JP4734620B2

JP4734620B2 - 汚卵検査装置

Info

Publication number: JP4734620B2
Application number: JP2007158440A
Authority: JP
Inventors: 伸一藤谷
Original assignee: NABEL CO.,LTD.
Current assignee: NABEL CO.,LTD.
Priority date: 2007-06-15
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2011-07-27
Anticipated expiration: 2027-06-15
Also published as: JP2008309678A

Description

本発明は、卵殻表面に糞、卵内容物、血液等の汚れが付着した卵を検出する汚卵検査装置に関するものである。

ＧＰセンター（卵選別包装施設）では、卵を市場に出荷する場合、卵殻表面を洗浄殺菌することが行われている。たとえば、卵殻表面に付着した汚れを除去するための洗浄ブラシと、次亜塩素酸を１５０ｐｐｍに希釈した５０度から５５度のお湯とで卵殻表面を洗浄殺菌し、さらに紫外線殺菌装置によって、紫外線を照射して卵殻表面を殺菌する方法が一般的に行われている。卵に付着する汚れをその汚れの色から区別すると、黄色・茶色汚れ（例えば、卵に卵黄や糞が付着している場合）、白色・灰色汚れ（例えば、卵に尿や羽根が付着している場合）、黒色汚れ（例えば、卵に盲腸便や血液が付着している場合）、しみ汚れ（例えば、薄く引き延ばされた糞が付着している場合）等に分けられる。

しかし、前記洗浄殺菌工程を経てもなおまれに、卵殻表面に汚れが残っている場合があり、卵の出荷にあたっては、卵殻の表面に糞、卵内容物、血液などが付着したこのような汚卵を排除する必要がある。

そのための汚卵検査装置として、これまで多くの装置が提案されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。

特開２００１−０２７６１２号公報特開２００５−１２７７２０号公報

一般に、卵の処理工程において、汚卵検査装置により検査対象卵が汚卵と判定されると、汚卵は特定の集合場所に集められるが、汚卵と判定されなかった卵は、他の不良卵（卵殻にひび割れがあるひび割れ卵、内部に血液が混入している血卵等）と判定されない限り、出荷に適した正常卵としてパック詰めされる。

しかし、汚卵検査装置における汚卵判定のしきい値の設定が適切でなければ、本来、汚卵として判定されるべき卵が汚卵として判定されないこともありうる。

かかる場合、汚卵判定のしきい値を変更、すなわち、検出感度を高めて対処することも考えられるが、従来の汚卵検査装置における汚卵判定レベル（検出感度）の変更は、検査対象卵の卵殻色や卵に付着している汚れの種類に関係なく一律に行われている。

卵は、自然の産物であるので、卵殻表面に汚れと異なる地模様の存在することがある。例えば、褐色卵の卵殻表面には、ソバカス状の模様のあることが多い（卵殻斑点卵）。淡褐色卵（いわゆるピンク卵）の卵殻表面にもソバカス状の模様が見られることがある。これらは、卵殻色素の沈着によるものである。また、卵殻表面にイボ上の突起がある卵も存在する。さらに、ひび割れではないが、卵殻にスジ状の模様のある卵も存在する。これらの卵は食するのには何ら問題はない。

ところで、卵殻表面に汚れと異なる地模様のある卵が検査対象卵に少なからず存在する状況の中で、従来の汚卵検査装置のように、検査対象卵の卵殻色や汚れの種類に関係なく、一律に汚卵を検出する感度を上げると、汚れと異なる地模様のある卵まで汚卵として判定されるおそれが大きい。

また、従来の装置では、汚卵判定のしきい値の設定、及び汚卵判定が適切に行われているかどうかのチェックを操業時にリアルタイムで行うことはできなかった

本発明は、このような問題点を解決することを課題としてなされたものであり、その目的とするところは、卵殻色と汚れの種類の組合せ毎に汚卵判定のしきい値を個別に設定可能とすることにより、汚れと地模様を精度よく識別できる汚卵検査装置を提供するとともに、汚れの種類別の判定領域を操業時にリアルタイムで判定画像上に色分けして表示することにより、現在の汚卵判定のしきい値の設定が適切かどうか、汚卵の判定が適切に行われているかどうかの確認ができる汚卵検査装置をも提供するものである。

請求項１に記載の発明は、ローラコンベア上を回転しつつ搬送される卵の卵殻表面に光をあてるための光源と、前記光源から光をあてられた卵をカラーで撮像する撮像手段と、前記撮像手段で撮像されたカラー画像をＲ画像・Ｇ画像・Ｂ画像に分解して画素毎のＲ，Ｇ，Ｂの輝度値を求め、これらを基に画素毎の彩度値を生成する画像処理手段と、前記画像処理手段により生成された画素毎の彩度値または輝度値の分布の状態に基づいて卵殻表面に汚れが付着している卵を汚卵と判定する汚卵判定手段を備え、前記汚卵判定手段は、前記画像処理手段が生成した画素毎の彩度値を平均化して得られる平均値に基づいて前記検査対象卵の卵殻色を判定する卵殻色判定手段と、前記画像処理手段が生成した画素毎の彩度値または輝度値に対してフィルタ行列を用いた移動平均法により画素毎に近傍の部分平均値を求め、各画素の元の値とこれに対応する部分平均値との差から検査対象卵に付着している汚れの種類を判定する汚れ種類判定手段とを有し、前記卵殻色判定手段が判定した卵殻色と前記汚れ種類判定手段が判定した汚れの種類の組合せから個別に設定された判定基準に基づいて前記検査対象卵が汚卵か否かを判定する汚卵検査装置である。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記撮像手段から得られる画像を表示する表示手段を備え、前記表示手段は、前記汚卵判定手段により卵の卵殻表面に汚れが付着していると判定された場合に画像上の当該卵の汚れの付着する部位に汚れの種類毎に差別化された表示を施す汚卵検査装置である。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記表示手段は、前記汚卵判定手段により卵の卵殻表面に汚れが付着していると判定された場合に、画像上の当該卵の汚れの付着する部位に汚れの種類毎に予め指定された色で汚れを表示する汚卵検査装置である。

以上の説明から明らかなように、本発明にかかる汚卵検査装置は、卵殻色と汚れの種類の組合せ毎に汚卵判定のしきい値を個別に設定可能とすることにより、汚れと地模様を精度よく識別できる汚卵検査装置を提供するものであり、また、汚れの種類別の判定領域を操業時にリアルタイムで判定画像上に色分けして表示することにより、現在の汚卵判定のしきい値の設定が適切かどうか、汚卵の判定が適切に行われているかどうかの確認ができる汚卵検査装置をも提供するものである。

本発明の実施の形態を図面に基づいて具体的に説明する。

図１は、本発明の汚卵検査装置Ｔの基本構成を示す概略正面図である。汚卵検査装置Ｔは、６列の搬送ローラ３上を搬送される卵１０を撮影するための４台のカラーＣＣＤカメラ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、卵１０に対して光を効率的に照射する照明部２、カラーＣＣＤカメラ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）で撮影した画像に演算などを施す画像処理装置４、画像処理装置４により処理された画像処理情報に基づいて検査対象卵が汚卵かどうかを判定する判定装置５、判定結果を表示するモニター６、汚卵判定のしきい値を設定する設定器などで構成されている。

照明部２には、複数の蛍光灯が備えられており、６列の搬送ローラ３により搬送される６列の卵１０に光を照射する。蛍光灯は、筐体７の内面の搬送方向上流側に２本、下流側に２本設けられている。

カラーのＣＣＤカメラ（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）は、卵１０の鋭端や鈍端も撮影できるように、斜めに取り付けられている。ＣＣＤカメラ１ａと１ｂは、図１の紙面に向かって左斜め上方から搬送中の卵Ｅを撮影し、ＣＣＤカメラ１ｃと１ｄは、図１の紙面に向かって右斜め上方から搬送中の卵１０を撮影するように配置されている。搬送ローラ３上で回転する１個の卵１０に対して、２台のカメラで、1台につき６回撮影して、卵１０の全周画像を得る。

画像処理装置４は、得られたカラー画像を画素毎にＲ、Ｇ、Ｂに分解して、得られるＲ画像から卵１０の輪郭を抽出する。そして、抽出された卵１０の輪郭内の彩度Ｓを画素毎に計算する。この場合、彩度Ｓ値は、次の計算式で求められる。
Ｓ＝（Ｒ−Ｂ）／Ｒ×２５５

そして、算出された各画素の彩度Ｓ平均値Ａを求め、求められた平均値Ａから卵殻色を推定し、当該卵１０を白色卵、淡褐色卵（いわゆるピンク卵）、褐色卵のいずれかに分類する。

一般に、有色卵の卵殻色の数値化指標としては、ＧＨＥＮＣｏｒｐｏｒａｔｉｏｎのＳｈｅｌｌＣｏｌｏｒＦａｎがある。これは、色の濃さに応じて作成された１０種類の色見本であり、目視により１０種類の色見本と評価対象卵の卵殻色を比較し、卵殻色に最も近いと思われる色見本の番号を評価対象卵の卵殻色の数値とするものである。このようにして得られた数値は、卵殻色のＳＣＦ値と呼ばれる。ただし、白色は色見本にはなく、白色卵のＳＣＦ値は０とされる。

発明者は、得られたカラー画像から検査対象卵のＳＣＦ値を求めるため、色の濃さの異なる様々な卵のＳＦＣ値とそれらの画像から求められた各画素の彩度Ｓ値の平均値Ａを比較する実験を重ねた結果、彩度Ｓ値の平均値が０の場合は白色卵、彩度Ｓ値の平均値が３の場合は淡褐色卵、彩度Ｓ値の平均値が８の場合は褐色卵となる傾向をつかみ、以下のような関係式を知見するにいたった。
ＳＣＦの推定値＝（Ａ−５０）／１５
ただし、右辺<０ならば、ＳＣＦの推定値＝０とする。

上記関係式から得られたＳＣＦの推定値が１より小さい場合は、白色卵と判定し、ＳＣＦの推定値が１より大きく、５より小さい範囲にあれば、淡褐色卵と判定し、ＳＣＦの推定値が５より大きければ褐色卵と判定する。

図２は、画像処理装置４によって読み取られた淡褐色卵における黄色・茶色汚れの画像情報の輝度及び彩度の横断面の分布を示すグラフである。グラフの縦軸は輝度値、横軸は
画素の横の位置を示している。
（ア）は、赤（Ｒ）画像における輝度値を、（イ）は、青（Ｂ）画像における輝度値を、（ウ）は、彩度をそれぞれ示し、（オ）は、１個の卵Ｅの検査対象領域を示している。
また、図３は、画像処理装置４によって読み取られた淡褐色卵における白色・灰色汚れの画像情報の輝度及び彩度の分布を示すグラフである。（ア）は、赤（Ｒ）画像における輝度値を、（イ）は、青（Ｂ）画像における輝度値を、（ウ）は、彩度をそれぞれ示し、（オ）は、１個の卵１０の検査対象領域を示している。

図２では、（１）において彩度が突出して高い値を示している。また、図３では、（２）において彩度が極めて低い値を示している。
白色卵よりも淡褐色卵の方が、また、淡褐色卵よりも褐色卵の方が背景の卵殻色の彩度は大きくなる。そして、卵殻色に付着している汚れは、背景の卵殻の彩度との差を生じさせるので、移動平均法により画素毎に近傍の彩度の部分平均値を求め、各画素の彩度とこれに対応する部分平均値との彩度差を算出する。

図４は、図２を基にして算出された彩度差（エ）の分布を示すグラフである。図５は、図３を基にして算出された彩度差（エ）の分布を示すグラフである。
判定装置５は、予め定められた上側しきい値（カ）を上回る部分（明るい部分）を黄色・茶色汚れ領域とし、予め定められた下側しきい値（キ）を下回る部分（暗い部分）を白色・灰色汚れ領域と判定する。
図４において、上側しきい値（カ）を上回る部分（３）が黄色・茶色汚れ領域とされる。また、図５においては、下側しきい値（キ）を下回る部分（４）が白色・灰色汚れ領域とされる。

前記上側しきい値（カ）と下側しきい値（キ）は、任意に設定可能である。

次に、判定装置５は、彩度差の上側しきい値（カ）を上回る超過分（汚れ領域）と下側しきい値（キ）を下回る部分（汚れ領域）のそれぞれのサイズを予め設定された汚れサイズのしきい値と比較し、汚れ領域のサイズが予め設定された汚れサイズのしきい値を超える場合には、当該汚れ領域を汚れと判定する。

そして、各汚れ領域のサイズは、次のように判定される。彩度差の上側しきい値を上回る超過分にあっては、上側しきい値上の領域の面積で判定される。これに対し、彩度差の下側しきい値を下回る部分にあっては、下側しきい値上の領域の面積で判定される。
また、各汚れサイズのしきい値は、任意に設定可能である。

図２では、卵殻表面上のスポット状の黄色・茶色汚れの場合を例示している。汚れがスポット状の場合は、２次元画像の移動平均をとるフィルタ行列のサイズを小さくとり、局所的な変化を強調して小さなスポット状の汚れを検出するようにする。一方、薄く広がったしみ状汚れの場合は、移動平均をとるフィルタ行列のサイズが小さいと汚れを検出できないので、フィルタ行列のサイズを大きくとることにより、しみ状汚れの検出を可能にしている。この場合は、逆にスポット状の汚れが検出されにくくなる。このことを利用して、移動平均のフィルタ行列のサイズを分けることにより、しみ状の汚れとスポット状の汚れの別に図４のような判定用の彩度差のグラフを得ることができる。この２種類のグラフに対して、個別にしきい値を設定すれば、スポット状汚れとしみ状汚れに個別に判定基準を設定できる。

次に、白色卵の黒色汚れの検出方法について簡単に説明する。
カラー画像を画素毎に分解して得られるＢ画像から、卵１０の輪郭内の各画素のＢ値とその画素の近傍領域のＢ値の部分平均値との差Ｅを求め、Ｅが予め定められたしきい値より大きい領域を黒色汚れ領域とする。そして、その領域のサイズが、予め設定されている汚れサイズのしきい値を超える場合には、当該黒色汚れ領域を黒色汚れと判定する。
前記白色卵の黒色汚れの検出にあたってのＢ値の差Ｅのしきい値及び汚れサイズのしきい値の設定は、黄色・茶色汚れや白色・灰色汚れとは独立に設定できる。

次に、淡褐色卵の黒色汚れの検出方法について説明する。
カラー画像を画素毎に分解して得られるＧ画像から、卵１０の輪郭内の各画素のＧ値とその画素の近傍領域のＧ値の部分平均値との差Ｅを求め、Ｅが予め定められたしきい値より大きい領域を黒色汚れ領域とする。そして、その領域のサイズが、予め設定されている汚れサイズのしきい値を超える場合には、当該黒色汚れ領域を黒色汚れと判定する。
前記淡褐色卵の黒色汚れの検出にあたってのＧ値の差Ｅのしきい値及び汚れサイズのしきい値の設定は、黄色・茶色汚れや白色・灰色汚れとは独立に設定できる。

次に、褐色卵の黒色汚れの検出方法について説明する。
カラー画像を画素毎に分解して得られるＲ画像から、卵１０の輪郭内の各画素のＲ値とその画素の近傍領域のＲ値の部分平均値との差Ｅを求め、Ｅが予め定められたしきい値より大きい領域を黒色汚れ領域とする。そして、その領域のサイズが、予め設定されている汚れサイズのしきい値を超える場合には、当該黒色汚れ領域を黒色汚れと判定する。
前記褐色卵の黒色汚れの検出にあたってのＲ値の差Ｅのしきい値及び汚れサイズのしきい値の設定は、黄色・茶色汚れや白色・灰色汚れとは独立に設定できる。

図６は、卵殻色と汚れの種類別に汚卵判定レベルを設定した表であり、卵殻色と汚れの種類毎に汚卵判定レベルが個別に設定されている。汚卵判定レベルとは、汚卵を検出する感度を意味し、本実施例では、レベルは、１から８までの８段階設けられており、レベル８が最も検出感度が高い。汚卵判定レベルは、彩度差のしきい値（または、差Ｅのしきい値）と汚れ領域の面積の大小の組み合わせで８段階に設定されている。

図６の設定では、白色卵の場合、薄灰色の卵殻内のスジ状の模様が白色・灰色汚れと判定されやすいので、白色卵の白色・灰色汚れの判定レベル（検出感度）は、１として低く設定してある。また、淡褐色卵でもカルシウムの付着による斑点状の地模様が認められる場合があるので、白色・灰色汚れの判定レベル（検出感度）は、３としてほぼ中間レベルに設定してある。さらに、白色卵から淡褐色卵、褐色卵へと卵殻色が濃くなるにつれ、汚れと地模様との彩度差は小さくなるので、判定レベル（検出感度）は、白色卵４、淡褐色卵５、褐色卵６というように段階的に設定してある。

また、設定器の判定演算設定画面において、汚卵判定のしきい値の設定が面倒であれば、予めいくつかの判定パターンを用意しておき、その中から適宜判定パターンを予め選択するようにしてもよい。

これまで、画像処理装置４により卵の汚れを検出するアルゴリズムについて説明してきたが、次に、モニター６の画面上に表示される卵の汚れの部位を汚れの種類によって色別に表示する点について説明する。

操業にあたっては、予め、設定器により任意の汚卵判定のしきい値を設定するとともに、検出された卵殻の汚れの種類によってその汚れを色別に表示すべく、汚れの種類毎に対応する色表示を設定する。例えば、黄色・茶色汚れは緑色、白色・灰色汚れは水色、黒色汚れは赤色、しみ汚れはピンク色というように設定する。

搬送ローラ３上で回転する一個の卵１０を所定回数（例えば、６回）撮影し、得られた画像は、画像処理装置４により前記の如く画像処理され、判定装置５により当該対象卵の卵殻表面に汚れがあるかどうかの判定がなされる。モニター６の画面には得られた画像が順次表示され、各画像において卵殻表面に汚れが存在すると判定された卵殻の当該部位には汚れの種類に応じた色表示がなされる。これにより、操業時に、リアルタイムでモニター６の画面上から現在の汚卵判定のしきい値の設定が適切かどうかの確認ができる。たとえば、作業者がモニター６の画像から特定の白色卵の卵殻表面に黒い汚れの存在が認識できるのに対し、その汚れの存在する部位に赤い表示がなされていない場合、それは汚卵判定のしきい値の設定がそもそも適切に行われていないことに起因する場合が多い。このような場合には、ただちに、汚卵判定のしきい値を厳しく設定すること等により、迅速な対応が可能である。なお、汚れの種類に応じた色表示は、汚れの形状、大きさに対応するような形式で表示してもよい。

今回、開示された実施の形態は例示であってこれに制限されるものではない。本発明は、上記で説明した範囲ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲での全ての変更が含まれることが意図される。

本発明にかかる汚卵検査装置の基本構成を示す概略正面図である。画像処理装置によって読み取られた淡褐色卵における黄色・茶色汚れの画像情報の輝度及び彩度の分布を示すグラフである。画像処理装置によって読み取られた淡褐色卵における白色・灰色汚れの画像情報の輝度及び彩度の分布を示すグラフである。図２を基に、移動平均法により算出された彩度差の分布を示すグラフである。図３を基に、移動平均法により算出された彩度差の分布を示すグラフである。卵殻色と汚れの種類別に汚卵判定レベルを個別に設定した表である。

符号の説明

１カラーＣＣＤカメラ、２照明部、３搬送ローラ、４画像処理装置、５判定装置、６モニター、７筐体、１０卵、Ｔ汚卵検査装置、

Claims

ローラコンベア上を回転しつつ搬送される卵の卵殻表面に光をあてるための光源と、
前記光源から光をあてられた卵をカラーで撮像する撮像手段と、
前記撮像手段で撮像されたカラー画像をＲ画像・Ｇ画像・Ｂ画像に分解して画素毎のＲ，Ｇ，Ｂの輝度値を求め、これらを基に画素毎の彩度値を生成する画像処理手段と、
前記画像処理手段により生成された画素毎の彩度値または輝度値の分布の状態に基づいて卵殻表面に汚れが付着している卵を汚卵と判定する汚卵判定手段を備え、
前記汚卵判定手段は、
前記画像処理手段が生成した画素毎の彩度値を平均化して得られる平均値に基づいて前記検査対象卵の卵殻色を判定する卵殻色判定手段と、
前記画像処理手段が生成した画素毎の彩度値または輝度値に対してフィルタ行列を用いた移動平均法により画素毎に近傍の部分平均値を求め、各画素の元の値とこれに対応する部分平均値との差から検査対象卵に付着している汚れの種類を判定する汚れ種類判定手段とを有し、
前記卵殻色判定手段が判定した卵殻色と前記汚れ種類判定手段が判定した汚れの種類の組合せから個別に設定された判定基準に基づいて前記検査対象卵が汚卵か否かを判定する汚卵検査装置。
前記撮像手段から得られる画像を表示する表示手段を備え、
前記表示手段は、前記汚卵判定手段により卵の卵殻表面に汚れが付着していると判定された場合に画像上の当該卵の汚れの付着する部位に汚れの種類毎に差別化された表示を施す請求項１に記載の汚卵検査装置。
前記表示手段は、前記汚卵判定手段により卵の卵殻表面に汚れが付着していると判定された場合に、画像上の当該卵の汚れの付着する部位に汚れの種類毎に予め指定された色で汚れを表示する請求項２に記載の汚卵検査装置。