JP6898721B2 - 食肉の骨部判別装置及び食肉の骨部判別方法 - Google Patents

Description

本開示は、食肉の骨部判別装置及び食肉の骨部判別方法に関する。

食肉の切断面又はその近傍に存在する骨部の自動脱骨を可能とするためには、該切断面上又は該切断面近傍にある骨の正確な位置情報を得る必要がある。
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。

国際公開第２０１２／０５６７９３号 特開２００４−０４５０３８号公報 特開２００２−３２８０８８号公報 特開２００６−１７７８９０号公報

特許文献１に開示されたＸ線を用いた方法では、小骨や密度の小さい骨の判別精度が低下するという問題がある。また、特許文献２に開示された含水率計では部分的な水分含水量がわかるものの、骨部の判別はできない。
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要素から骨部を判別することはできない。
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、骨部の判別はできない。

幾つかの実施形態は、食肉切断面又はその近傍に存在する骨部の判別を可能にすることを目的とする。

（１）第１発明の少なくとも一実施形態に係る食肉の骨部判別装置は、
食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別装置であって、
前記切断面に波長が１１００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影部と、
前記切断面に可視光を照射して該可視光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影部と、
前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部と、
を備える。

食肉切断面の３つの構成要素である赤身部、骨部及び脂肪部は、含水率及び脂肪含有率等が夫々異なる。他方、波長１１００ｎｍ〜１７００ｎｍ（以下「波長Ａ」とも言う。）の赤外光は、例えば、１４５０ｎｍ付近を中心として水吸収能のピークを有する。これらの違いによって、食肉切断面に赤外光又は可視光を照射した場合、赤身部、骨部及び脂肪部ごとに反射光の輝度値は異なる。
上記第１画像及び上記第２画像の赤身部及び脂肪部の反射光の輝度値は同一であり、骨部の反射光の輝度値は異なるため、上記減算部において、第１画像と第２画像とを減算処理すると、骨部のみを識別表示した差分画像を得ることができる。
これによって、食肉の切断面又はその近傍に存在する骨部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、食肉切断面上又は食肉切断面近傍に存在する骨部の自動脱骨が可能になる。
ここで、「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。

（２）一実施形態では、前記（１）の構成において、
前記第１画像及び前記第２画像の同一部位を同一画素に位置させるように画像処理する位置合わせ部をさらに備える。
カメラなどの撮像部が２個以上あるとき、食肉に対して同じ距離及び同じ方向に同時に配置できない場合がある。この場合、第１画像の撮像位置と第２画像の撮像位置とが異なり、第１画像及び第２画像が同一部位が同一画素に位置しなくなり、減算部での減算処理に支障が生じる場合がある。これに対して、上記位置合わせ部によって、両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とで、減算部での減算処理を支障なく行うことができる。

（３）一実施形態では、前記（１）又は（２）の構成において、
前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部をさらに備え、
前記周縁明瞭化処理部は、
前記差分画像を前記反射光の輝度値に応じて二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理部と、
前記第１画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理部と、
前記第３画像と前記第４画像との交差領域（第３画像と第４画像との両方に共通する領域）である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理部と、
を有する。

上記画像処理部において、第３画像と第４画像との交差領域を求めることで、骨部の周縁が明瞭となった第５画像を得ることができ、これによって、骨部の位置を明瞭に把握できる。

（４）一実施形態では、前記（３）の構成において、
前記周縁明瞭化処理部は、
前記第５画像において、閾値以下の大きさの前記交差領域を除去するノイズ除去部をさらに備える。
上記（４）の構成によれば、上記のノイズ除去部により閾値以下の交差領域を除去することで、ノイズに惑わされることなく骨部の位置を明瞭に把握できる。

（５）第２発明の少なくとも一実施形態に係る食肉の骨部判別装置は、
食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別装置であって、
前記切断面に波長が１１５０ｎｍ乃至１２５０ｎｍ（以下「波長Ｂ」とも言う。）の赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影部と、
前記切断面に波長が１３００ｎｍ乃至１７００ｎｍ（以下「波長Ｃ」とも言う。）の赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影部と、
前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部と、
を備える。

波長Ｂの赤外光が食肉切断面で反射する反射光の輝度値と、波長Ｃの赤外光が食肉切断面で反射する反射光の輝度値は、赤身部及び脂肪部で同一であり、骨部で異なる。従って、上記減算部において、上記第１画像と上記第２画像とを減算処理すると、骨部の領域を識別表示した差分画像を得ることができる。
これによって、食肉の切断面又はその近傍に存在する骨部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用いて、脱骨装置を操作することで、食肉切断面上又は食肉切断面近傍に存在する骨部の自動脱骨が可能になる。

（６）一実施形態では、前記（５）の構成において、
前記第１画像及び前記第２画像の同一部位を同一画素に位置させるように画像処理する位置合わせ部をさらに備える。
上記（６）の構成によれば、上記位置合わせ部によって、両画像の同一部位が同一画素に位置するように位置合わせ処理することで、両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とで、減算部での減算処理を支障なく行うことができる。

（７）一実施形態では、前記（５）又は（６）の構成において、
前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部をさらに備え、
前記周縁明瞭化処理部は、
前記差分画像を前記赤身部及び前記脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理部と、
前記第１画像又は前記第２画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理部と、
前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理部と、
を有する。

上記（７）の構成によれば、上記画像処理部において、第３画像と第４画像との交差領域を求めることで、骨部の周縁が明瞭となった第５画像を得ることができ、これによって、骨部の位置を明瞭に把握できる。

（８）一実施形態では、前記（７）の構成において、
前記周縁明瞭化処理部は、
前記第５画像において、閾値以下の大きさの前記交差領域を除去するノイズ除去部をさらに備える。
上記（８）の構成によれば、上記のノイズ除去部により閾値以下の交差領域を除去することで、ノイズに惑わされることなく骨部の位置を明瞭に把握できる。

（９）第３発明の少なくとも一実施形態に係る食肉の骨部判別方法は、
食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別方法であって、
前記切断面に波長が１１００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影工程と、
前記切断面に可視光を照射して該可視光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影工程と、
前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算工程と、
を備える。

上記（９）の方法によれば、上記第１画像及び上記第２画像の赤身部及び脂肪部の反射光の輝度値は同一であり、骨部の反射光の輝度値は異なるため、上記減算工程において、第１画像と第２画像とを減算処理すると、骨部のみを識別表示した差分画像を得ることができる。
これによって、食肉の切断面又はその近傍に存在する骨部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、食肉切断面上又は食肉切断面近傍に存在する骨部の自動脱骨が可能になる。

（１０）一実施形態では、前記（９）の方法において、
前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理工程をさらに備え、
前記周縁明瞭化処理工程は、
前記差分画像を前記赤身部及び前記脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理ステップと、
前記第１画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理ステップと、
前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理ステップと、
を有する。

上記（１０）の方法によれば、上記画像処理ステップにおいて、第３画像と第４画像との交差領域を求めることで、骨部の周縁が明瞭となった第５画像を得ることができ、これによって、骨部の位置を明瞭に把握できる。

（１１）一実施形態では、前記（９）又は（１０）の方法において、
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（１１）の方法によれば、枝肉切断面の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、枝肉の自動脱骨が可能になる。

（１２）第４発明の少なくとも一実施形態に係る食肉の骨部判別方法は、
食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別方法であって、
前記切断面に波長が１１５０ｎｍ乃至１２５０ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影工程と、
前記切断面に波長が１３００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影工程と、
前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算工程と、
を備える。

上記（１２）の方法によれば、上記第１画像及び上記第２画像の赤身部及び脂肪部の反射光の輝度値は同一であり、骨部の反射光の輝度値は異なるため、上記減算工程において、第１画像と第２画像とを減算処理すると、骨部のみを識別表示した差分画像を得ることができる。
これによって、食肉の切断面又はその近傍に存在する骨部の自動判別が可能になり、得られた骨部の位置情報を脱骨装置に用いることで、食肉切断面上又は食肉切断面近傍に存在する骨部の自動脱骨が可能になる。

（１３）一実施形態では、前記（１２）の方法において、
前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理工程をさらに備え、
前記周縁明瞭化処理工程は、
前記差分画像を前記赤身部及び前記脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理ステップと、
前記第１画像又は前記第２画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理ステップと、
前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理ステップと、
を有する。

上記（１３）の方法によれば、上記画像処理ステップにおいて、第３画像と第４画像との交差領域を求めることで、骨部の周縁が明瞭となった第５画像を得ることができ、これによって、骨部の位置を明瞭に把握できる。

幾つかの実施形態によれば、食肉切断面又はその近傍に存在する骨部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、食肉切断面に存在する骨部の自動脱骨が可能になる。

一実施形態に係る骨部判別装置の概略図である。 一実施形態に係る骨部判別装置のブロック線図である。 豚屠体のモモ部位の切断面を示す正面図である。 （Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）は一実施形態に係る豚屠体のモモ肉の切断面の反射光の輝度値を示す図表である。 （Ａ）及び（Ｂ）は一実施形態に係る豚屠体のモモ部位の二値化処理図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は一実施形態に係る骨部抽出図である。 一実施形態に係る骨部判別装置の概略図である。 一実施形態に係る骨部判別装置のブロック線図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は一実施形態に係る豚屠体のモモ肉の切断面の反射光の輝度値を示す図表である。 （Ａ）及び（Ｂ）は一実施形態に係る豚屠体のモモ部位の二値化処理図であり、（Ｃ）及び（Ｄ）は一実施形態に係る骨部抽出図である。 一実施形態に係る骨部判別方法のフロー図である。 一実施形態に係る骨部判別方法の周縁明瞭化処理工程のフロー図である。 一実施形態に係る骨部判別方法のフロー図である。 一実施形態に係る骨部判別方法の周縁明瞭化処理工程のフロー図である。 豚屠体の枝肉を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載され又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
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。

第１発明の一実施形態に係る食肉の骨部判別装置１０は、図１に示すように、食肉ｗの切断面Ｐｃに波長が１１００ｎｍ〜１７００ｎｍ（波長Ａ）の赤外光Ｌｉを照射し、赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉで画像Ａ（第１画像）を得る第１撮影部１２と、切断面Ｐｃに可視光Ｌｖを照射し可視光Ｌｖの反射光Ｒｖで画像Ｂ（第２画像）を得る第２撮影部１８と、を備える。
一実施形態では、図１に示すように、第１撮影部１２は、上記波長の赤外光Ｌｉを切断面Ｐｃに照射する赤外光照射部１４と、赤外光Ｌｉが切断面Ｐｃから反射した反射光Ｒｉ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。赤外光照射部１４は例えばＬＥＤを有し、第１撮像部１６は例えばＩｎＧａＡｓカメラを有する。

一実施形態では、図１に示すように、第２撮影部１８は、可視光Ｌｖを切断面Ｐｃに照射する可視光照射部２０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Ｂを形成する第２撮像部２２と、を備える。可視光照射部２０は例えばＬＥＤを有し、第２撮像部２２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。
一実施形態では、図２に示すように、第１撮像部１６は画像Ａを表示する表示部２８を備え、第２撮像部２２は画像Ｂを表示する表示部３０を備える。

第１発明の一実施形態に係る骨部判別装置１０は、図２に示すように、さらに画像Ａと画像Ｂとを減算処理して骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部３４を備える。
食肉ｗの切断面Ｐｃは、３つの構成要素である赤身部、骨部及び脂肪部の領域に分かれる。図３は、例示的に豚屠体のモモ部位Ｐｈを示す。図３において、該モモ部位Ｐｈは切断面Ｐｃを有している。切断面Ｐｃは、赤身部ｍ、骨部ｂ及び脂肪部ｆの領域に分かれる。
赤身部ｍ、骨部ｂ及び脂肪部ｆは含水率及び脂肪含有率等が夫々異なり、これらの違いによって、切断面Ｐｃに上記波長の赤外光又は可視光を照射した場合、各部位における反射光は異なる分光スペクトルを呈する。

即ち、波長Ａ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を吸収して反射光Ｒｉの輝度値は低下し、水分が少ない骨部及び脂肪部は反射光Ｒｉの輝度値は赤身部ほど低下しない。従って、波長Ａの赤外光を照射したときの各部位の反射光の輝度値は、図４の（Ａ）及び（Ｂ）に示す値となる。図示のとおり、波長１２００ｎｍ付近（１１５０〜１２５０ｎｍ）と波長１４５０ｎｍ（１４００〜１５００ｎｍ）とでは、骨部の反射光の輝度値が異なる。
図４（Ｃ）は、切断面Ｐｃに可視光Ｌｖを照射したときの各部位における反射光の輝度値を示す。
そこで、減算部３４で図４の（Ａ）又は（Ｂ）のいずれかの画像Ａと、画像Ｂとを減算処理すると、図４（Ｄ）に示すように、骨部ｂのみを識別表示した差分画像を得ることができる。

これによって、切断面Ｐｃ又はその近傍に存在する骨部ｂの自動判別が可能になる。そして、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における骨部ｂの自動脱骨が可能になる。上記構成では、可視光Ｌｖの反射光Ｒｖの輝度値で判別することで、切断面Ｐｃの外観や色合い等の影響を受けずに脂肪部を判別できる。
一実施形態では、図２に示すように、差分画像を表示する表示部３６を備える。

一実施形態では、図２に示すように、画像Ａ及び画像Ｂの同一部位を同一画素に位置させるように画像処理する位置合わせ部３２を備える。
第１撮像部１６及び第２撮像部２２は、配置位置の制約から同一部位が同一画素に位置する画像Ａ及び画像Ｂが得られない場合がある。この場合、減算部３４で画像Ａ及び画像Ｂを減算処理する場合、正確な減算処理ができない。そこで、位置合わせ部３２によって、両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とで、減算部３４における減算処理において正確な差分画像を得ることができる。

一実施形態では、図２に示すように、減算部３４で得られた差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部４０をさらに備える。
周縁明瞭化処理部４０は、第１二値化処理部４２と、第２二値化処理部４４と、画像処理部５０と、を備える。第１二値化処理部４２は、差分画像を赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、骨部ｂを識別表示した画像Ｃ（第３画像）を得る。第２二値化処理部４４は、画像Ａを赤身部ｍにおける反射光Ｒｉと骨部ｂ及び脂肪部ｆにおける反射光Ｒｉとの間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、骨部ｂ及び脂肪部ｆを識別表示した画像Ｄ（第４画像）を得る。画像処理部５０は、画像Ｃと画像Ｄとの交差領域（両画像で識別表示された領域のうち共通する領域）である骨部ｂの領域を識別表示する画像Ｅ（第５画像）を得ることができる。

周縁明瞭化処理部４０を備えることで、画像処理部５０において骨部の周縁が明瞭となった画像Ｅを得ることができ、これによって、骨部ｂの位置を明瞭に把握できる。

一実施形態では、第１二値化処理部４２において、赤身部及び脂肪部における反射光の輝度値と、骨部における反射光の輝度値との間の閾値として、好ましくは、４５〜６５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像を得ることができる。
一実施形態では、第２二値化処理部４４において、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反射光の輝度値との間の閾値として、好ましくは、反射光の輝度値の閾値を５５〜７５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像を得ることができる。

図５（Ａ）は、一実施形態として、豚屠体のモモ部位の差分画像を輝度値５５で二値化処理した場合の画像Ｃを示し、図５（Ｂ）は、一実施形態として、豚屠体のモモ部位の画像Ａを輝度値６５で二値化処理した画像Ｄを示す。図５において、切断線Ｌｃは切断面Ｐｃの輪郭を示し、斜線領域は骨部ｂ又は（骨部ｂ＋脂肪部ｆ）の領域を示す。

一実施形態では、第１二値化処理部４２で得られた画像Ｃを表示する表示部４６を備え、第２二値化処理部４４で得られた画像Ｄを表示する表示部４８を備える。また、画像Ｅを表示する表示部５２を備える。

一実施形態では、図２に示すように、周縁明瞭化処理部４０は、画像Ｅにおいて、画像Ｃと画像Ｄとの交差領域である骨部ｂの領域のうち、閾値以下の大きさの交差領域を除去するノイズ除去部５４をさらに備える。
ノイズ除去部５４により交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｆを得ることで、骨部ｂの位置をさらに明瞭に把握できる。
一実施形態では、図２に示すように、ノイズ除去部５４で交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｆを表示する表示部５６を備える。

第２発明の一実施形態に係る骨部判別装置６０は、図６に示すように、食肉ｗの切断面Ｐｃに波長が１１５０ｎｍ〜１２５０ｎｍ（波長Ｂ）の赤外光Ｌｉを照射し、波長Ｂの赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉで画像Ｇ（第１画像）を得る第１撮影部６２と、該切断面Ｐｃに波長が１３００ｎｍ〜１７００ｎｍ（波長Ｃ）の赤外光Ｌｉを照射し、波長Ｃの赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉで画像Ｈ（第２画像）を得る第２撮影部６８と、を備える。

一実施形態では、図６に示すように、第１撮影部６２は、波長Ｂの赤外光Ｌｉを切断面Ｐｃに照射する赤外光照射部６４と、波長Ｂの赤外光Ｌｉが切断面Ｐｃから反射した反射光Ｒｉが入射し、切断面Ｐｃの画像Ｇを形成する撮像部６６とを有する。第２撮影部１８は、波長Ｃの赤外光Ｌｉを切断面Ｐｃに照射する赤外光照射部７０と、波長Ｃの赤外光Ｌｉが切断面Ｐｃから反射した反射光Ｒｉが入射し、切断面Ｐｃの画像Ｈを形成する撮像部６６とを有する。
赤外光照射部６４は例えば波長Ｂの赤外光を照射するＬＥＤを有し、赤外光照射部７０は例えば波長Ｃの赤外光を照射するＬＥＤを有する。撮像部６６は例えばＩｎＧａＡｓカメラを有する。

一実施形態では、図６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６０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。
一実施形態では、図７に示すように、撮像部６６は画像Ｇ及びＨを表示する表示部７２を備える。

骨部判別装置６０は、図７に示すように、さらに画像Ｇと画像Ｈとを減算処理して骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部７４を備える。
赤外光の反射光は、その波長に応じて、赤身部ｍ、骨部ｂ及び脂肪部ｆの各領域で異なる輝度値を有する。即ち、各領域で反射光Ｒｉは図８（Ａ）及び（Ｂ）に示す輝度値を有する。
そこで、減算部７４で画像Ｇと画像Ｈとを減算処理すると、図８（Ｃ）に示すように、骨部ｂのみを識別表示した差分画像を得ることができる。
一実施形態では、減算部７４は差分画像を表示する表示部７６を備える。

骨部判別装置６０によれば、切断面Ｐｃ又はその近傍に存在する骨部ｂの自動判別が可能になる。そして、例えば、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に存在する骨部ｂの自動脱骨が可能になる。

波長Ｂの赤外光の反射光の撮像部と波長Ｃの赤外光の撮像部とが異なる場合、これらの撮像部を切断面Ｐｃに対して同一位置に配置できない場合がある。この場合、画像Ｇ及びＨは同一部位が同一画素に位置しなくなるため、減算部７４で画像Ｇ及び画像Ｈを減算処理する場合、正確な差分画像が得られない。
そこで、一実施形態では、位置合わせ部７３を備え、位置合わせ部７３において、両画像の同一部位を同一画素に位置させるように画像処理する。これによって、減算部７４における減算処理において、正確な差分画像を得ることができる。

一実施形態では、図７に示すように、減算部７４で得られた差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部８０をさらに備える。
周縁明瞭化処理部８０は、第１二値化処理部８２と、第２二値化処理部８４と、画像処理部９０と、を備える。第１二値化処理部８２は、差分画像を赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、骨部ｂを識別表示した画像Ｉ（第３画像）を得る。第２二値化処理部８４は、画像Ｇ又は画像Ｈを赤身部ｍにおける反射光Ｒｉと骨部ｂ及び脂肪部ｆにおける反射光Ｒｉとの間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、骨部ｂ及び脂肪部ｆを識別表示した画像Ｊ（第４画像）を得る。画像処理部９０は、画像Ｉと画像Ｊとの交差領域（両画像で識別表示された領域の共通領域）である骨部ｂの領域を識別表示する画像Ｋ（第５画像）を得ることができる。

このように、周縁明瞭化処理部８０によって、減算部７４で得られた差分画像から骨部の周縁が明瞭となった画像Ｊを得ることができ、画像Ｊによって、骨部ｂの位置を明瞭に把握できる。
一実施形態では、図７に示すように、画像Ｋを表示する表示部９２を備える。

一実施形態では、第１二値化処理部８２において、赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合、好ましくは、該閾値を４５〜６５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像を得ることができる。
一実施形態では、第２二値化処理部８４において、赤身部ｍの反射光の輝度値と骨部ｂ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合において、画像Ｇを用いた場合、好ましくは、上記閾値を９０〜１１０の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像を得ることができる。また、画像Ｈを用いた場合、好ましくは、上記閾値を５５〜７５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像を得ることができる。

図９（Ａ）は、一実施形態として、豚屠体のモモ部位Ｐｈの差分画像を輝度値５５で二値化処理した画像Ｉを示し、図９（Ｂ）は、一実施形態として、豚屠体のモモ肉の画像Ｇを輝度値１００で二値化処理した画像Ｊを示す。図９（Ｃ）は、一実施形態として、豚屠体のモモ部位の画像Ｉと画像Ｊとの交差領域である骨部ｂの領域を識別表示する画像Ｋを示す。

一実施形態では、第１二値化処理部８２で得られた画像Ｉを表示する表示部８６を備え、第２二値化処理部８４で得られた画像Ｊを表示する表示部８８を備える。

一実施形態では、図７に示すように、周縁明瞭化処理部８０は、画像Ｋにおいて、画像Ｃと画像Ｄとの交差領域である骨部ｂの領域のうち、閾値以下の大きさの交差領域を除去するノイズ除去部９４をさらに備える。
ノイズ除去部９４により交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｍを得ることで、骨部ｂの位置をさらに明瞭に把握できる。
図９（Ｄ）は、豚屠体のモモ部位の画像Ｋからノイズ部分を除去した画像Ｍを示す。
一実施形態では、図７に示すように、ノイズ除去部９４で交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｍを表示する表示部９６を備える。
なお、図９の（Ｃ）及び（Ｄ）において、切断面Ｐｃ以外の領域は識別対象外とされる。

第３発明の少なくとも一実施形態に係る骨部判別方法は、図１０に示すように、まず、食肉ｗの切断面Ｐｃに波長Ａの赤外光Ｌｉを照射し該赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉで画像Ａ（第１画像）を得る（第１撮影工程Ｓ１０）。次に、切断面Ｐｃに可視光Ｌｖを照射し、該可視光Ｌｖの反射光Ｒｖで画像Ｂ（第２画像）を得る（第２撮影工程Ｓ１２）。
次に、必要に応じて後述する位置合わせ工程Ｓ１４を行い、画像Ａと画像Ｂとを減算処理して骨部ｂの領域を識別表示した差分画像を得る（減算処理工程Ｓ１６）。
このように、切断面Ｐｃに赤外光Ｌｉ又は可視光Ｌｖを照射した場合、赤身部ｍ、骨部ｂ及び脂肪部ｆごとに反射光の輝度値が異なることを利用し、減算処理工程Ｓ１６で画像Ａと画像Ｂとを減算処理すると、骨部ｂのみを識別表示した差分画像を得ることができる。
従って、切断面Ｐｃ又は切断面Ｐｃの近傍に存在する骨部ｂの自動判別が可能になる。
一実施形態では、得られた骨部ｂの位置情報を信号として出力し（信号出力工程Ｓ１９）、脱骨装置に用いることで、切断面Ｐｃに存在する骨部ｂの自動脱骨が可能になる。

一実施形態では、第１撮影工程Ｓ１０及び第２撮影工程Ｓ１２の後で、図１に示す第１撮像部１６及び第２撮像部２２が配置位置の制約から同一部位が同一画素に位置するように配置できない場合、両画像の同一部位が同一画素に位置するよう画像処理する位置合わせ工程Ｓ１４を行う。
これによって、減算処理工程Ｓ１６において正確な差分画像を得ることができる。

一実施形態では、減算処理工程Ｓ１６で得られた差分画像において、骨部ｂの領域が不明瞭な場合、周縁明瞭化処理工程Ｓ２０を行う。
周縁明瞭化処理工程Ｓ２０では、図１１に示すように、まず、減算処理工程Ｓ１６で得られた差分画像を、赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの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し、骨部ｂの領域を識別表示した画像Ｃを得る（第１二値化処理ステップＳ２２）。
次に、画像Ａを赤身部ｍの反射光の輝度値と骨部ｂ及び脂肪部ｆの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し、骨部ｂ及び脂肪部ｆを識別表示した画像Ｄを得る（第２二値化処理ステップＳ２４）。その後、さらに、画像Ｃの骨部ｂと画像Ｄの骨部ｂ及び脂肪部ｆとの交差領域（両画像の識別領域の共通領域）である骨部ｂの領域を識別表示した画像Ｅを得る（画像処理ステップＳ２６）。

周縁明瞭化処理工程Ｓ２０を行うことで、骨部ｂの周縁が明瞭となった画像Ｅを得ることができ、これによって、骨部ｂの位置を明瞭に把握できる。

一実施形態では、第１二値化処理ステップＳ２２において、赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合、好ましくは、該閾値を４５〜６５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像Ｃを得ることができる。
一実施形態では、第２二値化処理ステップＳ２４において、赤身部ｍの反射光の輝度値と骨部ｂ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合、好ましくは、該閾値を５５〜７５又は９０〜１１０の範囲から選択する。即ち、画像Ａが波長Ｂの赤外光照射によって得られた画像であるとき、該閾値を９０〜１１０とすることが好ましい。また、画像Ａが波長Ｃの赤外光照射によって得られた画像であるとき、該閾値を５５〜７５とすることが好ましい。
これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像Ｄを得ることができる。

一実施形態では、図１１に示すように、周縁明瞭化処理工程Ｓ２０は、画像Ｅにおいて、画像Ｃと画像Ｄとの交差領域である骨部ｂの領域のうち、閾値以下の大きさの交差領域を除去するノイズ除去ステップＳ２８をさらに備える。
ノイズ除去ステップＳ２８により交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｆを得ることで、骨部ｂの位置をさらに明瞭に把握できる。

第４発明の少なくとも一実施形態に係る骨部判別方法は、図１２に示すように、まず、食肉ｗの切断面Ｐｃに波長Ｂの赤外光Ｌｉを照射し、該赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉを撮像部６６（図６参照）に取り入れ画像Ｇ（第１画像）を得る（第１撮影工程Ｓ３０）。次に、切断面Ｐｃに波長Ｃの赤外光Ｌｉ照射し、該赤外光Ｌｉの反射光Ｒｉで画像Ｈ（第２画像）を得る（第２撮影工程Ｓ３２）。
次に、画像Ｇと画像Ｈとを減算処理して骨部ｂの領域を識別表示した差分画像を得る（減算処理工程Ｓ３６）。
このように、切断面Ｐｃに赤外光Ｌｉを照射した場合、赤身部ｍ、骨部ｂ及び脂肪部ｆごとに反射光の輝度値は波長ごとに異なる値となることを利用し、減算処理工程Ｓ３６で画像Ｇと画像Ｈとを減算処理すると、骨部ｂのみを識別表示した差分画像を得ることができる。

従って、切断面Ｐｃ又は切断面Ｐｃ近傍に存在する骨部ｂの自動判別が可能になる。
一実施形態では、得られた骨部ｂの位置情報を信号として出力し（信号出力工程Ｓ３９）、脱骨装置に用いることで、切断面Ｐｃに存在する骨部ｂの自動脱骨が可能になる。

一実施形態では、撮像部６６の配置位置や反射光の入射経路のから、画像Ｇ及び画像Ｈの同一部位が同一画素に位置するように配置できない場合、図１２に示すように、第１撮影工程Ｓ３０及び第２撮影工程Ｓ３２の後で、位置合わせ工程Ｓ３４を行う。位置合わせ工程Ｓ３４において、画像Ｇ及び画像Ｈ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、減算処理工程Ｓ３６において正確な差分画像を得ることができる。

一実施形態では、減算処理工程Ｓ３６で得られた差分画像において、骨部ｂの領域が不明瞭な場合（Ｓ３８）、周縁明瞭化処理工程Ｓ４０を行う。
周縁明瞭化処理工程Ｓ４０では、図１３に示すように、まず、減算処理工程Ｓ３６で得られた差分画像を、赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの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し、骨部ｂの領域を識別表示した画像Ｉを得る（第１二値化処理ステップＳ４２）。
次に、画像Ａを赤身部ｍの反射光の輝度値と骨部ｂ及び脂肪部ｆの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し、骨部ｂ及び脂肪部ｆを識別表示した画像Ｊを得る（第２二値化処理ステップＳ４４）。その後、さらに、画像Ｉの骨部ｂと画像Ｊの骨部ｂ及び脂肪部ｆとの交差領域（両画像の識別領域の共通領域）である骨部ｂの領域を識別表示した画像Ｋを得る（画像処理ステップＳ４６）。

周縁明瞭化処理工程Ｓ４０を行うことで、骨部ｂの周縁が明瞭となった画像Ｍを得ることができ、これによって、骨部ｂの位置を明瞭に把握できる。

一実施形態では、図１２に示すように、第１撮影工程Ｓ３０及び第２撮影工程Ｓ３２の後で位置合わせ工程Ｓ３０を行い、画像Ｇ及び画像Ｈの同一部位が同一画素に位置するように位置合わせ処理することで、減算処理工程Ｓ３６において正確な差分画像を得ることができる。
一実施形態では、好ましくは、第１二値化処理ステップＳ４２において、赤身部ｍ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値と骨部ｂの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合、好ましくは、該閾値を４５〜６５の範囲から選択する。これによって、骨部ｂを識別した鮮明な画像Ｉを得ることができる。
一実施形態では、好ましくは、第２二値化処理ステップＳ４４において、赤身部ｍの反射光の輝度値と骨部ｂ及び脂肪部ｆの反射光の輝度値との間の輝度値を閾値とする場合、好ましくは、該閾値を５５〜７５又は９０〜１１０の範囲から選択する。これによって、骨部ｂ及び脂肪部ｆを識別した鮮明な画像Ｊを得ることができる。

一実施形態では、図１３に示すように、周縁明瞭化処理工程Ｓ４０は、画像Ｋにおいて、画像Ｉと画像Ｊとの交差領域である骨部ｂの領域のうち、閾値以下の大きさの交差領域を除去するノイズ除去ステップＳ４８をさらに備える。
ノイズ除去ステップＳ４８により交差領域のノイズ部分を除去した画像Ｍを得ることで、骨部ｂの位置をさらに明瞭に把握できる。

一実施形態では、図１４に示すように、食肉ｗの切断面Ｐｃ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Ｗ（Ｒ）及びＷ（Ｌ）の切断面である。図５において、枝肉Ｗ（Ｒ）及びＷ（Ｌ）は、前脚１００、後脚１０２、胴体１０４及びモモ部位１０６を有し、背骨ｂ１、肋骨ｂ２及び棘突起ｂ３等の骨部が存在する切断面Ｐｃを有する。
これによって、枝肉Ｗ（Ｒ）及びＷ（Ｌ）の切断面Ｐｃ又はその近傍に存在する骨部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。

幾つかの実施形態によれば、食肉の切断面の骨部の判別が可能になり、これによって、食肉切断面又は該切断面の近傍に存在する骨部の脱骨装置による自動脱骨が可能になる。

１０、６０ 骨部判別装置
１２、６２ 第１撮影部
１４、６４、７０ 赤外光照射部
１６ 第１撮像部
１８、６８ 第２撮影部
２０ 可視光照射部
２２ 第２撮像部
２４ コンベア
２６ まな板
２８、３０、３６、４６、４８、５２、５６、７２、７６、８６、８８、９２、９６ 表示部
３２、７３ 位置合わせ部
３４、７４ 減算部
４２、８２ 第１二値化処理部
４４、８４ 第２二値化処理部
５０、９０ 画像処理部
５４、９４ ノイズ除去部
６６ 撮像部
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 (9)

1. 食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別装置であって、
   前記切断面に波長が１１００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影部と、
   前記切断面に可視光を照射して該可視光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影部と、
   前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部と、
   前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部と、を備え、
   前記周縁明瞭化処理部は、
   前記差分画像を前記切断面の赤身部及び脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理部と、
   前記第１画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理部と、
   前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理部と、
   を有することを特徴とする食肉の骨部判別装置。
2. 前記第１画像及び前記第２画像の同一部位を同一画素に位置させ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。
3. 前記周縁明瞭化処理部は、
   前記第５画像において、閾値以下の大きさの前記交差領域を除去するノイズ除去部をさらに備え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。
4. 食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別装置であって、
   前記切断面に波長が１１５０ｎｍ乃至１２５０ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影部と、
   前記切断面に波長が１３００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影部と、
   前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算部と、
   前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理部と、を備え、
   前記周縁明瞭化処理部は、
   前記差分画像を前記切断面の赤身部及び脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理部と、
   前記第１画像又は前記第２画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理部と、
   前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理部と、
   を有することを特徴とする食肉の骨部判別装置。
5. 前記周縁明瞭化処理部は、
   前記第５画像において、閾値以下の大きさの前記交差領域を除去するノイズ除去部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の食肉の骨部判別装置。
6. 前記第１画像及び前記第２画像の同一部位を同一画素に位置させ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４又は５に記載の食肉の骨部判別装置。
7. 食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別方法であって、
   前記切断面に波長が１１００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影工程と、
   前記切断面に可視光を照射して該可視光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影工程と、
   前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算工程と、
   前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理工程と、を備え、
   前記周縁明瞭化処理工程は、
   前記差分画像を前記切断面の赤身部及び脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理ステップと、
   前記第１画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理ステップと、
   前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理ステップと、
   を有することを特徴とする食肉の骨部判別方法。
8. 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７に記載の食肉の骨部判別方法。
9. 食肉の切断面の骨部を判別する骨部判別方法であって、
   前記切断面に波長が１１５０ｎｍ乃至１２５０ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第１画像を得る第１撮影工程と、
   前記切断面に波長が１３００ｎｍ乃至１７００ｎｍの赤外光を照射して該赤外光の反射光を取り入れ第２画像を得る第２撮影工程と、
   前記第１画像と前記第２画像とを減算処理して前記骨部の領域を識別表示した差分画像を得る減算工程と、
   前記差分画像の周縁を明瞭化する周縁明瞭化処理工程と、を備え、
   前記周縁明瞭化処理工程は、
   前記差分画像を前記切断面の赤身部及び脂肪部における前記反射光と前記骨部における前記反射光との間の輝度値を閾値として二値化処理し、前記骨部を識別表示した第３画像を得る第１二値化処理ステップと、
   前記第１画像又は前記第２画像を前記赤身部における前記反射光と前記骨部及び前記脂肪部における前記反射光との間の輝度値を閾値とする二値化処理を行い、前記骨部及び前記脂肪部を識別表示した第４画像を得る第２二値化処理ステップと、
   前記第３画像と前記第４画像との交差領域である前記骨部の領域を識別表示する第５画像を得る画像処理ステップと、
   を有することを特徴とする食肉の骨部判別方法。
   
   

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