鸡蛋新鲜度与无损检测算法论文

本文针对目前国内鸡蛋品质检测与分级的技术相对落后的现象，设计了一种

无损、快速的鸡蛋新鲜度检测方法,为我国蛋品销售在国际市场的竞争力提供了技

术支持。 HM000092鸡蛋新鲜度与无损检测算法_51毕业设计网

通过不断地尝试，选择了透射性更好的卤素灯作为光源，加上聚光筒、暗箱、

数码相机、风扇等设备设计出了图像采集系统。并运用 MATLAB 软件，针对该采

集系统拍摄的鸡蛋图片，设计出了相应的图像处理及提取特征参数的方法，提取

出了鸡蛋的蛋黄图像，算出鸡蛋蛋黄面积与整蛋面积的比值，为判别鸡蛋的新鲜

度做准备。同时根据鸡蛋新鲜度的哈夫单位计算公式，对鸡蛋的哈夫值进行简易

测量。利用以上方法每天测取试验组鸡蛋蛋黄与整蛋面积的比值，和参照组鸡蛋

的哈夫值，利用 Excel 软件，对面积比值与鸡蛋贮藏的时间、哈夫值建立了一元线

性回归模型。

通过结论分析得出，本文采用的面积比值测量鸡蛋新鲜度的无损检测方法具

有实用意义，提高了检测的效率和精确度，但由于条件限制，仍然存在不少缺陷，

有待后续进一步研究。

关键词：MATLAB；图像处理；鸡蛋新鲜度；无损检测；Excel

第 第 2 2  章 鸡蛋品质无损检测方面的研究概述

目前用于禽蛋检测的技术有光特性检测技术、声学特性检测技术、神经网络

检测技术及机器视觉检测技术等。但真正得到广泛应用的几乎全部依靠手工进行，

以鸡蛋为例，它的好坏主要从以下几个方面进行判断：

① 外部品质。主要包括鸡蛋重量、和蛋形指数；

② 手感。同样大小的鸡蛋，陈蛋比鲜蛋轻，晃动时鲜蛋没有晃动感或声音；

③ 用液体检测。即在前文中提到的盐水浸泡检测比重；

④ 光照。即利用光学特性进行鸡蛋检测；查看完整请+Q:351916072获取

⑤ 破壳鉴别。即前文提到的哈夫单位的测量。

由于受人体感官功能的限制，手工方法不仅检测速度慢而且检测的准确率也

较低。近年来国内外不少学者和研究者积极探索和刻苦研究，致力于用一种简捷

高效的方法代替人工进行禽蛋品质检测。由于禽蛋的透光性和反射性良好，因此

借助光学特性可以实现禽蛋的无损检测。美国、日本、荷兰等国家利用光反射特

性检测技术和机器视觉检测技术的快速性、准确性和实用性，将其应用于禽蛋的

无损检测中，并取得了较大的进展，但国内的发展仍然比较缓慢。

以下是几种鸡蛋新鲜度检测的方法。

2.1  利用光特性对鸡蛋内部品质方面的研究

光学特性在鸡蛋新鲜度中的检测，主要是利用光的透射，折射反射的原理与

鸡蛋的新鲜度之间的关系，是一种通过数学模型建立其检测鸡蛋新鲜度的方法。

利用可见光谱的方法对鸡蛋新鲜度进行分析是从 20 世纪 60 年代开始的，吴

守一等（1989） [1] 利用鸡蛋的光特性对其新鲜度进行了研究，通过追踪鸡蛋新鲜

度试验，找出了透射率值和鸡蛋新鲜度指标（蛋黄指数、哈夫单位、挥发性盐基

氮）之间的对应关系，提出了鸡蛋的新鲜度因子的说法，并得出了相应的等级分

界值，为设计鸡蛋新鲜度无损检测和分级的提供了依据。

方如明等(1993) [2] 找出了蛋壳、整蛋以及内容物三者之间的透射特性关系，建

立了鸡蛋的光学模型，并初步确立了整蛋透射率、蛋壳颜色、鸡蛋几何参数与哈

夫值之间的相关关系。

Liu Y．等人(2002) [3] 通过波长范围为 400~800nm 的光波与鸡蛋内容物新鲜度

之间的相关性，获取了不同新鲜度的敏感波长对新鲜度进行评判的方法。

赵红霞等人(2004) [4] 利用鸡蛋超弱发光特性研究了其与鸡蛋新鲜度的关系，研

究发现，若用超弱光探测鸡蛋发光情况，在第 3 天不同鸡蛋的发光强度达到最大，

也就是说鸡蛋的活跃程度在第 3 天最强，鸡蛋的超弱发光性可以作为衡量鸡蛋生

化反应的综合指标，用来测定鸡蛋新鲜度，灵敏度高，方法简单，无损伤。

吴瑞梅等(2004) [5] 研究了光特性与不同品种鸡蛋新鲜度的相关关系，在无损状

态下利用光透射率追踪试验寻找新鲜度指标，在同样的贮存条件和光照下，分别

建立不同品种鸡蛋的光透射率与哈夫值的数学关系模型，发现了不同品种鸡蛋在

透射率和新鲜度上的递增关系，即鸡蛋光特性透射率越小，对应的哈夫值越小，

光特性透射率越大，对应的哈夫值越大。查看完整请+Q:351916072获取

Kemps(2006) [6] 等人用近红外透射光来测鸡蛋内部品质，通过分析近红外光谱，

并且测定相应的 pH 值以及哈夫值，通过偏最 d'--乘法建立与 pH 值和哈夫值的相

关系数分别为 0.86 和 0.82，得出利用 pH 值能更好的鉴别鸡蛋新鲜度。

王巧华等(2008) [7] 利用鸡蛋的光反射特性研究了其与新鲜度的关系，选取不同

新鲜程度的白壳和褐壳鸡蛋,用光谱仪分别采集带壳蛋和去壳液态整蛋的光谱反射

曲线,检测对应鸡蛋的新鲜度指标值。结果表明：带壳鸡蛋的壳色与光反射率密切

相关，不同壳色鸡蛋的光反射率具有差异明显；去壳液态整蛋的反射率与其新鲜

度有关，不同新鲜度的液态整蛋的光反射特性差异明显。

2.2  利用声学特性对鸡蛋新鲜度检测的研究

利用声学特性检测鸡蛋品质的原理是根据敲击鸡蛋所产生的声脉冲振动，做

频谱分析来研究鸡蛋的品质特性。鸡蛋新鲜度与无损检测算法_51毕业设计网

Sinha(1992) [8] 通过声学共磁特性，即对鸡蛋敲击所产生的声音来分析鸡蛋的蛋

黄小孔和裂纹。

Ketelaere 等(2000) [9] 利用声学脉冲共振特征频率特性来检测蛋壳的裂纹，通过

对整蛋的时间信号、频率信号、功率谱密度的分析，利用振动鸡蛋的球形动态特

性测量方法得到了有效检测鸡蛋裂纹的方法，检测裂纹精密度达到了小于 0.5%.

文友先等(2002) [10] 设计了鸭蛋破损检测系统，通过研究鸭蛋损壳蛋和未损壳蛋

的声学特性差异，得出了在滤波通带 500-6500Hz，好壳蛋频率为 5004-5500Hz 的

摘 摘 要  I查看完整请+Q:351916072获取

ABSTRACT . II

第 第 1  章  绪论 . 1

1.1 课题研究的背景和意义  1

1.2 研究的目的、内容和路线  3

1.2.1 课题研究的目的 . 3

1.2.2 课题研究的内容 . 4

1.2.3 课题研究的技术路线 . 4

1.3 本章小结 5鸡蛋新鲜度与无损检测算法_51毕业设计网

第 第 2  章  鸡蛋品质无损检测方面的研究概述 . 6

2.1 利用光特性对鸡蛋内部品质方面的研究 . 6

2.2 利用声学特性对鸡蛋新鲜度检测的研究 . 7

2.3 鸡蛋内部图像特征对鸡蛋新鲜度检测的研究  8

2.4 利用机器视觉检测鸡蛋新鲜度方面的研究. 9

2.5 本章小结 10

第 第 3  章  试验方法与试验装置的研究  11

3.1 试验方法 11

3.2 试验装置 11

3.3 试验原理及注意点  12

3.4 本章小结 . 13

第 第 4  章  图像处理与特征参数的提取  14

4.1 彩色图像处理的概述  14

4.1.1 颜色的基本特征 . 14

4.1.2 三基色原理 15

4.1.3 RGB 彩色模型 . 16

4.2 整蛋图像提取方法的研究  16

4.2.1 G 分量图 . 16

4.2.2 灰度化处理 17

4.2.3 图像分割  18

4.2.4 开运算和闭运算 . 18

4.3 蛋黄特征的提取方法研究  19

4.3.1 灰度均衡化 19

4.3.2 中值滤波  20

4.3.3 高斯滤波  21

4.3.4 反色图像处理 . 21

4.3.5 “与”运算 . 22

4.3.6 腐蚀和“与”运算 . 22

4.3.7 阈值分割提取蛋黄图像 . 24

4.4 本章小结 . 25

第 第 5  章  结论与展望  26

5.1 结论 . 26

5.1.1 鸡蛋新鲜度指标 . 26

5.1.2 哈夫单位的测量方法 . 26

5.1.3 特征参数的获取及建模 . 27

5.1.4 结果分析  29

5.2 展望 . 30

参考文献 . 32

致 致 谢 . 35

附 附  录 . 36

英文原文 . 42

英文翻译 . 46

本科毕业设计（论 文）任务书  50

期中教学检查表  52

指导老师评语 54

评阅老师评语 55

答辩记录及评语  56鸡蛋新鲜度与无损检测算法_51毕业设计网

成绩评分表 . 57查看完整请+Q:351916072获取