專利名稱：一種禽蛋裂縫檢測方法
技術領域：
本發(fā)明涉及自動化的禽蛋生產(chǎn)處理領域，尤其涉及禽蛋裂縫檢測方法。
背景技術：
雞蛋、鴨蛋等禽蛋，由于其豐富的營養(yǎng)價值，是人們的一種主要食物。隨著 現(xiàn)代化養(yǎng)禽場的發(fā)展，在家禽產(chǎn)下禽蛋后，后續(xù)所需的自動化處理程度也越來越 高，人們己經(jīng)開發(fā)出一系列自動化機械，對禽蛋實現(xiàn)清洗、分級、壞蛋剔除等功 能。從而大大提高了勞動生產(chǎn)率。在這之中，禽蛋裂縫的自動檢測是一項十分重 要的任務。
針對禽蛋裂縫的自動檢測，人們已經(jīng)開展了一些研究?，F(xiàn)在最主要的方法還 是采用聲學的方法進行檢測，主要原理為首先采用一小錘敲擊蛋殼，然后用話筒 記錄蛋殼的聲音響應，之后通過不同的信號處理方法，對聲音響應進行處理，從 而實現(xiàn)禽蛋裂縫的檢測。但是，目前人們所采用的各種信號處理方法都還存在著 一定的缺陷，導致判斷手段不夠直觀，判斷難度大不準確，不太適應禽蛋自動化 處理的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是提供一種判斷較為方便直觀、更加靈敏、穩(wěn) 定的禽蛋裂縫檢測方法。為此，本發(fā)明采用以下技術方案采用短時傅立葉變換 技術，對禽蛋敲擊的聲音響應信號進行分析，以得到聲音響應信號在頻域的局部、 暫態(tài)的信息，并以二維的形式表示，從而進行裂縫檢測；它包括以下步驟:，并 包括以下步驟1) 、擊打禽蛋；
2) 、拾取禽蛋受到打擊后的聲音響應，放大后，再經(jīng)過A/D轉換器轉換成 數(shù)字信號；
3) 、根據(jù)選取好的短時傅立葉變換長度，以時間為順序，對各段聲音信號依 次進行短時傅立葉變換，將原始的時域上的聲音信號變換到頻域上，得到各個時 間點上聲音信號的頻率信息；
4) 、分別以時間和頻率為坐標軸，建立二維坐標系，繪制各個時間點上各個 頻率分量的幅值信息，得到一張二維頻率信號分布5) 、根據(jù)二維頻率信號分布圖的二維圖形模式判斷禽蛋是否有裂縫。 由于采用本發(fā)明的技術方案，本發(fā)明對每個時間點上的聲音信號進行短時傅
立葉變換，在短時傅立葉變換的基礎上，得到以時間為橫坐標，頻率為縱坐標的 二維頻率分量的幅值分布圖，然后通過對二維圖形的識別，能夠直觀、快速、方 便地實現(xiàn)禽蛋裂縫的檢測，具有更好的靈敏度和穩(wěn)定性。


圖1為實現(xiàn)本發(fā)明所提供方法的硬件框圖。
圖2為利用本發(fā)明方法所得到的完整禽蛋的二維頻率分布圖。
圖3為利用本發(fā)明方法所得到的有裂縫禽蛋的二維頻率分布圖。
具體實施例方式
參照圖l，附圖標記l為待測雞蛋，本實施例所采用的硬件包括
1) 、小錘2，它可用較硬的木質(zhì)材料或高分子材料制作；
2) 、聲音傳感器3，它可采用一般的駐極體話筒；
3) 、前置放大器4和A/D轉換器5，也可采用常用的相應裝置；
4) 、計算機6。
在本實施例中，所采用的信號采樣頻率為200kHz。聲音信號轉換成數(shù)字信 號之后，傳輸?shù)接嬎銠C內(nèi)，之后由計算機進行短時傅立葉變換，并畫出相應的二 維頻率分布圖，以實現(xiàn)檢測。短時傅立葉變換的長度可根據(jù)禽蛋聲音信號的持續(xù) 時間和A/D轉換器所使用的采樣頻率確定。 一般情況下，短時傅立葉變換的長 度可以選擇為256點，512點或1024點。本實施例中，所采用的短時傅立葉變 換的長度為512點。
本實施例的步驟如下對禽蛋1通過小錘2施加一快速的機械打擊，然后， 通過聲音傳感器3拾取禽蛋1受到打擊后的聲音響應。聲音傳感器3所拾取的 微弱信號經(jīng)過前置放大器4的放大和處理之后，再經(jīng)過A/D轉換器5，轉換成數(shù) 字信號之后，達到計算機6。
計算機根據(jù)選取好的變換長度，以時間為順序，對各段聲音信號依次進行短 時傅立葉變換，將原始的時域上的聲音信號變換到頻域上，得到各個時間點上聲 音信號的頻率信息。
計算機以時間為橫坐標，以頻率為縱坐標，繪制各個時間點上頻率信息，得 到一張二維頻率信號分布圖。本實施例中二維頻率信號分布圖是采用商用軟件 MATLAB繪制的，可以采用其他軟件如EXCEL等繪制或自行使用通用計算機語 言進行編程繪制。
在以上所得到的圖形上，若是完整的禽蛋，則圖形顯示為一單一的主峰，其 圖形如圖2所示；若是有裂縫的禽蛋，則所得到的圖形有兩個或多個主峰，其圖 形如圖3所示。從而通過對圖形的觀察，可進行直觀、快速、準確的禽蛋裂縫判 斷。
本發(fā)明所采用方法的判斷原理為，當禽蛋蛋殼是完整時，它在外力的作用下， 所產(chǎn)生的聲音信號比較純凈，從頻域的角度來講，這樣的聲音只有一單一主頻； 而當禽蛋蛋殼有裂縫時，在外力作用下，它的聲音響應比較繁雜，從頻域的角度 講，這樣的信號將會有兩個或多個主峰。同時，禽蛋在受到外力作用之后產(chǎn)生聲
音信號是一個非穩(wěn)態(tài)信號。目前所報道的禽蛋裂縫處理方法，大多采用傅立葉變 換對整個聲音信號進行變換，然后對頻率成分進行識別。由于禽蛋的聲音響應信
號為非穩(wěn)態(tài)信號，因此采用這樣的方法將會使得極短的有用信號被大量的背景信 號平均，結果在頻域上有用信號的幅值大大降低。而本發(fā)明所采用的短時傅立葉 變換方法，對每個時間點上的聲音信號進行短時傅立葉變換；之后，在短時傅立 葉變換的基礎上，得到以時間為橫坐標，頻率為縱坐標的二維頻率分布圖，通過 對二維圖形的識別，來達到禽蛋裂縫的檢測，檢測方法更直觀、準確、快速，具 有更好的靈敏度和穩(wěn)定性。
權利要求
1、一種禽蛋裂縫檢測方法，其特征在于采用短時傅立葉變換技術，對禽蛋敲擊的聲音響應信號進行分析，以得到聲音響應信號在頻域的局部、暫態(tài)的信息，并以二維的形式表示，從而進行裂縫檢測；它包括以下步驟1)、擊打禽蛋；2)、拾取禽蛋受到打擊后的聲音響應，放大后，再經(jīng)過A/D轉換器轉換成數(shù)字信號；3)、根據(jù)選取好的短時傅立葉變換長度，以時間為順序，對各段聲音信號依次進行短時傅立葉變換，將原始的時域上的聲音信號變換到頻域上，得到各個時間點上聲音信號的頻率信息；4)、分別以時間和頻率為坐標軸，建立二維坐標系，繪制各個時間點上各個頻率分量的幅值信息，得到一張二維頻率信號分布圖；5)、根據(jù)二維頻率信號分布圖的二維圖形模式判斷禽蛋是否有裂縫。
2、 如權利要求1所述的一種禽蛋裂縫檢測方法，其特征在于它根據(jù)禽蛋聲 音信號的持續(xù)時間和A/D轉換器所使用的采樣頻率，確定短時傅立葉變換的長 度。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種禽蛋裂縫檢測方法。它依次包括以下步驟1)擊打禽蛋；2)拾取禽蛋受到打擊后的聲音響應，放大后，再經(jīng)過A/D轉換器轉換成數(shù)字信號；3)根據(jù)選取好的短時傅立葉變換長度，以時間為順序，對各段聲音信號依次進行短時傅立葉變換，將原始的時域上的聲音信號變換到頻域上，得到各個時間點上聲音信號的頻率信息；4)分別以時間和頻率為坐標軸，建立二維坐標系，繪制各個時間點上各個頻率分量的幅值信息，得到一張二維頻率信號分布圖；5)根據(jù)二維頻率信號分布圖的二維圖形模式判斷禽蛋是否有裂縫。通過采用本發(fā)明的技術方案，能夠直觀、快速、方便地實現(xiàn)禽蛋裂縫的檢測，具有更好的靈敏度和穩(wěn)定性。
文檔編號G01N29/34GK101358950SQ20081012044
公開日2009年2月4日 申請日期2008年9月4日 優(yōu)先權日2008年9月4日
發(fā)明者堅 吳, 平建峰, 應義斌 申請人:浙江大學