梁 丹 李 平 梁冬泰 陈 兴 吴晓成

    (宁波大学机械与力学学院 浙江宁波315211)

    近年来，我国禽蛋年总产量已达2.8 千万t，蛋品加工年产值高达到400 亿元，成为我国畜产食品产业中的第二大产业，在国民经济中占有重要地位[1]。在鸡蛋加工、包装中，鸡蛋品质的检测和分级处理尤为重要。鸡蛋品质检测分内部检测和外部检测，主要包括最大横径、最大纵径、蛋形指数和新鲜度等[2]。

    国外在鸡蛋无损检测方面的研究起步较早。Elster R T 等[3]最早对鸡蛋的品质特征进行研究，将直方图均衡化和sobel 算子相结合，提取出鸡蛋表面裂纹，实现鸡蛋品质的简单分级，验证了机器视觉进行鸡蛋品质检测的可行性。Yoon S C 等[4]建立了一种压力成像系统，可在不影响鸡蛋质量的前提下检测出含有微裂纹和普通裂纹的鸡蛋。Priyadumkol J 等[5]设计了一种基于改进压力室和机器视觉的鸡蛋裂纹检测系统，提出一种鲁棒裂纹检测算法，采用750 个鸡蛋表面图像进行验证，正确率94%，假阴性率1.67%。国内的段宇飞等[6]采集鸡蛋透射率光谱曲线，利用支持向量回归与鸡蛋哈夫单位值进行定量分析、非线性建模，以提高鸡蛋新鲜度的检测效果。魏萱等[7]利用灰度共生矩阵提取鸡蛋图像纹理特征，进行土鸡蛋裂纹判别，准确度达到96.0%。房盟盟等[8]利用高光谱成像技术，结合化学统计学方法，实现鸡蛋哈氏单位的无损有效检测。

    虽然国内外学者在禽蛋质量、色泽、裂纹等方面进行大量研究[9-10]，但是大多针对单品质因素，在内、外多品质因素综合检测方面，还难以达到整体化、集成化、高效率。鉴于此，本文设计出一体化的鸡蛋品质无损检测及分级系统，提出一种基于机器视觉的鸡蛋内外品质实时在线检测方法。综合多品质因素检测结果，按照鸡蛋大小/新鲜度等级标准，实现鸡蛋裂纹、尺寸、新鲜度与品质等级的自动化检测与分级。本文所设计的系统检测精确度较高、结构简单、执行速度快，可应用于禽蛋养殖场的规模化在线检测，以及其它农产品的自动化检测与分级。

    1 鸡蛋品质检测与分级系统方案

    本文设计的鸡蛋检测与分级系统的整体结构如图1所示，包括用于图像采集、样品传输、样品分级、计算机处理的硬件部分，图像采集、图像处理、信号传递通讯、数据处理等软件部分。

    图1 鸡蛋品质检测与分级设备整体结构简图Fig.1 The structure of the egg quality inspecting and grading system ......