WO2001008500A1 - Verfahren zur beurteilung der qualität von schlachttierhälften - Google Patents

Verfahren zur beurteilung der qualität von schlachttierhälften Download PDF

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    • A22—BUTCHERING; MEAT TREATMENT; PROCESSING POULTRY OR FISH
    • A22B—SLAUGHTERING
    • A22B5/00—Accessories for use during or after slaughtering
    • A22B5/0064—Accessories for use during or after slaughtering for classifying or grading carcasses; for measuring back fat
    • A22B5/007—Non-invasive scanning of carcasses, e.g. using image recognition, tomography, X-rays, ultrasound
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G01N33/12—Meat; Fish

Definitions

  • the invention relates to a method for assessing the quality of halves of slaughter by means of optical image processing, which can be used in particular for classifying and determining the commercial value of halves of slaughter pigs and can also be used in principle with other large and small slaughter animals.
  • slaughtered pork halves In slaughterhouses and meat processing plants, slaughtered pork halves, mostly hanging on the hook, are registered, weighed and evaluated in accordance with an official trade class classification by recording the thickness of bacon and meat at country-specific statutory locations. A commercial value is also determined by including a large number of other, mostly non-standardized, specific parameters of the carcass.
  • the documents DD 298 310 A5 / DE 41 31 556 C2 and DE 41 09 345 C2 describe a method for the determination or analysis of carcass halves by image processing, in which the outer contour, fat layer, meat and back fat ratio are determined by taking pictures of the Half of the slaughtered animal with spine and all intervertebral layers.
  • the parameters for the decomposition and classification are taken from the sacrum of the spine, which, like the other vertebrae, is determined using object analysis.
  • the disadvantage of this method is, on the one hand, the high computational complexity for object analysis with predefined contour and object parameters, and on the other hand, the sacrum cannot always be selected with sufficient certainty in the real processing process in the event of splitting errors.
  • the publication DE 197 33 216 Cl describes a method for evaluating slaughtered animal halves by means of optical image processing which, based on the classic two-point method, enables classification based on an optical image evaluation of the expanded lumbar region with the exclusion of subjective sources of error.
  • the estimation accuracy for the evaluation and thus for the classification was not improved compared to the previously known evaluation methods.
  • a method for evaluating halves of slaughtered animals by optical image processing is also known, in which a photogrammetric method is used as a replica of the conventional two-point method for evaluation.
  • a photogrammetric method is used as a replica of the conventional two-point method for evaluation.
  • two prominent points the first of which is the body-side end of the lock bone, the second of which is the body-side end of the MGM (Muscle Gluteus Medium) and a straight line with the direction of the middle course of the back fat, are photogrammetric detected.
  • the lengths of sections that are on a Make perpendicular to the straight line parallel to the lock bone at the height of the second striking point through the thickness of the back fat.
  • the object of the invention is to develop a method which ensures an automatic quality assessment of halves of slaughter animals, in particular slaughter pigs, by means of optical image processing, a higher reproducible estimation accuracy being achieved compared to the known methods, which is only insignificant due to errors in the slaughtering process of the slaughter animal, cannot be influenced by image acquisition that is not absolutely perpendicular to the splitting plane.
  • the essence of the invention consists in the photogrammetric evaluation of an optical image of the half of the slaughter animal in the crevice level, in the area of the loin region.
  • the lock bone and vertebrae are optically recognizable, the gluteus medium muscle and the back bacon are always optically selectable due to the differences in color and brightness compared to other tissue areas, which means that their computational selectability is guaranteed.
  • the spine, the lock bone, the thin thickness of the bacon on the MGM and the contours of the bacon in the selected area are the photogrammetric evaluation.
  • the lean meat content which is decisive for the assessment of the quality, is calculated by the sum of the sections of the meat and the bacon layer, which are set in relation to each other and perpendicular to the straight course of the spinal canal, including constants for each term and a basic constant determined from regression calculations.
  • the sections required for the calculation are determined by laying a straight line with the direction of the last, straight section of the spine in the middle of the spinal canal, as the first starting line for the measurements. On this straight line, as a second starting line, a vertical section is built up to the outer bacon contour, the inner extension of which touches the lower point of the lock bone tangentially.
  • the ratios of the line lengths of the diagonals of partial areas to one another can also be used for the determination.
  • the advantages of the invention consist in the determination of distance conditions for assessing the quality of halves of slaughter animals, in particular in the elimination of sources of error by not absolutely perpendicular recordings in the splitting plane, which otherwise lead to incorrect evaluations and incorrect classifications. Gap errors in the slaughter process hardly influence the assessment. The estimation accuracy is significantly increased, whereby a more precise, higher quality of the evaluation is achieved.
  • the invention is explained in more detail as an exemplary embodiment with reference to FIG. 1 as a recording area for the evaluation.
  • an image area 1 of the ham and lumbar region of a half of a slaughter animal is evaluated photogram ⁇ .etrically, which covers its entire width, the body-side end of the lock bone 2 and the lower end of the spine 3 with vertebrae.
  • 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.
  • a vertical line up to the outer bacon contour 6 is set up as the second starting line 5, one inner extension 7 of the second starting line 5 tangentially touches the lower point of the lock bone 2.
  • a first parallel 8 is at the level of the thinnest layer of fat on the MGM, a second parallel 9 at the tail-side end of the last vertebra of spine 3, a third parallel 10 between the last and penultimate vertebrae of spine 3 and a fourth parallel 11 between the penultimate and third to last vertebrae of spine 3 are calculated.
  • the second starting line 5 and the parallels 8; 9; 10; 11 are cut by the inner contour line 12 of the bacon, whereby partial sections are created. In this way, sections stl 13 and st2 14 are determined on the second output line 5.
  • intersection points determine the length of the outer section stzp 15 of the first parallel 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 section st3 18 and st4 19 the third parallel 10 and the fourth parallel 11 the lengths of the sections st5 19 and st6 20.
  • the constants pO, pl, p2, p3, p8, p9 are determined by regression calculations using a standardized statistical Program, such as Microsoft Excel, calculated from the actual lean meat content of half of the Schlaciittier as reference values.
  • a commercial value determination can also be carried out by means of the ratio of areas or the lengths of the lines, the limits of which.
  • Sections stl 13 and st3 18 of the area limited to that of the bacon between sections st2 14 and st4 19 are calculated and a coefficient corresponding to the commercial value is determined.
  • the trade value can be determined using coefficients from the values for the diagonals of these areas.

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Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, das mittels optischer Bildverarbeitung eine automatische Qualitätsbeurteilung von Schlachttierhälften, insbesondere von Schlachtschweinen gewährleistet, wobei gegenüber den bekannten Verfahren eine höhere reproduzierbare Schätzgenauigkeit erzielt wird, die durch Fehler im Spaltprozess des Schlachttiers nur unwesentlich, durch nicht absolut senkrechte Bilderfassung zur Spaltebene nicht beeinflusst werden kann. Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass eine optische Aufnahme der Schlachttierhälfte in der Spaltebene, im Bereich der Schinken-Lendenregion photogrammetrisch ausgewertet wird. Als markante Bezugspunkte werden die Wirbelsäule (3), der Schlossknochen (2), die dünnste Speckdicke am MGM (16) und die Konturen des Rückenspecks (6; 12) im ausgewählten Bereich genutzt. Der zur Beurteilung der Qualität massgebliche Magerfleischanteil wird durch Addition von zueinander ins Verhältnis gesetzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senkrechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speckschicht unter Einbeziehung von aus Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkonstante berechnet.

Description

Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften
Die Erfindung bezeichnet ein Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften mittels optischer Bildver- arbeitung, das insbesondere zur Klassifizierung und Handelswertbestimmung von Schlachtschweinhälften einsetzbar ι als auch prinzipiell bei anderen Groß- und Kleinschlacht - tieren anwendbar ist.
In Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetrieben werden Schlachtschweinhälften, zumeist am Haken hängend, registriert, gewogen sowie gemäß einer amtlichen Handelsklasseneinstufung 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.
Neben manuellen Methoden zur Bestimmung der Speck- und Fleischdicke an Schachtierhälften sind verschiedene Verfahren zur Klassifizierung aus dem Stand der Technik bekannt, die das Prinzip der optischen Bildverarbeitung nutzen.
Die Druckschriften DD 298 310 A5 / DE 41 31 556 C2 sowie DE 41 09 345 C2 beschreiben ein Verfahren zur Bestimmung bzw. Analyse von Schlachttierkörperhälften durch Bildverarbeitung, bei dem die äußere Kontur, Speckschicht, Fleisch- und Rückenspeckverhältnis ermittelt werden, indem Aufnahmen von der Schlachttierhälfte mit Wirbelsäule und allen Zwischenwirbelschichten angefertigt werden. Als Fixpunkt zur Er- mittlung der Parameter für die Zerlegung und Klassifizierung wird vom Kreuzbein der Wirbelsäule ausgegangen, das ebenso wie die anderen Wirbel mittels Objektanalyse bestimmt wird. Nachteilig an diesem 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 hinreichend sicher selektieren.
In der Druckschrift DE 197 33 216 Cl wird ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttierhälften durch optische Bildverarbeitung beschrieben, das in Anlehnung an die klassische Zweipunkt-Methode eine Klassifizierung anhand einer optischen Bildauswertung der erweiterten Lendenregion unter Ausschluß subjektiver Fehlerquellen ermöglicht. Die Schätzgenauigkeit zur Bewertung und somit zur Klassifizierung wurde gegenüber den bisher bekannten Bewertungsverfahren damit nicht verbessert.
Es ist auch ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttier- hälften durch optische Bildverarbeitung bekannt, bei dem ein photogrammetrisches Verfahren als Nachbildung der herkömmlichen 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 Gerade in Höhe des zweiten markanten Punktes durch die Dik- ke des Rückenspecks ergeben. Bei diesem Verfahren werden zwar die subjektiven Meßfehler der manuell durchgeführten ZP-Methode ausgeschlossen, die Schätzgenauigkeit zur Bewertung wird jedoch nicht erhöht.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, das mittels optischer Bildverarbeitung eine automatische Qualitätsbeurteilung von Schlachttierhälften, insbesondere von Schlachtschweinen gewährleistet, wobei gegenüber den bekannten Verfahren eine höhere reproduzierbare Schätzgenauigkeit erzielt wird, die durch Fehler im Spalt- prozeß des Schlachttiers nur unwesentlich, durch nicht absolut senkrechte Bilderfassung zur Spaltebene nicht beein- flußt werden kann.
Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das Wesen der Erfindung besteht in der photogrammetrischen Auswertung einer optischen Aufnahme der Schlachttierhälfte in der Spaltebene, im Bereich der Schinker.-Lendenregion. In diesem Bereich sind der Schloßknochen und die Wirbel optisch erkennbar, der Musculus Gluteus Medium und der Rük- kenspeck durch die Färb- und Helligkeitsunterschiede zu an- deren Gewebepartien optisch stets selektierbar, wodurch deren 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.
Der zur Beurteilung der Qualität maßgebliche Magerfleischanteil wird durch die Summe von zueinander ins Verhältnis gesetzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senkrechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speckschicht unter Einbeziehung von aus Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkonstante berechnet. Die Bestimmung der für die Berechnung erforderlichen Teilstrecken erfolgt, indem eine Gerade mit der Richtung des letzten, geraden Abschnitts der Wirbelsäule in die Mitte des Rückenmarkkanals, als erste Ausgangslinie für die Messungen, gelegt wird. Auf dieser Geraden wird als zweite Ausgangslinie eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur errichtet, deren innere Verlängerung den unteren Punkt des Schloßknochens tangential berührt. Parallel zur zweiten Ausgangslinie werden weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur begrenzt sind, in Höhe des schwanzseitigen Ende des letzten Wirbels, der dünnsten Speckschicht am MGM, zwischen 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.
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 Speckinnenkontur, dem Schloßknochen, dem vorletzten Wirbel begrenzten Teilflächen zu bestimmen.
Alternativ können auch die Verhältnisse der Streckenlängen der Diagonalen von Teilflächen zueinander zur Bestimmung genutzt werden. ι
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 Fehlklassifizierungen führen. Spaltfehler im Schlachtprozeß beeinflussen die Bewertung kaum. Die Schätzgenauigkeit wird wesentlich erhöht, wodurch eine genauere, höhere Qualität der Bewertung erzielt wird.
Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von Fig. 1 als Aufnahmebereich für die Bewertung näher erläutert.
Nach Fig .1 wird ein Bildbereich 1 der Schinken- und Lenden- region einer Schlachttierhälfte photogramπ.etrisch ausgewertet, der deren gesamte Breite, das körperseitige Ende des Schloßknochen 2 und das untere Ende der Wirbelsäule 3 mit Wirbeln erfaßt .
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 unteren Punkt des Schloßknochen 2 tangential berührt. 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 begrenzt sind. Eine erste Parallele 8 wird in Höhe der dünnsten 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 Wirbelsäule 3 berechnet. Die zweite Ausgangslinie 5 sowie die Parallelen 8; 9; 10; 11 werden von der Speckinnenkonturlinie 12 geschnitten, wodurch Teilstrecken entstehen. Auf der zweiten Ausgangslinie 5 sind hierdurch Teilstrecken stl 13 und st2 14 bestimmt. Weiterhin bestimmen die Schnittpunkte die Länge der äußeren Teilstrecke stzp 15 der ersten Parallelen 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 Teilstrecken st3 18 und st4 19 auf der dritten Parallele 10 sowie auf der vierten Parallele 11 die Längen der Teilstrek- ken st5 19 und st6 20. Der Magerfleischanteil (mfa) wird z.B. nach der Formel: st6 st5 stl st5 st6 st2 mfa = pO + pl + p2 + p3 + p5 + p8 + p9 stl stl stk stzp stzp stzp
berechnet, der unmittelbar zur Bewertung genutzt wird und zur Handelsklasseneinstufung dient.
Die Konstanten pO, pl, p2 , p3 , p8, p9 sind durch Regressi- onsberechnungen mittels eines standardisierten Statistik- Programms, wie zum Beispiel Microsoft Excel, aus dem tatsächlichen Magerfleischanteil von Schlaciittierhälften als Referenzgrößen berechnet .
Eine Handelswertbestimmung ist mittels des Verhältnisses von Flächen bzw. der Streckenlängen deren Begrenzung ebenfalls realisierbar. Hierzu werden beispielsweise die Größen dιer von der Geraden 4, der Speckinnenkonturlinie 12, der
Teilstrecken stl 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 korrespondiert, ermittelt. Alternativ ist der Handelswert mittels Koeffizienten aus den Werten für die Diagonalen dieser Flächen bestimmbar.
Verwendete Bezugszeichen
1 Bildbereich
2 Schloßknochen
3 Wirbelsäule 4 Gerade
5 zweite Ausgangslinie
6 äußere Speckkontur
7 innere Verlängerung der zweiten Ausgangslinie 5
8 erste Parallele 9 zweite Parallele
10 dritte Parallele
11 vierte Parallele
12 Speckinnenkonturlinie
13 stl 14 st2
15 äußere Teilstrecke (stzp)
16 Musculus Gluteus Medium - MGM
17 stk
18 st3 19 st4
20 st5
21 st6

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften mittels optischer Bildverarbeitung, wobei durch photogrammetrische Auswertung einer optischen Aufnahme in deren Spaltebene im Bereich der Schinken-Lendenregion unterschiedliche Gewebearten rechentechnisch selektiert und spezifische Parameter zur Bewertung ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als markante Bezugspunkte die Wirbelsäule (3) mit Rük- kenmarkkanal, die körperseitig untere Stelle des Schloßknochen (2) , die dünnste Speckdicke am MGM (16) und die Konturen des Rückenspecks (6; 12) im ausgewählten Bereich genutzt 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) errichtet wird, wobei eine innere Verlängerung (7) der zwei- ten Ausgangslinie (5) den unteren Punkt des Schloßknochen (2) tangential berührt, parallel zur zweiten Ausgangslinie (5) weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur (6) begrenzt sind, in Höhe des schwanzseitigen Ende des 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 senkrechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speckschicht unter Einbeziehung von mittels Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einerGrundkonstante berechnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Handelswertbestimmung mittels Flächenberechnung aus Teilstrecken sowie zugeordneten Strecken auf der Geraden (4) als erste Ausgangslinie anhand charakteristischer Verhältniswerte der Fläche von Speckschichtpartien und von durch die Speckinnenkonturlinie (12) , dem Schloßknochen (2) sowie dem vorletzten Wirbel der Wirbelsäule (3) begrenzten Teilflächen erfolgt.
3. Verfahren nach den Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verhältniswerte der Längen der Diagonalen von Teilflä- chen im Fleisch- und Speckbereich zueinander zur Handelswertbestimmung genutzt werden.
4. Verfahren nach den Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verhältniswerte der Längen von Strecken, die Teilflächen im Fleisch- und Speckbereich begrenzen, zueinander zur Handelswertbestimmung genutzt werden.
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