกลุ่มตัวอย่างปาล์มน้ำมันพันธุ์สุราษฎร์ธานี 2 ที่ช่วงอายุ 7 - 12 ปี โดยมีกลุ่มตัวอย่างที่ใช้ในการพัฒนาจำนวน 900 ตัวอย่าง ดำเนินการระหว่างปี 2562 - 2564 จากการดำเนินงานการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างภาพถ่ายและปริมาณธาตุอาหารของใบปาล์มน้ำมันที่ได้จากห้องปฏิบัติการ โดยนำภาพถ่ายแปลผลค่าสีในระบบ Lab, RGB และ HSV และนำมาหาความสัมพันธ์กับปริมาณธาตุไนโตรเจนและโพแทสเซียมในห้องปฏิบัติการ โดยการวิเคราะห์การถดถอยพหุคูณ (Multiple regression analysis) พบว่า ความสัมพันธ์ของธาตุไนโตรเจนกับค่าสีระบบ Lab, RGB และ HSV มีค่า r2 เท่ากับ 0.038 0.045 และ 0.039 ตามลำดับ และความความสัมพันธ์ของธาตุโพแทสเซียมกับค่าสีระบบ Lab, RGB และ HSV มีค่า r2 เท่ากับ 0.024 0.037 และ 0.029 ตามลำดับ ซึ่งมีความสัมพันธ์ในระดับต่ำมาก ดังนั้น การใช้ค่าสีเพียงอย่างเดียวไม่สามารถประเมินปริมาณธาตุไนโตรเจนและธาตุโพแทสเซียมในใบปาล์มน้ำมันได้ จึงได้นำวิธี K-mean clustering มาพัฒนาหาความสัมพันธ์โดยการจัดกลุ่มค่าสีและหาสีหลักของภาพที่มีความสัมพันธ์กับปริมาณธาตุอาหารพบว่า กลุ่มสีที่มีความเหมาะสมสำหรับประเมินปริมาณธาตุไนโตรเจน จำนวน 5 กลุ่มสี และโพแทสเซียม 30 กลุ่มสี และพัฒนาเป็นแผ่นเทียบสีใบปาล์มน้ำมันสำหรับประเมินธาตุไนโตรเจนและธาตุโพแทสเซียมเบื้องต้น โดยผลลัพธ์ของแผ่นเทียบสีธาตุไนโตรเจนทางใบที่ 17 พบว่า มีค่าสีของกลุ่มอาการขาดมาก 3 ค่าสี อาการขาดน้อย 3 ค่าสี ค่าเหมาะสม 2 ค่าสี และเกินมาตรฐาน 1 ค่าสีผลลัพธ์แผ่นเทียบสีธาตุไนโตรเจนทางใบที่ 33 พบว่า มีค่าสีของกลุ่มอาการขาดมาก 3 ค่าสี อาการขาดน้อย 2 ค่าสี ค่าเหมาะสม 2 ค่าสี และเกินมาตรฐาน 2 ค่าสี และจากการตรวจสอบความถูกต้องของแผ่นเทียบสีธาตุไนโตรเจนทางใบที่17 และ 33 มีค่าความถูกต้องโดยรวมคิดเป็น ร้อยละ 80 และ 82.5 ตามลำดับ ผลลัพธ์แผ่นเทียบสีธาตุโพแทสเซียมทางใบที่ 17 พบว่า มีค่าสีของกลุ่มอาการขาดมาก 2 ค่าสี อาการขาดน้อย 2 ค่าสี ค่าเหมาะสม 4 ค่าสี และเกินมาตรฐาน 1 ค่าสีผลลัพธ์แผ่นเทียบสีธาตุโพแทสเซียมทางใบที่ 33 พบว่า มีค่าสีของอาการขาดมาก 3 ค่าสี อาการขาดโพแทสเซียมน้อย 2 ค่าสี ค่าโพแทสเซียมเหมาะสม 2 ค่าสี และเกินมาตรฐาน 2 ค่าสีและจากการตรวจสอบความถูกต้องของแผ่นเทียบสีธาตุโพแทสเซียมทางใบที่ 17 และ 33 มีค่าความถูกต้องโดยรวมคิดเป็นร้อยละ 77.5 และ 80 ตามลำดับ สำหรับการพัฒนาโมเดลสำหรับการประเมินธาตุอาหารในใบปาล์มน้ำมัน ดำเนินการทดสอบโมเดล จำนวน 3 โมเดล ได้แก่ โมเดล AlexNet V2 โมเดล ResNext และโมเดล MobileNet V3 และวัดประสิทธิภาพการเรียนรู้ทั้ง 3 โมเดล โดยการเปรียบเทียบค่า Loss ของแต่ละโมเดล ที่ใช้ข้อมูลฝึกฝนจากทางใบ 17 จำนวน 150 Epochs เหมือนกัน พบว่ามีการลดลงของค่า Loss ที่ใกล้ 0 ทุกโมเดล และพบว่า MobileNet V3 ให้ค่า Loss ต่ำที่สุด หรือมีประสิทธิภาพสูงสุดที่สามารถนำไปใช้ในการพัฒนาระบบประเมินธาตุอาหารในขั้นตอนต่อไป

URL Reference :

(ดาวน์โหลด: 24 ครั้ง)

ปรับปรุงข้อมูลเมื่อวันที่ 07-02-2568

แจ้งไฟล์หาย