鸡蛋品质综合无损检测方法的研究

摘要

鸡蛋加工过程中，需要检测蛋重、破损、蛋新鲜度和蛋芯颜色等指标，本论文在课题组前期已主要完成的蛋新鲜度、破损和蛋芯颜色检测模型及分级系统的基础上，提出利用机器视觉技术和声学检测技术来综合检测鸡蛋的品质，侧重于鸡蛋新鲜度和破损的综合无损检测模型研究，设计出能够把图像信号采集处理和声音信号采集处理相结合的实现鸡蛋品质综合无损检测的软件。
　　 本文在研究鸡蛋新鲜度综合无损检测模型时，先研究了鸡蛋敲击响应特性与新鲜度之间的相关关系，通过测得不同新鲜度下，鸡蛋敲击响应特性的声音数据，建立鸡蛋敲击响应特性与其新鲜度之间的关系模型，研究表明：鸡蛋敲击响应特性与其新鲜度有明显的关系，特别表现在共振峰频率随新鲜度的下降而成阶梯状下降。然后测得不同新鲜度下，同一鸡蛋的透射光图像和敲击响应特性的声音数据，提取相应的特征参数，建立新鲜度综合无损检测多元线性回归模型并进行检验，结果表明：鸡蛋新鲜度与蛋芯颜色Ⅰ、蛋形系数Bi、共振峰频率Freq、频谱面积Area以及其X轴方向的质心Cx有关，模型相关系数为0.9248。
　　 在研究破损综合无损检测模型时，先采集鸡蛋透射光图像，然后测得鸡蛋完好与破损时敲击响应的声音数据，用图像特征参数来修正声音特征参数，提出了相应的修正方法，加大区分声音特征参数，建立Bayes破损判别模型，研究表明：鸡蛋大小和蛋形系数对声音参数的影响较大，修正后的参数特征更明显。
　　 采用上述试验方法对鸡蛋新鲜度和破损综合无损检测模型进行验证，比较测量值和真实值之间的差别，验证结果为：新鲜度综合无损检测的准确率可达92％，破损综合无损检测准确率可达98％。
　　 利用以上综合无损检测模型，设计出的综合无损检测软件具有运行速度快，检测精度较高，稳定性好，系统操作界面简单明了，功能强大，使用方便的特点。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1选题背景及意义

1.2国内外研究概况

1.2.1禽蛋品质无损检测技术的发展

1.2.2机器视觉技术在农产品品质检测中的应用

1.2.3声学检测技术在农产品品质检测中的应用

1.3研究目标

第二章鸡蛋新鲜度综合无损检测试验

2.1试验研究

2.1.1试验材料

2.1.2试验装置

2.1.3试验方法

2.2鸡蛋新鲜度综合无损检测的提出

2.2.1与新鲜度相关的图像特征参数选取

2.2.2与新鲜度相关的声音特征参数选取

2.3鸡蛋敲击响应特性与其新鲜度的相关性

2.3.1模型的建立

2.3.2模型统计量分析

2.3.3结果检验与分析

2.4新鲜度综合无损检测模型与分析

2.4.1模型的建立

2.4.2模型统计量分析

2.5本章小结

第三章鸡蛋破损综合无损检测试验

3.1试验研究

3.1.1试验材料

3.1.2试验装置

3.1.3试验方法

3.2鸡蛋破损综合无损检测的提出

3.2.1与破损相关的图像特征参数选取

3.2.2与破损相关的声音特征参数选取

3.3鸡蛋破损检测特征参数的修正

3.3.1典型相关的基本思想

3.3.2鸡蛋外形特性与其敲击响应的典型相关分析

3.3.3蛋形指数对特征参数的修正

3.3.4鸡蛋大小对特征参数的修正

3.3.5功率谱面积的修正

3.4鸡蛋破损综合检测模型及分析

3.4.1 Bayes综合判别模型的建立

3.4.2综合判别模型的检验

3.5本章小结

第四章系统软件设计

4.1软件的总体设计

4.2系统初始化

4.3图像采集软件的实现

4.3.1 VFW简介

4.3.2 VFW视频采集

4.3.3图像采集编程实现

4.4图像信息处理

4.4.1灰度化

4.4.2图像平滑

4.4.3图像分割

4.4.4图像特征参数提取编程实现

4.5声音采集软件的实现

4.5.1 WaveForm简介

4.5.2 WaveForm数据采集

4.5.3声音采集编程实现

4.6声音信息处理

4.6.1声音信号的滤波

4.6.2 FFT变换

4.6.3声音特征参数提取编程实现

4.7软件界面及相关功能说明

4.7.1主体界面

4.7.2功能设置界面

4.8本章小结

第五章模型验证与系统评价

5.1鸡蛋品质判定模型验证及分析

5.1.1模型验证

5.1.2结果分析

5.2检测系统性能分析

5.2.1系统评价

5.2.2不足与建议

参考文献

致谢

附录