(57)【要約】【課題】物品から色相に関するデータを抽出することで、物品の良、不良等を判定することのできる物品色相判定装置を提供する。【解決手段】連続して搬送される物品30の表面の色画像データを取得する撮像手段12と、該撮像手段により取得された色画像データから所定の色相の画素数を抽出する抽出手段14と、所定の色相について、予め指標となる画素の目標数を記憶しているメモリ24と、抽出手段によって抽出された所定の色相の各画素数と、メモリに記憶された目標数と比較し、各色相について、適合度合いを算出する判定手段26と、を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続して搬送される物品の表面の色画像データを取得する撮像手段と、
該撮像手段により取得された色画像データから所定の色相の画素数を抽出する抽出手段と、
所定の色相について、予め指標となる画素の目標数を記憶しているメモリと、
抽出手段によって抽出された所定の色相の各画素数と、メモリに記憶された目標数と比較し、各色相について、適合度合いを算出する判定手段と、
を有することを特徴とする物品色相判定装置。
【請求項２】
適合度合いは、目標数に対する画素数によって算出される比率である請求項１に記載の物品色相判定装置。
【請求項３】
適合度合いは、所定の色相毎の比率を平均して算出される適合率である請求項２に記載の物品色相判定装置。
【請求項４】
物品は、食品である請求項１乃至請求項３の何れかに記載の物品色相判定装置。
【請求項５】
食品は、海苔である請求項４に記載の物品色相判定装置。
【請求項６】
連続して海苔を搬送させる搬送手段と、
該搬送手段中に設けられ、海苔を焼くヒータ部と、
ヒータ部の下流側に設けられた請求項１乃至請求項５の何れかに記載の物品色相判定装置と、
を有していることを特徴とする海苔焼き機。
【請求項７】
物品色相判定装置により、判定手段にて、所定の適合度合いを満たしていないと判定された海苔を取り除く選別手段を有している請求項６に記載の海苔焼き機。
【請求項８】
物品色相判定装置において判定された適合度合いに基づいて、ヒータ部の加熱温度及び／又は搬送手段の送り速度を制御する請求項６又は請求項７に記載の海苔焼き機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物品の色相を抽出することにより、物品の良、不良等を判定することのできる物品色相判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
物品の状態、例えば、海苔の焼き具合を色の三原色により判定する判定装置が提案されている(例えば、特許文献１参照)。
この判定装置によれば、海苔の焼き色状態を撮像手段により撮影し、出力信号をＲ(赤)・Ｇ(緑)・Ｂ(青)の３原色に分解して、夫々の色調について、基準範囲との大小比較を行ない、焼き色が良好、焼き過ぎ又は焼き不足かどうかを判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−２７６７３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
色調により海苔の焼き具合を判断した場合、２つの色調が基準範囲に入っていれば、残りの１つの色調が基準範囲から外れていても、海苔の焼き色は良好と判定される。
しかしながら、残り１つの色調が基準範囲を外れることで、海苔の焼き色は大きく異なってしまう。
さらに、すべての色調が基準範囲に入っていたとしても、夫々の色調が、基準範囲の上限又は下限に近づく方向にずれることで、海苔の焼き色は全く違うものとなってしまう。
【０００５】
特に、海苔のような自然素材を用いた食品の場合、原材料の採れた場所、季節、さらには加工方法等などにより、焼く前の海苔の色にもバラツキがある。また、同じ海苔でもロット毎に色のバラツキがあることもある。従って、焼かれた海苔の色の違いを的確に判断することができなければ、消費者等のニーズに応じた最適な焼き海苔を提供することが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、物品から色相に関するデータを抽出することで、物品の良、不良等を判定することのできる物品色相判定装置を提供することである。また、当該物品色相判定装置を組み込んだ海苔焼き機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の物品色相判定装置は、
連続して搬送される物品の表面の色画像データを取得する撮像手段と、
該撮像手段により取得された色画像データから所定の色相の画素数を抽出する抽出手段と、
所定の色相について、予め指標となる画素の目標数を記憶しているメモリと、
抽出手段によって抽出された所定の色相の各画素数と、メモリに記憶された目標数と比較し、各色相について、適合度合いを算出する判定手段と、
を有する。
【０００８】
本発明の海苔焼き機は、
連続して海苔を搬送させる搬送手段と、
該搬送手段中に設けられ、海苔を焼くヒータ部と、
ヒータ部の下流側に設けられた上記物品色相判定装置と、
を有している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の物品色相判定装置によれば、物品の色相に着目して、物品の状態(適合度合い)、例えば、海苔の焼き具合の良否を判定することができる。
具体的には、撮像装置により取得された物品の色画像データから、物品に応じて予め決められた所定の色相について、夫々の色相の画素数を抽出し、夫々の画素数と、夫々指標となる画素の目標数と比較することで、物品の良、不良等が判定される。
色相により物品の状態を判定することで、従来のＲ・Ｇ・Ｂを用いた判定に比して、正確な判断を行なうことができ、判定精度を可及的に高めることができる利点がある。
【００１０】
本発明の物品色相判定装置を海苔焼き機に用いた場合、海苔の焼き具合を物品色相判定装置により判定し、例えば、焼き過ぎ又は焼き不足の焼き海苔を取り除くことで、焼き海苔の品質の一定化を図ることができる。
【００１１】
本発明の物品色相判定装置は、海苔に限定されず、パン、竹輪、餅、おかき等の焼き食品の判定や、リンゴ、ミカン、野菜等の等級分けにも用いることができ、また、その他加工等によって色相が異なる物品の良、不良等の判定にも用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の物品色相判定装置のブロック図である。
【図２】本発明の物品色相判定装置を適用した海苔焼き機の概略図である。
【図３】海苔焼き機の制御ブロック図である。
【図４】海苔焼き機の制御フローチャート図である。
【図５】物品色相判定装置の表示手段の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、本発明の物品色相判定装置(10)の概要について説明し、その後、物品色相判定装置(10)を海苔焼き機(40)に適用した実施例について説明する。
【００１４】
本発明の物品色相判定装置(10)は、図１に示すように、物品(30)の色画像データを取得する撮像手段(12)と、該撮像手段(12)に電気的に接続され、色画像データから色相の画素数を抽出する抽出手段(14)と、撮像手段(12)及び抽出手段(14)に電気的に接続された制御手段(20)を有する。
【００１５】
ここで、「色相」とは、色の種類、即ち、色合いの違いを数値により表示したものである。色相は、色相環を用いた場合、０〜２５５の２５６階調又は０〜３６０°の角度で表現することができる。色相環中「赤」を０階調とすると、「緑」は８５階調、「青」は１７０階調で表わされる。
本発明において、色相に着目したのは、色相により物品(30)の色を判定することにより、明度、彩度を含んだ色データの抽出ができ、Ｒ・Ｇ・Ｂの組合せ(約１６７７万階調)よりも少ない２５６段階で判定を行なうことができるからである。
【００１６】
判定を要する物品(30)は、すべての色相(０〜２５５)について評価を行なう必要はなく、物品に応じた所定範囲の色相(以下「所定の色相」と称する)のみについて判定を行なえばよい。焼き海苔であれば後述するとおり、所定の色相とは、例えば、色相環における１０〜６９階調の色相で足りる。また、竹輪であれば、色相環における１０〜５０階調の色相、おかきであれば、色相環における１０〜５０階調の色相、りんごであれば、色相環における２３５〜２０階調の色相を用いればよい。
【００１７】
撮像手段(12)は、物品(30)の色画像データ、具体的には、色相情報を含む色画像データを取得することのできる手段、例えば、ＣＣＤカメラを例示することができる。
撮像手段(12)は、後述する図２に示すように、後述する搬送手段(50)等により連続して搬送される物品(30)を撮像可能に配備する。撮像手段(12)の撮像能力として、１０万〜３０万画素のものを用いることが望ましい。例えば、後述する海苔焼き機(40)では、撮像能力２４万画素のＣＣＤカメラを用い、焼き海苔(32)(物品(30))がその１／３となる約８万画素に入るように撮影し、後の処理に用いている。
【００１８】
抽出手段(14)は、撮像手段(12)にて取得された物品(30)の色画像データから、所定の色相について、夫々対応する色相の画素数をカウントして抽出し、制御手段(20)に送信する。焼き海苔の場合、抽出手段(14)は、海苔(32)の色画像データから１０〜６９の６０階調に含まれる色相に関して、当該色相を含む画素を抽出し、色相毎にカウントする。
【００１９】
制御手段(20)は、図１に示すように、ＣＰＵ(22)を主体として構成され、夫々指標となる画素の目標数を予め記憶しているメモリ(24)、抽出手段(14)によって抽出された所定の色相の各画素数(実測値)を、メモリ(24)に記憶された目標数と比較する判定手段(26)を具える。
【００２０】
メモリ(24)に記憶される指標となる画素の目標数は、画素数の一点値に限定されるものではなく、画素数に上下の幅をもたせて、帯域比較とすることが望ましい。
さらに、見本となる物品(30)の色画像データを撮像手段(12)により取得し、当該色画像データから指標となる目標数又は目標となる帯域を作成して、メモリ(24)に記憶させて利用するようにすることもできる。
【００２１】
判定手段(26)は、所定の色相の夫々について、目標数に対する、抽出手段(14)により得られた各色相の画素数(実測値)の比率を算出し、「適合度合い」として判定を行なうことができる。
また、目標数に幅をもたせた場合、目標数の下限と上限の間に画素数(実測値)が入った場合には適合度合いを１００％とし、目標数の下限よりも画素数(実測値)が下回った場合に、適合度合いは目標数の下限に対する画素数(実測値)、目標数の上限よりも画素数(実測値)が上回った場合に、適合度合いは目標数の上限に対する画素数(実測値)として求めるようにしてもよい。
さらに、物品(30)から得られた色画像データについて、全色相の画素数中に占める各色相の画素数の比率を算出し、占有率として評価することもできる。
【００２２】
判定手段(26)による適合度合いの判定は、所定の色相毎の比率の平均を算出することにより、「適合率」として評価することもできる。
また、各色相に対して、適合度合いに幅をもたせ、その帯域に含まれなかった色相の数の割合いを適合率としたり、帯域に入った色相の数を「適合箇所」として評価することもできる。
【００２３】
判定手段(26)は、さらに、測定された物品(30)の適合度合いが、予め設定された適合度合いを満足する場合に良品、満足しない場合に不良品とする判定結果を出すようにしてもよい。また、所望の適合度合いを下回る場合と上回る場合で判定結果の表示を変えるようにしてもよい。
【００２４】
上記により、物品(30)の色相による適合度合い、又は、判定結果が得られる。
【００２５】
得られた適合度合い及び／又は判定結果は、図１に示す表示手段(28)に表示して、視認可能とすることができる。表示手段(28)としてＬＣＤ(液晶ディスプレイ)を例示できる。
また、判定結果の場合、表示手段(28)として、ＬＥＤやランプを用い、これらの点灯、点滅により判別できるようにしてもよい。
【００２６】
上記構成の物品色相判定装置(10)により得られた適合度合い及び／又は判定結果は、結果を表示するだけに留まらず、物品(30)の選別や等級判定等に利用することができる。例えば、物品(30)が、リンゴ、ミカン、野菜等の場合、等級分けに利用できる。
また、焼き等の加工によって、得られた物品(30)の色相が異なる焼き海苔、パン、竹輪、餅、おかき等の焼き食品では、選別や等級判定以外に、焼き装置における加熱温度、加熱時間を調整するように、適合度合い及び／又は判定結果をフィードバックさせてもよい。
【００２７】
本発明の物品色相判定装置(10)によれば、物品(30)の色画像データから色相を抽出し、色相により物品(30)の良否等を判定することができるから、処理に要するデータ数が少なくて済み、誤作動等のない判定を行なうことができる。
【実施例】
【００２８】
以下、上記物品色相判定装置(10)を、海苔焼き機(40)に適用した実施例について説明する。
図２は、海苔焼き機(40)の概要を示す説明図、図３は、海苔焼き機(40)の制御ブロック図、図４は、海苔焼き機(40)の制御フローチャート図である。また、図５は、物品色相判定装置(10)の表示手段(28)の一例を示している。
【００２９】
図３に示すように、海苔焼き機(40)は、物品(30)となる海苔(32)を自動的に順次投入する投入機(60)と、該投入機(60)の下流側に設けられ、海苔(32)を焼くヒータ部(70)と、ヒータ部(70)の下流側に設けられ、海苔(32)の色相を判定する物品色相判定装置(10)と、判定された海苔(32)を良品と不良品に分ける選別手段(80)と、投入機(60)から選別手段(80)まで海苔(32)を搬送する搬送手段(50)と、から構成することができる。
【００３０】
投入機(60)は、海苔束を収容し、一枚ずつ海苔(32)を搬送手段(50)に流す手段である。
搬送手段(50)は、投入機(60)から物品色相判定装置(10)まで海苔(32)を搬送する。搬送手段(50)として、複数のモータ(52)により回転する複数のローラ(54)と、該ローラ(54)(54)間に張設された複数の細幅ベルト(56)(56)により構成することができ、ローラ(54)の回転によって細幅ベルト(56)(56)が転動し、投入機(60)から投入された海苔(32)が細幅ベルト(56)(56)上に載置され、ヒータ部(70)を通って、選別手段(80)まで連続して搬送される。
搬送手段(50)のモータ(52)は、後述する制御手段(20)に配備された速度制御部(58)により回転速度が制御可能となっている。また、手動による速度制御も可能となっている。
【００３１】
ヒータ部(70)は、搬送手段(50)によって搬送されてくる海苔(32)を焼く赤外線ヒータ等の加温部を有する。
ヒータ部(70)は、後述する温度制御部(72)により温度制御可能となっており、同様に、手動での温度制御も可能となっている。
【００３２】
物品色相判定装置(10)には、ヒータ部(70)にて焼かれた海苔(32)が搬送手段(50)により搬送される。
物品色相判定装置(10)の撮像手段(12)は、ＣＣＤカメラを用いることができる。撮像手段(12)は、海苔(32)の搬送ルート上に配備し、撮像手段(12)の撮像可能範囲に海苔(32)が入ると、搬送手段(50)を一旦止めて、焼き海苔(32)を上方から撮像する。
撮像手段(12)は、後述する抽出手段(14)及び制御手段(20)に電気的に接続され、制御手段(20)の操作命令によって焼き海苔(32)を撮像し、得られた色画像データを抽出手段(14)に送信する。
撮像手段(12)は、ＣＣＤカメラの撮像能力として２４万画素のものを用いた場合、撮影される海苔(32)が、約１／３の約８万画素を占めるように配備することが望ましい。
【００３３】
抽出手段(14)は、得られた焼き海苔(32)の色画像データから所定の色相(後述する)の画素数を抽出する。抽出手段(14)は、撮像手段(12)と一体に組み込まれたものを用いることができるが、別体に構成してもよい。抽出手段(14)は、制御手段(20)に電気的に接続される。
【００３４】
また、抽出手段(14)は、所定の色相の画素数を抽出して制御手段(20)に送信すると共に、色画像データ自体を制御手段(20)に送信するようにして、制御手段(20)にて海苔(32)の形状の良、不良を判断するようにすることが望ましい。具体的には、後述する制御手段(20)にて、色画像データから、海苔(32)の端辺の直線度合いにより海苔(32)が所定の形状、即ち、例えば形状が略正方形であるか否かを判断し、また、海苔(32)の色画像データ中に、欠け落ちている部分があるか否かを判断して、海苔(32)の形状や欠け等の形状不良の有無を判断するようにすることが望ましい。
【００３５】
物品色相判定装置(10)の下流側には、焼き海苔(32)を選別する選別手段(80)が配備される。選別手段(80)は、色相判定及び形状判定により良品と判断された焼き海苔(32)が投入される良品ボックス(82)と、不良品と判断された焼き海苔(32)が投入される不良品ボックス(84)へ、夫々焼き海苔(32)を選り分ける。例えば、選別手段(80)は、搬送手段(50)の下流側近傍のローラ(54)を上方向(図２中矢印Ａで示す)に跳ね上げるようにして、不良品と判定された焼き海苔(32)を良品ボックス(82)の上側に配備された不良品ボックス(84)に投入する構成を例示できる。
【００３６】
海苔焼き機(40)の制御は、図３に示す制御手段(20)により行なわれる。制御手段(20)は、ＣＰＵ(22)を主体として構成され、撮像手段(12)及び抽出手段(14)、表示手段(28)等が接続されており、また、速度制御部(58)を介して搬送手段(50)のモータ(52)、温度制御部(72)を介してヒータ部(70)が接続されている。
その他、制御手段(20)には、前述した物品色相判定装置(10)の判定手段(26)やメモリ(24)を有する。
【００３７】
メモリ(24)には、海苔焼き機(40)の各種制御、抽出手段(14)が抽出べき色相の階調、予め設定された所定の色相毎の指標となる画素数が記憶されている。なお、所定の色相に対する指標となる画素数は、一旦、理想となる焼き海苔(32)を撮像手段(12)により撮像し、抽出手段(14)にて色相毎の画素数を読み出したものを用いることもできる。
【００３８】
物品色相判定装置(10)には、焼き海苔(32)の色相判定を視認することのできるＬＣＤ等の表示手段(28)を有している。図５は、表示手段(28)の表示画面の一例を示している。
図に示すように、表示手段(28)は、撮像手段(12)により撮影された色画像データ(34)が表示されると共に、所定の色相、図では横軸が色相、縦軸が抽出手段(14)によって抽出された所定の色相の各画素数(実測値)となるグラフが表示されている。横軸の色相は、３階調毎にまとめて表示するようにしており、右端が色相１０乃至１２、左端が色相６７乃至６９となるように設定されている。また、グラフ中、線Ａで示す折れ線は、各色相に対する目標となる画素数(適合度合い)の上限、線Ｂで示す折れ線は、各色相に対する目標となる画素数(適合度合い)の下限であり、夫々メモリ(24)に記憶された適合度合いの上限、下限を表わし、判定手段(26)による色相判定の基準となる。さらに、線Ｃで示す折れ線は、画素数の実測値となっている。
また、画面左端には、各色相の実測画素数が表示されるようになっている。
【００３９】
その他、表示手段(28)には、計測された回数、不良と判断された回数(ＮＧ回数)、計測に要した時間等が表示可能となっている。さらに、上述した適合率、適合箇所(本実施例の場合２０箇所が最大)や、海苔(32)の形状の良否、ヒータ部(70)の出口温度、搬送手段(50)の搬送速度等を表示することもできる。
【００４０】
なお、表示手段(28)は、タッチパネル形式により、ヒータ部(70)の温度のアップダウンスイッチ(図示せず)、搬送手段(50)のモータ速度のアップダウンスイッチ(図示せず)が夫々配備することができる。
【００４１】
上記構成の海苔焼き機(40)について、制御の流れをフローチャート図４を用いて説明する。
投入機(60)から海苔(32)を一枚ずつ搬送手段(50)に投入し(ステップ１)、ヒータ部(70)を通過させることにより、海苔(32)を焼く(ステップ２)。
焼かれた海苔(32)が、撮像手段(12)の下まで移動すると、一旦搬送手段(50)を止め、撮像手段(12)により焼き海苔(32)を撮像する(ステップ３)。
撮像手段(12)は、色画像データを抽出手段(14)に送信し、抽出手段(14)は、色画像データから、所定の色相毎の画素数を抽出し、制御手段(20)に送信する。また、色画像データ自体も制御手段(20)に送信する(ステップ４)。
制御手段(20)は、抽出手段(14)から送信された所定の色相毎の画素数と、色画像データを受け取り、画素数については、判定手段(26)に送信して、所定の３階調毎の画素数の総和を算出する(ステップ５)。
また、色画像データは、表示手段(28)に表示する(ステップ６)。
【００４２】
判定手段(26)にて得られた所定の３階調毎の画素数の和は、表示手段(28)に表示されると共に、グラフ化されて表示手段(28)に表示される。また、判定手段(26)は、指標となる画素数と、得られた画素数の和を比較し、適合率を算出すると共に、適合箇所(所定の画素数に入る色相の数)を算出し、適合率及び適合箇所を表示手段(28)に表示する(ステップ７)。
また、判定手段(26)は、色画像データを解析して、海苔(32)に欠けなどの形状不良がないかを判別する(ステップ８)。
上記で得られた適合率及び適合箇所が所定の範囲内にあり、且つ、形状不良がない場合には(ステップ９)、焼き海苔(32)の焼き色、形状共に良好であると判断して、表示手段(28)に「ＯＫ」の表示を行なう(ステップ１０)。逆に、適合率及び／又は適合箇所が所定の範囲から外れる場合、又は、形状不良がある場合には、表示手段(28)に「ＮＧ」の表示を行なう(ステップ１１)。
【００４３】
判定手段(26)により「ＯＫ」と判断された焼き海苔(32)は、選別手段(80)により良品ボックス(82)へ投入される(ステップ１２)。判定手段(26)により「ＮＧ」と判断された焼き海苔(32)は、選別手段(80)により不良品ボックス(84)へ投入される(ステップ１３)。
【００４４】
上記ステップにより計測された海苔(32)の枚数、ＮＧと判断された海苔の枚数は夫々計測回数、ＮＧ回数として表示手段(28)に表示される。
【００４５】
なお、色相判定において、全体的に色相のグラフ(図５参照)が左側にずれている場合には、焼きが少ないことが理由として考えられるため、ヒータ部(70)の温度を上げたり、搬送手段(50)の搬送速度を遅くすることにより、焼きを強めるようにフィードバック制御することが望ましい。
逆に、色相判定において、全体的に色相のグラフが右側にずれている場合には、焼き過ぎが理由として考えられるため、ヒータ部(70)の温度を下げたり、搬送手段(50)の搬送速度を速くすることで、焼きを弱めるようにフィードバック制御することが望ましい。
【００４６】
上記により、色相に基づいて、海苔(32)の良、不良を判断することができ、所望の焼き色で、形状不良のない焼き海苔(32)を作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の物品色相判定装置は、色相に基づいて物品の良、不良等を判断することのできる判定装置として有用である。
【符号の説明】
【００４８】
(10)  物品色相判定装置
(12)  撮像手段
(14)  抽出手段
(20)  制御手段
(26)  判定手段
(28)  表示手段
(30)  物品
(32)  海苔
(40)  海苔焼き機
(50)  搬送手段
(70)  ヒータ部
(80)  選別手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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