I A E S  I n t e r n at io n al  Jou r n al  of  A r t if ic ia l  I n t e ll ig e n c e  ( I J - AI )   V ol .   13 , N o.   4 ,  D e c e m be r   2024 , pp.  4241 ~ 4248   I S S N :  2252 - 8938 ,   D O I :  10.11591/ ij a i. v 13 .i 4 .pp 4241 - 4248           4241     Jou r n al  h om e page :  ht tp : // ij ai . ia e s c or e .c om   Im age  an al ysi s f or  c l ass i f yi n g c of f e e   b e an  q u al i t y u si n g a  m u l t i - f e at u r e  an d  m ac h i n e  l e ar n i n g ap p r oac h       A n in d it a S e p t ia r in i 1 , H am d an i  H am d an i 1 , A j i  E r y B u r h an d e n y 2 , D am ar  N u r c ah yon o 3 ,    S u r ya E k a P r iy at n a 4   1 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i c s , F a c ul t y of   E ngi ne e r i ng, M ul a w a r m a n U ni ve r s i t y, S a m a r i nda , I ndone s i a   2 D e pa r t m e nt  of  E l e c t r oni c  E ngi ne e r i ng,  F a c ul t y of  E ngi ne e r i ng, M ul a w a r m a n  U ni ve r s i t y, S a m a r i nda , I ndone s i a   3 D e pa r t m e nt  of  I nf or m a t i on  T e c hnol ogy, P ol i t e kni k N e ge r i  S a m a r i nda , S a m a r i nda , I ndone s i a   4 D e pa r t m e nt   of   I nf or m a t i on  T e c hnol ogy,  F a c ul t y of  D a ' w a h a nd C om m uni c a t i on S c i e nc e s ,   A nt a s a r i  S t a t e  I s l a m i c  U ni ve r s i t y,  B a nj a r m a s i n, I ndone s i a       A r t ic le  I n f o     A B S T R A C T     A r ti c le  h is to r y :   R e c e iv e d   N ov 27, 2023   R e vi s e d  F e b 11, 2024   A c c e pt e d  F e b 28, 2024       Price  and  customer  satisfaction  depend  on   coffee  bean  quality.   The  coffee  industry  must  analyze   coffee   bean  qu ality.  Global  demand  for   robusta  coffee  is  high.  Coffee  industry   professionals  mostly   understand  coffee   bean  q uality.  Thus,  an  image  analysis  using  a  computer  vision - based  approach  for  classify ing  robusta  coffee  bean  quality  is  required.  Image  acquisition,  region  of  interest  (ROI)  detection,   pre - processing,  segmentation,  f eature  extr action,  feature selection , and classi fication  are covered in  this s tudy.  A multi - feature  derived  based  on  color,  shape,  and  texture  features  was  employed  in  feature  extractio n,  followed  by  feature   selectio n  using  principal   component  a nalysis  ( PCA ) .  Several  machine - learning  methods  classified   the  coff ee  bean s.  The  method  performance  was  assessed  using  precision,  recall,  and  accurac y.  The  selected  features  using  the   backpropaga tion  neural   network  ( BPNN)  classifi er outperfo rmed oth ers with  98.54%  accuracy.   K e y w o r d s :   C of f e e  be a ns   F e a tu r e s  s e le c ti on   K - m e a ns   M a c hi ne  l e a r ni ng   P r in c ip a l  c om pone nt  a na ly s is   This is an  open  acce ss artic le unde r the  CC BY - SA   license.     C or r e s pon di n g A u th or :   A ni ndi ta  S e pt ia r in i   D e pa r tm e nt  of  I nf or m a ti c s ,  F a c ul ty   of   E ngi ne e r in g, M ul a w a r m a n U ni ve r s it y   St . S a m ba li ung ,   N o. 9, S a m a r in da , I ndone s ia   E m a il :  a ni ndi ta @ unm ul .a c .i d       1.   I N T R O D U C T I O N   T he   ut il iz a ti on  of   c om put e r s   a nd  a s s oc i a te d  te c hnol ogi e s   is   s e e in g  f a s t   e xpa n s io n  a nd   di ve r s if ic a ti on.  T he   a ppl ic a ti on  of   th is   i s   be in g  obs e r ve d  in   th e   f ie ld   of   a gr ic ul tu r e .  T he r e   e xi s t  m ul ti pl e   in s ta nc e s   w he r e in   c om put e r s   ha v e   be e n  e m pl oye d   in   th e   a gr ic u lt ur a l  s e c to r ,  e nc om p a s s in g   th e   m oni to r in g  of   f r ui t  r ip e ne s s   [ 1] ,  [ 2 ] ,  la nd  m a na ge m e nt   [ 3 ] ,  a nd  pl a nt   de ve l opm e nt   [ 4 ] ,  [ 5 ] .  C of f e e ,  a s   one   of   th e   m os t  w id e ly   c ons um e d  be ve r a ge s   gl oba ll y,  hol ds   s ig ni f ic a nt   im por ta nc e   a s   a n  e c onomi c   c om m odi ty .  T he   gl oba l   popula r it y  of   c of f e e   c a n  be   a tt r ib ut e d  to   it s   s ti m ul a ti ng  pr ope r ti e s   a nd  th e   pr e f e r e nc e   f or   it s   bi tt e r   f la vor .  C of f e e   s e r ve s   a s   a   s ubs ta nt ia l  pr ovi de r   of   c a f f e in e   f or   a   c ons id e r a bl e   num be r   of   in di vi dua ls .  W hi le   pr e vi ous   r e s e a r c h  ha s   e s ta bl is he d   a   c onne c ti on  b e twe e n  c of f e e   a nd   c a f f e in e   in ta ke   a nd  a dv e r s e   he a lt h  e f f e c ts ,   r e c e nt   s tu di e s  ha ve  pr e s e nt e d e vi de nc e   s ugge s ti ng t ha t  th e  c om pounds  f ound in c of f e e , s uc h a s  c a f f e in e , c hl or oge ni c   a c id s ,  ka hw e ol ,  c a f e s to l,   a nd  v a r io us   m ic r onut r ie nt s   ( s uc h  a s   m a gne s iu m ,  pot a s s iu m ,  a nd  phos phor us ) ,  m a y   e nha nc e   th e   im m une   s y s te m   a nd  pr ovi de   pr ot e c ti on  a ga in s t   th e   de ve lo pm e nt   of   c ondi ti ons   s uc h   a s   obe s it y,   di a be te s , ne ur ol ogi c a l  di s e a s e s , os t e opor os is , a nd pa n c r e a ti c  c a nc e r  [ 6 ] .    T he   c of f e e   in dus tr y  va lu e s   qua li ty   be c a u s e   of   th e   r e la ti ons hi p  be twe e n  c of f e e   be a n  s c a r c it y,  m one ta r y  c om pe ns a ti on,  a nd  c on s um e r   ha ppi ne s s .  R obu s ta   c of f e e   be a ns ,  w id e ly   gr ow n,  ha v e   a   di s ti nc t  ta s te   a nd  a r om a .  Q ua li ty   of   r obus ta   c of f e e   be a ns   de pe nds   on  s oi l  m a ke up,  c li m a te ,  a nd  pr oc e s s in g  m e th od.  C of f e e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   13 ,  N o.   4 ,  D e c e m be r   2024 :   4241 - 4248   4242   pr ic e s   de pe nd   on  be a n   qua li ty .  I t  is   c r uc ia l  to   not e   th a t  not   a ll   gr ow e r s   a nd  c of f e e   s hop  ow n e r s   c a n  id e nt if y  c of f e e   be a n  qua li ty .  T hus ,  e r r or s   m a y  oc c ur   w he n  th e y  la c k  t hi s   e xpe r ti s e .  G r a di ng  is   ti m e - c ons um in g  a nd  pr oduc e s   in c ons i s te nt   out c om e s .  D ue   to   vi s ua l  p e r c e pt io n  li m it s ,  f a ti gue ,  a nd  c of f e e   qua li ty   e va lu a ti on   di f f e r e nc e s ,  th e s e   in c on s is te n c ie s   oc c ur .  V is ua l  c h a r a c te r is ti c s   a r e   of te n  us e d  to   e va lu a te   r obus ta   c of f e e   be a ns .  I n  th is   s it ua ti on,  c om put e r   vi s io n  m a y  w or k.  I t   e xt r a c ts   r obus ta   c of f e e   be a n  vi s ua l  tr a it s   th a t  hi ghl y   pr e di c t  qua li ty . C ol or , f or m , a nd t e xt ur e  m a y be  ne e de d f or  t hi s  pr oc e dur e .    N um e r o u s  r e s e a r c h i nv e s ti ga ti o ns  h a v e  b e e n  c o nd uc te d i n c om p ut e r  vi s i on , f o c u s in g  on  t h e   a p pl i c a ti on   of   f oo d   pr o c e s s in g .  T h e s e  s t udi e s   e nc om p a s s   a   r a n ge  of   f oo d   it e m s , s uc h   a s   b a n a n a   [ 7] ,   h on e y   [ 8] ,   d a t e   f r ui t   [ 9] ,  pa l m   oi l  [ 10] ,  a nd c of f e e   [ 1 1] ,  [ 12] . T he  c o n s tr u c t io n of   t hi s   s y s t e m   i nvo lv e s   s e v e r a l  g e n e r a l  p r o c e s s e s ,  n a m e ly   pr e - pr o c e s s i ng ,  s e gm e n ta t io n,  f e a tu r e   e xt r a c ti o n,   a nd   c la s s if i c a t io n   [ 13 ] .  C om m on  pr e - pr o c e s s in g  t a s k s   of t e n   in vo lv e   s c a l in g  [ 14]   a nd  c o nv e r ti ng  c ol or   s p a c e s   [ 15] .   T h e   O t s u   th r e s hol di ng  m e t hod   [ 13] ,  K - m e a ns   c l u s t e r in g  a lg or it hm   [ 1 6] ,   a nd   e dg e   de t e c ti on   a ppr oa c h   [ 1 7]   w e r e   s ub s e q ue n tl y   e m p lo y e d ,  a l on g  w it h  m a n y  e s t a bl i s h e d   s e gm e n ta t io n  m e th od ol o gi e s .  T he   e xt r a c t a bl e   f e a t ur e s   th a t   c a n   b e   c on s id e r e d  f o r   e di bl e s   e nc om p a s s   c ol or   [ 10] ,   s h a p e   [ 1 8] ,   a nd   t e x tu r e   [ 1 1] .   M or e o ve r ,   n a ïv e   B a y e s   ( N B )   [ 1 0] ,  k - n e a r e s t   n e i gh bor   ( K N N )   [ 19] ,  a nd   s up por t  ve c to r  m a c hi ne s   ( S V M )   [ 10]  a r e  f r e qu e n tl y  ut il i z e d  in   th e   c l a s s if i c a ti o n p r o c e s s .     R e c e nt   s tu di e s   ha v e   us e d  m a c hi ne   le a r ni ng  to   c la s s if y  c of f e e   be a ns   a c r os s   a gr ic ul tu r a l  s it ua ti ons .  C ol or   a nd  s ha pe   he lp e d  id e nt if y  hi gh - qua li ty   be a ns .  T he   in ve s ti ga ti on  us e d  im a ge   pr oc e s s in g  a nd  m a c hi ne   le a r ni ng  on  a n  A r dui no  m e ga   boa r d.  E s s e nt ia l  c r it e r ia   w e r e   a s s e s s e d  to   de te r m in e   hi gh - qua li ty   gr e e n  c of f e e   be a ns .  K N N   w a s   us e d   to   e va lu a t e   c of f e e   be a ns   a nd   c la s s if y  t he m   by  de f e c t  ty pe .  L ogi c ,  im a g e   pr oc e s s in g,  a nd s upe r vi s e d l e a r ni ng a lg or it hm s  a r e  e xe c ut e d a nd c od e d on the  A r dui no boa r d. T he  m a c hi ne  vi s io n s ys te m   ha s   a n   a ve r a ge   a c c ur a c y  of   94.79%   f or   qua li ty   a nd   95.78%   f or   de f e c t - ty pe   e va lu a ti on.  H o w e ve r ,  lo ng  b e r r y  be a n  c la s s if ic a ti on  w a s   98.05%   a c c ur a te   [ 2 0 ] .  S ubs e que nt ly ,  a   va r ie ty   of   m a c hi ne   le a r ni ng  m e th odol ogi e s   s uc h  a s   S V M ,  de e p  ne ur a l  ne twor ks   ( D N N ) ,  a nd  r a ndom   f or e s t  ( R F )   w e r e   ut il iz e d  to   e va lu a te   th e   s ig ni f ic a nc e   of   s ha pe   a nd c ol or   c ha r a c te r is ti c s   in   th e   a s s e s s m e n t  of   f a ul ts   in   c of f e e   be a ns .  T he   da ta   pr e s e nt e d   in   th e   s tu dy  hi ghl ig ht s   th e   s ig ni f ic a nc e   of   c ol or   de s c r ip to r s   in   t he   c la s s if ic a ti on  of   f a ul ts   in   c of f e e   be a ns .  T he   c la s s if ic a ti on  m od e ls   c ons id e r   th e   m os t   s ig ni f ic a nt   f e a tu r e s   obt a in e d  f r om   th e   a ve r a ge   G   va lu e   of   th e   c om pone nt  i n t he  R G B  c ol or  s pa c e  a nd t he  a ve r a ge  V  va lu e  i n  th e  H S V  c ol or  s pa c e . A ll  t he  c la s s if ie r  m ode ls   e xhi bi te d c om pa r a bl e  pe r f or m a nc e , w it h t he  be s t  a c c ur a c y va lu e  a bove  88%  [ 1 2 ] .    S e ve r a l  e f f or ts   w e r e   pr e s e nt e d  in   or de r   to   id e nt if y  a nd  c a te gor iz e   c of f e e   f r ui ts ,  a s   w e ll   a s   to   m a p  th e   s ta ge   of   m a tu r a ti on  of   th e s e   f r ui ts   dur in g  th e   ha r ve s t  pr oc e s s .   T he   m e th odol ogy  w a s   e xe c ut e d  ut il iz in g  th e   D a r kne t  f r a m e w or k.  T he   Y O L O v3 - ti ny   obj e c t  id e nt if ic a ti on  s ys te m   id e nt if ie d  a nd  c a te gor iz e d  c of f e e   f r ui t.   T he   c ol le c ti on  c ont a in s   90  vi de os   f r om   th e   2020  a r a bi c a   c of f e e   ( C a tu a í  144)   ha r ve s t,   s hot   a t  a   c of f e e   ha r ve s te r ' s   di s c ha r ge   c onve yor   te r m in a ti on  poi nt .  A   bus in e s s   a r e a   in   P a to s   de   M in a s ,  M in a s   G e r a is ,  B r a z il   hos te d  th e   r e c or di ngs .  T h e   m ode l  p e r f or m e d  be s t  a t  a r ound  3 300t h  it e r a ti on  w it h  a n  800 × 800 - pi xe l  im a ge   in put .  T he   m ode l  ha d  84%   m e a n  a v e r a ge   pr e c is io n  ( m A P ) ,   82%   F 1 - s c or e ,  83%   pr e c is io n,  a nd  82%   r e c a ll   in   th e   va li da ti on  s e t.   T he   pr e c is io n  va lu e s   f or   unr ip e ,  r ip e ,  a nd  ov e r r ip e   c of f e e   f r ui ts   w e r e   86% ,  85% ,   a nd  80% ,   r e s pe c ti ve ly   [ 2 1 ] .  A not he r   s tu dy  us e d  a   c onvolut io na l   ne twor k  on  a n  in e xpe ns iv e   m ic r o - c ont r ol le r   boa r d   to   c la s s if y  c of f e e   le a f   di s e a s e s   lo c a ll y  w it hout   th e   in te r ne t.   E a r ly   di a gnos is   of   c of f e e   pl a nt   di s e a s e s   w a s   c r uc ia l  f or   opt im a l  out put   a nd  pr oduc ti on  qua li ty .   T w o  da ta s e ts   a nd  de ve lo pm e nt   boa r d  im a ge s   w e r e   u s e d  in   th is   in ve s ti ga ti on.  T h e   c ol le c ti on   in c lu de d  a r ound  6000   im a ge s   f r om   s ix   s ic kne s s   c la s s e s .   T he   in c or por a te d  c a s c a d e   a nd  s in gl e - s ta ge   s y s te m s   w e r e   98%   a nd  96%   a c c ur a te ,   r e s pe c ti ve ly .  T h e s e   f in di ngs   im pl y  th a t  th e s e   s tr uc tu r e s  de te c t  c of f e e  pl a nt a ti on dis e a s e s  [ 2 2 ] .    T hi s   s tu dy  pr e s e nt s   a   pr opos e d  m e th od  f or   c la s s if yi ng  c of f e e   b e a n  qua li ty   ba s e d  on c om put e r   vi s io n  te c hni que s .  T he   m e th od  ut il iz e s   c ol or ,  s ha p e ,  a nd   te xt ur e   da t a   e xt r a c te d  f r om   th e   R G B ,  H S V ,  a nd  L *a *b   c ol or   s pa c e s .  T he   B P   w a s   e m pl oy e d  a s   th e   c la s s if ie r   in   th is   w or k.  T he   obj e c ti ve   of   th is   m e th od  w a s   to   a s c e r ta in   th e   c la s s if ic a ti on  of   c of f e e   be a n s   a c c or di ng  to   th e ir   qua li ty   by  ut il iz in g  im a ge   da ta .  T he   qu a li ty   ty pe s  w e r e  c la s s if ie d i nt o f our  c la s s e s :  in ta c t,  pe r f or a te d, w r in kl e d, a nd c r a c ke d.       2.   M A T E R I A L S  A N D  M E T H O D S   T he   a ppr oa c h  pr e di c te d  th e   qua li ty   c la s s   of   a ll   r obus ta   c of f e e   be a n  phot os .  I ts   m a in   pr oc e s s e s   w e r e   r e gi on  of   in te r e s t  ( R O I )   de te c ti on,  pr e - pr oc e s s in g,  f e a tu r e   e xt r a c ti on,  s e le c ti on,  a nd  c la s s if ic a ti on.  T he   m e th od  ha s   two  pha s e s :  tr a in in g  a nd  t e s ti ng.  T r a in in g  a nd   te s ti ng  s e ts   pr ovi de d  in put   f or   e a c h  pha s e .  B ot h   pha s e s   w e r e   ha ndl e d  di f f e r e nt ly .  R O I   de te c ti on  a s s ig ne d  th e   c of f e e   be a n  a r e a   to   th e   im a ge   us in g  K - m e a ns   c lu s te r in g.  T he   tr a in in g  s te p  pr e - pr oc e s s e d  R G B   da ta   in to   gr a ys c a le ,   H S V ,  a nd  L *a *b.  A f te r w a r d,  c ol or ,   te xt ur e ,  a nd  s ha p e   w e r e   u s e d  to   e xt r a c t  f e a tu r e s .   S ubs e que nt ly ,  th e   f e a tu r e   s e le c ti on  pr oc e dur e   w a s   u s e d  to   c hoos e   th e   m os t  s ig ni f ic a nt   f e a tu r e s   a nd  s im pl if y  c la s s if ic a ti on.  P r e - pr oc e s s in g  m e r e ly   c onve r te d  R G B   to   th e   f e a tu r e   s e le c ti on   c ol or   s pa c e   dur in g  te s ti ng.  P r in c ip a l  c om p one nt   a na ly s i s   ( P C A )   ge ne r a te d   th e   s e le c te d   f e a tu r e s   in   th e   pr opos e d  te c hni que .  T he   f e a tu r e   s e l e c ti on  r e s u lt   w a s   u s e d  to   a ppl y  th e   e xt r a c te d   f e a tu r e .  A   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       I m age  analy s is  f or  c la s s if y in g c of fe e  be an quali ty  us in g a multi - fe at ur e   …  ( A ni ndi ta  Se pt ia r in i )   4243   pr e di c ti on  c la s s   ( in ta c t/ pe r f or a te d/ w r in kl e d/ c r a c ke d)   w a s   de te r m in e d  f r om   s e le c te d  f e a tu r e s   in   th e   f in a l  s te p.   F ig ur e   1   il lu s tr a te s  t he   r obus ta   c of f e e  be a n qua li ty  c la s s if ic a ti o n.           F ig ur e   1 .  O ve r vi e w  of  a ll  s te ps  i n t he  pr opos e d m e th od f or  qua li ty  c la s s if ic a ti on of   r obus ta   c of f e e  be a n       2.1.   D at as e t   T h e   d a t a s e t  in   th i s   s t ud y   w a s   i m a g e s   of   r o b u s t a   c of f e e   b e a n s .  J P E G   i m a g e s   w e r e   ta k e n  w i t h  a   X i a om i   5 A  s m a r tp h on e ' s   i n bu il t   c a m e r a . T h e  c of f e e   b e a n w a s  pl a c e d   o n  a  w hi te   b a c kg r o un d i n t h e  c e nt e r   o f  a  2 8 × 19 × 1 8  c m   s t u di o  m i ni b ox .  A   1 0   c m   g a p  b e t w e e n   t h e   c a m e r a   a n d   t h e   c of f e e   be a n s   w a s   m a i n ta in e d   b y  d e l ib e r a t e l y   p o s it io ni n g  a nd   or i e n ti ng   th e   c a m e r a .   S m a r t ph o ne   c a m e r a s   a r e   1 3 - m e g a pi x e l .   T h e   im a ge   h a s   d im e n s i on s   of   1 5 60 × 1 56 0  pi x e l s .  T he   d a t a s e t  h a d  14 40   c of f e e   b e a n  im a g e s ,  36 0  e a c h   c l a s s .   I t  w a s   di vi d e d   i nt o  f ou r   c l a s s e s :  i n ta c t,   pe r f or a t e d,   w r i nk l e d ,  or   c r a c ke d ,  w i th   th e  e x a m pl e  i m a g e   s h o w n  in  F ig ur e s  2( a )   to   2 ( d ) ,  r e s pe c ti v e l y .           ( a )     ( b)     ( c )     ( d)     F ig ur e   2 .  E xa m pl e s  of  c of f e e  be a n i m a ge s  w it h va r io us  qua li ty   ty pe s :  ( a )  i nt a c t,  ( b)  pe r f or a te d, ( c )  w r in k le d,  a nd ( d)  c r a c ke d       2.2.   R e gi on  of  i n t e r e s t   d e t e c t io n   R O I   de te c ti on  a tt e m pt s   to   ge n e r a te   a   s ub - im a ge   m o s tl y  of   th e   c of f e e   be a n   a r e a .  D ur in g  th is   s ta g e ,  th e   in it ia l  r e s ol ut io n  of   th e   im a ge   w a s   r e duc e d   f r om   1560× 1560  pi xe ls   to   500× 500  pi x e ls   [ 3]   to   m in im iz e   th e   c om put a ti ona l  ti m e . S ubs e que nt ly , a  c ol or  s pa c e  c onve r s io n w a s  pe r f or m e d f r om  R G B  t o  L *a *b;  t hi s  e na bl e d  th e   s ys t e m   to   a c c ur a te ly   di f f e r e nt ia te   b e twe e n  obj e c t  a nd   b a c kgr ound  r e gi ons   in   va r io us   s c e na r io s .   T h e   ut il iz a ti on of  L *a *b c ol or  s pa c e s  ne c e s s it a te s  a  c onve r s io n pr oc e dur e  t ha t  r e li e s  on t he  va lu e s  w it hi n t he   R G B   c ol or  s pa c e , w hi c h a r e   e xpl ic it ly  de f in e d a s  i n [ 23] .    T he   r e s ul t  of   th e   c onve r s io n  of   a n  or ig in a l  im a g e   in   R G B   F ig ur e   3( a )   to   L *a *b  c ol or   s p a c e   is   de pi c te d  in   F ig ur e   3( b ) .  F u r th e r m or e ,  by   e m pl oyi ng  th e   c lu s te r in g  w it h  th e   K - m e a ns   a lg or it hm   [ 16] ,   th e   a r e a   of   c of f e e   be a ns   w a s   a ppr oxi m a te d.   D ue   to   th e   di vi s io n   of   th e   im a ge ' s   a r e a   in to   two   di s ti nc t   r e gi ons — th e   c of f e e   be a n  r e gi on  a nd  th e   ba c kgr ound  r e gi on — th e   va lu e   of   K   w a s   s e t  in to   two.  T he   s t e ps   of   th e   K - m e a ns   a lg or it hm  a r e  de f in e d a s  f ol lo w s  [ 24] :   −   S te p 1:  i ni ti a li z e  numbe r  of  c lu s te r  k a nd c e nt r e .   −   S te p  2:   F or   e a c h   pi xe l  of   a n   im a ge ,   c a lc ul a t e   th e   E uc li de a n  di s ta nc e   d,  b e twe e n   th e   c e nt r e   a nd   e a c h   pi xe l   of  a n i m a ge  us in g t he  r e la ti on give n.       =   ‖ ( , ) − ‖   ( 1 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   13 ,  N o.   4 ,  D e c e m be r   2024 :   4241 - 4248   4244   −   S te p 3:  A s s ig n a ll  t he  pi xe ls  t o t he  n e a r e s t  c e nt r e  b a s e d on di s ta nc e  d.   −   S te p 4:  A f te r  a ll  pi xe ls  ha ve  be e n a s s ig ne d, r e c a l c ul a te  ne w  po s it io n of  t he  c e nt r e  us in g t he  r e la ti on give n:       =   1 ∑ ∑ ( , )     ( 2 )     −   S te p 4:  R e pe a t  th e  pr oc e s s  unt il  i t  s a ti s f ie s  t h e  t ol e r a nc e  or  e r r or  va lu e .   −   S te p  5 :  R e s ha pe  t he   c lu s te r  pi xe ls  i nt o i m a ge .   T he   r e s ul ti ng  im a g e   of   th e   K - m e a n s   a lg or it hm   is   s how n   in   F ig ur e   3( c ) .  A f te r w a r d,  a   m or phol ogi c a l  ope r a ti on  w a s   a ppl ie d  us in g  di la ti on;   he nc e ,  th e   c of f e e   be a n  a r e a   a ppr oa c he s   th e   or ig in a l,   a nd  th e   r e s ul t  is   de pi c te d  in   F ig ur e   3( d) .   S ubs e que nt ly ,  th e   s e tt in g  of   th e   c of f e e   be a n  a r e a   w a s   c a r r ie d  out   a s   th e   gr ound  f o r   de f in in g t he  R O I  i m a ge  bounda r y ba s e d on the  ye ll ow  box,  a s  s how n i n F ig ur e  3( e ) . A c c or di ngl y,  t he  f o r m e d   R O I  i m a ge s  i n bi na r y a nd R G B  c ol or  s pa c e   a r e  s how n i n F ig ur e s  3( f )  a nd 3( g) .                     ( a )   ( b)   ( c )   ( d)   ( e )   (f)   ( g)     F ig ur e  3. T he  r e s ul ti ng i m a ge  of  e a c h pr oc e s s  i n R O I  de te c ti on:  ( a )  or ig in a l  im a ge  i n R G B  c ol or  s pa c e ,    ( b)  L *a *b c ol or  s pa c e , ( c )  K - m e a ns  c lu s te r in g, ( d)  m or phol ogi c a l  ope r a ti on, ( e )  s e tt in g t he  a r e a  of  R O I   im a ge , a nd ( f )  R O I  i m a ge       2.3.   P r e - p r oc e s s in g   T hi s   pr oc e dur e   ge ne r a te d  p a r a m e te r   va lu e s   f or   f e a tu r e   e xt r a c ti on.  T hi s   s tu dy  e x a m in e d  c ol or ,  te xt ur e ,  a nd  s h a pe .  R G B   im a ge s   m us t  b e   c onve r te d   to   L *a *b  a nd  H S V   to   c r e a te   c ol or   f e a tu r e s ,  R G B   im a g e s   to   gr a ys c a le   to   c r e a te   te xt ur e   f e a tu r e s ,  a nd  bi na r y  im a ge s   t o  bui ld   f or m   f e a tu r e s .  I n  or de r   to   im pr ove   c la s s if ic a ti on  r e s ul ts , t he  c ol or  s pa c e  m us t  be  c ha nge d dur in g pr e - pr oc e s s in g. A gr ic ul tu r a l  r e s e a r c h us e s  R G B   f or   obj e c t  c la s s if ic a ti on.  S om e   in v e s ti ga ti ons   ha ve   e m pl oye d  L *a *b  a nd  H S V   c ol or   s pa c e s .   U s in g   di f f e r e nt   c ol or   s pa c e s   r e qui r e s   a   c onve r s io n  te c hni que   th a t  u s e s   R G B   va lu e s   [ 2 3 ] .  In   ( 3 ) - ( 6 )   de f in e   R G B - to - L *a *b   c onve r s io n.  I n  H S V   c ol or   s pa c e ,  in   ( 3 ) - ( 4 )   c a lc ul a te   hue   ( H )   a nd  th e n  s a tu r a ti on  ( S )   a nd  va lu e   ( V ) .  S   a nd  V   va lu e s  w e r e  c om put e d u s in g  a s   ( 5 )  a nd ( 6 ).     = { , ≤ 360 − , >   ( 3 )     w he r e :     = − 1 { 1 2 [ ( − ) + ( − ) ] [ ( − ) 2 + ( − ) ( − ] 1 / 2 }   ( 4 )     = { 0 , m a x   ( , , ) = 0 1 − min ( , , ) ma x ( , , ) ,  ℎ    ( 5 )     = m a x   ( , , )   ( 6 )     F ur th e r m or e ,  c onve r ti ng   th e   R G B   im a ge   to   a   gr a ys c a le   im a ge   w a s   ne e de d;   he nc e ,  th is   w or k  a ppl ie d   te xt ur e   f e a tu r e s .  T he s e   f e a tu r e   p a r a m e te r s   w il l  l a te r   be   u s e d   a s   in put   f or   th e   c la s s if ic a ti on  pr oc e s s .   R G B   c onve r s io n t o gr a ys c a le  i s  c a r r ie d out t o pr oduc e  i nt e ns it y ( I )  va lu e s  us in g ( 7 )  [ 11] .     = 1 3 ( + + )   ( 7 )     2.4.   F e at u r e   e xt r ac t io n   C of f e e   be a n  im a ge   f e a tu r e   e xt r a c ti on  r e tr ie ve s   c ol or ,  te xt ur e ,  a nd  s ha pe   in f or m a ti on.  S om e   s tu di e s   a na ly z e   one   a s pe c t,   w hi le   ot he r s   a n a ly z e   s e ve r a l.   T hi s   s tu dy  a na ly z e s   th r e e   a ppr oa c he s   f or   e xt r a c ti ng    th r e e - c ol or   f e a tu r e s   us in g  R G B ,  H S V ,  a nd  L *a *b  c ol or   m ode l  s ta ti s ti c a l   va lu e s .   R G B ,  H S V ,  a nd   L *a *b  a r e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       I m age  analy s is  f or  c la s s if y in g c of fe e  be an quali ty  us in g a multi - fe at ur e   …  ( A ni ndi ta  Se pt ia r in i )   4245   us e f ul   c ol or   c ha r a c te r is ti c s   in   m a ny   a ppl ic a ti ons .  C onve r ti ng   R G B   to   H S V   a nd  L *a *b  li m i ts   c ol or   s pa c e   di m e ns io ns   a nd  f e a tu r e s .  T e xt ur e   f e a tu r e   e xt r a c ti on  us in g  th e   gr a y  le ve l  c o - oc c ur r e nc e   m a tr ix   ( G L C M )   f ol lo w s .  O ur   f o r m   f e a tu r e   e xt r a c ti on  a ppr oa c h  us e s   s ta ti s ti c a l  c ha r a c te r is ti c s   a nd  s ha pe   di s ta n c e   in   th e   bi na r y   pi c tu r e .  T a bl e   1  li s ts   m e th od  f e a tu r e  c ount s . A ddi ng  f e a tu r e s   do e s n' t  ne c e s s a r il y  e nha nc e   m ode l   pe r f or m a nc e .  T hus , a c c ur a te  c la s s if ic a ti on r e qui r e s  c a r e f ul  f e a tu r e  s e le c ti on.       T a bl e  1.  T he  numbe r  of  f e a tu r e s   T ype  of  f e a t ur e s   M e t hod   N um be r  of  F e a t ur e s   C ol or   R G B  M ode l   3   H S V  M ode l   3   L *a *b M ode l   3   T e xt ur e   S t a t i s t i c  F e a t ur e  of  G L C M   84   S ha pe   A r e a - B a s e d   2       2.4.1.   C ol or   f e at u r e  e xt r a c t io n     T he   H S V ,  R G B ,  a nd  L *a *b  c ol or   s pa c e s   ha v e   be e n  us e d  a s   c ol or   f e a tu r e s   to   di f f e r e nt ia te   va r io us   obj e c ts   [ 11] .  In   ( 8 )   us e s   th e   m e a n  to  e xa m in e  e a c h   c ol or   m ode l  c ha nne l' s  s ta ti s ti c a l   pr ope r ti e s .  W h e r e   μ   is   th e   a ve r a ge   c ol or   c ha nne l.   T hi s   s tu dy  s e e ks   H S V ,  R G B ,  or   L *a * b  f e a tu r e   e xt r a c ti on  m e th ods   f or   c of f e e   be a n  da ta   a na ly s is .  T hi s   s tu dy   got   r e d,  gr e e n,  a nd   bl ue   c ol or   va lu e s   f r om   th e   R G B   im a ge ,  hue ,  s a tu r a ti on,  a n d   va lu e   va lu e s   f r om   th e   H S V   im a ge ,  a nd   li ght ne s s   ( L )   a nd  c ol or - oppone nt   di m e ns io ns   ( a   a nd  b)   in di c a ti ng   r e dne s s – gr e e nne s s   a nd blue ne s s – ye ll ow ne s s  f r om  t he  L *a *b i m a ge .     = 1  ∑ ∑ (  ) = 1 = 1   ( 8 )     2.4.2.   T e xt u r e   f e at u r e   e xt r ac t io n     C of f e e   be a n  te xt ur e s   c a n  be   id e nt if ie d  by  te xt ur e .  C of f e e   be a n   f ib e r   ha s   di s ti nc t  vi s ua l  a nd  te xt ur e   pr ope r ti e s .  T he   c ol or   c ha r a c te r is ti c s   of   th e   pe r f or a te d,  w r in kl e d,  c r a c ke d  c la s s   a r e   s im il a r   to   th os e   of   th e   in ta c t  c la s s ,  m a ki ng  id e nt if ic a ti on  di f f ic ul t.   O nl y  G L C M   is   us e d  to   e xt r a c t  te xt ur e   f e a tu r e s   in   th is   in ve s ti ga ti on. G L C M  ha s  be e n us e d f or  t e xt ur e  f e a tu r e  e xt r a c ti on w it h good r e s ul ts .   C a lc ul a ti ng  th e   pr oba bi li ty   of   th e   a dj a c e nc y  r e la ti ons hi p  be tw e e n  two  pi xe ls   a t  a   s p e c if ic   di s ta nc e   a nd  a ngl e   or ie nt a ti on  yi e ld s   G L C M   [ 1] .  C a lc ul a te   th e   im a ge ' s   s ta ti s ti c a l  a tt r ib ut e s   a f te r   c ol le c ti ng  th e     co - oc c ur r e nc e  m a tr ix . G L C M  s ta ti s ti c a l  f e a tu r e s  e xi s t  f or  f our  a ngl e s  ( 0 ∘ , 45 ∘ , 90 ∘ , a nd 135 ∘ )  a nd one  di s ta nc e   ( 1  pi xe l) .  G L C M   ( i,   j )   is   th e   jo in t  pr oba bi li ty   di s tr ib ut io n  of   a   pi xe l  pa ir   w it h  gr a y  le ve ls   i   a nd  j .  I m a ge   gr a y   le ve l  de te r m in e s   G L C M   m a tr ix   r ow s   a nd  c ol um ns .  L   is   th e   c om put e d  gr a y  le ve ls   m in us   1.  T he   gr a ys c a le   va lu e   of   a n   im a ge   be twe e n  0  a nd  255   [ 7] .   T he   ty pe s   of   f e a tu r e s   us e d  in   G L C M   in   th is   r e s e a r c h  in c lu de :   a ut o   c or r e la ti on,  c lu s te r   pr om in e nc e ,  c lu s te r   s h a de ,  c ont r a s t,   c or r e la ti on,  di f f e r e nc e   e nt r opy,  di f f e r e nc e   va r ia nc e ,  di s s im il a r it y,  e ne r gy,  e nt r opy ,  I D M ,   in f or m a ti on  m e a s ur e s   of   c or r e la ti on  1,  a nd   2,   in ve r s e   di f f e r e nc e ,  m a xi m um  pr oba bi li ty , s um  a ve r a ge s , s um  e nt r opy, s um  of  s qua r e s  va r ia nc e s , s um  va r ia nc e , I D M   nor m a li z e d,   in ve r s e  di f f e r e nc e  nor m a li z e d .     2.4.3.   S h ap e   f e at u r e  e xt r ac t io n   T he   k - m e a ns   m e th od  w a s   e m pl oye d  to   c onve r t  th e   c of f e e   be a n s   im a ge   in to   a   bi na r y  im a ge   in   or de r   to   r e m ove   noi s e   in   th e   s ha pe   of   th e   c of f e e   bodi e s .  T he   goa l  of   th e   K - m e a ns   a lg or it hm   is   to   c lu s te r   obj e c ts   by  gr oupi ng  th e m   w it h  th e   K   poi nt s   th a t  a r e   c lo s e s t  to   th e m   in   t he   s pa c e .  T he   va lu e s   of   c lu s te r   c e nt r oi ds   a r e   upda te d  it e r a ti ve ly   unt il   th e   opt im a l  c lu s te r in g  r e s ul ts   a r e   a c hi e ve d.  V a r io us   s ha pe   pa r a m e te r s ,  s uc h  a s   e c c e nt r ic it y ( e )  a nd pe r im e te r  ( p) , a r e  c a lc ul a te d t o a s s e s s  t he  c ha r a c te r is ti c s  of   c of f e e  be a n  s ha pe  [ 20] .     = √ 1 − 2 2   ( 9 )     = 2 √ ( 2 + 2 ) 2   ( 1 0 )     2.5.   F e at u r e  s e le c t io n   T he   a na ly s is   s houl d  c ons id e r   th e   to ta l  a m ount   of   f e a tu r e s   in   or de r   to   id e nt if y  th e   m os t  be ne f ic ia l  or   hi ghl y  di s c r im in a ti ve   f e a tu r e s   w it hi n  th e   ut il iz e d  da t a s e t.   T he   pr e s e nt   s tu dy  e m pl oye d  P C A   a s   a   m e th od  f or   c onduc ti ng  f e a tu r e   s e le c ti on.   P C A   is   a   w e ll - e s ta bl is he d  te c h ni que   in   th e   f ie ld   of   pa tt e r n  r e c ogni ti on  a n d   c om put e r   vi s io n.  I t  s e r ve s   a s   a   s ta nda r d  m e th od   f or   f e a tu r e   e xt r a c ti on  a nd  da ta   r e pr e s e nt a ti on,   c om m onl y  e m pl oye d  to   id e nt if y  a nd  r e c ogni z e   obj e c ts .  A   s ta ti s ti c a l  m e th od  r e duc e d  th e   num be r   of   di m e ns io ns   in   da ta   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   13 ,  N o.   4 ,  D e c e m be r   2024 :   4241 - 4248   4246   s e ts   w it h  m a ny  f a c to r s .  I t  m a ke s   obj e c t  r e c ogni ti on  w or k   be tt e r   a nd  ha s   be e n  s how n  to   lo w e r   a nd   r a is e   th e   a c c ur a c y va lu e  [ 25] .     2.6.   C la s s if i c at io n   D a ta   is   c la s s if ie d  by  c la s s if ic a ti on.  M a c hi ne   le a r ni ng  ha s   s e ve r a l  pl a nt   obj e c ts   us e s .  B y  r e s e a r c hi ng   a lg or it hm s   a nd  us in g  da ta   to   f or e c a s t,   m a c hi ne   le a r ni ng  a ut om a te s   ope r a ti ons .  T he  a lg or it hm   us e s   a   m ode l  to   e s ti m a te   da ta   a nd  m a ke   ju dgm e nt s   ba s e d  on  s a m pl e   in pu t  in s te a d  th a n  f ol lo w in g  f ix e d  in s tr uc ti ons .   M a th e m a ti c a l  a nd  s ta ti s ti c a l  m ode l s   pr e di c te d  unknown   da ta   u s in g  tr a in in g  da ta .  T hi s   s tu dy  c la s s if ie d  c of f e e   be a n  qua li ty   us in g  m a c hi ne   le a r ni ng.  B a c kpr opa ga ti on  n e ur a l  ne twor k  ( B P N N ) ,  li ne a r   di s c r im in a nt   a na ly s i s   ( L D A ) ,  K N N ,  NB ,  a nd   S V M   w e r e   us e d.  P r e vi ous   r e s e a r c h  on  num e r ous   pl a nt   s pe c im e ns   us e d  th e s e   m e th odol ogi e s  [ 19] , [ 25] .     2.7.   P e r f or m an c e   m e as u r e m e n t   F e a tu r e   s e le c ti on  a nd  di f f e r e nt   c la s s if ic a ti on  a ppr oa c h e s   a r e   us e d  to   e va lu a t e   th e   pr opos e d  m e th od' s   pe r f or m a nc e   a nd  de te r m in e   th e   m os t  a ppr opr ia te   a nd  r obus t  m e th od  f or   th e   da ta   s e t.   T hi s   s tu dy  e va lu a te s   1140  r obus ta   be a n  phot os   ( 360  in ta c t,   360  pe r f or a te d,  360  w r in kl e d,  a nd  360  c r a c ke d ).   T he   pe r f or m a nc e   of   th e   c la s s if ic a ti on  m e th od  w a s   a s s e s s e d  u s in g  th r e e   in di c a to r s :  a c c ur a c y  [ 25] ,  w hi c h  w e r e   c a lc ul a te d  ba s e d  on   th e  m ul ti c la s s  c onf us io n m a tr ix . T h e  pa r a m e te r s  a r e  d e f in e d by ( 1 1 )  [ 25] .      =               × 100   (1 1 )       3.   R E S U L T S  A N D  D I S C U S S I O N   T he   to ta l  num be r   of   1440  im a ge s   c ons is te d  of   f our   c la s s e s ,  in c lu di ng  in ta c t,   pe r f or a te d,  w r in kl e d,   a nd  c r a c ke d,   us e d  to   e va lu a te   th e   m e th od.  T he   c la s s if ic a ti on  r e s ul ts   w e r e   c om pa r e d  f or   f e a tu r e   s e ts   obt a in e d  w it hout   a nd  w it h  f e a tu r e  s e le c ti on.   T he   f e a tu r e  s e t  w it hout   f e a t ur e   s e le c ti on   w a s   pe r f or m e d  us in g  th e   f e a tu r e s   f or m e d  by  G L C M ,  w hi c h   w e r e   a r e a - ba s e d  a nd  c ol or - ba s e d   ( R G B ,  H S V ,  a nd  L *a *b) .  T he   s e le c t e d  f e a tu r e s   w e r e   a ppl ie d  to   P C A .  T he   e xpe r im e nt   ut il iz e d  f iv e   c la s s if ie r s :  B P N N ,  K N N ,  L D A ,  N B ,  a nd   S V M .  T he   m e th od' s   pe r f or m a nc e   w a s   a s s e s s e d  us in g   a c c ur a c y .  T he   c om pa r is on  of   m e th od  pe r f or m a nc e   w it h  di f f e r e nt   c la s s if ie r s  us in g m ul ti - f e a tu r e  i ndi c a te d by the  a c c ur a c y va lu e  i s  s um m a r iz e d i n T a bl e  2.   T a bl e   2   de m on s tr a te s   th e   te s ti ng  of   s it ua ti on s   w it hout   f e a tu r e   s e le c ti on.  T h e   te s ts   w e r e   c onduc te d   us in g  te xt ur e   c ha r a c te r is ti c s   obt a in e d  by  th e   G L C M   a ppr oa c h,  te xt ur e   da ta   c om bi ne d  w it h  s ha pe   f e a tu r e s   ( A r e a - ba s e d) ,  a nd  te xt ur e   f e a tu r e s   c om bi ne d  w it h  H S V ,   L *a *b ,  a nd  R G B   c ol or   s pa c e s .  T he   B P N N   c l a s s if ie r   a c hi e ve d  th e   m a xi m um   a c c ur a c y  of   94.83%   w hi le   ut il iz in g  th e  G L C M .  S ubs e que nt ly ,  th e   L D A ,  K N N ,  S V M ,   a nd  N B   c la s s if ie r s   yi e ld e d  de c r e a s in g  a c c ur a c y  va lu e s   o f   92.08% ,  85.21% ,   83.54% ,  a nd  80.83 % ,   r e s pe c ti ve ly .  T he   B P N N   c l a s s if ie r   a c hi e ve d  th e   m a xi m um   a c c u r a c y  of   97.86%   f o r   th e   a r e a - ba s e d  f e a tu r e   s e t,   w hi le   th e   N B   c la s s if ie r   ha d  th e   lo w e s t  a c c ur a c y  of   58.54% .  T he   pe r f or m a nc e   r e li e d  on  c ol or   a tt r ib u te s   de r iv e d  f r om   th r e e   c ol or   s pa c e s :  H S V ,  L *a *b,  a nd  R G B .  T h e   pe r f or m a nc e   of   th e   a ppr oa c h  ut il iz in g  H S V   s how e d  th a t  S V M   a tt a in e d  a n  id e a l  a c c ur a c y  r a te   of   92.92% .   U s in g  th e   L *a *b  a nd  R G B   f e a tu r e   s e ts ,  th e   B P N N  a c hi e ve d a n i m pr e s s iv e  a c c ur a c y r a te  of  97.71% .       T a bl e  2. P e r f or m a nc e  c om pa r is on of  t he   c la s s if ie r  w it h va r io us   f e a tu r e  s e ts  ba s e d on a c c ur a c y va lu e  ( % )   C l a s s i f i e r   W i t hout  f e a t ur e s  s e l e c t i on   W i t h f e a t ur e s  s e l e c t i on   G L C M   A r e a  B a s e d   H S V   L *a *b   R G B   P C A   B P N N   94.83   97.86   84.79   97.71   97.71   98.54   KNN   85.21   84.38   85.42   90.83   89.79   90.83   L D A   92.08   91.46   77.92   91.46   68.33   80.63   NB   80.83   58.54   53.96   53.54   48.54   55.83   S V M   83.54   72.71   92.92   97.50   94.83   97.50       I n  th e   r e s ul ts   obt a in e d  vi a   P C A   f e a tu r e   s e le c ti on,  th e   ba c kpr opa ga ti on  c la s s if ie r   a tt a in e d  th e   m a xi m um   a c c ur a c y  v a lu e   of   98.54% .  B y  c ont r a s t,   th e   NB   c l a s s if ie r   yi e ld e d  th e   lo w e s t  r e s ul ts ,  a c hi e vi ng  a n   a c c ur a c y  of   55.83% .  B a c kpr opa ga ti on  de m ons tr a te s   hi gh  a c c u r a c y  a c r os s   a ll   f e a tu r e   te s t  s it ua ti ons   w it hout   r e qui r in g  f e a tu r e   s e le c ti on.  T he   L D A   a lg or it hm   a c hi e v e d  th e   h ig he s t  a c c ur a c y  r a te   of   98.54%   a c r os s   a ll   f our   te s t  s c e na r io s .  I t  w a s   pe r f or m e d  us in g  th e   G L C M   f e a tu r e ,  A r e a - ba s e d  m e th od,  H S V   c ol or   s pa c e   va lu e s ,  a nd   P C A   a ppl ic a ti on  f or   f e a tu r e   s e le c ti on.  T h e   NB   c la s s if ie r   is   c on s is te nt ly   ove r w he lm e d  by  e v e r y  tr ia l  s it ua ti on.  T he   obs e r ve d  r e s ul ts   in di c a te   th a t  a   c om bi na ti on  of   te xt ur e ,  s ha pe ,  a nd  c ol or   f e a tu r e s ,  f ol lo w e d   by  f e a tu r e   s e le c ti on  to   li m it   th e   num be r   of   f e a tu r e s ,  m ig ht   le a d  to   hi gh  a c c ur a c y  th r oughout  th e   c la s s if ic a ti on  pr oc e s s .   T he  B P N N  c la s s if ie r   pe r f or m s  be tt e r  t ha n ot he r  c la s s if ie r s  by m in im iz in g e r r or s  i n e a c h s c e na r io .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I nt  J  A r ti f   I nt e ll     I S S N :   2252 - 8938       I m age  analy s is  f or  c la s s if y in g c of fe e  be an quali ty  us in g a multi - fe at ur e   …  ( A ni ndi ta  Se pt ia r in i )   4247   4.   C O N C L U S I O N   T hi s   s tu dy  c la s s if ie s   r obus ta   c of f e e   be a ns   by  qua li ty .  T h e r e   a r e   f our   ty pe s   of   c of f e e   be a ns :  in ta c t,   pe r f or a te d,  w r in kl e d,  a nd  br oke n.  T hi s   pr oc e dur e   in vol ve s   R O I   de te c ti on,  pr e - pr oc e s s in g,  s e gm e nt a ti on,  f e a tu r e   e xt r a c ti on,  s e le c ti on ,  a nd  c la s s if ic a ti on.  E a c h  s te p  is   done   to   a c c ur a te ly   c la s s if y  c of f e e   be a ns   a nd  de te r m in e   th e ir   qua li ty .  T he   s tu dy  te s te d  de s ig ns   w it h  te xt ur e ,  te xt ur e   w it h  s ha pe ,  a nd  te xt ur e   w it h  c ol or   s pa c e   va lu e s   ( H S V ,  L *a *b,  a nd  R G B ) .  B P N N   s tu dy  r out in e ly   out pe r f or m s   ot he r   c of f e e   be a n  qua li ty   a s s e s s m e nt   m e th odol ogi e s .  I t  us e s   th e   P C A   f e a tu r e   s e le c ti on  te c hni que   to   ge t  th e   be s t  r e s ul ts   on  G L C M ,    a r e a - ba s e d, a nd L *a *b f e a tu r e s  w it h 98.54%  a c c ur a c y. U s in g s e ve r a l  s c e na r io s  a nd  a tt r ib ut e s  c a n i m pr ove  t he   va r ie ty  a nd qua li ty  of  t hi s  r e s e a r c h.       A C K N O WL E D G E M E N T S     T he   a ut hor  w oul d  li ke   to   th a nk  th e   F a c ul ty   of   E ngi ne e r in g  a t   M ul a w a r m a n  U ni ve r s it y  in   S a m a r in da ,  I ndone s ia , f or  pr ovi di ng f in a nc ia l  s uppor t  f or  t he  r e s e a r c h c onduc te d i n 2023 ( N o. 497/UN17.L 1/ H K /2 023) .       R E F E R E N C E S   [ 1]   M .  R .  F i ona ,  S .  T hom a s ,  I .  J .  M a r i a ,  a nd  B .  H a nna h,  “ I de nt i f i c a t i on  o f   r i pe   a nd  unr i pe   c i t r us   f r u i t s   us i ng  a r t i f i c i a l   ne ur a l   ne t w or k,”  i n  J our nal  of  P hy s i c s :  C onf e r e nc e  S e r i e s , I O P  P ubl i s hi ng, 2019, doi :  10.1088/ 1742 - 6596/ 1362/ 1/ 012033.   [ 2]   S .  M une r a ,  F .  H e r ná nde z ,  N .  A l e i xo s ,  S .  C ub e r o,  a nd  J .  B l a s c o,  “ M a t ur i t y  m o ni t or i ng  of   i nt a c t   f r ui t   a nd  a r i l s   of   pom e gr a na t e   c v.   ‘ M ol l a r   de   E l c he ’   us i ng  m a c hi ne   vi s i on  a nd   c he m om e t r i c s ,”   P os t har v e s t   B i ol ogy   and  T e c hnol ogy ,  vol .  156,   2019,  doi :   10.1016/ j .pos t ha r vbi o.2019.110936.   [ 3]   H a m da ni ,  A .  S e pt i a r i ni ,  a nd   D .  M .  K ha i r i na ,  “ M ode l   a s s e s s m e nt   of   l a nd   s ui t a bi l i t y  de c i s i on  m a ki ng  f or   oi l   p a l m   pl a nt a t i on,”   i n  2016 2nd I nt e r nat i onal  C onf e r e nc e  on  Sc i e nc e  i n  I nf or m at i on T e c hnol ogy , I C S I T e c h 2016:  I nf or m at i on Sc i e nc e  f or  G r e e n Soc i e t y   and E nv i r onm e nt , I E E E , 2017, pp. 109 – 113 , do i :  10.1109/ I C S I T e c h.2016.7852617.   [ 4]   A .  Y udha na ,  R .  U m a r ,  a nd  F .  M .  A yude w i ,  “ T he   m oni t or i ng  of   c or n  s pr out s   gr ow t h  us i ng  t he   r e gi on  gr ow i ng  m e t hods ,”   i n   J our nal  of  P hy s i c s :  C onf e r e nc e  S e r i e s , I O P  P ubl i s hi ng, N ov. 2019, doi :  10.1088/ 1742 - 6596/ 1373/ 1/ 012054.   [ 5]   A .   S e z g i n   a n d   V .   K ü ç ü k ,   “ C o m p u t e r   s c i e n c e   m o n i t o r i n g   p l a n t   g r o w t h   w i t h   i m a g e   p r o c e s s i n g   m e t h o d s   a n d   a r t i f i c i a l   i n t e l l i g e n c e   s u p p o r t e d   a g r i c u l t u r e   s y s t e m , ”   i n   I n t e r n a t i o n a l   A r t i f i c i a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   D a t a   P r o c e s s i n g   S y m p o s i u m ,   2 0 2 2 ,   p p .   1 6 5 - 1 7 6 ,   d o i :   1 0 . 5 3 0 7 0 / b b d . 1 1 7 2 7 7 4 .   [ 6]   B .  A ç ı ka l ı n  a nd  N .  S a nl i e r ,   “ C of f e e   a nd  i t s   e f f e c t s   on  t he   i m m une   s ys t e m ,”   T r e nds   i n  F ood  Sc i e nc e   &   T e c hnol ogy ,  vol .  114,   pp.  625 – 632, A ug. 2021, doi :  10.1016/ j .t i f s .2021.06.023.   [ 7]   E .  P i e da d,  J .  I .  L a r a da ,  G .  J .  P oj a s ,  a nd  L .  V .  V   F e r r e r ,  “ P os t ha r ve s t   c l a s s i f i c a t i on  of   ba na na   ( M us a   a c um i na t a )   us i ng   t i e r - ba s e d   m a c hi ne  l e a r ni ng,”   P os t har v e s t  B i ol ogy  and T e c hnol ogy , vol . 145, pp. 93 – 100, 2018, doi :  10.1016/ j .pos t ha r vbi o.2018.06.004.   [ 8]   A .  N ovi ya nt o  a nd  W .  H .  A bdul l a ,  “ H one y  bot a ni c a l   o r i gi n  c l a s s i f i c a t i on  us i ng  hype r s pe c t r a l   i m a gi ng  a nd  m a c hi ne   l e a r ni ng,”   J our nal  of  F ood E ngi ne e r i ng , vol . 265, 2020, doi :  10.1016/ j .j f oode ng.2019.109 684.   [ 9]   D .  Z ha ng,  D .  J .   L e e ,  B .  J .  T i ppe t t s ,  a nd  K .  D .   L i l l yw hi t e ,  “ D a t e   m a t ur i t y  a nd  qua l i t y  e va l ua t i on  us i ng  c ol or   di s t r i but i on   a na l ys i s   a nd ba c k pr oj e c t i on,”   J our nal  of  F ood E ngi ne e r i ng , vol . 131, pp. 161 – 169, 201 4, doi :  10.1016/ j .j f oode ng.2014.02.002.   [ 10]   A . S e p t i a r i n i ,   H .   H a m da ni , T .   H a r d i a n t i , E .   W i na r n o,   S . S uy a nt o,   a n d E .  I r w a ns y a h, “ P i xe l  qua nt i f i c a t i on   a n d  c ol o r   f e a t ur e   e x t r a c t i on   on  l e a f   i m a ge s   f o r   oi l   pa l m   di s e a s e   i d e nt i f i c a t i on ,”   i n  7 t h   I n t e r n at i on al   C o nf e r e nc e   on   E l e c t r i c a l ,   E l e c t r o ni c s   a nd   I n f or m at i on   E n gi ne e r i ng :   T e c hn ol o gi c al   B r e ak t hr ou gh  f or  G r e a t e r   N e w   L i f e ,  2 021 ,  pp.  1 – 5 ,  d oi :  1 0.1 10 9/ I C E E I E 526 63 .20 21 .96 16 645 .   [ 11]   W .  G .  D.   C os t a ,  I .  D.   P .   B a r bos a ,  J .  E .  D.   S ouz a ,  C .   D .  C r uz ,  M .  N a s c i m e nt o,  a nd  A .  C .  B .  D.   O l i ve i r a ,  “ M a c hi ne   l e a r ni ng  a n d   s t a t i s t i c s  t o qua l i f y e nvi r onm e nt s  t hr ough m ul t i - t r a i t s  i n C of f e a  a r a bi c a ,”   P L oS  O N E , vol . 16, no.  1, pp.  e 0245298 – e 0245298, J a n.   2021, doi :  10.1371/ j our na l .pone .0245298.   [ 12]   F .  F .   L .   D .  S a n t os ,  J . T .  F . R os a s , R . N . M a r t i ns ,  G .   D.   M .  A r a ú j o ,  L .   D.   A . V i a n a ,  a n d  J .   D.   P . G on ç a l v e s ,   “ Q ua l i t y   a s s e s s m e n t  o f   c o f f e e   b e a ns   t h r ou g h  c o m p u t e r   v i s i o n  a n d  m a c h i n e  l e a r ni n g  a l g o r i t h m s ,”   C o f f e e   S c i e n c e ,   vo l .   1 5 ,  n o .   1,   p p .  1 – 9 ,  2 0 2 0,   d o i :   1 0 . 25 1 8 6 / . v 1 5 i .1 7 5 2 .   [ 13]   A .  S e p t i a r i n i ,   H .  H a m da n i ,   A .  R i f a ni ,  Z .  A r i f i n ,  N .  H i d a y a t ,  a n d  H .  I s m a n t o ,  “ M ul t i - c l a s s   s up po r t   ve c t o r   m a c h i n e   f o r   a r a b i c a   c o f f e e   b e a n  r o a s t i ng  g r a de   c l a s s i f i c a t i on ,”  i n   I C O I A C T   2 02 2   -   5 t h  I nt e r n a t i o na l   C o n f e r e nc e   o n I n f or m at i on   a n d C o m m un i c a t i o ns   T e c hn o l o gy :   A   N e w   W ay  t o   M a k e   A I   U s e f u l  f or   E v e r y on e   i n  t he  N e w  N or m a l   E r a ,   2 02 2 ,  pp .  4 07 – 4 11 ,  d o i :  1 0 .1 10 9 / I C O I A C T 55 5 06 .2 0 22 .9 9 71 89 7 .   [ 14]   R .   S .   E l - S a y e d   a n d  M .   N .   E l - S a y e d ,   “ C l a s s i f i c a t i on   o f   v e h i c l e s ’   t yp e s   us i ng   hi s t o g r a m   o r i e n t e d  g r a d i e nt s :   c o m p a r a t i ve   s t ud y   a nd  m o d i f i c a t i o n, ”   I A E S  I n t e r n at i on al  J o ur n a l   o f   A r t i f i c i a l   I n t e l l i ge nc e ,  v o l .  9 ,  n o.   4,  pp .  7 0 0 – 71 2 ,  20 2 0,  d o i :   10 .1 1 59 1 / i j a i .v 9. i 4. p p7 00 - 71 2 .   [ 15]   M .  S ha r i f ,  M .  A .  K ha n,  Z .  I qba l ,   M .  F .  A z a m ,  M .  I .  U .  L a l i ,  a nd  M .  Y .  J a ve d,  “ D e t e c t i on  a nd  c l a s s i f i c a t i on  of   c i t r us   di s e a s e s   i n   a gr i c ul t ur e  ba s e d on opt i m i z e d w e i ght e d  s e gm e nt a t i on  a nd f e a t ur e  s e l e c t i on,”   C om put e r s  and E l e c t r oni c s  i n A gr i c ul t ur e , vol .  150,   pp. 220 – 234, 2018, doi :  10.1016/ j .c om pa g.2018.04.023.   [ 16]   A .  S e pt i a r i ni ,  H .  H a m da ni ,  S .   U .  S a r i ,  H .  R a hm a ni a   H a t t a ,  N .   P us pi t a s a r i ,  a nd  W .  H a di kur ni a w a t i ,  “ I m a ge   pr oc e s s i ng   t e c hni que s   f or   t om a t o  s e gm e nt a t i on  a ppl yi ng   k - m e a ns   c l us t e r i ng  a nd  e dge   de t e c t i on   a ppr oa c h ,”   i n  2021   I nt e r nat i onal   S e m i nar   on   M ac hi ne   L e ar ni ng, O pt i m i z at i on, and D at a Sc i e nc e , I SM O D E  2021 , I E E E , 2022, pp. 92 – 96 , doi :  10.1109/ I S M O D E 53584.2022.9742740.   [ 17]   J .  L u  e t   al . ,  “ L i ght w e i ght   gr e e n  c i t r us   f r ui t   de t e c t i on  m e t hod  f or   pr a c t i c a l   e nvi r onm e nt a l   a ppl i c a t i ons ,”   C om put e r s   an d   E l e c t r oni c s  i n A gr i c ul t ur e , vol . 215, 2023, doi :  10.1016/ j .c om pa g.2023.108205 .   [ 18]   J .  L i a ng,  K .  H ua ng,  H .  L e i ,  Z .  Z hong,  Y .  C a i ,  a nd  Z .  J i a o,  “ O c c l us i on - a w a r e   f r ui t   s e gm e nt a t i on  i n  c om pl e x  na t ur a l   e nvi r onm e nt s   unde r  s ha pe  pr i or ,”   C om put e r s  and E l e c t r oni c s  i n A gr i c ul t u r e , vol . 217, 2024,  doi :  10.1016/ j .c om pa g.2024.108620.   [ 19]   X .  Y a ng,  R .  Z ha ng,  Z .  Z ha i ,  Y .  P a ng,  a nd  Z .  J i n,  “ M a c hi ne   l e a r ni ng  f or   c ul t i v a r   c l a s s i f i c a t i on  of   a pr i c ot s   ( P r unus   a r m e ni a c a   L .)   ba s e d on s h a pe  f e a t ur e s ,”   Sc i e nt i a H o r t i c ul t ur ae , vol . 256, 2019, doi :  10.1016/ j .s c i e nt a .2019.05.051.   [ 20]   H .  L i ,  W .  S .  L e e ,  a nd  K .  W a ng,  “ I de nt i f yi ng  bl ue be r r y  f r ui t   of   di f f e r e nt   gr ow t h  s t a ge s   u s i ng  na t ur a l   out door   c ol or   i m a ge s ,”   C om put e r s  and E l e c t r oni c s  i n A gr i c ul t ur e , vol . 106, pp. 91 – 101, 2014, doi :  10.1016/ j .c om pa g.2014.05.015.   [ 21]   G a r c í a ,  C .  B e c e r r a ,  a nd  H oyos ,  “ Q ua l i t y  a nd  de f e c t   i ns pe c t i on  of   gr e e n  c of f e e   be a ns   us i ng  a   c om put e r   vi s i on  s y s t e m ,”   A ppl i e d   Sc i e nc e s , vol . 9, no. 19, O c t . 2019, doi :  10.3390/ a pp9194195.   [ 22]   H .  C .  B a z a m e ,  J .  P .  M ol i n,  D .  A l t ho f f ,  a nd   M .  M a r t e l l o,  “ D e t e c t i on,  c l a s s i f i c a t i on,  a nd  m a ppi ng  of   c of f e e   f r ui t s   dur i ng   ha r ve s t   w i t h c om put e r  vi s i on,”   C om put e r s  and E l e c t r oni c s  i n A gr i c ul t u r e , vol . 183, 20 21, doi :  10.1016/ j .c om pa g.2021.106066.   [ 23]   F .  G .  - L a m ont ,  J .  C e r va nt e s ,   A .  L óp e z ,  a nd   L .  R odr i gue z ,  “ S e gm e nt a t i on  of   i m a ge s   by  c ol or   f e a t ur e s :   A   s ur ve y, ”   N e ur oc om put i ng , vol . 292, pp. 1 – 27, 2018, doi :  10.1016/ j .ne uc om .2018.01.091 .   [ 24]   N .  D ha na c ha ndr a ,  K .  M a ngl e m ,  a nd  Y .  J .  C ha nu,  “ I m a ge   s e gm e nt a t i on  u s i ng  K - m e a ns   c l us t e r i ng  a l gor i t hm   a nd  s ubt r a c t i v e   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                      I S S N :   2252 - 8938   I nt  J  A r ti f   I nt e ll ,  V ol .   13 ,  N o.   4 ,  D e c e m be r   2024 :   4241 - 4248   4248   c l us t e r i ng a l gor i t hm ,”   P r oc e di a C om put e r  Sc i e n c e , vol . 54, pp. 764 – 771, 2015,  doi :  10.1016/ j .pr oc s .2015.06.090.   [ 25]   A .  S e pt i a r i ni ,  R .  S a put r a ,  A .  T e dj a w a t i ,  M .  W a t i ,  a nd  H .  H a m da ni ,  “ P a t t e r n  r e c ogni t i on  of   s a r ong  f a br i c   us i ng  m a c hi ne   l e a r ni ng  a ppr oa c h  ba s e d  on  c om put e r   vi s i on  f or   c ul t ur a l   p r e s e r va t i on ,”   I nt e r nat i onal   J our nal   of   I nt e l l i ge nt   E ngi ne e r i ng  and  Sy s t e m s ,  vol .  15, no. 5, pp. 284 – 295, 2022, doi :  10.22266/ i j i e s 2022.1031.26.       B I O G R A P H I E S  O F  A U T H O R S         Anindita  Septiarini           is  a  professor   at  the  Department  of  Informatics  at   Mulawarman   University,  Indonesia.  She   holds  a   Doctoral  degree  in   Computer  Science  from   Gadjah  Mada  University,  Indonesia,  specializing  in  image  analysis.   She  is  also  a  researcher   and  got  a  grant   from  the   Ministry  of   Education,  Culture,  Resear ch,  and  Technology  o f   Indonesia  from  2016  until  the  present.   Her  research  interests  li e  i n  artificial  intellig ence,  especiall y  pattern  recogniti on,  image   processin g,  and   computer  vi sion.  She  has  received   national  awards  such  as  scientific  article   incentives  from  the   Ministr y  of  E ducation,  Culture,  Resear ch,  and  Technol ogy  of  Indones ia  in  2017   and  2019.  She  hel d  severa l  administra tive   posts  with  the  Department  of  Informatics,  Mulawarman  University,  I ndonesia,  from  2018  to   2020,  including  the  head   of  department   and  the  head   of  laboratory .   She  can  be  contacted   at  email:  anindit a@ unmul. ac.id.         Hamdani  Hamdani          is  a  professor  in  Department  of   Informatics  at   Mulawarman   University,  Indonesia.  He  is  a   lecturer  and  researcher  since   2005  at  Mulawarman  University,   Indonesia.  His  research  interests  lie  in   the  field  of  artificial   intellig ence,  especially  pattern  recognition ,  decision  support  system ,   and  expert  system.  He  r eceived her  bachelor’s  degree  in  2002  from  Ahmad  Dahlan  University,  Indonesia,  his  master’s  degre e  in  2009  from  Gadjah  Mada  University,  Indonesia,  and  her  doctoral  degree  in   computer   science  in  2018  from   Gadjah Mada University  Indonesia. He can be contacted at  email:  hamdani@ unmul. ac.id.         Aji  Ery  Burhandenny           is  an  assistant  professor  in  Department   of  Electrical  Engineering  at  Mulawarman   University,   Indonesia,  specializing  in   So ftware  Engineering.  His   research  interest s   lie  in  empirical  software  engineering  particularl y  understanding  human  factors  in  software   development   activities .   He  also   made  several   con tributio ns  to  internet   of  things,  machine  learning,  and  green  technologie s  related  topics.  He  can  be  contacted  at   email:  a.burhanden ny@ ft.unmu l.ac.id .         Damar  Nurcahyono          is  an  assistant  professor  at  The  Informatio n  Technology   Department  of  the  State   Polytechnic  of   Samarinda,  Indonesia,   s pecializing  in  Software   Engineering.  His  research  interests  lie  in  software  engineering   especially  games  and   animati on.  He  has  also  made   several  contribu tions  to   softwar e  developm ent,  game  development,  and  environmental  technology - related  topics.  He   can   be  contacted   at  email:   damarnc@pol nes.ac.id .         Surya  Eka  Priyatna          is   a  lecturer  at  the   Department  of  Information   Engineering,   Antasari  State  Islamic  University,  Indonesia,  specializing  in  mobile  application  design.  His  research  interests  lie  in  human  needs  in   the  use  of  computer   applicat ions.  He  has  also  made   several  contributions  on  topics  related  to   mobile  applications.  He   c a n  be  contacted  at   email:   suryaekapriya tna@ uin - antasari.ac. id .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.