一种种蛋光透模型的建立方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种种蛋光透模型的建立方法及其系统，属于农业养殖技术优化领域，系统包括图像获取单元、光谱采集单元、数据处理单元；其中图像获取单元包括工业相机、USB传输线、种蛋测试固定架、光源、工业相机固定架；光谱采集单元包括光谱仪、光源、光纤、固体支架、液体支架、USB传输线；本发明专利技术主要是运用了机器视觉技术和数字图像处理技术对种蛋进行处理获取种蛋内部图像信息，并通过光谱采集单元检测种蛋各部分组织的透射率，根据组织透射率来建立不同颜色、品种种蛋的光透模型，通过光透模型可获取不同波段光谱到达种蛋内部胚盘的光照强度，从而优化光照孵化养殖技术。从而优化光照孵化养殖技术。从而优化光照孵化养殖技术。

【技术实现步骤摘要】
一种种蛋光透模型的建立方法及其系统


[0001]本专利技术涉及农业养殖技术优化领域，具体是涉及一种种蛋光透模型的建立方法及其系统。

技术介绍

[0002]光环境在禽类孵化中的影响是近年来家禽生产业的重点关注内容，优化光环境参数对于禽类孵化起着至关重要的作用，适当的光照能促进禽类的孵化、提高胚胎的免疫水平。由于光在进入不同介质中会发生吸收且不同波段光谱的透射能力是不同的，因此到达种蛋内胚盘的光照强度难以通过现有的技术获取，且种蛋各部分组织的透过率也会随着不同品种、蛋壳颜色以及家禽生长状况等因素发生一定的变化，因此需要一种种蛋光透模型的建立方法去获取不同波段光到达种蛋内部胚盘的光照强度，为光环境孵化养殖技术提供参数优化依据。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的在于解决现有技术中的不足，提出一种种蛋光透模型的建立方法及其系统，能够提供不同颜色、品种种蛋的光透模型。本专利技术还能快速获取不同波段光到达种蛋内部胚盘的光照强度，从而优化光照孵化养殖技术。
[0004]本专利技术主要是运用了机器视觉技术和数字图像处理技术对种蛋进行处理获取种蛋内部图像信息，并通过光谱采集单元检测种蛋各部分组织的透射率，根据组织透射率来建立不同颜色、品种种蛋的光透模型，通过光透模型可获取不同波段光谱到达种蛋内部胚盘的光照强度，从而优化光照孵化养殖技术。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种种蛋光透模型的建立系统，所述系统包括：图像获取单元、光谱采集单元和数据处理单元；
[0007]所述图像获取单元包括工业相机、USB传输线、种蛋测试固定架、光源、工业相机固定架；种蛋放置于种蛋测试固定架上，光源位于种蛋的正下方，工业相机位于种蛋的正上方；所述图像获取单元通过工业相机获取种蛋的原始图像，通过USB传输线传输给数据处理单元，数据处理单元对种蛋原始图像进行处理并获得蛋清的理论吸收层厚度以及种蛋的理论长轴、理论短轴；
[0008]所述光谱采集单元包括光谱仪、光源、光纤、固体支架、液体支架、USB传输线；所述光源提供不同波段的光给待检测样品，固定支架、液体支架通过光纤与光谱仪的一端连接，光谱仪的另一端通过USB传输线与数据处理单元连接；固体支架用于放置蛋壳并通过光谱仪采集蛋壳的光谱信息并传输给数据处理单元得到蛋壳的透射率；液体支架用于放置蛋清或蛋黄并通过光谱仪采集蛋清、蛋黄的光谱信息来获得蛋清的理论透射率和蛋黄的透射率；
[0009]数据处理单元根据蛋清的理论吸收层厚度与蛋清的理论透射率得到蛋清的实际
透射率；根据蛋壳的透射率、蛋清的实际透射率建立种蛋光透模型。
[0010]第二方面，本专利技术提供一种建立种蛋光透模型的方法，
[0011]步骤1：对种蛋进行消毒杀菌，去除种蛋表面污渍；
[0012]步骤2：使用游标卡尺测量种蛋的实际长轴与实际短轴；
[0013]步骤3：使用图像获取单元以及数据处理单元获取蛋清的理论吸收厚度b以及种蛋的理论长轴、理论短轴；
[0014]步骤4：根据步骤2获得的种蛋的实际长轴、实际短轴与步骤3得到的种蛋的理论长轴、理论短轴的比值与蛋清的理论吸收厚度得到蛋清的实际吸收厚度b
s
；
[0015]步骤5：使用光谱采集单元分别采集在不同波段下的蛋壳、蛋清、蛋黄的透射率；蛋清的透射率为理论透射率；根据公式lg(1/T)＝Kbc，获得Kc值；
[0016]其中：T为蛋清的理论透射率；K为摩尔吸光系数；c为吸光物质的浓度；b为蛋清的吸收层厚度；
[0017]步骤6：根据公式lg(1/T
Q
)＝Kb
s
c；获得T
Q
值；
[0018]其中：T
Q
为蛋清的实际透射率；b
s
为蛋清的实际吸收层厚度；
[0019]步骤7：建立在不同波段下不同颜色、品种种蛋光透模型T
K
I0(T
Q
+1)＝I
t
；
[0020]其中：T
K
为蛋壳的透射率；I0为不同波段下的入射光强；T
Q
蛋清的实际透射率；I
t
为透射光强。
[0021]输入入射光光强，由光透模型可得出到达种蛋内胚盘的光照强度。
[0022]待检测的种蛋选用具有不同蛋壳颜色、品种的种蛋，根据蛋壳颜色的不同具体划分为褐色种蛋、粉色种蛋、白色种蛋以及绿色种蛋。
[0023]进一步地，步骤1中种蛋选用受精蛋，胚盘浮于蛋黄表面。
[0024]进一步地，步骤3所述的使用图像获取单元以及数据处理单元获取蛋清的理论吸收厚度以及种蛋的理论长轴、理论短轴，具体步骤如下：
[0025]步骤3
‑
1：将种蛋位于种蛋测试固定架上，工业相机位于种蛋的正上方，光源位于种蛋正下方；通过工业相机获取种蛋原始图像并通过UBS传输线传输给数据处理单元；
[0026]步骤3
‑
2：数据处理单元对种蛋原始图像进行滤波处理；降低背景噪声等影响；
[0027]步骤3
‑
3：对滤波处理后的图像进行二值化处理得到二值化图像；
[0028]步骤3
‑
4：对二值化图像进行形态学处理；进行二值化处理与形态学处理，其作用为去除小面积，填充边缘面积；
[0029]步骤3
‑
5：对形态学处理后的图像进行最小外接矩形处理；
[0030]步骤3
‑
6：将步骤3
‑
5中处理后的图像沿最小外接矩形大小进行剪切得到的区域为全蛋区域；
[0031]步骤3
‑
7：将步骤3
‑
6中剪切后的图像进行反二值化处理；
[0032]步骤3
‑
8：将步骤3
‑
7中反二值化处理后的图像进行最小外接矩形处理得到的区域为蛋黄区域；
[0033]步骤3
‑
9：建立直角坐标系，得到全蛋区域最小外接矩形的4个顶点E、F、G、H的坐标；得到蛋黄区域最小外接矩形的4个顶点A、B、C、D的坐标；得到蛋清的理论吸收层厚度；即点A、E纵坐标差的绝对值为蛋清的吸收层厚度b1,点B、F纵坐标差的绝对值为蛋清的吸收层厚度b2,点C、G横坐标差的绝对值为蛋清的吸收层厚度b3,点B、F横坐标差的绝对值为蛋清的
吸收层厚度b4；得到种蛋的理论长轴即点F、H横坐标的绝对值；得到种蛋的理论短轴即点E、F纵坐标的绝对值。
[0034]进一步地，步骤3
‑
1中光源采用LED射灯，位于种蛋正下方，所述种蛋测试固定架中间设有孔，光源通过孔透过蛋壳达到种蛋内部胚盘。通过LED射灯让图像采集单元更好地处理，从而方便获取理论的吸收层厚度与理论长短轴。
[0035]进一步地，步骤3
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种种蛋光透模型的建立系统，其特征在于，所述系统包括：图像获取单元、光谱采集单元和数据处理单元；所述图像获取单元包括工业相机、USB传输线、种蛋测试固定架、光源、工业相机固定架；种蛋放置于种蛋测试固定架上，光源位于种蛋的正下方，工业相机位于种蛋的正上方；所述图像获取单元通过工业相机获取种蛋的原始图像，通过USB传输线传输给数据处理单元，数据处理单元对种蛋原始图像进行处理并获得蛋清的理论吸收层厚度以及种蛋的理论长轴、理论短轴；所述光谱采集单元包括光谱仪、光源、光纤、固体支架、液体支架、USB传输线；所述光源提供不同波段的光给待检测样品，固定支架、液体支架通过光纤与光谱仪的一端连接，光谱仪的另一端通过USB传输线与数据处理单元连接；固体支架用于放置蛋壳并通过光谱仪采集蛋壳的光谱信息并传输给数据处理单元得到蛋壳的透射率；液体支架用于放置蛋清或蛋黄并通过光谱仪采集蛋清、蛋黄的光谱信息来获得蛋清的理论透射率和蛋黄的透射率；数据处理单元根据蛋清的理论吸收层厚度与蛋清的理论透射率得到蛋清的实际透射率；根据蛋壳的透射率、蛋清的实际透射率建立种蛋光透模型。2.利用根据权利要求1所述的系统建立种蛋光透模型的方法，其特征在于，步骤1：对种蛋进行消毒杀菌，去除种蛋表面污渍；步骤2：使用游标卡尺测量种蛋的实际长轴与实际短轴；步骤3：使用图像获取单元以及数据处理单元获取蛋清的理论吸收厚度b以及种蛋的理论长轴、理论短轴；步骤4：根据步骤2获得的种蛋的实际长轴、实际短轴与步骤3得到的种蛋的理论长轴、理论短轴的比值与蛋清的理论吸收厚度得到蛋清的实际吸收厚度b
s
；步骤5：使用光谱采集单元分别采集在不同波段下的蛋壳、蛋清、蛋黄的透射率；蛋清的透射率为理论透射率；根据公式lg(1/T)＝Kbc，获得Kc值；其中：T为蛋清的理论透射率；K为摩尔吸光系数；c为吸光物质的浓度；b为蛋清的吸收层厚度；步骤6：根据公式lg(1/T
Q
)＝Kb
s
c；获得T
Q
值；其中：T
Q
为蛋清的实际透射率；b
s
为蛋清的实际吸收层厚度；步骤7：建立在不同波段下不同颜色、品种种蛋光透模型T
K
I0(T
Q
+1)＝I
t
；其中：T
K
为蛋壳的透射率；I0为不同波段下的入射光强；T
Q
蛋清的实际透射率；I
t
为透射光强。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤1中种蛋选用受精蛋，胚盘浮于蛋黄表面。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤3所述的使用图像获取单元以及数据处理单元获取蛋清的理论吸收厚度以及种蛋的理论长轴、理论短轴，具体步骤如下：步骤3

【专利技术属性】
技术研发人员：俞玥，陈梦婷，王若妮，李占明，沈琦琦，
申请(专利权)人：湖州职业技术学院，
类型：发明
国别省市：