JP6403872B2 - Fruit and vegetables inspection equipment - Google Patents

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Description

本発明は、例えば、柑橘類の果皮表面に現れる水腐れや、果皮の異常乾燥など、青果物の果皮表面及び果皮内部の異常の有無を検査するための青果物検査装置に関する。 The present invention is, for example, or water rot appearing in citrus peel surface, such as abnormal dried pericarp relates fruit or vegetable inspection apparatus for inspecting the presence or absence of an abnormality of the internal pericarp surfaces and pericarp of the fruits or vegetables.

柑橘類では、果皮に傷が付いた際に、その傷から菌が入り込み、雨や露などにより長期にわたり果皮表面が濡れた状態となり、また、25度前後の環境温度の条件下において、水腐れ病と呼ばれる症状が現れることがある。 In citrus, when scratched in the pericarp, bacteria may enter from the wound, in a state in which wet peel surface for a long time due to rain or dew, also under the conditions of environmental temperature of about 25 degrees, water rot there may appear symptoms called.

水腐れの具体的症状としては、柑橘類の果皮が膨潤したような状態となり、発生部位から腐敗が果皮の広範囲に拡大し、カビが生じたり、乾燥腐れとなったりすることもある。 Specific symptoms of water rot, a state such as citrus peel swells, expanding from generation site corruption extensively pericarp, or cause mold, sometimes or a dry rot.

このため、水腐れの生じた柑橘類を、正常品と混載梱包した場合、正常品まで腐敗させてしまう恐れがあることから、商品の品質を確保するためにも、水腐れの生じた個体を、選果段階で排除することが望まれている。 For this reason, when the citrus caused the water rot, it was normal product and mixed packing, from the fact that there is a possibility that by corruption to the normal product, also in order to ensure the quality of goods, of water rot resulting individuals, it is desired to eliminate in fruit sorting stage.

水腐れの初期症状とも言える果皮の傷、特に発生直後の生傷については、特許文献1,2に開示されるように、紫外線照射により、可視領域の蛍光を発する物質由来の特定蛍光波長を検出することによる画像検査が行われている。 Pericarp wounds also said early symptoms of water rot, especially for immediately generating broken, raw, as disclosed in Patent Documents 1 and 2, by ultraviolet irradiation, to detect specific fluorescence wavelength from substances that emit fluorescence in the visible region image inspection has been performed by.

このような水腐れ、カビ及び乾燥腐れの初期症状である果皮の傷を検出することで、選果工程において不良品の流出をある程度防ぐことはできるが、例えば、選果工程の時点で既に水腐れが生じてしまっている青果物の場合、水腐れが進むにつれて果皮が膨らむことで、果皮表面の傷が隠れてしまい、特許文献1,2に開示されるような画像検査では水腐れの生じた青果物を検出することができないことがある。 Such water rot and detecting flaws of pericarp is the initial symptoms of mold and dry rot, although it is possible to prevent to some extent the outflow of defective products in the fruit sorting step, for example, already water at the time of the fruit sorting process for fruits or vegetables rot has gone occurs, the pericarp is inflated it as water rot progresses, hides scratches peel surface, resulting in water rot in imaging studies, such as disclosed in Patent documents 1 and 2 it may not be possible to detect the fruit and vegetables.

また、水腐れ、カビ及び乾燥腐れの有無を検査する方法としては、例えば、特許文献3に開示されるように、青果物に対して、ハロゲンランプ等の照明ランプより光を照射し、青果物からの反射光を撮像用カメラによって撮像することで、青果物の変色又は腐敗した部分の有無を検出する方法が知られている。 The water rot, a method for inspecting the presence or absence of mold and dry rot, for example, as disclosed in Patent Document 3, with respect to fruit and vegetables, is irradiated with light from the illumination lamp such as a halogen lamp, from fruits and vegetables the reflected light by imaging by the imaging camera, a method for detecting the presence or absence of discoloration or corrupt portions of the fruits or vegetables are known.

また、特許文献4に開示されるように、青果物の下方から投光手段により検査用光を照射するとともに、上方に配置されたCCDカメラにより青果物を撮像し、画像に含まれる3原色(R,G,B)の各々が示す画像信号を利用して、腐敗部の存否により透過光の光量の差が画像信号の差異として現れやすいR信号と、現れにくいG信号、B信号との差分値に基づき、腐敗部の存否を検出する方法も知られている。 Also, as disclosed in Patent Document 4, irradiates the inspection light by the light emitting means from below the fruit and vegetables, imaging the fruit or vegetable by the CCD cameras disposed above, the three primary colors (R included in an image, G, using the image signal each representing a B), and appeared likely to R signal as the difference of the light amount difference image signal of the transmitted light by the presence or absence of spoilage part, appear unlikely G signal, the difference value between the B signal based, it is also known a method of detecting the presence or absence of spoilage portion.

特開2003−14650号公報 JP 2003-14650 JP 特開2011−33612号公報 JP 2011-33612 JP 特開平9−24343号公報 JP 9-24343 discloses 特開2006−10511号公報 JP 2006-10511 JP

しかしながら、特許文献3に開示された方法では、撮像用カメラにより撮像された画像の彩度、色度、明度を用いて検査を行うため、柑橘類の青カビなどのように可視光に変化を生じる不良については適しているが、水腐れや乾燥腐れのように、正常部位と腐敗部位とに彩度、色度、明度の差がほとんど生じない場合には、正確な判別が困難であり、腐敗品を正常品と判断してしまうことがあった。 However, in the method disclosed in Patent Document 3, for inspecting using saturation of the image captured by the imaging camera, the chromaticity, the brightness, the defect resulting in a change in the visible light, such as citrus blue mold are suitable for, like water rot and dry rot, saturation, chroma, when the difference in brightness hardly occurs in the normal site and rot site, it is difficult to accurately determine, spoilage products there was that would determine a normal product.

また、特許文献4に開示された水腐れ検出方法では、CCDカメラにより可視光に基づく画像を撮影しており、画像に含まれるR信号は、約550nm〜700nmの波長域の平均的な光量を検出しているに過ぎない。 Further, in the disclosed water rot detection method in Patent Document 4 has captured the image based on the visible light by the CCD camera, R signals included in the image, the average light amount in the wavelength range of about 550nm~700nm not only it is detected.

このため、近年の市場で要求されるような直径10mm程度の微小な水腐れや乾燥腐れなどを検出するには感度が低く、充分な検査を行うことができない。 Therefore, like for detecting the diameter about 10mm minute water rot and dry rot, as required in recent years the market has low sensitivity, it is impossible to perform sufficient inspection.

本発明では、このような現状に鑑み、青果物の果皮表面及び果皮内部に存在する腐敗部や傷などの異常を正確に検出し、また、微小な水腐れであっても検出することができる青果物検査装置を提供することを目的とする。 In the present invention, fruits or vegetables such light of the current situation, it is possible abnormalities, such as corruption unit or scratches present on the inner pericarp surface and pericarp of the fruit or vegetable to accurately detect, also detects even small water rot and to provide an inspection apparatus.

本発明は、前述するような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明の青果物検査装置は、 The present invention, which was invented in order to solve the problems of the prior art, such as described above, fresh produce inspection apparatus of the present invention,
青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、 A fruit or vegetable inspection apparatus for determining the presence or absence of fruits or vegetables abnormal,
前記青果物に対して検査光を照射する投光手段と、 A light projecting means for projecting an inspection light to the fruits or vegetables,
前記検査光により前記青果物を撮像する撮像手段と、 Imaging means for imaging the fruits or vegetables by the inspection light,
前記撮像手段により撮像された前記青果物の検査画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、を備え、 Based on the inspection image of the fruits or vegetables that have been captured by the imaging means, and a analysis means for detecting the presence or absence of the fruits or vegetables abnormal,
前記投光手段は、少なくとも水の吸収波長を含む光が照射可能であり、 It said light projecting means is a light including an absorption wavelength of at least water possible irradiation,
前記解析手段は、前記水の吸収波長の光に基づく検査画像を用いて、前記青果物の異常の有無を検出するように構成されていることを特徴とする。 Said analyzing means uses a test image based on the light absorption wavelength of the water, characterized in that it is configured to detect the presence or absence of the fruits or vegetables abnormal.

この場合、前記撮像手段が、撮像素子としてInGaAsフォトダイオードを用いていることが好ましい。 In this case, the imaging means, it is preferable that using an InGaAs photodiode as the image pickup device.

また、前記撮像手段は、前記投光手段から照射された検査光が前記青果物に反射した反射光により、前記青果物の検査画像を撮像することができる。 Also, the imaging means, the reflected light inspection light irradiated is reflected by the fruit or vegetable from said light projecting means can capture an inspection image of the fruits or vegetables.

また、前記撮像手段は、前記投光手段から照射された検査光が前記青果物を透過した透過光により、前記青果物の検査画像を撮像することができる。 Also, the imaging means, the transmitted light inspection light emitted from the light projecting means is transmitted through the fruit or vegetable, it is possible to image the test image of the fruits or vegetables.

また、本発明の青果物検査装置では、前記青果物の異常として、前記青果物の果皮表層及び/又は果皮下に現れる水分の増減に関連する障害を検出することができる。 Also, in the fruit or vegetable inspection apparatus of the present invention, an abnormality of the fruits or vegetables, it is possible to detect the disorders associated with increased or decreased peel surface and / or moisture appearing under pericarp of the fruit or vegetable.

本発明によれば、水の吸収波長の光に基づく検査画像を用いることによって、可視光に基づく画像では判別しにくい、青果物の水腐れなどであっても、正常部位と腐敗部位とに明らかなコントラストを生じさせ、容易かつ正確に判別することができる。 According to the present invention, by using a test image based on the light absorption wavelength of water, hard to determine the image based on the visible light, even in such as water rot of fruits or vegetables, obvious to the normal site and rot site causing contrast, it is possible to determine easily and accurately.

図1は、本発明の青果物検査装置の一実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 1 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration of an embodiment of a fruit or vegetable inspection apparatus of the present invention. 図2(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図2(b)は、図2(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1200nmの光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長の光として1030nmの光に基づく検査画像とを比較した場合の解析画像である。 2 (a) is a grayscale image obtained by imaging the fruit or vegetable S with visible light, FIG. 2 (b), the fruits or vegetables S of FIG. 2 (a), the test image based on the 1200nm light as absorption wavelength of water, an analysis image when comparing the test image based on the light of 1030nm as light of a predetermined absorption wavelength as a reference. 図3(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図3(b)は、図3(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1160nmの光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長の光として1135nmの光に基づく検査画像との差をとった場合の解析画像である。 3 (a) is a grayscale image of the captured fruit or vegetable S with visible light, FIG. 3 (b), the fruits or vegetables S in FIG. 3 (a), the test image based on the light of 1160nm as the absorption wavelength of water, an analysis image when taking the difference between the test image based on the light of 1135nm as light of a predetermined absorption wavelength as a reference. 図4(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図4(b)は、図4(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1200nmの光に基づく検査画像の2次微分を取った解析画像である。 4 (a) is a grayscale image obtained by imaging the fruit or vegetable S with visible light, FIG. 4 (b), the fruits or vegetables S in FIGS. 4 (a), 2 the inspection image as absorption wavelength of water based on the 1200nm light is an analysis image which took the following differential. 図5は、図1の青果物検査装置を用いて、正常な青果物、水腐れを有する青果物、乾燥腐れを有する青果物について測定を行った際のスペクトルデータである。 5, using the fruit or vegetable inspection apparatus of FIG. 1 is a spectrum data when performing vegetables and fruits, the measurement for the fruits or vegetables with a dry rot with normal fruits or vegetables, water rot. 図6は、本発明の青果物検査装置の別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 6 is a schematic diagram for explaining the construction of another embodiment of a fruit or vegetable inspection apparatus of the present invention. 図7は、本発明の青果物検査装置のさらに別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 7 is a schematic diagram for illustrating the construction of still another embodiment of the fruits or vegetables inspection apparatus of the present invention. 図8は、青果物Sとして、カビが生じた蜜柑について検査を行ったもので、図8(a)は可視画像、図8(b)は検査画像である。 8, as fresh produce S, which was subjected to test for oranges mildew occurs, 8 (a) is a visible image, Fig. 8 (b) is a test image. 図9は、青果物Sとして、果皮表面に乾燥キズが生じた蜜柑について検査を行ったもので、図9(a)は可視画像、図9(b)は検査画像である。 9, as fresh produce S, in which drying scratches peel surface was examined for oranges produced, FIG. 9 (a) visible image, FIG. 9 (b) is a test image. 図10は、青果物Sとして、いわゆる押せ痕が生じた桃について検査を行ったもので、図10(a)は可視画像、図10(b)は検査画像、図10(c)は果皮をむいて果皮内部を確認できる状態にした青果物Sの可視画像である。 Figure 10 is a fresh produce S, in which a so-called press marks were examined for peaches produced, FIG. 10 (a) visible image, Fig. 10 (b) inspection image, FIG. 10 (c) Peeled pericarp is a visible image of the fruits or vegetables S was ready to check the internal pericarp Te. 図11は、青果物Sとして、水果が生じた梨について検査を行った者で、図11(a)は可視画像、図11(b)は検査画像、図11(c)は果皮をむいて果皮内部を確認できる状態にした青果物Sの可視画像である。 11, as fresh produce S, a person who was examined for pears Mizuhate occurs, FIG. 11 (a) visible image, Fig. 11 (b) test image, FIG. 11 (c) Peel pericarp pericarp is a visible image of the fruits or vegetables S was ready to check the inside.

以下、本発明の実施の形態(実施例)を図面に基づいてより詳細に説明する。 It will be described below in detail with reference the embodiment of the present invention (Example) in the drawings.

図1は、本発明の青果物検査装置の一実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 1 is a schematic configuration diagram for explaining a configuration of an embodiment of a fruit or vegetable inspection apparatus of the present invention.

図1に示すように、本実施例の青果物検査装置10は、被測定対象である青果物Sに検査光を照射する投光手段12と、青果物Sに反射した検査光(反射光)により青果物Sを撮像する撮像手段14と、撮像手段14により撮像された青果物Sの検査画像に基づき青果物Sの腐敗部位を検出する解析手段16とを備えている。 As shown in FIG. 1, the fruit or vegetable inspection apparatus 10 in this embodiment, the light projecting means 12 which irradiates an inspection light to the fruit or vegetable S as an object to be measured, fruits or vegetables by the inspection light reflected on the fruit or vegetable S (reflected light) S It comprises an imaging means 14 for imaging, and analysis means 16 for detecting spoilage site fresh produce S based on the inspection image of the fruits or vegetables S captured by the imaging unit 14.

なお、本実施例において、青果物Sとしては、特に限定されるものではないが、例えば、蜜柑や橘などの柑橘類、梨、桃、ビワ、スモモ、リンゴなどとすることができる。 In the present embodiment, the fresh produce S, but are not particularly limited, for example, can be citrus such as oranges and Tachibana, pear, peach, loquat, plums, apples and the like that.

また、このような青果類Sとした場合、本実施例の青果物検査装置10では、例えば、柑橘類などに見られる水腐れ、梨などに見られる水果、桃、ビワ、スモモ、リンゴなどに見られる押せ痕などを検査することができる。 Further, when such a Seika such S, the fruit or vegetable inspection apparatus 10 of the present embodiment, for example, such as those found in found water rot citrus, Mizuhate such as those found in pears, peaches, loquat, plums, etc. apples it is possible to inspect and press marks.

ここで「水腐れ」とは、上述するように、果皮に傷が付いた際に、その傷から菌が入り込み、雨や露などにより長期にわたり果皮表面が濡れた状態で、25度前後の環境温度の条件下において現れる、果皮が膨潤したような状態となる症状である。 Here, "water rot", as described above, when a scratched to peel, bacteria may enter from the wound, rain and in a state in which the pericarp surface over a long period is wet due dew, 25 degrees before and after the environmental It appears under the conditions of temperature, a condition in which the pericarp has such a state that swelled.

また、「水果」とは、果肉が水浸した状態となる症状である。 In addition, the "Mizuhate", is a condition in which the flesh was waterlogged state. 程度が酷くなると果肉が褐色を帯びた状態となる。 A state in which flesh is a brownish the degree becomes severe.

また、「押せ痕」とは、青果物同士の接触などによって青果物表面に局部的な圧力が加わることで、青果物の果肉組織が破壊され、果皮と果肉の間に果肉組織から染み出した水分が存在する状態(いわば、人体でいう内出血の状態)が現れる症状である。 In addition, the "press mark", and the like contact between the fruit or vegetable is to join the local pressure on the fruit and vegetable surface, flesh tissue of fruits or vegetables is destroyed, there is a moisture exuded from the pulp tissue during the pericarp and pulp to state (so to speak, the state of internal bleeding as referred to in the human body) is to appear symptoms.

なお、本実施例の青果物検査装置10は、このような障害の検査に限らず、例えば、果肉細胞が破壊されることで果皮表層及び/又は果皮下に現れる、水分の増減に関連する障害全般について検査することが可能である。 Incidentally, the fruit or vegetable inspection apparatus 10 of this embodiment is not limited to the inspection of such disorders, for example, appear under pericarp surface and / or pericarp by flesh cells are destroyed, a disorder associated with the moisture decrease General it is possible to test for.

投光手段12としては、900nm〜2000nmの近赤外光であって、水の吸収波長を含む光を照射可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、ハロゲンランプやLED光源を用いることができる。 The light projecting means 12, a near-infrared light 900Nm~2000nm, is not particularly limited as long as the light including the absorption wavelength of water capable irradiation, for example, a halogen lamp or an LED light source it can be used. なお、LED光源としては、白色光を照射するものであってもよいが、特定波長の光のみを照射するものとすることもできる。 As the LED light source may be one that emits white light, but may also be made to obtain light having a specific wavelength.

なお、水の吸収波長としては、960nm、1150nm、1450nm、1940nmが知られているが、水の吸収波長は特定波長ではなく、広い波長帯として存在していることから、水による吸収が確認できれば、多少前後した波長を利用しても構わない。 As the absorption wavelength of water, 960 nm, 1150 nm, 1450 nm, although 1940nm is known, the absorption wavelength of water is not a specific wavelength, since it is present as a broad wavelength band, if confirmation is absorbed by water , it is also possible to use a wavelength slightly back and forth.

撮像手段14としては、投光手段12により照射された波長の検査光に基づく画像を撮像可能なものであれば特に限定されるものではなく、エリアカメラ、ラインカメラ、イメージング分光器、マルチバンドカメラなどを用いることができる。 The imaging unit 14, as long as it can capture an image based on the inspection light having a wavelength emitted by the light emitting means 12 is not particularly limited, the area camera, a line camera, imaging spectrometer, the multiband camera or the like can be used. 特に、撮像手段14の撮像素子として、900nm〜2000nmの近赤外光を検出することができる、例えば、InGaAs、Ge、PbSなどのフォトダイオードを用いたものであることが好ましい。 In particular, as the imaging element of the imaging unit 14 can detect the infrared light 900Nm~2000nm, for example, InGaAs, Ge, it is preferable that a photodiode is used, such as PbS.

なお、青果物Sと撮像手段14との間に、所定の波長の光のみを透過するバンドパスフィルタ18を設けることもできる。 Between the fresh produce S and the imaging unit 14, it can be provided a band-pass filter 18 which transmits only light of a predetermined wavelength.

このように構成することで、撮像手段14が必要な波長の光だけを受光することができ、画像解析に不要な波長の光を受光しないため、ノイズを低減することができる。 With such a configuration, it is possible to receive only light of a necessary wavelength imaging device 14, since no receiving light of unnecessary wavelengths to the image analysis, it is possible to reduce the noise.

本実施例の青果物検査装置10では、青果物Sに対して投光手段12より検査光を照射するとともに、青果物Sからの反射光を用いて撮像手段14により青果物Sを撮像して検査画像を取得している。 In the fruit or vegetable inspection apparatus 10 of the present embodiment, acquisition irradiates the inspection light from the light emitting means 12, the inspection image by imaging the fruit or vegetable S by the imaging unit 14 using the reflected light from the fruits or vegetables S against fruits or vegetables S doing.

検査画像の各画素値は、撮像手段14が受光した検査光の光量Lに基づいて決定することもできるが、本実施例では、下記式(1)で表すように、青果物Sからの反射光と、あらかじめ取得している入射光を照射し得られた標準体(例えば、グレーチャートなど)からの反射光との比率として算出された青果物Sの反射比に基づいて検査画像の各画素値を決定している。 Each pixel value of the inspection image is the imaging means 14 can also be determined based on the amount L of the inspection light received, in the present embodiment, as represented by the following formula (1), the reflected light from the fruits or vegetables S When a standard body which is obtained by irradiating an incident light acquired in advance (for example, gray chart, etc.) of each pixel value of the inspection image on the basis of the reflection ratio of the fruits or vegetables S calculated as the ratio of the light reflected from We are determined. なお、下記式(2)で表すように、算出された反射比から見かけ上の吸光度に基づき画素値を決定するようにしてもよい。 In addition, as represented by the following formula (2), it may be determined pixel value based on the absorbance apparent from the calculated reflected ratios.

このように、標準体からの反射光Rrを基準とすることで、例えば、投光手段12が経年劣化するなどして光量が低下した場合にも、反射比Rはほぼ変動なく測定することができるため、長期間安定した検査を行うことができる。 Thus, by the reference light reflected Rr from the standard body, for example, even if the light amount is lowered by such light projecting means 12 is deteriorated over time, be measured without reflection ratio R is substantially vary since it is possible, it is possible to carry out a long-term stable inspection.

なお、反射比Rや見かけ上の吸光度Aに基づく検査画像の各画素値の決定は、例えば、以下のようにして行うことができる。 Incidentally, the determination of the pixel value of the inspection image based on the absorbance A on the reflective ratio R and apparent, for example, can be carried out as follows.

例えば、8ビット画像の場合、画素値は0〜255の値となるため、想定される反射比Rの最低値(撮像手段14の性能などに基づき適宜設定)が「0」、反射比Rの最高値である1が「255」となるように、各画素の反射比Rを換算すればよい。 For example, 8-bit image, since the pixel value becomes the value of 0 to 255, the lowest value of the reflection ratio R envisioned (appropriately set based on such performance of the imaging device 14) is "0", the reflection ratio of R is the highest value so that one is "255", may be converted to reflection ratio R of each pixel.

そして、この検査画像を、解析手段16により後述するように画像解析することで、青果物Sの腐敗部位を検出することができる。 Then, the test image, by image analysis as described below by the analysis means 16, it is possible to detect spoilage site of fruits or vegetables S.

解析手段16における画像解析では、(1)複数の波長の光に基づく検査画像の比(2)複数の波長の光に基づく検査画像の差分(3)水の吸収波長の光に基づく検査画像の2次微分のいずれかを行うことによって、検査画像における腐敗部位を明瞭にした解析画像を生成し、腐敗部位を検出している。 The image analysis in the analysis unit 16, (1) a test image based on the light of a plurality of wavelengths ratio (2) of the test image based on the light of a plurality of wavelengths difference (3) of the test image based on the light absorption wavelength of water by performing one of the second derivative to generate an analysis image clarity corruption site in the inspection image, and detects the spoilage site.

なお、これらの画像解析は、青果物Sの腐敗部位が、正常部位と比べて水分量が多くなることから、水の吸収波長の光が腐敗部位に吸収され、撮像手段14により撮像した際に、正常部位と比べて腐敗部位の光量が低下することに基づいている。 Note that these image analysis, rot site of fresh produce S is, since the greater the water content as compared to normal region, the light absorption wavelength of water is absorbed by the rot site, when captured by the imaging unit 14, amount of corruption site compared to normal sites are based on the decrease.

以下、各画像解析について詳細に説明する。 Follows is a detailed description of each image analysis.

(1)複数の波長の光に基づく検査画像の比では、水の吸収波長λ 1の光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長λ 2の光に基づく検査画像とを用いて、下記式(3)に示すように、画素毎に光量の比を取ることにより、腐敗部位を特定している。 (1) If the specific inspection images based on light of a plurality of wavelengths, by using a test image based on the absorption wavelength lambda 1 of the light water, and a test image based on a predetermined absorption wavelength lambda 2 of light as a reference, as shown in the following formula (3), by taking the ratio of the light quantity for each pixel, it has identified corruption site.

ここで、Xは光量L、反射比R、見かけ上の吸光度Aのいずれかである。 Here, X is either a light amount L, the reflection ratio R, absorbance A of the apparent.

図2に、検査画像の比をとった場合の解析画像の一例を示す。 Figure 2 shows an example of the analysis image when taking the ratio of the inspection image.

図2(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図2(b)は、図2(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1200nmの光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長の光として1030nmの光に基づく検査画像との比をとった場合の解析画像である。 2 (a) is a grayscale image obtained by imaging the fruit or vegetable S with visible light, FIG. 2 (b), the fruits or vegetables S of FIG. 2 (a), the test image based on the 1200nm light as absorption wavelength of water, an analysis image when taking the ratio of the test image based on the light of 1030nm as light of a predetermined absorption wavelength as a reference.

図2(a)に示すように、可視光により撮像した場合には、正常部位Xと腐敗部位Yにおいて彩度、色度、明度にほとんど差が生じていないが、図2(b)に示すように、検査画像の比較を行うことによって、正常部位Xと腐敗部位Yとに明らかなコントラストが生じ、腐敗部位Yの有無を容易に、かつ、確実に判別することができる。 As shown in FIG. 2 (a), when an image by visible light, the saturation in the normal region X and corruption site Y, chromaticity, but little difference in brightness does not occur, shown in FIG. 2 (b) as such, by performing a comparison of the test image, apparent contrast occurs in the normal site X and rot site Y, easily whether corruption site Y, and can be reliably discriminated.

(2)複数の波長の光に基づく検査画像の差では、水の吸収波長λ 1の光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長λ 2の光に基づく検査画像とを用いて、下記式(4)に示すように、画素毎に光量の差を取ることにより、腐敗部位を特定している。 (2) In the difference test image based on the light of a plurality of wavelengths, by using a test image based on the absorption wavelength lambda 1 of the light water, and a test image based on a predetermined absorption wavelength lambda 2 of light as a reference, as shown in the following formula (4), by taking the difference of the amount of light for each pixel, it has identified corruption site.

ここで、Xは光量L、反射比R、見かけ上の吸光度Aのいずれかである。 Here, X is either a light amount L, the reflection ratio R, absorbance A of the apparent.

図3に、検査画像の差をとった場合の解析画像の一例を示す。 3 shows an example of the analysis image when taking the difference between the test image.

図3(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図3(b)は、図3(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1160nmの光に基づく検査画像と、基準とする所定の吸収波長の光として1135nmの光に基づく検査画像との差をとった場合の解析画像である。 3 (a) is a grayscale image of the captured fruit or vegetable S with visible light, FIG. 3 (b), the fruits or vegetables S in FIG. 3 (a), the test image based on the light of 1160nm as the absorption wavelength of water, an analysis image when taking the difference between the test image based on the light of 1135nm as light of a predetermined absorption wavelength as a reference.

図3(a)に示すように、可視光により撮像した場合には、正常部位Xと腐敗部位Yにおいて彩度、色度、明度にほとんど差が生じていないが、図3(b)に示すように、検査画像の比較を行うことによって、正常部位Xと腐敗部位Yとに明らかなコントラストが生じ、腐敗部位Yの有無を容易に、かつ、確実に判別することができる。 As shown in FIG. 3 (a), when an image by visible light, the saturation in the normal region X and corruption site Y, chromaticity, but little difference in brightness does not occur, shown in Fig. 3 (b) as such, by performing a comparison of the test image, apparent contrast occurs in the normal site X and rot site Y, easily whether corruption site Y, and can be reliably discriminated.

また、検査画像の2次微分では、水の吸収波長の光に基づく検査画像と、その前後の波長の光に基づく検査画像とを用いて、画素毎に光量の2次微分を取ることにより、腐敗部位を特定している。 Further, the second derivative of the inspection image, the inspection image based on the light absorption wavelength of water, by using the test image based on light having a wavelength of before and after, by taking the second derivative of the quantity of light for each pixel, It has identified corruption site.

なお、2次微分の計算は、近似式を用いることができる。 Incidentally, the second derivative calculation can be used an approximate expression.

具体的には、吸収波長λ Bの光に基づく検査画像Bと、水の吸収波長λ Bよりも所定波長短い波長λ Aの光に基づく検査画像Aと、吸収波長λ Bよりも所定波長長い波長λ Cの光に基づく検査画像Cとを用いて、画素毎に下記式(5)の計算を行うことにより解析画像Dを得ることができる。 Specifically, the inspection image B based on light absorption wavelength lambda B, the inspection image A than the absorption wavelength lambda B of water based on light of a predetermined wavelength shorter wavelength lambda A, longer predetermined wavelength than the absorption wavelength lambda B by using the test image C based on the light of the wavelength lambda C, it is possible to obtain an analysis image D by performing the calculation of the following formula (5) for each pixel.
D =P A −2×P B −P C (5) P D = P A -2 × P B -P C (5)
上記式(5)において、P A :検査画像Aの画素信号P B :検査画像Bの画素信号P C :検査画像Cの画素信号P D :解析画像Dの画素信号である。 In the above formula (5), P A: pixel signal of the inspection image A P B: pixel signals of the test image B P C: pixel signal P D of the examination image C: a pixel signal of the analysis image D.

各画素について、このように計算を行うことによって、水の吸収波長の光に基づく検査画像の2次微分を取った解析画像を生成することができる。 For each pixel, by performing such a calculation, analysis image took second derivative of the test image based on the light absorption wavelength of water may be generated.

なお、本実施例では、説明を簡便にするために、1台の投光手段12と、1台の撮像手段14を備えた構成としているが、複数台の投光手段12を備えてもよいし、また、複数台の撮像手段14を備えてもよい。 In the present embodiment, in order to simplify the explanation, a single light projecting means 12 has a configuration having a single imaging unit 14 may comprise a plurality of light projecting means 12 and it may also include a plurality of image pickup means 14.

図4に、検査画像の2次微分を取った場合の解析画像の一例を示す。 4 shows an example of the analysis image when taking the second derivative of the inspection image.

図4(a)は、青果物Sを可視光により撮像したグレースケール画像、図4(b)は、図4(a)の青果物Sについて、水の吸収波長として1200nmの光に基づく検査画像の2次微分を取った解析画像である。 4 (a) is a grayscale image obtained by imaging the fruit or vegetable S with visible light, FIG. 4 (b), the fruits or vegetables S in FIGS. 4 (a), 2 the inspection image as absorption wavelength of water based on the 1200nm light is an analysis image which took the following differential.

図4(a)に示すように、可視光により撮像した場合には、正常部位Xと腐敗部位Yとにおいて彩度、色度、明度にほとんど差が生じていないが、図4(b)に示すように、検査画像の比較を行うことによって、正常部位Xと腐敗部位Yとに明らかなコントラストが生じ、腐敗部位Yの有無を容易に、かつ、確実に判別することができる。 As shown in FIG. 4 (a), when an image by visible light, the saturation in the normal region X and rot site Y, chromaticity, but little difference in brightness does not occur, in FIG. 4 (b) as shown, by performing a comparison of the test image, apparent contrast occurs in the normal site X and rot site Y, easily whether corruption site Y, and can be reliably discriminated.

なお、本実施例では、青果物の異常として水腐れが生じたものについての一例に基づいて説明したが、青果物の果皮に乾燥腐れが生じた場合であっても、正常部位とは異なるスペクトルを得ることができることから、同様に画像解析を行うことで、青果物の異常を検出することができる。 In the present embodiment has been described based on an example of what the water rot occurs as abnormalities of fresh produce, even if the dry rot in pericarp of fruits or vegetables occurs, obtain different spectrum than the normal site since it is possible, by performing the same manner image analysis, it is possible to detect the abnormality of the fruits or vegetables.

図5は、図1の青果物検査装置10を用いて、正常な青果物、水腐れを有する青果物、乾燥腐れを有する青果物について測定を行った際のスペクトルデータである。 5, using the fruit or vegetable inspection apparatus 10 of FIG. 1 is a spectrum data when performing vegetables and fruits, the measurement for the fruits or vegetables with a dry rot with normal fruits or vegetables, water rot. なお、図5に示すスペクトルデータは、波長25nm間隔において吸光度を2次微分処理したものである。 Incidentally, the spectral data shown in FIG. 5 is a Absorbance was secondary differential processing at a wavelength of 25nm intervals.

図5に示すように、水腐れを有する青果物は、正常な青果物と比べ、水の吸収波長である960nm前後、1150nm前後において吸収の増加が見られる。 As shown in FIG. 5, the fruits or vegetables with water rot, compared to normal fruit or vegetable, which is an absorption wavelength of water 960nm before and after the increase in absorbance before and after 1150nm seen.

また、乾燥腐れを有する青果物については、正常な青果物と比べ、水の吸収波長である960nm前後、1150nm前後において吸収の低下が見られる。 Moreover, the fruits or vegetables with a dry rot, compared to normal fruits and vegetables, longitudinal 960nm is the absorption wavelength of water, a reduction in absorption in the longitudinal 1150nm seen.

すなわち、水の吸収波長の光に基づく検査画像を用い、検査光の吸収の度合いの変化を見ることによって、青果物の水腐れなどの異常を検出できることがわかる。 That is, using the inspection image based on the light absorption wavelength of water, by looking at changes in the degree of absorption of the inspection light, it can be seen that the problem can be detected, such as water rot of fruits or vegetables.

一方で、青果物の果皮に異常乾燥が生じている場合には、正常な青果物と比べ、水の吸収波長の光が吸収されないことになる。 On the other hand, when an abnormality drying occurs in pericarp fruits or vegetables as compared to normal fruit or vegetable, light absorption wavelength of water will not be absorbed. このため、正常な青果物と、果皮に異常乾燥が生じた青果物とを判別することが可能である。 Therefore, it is possible to determine the normal fruits and vegetables, and fruits or vegetables pericarp abnormal drying occurs.

図6は、本発明の青果物検査装置の別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 6 is a schematic diagram for explaining the construction of another embodiment of a fruit or vegetable inspection apparatus of the present invention.

図6に示す青果物検査装置10は、基本的には図1〜5に示した青果物検査装置10と同様な構成であり、同じ構成部材には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Fruit or vegetable inspection apparatus 10 shown in FIG. 6 is basically the fruit or vegetable inspection apparatus 10 similar to the configuration shown in FIGS. 1-5, the same constituent members, omitting detailed description thereof are denoted by the same reference numerals to.

図1に示す青果物検査装置10では、青果物Sに対して投光手段12と撮像手段14を同じ方向に配置し、反射光によって青果物Sを撮像しているが、この実施例の青果物検査装置10では、投光手段12により照射された検査光が青果物Sを透過して、この透過光を用いて撮像手段14により青果物Sの検査画像を撮像している。 In the fruit or vegetable inspection apparatus 10 shown in FIG. 1, arranged projecting means 12 and the imaging unit 14 in the same direction with respect to the fruits or vegetables S, but by capturing the fruit or vegetable S by reflected light, fresh produce inspection apparatus of this embodiment 10 in the inspection light irradiated by the light projecting unit 12 is transmitted through the fruit or vegetable S, it has captured an inspection image of the fruits or vegetables S by the imaging unit 14 by using the transmitted light.

このように、透過光に基づく検査画像を用いた場合であっても、上述するように、反射光に基づく検査画像を用いた場合と同様に、画像解析を行うことによって、青果物Sの正常部位と腐敗部位とを判別することができる。 Thus, even in the case of using the test image based on the transmitted light, as described above, as in the case of using the test image based on the reflected light, by performing image analysis, normal site of fresh produce S it is possible to distinguish the rot site with.

なお、本実施例では、透過光のみにより検査画像を撮像しているが、上述する実施例と組み合わせることで、透過光と反射光の両方を用いて検査画像を撮像しても構わない。 In the present embodiment, although imaging the inspection image by only the transmitted light, combined with embodiments to the aforementioned, it is also possible to image the test image using both transmitted and reflected light.

図7は、本発明の青果物検査装置のさらに別の実施例における構成を説明するための概略構成図である。 Figure 7 is a schematic diagram for illustrating the construction of still another embodiment of the fruits or vegetables inspection apparatus of the present invention.

図7に示す青果物検査装置10は、基本的には図1〜6に示した青果物検査装置10と同様な構成であり、同じ構成部材には、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。 Fruit or vegetable inspection apparatus 10 shown in FIG. 7 is basically the fruit or vegetable inspection apparatus 10 similar to the configuration shown in FIGS. 1-6, the same constituent members, omitting detailed description thereof are denoted by the same reference numerals to.

図1〜6に示す青果物検査装置10では、静止状態の青果物Sに対して投光手段12から検査光を照射し、この検査光に基づく検査画像を撮像手段14によって撮像するように構成しているが、この実施例の青果物検査装置10では、搬送手段20によって一方向に搬送される青果物Sに対して検査光を照射し、検査画像を撮像するように構成している。 In the fruit or vegetable inspection apparatus 10 shown in Figures 1-6, is irradiated with inspection light from the light projecting means 12 relative to the fruits or vegetables S quiescent, configured and to capture an inspection image based on the inspection light by the imaging means 14 It is, but in the fruit or vegetable inspection apparatus 10 in this embodiment, by irradiating an inspection light to fruits or vegetables S conveyed in one direction by the conveying means 20, and configured to image the test image.

このように、インラインで青果物検査を行うように構成することによって、大量の青果物を効率よく検査することができる。 Thus, by configuring to perform fresh produce inspection inline, it is possible to inspect efficiently large quantities of fruits and vegetables.

なお、搬送手段20によって青果物Sを搬送しながら検査を行う場合には、図7に示すように、搬送方向の両側方に反射鏡22を設けることで、青果物Sの側面部を反射鏡に映すことで、撮像手段14によって青果物S全体を撮像するように構成することが好ましい。 In performing inspection while conveying the fruit or vegetable S by the transport means 20, as shown in FIG. 7, by providing the reflecting mirrors 22 on both sides of the conveying direction, it reflects a side portion of the fruits or vegetables S to the reflection mirror it is, it is preferably configured to image the entire fruits or vegetables S by the imaging unit 14.

図8〜12では、図1に示す青果物検査装置10を用いて、青果物Sについて検査を行った際の可視画像と検査画像の例を示す。 In Figure 8-12, using a fruit or vegetable inspection apparatus 10 shown in FIG. 1 shows an example of a visible image between the inspection image when performing an inspection for fruits or vegetables S.

図8は、青果物Sとして、カビが生じた蜜柑について検査を行ったもので、図8(a)は可視画像、図8(b)は検査画像である。 8, as fresh produce S, which was subjected to test for oranges mildew occurs, 8 (a) is a visible image, Fig. 8 (b) is a test image.

可視画像において上部に現れているカビが、検査画像では、白く確認することができる。 Fungi appearing at the top in the visible image, the test image can be confirmed white.

図9は、青果物Sとして、果皮表面に乾燥キズが生じた蜜柑について検査を行ったもので、図9(a)は可視画像、図9(b)は検査画像である。 9, as fresh produce S, in which drying scratches peel surface was examined for oranges produced, FIG. 9 (a) visible image, FIG. 9 (b) is a test image.

可視画像において下部に現れている乾燥キズが、検査画像では、白く確認することができる。 Drying scratches appearing on the lower the visible image, the test image can be confirmed white.

図8のカビ、図9の乾燥キズのように、果皮表層若しくは果皮下の水分が減少している場合には、近赤外光の吸収率が低いため、検査画像のような赤外画像には、白く現れる。 Mold 8, as in the dry scratch in FIG. 9, when the water under pericarp surface or pericarp is decreasing, due to the low absorptivity of the near infrared light, the infrared image as an inspection image It will appear white.

図10は、青果物Sとして、いわゆる押せ痕が生じた桃について検査を行ったもので、図10(a)は可視画像、図10(b)は検査画像、図10(c)は果皮をむいて果皮内部を確認できる状態にした青果物Sの可視画像である。 Figure 10 is a fresh produce S, in which a so-called press marks were examined for peaches produced, FIG. 10 (a) visible image, Fig. 10 (b) inspection image, FIG. 10 (c) Peeled pericarp is a visible image of the fruits or vegetables S was ready to check the internal pericarp Te.

可視画像では確認が困難な押せ痕(図10(c)において色が濃くなっている箇所)について、検査画像では黒く確認することができる。 Press mark confirmation is difficult in the visible image for (portions of color in FIG. 10 (c) is darker), it can be confirmed black in the inspection image.

図11は、青果物Sとして、水果が生じた梨について検査を行った者で、図11(a)は可視画像、図11(b)は検査画像、図11(c)は果皮をむいて果皮内部を確認できる状態にした青果物Sの可視画像である。 11, as fresh produce S, a person who was examined for pears Mizuhate occurs, FIG. 11 (a) visible image, Fig. 11 (b) test image, FIG. 11 (c) Peel pericarp pericarp is a visible image of the fruits or vegetables S was ready to check the inside.

可視画像では確認が困難な水果(図11(c)において色が濃くなっている箇所)について、検査画像では黒く確認することができる。 For Mizuhate confirmation is difficult in the visible image (portion where the color in FIG. 11 (c) is darker), it can be confirmed black in the inspection image.

図10の押せ痕、図11の水果のように、果皮表層若しくは果皮下の水分が増加している場合には、近赤外光の吸収率が高いため、検査画像のような赤外画像には、黒く現れる。 Pressing mark 10, like water results in Figure 11, when the water under pericarp surface or pericarp is increasing, because of the high absorptivity of near-infrared light, the infrared image as an inspection image It will appear black.

以上、本発明の好ましい実施例を説明したが、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、複数の波長の光に基づく検査画像の比較として、2つの波長の光に基づく検査画像を用いて画像解析を行っているが、3つ以上の波長の光に基づく検査画像を用いて画像解析を行うようにしてもよいなど、本発明の目的を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 Having described the preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited thereto, for example, as a comparison of the test image based on the light of a plurality of wavelengths, the test image based on two wavelengths of light While performing image analysis with, etc. may be performed image analysis using a test image based on the three or more wavelengths of light, various modifications can be purpose without departing from the of the present invention is there.

10 青果物検査装置12 投光手段14 撮像手段16 解析手段18 バンドパスフィルタ20 搬送手段22 反射鏡 10 fresh produce inspection apparatus 12 light emitting means 14 imaging means 16 analyzing means 18 a band-pass filter 20 carrying means 22 reflector

Claims (3)

  1. 青果物の異常の有無を判別するための青果物検査装置であって、 A fruit or vegetable inspection apparatus for determining the presence or absence of fruits or vegetables abnormal,
    前記青果物に対して検査光を照射する投光手段と、 A light projecting means for projecting an inspection light to the fruits or vegetables,
    前記検査光により前記青果物を撮像する撮像手段と、 Imaging means for imaging the fruits or vegetables by the inspection light,
    前記撮像手段により撮像された前記青果物の検査画像に基づき、前記青果物の異常の有無を検出する解析手段と、を備え、 Based on the inspection image of the fruits or vegetables that have been captured by the imaging means, and a analysis means for detecting the presence or absence of the fruits or vegetables abnormal,
    前記投光手段は、少なくとも水の吸収波長を含む光が照射可能であり、 It said light projecting means is a light including an absorption wavelength of at least water possible irradiation,
    前記解析手段は、前記水の吸収波長の光に基づく検査画像を用いて、前記青果物の異常の有無を検出するように構成され、 It said analyzing means uses a test image based on the light absorption wavelength of the water, is configured to detect the presence or absence of the fruits or vegetables abnormal,
    前記撮像手段は、前記投光手段から照射された検査光が前記青果物に反射した反射光により、前記青果物の検査画像を撮像し、 Said imaging means by reflected light inspection light irradiated is reflected by the fruit or vegetable from said light projecting means captures an inspection image of the fruit or vegetable,
    記青果物からの反射光Rsと、あらかじめ取得した入射光を照射し得られた標準体からの反射光Rrとの比率として算出された前記青果物の反射比R、すなわち、下記式(1) を算出し、 And the reflected light Rs from the previous SL fruits or vegetables, the reflection ratio of the fruits or vegetables which are calculated as the ratio of the reflected light Rr from a standard body that is obtained by irradiating the incident light previously acquired R, i.e., the following equation (1) calculated,
    前記反射比Rの最低値が前記検査画像の画素値の最低値となり、前記反射比Rの最高値が前記画素値の最高値となるように換算することにより、前記検査画像の各画素値を決定することを特徴とする青果物検査装置。 The minimum value of the reflection ratio R becomes a minimum value of the pixel value of the inspection image, by the highest value of the reflection ratio R is converted so that the maximum value of the pixel values, each pixel value of the inspection image determining fruit or vegetable inspection apparatus characterized by.
  2. 前記撮像手段が、撮像素子として900nm〜2000nmの波長を受光可能なフォトダイオードを用いていることを特徴とする請求項1に記載の青果物検査装置。 It said imaging means, vegetables and fruits inspection apparatus according to claim 1, characterized in that is used receivable photodiode wavelengths 900nm~2000nm as an imaging device.
  3. 前記青果物の異常が、前記青果物の果皮表層及び/又は果皮下に現れる水分の増減に関連する障害であることを特徴とする請求項1 または2に記載の青果物検査装置。 The abnormality of the fruits or vegetables are fresh produce inspection apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the pericarp surface layer and / or disorders associated with changes in moisture appearing under pericarp of the fruit or vegetable.
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