DE19936032C1 - Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften - Google Patents

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren, das mittels optischer Bildverarbeitung eine automatische Qualitätsbeurteilung von Schlachttierhälften, insbesondere von Schlachtschweinen gewährleistet, wobei gegenüber den bekannten Verfahren eine höhere reproduzierbare Schätzgenauigkeit erzielt wird, die durch Fehler im Spaltprozeß des Schlachttiers nur unwesentlich, durch nicht absolut senkrechte Bilderfassung zur Spaltebene nicht beeinflußt werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß eine optische Aufnahme der Schlachttierhälfte in der Spaltebene, im Bereich der Schinken-Lendenregion photogrammetrisch ausgewertet wird. DOLLAR A Als markante Bezugspunkte werden die Wirbelsäule (3), der Schloßknochen (2), die dünnse Speckdicke am MGM (16) und die Konturen des Rückenspecks (6; 12) im ausgewählen Bereich genutzt. DOLLAR A Der zur Beurteilung der Qualität maßgebliche Magerfleichanteil wird durch Addition von zueinander ins Verhältnis gesetzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senkrechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speckschicht unter Einbeziehung von aus Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkonstante berechnet.

Description

Die Erfindung bezeichnet ein Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften mittels optischer Bildver­ arbeitung, das insbesondere zur Klassifizierung und Han­ delswertbestimmung von Schlachtschweinhälften einsetzbar als auch prinzipiell bei anderen Groß- und Kleinschlacht­ tieren anwendbar ist.

In Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetrieben werden Schlachtschweinhälften, zumeist am Haken hängend, regi­ striert, gewogen sowie gemäß einer amtlichen Handelsklas­ seneinstufung durch Erfassen der Speck- und Fleischdicke an landesspezifisch gesetzlich vorgegebenen Stellen bewertet. Unter Einbeziehung einer Vielzahl weiterer, zumeist nicht standardisierter, spezifischer Parameter des Schlachttier­ körpers erfolgt zudem eine Handelswertbestimmung.

Neben manuellen Methoden zur Bestimmung der Speck- und Fleischdicke an Schachtierhälften sind verschiedene Verfah­ ren zur Klassifizierung aus dem Stand der Technik bekannt, die das Prinzip der optischen Bildverarbeitung nutzen.

Die Druckschriften DD 2 98 310 A5, DE 41 31 556 C2 sowie DE 41 09 345 C2 beschreiben Verfahren zur Bestimmung bzw. Analyse von Schlachttierkörperhälften durch Bildverarbei­ tung, bei dem die äußere Kontur, Speckschicht, Fleisch- und Rückenspeckverhältnis ermittelt werden, indem Aufnahmen von der Schlachttierhälfte mit Wirbelsäule und allen Zwischen­ wirbelschichten angefertigt werden. Als Fixpunkt zur Er­ mittlung der Parameter für die Zerlegung und Klassifizie­ rung wird vom Kreuzbein der Wirbelsäule ausgegangen, das ebenso wie die anderen Wirbel mittels Objektanalyse be­ stimmt wird. Nachteilig an diesen Verfahren ist zum einen der hohe rechentechnische Aufwand zur Objektanalyse mit vordefinierten Kontur- und Objektparametern, andererseits läßt sich das Kreuzbein als Fixpunkt bei auftretenden Spaltfehlern im realen Verarbeitungsprozeß nicht immer hin­ reichend sicher selektieren.

In der Druckschrift DE 197 33 216 C1 wird ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttierhälften durch optische Bildverar­ beitung beschrieben, das in Anlehnung an die klassische Zweipunkt-Methode eine Klassifizierung anhand einer opti­ schen Bildauswertung der erweiterten Lendenregion unter Ausschluß subjektiver Fehlerquellen ermöglicht. Die Schätz­ genauigkeit zur Bewertung und somit zur Klassifizierung wurde gegenüber den bisher bekannten Bewertungsverfahren damit nicht verbessert.

Aus der älteren Anmeldung 198 47 232.3, nachveröffentlicht in der DE 198 47 232 A1 ist ein Verfahren zur Bewertung von Schlachttier­ hälften durch optische Bildverarbeitung zu entnehmen, bei dem ein photogrammetrisches Verfahren als Nachbildung der her­ kömmlichen Zweipunkt-Methode zur Bewertung eingesetzt wird. In der Lenden- und Schinkenregion werden zwei markante Punkte, von denen der erste das körperseitige Ende des Schloßknochens ist, der zweite das körperseitige Ende des MGM (Musculus Gluteus Medium) darstellt und eine Gerade mit der Richtung des mittleren Verlaufs des Rückenspecks, pho­ togrammetrisch erfaßt. Zur eigentlichen Bewertung werden die Längen von Teilstrecken genutzt, die sich auf einer Senkrechten auf der zum Schloßknochen parallel verschobenen Geraden in Höhe des zweiten markanten Punktes durch die Dic­ ke des Rückenspecks ergeben. Bei diesem Verfahren werden zwar die subjektiven Meßfehler der manuell durchgeführten ZP-Methode ausgeschlossen, die Schätzgenauigkeit zur Bewer­ tung wird jedoch nicht erhöht.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens, das mittels optischer Bildverarbeitung eine au­ tomatische Qualitätsbeurteilung von Schlachttierhälften, insbesondere von Schlachtschweinen, gewährleistet, wobei ge­ genüber den bekannten Verfahren eine höhere reproduzierbare Schätzgenauigkeit erzielt wird, die durch Fehler im Spalt­ prozeß des Schlachttiers nur unwesentlich, durch nicht ab­ solut senkrechte Bilderfassung zur Spaltebene nicht beein­ flußt werden kann.

Die Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Das Wesen der Erfindung besteht in der photogrammetrischen Auswertung einer optischen Aufnahme der Schlachttierhälfte in der Spaltebene, im Bereich der Schinken-Lendenregion. In diesem Bereich sind der Schloßknochen und die Wirbel op­ tisch erkennbar, der Musculus Gluteus Medium und der Rüc­ kenspeck durch die Farb- und Helligkeitsunterschiede zu an­ deren Gewebepartien optisch stets selektierbar, wodurch de­ ren sichere rechentechnische Selektierbarkeit gegeben ist. Für die photogrammetrische Auswertung werden als markante Bezugspunkte die Wirbelsäule, der Schloßknochen, die dünn­ ste Speckdicke am MGM und die Konturen des Rückenspecks im ausgewählten Bereich genutzt.

Der zur Beurteilung der Qualität maßgebliche Magerfleisch­ anteil wird durch die Summe von zueinander ins Verhältnis gesetzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senk­ rechter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speck­ schicht unter Einbeziehung von aus Regressionsberechnungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkon­ stanten berechnet.

Die Bestimmung der für die Berechnung erforderlichen Teil­ strecken erfolgt, indem eine Gerade mit der Richtung des letzten, geraden Abschnitts der Wirbelsäule in die Mitte des Rückenmarkkanals als erste Ausgangslinie für die Mes­ sungen, gelegt wird. Auf dieser Geraden wird als zweite Ausgangslinie eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur errichtet, deren innere Verlängerung den unte­ ren Punkt des Schloßknochens tangential berührt.

Parallel zur zweiten Ausgangslinie werden weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur begrenzt sind, in Höhe des schwanzseitigen Endes des letzten Wirbels, der dünnsten Speckschicht am MGM, zwi­ schen dem letzten und vorletzten Wirbel, als auch zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel berechnet. Die Länge der Teilstrecken der zweiten Ausgangslinie sowie der dazu parallelen weiteren Strecken ergibt sich durch deren Schnittpunkt mit der Speckinnenkonturlinie zwischen Speck und Fleisch.

Vorstellbar ist auch die Handelsklassenbestimmung mittels der im Folgeschritt möglichen Querschnittsflächenberechnung aus den Teilstrecken sowie den zugeordneten Strecken auf der ersten Ausgangslinie anhand charakteristischer Verhält­ nisgrößen von Speckschichtpartien und von durch die Speck­ innenkontur, den Schloßknochen, den vorletzten Wirbel be­ grenzten Teilflächen zu bestimmen.

Alternativ können auch die Verhältnisse der Streckenlängen der Diagonalen von Teilflächen zueinander zur Bestimmung genutzt werden.

Die Vorteile der Erfindung bestehen durch die Bestimmung von Streckenverhältnissen zur Beurteilung der Qualität von Schlachttierhälften insbesondere in der Eliminierung von Fehlerquellen durch nicht absolut senkrechte Aufnahmen in der Spaltebene, die sonst zu Fehlbewertungen und Fehlklas­ sifizierungen führen. Spaltfehler im Schlachtprozeß beein­ flussen die Bewertung kaum. Die Schätzgenauigkeit wird we­ sentlich erhöht, wodurch eine genauere, höhere Qualität der Bewertung erzielt wird.

Die Erfindung wird als Ausführungsbeispiel an Hand von Fig. 1 als Aufnahmebereich für die Bewertung näher erläutert.

Nach Fig. 1 wird ein Bildbereich 1 der Schinken- und Lenden­ region einer Schlachttierhälfte photogrammetrisch ausgewer­ tet, der deren gesamte Breite, das körperseitige Ende des Schloßknochens 2 und das untere Ende der Wirbelsäule 3 mit Wirbeln erfaßt.

In die Mitte des Rückenmarkkanals wird eine Gerade 4 mit der Richtung des geraden Abschnitts der Wirbelsäule 3 als erste Ausgangslinie für die Messungen gelegt. Auf dieser Geraden 4 wird als zweite Ausgangslinie 5 eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur 6 errichtet, wobei eine innere Verlängerung 7 der zweiten Ausgangslinie 5 den unte­ ren Punkt des Schloßknochen 2 tangential berührt.

Parallel zur zweiten Ausgangslinie 5 werden vier weitere Strecken berechnet, deren Längen ebenfalls von der Geraden 4 als erste Ausgangslinie und der äußeren Speckkontur 6 be­ grenzt sind. Eine erste Parallele 8 wird in Höhe der dünn­ sten Speckschicht am MGM, eine zweite Parallele 9 am schwanzseitigen Ende des letzten Wirbels der Wirbelsäule 3, eine dritte Parallele 10 zwischen dem letzten und vorletz­ ten Wirbel der Wirbelsäule 3 und eine vierte Parallele 11 zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel der Wirbel­ säule 3 berechnet. Die zweite Ausgangslinie 5 sowie die Pa­ rallelen 8; 9; 10; 11 werden von der Speckinnenkonturlinie 12 geschnitten, wodurch Teilstrecken entstehen. Auf der zweiten Ausgangslinie 5 sind hierdurch Teilstrecken st1 13 und st2 14 bestimmt. Weiterhin bestimmen die Schnittpunkte die Länge der äußeren Teilstrecke stzp 15 der ersten Paral­ lelen 8, die der dünnsten Speckdicke am Musculus Gluteus Medium 16 entspricht, die Länge einer inneren Teilstrecke stk 17 auf der zweiten Parallelen 9, die Längen der Teil­ strecken st3 18 und st4 19 auf der dritten Parallele 10 so­ wie auf der vierten Parallele 11 die Längen der Teilstrec­ ken st5 19 und st6 20.

Der Magerfleischanteil (mfa) wird z. B. nach der Formel:

berechnet, der unmittelbar zur Bewertung genutzt wird und zur Handelsklasseneinstufung dient.

Die Konstanten p0, p1, p2, p3, p8, p9 sind durch Regressi­ onsberechnungen mittels eines standardisierten Statistik­ programms, wie zum Beispiel Microsoft Excel®, aus dem tat­ sächlichen Magerfleischanteil von Schlachttierhälften als Referenzgrößen berechnet.

Eine Handelswertbestimmung ist mittels des Verhältnisses von Flächen bzw. der Streckenlängen deren Begrenzung eben­ falls realisierbar. Hierzu werden beispielsweise die Größen der von dei Geraden 4, der Speckinnenkonturlinie 12, der Teilstrecken st1 13 und st3 18 begrenzten Fläche zu der des Specks zwischen den Teilstrecken st2 14 und st4 19 berech­ net sowie ein Koeffizient, der mit dem Handelswert korre­ spondiert, ermittelt. Alternativ ist der Handelswert mit­ tels Koeffizienten aus den Werten für die Diagonalen dieser Flächen bestimmbar.

Verwendete Bezugszeichen

1

Bildbereich

2

Schloßknochen

3

Wirbelsäule

4

Gerade

5

zweite Ausgangslinie

6

äußere Speckkontur

7

innere Verlängerung der zweiten Ausgangslinie

5

8

erste Parallele

9

zweite Parallele

10

dritte Parallele

11

vierte Parallele

12

Speckinnenkonturlinie

13

st1

14

st2

15

äußere Teilstrecke (stzp)

16

Musculus Gluteus Medium - MGM

17

stk

18

st3

19

st4

20

st5

21

st6

Claims (4)

1. Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Schlachttier­ hälften mittels optischer Bildverarbeitung, wobei durch photogrammetrische Auswertung einer optischen Aufnahme in deren Spaltebene im Bereich der Schinken-Lendenregion un­ terschiedliche Gewebearten rechentechnisch selektiert und spezifische Parameter zur Bewertung ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß als markante Bezugspunkte die Wirbelsäule (3) mit Rüc­ kenmarkkanal, die körperseitig untere Stelle des Schloßkno­ chens (2), die dünnste Speckdicke am MGM (16) und die Kontu­ ren des Rückenspecks (6; 12) im ausgewählten Bereich ge­ nutzt werden,
daß eine Gerade (4) mit der Richtung des letzten, geraden Abschnitts der Wirbelsäule (3) in die Mitte des Rückenmark­ kanals als erste Ausgangslinie für die Messungen gelegt wird, auf dieser Geraden (4) als zweite Ausgangslinie (5) eine senkrechte Strecke bis zur äußeren Speckkontur (6) er­ richtet wird, wobei eine innere Verlängerung (7) der zwei­ ten Ausgangslinie (5) den unteren Punkt des Schloßknochens (2) tangential berührt, parallel zur zweiten Ausgangslinie (5) weitere Strecken, deren Längen von der ersten Ausgangs­ linie und der äußeren Speckkontur (6) begrenzt sind, in Hö­ he des schwanzseitigen Endes letzten Wirbels der Wirbel­ säule (3), der dünnsten Speckschicht am MGM (16), zwischen dem letzten und vorletzten Wirbel der Wirbelsäule (3), als auch zwischen dem vorletzten und drittletzten Wirbel der Wirbelsäule (3) berechnet werden, wobei sich die Länge von Teilstrecken der zweiten Ausgangslinie (5) sowie der dazu parallelen weiteren Strecken durch deren Schnittpunkt mit der Speckinnenkonturlinie (12) ergeben, und
daß der zur Bewertung maßgebliche Magerfleischanteil durch Addition von Summanden von zueinander ins Verhältnis ge­ setzter, zum geraden Verlauf des Rückenmarkkanals senkrech­ ter Teilstrecken im Bereich des Fleischs und der Speck­ schicht unter Einbeziehung von mittels Regressionsberech­ nungen ermittelter Konstanten für jeden Term und einer Grundkonstante berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Handelswertbestimmung mittels Flächenberechnung aus Teilstrecken sowie zugeordneten Strecken auf der Gera­ den (4) als erste Ausgangslinie anhand charakteristischer Verhältniswerte der Flächen von Speckschichtpartien und von durch die Speckinnenkonturlinie (12), den Schloßknochen (2) sowie den vorletzten Wirbel der Wirbelsäule (3) begrenzten Teilflächen erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verhältniswerte der Längen der Diagonalen von Teilflä­ chen im Fleisch- und Speckbereich zueinander zur Handels­ wertbestimmung genutzt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß Verhältniswerte der Längen von Strecken, die Teilflä­ chen im Fleisch- und Speckbereich begrenzen, zueinander zur Handelswertbestimmung genutzt werden.