BE1030428B1 - Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Gargerät mit einer Kameraeinrichtung - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren (29) zum Garen eines Garguts (6) in einem Garraum (3) eines Gargeräts (1) mit einer Kameraeinrichtung (15) zum Beobachten des Garguts (6), wobei in zeitlich bestimmten Abständen von der Kameraeinrichtung (15) Bilder des Garguts (6) aufgenommen werden und für zumindest eine Bildmenge aus zumindest zwei nacheinander aufgenommenen Bildern durch bildpunktweise Subtraktion zumindest eines Bildpunktwertes voneinander ein Differenzbild (20) erstellt wird, wobei aus dem Differenzbild (20) zumindest ein Bewegungswert ermittelt wird, und wobei anhand des Bewegungswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts (1) bestimmt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Gargerät (1), insbesondere einen Backofen, wobei das Gargerät (1) zum Ausführen eines solchen Verfahrens (29) ausgebildet ist.

Description

1 BE2022/5255

Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Gargerät mit einer

Kameraeinrichtung

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts mit einer Kameraeinrichtung zum Beobachten des Garguts.

Weiterhin betrifft die Erfindung ein zum Ausführen eines solchen Verfahrens ausgebildetes Gargerät, insbesondere einen Backofen.

Hintergrund der Erfindung

Aus dem Stand der Technik sind Gargeräte, insbesondere Backöfen, mit

Kameraeinrichtungen bekannt, bei denen ein Kamerabild zum Erkennen eines bestimmten Garguts genutzt wird. Dabei werden beispielsweise vorgegebene

Garprogramme durch das Gargerät in Abhängigkeit vom erkannten Gargut gestartet, die dann nach einem fest vorgegebenen Ablauf durchlaufen werden.

Nachteilig wird durch einen festgelegten Ablauf jedoch oft der gewünschte

Garpunkt nicht erreicht oder überschritten, da zu viele Einflussfaktoren auf den

Garprozess unberücksichtigt bleiben.

Zum Lösen dieses Problems ist es aus dem Stand der Technik bekannt, das

Gargerät in Abhängigkeit eines durch die Kameraeinrichtung erkannten

Garzustands des Garguts zu steuern, insbesondere abzuschalten. So ist etwa aus DE 10 2008 042 804 A1 ein Gargerät mit einer Kamera zum Beobachten von Gargut bekannt. Dabei werden die von der Kamera aufgenommenen Bilder an ein externes Gerät zur dortigen Wiedergabe auf einem Display gesendet und zudem in dem Gargerät gespeichert. Das Gargerät weist eine Vergleichseinheit zum Vergleich zweier zeitlich versetzt aufgenommener Bilder auf, um einen

Bräunungsfortschritt zu erkennen. Das Bild des Garguts kann auch dazu verwendet werden, um über eine entsprechende Bildauswertung den

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Garungsgrad auszuwerten und damit den Backvorgang automatisch zu steuern und/oder zu beenden.

Aus DE 10 2019 120 008 A1 ist weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines

Gargeräts mit einer Kameraeinrichtung bekannt, bei dem wenigstens ein Ma{ für kürzerfristige Fluktuationen eines Bildparameters um einen durch eine zunehmende Garung des Garguts bedingten längerfristigen Trend bestimmt wird. Abhängig von dem MaB für die Fluktuationen wird ein innerer Garzustand des Garguts abgeleitet. Nachteilig ist das beschriebene Verfahren aufwändig und erfordert eine komplexe Bildauswertung.

Beschreibung der Erfindung

Ausgehend von dem Hintergrund der Erfindung ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, mittels dem der

Garprozess besser gesteuert werden kann.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen

Hauptansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den

Unteransprüchen angegeben. Sofern technisch möglich, können die Lehren der

Unteransprüche beliebig mit den Lehren der Haupt- und Unteransprüche kombiniert werden.

Insbesondere wird die Aufgabe demnach gelöst durch ein Verfahren zum Garen eines Garguts in einem Garraum eines Gargeräts mit einer Kameraeinrichtung zum Beobachten des Garguts, wobei in zeitlich bestimmten Abständen von der

Kameraeinrichtung Bilder des Garguts aufgenommen werden und für zumindest eine Bildmenge aus zumindest zwei nacheinander aufgenommenen Bildern durch bildpunktweise Subtraktion zumindest eines Bildpunktwertes voneinander ein Differenzbild erstellt wird, wobei aus dem Differenzbild zumindest ein

Bewegungswert ermittelt wird, und wobei anhand des Bewegungswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts bestimmt wird.

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Nachfolgend werden vorteilige Aspekte der beanspruchten Erfindung erläutert und weiter nachfolgend bevorzugte modifizierte Ausführungsformen der

Erfindung beschrieben. Erläuterungen, insbesondere zu Vorteilen und

Definitionen von Merkmalen, sind dem Grunde nach beschreibende und bevorzugte, jedoch nicht limitierende Beispiele. Sofern eine Erläuterung limitierend ist, wird dies ausdrücklich erwähnt.

Ein Gargerät ist insbesondere als Backofen ausgebildet, bei dem zur

Zubereitung eines Garguts beispielsweise Temperaturen von etwa 100-250°C in dem Garraum vorgesehen sind. Das Gargerät kann auch als Backofen mit einer

Pyrolysefunktion, einer Dampfgarfunktion und/oder mit einer integrierten

Mikrowelle ausgebildet sein. Das Gargerät kann ferner als Dampfgarer,

Mikrowelle oder als Herd ausgebildet sein.

Der Garraum des Gargeräts ist bevorzugt als gegenüber einer Außenwandung des Gargeräts mittels einer Wärmedämmung gedämmte Kavität in einem

Gehäuse des Gargeräts ausgebildet. Bevorzugt kann der Garraum über eine

Öffnung mit Gargut befüllt werden oder solches Gargut kann über die Öffnung aus dem Garraum entnommen werden, wobei die Öffnung mittels einer

Garraumtür verschließbar ist. In oder an dem Garraum sind bevorzugt Mittel zum

Aufheizen und/oder Mittel zum Umwälzen der in dem Garraum befindlichen Luft vorgesehen. Weiterhin können in dem Garraum Mittel zum Abstrahlen von

Wärme und/oder zum Übertragen von Wärme mittels Wärmeleitung und/oder

Induktion vorgesehen sein.

Die Kameraeinrichtung ist insbesondere außerhalb des Garraums angeordnet, wobei in einer Garraumwandung ein Sichtfenster eingelassen ist, durch das die

Kameraeinrichtung das Gargut beobachten kann. Bevorzugt ist die

Kameraeinrichtung oberhalb des Garguts, also oberhalb des Garraums angeordnet und blickt von oben auf den Bereich, der zu Anordnen des Garguts vorgesehen ist. Die Kameraeinrichtung kann ferner auch seitlich des Garguts bzw. Garraums angeordnet sein und seitlich auf den genannten Bereich blicken.

Es ist auch eine Anordnung mit einer schrägen Perspektive auf das Gargut

4 BE2022/5255 möglich. Die Kameraeinrichtung umfasst beispielsweise eine 2D-Kamera, kann jedoch alternativ oder ergänzend auch eine 3D-Kamera, beispielsweise als TOF-

Kamera ausgebildet, aufweisen.

Als Bildmenge wird eine bestimmte Anzahl Bilder, die zeitlich nacheinander von dem Gargut aufgenommen werden, verstanden. Besonders bevorzugt ist eine

Bildmenge ein Bildpaar, besteht also aus zwei Bildern. Die Bilder eine Bildmenge werden in einem vorgegebenen zeitlichen Abstand aufgenommen oder aus einer größeren Anzahl an von der Kameraeinrichtung aufgenommenen Bildern mit dem entsprechenden zeitlichen Abstand ausgewählt, insbesondere von wenigen

Sekunden. Der zeitliche Abstand, in dem Bildmengen aufgenommen werden, bzw. zur Erstellen eines Differenzbildes herangezogen werden, kann sich auch während eines Garprozesses ändern, beispielsweise abhängig davon, in welchen Zeitabschnitten des Garprozesses für ein erkanntes Gargut besonders viel oder wenig Bewegung erwartet wird. Ein solcher veränderlicher zeitlicher

Abstand wird dann in der Auswertung der Bilder, insbesondere bei der Ermittlung des Bewegungswerts berücksichtigt.

Ein Differenzbild wird durch bildpunktweise Subtraktion zumindest eines

Bildpunktwertes voneinander erstellt. Ein solcher Bildpunktwert ist etwa ein

Farbwert, ein gemittelter Farbwert mehrerer Farbkanäle, ein Helligkeitswert, ein

Grauwert oder ein Sättigungswert. Das Differenzbild kann auch beispielsweise aus drei Farbwerten verschiedener Farbkanäle gebildet werden oder es wird je

Farbkanal ein eigenes Differenzbild gebildet. Das Differenzbild besteht aus positiven Werten für einen jeweiligen Bildpunkt, wenn der Minuend größer ist als der Subtrahend und negativ, wenn der Subtrahend größer ist als der Minuend.

Es ist auch möglich, dass Differenzbild bezüglich der Beträge der Differenzen je

Bildpunktwert auszuwerten bzw. zu verrechnen. Ein Differenzbild aus mehr als zwei Bildern kann beispielsweise durch anteilige, durchschnittliche oder summarische Berücksichtigung mehrerer Bildpunktwerte von mehreren Bilder am Minuend und/oder Subtrahend erstellt werden. Ein Bildpunkt entspricht

Insbesondere einem Pixel eines verarbeiteten Bildes, kann aber auch mehrere

Pixel umfassen.

Die vorstehende Lösung der Aufgabe umfasst nun die Lehre, dass für eine

Bildmenge durch das Differenzbild erkannt werden kann, ob ein jeweiliger

Bildpunkt sich in der Zeit zwischen der Aufnahme der Bilder der Bildmenge grundsätzlich verändert hat. Eine Veränderung wird einer Bewegung der Garguts 5 an der betreffenden Stelle zugeordnet. Dabei kann eine solche Bewegung vorteilhaft mittels des Differenzbilds auf sehr einfache Weise mit geringen

Anforderungen zur Datenverarbeitung erkannt werden. Die in einem zeitlichen

Abstand vorliegende Bewegung, die dann durch den Bewegungswert abgebildet wird, folgt je nach Gargut einem charakteristischen Verlauf über den Garprozess.

Anhand eines solchen Zusammenhangs wird dann die zumindest eine

Einstellung des Gargeräts bestimmt. Das Gargerät wird also anhand eines über das Verfahren erkannten tatsächlichen Garzustands gesteuert und das Gargut wird somit zielgenauer gegart. Dazu wird über den Garprozess bevorzugt wiederholt ein Differenzbild gebildet und daraus jeweils ein Bewegungswert ermittelt.

Durch die Beurteilung des Garzustands anhand des Bewegungswerts, bzw. die

Bestimmung der zumindest einen Einstellung anhand des den Garzustand abbildenden Bewegungswerts wird der Garprozess besonders vorteilhaft auf die jeweilige Zusammensetzung des Garguts abgestimmt und ist von einem festgelegten Programmablauf unabhängig. Es kommt also nicht darauf an, ob eine Information über eine Zusammensetzung des Garguts bekannt ist, sondern der Einfluss, den die Zusammensetzung insbesondere auf die Garzeit bewirkt, schlägt sich in dem ermittelten Bewegungswert nieder und wird somit automatisch berücksichtigt.

Das Gargut kann bevorzugt durch die Kameraeinrichtung bzw. durch

Auswertung von Bildern der Kameraeinrichtung automatisch von dem Gargerät erkannt werden oder mittels manueller Eingabe beispielsweise bei einer

Programmwahl eingestellt werden, wobei dann der charakteristische Verlauf, der für den Bewegungswert bei diesem Gargut erwartet wird, oder zumindest daraus abgeleitete Werte in einer Speichervorrichtung des Gargeräts hinterlegt sein und für das Verfahren genutzt werden können. Die zumindest eine Einstellung des

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Gargeräts, die bestimmt wird, ist beispielsweise eine Gartemperatur, eine

Aufheizkurve, ein Abschaltzeitpunkt oder ein Einschaltzeitpunkt zumindest eines

Mittels zum Aufheizen oder Abkühlen des Garraums oder des Garguts oder eine

Stellung der Garraumtür. Besonders bevorzugt wird der Bewegungswert während eines Garprozesses fortlaufend bestimmt und anhand des

Bewegungswerts der Garprozess vollumfänglich, also bezüglich aller relevanten

Einstellungen, gesteuert und insbesondere nach Fertigstellung des Garguts beendet. Durch die durch den Bewegungswert bestimmte Beendung des

Garprozesses, also Abschaltung des Gargeräts, wird besonders vorteilhaft ein

Übergaren, Austrocknen oder Verbrennen des Garguts verhindert. Ein

Abschalten kann bevorzugt auch auf energiesparsame Weise erfolgen, bevor das Gargut fertig gegart ist, sodass das Gargut mit der im Garraum vorhandenen

Restwärme fertig gart.

Bevorzugt erfolgt eine Differenzierung der Art der Bewegung über die Wahl der zeitlichen Abstände. Dabei ist zu unterscheiden zwischen systematischen

Bewegungen, also solche die sich über eine signifikante Zeit des Garprozesses erstrecken, vergleichsweise langsam erfolgen und gerichtet sind, wie beispielsweise Aufgehvorgänge, Zerlaufen oder Bräunungsvorgänge und spontanen Bewegungen, die über eine kurze Zeit mit hoher

Bewegungsamplitude auftreten und ungerichtet sind. Spontane Bewegungen entstehen beispielsweise durch Köcheln, schnelles AufreiBen des Garguts,

Bildung und Auflösen von Luftblasen in Teigen oder ferner auch durch

Störeinflüsse wie sich ändernden Lichtverhältnissen, etwa durch Personen vor dem Gargerät. Durch die bevorzugte Wahl von kurzen zeitlichen Abständen in der zeitlichen Größenordnung der spontanen Bewegungen werden mittels des

Differenzbildes die spontanen Bewegungen abgebildet, während systematische

Bewegungen in den kurzen zeitlichen Abständen nur wenig Bewegung erzeugen und sich daher nicht oder nur sehr wenig auf das Differenzbild auswirken.

Die Wahl von kurzen zeitlichen Abständen wird insbesondere für Gargüter bevorzugt, bei denen die spontanen Bewegungen einen besonders charakteristischen Verlauf über den Garprozess aufweisen. Dies ist

7 BE2022/5255 beispielsweise bei Aufläufen, Gratins, Ofensuppen und Lasagnen in einem

Backofen der Fall. Aufläufe, Gratins, Ofensuppen und Lasagnen enthalten

Flüssigkeit, die im Verlauf des Garprozesses zu Köcheln beginnt. Ein solches

Köcheln durch Blasenbildung an der Oberfläche des Garguts gekennzeichnet und erzeugt daher große Amplituden von spontaner Bewegung mit stochastischer Verteilung, die sich mit zunehmendem Aufheizen bis zu einem

Maximum steigern und nach einem Maximum mit zunehmendem Eindicken der

Flüssigkeit verringern. Das vorbeschriebene Verfahren dient also insbesondere dem Erkennen von Köcheln bei Gargütern mit Flüssigkeit.

Ebenfalls kann eine spontane Bewegung bei flachen Beladungen mit sichtbarer

Soße erkannt werden. Wenn bei Pizzen, Wehen, Quiche und Flammkuchen der

Anteil bzw. die Schichtdicke der Soße dick genug ist, dann kommt es auch hier zu viel spontaner Bewegung.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform betragen die zeitlich bestimmten Abstände weniger als 30 Sekunden. Besonders bevorzugt ist ein zeitlicher Abstand von 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20 oder 25 Sekunden. Mit einem solchen zeitlichen Abstand bildet das Differenzbild spontane Bewegungen ohne oder nur mit geringem Einfluss von systematischen Bewegungen ab, deren

Bewegungen sich über deutliche längere Zeiträume erstrecken. Der

Bewegungswert ist dann also ein Maß nur für spontane Bewegungen und kann einem charakteristischen Verlauf solcher spontanen Bewegungen, beispielsweise dem Auftreten von Köcheln bei einem entsprechenden Gargut wie einem Auflauf, einem Gratin, einer Ofensuppe oder einer Lasagne, zugeordnet werden, um den Garzustand abzuleiten und das Gargerät entsprechend zu steuern. Beispielsweise kann der Bewegungswert bei maximalem Köcheln maximal oder invertiert dazu minimal sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Bewegungswert als

Skalar aus den Bildpunktwerten je Bildpunkt in dem Differenzbild ermittelt. Der

Bildpunktwert des Differenzbilds entspricht der Differenz der Bildpunktwerte der entsprechenden Bildpunkte der Bilder der Bildmenge. Ein solcher Skalar lässt

8 BE2022/5255 sich als einzelner Wert besonders einfach verarbeiten und mit einem charakteristischen Verlauf vergleichen. Bevorzugt wird der Bewegungswert als

Mittelwert der Beträge der Bildpunktwerte je Bildpunkt, als quadratischer

Mittelwert der Bildpunktwerte je Bildpunkt und/oder als Varianz der

Bildpunktwerte je Bildpunkt ermittelt. Der Bewegungswert kann mittels den genannten Berechnungsmethoden einfach und mit geringer Leistung einer

Datenverarbeitungsvorrichtung ermittelt werden. Auch andere Arten der

Mittelwertbildung sind möglich.

Weiterhin bevorzugt wird der Bewegungswert als gleitender Mittelwert des

Mittelwerts der Beträge der Bildpunktwerte je Bildpunkt, des quadratischen

Mittelwerts der Bildpunktwerte je Bildpunkt und/oder der Varianz der

Bildpunktwerte je Bildpunkt ermittelt. Durch die Betrachtung des Mittelwerts können einmalig und/oder sehr kurzzeitig auftretende Störeinflüsse aus dem

Bewegungswerts herausgefiltert werden. Derartige Störeinflüsse entstehen etwa, wenn sich die Lichtverhältnisse im Garraum ändern, beispielsweise durch An- oder Ausschalten einer Lichtquelle im Umfeld des Gargeräts oder durch das

Vorbeilaufen einer Person an dem Gargerät. Störeinflüsse können beispielsweise auch durch das Gargut selbst entstehen, etwa wenn Flüssigkeit herausspritzt oder das Gargut umfällt. Ein gleitender Mittelwert wird über mehrere Bildmengen hinweg gebildet, beispielsweise über sieben Bildmengen, und umfasst immer die gerade betrachtete Bildmenge sowie die dieser

Bildmenge unmittelbar vorausgehenden Bildmengen. Reißt der Bewegungswert für eine dieser Bildmengen auf Grund eines Störeinflusses aus, so nimmt dies lediglich geringen Einfluss auf den Mittelwert, so dass der Mittelwert im

Wesentlichen weiterhin dem charakteristischen Verlauf folgt.

In einer weiteren Ausführungsform wird der Mittelwert nur aus Bildmengen berechnet, die nach einer Bereinigung von Ausreißern übrigbleibt. Dabei kann die Identifikation der Ausreißer über statistische Analysen, Rangordnungsfilter und/oder 1D- oder 2D-Bilateralfilter erfolgen. In dem Fall ist das auszuwertende

Signal besonders unabhängig von Störeinflüssen wie

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Belichtungsschwankungen, Personen vor dem Gargerät, Umfallen von Gargut oder Türöffnungen durch den Benutzer.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die zumindest eine Einstellung des

Gargeräts anhand eines Extremwertes oder eines Maximums des

Bewegungswerts bestimmt.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird die zumindest eine

Einstellung des Gargeräts anhand eines Maximums des Bewegungswerts bestimmt. Bei einem solchen Maximum liegt kann beispielsweise für einen

Auflauf, ein Gratin oder eine Lasagne davon ausgegangen werden, dass im gesamten Gargut eine bestimmte Temperatur vorliegt, und es kann von diesem

Punkt darauf geschlossen werden, wie lange das Gargut noch benötigt, um fertig gegart zu sein.

Bevorzugt wird ein Maximum erkannt, wenn in einer vorgegebenen Zeit nach dem bestimmten Bewegungswert kein höherer Bewegungswert bestimmt wird.

Auf diese Weise wird verhindert, dass eine kurzzeitige Fluktuation in dem

Bewegungswert fälschlicherweise als Maximum erkannt wird und daraufhin beispielsweise eine Beendigung des Garprozesses eingeleitet wird. Das ist insbesondere dahingehend relevant, dass die Ursachen für die Bewegungen, insbesondere für spontane Bewegungen, vielen Einflussfaktoren unterliegen und der Bewegungswert somit mehr oder weniger stark um den charakteristischen

Verlauf herum schwanken kann.

Weiterhin bevorzugt wird ein Maximum erkannt, wenn der bestimmte

Bewegungswert in einer bestimmten zeitlichen Relation zu einem Beginn des

Garprozesses liegt. Gerade zu Beginn eines Garprozesses können vielfältige

Bewegungen stattfinden, die jedoch nicht der gleichen Ursache zuzuordnen sind, die den charakteristischen Verlauf bestimmt. Bei Aufläufen, Gratins oder

Lasagnen beispielsweise ist der charakteristische Verlauf der spontanen

Bewegungen durch das Köcheln der in dem Gargut enthaltenen Flüssigkeit bestimmt. Zu Beginn eines Garprozesses tritt jedoch ein Zerlaufen von auf dem

Auflauf, dem Gratin oder der Lasagne liegenden Käse auf, das viel spontane

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Bewegung verursacht und in keinem direkten Zusammenhang mit dem Köcheln der Flüssigkeit steht. Durch die zeitliche Relation, durch die das Maximum von dem Beginn des Garprozesses entfernt liegen muss, wird das Zerlaufen des

Käses bei der Betrachtung des Bewegungswerts außer Acht gelassen und kann nicht zu einem fälschlich erkannten Maximum führen.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird anhand des bestimmten

Bewegungswerts ein Zeitpunkt zum Abschalten des Gargeräts bestimmt. Dies erfolgt insbesondere durch Erkennen des Maximums, wobei dann der Zeitpunkt zum Abschalten aus der bis zum Maximum vergangenen Garzeit ermittelt wird.

Es kann auch abhängig von dem Bewegungswert ein Verfahren zum Erkennen einer Bräunung des Garguts ausgelöst werden, das mittels der

Kameraeinrichtung ausgeführt wird und ein Abschalten des Gargeräts bedingt, wenn eine ausreichende Bräunung erkannt wird.

In einer Ausführungsform wird die Bildmenge aus zumindest drei nacheinander aufgenommenen Bildern gebildet. Es erfolgt dann, ähnlich wie bei der Ermittlung des Bewegungswerts anhand von gleitenden Mittelwerten eine Unterdrückung von Störeinflüssen. Dabei kann beispielsweise der Minuend und/oder der

Subtrahend aus dem Mittelwert mehrerer Bilderpunktwerte mehrerer Bilder gebildet werden.

In einer weiteren Ausführungsform werden die von der Kameraeinrichtung aufgenommenen Bilder zum Erstellen des Differenzbilds zunächst weichgezeichnet, in ein Graubild umgewandelt und/oder in der Auflösung verringert. Durch ein Weichzeichnen — in der Bildverarbeitung auch Blur genannt — werden vorteilhaft hochfrequente Effekte im Bild wie Pixelrauschen oder

Reflexionen am Gargut oder im Garraum aus dem Bild eliminiert und schlagen sich insofern nicht im Differenzbild nieder. Das Verfahren wird also dahingehend stabilisiert, dass äußere Störeinflüsse unterdrückt werden. Die Reduzierung der

Auflösung und/oder eine Umwandlung in ein Graubild dienen der Minimierung der Dateigröße des Bildes und ermöglichen insofern ein vereinfachtes

Verarbeiten des Bildes in einer entsprechenden Datenverarbeitungsvorrichtung,

11 BE2022/5255 die zum Ausführen des Verfahrens vorgesehen ist. Die von der

Kameraeinrichtung aufgenommenen Bilder können zum Erstellen des

Differenzbilds beispielsweise mittels einer Bildpyramide in der Auflösung verringert werden. Ein in der Auflösung reduziertes Graubild ermöglicht weiterhin eine Ermittlung eines aussagekräftigen Differenzbilds bzw. Bewegungswerts, anhand dessen eine Zuordnung zu einem Garzustand und insofern die

Bestimmung zumindest einer Einstellung des Gargeräts sicher möglich ist.

Bevorzugt wird zumindest ein von der Kameraeinrichtung aufgenommenes Bild, ein aus einem von der Kameraeinrichtung aufgenommenen Bild abgeleitetes

Bild, zumindest ein Differenzbild und/oder zumindest ein Bewegungswert in einer

Speichervorrichtung gespeichert. Es ist dann vorteilhaft auch nach dem

Zeitpunkt, zu dem das Bild aufgenommen, die Ableitung daraus gebildet oder das Differenzbild erstellt bzw. der Bewegungswert ermittelt wurde, eine erneute

Erstellung des Differenzbilds oder Ermittlung des Bewegungswerts bzw. ein

Überprüfen des Differenzbilds oder des Bewegungswerts möglich. Insbesondere können die gespeicherten Daten auch ausgewertet und zur Fehlererkennung und/oder Verbesserung des Verfahrens herangezogen werden.

Besonders bevorzugt und mit den bereits vorbeschriebenen Vorteilen ist das

Gargerät als Backofen zum Backen eines Backguts ausgebildet, wobei der

Garraum als Backmuffe ausgebildet ist. Das Verfahren kommt dann insbesondere zur Anwendung, wenn das Backgut ein Auflauf, ein Gratin, eine

Ofensuppe oder eine Lasagne ist.

Die Aufgabe wird auch gelöst durch ein Gargerät, insbesondere ein Backofen, zum Garen eines Garguts, aufweisend einen Garraum und eine

Kameraeinrichtung zum Beobachten des Garguts, wobei das Gargerät zum

Ausführen eines vorbeschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Insbesondere weist das Gargerät eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf, die zum Ausführen des Verfahrens eingerichtet bzw. ausgebildet ist. Das Gargerät weist dann die bezüglich des Verfahrens vorbeschriebenen Vorteile entsprechend auf.

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Weiterhin bevorzugt weist das Gargerät auch eine Speichervorrichtung zum

Speichern von Daten auf.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden

Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die

Formulierung Figur ist in den Zeichnungen mit Fig. abgekürzt.

In den Zeichnungen zeigen

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch ein Gargerät nach einem

Aspekt der Erfindung;

Fig. 2 eine grafische Darstellung eines nach einem Aspekt der Erfindung ermittelten Differenzbilds;

Fig. 3 eine Diagrammdarstellung eines nach einem Aspekt der Erfindung ermittelten Bewegungswerts über der Zeit;

Fig. 4 eine Diagrammdarstellung eines weiteren, nach einem Aspekt der

Erfindung ermittelten Bewegungswerts über der Zeit; und

Fig. 5 ein Verfahrensschaubild eines Verfahrens nach einem Aspekt der

Erfindung.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsbespiele

Figur 1 zeigt ein als Backofen ausgebildetes Gargerät 1 mit einem nicht dargestellten Gehäuse und einem in dem Gehäuse angeordneten Garraum 3.

Der Garraum 3 ist zu einer oberen Seite durch eine erste Garraumwandung 4.1, zu einer unteren Seite durch eine zweite Garraumwandung 4.2, zu einer vorderen Seite durch eine dritte Garraumwandung 4.3 und zu einer hinteren

Seite durch eine vierte Garraumwandung 4.4 begrenzt, wobei der Garraum 3 weiterhin durch nicht dargestellte Garraumwandungen jeweils zu einer rechten

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Seite und zu einer linken Seite begrenzt ist. In dem Garraum 3 ist eine

Gargutträger 5 angeordnet, auf dem Gargut 6 aufliegt. Die

Garraumwandungen 4.1, 4.2, 4.4 können in nicht dargestellter Weise gegenüber dem Gehäuse gedämmt sein.

Die dritte Garraumwandung 4.3 ist durch eine Garraumtür 7 gebildet, wobei die

Garraumtür 7 aufschwingbar ist, um eine Öffnung 8 des Garraums 3 freizugeben oder zu verschließen. Die Garraumtür 7 ist aus einer Mehrfachverglasung gebildet, weist einen Griff 7.1 auf und ist mittels einer Dichtung 10 gegenüber der ersten Garraumwandung 4.1 gedichtet.

Oberhalb und außerhalb des Garraums 3 ist eine Kameraeinrichtung 15 angeordnet. Zwischen der Kameraeinrichtung 15 und dem Garraum 3 ist ein

Sichtfenster 9 in der ersten Garraumwandung 4.1 eingelassen. Die

Kameraeinrichtung 15 ist nach unten gerichtet und beobachtet das in dem

Garraum 3 befindliche Gargut 6 durch das Sichtfenster 9 in Draufsicht, wie mit einem Sichtkegel der Kameraeinrichtung 15 angedeutet ist.

Das Gargerät 1 weist weiterhin eine Datenverarbeitungsvorrichtung 16 zum

Ausführen eines Verfahrens, insbesondere zum Verarbeiten von Bildern der

Kameraeinrichtung 15 und zum Bestimmen zumindest einer Einstellung des

Gargeräts 1, auf. Zudem weist das Gargerät 1 eine Speichervorrichtung 17 zum

Speichern von Daten auf.

Figur 2 zeigt eine grafische Darstellung eines Differenzbildes 20, das die

Bewegung eines Kartoffelgratins in einer Auflaufform in einem Backofen zwischen zwei zeitlich beabstandet aufgenommenen Bildern wiedergibt. Die

Auflaufform weist dabei eine runde äußere Begrenzung auf. Es ist zu erkennen, dass entlang des äußeren Rands der Auflaufform signifikante Bewegung vorliegt. Diese Bewegung entspricht einem Köcheln mit oberflächlicher

Blasenbildung der in dem Kartoffelgratin enthaltenen Flüssigkeit, wobei das

Köcheln deswegen verstärkt am Rand der Auflaufform auftritt, weil der mittlere

Bereich des Kartoffelgratins durch eine Käseschicht bedeckt ist und das Köcheln dort nicht an der Oberfläche sichtbar ist. Es ist in diesem mittleren Bereich eine

14 BE2022/5255 geringe Bewegungsamplitude zu erkennen, die darauf zurückzuführen ist, dass die Käseschicht beim Köcheln der Flüssigkeit wiederholt angehoben und abgesenkt wird und zudem selber als Bewegung erkannte Veränderungen aufweist. Das Differenzbild 20 ist hier ohne Unterscheidung nach positiven und negativen Differenzen der Bildpunktwerte dargestellt, sondern als Darstellung der Beträge der Differenzen.

Figur 3 zeigt den Verlauf eines Bewegungswerts, der aus wiederholt ermittelten

Differenzbildern gemäß Figur 2 während des Garvorgangs eines Kartoffelgratins in einem Backofen ermittelt wurde. Auf der x-Achse ist die Zeit in Minuten aufgetragen, auf der y-Achse eine Amplitude des Bewegungswerts. Der in

Figur 3 dargestellte Bewegungswert wurde als Mittelwert der Beträge der

Bildpunktwerte je Bildpunkt in dem Differenzbild 20 ermittelt. Es ist zu erkennen, dass der Bewegungswert einem charakteristischen Verlauf grundsätzlich folgt, jedoch vergleichsweise stark um den charakteristischen Verlauf herum schwankt. Die Amplitude zeigt zu Beginn des Garprozesses einen Ausschlag 21, der durch das Zerlaufen von Käse und austretendem Fett bei dem Käse begründet ist. Diese Amplitude fällt dann zunächst ab, bis sie sich mit beginnendem Köcheln ab etwa Minute 20 hin zu einem Maximum 22 etwa bei

Minute 42 steigert. Das zunehmende Köcheln geht mit der zunehmenden

Kerntemperatur des Kartoffelgratins einher. Nach dem Maximum 22 fällt der

Bewegungswert ab, da die Flüssigkeit in dem Kartoffelgratin eindickt und das

Köcheln mit zunehmend weniger Bewegung der Oberfläche einhergeht. Hinzu tritt, dass die Käseschicht durch Flüssigkeitsverlust zunehmend fester wird und die Bewegung an der Oberfläche damit begrenzt. Anhand des Maximums 22 kann abgeschätzt werden, wann in dem Kartoffelgratin die zum Durchgaren notwendige Kerntemperatur erreicht ist und wie bzw. wie lange der Garprozess ab diesem Zeitpunkt noch weiter geführt werden muss, um einen gewünschten

Garpunkt zu erreichen. Dieser Garpunkt ist etwa bei Minute 68 erreicht, sodass der Garprozess an diesem Punkt beendet wird.

Figur 4 zeigt einen Bewegungswert bei dem gleichen Garprozess, der in Fig. 3 abgebildet wurde, wobei hier der Bewegungswert als gleitender Mittelwert des

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Mittelwerts der Beträge der Bildpunktwerte je Bildpunkt in dem Differenzbild 20 ermittelt wurde. Es ist in grau der Verlauf des Bewegungswerts aus Fig. 2, also ohne Bildung der gleitenden Mittelwerte zum Vergleich dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Schwankungen um den charakteristischen Verlauf deutlich reduziert wurden. Die Schwankungen sind durch die stochastische Natur der spontanen Bewegungen beim Köcheln selbst und zudem durch Störeinflüsse von außen bestimmt. Durch Herausfiltern dieser Schwankungen mittels des gleitenden Mittelwerts wird erreicht, dass der Bewegungswert unmittelbar dem erwarteten charakteristischen Verlauf folgt und die Auswertung, beispielsweise die Bestimmung des Maximums, mit geringerer Fehlerwahrscheinlichkeit möglich ist.

Figur 5 zeigt ein Verfahrensschaubild eines Verfahrens 29 nach einem Aspekt der Erfindung. In einem ersten Schritt 30.1 wird ein erstes Bild des Garguts 6 zu einem ersten Zeitpunkt von der Kameraeinrichtung 15 erfasst. In einem zweiten

Schritt 30.2 wird ein zweites Bild des Garguts 6 zu einem zweiten Zeitpunkt von der Kameraeinrichtung 15 erfasst. Aus den beiden Bildern wird in einem dritten

Schritt 31 durch bildpunktweise Subtraktion zumindest eines Bildpunktwertes voneinander ein Differenzbild 20 erstellt, wozu die Bilder beispielsweise vorher weichgezeichnet, in ein Graubild umgewandelt und/oder in der Auflösung verringert werden. In einem vierten Schritt 32 wird aus dem Differenzbild 20 zumindest ein Bewegungswert ermittelt, beispielsweise durch Bilden des

Mittelwerts aller Bildpunktwerte in dem Differenzbild 20 oder durch Bilden eines gleitenden Mittelwerts des Mittelwerts aller Bildpunktwerte in dem

Differenzbild 20. In einem fünften Schritt 33 wird anhand des Bewegungswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts 1 bestimmt.

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Bezugszeichenliste 1 Gargerät 3 Garraum 4.1 erste Garraumwandung 4.2 zweite Garraumwandung 4.3 dritte Garraumwandung 4.4 vierte Garraumwandung 5 Gargutträger 6 Gargut 7 GarraumtÜür 7.1 Griff der Garraumtür 8 Öffnung 9 Sichtfenster 15 Kameraeinrichtung 16 Datenverarbeitungsvorrichtung 17 Speichervorrichtung

Differenzbild 21 Ausschlag 20 22 Maximum 29 Verfahren 30.1 erster Schritt 30.2 zweiter Schritt 31 dritter Schritt 32 vierter Schritt 33 fünfter Schritt

Claims (16)

17 BE2022/5255 Patentansprüche

1. Verfahren (29) zum Garen eines Garguts (6) in einem Garraum (3) eines Gargeräts (1) mit einer Kameraeinrichtung (15) zum Beobachten des Garguts (6); wobei in zeitlich bestimmten Abständen von der Kameraeinrichtung (15) Bilder des Garguts (6) aufgenommen werden und für zumindest eine Bildmenge aus zumindest zwei nacheinander aufgenommenen Bildern durch bildpunktweise Subtraktion zumindest eines Bildpunktwertes voneinander ein Differenzbild (20) erstellt wird; wobei aus dem Differenzbild (20) zumindest ein Bewegungswert ermittelt wird; und wobei anhand des Bewegungswerts zumindest eine Einstellung des Gargeräts (1) bestimmt wird.

2. Verfahren (29) nach Anspruch 1, wobei die zeitlich bestimmten Abstände weniger als 30 Sekunden, bevorzugt 5 oder 10 Sekunden, betragen.

3. Verfahren (29) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Bewegungswert als Skalar aus den Bildpunktwerten je Bildpunkt in dem Differenzbild (20) ermittelt wird.

4. Verfahren (29) nach Anspruch 3, wobei der Bewegungswert als Mittelwert der Beträge der Bildpunktwerte je Bildpunkt, als quadratischer Mittelwert der Bildpunktwerte je Bildpunkt und/oder als Varianz der Bildpunktwerte je Bildpunkt ermittelt wird.

5. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Bewegungswert als gleitender Mittelwert des Mittelwerts der Beträge der

18 BE2022/5255 Bildpunktwerte je Bildpunkt, des quadratischen Mittelwerts der Bildpunktwerte je Bildpunkt und/oder der Varianz der Bildpunktwerte je Bildpunkt ermittelt wird.

6. Verfahren (29) nach Anspruch 5, wobei vor der Berechnung des gleitenden Mittelwertes die Bewegungswerte von Ausreißern und/oder Störungen bereinigt werden.

7. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zumindest eine Einstellung des Gargeräts (1) anhand eines Extremwerts oder eines Wendepunkts, insbesondere eines Maximums (22) des Bewegungswerts bestimmt wird.

8. Verfahren (29) nach Anspruch 7, wobei ein Maximum (22) erkannt wird, wenn in einer vorgegebenen Zeit nach dem bestimmten Bewegungswert kein höherer Bewegungswert bestimmt wird.

9. Verfahren (29) nach Anspruch 7 oder 8, wobei ein Maximum (22) erkannt wird, wenn der bestimmte Bewegungswert in einer bestimmten zeitlichen Relation zu einem Beginn des Garprozesses liegt.

10. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei anhand des bestimmten Bewegungswerts ein Zeitpunkt zum Abschalten des Gargeräts (1) bestimmt wird.

11. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bildmenge aus zumindest drei nacheinander aufgenommenen Bildern gebildet wird.

12. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die von der Kameraeinrichtung (15) aufgenommenen Bilder zum Erstellen des Differenzbilds (20) zunächst weichgezeichnet, in ein Graubild umgewandelt und/oder in der Auflösung verringert werden.

13. Verfahren (29) nach Anspruch 11, wobei die von der Kameraeinrichtung (15) aufgenommenen Bilder zum Erstellen des

19 BE2022/5255 Differenzbilds (20) zunächst mittels einer Bildpyramide in der Auflösung verringert werden.

14. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest ein von der Kameraeinrichtung (15) aufgenommenes Bild, ein aus einem von der Kameraeinrichtung (15) aufgenommenen Bild abgeleitetes Bild, zumindest ein Differenzbild (20) und/oder zumindest ein Bewegungswert in einer Speichervorrichtung (17) gespeichert werden.

15. Verfahren (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche zum Backen eines Backguts in einer Backmuffe eines Backofens.

16. Gargerät (1), insbesondere Backofen, zum Garen eines Garguts (6), aufweisend einen Garraum (3) und eine Kameraeinrichtung (15) zum Beobachten des Garguts (6), wobei das Gargerät (1) zum Ausführen eines Verfahrens (29) nach einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.