Artificial intelligence-driven microalgae autotrophic batch cultivation: A comparative study of machine and deep learning-based image classification models

人工智能 模式识别(心理学) 支持向量机 计算机科学 阈值 索贝尔算子 Canny边缘检测器 机器视觉 图像处理 边缘检测 机器学习 计算机视觉 图像(数学)
作者
Jun Wei Roy Chong,Kuan Shiong Khoo,Kit Wayne Chew,Huong-Yong Ting,Koji Iwamoto,Roger Ruan,Zengling Ma,Pau Loke Show
出处
期刊:Algal Research-Biomass Biofuels and Bioproducts [Elsevier]
卷期号:79: 103400-103400 被引量:4
标识
DOI:10.1016/j.algal.2024.103400
摘要

The goal of this study is to classify microalgae of different species, using machine learning (ML) and deep learning (DL) methods. At present, we applied gray-scaling, bilateral filtering, adaptive thresholding, Sobel edge detection, and Canny edge detection, for the segmentation of microalgae. Morphological and texture descriptors, which are part of the important geometrical features, were used for feature extraction. Results indicates that the final combined features, with optimised image pre-processing techniques, produced high accuracy of 96.93 % and 97.63 % for k-nearest neighbours (k−NN) and support vector machine (SVM) classifiers, respectively. Overall, the Azure custom vision model performed the best with the highest accuracy of 97.67 % and 97.86 % at probability threshold of 50 % and 80 %, respectively. Our study aimed to bridge artificial intelligence technologies to microalgae based on understanding of shape, texture, and convolution features, which could accelerate the development of real-time monitoring, as well as rapid and precise microalgae classification.

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