JP6814595B2 - 食肉の骨部判別装置及び食肉の骨部判別方法 - Google Patents
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Description
特許文献1には、X線を用いて骨の位置情報を得る手段が開示されている。特許文献2には、2つ以上の近赤外光波長による非接触式含水率計が開示され、食肉の赤身や骨部などの含水率の違いから、この含水率計を用いて骨部の位置情報を得る方法が考えられる。
特許文献3には、食肉に近赤外光を照射し、その反射光を分光スペクトルで解析することで、食肉中の異常部位(PSE肉)を判別する方法が開示されている。また、特許文献4には、コンベア上の鮭フレーク中の骨を近赤外光の反射光の強度と可視光の反射光の強度との差分値から異物の混入有無を判別する装置が開示されている。
食肉の切断面は赤身、骨部及び脂肪部の3要素からなり、特許文献3に開示された方法や特許文献4に開示された装置を用いても、上記3要素からの骨部の判別はできない。
なお、可視光を照射して得られる撮像画像からは、骨断面の骨髄が赤身と同じ色合いであるため、骨部の判別は困難である。
食肉の切断面の骨部を検出する骨部判別装置であって、
前記切断面に可視光を照射し該可視光の反射光で第1画像を得る第1撮影部と、
前記切断面に波長が1100nm乃至1700nmの赤外光を照射し、該赤外光の反射光で第2画像を得る第2撮影部と、
前記切断面の赤身部、骨部及び脂肪部における前記反射光の輝度値の差に基づいて前記第1画像を二値化処理し、前記脂肪部の領域を抽出する第1二値化処理部と、
前記切断面の前記赤身部、前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値の差によって前記第2画像を二値化処理し、前記骨部及び前記脂肪部の領域を抽出する第2二値化処理部と、
前記第1二値化処理部で抽出した前記脂肪部の領域と前記第2二値化処理部で抽出した前記脂肪部及び前記骨部の領域とを差分して前記骨部の領域を抽出する骨部抽出部と、
を備える。
即ち、可視光を食肉切断面に照射すると、その反射光の吸収量が多く低輝度値となる赤身部及び骨部と、可視光の吸収能力が乏しく反射光が高輝度値となる脂肪部とに分かれる。第1二値化処理部では、この輝度値の差に基づいて上記第1画像を二値化処理し、脂肪部の領域を抽出する。
次に、上記骨部抽出部において、第1二値化処理部で抽出した脂肪部の領域と第2二値化処理部で抽出した骨部及び脂肪部の領域とを差分し骨部を抽出する。これによって、食肉切断上又は切断面近傍に存在する骨部の自動判別が可能になる。さらに、骨部の位置情報を例えば脱骨装置に用いることで、自動脱骨が可能になる。
ここで、「差分」とは比較される2つ以上の画像で異なる部分を除去する画像処理を言う。また、「食肉切断面近傍に存在する骨部」とは、切断面からの距離が幾つかの実施形態によって骨部を識別可能な距離にある骨部を意味する。
前記第1画像及び前記第2画像を同一部位が同一画素に位置するように画像処理する位置合わせ部をさらに備える。
カメラなどの配置位置の制約によって、第1画像の撮像位置と第2画像の撮像位置とが異なる場合、骨部抽出部で画像処理しても骨部を正確に抽出できない。そこで、上記位置合わせ部において、第1画像と第2画像の同一部位が同一画素に位置するように画像処理する。これによって、後工程の画像処理を正確に行うことができ、骨部を正確に抽出できる。
前記第1二値化処理部は、
前記赤身部及び前記骨部における前記反射光の輝度値と前記脂肪部における前記反射光の輝度値との間の輝度値を閾値として二値化処理するものである。
上記(3)の構成によれば、赤身部及び骨部における反射光の輝度値と脂肪部における反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とすることで、脂肪部の抽出が可能になる。
前記第2二値化処理部は、
前記赤身部における前記反射光の輝度値と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値との間の輝度値を閾値として二値化処理するものである。
上記(4)の構成によれば、赤身部における反射光の輝度値と骨部及び脂肪部における前記反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とすることで、骨部及び脂肪部の抽出が可能になる。
食肉の切断面の骨部を検出する骨部判別方法であって、
前記切断面に可視光を照射し該可視光の反射光で第1画像を得る第1撮影工程と、
前記切断面に波長が1100nm乃至1700nmの赤外光を照射し、該赤外光の反射光で第2画像を得る第2撮影工程と、
前記切断面の赤身部、骨部及び脂肪部における前記反射光の輝度値の差に基づいて前記第1画像を二値化処理し、前記脂肪部の領域を抽出する第1二値化処理工程と、
前記切断面の前記赤身部、前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値の差によって前記第2画像を二値化処理し、前記骨部及び前記脂肪部の領域を抽出する第2二値化処理工程と、
前記第1二値化処理工程で抽出した前記脂肪部の領域と前記第2二値化処理工程で抽出した前記脂肪部及び前記骨部の領域との差から前記骨部の領域を判別する骨部判別工程と、
を備える。
前記第1画像及び前記第2画像を前記食肉の同一部位が同一画素に位置するように画像処理する位置合わせ工程をさらに備える。
上記(6)の方法によれば、上記位置合わせ工程において、第1画像及び第2画像を食肉の同一部位が同一画素に位置するように画像処理することで、後工程の画像処理を正確に行うことができ、上記骨部抽出部において骨部を正確に抽出できる。
前記第2撮影工程において、前記食肉断面に波長が1400nm乃至1500nmの赤外光を照射する。
分光スペクトルにおいて、波長が上記範囲の赤外光は、1450nm付近を中心として水吸収率のピークを呈する。上記波長の赤外光を食肉に照射した場合、水分リッチの赤身の反射光は輝度値が大きく低下する。そのため、骨部及び脂肪部の抽出がさらに容易になる。
前記切断面が家畜屠体を長手方向に沿って左右対称に切断した枝肉の切断面である。
上記(8)の方法によれば、枝肉切断面上又は枝肉切断面近傍に存在する骨部の自動判別が可能になり、そのため、得られた骨部の位置情報を脱骨装置に用いることで、枝肉切断面の自動脱骨が可能になる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一つの構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
一実施形態では、図1に示すように、第1撮影部12は、可視光を食肉wの切断面Pcに照射する可視光照射部14と、可視光Lvが切断面Pcから反射した反射光Rvが入射し、切断面Pcの画像Aを形成する第1撮像部16とを有する。可視光照射部14は例えばLEDを有し、第1撮像部16は例えばモノクロカメラを有する。
一実施形態では、図1に示すように、食肉wは切断面Pcが上方に向くようにコンベア24で搬送されるまな板26の上に載置され、骨部判別装置10の下方に搬送される。図中、矢印aはコンベア24の搬送方向を示す。
即ち、可視光Lvを切断面Pcに照射すると、その反射光Rvの輝度値は、低輝度値となる赤身部及び骨部と、高輝度値となる脂肪部とに分かれる。また、波長1100nm乃至1700nmの赤外光Liを切断面Pcに照射すると、水分リッチの赤身部は赤外光Liを吸収し、赤外光Liの反射光Riの輝度値は低下する。水分が少ない骨部及び脂肪部は反射光Riの輝度値は低下しない。
第2二値化処理部32は、食肉wの切断面Pcの赤身部、骨部及び脂肪部における赤外光Liの反射光Riの輝度値の差によって画像Bを二値化処理し、骨部及び脂肪部の領域を抽出する。
骨部判別装置10の上記構成によれば、骨部bの自動判別が可能になる。また、得られた骨部の位置情報を脱骨装置に用いることで、切断面Pc及びその近傍における骨部bの自動脱骨が可能になる。
そこで、位置合わせ部28によって、画像A及び画像Bを同一部位が同一画素に位置するように位置合わせすることで、後工程の画像処理を正確に行うことができ、骨部抽出部38において骨部bを正確に抽出できる。
このように、赤身部m及び骨部bにおける反射光Rvの輝度値と、脂肪部fにおける反射光Rvの輝度値との間の輝度値を閾値として二値化処理することで、脂肪部fの抽出が可能な画像Cを得ることができる。そのため、可視光Lvを照射する場合であっても、切断面Pcの外観や色合い等の影響を受けずに脂肪部fを判別できる。
好ましくは、上記閾値を115〜145にするとよい。これによって、画像Cにおいて脂肪部fの領域を正確に抽出できる。
図4(A)は、豚屠体のモモ部位を対象として、第1撮像部16で撮像した画像Aを、第1二値化処理部30で輝度値の閾値を130として二値化処理した後の画像Cを示す。図4(A)に示すように、脂肪部fの領域が他の領域と識別されて表示される。図中、Lcは切断面Pcの輪郭を示す切断線である。
このように、赤身部mにおける反射光Riの輝度値と骨部b及び脂肪部fにおける反射光Riの輝度値との間の輝度値を閾値とすることで、骨部b及び脂肪部fが抽出された画像Dを得ることができる。
好ましくは、上記閾値を45〜75にするとよい。これによって、脂肪部fの領域を正確に抽出できる。
一実施形態では、図2に示すように、表示部36が設けられ、画像Dは表示部36に表示される。
一実施形態では、図2に示すように、画像Eを表示するための表示部40が設けられる。
これによって、可視光Lvを照射する場合に、切断面Pcの外観や色合い等の影響を受けずに脂肪部fを判別できる。
上記方法によれば、切断面Pcにおける骨部bの判別が可能になり、この判別結果を例えば脱骨装置に用いることで、切断面Pc上又は切断面Pcの近傍に存在する骨部bの自動脱骨が可能になる。
位置合わせ工程S14において、画像A及び画像Bを食肉wの同一部位が同一画素に位置するように画像処理することで、骨部抽出部38(図2参照)において骨部bを正確に抽出できる。
分光スペクトルにおいて、波長が上記範囲の赤外光Liは、波長1450nm付近を中心として水吸収率のピークを呈する。上記波長の赤外光Liを食肉wに照射した場合、水分リッチの赤身部mの反射光Riは輝度値が大きく低下する。そのため、骨部b及び脂肪部fの抽出が容易になり、これら領域を正確に判別できる。
これによって、枝肉W(R)及びW(L)の切断面Pcの骨部bの判別が可能になり、そのため、自動脱骨装置による枝肉W(R)及びW(L)の自動脱骨が可能になる。
12 第1撮影部
14 可視光照射部
16 第1撮像部
18 第2撮影部
20 赤外光照射部
22 第2撮像部
24 コンベア
26 まな板
28 位置合わせ部
30 第1二値化処理部
32 第2二値化処理部
34、36、40 表示部
38 骨部抽出部
42 前脚
44 後脚
46 胴体
48 モモ部位
Lc 切断線
Lv 可視光
Li 赤外光
Pc 切断面
Ph 豚モモ部位
Rv、Ri 反射光
b 骨部
f 脂肪部
m 赤身部
w 食肉
Claims (8)
- 食肉の切断面の骨部を検出する骨部判別装置であって、
前記切断面に可視光を照射し該可視光の反射光で第1画像を得る第1撮影部と、
前記切断面に波長が1100nm乃至1700nmの赤外光を照射し、該赤外光の反射光で第2画像を得る第2撮影部と、
前記切断面の赤身部、骨部及び脂肪部における前記反射光の輝度値の差に基づいて前記第1画像を二値化処理し、前記脂肪部の領域を抽出する第1二値化処理部と、
前記切断面の前記赤身部、前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値の差によって前記第2画像を二値化処理し、前記骨部及び前記脂肪部の領域を抽出する第2二値化処理部と、
前記第1二値化処理部で抽出した前記脂肪部の領域と前記第2二値化処理部で抽出した前記脂肪部及び前記骨部の領域とを差分して前記骨部の領域を抽出する骨部抽出部と、
を備えることを特徴とする食肉の骨部判別装置。 - 前記第1画像及び前記第2画像を同一部位が同一画素に位置するように画像処理する位置合わせ部をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の食肉の骨部判別装置。
- 前記第1二値化処理部は、
前記赤身部及び前記骨部における前記反射光の輝度値と前記脂肪部における前記反射光の輝度値との間の輝度値を閾値として二値化処理するものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の食肉の骨部判別装置。 - 前記第2二値化処理部は、
前記赤身部における前記反射光の輝度値と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値との間の輝度値を閾値として二値化処理するものであることを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の食肉の骨部判別装置。 - 食肉の切断面の骨部を検出する骨部判別方法であって、
前記切断面に可視光を照射し該可視光の反射光で第1画像を得る第1撮影工程と、
前記切断面に波長が1100nm乃至1700nmの赤外光を照射し、該赤外光の反射光で第2画像を得る第2撮影工程と、
前記切断面の赤身部、骨部及び脂肪部における前記反射光の輝度値の差に基づいて前記第1画像を二値化処理し、前記脂肪部の領域を抽出する第1二値化処理工程と、
前記切断面の前記赤身部、前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光の輝度値の差によって前記第2画像を二値化処理し、前記骨部及び前記脂肪部の領域を抽出する第2二値化処理工程と、
前記第1二値化処理工程で抽出した前記脂肪部の領域と前記第2二値化処理工程で抽出した前記脂肪部及び前記骨部の領域との差から前記骨部の領域を判別する骨部判別工程と、
を備えることを特徴とする食肉の骨部判別方法。 - 前記第1画像及び前記第2画像を同一部位が同一画素に位置するように画像処理する位置合わせする位置合わせ工程をさらに備えることを特徴とする請求項5に記載の食肉の骨部判別方法。
- 前記第2撮影工程において、前記切断面に波長が1400nm乃至1500nmの赤外光を照射することを特徴とする請求項5又は6に記載の食肉の骨部判別方法。
- 前記切断面が家畜屠体を長手方向に沿って左右対称に切断した枝肉の切断面であることを特徴とする請求項5乃至7の何れか1項に記載の食肉の骨部判別方法。
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