(57)【要約】【課題】食品内の不要物を容易に検出する。【解決手段】不要物検出システム１は、第１照明システム２と、第２照明システム３と、撮像システム４と、処理システム５とを備える。第１照明システム２は、第１波長を含む第１の光を食品に照射する。第２照明システム３は、第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を食品に照射する。撮像システム４は、第１の光が照射されている状態の食品及び第２の光が照射されている状態の食品を撮像する。処理システム５は、第１の光が照射されている食品の第１撮像画像と第２の光が照射されている食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品に不要物が存在すると判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長を含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、
前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像システムと、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する処理システムとを備える
ことを特徴とする不要物検出システム。
【請求項２】
前記第１波長は、３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長帯に含まれており、
前記第２波長は、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の不要物検出システム。
【請求項３】
前記第１波長は、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯に含まれており、
前記第２波長は、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている
ことを特徴とする請求項１に記載の不要物検出システム。
【請求項４】
前記処理システムは、前記第１撮像画像における、前記差分絶対値が前記しきい値以上である前記領域の位置を特定することによって、前記不要物が存在する領域の位置を特定する
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項５】
前記撮像システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品と前記第２の光が照射されている状態の前記食品とを時分割で撮像する撮像装置を含む
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項６】
前記撮像システムは、カラーカメラであって前記第１の光と前記第２の光との両方が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像装置を含み、
前記処理システムは、前記第１の光と前記第２の光との両方が照射されている前記食品の撮像画像から、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像とを生成する
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項７】
前記撮像システムは、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第１撮像装置と、
前記第１撮像装置とは別体であって、前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第２撮像装置とを含む
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項８】
前記撮像システムは、ラインセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項９】
前記撮像システムは、エリアセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の不要物検出システムと、
前記不要物検出システムで前記食品に存在すると判定された前記不要物を前記食品から除去する除去システムとを備える
ことを特徴とする不要物除去システム。
【請求項１１】
前記撮像システムの撮像領域から前記除去システムの除去領域まで前記食品を搬送する搬送システムを更に備える
ことを特徴とする請求項１０に記載の不要物除去システム。
【請求項１２】
第１波長を含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムであって、
前記第１の光を前記食品に照射するように前記第１照明システムを制御する第１照射制御機能と、
前記第２の光を前記食品に照射するように前記第２照明システムを制御する第２照射制御機能と、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能と、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有する
ことを特徴とする処理システム。
【請求項１３】
コンピュータに、
第１波長を含む第１の光を食品に照射するように第１照明システムを制御する第１照射制御ステップ、
前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射するように第２照明システムを制御する第２照射制御ステップ、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する撮像制御ステップ、及び、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定ステップ
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、もやしの異物を除去する異物除去装置が記載されている。特許文献１に記載された異物除去装置は、蛍光灯と、ＣＣＤカメラと、異物認識コントローラとを備える。特許文献１に記載された異物除去装置では、コンベアで搬送されたもやしをＣＣＤカメラが撮像し、異物認識コントローラが多段階濃淡処理による画像処理で、所定の濃度の部分を、もやしに混入している異物として検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１５０９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された異物除去装置では、所定の濃度に着目した濃淡処理のため、対象物と異物とが同様の色の場合に異物を検出することが難しい。このため、異物が存在するにもかかわらず、異物の検出漏れによる食品内の異物残留が発生したり、異物が存在しないにもかかわらず、異物の誤認識によって食品のロスが発生したりするという問題があった。
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、食品内の不要物を容易に検出することができる不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム及びプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係る不要物検出システムは、第１照明システムと、第２照明システムと、撮像システムと、処理システムとを備える。前記第１照明システムは、第１波長を含む第１の光を食品に照射する。前記第２照明システムは、前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射する。前記撮像システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。
【０００７】
本発明の一態様に係る不要物除去システムは、前記不要物検出システムと、除去システムとを備える。前記除去システムは、前記不要物検出システムで前記食品に存在すると判定された前記不要物を前記食品から除去する。
【０００８】
本発明の一態様に係る処理システムは、第１波長を含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムである。前記処理システムは、前記第１の光を前記食品に照射するように前記第１照明システムを制御する第１照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第２の光を前記食品に照射するように前記第２照明システムを制御する第２照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能を有する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有する。
【０００９】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、第１照射制御ステップ、第２照射制御ステップ、撮像制御ステップ、及び、判定ステップを実行させるためのプログラムである。前記第１照射制御ステップでは、第１波長を含む第１の光を食品に照射するように第１照明システムを制御する。前記第２照射制御ステップでは、前記第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を前記食品に照射するように第２照明システムを制御する。前記撮像制御ステップでは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する。前記判定ステップでは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の上記態様に係る不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム及びプログラムによれば、食品内の不要物を容易に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施形態１に係る不要物除去システムのブロック図である。
【図２】図２は、同上の不要物除去システムの斜視図である。
【図３】図３は、食品を示す図である。
【図４】図４Ａは、波長４００ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図４Ｂは、波長４１０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図４Ｃは、波長４２０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。
【図５】図５Ａは、波長４９０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図５Ｂは、波長５００ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図５Ｃは、波長５１０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。
【図６】図６Ａは、波長５８０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図６Ｂは、波長５９０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図６Ｃは、波長８００ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。
【図７】図７Ａは、波長９４０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図７Ｂは、波長９５０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図７Ｃは、波長９６０ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。図７Ｄは、波長１０００ｎｍの光が照射されたときの食品の撮像画像を示す図である。
【図８】図８Ａは、食品を示す図である。図８Ｂは、波長４００ｎｍの光が照射されたときの食品の第１撮像画像を示す図である。図８Ｃは、波長５００ｎｍの光が照射されたときの食品の第２撮像画像を示す図である。図８Ｄは、第１撮像画像と第２撮像画像との差分による差分画像を示す図である。
【図９】図９は、本発明の実施形態１の変形例に係る不要物除去システムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下の実施形態に係る不要物検出システムは、異なる波長の光が照射されたときの食品の撮像画像の画素値の差分を用いて、食品に存在する不要物を検出する。
【００１３】
（１）不要物検出システムの全体構成
不要物検出システム１は、図１及び図２に示すように、第１照明システム２と、第２照明システム３と、撮像システム４と、処理システム５とを備える。
【００１４】
不要物検出システム１は、食品に存在する不要物を検出するように構成されている。ここで、食品は、例えば、じゃがいも、大根、にんじんである。また、食品の形状としては、食品がじゃがいもである場合、マッシュ状のポテトであってもよいし、薄くスライスされた物であってもよい。不要物とは、食品の加工工程において最終的に不要となる物体であり、例えば、加工工程前に食品に存在する物、加工工程において取り除かれずに残ってしまった残留物、加工工程において取り除かれたが付着してしまった付着物、食品には由来しない異物などである。不要物は、例えば食品の皮、食品の芽である。以下の実施形態では、食品がじゃがいもであり、不要物がじゃがいもの皮である場合について説明する。
【００１５】
ここで、食品８であるじゃがいも及び不要物８１であるじゃがいもの皮の光吸収特性について、図４Ａ〜図４Ｃ、図５Ａ〜図５Ｃ、図６Ａ〜図６Ｃ、図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。じゃがいも（食品８）及びじゃがいもの皮（不要物８１）は、図３に示す。
【００１６】
波長４００ｎｍの光が照射された場合、図４Ａに示すように、じゃがいもの領域及び皮の領域の両方とも画素値（輝度）の大きい撮像画像９ａが得られる。一方、波長４２０ｎｍの光が照射された場合、図４Ｃに示すように、じゃがいもの領域の画素値は大きいが、じゃがいもの皮の領域９０の画素値が小さい撮像画像９ｃが得られる。波長４１０ｎｍの光が照射された場合、図４Ｂに示すような撮像画像９ｂが得られる。
【００１７】
波長４９０ｎｍの光が照射された場合、図５Ａに示すような撮像画像９ｄが得られ、波長５００ｎｍの光が照射された場合、図５Ｂに示すような撮像画像９ｅが得られ、波長５１０ｎｍの光が照射された場合、図５Ｃに示すような撮像画像９ｆが得られる。これらの撮像画像９ｄ〜９ｆでは、撮像画像９ｃに比べて、じゃがいもの皮の領域９０の輝度が低くなっている。つまり、撮像画像９ｄ〜９ｆでは、撮像画像９ｃに比べて、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域とのコントラストが高くなっている。
【００１８】
波長５８０ｎｍの光が照射された場合、図６Ａに示すような撮像画像９ｇが得られる。撮像画像９ｇでは、じゃがいもの領域に比べて、じゃがいもの皮の領域９０の輝度が低いものの、撮像画像９ｄ〜９ｆに比べて、コントラストが低くなっている。一方、波長５９０ｎｍの光が照射された場合、図６Ｂに示すような撮像画像９ｈが得られる。撮像画像９ｈでは、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域との輝度差が小さくなっている。波長８００ｎｍの光が照射された場合、図６Ｃに示すような撮像画像９ｉが得られる。撮像画像９ｉでは、じゃがいもの領域及びじゃがいもの皮の領域の両方とも輝度が高くなっており、コントラストは低い。
【００１９】
波長９４０ｎｍの光が照射された場合、図７Ａに示すような撮像画像９ｊが得られ、波長９５０ｎｍの光が照射された場合、図７Ｂに示すような撮像画像９ｋが得られる。また、波長９６０ｎｍの光が照射された場合、図７Ｃに示すような撮像画像９ｌが得られ、波長１０００ｎｍの光が照射された場合、図７Ｄに示すような撮像画像９ｍが得られる。これらの撮像画像９ｊ〜９ｍでは、撮像画像９ｃ〜９ｇに比べて、じゃがいもの領域とじゃがいもの皮の領域とのコントラストは低い。
【００２０】
（２）不要物検出システムの各構成要素
実施形態１の第１照明システム２は、図２に示すように、複数（図１では２つ）の照明装置２１，２２を備える。各照明装置２１，２２は、複数の光源が一の方向に並んで設けられている装置である。複数の照明装置２１，２２は、互いに異なる位置に設けられている。具体的には、照明装置２１は、食品８を搬送する搬送機構６１の搬送方向Ｄ１において撮像システム４よりも手前側から撮像システム４の撮像領域に第１の光を照射する。照明装置２２は、搬送方向Ｄ１において撮像システム４よりも進行側から上記撮像領域に第１の光を照射する。さらに、各照明装置２１，２２は、複数の光源が並んでいる方向が搬送方向Ｄ１に直交するように設けられている。
【００２１】
第１照明システム２は、第１波長を含む第１の光を食品８に照射するように構成されている。第１波長は、３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長帯に含まれていることが好ましく、４００ｎｍであることがより好ましい。
【００２２】
実施形態１の第２照明システム３は、第１照明システム２と同様、複数（図１では２つ）の照明装置３１，３２を備える。複数の照明装置３１，３２は、互いに異なる位置に設けられている。具体的には、複数の照明装置３１，３２は、第１照明システム２の複数の照明装置２１，２２に一対一に対応しており、対応する照明装置２１，２２に隣接するように設けられている。照明装置３１は、搬送機構６１の搬送方向Ｄ１において撮像システム４よりも手前側から撮像システム４の撮像領域に第２の光を照射する。照明装置３２は、搬送方向Ｄ１において撮像システム４よりも進行側から上記撮像領域に第２の光を照射する。
【００２３】
第２照明システム３は、第２波長を含む第２の光を食品８に照射するように構成されている。第２波長は、第１波長とは異なる波長であり、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれていることが好ましく、５００ｎｍであることがより好ましい。
【００２４】
撮像システム４は、第１の光が照射されている状態の食品８及び第２の光が照射されている状態の食品８を撮像するように構成されている。
【００２５】
実施形態１の撮像システム４は、１台の撮像装置４１を備える。撮像装置４１は、例えば、複数の撮像素子が一の方向に並んでいるラインセンサカメラであり、食品８で反射した反射光によって食品８を撮像するように構成されている。
【００２６】
本実施形態では、撮像装置４１は、第１の光が照射されている状態の食品８と第２の光が照射されている状態の食品８とを時分割で撮像する。
【００２７】
処理システム５は、図１に示すように、制御装置５１と、画像処理装置５２とを備える。制御装置５１と画像処理装置５２とは、一体に設けられていてもよいし、別体に設けられていてもよい。
【００２８】
制御装置５１は、第１の光を食品８（図２参照）に照射するように第１照明システム２を制御する第１照射制御機能を有する。制御装置５１は、第２の光を食品８に照射するように第２照明システム３を制御する第２照射制御機能を有する。制御装置５１は、第１の光が照射されている状態の食品８及び第２の光が照射されている状態の食品８を撮像するように撮像システム４を制御する撮像制御機能を有する。さらに、制御装置５１は、後述の搬送システム６を制御する搬送制御機能と、除去システム７を制御する除去制御機能とを有する。
【００２９】
制御装置５１は、プロセッサ及びメモリが搭載されたコンピュータである。制御装置５１は、上記の機能を有するためのプログラムを格納している。
【００３０】
画像処理装置５２は、撮像システム４の撮像により得られる撮像画像に対する画像処理を行うように構成されている。
【００３１】
画像処理装置５２は、第１の光が照射されている食品８の第１撮像画像９１（図８Ｂ参照）と第２の光が照射されている食品８の第２撮像画像９２（図８Ｃ参照）とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品８に不要物８１が存在すると判定する。
【００３２】
また、画像処理装置５２は、第１撮像画像９１における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物８１が存在する領域の位置を特定する。
【００３３】
画像処理装置５２は、プロセッサ及びメモリが搭載されたコンピュータである。画像処理装置５２は、上記の機能を有するためのプログラムを格納している。
【００３４】
（３）不要物除去システムの構成
不要物除去システム１０は、図１に示すように、不要物検出システム１と、搬送システム６と、除去システム７とを備える。
【００３５】
搬送システム６は、ベルトコンベアのような搬送機構６１と、搬送機構６１を駆動する駆動装置６２とを備える。搬送システム６は、撮像システム４の撮像領域から除去システム７の除去領域まで食品８を搬送する。
【００３６】
除去システム７は、パラレルリンクロボットのような除去機構７１と、除去機構７１を駆動する駆動装置７２とを備える。除去システム７は、不要物検出システム１で食品８に存在すると判定された不要物８１を食品８から除去する。より詳細には、駆動装置７２は、不要物８１を除去するための制御信号と、不要物８１の位置座標とを制御装置５１から受け取る。除去機構７１は、駆動装置７２の制御に基づいて、不要物８１を吸引し、食品８から不要物８１を除去する。なお、除去機構７１は、不要物８１を吸引するのではなく、不要物８１を掴むように構成されていてもよい。
【００３７】
（４）不要物除去システムの動作
次に、本実施形態に係る不要物除去システム１０の動作（不要物除去方法）について図１及び図２を用いて説明する。
【００３８】
まず、不要物検出システム１の動作（不要物検出方法）について説明する。
【００３９】
第１照明システム２が、第１波長（波長４００ｎｍ）を含む第１の光を、搬送システム６によって搬送される食品８に照射する。撮像システム４の撮像装置４１は、第１の光が照射されている状態の食品８を撮像する。画像処理装置５２は、第１の光が照射されている食品８の第１撮像画像９１（図８Ｂ参照）を撮像システム４から取得する。
【００４０】
続いて、第１照明システム２が停止し、第２照明システム３が、第２波長（波長５００ｎｍ）を含む第２の光を食品８に照射する。撮像システム４の撮像装置４１は、第２の光が照射されている状態の食品８を撮像する。画像処理装置５２は、第２の光が照射されている食品８の第２撮像画像９２（図８Ｃ参照）を撮像システム４から取得する。
【００４１】
画像処理装置５２は、第１撮像画像９１と第２撮像画像９２とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値を算出し、差分絶対値を画素値とする差分画像９４（図８Ｄ参照）を生成する。画像処理装置５２は、差分画像９４に対してしきい値を用いて２値化処理を行う。画像処理装置５２は、２値化処理によって生成された２値化画像において、ブロブ処理（Ｂｌｏｂ処理）を行う。そして、画像処理装置５２は、差分絶対値がしきい値以上であって互いに連結している画素の数が所定数以上である領域９５（図８Ｄ参照）を、不要物８１が存在する領域として検出する。
【００４２】
第１撮像画像９１では、食品８であるじゃがいもの領域と、不要物８１であるじゃがいもの皮の領域との両方とも輝度が高くなっている。一方、第２撮像画像９２では、第１撮像画像９１に比べて、じゃがいもの皮の領域９３の輝度が低くなっている。これにより、差分画像９４では、じゃがいもの皮の領域９５の輝度が高くなる。
【００４３】
次に、不要物８１の除去工程について説明する。
【００４４】
不要物検出システム１において不要物８１が検出された場合、制御装置５１は、不要物８１を除去するための制御信号と、不要物８１の位置座標とを、除去システム７の駆動装置７２に出力する。除去システム７において、駆動装置７２は、制御装置５１から制御信号及び位置座標を受け取ると、受け取った位置座標にある不要物８１を除去するように除去機構７１を駆動する。
【００４５】
（４）変形例
本実施形態の変形例として、第１照明システム２からの第１の光の第１波長は、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯に含まれていてもよい。この場合、第１波長は、９５０ｎｍであることがより好ましい。第２照明システム３からの第２の光の第２波長は、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている。
【００４６】
また、不要物検出システム１は、互いに異なる波長の光を照射する３つ以上の照明システムを備えてもよい。この場合、不要物の光吸収特性に応じて切り替えることができる。
【００４７】
撮像システム４は、撮像装置４１に代えて、カラーカメラである撮像装置を備えてもよい。上記撮像装置は、第１の光と第２の光との両方が照射されている状態の食品８を撮像する。この場合、処理システム５は、第１の光と第２の光との両方が照射されている食品８の撮像画像から、第１撮像画像９１と第２撮像画像９２とを生成する。例えば、処理システム５は、食品８の撮像画像から、第１波長の成分を抽出することによって、第１の光が照射されている食品８の第１撮像画像を生成する。さらに、処理システム５は、食品８の撮像画像から、第２波長の成分を抽出することによって、第２の光が照射されている食品８の第２撮像画像を生成する。
【００４８】
撮像システム４は、撮像装置４１に代えて、図９に示すように、第１撮像装置４２と、第２撮像装置４３とを備えてもよい。第１撮像装置４２は、第１の光が照射されている状態の食品８を撮像する。第２撮像装置４３は、第１撮像装置４２とは別体であって、第２の光が照射されている状態の食品８を撮像する。
【００４９】
撮像システム４は、ラインセンサカメラではなく、エリアセンサカメラを備えてもよい。
【００５０】
（５）まとめ
第１の態様に係る不要物検出システム（１）は、第１照明システム（２）と、第２照明システム（３）と、撮像システム（４）と、処理システム（５）とを備える。第１照明システム（２）は、第１波長を含む第１の光を食品（８）に照射する。第２照明システム（３）は、第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を食品（８）に照射する。撮像システム（４）は、第１の光が照射されている状態の食品（８）及び第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する。処理システム（５）は、第１の光が照射されている食品（８）の第１撮像画像（９１）と第２の光が照射されている食品（８）の第２撮像画像（９２）とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品（８）に不要物（８１）が存在すると判定する。
【００５１】
第１の態様に係る不要物検出システム（１）は、第１波長を含む第１の光を照射したときの第１撮像画像（９１）と第２波長を含む第２の光を照射したときの第２撮像画像（９２）とにおいて、対応する画素間の画素値（グレー画像の場合は輝度）の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品（８）に不要物（８１）が存在すると判定する。これにより、食品（８）と不要物（８１）とが比較的近い色を有している場合であっても、食品（８）と不要物（８１）との間の波長の吸収特性の違いを利用して、食品（８）内の不要物（８１）を容易に検出することができる。
【００５２】
第２の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１の態様において、第１波長は、３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長帯に含まれている。第２波長は、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている。
【００５３】
第２の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１波長が３６０ｎｍ以上４００ｎｍ以下の波長帯に含まれており、第２波長が４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている。これにより、第１波長の光が照射されたときに食品（８）と不要物（８１）との間の画素値の差分絶対値が小さく、第２波長の光が照射されたときに食品（８）と不要物（８１）との間の画素値の差分絶対値が大きくなる。その結果、コントラストを更に高めることができるので、不要物（８１）が存在する領域をより精度よく検出することができ、不要物（８１）をより確実に検出することができる。
【００５４】
第３の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１の態様において、第１波長は、８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯に含まれている。第２波長は、４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている。
【００５５】
第３の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１波長が８００ｎｍ以上１０００ｎｍ以下の波長帯に含まれており、第２波長が４２０ｎｍ以上５８０ｎｍ以下の波長帯に含まれている。これにより、第１波長の光が照射されたときに食品（８）と不要物（８１）との間の画素値の差分絶対値が小さく、第２波長の光が照射されたときに食品（８）と不要物（８１）との間の画素値の差分絶対値が大きくなる。これにより、コントラストを更に高めることができるので、不要物（８１）が存在する領域をより精度よく検出することができ、不要物（８１）をより確実に検出することができる。
【００５６】
第４の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜３の態様のいずれか１つにおいて、処理システム（５）は、第１撮像画像（９１）における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物（８１）が存在する領域の位置を特定する。
【００５７】
第４の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１撮像画像（９１）における、差分絶対値がしきい値以上である領域の位置を特定することによって、不要物（８１）が存在する領域の位置を特定する。これにより、不要物（８１）を除去する等、不要物（８１）に対する処置を容易に行うことができる。
【００５８】
第５の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、撮像システム（４）は、第１の光が照射されている状態の食品（８）と第２の光が照射されている状態の食品（８）とを時分割で撮像する撮像装置（４１）を含む。
【００５９】
第５の態様に係る不要物検出システム（１）では、撮像システム（４）の撮像装置（４１）は、第１の光が照射されている状態の食品（８）と第２の光が照射されている状態の食品（８）とを時分割で撮像する。これにより、第１の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する場合と、第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する場合とで、撮像装置を分ける必要がない。その結果、撮像装置の台数を増やすことなく、第１撮像画像（９１）と第２撮像画像（９２）とを取得することができる。
【００６０】
第６の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、撮像システム（４）は、カラーカメラであって第１の光と第２の光との両方が照射されている状態の食品（８）を撮像する撮像装置を含む。処理システム（５）は、第１の光と第２の光との両方が照射されている食品（８）の撮像画像から、第１撮像画像（９１）と第２撮像画像（９２）とを生成する。
【００６１】
第６の態様に係る不要物検出システム（１）では、撮像システム（４）の撮像装置は、カラーカメラであり、第１の光と第２の光との両方が照射されている状態の食品（８）を撮像する。そして、処理システム（５）は、第１の光と第２の光との両方が照射されている食品（８）の撮像画像から、第１撮像画像（９１）と第２撮像画像（９２）とを生成する。これにより、第１の光が照射されている状態の食品（８）と第２の光が照射されている状態の食品（８）とを別々に撮像する場合に比べて、第１撮像画像（９１）と第２撮像画像（９２）とを短時間で取得することができる。
【００６２】
第７の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜４の態様のいずれか１つにおいて、撮像システム（４）は、第１の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する第１撮像装置（４２）と、第１撮像装置（４２）とは別体であって、第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する第２撮像装置（４３）とを含む。
【００６３】
第７の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する撮像装置と、第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する撮像装置とが別体である。これにより、第１の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する撮像装置と、第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像する撮像装置とが同じである場合に比べて、第１撮像画像（９１）と第２撮像画像（９２）とを短時間で取得することができる。
【００６４】
第８の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜７の態様のいずれか１つにおいて、撮像システム（４）は、ラインセンサカメラを含む。
【００６５】
第８の態様に係る不要物検出システム（１）では、撮像システム（４）がラインセンサカメラを含む。これにより、エリアセンサカメラの場合に比べて、第１撮像画像（９１）及び第２撮像画像（９２）の解像度を低コストで高めることができる。
【００６６】
第９の態様に係る不要物検出システム（１）では、第１〜７のいずれか１つにおいて、撮像システム（４）は、エリアセンサカメラを含む。
【００６７】
第９の態様に係る不要物検出システム（１）では、撮像システム（４）がエリアセンサカメラを含む。これにより、広い領域を短時間で撮像することができる。
【００６８】
第１０の態様に係る不要物除去システム（１０）は、第１〜９の態様のいずれか１つの不要物検出システム（１）と、除去システム（７）とを備える。除去システム（７）は、不要物検出システム（１）で食品（８）に存在すると判定された不要物（８１）を食品（８）から除去する。
【００６９】
第１０の態様に係る不要物除去システム（１０）は、不要物検出システム（１）で食品（８）に存在すると判定された不要物（８１）を食品（８）から除去する。これにより、食品（８）から不要物（８１）を確実に除去することができる。
【００７０】
第１１の態様に係る不要物除去システム（１０）は、第１０の態様において、搬送システム（６）を更に備える。搬送システム（６）は、撮像システム（４）の撮像領域から除去システム（７）の除去領域まで食品（８）を搬送する。
【００７１】
第１１の態様に係る不要物除去システム（１０）では、搬送システム（６）が撮像システム（４）の撮像領域から除去システム（７）の除去領域まで食品（８）を搬送する。これにより、不要物（８１）が存在すると判定された場合に、除去システム（７）の除去領域まで食品（８）を容易に搬送することができる。
【００７２】
第１２の態様に係る処理システム（５）は、第１波長を含む第１の光を食品（８）に照射する第１照明システム（２）と、第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を食品（８）に照射する第２照明システム（３）と、食品（８）を撮像する撮像システム（４）と共に用いられる。処理システム（５）は、第１照射制御機能と、第２照射制御機能と、撮像制御機能と、判定機能とを有する。第１照射制御機能は、第１の光を食品（８）に照射するように第１照明システム（２）を制御する機能である。第２照射制御機能は、第２の光を食品（８）に照射するように第２照明システム（３）を制御する機能である。撮像制御機能は、第１の光が照射されている状態の食品（８）及び第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像するように撮像システム（４）を制御する機能である。判定機能は、第１の光が照射されている食品（８）の第１撮像画像（９１）と第２の光が照射されている食品（８）の第２撮像画像（９２）とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品（８）に不要物（８１）が存在すると判定する機能である。
【００７３】
第１３の態様に係るプログラムは、コンピュータに、第１照射制御ステップ、第２照射制御ステップ、撮像制御ステップ、及び、判定ステップを実行させるためのプログラムである。第１照射制御ステップでは、第１波長を含む第１の光を食品（８）に照射するように第１照明システム（２）を制御する。第２照射制御ステップでは、第１波長とは異なる第２波長を含む第２の光を食品（８）に照射するように第２照明システム（３）を制御する。撮像制御ステップでは、第１の光が照射されている状態の食品（８）及び第２の光が照射されている状態の食品（８）を撮像するように撮像システム（４）を制御する。判定ステップでは、第１の光が照射されている食品（８）の第１撮像画像（９１）と第２の光が照射されている食品（８）の第２撮像画像（９２）とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、食品（８）に不要物（８１）が存在すると判定する。
【符号の説明】
【００７４】
１  不要物検出システム
１０  不要物除去システム
２  第１照明システム
３  第２照明システム
４  撮像システム
４１  撮像装置
４２  第１撮像装置
４３  第２撮像装置
５  処理システム
６  搬送システム
７  除去システム
８  食品
８１  不要物
９１  第１撮像画像
９２  第２撮像画像
【図１】
2018186735.tif 000003
【図２】
2018186735.tif 000004
【図３】
2018186735.tif 000005
【図４】
2018186735.tif 000006
【図５】
2018186735.tif 000007
【図６】
2018186735.tif 000008
【図７】
2018186735.tif 000009
【図８】
2018186735.tif 000010
【図９】
2018186735.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月6日(2018.8.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、
前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像システムと、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する処理システムとを備え、
前記第１波長は４００ｎｍであり、
前記第２波長は５００ｎｍである
ことを特徴とする不要物検出システム。
【請求項２】
前記処理システムは、前記第１撮像画像における、前記差分絶対値が前記しきい値以上である前記領域の位置を特定することによって、前記不要物が存在する領域の位置を特定する
ことを特徴とする請求項１に記載の不要物検出システム。
【請求項３】
前記撮像システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品と前記第２の光が照射されている状態の前記食品とを時分割で撮像する撮像装置を含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の不要物検出システム。
【請求項４】
前記撮像システムは、カラーカメラであって前記第１の光と前記第２の光との両方が照射されている状態の前記食品を撮像する撮像装置を含み、
前記処理システムは、前記第１の光と前記第２の光との両方が照射されている前記食品の撮像画像から、前記第１撮像画像と前記第２撮像画像とを生成する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の不要物検出システム。
【請求項５】
前記撮像システムは、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第１撮像装置と、
前記第１撮像装置とは別体であって、前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する第２撮像装置とを含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の不要物検出システム。
【請求項６】
前記撮像システムは、ラインセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項７】
前記撮像システムは、エリアセンサカメラを含む
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項８】
前記食品はじゃがいもであり、前記不要物はじゃがいもの皮である
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の不要物検出システム。
【請求項９】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の不要物検出システムと、
前記不要物検出システムで前記食品に存在すると判定された前記不要物を前記食品から
除去する除去システムとを備える
ことを特徴とする不要物除去システム。
【請求項１０】
前記撮像システムの撮像領域から前記除去システムの除去領域まで前記食品を搬送する搬送システムを更に備える
ことを特徴とする請求項９に記載の不要物除去システム。
【請求項１１】
前記除去システムは、
除去機構と、
前記除去機構を駆動する駆動装置とを備え、
前記除去機構は、前記不要物を吸引又は掴んで除去する
ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の不要物除去システム。
【請求項１２】
第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムであって、
前記第１の光を前記食品に照射するように前記第１照明システムを制御する第１照射制御機能と、
前記第２の光を前記食品に照射するように前記第２照明システムを制御する第２照射制御機能と、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能と、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有し、
前記第１波長は４００ｎｍであり、
前記第２波長は５００ｎｍである
ことを特徴とする処理システム。
【請求項１３】
コンピュータに、
４００ｎｍの第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射するように第１照明システムを制御する第１照射制御ステップ、
前記第１波長とは異なる５００ｎｍの第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射するように第２照明システムを制御する第２照射制御ステップ、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する撮像制御ステップ、及び、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定ステップ
を実行させるためのプログラム。
【請求項１４】
第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射するステップと、
前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射するステップと、
前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するステップと、
前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定するステップとを有し、
前記第１波長は４００ｎｍであり、
前記第２波長は５００ｎｍである
ことを特徴とする不要物検出方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
本発明は上記の点に鑑みてなされた発明であり、本発明の目的は、食品内の不要物を容易に検出することができる不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
本発明の一態様に係る不要物検出システムは、第１照明システムと、第２照明システムと、撮像システムと、処理システムとを備える。前記第１照明システムは、第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射する。前記第２照明システムは、前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射する。前記撮像システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。前記第１波長は４００ｎｍであり、前記第２波長は５００ｎｍである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一態様に係る処理システムは、第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射する第１照明システムと、前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射する第２照明システムと、前記食品を撮像する撮像システムと共に用いられる処理システムである。前記処理システムは、前記第１の光を前記食品に照射するように前記第１照明システムを制御する第１照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第２の光を前記食品に照射するように前記第２照明システムを制御する第２照射制御機能を有する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように前記撮像システムを制御する撮像制御機能を有する。前記処理システムは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する判定機能とを有する。前記第１波長は４００ｎｍであり、前記第２波長は５００ｎｍである。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明の一態様に係るプログラムは、コンピュータに、第１照射制御ステップ、第２照射制御ステップ、撮像制御ステップ、及び、判定ステップを実行させるためのプログラムである。前記第１照射制御ステップでは、４００ｎｍの第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射するように第１照明システムを制御する。前記第２照射制御ステップでは、前記第１波長とは異なる５００ｎｍの第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射するように第２照明システムを制御する。前記撮像制御ステップでは、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するように撮像システムを制御する。前記判定ステップでは、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定する。
本発明の一態様に係る不要物検出方法は、第１波長を中心波長として含む第１の光を食品に照射するステップと、前記第１波長とは異なる第２波長を中心波長として含む第２の光を前記食品に照射するステップとを有する。前記不要物検出方法は、前記第１の光が照射されている状態の前記食品及び前記第２の光が照射されている状態の前記食品を撮像するステップを有する。前記不要物検出方法は、前記第１の光が照射されている前記食品の第１撮像画像と前記第２の光が照射されている前記食品の第２撮像画像とにおいて、対応する画素間の画素値の差分絶対値がしきい値以上である領域が存在する場合に、前記食品に不要物が存在すると判定するステップを有する。前記第１波長は４００ｎｍであり、前記第２波長は５００ｎｍである。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の上記態様に係る不要物検出システム、不要物除去システム、処理システム、プログラム及び不要物検出方法によれば、食品内の不要物を容易に検出することができる。