DE19936032C1 - Image processing determines the quality of meat within a pig cadaver by calculation of lean meat content between fixed points - Google Patents
Image processing determines the quality of meat within a pig cadaver by calculation of lean meat content between fixed pointsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezeichnet ein Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften mittels optischer Bildver arbeitung, das insbesondere zur Klassifizierung und Han delswertbestimmung von Schlachtschweinhälften einsetzbar als auch prinzipiell bei anderen Groß- und Kleinschlacht tieren anwendbar ist.The invention relates to a method for assessing the Quality of halves of slaughter by means of optical image processing work, especially for classification and Han Detection value of slaughter pig halves can be used as well as in principle in other large and small battles animals is applicable.
In Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetrieben werden Schlachtschweinhälften, zumeist am Haken hängend, regi striert, gewogen sowie gemäß einer amtlichen Handelsklas seneinstufung durch Erfassen der Speck- und Fleischdicke an landesspezifisch gesetzlich vorgegebenen Stellen bewertet. Unter Einbeziehung einer Vielzahl weiterer, zumeist nicht standardisierter, spezifischer Parameter des Schlachttier körpers erfolgt zudem eine Handelswertbestimmung.In slaughterhouses and meat processing plants Halves of slaughter pigs, mostly hanging on a hook, regi marked, weighed and according to an official trade class grading by recording the bacon and meat thickness country-specific statutory positions. Including a large number of others, mostly not standardized, specific parameters of the slaughter animal a commercial value is also determined in the body.
Neben manuellen Methoden zur Bestimmung der Speck- und Fleischdicke an Schachtierhälften sind verschiedene Verfah ren zur Klassifizierung aus dem Stand der Technik bekannt, die das Prinzip der optischen Bildverarbeitung nutzen.In addition to manual methods for determining the bacon and Meat thickness on the halves of the shaft are different ren known for classification from the prior art, who use the principle of optical image processing.
Die Druckschriften DD 2 98 310 A5, DE 41 31 556 C2 sowie DE 41 09 345 C2 beschreiben Verfahren zur Bestimmung bzw. Analyse von Schlachttierkörperhälften durch Bildverarbei tung, bei dem die äußere Kontur, Speckschicht, Fleisch- und Rückenspeckverhältnis ermittelt werden, indem Aufnahmen von der Schlachttierhälfte mit Wirbelsäule und allen Zwischen wirbelschichten angefertigt werden. Als Fixpunkt zur Er mittlung der Parameter für die Zerlegung und Klassifizie rung wird vom Kreuzbein der Wirbelsäule ausgegangen, das ebenso wie die anderen Wirbel mittels Objektanalyse be stimmt wird. Nachteilig an diesen Verfahren ist zum einen der hohe rechentechnische Aufwand zur Objektanalyse mit vordefinierten Kontur- und Objektparametern, andererseits läßt sich das Kreuzbein als Fixpunkt bei auftretenden Spaltfehlern im realen Verarbeitungsprozeß nicht immer hin reichend sicher selektieren.The publications DD 2 98 310 A5, DE 41 31 556 C2 and DE 41 09 345 C2 describe methods for determining or Analysis of carcass halves by image processing in which the outer contour, bacon layer, meat and Back fat ratio can be determined by taking pictures of the slaughter animal half with spine and all intermediate fluidized beds are made. As a fixed point for Er averaging the parameters for the decomposition and classification the sacral spine, the just like the other vertebrae using object analysis is true. One disadvantage of this method is the high computational effort for object analysis predefined contour and object parameters, on the other hand the sacral bone can be used as a fixed point in those Splitting errors do not always occur in the real processing process select with sufficient certainty.
In der Druckschrift DE 197 33 216 C1 wird ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttierhälften durch optische Bildverar beitung beschrieben, das in Anlehnung an die klassische Zweipunkt-Methode eine Klassifizierung anhand einer opti schen Bildauswertung der erweiterten Lendenregion unter Ausschluß subjektiver Fehlerquellen ermöglicht. Die Schätz genauigkeit zur Bewertung und somit zur Klassifizierung wurde gegenüber den bisher bekannten Bewertungsverfahren damit nicht verbessert.In the document DE 197 33 216 C1 a method for Evaluation of halves of slaughter by optical image processing processing described, based on the classic Two-point method a classification based on an opti image analysis of the extended lumbar region Exclusion of subjective sources of error enabled. The estimates accuracy for evaluation and thus for classification was compared to the previously known evaluation methods not improved with it.
Aus der älteren Anmeldung 198 47 232.3, nachveröffentlicht in der DE 198 47 232 A1 ist ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttier hälften durch optische Bildverarbeitung zu entnehmen, bei dem ein photogrammetrisches Verfahren als Nachbildung der her kömmlichen Zweipunkt-Methode zur Bewertung eingesetzt wird. In der Lenden- und Schinkenregion werden zwei markante Punkte, von denen der erste das körperseitige Ende des Schloßknochens ist, der zweite das körperseitige Ende des MGM (Musculus Gluteus Medium) darstellt und eine Gerade mit der Richtung des mittleren Verlaufs des Rückenspecks, pho togrammetrisch erfaßt. Zur eigentlichen Bewertung werden die Längen von Teilstrecken genutzt, die sich auf einer Senkrechten auf der zum Schloßknochen parallel verschobenen Geraden in Höhe des zweiten markanten Punktes durch die Dic ke des Rückenspecks ergeben. Bei diesem Verfahren werden zwar die subjektiven Meßfehler der manuell durchgeführten ZP-Methode ausgeschlossen, die Schätzgenauigkeit zur Bewer tung wird jedoch nicht erhöht.From the earlier application 198 47 232.3, republished in DE 198 47 232 A1 is a procedure for evaluating slaughter animals halves by optical image processing, in which a photogrammetric process as a replica of the conventional two-point method is used for evaluation. In the loin and ham region, two striking ones Points, the first of which is the body end of the Lock bone, the second is the end of the body MGM (Gluteus Medium) represents and a straight line with the direction of the middle course of the back fat, pho recorded grammatically. For the actual evaluation the lengths of sections that are used on a Vertical on the one parallel to the lock bone Straight line at the second prominent point through the Dic ke of the bacon result. In this procedure the subjective measurement errors of those carried out manually ZP method excluded, the estimation accuracy to the evaluator tion is not increased, however.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, das mittels optischer Bildverarbeitung eine au tomatische Qualitätsbeurteilung von Schlachttierhälften, insbesondere von Schlachtschweinen, gewährleistet, wobei ge genüber den bekannten Verfahren eine höhere reproduzierbare Schätzgenauigkeit erzielt wird, die durch Fehler im Spalt prozeß des Schlachttiers nur unwesentlich, durch nicht ab solut senkrechte Bilderfassung zur Spaltebene nicht beein flußt werden kann.The object of the invention is to develop a Process that an au tomato quality assessment of halves of slaughtered animals, in particular of slaughter pigs, where ge a higher reproducible compared to the known methods Estimation accuracy is achieved by errors in the gap process of the slaughter animal only insignificant, not by image acquisition perpendicular to the splitting plane does not affect can be flowed.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The object is achieved by those listed in claim 1 Features resolved. Preferred further developments result from the subclaims.
Das Wesen der Erfindung besteht in der photogrammetrischen Auswertung einer optischen Aufnahme der Schlachttierhälfte in der Spaltebene, im Bereich der Schinken-Lendenregion. In diesem Bereich sind der Schloßknochen und die Wirbel op tisch erkennbar, der Musculus Gluteus Medium und der Rüc kenspeck durch die Farb- und Helligkeitsunterschiede zu an deren Gewebepartien optisch stets selektierbar, wodurch de ren sichere rechentechnische Selektierbarkeit gegeben ist. Für die photogrammetrische Auswertung werden als markante Bezugspunkte die Wirbelsäule, der Schloßknochen, die dünn ste Speckdicke am MGM und die Konturen des Rückenspecks im ausgewählten Bereich genutzt.The essence of the invention is photogrammetric Evaluation of an optical image of the slaughter animal half in the fissure level, in the area of the ham-loin region. In in this area are the lock bone and the vertebrae op recognizable on the table, the Gluteus Medium muscle and the back kenspeck due to the color and brightness differences whose tissue sections are always optically selectable, so that de secure computing selectability is given. For the photogrammetric evaluation are considered distinctive Points of reference are the spine, the lock bone, the thin thickness of the bacon on the MGM and the contours of the bacon in the selected area.
Der zur Beurteilung der Qualität maßgebliche Magerfleisch anteil wird durch die Summe von zueinander ins Verhältnis gesetzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senk rechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speck schicht unter Einbeziehung von aus Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkon stanten berechnet.The lean meat that is used to assess the quality proportion is the sum of the relationship set, lower to the straight course of the spinal canal right sections in the area of meat and bacon layer including regression calculations determined constants for each term and a basic con averages calculated.
Die Bestimmung der für die Berechnung erforderlichen Teil strecken erfolgt, indem eine Gerade mit der Richtung des letzten, geraden Abschnitts der Wirbelsäule in die Mitte des Rückenmarkkanals als erste Ausgangslinie für die Mes sungen, gelegt wird. Auf dieser Geraden wird als zweite Ausgangslinie eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur errichtet, deren innere Verlängerung den unte ren Punkt des Schloßknochens tangential berührt.Determining the part required for the calculation stretching is done by a straight line with the direction of the last straight section of the spine to the middle of the spinal canal as the first starting line for the measurement sung, is laid. On this straight line is the second Starting line a vertical route to the outer one Bacon contour built, the inner extension of the bottom touches the point of the lock bone tangentially.
Parallel zur zweiten Ausgangslinie werden weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur begrenzt sind, in Höhe des schwanzseitigen Endes des letzten Wirbels, der dünnsten Speckschicht am MGM, zwi schen dem letzten und vorletzten Wirbel, als auch zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel berechnet. Die Länge der Teilstrecken der zweiten Ausgangslinie sowie der dazu parallelen weiteren Strecken ergibt sich durch deren Schnittpunkt mit der Speckinnenkonturlinie zwischen Speck und Fleisch.Parallel to the second exit line, further routes their lengths from the first starting line and the outer Bacon contour are limited, at the level of the tail end of the last vertebra, the thinnest layer of bacon on the MGM, between between the last and penultimate vertebrae, as well as between the penultimate and third to last vertebrae. The length the sections of the second exit line and the one to it parallel further routes result from their Intersection with the inner bacon contour line between bacon and meat.
Vorstellbar ist auch die Handelsklassenbestimmung mittels der im Folgeschritt möglichen Querschnittsflächenberechnung aus den Teilstrecken sowie den zugeordneten Strecken auf der ersten Ausgangslinie anhand charakteristischer Verhält nisgrößen von Speckschichtpartien und von durch die Speck innenkontur, den Schloßknochen, den vorletzten Wirbel be grenzten Teilflächen zu bestimmen.It is also conceivable to determine the trade class using the cross-sectional area calculation possible in the subsequent step from the partial routes and the assigned routes the first starting line based on a characteristic ratio Sizes of bacon layers and through the bacon inner contour, the lock bone, the penultimate vertebra to determine bounded partial areas.
Alternativ können auch die Verhältnisse der Streckenlängen der Diagonalen von Teilflächen zueinander zur Bestimmung genutzt werden.Alternatively, the ratios of the track lengths can also be used the diagonals of partial areas to each other for determination be used.
Die Vorteile der Erfindung bestehen durch die Bestimmung von Streckenverhältnissen zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften insbesondere in der Eliminierung von Fehlerquellen durch nicht absolut senkrechte Aufnahmen in der Spaltebene, die sonst zu Fehlbewertungen und Fehlklas sifizierungen führen. Spaltfehler im Schlachtprozeß beein flussen die Bewertung kaum. Die Schätzgenauigkeit wird we sentlich erhöht, wodurch eine genauere, höhere Qualität der Bewertung erzielt wird.The advantages of the invention exist through the determination of route conditions to assess the quality of Halves of slaughter in particular in the elimination of Sources of error due to not absolutely vertical recordings in the splitting level, which otherwise leads to incorrect evaluations and incorrect class lead to certification. Gap errors in the slaughter process affect the assessment hardly flows. The estimation accuracy becomes we considerably increased, resulting in a more accurate, higher quality of Evaluation is achieved.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von Fig. 1 als Aufnahmebereich für die Bewertung näher erläutert.The invention is explained in more detail as an exemplary embodiment with reference to FIG. 1 as a recording area for the evaluation.
Nach Fig. 1 wird ein Bildbereich 1 der Schinken- und Lenden region einer Schlachttierhälfte photogrammetrisch ausgewer tet, der deren gesamte Breite, das körperseitige Ende des Schloßknochens 2 und das untere Ende der Wirbelsäule 3 mit Wirbeln erfaßt.According to Fig. 1, an image region 1, the ham and loin region of a slaughtered animal half photogrammetrically ausgewer tet which detects its entire width, the body side end of the pin bone 2 and the lower end of the spine 3 with vertebrae.
In die Mitte des Rückenmarkkanals wird eine Gerade 4 mit der Richtung des geraden Abschnitts der Wirbelsäule 3 als erste Ausgangslinie für die Messungen gelegt. Auf dieser Geraden 4 wird als zweite Ausgangslinie 5 eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur 6 errichtet, wobei eine innere Verlängerung 7 der zweiten Ausgangslinie 5 den unte ren Punkt des Schloßknochen 2 tangential berührt.In the middle of the spinal canal, a straight line 4 is laid with the direction of the straight section of the spine 3 as the first starting line for the measurements. On this straight line 4 , a vertical line up to the outer bacon contour 6 is established as the second starting line 5 , an inner extension 7 of the second starting line 5 tangentially touching the lower point of the lock bone 2 .
Parallel zur zweiten Ausgangslinie 5 werden vier weitere Strecken berechnet, deren Längen ebenfalls von der Geraden 4 als erste Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur 6 be grenzt sind. Eine erste Parallele 8 wird in Höhe der dünn sten Speckschicht am MGM, eine zweite Parallele 9 am schwanzseitigen Ende des letzten Wirbels der Wirbelsäule 3, eine dritte Parallele 10 zwischen dem letzten und vorletz ten Wirbel der Wirbelsäule 3 und eine vierte Parallele 11 zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel der Wirbel säule 3 berechnet. Die zweite Ausgangslinie 5 sowie die Pa rallelen 8; 9; 10; 11 werden von der Speckinnenkonturlinie 12 geschnitten, wodurch Teilstrecken entstehen. Auf der zweiten Ausgangslinie 5 sind hierdurch Teilstrecken st1 13 und st2 14 bestimmt. Weiterhin bestimmen die Schnittpunkte die Länge der äußeren Teilstrecke stzp 15 der ersten Paral lelen 8, die der dünnsten Speckdicke am Musculus Gluteus Medium 16 entspricht, die Länge einer inneren Teilstrecke stk 17 auf der zweiten Parallelen 9, die Längen der Teil strecken st3 18 und st4 19 auf der dritten Parallele 10 so wie auf der vierten Parallele 11 die Längen der Teilstrec ken st5 19 und st6 20.Parallel to the second starting line 5 , four further routes are calculated, the lengths of which are also limited by the straight line 4 as the first starting line and the outer bacon contour 6 . A first parallel 8 is at the height of the thinnest layer of fat on the MGM, a second parallel 9 at the tail-side end of the last vertebra of the spine 3 , a third parallel 10 between the last and penultimate vertebrae of the spine 3 and a fourth parallel 11 between the penultimate and third last vertebrae of vertebral column 3 are calculated. The second output line 5 and the Pa rallelen 8 ; 9 ; 10 ; 11 are cut by the inner contour line 12 of the bacon, whereby partial sections are created. Sub-sections st1 13 and st2 14 are hereby determined on the second output line 5 . Furthermore, the intersections determine the length of the outer section stzp 15 of the first parallel lines 8 , which corresponds to the thinnest bacon thickness on the gluteus medium 16 muscle, the length of an inner section stk 17 on the second parallel 9 , the lengths of the sections stretch st3 18 and st4 19 on the third parallel 10 as well as on the fourth parallel 11 the lengths of the partial distances st5 19 and st6 20 .
Der Magerfleischanteil (mfa) wird z. B. nach der Formel:
The lean meat portion (mfa) is z. B. according to the formula:
berechnet, der unmittelbar zur Bewertung genutzt wird und zur Handelsklasseneinstufung dient.calculated, which is used directly for evaluation and serves for the classification of trading classes.
Die Konstanten p0, p1, p2, p3, p8, p9 sind durch Regressi onsberechnungen mittels eines standardisierten Statistik programms, wie zum Beispiel Microsoft Excel®, aus dem tat sächlichen Magerfleischanteil von Schlachttierhälften als Referenzgrößen berechnet.The constants p0, p1, p2, p3, p8, p9 are by regressions ons calculations using standardized statistics programs such as Microsoft Excel® neuter lean meat content of halves of slaughter as Reference sizes calculated.
Eine Handelswertbestimmung ist mittels des Verhältnisses von Flächen bzw. der Streckenlängen deren Begrenzung eben falls realisierbar. Hierzu werden beispielsweise die Größen der von dei Geraden 4, der Speckinnenkonturlinie 12, der Teilstrecken st1 13 und st3 18 begrenzten Fläche zu der des Specks zwischen den Teilstrecken st2 14 und st4 19 berech net sowie ein Koeffizient, der mit dem Handelswert korre spondiert, ermittelt. Alternativ ist der Handelswert mit tels Koeffizienten aus den Werten für die Diagonalen dieser Flächen bestimmbar. A commercial value determination can also be realized by means of the ratio of areas or the lengths of the lines, the limitation of which. For this purpose, for example, the sizes of the area delimited by the straight lines 4 , the inner bacon contour line 12 , the sections st1 13 and st3 18 to the area of the bacon between the sections st2 14 and st4 19 are calculated, and a coefficient which corresponds to the commercial value is determined . Alternatively, the trade value can be determined using coefficients from the values for the diagonals of these areas.
11
Bildbereich
Image area
22nd
Schloßknochen
Lock bone
33rd
Wirbelsäule
Spine
44th
Gerade
Just
55
zweite Ausgangslinie
second starting line
66
äußere Speckkontur
outer bacon contour
77
innere Verlängerung der zweiten Ausgangslinie inner extension of the second starting line
55
88th
erste Parallele
first parallel
99
zweite Parallele
second parallel
1010th
dritte Parallele
third parallel
1111
vierte Parallele
fourth parallel
1212th
Speckinnenkonturlinie
Bacon inner contour line
1313
st1
st1
1414
st2
st2
1515
äußere Teilstrecke (stzp)
outer section (stzp)
1616
Musculus Gluteus Medium - MGM
Gluteus Medium muscle - MGM
1717th
stk
pcs
1818th
st3
st3
1919th
st4
st4
2020th
st5
st5
2121
st6
st6
Claims (4)
daß als markante Bezugspunkte die Wirbelsäule (3) mit Rüc kenmarkkanal, die körperseitig untere Stelle des Schloßkno chens (2), die dünnste Speckdicke am MGM (16) und die Kontu ren des Rückenspecks (6; 12) im ausgewählten Bereich ge nutzt werden,
daß eine Gerade (4) mit der Richtung des letzten, geraden Abschnitts der Wirbelsäule (3) in die Mitte des Rückenmark kanals als erste Ausgangslinie für die Messungen gelegt wird, auf dieser Geraden (4) als zweite Ausgangslinie (5) eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur (6) er richtet wird, wobei eine innere Verlängerung (7) der zwei ten Ausgangslinie (5) den unteren Punkt des Schloßknochens (2) tangential berührt, parallel zur zweiten Ausgangslinie (5) weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangs linie und der äußeren Speckkontur (6) begrenzt sind, in Hö he des schwanzseitigen Endes letzten Wirbels der Wirbel säule (3), der dünnsten Speckschicht am MGM (16), zwischen dem letzten und vorletzten Wirbel der Wirbelsäule (3), als auch zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel der Wirbelsäule (3) berechnet werden, wobei sich die Länge von Teilstrecken der zweiten Ausgangslinie (5) sowie der dazu parallelen weiteren Strecken durch deren Schnittpunkt mit der Speckinnenkonturlinie (12) ergeben, und
daß der zur Bewertung maßgebliche Magerfleischanteil durch Addition von Summanden von zueinander ins Verhältnis ge setzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senkrech ter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speck schicht unter Einbeziehung von mittels Regressionsberech nungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkonstante berechnet wird.1. A method for assessing the quality of halves of slaughter by means of optical image processing, different types of tissue being selected by computer technology and specific parameters for evaluation being determined by photogrammetric evaluation of an optical image in their slitting plane in the ham-loin region, characterized in that
that the striking reference points are the spine ( 3 ) with the spinal canal, the lower part of the lock bone on the body side ( 2 ), the thinnest fat thickness on the MGM ( 16 ) and the contours of the back fat ( 6 ; 12 ) in the selected area.
that a straight line ( 4 ) with the direction of the last straight section of the spine ( 3 ) in the middle of the spinal canal is placed as the first starting line for the measurements, on this straight line ( 4 ) as the second starting line ( 5 ) a vertical distance to to the outer bacon contour ( 6 ) it is aimed, an inner extension ( 7 ) of the two th starting line ( 5 ) touches the lower point of the lock bone ( 2 ) tangentially, parallel to the second starting line ( 5 ) further distances, the lengths of which are from the first Starting line and the outer bacon contour ( 6 ) are limited, in the height of the tail-side end of the last vertebrae of the spine ( 3 ), the thinnest layer of bacon on the MGM ( 16 ), between the last and penultimate vertebrae of the spine ( 3 ), as well between the penultimate and third-last vertebrae of the spine ( 3 ) are calculated, the length of sections of the second starting line ( 5 ) and the other parallel to it Stretch through their intersection with the inner bacon contour line ( 12 ), and
that the portion of lean meat relevant for the evaluation is calculated by adding summands of partial sections in the area of the meat and the bacon layer that are perpendicular to the straight course of the spinal cord canal, including constants determined for each term and a basic constant using regression calculations.
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