DE3784707T2 - Verfahren zum messen der fleischtextur. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Textur von Fleisch, d. h. der Festigkeit und des Zusammenhangs des Fleisches. Das Kochen von Lebensmitteln erfolgt heute in großem Umfang automatisch, so daß Fleisch mit einer losen Textur in Stücke aufreißen und dann nicht mehr als erstklassiges Produkt akzeptiert werden kann.
• Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren anzubieten, durch das die Textur automatisch berührungsfrei erfaßt werden kann, während das Fleisch, z. B. ein Fischfilet, auf einem Förderer vorbewegt wird.
• Die Erfindung besteht in einem Verfahren zum Erfassen der Textur von Fleisch, mit den Verfahrensschritten, daß die Oberfläche des Fleisches mit Hilfe von gleichförmigen Lichtquellen in wenigstens zwei Richtungen beleuchtet wird, die in einer gemeinsamen Ebene, die zu einer Basis für das Fleisch im wesentlichen senkrecht verläuft, spitze Winkel mit der Basis bilden, und daß mit Hilfe einer einzelnen Kamera eine von einem Bereich in der Nähe der Beleuchtungsebene und die Ebene der Winkelhalbierenden der Beleuchtungsrichtungen aus gesehene Bildinformation der beleuchteten Oberfläche gewonnen wird, wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß die Lichtquellen eine unbedeckte Oberfläche des Fleisches beleuchten, so daß Risse in dem Fleisch als Kennzeichen der Fleischtextur detektiert werden
• Es wurde herausgefunden, daß eine überraschend zuverlässige Messung der Größe von quer zur Beleuchtungsebene verlaufendenden Rissen möglich, wenn die genannten spitzen Winkel unter Berücksichtigung der Größe und Art der bei der Messung zu erwartenden Risse in dem Fleisch, korrekt eingestellt werden.
• Im Zusammenhang mit der Erfassung völlig anderer Erscheinungen, z. B. von mikroskopischen Rissen oder der Messung von Außenkonturen, ist es bekannt, das Objekt zu beleuchten und die Bildinformation aufzuzeichnen, siehe z. B. DE-OS 2 843 257 und 3 413 027. Dieser Stand der Technik ist relativ kompliziert, weil unter anderem spezielle Wellenlängen für das Licht verwendet werden. Im Vergleich hierzu beschreitet die Erfindung den entgegengesetzten Weg einer Vereinfachung der Technik und eignet sich in besonderer Weise für die genaue Erfassung einer Fleischtextur.
• Die relativ tiefen Risse in Fleisch mit geringer Textur führen zu einer guten Kontrastbildung, dies insbesondere dann, wenn sie sich vorwiegend quer zu einer durch die Lichtquellen verlaufenden Ebene erstrecken.
• Bei der Messung der Textur von Fischfleisch, die ein Hauptziel der Erfindung darstellt, sollte beachtet werden, daß Risse, die in Längsrichtung eines Fischfilets, d. h. im wesentlichen parallel zu den Längsfasern, verlaufen, nicht kennzeichnend sind für eine lose Textur, wohingegen Risse quer zu den Längsfasern direkt eine lose Textur und eine geringe Fleischqualität anzeigen. Zur Messung der Textur von Fischfleisch wird dementsprechend vorteilhafterweise das in Anspruch 2 angegebene Verfahren angewendet.
• Die Erfindung basiert somit auf der Erkenntnis, daß die erwähnte Beleuchtung und Bildaufzeichnung als kennzeichnendes Merkmal für die Textur des Fleisches verwendet werden kann, wobei die überraschenden Ergebnisse jedoch auch auf einen speziellen Einsatz der an sich bekannten Videoinformationsverarbeitung für genau diesen Gegenstand zurückzuführen sind. Wenn das Verfahren in der in Anspruch 3 angegebenen Weise durchgeführt wird, kann es zusätzlich durch die Verwendung elektronischer Kontrastintensivierung verbessert werden, wie sie beispielsweise in dem Buch "From image to surfaces" von William Erik Leifur Grimson, M.I.T. 1981, Seiten 16- 100, beschrieben ist.
• Die Verwendung des digitalen Verfahrens in Verbindung mit der Erfindung bringt es auch mit sich, daß die Erfindung vorzugsweise in der in Fig. 4 angegebenen Weise praktiziert wird. Die gewonnene Positionsinformation wird dann beispielsweise zu einem mittels Roboter gesteuerten Wasserstrahlschneidgerät übertragen, das die Teile des Filets wegschneidet, in denen das Fleisch lose und unzusammenhängend ist. Im folgenden sei die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt schematisch ein Fischfilet mit zufriedenstellender Textur,
• Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch das Filet von Fig. 1, wobei ein Beispiel für Beleuchtungsrichtungen und die Aufnahmerichtung für die Bildinformation schematisch angedeutet sind,
• Fig. 3 zeigt schematisch ein Fischfilet mit unbefriedigender Textur,
• Fig. 4 zeigt einen Fig. 3 entsprechenden Querschnitt,
• Fig. 5 zeigt die prinzipielle Anordnung einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung.
• In Fig. 1 ist mit 1 die Kontur eines Fischfilets bezeichnet, das in Längsrichtung einige Vertiefungen 2, 3 in dem Fleisch aufweist, die im wesentlichen parallel zur Längsrichtung des Filets verlaufen. In Fig. 2 ist das Filet auf einer Basis 4 dargestellt, wobei Pfeile 5, 6 Beleuchtungsrichtungen zur Aufnahme von Bildinformationen bezeichnen, die in 7 schematisch angedeutet ist. In Längsrichtung des Filets ist die Oberfläche des Fisches relativ eben und besitzt nur kleine Erhebungen und Vertiefungen, die bei den dargestellten Beleuchtungsrichtungen keinen merklichen Kontrast ergeben. Die Beleuchtungsrichtungen bilden mit der Basis 4 spitze Winkel vorbestimmter Größe. Im dargestellten Ausführungsbeispiel bilden diese Beleuchtungsrichtungen im wesentlichen gleichförmige spitze Winkel mit der Basis 4, die jedoch in Abhängigkeit von dem zu prüfenden Fleichtyp variieren können. Die optische Achse des Bildaufnahmegeräts 7 verläuft im wesentlichen parallel zu der durch die Beleuchtungsrichtungen 5 und 6 definierten Beleuchtungsebene und im wesentlichen parallel zur Winkelhalbierenden dieser Beleuchtungsrichtung.
• Fig. 3 zeigt ein Fischfilet mit einer losen Textur, die zu tiefen Einschnitten oder Rissen 8-10 führt, die vorwiegend quer zur Längsrichtung des Filets verlaufen. Fig. 4 zeigt eine Fig. 2 entsprechende Darstellung, man erkennt hier jedoch, daß die Beleuchtungsrichtungen 11, 12 nun dazu führen, daß im Boden der Risse 8-10 dunkle Zonen auftreten, weil das Licht in der dargestellten Weise entfällt. Wenn von dem in Fig. 4 dargestellten Filet ein Bild aufgezeichnet wird, gewinnt man so eine Information über die Ausdehnung derartiger Querrisse.
• Man erkennt, daß die Tiefe und die Breite und ggf. eine bevorzugte Neigung der zu detektierenden Risse wichtig sind für die Auswahl der optimalen Beleuchtungsrichtungen 11 und 12. So liegt es im Rahmen der Erfindung, die Beleuchtungsrichtungen in Abhängigkeit von den zu prüfenden Produkt zu ändern. Man erkennt weiterhin, daß von demselben Objekt verschiedene Aufgaben mit jeweils unterschiedlich positionierten Beleuchtungsebenen und zugehörigen Aufnahmerichtungen gemacht werden können.
• Fig. 5 zeigt in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Aufnahmestation 13, die auf einem Tisch 14 montiert ist, der vorzugsweise eine Datenverarbeitungseinrichtung zur Verarbeitung der mit Hilfe einer Kamera gewonnenen Videoinformation enthält. Die Aufnahmeeinrichtung 13 läßt sich in unterschiedlicher Weise einstellen. Die dargestellten Lampen 16, 17 sind an zwei Armen 18, 19 beweglich befestigt.
• Mit 20 ist ein Förderer für Fischfilets, z. B. das Filet 21, bezeichnet. Sobald ein Bild der Oberfläche des Filets aufgenommen wurde, wird die Videoinformation in der Datenverarbeitungseinrichtung verarbeitet, um eine Texturinformation zu gewinnen. Diese Information kann auch einer Videoanzeigevorrichtung angezeigt werden und die Grundlage bilden für das automatische Entfernes des Filets von dem Förderer, falls die Qualität unter ein bestimmtes Niveau unterschreitet. Alternativ kann die Bildinformation eine Positionsinformation enthalten, die zu einem Schneidgerät 22 mit einem Schneidroboter 23 übertragen wird, der, z. B. mit Hilfe eines Wasserstrahls, genau diejenigen Teile des Filets abschneidet, die eine zu lockere Textur haben.
• Das beschriebene Verfahren ermöglicht also ein vollautomatisches Sortieren oder das anschließende Bearbeiten von Fischfilets, so daß eine höhere Produktionsgeschwindigkeit und eine bessere Produktqualität erreicht werden.

Claims (4)

1. Verfahren zum Erfassen der Textur von Fleisch, mit den Verfahrensschritten, daß die Oberfläche des Fleisches mit Hilfe von gleichförmigen Lichtquellen (16, 17) in wenigstens zwei Richtungen (5, 6; 11, 12) beleuchtet wird, die in einer gemeinsamen Ebene, die zu einer Basis (4) für das Fleisch im wesentlichen senkrecht verläuft, spitze Winkel mit der Basis (4) bilden, und daß mit Hilfe einer einzelnen Kamera (7) eine von einem Bereich in der Nähe der Beleuchtungsebene und der Ebene der winkelhalbierenden der Beleuchtungsrichtungen aus gesehene Bildinformation der beleuchteten Oberfläche gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen eine unbedeckte Oberfläche des Fleisches beleuchten, so daß Risse in dem Fleisch als Kennzeichen der Fleischtextur detektiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Erfassen der Textur von Fischfleisch, dadurch gekennzeichnet, daß das Fischfleisch auf der Basis (4) so positioniert wird, daß die Längsfasern des Fleisches parallel zur Beleuchtungsebene verlaufen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Bildinformation mit Hilfe einer Videokamera (7) erzeugt wird, gekennzeichnet durch eine mittels an sich bekannter elektronischer Signalverarbeitung der Videoinformation durchgeführte Kontrastverstärkung in der Bildinformation.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Bildinformation eine Positionsinformation über solche Bildkontraste gewonnen wird, die größer sind als ein vorbestimmter Schwellwert.