JP3381187B2 - 鶏卵の内部欠陥検査方法 - Google Patents

鶏卵の内部欠陥検査方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、鶏卵の検査工程で使用
するために好適な、有色卵を含めた鶏卵の内部に血腫な
どが混入した内部欠陥状態を判定することが可能な、鶏
卵の非破壊内部検査方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、鶏卵の製品中に血卵等の不良品混
入に対するクレームが厳しくなっており、不良品の排除
のために厳重な検査が行われている。白色卵における検
査方法としては、鶏卵に光を照射すると血卵は正常卵よ
り全体的に赤色がかったり、赤色がかった塊が見えるこ
とを利用して判断を行っており、これを応用した自動化
装置の開発が可能な状況である。しかし、有色卵では、
殻の色による影響から目視による検査ですら判断が困難
であり、充分な検査が行えず、出荷している状況であ
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】透過光のみを用いた判
断基準では、赤色状態が、内部の血腫によるものである
のか、殻の色成分によるものであるか、判断できない。
従って、これらの問題を解決できる鶏卵の検査方法の提
供が望まれる。
【0004】
【課題を解決するための手段】そこで、本出願の請求項
1に記載するように、有色卵を含めた鶏卵の内部検査方
法であり、殻の色や濃淡値を計測し、その評価結果を基
に、透過光を用いた検査方法を有色卵においても確度の
高い検査が可能になるように拡充する手法である。ここ
で、図2に殻を白黒カメラからの映像信号を256階調
の濃淡画像として撮像した鶏卵画像のヒストグラムと透
過光の光スペクトルを示す。ここでは、単純のため目視
により、殻の色合いを4段階に分類した。それぞれを比
較すると、殻の階調が暗くなるに従い、透過光の光スペ
クトルの約550nm〜約650nmの波長領域の光強
度が低くなる。これからわかるように、透過光を受光し
て判定を行う装置において、同一の判定基準で判断する
と殻の色の濃い鶏卵と淡い鶏卵で殻検出する可能性が非
常に高い。このため、この出願の請求項1に記載するよ
うに、殻の色または濃淡値を計測して、判定基準を変え
ることにより有色卵に対する判定確度が向上する。
【0005】また、この出願の請求項2に記載するよう
に、有色卵を含めた鶏卵の内部検査を行うにあたり、透
過光と反射光について光スペクトルを計測および評価で
きる装置によりそれぞれ受光して、殻の影響を排除する
ための処理を施し、内部欠陥に影響を与える波長領域に
関する演算を行い、数値化して所定値と比較することに
より、有色卵においても殻の色の影響によらずに確度の
高い内部欠陥状態を判定するための手法である。透過光
は、投光した光が内部に入射する時点において殻の影響
を受けて入り、内部を通り、外へ抜けるときに、再度、
殻の影響を受ける。ここで、内部状態による影響だけを
計測するためには、殻による影響を排除する必要があ
る。透過光と反射光に投光する光が同じであれば、内部
状態による光への影響は(透過光)と(反射光の2乗)
の比に比例する。ここでは、殻の影響を排除することが
できればよいため数値化を単純にすることを目的に透過
光÷反射光を評価値として用いる。図3に透過光の光ス
ペクトルと反射光の光スペクトルおよび透過光÷反射光
を示す。計測結果はdb値であるので透過光−反射光で
表している。ここで用いた鶏卵は、目視で殻の色の異な
るものを選定して、正常卵と殻に穴を空けて微量の血液
を混入させて作成した血卵を計測したものであり、正常
卵と血卵は同一鶏卵である。通常の血卵とこのように血
腫を混入して作成した血卵とは、光スペクトルなどに関
して同様の傾向を示していることは確認済みであり、こ
れを血卵としても問題はなく、ここでは、同様に血卵と
して扱う。血腫の影響として、光スペクトルの約550
nm〜約650nmの範囲を注目すると、明確な相違が
見られる。これにより、反射光と透過光を比較すること
で、内部に混入した血腫の影響が判別可能である。この
ことは反射光と透過光の光スペクトルを計測結果から、
内部欠陥状態を判別できることを表している。例えば、
血腫以外として、腐敗卵は約550nm〜約630nm
の範囲を注目して光スペクトルを評価することで判別が
可能となる。このように、反射光と透過光を計測、比較
することで、殻の色に影響されずに、内部欠陥状態を判
定することが可能である。
【0006】
【作用】この出願の発明によれば、これまで、熟練者に
よる目視判定でさえ困難であった有色卵の内部欠陥判別
の自動化が可能となり、不良品出荷を減少できる。この
ことにより、さらに、厳重な製品の品質管理を行うこと
ができる。
【0007】
【実施例】以下、図面を参照してこの出願の鶏卵の内部
欠陥検査方法の実施例について併せて説明する。しかし
ながら、説明に用いる各図はこれらの発明が理解できる
程度に概略的に示してあるにすぎない。また、各図にお
いて同様な構成成分については同一の番号を付して示
し、その重複する説明を省略することもある。
【0008】図1は、本発明に係る鶏卵内部欠陥検査シ
ステムの実施例の構成を示した図である。最初に本発明
の請求項1に記載した方法の実施例を示す。鶏卵20の
片側に受光装置12を配置し、該受光装置の逆側に殻表
面の回折を廃するように投光する透過光用投光装置14
および受光装置側に反射光用投光装置16を配置し、受
光装置からのデータを処理するための情報処理装置18
から構成される。殻の表面の色合いや濃淡値を計測する
ための受光装置および情報処理装置と公知の鶏卵検査装
置を構成する受光装置および情報処理装置を同一装置で
実現する。ただし、これらの受光装置や情報処理装置は
別々なものを用いても構わないが、内部欠陥検出装置
は、殻の表面の色合いや濃淡値計測結果を基に評価値を
変更できることが必要である。
【0009】本実施例において、内部欠陥装置を構成す
る装置は公知であり、光スペクトルの特定波長領域の光
を撮像して得られる画像を数値化して判別する手法のも
のを用いて説明を行う。ここで用いた鶏卵は、殻の色合
いを目視により、4段階に分類して、淡い色合いから順
に(1)〜(4)の番号付けをした。それぞれの代表的
な鶏卵に対する濃淡画像のヒストグラムおよび光スペク
トルを図2に示してある。この手法では、図2の光スペ
クトルから明確なように、白色卵や殻の色が一様な鶏卵
では判定値を設定することで判別できるが、殻の色合い
が異なる鶏卵が混在すると全ての鶏卵を正確に判別する
ことは不可能である。例えば、図2の白色卵の血卵の光
スペクトルと鶏卵(2)より濃い正常卵の光スペクトル
や鶏卵(2)や鶏卵(3)の血卵と鶏卵(4)の正常卵
の光スペクトルなどを明確に判別できない。
【0010】そこで、殻の色合いにより光スペクトルが
同様となるように鶏卵を分類して、分類毎に判定基準を
変更することで、殻の色合いが異なっていても判断可能
となる。ここでは、図2の濃淡画像ヒストグラムから分
かるように、濃淡画像から殻の色合い毎に分類が可能で
あることから、殻の色合い評価を行うために濃淡画像を
用いる。
【0011】次に公知の鶏卵検査装置が特定波長領域の
透過光画像を撮像して、2値化処理を行い、その画素値
を評価して、内部欠陥を判別する装置とした場合、殻の
色合いにより2値化処理の閾値や画素の判定基準値を変
える処理を施すことで、有色卵への判断が可能になる。
【0012】図4に操作手順を示す流れ図を記載する。
最初に、反射光用投光装置から光を照射して、殻の濃淡
画像を得る(図4のS1)。濃淡画像からヒストグラム
を求めて、殻の色合いによる分類を行う(図4のS
2)。ここでは、背景を除去した濃淡画像のヒストグラ
ムが値を有する最小値(ヒストグラムの立ち上がり)を
求めて予め定義した所定値と比較することで分類した。
それぞれの鶏卵に対する立ち上がりがほぼ白色卵が10
0、有色卵の殻の淡い色から68、61、55、46で
あったので、80以上を白色卵とし、有色卵は65、5
8、50およびそれ以下、を所定値に設定して分類し
た。
【0013】次に、透過光用投光装置により照射して、
内部欠陥検出装置により欠陥検査処理を行う。このと
き、2値化閾値は、撮像条件により異なるため一様に設
定はできないが、例えば、白色卵は70に対して、殻の
淡い色から、52、48、42、35に設定し(図4の
S3)、鶏卵毎にしきい値を設定しなおして内部欠陥検
出処理を行う(図4のS4)。これらの閾値などは、装
置や撮像環境により異なるため、装置毎に設定する。こ
の処理を加えることにより、様々な殻の色合いが混在し
た有色卵においても、安定して内部欠陥判別が可能とな
る。これらは、本実施例と異なる内部欠陥装置や殻の色
合い計測装置などを用いて行っても同様な結果が得られ
る。
【0014】次に本発明の請求項2に記載した方法の実
施例を示す。構成は請求項1と同じであり、ここでの受
光装置および情報処理装置は、光スペクトルを計測、評
価できる装置で構成する。本実施例では、受光した光を
光スペクトルに分光してカメラで撮像することで、1ラ
インの光に対してそれぞれの光スペクトル強度を画像
(ここでは、光スペクトル画像と呼ぶ)として得ること
ができる既存の装置を用いて行った。概念図を図5に示
す。
【0015】図6に計測手順を示す流れ図を記載する。
まず、反射光用投光装置から光を照射して反射光を受
け、その光スペクトル画像を得る(図6のS5)。次
に、透過光用投光装置から光を照射して、透過光を受
け、その光スペクトル画像を得る(図6のS6)。ここ
で、得られた光スペクトル画像では、各点毎のデータの
ばらつきがあるため、極端なデータを除いて、平均化し
ておく(図6のS7)。より詳細に行うためには、平均
化せずにそれぞれのデータを用いて計算、評価しても構
わない。さらに、鶏卵を移動または回転することで、全
体に対する光スペクトルデータを得ることができ、部分
的な欠陥が判定可能となる。
【0016】このようにして得られた光スペクトルデー
タの各周波数に対して透過値÷反射値×照明値を求め
る。ここで計算する結果を、ここでは、内部評価値と呼
ぶ(図6のS8)。ただし、照明値は、白色の基準片に
照射して得られる反射光の光スペクトルデータであり予
め求めておく。これは、光スペクトルの各周波数におい
て精度良く内部評価値を求めるためであり、照明条件が
全スペクトルで同様など、照明の影響を無視できる場合
には、照明値を1などに固定しても構わない。また、前
述の通り、反射値の2乗で割っても良い。鶏卵を殻の色
合いにより4分類して、正常卵とその鶏卵に血を混入し
た血卵に対して、計測を行い、内部評価値を計算して得
られるグラフを図7に示す。このように、正常卵と血卵
は明らかな相違が認められる。この相違を数値化するこ
とで、内部欠陥を判別できる。図7の正常卵と血卵の差
が鶏卵間においてばらつきがあるのは、混入した血量の
違いである。
【0017】判別のための評価方法は、幾つか考えられ
るが、ここでは、正常卵と血卵との相違が大きな波長で
ある約550nm以上に相当する430以上の積分値と
全体の積分値を比較する手法を説明する。
【0018】まず、それぞれの内部評価値の最小値が0
になるように差分をとる。これは、照明や受光状態など
の撮像環境の影響をできる限り排除するために行う。こ
うして得られたデータに対して、250番目以上のデー
タの総和と430番目以上のデータの総和を計算する。
前者が全体の積分値で、後者が血腫に影響を受ける領域
の積分値である。ここで、全体の積分値を250番目以
上としたのは、それ以下の領域(青い光の領域)は、照
明に用いたハロゲンランプの特性から、光が弱く不安定
であるからである。さらに全体の積分値に対する血腫に
影響を受ける領域に対する積分値の割合を求め、その値
を所定値と比較することにより評価行い、判別する(図
6のS9)。
【0019】この手法で、前述の鶏卵に対して値を計算
すると、正常卵、血卵それぞれについて、鶏卵1が7
4.4%、71.5%、鶏卵2が78.6%、71.7
%、鶏卵3が77.9%、63.7%、鶏卵4が74.
4%、71.6%であった。その他の鶏卵に対しても同
様な結果が得られており、72〜73%を所定値とし
て、それ以上が正常卵、それ以下が内部欠陥卵と判別で
きる。正常卵と血卵の値が近いように感じられるが、ほ
ぼ安定して得られるため、問題はない。これにより、殻
の色合いが違う有色卵が混在していても、確実に内部欠
陥を判別できる。本実施例では、血卵に対して行った
が、周波数領域が明確であれば、違う欠陥に対しても同
様に求めることができる。また、本実施例では、請求項
1、2ともに説明と処理の明確化のために鶏卵を殻の色
合いで4分類しているが、本発明はこれに限らない。
【0020】
【発明の効果】上述した説明から明らかなように、本発
明は、従来人間が行っても、充分な判別ができなかっ
た、有色卵を含めた鶏卵の検査工程の自動化を可能に
し、製品の定量的な管理を行うことで、製品品質の安定
化の維持に著しく貢献する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第一発明および第二発明の実施例の説明図であ
る。
【図2】有色卵の正常卵と血卵の光スペクトルと濃淡画
像ヒストグラムの一例を示す図である。
【図3】透過光スペクトル、反射光スペクトルとそれら
の比の一例を示す図である。
【図4】実施例の第一発明の手順を示す流れ図である。
【図5】光スペクトル画像を得ることができる装置の概
念図である。
【図6】実施例の第二発明の手順を示す流れ図である。
【図7】正常卵と血卵の内部評価値を示した図である。
【符号の説明】
10:実施例の鶏卵検査装置 12:受光装置 14:透過光用投光装置 16:反射光用投光装置 18:情報処理装置 20:対象となる鶏卵
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI G06T 1/00 280 G06T 1/00 280 (72)発明者 長尾 信一 北海道札幌市北区北19条西11丁目1番地 北海道立工業試験場内 (72)発明者 村上 由彦 北海道札幌市厚別区下野幌テクノパーク 1丁目2番15号 株式会社エルムデータ 内 (56)参考文献 特開 平11−56159(JP,A) 特開 昭64−55131(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01K 43/00

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有色卵を含めた鶏卵の不良品の検査を行
    うにあたり、外乱光を遮蔽した環境内において、特定の
    波長領域の透過光を受光して撮像した透過光画像を数値
    化して内部欠陥を判別する場合に、該透過光画像に含ま
    れる殻の色の影響を排除するために、殻の表面の色合い
    や濃度値を計測して得られた結果を用いて、内部欠陥を
    判別するための評価値を鶏卵個体毎に変更することで、
    有色卵に対する検出精度を向上させることを特徴とする
    鶏卵の内部欠陥検査方法。
  2. 【請求項2】 有色卵を含めた鶏卵の不良品検査を行う
    にあたり、外乱光を遮蔽した環境内において、鶏卵の透
    過光に含まれる殻の色の影響を排除するために、透過光
    と反射光を受光して、透過光スペクトル強度と反射光ス
    ペクトル強度を求めて各波長毎に内部評価値を算出し、
    内部欠陥に影響を与える波長領域に対する内部評価値と
    所定値を比べることで内部に血腫等が混入した血卵や腐
    敗卵等の判定をすることを特徴とする鶏卵の内部欠陥検
    査方法。
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