基于机器视觉的鸡蛋破损检测系统毕业论文

 2021-04-07 01:04

摘 要

禽蛋是人们日常生活离不开的重要食品。而在禽蛋加工过程中的一个十分重要步骤就是分拣,也就是把破损的鸡蛋从好的蛋中分拣出来。鸡蛋分拣的意义在于不仅能够保证禽蛋的品质,而且还能提高经济效益。然而,到目前为止,我国禽蛋加工行业仍然采用的是人工检测方法,即照蛋法和敲击法,分别是通过人的眼睛和耳朵来进行识别。并且人工检测还要求熟练工人进行长时间的生产操作,容易产生视觉疲劳而导致破损的蛋被遗漏,且随着企业的用人成本的提高,招工难也会成为实实在在的问题;此外,人工检测方法效率较低,不适和规模化生产的需要。所以,自动化的禽蛋分拣技术是禽蛋行业的迫切需求。

目前,国内外的研究者在禽蛋品质的检测方面己经做了大量研究。采用的方法主要有图像识别法和敲击声音识别法,或者两种方法的融合。由于图像识别法对于表面不洁净的鸡蛋的裂纹检测的正确率不高,且难以实现鸡蛋表面图像全面且高效地采集,所以多数研究者仍旧采用的是以敲击法为主的识别方法。相比敲击法,图像识别法的优势在于能够同时检测鸡蛋的内外品质,而且是无接触型检测,不会对鸡蛋造成二次破坏。

本课题为了完成对鸡蛋蛋壳的裂纹破损的检测,提出了一种基于机器视觉技术裂纹检测方案,该系统的硬件部分采用的光源是红色LED灯,并且选用背景光照射方式,同时在封闭的环境中通过CCD摄像机来获取单个静止鸡蛋的图像。 该实验的软件部分所采用软件的是MATLAB ,采用灰度转换,中值滤波,阈值分割,边缘轮廓特征提取等手段实现图像的裂纹检测,最终实现裂纹定位。

关键词:裂纹;机器视觉;鸡蛋;MATLAB;检测

A Detection for Cracked Eggs Based on Machine Vision

ABSTRACT:Eggs food is very important for people’s daily life.

During the egg processing, sorting is an important step.Broken eggs need to be picked

out from non一crack eggs.The meaning of sorting can not only promise the quality of eggs,but also improve economic efficiency. Nowadays, egg processing industry in China is still using manual methods,such as candling and knocking,use the eyes and ears of people.Manual inspection requires skilled workers ,which are prone to visual or auditory fatigue in bad inspection.And the medium一sized and small enterprises are facing the difficult of short workers,so automated egg sorting technology is becoming more urgent need.

Nowadays, researchers have done a lot of works in the quality testing of eggs, mostly based on image recognition or voice recognition, or both of them.Since image recognition still have low accuracy in inspecting the eggs with unclean surface, so many researchers still use voice recognition. But image can contain more information than voice,and it is also a non一contact method,which won’t cause secondary damage.So this test chose image method in this paper.

To achieve the sorting of cracked eggs, a design for a system to detect fissures on cracked eggs based on machine vision was presented. This system used a red LED as light source and acquired an image of a static egg by the CCD camera in the method of background light. As for the software, this experiment use MATLAB as software and use several specific methods like gray-scale conversion, median filter,image segmentation, selection basing on the edge-outline of characters and so forth to achieve detection for cracked eggs by images. Finally fix the fissure position.

Key words: fissure; machine vision ; egg ;MATLAB;detection

目 录

1.绪论 1

1.1.鸡蛋破损情况的检测现状 2

1.2.利用机器视觉技术进行禽蛋品质检测的优点 3

1.3.利用机器视觉技术进行禽蛋品质检测的国内外研究现状 3

1.4.本实验的研究计划与内容 4

2机器视觉系统的硬件设计 5

2.1.机器视觉系统的概述 5

2.2.机器视觉系统硬件设计 5

2.2.1光源设计 5

2.2.11衡量光源的好坏 5

2.2.12照明方式 5

2.2.13光源选择 6

2.2相机与镜头 7

2.2.1相机 7

2.2.2镜头 8

2.3系统硬件构成及采集过程 9

3.基于图像的裂纹识别技术 11

3.1基于图像的鸡蛋蛋壳裂纹数字化处理 11

3.1.1灰度化: 12

3.1.2.图像去噪声处理 14

3.2 阈值分割 20

3.2.1 图像分割技术 20

3.2.2 迭代阈值分割 20

3.3 鸡蛋边缘轮廓提取 21

3.3.1常见的边缘检测微分算子 21

3.3.2 边缘检测结果比较 23

4.基于GUI的鸡蛋裂纹检测系统 26

4.1 图形用户界面 26

4.2 采用MATLAB中的GUI进行界面设计 26

4.2.1 面版控制按钮布局 26

4.2.2 面版控件属性设置 27

4.2.3 回调函数的编写 27

4.3 实验结果分析 28

5.总结 31

5.1全文总结 31

5.2研究工作展望 31

致 谢 33

参考文献 34

附录A 35

附录B 36

1.绪论

当前随着中国经济的发展,人民群众对于生活水平和对食品的需求不断提高,人们对于禽蛋类食品的需求量越来越大,根据中国国家统计局[1]及联合国粮农组织(FAO )[2]统计,中国禽蛋产量从2011年的2811.4万吨到2013年的2876.1万吨,提高了约1.8%,其中鸡蛋产量约占总产量的85%。在此数据上得出我国的禽蛋人均占有量已经超出发展中国家的水平,达到了发达国家水平。另外根据国际统计局数据显示,我国的禽蛋产量从1993到2003的二十年间一直呈现上升趋势,并且预计我国的禽蛋产量在今后几年中将继续维持上升趋势。但是作为世界第一的禽蛋产出大过,虽然我国的禽蛋产量占世界总产量的二分之一,但出口份额却只占据很小的一部分,大多数用于满足内需。由于禽蛋的保鲜问题,中国出口的禽蛋大多面向亚洲地区,而且是未经再次加工的新鲜鸡蛋。自2.12年以后,随着经济结构的改善以及社会生产力的发展,我国出口的禽蛋中越来越提高了禽蛋制品的出口,逐渐摆脱了以鲜禽蛋为主要出口类型的外销模式,增加了精深加工蛋制品出口量,实现了产品结构多元化,提升了蛋品附加值[3]然而,据估计,平均每年有6%左右的禽蛋在生产消费的各个环节中因为蛋壳破损而造成损失,而在我国这一比例还要高一些,约为8%-10%。根据已知的每年禽蛋的产量和产值可以发现,此损失比例造成了相当大的经济损失。所以避免或者尽早发现禽蛋蛋壳的破损对于整个行业来说非常重要[4-6]. 除在生鲜蛋行业中,裂纹在其他与禽蛋相关的行业中也会造成损失。在种禽行业中,裂纹会对种蛋造成严重危害。由于在孵化前未能及时发现种蛋上的一些细小的破损而造成孵化率降低从而造成损失。许多研究人员还对如何对种蛋上的裂纹进行修补从而挽回损失做了很多的探索[7-12]。据报道美国每年约有6%的鸡蛋因蛋壳破损而浪费,造成的经济损失达到7 000多万美元 虽然我国禽蛋产量与市场需求巨大,但禽蛋产业所创造的经济效益与其规模并不对等,其中我国禽蛋产品的品质不高是一个主要的影响因素,因此,如何减少蛋壳的破损及保证蛋的品质,提高经济效益,已成为当前及未来我国养禽业亟待解决的问题。禽蛋是人们日常生活离不开的重要食品。而在禽蛋加工过程中的一个十分重要步骤就是分拣,也就是把破损的鸡蛋从好的蛋中分拣出来。鸡蛋分拣的意义在于不仅能够保证禽蛋的品质,而且还能提高经济效益。因此,为了避免因为蛋壳裂纹而造成的损失和为了修补蛋壳裂纹,从而减少禽蛋的次品率,减少加工难度,提高经济效益,就需要一种能够快速检测鸡蛋裂纹的方法。然而,相对于发达国家较为先进的机械化检测方法,我国作为一个禽蛋生产大国,在禽蛋的加工行业采用的却仍然是老旧的人工检测法。人工检测法通产采用的是照蛋法和敲击法两种方法,这两种方法即需要大量的人工,而且对于工人的检测水平也有着很高的要求,并且检测效率较为低下,并不符合我国作为禽蛋生产大国的国情需要。相对于机械自动化的加工方法,人工法还有着较高的失误率,因为人工检测的方法随着工作时间的增加,容易产生视觉和听觉疲劳而产生蛋壳破损无法被检测出来,另外随着劳动力价格的增加,企业采用人工法检测鸡蛋的成本也越来越高。因此,在禽蛋行业中,自动化的禽蛋裂纹识别技术是行业的迫切需要。

您需要先支付 80元 才能查看全部内容!立即支付

课题毕业论文、开题报告、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找,优先添加企业微信。