JP6493842B2 - 不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法 - Google Patents
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Description
本発明は、不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法に関する。
特許文献1には、もやしの異物を除去する異物除去装置が記載されている。特許文献1に記載された異物除去装置は、蛍光灯と、CCDカメラと、異物認識コントローラとを備える。特許文献1に記載された異物除去装置では、コンベアで搬送されたもやしをCCDカメラが撮像し、異物認識コントローラが多段階濃淡処理による画像処理で、所定の濃度の部分を、もやしに混入している異物として検出する。
しかしながら、特許文献1に記載された異物除去装置では、所定の濃度に着目した濃淡処理のため、対象物と異物とが同様の色の場合に異物を検出することが難しい。このため、異物が存在するにもかかわらず、異物の検出漏れによる食品内の異物残留が発生したり、異物が存在しないにもかかわらず、異物の誤認識によって食品のロスが発生したりするという問題があった。
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、食品内の不要物を容易に検出することができる不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法を提供することにある。
本発明の一態様に係る不要物検出システムは、第1照明システムと、第2照明システムと、撮像システムと、処理システムとを備える。前記第1照明システムは、第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射する。前記第2照明システムは、前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射する。前記撮像システムは、前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像する。前記処理システムは、前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。前記第1波長は400nmであり、前記第2波長は500nmである。
本発明の一態様に係る不要物除去システムは、前記不要物検出システムと、除去システムとを備える。前記除去システムは、前記不要物検出システムで前記食品に存在すると判定された前記不要物を前記食品から除去する。
本発明の一態様に係る処理システムは、第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射する第1照明システムと、前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射する第2照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムである。前記処理システムは、前記第1の光を前記食品に照射するように前記第1照明システムを制御する第1照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第2の光を前記食品に照射するように前記第2照明システムを制御する第2照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能を有する。前記処理システムは、前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有する。前記第1波長は400nmであり、前記第2波長は500nmである。
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、第1照射制御ステップ、第2照射制御ステップ、撮像制御ステップ、及び、判定ステップを実行させるためのプログラムである。前記第1照射制御ステップでは、400nmの第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射するように第1照明システムを制御する。前記第2照射制御ステップでは、前記第1波長とは異なる500nmの第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射するように第2照明システムを制御する。前記撮像制御ステップでは、前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する。前記判定ステップでは、前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。
本発明の一態様に係る不要物検出方法は、第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射するステップと、前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射するステップとを有する。前記不要物検出方法は、前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するステップを有する。前記不要物検出方法は、前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定するステップを有する。前記第1波長は400nmであり、前記第2波長は500nmである。
本発明の一態様に係る不要物検出方法は、第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射するステップと、前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射するステップとを有する。前記不要物検出方法は、前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するステップを有する。前記不要物検出方法は、前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定するステップを有する。前記第1波長は400nmであり、前記第2波長は500nmである。
本発明の上記態様に係る不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法によれば、食品内の不要物を容易に検出することができる。
以下の実施形態に係る不要物検出システムは、異なる波長の光が照射されたときの食品の撮像画像の画素値の差分を用いて、食品に存在する不要物を検出する。
(1)不要物検出システムの全体構成
不要物検出システム1は、図1及び図2に示すように、第1照明システム2と、第2照明システム3と、撮像システム4と、処理システム5とを備える。
不要物検出システム1は、図1及び図2に示すように、第1照明システム2と、第2照明システム3と、撮像システム4と、処理システム5とを備える。
不要物検出システム1は、食品に存在する不要物を検出するように構成されている。ここで、食品は、例えば、じゃがいも、大根、にんじんである。また、食品の形状としては、食品がじゃがいもである場合、マッシュ状のポテトであってもよいし、薄くスライスされた物であってもよい。不要物とは、食品の加工工程において最終的に不要となる物体であり、例えば、加工工程前に食品に存在する物、加工工程において取り除かれずに残ってしまった残留物、加工工程において取り除かれたが付着してしまった付着物、食品には由来しない異物などである。不要物は、例えば食品の皮、食品の芽である。以下の実施形態では、食品がじゃがいもであり、不要物がじゃがいもの皮である場合について説明する。
ここで、食品8であるじゃがいも及び不要物81であるじゃがいもの皮の光吸収特性について、図4A〜図4C、図5A〜図5C、図6A〜図6C、図7A〜図7Dを参照して説明する。じゃがいも(食品8)及びじゃがいもの皮(不要物81)は、図3に示す。
波長400nmの光が照射された場合、図4Aに示すように、じゃがいもの領域及び皮の領域の両方とも画素値(輝度)の大きい撮像画像9aが得られる。一方、波長420nmの光が照射された場合、図4Cに示すように、じゃがいもの領域の画素値は大きいが、じゃがいもの皮の領域90の画素値が小さい撮像画像9cが得られる。波長410nmの光が照射された場合、図4Bに示すような撮像画像9bが得られる。
波長490nmの光が照射された場合、図5Aに示すような撮像画像9dが得られ、波長500nmの光が照射された場合、図5Bに示すような撮像画像9eが得られ、波長510nmの光が照射された場合、図5Cに示すような撮像画像9fが得られる。これらの撮像画像9d〜9fでは、撮像画像9cに比べて、じゃがいもの皮の領域90の輝度が低くなっている。つまり、撮像画像9d〜9fでは、撮像画像9cに比べて、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域とのコントラストが高くなっている。
波長580nmの光が照射された場合、図6Aに示すような撮像画像9gが得られる。撮像画像9gでは、じゃがいもの領域に比べて、じゃがいもの皮の領域90の輝度が低いものの、撮像画像9d〜9fに比べて、コントラストが低くなっている。一方、波長590nmの光が照射された場合、図6Bに示すような撮像画像9hが得られる。撮像画像9hでは、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域との輝度差が小さくなっている。波長800nmの光が照射された場合、図6Cに示すような撮像画像9iが得られる。撮像画像9iでは、じゃがいもの領域及びじゃがいもの皮の領域の両方とも輝度が高くなっており、コントラストは低い。
波長940nmの光が照射された場合、図7Aに示すような撮像画像9jが得られ、波長950nmの光が照射された場合、図7Bに示すような撮像画像9kが得られる。また、波長960nmの光が照射された場合、図7Cに示すような撮像画像9lが得られ、波長1000nmの光が照射された場合、図7Dに示すような撮像画像9mが得られる。これらの撮像画像9j〜9mでは、撮像画像9c〜9gに比べて、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域とのコントラストは低い。
(2)不要物検出システムの各構成要素
実施形態1の第1照明システム2は、図2に示すように、複数(図1では2つ)の照明装置21,22を備える。各照明装置21,22は、複数の光源が一の方向に並んで設けられている装置である。複数の照明装置21,22は、互いに異なる位置に設けられている。具体的には、照明装置21は、食品8を搬送する搬送機構61の搬送方向D1において撮像システム4よりも手前側から撮像システム4の撮像領域に第1の光を照射する。照明装置22は、搬送方向D1において撮像システム4よりも進行側から上記撮像領域に第1の光を照射する。さらに、各照明装置21,22は、複数の光源が並んでいる方向が搬送方向D1に直交するように設けられている。
実施形態1の第1照明システム2は、図2に示すように、複数(図1では2つ)の照明装置21,22を備える。各照明装置21,22は、複数の光源が一の方向に並んで設けられている装置である。複数の照明装置21,22は、互いに異なる位置に設けられている。具体的には、照明装置21は、食品8を搬送する搬送機構61の搬送方向D1において撮像システム4よりも手前側から撮像システム4の撮像領域に第1の光を照射する。照明装置22は、搬送方向D1において撮像システム4よりも進行側から上記撮像領域に第1の光を照射する。さらに、各照明装置21,22は、複数の光源が並んでいる方向が搬送方向D1に直交するように設けられている。
第1照明システム2は、第1波長を含む第1の光を食品8に照射するように構成されている。第1波長は、360nm以上400nm以下の波長帯に含まれていることが好ましく、400nmであることがより好ましい。
実施形態1の第2照明システム3は、第1照明システム2と同様、複数(図1では2つ)の照明装置31,32を備える。複数の照明装置31,32は、互いに異なる位置に設けられている。具体的には、複数の照明装置31,32は、第1照明システム2の複数の照明装置21,22に一対一に対応しており、対応する照明装置21,22に隣接するように設けられている。照明装置31は、搬送機構61の搬送方向D1において撮像システム4よりも手前側から撮像システム4の撮像領域に第2の光を照射する。照明装置32は、搬送方向D1において撮像システム4よりも進行側から上記撮像領域に第2の光を照射する。
第2照明システム3は、第2波長を含む第2の光を食品8に照射するように構成されている。第2波長は、第1波長とは異なる波長であり、420nm以上580nm以下の波長帯に含まれていることが好ましく、500nmであることがより好ましい。
撮像システム4は、第1の光が照射されている状態の食品8及び第2の光が照射されている状態の食品8を撮像するように構成されている。
実施形態1の撮像システム4は、1台の撮像装置41を備える。撮像装置41は、例えば、複数の撮像素子が一の方向に並んでいるラインセンサカメラであり、食品8で反射した反射光によって食品8を撮像するように構成されている。
本実施形態では、撮像装置41は、第1の光が照射されている状態の食品8と第2の光が照射されている状態の食品8とを時分割で撮像する。
処理システム5は、図1に示すように、制御装置51と、画像処理装置52とを備える。制御装置51と画像処理装置52とは、一体に設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。
制御装置51は、第1の光を食品8(図2参照)に照射するように第1照明システム2を制御する第1照射制御機能を有する。制御装置51は、第2の光を食品8に照射するように第2照明システム3を制御する第2照射制御機能を有する。制御装置51は、第1の光が照射されている状態の食品8及び第2の光が照射されている状態の食品8を撮像するように撮像システム4を制御する撮像制御機能を有する。さらに、制御装置51は、後述の搬送システム6を制御する搬送制御機能と、除去システム7を制御する除去制御機能とを有する。
制御装置51は、プロセッサ及びメモリが搭載されたコンピュータである。制御装置51は、上記の機能を有するためのプログラムを格納している。
画像処理装置52は、撮像システム4の撮像により得られる撮像画像に対する画像処理を行うように構成されている。
画像処理装置52は、第1の光が照射されている食品8の第1撮像画像91(図8B参照)と第2の光が照射されている食品8の第2撮像画像92(図8C参照)とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品8に不要物81が存在すると判定する。
また、画像処理装置52は、第1撮像画像91における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物81が存在する領域の位置を特定する。
画像処理装置52は、プロセッサ及びメモリが搭載されたコンピュータである。画像処理装置52は、上記の機能を有するためのプログラムを格納している。
(3)不要物除去システムの構成
不要物除去システム10は、図1に示すように、不要物検出システム1と、搬送システム6と、除去システム7とを備える。
不要物除去システム10は、図1に示すように、不要物検出システム1と、搬送システム6と、除去システム7とを備える。
搬送システム6は、ベルトコンベアのような搬送機構61と、搬送機構61を駆動する駆動装置62とを備える。搬送システム6は、撮像システム4の撮像領域から除去システム7の除去領域まで食品8を搬送する。
除去システム7は、パラレルリンクロボットのような除去機構71と、除去機構71を駆動する駆動装置72とを備える。除去システム7は、不要物検出システム1で食品8に存在すると判定された不要物81を食品8から除去する。より詳細には、駆動装置72は、不要物81を除去するための制御信号と、不要物81の位置座標とを制御装置51から受け取る。除去機構71は、駆動装置72の制御に基づいて、不要物81を吸引し、食品8から不要物81を除去する。なお、除去機構71は、不要物81を吸引するのではなく、不要物81を掴むように構成されていてもよい。
(4)不要物除去システムの動作
次に、本実施形態に係る不要物除去システム10の動作(不要物除去方法)について図1及び図2を用いて説明する。
次に、本実施形態に係る不要物除去システム10の動作(不要物除去方法)について図1及び図2を用いて説明する。
まず、不要物検出システム1の動作(不要物検出方法)について説明する。
第1照明システム2が、第1波長(波長400nm)を含む第1の光を、搬送システム6によって搬送される食品8に照射する。撮像システム4の撮像装置41は、第1の光が照射されている状態の食品8を撮像する。画像処理装置52は、第1の光が照射されている食品8の第1撮像画像91(図8B参照)を撮像システム4から取得する。
続いて、第1照明システム2が停止し、第2照明システム3が、第2波長(波長500nm)を含む第2の光を食品8に照射する。撮像システム4の撮像装置41は、第2の光が照射されている状態の食品8を撮像する。画像処理装置52は、第2の光が照射されている食品8の第2撮像画像92(図8C参照)を撮像システム4から取得する。
画像処理装置52は、第1撮像画像91と第2撮像画像92とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値を算出し、差分絶対値を画素値とする差分画像94(図8D参照)を生成する。画像処理装置52は、差分画像94に対してしきい値を用いて2値化処理を行う。画像処理装置52は、2値化処理によって生成された2値化画像において、ブロブ処理(Blob処理)を行う。そして、画像処理装置52は、差分絶対値がしきい値以上であって互いに連結している画素の数が所定数以上である領域95(図8D参照)を、不要物81が存在する領域として検出する。
第1撮像画像91では、食品8であるじゃがいもの領域と、不要物81であるじゃがいもの皮の領域との両方とも輝度が高くなっている。一方、第2撮像画像92では、第1撮像画像91に比べて、じゃがいもの皮の領域93の輝度が低くなっている。これにより、差分画像94では、じゃがいもの皮の領域95の輝度が高くなる。
次に、不要物81の除去工程について説明する。
不要物検出システム1において不要物81が検出された場合、制御装置51は、不要物81を除去するための制御信号と、不要物81の位置座標とを、除去システム7の駆動装置72に出力する。除去システム7において、駆動装置72は、制御装置51から制御信号及び位置座標を受け取ると、受け取った位置座標にある不要物81を除去するように除去機構71を駆動する。
(4)変形例
本実施形態の変形例として、第1照明システム2からの第1の光の第1波長は、800nm以上1000nm以下の波長帯に含まれていてもよい。この場合、第1波長は、950nmであることがより好ましい。第2照明システム3からの第2の光の第2波長は、420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。
本実施形態の変形例として、第1照明システム2からの第1の光の第1波長は、800nm以上1000nm以下の波長帯に含まれていてもよい。この場合、第1波長は、950nmであることがより好ましい。第2照明システム3からの第2の光の第2波長は、420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。
また、不要物検出システム1は、互いに異なる波長の光を照射する3つ以上の照明システムを備えてもよい。この場合、不要物の光吸収特性に応じて切り替えることができる。
撮像システム4は、撮像装置41に代えて、カラーカメラである撮像装置を備えてもよい。上記撮像装置は、第1の光と第2の光との両方が照射されている状態の食品8を撮像する。この場合、処理システム5は、第1の光と第2の光との両方が照射されている食品8の撮像画像から、第1撮像画像91と第2撮像画像92とを生成する。例えば、処理システム5は、食品8の撮像画像から、第1波長の成分を抽出することによって、第1の光が照射されている食品8の第1撮像画像を生成する。さらに、処理システム5は、食品8の撮像画像から、第2波長の成分を抽出することによって、第2の光が照射されている食品8の第2撮像画像を生成する。
撮像システム4は、撮像装置41に代えて、図9に示すように、第1撮像装置42と、第2撮像装置43とを備えてもよい。第1撮像装置42は、第1の光が照射されている状態の食品8を撮像する。第2撮像装置43は、第1撮像装置42とは別体であって、第2の光が照射されている状態の食品8を撮像する。
撮像システム4は、ラインセンサカメラではなく、エリアセンサカメラを備えてもよい。
(5)まとめ
第1の態様に係る不要物検出システム(1)は、第1照明システム(2)と、第2照明システム(3)と、撮像システム(4)と、処理システム(5)とを備える。第1照明システム(2)は、第1波長を含む第1の光を食品(8)に照射する。第2照明システム(3)は、第1波長とは異なる第2波長を含む第2の光を食品(8)に照射する。撮像システム(4)は、第1の光が照射されている状態の食品(8)及び第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する。処理システム(5)は、第1の光が照射されている食品(8)の第1撮像画像(91)と第2の光が照射されている食品(8)の第2撮像画像(92)とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品(8)に不要物(81)が存在すると判定する。
第1の態様に係る不要物検出システム(1)は、第1照明システム(2)と、第2照明システム(3)と、撮像システム(4)と、処理システム(5)とを備える。第1照明システム(2)は、第1波長を含む第1の光を食品(8)に照射する。第2照明システム(3)は、第1波長とは異なる第2波長を含む第2の光を食品(8)に照射する。撮像システム(4)は、第1の光が照射されている状態の食品(8)及び第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する。処理システム(5)は、第1の光が照射されている食品(8)の第1撮像画像(91)と第2の光が照射されている食品(8)の第2撮像画像(92)とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品(8)に不要物(81)が存在すると判定する。
第1の態様に係る不要物検出システム(1)は、第1波長を含む第1の光を照射したときの第1撮像画像(91)と第2波長を含む第2の光を照射したときの第2撮像画像(92)とにおいて、対応する画素間の画素値(グレー画像の場合は輝度)の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品(8)に不要物(81)が存在すると判定する。これにより、食品(8)と不要物(81)とが比較的近い色を有している場合であっても、食品(8)と不要物(81)との間の波長の吸収特性の違いを利用して、食品(8)内の不要物(81)を容易に検出することができる。
第2の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1の態様において、第1波長は、360nm以上400nm以下の波長帯に含まれている。第2波長は、420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。
第2の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1波長が360nm以上400nm以下の波長帯に含まれており、第2波長が420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。これにより、第1波長の光が照射されたときに食品(8)と不要物(81)との間の画素値の差分絶対値が小さく、第2波長の光が照射されたときに食品(8)と不要物(81)との間の画素値の差分絶対値が大きくなる。その結果、コントラストを更に高めることができるので、不要物(81)が存在する領域をより精度よく検出することができ、不要物(81)をより確実に検出することができる。
第3の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1の態様において、第1波長は、800nm以上1000nm以下の波長帯に含まれている。第2波長は、420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。
第3の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1波長が800nm以上1000nm以下の波長帯に含まれており、第2波長が420nm以上580nm以下の波長帯に含まれている。これにより、第1波長の光が照射されたときに食品(8)と不要物(81)との間の画素値の差分絶対値が小さく、第2波長の光が照射されたときに食品(8)と不要物(81)との間の画素値の差分絶対値が大きくなる。これにより、コントラストを更に高めることができるので、不要物(81)が存在する領域をより精度よく検出することができ、不要物(81)をより確実に検出することができる。
第4の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜3の態様のいずれか1つにおいて、処理システム(5)は、第1撮像画像(91)における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物(81)が存在する領域の位置を特定する。
第4の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1撮像画像(91)における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物(81)が存在する領域の位置を特定する。これにより、不要物(81)を除去する等、不要物(81)に対する処置を容易に行うことができる。
第5の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、撮像システム(4)は、第1の光が照射されている状態の食品(8)と第2の光が照射されている状態の食品(8)とを時分割で撮像する撮像装置(41)を含む。
第5の態様に係る不要物検出システム(1)では、撮像システム(4)の撮像装置(41)は、第1の光が照射されている状態の食品(8)と第2の光が照射されている状態の食品(8)とを時分割で撮像する。これにより、第1の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する場合と、第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する場合とで、撮像装置を分ける必要がない。その結果、撮像装置の台数を増やすことなく、第1撮像画像(91)と第2撮像画像(92)とを取得することができる。
第6の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、撮像システム(4)は、カラーカメラであって第1の光と第2の光との両方が照射されている状態の食品(8)を撮像する撮像装置を含む。処理システム(5)は、第1の光と第2の光との両方が照射されている食品(8)の撮像画像から、第1撮像画像(91)と第2撮像画像(92)とを生成する。
第6の態様に係る不要物検出システム(1)では、撮像システム(4)の撮像装置は、カラーカメラであり、第1の光と第2の光との両方が照射されている状態の食品(8)を撮像する。そして、処理システム(5)は、第1の光と第2の光との両方が照射されている食品(8)の撮像画像から、第1撮像画像(91)と第2撮像画像(92)とを生成する。これにより、第1の光が照射されている状態の食品(8)と第2の光が照射されている状態の食品(8)とを別々に撮像する場合に比べて、第1撮像画像(91)と第2撮像画像(92)とを短時間で取得することができる。
第7の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜4の態様のいずれか1つにおいて、撮像システム(4)は、第1の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する第1撮像装置(42)と、第1撮像装置(42)とは別体であって、第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する第2撮像装置(43)とを含む。
第7の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する撮像装置と、第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する撮像装置とが別体である。これにより、第1の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する撮像装置と、第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像する撮像装置とが同じである場合に比べて、第1撮像画像(91)と第2撮像画像(92)とを短時間で取得することができる。
第8の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜7の態様のいずれか1つにおいて、撮像システム(4)は、ラインセンサカメラを含む。
第8の態様に係る不要物検出システム(1)では、撮像システム(4)がラインセンサカメラを含む。これにより、エリアセンサカメラの場合に比べて、第1撮像画像(91)及び第2撮像画像(92)の解像度を低コストで高めることができる。
第9の態様に係る不要物検出システム(1)では、第1〜7のいずれか1つにおいて、撮像システム(4)は、エリアセンサカメラを含む。
第9の態様に係る不要物検出システム(1)では、撮像システム(4)がエリアセンサカメラを含む。これにより、広い領域を短時間で撮像することができる。
第10の態様に係る不要物除去システム(10)は、第1〜9の態様のいずれか1つの不要物検出システム(1)と、除去システム(7)とを備える。除去システム(7)は、不要物検出システム(1)で食品(8)に存在すると判定された不要物(81)を食品(8)から除去する。
第10の態様に係る不要物除去システム(10)は、不要物検出システム(1)で食品(8)に存在すると判定された不要物(81)を食品(8)から除去する。これにより、食品(8)から不要物(81)を確実に除去することができる。
第11の態様に係る不要物除去システム(10)は、第10の態様において、搬送システム(6)を更に備える。搬送システム(6)は、撮像システム(4)の撮像領域から除去システム(7)の除去領域まで食品(8)を搬送する。
第11の態様に係る不要物除去システム(10)では、搬送システム(6)が撮像システム(4)の撮像領域から除去システム(7)の除去領域まで食品(8)を搬送する。これにより、不要物(81)が存在すると判定された場合に、除去システム(7)の除去領域まで食品(8)を容易に搬送することができる。
第12の態様に係る処理システム(5)は、第1波長を含む第1の光を食品(8)に照射する第1照明システム(2)と、第1波長とは異なる第2波長を含む第2の光を食品(8)に照射する第2照明システム(3)と、食品(8)を撮像する撮像システム(4)と共に用いられる。処理システム(5)は、第1照射制御機能と、第2照射制御機能と、撮像制御機能と、判定機能とを有する。第1照射制御機能は、第1の光を食品(8)に照射するように第1照明システム(2)を制御する機能である。第2照射制御機能は、第2の光を食品(8)に照射するように第2照明システム(3)を制御する機能である。撮像制御機能は、第1の光が照射されている状態の食品(8)及び第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像するように撮像システム(4)を制御する機能である。判定機能は、第1の光が照射されている食品(8)の第1撮像画像(91)と第2の光が照射されている食品(8)の第2撮像画像(92)とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品(8)に不要物(81)が存在すると判定する機能である。
第13の態様に係るプログラムは、コンピュータに、第1照射制御ステップ、第2照射制御ステップ、撮像制御ステップ、及び、判定ステップを実行させるためのプログラムである。第1照射制御ステップでは、第1波長を含む第1の光を食品(8)に照射するように第1照明システム(2)を制御する。第2照射制御ステップでは、第1波長とは異なる第2波長を含む第2の光を食品(8)に照射するように第2照明システム(3)を制御する。撮像制御ステップでは、第1の光が照射されている状態の食品(8)及び第2の光が照射されている状態の食品(8)を撮像するように撮像システム(4)を制御する。判定ステップでは、第1の光が照射されている食品(8)の第1撮像画像(91)と第2の光が照射されている食品(8)の第2撮像画像(92)とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品(8)に不要物(81)が存在すると判定する。
1 不要物検出システム
10 不要物除去システム
2 第1照明システム
3 第2照明システム
4 撮像システム
41 撮像装置
42 第1撮像装置
43 第2撮像装置
5 処理システム
6 搬送システム
7 除去システム
8 食品
81 不要物
91 第1撮像画像
92 第2撮像画像
10 不要物除去システム
2 第1照明システム
3 第2照明システム
4 撮像システム
41 撮像装置
42 第1撮像装置
43 第2撮像装置
5 処理システム
6 搬送システム
7 除去システム
8 食品
81 不要物
91 第1撮像画像
92 第2撮像画像
Claims (14)
- 第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射する第1照明システムと、
前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射する第2照明システムと、
前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像システムと、
前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する処理システムとを備え、
前記第1波長は400nmであり、
前記第2波長は500nmである
ことを特徴とする不要物検出システム。 - 前記処理システムは、前記第1撮像画像における、前記差分絶対値が前記しきい値以上である前記領域の位置を特定することによって、前記不要物が存在する領域の位置を特定する
ことを特徴とする請求項1に記載の不要物検出システム。 - 前記撮像システムは、前記第1の光が照射されている状態の前記食品と前記第2の光が照射されている状態の前記食品とを時分割で撮像する撮像装置を含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の不要物検出システム。 - 前記撮像システムは、カラーカメラであって前記第1の光と前記第2の光との両方が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像装置を含み、
前記処理システムは、前記第1の光と前記第2の光との両方が照射されている前記食品の撮像画像から、前記第1撮像画像と前記第2撮像画像とを生成する
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の不要物検出システム。 - 前記撮像システムは、
前記第1の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第1撮像装置と、
前記第1撮像装置とは別体であって、前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第2撮像装置とを含む
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の不要物検出システム。 - 前記撮像システムは、ラインセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の不要物検出システム。 - 前記撮像システムは、エリアセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の不要物検出システム。 - 前記食品はじゃがいもであり、前記不要物はじゃがいもの皮である
ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の不要物検出システム。 - 請求項1〜7のいずれか1項に記載の不要物検出システムと、
前記不要物検出システムで前記食品に存在すると判定された前記不要物を前記食品から
除去する除去システムとを備える
ことを特徴とする不要物除去システム。 - 前記撮像システムの撮像領域から前記除去システムの除去領域まで前記食品を搬送する搬送システムを更に備える
ことを特徴とする請求項9に記載の不要物除去システム。 - 前記除去システムは、
除去機構と、
前記除去機構を駆動する駆動装置とを備え、
前記除去機構は、前記不要物を吸引又は掴んで除去する
ことを特徴とする請求項9又は10に記載の不要物除去システム。 - 第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射する第1照明システムと、前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射する第2照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムであって、
前記第1の光を前記食品に照射するように前記第1照明システムを制御する第1照射制御機能と、
前記第2の光を前記食品に照射するように前記第2照明システムを制御する第2照射制御機能と、
前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能と、
前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有し、
前記第1波長は400nmであり、
前記第2波長は500nmである
ことを特徴とする処理システム。 - コンピュータに、
400nmの第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射するように第1照明システムを制御する第1照射制御ステップ、
前記第1波長とは異なる500nmの第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射するように第2照明システムを制御する第2照射制御ステップ、
前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する撮像制御ステップ、及び、
前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定ステップ
を実行させるためのプログラム。 - 第1波長を中心波長として含む第1の光を食品に照射するステップと、
前記第1波長とは異なる第2波長を中心波長として含む第2の光を前記食品に照射するステップと、
前記第1の光が照射されている状態の前記食品及び前記第2の光が照射されている状態の前記食品を撮像するステップと、
前記第1の光が照射されている前記食品の第1撮像画像と前記第2の光が照射されている前記食品の第2撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定するステップとを有し、
前記第1波長は400nmであり、
前記第2波長は500nmである
ことを特徴とする不要物検出方法。
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