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開題報(bào)告 1.1課題的目的，意義 課題的目的 我國(guó)是禽蛋生產(chǎn)大國(guó)，已連續(xù)５ 年禽蛋生產(chǎn)總量居世界首位。但是我國(guó)禽蛋出口總量很低，國(guó)際市場(chǎng)份額占有很少，從經(jīng)濟(jì)角度看，這對(duì)我國(guó)禽蛋生產(chǎn)行業(yè)是較大的損失。究其原因，主要在于我國(guó)禽蛋生產(chǎn)加工的規(guī)?；潭炔桓撸瑳]有形成產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，在國(guó)際市場(chǎng)上沒有優(yōu)勢(shì)；再就是我國(guó)禽蛋銷售生產(chǎn)模式存在某些問(wèn)題，尤其加入ＷＴＯ 以后，難以適應(yīng)國(guó)際市場(chǎng)帶來(lái)的沖擊。但是加入WTO后，因我國(guó)蛋品出口價(jià)格比一般國(guó)外蛋價(jià)低，出口是很有潛力的。因此提高我國(guó)蛋品加工業(yè)的機(jī)械化程度，是一個(gè)急待解決的問(wèn)題。禽蛋品質(zhì)檢測(cè)的完善與成熟將成為我國(guó)21世紀(jì)的禽蛋業(yè)的一項(xiàng)革命。另外近幾年來(lái)我國(guó)的禽蛋年產(chǎn)量 均在2500萬(wàn)噸以上，人口數(shù)量大消費(fèi)需求量大，在1998年人均占有量接近14千克，已經(jīng)超過(guò)了發(fā)達(dá)國(guó)家的消費(fèi)水平，2008年我國(guó)人均蛋占有量達(dá)到20.4千克，而中國(guó)有著13億的人口，因此其消費(fèi)的總量是一個(gè)驚人的數(shù)字。由此可見我國(guó)任有著廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。因此，著眼于我國(guó)禽蛋生產(chǎn)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，必須積極研究禽蛋自動(dòng)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(shí)現(xiàn)生產(chǎn)加工的全自動(dòng)化，而裂紋的檢測(cè)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(cè)的重要指標(biāo)之一。隨著蛋制品加工產(chǎn)業(yè)各個(gè)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化和工業(yè)化的實(shí)現(xiàn)，傳統(tǒng)人工的檢測(cè)手段顯然難以滿足這種要求，快速、無(wú)損、精確的檢測(cè)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(guó)內(nèi)多數(shù)企業(yè)仍沿用人工作業(yè)，無(wú)論是在加工質(zhì)量方面，還是在加工效率方面，我國(guó)都與發(fā)達(dá)國(guó)家存在較大差距。鑒于國(guó)外成套機(jī)電一體化禽蛋檢測(cè)設(shè)備價(jià)格太高(一般在500～l 000萬(wàn)元人民幣)，我國(guó)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(jì)算機(jī)信息技術(shù)已取得的成果(如機(jī)器視覺、智能機(jī)械人等)，結(jié)合中國(guó)企業(yè)實(shí)際情況，研究適合中小規(guī)模生產(chǎn)加工企業(yè)的造價(jià)低廉，機(jī)動(dòng)靈活，適應(yīng)性強(qiáng)的輕型禽蛋檢測(cè)機(jī)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，?xì)菌會(huì)很快侵入和繁殖， 引起禽蛋的腐敗、變質(zhì)， 影響消費(fèi)者的身體健康，因此裂紋雞蛋的檢測(cè)是雞蛋生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)和加工中的重要環(huán)節(jié)之一。另外我國(guó)消費(fèi)者所食用的雞蛋主要從農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)購(gòu)買，人們對(duì)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(duì)人體有害的細(xì)菌，特別是沙門氏菌等致病微生物會(huì)通過(guò)蛋殼上的無(wú)數(shù)氣孔進(jìn)入蛋內(nèi)并大量繁殖，嚴(yán)重影響蛋品質(zhì)量，對(duì)人體健康造成危害。抽樣調(diào)查表明，目前消費(fèi)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(yán)重超標(biāo)。為了防止消費(fèi)者食用被嚴(yán)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(yīng)技術(shù)的研究十分有市場(chǎng)價(jià)值。 1.2課題的研究現(xiàn)狀 傳統(tǒng)的檢測(cè)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(yīng)用于大批量雞蛋生產(chǎn)時(shí)， 由于勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低而使人為破損量大， 而且檢測(cè)精度易受人工注意力、體力、經(jīng)驗(yàn)和工作態(tài)度的影響。 當(dāng)前禽蛋裂紋的自動(dòng)檢測(cè)普遍基于機(jī)器視覺和蛋的聲學(xué)特性，一般利用機(jī)器視覺技術(shù)檢測(cè)蛋的破損或內(nèi)品質(zhì)，利用蛋的聲學(xué)特性檢測(cè)蛋的破損 。 光照鑒定法是基于機(jī)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(píng)定。該法準(zhǔn)確、快速、簡(jiǎn)便。我國(guó)和世界各國(guó)在鮮殼蛋銷售、蛋品加工時(shí)普遍采用這種方法。但是光照法速度慢，主觀性強(qiáng)，無(wú)法在線檢測(cè)，制約了我國(guó)雞蛋的自動(dòng)檢測(cè)分級(jí)與產(chǎn)品增值的要求。 利用農(nóng)產(chǎn)品的聲學(xué)特性對(duì)其品質(zhì)進(jìn)行無(wú)損檢測(cè)和分級(jí)是近30 年來(lái)發(fā)展形成的新技術(shù)。農(nóng)產(chǎn)品的聲學(xué)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(xué)特性進(jìn)行品質(zhì)無(wú)損檢測(cè)的有關(guān)理論和數(shù)字信號(hào)處理和計(jì)算機(jī)音頻處理的相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)研究損殼蛋和未損殼蛋的聲學(xué)特性差異，旨在尋求對(duì) 蛋破損的快速自動(dòng)檢測(cè)與分級(jí)的方法。聲學(xué)檢測(cè)禽蛋裂紋是利用好殼蛋和破損蛋的聲學(xué)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(dòng)頻率特性，結(jié)合數(shù)字信息處理和計(jì)算機(jī)音頻處理，進(jìn)行頻譜分析，比較，判斷，就可以檢測(cè)蛋殼的裂紋情況。但加工生產(chǎn)過(guò)程中的噪音比較多從而影響了計(jì)算機(jī)的識(shí)別，準(zhǔn)確度受到影響。 另外也有人利用氣味進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)電子鼻進(jìn)行氣味的采集再利用氣味傳感器分析法進(jìn)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(cè)雞蛋表面裂紋，從而將雞蛋分為合格和次品兩類，檢測(cè)準(zhǔn)確性達(dá)到96%；但該方法有時(shí)會(huì)將雞蛋圖像中連在一起的白點(diǎn)誤判為裂紋，而且檢測(cè)時(shí)間長(zhǎng)無(wú)法滿足生產(chǎn)的實(shí)際需求。 近幾年來(lái)為了實(shí)現(xiàn)裂紋雞蛋的自動(dòng)化檢測(cè)，代替人工，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)家從2O04年便開始在國(guó)家自然科學(xué)基金和科技部“863” 項(xiàng)目支持下， 開展對(duì)雞蛋裂紋檢測(cè)的無(wú)損技術(shù)研究，分別采用單一的數(shù)字圖像技術(shù)、聲學(xué)敲擊響應(yīng)技術(shù)以及二者信息融合技術(shù)檢測(cè)雞蛋裂紋， 分別模擬人的眼睛、耳朵以及2者并用的方法來(lái)檢測(cè)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(duì)裂紋雞蛋的檢出率可達(dá)98％， 能夠充分避免裂紋對(duì)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(xiàn) 1.文友先;陳紅;丁幼春鴨蛋破損檢測(cè)試驗(yàn)研究[期刊論文]-華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2002(03) 2.陳紅.王巧華.文友先無(wú)損檢測(cè)技術(shù)在禽蛋破損自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用[期刊論文]-食品與機(jī)械 2003(5) 3.寧欣禽蛋的分級(jí)、檢測(cè)與包裝[期刊論文]-中國(guó)家禽 2004(12) 4.廖一峰.黃大星.劉群禽蛋品質(zhì)及蛋殼破損檢測(cè)研究[期刊論文]-畜牧獸醫(yī)科技信息 2006(9) 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