JP2020012741A - 莢豆の検査方法及び莢豆食品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】莢豆を破壊せずに、莢豆の内部の状態を高精度で検査することができる莢豆の検査方法及び莢豆食品の製造方法を提供する。【解決手段】莢豆の検査方法は、湿式加熱がされていない莢豆２８にＸ線２９を照射して検査する工程を備え、前記Ｘ線の管電圧をＶ（ｋＶ）、前記Ｘ線の照射領域ＡＲを通過する前記莢豆２８の速度をＳ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、下記式（１）及び式（２）を満たすことによって、莢と豆の境界が鮮明なＸ線画像を得ることができる。１０≦Ｓ≦６０・・・（１）２５≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（２）【選択図】図２

Description

本発明は、莢豆の検査方法及び莢豆食品の製造方法に関し、特に莢豆の内部を検査する方法、及びその検査方法を備えた製造方法に関する。

莢と、莢に覆われた豆とからなる大豆、豌豆、空豆などの莢豆は、生鮮食品として需要がある。特に、未成熟で青いうちの大豆を収穫した枝豆は、加熱調理後に冷凍保存された冷凍食品としても、広く普及している。莢豆の検査方法としては、多数の莢豆の中からその一部をサンプルとして抜き取って検査する破壊検査が知られている。

特許文献１には、作業台の下から透過光を点灯し光を透過させて、異物混入の有無を、透過光の光量変化や色調変化を目視により判定する検査方法が開示されている。

非特許文献１には、可視光に比べて食品の透過率が高い近赤外光を食品に照射し、透過光を特殊なカメラで撮像して、これを画像処理することで、毛髪や虫等の検出が可能となることが開示されている。

特開2006-162438号公報

国立大学法人豊橋技術科学大学 Press Release 平成２６年４月２４日

しかしながら、従来のサンプルを破壊して検査する方法では、破壊すると商品性が低下する食品、例えば枝豆の場合、全ての食品を検査することは不可能であるので、必然的に検査漏れが発生し、検査の精度が低下するという問題がある。

特許文献１の検査方法は、可視光を用いた目視による検査方法であるので、食品を破壊する必要がないが、透過率が小さい可視光では食品内部を詳しく検査することが困難であるという問題がある。

非特許文献１の検査方法は、近赤外光でも食品内部までは届かず、検査の目的が果たせないという懸念がある。例えば莢豆の莢が厚い場合には、莢に当たった近赤外光が拡散して内部まで届かず、莢の中の状態を検査することが困難である。

そこで、本発明は、莢豆を破壊せずに、莢豆の内部の状態を高精度で検査することができる莢豆の検査方法及び莢豆食品の製造方法を提供することを目的とする。

本発明に係る莢豆の検査方法及び莢豆食品の製造方法は、湿式加熱がされていない莢豆にＸ線を照射して検査する工程を備え、前記Ｘ線の管電圧をＶ（ｋＶ）、前記Ｘ線の照射領域を通過する前記莢豆の速度をＳ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、下記式（１）及び式（２）を満たす方法である。
１０≦Ｓ≦６０・・・（１）
２５≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（２）

本発明に係る莢豆の検査方法は、湿式加熱がされていない莢豆にＸ線を照射してＸ線画像情報を取得する工程と、前記Ｘ線画像情報の、前記莢豆の莢領域外の濃淡値、前記莢豆の莢領域の濃淡値、前記莢豆の豆外縁の濃淡値、前記莢豆の豆領域の濃淡値を測定する工程とを備える。

本発明によれば、湿式加熱がされる前の莢豆に対しＸ線を照射することにより、莢と豆の境界が鮮明で、豆領域をより確実に特定することができる。したがって莢豆を破壊せずに、莢豆の内部の状態を高精度で検査することができる。

本実施形態に係る検査装置の構成を示すブロック図である。 Ｘ線撮像部の構成を模式的に示す斜視図である。 本実施形態に係る莢豆食品の製造方法を示すフローチャートである。 本実施形態に係る検査方法で撮像した莢豆のＸ線画像である。 湿式加熱後の莢豆のＸ線画像であり、図５Ａはボイルした後、図５Ｂは蒸煮した後の画像である。 良品モデルの説明に供する図であり、図６Ａは莢豆のＸ線画像、図６ＢはＸ線透過強度を示すグラフ、図６Ｃは二値データ画像である。 不良品モデルの説明に供する図であり、図７Ａは莢豆のＸ線画像、図７ＢはＸ線透過強度を示すグラフ、図７Ｃは二値データ画像である。 良品モデルの説明に供する模式図である。 良品の莢豆の説明に供する図であり、図９Ａは良品モデル、図９Ｂは良品のＸ線画像である。 不良品（１）の莢豆の説明に供する図であり、図１０Ａは不良品モデル、図１０Ｂは不良品のＸ線画像である。 不良品（２）の莢豆の説明に供する図であり、図１１Ａは不良品モデル、図１１Ｂは不良品のＸ線画像である。 不良品（３）の莢豆の説明に供する図であり、図１２Ａは不良品（凹み）モデル、図１２Ｂは不良品（凹み）のＸ線画像、図１２Ｃは不良品（変色）モデル、図１２Ｄは不良品（変色）のＸ線画像である。 不良品（４）の莢豆の説明に供する図であり、図１３Ａは不良品モデル、図１３Ｂは不良品のＸ線画像である。 良品のＸ線画像をまとめた一覧表である。 不良品のＸ線画像をまとめた一覧表である。 濃淡値の測定箇所の説明に供する莢豆の模式図である。 管電圧とベルトスピードの関係を示すグラフである。 本実施形態に係る検査方法で撮像した乾熱で加熱した後の莢豆のＸ線画像である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

（全体構成）
図１に示す検査装置１０は、Ｘ線撮像部１２、記憶部１４、入力部１６、出力部１８、及び処理部２０とを備え、それらがバス２２を介して接続されている。処理部２０は、予め格納されている基本プログラムや画像処理プログラムなどのアプリケーションプログラムを読み出して、これら各種プログラムに従って、検査装置１０全体を制御する。処理部２０は、複数のプログラム（アプリケーションプログラム等）を並列に実行できる。

記憶部１４は、例えば、半導体記憶装置、磁気テープ装置、磁気ディスク装置、又は光ディスク装置のうちの少なくとも一つを備える。記憶部１４は、処理部２０での処理に用いられるオペレーティングシステムプログラム、ドライバプログラム、アプリケーションプログラム、データ等を記憶する。例えば、記憶部１４は、アプリケーションプログラムとして、莢豆の内部を検査する検査処理を処理部２０に実行させるための検査プログラム等を記憶する。検査プログラムは、例えばＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等のコンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶部１４にインストールされてもよい。

また、記憶部１４は、良品の莢豆の良品データ、及び後述するＸ線画像を記憶する。良品データは、良品の莢豆が有するべき豆や莢の情報、例えば、大きさ（面積）や形状を数値化した情報である。さらに、記憶部１４は、所定の処理に係る一時的なデータを一時的に記憶してもよい。

入力部１６は、データの入力が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、タッチパネル、キーボード等である。作業者は、入力部１６を用いて、文字、数字、記号等を入力することができる。入力部１６は、作業者により操作されると、その操作に対応する信号を生成する。そして、生成された信号は、作業者の指示として、処理部２０に供給される。

出力部１８は、映像や画像等の表示が可能であればどのようなデバイスでもよく、例えば、液晶ディスプレイ又は有機ＥＬ（Electro−Luminescence）ディスプレイ等である。出力部１８は、処理部２０から入力された画像データに応じた画像等を表示する。また、出力部１８は、紙等の表示媒体に画像又は文字等を印刷する機器であってもよい。

図２に示すようにＸ線撮像部１２は、莢豆２８にＸ線２９を照射し、莢豆２８を透過したＸ線を受像することによってＸ線画像情報を取得する。Ｘ線撮像部１２は、Ｘ線照射器２３と、Ｘ線受像器２４と、搬送部としてのベルトコンベヤ２６とを備える。Ｘ線照射器２３とＸ線受像器２４は、ベルトコンベヤ２６を挟んで上下に対向するように配置されている。ベルトコンベヤ２６は、複数の莢豆２８を、一方向に搬送する。ベルトコンベヤ２６上の複数の莢豆２８は、当該莢豆２８同士が上下に重ならない状態で並べられている。

Ｘ線照射器２３は、ベルトコンベヤ２６の上方からＸ線２９を照射する。Ｘ線照射器２３は、ベルトコンベヤ２６を幅方向に横断するようにＸ線２９を照射し、平面状の照射領域ＡＲを形成する。莢豆２８は、Ｘ線の照射領域ＡＲを、ベルトコンベヤ２６の走行速度で通過する。

Ｘ線受像器２４は、長手方向の長さがベルトコンベヤ２６の幅方向と略同じ長さであるラインセンサである。Ｘ線受像器２４は、莢豆２８を透過したＸ線を受像して、得られたＸ線画像情報を、図示しないＬＡＮ（Local Area Network）及びバス２２を介して、処理部２０へ出力する。

Ｘ線照射器２３の管電圧をＶ（ｋＶ）、ベルトコンベヤ２６の走行速度をＳ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、管電圧Ｖ及び速度Ｓは、下記式（１）及び式（２）を満たす。
１０≦Ｓ≦６０・・・（１）
２５≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（２）

上記式（１）及び式（２）を満たすことにより、生産性を低下させずに、莢と豆の境界が鮮明で、莢豆２８の輪郭、豆の輪郭、及び豆領域の濃淡を特定できるＸ線画像を得ることができる。管電圧Ｖが大きいと、Ｘ線の透過力が大きくなるので、Ｘ線画像は明るくなる。一方、管電圧Ｖが小さいと、Ｘ線の透過力が小さくなるので、Ｘ線画像は暗くなる。また速度Ｓを落とした方が、莢豆を透過するＸ線の量が増加するので、Ｘ線画像は明るくなる。一方、速度Ｓを上げた方が、莢豆を透過するＸ線の量が低下するので、Ｘ線画像は暗くなる。したがって生産性を上げるため速度Ｓを上げた場合、Ｘ線の量は減少するが、管電圧Ｖをより高くしてＸ線の量を増やすことによって、より鮮明なＸ線画像を得ることができる。

ベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓが１０（ｍ／ｍｉｎ）未満の場合、単位時間あたりに検査できる莢豆２８の量が制限され、生産性が低下してしまう。ベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓが６０（ｍ／ｍｉｎ）超の場合、莢豆２８から取得したＸ線画像情報が処理部２０で画像処理できる計算量を超えてしまうおそれがある。ベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓの上限は、処理部２０の処理能力に応じて変更することが可能である。Ｘ線照射器２３の管電圧が２５ｋＶ未満の場合、Ｘ線画像が暗すぎて莢の内部の濃淡が不鮮明となる。Ｘ線の管電圧ＶがＳ＋４０（ｋＶ）超の場合、Ｘ線画像が明るくなりすぎて豆と莢の色味の差が小さく、豆の外形形状を特定することが困難となる。なお、管電流は、管電圧を設定することによって、適宜変化するものであり、例えば、０．２ｍＡ〜１０ｍＡの範囲である。

さらに管電圧Ｖ及び速度Ｓは、５０≦Ｓ≦６０の範囲では、下記式（３）を満たすのが好ましい。速度Ｓが５０≦Ｓ≦６０の範囲の場合には、管電圧Ｖが下記式（３）を満たすことによって、豆表面の凹みや変色などの傷をより確実に特定することができる。
１．５Ｓ−５０≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（３）

また、Ｘ線照射器２３の管電圧Ｖ及び速度Ｓは、３０≦Ｓ≦６０の範囲では、下記式（４）を満たすのが好ましい。
２５≦Ｖ≦７０・・・（４）

（莢豆食品の製造方法）
次に、畑で収穫された莢豆２８から莢豆食品を製造する製造方法を、図３を参照して説明する。まずステップＳＰ１において莢豆２８を収穫した後、簡単に洗浄する（ステップＳＰ２）。洗浄した莢豆２８を畑から搬送し（ステップＳＰ３）、工場へ入庫する（ステップＳＰ４）。工場において再度、複数回にわたって洗浄する（ステップＳＰ５）。洗浄後の莢豆２８に対し、内部検査（ステップＳＰ６）を行う。

内部検査（ステップＳＰ６）において、Ｘ線撮像部１２は、搬送中の莢豆２８のＸ線画像情報を取得する。処理部２０は、Ｘ線画像情報を読み出す。処理部２０は、Ｘ線画像情報から、莢豆２８の特徴を抽出し、特徴情報を得る。処理部２０は、当該特徴情報に基づき莢豆２８の良否を判定する。

図４に、上記手順で得られたＸ線画像情報から生成した莢豆２８のＸ線画像を示す。Ｘ線画像には、莢３０の内側にある豆３２が映し出されている。処理部２０は、例えば、Ｘ線画像情報から、豆３２の領域を特定する。Ｘ線画像において豆領域は、莢３０の領域と比べてＸ線が透過し難いため、より黒く表示される。処理部２０は、黒く表示される一定の領域を豆領域として特定する。

また本図には図示しないが、処理部２０は、豆領域及び莢領域とは異なる濃淡で、豆領域外に一定のまとまりのある領域を豆３２以外の異物、例えば虫と特定する。さらに処理部２０は、豆領域内において、部分的に濃淡が明るい箇所又は暗い箇所がある場合、豆３２の表面に外形異常（変形、変色、虫食い）があると特定する。上記のようにして処理部２０は、莢豆２８の特徴情報を得る。

次いで、処理部２０は、上記のようにして得た特徴情報に基づき、莢豆２８の良否を判定する。例えば、処理部２０は、当該豆領域を、良品データと比較する。比較した結果、処理部２０は、豆領域と良品データの差が一定値以下の場合、良品と判定する。一方、処理部２０は、豆領域と良品データの差が一定値を超える場合、不良品と判定する。

例えば、処理部２０は、良品データとして良品の莢豆２８の画像データを記憶部１４から読み出し、豆領域と比較する。処理部２０は、良品データに対する豆領域の不一致率を算出する。良品と不良品を分ける不一致率の閾値は、良品の莢豆２８から予め定める。不一致率が予め定めた閾値以下の場合には当該莢豆２８を良品と判定し、閾値超の場合には当該莢豆２８を不良品と判定する。処理部２０は、豆領域を良品データと比較することにより、豆３２の大きさの良否、外形異常の有無を判定することができる。また処理部２０は、莢豆２８内に虫を検出した場合、当該莢豆２８を不良品と判定する。

次いで、不良品と判定された莢豆２８をベルトコンベヤ２６から除去する（ステップＳＰ７）。続いて、良品と判定された莢豆２８を湿式加熱する（ステップＳＰ８）。ここで湿式加熱は、水分を熱の媒体として利用して加熱する調理操作をいい、具体的には蒸煮、ボイル、又は熱水（例えば８０℃以上の水）をかける操作を指す。

湿式加熱された莢豆２８は、凍結（ステップＳＰ９）された後、仮包装（ステップＳＰ１０）して一定期間保管（ステップＳＰ１１）される。最後に、表面を検品して（ステップＳＰ１２）、小分けして包装（ステップＳＰ１３）後、莢豆食品として出荷される。

（動作及び効果）
Ｘ線照射器２３は、ベルトコンベヤ２６に向かって上方からＸ線２９を照射する。Ｘ線照射器２３からベルトコンベヤ２６に向かって形成されたＸ線の照射領域ＡＲを、莢豆２８はベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓで通過する。Ｘ線撮像部１２は、搬送中の莢豆２８に対し、上方からＸ線２９を照射して得たＸ線画像情報を取得し、処理部２０に出力する。処理部２０は、Ｘ線撮像部１２から入力されたＸ線画像情報に基づき、各莢豆２８に対し特徴情報を得、当該特徴情報と良品データを比較することで、当該莢豆２８の良否を判定する。実際の判定においては、莢豆２８の輪郭から莢３０の大きさや形に基づく特徴と、豆３２の輪郭から豆領域外の莢内の異物（虫等）、豆自体の大きさや形に基づく特徴とを取得する。次いで豆領域の濃淡から豆領域内に存在する異物（虫等）や、豆３２の変色に基づく特徴を取得する。

判定は、例えば、得られたＸ線画像情報に基づき、全体から莢豆２８の画像（１）を切り出し、画像（１）から豆３２の画像（２）を切り出し、当該切り出した画像（１）及び画像（２）に基づき不良の有無を検出するという手順で行ってもよい。莢豆２８の画像（１）に基づき、莢豆２８の輪郭から検出できる不良、例えば莢３０の破れの有無、莢領域における虫の存在の有無などを検出することができる。豆３２の画像（２）に基づき、豆３２の輪郭から検出できる不良、例えば、異形、小粒、豆３２に隣接して虫が存在する不良の有無などを検出する。さらに豆３２の画像（２）に基づき、豆領域の濃淡から検出できる不良、例えば豆３２の変色や表面の凹みの有無などを検出する。したがって、本実施形態に係る検査方法では、１つのＸ線画像に基づき、莢豆２８の輪郭から検出できる不良、豆３２の輪郭から検出できる不良、及び豆領域の濃淡から検出できる不良を、同時に検査することができる。検査装置１０は、判定結果を出力部１８に入力してもよい。この場合、出力部１８は、Ｘ線画像情報から生成したＸ線画像と共に、判定結果に応じた出力結果を表示することができる。

より具体的には、得られたＸ線画像に基づき、図１６における、莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域の濃淡値を測定する。濃淡値は、得られたＸ線画像から所定の階調のデータを得て、分割した各座標ポイントの画像輝度を所定の階調値に変換することによって得られる。莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域の濃淡値を、良品の莢豆の濃淡値と比較することによって、良品又は不良品の判定をすることができる。本実施形態の検査方法では、管電圧Ｖ（ｋＶ）と、ベルトスピードＳ（ｍ／ｍｉｎ）が上記式（１）及び式（２）を満たすことによって、莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域、豆の不良部分ｅ（不良がある豆の場合）が、所定の濃淡値を有するＸ線画像を得ることができる。得られたＸ線画像は、莢領域外ａと莢領域ｂの濃淡差、莢領域ｂと豆外縁ｃの濃淡差、豆外縁ｃと豆領域の濃淡差、豆領域と不良部分ｅの濃淡差が、それぞれ所定の数値以上である。莢領域外ａと莢領域ｂの濃淡差が所定の数値以上であることによって、莢豆２８の輪郭が検出し易くなる。莢領域ｂと豆外縁ｃの濃淡差が所定の数値以上であることによって、豆３２の輪郭が検出し易くなる。豆外縁ｃと豆領域の濃淡差が所定の数値以上であることによって、豆表面の異常が検出し易くなる。不良部分ｅと豆領域の中央部分ｄの濃淡差を、莢領域外ａと豆領域の中央部分ｄの濃淡差で除して規格化した、濃淡差の比が所定の数値以上であることによって、豆領域内の不良が検出し易くなる。

本実施形態の場合、湿式加熱がされる前の莢豆２８に対しＸ線２９を照射して当該莢豆２８のＸ線画像情報を得ることとしたので、図４に示すように、莢３０と豆３２の境界が鮮明で、豆領域をより確実に特定することができる。一方、湿式加熱をすると、莢３０の内部へ水が浸透し、豆領域を特定することが困難となる。因みに、図５Ａに示すように、湿式加熱としてボイル（１００℃、３分間）をした後の莢豆１００は、莢１０２中に水が入り込むため、豆１０４と莢１０２の境界が不明瞭となる。ボイル前に対しボイル後の莢豆２８の重量は１０２％であった。湿式加熱として蒸煮（１００℃、１０分間）をした後の莢豆１０６（図５Ｂ）も、莢１０８中に水が入り込んでいることにより、豆１１０と莢１０８の境界が不明瞭で、豆領域を特定することが困難である。蒸煮前に対し蒸煮後の莢豆２８の重量は１０２％であった。

莢の内部へ浸透する十分な量の水が莢豆の周囲に存在する環境において、莢豆の組織を軟化させる温度に莢豆を加熱することにより、水が莢の内部へ浸透する。ここで、十分な量の水とは、莢の内部に浸透後、液体のまま存在する量をいう。したがって上記のような条件を満たさない加熱は、湿式加熱に含まない。例えば莢の内部へ水が浸透しない程度、例えば８０℃未満の温水での洗浄や加熱は、本明細書における湿式加熱に含まれない。また、熱風加熱やマイクロウェーブ加熱など、水分を熱の媒体として利用しない加熱は、湿式加熱に含まない。

本実施形態の検査方法は、湿式加熱がされる前の莢豆２８に対しＸ線２９を照射して得られた当該莢豆２８のＸ線画像情報に基づき良否を判定するので、莢豆２８を破壊せずに、莢豆２８の内部の状態を高精度で検査することができる。

本実施形態の検査方法では、ベルトコンベヤ２６上を搬送される全ての莢豆２８のＸ線画像情報を得ることができるので、全ての莢豆２８を検査することができる。したがって莢豆食品の製造方法は、本検査方法を含むことで、不良品を含まない莢豆食品を容易に製造することができる。

本実施形態の検査方法は、全ての莢豆２８のＸ線画像情報に基づいて、例えば豆３２の大きさや形状によって良品と判定された莢豆２８をさらに等級分けすることもできる。

特徴情報から莢豆の良否を判定する方法は、特に限定されないが、例えば、特徴情報として輪郭データ、二値データ、及び濃淡データを取得することとしてもよい。輪郭データは、Ｘ線画像情報から抽出された莢豆及び豆の輪郭線である。処理部は、良品の輪郭線からの差が大きい部分を不良と認識することで、虫食いによる欠けや凹み、豆に隣接している虫、小粒の豆（豆の大きさ不良）、莢の破れなどを検出する。

二値データは、Ｘ線画像情報の豆領域近傍を二値化することで単純化したデータである。処理部は、単純な二値データから、変色や凹みなどの不良を検出する。濃淡データは、単なる二値化ではなく濃淡の積分情報を有するデータである。処理部は、濃度や明度の変化の大小などの指標により、変色や凹みなどの不良を検出する。

図６及び図７を用いて、二値データに基づき変色の不良を検出する場合の具体例を説明する。処理部は、図６Ａに示すＸ線画像情報に基づき、豆領域近傍を二値化した二値データを取得する（図６Ｃ）。当該二値データを良品データと比較する。本図の場合、豆領域の二値データに変色が認められないため不一致率は閾値以下となる。したがって処理部は、当該莢豆を良品と判定する。図６Ｂは、図６Ａにおける直線部分のＸ線透過強度である。図６Ｂは、横軸が距離、縦軸がＸ線透過強度を示す。図６Ｂから、豆領域において特異なピークが認められず、当該豆３２に変色や凹みが無いことが分かる。

一方、図７Ａは、変色や変形がある豆のＸ線画像情報である。図７Ａに示すＸ線画像情報に基づき、豆領域近傍を二値化すると、変色部分が明らかとなる（図７Ｃ）。本図の場合、豆領域の二値データと良品データを比較すると不一致率は閾値超となる。したがって処理部は、当該莢豆を不良品と判定する。図７Ｂは、図７Ａにおける直線部分のＸ線透過強度である。図７Ｂは、横軸が距離、縦軸がＸ線透過強度を示す。図７Ｂから、豆領域に二つのピークが認められ、当該豆４２が変色などの不良であることが分かる。

次に、本実施形態に係る検査方法において、判定することができる莢豆２８の良品及び不良品の具体例について説明する。なお、以下の説明において、良品データ３４は、良品の莢豆の画像データをいう。莢豆２８は、図８に示すように、処理部２０で特定された豆領域３２と、良品データ３４との不一致率が、閾値以下の場合、良品と判定される。

図９Ａ，Ｂ〜図１３Ａ，Ｂは、莢豆２８としての枝豆に、管電圧３０ｋＶ、管電流２ｍＡのＸ線を照射して得られたＸ線画像情報に基づき生成したＸ線画像と、当該画像から得られた特徴情報と、良品データを比較した例である。図９Ａ，Ｂの枝豆は、良品データ３４と豆領域３２の不一致率が閾値以下であるので、良品と判定される。

図１０Ａ，Ｂは、豆３６が小粒である不良品の例である。本図の枝豆は、良品データ３４と豆領域３６の不一致率が閾値超であるので、不良品と判定される。

図１１Ａ，Ｂは、莢３０の内側に虫４０が存在し、かつ豆３８が欠けている不良品の例である。本図の枝豆は、豆３８が、虫食いによって欠けている分、良品データ３４に比べ小さく、不一致率が閾値超であるので、不良品と判定される。さらに、処理部２０は、豆３８に隣接した箇所における豆領域及び莢３０の領域とは異なる濃淡で一定のまとまりのある領域を虫４０と特定し、このような観点から当該枝豆を不良品と判定する。

図１２Ａ〜Ｄは、豆４２の表面に外形異常（変形、変色）がある不良品の例である（図１２Ａ，図１２Ｃ）。豆４２は、表面に凹みがあるとＸ線画像において当該部分の濃淡が明るくなる（図１２Ｂ）。一方、豆４２は、表面に変色があるとＸ線画像において当該部分は濃淡が暗くなる（図１２Ｄ）。処理部２０は、大きさの観点において、豆領域４２と良品データ３４の不一致率が閾値以下であるので、枝豆を良品と判定し得る。しかしながら、処理部２０は、豆領域４２内において、部分的に濃淡が明るい箇所４４又は暗い箇所４８があることから、色の観点から不一致率が閾値超となり、領域を外形異常と特定し、当該枝豆を不良品と判定する。

図１３Ａ，Ｂは、豆３２に隣接して虫４０が存在する不良品の例（図１３Ａ）である。処理部２０は、豆領域３２と良品データ３４の不一致率が閾値以下であるので、豆自体は良品と判定する。しかしながら、処理部２０は、豆領域３２及び莢３０の領域とは異なる濃淡で一定のまとまりのある領域を虫４０と特定し（図１３Ｂ）、このような観点から当該枝豆を不良品と判定する。

次に、良品及び不良品の莢豆に対し、Ｘ線照射器２３の管電圧Ｖ（ｋＶ）、ベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を変化させた場合の、得られたＸ線画像の結果について説明する。莢豆は、良品及び不良品それぞれ１つずつ用意し、繰り返し用いて、管電圧Ｖ（ｋＶ）、ベルトコンベヤ２６の走行速度Ｓ（ｍ／ｍｉｎ）を変化させ、Ｘ線画像を取得した。不良品は、豆の表面に凹みによる不良がある莢豆を用いた。得られたＸ線画像は、０〜２５５の２５６段階で濃淡が表現される８ビット画像である。

ベルトスピードＳが１０ｍ／ｍｉｎ、２０ｍ／ｍｉｎ、３０ｍ／ｍｉｎ、４０ｍ／ｍｉｎ、５０ｍ／ｍｉｎ、６０ｍ／ｍｉｎのそれぞれの場合に対する、管電圧Ｖが２５ｋＶ、４０ｋＶ、５０ｋＶ、６０ｋＶ、７０ｋＶの場合の、良品の莢豆のＸ線画像を図１４に、不良品の莢豆のＸ線画像を図１５に示す。図１４及び図１５から、管電圧Ｖが大きいほど画像が全体的に明るくなり、かつ、ベルトスピードＳが速いほど画像が全体的に暗くなる傾向が確認できる。

不良品は、莢内の一番左側の豆の中心部に凹みによる不良があり、不良部分はＸ線画像において明るい点として示されている。Ｘ線画像より、不良部分の明るい点と豆領域の暗い部分との濃淡差、すなわち不良部分を示す明るい点の認識し易さは、管電圧Ｖが大きいほど認識し易くなり、かつ、ベルトスピードＳが速いほど認識し難くなる傾向が確認できる。

図１６にＸ線画像の濃淡値を測定した莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域、不良部分ｅの位置の例を示した。莢領域外ａと莢領域ｂの濃淡差が大きいほど、莢豆２８の輪郭が認識し易くなり、莢豆２８の輪郭から検出する不良が検出し易くなる。莢領域ｂと豆外縁ｃの濃淡差が大きいほど、豆３２の輪郭が認識し易くなり、豆３２の輪郭から検出する不良が検出し易くなる。豆外縁ｃと豆領域の中央部分ｄの濃淡差が大きいほど、豆表面の濃淡が認識し易くなり、豆領域の濃淡から検出できる不良が検出し易くなる。豆領域の中央部分ｄと豆領域内の不良部分ｅとの濃淡差が大きい程、豆領域内の不良が検出し易くなる。

そこで、図１４に示した良品の莢豆のＸ線画像のそれぞれについて、莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域の中央部分ｄの濃淡値を測定した。そして、各管電圧Ｖと各ベルトスピードＳとの組み合わせにおける、莢豆２８の輪郭の検出し易さを莢領域外ａと莢領域ｂの濃淡差に基づき評価し、豆３２の輪郭の検出し易さを莢領域ｂと豆外縁ｃの濃淡差に基づき評価し、豆領域の濃淡差の検出し易さを豆外縁ｃと豆領域の中央部分ｄの濃淡差に基づき評価した。また、図１５に示した不良品の莢豆のＸ線画像のそれぞれについて、莢領域外ａ、豆領域の中央部分ｄ、不良部分ｅの濃淡値を測定した。そして、各管電圧Ｖと各ベルトスピードＳとの組み合わせにおける、豆領域内の不良の検出し易さを不良部分ｅと豆領域の中央部分ｄの濃淡差に基づき評価した。

表１に、良品の莢豆のそれぞれのＸ線画像について、莢領域外ａ、莢領域ｂ、豆外縁ｃ、豆領域の中央部分ｄの濃淡値、及び、不良品の莢豆のそれぞれのＸ線画像について、不良部分ｅ、豆領域の中央部分ｄ、莢領域外ａの濃淡値を測定した結果を示す。濃淡値は、得られた８ビットのＸ線画像から２５６階調のデータを得て、分割した各座標ポイントの画像輝度を所定の階調値に変換して得た。豆外縁ｃは、豆３２の最外縁近傍の内側の領域とした。

また、表１に、莢領域の切り出しやすさの指標として、莢領域外ａの濃淡値から莢領域ｂの濃淡値を引いた濃淡差の値を示した。豆領域の切り出しやすさの指標として、莢領域ｂの濃淡値から豆外縁ｃの濃淡値を引いた濃淡差の値を示した。豆表面の異常の見つけやすさの指標として、豆外縁ｃの濃淡値から豆領域の中央部分ｄの濃淡値を引いた濃淡差の値を示した。それぞれの濃淡差が大きいほど、莢領域、豆領域、豆表面が鮮明に認識できるため、良品データとの比較がしやすくなり、良品と不良品の切り分けがし易くなる。

莢領域外ａと莢領域ｂの濃淡差が３１以上であれば莢豆２８の輪郭をより確実に認識できるため２点、１１以上３０以下であれば莢豆２８の輪郭を認識できるため１点、１０以下であると莢豆２８の輪郭を認識することが困難であるため０点とし、表１の「莢領域の切り出しやすさ」の判定欄に示した。

莢領域ｂと豆外縁ｃの濃淡差が３１以上であれば豆３２の輪郭をより確実に認識できるため２点、１１以上３０以下であれば豆３２の輪郭を認識できるため１点、１０以下であると豆３２の輪郭を認識することが困難であるため０点とし、表１の「豆領域の切り出しやすさ」の判定欄に示した。

豆外縁ｃと豆領域の中央部分ｄの濃淡差が３１以上であれば豆３２の濃淡をより確実に認識できるため２点、２１以上３０以下であれば豆３２の濃淡を認識できるため１点、２０以下であると豆３２の濃淡を認識することが困難であるため０点とし、表１の「豆表面の異常の見つけやすさ」の判定欄に示した。

総合判定は、各判定の合計点が０点の場合を不合格、１点以上の場合を合格とした。表１の結果から、条件No.4, 5, 10の管電圧ＶとベルトスピードＳとの組み合わせは、各判定の合計点が０点だったため、不合格であった。

また、表１に、豆領域内の不良の検出し易さの指標として、不良部分ｅと豆領域の中央部分ｄの濃淡差を、莢領域外ａと豆領域の中央部分ｄの濃淡差で除して規格化した、濃淡差の比を示した。濃淡差の比が５０％以上であれば、豆領域の不良をより確実に認識できると判定した。表１の結果から、条件No.26の管電圧ＶとベルトスピードＳとの組み合わせを除くすべての条件は、上記濃淡差の比が５０％以上であり、豆領域の不良をより確実に認識できることが確認できた。

図１７は、縦軸を管電圧（ｋＶ）、横軸をベルトスピード（ｍ／ｍｉｎ）として、莢豆の輪郭の検出し易さ、豆の輪郭の検出し易さ、豆領域の濃淡差の検出し易さを総合評価した結果を示した図である。○が総合判定において１点以上の結果が得られた条件、×が総合評価において０点の結果であった条件である。管電圧Ｖ（ｋＶ）、及びベルトスピードＳ（ｍ／ｍｉｎ）が上記式（１）、式（２）を満たすことにより、生産性を低下させずに、莢豆２８の輪郭、豆３２の輪郭、及び豆領域の濃淡のＸ線画像を得られることが確認できた。

また、図１７に、○×で示された条件は、濃淡差の比が５０％未満であり、豆領域内の凹み等の不良の検出がし難い条件である。管電圧Ｖ（ｋＶ）、及びベルトスピードＳ（ｍ／ｍｉｎ）が５０≦Ｓ≦６０の範囲の場合に上記式（３）の条件を満たす範囲では、濃淡差の比が５０％以上であり、５０≦Ｓ≦６０の範囲の場合に上記式（３）を満たすことにより、豆領域の不良をより確実に認識できることが確認できた。

（変形例）
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨の範囲内で適宜変更することが可能である。

上記実施形態の場合、湿式加熱されていない莢豆２８を検査する場合について説明したが、水分を熱の媒体として利用しない加熱の場合、当該加熱後に検査してもよい。図１８は、乾熱（１６０℃、８分）により加熱した莢豆５０を、管電圧３０ｋＶ、管電流２ｍＡのＸ線を照射して撮像したＸ線画像である。本図から、莢５２内に水が入り込んでいないので、莢５２と豆５４の境界が鮮明で、豆領域５４をより確実に特定できることが分かった。加熱前に対し乾熱による加熱後の莢豆５０の重量は６１％であった。

上記実施形態の場合、内部検査は、湿式加熱（ステップＳＰ８）の直前で行う場合について説明したが、本発明はこれに限らない。湿式加熱がされていない莢豆２８であれば、莢豆２８に対し加熱が全くされていないタイミング、例えば、収穫後の洗浄（ステップＳＰ２）後であって搬送（ステップＳＰ３）前や、工場入庫（ステップＳＰ４）後であって洗浄（ステップＳＰ５）前のタイミングで、内部検査を行うこととしてもよい。

上記実施形態の場合、管電圧の条件を１つ決めて莢豆の内部を検査する場合について説明したが、本発明はこれに限らない。例えば、複数の条件で照射されたＸ線により取得した複数のＸ線画像情報に基づき莢豆の内部を検査してもよい。具体的には、管電圧の条件が異なる複数のＸ線画像情報の中から、莢、豆の外形、豆の表面の検査に適した条件の画像をそれぞれ選んで、各莢豆の良品、不良品の検査を行ってもよい。

２８ 莢豆
２９ Ｘ線
３０ 莢
３２ 豆
４０ 虫

Claims (13)

1. 湿式加熱がされていない莢豆にＸ線を照射して検査する工程を備え、
   前記Ｘ線の管電圧をＶ（ｋＶ）、前記Ｘ線の照射領域を通過する前記莢豆の速度をＳ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、下記式（１）及び式（２）を満たす莢豆の検査方法。
   １０≦Ｓ≦６０・・・（１）
   ２５≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（２）
2. 前記検査する工程は、前記速度Ｓが５０≦Ｓ≦６０の範囲では、下記式（３）を満たす請求項１に記載の莢豆の検査方法。
   １．５Ｓ−５０≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（３）
3. 前記莢豆は、枝豆であることを特徴とする請求項１又は２に記載の莢豆の検査方法。
4. 前記検査する工程は、莢豆の輪郭から検出できる不良、豆の輪郭から検出できる不良、及び豆領域の濃淡から検出できる不良を同時に検査する請求項１〜３のいずれか１項に記載の莢豆の検査方法。
5. 前記湿式加熱は、蒸煮、ボイル、又は熱水をかける操作であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の莢豆の検査方法。
6. 湿式加熱がされていない莢豆にＸ線を照射して検査する工程を備え、
   前記Ｘ線の管電圧をＶ（ｋＶ）、前記Ｘ線の照射領域を通過する前記莢豆の速度をＳ（ｍ／ｍｉｎ）とした場合、下記式（１）及び式（２）を満たす莢豆食品の製造方法。
   １０≦Ｓ≦６０・・・（１）
   ２５≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（２）
7. 前記検査する工程は、前記速度Ｓが５０≦Ｓ≦６０の範囲では、下記式（３）を満たす請求項６に記載の莢豆食品の製造方法。
   １．５Ｓ−５０≦Ｖ≦Ｓ＋４０・・・（３）
8. 前記莢豆は、枝豆である請求項６又は７に記載の莢豆食品の製造方法。
9. 前記検査する工程は、莢豆の輪郭から検出できる不良、豆の輪郭から検出できる不良、及び豆領域の濃淡から検出できる不良を同時に検査する請求項６〜８のいずれか１項に記載の莢豆食品の製造方法。
10. 前記湿式加熱は、蒸煮、ボイル、又は熱水をかける操作である請求項６〜９のいずれか１項に記載の莢豆食品の製造方法。
11. 湿式加熱がされていない莢豆にＸ線を照射してＸ線画像情報を取得する工程と、
    前記Ｘ線画像情報の、前記莢豆の莢領域外の濃淡値、前記莢豆の莢領域の濃淡値、前記莢豆の豆外縁の濃淡値、前記莢豆の豆領域の濃淡値を測定する工程とを備える莢豆の検査方法。
12. 前記莢豆の莢領域外の濃淡値と前記莢豆の莢領域の濃淡値との濃淡差と、前記莢豆の莢領域の濃淡値と前記莢豆の豆外縁の濃淡値との濃淡差と、前記莢豆の豆外縁の濃淡値と前記莢豆の豆領域の濃淡値との濃淡差とが、それぞれ所定の数値以上となる条件を満たす請求項１１に記載の莢豆の検査方法。
13. 前記莢豆の豆領域の不良部分の濃淡値をさらに測定し、
    前記莢豆の豆領域の不良部分の濃淡値と前記莢豆の豆領域の濃淡値との濃淡差を、前記莢豆の莢領域外の濃淡値と前記莢豆の豆領域の濃淡値との濃淡差で除した濃淡差の比が所定の数値以上となる条件を満たす請求項１１又は１２に記載の莢豆の検査方法。