TWM532167U - 自動化烘焙監控裝置 - Google Patents

Description

自動化烘焙監控裝置

本新型是關於一種烘豆裝置，特別是一種有關於利用影像處理來修正烘焙過程的自動化監控裝置。

咖啡獨特的香氣、酸度、甘甜及其特殊口感，別具風味，然而影響咖啡口感的因素眾多，包括咖啡豆的品種、產地、咖啡果實採收後的處理方式、烘焙度、新鮮度、研磨、水質、溫度等因素，各種微妙的變化都會對咖啡的味道產生關鍵性的影響。其中，又以咖啡豆的烘焙過程占有決定性的影響。

烘豆技術看似簡單，實際上卻是需要經驗累積的一門高深藝術，其係透過火候的控制、時間的掌握以及合適的溫度等操作，並同時藉由觀色、辨音、嗅味來研判咖啡豆的烘焙程度，如此才得以烘焙出高品質的咖啡豆。然而，市面上常見的烘豆設備在烘焙的過程中，火侯控制不易，需烘焙師隨時在側監控溫度變化，以便於量身製作獨特的烘焙曲線。而且，即便是每個階段的烘焙程序皆由同一位烘焙師來操作，仍有可能因為人為判斷上的些微誤差，而導致每一次的烘焙品質無法維持一致性。

又加上豆子本身對環境變數相當敏感，即使是同一款豆子且依照已訂好烘焙曲線操作，也可能會因為天氣、濕度、溫度等環境因素的改變，而不能穩定地烘焙出一批批品質相同的豆子。此時，還是得仰賴烘焙師的經驗以及成熟的烘焙技術，及時地微調烘焙曲線，才可達到預期的烘焙品質。

有鑒於此，有必要提供一種有別於以往需要大量人力操作、高勞動成本的技術，以克服上述困境，並且同時兼顧烘培品質穩定性 的提升之需求。

本新型提供一種自動化烘焙監控裝置，應用於一烘焙設備上，其包括一影像擷取裝置、辨識處理裝置以及控制裝置，其中影像擷取裝置連接辨識處理裝置，辨識處理裝置連接控制裝置。影像擷取裝置設置於該烘焙設備上，較佳地係設置於鄰近烘焙裝置的一觀察口上。影像擷取裝置連續擷取該烘焙設備內的數個影像訊。其中，每一組影像訊息分別包括有一時間點以及該時間點所對應的一影像

辨識處理裝置連接影像擷取裝置並接收該些影像訊息，辨識處理裝置具有一儲存單元、一比對單元及一判斷單元，其中儲存單元具有數組烘焙計劃資料，每一組烘焙計劃資料分別包括有一時間、該時間所對應的一烘焙溫度及一烘焙度。比對單元連接儲存單元，比對單元分別將該些影像訊息與該儲存單元中的該些烘焙計劃資料進行比對，並產生一顏色比對結果。較佳地，比對單元係比對同一時間點上，該些影像訊息中的該影像與儲存單元中的烘焙度。

判斷單元連接比對單元，判斷單元依據該顏色比對結果判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙狀態。較佳地，根據顏色比對結果，判斷單元判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙溫度。或者亦可以，判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙時間。

控制裝置連接辨識處理裝置，控制裝置接收由該判斷結果，並依據該判斷結果控制該烘焙設備內的烘焙狀態。

較佳地，本新型之控制裝置更包括一烘焙異常通報單元，該烘焙異常通報單元接收該判斷結果為需要調整烘焙設備內的烘焙狀態時，傳送一提醒訊號至一顯示器上。

本新型之自動化烘焙監控裝置具有眾多優勢，除了可以動自動監控並及時微調整烘焙設備內的烘焙狀態，而且可以提高烘焙的穩定性，成功地複製出多批次品質相同且符合烘焙計劃曲線的咖啡豆，進而提 升市場的競爭力。

100‧‧‧自動化烘焙監控裝置

102‧‧‧烘焙設備

102a‧‧‧烘焙設備

104‧‧‧影像擷取裝置

106‧‧‧電腦裝置

200‧‧‧辨識處理裝置

202‧‧‧儲存單元

204‧‧‧比對單元

206‧‧‧判斷單元

300‧‧‧控制裝置

A‧‧‧曲線

B‧‧‧曲線

第一圖，為本新型之自動化烘焙監控裝置的一實施例。

第二圖，為本新型之自動化烘焙監控裝置的一示意圖。

第三圖，為本新型一實施例之咖啡豆烘焙曲線記錄示意圖。

請參閱第一圖，本新型之自動化烘焙監控裝置100的一實施例，第二圖，為本新型之自動化烘焙監控裝置的一示意圖，係適用於一烘焙設備102上。如第一圖所示，烘焙設備102係以一咖啡豆烘焙設備102為說明解釋，但並不限定本新型的保護範圍。

如第一圖所示，自動化烘焙監控裝置100包括有：烘焙設備102、影像擷取裝置104、辨識處理裝置200以及控制裝置300，其中影像擷取裝置104連接辨識處理裝置200，辨識處理裝置200連接控制裝置300。烘焙設備102有一本體及一觀察口102a。其中辨識處理裝置200以及控制裝置300可以是安裝于一電腦裝置106內，例如一電腦主機或筆記型電腦，但並不用以限定保護範圍。

影像擷取裝置104設置於鄰近一咖啡豆烘焙裝置102上，例如可配置在鄰近咖啡豆烘烘焙設備102的觀察口102a上，以利於影像擷取裝置104擷取烘焙設備102內烘焙過程中的咖啡豆之影像訊息。值得注意的是，影像擷取裝置104的位置設置可依需求調整，只要能清楚擷取到烘焙設備102內烘焙過程中的咖啡豆影像即可。

其次，影像擷取裝置104可於一段時間內連續擷取烘焙設備102內之多個影像訊息，其中每一組影像訊息分別包含有一時間點以及此時間點所對應的一影像。在另一較佳實施例中，影像擷取裝置104更包括有一發光單元(未繪示)，發光單元能提供影像擷取時所需要的光線。

辨識處理裝置200包括有儲存單元202、比對單元204以及判斷單元206。儲存單元200連接比對單元204，比對單元204連接判斷單 元206。其中，儲存單元200儲存有數組烘焙計劃資料，每一組烘焙計劃資料分別包含有一時間、此時間所對應的一烘焙溫度與一烘焙度。又，此等時間與其所對應的烘焙溫度可定義成一烘焙曲線記錄，如第三圖所繪示一實施例之咖啡豆烘焙曲線記錄示意圖，其中，曲線A(即實線)為預先定義好的烘焙計劃曲線，曲線B(亦即虛線)則表示自動烘焙過程中咖啡豆的烘焙曲線。而前述的烘焙度，意指咖啡豆烘焙程度的顏色表現，其可依需求自行定義咖啡豆色澤分佈(例如採用適用於咖啡烘焙度的色卡)；或者，也可以根據美國咖啡協會(Specialty Coffee Association of America，簡稱SCAA)的烘焙度標準來認定，其係採用紅外線焦糖化測定儀(Agtron)來量測咖啡豆的色澤，並且將測定出來的焦糖化分析數值(Agtron number)定義在0至100之間，數值愈高表示焦糖化低、色澤灰白、烘焙愈淺，反之，數值低代表焦糖化高、色澤黑亮、烘焙愈深。值得注意的是，上述烘焙度之認定僅供參考說明，不論是自定義色卡、或是依照Agrton定義的色卡，更或者是其他烘焙度標準認定，都可依需求調整、選用，其並非用以限定本新型之範圍。

比對單元204能將影像擷取裝置104擷取到的數個影像訊息，分別與儲存單元202中所儲存的烘焙計劃資料進行比對，並產生一顏色比對結果。所述的影像訊息的比對，是指同一時間點上的每一個影像，分別與烘焙計劃資料中的該時間點所對應的烘焙度進行比對。詳言之，比對的方式可以是比對單元204先分辨出每一影像訊息中所包含的一個時間點以及此時間點所對應的影像，接著，再比對此影像與儲存單元202中同一時間點上所對應到的烘焙度，以得到一顏色比對結果。舉例說明，假設擷取到的一影像的分析值為85，此時，比對單元204會將其比對烘培計劃資料中同一時間點的烘焙度，例如數值為75，則比對結果顯示比對數值偏大。反之，如果影像分析值為68，則比對單元204的比對結果會顯示數值偏小。值得一提的是，前述比對單元204要依據何種影像比對標準，並給出何種比對結果，例如數值偏大/偏小，或者是數值是否有誤差等，乃屬本領域通常知識者能夠依需求不同而加以變化調整，在此僅舉例說明，並不用以限定本新型之範圍。

最後，比對單元204再將顏色比對數值的結果傳送至判斷單元206。

判斷單元206接收顏色比對結果，並且依據此結果中的顏色比對數值，判斷是否需要微調整烘焙設備的烘焙狀態，並輸出一判斷結果。承接上述例子繼續舉例說明，當接收到的顏色比對結果顯示『數值偏大』時，則判斷單元206判斷出此時間點的烘焙火侯過大，烘焙過度，應修正火侯，予以降低烘焙裝置內的烘焙溫度，並輸出一『降低火侯』判斷結果。反之，如顏色比對結果顯示『數值偏小』，則判斷單元206判斷出此時間點的烘焙火侯過弱，烘焙不足，應修正火侯，予以提升烘焙裝置內的烘焙溫度，並輸出一『提高火侯』判斷結果。值得一提的是，判斷單元206要依據何種判斷標準，並給出何種判斷結果，例如前述所及的數值偏大/偏小時便產生降低/提高火侯的結果，或者，也可採用數值誤差達到一預定值時便產生降低/提高火侯的結果等方式，乃屬本領域通常知識者能夠依需求不同而加以變化調整，在此僅舉例說明，並不用以限定本新型之範圍。

此外，判斷單元206根據顏色比對結果，亦可選擇性地判斷是否需要微調整烘焙設備內的烘焙時間。承接上述例子繼續舉例說明，當接收到的顏色比對結果顯示『數值偏小』時，則判斷單元206判斷出此時間點的烘焙不足，以延長烘焙時間的方式來符合預期的烘焙狀態，並輸出一『延長時間』判斷結果。例如，在第11分鐘時的顏色比對結果顯示『數值偏小』，此時，判斷單元206判斷烘焙不足，在不改變烘焙溫度(火候)的情況下，延長咖啡豆的烘焙時間，例如需延長20秒才能達到相同時間(第11分鐘)中烘焙計劃曲線的烘焙度。其次，在延長烘焙時間的過程中，例如可以每5秒鐘為一單元，令比對單元204再次比對烘焙計劃曲線，判斷單元206則根據比對結果判斷出該延長多久時間才能符合預期的烘焙狀態。值得一提的是，判斷單元206要依據何種判斷標準，並給出何種判斷結果，例如上述所及的延長烘焙時間等結果，乃屬本領域通常知識者能夠依需求不同而加以變化調整，在此僅舉例說明，並不用以限定本新型之範圍。

控制裝置300接收自判斷單元206所輸出的判斷結果，並執行此該判斷結果，以控制烘焙設備內的烘焙狀態。如此一來，便能及時修正烘焙過程中的烘焙度，使得烘培曲線符合預期的烘焙計劃曲線，如第三圖中的曲線B所示。此外，控制裝置300更包括有一烘焙異常通報單元，此烘焙異常通報單元接收到判斷結果為『降低火侯』或是『提高火侯』等 需要調整烘焙設備內的烘焙狀態之異常時，輸出一提醒訊號至一顯示器上，例如可以是烘焙師的手機螢幕、或者是電腦的顯示屏幕，供烘焙師及時參考。

從上面說明可知，本新型之自動化烘焙監控裝置100，同時兼具自動化監控烘焙裝置內的烘焙狀態以及能及時動態地微調整其內的烘焙溫度之優勢。如此，不僅能降低人力成本，並且可同時提高烘焙穩定度及品質，從而提升產品的市場競爭力。

惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍，凡是依本創作申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本專利涵蓋之範圍內。

100‧‧‧自動化烘焙監控裝置

102‧‧‧烘焙設備

102a‧‧‧烘焙設備

104‧‧‧影像擷取裝置

106‧‧‧電腦裝置

Claims (8)

1. 一種自動化烘焙監控裝置，包括：一烘焙設備，包含有一本體；一影像擷取裝置，設置於鄰近該烘焙設備之該本體上，影像擷取裝置連續擷取該烘焙設備內的數個影像訊息；一辨識處理裝置，連接該影像擷取裝置並接收該些影像訊息，該辨識處理裝置具有一儲存單元、一比對單元及一判斷單元，其中該儲存單元具有數組烘焙計劃資料，每一組烘焙計劃資料分別包括有一時間、該時間所對應的一烘焙溫度及一烘焙度，該比對單元連接該儲存單元，該比對單元分別將該些影像訊息與該儲存單元中的該些烘焙計劃資料進行比對，並產生一顏色比對結果，該判斷單元連接該比對單元，該判斷單元依據該顏色比對結果判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙狀態；以及一控制裝置，連接該辨識處理裝置，該控制裝置接收該判斷結果，並依據該判斷結果控制該烘焙設備內的烘焙狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘培監控裝置，其中該判斷裝置判斷該烘焙設備內的烘焙狀態包含判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙溫度。
3. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘培監控裝置，其中該判斷裝置判斷該烘焙設備內的烘焙狀態包含判斷是否調整該烘焙設備內的烘焙時間。
4. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘培監控裝置，其中該影像擷取裝置具有一發光單元。
5. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘培監控裝置，其中每一組影像訊息分別包括有一時間點以及該時間點所對應的一影像。
6. 如申請專利範圍第5項所述的自動化烘焙監控裝置，其中該比對單元比對同一時間點上，該些影像訊息中的該影像與該儲存單元中的該烘焙度。
7. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘焙監控裝置，其中該控制裝置更包括有一烘焙異常通報單元，該烘焙異常通報單元接收該判斷結果為需要調整烘焙設備內的烘焙狀態培溫度時，傳送一提醒訊號信息至一顯示器上。
8. 如申請專利範圍第1項所述的自動化烘焙監控裝置，其中該烘焙設備有一觀察口，該影像擷取裝置係設置於鄰近該烘焙設備的該觀察口上。