政大大學報

揪出壞「蛋」!高光譜檢測雞蛋品質提升辨識效率

2022/11/30 23:49:24

【記者戴婧雯綜合報導】現今許多蛋雞場在篩選瑕疵蛋時,依然採用人工的方式,但隨著勞動人口減少,未來也許會無法應付人力需求。對此,國立雲林科技大學資訊工程系教授陳士煜帶領學生團隊研發「高光譜雞蛋品質檢測-以瑕疵與新鮮度為例」,期望能夠在未來替代人力,並提高雞蛋檢測作業的效率和準確度。此研發獲得「2022韓國首爾國際發明展」銀牌。

在使用此檢測系統時,使用者只需將雞蛋放在平台上,在光照下以高光譜相機拍攝雞蛋,透過收集光譜反應數據並傳送到資料庫後,便可識別出有髒污、裂痕以及血斑的瑕疵雞蛋。指導老師陳士煜表示,此檢測方式速度快且準確率高,比人工方式更佳,「我們測試的準確率都可以到96、97%,所以我覺得這樣的方法可行性是很高的。」

在使用高光譜雞蛋品質檢測系統時,使用者只需把雞蛋放在平台上,在光照下以高光譜相機拍攝雞蛋,即可獲取雞蛋瑕疵的數據。 圖/高光譜影像與訊號處理實驗室提供

陳士煜解釋,人在可見光範圍內很難區分類似的形狀和顏色,而高光譜不僅較一般影像光譜廣、解析度更高,且對於訊號的變化也較敏銳,可以更有效地幫助分辨雞蛋的品質,「用眼睛看只看得到一個人的外表,但用高光譜可以看到一個人的個性。」他形容。不過,從事雞蛋產業的張先生(化名)認為,大部分的雞蛋瑕疵還是肉眼可見的,不需要用這麼精細的方式去篩選,「這個科技很先進,但對雞蛋而言還是太貴了。」

高光譜比一般影像光譜廣、解析度更高,且對於訊號的變化也較敏銳,可以從更精細的角度去進行篩選瑕疵蛋的工作。 圖/高光譜影像與訊號處理實驗室提供

相較於瑕疵,團隊認為消費者更在意雞蛋的新鮮度,因此在系統中加入新鮮度檢測。使用者可將感測器加裝至手機,讓感測器貼近雞蛋偵測表面細菌,得到蛋殼表面的光譜反應後,再根據資料庫的大數據判斷雞蛋已放置多少週,以此避免誤食不新鮮的雞蛋。有購買和囤積雞蛋習慣的住宿學生符淨雅表示,自己要確認新鮮度時會直接敲開雞蛋,若有此系統則可帶來便利,「我覺得很實用,可以用科學的角度讓我確認雞蛋新不新鮮。」

雞蛋是家中常見的烹飪食材,若誤食到不新鮮的雞蛋,可能會面臨食物中毒的風險。 圖/戴婧雯攝

「我們每一類的樣本大約都蒐集了200顆蛋。」團隊學生徐楷勛說明,由於建立資料庫需要存進大量的數據資料,因此研發過程花費許多時間。不過團隊也表示,長時間的付出,讓該檢測研究相比市面上同樣使用高光譜檢測雞蛋瑕疵的發明,能夠檢測到更全面的瑕疵,且檢測所需的時間只有零點幾秒。團隊也希望藉此高準確率和高效率的研發成果,更好地幫助未來蛋雞場的自動化和智慧發展。