CN110771533A - 鸡胚蛋的性别检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农畜产品检测技术领域，尤其涉及一种鸡胚蛋的性别检测系统及方法，鸡胚蛋的性别检测系统包括：传输装置，用于将鸡胚蛋逐个输送至检测区域；图像采集装置，图像采集装置设置于检测区域，用于采集鸡胚蛋视频图像；处理装置，处理装置与图像采集装置连接，用于对鸡胚蛋视频图像进行一维心率信号提取和二维血管分布图像提取，根据一维心率信号和二维血管分布图像的特征分析判定鸡胚蛋的性别。本发明在不破坏蛋壳的前提下有效提取到鸡胚蛋视频图像，再配合后续处理装置通过对鸡胚蛋视频图像的处理获得鸡胚蛋性别检测结果，实现鸡胚蛋性别在线无损检测，降低雏鸡孵化能源成本，提高企业生产效率和检测效率，操作简单安全，适用于生产的需要。
Description
技术领域
本发明涉及农畜产品检测技术领域，尤其涉及一种鸡胚蛋的性别检测系统及方法。
背景技术
长期以来，在畜牧养殖生产中，鸡蛋生产一直是动物福利界一个争论领域，雌性鸡可以用于肉类和蛋类的生产，而雄性鸡不产蛋且生长周期过长，为避免无数雄性雏鸡出生成型后就被磨碎而产生的动物保护问题，同时也为禽类生产企业降低生产成本，提高企业生产效率，使禽类生产企业在鸡胚神经系统发育之前对鸡胚蛋进行性别检测，区分出雌性鸡胚蛋与雄性鸡胚蛋后，直接对鸡胚蛋进行处理。
目前鸡胚蛋孵化早期性别检测可以采用微量全血PCR(聚合酶链式反应)技术，微量全血PCR技术鉴定鸡胚蛋性别的方法是通过照蛋划出气室及大而较直静脉的位置，将此静脉部位周围2～3cm范围用碘酊及酒精消毒，在该血管部位的蛋壳上开一个长方形小窗，除去蛋壳，用注射器逆着血流方向穿刺静脉，吸取血液，进一步采用PCR技术鉴定鸡胚蛋的性别。
发明内容
本发明要解决的技术问题是现有的鸡胚蛋性别检测系统需要对鸡胚蛋进行蛋壳开口，容易对胚胎发育造成不良影响，检测效率低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种鸡胚蛋的性别检测系统，包括：
传输装置，用于将鸡胚蛋逐个输送至检测区域；
图像采集装置，所述图像采集装置设置于所述检测区域，用于采集鸡胚蛋视频图像；
处理装置，所述处理装置与所述图像采集装置连接，用于对所述鸡胚蛋视频图像进行一维心率信号提取和二维血管分布图像提取，根据所述一维心率信号和所述二维血管分布图像的特征分析判定所述鸡胚蛋的性别。
优选的，所述传输装置包括：
传送带，所述传送带沿所述鸡胚蛋的输送方向设置，用于输送所述鸡胚蛋到所述检测区域；
蛋托，所述蛋托设置于所述传送带上，用于将所述鸡胚蛋的两尖端处于同一水平面承托于所述传送带上。
优选的，所述蛋托包括：
基座，所述基座的上表面具有椭圆形的凹槽，所述基座设有自下而上的通孔，且所述通孔的轴线经过所述凹槽的椭圆形圆心，所述通孔的孔径小于或等于所述凹槽的椭圆形短径。
优选的，所述传送带包括：
两条同步传送带，两条所述同步传送带位于同一平面且平行设置，且两条所述同步传送带之间具有间隙，所述间隙的宽度大于或等于所述蛋托的所述通孔的孔径。
优选的，所述传输装置还包括分别对应两条所述同步传送带的两块挡板，所述挡板沿所述传送带的输送方向设置，且位于所述同步传送带远离所述间隙的一侧，所述蛋托位于两块所述挡板之间。
优选的，所述图像采集装置包括：
箱体，所述箱体的底部为敞口，所述箱体正对所述检测区域，并设置于所述传送带的上方；
光源，所述光源正对所述检测区域，并设置于所述传送带的下方，且所述光源的光线穿过所述间隙和所述蛋托的所述通孔照射于所述鸡胚蛋上；
图像采集器，所述图像采集器设置于所述检测区域，且位于所述箱体内，用于对所述鸡胚蛋逐个进行鸡胚蛋视频图像采集。
优选的，还包括定位装置，所述定位装置设置于所述检测区域，且位于所述传送带与所述箱体之间，用于检测所述鸡胚蛋到达所述检测区域。
本发明还提供了一种鸡胚蛋的性别检测方法，包括如下步骤：
S1、定位装置检测到蛋托到达检测区域后，打开光源，传送带停止输送；
S2、图像采集器采集所述检测区域的鸡胚蛋视频图像；
S3、根据所述鸡胚蛋视频图像定位鸡胚蛋心脏位置区域，并获取鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像；
S4、根据所述鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像提取所述鸡胚蛋的一维心率；
S5、根据所述鸡胚蛋视频图像获取所述鸡胚蛋的二维血管分布图像；
S6、对所述一维心率和所述二维血管分布图像进行特征分析，利用机器学习模型获得鸡胚蛋性别判别结果。
优选的，步骤S4包括：
S41、由所述鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息中提取参考帧；
S42、经过图像处理变换后，将参考帧转化为参考值；
S43、将所述鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像中的其它帧经过相同的图像处理变换后转化为数值序列；
S44、将每一个所述数值序列与所述参考值逐一进行比较，得到鸡胚蛋在预设时间段内的所述一维心率。
优选的，步骤S6包括：
S61、通过所述一维心率判别的鸡胚蛋性别结果获得第一概率值；
S62、通过所述鸡胚蛋的二维血管分布图像特征判别的鸡胚蛋性别结果获得第二概率值；
S63、所述第一概率值与所述第二概率值按照预设权系数进行运算获得判别值；
S64、所述判别值与预设阈值比较获得所述鸡胚蛋性别判别结果。
本发明的上述技术方案具有如下优点：本发明实施例的鸡胚蛋的性别检测系统和方法，传输装置将鸡胚蛋传送至检测区域，检测区域处的图像采集装置采集鸡胚蛋视频图像信息，并将信息传输给处理装置，处理装置从鸡胚蛋视频图像中提取鸡胚的一维心率以及二维血管分布图像，并分别利用机器学习模型判别鸡胚蛋的性别。本实施例的性别检测系统通过处理装置与图像采集装置的配合，能够在不破坏蛋壳的前提下有效提取到鸡胚蛋视频图像，再配合后续处理装置对鸡胚蛋视频图像的处理获得鸡胚蛋性别检测结果，实现鸡胚蛋性别的在线无损检测，从而降低雏鸡孵化的能源成本，提高企业生产效率和检测效率，避免对零日龄公雏鸡的残忍杀戮，同时不需要打开蛋壳进行检测，操作简单安全，适用于实际生产的需要。
除了上面所描述的本发明解决的技术问题、构成的技术方案的技术特征以及有这些技术方案的技术特征所带来的优点之外，本发明的其他技术特征及这些技术特征带来的优点，将结合附图作出进一步说明。
附图说明
图1是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测系统的结构示意图；
图2是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测系统的蛋托的局部结构示意图；
图3是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测系统的传输装置的结构示意图；
图4是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测系统的检测过程的结构示意图；
图5是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测系统的光源的结构示意图；
图6是本发明实施例鸡胚蛋的性别检测方法从鸡胚蛋心脏区域视频复原的心率图像。
图中：1：传输装置；2：蛋托；3：光源；4：图像采集装置；5：处理装置；6：鸡胚蛋；7：定位装置；8：温控装置；9：定时装置；11：传送带；12：挡板；13：间隙；14：传输轴；21：基座；22：凹槽；23：通孔；31：铝基板；32：LED光源；33：开关电源；41：箱体；42：图像采集器。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上，“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
本发明提出的鸡胚蛋的性别检测系统及方法，结合附图及实施例详细说明如下。
雄性鸡胚蛋中的雄性鸡胚与雌性鸡胚蛋中的雌性鸡胚的心率不同，即雄性鸡胚的心率要慢于雌性鸡胚的心率，特别是环境温度低于孵化环境温度的条件下，这种心率的差异有所扩大，同时雄性鸡胚蛋的血管分布与雌性鸡胚蛋的血管分布也是有所不同的。
基于上述原理，本发明提出了一种鸡胚蛋的性别检测系统及方法。利用图像采集装置采集传输装置蛋托中鸡胚蛋心脏的跳动视频图像信息，并将信息传输给处理装置，处理装置从鸡胚蛋心脏跳动的视频图像中提取一维心率等心跳特征以及鸡胚蛋血管分布特征，并利用机器学习模型判别鸡胚蛋的性别。本实施方式的性别检测系统通过光源与图像采集装置的配合，能够在不破坏蛋壳的前提下有效提取到鸡胚蛋中鸡胚的心脏跳动视频图像，再配合后续处理装置对鸡胚蛋中鸡胚的心脏跳动视频图像和鸡胚的血管分布图像的处理获得鸡胚蛋性别检测结果，实现鸡胚蛋性别的在线无损检测，从而降低雏鸡孵化的能源成本，提高企业生产效率和检测效率，避免对零日龄公雏鸡的残忍杀戮，同时不需要打开蛋壳进行检测，操作简单安全，适用于实际生产的需要。
如图1所示，依照本发明一种实施方式的鸡胚蛋的性别检测系统，包括传输装置1，用于将鸡胚蛋6逐个输送至检测区域；图像采集装置4，图像采集装置4设置于检测区域，用于采集鸡胚蛋视频图像；处理装置5，处理装置5与图像采集装置4连接，用于对鸡胚蛋视频图像进行鸡胚的一维心率信号提取和二维血管分布图像提取，根据一维心率信号和二维血管分布图像的特征分析判定鸡胚蛋6的性别。
传输装置1将鸡胚蛋传送至检测区域，检测区域处的图像采集装置4采集鸡胚蛋视频图像信息，并将信息传输给处理装置5，处理装置5从鸡胚蛋视频图像中提取鸡胚的一维心率以及二维血管分布图像，并分别利用机器学习模型判别鸡胚蛋的性别。通过处理装置5与图像采集装置4的配合，能够在不破坏蛋壳的前提下有效提取到鸡胚蛋视频图像，再配合后续处理装置对鸡胚蛋视频图像的处理获得鸡胚蛋6性别检测结果，实现鸡胚蛋6性别的在线无损检测。
其中，传输装置1包括传送带11，传送带11沿鸡胚蛋6的输送方向设置，用于输送鸡胚蛋6到检测区域；蛋托2设置于传送带11上。蛋托2呈分离式，逐个在传输装置1上依次传输，待测的鸡胚蛋6水平放置在蛋托2上，图像采集装置4位于传送带11的上方。检测完成后蛋托2在传送带11的输送下根据检测结果进入不同的卸料区。
其中，如图2和图4所示，依照本发明一种实施方式的蛋托2包括基座21，基座21的上表面具有椭圆形的凹槽22，基座21设有自下而上的通孔23，且通孔23的轴线经过凹槽22的椭圆形圆心，通孔23的孔径小于或等于凹槽22的椭圆形短径。蛋托2基座21的中部区域为凹陷的椭圆形凹槽22，以保证椭圆形的鸡蛋稳定地放置于蛋托2上，凹槽22的中心为基座2自下而上设置的通孔23，通孔23形成的通透区域可使光源3发出的光线可不受遮挡直接通过，从而照射在鸡胚蛋6上，蛋托2在传输装置1上按照椭圆形长径的延伸方向与传输方向一致放置，光源3通过照射到水平放置在蛋托2上的待测鸡胚蛋6当前位置的下表面，以供图像采集装置4由鸡胚蛋6当前位置的上表面采集到清晰的包含血管分布的鸡胚蛋视频图像。在其他实施方式中还可采用透明无色材质的蛋托2，即使不设置通孔也可保证光线可由蛋托2下方直射到鸡胚蛋6上，或者在将通孔23处设置为透明无色材质也可。在其他实施方式中，或蛋托2的通孔23的孔径还可大于凹槽22的椭圆形短径且小于椭圆形长径。因为蛋托2的凹槽22是椭圆形的，椭圆长轴的方向与蛋托2前进的方向一致，这样在蛋托2前进时，能够保证鸡胚蛋不会翻滚，避免在其他角度放置时，前进过程中鸡胚蛋有翻滚的可能。
其中，如图3所示，依照本发明一种实施方式的传送带11包括两条同步传送带，两条同步传送带位于同一平面且平行设置，且两条同步传送带之间具有间隙13，间隙13的宽度大于或等于蛋托2的通孔23的孔径。两条同步传送带的平行设置，通过传输轴14连接端部驱动传送带11运行，两条同步传送带之间具有间隙13，间隙13的宽度需不小于蛋托2上通孔23的孔径，以保证两条同步传送带之间留有足够的空间让光源3的光线通过无阻挡的照射到鸡胚蛋6的下表面，光源3在间隙13下方且正对间隙13，并且尽量靠近间隙13以便将光线更充分的照射在鸡胚蛋6上。
其中，如图3所示，依照本发明一种实施方式的传输装置1还包括分别对应两条同步传送带的两块挡板12，挡板12沿传送带11的输送方向设置，且挡板12位于同步传送带远离间隙13的一侧，蛋托2位于两块挡板12之间。两个传送带11上各具有一块挡板12，蛋托2位于两块挡板12之间，挡板12可对传送带11上的蛋托2进行限位，确保每个蛋托2沿着固定的方向前进，蛋托2在传送带11上的平稳前进，有利于图像采集装置4的图像采集。
其中，如图1所示，依照本发明一种实施方式的图像采集装置4包括箱体41，箱体41的底部为敞口，箱体41正对检测区域，并设置于传送带11的上方；光源3，光源3正对检测区域，并设置于传送带11的下方，且光源3的光线穿过间隙13和蛋托2的通孔23照射于鸡胚蛋6上；图像采集器42，图像采集器42设置于检测区域，且位于箱体41内，用于对鸡胚蛋6逐个进行鸡胚蛋视频图像采集。图像采集装置4的箱体41位于传输装置1上方，图像采集器42通过电缆连接到处理装置5，图像采集器42在箱体41内部设置，蛋托2运动至图像采集器42下方时，箱体41可覆盖鸡胚蛋6上方的区域空间，保证图像采集器42在采集鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息时不受外部环境杂散光的影响，对采集到的鸡胚蛋心跳的视频图像信息应用机器学习方法，提取鸡胚蛋6心跳区域，用于一维心率信息的精确提取。含有水平放置待测鸡胚蛋6的蛋托2在箱体41内的图像采集器42下停留预先设定的时间，以保证图像采集器42采集到满足判别要求的足够长时间的鸡胚蛋心跳视频图像。图像采集器42可为工业相机及与工业相机配套的光学镜头，在其他实施例中图像采集器42可为其他拍摄设备，能够清晰连续采集动态图像即可。光源3正对图像采集装置4且设置在传送带11的正下方，当传输装置1将放有鸡胚蛋6的蛋托2输送至图像采集装置4下方时，光源3打开，光线可穿过传输装置1和蛋托2自下而上照射鸡胚蛋6，为图像采集装置4提供拍摄所需的照明环境以及提高鸡胚蛋6内部亮度。
其中，如图1所示，依照本发明一种实施方式还包括定位装置7，定位装置7设置于检测区域，且位于传送带11与箱体41之间，用于检测鸡胚蛋6到达检测区域。定位装置7检测到蛋托2到达时图像采集器42下方时发送检测启动信号，传输装置1停止动作，光源3打开，处理装置5控制图像采集器42采集蛋托2上的鸡胚蛋6的视频图像信息。定位装置7安装在传送带11一侧的上方，位于箱体41的下方并对应于箱体41内侧的位置。
其中，如图1所示，依照本发明一种实施方式还包括温控装置8，温控装置8用于控制检测环境温度低于鸡胚蛋6孵化温度。温控装置8控制鸡胚蛋6性别检测环境温度低于鸡胚蛋6孵化温度，在保证不影响鸡胚蛋6出壳率的前提下，使雄性鸡胚蛋与雌性鸡胚蛋的心跳信息差别最大化。
其中，如图1所示，依照本发明一种实施方式还包括定时装置9，定时装置9用于控制鸡胚蛋6在检测环境中的停留时间。定时装置9对鸡胚蛋6在低温环境下的不影响出壳率的安全停留时间进行定时，保证鸡胚蛋6不会因为在低温环境下停留过长时间而导致孵化过程中止。
其中，如图5所示，依照本发明一种实施方式的光源3包括铝基板31，LED光源32和开关电源33，LED光源32设置于铝基板31上，开关电源33与LED光源32连接。铝基板31具有散热作用，LED光源32安装在铝基板31上，配套直流开关电源33与LED光源32连接，为LED光源32供电。
依照本发明一种实施方式的鸡胚蛋的性别检测方法包括步骤：
S1、通过上述实施例鸡胚蛋的性别检测系统的定位装置检测到蛋托到达检测区域后，打开光源，传送带停止输送；
S2、图像采集器采集检测区域的鸡胚蛋视频图像；
S3、根据鸡胚蛋视频图像定位鸡胚蛋心脏位置区域，并获取鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像；
S4、根据鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像提取鸡胚蛋的一维心率；
S5、根据鸡胚蛋视频图像获取鸡胚蛋的二维血管分布图像；
S6、对一维心率和二维血管分布图像进行特征分析，利用机器学习模型获得鸡胚蛋性别判别结果。
依照本发明一种实施方式的鸡胚蛋的性别检测方法，从采集到的鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息中提取参考帧，经过图像处理变换后转化为参考值，将视频图像中的其它帧采用相同的图像处理变换后，得到一个数值序列，将每一个数值序列与参考值逐一进行比较，从而复原得到鸡胚蛋在预设时间段内鸡胚的一维心率的心跳信息，再从采集到的原始鸡胚蛋心跳视频信息中选取清晰的一帧图像作为鸡胚蛋的二维血管分布图像，根据一维心率信号以及二维血管分布图像，利用机器学习模型得到鸡胚蛋性别判别结果。由此利用不同性别的鸡胚蛋心率的差异以及不同性别鸡胚蛋血管分布的差异，通过机器视觉技术实现鸡胚蛋性别的在线无损检测。
其中，步骤S4进一步包括：
S41、由鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息中提取参考帧；
S42、经过图像处理变换后转化为参考值；
S43、将鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息中的其它帧，经过图像处理变换后转化为数值序列；
S44、将每一个数值序列与所述参考值逐一进行比较，得到鸡胚蛋在预设时间段内的一维心率。
在预设时间段T内，按照指定的采样帧率采集到的鸡胚蛋心脏跳动图像视频F，视频F可以分解为N帧图像序列F1，F2…FN。从N帧序列图像中选取第一幅图像F1作为参考图像R，经过图像处理变换K后转化为参考值K(R)，其中最简单的图像处理变换方法K为对整幅图像做归一化处理。剩余的N-1帧图像序列F2…FN经过同样的变换处理后生成序列K(F2)…K(FN)，生成序列K(F2)…K(FN)与参考值K(R)逐一进行比较，从而复原得到如图6所示的鸡胚蛋在预设时间段内的鸡胚的一维心率信息，根据一维心率信息利用机器学习模型给出鸡胚蛋性别判别结果。
其中，步骤S6进一步包括：
S61、通过一维心率判别的鸡胚蛋性别结果获得第一概率值；
S62、通过鸡胚蛋的二维血管分布图像特征判别的鸡胚蛋性别结果获得第二概率值；
S63、第一概率值与第二概率值按照预设权系数进行运算获得判别值；
S64、判别值与预设阈值比较获得所述鸡胚蛋性别判别结果。
根据一维心率判别的鸡胚蛋性别结果的第一概率值，与根据鸡胚蛋二维血管分布图像特征得出的鸡胚蛋性别判别结果的第二概率值，第一概率值与第二概率值按照预设的相应权系数进行加权运算后与预设阈值比较，得出最终的鸡胚蛋性别判别结果。
根据一维心率信息判别的鸡胚蛋性别结果的概率值P1，与根据鸡胚蛋二维血管分布图像特征得出的鸡胚蛋性别判别结果的概率值P2，概率值P1与概率值P2按照预先设定的相应权系数进行加权运算：
G＝αP1+βP2
G与预先设定好的阈值Thr比较后得出最终的鸡胚蛋性别判别结果。
对于一维心率信息，可以通过训练机器学习中的深度学习模型(比如ResNet网络，LSTM网络)实现区分鸡胚蛋中鸡胚心率的差异。对于二位血管分布图像，可以采用机器学习中的深度学习模型(比如ResNet网络)，自动提取鸡胚蛋中血管分布的特征。
使用时，为了训练机器学习模型，需要明确每个鸡胚蛋样本的性别。鸡胚蛋性别确认的方法是将做好标记的鸡胚蛋在采集到心跳视频图像以及血管分布图像之后，对鸡胚蛋继续进行孵化，对孵化成功的雏鸡，采用国际通用的雏鸡性别检测方法：翻肛法或者羽速法进行检测。对每一个孵化成功的鸡胚蛋标记其性别结果，根据该性别结果，训练机器学习模型。
在具体的一个实施例中，检测对象为海兰灰种蛋，一共800枚，其中600枚种蛋用于训练机器学习模型，200枚种蛋用于验证方法的效果。600枚训练模型用种蛋最终有467枚孵化，200枚验证用种蛋最终有155枚孵化。对于孵化的雏鸡，采用羽速法判断其性别。开始孵化90小时后开始采集鸡胚蛋的视频图像信息，所有鸡胚蛋检测时的环境温度为29℃，每个鸡胚蛋采集20秒视频图像信息用于后续分析。根据本发明的方法，本实施例实施方法如下：
A1、定位装置检测到蛋托到达检测区域后，打开光源，传送带停止输送；
A2、图像采集器采集所述检测区域的鸡胚蛋的鸡胚蛋视频图像；
A3、根据所述鸡胚蛋视频图像定位鸡胚蛋心脏位置区域，并获取鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像，其中定位方法采用机器学习中的Faster RCNN方法从视频图像中提取分辨率为200×200的心脏图像区域用于鸡胚的一维心率信息的提取；
A4、根据A3检测出的鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像提取所述鸡胚蛋中鸡胚的一维心率，具体做法是对视频序列中的所有图像帧做归一化处理，通过和参考帧的比较，生成一个数值序列，该数值序列可以作为待测鸡胚蛋中鸡胚的心率信息；
A5、从采集的鸡胚蛋视频图像中截取一帧作为鸡胚蛋的二维血管分布图像；
A6、对应从孵化的467个鸡胚蛋提取的一维心率信号和二维血管分布图像，分别训练两个ResNet-50机器学习模型的参数；
A7、根据一维心率信息判别模型的鸡胚蛋性别结果的概率值P1，与根据鸡胚蛋二维血管分布判别模型得出的鸡胚蛋性别结果的概率值P2，概率值P1与概率值P2按照预先设定的相应权系数进行加权运算：
G＝αP1+βP2
G与预先设定好的阈值Thr比较后得出最终的鸡胚蛋性别判别结果。其中α＝0.4，β＝0.6，Thr＝0.5。
A8、根据训练得到的两个机器学习模型，对待验证的鸡胚蛋进行检测，保留检测结果。
通过羽速方法判断最终孵化的用于验证模型效果的155只雏鸡的性别，并与保留的检测结果相比较，最终检测正确率为86.5％。可以通过增加训练样本的方法，优化ResNet-50模型的参数，并且适当调节常数α和β的数值，进一步提高鸡胚蛋性别检测的正确率。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：包括：
传输装置，用于将鸡胚蛋逐个输送至检测区域；
图像采集装置，所述图像采集装置设置于所述检测区域，用于采集鸡胚蛋视频图像；
处理装置，所述处理装置与所述图像采集装置连接，用于对所述鸡胚蛋视频图像进行一维心率信号提取和二维血管分布图像提取，根据所述一维心率信号和所述二维血管分布图像的特征分析判定所述鸡胚蛋的性别。
2.根据权利要求1所述的鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：所述传输装置包括：
传送带，所述传送带沿所述鸡胚蛋的输送方向设置，用于输送所述鸡胚蛋到所述检测区域；
蛋托，所述蛋托设置于所述传送带上，用于将所述鸡胚蛋的两尖端处于同一水平面承托于所述传送带上。
3.根据权利要求2所述的鸡胚蛋性别检测系统，其特征在于：所述蛋托包括：
基座，所述基座的上表面具有椭圆形的凹槽，所述基座设有自下而上的通孔，且所述通孔的轴线经过所述凹槽的椭圆形圆心，所述通孔的孔径小于或等于所述凹槽的椭圆形短径。
4.根据权利要求3所述的鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：所述传送带包括：
两条同步传送带，两条所述同步传送带位于同一平面且平行设置，且两条所述同步传送带之间具有间隙，所述间隙的宽度大于或等于所述蛋托的所述通孔的孔径。
5.根据权利要求4所述的鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：所述传输装置还包括分别对应两条所述同步传送带的两块挡板，所述挡板沿所述传送带的输送方向设置，且位于所述同步传送带远离所述间隙的一侧，所述蛋托位于两块所述挡板之间。
6.根据权利要求4所述的鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：所述图像采集装置包括：
箱体，所述箱体的底部为敞口，所述箱体正对所述检测区域，并设置于所述传送带的上方；
光源，所述光源正对所述检测区域，并设置于所述传送带的下方，且所述光源的光线穿过所述间隙和所述蛋托的所述通孔照射于所述鸡胚蛋上；
图像采集器，所述图像采集器设置于所述检测区域，且位于所述箱体内，用于对所述鸡胚蛋逐个进行鸡胚蛋视频图像采集。
7.根据权利要求6所述的鸡胚蛋的性别检测系统，其特征在于：还包括定位装置，所述定位装置设置于所述检测区域，且位于所述传送带与所述箱体之间，用于检测所述鸡胚蛋到达所述检测区域。
8.一种鸡胚蛋的性别检测方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、定位装置检测到蛋托到达检测区域后，打开光源，传送带停止输送；
S2、图像采集器采集所述检测区域的鸡胚蛋视频图像；
S3、根据所述鸡胚蛋视频图像定位鸡胚蛋心脏位置区域，并获取鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像；
S4、根据所述鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像提取所述鸡胚蛋的一维心率；
S5、根据所述鸡胚蛋视频图像获取所述鸡胚蛋的二维血管分布图像；
S6、对所述一维心率和所述二维血管分布图像进行特征分析，利用机器学习模型获得鸡胚蛋性别判别结果。
9.根据权利要求8所述的鸡胚蛋性别检测方法，其特征在于，步骤S4包括：
S41、由所述鸡胚蛋心脏跳动的视频图像信息中提取参考帧；
S42、经过图像处理变换后，将参考帧转化为参考值；
S43、将所述鸡胚蛋心脏位置区域的视频图像中的其它帧经过相同的图像处理变换后转化为数值序列；
S44、将每一个所述数值序列与所述参考值逐一进行比较，得到鸡胚蛋在预设时间段内的所述一维心率。
10.根据权利要求8所述的鸡胚蛋性别检测方法，其特征在于，步骤S6包括：
S61、通过所述一维心率判别的鸡胚蛋性别结果获得第一概率值；
S62、通过所述鸡胚蛋的二维血管分布图像特征判别的鸡胚蛋性别结果获得第二概率值；
S63、所述第一概率值与所述第二概率值按照预设权系数进行运算获得判别值；
S64、所述判别值与预设阈值比较获得所述鸡胚蛋性别判别结果。
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