JP2015125030A - 脂肪量検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 脂肪を含む被検査体の脂肪量を簡単な構造で安価に検査することができる脂肪量検査装置を提供する。
【解決手段】 脂肪量検査装置１は、脂肪を含む被検査体Ａに対して第１の方向から電磁波または超音波を照射する第１照射部３と、第１照射部３から照射された電磁波または超音波から被検査体Ａの第１面における透視画像（以下、第１画像）を取得する第１画像取得部４と、第１画像に基づいて被検査体Ａの脂肪量を推定する脂肪量推定部１０と、を備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、魚などの脂肪を含む被検査体の脂肪量を検査するための脂肪量検査装置に関する。

従来から食用魚などの品質状態を判別するための手法が開発されている。例えば魚の脂肪量を測定することができれば脂の乗りが判別でき、より高い品質の魚を他と選り分けることが可能となる。食用魚においては鮮度をなるべく高く保つため非侵襲的に脂肪量を測定することが望ましい。

主に人体の脂肪量を非侵襲的に測定する方法としてはＸ線ＣＴ法、ＭＲＩ法、インピーダンスＣＴ法等が知られている（例えば特許文献１参照）。これらの方法においては、人体の測定部位の周囲を線源と検出器とを周回させながら撮像することにより当該部位の断層画像を取得し、当該断層画像から画像処理により脂肪量を測定している。

特許第３９５８６２８号公報

上記のような方法は、主に人体の脂肪量を測定するものであり、測定精度は高いものの、装置が大きく複雑であり、食用魚などの脂肪を含む被検査体とする場合にこのような装置をそのまま適用することはコストが高くなりすぎ困難である。

本発明は、以上のような課題を解決すべくなされたものであり、脂肪を含む被検査体の脂肪量を簡単な構造で安価に検査することができる脂肪量検査装置を提供することを目的とする。

本発明に係る脂肪量検査装置は、脂肪を含む被検査体に対して第１の方向から電磁波または超音波を照射する第１照射部と、前記第１照射部から照射された電磁波または超音波から被検査体の第１面における透視画像（以下、第１画像）を取得する第１画像取得部と、前記第１画像に基づいて前記被検査体の脂肪量を推定する脂肪量推定部と、を備えたものである。

上記構成によれば、被検査体に電磁波または超音波を照射することにより、被検査体の第１面における透視画像が得られる。このときの第１画像は、被検査体の内部の物質に応じた電磁波の透過率または超音波の反射率によって濃度の異なる画像となる。このような第１画像に基づいて被検査体の脂肪量を推定することにより、脂肪を含む被検査体の脂肪量を簡単な構造で安価に検査することができる。

被検査体に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向から電磁波または超音波を照射する第２照射部と、前記第２照射部から照射された電磁波または超音波から被検査体の前記第１面とは異なる第２面における透視画像（以下、第２画像）を取得する第２画像取得部とを備え、前記脂肪量推定部は、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被検査体の脂肪量を推定することとしてもよい。これにより、２つの方向からそれぞれ電磁波または超音波を照射することにより被検査体の異なる面における２つの透視画像を得ることができ、これらを合わせて被検査体の脂肪位置を立体的に把握することができ、脂肪量の検査をより高精度に行うことができる。

前記第１照射部および前記第２照射部は、線量が互いに異なる電磁波を照射し、前記第２照射部から照射される電磁波の線量は、前記第１照射部から照射される電磁波の線量より低く、前記脂肪量検査装置は、前記第２画像から異物を検出する異物検出部を備えてもよい。この場合、２つの画像取得部で取得される２つの画像のうちの一方が異物検査にも用いられる。これにより総合的な品質状態の判定を行うことができる。また、異物検査に用いる電磁波の線量を他方より低くすることにより、電磁波が異物まで透過してしまうことを防止し、異物の有無をより発見し易くすることができる。

前記被検査体を搬送する搬送部を備え、前記第１照射部は、前記第１の方向として前記被検査体の搬送面に垂直な方向から電磁波を照射するよう構成され、前記第２照射部は、前記第２の方向として前記第１の方向に直交する方向から前記第１照射部による電磁波の照射と同時に電磁波を照射するよう構成され、前記第１画像取得部は、前記搬送面を挟んで前記第１照射部と対向する位置に前記搬送部の搬送方向に対して直交するように整列した第１ラインセンサを備え、前記第２画像取得部は、前記搬送部を挟んで前記第２照射部と対抗する位置に前記搬送面に対して垂直に整列した第２ラインセンサを備えてもよい。これにより、簡単な構成で２つの方向から電磁波を照射して立体的な脂肪量分布を効率的に得ることができる。

前記電磁波は、Ｘ線であってもよい。また、前記被検査体は、魚であってもよい。

本発明は以上に説明したように構成され、脂肪を含む被検査体の脂肪量を簡単な構造で安価に検査することができるという効果を奏する。

図１は、本発明の一実施形態に係る脂肪量検査装置の概略構成を示す斜視図である。 図２は、図１に示す脂肪量検査装置で得られる第１画像および第２画像の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下では全ての図を通じて同一又は相当する要素には同一の参照符号を付して、その重複する説明を省略する。

図１に示すように、本実施形態の脂肪量検査装置１は、脂肪を含む被検査体Ａとして魚（例えばマグロなど）の脂肪量を検査するように構成される。脂肪量検査装置１は、被検査体ＡをＸ方向に搬送する搬送部２を備えている。本実施形態において、搬送部２はベルトコンベヤで構成されている。脂肪量検査装置１は、第１の方向から電磁波を照射する第１照射部３と、第１照射部３から照射された電磁波から被検査体Ａの第１面（第１の方向に垂直な面）における透視画像（以下、第１画像）を取得する第１画像取得部４とを備えている。第１照射部３は、第１の方向として被検査体Ａの搬送面Ｓに垂直な方向Ｚから電磁波を照射するよう構成される。第１画像取得部４は、搬送面Ｓを挟んで第１照射部３と対向する位置に搬送部２の搬送方向Ｘに対して直交する方向Ｙに整列した第１ラインセンサ５を備える。本実施形態において、第１ラインセンサ５は、５つの検知部を有している。

また、本実施形態において、脂肪量検査装置１は、被検査体Ａに対して第１の方向Ｚとは異なる第２の方向から電磁波を照射する第２照射部６と、第２照射部６から照射された電磁波から被検査体Ａの第１面とは異なる第２面（第２の方向に垂直な仮想面）における透視画像（以下、第２画像）を取得する第２画像取得部７とを備えている。第２照射部６は、搬送部２の側方に配置され、第２の方向として第１の方向Ｚかつ搬送方向Ｘのそれぞれに直交する方向Ｙから第１照射部３による電磁波の照射と同時に電磁波を照射する。第２画像取得部７は、搬送部２を挟んで第１照射部と対向する位置に搬送面Ｓに対して垂直に整列した第２ラインセンサ８を備えている。本実施形態において、第２ラインセンサ８は、３つの検知部を有している。

さらに、脂肪量検査装置１は、第１画像および第２画像を処理する画像処理部９を備えている。画像処理部９は、第１画像および第２画像に基づいて被検査体Ａの脂肪量を推定する脂肪量推定部１０を有している。画像処理部９は、例えばＣＰＵおよびメモリを備えたマイクロコンピュータなどにより構成される。

上記構成において、搬送部２により被検査体Ａを搬送させながら、被検査体Ａを透過した第１照射部３からの電磁波を第１ラインセンサ５により検出することにより、第１画像取得部４は、被検査体の第１面（本実施形態においては搬送面Ｓに平行な仮想面）における透視画像（第１画像）を得ることができる。同様に、搬送部２により被検査体Ａを搬送させながら、被検査体Ａを透過した第２照射部６からの電磁波を第２ラインセンサ８により検出することにより、第２画像取得部７は、被検査体の第２面（本実施形態においては搬送方向Ｘと搬送面Ｓに垂直な方向Ｚとを含む仮想面）における透視画像（第２画像）を得ることができる。第１照射部３および第２照射部６は、同時に電磁波を照射することとしてもよいし、異なるタイミングで照射する（例えば交互に照射する）こととしてもよい。

第１ラインセンサ５には、被検査体Ａを透過した（被検査体で吸収されなかった）第１照射部３からの電磁波が検出される。脂肪量の多寡に応じて電磁波の吸収率（透過率）が異なるため、第１ラインセンサ５で検出される電磁波の量は、被検査体Ａの内部の成分（脂肪量の多寡）に応じて異なる。第１画像取得部４は、第１ラインセンサ５で検出された電磁波の量に基づいて透視画像を生成する。透視画像は、第１ラインセンサ５で検出された電磁波の量に基づいて異なる濃度を有する。透視画像は、一般的に電磁波の吸収率の高い（透過度の低い）箇所が黒くなり、電磁波の吸収率の低い（透過度の高い）箇所が白くなる。被検査体Ａが魚の場合、骨や筋肉は電磁波の透過度が低いので白っぽく表示され、脂肪は電磁波の透過度が高いので黒っぽく表示される。同様に、第２画像取得部７も第２ラインセンサ８で検出された電磁波の量に基づいて透視画像を生成する。なお、実際に透視画像を生成せずに数値のみを取得する（後述する脂肪量推定部１０における脂肪量推定処理を電磁波の検出量に基づいて行う）こととしてもよい。また、透視画像の生成は、後述する画像処理部９で行うこととしてもよい。すなわち、第１ラインセンサ５と画像処理部９とで第１画像取得部４を構成し、第２ラインセンサ８と画像処理部９とで第２画像取得部７を構成することとしてもよい。

脂肪量推定部１０は、第１画像および第２画像に基づいて被検査体Ａの脂肪量を推定する。具体的には、例えば図２に示すように、脂肪量推定部１０は、第１ラインセンサ５および第２ラインセンサ８でそれぞれ得られた透過度を複数の段階に区分けし、第１画像および第２画像のそれぞれにおいて所定の段階以上の透過度を有する部分の面積をそれぞれ算出する。例えば第１画像および第２画像として得られた透過度を所定のしきい値で２値化し、第１画像および第２画像のうち透過度のより低い箇所（より黒く映った箇所）の画像部分の面積をそれぞれ算出してもよい。そして、算出された画像部分の面積を第１画像および第２画像について立体的に積算することにより当該画像部分の体積を求める。

そして、脂肪量推定部１０は、求められた体積に予め想定される脂肪の密度を掛けることにより当該被検査体Ａの脂肪量を算出する。なお、これに代えて、脂肪量推定部１０は、第１画像および第２画像より被検査体Ａ全体の体積を算出し、上記によって求められた高脂肪箇所の体積が被検査体Ａ全体の体積に占める割合を当該被検査体Ａの脂肪率として算出してもよい。さらに、別途被検査体Ａの重量を検出する重力検出部（図示せず）を備え、当該重量検出部で被検査体Ａの重量を検出し、脂肪量推定部１０が被検査体Ａの重量と上記で算出された脂肪率とを掛け合わせることにより、被検査体Ａの脂肪量を算出することも可能である。

脂肪量推定部１０で算出された脂肪量または脂肪率は、出力部１１から出力される。出力部１１は、ディスプレイ装置、プリンタ、サーバ装置等の記憶装置またはその他のコンピュータ装置等の外部装置（図示せず）に接続され、脂肪量推定部１０で算出された脂肪量または脂肪率が出力部１１を介して出力され、外部装置に入力される。

上記構成によれば、被検査体Ａに電磁波であるＸ線を照射することにより、被検査体Ａの第１面における透視画像である第１画像が得られる。このときの第１画像は、被検査体Ａの内部の物質に応じた電磁波の透過率によって濃度の異なる画像となる。このような第１画像に基づいて被検査体Ａの脂肪量を推定することにより、脂肪を含む被検査体Ａの脂肪量を簡単な構造で安価に検査することができる。

さらに、本実施形態においては、第１画像に加えて、被検査体Ａの第１面とは異なる第２面における透視画像（第２画像）が得られる。すなわち、２つの方向からそれぞれ電磁波を照射することにより被検査体Ａの異なる面における２つの透視画像が得られる。したがって、２つの透視画像から被検査体Ａの脂肪位置を立体的に把握することができ、脂肪量の検査をより高精度に行うことができる。

また、本実施形態においては、第１画像および第２画像を得るために、電磁波（Ｘ線）を照射している。第１画像および第２画像は、被検査体Ａを透過した電磁波によって濃度が異なる画像となる。さらに、本実施形態においては、第１照射部３がＸ線を照射する第１の方向として、被検査体Ａの搬送面Ｓに垂直な方向が採用され、第２照射部６がＸ線を照射する第２の方向として、第１の方向に直交する方向が採用される。また、これらに合わせて第１画像取得部４の第１ラインセンサ５は、搬送方向に対して直交するように整列され、第２画像取得部７の第２ラインセンサ８は、搬送面Ｓに対して垂直（高さ方向）に整列される。

これにより、簡単な構成で２つの方向からＸ線を照射して立体的な脂肪量分布を効率的に得ることができる。さらに、異なる方向から照射される電磁波は互いに干渉することがないため、第１画像を得るための第１照射部３および第２画像を得るための第２照射部６から同時に電磁波を照射することができる。したがって、第１画像照射部３、第１画像取得部４、第２画像照射部６および第２画像取得部７を搬送部２に対してコンパクトに配置することができ、脂肪量検査装置１の小型化および脂肪量を検査するための時間を短くすることができる。

ここで、第１照射部３および第２照射部６から照射される電磁波（Ｘ線）の線量は、同じでもよいし、互いに異なることとしてもよい。Ｘ線の線量が互いに異なる場合には、例えば第２照射部６から照射されるＸ線（第２Ｘ線）の線量が、第１照射部３から照射されるＸ線（第１Ｘ線）の線量より低くなるように、第１照射部３および第２照射部が構成される。

このように、第２Ｘ線の線量を第１Ｘ線の線量より低くする構成において、脂肪量検査装置１は、第２Ｘ線を照射することにより第２画像取得部７から得られる第２画像から異物を検出する異物検出部１２を備えてもよい。この場合、異物検出部１１は、画像処理部９の一機能として構成される。異物には、例えば骨、石、鉄等が含まれる。これらの異物は、被検査体Ａである魚身に比べてＸ線の吸収率が高い（透過度が低い）。したがって、第２画像において、異物は、被検査体Ａに比べて黒く映ることになる。このため、異物検出部１１は、第２画像から所定のしきい値よりＸ線の吸収率の高い箇所があるか否かを判定することにより、異物の有無を判定することができる。

このように、２つの画像取得部で取得される２つの画像のうちの一方を異物検査にも用いることができる。これにより、総合的な品質状態の判定を行うことができる。また、異物検査に用いる電磁波の線量を他方より低くすることにより、電磁波が異物まで透過してしまうことを防止し、異物の有無をより発見し易くすることができる。

例えば、第２Ｘ線の線量を０．１ｍＳｖとすることにより、第２画像取得部７において、異物の有無が判定可能、かつ、脂肪量についても検出可能な第２画像を得ることができる。また、線量がある程度多い方が解像度が高くなり脂肪量の検出精度が高くなるため、第１Ｘ線は、第２Ｘ線より線量の多い線量（例えば５ｍＳｖ）とする。さらに、図２に示すように、第１画像および第２画像のうち被検査体Ａの面積が大きいと想定される画像を取得するためのＸ線の線量を他方の画像に対して多くすることにより、脂肪量の検出精度をより高めることができる。

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更、修正が可能である。

例えば、上記実施形態においては、第１照射部３および第２照射部６から電磁波であるＸ線を照射する態様を説明したが、電磁波の代わりに超音波を照射することとしてもよい。この場合、第１照射部および第１画像取得部は、第１照射部から照射される超音波が反射した位置に第１画像取得部が位置するように、それぞれ配置される。第２照射部および第２画像取得部についても同様に配置される。

さらに、第１画像取得部および第２画像取得部においては、超音波を照射した際に被検査体Ａで反射した超音波が取得されるため、第１照射部および第２照射部から照射する超音波は同時に照射せず、例えば交互に照射したり、第１画像を取得する構成と第２画を取得する構成とを搬送方向に所定の距離ずらして配置する（第１照射部および第２照射部の一方から超音波を照射して第１画像および第２画像の一方を取得する期間と第１照射部および第２照射部の他方から超音波を照射して第１画像および第２画像の他方を取得する期間とを分離する）。この場合の第１画像および第２画像は、被検査体Ａの内部の物質に応じた超音波の反射率によって濃度の異なる画像となる。

また、第１照射部からＸ線を照射し、第２照射部から超音波を照射することとしてもよい。この場合は、超音波を照射する第２照射部において異物検出を行うことも可能である。

上記実施形態においては、被検査体Ａが魚である場合について説明したが、被検査体Ａとして、人間、犬および猫などのペット、牛および豚などの家畜、牛肉および豚肉などの加工肉などの脂肪量を計測する構成に適用可能である。

本発明の脂肪量検査装置は、脂肪を含む被検査体の脂肪量を簡単な構造で安価に検査するために有用である。

１ 脂肪量検査装置
３ 第１照射部
４ 第１画像取得部
１０ 脂肪量推定部

Claims (6)

1. 脂肪を含む被検査体に対して第１の方向から電磁波または超音波を照射する第１照射部と、
   前記第１照射部から照射された電磁波または超音波から被検査体の第１面における透視画像（以下、第１画像）を取得する第１画像取得部と、
   前記第１画像に基づいて前記被検査体の脂肪量を推定する脂肪量推定部と、を備えた、脂肪量検査装置。
2. 被検査体に対して前記第１の方向とは異なる第２の方向から電磁波または超音波を照射する第２照射部と、
   前記第２照射部から照射された電磁波または超音波から被検査体の前記第１面とは異なる第２面における透視画像（以下、第２画像）を取得する第２画像取得部とを備え、
   前記脂肪量推定部は、前記第１画像および前記第２画像に基づいて前記被検査体の脂肪量を推定する、請求項１に記載の脂肪量検査装置。
3. 前記第１照射部および前記第２照射部は、線量が互いに異なる電磁波を照射し、
   前記第２照射部から照射される電磁波の線量は、前記第１照射部から照射される電磁波の線量より低く、
   前記脂肪量検査装置は、前記第２画像から異物を検出する異物検出部を備える、請求項２に記載の脂肪量検査装置。
4. 前記被検査体を搬送する搬送部を備え、
   前記第１照射部は、前記第１の方向として前記被検査体の搬送面に垂直な方向から電磁波を照射するよう構成され、
   前記第２照射部は、前記第２の方向として前記第１の方向に直交する方向から電磁波を照射するよう構成され、
   前記第１画像取得部は、前記搬送面を挟んで前記第１照射部と対向する位置に前記搬送部の搬送方向に対して直交するように整列した第１ラインセンサを備え、
   前記第２画像取得部は、前記搬送部を挟んで前記第２照射部と対抗する位置に前記搬送面に対して垂直に整列した第２ラインセンサを備える、請求項２または３に記載の脂肪量検査装置。
5. 前記電磁波は、Ｘ線である、請求項１〜４の何れかに記載の脂肪量検査装置。
6. 前記被検査体は、魚である、請求項１〜５の何れかに記載の脂肪量検査装置。