Development of Pumpkin Ripeness Classification System by Integrating Image and Sound Data Using Machine Learning Techniques

Authors

  • Tanandonr Moonsanr Engineering Technology Program, Faculty of Industrial Technology, Ubon Ratchathani Rajabhat University
  • Wikrom Wonnasuthi Computer Science Program, Faculty of Science and Technology, Surindra Rajabhat University
  • Danu Wiroteurairuang Engineering Technology Program, Faculty of Industrial Technology, Ubon Ratchathani Rajabhat University

DOI:

https://doi.org/10.14456/jeit.2025.20

Keywords:

AMPHAN 342 Pumpkin, Convolutional Neural Network, Image and Sound Classification, Spectrogram, Machine Learning

Abstract

Pumpkin is a high-demand economic crop, but determining its ripeness remains a challenge due to limited expertise among farmers and the labor-intensive manual sorting process. This study aimed to develop a classification model for assessing the ripeness levels of "Ampan 342" pumpkins using Brix values from 30 samples categorized into three levels: unripe, ripe, and overripe. Image and sound data were collected and used to train Convolutional Neural Network (CNN) models. The image-based model achieved an F1-score of 0.84 and a sensitivity of 0.85, while the sound-based model yielded an F1-score of 0.87 and a sensitivity of 0.85. The combined image and spectrogram-based model achieved the best performance, with an F1-score of 0.93 and a sensitivity of 0.92. The dataset comprised 900 images (150 for testing), 900 audio recordings (150 for testing), and 1,800 combined image-spectrogram samples (300 for testing). Limitations of the study include the relatively small dataset and the susceptibility of audio data to environmental noise. Nevertheless, the proposed approach shows promise for real-world applications as an automated system for evaluating pumpkin ripeness in the field, enhancing accuracy and reducing post-harvest losses.

References

[1] ระบบสารสนเทศการผลิตทางด้านเกษตร (รต.) กรมส่งเสริมการเกษตร, "รายงานสถานการณ์การปลูกฟักทอง ปี 2562," [ออนไลน์]. Available: https://production.doae.go.th. [เข้าถึงเมื่อ: 16 ก.ค. 2568].

[2] A. Amna, M. W. Akram, G. Li, M. Z. Akram, M. Faheem, M. M. Omar, and M. G. Hassan, “Machine vision-based automatic fruit quality detection and grading,” Front. Agr. Sci. Eng., vol. 12, no. 2, pp. 274–287, 2025, doi: 10.15302/J-FASE-2023532.

[3] เอกรัตน์ สุขสุคนธ์, ชลทิศ สันติวงศ์งาม, วัชรพล คําแขก, และ ศศิชา ปานสุวรรณ, "การวิเคราะห์การสุกของผลไม้ด้วยเทคโนโลยีการประมวลผล," วารสารวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ, ปีที่ 12, ฉบับที่ 1, หน้า 61-66, 2565.

[4] ศุภกร ชูประภาวรรณ, "การลดเสียงรบกวนของภาพสำหรับเสียงรบกวนแบบเกาส์เซียนโดยใช้การเรียนรู้เชิงลึกและฟีเจอร์ขอบ," วิทยานิพนธ์, จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, 2561. [ออนไลน์]. Available: Chula ETD, No. 3276.

[5] บงการ หอมนาน และวาทิต เบญจพลกุล, "การจำแนกภาพแบบฟังก์ชันเชิงเส้นการปรับเทียบฮีสโตแกรมผูกพันบนพื้นฐานทฤษฎีอัตสารสนเทศและขั้นตอนวิธีการจัดกลุ่มค่าเฉลี่ยกลุ่มแบบฟัซซีในการส่งสารสนเทศ," วารสารสุทธิปริทัศน์, ปีที่ 27, ฉบับที่ 4, หน้า 105-115, ต.ค. 2566 – ม.ค. 2567.

[6] "File:Spectrogram," Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0. [ออนไลน์]. Available: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=202335. [Accessed: 12 Mar. 2024].

[7] J. A. Benitez-Andrades, "How to cite electronic documents," 2020. [ออนไลน์]. Available: https://miro.medium.com/v2/resize:fit:720/format:webp/1*7kRxfXK4J-wCR2l8G1Jtuw.png. [Accessed: Feb. 2020].

[8] จานุลักษณ์ ขนบดี, สุภาวดี ตั้งธีระวัฒนะ, และ ศิริพร มุลาลินน์, "เรื่องสายพันธุ์ฟักทองคุณภาพสูง," ใน เอกสารประชุมทางวิชาการของมหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์ ครั้งที่ 41: สาขาพืช สาขาส่งเสริมและนิเทศศาสตร์เกษตร, กรุงเทพฯ, 2546, หน้า 64-69.

[9] N. A. Ayunda, E. Haryatmi, and T. A. Riyadi, “Classification of Tomato Ripeness Based on Convolutional Neural Network Methods,” J. Inf. Syst. Informatics, vol. 5, no. 4, 2023, doi: 10.51519/journalisi.v5i4.613.

[10] K.-E. Ko, S.-H. Yang, and I.-H. Jang, “Real-Time Tomato Ripeness Classification System based on Deep Learning Model for Object Detection,” J. Inst. Control, Robot. Syst., vol. 24, no. 11, pp. 999–1004, Nov. 2018, doi: 10.5302/J.ICROS.2018.18.0166.

[11] มันตรินี ถิ่นรัศมี และ เยาวรัตน์ จำปา, "การคัดแยกระดับความสุกของทุเรียนด้วยการเรียนรู้ของเครื่อง," วารสารวิจัยวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี, ปีที่ 26, ฉบับที่ 4, หน้า 105-115, 2564.

[12] เวียงชัย คาระมาตย์, "การพัฒนาแอพพลิเคชั่นสำหรับการจำแนกความสุกของทุเรียนจากเสียงเคาะโดยใช้เครือข่ายประสาทเทียมแบบคอนโวลูชั่น," Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD), No. 9605, 2563.

Downloads

Published

2025-08-31

How to Cite

[1]
T. Moonsanr, W. . Wonnasuthi, and D. . Wiroteurairuang, “Development of Pumpkin Ripeness Classification System by Integrating Image and Sound Data Using Machine Learning Techniques”, JEIT, vol. 3, no. 4, pp. 59–75, Aug. 2025.