NO317714B1 - Belysningsboks - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en belysningsboks i henhold til ingressen i det selvstendige krav 1.

En tidligere kjent belysningsboks er den såkalte skrettingboksen (Salmon Colour Box, Skretting, Stavanger). Denne blir av søker benyttet til belysning av objekter, i form av laks, for visuell fargeklassifisering, og består av et øvre lukket lysrom hvori det er anordnet et antall lysrør, og et nedre objektrom som er åpent i en av sidene for innsetting, observasjon og uttakning av objekter. Mellom lysrommet og objektrommet er det anordnet en lysmembran for spredning av lyset fra lysrørene.

Av tidligere kjent teknikk kan videre nevnes FR 2 809 642 A og WO 9521375 A. Førstnevnte publikasjon omhandler fremgangsmåte og anordning for sortering av gjenstander ved hjelp av videometri, mens sistnevnte publikasjon omhandler system-apparatur og fremgangsmåte for online bestemmelse av kvalitet på kjøtt, samt arrangement for belysning av kjøttstykkene.

Lysets farge er en funksjon av dets elektromagnetiske bølgelengde. Syv distinktivt nevnte farger kan skilles fra hverandre i det synlige lysspekteret, der hver representerer en egen bølgelengde. Disse er rød, oransje, gul, grønn, blå, indigo og fiolett. Fravær av lys av enhver farge gir som kjent svart. En kombinasjon av de tre primærlysfargene rød, grønn og blå gir hvitt lys. Farger kan klassifiseres ved hjelp av ulike systemer. RGB-systemet er et slikt system, der bokstavene R, G og B henholdsvis står for rød, grønn og blå. LAB-systemet kan avledes fra RGB-systemet eller omvendt, og bokstavene L, A og B står henholdsvis for lyshet, rødhet og gulhet.

Sann fargegjengivelse ved avfotografering forutsetter jevn belysning av objektet (såkalt flatt lys eller 0-lys), og et problem med skrettingboksen er at belysningen av objektet ikke er tilstrekkelig jevn til dette. Et ytterligere problem er at den åpne siden av boksen reflekterer lys fra omgivelsene inn på objektet, som ytterligere ødelegger for sann fargegjengivelse av objektet.

For å løse de ovennevnte problemer tilveiebringer den foreliggende oppfinnelse en belysningsboks som angitt i karakteristikken til det selvstendige krav 1. Fordelaktige utførelsesformer av oppfinnelsen fremgår av de uselvstendige kravene.

Den foreliggende oppfinnelse er nærmere beskrevet i det etterfølgende med henvisning til de vedlagte tegninger, der;

figur 1 er et sideriss av belysningskassen i henhold til den foreliggende oppfinnelse,

figur 2 er snittriss av belysningskassen i figur 1,

figur 3 er et splittriss av belysningskassen i figur 1,

figur 4 er et toppriss av enkelte av delene i figur 3,

figur 5 er et forstørret sideriss av et av lysrørene i figurene 1-4,

figur 6 er en graf som viser sammenhengen mellom beregnet fargenr. og fargenr. i fargelinjal fra Roche,

figur 7 er en graf som viser sammenhengen mellom visuell fargebedømmelse og predikert farge basert på RGB-verdier,

figur 8 er en graf som viser sammenhengen mellom kjemisk innhold av pigment i laks og predikerte verdier basert på RGB-målinger,

figur 9 er graf som viser sammenhengen mellom fettinnhold i laks og predikerte verdier basert på RGB-målinger, og

figur 10 er en tabell som viser gjennomsnittlige verdier for visuell farge, kjemisk pigment, analysert og predikert foran og bak på laks.

Figurene 1-5 viser en belysningsboks 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse, for sann, reproduserbar fargegjengivelse av et objekt. Belysningsboksen 1 innbefatter sidevegger 2, en topplate 3 og en bunnplate 4. Mellom topplaten 3 og bunnplaten 4, og i det vesentlige parallelt med i det minste bunnplaten 4, er det anordnet en lysmembran 5 som deler belysningsboksen 1 i et lysrom L over lysmembranen 5 og et objektrom O under lysmembranen 5. Lysmembranen 5, fortrinnsvis tilvirket av diffusormaterialet Opal plast, slipper gjennom og sprer lys fra et antall lyskilder, fortrinnsvis lysrør 6, anordnet i lysrommet L. Lysmembranen 5 er tilordnet en i det vesentlige lysugjennomtrengelig avblendingsramme 7 tilgrensende sideveggene 2, med antallet lysrør 6 fordelt langs sideveggene 2 i en slik avstand fra sideveggene 2 og fra avblendingsrammen 7 at et område 8 for plassering av objektet avblendes fra i det vesentlige alt direkte lys fra lysrørene 6, indikert med grenselinjene R i figur 2. Lysrørene er fortrinnsvis av en type tilsvarende Osram nr. 12-950 (55W, ca. 5800 Kelvin). I figur 1 og 3 er det videre vist en betjeningsluke 15 for adkomst til lysrommet L. Belysningsboksen 1 er under bruk i det vesentlige lukket for innkommende utvendig lys.

I objektrommet O er det videre anordnet en åpning 9 for observasjon av objektet. Den i figurene viste åpningen 9 er anordnet i et sentralt område av lysmembranen 5, for med et kamera 10 plassert i lysrommet L å avfotografere objektet, idet det er tilveiebrakt lysugjennomtrengelige, ikke-reflekterende midler 11 i form av en svart belg som danner en kanal mellom kameraets 10 objektivåpning 12 og åpningen 9 i lysmembranen 5 .

Bunnplaten 4 i objektrommet er fortrinnsvis tilordnet en skuff 13 for innsetting og uttagning av objektet. På denne er det igjen fordelaktig anordnet et løst brett 14 for plassering av objektene.

Som et ikke vist alternativ kan kameraet 10 være anordnet på topplaten 3, og en åpning for kameraets 10 objektivåpning 12 være anordnet i topplaten 3. Det er også tenkelig at åpningen 9 til objektrommet O i stedet kan være anordnet gjennom en av sideveggene 2, og at ikke viste prismer eller speil i objektivrommet O muliggjør observasjon eller avfotografering av objektet. Muligens kan brettet 14 for plassering av objektet være skrått anordnet på bunnplaten 14, som kan muliggjøre en direkte observasjon eller avfotografering av objektet gjennom en åpning i en av sideveggene 2 til objektrommet

O.

Innsiden av topplaten og bunnplaten er fordelaktig matt svart, og innsiden av sideveggen er fortrinnsvis hvit eller svart, selv om dette ikke fremgår av tegningene.

Videre, som vist i figur 5, er det fordelaktig anordnet en hylseformet skjerm 16 av nevnte Opal plast rundt hvert av lysrørene for ytterligere å spre lyset.

I en fordelaktig utførelsesform av belysningsboksen 1 er sideveggene 2 og bunnplaten rektangulære, og der bunnplaten 4 har en langside og en kortside. Langsiden har en innvendig lengde lik 90 cm og kortsiden har en innvendig lengde lik 62 cm, som tilsvarer lengden og bredden av avblendingsrammen 7. Avblendingsrammen har en tykkelse, målt i plan med lysmembranen 5, lik 10 cm. Videre er høyden mellom innerbunnen av skuffen 13 og lysmembranen 5 lik 51 cm, og høyden mellom lysmembranen 5 og innsiden av topplaten 3 lik 20 cm. Den sentrisk anordnede åpningen 9 i lysmembranen er kvadratisk, og med bredde og lengde lik 14,5 cm. I denne utførelsesformen av belysningsboksen 1 er fire lysrør med de ovenfor angitte spesifikasjoner anordnet, ett langs hver sidevegg. 2. En hylseformet skjerm 16 av nevnte Opal plast med en ytre diameter lik 5 cm er anordnet rundt hvert av lysrørene 6. Skjermen 16 er 2- 3 cm lengre enn lysrøret 6, og strekker seg således forbi lysrøret 6 i hver ende av dette. Tykkelsen av lysmembranen 5 og skjermen 16 er ca. 3 mm.

I ovennevnte utførelsesform er alle lysrørene 6 plassert i nøyaktig samme høyde i belysningsboksen 1, og alle reflekterende flater fra lysrør 6, kamera 10, vegger 2 og topplate 3 er tildekket, idet dette anses som viktige forhold for et best mulig resultat.

I et utførelseseksempel basert på ovennevnte utførelsesform har belysningsboksen 1 i henhold til den foreliggende oppfinnelse blitt benyttet til verifisering av prediksjonslikninger for visuell farge, pigmentinnhold og fettinnhold i laks, idet disse kriteriene er viktige ved kvalitetsklassifisering av laksen, og som dermed i sterk grad påvirker grossistsprisen for denne. Det skal her nevnes at fargevurdering av laks tidligere har blitt visuelt utført av søker ved bruk av den innledningsvis beskrevne skrettingboksen, og ved manuell sammenlikning av hver laksefilet med en fargelinjal fra Roche.

Utgangspunktet for beregning av prediksjonsligninger for visuell farge, kjemisk innhold av pigment og fett har vært basert på RGB-verdier fremkommet ved beregnet av gjennomsnittverdier i et definert større område på laksefiletene. Laks har et varierende farge og fettinnhold avhengig av hvor på laksen man måler. Laks har sterkere visuell farge og et høyere pigmentinnhold bak i forhold til foran på fisken, mens det motsatte gjelder for fett. Søker har derfor valgt å benytte det området av fisken som er beskrevet i Norsk Kvalitet Snitt (NKS, NS 9401). Dette er området mellom gattåpningen og ryggfinnen på fisken. Gjennomsnittlige RGB-verdier måles i et ellipseformet område over ryggraden (sentrert mht. langsgående muskelsegmenter), og dekker hele lengderetningen av NKS-området.

Innledningsvis for å dokumentere en sammenheng mellom den fargeskalaen (Roche fargelinjal) som i dag anvendes til visuell bedømmelse av laks og søkers RGB-verdier ble seks stk. fargelinjaler fotografert seks ganger. Mellom hvert bilde ble posisjonene av de individuelle linjalene endret slik at alle enkeltlinjaler hadde alle posisjoner i bildet. Siden hver linjal består av 15 fargenyanser av rødt (fargenr. 20 - 34) blir dette totalt 540 enkeltobservasjoner. En regresjonsanalyse basert på RGB-verdiene fra alle 540 enkeltobservasjonene viste en statistisk sikker (p<0,0001) sammenheng mellom RGB-verdiene fremkommet ved søkers bildeanalyse og den kommersiell fargeskalaen utviklet av Roche til bruk ved visuell bedømmelse av farge på laksefisk (se figur 6). Av den totale variasjonen i rødfarge som er i den kommersielle fargelinjalen fra Roche, klarer søker å forklare 98.6% (R<2>) med systematiske endringer i målte RGB-verdier. Med andre ord en tilnærmet eksakt fargegjengivelse.

Det finnes dermed vitenskapelig grunnlag for å hevde at søkers standardisering og lyssetting av belysningsboksen gir grunnlag for å skille nyanser i rødfarge og dermed objektivt å kunne bedømme visuell farge på laksen i samsvar med de fargeverdier som benyttes av Roche.

Som et bevis på anvendeligheten av belysningsboksen ble det gjort en undersøkelse av et fiskemateriale der man forventet stor spredning i kvalitetsegenskaper. Tolv laks fordelt på vektklassene 1,2 ,3 og 4 kilo ble fotografert og analysert mht. RGB-verdier i NKS-området og i et tilsvarende område foran ryggfinnen. Hver laks ble således analysert på to ulike steder for om mulig også å kunne dokumentere variasjoner innen laks, totalt 24 observasjoner. De samme områdene av fisken ble analysert mht. visuell farge, kjemisk pigment og fettinnhold.

Ved regresjonsanalyse ble det funnet en statistisk sikker sammenheng (p<0,0001) mellom målte RGB-verdier og visuell bedømmelse av farge på laksen. Av den totale variasjonen i visuell bedømt rødfarge i hht. den kommersielle fargelinjalen fra Roche forklares 89.3% (R<2>) med endringer i målte RGB-verdier (se figur 7).

Som for visuell farge ble det påvist en statistisk sikker sammenheng (p<0,0001) mellom målte RGB-verdier og kjemisk innhold av pigment i laksen. Av den totale variasjonen i pigment (spennvidde 3,5-10,0 mg/kg) forklarte målte RGB-verdier 85,6% av analyserte kjemiske verdier (se figur 8).

Det ble også påvist en statistisk sikker sammenheng (p<0,0001) mellom målte RGB-verdier og kjemisk innhold av fett i laksen. Av den totale variasjonen i fettinnhold (spennvidde 7,6 - 23,3 %) forklarte målte RGB-verdier 64,5% av analyserte kjemiske verdier (se figur 9).

Den noe lavere sammenhengen til analyserte verdier sammenlignet med Roche linjalen kan ha sammenheng med at i motsetning til fargelinjalen er alle analyser belastet med analysevairasjoner.

For å undersøke om fotostandardiseringen klarte å påvise forskjeller i fett og farge foran og bak på laksen, og å sammenligne analyserte og RGB-predikerte verdier ble det gjort sammenligninger innen fisk. I figur 10 sees et meget godt samsvar mellom analyserte og RGB-predikerte verdier, og at begge viser at laksen har et høyere fettinnhold foran enn bak, mens det motsatte ble vist for både visuell og kjemisk farge.

Kravspesifikasjonene for kameraet er for ovennevnte utførelseseksempel at blender- og lukkerverdiene ikke forandres fra bilde til bilde, og at CCD-brikken (charge-coupled device) holdes ved stabil temperatur slik at RGB-verdiene ikke forandrer seg under eksponering.

I utførelseseksempelet ble det derfor benyttet et kamera av typen Sinarback 23HR, 2000x3000 pixels, 1-4-16 skudd med piezoplate for sann RGB fargeregistrering. CCD-brikken er holdt på stabil temperatur med Peltier-element og vifte. Det ble benyttet en CCD-brikke med Bayer-mønster og 36 MB råfilter med 14 bit fargedybde. Kamerasystemet har mulighet for nøyaktig fargekalibrering og shadingfunksjon. Kalibrering skjer via et Gretag Mackbeths fargekort for 24 farger, og objektivets glassujevnheter utliknes via nevnte shadingfunksjon. Lukkersystemet i Sinarcam 2-enheten har meget stor nøyaktighet med hensyn til blenderstyring og lukkertidsrepeterbarhet. Kameraets styringsprogram (Mac-basert) gir store muligheter for kontroll og utstyring av bildefiler. Omgivelsesarbeidstemperaturen er innenfor området +5 - +45°C, og den relative fuktigheten er innenfor området 5-80 %.

For utførelseseksempelet var kameraet 10 anordnet på topplaten 3, dvs. utenfor belysningsboksen 1, en åpning for kameraets 10 objektivåpning 12 var anordnet i topplaten 3, en ytterligere åpning 9 var anordnet i senter av lysmembranen 5 og en svart, kanaldannende belg 11 var anordnet mellom de to åpningene, som beskrevet tidligere i beskrivelsen.

Claims (10)

1. Belysningsboks (1) for sann, reproduserbar fargegjengivelse av et objekt, innbefattende sidevegger (2), en topplate (3) og en bunnplate (4), hvor det mellom topplaten (3) og bunnplaten (4) er anordnet en lysmembran (5) som deler belysningsboksen (1) i et lysrom (L) over lysmembranen (5) og et objektrom (O) under lysmembranen (5), hvilken lysmembran (5) slipper gjennom og sprer lys fra et antall lyskilder (6) anordnet i lysrommet (L), karakterisert ved at lysmembranen (5) er tilordnet en i det vesentlige lysugjennomtrengelig avblendingsramme (7) tilgrensende sideveggene (2), med antallet lyskilder (6) fordelt langs sideveggene (2) i en slik avstand fra sideveggene (2) og fra avblendingsrammen (7) at et område (8) for plassering av objektet avblendes fra i det vesentlige alt direkte lys fra antallet lyskilder (6) , og at det videre er anordnet en åpning (9) i objektrommet (O) for observasjon av objektet.

2. Belysningsboks i henhold til krav 1, karakterisert ved å være i det vesentlige lukket for utvendig lys.

3. Belysningsboks i henhold til et av de ovenstående krav, karakterisert ved at lysmembranen (5) er anordnet i det vesentlige parallelt med bunnplaten (4).

4. Belysningboks i henhold til et eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at åpningen (9) er i form av hull i et sentralt område av lysmembranen (5) for med et kamera (10) plassert på topplaten (3) å avfotografere objektet, og at det videre er tilveiebrakt lysugjennomtrengelige, ikke-reflekterende midler (11) som danner en lukket kanal mellom kameraets (10) objektivåpning (12) og hullet i lysmembranen (5).

5. Belysningsboks i henhold til et eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at antallet lyskilder (6) er i form av et antall lysrør, fortrinnsvis av en type med spesifikasjoner 55W, ca. 5800 Kelvin.

6. Belysningsboks i henhold til et eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at bunnplaten (4) i objektrommet (O) er tilordnet en skuff (13) for innsetting og uttagning av objektet.

7. Belysningsboks i henhold til et eller flere av de ovenstående krav, karakterisert ved at innsiden av topplaten (3) og bunnplaten (4) er matt svart, og at innsiden av sideveggene (2) er hvit eller svart.

8. Belysningsboks i henhold til et eller flere av kravene 4-7, karakterisert ved at kameraets (10) blender- og lukkerverdier ikke forandres fra bilde til bilde og at kameraets CCD-brikke er holdt ved stabil temperatur slik at RGB-verdier ikke forandres under eksponering.

9. Belysningsboks i henhold til et eller flere av kravene 5-8, karakterisert ved at en hylseformet skjerm (16) av diffusormateriale omgir hvert av antallet lysrør (6).

10. Belysningsboks i henhold til et eller flere av kravene 5-9, karakterisert ved at antallet lysrør (6) er fire.