JP2024027765A - Quality determination method for fresh food and quality determination system therefor - Google Patents

Quality determination method for fresh food and quality determination system therefor Download PDF

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Abstract

To provide a quality determination technology for fresh foods, capable of determining the quality of fresh foods of any type, such as seafood, meat and fruit under an environment of visible light by using a biochemistry index.SOLUTION: A quality determination method for fresh foods is designed for determining quality of the fresh foods from image data of the fresh foods, the method including an image/biochemistry index database construction step of constructing a database from image data for learning obtained by imaging the fresh foods and biochemistry indices obtained by measuring the fresh foods for learning, a determination model learning step of learning a determination model by using a machine learning from the image data of the database to extract a color, a reflected light amount and a feature amount expressing a surface shape and associating them with the biochemistry indices, and a fresh food quality determination step of determining quality of the fresh foods to be determined in quality by estimating the closest determination model from the image data for determination obtained by imaging the fresh foods to be determined in quality.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、生鮮食品の画像データから生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定技術に関する。 The present invention relates to a fresh food quality determination technique for determining the quality of fresh food from image data of the fresh food.

近年、生鮮食品の流通、販売等では、より高鮮度且つ高品質なものが求められている。例えば、魚介類ではそれが顕著に求められている。魚介類は死後変化が大きく、鮮度の低下も早いため、高鮮度の商品を提供できる体制を構築するためには鮮度を含めた品質保持の良否を判定する技術が必要である。この技術の社会実装化されることで、産地・消費地の卸売市場や輸送中の魚介類商品の品質を簡便に判定することが可能になり、水産物のブランド化・高品質化に貢献することができる。 In recent years, in the distribution and sale of fresh foods, there has been a demand for higher freshness and higher quality. For example, this is particularly important for seafood. Fish and shellfish undergo significant changes after death and their freshness quickly deteriorates, so in order to build a system that can provide highly fresh products, it is necessary to have technology to determine whether quality maintenance, including freshness, is being maintained. By implementing this technology in society, it will be possible to easily determine the quality of seafood products at wholesale markets in production and consumption areas and during transportation, contributing to the branding and high quality of seafood products. Can be done.

現在鮮度を含めた品質の指標として基本的に次のものがある。一方は、官能評価法による、外観,匂いや色の変化である。他方は、化学成分の分析法による、ATP関連化合物の組成(K値)、揮発性塩基窒素(VBN)、pH値、筋肉色素などである。ここで、官能評価法は、魚介類の外観、匂いや色の変化から総合的な判断が必要となり個人差が大きい。また、化学成分の分析方法は、専門の分析技術が必要であったり、測定また分析にも時間がかかり短時間での判定が難しかったり、装置が高価なため市場や店や家庭などに設置することが困難であったりする。 Currently, the following are the basic indicators of quality, including freshness. On the one hand, changes in appearance, odor, and color are determined by sensory evaluation methods. On the other hand, the composition of ATP-related compounds (K value), volatile basic nitrogen (VBN), pH value, muscle pigment, etc. are determined by chemical component analysis methods. Here, the sensory evaluation method requires a comprehensive judgment based on changes in the appearance, smell, and color of seafood, and there are large individual differences. In addition, chemical component analysis methods require specialized analysis techniques, take time to measure and analyze, making it difficult to make a determination in a short time, and the equipment is expensive, so it is difficult to install it in markets, stores, homes, etc. Sometimes it is difficult.

これらの課題を解決するために、いくつかの鮮度判定技術が知られており、例えば、熟練の職人がマグロを目利きしたデータを蓄積し、画像解析技術によりマグロを最上級、上級、並の3種類に判定するものがある。しかし、このような魚介類の鮮度判定技術は、職人の官能評価以上の精度にならないため、魚介類の貯蔵に対する精密化・高品質化への要求を満たすことができない。 In order to solve these problems, several freshness determination techniques are known. For example, a skilled craftsman accumulates data on tuna connoisseurs, and uses image analysis technology to classify tuna into three categories: top-quality, high-quality, and average. There are things to judge by type. However, such techniques for determining the freshness of seafood are not as accurate as the sensory evaluation by craftsmen, and therefore cannot meet the demand for more precision and higher quality in the storage of seafood.

また、別技術では、人工知能を活用してシラウオの鮮度を評価するものであり、水揚げされたシラウオを画像撮影した後に、目利きのある漁業従事者が透明感に焦点を当てて等級ラベル付けを行い、データを蓄積し、4段階で判定鮮度するものである。鮮度評価対象のシラウオの画像を、蓄積されたデータと比較して鮮度判定するものであるが、これも漁業従事者による官能評価以上の精度にならない。 In addition, another technology utilizes artificial intelligence to evaluate the freshness of whitebait fish. After taking images of landed whitebait fish, discerning fishermen label them by grade, focusing on the transparency. The data is stored, and the freshness is judged in four stages. Images of whitebait fish to be evaluated for freshness are compared with accumulated data to determine freshness, but this method is also not as accurate as sensory evaluation by fishermen.

また、特許文献1の人工知能による漁獲物識別システムは、漁獲物の魚種ごとの魚種特徴量を記憶する魚種特徴量記憶部と、漁獲物を個別に撮像して特徴量を抽出する撮像部と、特徴量を魚種特徴量と比較し、漁獲物の魚種を判定する魚種判定部と、漁獲物に識別番号を付与する識別番号付与部と、特徴量から同種の他の漁獲物と識別可能な個別特徴量を抽出する個別特徴量抽出部と、個別特徴量を漁獲物ごとに識別番号に紐付けして保存する個別漁獲物データベースとを備えている。しかし、特許文献1の人工知能による漁獲物識別システムは、魚種を判定するものであり魚そのものの鮮度を判定することができない。 In addition, the catch identification system using artificial intelligence in Patent Document 1 includes a fish species feature storage unit that stores fish species features for each fish species of the catch, and a fish species feature storage unit that images the catches individually to extract the features. an imaging section, a fish species determination section that compares the feature amount with the fish species feature amount and determines the fish species of the catch, an identification number assigning section that assigns an identification number to the catch, and a It is equipped with an individual feature amount extraction unit that extracts individual feature amounts that can be identified as catches, and an individual catch database that stores the individual feature amounts by linking them to identification numbers for each catch. However, the artificial intelligence-based catch identification system disclosed in Patent Document 1 only determines the species of fish, and cannot determine the freshness of the fish itself.

また、特許文献2の魚の鮮度推定方法は、315nm~450nmの波長帯域の全て又は一部を含む光を魚の眼に照射して得られる吸光度スペクトルを取得する吸光度スペクトル取得ステップと、取得された吸光度スペクトルの形状を用いて、魚の鮮度を推定するものである。しかし、315nm~450nmの波長帯域では可視光の利用ができないうえ、魚眼のない状態では鮮度が推定できない。 Further, the fish freshness estimation method of Patent Document 2 includes an absorbance spectrum acquisition step of acquiring an absorbance spectrum obtained by irradiating the fish's eyes with light including all or a part of the wavelength band from 315 nm to 450 nm, and the acquired absorbance. The freshness of fish is estimated using the shape of the spectrum. However, visible light cannot be used in the wavelength band of 315 nm to 450 nm, and freshness cannot be estimated without a fisheye.

特許第6401411号公報Patent No. 6401411 特開2015-232543号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-232543

本発明は、以上の点に鑑み、可視光の環境下で、魚介類、肉類、青果類などの種類を問わず生鮮食品の品質を、生化学指標を用いて品質判定できる生鮮食品の品質判定技術を提供することを課題とする。 In view of the above points, the present invention provides a quality determination method for fresh foods that can determine the quality of fresh foods regardless of type, such as seafood, meat, fruits and vegetables, using biochemical indicators in a visible light environment. The challenge is to provide technology.

[1]生鮮食品の画像データから前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定方法であって、
学習用の前記生鮮食品を撮影した学習用の画像データと学習用の前記生鮮食品を計測して得た生化学指標とからデータベースを構築する画像・生化学指標データベース構築工程と、
前記データベースの教師データとしての前記画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し生化学指標に関連付けて判定モデルを学習する判定モデル学習工程と、
品質判定の対象となる前記生鮮食品を撮影した判定用の画像データから最も近い前記判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定工程とを有し、
前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
水揚げ後もしくは収穫後0日目の前記生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをn回繰り返し、
さらに前記色温度を所定の値だけ変更し前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをm回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が所定の時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の前記画像データを作成する画像データ作成サブ工程を備えていることを特徴とする。
[1] A fresh food quality determination method for determining the quality of the fresh food from image data of the fresh food, the method comprising:
an image/biochemical index database construction step of constructing a database from learning image data obtained by photographing the fresh food for learning and biochemical indices obtained by measuring the fresh food for learning;
a judgment model learning step of extracting feature quantities expressing color, amount of reflected light, and surface shape from the image data as training data of the database using machine learning, and learning a judgment model by associating them with biochemical indicators;
A fresh food quality determination step of determining the quality of the fresh food that is the subject of quality determination by estimating the closest determination model from the image data for determination taken of the fresh food that is the subject of quality determination. have,
The image/biochemical index database construction step includes:
Prepare the fresh food after landing or 0 days after harvesting, and create the image data for learning by photographing with a camera with illumination of a predetermined color temperature applied to the fresh food for learning, Next, the process of rotating the fresh food for learning by a predetermined angle in planar view and photographing it with the camera to create the image data for learning is repeated n times;
Further, changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera to create the image data for learning is repeated m times,
Further, the process of photographing the 0-day-old fresh food with the camera every predetermined time period to create the image data for learning is repeated p times, and the image data for learning is created for a total of n×m×p times. The method is characterized by comprising an image data creation sub-step of creating the image data.

かかる構成によれば、学習用の生鮮食品を撮影した学習用の画像データと学習用の生鮮食品を計測して得た生化学指標とからデータベースを構築する画像・生化学指標データベース構築工程を有するので、目利き職人による感覚ではなく、生鮮食品を計測して得た生化学指標と画像データを対応させ、生化学指標の値で生鮮食品の鮮度を含めた品質を判定することができる。データベースの教師データとしての画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し生化学指標に関連付けて判定モデルを学習する判定モデル学習工程と、品質判定の対象となる生鮮食品を撮影した判定用の画像データから最も近い判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定工程とを有するので、可視光のもとで人工知能により瞬時に生鮮食品の品質を判定することができる。 According to this configuration, there is an image/biochemical index database construction step of constructing a database from learning image data obtained by photographing fresh food for learning and biochemical indices obtained by measuring fresh food for learning. Therefore, rather than using the intuition of a connoisseur, the quality of fresh foods, including their freshness, can be determined based on the biochemical index values obtained by measuring fresh foods and image data. The judgment model learning process uses machine learning to extract features expressing color, amount of reflected light, and surface shape from image data as training data in the database, and learns a judgment model by linking them to biochemical indicators. The process includes a fresh food quality determination process in which the quality of the fresh food subject to quality determination is determined by estimating the closest determination model from the image data for determination obtained by photographing the target fresh food. The quality of fresh food can be determined instantly using artificial intelligence.

さらに、本発明では、画像・生化学指標データベース構築工程は、水揚げ後もしくは収穫後0日目の生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の画像データを作成し、次に学習用の生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをn回繰り返し、さらに色温度を所定の値だけ変更しカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをm回繰り返し、さらに取れたて0日目の生鮮食品が所定の時間経過毎にカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の画像データを作成する画像データ作成サブ工程を備えている。このため、色温度の違いと角度の違いからなる多数の学習用の画像データから判定モデルを学習するので、品質判定の対象となる生鮮食品を撮影する環境の明暗や撮影角度に影響されずに、正確に品質判定を行うことができる。このように可視光の環境下で、魚介類、肉類、青果類などの種類を問わず生鮮食品の品質を、生化学指標を用いて品質判定できる。 Furthermore, in the present invention, in the image/biochemical index database construction step, fresh food is prepared 0 days after landing or harvesting, and a camera is used with lighting of a predetermined color temperature shining on the fresh food for learning. to create image data for learning by photographing the fresh food for learning, then rotate the fresh food for learning by a predetermined angle in planar view and photograph it with a camera to create image data for learning, repeating this process n times. Furthermore, the process of changing the color temperature by a predetermined value and photographing with a camera to create image data for learning is repeated m times.Furthermore, fresh food that is 0 days old is photographed with a camera every predetermined time period. The image data creation sub-step includes repeating p times of creating image data for learning using the image data, and creating image data for learning for a total of n×m×p times. For this reason, the judgment model is learned from a large amount of training image data consisting of different color temperatures and different angles, so it is not affected by the brightness or darkness of the environment or shooting angle in which the fresh food that is subject to quality judgment is photographed. , quality can be determined accurately. In this way, in a visible light environment, the quality of fresh foods, regardless of type, such as seafood, meat, fruits and vegetables, can be determined using biochemical indicators.

[2]好ましくは、前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
前記生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、及びアスコルビン酸を含むものであり、これらの生化学指標を計測機器で計測して得る生化学指標計測サブ工程と、
前記画像データ作成サブ工程による学習用の前記画像データと、前記生化学指標計測サブ工程による前記生化学指標とからデータベースを構築するデータベース構築サブ工程とを備え、
学習用の前記生鮮食品が所定の保存期間を過ぎた場合に処理を終了する。
[2] Preferably, the image/biochemical index database construction step includes:
The biochemical indicators include K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid, and these biochemical indicators are measured. A biochemical index measurement sub-step obtained by measuring with a device,
a database construction sub-step of constructing a database from the image data for learning in the image data creation sub-step and the biochemical index in the biochemical index measurement sub-step;
The process ends when the fresh food for learning exceeds a predetermined storage period.

かかる構成によれば、生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素を含むものであり、生化学指標計測サブ工程でこれらの生化学指標を計測機器で計測して得るので、官能試験のように個人差が生じず、だれが生鮮食品の判定をしても同じ判定結果を得ることができ、品質判定を安定して高精度にすることができる。 According to this configuration, biochemical indicators include the K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, and muscle pigment, and these biochemical indicators are measured in the biochemical indicator measurement sub-step. Since the chemical index is obtained by measuring it with a measuring device, there are no individual differences unlike in sensory tests, and no matter who is judging the fresh food, the same judgment result can be obtained, making quality judgment stable and highly accurate. It can be done.

[3]好ましくは、前記判定モデル学習工程は、
前記データベースの前記画像データを解析部に入力する画像データ入力サブ工程と、
計測した前記生化学指標を前記解析部に入力する生化学指標入力サブ工程と、
前記解析部で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、学習用の前記生鮮食品の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習する判定モデル学習サブ工程とを備えている。
[3] Preferably, the judgment model learning step includes:
an image data input sub-step of inputting the image data of the database to an analysis section;
a biochemical index input sub-step of inputting the measured biochemical index to the analysis section;
The analysis unit uses machine learning to extract feature values expressing color, amount of reflected light, and surface shape, and creates a judgment model by matching them with the elapsed time from day 0 of the fresh food for learning. and a decision model learning sub-step for learning the decision model.

かかる構成によれば、判定モデル学習サブ工程では、解析部で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、学習用の生鮮食品の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習するので、日数経過に応じた生鮮食品の品質も判定することができる。 According to this configuration, in the judgment model learning sub-step, the analysis section uses machine learning to extract feature quantities expressing the color, amount of reflected light, and surface shape, and extracts features representing the color, amount of reflected light, and surface shape, Since the judgment model is learned in correspondence with the elapsed time, it is also possible to judge the quality of fresh food according to the number of days elapsed.

[4]好ましくは、前記生鮮食品の品質判定工程は、
品質判定の対象となる前記生鮮食品をカメラで撮影した品質判定対象の前記画像データを前記解析部に入力する品質判定用画像データ入力サブ工程と、
前記解析部で、入力した品質判定対象の前記画像データから特徴量を抽出し、前記データベースから最も近い特徴量を有する前記判定モデルを推定する判定モデル推定サブ工程と、
前記判定モデル推定サブ工程で推定した前記判定モデルの前記生化学指標を用いて品質判定対象の前記生鮮食品の生化学指標を出力する生化学指標出力サブ工程を備えている。
[4] Preferably, the fresh food quality determination step includes:
a quality determination image data input sub-step of inputting the image data of the quality determination target obtained by photographing the fresh food target of quality determination with a camera to the analysis unit;
a determination model estimation sub-step in which the analysis unit extracts a feature amount from the inputted image data to be determined for quality, and estimates the determination model having the closest feature amount from the database;
The method further includes a biochemical index output sub-step of outputting a biochemical index of the fresh food subject to quality determination using the biochemical index of the determination model estimated in the determination model estimation sub-step.

かかる構成によれば、解析部のおける、機械学習による入力した品質判定対象の画像データからの特徴量を抽出し等に際し、いわゆるニューラルネットワークによる深層学習手法や、本発明者の発明でもある特願2022-52171に開示された「統計的距離行列の計算方法、統計的距離行列の可視化方法及び装置及びプログラム」による深層学習手法を用いることでも、判定モデルの学習品質を向上させて生鮮食品の品質判定の精度を向上させることができる。 According to this configuration, when the analysis unit extracts feature quantities from inputted image data to be judged for quality by machine learning, a deep learning method using a so-called neural network or a patent application, which is also an invention of the present inventor, is used. 2022-52171, the learning quality of the judgment model can be improved and the quality of fresh food can be improved. The accuracy of determination can be improved.

[5]好ましくは、前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
取れたて0日目の前記生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で360°/32だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを32回繰り返し、
さらに前記色温度を3300Kから5600Kまでの間で前記色温度を7段階に分けてそれぞれの前記色温度に対して前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを7回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が12時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを14回繰り返して7日分の学習用の前記画像データを作成する。
[5] Preferably, the image/biochemical index database construction step includes:
Prepare the fresh food that has been freshly harvested for 0 days, and photograph the fresh food for learning with a camera while shining a light of a predetermined color temperature on the fresh food for learning to create the image data for learning, and then Repeating 32 times to create the image data for learning by rotating the fresh food for learning by 360°/32 in plan view and photographing it with the camera;
Further, the color temperature is divided into seven stages from 3300K to 5600K, and each color temperature is photographed with the camera to create the image data for learning, and this is repeated seven times,
Furthermore, the above-mentioned fresh food that is 0 days old is photographed with the above-mentioned camera every 12 hours to create the above-mentioned image data for learning, which is repeated 14 times to create the above-mentioned image data for 7 days worth of learning. do.

かかる構成によれば、色温度を3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分け、それぞれ色温度に対して学習用の生鮮食品を平面視で360°/32だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することを32回繰り返すので、判定モデルの学習品質を向上させて生鮮食品の品質判定の精度を向上させることができる。 According to this configuration, the color temperature is divided into seven levels from 3,300K to 5,600K, and the fresh food for learning is rotated by 360°/32 in planar view for each color temperature and photographed with a camera. Since the process of creating learning image data is repeated 32 times, it is possible to improve the learning quality of the determination model and improve the accuracy of fresh food quality determination.

[6]好ましくは、生鮮食品の画像データから前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定システムであって、
教師データ作成部と、生化学指標測定部と、解析部と、品質判定対象撮影表示部とを備え、
前記教師データ作成部は、色温度を変更可能にして前記生鮮食品を照らす照明と、前記生鮮食品を撮影するカメラと、平面視にて所定の角度で回転可能に設けられ前記生鮮食品を載せる回転台とを備え、
所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをn回繰り返し、
さらに前記色温度を所定の値だけ変更し前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをm回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が所定の時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の前記画像データを作成するものであり、
前記生化学指標測定部は、少なくともATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、及びアスコルビン酸を含む生化学指標を計測する計測機器であり、
前記解析部は、学習用の前記画像データとこれらの画像データに対応した前記生化学指標とを含み構成されたデータベースを備え、
前記データベースの教師データとしての前記画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し判定モデルを学習するものであり、
前記品質判定対象撮影表示部は、品質判定の対象となる前記生鮮食品を撮影した判定用の画像データを用い、前記解析部で判定用の前記画像データと最も近い前記判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる前記生鮮食品の品質を判定し、前記生化学指標を表示するものであることを特徴とする。
[6] Preferably, a fresh food quality determination system that determines the quality of the fresh food from image data of the fresh food,
Equipped with a teacher data creation section, a biochemical index measurement section, an analysis section, and a quality judgment target shooting display section,
The teacher data creation unit includes a light that illuminates the fresh food with a changeable color temperature, a camera that photographs the fresh food, and a rotating device that is rotatable at a predetermined angle in a plan view and on which the fresh food is placed. Equipped with a stand,
The image data for learning is created by photographing the fresh food for learning with the camera while illumination with a predetermined color temperature is applied to the fresh food for learning, and then the fresh food for learning is viewed from a predetermined angle in plan view. Repeating n times to rotate the image data by the same amount and take a picture with the camera to create the image data for learning,
Further, changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera to create the image data for learning is repeated m times,
Further, the process of photographing the 0-day-old fresh food with the camera every predetermined time period to create the image data for learning is repeated p times, and the image data for learning is created for a total of n×m×p times. The image data is created;
The biochemical index measurement unit is a measuring device that measures biochemical indexes including at least K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile base nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. and
The analysis unit includes a database configured to include the image data for learning and the biochemical index corresponding to these image data,
A determination model is learned by extracting feature quantities expressing color, amount of reflected light, and surface shape using machine learning from the image data as training data of the database,
The quality determination target photographing display unit uses image data for determination obtained by photographing the fresh food to be subjected to quality determination, and the analysis unit estimates the determination model that is closest to the image data for determination. The present invention is characterized in that the quality of the fresh food subject to quality determination is determined and the biochemical index is displayed.

かかる構成によれば、教師データ作成部と、生化学指標測定部と、解析部と、品質判定対象撮影表示部により、水揚げ後もしくは収穫後0日目の生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の画像データを作成し、次に学習用の生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをn回繰り返し、さらに色温度を所定の値だけ変更しカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをm回繰り返し、さらに取れたて0日目の生鮮食品が所定の時間経過毎にカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の画像データを作成することができる。このため、色温度の違いと角度の違いからなる多数の学習用の画像データから判定モデルを学習するので、品質判定の対象となる生鮮食品を撮影する環境の明暗や撮影角度に影響されずに、正確に品質判定を行うことができる。このように可視光の環境下で、魚介類、肉類、青果類などの種類を問わず生鮮食品の品質を、生化学指標を用いて品質判定できる。 According to this configuration, the teacher data creation section, the biochemical index measurement section, the analysis section, and the quality judgment target photographing and display section prepare the fresh food on the 0th day after landing or harvesting, and adjust the color temperature to a predetermined color temperature. Create image data for learning by shining a light on the fresh food for learning with a camera, then rotate the fresh food for learning by a predetermined angle in a planar view and photograph it with the camera. Repeat n times to create image data for learning with By repeating p times of photographing fresh food for eyes with a camera every predetermined time period and creating image data for learning, it is possible to create image data for learning for a total of n×m×p times. For this reason, the judgment model is learned from a large amount of training image data consisting of different color temperatures and different angles, so it is not affected by the brightness or darkness of the environment or shooting angle in which the fresh food that is subject to quality judgment is photographed. , quality can be determined accurately. In this way, in a visible light environment, the quality of fresh foods, regardless of type, such as seafood, meat, fruits and vegetables, can be determined using biochemical indicators.

[7]好ましくは、前記照明は、色温度を3300Kから5600Kまでの間で7段階に変えて照射可能であり、
前記回転台は、平面視で360°/32ずつ回転可能である。
[7] Preferably, the illumination can be irradiated with the color temperature changed in seven stages from 3300K to 5600K,
The rotary table is rotatable by 360°/32 in a plan view.

かかる構成によれば、色温度を3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分け、それぞれ色温度に対して学習用の生鮮食品を平面視で360°/32だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することを32回繰り返すので、判定モデルの学習品質を向上させて生鮮食品の品質判定の精度を向上させることができる。 According to this configuration, the color temperature is divided into seven levels from 3,300K to 5,600K, and the fresh food for learning is rotated by 360°/32 in planar view for each color temperature and photographed with a camera. Since the process of creating learning image data is repeated 32 times, it is possible to improve the learning quality of the determination model and improve the accuracy of fresh food quality determination.

可視光の環境下で、魚介類、肉類、青果類などの種類を問わず生鮮食品の品質を、生化学指標を用いて品質判定できる生鮮食品の品質判定技術を提供することができる。 It is possible to provide a technology for determining the quality of fresh foods, which can determine the quality of fresh foods regardless of type, such as seafood, meat, fruits and vegetables, using biochemical indicators in a visible light environment.

本発明の生鮮食品の品質判定方法及びその品質判定システムの概要を説明する図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram illustrating an overview of a fresh food quality determination method and a quality determination system of the present invention. 生鮮食品の品質判定方法のメインのフローを説明する図である。It is a figure explaining the main flow of the quality determination method of fresh food. 画像・生化学指標データベース構築工程のサブ工程を説明するフロー図である。FIG. 2 is a flow diagram illustrating sub-steps of an image/biochemical index database construction step. 教師データ作成部を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a teacher data creation section. 画像・生化学指標データベース構築工程で撮影した学習用の画像データを説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating learning image data taken in the image/biochemical index database construction process. 生化学指標計測サブ工程を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a biochemical index measurement sub-step. 生のマグロの切り身における水揚げ0日目の画像の一例である。This is an example of an image of a raw tuna fillet on the 0th day of landing. 生のマグロの切り身における水揚げ2日目の画像の一例である。This is an example of an image of a raw tuna fillet on the second day of landing. 生のマグロの切り身における水揚げ4日目の画像の一例である。This is an example of an image of a raw tuna fillet on the fourth day of landing. 冷凍のマグロの切り身における水揚げ0日目の画像の一例である。This is an example of an image of a frozen tuna fillet on the 0th day of landing. 冷凍のマグロの切り身における水揚げ2日目の画像の一例である。This is an example of an image of a frozen tuna fillet on the second day of landing. 冷凍のマグロの切り身における水揚げ4日目の画像の一例である。This is an example of an image of a frozen tuna fillet on the fourth day of landing. 判定モデル学習工程のサブ工程を説明するフロー図である。It is a flow diagram explaining the sub-process of a judgment model learning process. 判定モデル学習工程を説明する図である。It is a figure explaining a judgment model learning process. 生鮮食品の品質判定工程のサブ工程を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the sub-steps of the fresh food quality determination process. 生鮮食品をブリにした判定モデルのテストの結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of the test of the judgment model which made fresh food yellowtail. 生鮮食品をイカにした判定モデルのテストの結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of the test of the judgment model using squid as fresh food. 生鮮食品をマグロにした判定モデルのテストの結果を説明する図である。It is a figure explaining the result of the test of the judgment model using tuna as fresh food.

本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は、生鮮食品の品質判定システムの各装置等は概念的(模式的)に示すものとする。 Embodiments of the present invention will be described below based on the accompanying drawings. Note that the drawings conceptually (schematically) show each device of the fresh food quality determination system.

図1、図4、図6に示されるように、生鮮食品の品質判定システム10は、生鮮食品50の画像データ51(図5、図7~図12、図14参照)から生鮮食品50の品質を判定するシステムであり、教師データ作成部20と、生化学指標測定部(生化学指標)40と、解析部30と、品質判定対象撮影表示部(不図示)とを備えている。 As shown in FIGS. 1, 4, and 6, the fresh food quality determination system 10 determines the quality of the fresh food 50 based on the image data 51 (see FIGS. 5, 7 to 12, and 14) of the fresh food 50. The system includes a teacher data creation section 20, a biochemical index measurement section (biochemical index) 40, an analysis section 30, and a quality determination target imaging display section (not shown).

次に、教師データ作成部20のハード面を説明する。
教師データ作成部20は、前面が開口した箱状の筐体21と、この筐体21の開口を開閉可能にするとともに内部を見通し可能にする透明な窓が設けられた扉24と、色温度を変更可能にして生鮮食品50を照らす照明(光源)22と、生鮮食品50を撮影するカメラ25と、平面視にて所定の角度で回転可能に設けられ生鮮食品50を載せる回転台23とを備えている。照明22は、色温度を3300Kから5600Kまでの間で7段階に変えて照射可能である。回転台23は、例えばステッピングモーターを備えて平面視で360°/32ずつ回転可能とするものである。
Next, the hardware aspects of the teacher data creation section 20 will be explained.
The teacher data creation unit 20 includes a box-shaped casing 21 with an open front, a door 24 provided with a transparent window that allows the opening of the casing 21 to be opened and closed and allows the interior to be seen through, and a color temperature A lighting (light source) 22 that illuminates the fresh food 50 by making it changeable, a camera 25 that photographs the fresh food 50, and a rotary table 23 that is rotatable at a predetermined angle in plan view and on which the fresh food 50 is placed. We are prepared. The illumination 22 can emit light while changing the color temperature in seven stages from 3300K to 5600K. The rotary table 23 is equipped with, for example, a stepping motor and can rotate by 360°/32 in a plan view.

また、作用としては、所定の色温度の照明22を学習用の生鮮食品50に当てた状態にてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成し、次に学習用の生鮮食品50を平面視で所定の角度だけ回転させてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをn回繰り返す。さらに色温度を所定の値だけ変更しカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをm回繰り返す。さらに取れたて0日目の生鮮食品50が所定の時間経過毎にカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の画像データ51を作成するものである。 In addition, the function is to create image data 51 for learning by photographing the fresh food 50 for learning with the camera 25 while shining the illumination 22 of a predetermined color temperature on the fresh food 50 for learning. The process of rotating the image by a predetermined angle in planar view and photographing it with the camera 25 to create learning image data 51 is repeated n times. Further, the process of changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera 25 to create learning image data 51 is repeated m times. Furthermore, the process of photographing the freshly harvested 0-day-old fresh food 50 with the camera 25 every predetermined period of time to create learning image data 51 is repeated p times, and a total of n×m×p training images are captured. Image data 51 is created.

次に、生化学指標測定部40について説明する。
生化学指標測定部40は、少なくともATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、及び筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、及びアスコルビン酸を含む生化学指標を計測する計測機器である。なお、生化学指標測定部40を計測機器そのものだけでなく、計測機器による計測によって得られる生化学指標の各計測値と定義してもよい。
Next, the biochemical index measuring section 40 will be explained.
The biochemical index measurement unit 40 measures biochemical indexes including at least K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, and muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. It is a device. Note that the biochemical index measuring unit 40 may be defined not only as the measuring device itself, but also as each measured value of a biochemical index obtained by measurement by the measuring device.

次に、解析部30について説明する。
解析部30は、学習用の画像データ51とこれらの画像データ51に対応してセットにして入力・保存された生化学指標40とを含み構成されたデータベースを備えている。また、解析部30は人工知能(AI:Artificial Intelligence )も備えており、この人工知能により、データベースの教師データとしての画像データ51から機械学習を用いて生鮮食品50の色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し生化学指標に関連付けて判定モデルを学習するものである。
Next, the analysis section 30 will be explained.
The analysis unit 30 includes a database configured to include image data 51 for learning and biochemical indicators 40 that are input and stored as a set corresponding to these image data 51. The analysis unit 30 is also equipped with artificial intelligence (AI), which uses machine learning to determine the color, amount of reflected light, and surface of the fresh food 50 from the image data 51 as training data in the database. This method extracts feature quantities that express shape and associates them with biochemical indicators to learn a judgment model.

解析部30の人工知能は一般的なものでもよい。一般的には、機械学習とは、データから規則性や判断基準を学習し、学習した規則性や判断基準に基づき未知のものを予測、判断する技術と、人工知能に関わる分析技術をいう。機械学習に包含される関係にあるディープラーニング(深層学習手法)を用いてもよく、ディープラーニングはより基礎的で広範な機械学習の手法であるニューラルネットワークの分析手法を拡張したものであり、高精度の分析や活用を可能する手法である。本発明の一実施例では、いわゆる教師あり学習といわれる正解にあたる教師データが与えられる機械学習を用いている。なお、教師あり学習の分析手法として、回帰分析や決定木などある。 The artificial intelligence of the analysis unit 30 may be of general type. Generally speaking, machine learning refers to technology that learns regularities and judgment criteria from data, predicts and judges unknown things based on the learned regularities and judgment criteria, and analysis technology related to artificial intelligence. Deep learning (deep learning method), which is included in machine learning, may also be used. Deep learning is an extension of neural network analysis method, which is a more basic and wide-ranging machine learning method, and is a highly advanced method. This is a method that enables accuracy analysis and utilization. In one embodiment of the present invention, so-called supervised learning, which is machine learning in which teacher data corresponding to correct answers is given, is used. Note that analysis methods for supervised learning include regression analysis and decision trees.

また、ニューラルネットワークは、画像認識の分野にも応用されており、中間層(隠れ層)を2層以上に多層化したニューラルネットワークがディープラーニングと言われている。ディープラーニングは、与えられたデータのどこに着目すればよいか、具体的な特徴量を人間が指示せずとも自らそのデータの特徴づける特徴量を抽出し、データに含まれるルールや規則性を学習する手法である。 Neural networks are also applied to the field of image recognition, and a neural network with two or more intermediate layers (hidden layers) is called deep learning. Deep learning automatically extracts the features that characterize the data and learns the rules and regularities contained in the data without the need for humans to tell you where to focus on the given data or specify specific features. This is a method to do so.

なお、本発明の解析部30の人工知能は、一般的のものだけでなく、本発明者の発明でもある特願2022-52171に開示された「統計的距離行列の計算方法、統計的距離行列の可視化方法及び装置及びプログラム」による深層学習手法を用いてもよい。統計的距離行列を用いてディープラーニングの畳み込み層の構造を最適化し,ディープラーニングの精度を向上させることができる。 The artificial intelligence of the analysis unit 30 of the present invention is not limited to the general one, but is also based on the ``Statistical Distance Matrix Calculation Method'' disclosed in Japanese Patent Application No. 2022-52171, which is also an invention of the present inventor. A deep learning method based on "Visualization method, device, and program" may be used. The accuracy of deep learning can be improved by optimizing the structure of deep learning convolutional layers using statistical distance matrices.

品質判定対象撮影表示部(不図示)について説明する。
品質判定対象撮影表示部は、品質判定の対象となる生鮮食品50を撮影した判定用の画像データを用い、解析部30で判定用の画像データと最も近い判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる生鮮食品の品質を判定し、生化学指標を表示するものである。
The quality determination target shooting display section (not shown) will be explained.
The quality determination target photographing display unit uses the image data for determination obtained by photographing the fresh food 50 that is the target of quality determination, and uses the analysis unit 30 to estimate the determination model closest to the image data for determination, thereby determining the quality. It determines the quality of target fresh foods and displays biochemical indicators.

品質判定対象撮影表示部は、教師データ作成部20を利用してPCなどを接続したものでもよいが、教師データ作成部20とは異なる外部のカメラとPCの組み合せでもよく、さらには一般的なスマートフォンやタブレットであってもよい。インターネットなどのネットワークを介して生鮮食品の品質室判定システム10(解析部30)に接続して、スマートフォンから生鮮食品の品質室判定システム10(解析部30)へ品質判定の対象となる生鮮食品50を撮影した判定用の画像データを送信し、解析部30での判定結果をスマートフォンに返して判定結果を表示するものとしてもよい。 The shooting display unit to be judged for quality may be one connected to a PC using the teacher data creation unit 20, but it may also be a combination of an external camera different from the teacher data creation unit 20 and a PC, or even a general It may be a smartphone or tablet. The fresh food 50 that is subject to quality determination is connected to the fresh food quality room determination system 10 (analysis section 30) via a network such as the Internet, and sent from a smartphone to the fresh food quality room determination system 10 (analysis section 30). It is also possible to transmit the image data for determination taken by photographing and return the determination result by the analysis unit 30 to the smartphone and display the determination result.

また、品質判定の対象となる生鮮食品50の撮影環境は、例えば任意の施設の居室内やスパーマーケットの店内などでもよく、一般の方が通常生活する可視光の当たる環境でもよい。本発明は、教師データから判定モデルを作成する画像・生化学指標データベース構築工程及び判定モデル学習工程(詳細は後述する)の時点で、複数の色温度、複数の撮影方向(角度)から教師データを得て判定モデルを学習するため、品質判定の対象となる生鮮食品50の撮影環境は可視光が当たる範囲であれば対応することができる。 Further, the environment in which the fresh food 50 to be subjected to quality determination is photographed may be, for example, a living room of an arbitrary facility, the inside of a supermarket, or an environment exposed to visible light that ordinary people usually live in. The present invention uses training data from multiple color temperatures and multiple shooting directions (angles) at the time of the image/biochemical index database construction step and the determination model learning step (details will be described later) to create a determination model from training data. Since the determination model is learned based on the obtained information, the photographing environment of the fresh food 50 to be subjected to quality determination can be handled as long as it is within the range of visible light.

次に、生鮮食品の品質判定方法について説明する。
図1、図2に示されるように、生鮮食品の品質判定方法は、生鮮食品50の画像データ51から生鮮食品50の品質を判定する方法であり、学習用の生鮮食品50を撮影した学習用の画像データ51と学習用の生鮮食品50を計測して得た生化学指標40とからデータベース(不図示)を構築する画像・生化学指標データベース構築工程STEP1(S1、図面ではSTEPをSと示す)と、データベースの教師データとしての画像データ51から機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し判定モデルを学習する判定モデル学習工程STEP2と、品質判定の対象となる生鮮食品50を撮影した判定用の画像データ51から最も近い判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる生鮮食品50の品質を判定する生鮮食品の品質判定工程STEP3とを有する。
Next, a method for determining the quality of fresh foods will be explained.
As shown in FIGS. 1 and 2, the fresh food quality determination method is a method of determining the quality of the fresh food 50 from image data 51 of the fresh food 50. An image/biochemical index database construction step STEP 1 (S1, STEP is indicated as S in the drawing) for constructing a database (not shown) from the image data 51 and the biochemical index 40 obtained by measuring the fresh food 50 for learning. ), a judgment model learning step STEP 2 in which a judgment model is learned by extracting feature quantities representing color, amount of reflected light, and surface shape using machine learning from the image data 51 as training data in the database, and the target of quality judgment. A fresh food quality determination step STEP3 in which the quality of the fresh food 50 to be subjected to quality determination is determined by estimating the closest determination model from image data 51 for determination obtained by photographing the fresh food 50.

次に、STEP1の画像・生化学指標データベース構築工程について説明する。
図2~図6に示されるように、画像・生化学指標データベース構築工程STEP1は、水揚げ後もしくは収穫後0日目の生鮮食品(ブリの切り身)50を準備し、所定の色温度の照明22を学習用の生鮮食品50に当てた状態にてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成し、次に学習用の生鮮食品50を平面視で所定の角度だけ回転させてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをn回繰り返し、さらに色温度を所定の値だけ変更しカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをm回繰り返し、さらに取れたて0日目の生鮮食品50が所定の時間経過毎にカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の画像データ51を作成する画像データ作成サブ工程STEP1-1を備えている。
Next, the image/biochemical index database construction step of STEP 1 will be explained.
As shown in FIGS. 2 to 6, in the image/biochemical index database construction step STEP 1, fresh food (yellowtail fillet) 50 that has been landed or harvested for 0 days is prepared, and an illumination 22 of a predetermined color temperature is applied. The image data 51 for learning is created by photographing the image data 51 for learning by applying it to the fresh food for learning 50 with the camera 25. Next, the fresh food for learning 50 is rotated by a predetermined angle in a plan view and the camera 25 Repeat n times to take a picture with the camera 25 and create the learning image data 51, repeat m times to change the color temperature by a predetermined value and take a picture with the camera 25, and create the learning image data 51. Furthermore, the process of photographing the freshly harvested 0-day-old fresh food 50 with the camera 25 every predetermined period of time to create learning image data 51 is repeated p times, and a total of n×m×p training images are captured. An image data creation sub-step STEP1-1 for creating image data 51 is provided.

さらに、画像・生化学指標データベース構築工程STEP1は、生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸を含むものであり、これらの生化学指標を計測機器(生化学指標測定部40)で計測して得る生化学指標計測サブ工程STEP1-2と、画像データ作成サブ工程STEP1-1による学習用の画像データ51と、生化学指標計測サブ工程STEP1-2による生化学指標とからデータベースを構築するデータベース構築サブ工程STEP1-3とを備え、STEP1-4として学習用の生鮮食品50が所定の保存期間を過ぎた場合(YES)に処理を終了し、保存期間を過ぎていない場合(NO)はSTEP1-1の画像データ作成サブ工程にもどる。 Furthermore, in the image/biochemical index database construction step STEP 1, biochemical indexes include K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. These biochemical indicators are measured with a measuring device (biochemical indicator measurement unit 40) to obtain image data for learning in the biochemical indicator measurement sub-step STEP 1-2 and the image data creation sub-step STEP 1-1. 51, and a database construction sub-step STEP 1-3 for constructing a database from the biochemical indexes in the biochemical index measurement sub-step STEP 1-2, and in STEP 1-4, the fresh food 50 for learning has passed a predetermined storage period. If the storage period has not expired (NO), the process ends.

また、詳細には画像・生化学指標データベース構築工程STEP1は、取れたて0日目の生鮮食品50を準備し、所定の色温度の照明を学習用の生鮮食品50に当てた状態にてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成し、次に学習用の生鮮食品50を平面視で360°/32だけ回転させてカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することを32回繰り返し、さらに色温度を3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分けてそれぞれの色温度に対してカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することを7回繰り返し、さらに取れたて0日目の生鮮食品が12時間経過毎にカメラ25で撮影して学習用の画像データ51を作成することを14回繰り返して7日分の学習用の画像データ51を作成する。また、それぞれの画像データ51に対応した生鮮食品50の生化学指標も計測する。 In addition, in detail, in the image/biochemical index database construction step STEP 1, freshly harvested fresh food 50 that is 0 days old is prepared, and a camera is placed in a state where illumination with a predetermined color temperature is applied to the fresh food 50 for learning. 25 to create learning image data 51, and then the learning fresh food 50 is rotated by 360°/32 in planar view and photographed by the camera 25 to create learning image data 51. This process is repeated 32 times, and the color temperature is further divided into 7 levels from 3300K to 5600K, and each color temperature is photographed with the camera 25 to create image data 51 for learning. This process is repeated 14 times to create learning image data 51 by photographing 0-day-old fresh food with the camera 25 every 12 hours, resulting in 7 days worth of learning image data 51. Create. Furthermore, the biochemical index of the fresh food 50 corresponding to each image data 51 is also measured.

このようにして撮影した生鮮食品50の画像データ51を、図7~図12に示す。図7は、生のマグロの切り身における水揚げ0日目の画像の一例であり、縦の欄で3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分けており、横の欄で2つの生鮮食品50を平面視で360°/32ずつ回転させてある。ATP関連化合物の組成であるK値は、12.8%であり、pH値は、6.16である。 Image data 51 of the fresh food 50 photographed in this manner is shown in FIGS. 7 to 12. Figure 7 is an example of an image of a raw tuna fillet on the 0th day of landing.The vertical column divides the color temperature into seven levels from 3300K to 5600K, and the horizontal column shows two fresh foods. 50 is rotated by 360°/32 in plan view. The K value, which is the composition of ATP-related compounds, is 12.8%, and the pH value is 6.16.

図8は、生のマグロの切り身における水揚げ2日目の画像の一例である。K値は、16.8%であり、pH値は、6.10である。 FIG. 8 is an example of an image of a raw tuna fillet on the second day of landing. The K value is 16.8% and the pH value is 6.10.

図9は、生のマグロの切り身における水揚げ4日目の画像の一例である。K値は、24.8%であり、pH値は、6.05である。 FIG. 9 is an example of an image of a raw tuna fillet on the fourth day of landing. The K value is 24.8% and the pH value is 6.05.

また、図10は、冷凍のマグロの切り身における水揚げ0日目の画像の一例である。K値は、40.7%であり、pH値は、6.07である。 Moreover, FIG. 10 is an example of an image of a frozen tuna fillet on the 0th day of landing. The K value is 40.7% and the pH value is 6.07.

図11は、冷凍のマグロの切り身における水揚げ2日目の画像の一例である。K値は、61.5%であり、pH値は、5.98である。 FIG. 11 is an example of an image of a frozen tuna fillet on the second day of landing. The K value is 61.5% and the pH value is 5.98.

図12は、冷凍のマグロの切り身における水揚げ4日目の画像の一例である。K値は、83.1%であり、pH値は、5.92である。 FIG. 12 is an example of an image of a frozen tuna fillet on the fourth day of landing. The K value is 83.1% and the pH value is 5.92.

次に、STEP2の判定モデル学習工程について説明する。
図2、図13、図14に示されるように、判定モデル学習工程STEP2は、データベースの画像データ51を解析部30に入力する画像データ入力サブ工程STEP2-1と、計測した生化学指標を解析部30に入力する生化学指標入力サブ工程STEP2-2と、解析部30で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、学習用の生鮮食品50の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習する判定モデル学習サブ工程STEP2-3とを備えている。
Next, the judgment model learning process of STEP 2 will be explained.
As shown in FIGS. 2, 13, and 14, the judgment model learning step STEP 2 includes an image data input substep STEP 2-1 in which image data 51 of the database is input to the analysis unit 30, and the measured biochemical index is analyzed. In the biochemical index input sub-step STEP 2-2, which is input to the section 30, the analysis section 30 uses machine learning to extract feature quantities expressing the color, amount of reflected light, and surface shape, and extracts the features of the fresh food 50 for learning. A determination model learning sub-step STEP2-3 is provided in which the determination model is learned in correspondence with the elapsed time from the 0th day of fresh harvesting.

次に、STEP3の生鮮食品の品質判定工程について説明する。
図2、図15に示されるように、生鮮食品の品質判定工程STEP3は、品質判定の対象となる生鮮食品50をカメラ25で撮影した品質判定対象の画像データを解析部30に入力する品質判定用画像データ入力サブ工程STEP3-1と、解析部30で入力した品質判定対象の画像データから特徴量を抽出し、データベースから最も近い特徴量を有する判定モデルを推定する判定モデル推定サブ工程STEP3-2と、判定モデル推定サブ工程STEP3-2で推定した判定モデルの生化学指標を用いて品質判定対象の生鮮食品の生化学指標を出力する生化学指標出力サブ工程STEP3-3と、を備えている。
Next, the fresh food quality determination process of STEP 3 will be explained.
As shown in FIGS. 2 and 15, the quality determination step STEP 3 of fresh food is a quality determination process in which image data to be determined by photographing the fresh food 50 to be determined by the camera 25 is input to the analysis unit 30. image data input sub-step STEP 3-1, and a judgment model estimation sub-step STEP 3- in which feature quantities are extracted from the quality judgment target image data inputted by the analysis unit 30 and a judgment model having the closest feature quantity is estimated from the database. 2, and a biochemical index output sub-step STEP 3-3 for outputting a biochemical index of the fresh food subject to quality determination using the biochemical index of the determination model estimated in the determination model estimation sub-step STEP 3-2. There is.

次に、判定モデルの学習とテスト結果について説明する。
図16に示されるように、生鮮食品50をブリとした場合、精度は99.7%となり、損失関数の値は0.0018となった。なお、エポック数(学習回数)を100として学習を行った。
Next, learning of the decision model and test results will be explained.
As shown in FIG. 16, when the fresh food 50 was made into yellowtail, the accuracy was 99.7% and the value of the loss function was 0.0018. Note that learning was performed with the number of epochs (number of learning times) set to 100.

図17に示されるように、生鮮食品50をイカとした場合、精度は100%となり、損失関数の値は0.001以下となった。 As shown in FIG. 17, when the fresh food 50 was squid, the accuracy was 100% and the value of the loss function was 0.001 or less.

図18に示されるように、生鮮食品50をマグロとした場合、精度は100%となり、損失関数の値は0.001以下となった。 As shown in FIG. 18, when the fresh food 50 was tuna, the accuracy was 100% and the value of the loss function was 0.001 or less.

次に以上に述べた生鮮食品の品質判定方法及びその品質判定システムの作用、効果について説明する。 Next, the functions and effects of the fresh food quality determination method and quality determination system described above will be explained.

本発明の実施例によれば、学習用の生鮮食品を撮影した学習用の画像データと学習用の生鮮食品を計測して得た生化学指標とからデータベースを構築する画像・生化学指標データベース構築工程を有するので、目利き職人による感覚ではなく、生鮮食品を計測して得た生化学指標と画像データを対応させ、生化学指標の値で生鮮食品の鮮度を含めた品質を判定することができる。データベースの教師データとしての画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し判定モデルを学習する判定モデル学習工程と、品質判定の対象となる生鮮食品を撮影した判定用の画像データから最も近い判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定工程とを有するので、可視光のもとで人工知能により瞬時に生鮮食品の品質を判定することができる。 According to an embodiment of the present invention, an image/biochemical index database is constructed by constructing a database from training image data obtained by photographing fresh foods for learning and biochemical indices obtained by measuring fresh foods for learning. Because it has a process, it is possible to match the biochemical index obtained by measuring fresh food with image data, rather than the intuition of a connoisseur, and determine the quality of fresh food, including freshness, based on the value of the biochemical index. . A judgment model learning process in which a judgment model is learned by extracting feature values representing color, amount of reflected light, and surface shape using machine learning from image data as training data in a database, and a judgment model learning process that uses machine learning to extract features expressing color, amount of reflected light, and surface shape, and learns a judgment model. The process includes a fresh food quality determination process in which the quality of the fresh food subject to quality determination is determined by estimating the closest determination model from the photographed image data for determination. The quality of fresh food can be determined instantly.

さらに、画像・生化学指標データベース構築工程は、水揚げ後もしくは収穫後0日目の生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の画像データを作成し、次に学習用の生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをn回繰り返し、さらに色温度を所定の値だけ変更しカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをm回繰り返し、さらに取れたて0日目の生鮮食品が所定の時間経過毎にカメラで撮影して学習用の画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の画像データを作成する画像データ作成サブ工程を備えている。このため、色温度の違いと角度の違いからなる多数の学習用の画像データから判定モデルを学習するので、品質判定の対象となる生鮮食品を撮影する環境の明暗や撮影角度に影響されずに、正確に品質判定を行うことができる。このように可視光の環境下で、魚介類、肉類、青果類などの種類を問わず生鮮食品の品質を、生化学指標を用いて品質判定できる。 Furthermore, the image/biochemical index database construction process involves preparing fresh foods 0 days after landing or harvesting, and photographing the fresh foods with a camera while illuminating them with a predetermined color temperature. We created image data for training, then rotated the fresh food for training by a predetermined angle in a planar view, photographed it with a camera, and created image data for training. This process was repeated n times, and then the color temperature was adjusted. The process of changing only a predetermined value and photographing with a camera to create image data for learning is repeated m times, and then freshly harvested 0-day-old fresh food is photographed with a camera every predetermined period of time to create image data for learning. The image data creation sub-step includes repeating the creation of image data p times to create image data for learning a total of n×m×p times. For this reason, the judgment model is learned from a large amount of training image data consisting of different color temperatures and different angles, so it is not affected by the brightness or darkness of the environment or shooting angle in which the fresh food that is subject to quality judgment is photographed. , quality can be determined accurately. In this way, in a visible light environment, the quality of fresh foods, such as seafood, meat, fruits and vegetables, can be judged using biochemical indicators.

さらに本発明の実施例によれば、生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸を含むものであり、生化学指標計測サブ工程でこれらの生化学指標を計測機器で計測して得るので、官能試験のように個人差が生じず、だれが生鮮食品の判定をしても同じ判定結果を得ることができ、品質判定を安定して高精度にすることができる。 Further, according to an embodiment of the present invention, the biochemical indicators include K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. In the biochemical index measurement sub-process, these biochemical indexes are measured using measuring instruments, so unlike sensory tests, individual differences do not occur, and no matter who judges the fresh food, the same result can be obtained. This allows for stable and highly accurate quality judgment.

さらに本発明の実施例によれば、判定モデル学習サブ工程では、解析部で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、学習用の生鮮食品の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習するので、日数経過に応じた生鮮食品の品質も判定することができる。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, in the decision model learning sub-step, the analysis unit uses machine learning to extract feature quantities expressing the color, amount of reflected light, and surface shape, and extracts the characteristics of the fresh food for learning. Since the determination model is learned in correspondence with the elapsed time from the 0th day of freshness, the quality of fresh food can also be determined according to the number of days elapsed.

さらに本発明の実施例によれば、解析部のおける、機械学習による入力した品質判定対象の画像データからの特徴量を抽出し等に際し、いわゆるニューラルネットワークによる深層学習手法や、本発明者の発明でもある特願2022-52171に開示された「統計的距離行列の計算方法、統計的距離行列の可視化方法及び装置及びプログラム」による深層学習手法を用いることで、判定モデルの学習品質を向上させて生鮮食品の品質判定の精度を向上させることができる。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, when the analysis unit extracts features from image data to be subjected to quality judgment inputted by machine learning, a deep learning method using a so-called neural network or an invention invented by the present inventor is used. By using the deep learning method based on "Statistical distance matrix calculation method, statistical distance matrix visualization method, device, and program" disclosed in Japanese Patent Application No. 2022-52171, the learning quality of the decision model is improved. The accuracy of quality determination of fresh foods can be improved.

さらに本発明の実施例によれば、色温度を3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分け、それぞれ色温度に対して学習用の生鮮食品を平面視で360°/32だけ回転させてカメラで撮影して学習用の画像データを作成することを32回繰り返すので、判定モデルの学習品質を向上させて生鮮食品の品質判定の精度を向上させることができる。 Furthermore, according to the embodiment of the present invention, the color temperature is divided into seven stages from 3300K to 5600K, and the fresh food for learning is rotated by 360°/32 in plan view for each color temperature. Since the process of photographing with a camera and creating image data for learning is repeated 32 times, the learning quality of the judgment model can be improved and the accuracy of quality judgment of fresh foods can be improved.

尚、実施例では、生鮮食品50を魚介類のブリ、イカ、マグロとしたが、これに限定されず、生鮮食品50をアジ、ホタテ、カツオなど他の魚介類でもよく、さらには、牛肉、豚肉、鶏肉などの肉類、レタス、キャベツ、リンゴなどの青果類としても差し支えない。即ち、本発明の作用及び効果を奏する限りにおいて、本発明は、実施例に限定されるものではない。 In the example, the fresh food 50 was seafood such as yellowtail, squid, and tuna, but it is not limited to this, and the fresh food 50 may be other seafood such as horse mackerel, scallop, and bonito, and furthermore, beef, Meat such as pork and chicken, and fruits and vegetables such as lettuce, cabbage, and apples are also acceptable. That is, the present invention is not limited to the examples as long as the functions and effects of the present invention are achieved.

また、実施例では、照明を3300Kから5600Kまでの間で色温度を7段階に分けたが、これに限定されず、3000Kから6000Kまでの間で色温度を9段階に分けてもよく、色温度の範囲や分ける段階の数を変えてもよい。 In addition, in the embodiment, the color temperature of the illumination is divided into 7 stages from 3300K to 5600K, but the color temperature is not limited to this, and the color temperature may be divided into 9 stages from 3000K to 6000K. The temperature range and number of divisions may be varied.

また、実施例では学習用の生鮮食品を平面視で360°/32ずつ回転させてカメラで撮影したが、これに限定されず、10°毎、15°毎などでもよく、細かく分けるほど判定モデル精度は向上するところ、カメラを回転させる角度は他の値であってもよい。さらには、所定の時間経過毎に画像データを取るところ、時間の間隔も12時間毎だけでなく、6時間毎、24時間毎などでもよい。また、データをとる日数も4日分、7日分、10日分など生鮮食品の素材に合わせて適宜変更してもよい。また、実施例では、生化学指標をK値、VBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸としたが、これに限定されず、品質に関連すれば他の指標を用いてもよい。 In addition, in the example, the fresh food for learning was rotated in 360°/32 increments in a planar view and photographed with a camera, but it is not limited to this, and it may be taken every 10°, 15°, etc., and the more detailed it is, the more the judgment model The angle at which the camera is rotated may be other values, although the accuracy will be improved. Furthermore, when image data is taken every predetermined time period, the time interval may be not only every 12 hours but also every 6 hours, every 24 hours, etc. Furthermore, the number of days for which data is collected may be changed as appropriate, such as for 4 days, 7 days, or 10 days, depending on the raw material of the fresh food. In addition, in the examples, the biochemical indicators were K value, VBN, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid, but they are not limited to these, and other indicators may be used as long as they are related to quality. .

本発明は、生鮮食品の画像データから生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定技術に好適である。 INDUSTRIAL APPLICATION This invention is suitable for the quality determination technique of fresh food which determines the quality of fresh food from the image data of fresh food.

10…生鮮食品の品質判定システム、20…教師データ作成部、22…照明(光源)、23…回転台、25…カメラ、30…解析部(データベース、ライブラリ、人工知能)、40…生化学指標測定部(生化学指標、K値、VBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸)、50…生鮮食品(ブリ、イカ、マグロ、魚介類、牛肉、豚肉、鶏肉、肉類、レタス、キャベツ、リンゴ、青果類)、51…画像データ。 10...Fresh food quality determination system, 20...Teacher data creation unit, 22...Lighting (light source), 23...Rotary table, 25...Camera, 30...Analysis unit (database, library, artificial intelligence), 40...Biochemical index Measuring section (biochemical index, K value, VBN, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, ascorbic acid), 50...Fresh foods (yellowtail, squid, tuna, seafood, beef, pork, chicken, meat, lettuce, cabbage, apple, fruits and vegetables), 51...Image data.

[2]好ましくは、前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
前記生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸のうちいずれか1つ以上を含むものであり、これらの生化学指標を計測機器で計測して得る生化学指標計測サブ工程と、
前記画像データ作成サブ工程による学習用の前記画像データと、前記生化学指標計測サブ工程による前記生化学指標とからデータベースを構築するデータベース構築サブ工程とを備え、
学習用の前記生鮮食品が所定の保存期間を過ぎた場合に処理を終了する。
[2] Preferably, the image/biochemical index database construction step includes:
The biochemical index includes one or more of the K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid , and these a biochemical index measurement sub-step of measuring the biochemical index using a measuring device;
a database construction sub-step of constructing a database from the image data for learning in the image data creation sub-step and the biochemical index in the biochemical index measurement sub-step;
The process ends when the fresh food for learning exceeds a predetermined storage period.

[3]好ましくは、前記判定モデル学習工程は、
前記データベースの前記画像データを解析部に入力する画像データ入力サブ工程と、
計測した前記生化学指標を前記解析部に入力する生化学指標入力サブ工程と、
前記解析部で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、前記生化学指標と、学習用の前記生鮮食品の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習する判定モデル学習サブ工程とを備えている。
[3] Preferably, the judgment model learning step includes:
an image data input sub-step of inputting the image data of the database to an analysis section;
a biochemical index input sub-step of inputting the measured biochemical index to the analysis section;
The analysis unit uses machine learning to extract features expressing color, amount of reflected light, and surface shape , and extracts the biochemical index and the elapsed time from the 0th day of freshness of the fresh food for learning. and a decision model learning sub-step of learning a decision model in correspondence with the decision model.

[6]好ましくは、生鮮食品の画像データから前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定システムであって、
教師データ作成部と、生化学指標測定部と、解析部と、品質判定対象撮影表示部とを備え、
前記教師データ作成部は、色温度を変更可能にして前記生鮮食品を照らす照明と、前記生鮮食品を撮影するカメラと、平面視にて所定の角度で回転可能に設けられ前記生鮮食品を載せる回転台とを備え、
所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをn回繰り返し、
さらに前記色温度を所定の値だけ変更し前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをm回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が所定の時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の前記画像データを作成するものであり、
前記生化学指標測定部は、少なくともATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、アスコルビン酸のうちいずれか1つ以上を含む生化学指標を計測する計測機器であり、
前記解析部は、学習用の前記画像データとこれらの画像データに対応した前記生化学指標とを含み構成されたデータベースを備え、
前記データベースの教師データとしての前記画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し前記生化学指標に関連付けて判定モデルを学習するものであり、
前記品質判定対象撮影表示部は、品質判定の対象となる前記生鮮食品を撮影した判定用の画像データを用い、前記解析部で判定用の前記画像データと最も近い前記判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる前記生鮮食品の品質を判定し、前記生化学指標を表示するものであることを特徴とする。
[6] Preferably, a fresh food quality determination system that determines the quality of the fresh food from image data of the fresh food,
Equipped with a teacher data creation section, a biochemical index measurement section, an analysis section, and a quality judgment target shooting display section,
The teacher data creation unit includes a light that illuminates the fresh food with a changeable color temperature, a camera that photographs the fresh food, and a rotating device that is rotatable at a predetermined angle in a plan view and on which the fresh food is placed. Equipped with a stand,
The image data for learning is created by photographing the fresh food for learning with the camera while illumination with a predetermined color temperature is applied to the fresh food for learning, and then the fresh food for learning is viewed from a predetermined angle in plan view. Repeating n times to rotate the image data by the same amount and take a picture with the camera to create the image data for learning,
Further, changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera to create the image data for learning is repeated m times,
Further, the process of photographing the 0-day-old fresh food with the camera every predetermined time period to create the image data for learning is repeated p times, and the image data for learning is created for a total of n×m×p times. The image data is created;
The biochemical index measuring section includes at least one or more of the following: K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. It is a measuring device that measures indicators.
The analysis unit includes a database configured to include the image data for learning and the biochemical index corresponding to these image data,
A determination model is learned by extracting feature quantities expressing color, amount of reflected light, and surface shape from the image data as training data of the database using machine learning , and correlating them with the biochemical index .
The quality determination target photographing display unit uses image data for determination obtained by photographing the fresh food to be subjected to quality determination, and the analysis unit estimates the determination model that is closest to the image data for determination. The present invention is characterized in that the quality of the fresh food subject to quality determination is determined and the biochemical index is displayed.

Claims (7)

生鮮食品の画像データから前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定方法であって、
学習用の前記生鮮食品を撮影した学習用の画像データと学習用の前記生鮮食品を計測して得た生化学指標とからデータベースを構築する画像・生化学指標データベース構築工程と、
前記データベースの教師データとしての前記画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し判定モデルを学習する判定モデル学習工程と、
品質判定の対象となる前記生鮮食品を撮影した判定用の画像データから最も近い前記判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定工程とを有し、
前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
水揚げ後もしくは収穫後0日目の前記生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをn回繰り返し、
さらに前記色温度を所定の値だけ変更し前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをm回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が所定の時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の前記画像データを作成する画像データ作成サブ工程を備えていることを特徴とする生鮮食品の品質判定方法。
A fresh food quality determination method for determining the quality of the fresh food from image data of the fresh food, the method comprising:
an image/biochemical index database construction step of constructing a database from learning image data obtained by photographing the fresh food for learning and biochemical indices obtained by measuring the fresh food for learning;
a determination model learning step of learning a determination model by extracting feature quantities representing color, amount of reflected light, and surface shape using machine learning from the image data as training data of the database;
A fresh food quality determination step of determining the quality of the fresh food that is the subject of quality determination by estimating the closest determination model from the image data for determination taken of the fresh food that is the subject of quality determination. have,
The image/biochemical index database construction step includes:
Prepare the fresh food after landing or 0 days after harvesting, and create the image data for learning by photographing with a camera with illumination of a predetermined color temperature applied to the fresh food for learning, Next, the process of rotating the fresh food for learning by a predetermined angle in planar view and photographing it with the camera to create the image data for learning is repeated n times;
Further, changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera to create the image data for learning is repeated m times,
Further, the process of photographing the 0-day-old fresh food with the camera every predetermined time period to create the image data for learning is repeated p times, and the image data for learning is created for a total of n×m×p times. A method for determining the quality of fresh food, comprising an image data creation sub-step of creating the image data.
請求項1記載の生鮮食品の品質判定方法であって、
前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
前記生化学指標が、ATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素を含むものであり、これらの生化学指標を計測機器で計測して得る生化学指標計測サブ工程と、
前記画像データ作成サブ工程による学習用の前記画像データと、前記生化学指標計測サブ工程による前記生化学指標とからデータベースを構築するデータベース構築サブ工程とを備え、
学習用の前記生鮮食品が所定の保存期間を過ぎた場合に処理を終了する生鮮食品の品質判定方法。
The method for determining the quality of fresh food according to claim 1, comprising:
The image/biochemical index database construction step includes:
The biochemical indexes include the K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile basic nitrogen, pH value, and muscle pigment, and the biochemical index obtained by measuring these biochemical indexes with a measuring device. An indicator measurement sub-process;
a database construction sub-step of constructing a database from the image data for learning in the image data creation sub-step and the biochemical index in the biochemical index measurement sub-step;
A method for determining the quality of fresh food in which processing is terminated when the fresh food for learning exceeds a predetermined storage period.
請求項1又は請求項2記載の生鮮食品の品質判定方法であって、
前記判定モデル学習工程は、
前記データベースの前記画像データを解析部に入力する画像データ入力サブ工程と、
計測した前記生化学指標を前記解析部に入力する生化学指標入力サブ工程と、
前記解析部で、機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し、学習用の前記生鮮食品の取れたて0日目からの経過時間と対応させて判定モデルを学習する判定モデル学習サブ工程とを備えている生鮮食品の品質判定方法。
The method for determining the quality of fresh food according to claim 1 or claim 2,
The judgment model learning step includes:
an image data input sub-step of inputting the image data of the database to an analysis section;
a biochemical index input sub-step of inputting the measured biochemical index to the analysis section;
The analysis unit uses machine learning to extract feature values expressing color, amount of reflected light, and surface shape, and creates a judgment model by matching them with the elapsed time from day 0 of the fresh food for learning. A method for determining the quality of fresh food, comprising: a determination model learning sub-step for learning.
請求項3記載の生鮮食品の品質判定方法であって、
前記生鮮食品の品質判定工程は、
品質判定の対象となる前記生鮮食品をカメラで撮影した品質判定対象の前記画像データを前記解析部に入力する品質判定用画像データ入力サブ工程と、
前記解析部で、入力した品質判定対象の前記画像データから特徴量を抽出し、前記データベースから最も近い特徴量を有する前記判定モデルを推定する判定モデル推定サブ工程と、
前記判定モデル推定サブ工程で推定した前記判定モデルの前記生化学指標を用いて品質判定対象の前記生鮮食品の生化学指標を出力する生化学指標出力サブ工程とを備えている生鮮食品の品質判定方法。
The method for determining the quality of fresh food according to claim 3, comprising:
The fresh food quality determination step includes:
a quality determination image data input sub-step of inputting the image data of the quality determination target obtained by photographing the fresh food target of quality determination with a camera to the analysis unit;
a determination model estimation sub-step in which the analysis unit extracts a feature amount from the inputted image data to be determined for quality, and estimates the determination model having the closest feature amount from the database;
and a biochemical index output sub-step of outputting a biochemical index of the fresh food subject to quality determination using the biochemical index of the determination model estimated in the determination model estimation sub-step. Method.
請求項1記載の生鮮食品の品質判定方法であって、
前記画像・生化学指標データベース構築工程は、
取れたて0日目の前記生鮮食品を準備し、所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にてカメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で360°/32だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを32回繰り返し、
さらに前記色温度を3300Kから5600Kまでの間で前記色温度を7段階に分けてそれぞれの前記色温度に対して前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを7回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が12時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することを14回繰り返して7日分の学習用の前記画像データを作成する生鮮食品の品質判定方法。
The method for determining the quality of fresh food according to claim 1, comprising:
The image/biochemical index database construction step includes:
Prepare the fresh food that has been freshly harvested for 0 days, and photograph the fresh food for learning with a camera while shining a light of a predetermined color temperature on the fresh food for learning to create the image data for learning, and then Repeating 32 times to create the image data for learning by rotating the fresh food for learning by 360°/32 in plan view and photographing it with the camera;
Further, the color temperature is divided into seven stages from 3300K to 5600K, and each color temperature is photographed with the camera to create the image data for learning, and this is repeated seven times,
Furthermore, the above-mentioned fresh food that is 0 days old is photographed with the above-mentioned camera every 12 hours to create the above-mentioned image data for learning, which is repeated 14 times to create the above-mentioned image data for 7 days worth of learning. A method for determining the quality of fresh food.
生鮮食品の画像データから前記生鮮食品の品質を判定する生鮮食品の品質判定システムであって、
教師データ作成部と、生化学指標測定部と、解析部と、品質判定対象撮影表示部とを備え、
前記教師データ作成部は、色温度を変更可能にして前記生鮮食品を照らす照明と、前記生鮮食品を撮影するカメラと、平面視にて所定の角度で回転可能に設けられ前記生鮮食品を載せる回転台とを備え、
所定の色温度の照明を学習用の前記生鮮食品に当てた状態にて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成し、次に学習用の前記生鮮食品を平面視で所定の角度だけ回転させて前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをn回繰り返し、
さらに前記色温度を所定の値だけ変更し前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをm回繰り返し、
さらに取れたて0日目の前記生鮮食品が所定の時間経過毎に前記カメラで撮影して学習用の前記画像データを作成することをp回繰り返し、合計n×m×p回分の学習用の前記画像データを作成するものであり、
前記生化学指標測定部は、少なくともATP関連化合物の組成であるK値、揮発性塩基窒素であるVBN、pH値、筋肉色素、クロロフィル、カロチノイド、及びアスコルビン酸を含む生化学指標を計測する計測機器であり、
前記解析部は、学習用の前記画像データとこれらの画像データに対応した前記生化学指標とを含み構成されたデータベースを備え、
前記データベースの教師データとしての前記画像データから機械学習を用いて色、反射した光量及び表面形状を表現する特徴量を抽出し判定モデルを学習するものであり、
前記品質判定対象撮影表示部は、品質判定の対象となる前記生鮮食品を撮影した判定用の画像データを用い、前記解析部で判定用の前記画像データと最も近い前記判定モデルを推定することにより品質判定の対象となる前記生鮮食品の品質を判定し、前記生化学指標を表示するものであることを特徴とする生鮮食品の品質判定システム。
A fresh food quality determination system that determines the quality of the fresh food from image data of the fresh food, the system comprising:
Equipped with a teacher data creation section, a biochemical index measurement section, an analysis section, and a quality judgment target shooting display section,
The teacher data creation unit includes a light that illuminates the fresh food with a changeable color temperature, a camera that photographs the fresh food, and a rotating device that is rotatable at a predetermined angle in a plan view and on which the fresh food is placed. Equipped with a stand,
The image data for learning is created by photographing the fresh food for learning with the camera while illumination with a predetermined color temperature is applied to the fresh food for learning, and then the fresh food for learning is viewed from a predetermined angle in plan view. Repeating n times to rotate the image data by the same amount and take a picture with the camera to create the image data for learning,
Further, changing the color temperature by a predetermined value and photographing with the camera to create the image data for learning is repeated m times,
Further, the process of photographing the 0-day-old fresh food with the camera every predetermined time period to create the image data for learning is repeated p times, and the image data for learning is created for a total of n×m×p times. The image data is created;
The biochemical index measurement unit is a measuring device that measures biochemical indexes including at least K value, which is the composition of ATP-related compounds, VBN, which is volatile base nitrogen, pH value, muscle pigment, chlorophyll, carotenoid, and ascorbic acid. and
The analysis unit includes a database configured to include the image data for learning and the biochemical index corresponding to these image data,
A determination model is learned by extracting feature quantities expressing color, amount of reflected light, and surface shape using machine learning from the image data as training data of the database,
The quality determination target photographing display unit uses image data for determination obtained by photographing the fresh food to be subjected to quality determination, and the analysis unit estimates the determination model that is closest to the image data for determination. A system for determining the quality of fresh foods, characterized in that the system determines the quality of the fresh foods that are subject to quality determination, and displays the biochemical indicators.
請求項6記載の生鮮食品の品質判定システムであって、
前記照明は、色温度を3300Kから5600Kまでの間で7段階に変えて照射可能であり、
前記回転台は、平面視で360°/32ずつ回転可能である生鮮食品の品質判定システム。
7. The fresh food quality determination system according to claim 6,
The illumination can be irradiated with the color temperature changed in seven stages from 3300K to 5600K,
The rotary table is a fresh food quality determination system that can rotate by 360°/32 in a plan view.
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