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開題報告
1.1課題的目的，意義
課題的目的
我國是禽蛋生產(chǎn)大國，已連續(xù)５ 年禽蛋生產(chǎn)總量居世界首位。但是我國禽蛋出口總量很低，國際市場份額占有很少，從經(jīng)濟角度看，這對我國禽蛋生產(chǎn)行業(yè)是較大的損失。究其原因，主要在于我國禽蛋生產(chǎn)加工的規(guī)?；潭炔桓?，沒有形成產(chǎn)品的標準化，在國際市場上沒有優(yōu)勢；再就是我國禽蛋銷售生產(chǎn)模式存在某些問題，尤其加入ＷＴＯ 以后，難以適應國際市場帶來的沖擊。但是加入WTO后，因我國蛋品出口價格比一般國外蛋價低，出口是很有潛力的。因此提高我國蛋品加工業(yè)的機械化程度，是一個急待解決的問題。禽蛋品質(zhì)檢測的完善與成熟將成為我國21世紀的禽蛋業(yè)的一項革命。另外近幾年來我國的禽蛋年產(chǎn)量 均在2500萬噸以上，人口數(shù)量大消費需求量大，在1998年人均占有量接近14千克，已經(jīng)超過了發(fā)達國家的消費水平，2008年我國人均蛋占有量達到20.4千克，而中國有著13億的人口，因此其消費的總量是一個驚人的數(shù)字。由此可見我國任有著廣闊的消費市場。因此，著眼于我國禽蛋生產(chǎn)的長遠發(fā)展，必須積極研究禽蛋自動化生產(chǎn)的技術(shù)，提高禽蛋生產(chǎn)加工的技術(shù)水平，努力實現(xiàn)生產(chǎn)加工的全自動化，而裂紋的檢測是其中的重要環(huán)節(jié)之一。
課題的意義
蛋殼裂紋是禽蛋質(zhì)量檢測的重要指標之一。隨著蛋制品加工產(chǎn)業(yè)各個環(huán)節(jié)的自動化和工業(yè)化的實現(xiàn)，傳統(tǒng)人工的檢測手段顯然難以滿足這種要求，快速、無損、精確的檢測方法更加適合現(xiàn)代農(nóng)業(yè)化發(fā)展的需求。但是目前在完成這些工作方面，國內(nèi)多數(shù)企業(yè)仍沿用人工作業(yè)，無論是在加工質(zhì)量方面，還是在加工效率方面，我國都與發(fā)達國家存在較大差距。鑒于國外成套機電一體化禽蛋檢測設備價格太高(一般在500～l 000萬元人民幣)，我國中小規(guī)模禽蛋生產(chǎn)加工企業(yè)難以承受，利用現(xiàn)代計算機信息技術(shù)已取得的成果(如機器視覺、智能機械人等)，結(jié)合中國企業(yè)實際情況，研究適合中小規(guī)模生產(chǎn)加工企業(yè)的造價低廉，機動靈活，適應性強的輕型禽蛋檢測機構(gòu)刻不容緩。雞蛋富含蛋白質(zhì)、脂肪、多種維生素和微量元素， 是人們?nèi)粘Ｉ钪兄匾氖称?。但是由于蛋殼薄且易破碎，一旦破碎，細菌會很快侵入和繁殖?引起禽蛋的腐敗、變質(zhì)， 影響消費者的身體健康，因此裂紋雞蛋的檢測是雞蛋生產(chǎn)、經(jīng)營和加工中的重要環(huán)節(jié)之一。另外我國消費者所食用的雞蛋主要從農(nóng)貿(mào)市場購買，人們對蛋殼表面上的血漬、禽糞等污物早已司空見慣，這些被雞糞和其他有害物質(zhì)污染了的雞蛋表面帶有大量對人體有害的細菌，特別是沙門氏菌等致病微生物會通過蛋殼上的無數(shù)氣孔進入蛋內(nèi)并大量繁殖，嚴重影響蛋品質(zhì)量，對人體健康造成危害。抽樣調(diào)查表明，目前消費者所食用的雞蛋中，10％的雞蛋其表面攜帶有沙門氏菌，64％的雞蛋其表面大腸桿菌嚴重超標。為了防止消費者食用被嚴重污染了的裂紋蛋，因此剔除掉有裂紋的蛋非常的重要，相應技術(shù)的研究十分有市場價值。
1.2課題的研究現(xiàn)狀
傳統(tǒng)的檢測方法是依靠人工照蛋觀察和聽蛋殼發(fā)出的聲音兩種方法剔除裂紋雞蛋。這類方法應用于大批量雞蛋生產(chǎn)時， 由于勞動強度大、生產(chǎn)效率低而使人為破損量大， 而且檢測精度易受人工注意力、體力、經(jīng)驗和工作態(tài)度的影響。
當前禽蛋裂紋的自動檢測普遍基于機器視覺和蛋的聲學特性，一般利用機器視覺技術(shù)檢測蛋的破損或內(nèi)品質(zhì)，利用蛋的聲學特性檢測蛋的破損 。
光照鑒定法是基于機器視覺的一種方法。光照鑒定是采用光照透視法鑒別鮮殼蛋是否有裂紋。光照透視法的原理是根據(jù)禽蛋蛋殼上有氣孔能透光和蛋內(nèi)容物發(fā)生變化形成不同的質(zhì)量狀況，在燈光透視下，可觀察蛋殼、氣室高度、蛋白、蛋黃、系帶和胚胎狀況，鑒別蛋的品質(zhì)，做出綜合評定。該法準確、快速、簡便。我國和世界各國在鮮殼蛋銷售、蛋品加工時普遍采用這種方法。但是光照法速度慢，主觀性強，無法在線檢測，制約了我國雞蛋的自動檢測分級與產(chǎn)品增值的要求。
利用農(nóng)產(chǎn)品的聲學特性對其品質(zhì)進行無損檢測和分級是近30 年來發(fā)展形成的新技術(shù)。農(nóng)產(chǎn)品的聲學特性是指農(nóng)產(chǎn)品在聲波作用下的反射特性、散射特性、透射特性、吸收特性、衰減系數(shù)和傳播速度及其本身的聲阻抗與固有頻率等，它們反映了聲波與農(nóng)產(chǎn)品相互作用的基本規(guī)律。利用農(nóng)產(chǎn)品聲學特性進行品質(zhì)無損檢測的有關理論和數(shù)字信號處理和計算機音頻處理的相關技術(shù)試驗研究損殼蛋和未損殼蛋的聲學特性差異，旨在尋求對
蛋破損的快速自動檢測與分級的方法。聲學檢測禽蛋裂紋是利用好殼蛋和破損蛋的聲學特性差異判斷蛋殼是否破損。好蛋殼敲擊后的共振峰比較突出，聲音清脆，破損蛋殼敲擊聲音比較沉悶，這樣根據(jù)敲打禽蛋所產(chǎn)生的聲脈震動頻率特性，結(jié)合數(shù)字信息處理和計算機音頻處理，進行頻譜分析，比較，判斷，就可以檢測蛋殼的裂紋情況。但加工生產(chǎn)過程中的噪音比較多從而影響了計算機的識別，準確度受到影響。
另外也有人利用氣味進行檢測，通過電子鼻進行氣味的采集再利用氣味傳感器分析法進行分析比較，從而判別出是否為裂紋蛋。
1991年，Elster，R.T.and Goodrum，J.M. 采用直方圖均衡化和sobel算子相結(jié)合的方法檢測雞蛋表面裂紋，從而將雞蛋分為合格和次品兩類，檢測準確性達到96%；但該方法有時會將雞蛋圖像中連在一起的白點誤判為裂紋，而且檢測時間長無法滿足生產(chǎn)的實際需求。
近幾年來為了實現(xiàn)裂紋雞蛋的自動化檢測，代替人工，中國農(nóng)業(yè)科學家從2O04年便開始在國家自然科學基金和科技部“863” 項目支持下， 開展對雞蛋裂紋檢測的無損技術(shù)研究，分別采用單一的數(shù)字圖像技術(shù)、聲學敲擊響應技術(shù)以及二者信息融合技術(shù)檢測雞蛋裂紋， 分別模擬人的眼睛、耳朵以及2者并用的方法來檢測裂紋雞蛋。結(jié)果表明，新技術(shù)采用兩種技術(shù)信息融合模式的方法對裂紋雞蛋的檢出率可達98％， 能夠充分避免裂紋對雞蛋安全造成的隱患， 保證產(chǎn)品質(zhì)量。
1.3研究方案的構(gòu)思
1.4參考文獻
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