Trên thế giới, cây khoai tây được coi là cây lương thực có tầm quan trọng đứng hàng thứ tư sau lúa mì, lúa nước và ngô. Việt Nam có khả năng phát triển mạnh về khoai tây, nhất là ở vùng đồng bằng Bắc Bộ, miền núi phía Bắc, Bắc Trung Bộ và Tây Nguyên. Để xác định chất lượng củ khoai tây giống trước khi đem trồng, có thể căn cứ vào các đặc điểm sau: tuổi sinh lý của củ giống, các bệnh trên củ như: bệnh ghẻ củ, bệnh vảy bạc, bệnh thối vòng, bệnh đốm đen v.v…
Nhóm nghiên cứu đã thực hiện đề tài cấp Học viện năm 2022: “Thiết kế, chế tạo mô hình hệ thống đánh giá chất lượng củ khoai tây giống ứng dụng thị giác máy tính” nhằm mục đích ứng dụng thị giác máy tính để nhận diện các bệnh ghẻ, vảy bạc và mầm trên củ khoai tây, từ đó đưa ra kết quả đánh giá chất lượng củ khoai tây giống. Tiêu chí đánh giá của hệ thống: củ đạt chất lượng là củ không bị nhiễm các bệnh ghẻ củ, bệnh vảy bạc và có ít nhất 01 mầm trên củ. Hệ thống được thiết kế phần cứng là máy tính nhúng Raspberry Pi 4 và camera Pi để chụp ảnh và xử lý ảnh nhận được với thuật toán xử lý ảnh được áp dụng là thuật toán YOLO-v4.
Bộ ảnh dữ liệu về 02 bệnh ghẻ, vảy bạc và mầm trên củ khoai tây được xây dựng từ các ảnh chụp thực tế kết hợp với thu thập từ internet bao gồm 500 ảnh củ có mầm, 150 ảnh củ bị bệnh ghẻ củ và 150 ảnh củ bị bệnh vảy bạc.
Thuật toán YOLO-v4 áp dụng để nhận diện mầm, bệnh ghẻ củ và bệnh vảy bạc trên củ khoai tây được thực hiện qua các bước: xây dựng bộ dữ liệu ảnh mẫu, gán nhãn cho từng đối tượng, huấn luyện cho máy tính học với Google Colab. Kết thúc quá trình đào tạo dữ liệu thu được file “yolov4-custom_final.weights” trong thư mục backup, đây là file chứa kết quả đào tạo, được sử dụng cho quá trình nhận dạng đối tượng.
Nhóm nghiên cứu đã tiến hành thực nghiệm với các mẫu củ khoai tây củ khoai tây Jelly vỏ vàng mọc mầm hoặc bị các bệnh ghẻ củ, vảy bạc. Kết quả thử nghiệm với các mẫu củ bị bệnh cho thấy có 42/45 củ nhiễm bệnh ghẻ (chiếm 93,33%) và 36/38 củ nhiễm bệnh vảy bạc (chiếm 94,74%) được nhận diện đúng. Với đối tượng thử nghiệm là 135 mẫu củ khoai tây vỏ vàng có 1-3 mầm, không nhiễm bệnh ghẻ củ hay vảy bạc, kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống đếm đúng số mầm của 129/135 (95,56%) mẫu thử nghiệm, 06/135 (4,44%) không đếm chính xác số mầm do một số mầm quá nhỏ, hoặc mầm nằm ở cạnh củ, với góc chụp thẳng hệ thống không nhận diện được.
Mô hình hệ thống có thể ứng dụng trong dây chuyền phân loại củ khoai tây giống trước khi đem gieo trồng hoặc phân loại củ khoai tây đạt chất lượng trong cung cấp thực phẩm hoặc bảo quản.
Một số kết quả nhận diện, đánh giá của hệ thống đánh giá chất lượng củ khoai tây giống.
Đặng Thị Thúy Huyền – Khoa Cơ-Điện