[發明專利]基于最小二乘法橢圓擬合的種蛋孵化成活性在線檢測方法

有效

• 申請號: 201910652297.2
• 申請日: 2019-07-19
• 公開（公告）號: CN110402849B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 祝志慧;吳林峰;余懷鑫;葉子凡;朱旭
• 申請（專利權）人: 華中農業大學
• 主分類號: A01K43/00
• 分類號: A01K43/00;G06T7/00;G06T7/136;G06T7/194;G06T7/44
• 代理公司: 武漢宇晨專利事務所 42001
• 代理人: 黃瑞棠

本發明公開了一種基于最小二乘法橢圓擬合的種蛋孵化成活性在線檢測方法，涉及孵化蛋檢測技術。本方法是：①搭建種蛋孵化成活性在線檢測平臺；②采集群體孵化蛋圖像；③最小二乘法橢圓擬合的群蛋圖像分割；④圖像特征的提??；⑤建立種蛋孵化成活性在線檢測判別模型；⑥檢驗模型。本方法采用最小二乘法橢圓擬合的群蛋圖像分割，準確地將單枚種蛋從群蛋圖像中分割出來；通過對圖像的顏色特征和紋理特征進行分析，分別篩選出12個和13個作為判別無精蛋和死胚蛋的圖像特征，減小模型運算復雜度；利用機器視覺技術，實現了對群體種蛋孵化成活性的在線無損檢測，減小對種蛋的損傷，提高了蛋品企業對孵化蛋的檢測效率。

技術領域

本發明涉及孵化蛋檢測技術，尤其涉及一種基于最小二乘法橢圓擬合的種蛋孵化成活性在線檢測方法。

背景技術

雞蛋孵化過程大約需要21d，對環境的要求較高，是個耗時、耗能的過程。據統計，種蛋的成活性在85％～95％。在這個過程中盡早地檢測出無精蛋和死胚蛋，可以有效地節省孵化空間、能量，減少經濟損失，確保其他正常蛋繼續孵化【鄒秀容,潘磊慶,屠康等，雞種蛋孵化品質無損檢測的研究進展[J].食品工業科技，2010,31(2)：342-347.】。

目前，有許多學者實現了對種蛋成活性的無損檢測。泮進明等設計了一種融合種蛋參數的無精蛋光電檢測方法，基于種蛋的重量、長徑、短徑、蛋殼色度、蛋殼厚度和氣室高度等特征，判別無精蛋的準確率在第6天達到100％【泮進明；朱垓，應義斌，俞玥，鄭榮進，饒秀勤，蔣煥煜，一種融合種蛋參數的無精蛋光電檢測方法[P].中國專利：CN108605869A，2018-10-02】。張偉等基于高光譜圖像技術，選取400-1000nm波段作為種蛋堂本的光譜數據，基于灰度共生矩陣提取種蛋圖像的特征，建立SVC模型檢測單個種蛋中后期的成活性【張偉，屠康，潘磊慶，張李陽，汪振炯，王海鷗，王蓉蓉，一種無損檢測種蛋中后期死胚蛋的方法[P].中國專利：CN107643255A,2018-01-30】。但光譜設備對于低成本的農業生產來說過于昂貴，對檢測環境也有較高的要求，且對象都是對單個種蛋，限制了這些方法的推廣。王巧華等基于機器視覺技術，通過以中心點畫圓對圖像進行分割，提取種蛋圖像的顏色特征對無精蛋和死胚蛋進行檢測，鑒別準確率分別為95％和93％【王巧華，李益民，祝志慧，陳飛，朱濤，李敏，葉濤，一種孵化蛋品質在線自動檢測分選設備[P].中國專利：CN202133655U,2012-02-01】，但由于種蛋大小不一，且每次拍攝時蛋托位置都有微小的變化，若以圖像中固定點作為種蛋中心畫圓分割，種蛋過大或過小以及蛋托位置略有變化都將導致分割不準確，需要提出一種自適應的群蛋圖像分割方法。

發明內容

本發明的目的就在于克服目前對于種蛋孵化成活性在線檢測效率低的現狀，提供一種基于最小二乘法橢圓擬合的種蛋孵化成活性在線檢測方法。

本發明的目的是這樣實現的：

利用Basler工業相機采集群體種蛋圖像，通過最小二乘法橢圓擬合的群蛋圖像分割將單枚種蛋圖像從群蛋圖像中分割出來，建立了種蛋孵化成活性在線檢測判別模型，分別提出了12個和13個特征作為判別無精蛋和死胚蛋的特征值，簡化數據維數，提高了在線檢測判別模型的效率和精度。

本發明的實現過程如下：

利用機器視覺技術，采集群體孵化蛋圖像，通過去噪和改進的圖像分割算法將單枚種蛋圖像從群蛋圖像中分割出來，提取種蛋的圖像特征，得到判別模型，實現群體種蛋成活性在線判別。

本發明完成以下幾項工作：

1、搭建群體種蛋成活性在線檢測平臺，采集群蛋的圖像數據。此過程包括光強大小，光源位置以及相機距離待測樣本的高度。

2、對圖像進行預處理以及采用最小二乘法橢圓擬合的的群蛋圖像分割算法，得到單枚種蛋圖像。這部分去除了實驗過程中因為環境噪聲的影響，將單枚種蛋從群蛋圖像中完整的分割出來，解決了蛋托中種蛋排放密度大不易分割的問題，保留了完整的單枚種蛋圖像信息。