品質測定装置
【課題】コンベアで搬送される測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置の判別率を向上する。
【解決手段】搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器２１Ｅ、測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器２１Ｒ、並びに、分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置５からなる品質測定部４とを備えた品質測定装置であり、品質測定部４の上流側の撮像部２と、撮像部２により撮像した測定対象物の画像データを用いて測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置５とを備え、品質測定部４により測定対象物の品質を推定する際に前記画像解析情報を利用する。
【解決手段】搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器２１Ｅ、測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器２１Ｒ、並びに、分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置５からなる品質測定部４とを備えた品質測定装置であり、品質測定部４の上流側の撮像部２と、撮像部２により撮像した測定対象物の画像データを用いて測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置５とを備え、品質測定部４により測定対象物の品質を推定する際に前記画像解析情報を利用する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアで搬送される測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置に関わり、更に詳しくは、方向、形状、大きさ、色、部位等により品質が変動する、例えば青果物、魚及び肉等の食品である測定対象物の品質測定に適した品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から測定対象物に光を照射し、透過光又は反射光を分光した上で光量を測定する拡散透過方式又は拡散反射方式の品質測定装置があり、例えば拡散透過方式のものとして、コンベアで搬送される測定対象物に光源から照射した光の透過光を回折格子で分光し、必要とする波長の分光をラインセンサにより測定し、該測定値を信号処理及び制御装置により演算処理及び波形分析するとともに、品質を評価するための検量線を用いて演算処理することにより、前記測定対象物の品質をオンラインで測定するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２２９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図９は、測定対象物が玉ねぎである場合において、その芽の方向による受光強度（受光器が受ける玉ねぎからの透過光の強度）の変化を示したものであり、芽が上側（図１０（ａ）参照。）及び玉ねぎＶの搬送方向（図中矢印Ａ参照。）に向かって前側（図１０（ｂ）参照。）にある場合に対して、前記搬送方向に向かって芽が右側（図１０（ｃ）参照。）及び左側（図１０（ｄ）参照。）にある場合では、特に長波長領域で受光強度が大きく減少している。
【０００４】
この現象は、玉ねぎの芽及び根付近の組織が密に詰まっていることにより生じるものであり、このような方向により受光強度が異なる測定対象物に対して従来の品質測定装置により品質測定を行うと、品質測定結果が実際の品質と一致しない前記測定対象物の方向が存在するため、判別率が低下する。
【０００５】
また、表面付近に障害が存在する測定対象物に対して従来の品質測定装置により品質測定を行うと、その障害の位置によって、表面付近の障害の情報が測定対象物を透過する光又は反射する光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合があるため、判別率が低下する。
【０００６】
このように、その方向及び部位（表面障害部分）、あるいは、その形状、大きさ及び色等によって品質が変動する測定対象物の品質測定を従来の品質測定装置により行った場合に、判別率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、その方向、形状、大きさ、色、部位等により品質が変動する測定対象物の品質測定において、判別率を向上することができる品質測定装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る品質測定装置は、前記課題解決のために、測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなるものである。
【０００９】
ここで、前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなると好ましい。
【００１０】
また、表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなると好ましい。
【００１１】
さらに、前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定すると好ましい。
【００１２】
さらにまた、前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定すると好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る品質測定装置によれば、測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなるので、その方向、形状、大きさ、色又は部位等により品質が変動する測定対象物の品質測定において、該測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の有用な画像解析情報を利用して品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００１４】
また、前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなると、例えば測定対象物が玉ねぎである場合において、前記画像解析情報として、玉ねぎの芽が受光側又は光源側にある場合とそれ以外の場合とにより異なる値とした方向情報を採用し、この方向情報も説明変数とすることにより、組織が密に詰まっている芽及び根付近を光が透過する際における光量の減少を考慮しながら、玉ねぎの品質を評価するための検量線を作成することができる。
【００１５】
よって、玉ねぎのような、その方向により受光強度が変動する測定対象物の判別率を向上することができる。
【００１６】
さらに、表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなると、前記効果に加え、表面障害の情報が透過光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合等を少なくすることができるため、判別率をさらに向上することができる。
【００１７】
さらにまた、前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定すると、前記効果に加え、前記画像解析情報により最適な検量線を用いて品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００１８】
また、前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定すると、前記効果に加え、前記画像解析情報を用いて前記測定対象物における評価したい品質に適した測定部位を選択して測定することにより、評価したい情報の精度を高めながら効率的な品質測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。なお、本明細書においては、本発明の品質測定装置によりオンラインで品質が測定される測定対象物の例として示す玉ねぎＶの搬送方向（図中矢印Ａ参照。）を前、その反対側を後とし、左右は前方に向かっていうものとし、左方から見た図を正面図とする。
【００２０】
図１〜図７は、本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成説明図であり、図１は斜視図、図２は図１においてカバー７を取り外した状態を示す斜視図、図３は同じく正面図、図４は撮像部２を拡大して示す正面図、図５は同じく平面図、図６は同じく後方から見た図、図７はサイズ測定部３及び品質測定部４の構成を示す概略平面図である。
【００２１】
図１〜図３において、搬送部１を構成する搬送ベルト１Ａの前後を切断して示しているが、搬送ベルト１Ａは無端状のものであり、基台６に対して、その前後に位置し、左右方向軸まわりに回転可能に支持された図示しない駆動プーリと従動プーリとに掛け渡されており、駆動プーリに連結されたモータを一定速度で回転することにより、駆動プーリ及び従動プーリが一定速度で回転することから、無端状の搬送ベルト１Ａの上側部分が一定速度で搬送方向（図中矢印Ａ参照。）へ移動するため、該搬送ベルト１Ａ上に載置された玉ねぎＶ，…が搬送方向へ一定速度で搬送される。
【００２２】
また、図２に示す詳細は後述する撮像部２、サイズ計測部３及び品質測定部４に対し、これらを被うように、基台６上に固定された支持枠２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにカバー７を取り付けた図１に示す状態では、カバー７の前後の開口８，８に短冊状の遮光カーテン９，９が取り付けられているため、カバー７の内部への外光の侵入が抑制される。
【００２３】
図２、図３及び図７に示すように、本発明の実施の形態に係る品質測定装置は、前記のとおりの玉ねぎＶ，…を搬送する搬送部１と、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶをオンラインで撮像する撮像部２と、撮像部２の下流側に設置された、玉ねぎＶのサイズをオンラインで計測するサイズ計測部３と、サイズ計測部３の下流側に配置された、玉ねぎＶに所定波長の光（例えば近赤外光）を照射する投光器２１Ｅ、玉ねぎＶからの透過光を分光処理する受光器２１Ｒ、並びに、撮像部２の画像データを後述するように画像処理するとともに、分光光量検出器であるラインセンサ３２の蓄積時間をサイズ計測部３による玉ねぎＶのサイズ計測値に合わせて調節し、ラインセンサ３２の測定値を演算処理及び波形分析し、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線（判別式）を用いて演算処理する、筐体１０に内装された画像・信号処理及び制御装置５からなる品質測定部４とを備えている。
【００２４】
なお、撮像部２及びサイズ計測部３は、品質測定部４の投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒよりも上流側に位置していればよく、撮像部２をサイズ計測部３よりも下流側に設置してもよい。
【００２５】
次に、図７を参照して品質測定部４を構成する投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒ並びにサイズ計測部３について説明する。
【００２６】
投光器２１Ｅは、玉ねぎＶ，…の搬送経路に沿って、搬送ベルト１Ａの例えば左側に設置されており、遮光性の光源ケース２２、光源ケース２２の側面に取り付けられた光源であるハロゲンランプ２３、ハロゲンランプ２３からの光を反射する、光源ケース２２内に固定された反射鏡２４、光源ケース２２の右側に形成された投光口２２Ａの内側（左側）に設置された集光レンズ２５、及び、図示しないソレノイド等のアクチュエータにより開閉操作され、測定休止時等に不必要な光が照射されるのを防止するための光源用シャッタ２６等からなる。
【００２７】
また、受光器２１Ｒは、玉ねぎＶ，…の搬送経路に沿って、搬送ベルト１Ａの例えば右側に、前記投光器２１Ｅに対向するように設置されており、遮光ケース２７、遮光ケース２７の左側に形成された光通過口２７Ａの内側（右側）に設置された集光レンズ２８、集光レンズ２８から順次右側へ設置された、可視光カットフィルタ２９Ａ、スリット２９Ｂ、測定光を受光する状態（図７に示す開状態）、オフセット取得用シャッタ（黒色シャッタ）３０Ａによりラインセンサ３２の暗電流を測定する状態、及び、ＮＤフィルタ（ニュートラルデンシティフィルタ）３０Ｂによりリファレンス光を受光する状態を切り替えるシャッタ駆動用アクチュエータ３０、フラットフィールド凹面型の回折格子３１、並びに、回折格子３１により分光されライン上に焦点を結んだ各分光の光量を一括して読み取る、マルチチャンネル分光光量検出器である電荷蓄積方式のラインセンサ３２等からなる。
【００２８】
玉ねぎＶの品質測定時において、光源用シャッタ２６の開放時には、投光器２１Ｅの集光レンズ２５により集光された光が、光源ケース２２の投光口２２Ａから、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶへ照射され、玉ねぎＶからの透過光が受光器２１Ｒの遮光ケース２７の光通過口２７Ａから内部へ達し、集光レンズ２８によりスリット２９Ｂの位置に収束された前記透過光が回折格子３１により分光され、ラインセンサ３２により必要とする波長の分光が測定される。
【００２９】
このように測定された測定値は、画像・信号処理及び制御装置５（図１〜図３参照。）により演算処理及び波形分析され、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線を用いて演算処理され、玉ねぎＶの品質が測定される。
【００３０】
品質測定部４の投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒの上流側に設置されるサイズ計測部３に用いられるセンサは、例えば発光素子１８及び受光素子１９からなる透過型フォトセンサであり、該センサが検出状態になった時から非検出状態になった時までの時間及び玉ねぎＶの搬送速度から、画像・信号処理及び制御装置５により玉ねぎＶのサイズを演算により求め、この演算値に基づいて、受光器２１Ｒ内のシャッタを開くタイミング（測定開始のタイミング）を搬送されてくる玉ねぎＶの到着に合わせるように、画像・信号処理及び制御装置５がシャッタ駆動用アクチュエータ３０を制御する。
【００３１】
次に、図２〜図６を参照して撮像部２の構成及び撮像部２で撮像した画像データの画像処理について説明する。
【００３２】
撮像部２は、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶを上側から撮像するカメラ１１と、カメラ１１の下側の矩形フレームの前後左右の各辺にそれぞれ２灯ずつ固定され、玉ねぎＶに向くように、玉ねぎＶを上側前後左右から照らす照明１２，…及びカメラ１１のシャッタのタイミングをとるためのフォトセンサ１３等からなる。
【００３３】
また、カメラ１１には、そのレンズ１４の下側に偏光フィルタ１５が取り付けられ、照明１２には、そのＬＥＤユニット１６の下側に偏光フィルタ１７が取り付けられる。
【００３４】
そして、このような撮像部２によりオンラインで撮像された玉ねぎＶの画像データは、画像・信号処理及び制御装置５に送られ、画像・信号処理及び制御装置５により、玉ねぎＶの方向を検出するための画像処理及び玉ねぎＶの表面障害を抽出するための画像処理が行われる。
【００３５】
すなわち、撮像部２により撮像した玉ねぎＶの画像データを、例えばモノクロ２値画像として玉ねぎＶの輪郭を抽出し、この輪郭に楕円をカーブフィッティングし、この楕円の長軸の方向を求めることにより玉ねぎＶの方向（芽の方向）を求めることができる。
【００３６】
例えば、楕円中心から全方向に対して、楕円周までの距離及び玉ねぎＶの輪郭までの距離を求め、これらの距離の差が最大となる方向に芽があるとする。
【００３７】
なお、玉ねぎＶの芽が上を向いている場合、楕円と輪郭の誤差が少なくなるため、この誤差が所定値以下の場合に玉ねぎＶの芽が上を向いているとする。
【００３８】
また、撮像部２により撮像した玉ねぎＶの画像データを、例えばＲＧＢ表色系から、人間の視覚に近い判別が可能になる色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）及び明度（Ｖ）からなるＨＳＶ表色系へ変換し、表面障害（腐り）がない部分の明度（Ｖ）が６０〜２５５であるのに対し、表面障害部分の明度（Ｖ）は表面障害（腐り）がない部分の明度よりも暗く、６０〜１５０程度であるため、この明度の差に着目して表面障害部分を抽出することができる。
【００３９】
なお、このように抽出した表面障害部分の面積の全体の面積に対する比率から表面障害の程度（例えば、表面障害がないものを表面障害レベル０とし、表面障害の程度によって表面障害レベル１〜３とする。）を判定することができ、この程度が所定値以上のものを不良品とすればよい。
【００４０】
次に、上述の玉ねぎＶの方向（芽の方向）を含めた検量線の作成例について説明する。
【００４１】
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）のように芽の方向が右側（受光側）又は左側（光源側）の場合は、芽及び根付近の組織が密に詰まった部分を光が透過することから、受光強度（透過光量）が減少する。
【００４２】
よって、玉ねぎＶの大きさの変化による直流部分の除去を行うために二次微分処理を行った、ラインセンサ３２により測定した分光の二次微分スペクトルを説明変数とするとともに、さらに、上述の画像処理により求めた玉ねぎＶの方向（芽の方向）が右側（受光側）又は左側（光源側）である、上述のように受光強度が減少する場合を例えば２とし、他の方向の場合を例えば１とし、このような方向情報を説明変数に付加する。
【００４３】
そして、玉ねぎＶの内部障害（内部の腐り）を所定の腐り評価テンプレート（例えば、内部障害がないものを内部障害レベル１とし、内部障害の程度によって内部障害レベル２〜５とする。）に従って玉ねぎＶの断面を観察して値付けを行い、この値を目的変数として、多変量解析を行って検量線を作成する。
【００４４】
例えば、１００個の玉ねぎＶ，…を、芽の方向を上側（図１０（ａ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報１、並びに、芽の方向を前側（図１０（ｂ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報１、並びに、芽の方向を右側（図１０（ｃ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報２、並びに、芽の方向を左側（図１０（ｄ）参照。）とした際の記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報２を説明変数とし、これら１００個の玉ねぎＶ，…の内部障害のレベル１〜５を目的変数として多変量解析を行って検量線を作成すればよい。
【００４５】
このように多変量解析により検量線を作成する際に説明変数として方向情報を使用した場合（実施例１）、及び、実施例１と同じ検量線を用いるとともに上述の画像処理により表面障害を抽出して該表面障害が存在するものを不良品として除外した場合（実施例２）、並びに、従来技術に相当する、多変量解析により検量線を作成する際に説明変数として方向情報を使用しなかった場合（比較例）における、障害の有無を判定する閾値ごとの品質測定装置の判別率を比較した結果を表にした図を、図８に示す。
【００４６】
図８から、最も高い判別率で比較すると、比較例の８５．８％に対し、実施例１では８８．０％、実施例２では９２．４％と判別率が高くなることがわかる。
【００４７】
すなわち、実施例１の構成によれば、画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により求めた玉ねぎＶの方向を用いて、玉ねぎＶの芽が右側（受光側）又は左側（光源側）にある場合とそれ以外の場合とにより異なる値とした方向情報も説明変数とすることにより、組織が密に詰まっている芽及び根付近を光が透過する際における光量の減少を考慮しながら、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線を作成することができるため、判別率を向上することができる。
【００４８】
また、実施例２の構成によれば、画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により表面障害が抽出された玉ねぎＶを不良品として除外し、この玉ねぎＶを出荷しないようにすることができることから、表面障害の情報が透過光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合等を少なくすることができるため、判別率を向上することができる。
【００４９】
ここで、撮像部２により撮像した測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報は、方向及び部位（表面障害部分）に限定されるものではなく、形状、大きさ及び色等、撮像した測定対象物の画像データを基にして解析される有用な情報の全てを含むものである。
【００５０】
このような有用な画像解析情報を品質測定部４により測定対象物の品質を推定する際に利用することにより、判別率を向上することができる。
【００５１】
以上の説明においては、筐体１０に画像・信号処理及び制御装置５を内装する構成について説明したが、信号処理及び制御装置と画像処理装置とを別体としてもよく、画像処理装置を撮像部２の近くに設置してもよい。
【００５２】
上述の品質測定例において示した玉ねぎＶのような芽及び根がある測定対象物のように、投光器２１Ｅと受光器２１Ｒとの間（以下光軸上という。）に芽及び根等があるか否かにより受光強度が異なる測定対象物において、芽及び根等が光軸上にない場合とある場合について、それぞれの近赤外スペクトルを測定して２つの検量線を作成しておき、実測定の際における測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報（測定対象物の方向）から、品質測定部４により品質測定に最適な一方の検量線を選択して品質測定を行うようにしてもよい。
【００５３】
あるいは、方向（姿勢）により厚みが変わる測定対象物において、該測定対象物の光軸上の厚さを段階的に変化させて厚さ毎に検量線を作成しておき、実測定の際における測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報（測定対象物の方向）から、品質測定部４により品質測定に最適な検量線を選択して品質測定を行うようにしてもよい。
【００５４】
このように測定対象物の品質が変動する画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から品質測定部４により品質測定に最適な検量線を選択して測定対象物の品質を推定することにより、前記画像解析情報により最適な検量線を用いて品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００５５】
次に、測定対象物が、玉ねぎＶのような青果物ではなく、魚である場合の例を示す。
【００５６】
例えばマグロやカツオでは腹の部分に脂肪分が集中して存在しており、生食する場合では脂肪分が多い方が良いが、鰹節に加工する場合は逆に少ない方が良いとされている。これらの脂肪分を評価する場合、一部分の脂肪分の値も重要であるが、一定脂肪分以上の部分がどれだけ存在しているかも重要となる。また、このような魚類の頭や尾は評価対象とはならないので測定対象から除外する必要がある。
【００５７】
ここで、マグロやカツオの魚体は紡錘形をしており、最も幅が大きくなる位置であれば頭や尾の影響を受けない位置となる。あるいは、魚体の色を解析し、より評価に適した箇所を選択するようにしてもよい。
【００５８】
このような測定対象物において、その画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報として、前記のように魚体の形状により選択した位置又は前記にように魚体の色から選択した位置を測定部位として選択し、例えば、投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒのセットの複数を前後方向に並設しておき、その間に測定対象物である魚を通過させ、前記測定部位に位置する投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒのセットの情報により、高脂肪分がどれだけ存在しているかを評価することができる。
【００５９】
このように測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から品質測定部４により前記測定部位を選択して測定対象物の品質を推定することにより、前記画像解析情報を用いて測定対象物における評価したい品質に適した測定部位を選択して測定することができるため、評価したい情報の精度を高めながら効率的な品質測定を行うことができる。
【００６０】
なお、このように測定対象物が魚である場合には、投光ファイバ及び受光ファイバをセットにしたプローブを魚体の前記測定部位に接触させて測定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る品質測定装置の斜視図である。
【図２】図１においてカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】同じく正面図である。
【図４】撮像部を拡大して示す正面図である。
【図５】同じく平面図である。
【図６】同じく後方から見た図である。
【図７】サイズ測定部及び品質測定部の構成を示す概略平面図である。
【図８】実施例及び比較例における各判定閾値ごとの判別率を表にして示す図である。
【図９】玉ネギの芽の方向による受光強度の変化を示す図である。
【図１０】玉ねぎの芽の方向を示す平面図であり、（ａ）は芽が上側の場合、（ｂ）は芽が前側の場合、（ｃ）は芽が右側の場合、（ｄ）は芽が左側の場合を示している。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 搬送方向
Ｖ 玉ねぎ（測定対象物）
１ 搬送部
２ 撮像部
３ サイズ計測部
４ 品質測定部
５ 画像・信号処理及び制御装置
１１ カメラ
１２ 照明
１３ フォトセンサ
１４ レンズ
１５ 偏光フィルタ
１６ ＬＥＤユニット
１７ 偏光フィルタ
２１Ｅ 投光器
２１Ｒ 受光器
３１ 回折格子（分光器）
３２ ラインセンサ（分光光量検出器）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンベアで搬送される測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置に関わり、更に詳しくは、方向、形状、大きさ、色、部位等により品質が変動する、例えば青果物、魚及び肉等の食品である測定対象物の品質測定に適した品質測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光源から測定対象物に光を照射し、透過光又は反射光を分光した上で光量を測定する拡散透過方式又は拡散反射方式の品質測定装置があり、例えば拡散透過方式のものとして、コンベアで搬送される測定対象物に光源から照射した光の透過光を回折格子で分光し、必要とする波長の分光をラインセンサにより測定し、該測定値を信号処理及び制御装置により演算処理及び波形分析するとともに、品質を評価するための検量線を用いて演算処理することにより、前記測定対象物の品質をオンラインで測定するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平７−２２９８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
図９は、測定対象物が玉ねぎである場合において、その芽の方向による受光強度（受光器が受ける玉ねぎからの透過光の強度）の変化を示したものであり、芽が上側（図１０（ａ）参照。）及び玉ねぎＶの搬送方向（図中矢印Ａ参照。）に向かって前側（図１０（ｂ）参照。）にある場合に対して、前記搬送方向に向かって芽が右側（図１０（ｃ）参照。）及び左側（図１０（ｄ）参照。）にある場合では、特に長波長領域で受光強度が大きく減少している。
【０００４】
この現象は、玉ねぎの芽及び根付近の組織が密に詰まっていることにより生じるものであり、このような方向により受光強度が異なる測定対象物に対して従来の品質測定装置により品質測定を行うと、品質測定結果が実際の品質と一致しない前記測定対象物の方向が存在するため、判別率が低下する。
【０００５】
また、表面付近に障害が存在する測定対象物に対して従来の品質測定装置により品質測定を行うと、その障害の位置によって、表面付近の障害の情報が測定対象物を透過する光又は反射する光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合があるため、判別率が低下する。
【０００６】
このように、その方向及び部位（表面障害部分）、あるいは、その形状、大きさ及び色等によって品質が変動する測定対象物の品質測定を従来の品質測定装置により行った場合に、判別率が低下するという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明が前述の状況に鑑み、解決しようとするところは、その方向、形状、大きさ、色、部位等により品質が変動する測定対象物の品質測定において、判別率を向上することができる品質測定装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る品質測定装置は、前記課題解決のために、測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなるものである。
【０００９】
ここで、前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなると好ましい。
【００１０】
また、表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなると好ましい。
【００１１】
さらに、前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定すると好ましい。
【００１２】
さらにまた、前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定すると好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る品質測定装置によれば、測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなるので、その方向、形状、大きさ、色又は部位等により品質が変動する測定対象物の品質測定において、該測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の有用な画像解析情報を利用して品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００１４】
また、前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなると、例えば測定対象物が玉ねぎである場合において、前記画像解析情報として、玉ねぎの芽が受光側又は光源側にある場合とそれ以外の場合とにより異なる値とした方向情報を採用し、この方向情報も説明変数とすることにより、組織が密に詰まっている芽及び根付近を光が透過する際における光量の減少を考慮しながら、玉ねぎの品質を評価するための検量線を作成することができる。
【００１５】
よって、玉ねぎのような、その方向により受光強度が変動する測定対象物の判別率を向上することができる。
【００１６】
さらに、表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなると、前記効果に加え、表面障害の情報が透過光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合等を少なくすることができるため、判別率をさらに向上することができる。
【００１７】
さらにまた、前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定すると、前記効果に加え、前記画像解析情報により最適な検量線を用いて品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００１８】
また、前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定すると、前記効果に加え、前記画像解析情報を用いて前記測定対象物における評価したい品質に適した測定部位を選択して測定することにより、評価したい情報の精度を高めながら効率的な品質測定を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
次に本発明の実施の形態を添付図面に基づき詳細に説明するが、本発明は、添付図面に示された形態に限定されず特許請求の範囲に記載の要件を満たす実施形態の全てを含むものである。なお、本明細書においては、本発明の品質測定装置によりオンラインで品質が測定される測定対象物の例として示す玉ねぎＶの搬送方向（図中矢印Ａ参照。）を前、その反対側を後とし、左右は前方に向かっていうものとし、左方から見た図を正面図とする。
【００２０】
図１〜図７は、本発明の実施の形態に係る品質測定装置の構成説明図であり、図１は斜視図、図２は図１においてカバー７を取り外した状態を示す斜視図、図３は同じく正面図、図４は撮像部２を拡大して示す正面図、図５は同じく平面図、図６は同じく後方から見た図、図７はサイズ測定部３及び品質測定部４の構成を示す概略平面図である。
【００２１】
図１〜図３において、搬送部１を構成する搬送ベルト１Ａの前後を切断して示しているが、搬送ベルト１Ａは無端状のものであり、基台６に対して、その前後に位置し、左右方向軸まわりに回転可能に支持された図示しない駆動プーリと従動プーリとに掛け渡されており、駆動プーリに連結されたモータを一定速度で回転することにより、駆動プーリ及び従動プーリが一定速度で回転することから、無端状の搬送ベルト１Ａの上側部分が一定速度で搬送方向（図中矢印Ａ参照。）へ移動するため、該搬送ベルト１Ａ上に載置された玉ねぎＶ，…が搬送方向へ一定速度で搬送される。
【００２２】
また、図２に示す詳細は後述する撮像部２、サイズ計測部３及び品質測定部４に対し、これらを被うように、基台６上に固定された支持枠２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃにカバー７を取り付けた図１に示す状態では、カバー７の前後の開口８，８に短冊状の遮光カーテン９，９が取り付けられているため、カバー７の内部への外光の侵入が抑制される。
【００２３】
図２、図３及び図７に示すように、本発明の実施の形態に係る品質測定装置は、前記のとおりの玉ねぎＶ，…を搬送する搬送部１と、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶをオンラインで撮像する撮像部２と、撮像部２の下流側に設置された、玉ねぎＶのサイズをオンラインで計測するサイズ計測部３と、サイズ計測部３の下流側に配置された、玉ねぎＶに所定波長の光（例えば近赤外光）を照射する投光器２１Ｅ、玉ねぎＶからの透過光を分光処理する受光器２１Ｒ、並びに、撮像部２の画像データを後述するように画像処理するとともに、分光光量検出器であるラインセンサ３２の蓄積時間をサイズ計測部３による玉ねぎＶのサイズ計測値に合わせて調節し、ラインセンサ３２の測定値を演算処理及び波形分析し、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線（判別式）を用いて演算処理する、筐体１０に内装された画像・信号処理及び制御装置５からなる品質測定部４とを備えている。
【００２４】
なお、撮像部２及びサイズ計測部３は、品質測定部４の投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒよりも上流側に位置していればよく、撮像部２をサイズ計測部３よりも下流側に設置してもよい。
【００２５】
次に、図７を参照して品質測定部４を構成する投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒ並びにサイズ計測部３について説明する。
【００２６】
投光器２１Ｅは、玉ねぎＶ，…の搬送経路に沿って、搬送ベルト１Ａの例えば左側に設置されており、遮光性の光源ケース２２、光源ケース２２の側面に取り付けられた光源であるハロゲンランプ２３、ハロゲンランプ２３からの光を反射する、光源ケース２２内に固定された反射鏡２４、光源ケース２２の右側に形成された投光口２２Ａの内側（左側）に設置された集光レンズ２５、及び、図示しないソレノイド等のアクチュエータにより開閉操作され、測定休止時等に不必要な光が照射されるのを防止するための光源用シャッタ２６等からなる。
【００２７】
また、受光器２１Ｒは、玉ねぎＶ，…の搬送経路に沿って、搬送ベルト１Ａの例えば右側に、前記投光器２１Ｅに対向するように設置されており、遮光ケース２７、遮光ケース２７の左側に形成された光通過口２７Ａの内側（右側）に設置された集光レンズ２８、集光レンズ２８から順次右側へ設置された、可視光カットフィルタ２９Ａ、スリット２９Ｂ、測定光を受光する状態（図７に示す開状態）、オフセット取得用シャッタ（黒色シャッタ）３０Ａによりラインセンサ３２の暗電流を測定する状態、及び、ＮＤフィルタ（ニュートラルデンシティフィルタ）３０Ｂによりリファレンス光を受光する状態を切り替えるシャッタ駆動用アクチュエータ３０、フラットフィールド凹面型の回折格子３１、並びに、回折格子３１により分光されライン上に焦点を結んだ各分光の光量を一括して読み取る、マルチチャンネル分光光量検出器である電荷蓄積方式のラインセンサ３２等からなる。
【００２８】
玉ねぎＶの品質測定時において、光源用シャッタ２６の開放時には、投光器２１Ｅの集光レンズ２５により集光された光が、光源ケース２２の投光口２２Ａから、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶへ照射され、玉ねぎＶからの透過光が受光器２１Ｒの遮光ケース２７の光通過口２７Ａから内部へ達し、集光レンズ２８によりスリット２９Ｂの位置に収束された前記透過光が回折格子３１により分光され、ラインセンサ３２により必要とする波長の分光が測定される。
【００２９】
このように測定された測定値は、画像・信号処理及び制御装置５（図１〜図３参照。）により演算処理及び波形分析され、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線を用いて演算処理され、玉ねぎＶの品質が測定される。
【００３０】
品質測定部４の投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒの上流側に設置されるサイズ計測部３に用いられるセンサは、例えば発光素子１８及び受光素子１９からなる透過型フォトセンサであり、該センサが検出状態になった時から非検出状態になった時までの時間及び玉ねぎＶの搬送速度から、画像・信号処理及び制御装置５により玉ねぎＶのサイズを演算により求め、この演算値に基づいて、受光器２１Ｒ内のシャッタを開くタイミング（測定開始のタイミング）を搬送されてくる玉ねぎＶの到着に合わせるように、画像・信号処理及び制御装置５がシャッタ駆動用アクチュエータ３０を制御する。
【００３１】
次に、図２〜図６を参照して撮像部２の構成及び撮像部２で撮像した画像データの画像処理について説明する。
【００３２】
撮像部２は、搬送部１により搬送されてきた玉ねぎＶを上側から撮像するカメラ１１と、カメラ１１の下側の矩形フレームの前後左右の各辺にそれぞれ２灯ずつ固定され、玉ねぎＶに向くように、玉ねぎＶを上側前後左右から照らす照明１２，…及びカメラ１１のシャッタのタイミングをとるためのフォトセンサ１３等からなる。
【００３３】
また、カメラ１１には、そのレンズ１４の下側に偏光フィルタ１５が取り付けられ、照明１２には、そのＬＥＤユニット１６の下側に偏光フィルタ１７が取り付けられる。
【００３４】
そして、このような撮像部２によりオンラインで撮像された玉ねぎＶの画像データは、画像・信号処理及び制御装置５に送られ、画像・信号処理及び制御装置５により、玉ねぎＶの方向を検出するための画像処理及び玉ねぎＶの表面障害を抽出するための画像処理が行われる。
【００３５】
すなわち、撮像部２により撮像した玉ねぎＶの画像データを、例えばモノクロ２値画像として玉ねぎＶの輪郭を抽出し、この輪郭に楕円をカーブフィッティングし、この楕円の長軸の方向を求めることにより玉ねぎＶの方向（芽の方向）を求めることができる。
【００３６】
例えば、楕円中心から全方向に対して、楕円周までの距離及び玉ねぎＶの輪郭までの距離を求め、これらの距離の差が最大となる方向に芽があるとする。
【００３７】
なお、玉ねぎＶの芽が上を向いている場合、楕円と輪郭の誤差が少なくなるため、この誤差が所定値以下の場合に玉ねぎＶの芽が上を向いているとする。
【００３８】
また、撮像部２により撮像した玉ねぎＶの画像データを、例えばＲＧＢ表色系から、人間の視覚に近い判別が可能になる色相（Ｈ）、彩度（Ｓ）及び明度（Ｖ）からなるＨＳＶ表色系へ変換し、表面障害（腐り）がない部分の明度（Ｖ）が６０〜２５５であるのに対し、表面障害部分の明度（Ｖ）は表面障害（腐り）がない部分の明度よりも暗く、６０〜１５０程度であるため、この明度の差に着目して表面障害部分を抽出することができる。
【００３９】
なお、このように抽出した表面障害部分の面積の全体の面積に対する比率から表面障害の程度（例えば、表面障害がないものを表面障害レベル０とし、表面障害の程度によって表面障害レベル１〜３とする。）を判定することができ、この程度が所定値以上のものを不良品とすればよい。
【００４０】
次に、上述の玉ねぎＶの方向（芽の方向）を含めた検量線の作成例について説明する。
【００４１】
図１０（ｃ）及び図１０（ｄ）のように芽の方向が右側（受光側）又は左側（光源側）の場合は、芽及び根付近の組織が密に詰まった部分を光が透過することから、受光強度（透過光量）が減少する。
【００４２】
よって、玉ねぎＶの大きさの変化による直流部分の除去を行うために二次微分処理を行った、ラインセンサ３２により測定した分光の二次微分スペクトルを説明変数とするとともに、さらに、上述の画像処理により求めた玉ねぎＶの方向（芽の方向）が右側（受光側）又は左側（光源側）である、上述のように受光強度が減少する場合を例えば２とし、他の方向の場合を例えば１とし、このような方向情報を説明変数に付加する。
【００４３】
そして、玉ねぎＶの内部障害（内部の腐り）を所定の腐り評価テンプレート（例えば、内部障害がないものを内部障害レベル１とし、内部障害の程度によって内部障害レベル２〜５とする。）に従って玉ねぎＶの断面を観察して値付けを行い、この値を目的変数として、多変量解析を行って検量線を作成する。
【００４４】
例えば、１００個の玉ねぎＶ，…を、芽の方向を上側（図１０（ａ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報１、並びに、芽の方向を前側（図１０（ｂ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報１、並びに、芽の方向を右側（図１０（ｃ）参照。）とした際の前記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報２、並びに、芽の方向を左側（図１０（ｄ）参照。）とした際の記分光の二次微分スペクトル及び前記方向情報２を説明変数とし、これら１００個の玉ねぎＶ，…の内部障害のレベル１〜５を目的変数として多変量解析を行って検量線を作成すればよい。
【００４５】
このように多変量解析により検量線を作成する際に説明変数として方向情報を使用した場合（実施例１）、及び、実施例１と同じ検量線を用いるとともに上述の画像処理により表面障害を抽出して該表面障害が存在するものを不良品として除外した場合（実施例２）、並びに、従来技術に相当する、多変量解析により検量線を作成する際に説明変数として方向情報を使用しなかった場合（比較例）における、障害の有無を判定する閾値ごとの品質測定装置の判別率を比較した結果を表にした図を、図８に示す。
【００４６】
図８から、最も高い判別率で比較すると、比較例の８５．８％に対し、実施例１では８８．０％、実施例２では９２．４％と判別率が高くなることがわかる。
【００４７】
すなわち、実施例１の構成によれば、画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により求めた玉ねぎＶの方向を用いて、玉ねぎＶの芽が右側（受光側）又は左側（光源側）にある場合とそれ以外の場合とにより異なる値とした方向情報も説明変数とすることにより、組織が密に詰まっている芽及び根付近を光が透過する際における光量の減少を考慮しながら、玉ねぎＶの品質を評価するための検量線を作成することができるため、判別率を向上することができる。
【００４８】
また、実施例２の構成によれば、画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により表面障害が抽出された玉ねぎＶを不良品として除外し、この玉ねぎＶを出荷しないようにすることができることから、表面障害の情報が透過光に含まれずに障害として検出されない場合や、表面付近の変色により光が吸収されて透過光量自体が少なくなり障害の特徴を検出できない場合等を少なくすることができるため、判別率を向上することができる。
【００４９】
ここで、撮像部２により撮像した測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報は、方向及び部位（表面障害部分）に限定されるものではなく、形状、大きさ及び色等、撮像した測定対象物の画像データを基にして解析される有用な情報の全てを含むものである。
【００５０】
このような有用な画像解析情報を品質測定部４により測定対象物の品質を推定する際に利用することにより、判別率を向上することができる。
【００５１】
以上の説明においては、筐体１０に画像・信号処理及び制御装置５を内装する構成について説明したが、信号処理及び制御装置と画像処理装置とを別体としてもよく、画像処理装置を撮像部２の近くに設置してもよい。
【００５２】
上述の品質測定例において示した玉ねぎＶのような芽及び根がある測定対象物のように、投光器２１Ｅと受光器２１Ｒとの間（以下光軸上という。）に芽及び根等があるか否かにより受光強度が異なる測定対象物において、芽及び根等が光軸上にない場合とある場合について、それぞれの近赤外スペクトルを測定して２つの検量線を作成しておき、実測定の際における測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報（測定対象物の方向）から、品質測定部４により品質測定に最適な一方の検量線を選択して品質測定を行うようにしてもよい。
【００５３】
あるいは、方向（姿勢）により厚みが変わる測定対象物において、該測定対象物の光軸上の厚さを段階的に変化させて厚さ毎に検量線を作成しておき、実測定の際における測定対象物の画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報（測定対象物の方向）から、品質測定部４により品質測定に最適な検量線を選択して品質測定を行うようにしてもよい。
【００５４】
このように測定対象物の品質が変動する画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から品質測定部４により品質測定に最適な検量線を選択して測定対象物の品質を推定することにより、前記画像解析情報により最適な検量線を用いて品質測定を行うことができるため、判別率を向上することができる。
【００５５】
次に、測定対象物が、玉ねぎＶのような青果物ではなく、魚である場合の例を示す。
【００５６】
例えばマグロやカツオでは腹の部分に脂肪分が集中して存在しており、生食する場合では脂肪分が多い方が良いが、鰹節に加工する場合は逆に少ない方が良いとされている。これらの脂肪分を評価する場合、一部分の脂肪分の値も重要であるが、一定脂肪分以上の部分がどれだけ存在しているかも重要となる。また、このような魚類の頭や尾は評価対象とはならないので測定対象から除外する必要がある。
【００５７】
ここで、マグロやカツオの魚体は紡錘形をしており、最も幅が大きくなる位置であれば頭や尾の影響を受けない位置となる。あるいは、魚体の色を解析し、より評価に適した箇所を選択するようにしてもよい。
【００５８】
このような測定対象物において、その画像データを画像処理装置（画像・信号処理及び制御装置５）により解析して求める画像解析情報として、前記のように魚体の形状により選択した位置又は前記にように魚体の色から選択した位置を測定部位として選択し、例えば、投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒのセットの複数を前後方向に並設しておき、その間に測定対象物である魚を通過させ、前記測定部位に位置する投光器２１Ｅ及び受光器２１Ｒのセットの情報により、高脂肪分がどれだけ存在しているかを評価することができる。
【００５９】
このように測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から品質測定部４により前記測定部位を選択して測定対象物の品質を推定することにより、前記画像解析情報を用いて測定対象物における評価したい品質に適した測定部位を選択して測定することができるため、評価したい情報の精度を高めながら効率的な品質測定を行うことができる。
【００６０】
なお、このように測定対象物が魚である場合には、投光ファイバ及び受光ファイバをセットにしたプローブを魚体の前記測定部位に接触させて測定してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態に係る品質測定装置の斜視図である。
【図２】図１においてカバーを取り外した状態を示す斜視図である。
【図３】同じく正面図である。
【図４】撮像部を拡大して示す正面図である。
【図５】同じく平面図である。
【図６】同じく後方から見た図である。
【図７】サイズ測定部及び品質測定部の構成を示す概略平面図である。
【図８】実施例及び比較例における各判定閾値ごとの判別率を表にして示す図である。
【図９】玉ネギの芽の方向による受光強度の変化を示す図である。
【図１０】玉ねぎの芽の方向を示す平面図であり、（ａ）は芽が上側の場合、（ｂ）は芽が前側の場合、（ｃ）は芽が右側の場合、（ｄ）は芽が左側の場合を示している。
【符号の説明】
【００６２】
Ａ 搬送方向
Ｖ 玉ねぎ（測定対象物）
１ 搬送部
２ 撮像部
３ サイズ計測部
４ 品質測定部
５ 画像・信号処理及び制御装置
１１ カメラ
１２ 照明
１３ フォトセンサ
１４ レンズ
１５ 偏光フィルタ
１６ ＬＥＤユニット
１７ 偏光フィルタ
２１Ｅ 投光器
２１Ｒ 受光器
３１ 回折格子（分光器）
３２ ラインセンサ（分光光量検出器）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、
前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、
該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、
前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなることを特徴とする品質測定装置。
【請求項２】
前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなる請求項１記載の品質測定装置。
【請求項３】
表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなる請求項２記載の品質測定装置。
【請求項４】
前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定する請求項１〜３の何れかに記載の品質測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定する請求項１記載の品質測定装置。
【請求項１】
測定対象物を搬送する搬送部と、該搬送部により搬送されてきた測定対象物に光を照射する投光器、前記測定対象物からの透過光又は反射光を分光する分光器及び必要とする波長の分光光量を検出する分光光量検出器からなる受光器、並びに、前記分光光量検出器の検出値を演算処理及び波形分析するとともに、前記測定対象物の品質を評価するための検量線を用いて演算処理する信号処理及び制御装置からなる品質測定部とを備えた、前記測定対象物の品質をオンラインで測定して選別するための品質測定装置であって、
前記品質測定部の上流側に設置した、前記測定対象物を撮像する撮像部と、
該撮像部により撮像した前記測定対象物の画像データを用いて、前記測定対象物の方向、形状、大きさ、色又は部位等の画像解析情報を求める画像処理装置とを備え、
前記品質測定部により前記測定対象物の品質を推定する際に、前記画像解析情報を利用してなることを特徴とする品質測定装置。
【請求項２】
前記検量線を多変量解析により作成する際に、前記画像解析情報を説明変数に付加してなる請求項１記載の品質測定装置。
【請求項３】
表面障害が所定範囲以上である前記測定対象物を不良品として除外してなる請求項２記載の品質測定装置。
【請求項４】
前記測定対象物の品質が変動する前記画像解析情報に対応させて複数の検量線を作成しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により品質測定に最適な検量線を選択して前記測定対象物の品質を推定する請求項１〜３の何れかに記載の品質測定装置。
【請求項５】
前記測定対象物の評価対象とする測定部位を決定しておき、実測定の際における前記画像解析情報から前記品質測定部により前記測定部位を選択して前記測定対象物の品質を推定する請求項１記載の品質測定装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１９７１５１（Ｐ２０１０−１９７１５１Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４１０２３（Ｐ２００９−４１０２３）
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００１７３７０６）財団法人雑賀技術研究所 (11)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２４日（２００９．２．２４）
【出願人】（０００１７３７０６）財団法人雑賀技術研究所 (11)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]