Derin transfer öğrenme yaklaşımları ile aflatoksinli kuru incirlerin tahribatsız gerçek zamanlı tespiti


Tezin Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: CİHAN KILIÇ

Danışman: Alpaslan Burak İnner

Özet:

Aflatoksinler, Aspergillus mantar türlerinin ürettiği en tehlikeli mikotoksindir ve insanlarda karaciğer kanseri de dahil olmak üzere çeşitli sağlık sorunlarına neden olabilir. İncir ve birçok tarım ürünü aflatoksinlerden etkilenir. Aflatoksini kontamine gıdalardan temizlemek mümkün olmadığından tüketimden önce tespit edilmesi çok önemlidir. Kromatografik yöntemler, aflatoksin tespiti için altın standart olarak kabul edilir, ancak bu yöntemler oldukça pahalı, zaman alıcı ve ürünün parçalanmasını gerektirir. Bu nedenle aflatoksin tespiti için spektroskopik yöntemler kullanılarak oluşturulan bilgisayarlı görü tabanlı sistemlerle yapılmaya başlanmıştır. Tez çalışması iki aşamalı olarak gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada Ege Bölgesi’ndeki incir üretim tesislerinden temin edilen kuru incir numuneleri kullanılarak, farklı dalga boyundaki ışık kaynakları altında elde edilen incir görüntülerinden dengeli ve özgün veri setleri oluşturulmuştur. İkinci aşamada ise, bilgisayarlı görü tabanlı bir sistem oluşturularak hızlı, tahribatsız ve etkili aflatoksin tespit sistemi oluşturma çalışmaları yapılmış ve bu amaçla iki farklı yöntem önerilmiştir. İlk yöntem, incir üretim tesislerinde halihazırda kullanılmakta olan Parlak Yeşilimsi Sarı Floresans (BGYF) kontrolünü otomatik olarak yapabilecek bir sistemin geliştirilmesine yöneliktir. Derin transfer öğrenmede model uyarlama yaklaşımı ile DenseNet169 modeli kullanılarak %97,50 doğruluk elde edilmiştir. Önerilen ikinci yöntemde ise, farklı dalga boylarındaki ışık kaynakları ile çekilmiş incir görüntüleri ile oluşturulan veri setleri üzerinde transfer öğrenme modelleriyle elde edilen öznitelik vektörleri kullanılarak sınıflandırma çalışmaları yapılmaktadır. 365nm ışık kaynağı altında alınan görüntülerde MobileNetV2, ResNet101V2 ve InceptionResNetV2 modelleri kullanılarak çıkarılan öznitelik vektörlerinin SVM ile sınıflandırılması sonucunda kontamine incirler %100, kontamine olmayan incirler ise %92,3 doğrulukla tespit edilmektedir. Yapılan çalışmalar, transfer öğrenme yaklaşımlarının aflatoksinle kontamine olmuş incirleri otomatik, hızlı ve etkili bir şekilde tespit etmek için kullanılabileceğini göstermektedir.