CN116067965B - 一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法，属于农产品检测领域，该装置包括：处理模块、检测装置本体、检测台、滚筒、第一挡板、第二挡板、透射光源和图像采集仪；滚筒水平设置在检测台上，在外部驱动力源作用下绕轴线作转动；一对第一挡板沿滚筒轴线方向安装于检测台上且位于滚筒两侧；一对第二挡板安装于检测台上且位于滚筒两端；一对透射光源设置于滚筒两侧与第一挡板之间；图像采集仪采集禽蛋随滚筒转动过程中的多个旋转角度透射图像；处理模块根据多个角度图像分别提取投影面积比计算综合值，并根据综合值确定禽蛋新鲜度。该装置可以减小样品因个体差异对结果造成的影响，在较少计算开销的情况下提高新鲜度检测的准确性。

Description

一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法

技术领域

本发明涉及农产品检测领域，尤其涉及一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法。

背景技术

禽蛋新鲜度检测是禽蛋生产、销售和加工过程中的重要环节之一，以鸭蛋为例，目前消费者对鸭蛋的需求主要是其加工后的咸蛋和皮蛋，其品质与未加工鸭蛋的新鲜程度有着直接关系。因此，检测鸭蛋新鲜度对于保障鸭蛋品质有重要的意义。

随着储藏时间的延长，禽蛋新鲜度会逐渐降低，现有的禽蛋新鲜度检测手段主要包括人工照蛋和视觉检测。其中，传统人工照蛋方法费工费时，而且受到操作人员的经验和主观因素影响较大，检测精度低且不稳定；视觉检测大多都是研究禽蛋的透射光图像以及禽蛋图像的蛋黄区域和气室区域的形态特征，随着储藏时间的延长，蛋黄和气室会逐渐变大，新鲜度会逐渐降低，从而可依据该特性进行检测。

目前有运用机器视觉技术研究鸭蛋的光透射特性，获取蛋内容物的颜色参数，拟合与表征禽蛋新鲜度指标的哈夫值的关系模型，结果表明其模型具有较高的回归精度，但该模型存在稳定性差的问题。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法。

本发明提供一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，包括：处理模块和检测装置本体；其中，所述检测装置本体包括检测室以及设置在所述检测室内的检测台、滚筒、第一挡板、第二挡板、透射光源和图像采集仪；所述检测台设置在所述检测室的底部；所述滚筒水平设置在所述检测台上，所述滚筒在动力源驱动下绕其轴线作转动运动；所述第一挡板设有一对，沿滚筒轴线方向安装于检测台上且位于滚筒的两侧；所述第二挡板设有一对，安装于检测台上且位于滚筒的两端，一对第二挡板、一对第一挡板和滚筒的顶部之间形成可容纳待检测样品的样品腔；所述透射光源设有一对，设置于滚筒的两侧与第一挡板之间，所述透射光源向样品腔内发射光束；所述图像采集仪设置于检测室的顶部，用于从样品腔的上方采集位于样品腔内待检测样品随滚筒转动过程中的多个旋转角度透射图像，并将所述透射图像发送至处理模块；所述处理模块，用于根据所述透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比，根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述第一挡板相对的内侧均安装有缓冲垫。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述滚筒的外周包覆有一层防滑垫。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述第一挡板与检测台之间通过丝杆机构滑动连接；所述丝杆机构包括安装于检测台上的双向电机、沿垂直于滚筒的方向开设于检测台内的移动槽、转动设置于所述移动槽内的双向螺杆以及螺纹安装于所述双向螺杆上的一对第一挡板，所述双向螺杆与双向电机连接，所述第一挡板滑动安装于所述移动槽内，所述双向螺杆在双向电机的驱动作用下转动进而带动一对第一挡板在移动槽内做相对或相反运动，以夹持住不同尺寸的待检测样品。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述检测台与检测室之间通过滑槽滑轨机构滑动连接，所述滑槽滑轨机构包括相配置的滑槽和滑轨，滑槽和滑轨中的一个设置于检测台上，另一个设于检测室上。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，还包括控制箱、显示屏和操作面板，所述控制箱固定设置于检测装置本体上方，所述处理模块设置于控制箱内，所述显示屏设置于控制箱上，所述操作面板设置于检测装置本体上，所述操作面板上设有功能按键。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述处理模块具体用于：根据所述透射图像，提取多个角度的蛋黄区域投影面积比，并根据所述多个角度的蛋黄区域投影面积比确定平均值作为蛋黄区域投影面积比的综合值；将所述综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据所述哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，所述透射图像具体为样品旋转一周时，角度依次相差90°的四个角度的透射图像。

本发明提供一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，包括：接收到启动指令后，控制电机带动滚筒旋转；通过图像采集仪获取样品被滚筒驱动而转动过程中的多个旋转角度的透射图像；根据所述多个旋转角度的透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比；根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度。

根据本发明提供的一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，所述多个旋转角度的透射图像具体为角度依次相差90°的四个角度的透射图像，相应地，所述根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度，包括：根据角度依次相差90°的四个角度的投影面积比，计算平均值得到蛋黄区域投影面积比的综合值；将所述综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据所述哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

本发明提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法，通过滚筒、挡板之间的相互配合，使得图像采集仪能够采集检测样品多个旋转角度的透射图像，在此基础上通过这些图像得到多个蛋黄区域投影面积比，以此综合确定蛋黄区域投影面积比，而多个旋转角度的透射图像反映了检测样品的整体特性，从而减小样品因个体差异对结果造成的影响。同时，在较少计算开销的情况下，提高了新鲜度检测的准确性。基于该装置，避免了目前机器视觉技术中对鸭蛋新鲜度检测时获取鸭蛋侧面透射图像不准确而造成检测精度低、检测结果不稳定的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的检测装置本体的俯视剖面示意图；

图2是本发明提供的检测装置的内部结构正视图；

图3是本发明提供的检测装置的检测台结构侧视示意图；

图4是本发明提供的检测装置的结构示意图；

图5是本发明提供的检测装置同一鸭蛋不同侧面的透射光原始图像；

图6是本发明提供的图像分割获取不同侧面下的蛋黄区域投影面积比示意图；

图7是本发明提供的鸭蛋单一角度蛋黄面积比与贮藏天数的关系曲线；

图8是本发明提供的鸭蛋多角度蛋黄面积比平均值与贮藏天数的关系曲线；

图9是本发明提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法的流程示意图；

图10是本发明提供的电子设备的结构示意图。

图中：1-控制箱；2-显示屏；3-操作面板；4-检测装置本体；5-检测台；6-双向电机；7-第一挡板；8-图像采集仪本体；9-旋转电机；10-缓冲垫；11-滑槽；12-第二挡板；13-防滑垫；14-移动槽；15-双向螺杆；16-滚筒；17-透射光源。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明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。

下面结合图1-图10描述本发明的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置及方法。虽然本发明以鸭蛋为例进行说明，应当理解的是，对于其他禽蛋的新鲜度检测本发明同样适用。

图1是本发明提供的检测装置本体的俯视剖面示意图，图2是本发明提供的检测装置的内部结构正视图，图3是本发明提供的检测装置的检测台结构侧视示意图，如图所示，本发明提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，包括处理模块和检测装置本体4；其中，检测装置本体4包括检测室以及设置在检测室内的检测台5、滚筒16、第一挡板7、第二挡板12、透射光源17和图像采集仪8；检测台5设置在检测室的底部；滚筒16水平设置在检测台5上，滚筒16在动力源驱动下绕其轴线作转动运动。

第一挡板7设有一对，沿滚筒16轴线方向安装于检测台5上且位于滚筒16的两侧；第二挡板12设有一对，安装于检测台5上且位于滚筒16的两端，一对第二挡板12、一对第一挡板7和滚筒16的顶部之间形成可容纳待检测样品的样品腔；透射光源17设有一对，设置于滚筒16的两侧与第一挡板7之间，透射光源17向样品腔内发射光束；图像采集仪8设置于检测室的顶部，用于从样品腔的上方采集位于样品腔内待检测样品随滚筒16转动过程中的多个旋转角度透射图像，并将透射图像发送至处理模块。

处理模块，用于根据透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比，根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据综合值确定待检测样品的新鲜度。

由于待检测样品，如鸭蛋等本身存在个体差异和各向异性以及蛋黄并非规则的椭球体，不同侧面获取的透射图像蛋黄形态特征差异较大，图像采集角度的单一性在一定程度上会影响检测的准确性和稳定性。

在本发明中，通过透射光源17、滚筒16和挡板12配合旋转，从而使图像采集仪8可以采集不同角度图像。其中，透射光源17可选用LED光源。透射光源17打开后，将待测鸭蛋放入预设位置后，调节第一档板位置和第二挡板12位置，对鸡蛋进行限位，可以在中心坐标不变的情况下实现旋转翻滚。第一挡板7优选为T形板，可以更好对样品进行限位，后续以此为例进行说明。

外部驱动力源可由旋转电机9提供，滚筒16一侧设置转杆与旋转电机9输出端固定连接，确保待测样品在其表面进行旋转翻滚。控制旋转电机9旋转，鸭蛋在滚筒16的作用下开始绕自身的中心点旋转翻滚。

在滚筒16两侧分别设置透射光源17，图像采集仪8设置于检测装置本体4的内部顶端，图像采集仪8实时拍摄获取透射光图像能识别出鸭蛋蛋黄区域。进一步地，图像采集仪8拍摄并获取不同时刻的鸭蛋透射图像，该不同时刻反应了鸭蛋的不同角度。根据不同角度的鸭蛋透射图像，准确提取出蛋黄区域形态特征参数，从而排除判别盲区的问题。

处理模块，对获取的多角度原始图像进行处理，提取各个鸭蛋侧面蛋黄区域投影面积比，可取多组数据的平均值。根据综合值确定待检测样品的新鲜度，包括将综合值输入训练后或拟合后的新鲜度检测模型，确定待检测样品的新鲜度。新鲜度检测模型，根据已确定新鲜度（可通过实验手段）的训练样本，以综合值作为输入，新鲜度作为标签或者输出，进行训练或者拟合得到。

例如，将综合值导入到哈夫单位建立的模型中计算哈夫单位后，可根据哈夫单位得到鸭蛋的新鲜度值。相应地，也可以具体输出包含新鲜度等级的结果。

可选地，在检测装置本体4前端表面设置与检测装置本体4铰接连接的检测门，检测门表面设置观察窗和把手，检测装置本体4下端表面固定连接支撑柱，支撑柱下端表面固定连接防滑板，检测台5前表面两端均固定连接拉手。

本发明的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，通过滚筒、挡板之间的相互配合，使得图像采集仪能够采集检测样品多个旋转角度的透射图像，在此基础上通过这些图像得到多个蛋黄区域投影面积比，以此综合确定蛋黄区域投影面积比，而多个旋转角度的透射图像反映了检测样品的整体特性，从而减小样品因个体差异对结果造成的影响。同时，在较少计算开销的情况下，提高了新鲜度检测的准确性。基于该装置，避免了目前机器视觉技术中对鸭蛋新鲜度检测时获取鸭蛋侧面透射图像不准确而造成检测精度低、检测结果不稳定的问题。

在一个实施例中，滚筒16的外周包覆有一层防滑垫13。具体而言，滚筒16表面固定连接了防滑垫13，用来避免待检测样品随滚筒16转动过程打滑，避免角度调节过程出现偏差，从而准确获得待检测样品随滚筒16转动过程中的多个所需旋转角度的透射图像，提高检测的准确度。

在一个实施例中，第一挡板7相对的内侧均安装有缓冲垫10，缓冲垫10可以用来避免待测鸭蛋与T形板相互碰撞造成破损。

在一个实施例中，第一挡板7与检测台5之间通过丝杆机构滑动连接；丝杆机构包括安装于检测台5上的双向电机6、沿垂直于滚筒16的方向开设于检测台5内的移动槽14、转动设置于移动槽14内的双向螺杆15以及螺纹安装于双向螺杆15上的一对第一挡板7，双向螺杆15与双向电机6连接，第一挡板7滑动安装于移动槽14内，双向螺杆15在双向电机6的驱动作用下转动进而带动一对第一挡板7在移动槽14内做相对或相反运动，以夹持住不同尺寸的待检测样品。

具体地，检测台5上端表面开设了移动槽14，第一挡板7滑动设置于移动槽14内且位于滚筒的两侧，第二挡板12固定安装在检测台上且位于滚筒的两端、移动槽14的两侧，滚筒16通过设于其内的转轴与旋转电机9（本例中驱动滚筒转动的动力源采用旋转电机9）连接，转轴的两端可转动安装于第二挡板12上，旋转电机9可安装于其中一个第二挡板上（如图中1的右端第二挡板），检测台5前端（靠近用户端或者靠近门端）表面固定连接了双向电机6，双向电机6输出端固定连接了贯穿检测台5并与贯穿部位转动连接的双向螺杆15，双向螺杆15贯穿两个第一挡板并与贯穿部位螺纹相连接。

本发明的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，通过设置的检测台、双向电机、第一挡板、第二挡板、旋转电机、滑槽、双向螺杆和滚筒之间的配合效果，一方面可以对不同大小的鸭蛋固定放置处理，另一方面可以对鸭蛋进行准确的旋转翻滚处理，从而实现对鸭蛋多角度透射光图像的拍摄提取。

在一个实施例中，检测台5与检测室之间通过滑槽11滑块机构滑动连接，滑槽11滑块机构包括相配置的滑槽11和滑块，滑槽11和滑块中的一方设置于检测台5的两侧，另一方设于检测室内部的两侧。

例如，检测装置本体4的检测室内部两侧表面均开设了滑槽11，检测台5与检测装置本体4内部滑动连接。检测时，通过滑槽11和滑块的作用下拉出检测台5，然后将待测鸭蛋放入样品腔，控制双向电机6带动双向螺杆15进行旋转，使其带动两个T形板进行相向移动，对不同个体的鸭蛋进行限位处理，确保鸭蛋可以在滚筒16表面进行旋转放置。

放置之后把检测台5推入检测装置本体4内部并关上检测门，打开透射光源17，通过控制旋转电机9旋转带动滚筒16进行旋转。与此同时，位于检测台5上端的图像采集仪8实时拍摄获取待测鸭蛋的多个不同角度的透射光图像，通过图像处理计算获取各个鸭蛋侧面蛋黄区域投影面积与整蛋投影面积的比值。

本发明的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，通过设置的滑槽和滑块之间的配合作用，便于对检测台进行拉出处理，方便样品检测过程中的取放。

在一个实施例中，装置还包括控制箱1、显示屏2和操作面板3，控制箱1固定设置于检测装置本体4上方，处理模块设置于控制箱1内，显示屏2设置于控制箱1上，操作面板3设置于检测装置本体4上，操作面板3上设有功能按键。

图4是本发明提供的检测装置的结构示意图，如图所示，检测装置由控制箱1、检测装置本体4和检测台5三部分组成。控制箱1与检测装置本体4之间固定连接，控制箱1前端表面固定连接显示屏2，检测装置本体4表面（如左侧或者右侧）固定连接操作面板3。

根据哈夫单位对鸭蛋新鲜度进行判断并分级后，可将结果显示在数据显示屏2上，从而实现鸭蛋新鲜度检测结果的直观输出。

此外，本发明提供的装置可以实现何将昂贵的新鲜度检测设备便携化，对于不对品种、不同壳色的鸭蛋均能固定放置和检测。

在一个实施例中，处理模块具体用于：根据透射图像，提取多个角度的蛋黄区域投影面积比，并根据多个角度的蛋黄区域投影面积确定平均值作为蛋黄区域投影面积比的综合值；将综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

具体而言，对于多个角度的蛋黄区域投影面积比，先计算平均值作为综合值，然后利用基于综合值和哈夫单位拟合的线性模型，确定当前检测样品的哈夫单位值，从而确定对应的新鲜度等级。

在一个实施例中，透射图像具体为样品旋转一周时，角度依次相差90°的四个角度的透射图像。

为了提高检测的准确度，减少检测时间，同时减少处理模块的计算开销，本发明基于四个角度来确定蛋黄区域投影面积比的综合值。具体为某一起始时刻为0°，然后加上旋转过程中的90°、180°和270°共四个角度的蛋黄区域投影面积比。基于本发明实施例，可以在较少检测时间和计算开销的情况下，还能准确得出检测样品的哈夫单位值，从而实现新鲜度准确、客观和稳定的度量。而较少的计算开销可以有效降低成本，减少处理模块或者上述控制箱的体积，实现检测装置的小型化和便携化。

此外，在上述实施例中，控制箱1可采用铝合金材质，与检测装置本体4之间固定连接，前端表面固定连接数据显示屏。

显示屏2可采用7寸高清显示屏，显示分辨率如1024*600，用来显示鸭蛋新鲜度的判别结果。具有画质清晰、价格便宜、抗干扰能力强、稳定性好等优点。

处理模块，可采用内含单片机的方式，如选型为STM32F407ZGT6，使用ARM Cortex-M4处理器，适合物联网的应用开发。用于对图像采集仪和双向电机的操控处理，具有良好的防压减震能力，体积小，便于安装和携带，外含开机键和检测键，通过BIOS设置可支持通电开机，达到实时检测的效果。

检测装置本体4可采用铝合金材质，内壁涂有黑漆，为检测提供黑暗环境，上端固定连接图像采集仪本体，便于获取色彩尽可能鲜明的鸭蛋透射图像，便于后续图像处理分析；右侧表面固定连接操作面板2；前端表面设置与其铰接连接的检测门，检测门表面设置了观察窗和把手；下端表面固定连接支撑柱，支撑柱下端表面固定连接防滑板，防滑板用来提高整个装置的防滑性。

检测台5可采用铝合金材质，与检测装置本体4内部滑动连接，前表面两端均固定连接了拉手，便于进行拉出处理。检测台5上表面开设了移动槽，两侧固定连接第二挡板12，前后两端均设置与移动槽内部滑动连接的T形板，前端表面固定连接了双向电机，整体构成待测鸭蛋的旋转机构。

图像采集仪8的本体可由USB相机或摄像头组成，镜头选用大光圈、小焦距和大视角的镜头，相机可为全金属材质。LED透射光源分布在滚筒两侧，可选用两个功率为3W的点状LED正白光灯，样品在其透射下蛋黄区域得以显现，顶部的图像采集仪8随即可以获取样品的透射光图像。

具体的操作流程可以是：

1、按下开机键，系统初始化，透射光源被打开。

2、将待测鸭蛋放入指定位置后，关闭箱门，按下检测键，控制旋转电机旋转，鸭蛋在滚筒的作用下开始旋转翻滚，与此同时图像采集系统拍摄获取四个不同时刻的鸭蛋透射图像。

3、处理模块对获取的四张原始图像进行处理，提取各个鸭蛋侧面蛋黄区域投影面积比，取四组数据的平均值，其数值导入与哈夫单位建立的线性对应模型中计算哈夫单位，根据哈夫单位判断鸭蛋的新鲜度，并在显示屏上实时显示出结果（很新鲜/较新鲜/不新鲜）。

为进一步对本发明的方案行描述，以下通过一个实例进行说明：

实验样本为某地麻鸭当日生产的新鲜白壳鸭蛋和青壳鸭蛋，共计320枚。并贮藏于模拟货架条件的温度24℃、相对湿度65%的恒温恒湿培养箱中，以使各个样品的新鲜度逐渐出现差异性。在贮藏的第0、4、8、12、16、20、24、28、32、36天，共10次每次随机选取32枚鸭蛋进行实验。检测时，先在试验装置内采集鸭蛋样品的图像信息，再以破坏性的方法检测鸭蛋新鲜度等级，即哈夫值。每次检测的样本以 3:2 的比例随机划分为两组。第一组用于采集数据分析、建立鸭蛋新鲜度判别，第二组用于验证判别的效果。

图5是本发明提供的检测装置同一鸭蛋不同侧面的透射光原始图像，图6是本发明提供的图像分割获取不同侧面下的蛋黄区域投影面积比示意图，如图5和6所示，鸭蛋蛋黄并非规则的椭球体且并不位于鸭蛋内部的中心位置，存在一定程度的偏离度。由图5可知，鸭蛋侧面多角度蛋黄面积比的平均值与贮藏天数的相关性明显优于单一角度，再次说明了图像采集角度的单一性会在一定程度上影响检测的准确性和稳定性，进而验证了本发明多角度采集鸭蛋透射图像的科学性和准确性。

图7是本发明提供的鸭蛋单一角度蛋黄面积比与贮藏天数的关系曲线，图8是本发明提供的鸭蛋多角度蛋黄面积比平均值与贮藏天数的关系曲线，如图7和8所示，对装置获取的实验鸭蛋的蛋黄区域投影面积比S的平均值与破坏性方法确定的新鲜度等级(AA级/A级/B级及以下）进行统计分析，得到不同新鲜度等级鸭蛋的蛋黄区域大小分布情况。在设定鸭蛋新鲜度等级判别阈值时，兼顾整体判别准确率的情况下，尽可能使得A级蛋不被判别为AA级蛋，尽可能将不新鲜的B级及以下鸭蛋检出，最大限度保证蛋的品质和食品安全，表1为鸭蛋蛋黄面积比分布表，如表1所示。

表1

最终确定的判别鸡鸭蛋新鲜度等级的阈值为：当蛋黄区域投影面积比的平均值S≤38.2%时，鸭蛋判别为AA级蛋； 38.2%＜S＜54.3%时，鸭蛋判别为A蛋；S≥54.3%时，鸭蛋判别为B蛋。

将S1=0.382、S2=0.543、HU1=72、HU2=60，代入 HU=k×S+b方程中，建立蛋黄区域投影面积比的平均值关于哈夫单位的一元线性回归预测方程：

HU = 100.5 - 74.5 × S

表2为鸭蛋新鲜度等级判别结果，如表2所示，为验证建立新鲜度判别算法的准确性，对剩下的128枚鸭蛋进行新鲜度等级的判别。对检测装置分析得到的判别结果与破坏性检测获取的哈夫单位进行比较，确定判别算法的精度。结果表明：新鲜度分级的判别准确率整体为91.4%。且基本实现了A级蛋未被误判为AA级蛋，B级及以下不新鲜蛋未被误判为新鲜蛋的目的。

表2

下面对本发明提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法进行描述，下文描述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法与上文描述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置可相互对应参照。

图9是本发明提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法的流程示意图，如图9所示，该基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法包括：

901、接收到启动指令后，控制电机带动滚筒旋转；

902、通过图像采集仪获取样品被滚筒驱动而转动过程中的多个旋转角度的透射图像；

903、根据多个旋转角度的透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比；

904、根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据综合值确定待检测样品的新鲜度。

在一个方法实施例中，多个旋转角度的透射图像具体为角度依次相差90°的四个角度的透射图像，相应地，根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据综合值确定待检测样品的新鲜度，包括：根据角度依次相差90°的四个角度的投影面积比，计算平均值得到蛋黄区域投影面积比的综合值；将综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

本发明实施例提供的方法实施例是为了实现上述各装置实施例的，具体流程和详细内容请参照上述装置实施例，此处不再赘述。

本发明实施例所提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，其实现原理及产生的技术效果和前述基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置实施例相同，为简要描述，基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法实施例部分未提及之处，可参考前述基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置实施例中相应内容。

图10是本发明提供的电子设备的结构示意图，如图10所示，该电子设备可以包括：处理器（processor）1001、通信接口（Communications Interface）1002、存储器（memory）1003和通信总线1004，其中，处理器1001，通信接口1002，存储器1003通过通信总线1004完成相互间的通信。处理器1001可以调用存储器1003中的逻辑指令，以执行基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，该方法包括：接收到启动指令后，控制电机带动滚筒旋转；通过图像采集仪获取样品被滚筒驱动而转动过程中的多个旋转角度的透射图像；根据多个旋转角度的透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比；根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据综合值确定待检测样品的新鲜度。

此外，上述的存储器1003中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存储器（RAM，Random AccessMemory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法提供的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，该方法包括：接收到启动指令后，控制电机带动滚筒旋转；通过图像采集仪获取样品被滚筒驱动而转动过程中的多个旋转角度的透射图像；根据多个旋转角度的透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比；根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据综合值确定待检测样品的新鲜度。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

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 (9)

1.一种基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，包括处理模块和检测装置本体；其中，所述检测装置本体包括检测室以及设置在所述检测室内的检测台、滚筒、第一挡板、第二挡板、透射光源和图像采集仪；

所述检测台设置在所述检测室的底部；

所述滚筒水平设置在所述检测台上，所述滚筒在动力源驱动下绕其轴线作转动运动；

所述第一挡板设有一对，沿滚筒轴线方向安装于检测台上且位于滚筒的两侧；

所述第二挡板设有一对，安装于检测台上且位于滚筒的两端，一对第二挡板、一对第一挡板和滚筒的顶部之间形成可容纳待检测样品的样品腔；

所述透射光源设有一对，设置于滚筒的两侧与第一挡板之间，所述透射光源向样品腔内发射光束；

所述图像采集仪设置于检测室的顶部，用于从样品腔的上方采集位于样品腔内待检测样品随滚筒转动过程中的多个旋转角度透射图像，并将所述透射图像发送至处理模块；

所述处理模块，用于根据所述透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比，根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度；

所述处理模块具体用于：

根据所述透射图像，提取多个角度的蛋黄区域投影面积比，并根据所述多个角度的蛋黄区域投影面积比确定平均值作为蛋黄区域投影面积比的综合值；

将所述综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据所述哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

2.根据权利要求1所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述滚筒的外周包覆有一层防滑垫。

3.根据权利要求1所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述第一挡板相对的内侧均安装有缓冲垫。

4.根据权利要求1所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述第一挡板与检测台之间通过丝杆机构滑动连接；所述丝杆机构包括安装于检测台上的双向电机、沿垂直于滚筒的方向开设于检测台内的移动槽、转动设置于所述移动槽内的双向螺杆以及螺纹安装于所述双向螺杆上的一对第一挡板，所述双向螺杆与双向电机连接，所述第一挡板滑动安装于所述移动槽内，所述双向螺杆在双向电机的驱动作用下转动进而带动一对第一挡板在移动槽内做相对或相反运动，以夹持住不同尺寸的待检测样品。

5.根据权利要求1所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述检测台与检测室之间通过滑槽滑块机构滑动连接，所述滑槽滑块机构包括相配置的滑槽和滑块，滑槽和滑块中的一方设置于检测台两侧，另一方设于检测室内部的两侧。

6.根据权利要求1所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述装置还包括控制箱、显示屏和操作面板，所述控制箱固定设置于检测装置本体上方，所述处理模块设置于控制箱内，所述显示屏设置于控制箱上，所述操作面板设置于检测装置本体上，所述操作面板上设有功能按键。

7.根据权利要求6所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测装置，其特征在于，所述透射图像具体为样品旋转一周时，角度依次相差90°的四个角度的透射图像。

8.一种基于权利要求1-7任一项所述装置的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，其特征在于，包括：

接收到启动指令后，控制电机带动滚筒旋转；

通过图像采集仪获取样品被滚筒驱动而转动过程中的多个旋转角度的透射图像；

根据所述多个旋转角度的透射图像，分别提取多个蛋黄区域投影面积比；

根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度。

9.根据权利要求8所述的基于蛋黄特征的鸭蛋新鲜度无损检测方法，其特征在于，所述多个旋转角度的透射图像具体为角度依次相差90°的四个角度的透射图像，相应地，所述根据多个蛋黄区域投影面积比计算得到蛋黄区域投影面积比的综合值，并根据所述综合值确定待检测样品的新鲜度，包括：

根据角度依次相差90°的四个角度的投影面积比，计算平均值得到蛋黄区域投影面积比的综合值；

将所述综合值输入基于哈夫单位拟合的线性模型，得到样品的哈夫单位值，根据所述哈夫单位值确定待检测样品的新鲜度。

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