بخشی از مقاله
چکیده
در این تحقیق نمونههای تخممرغ که مورد آزمایش قرار گرفتهاند با پوستهای به رنگ قهوهای به تعداد 100 عد از فارمهای مختلف یک بخش مرغداری تهیه شدند. نمونهها به دوگروه تخممرغهای سالم و تخممرغهای بدشکل، تقسیم شدند.
تخم مرغها بعد از انتخاب درون محفظههای مخصوص که جهت عکس برداری آماده شده بودند قرار گرفته و تصاویری از آنها به صورت تکی و گروهی، از نماهای زیرین و بالایی و به صورت عمودی و افقی تهیه شدند. این عکسها با استفاده از نرمافزار MATLAB که بر روی کامپیوتر نصب شده است پروسهی پردازش تصویر را طی میکنند؛ با کمک 5 متغیر پیش بینی کننده امکان تشخیص نمونه های بدشکل از سالم در دو کلاس مورد بررسی قرار گرفت.
ویژگی های استخراج شده از ظاهر تخم مرغ عبارت بودند از اقطار کوچک و بزرگ، محیط، سطح تصویر شده و شاخص . Covex Area نتایج این تحقیق نشان داد که با کمک تحلیل تشخیص خطی می توان صرفا با دو متغیر سطح تصویر شده و شاخص Covex Area و با دقتی معادل %99/67 است نمونه ها را در دو کلاس بدشکل و سالم از هم تشخیص داد.
مقدمه
تخم مرغ غذایی ارزان اما بسیار مغذی است. کیفیت آن به طور مستقیم با سلامت مصرف کننده در ارتباط است. تخم مرغ به عنوان یک ماده غذایی سالم و مقوی و منبع خوبی از پروتئین، ویتامینها و املاح ضروری همواره مورد توجه بوده است و امروزه نیز چه به تنهایی و چه درکنار مواد غذایی دیگر کاربرد گستردهای در تهیه موارد خوراکی، انواع صنایع غذایی، قنادی و نانوایی دارد کیفیت تخم مرغ با ارزش اقتصادی آن در بازار و درصد هچ1 رابطه مستقیم دارد.
کیفیت ظاهری و فیزیکی مهمترین موضوع در تعیین ارزش تخم مرغ چه بصورت تجاری و چه به منظور جوجه کشی است. وزن، شاخص شکل، میزان آلودگی خارجی و کیفیت پوسته و نظایر آن از عوامل مؤثر بر کیفیت تخم مرغ هستند. در حال حاضر فرآیند تعیین کیفیت تخم مرغها در بسیاری از فارمها از طریق ارزیابی انسانی انجام می شود. تفاوت در سلیقه و چیره گی افراد، فرصت محدود برای ارزیابی تخم مرغ، افزایش هزینههای کارگری و عدم استفاده از ابزار دقیق موجب افزایش سهم خطای انسانی در درجه بندی تخمها شده و این موضوع بخصوص در تخم مرغهایی که برای جوجه کشی استفاده می شوند باعث کاهش بازده اقتصادی جوجه کشی میشود
به نظر میرسد برای کاهش خطا در مواردی که رکورد برداری از صفات اقتصادی توسط انسان و بدون ابزار اندازه گیری دقیق انجام می شود، استفاده از روشهای جایگزین که به طور خودکار عمل می کنند، کارایی مناسب تری داشته باشد. یک راه حل مناسب برای افزایش دقت رکورد برداری؛ استفاده از تکنیک های پردازش تصویر و ماشین بینایی است
مفهوم کیفیت تخممرغ پیچیده است و شامل اندازه تخم مرغ، رنگ و کیفیت و پوسته و شکل تخممرغ و کیفیت داخلی و همچنین نقائصی مانند: لکه خون، تکههای گوشت و ترک و نطفهدار بودن میباشد. کیفیت سفیده تخممرغ ویژگی مهمی برای خواص ارگانولپتیک و ساختار تخممرغ و فرآوری در مرحله بعدی است. درگذشته روشهای متعددی برای ارزیابی کیفیتهای ظاهری و داخلی استفاده شده است که میتوان آن روشها را به دودسته تقسیمبندی کرد:
الف - روش مخرب
ب - روش غیر مخرب
در روش مخرب برای رسیدن به نتایج کلی در مورد تخم مرغ و تشخیص کیفیتهای داخلی آن باید ساختار اصلی تخممرغ را از بین برد و با شکستن تخممرغ پی به کیفیت داخلی آن برد که این روش یک روش مخرب میباشد. در روش غیر مخرب برای تشخیص کیفیت داخلی و بیرونی تخممرغ نیازی به شکستن و به هم زدن ساختار اصلی تخممرغ نیست و با توجه به سیستمهای جدید تکنولوژی و مکانیزه از جمله سیستم پردازش تصویر و ماشین بینایی میتوان بدون مخرب بودن روشهای اجرایی پی به کیفیت داخلی و خارجی آن برد. هدف از انجام این پژوهش استفاده از روش پردازش تصویر برای تعیین و تشخیص نافرم بودن شکل پوسته تخممرغ و تعیین برخی از مشخصات کیفی ظاهری - ترک دار- کثیفی - تخممرغ وطبقه بندی تخممرغ براساس روش غیر مخرب به کمک پردازش تصویر میباشد.
مواد و روشها
در این بخش به مواد و روش های لازم که در تعیین مشخصات ظاهری تخم مرغ به منظورارزیابی کیفی با استفاده از روش پردازش تصویر که در شناسایی نمونه های سالم و معیوب استفاده شده است،اشاره می شود. دراین تحقیق نمونههای تخممرغ که برای آزمایش کردن در این تحقیقات موردبررسی قرار میگیرد. از تخم مرغهای شرکت آرنا جوجه سبلان استان اردبیل انتخاب شدندکه این تخمها دارای پوستهی به رنگ قهوهای تیره میباشند درحالیکه محصولات این شرکت بیشتر صادراتی و برای مصرف غذایی و جوجهکشیها استفاده میشود .
جمعا100 عدد تخممرغ از فارم های مختلف انتخاب شده است. برای تهیه تصاویر از نمونههای انتخاب شده نیاز به یک دوربین حساس بود که از دوربین Sony Cybershot DSC-WX60 برای این کار استفاده شد. برای گرفتن عکس بهتر نیاز به یه محفظه ای نور پردازی هستش تا نور را از جهات مختلف بر روی نمونه تخم مرغ های مورد آزمایش ما بتاباند برای این منظور از یک محفظه گالوانیزه به طول cm45 به عرض cm 30 به ارتفاع cm 10 با داخلی فوم آلومینیمی پوشانده شده استفاده شده است.
برای تاریک کردن محوظه نورپردازی نیاز به یک باکسی میباشد که محوظه نور پردازی در داخل ان قرار گیرد و هم به عنوان یک پایه دوربین عمل کند و دوربین در قسمت بالای آن ثابت قرار گیرد و لرزش نداشته باشد و این محفظه باعث میشود تا قسمت بالای که دوربین قرار گرفته کاملا تاریک شود و هم چنین در تمام عکسها فاصله دوربین با نمونه ها 20 سانتیمتر باشد. برای ایجاد روشنایی قوی با نور سفید و گرمای ایجاد شده کمتر از طرف منشاء روشنایی نیاز به لامپ های با این خصوصیات داشتم که بهترین نوع انتخاب شده لامپهای LED نواری استریپ میباشد حدود 2 متر از این لامپها برش داده شده و در داخل محفظه روشنایی گرفته است.
همچنین برای اندازه گیری طول و ضخامت نمونه ها از کولیس دیجیتال با دقت 0/001 میلی متر استفاده شد. ضمن اینکه برای توزین تخممرغها از ترازو آزمایشگاهی مدل EMB 3000-1 با دقت 0/ 001گرم استفاده شد. بعد از تهیه تصاویر، عکسهای گرفته شده در سیستم کامپیوتر ذخیره شده و فایلهای ذخیره شده توسط برنامه نوشته شده و پردازش تصویر با نرمافزار MATLAB ورژن 2014 آنالیز شدند.
برای تشخیص بد شکل بودن قالب و پوسته تخم به اصطلاح مرغداریها نافرم بودن تخم مرغ نیاز به روش های نورپردازی و عکس برداری از جهت های گوناگون میباشد که در این پژوهش روشهای نور پردازی از زیر و بالا و همچنین جهت عکس برداری از جهت افقی و عمودی استفاده شد. برای تجزیه و تحلیل داده-های جمعآوری شده از انجام آزمایشات و تصاویر پردازش شده توسط برنامه MATLAB از نرمافزار SPSS استفاده شد
نتایج و بحث
آنالیز به کمک 20 نمونه انجام شده و هیچ نمونه معیوبی وجود نداشته است. نتیجه آزمون مقایسه میانگینهای متغییر وابسته به دو گروه سالم و بد فررم نشان داده که دو گروه فقط از لحاظ قطر کوچک با هم اختلاف معنی دار ندارند؛ همچنین فرض نا همگن بودن واریانس در دو گروه تائید میشود و میزان تشخیص تابع تشخیص با دو متغییر ذکر شده معادل %99,67 است و معنی دار میباشد همانگونه که از شکل 4 ملاحظه می گردد نمونه های سالم و بدشکل بدون هیچ همپوشانی با دقت بالا از هم قابل تشخیص می باشند.
شکل -1 نمودار تابع تشخیص کانونی برای تخممرغهای بد فرم و سالم
