(57)【要約】【課題】  生育期におけるブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影すると共に、撮影された画像をもとにして、摘粒の判断材料となるブドウ粒を自動で計数することのできるブドウ粒計数装置を提供することである。【解決手段】  生育期におけるブドウ房１１のブドウ粒数を画像解析によって計数するブドウ粒計数装置１０であって、前記ブドウ房１１を収容する撮影空間部１２を有する本体部１３と、前記本体部１３に配置される撮影機２４の装着部１４と、前記撮影空間部１２を挟んで少なくとも前記装着部１４と対向する側に配置される反射防止材１５と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生育期におけるブドウ房のブドウ粒数を画像解析によって計数するブドウ粒計数装置であって、
前記ブドウ房を収容する撮影空間部を有する本体部と、
前記本体部に配置される撮影機の装着部と、
前記撮影空間部を挟んで少なくとも前記装着部と対向する側に配置される反射防止材と、を備えるブドウ粒計数装置。
【請求項２】
前記装着部は、前記本体部に対して取付位置を調整する位置調整部材を備えている請求項１に記載のブドウ粒計数装置。
【請求項３】
前記位置調整部材は、前記本体部のブドウ房を収容する撮影空間部に対して、左右又は前後に移動可能に配置される請求項２に記載のブドウ粒計数装置。
【請求項４】
前記本体部は背面部と両側面部とを有し、前記撮影空間部の少なくとも三方が背面部と両側面部とによって囲われている請求項１又は３に記載のブドウ粒計数装置。
【請求項５】
前記背面部及び両側面部は、内側表面に反射防止材を有する請求項４に記載のブドウ粒計数装置。
【請求項６】
前記本体部は、前記撮影空間部にブドウ房を収容するための開口を上部に有する請求項１、３、４のいずれかに記載のブドウ粒計数装置。
【請求項７】
生育期におけるブドウ房のブドウ粒数を画像解析によって計数するブドウ粒計数方法であって、
ブドウ房を収容する撮影空間部に収容したブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影し、
撮影された画像からブドウ房の全体形状を認識し、
その全体形状から各ブドウ粒の位置を認識すると共に、それぞれのブドウ粒のサイズを検出し、
各ブドウ粒の検出サイズと予め設定してある設定サイズとを比較照合し、
検出サイズが所定範囲内のブドウ粒を計数し、
計数された数値データを表示部に表示するブドウ粒計数方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生育期におけるブドウ房のブドウ粒数を計数するためのブドウ粒計数装置及びブドウ粒計数方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ブドウの栽培に際しては、生育の初期段階において、房に結実したブドウ粒の大きさや数等を観察すると共に、生育中のブドウ粒が一定以上に結実した場合には、その一部を摘粒するなどの作業が必要となっている。このような作業は、良質なブドウを収穫する上で必須となっているが、その作業は経験と勘に頼るところがあった。一方、ブドウ栽培に関わる人の減少や高齢化等によって、その作業ができなかったり、遅れたりする場合がある。また、ブドウ栽培の初心者にとっては、どのような粒数に摘粒するかが分からず最適なブドウ栽培を行うことができない場合があった。
【０００３】
特許文献１には、ブドウ粒の計数を補助するための補助具及びこれを用いた計数方法が開示されている。この計数方法は、ブドウ房を上方から見て、房が穂軸を中心とする半径方向に仕切られるように、房の長さ方向に沿って房の内部へ仕切り板を設け、この仕切り板の片面側に表れる粒数を計数するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１４３９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に開示されている計数補助具及びその計数方法にあっては、ブドウ房内に仕切り板を挿入することによって、この仕切り板で仕切られた範囲で粒を計数するので、計数作業がしやすくなるといった利点を有している。しかしながら、計数自体は人の目視によるものであり、前記仕切り板の挿入箇所によって、粒数を重複して計数したり、計数漏れが生じたりして正確性に欠けるものとなっている。
【０００６】
また、ブドウ房内に仕切り板を挿入するため、生育したブドウ粒に傷を付ける場合があり、収穫時におけるブドウの品質を損ねるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、生育期におけるブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影すると共に、撮影された画像をもとにして、摘粒の判断材料となるブドウ粒を自動で計数することのできるブドウ粒計数装置及びブドウ粒計数方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明に係るブドウ粒計数装置は、生育期におけるブドウ房のブドウ粒数を画像解析によって計数するブドウ粒計数装置であって、前記ブドウ房を収容する撮影空間部を有する本体部と、前記本体部に配置される撮影機の装着部と、前記撮影空間部を挟んで少なくとも前記装着部と対向する側に配置される反射防止材と、を備える。
【０００９】
本発明に係るブドウ粒計数方法は、生育期におけるブドウ房のブドウ粒数を画像解析によって計数するブドウ粒計数方法であって、ブドウ房を収容する撮影空間部に収容したブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影し、撮影された画像からブドウ房の全体形状を認識し、その全体形状から各ブドウ粒の位置を認識すると共に、それぞれのブドウ粒のサイズを検出し、各ブドウ粒の検出サイズと予め設定してある設定サイズとを比較照合し、検出サイズが所定範囲内のブドウ粒を計数し、計数された数値データを表示部に表示する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のブドウ粒計数装置によれば、本体部の撮影空間部を挟んで少なくとも撮影機の装着部と対向する側に反射防止材を設けているので、ブドウ房に生育しているブドウ粒を精度よく画像解析によって認識することができる。これによって、ブドウ粒を容易且つ正確に計数することができ、その後の摘粒作業の判断材料とすることができる。
【００１１】
本発明のブドウ粒計数方法によれば、ブドウ房を収容する撮影空間部に収容したブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影し、その撮影した画像に基づいて計数処理を行うので、計数作業を容易且つ正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係るブドウ粒計数装置の斜視図である。
【図２】上記ブドウ粒計数装置の組立斜視図である。
【図３】ブドウ粒が計数処理される撮影機の一例を示す外観図である。
【図４】ブドウ粒計数方法の概略フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明に係るブドウ粒計数装置及びブドウ粒計数方法は、ブドウの生育期、特にジベレリン処理前のブドウを対象として、その摘粒の判断を視覚的且つ効率的に行うことを目的としている。摘粒作業においては、最初にブドウ房に生育しているブドウ粒の数や大きさ等を把握する必要がある。従来、このような作業は、目視によって行い、経験と勘とによって、摘粒すべき箇所を選定していたが、本発明は所定のブドウ房の外観を撮影した画像データを画像解析することによって、ブドウ粒の数や大きさ等を認識し、摘粒の判断材料とするものである。以下、添付図面に基づいて、ブドウ粒計数装置及びその計数方法を詳細に説明する。
【００１４】
図１及び図２は、本発明のブドウ粒計数装置１０の外観を示したものである。このブドウ粒計数装置１０は、ブドウ樹（図示せず）に生育しているブドウ房１１を下方から収容する撮影空間部１２を有する本体部１３と、本体部１３に向けて取り付けられる撮影機２４の装着部１４と、前記撮影空間部１２を挟んで少なくとも前記装着部１４と対向する側に配置される反射防止材１５とを備えている。前記撮影機２４には、デジタルカメラあるいはカメラ機能を備えたスマートフォン等が使用される。
【００１５】
本発明の計数対象となるブドウ房１１は、６月初旬ごろの生育期において、複数のブドウ粒３０が結実し始めたものを対象としている。このときのブドウ房１１には、成熟していない青いブドウ粒３０が数十個程度結実している。本発明において、計数対象となるブドウは全ての品種を含むものとする。また、本発明の計数装置及び計数方法は、ブドウに限らず、例えば、プラムやベリー類等の多粒性の果実などに結実する果粒の計数にも適用することも可能である。
【００１６】
前記本体部１３は、ブドウ房１１の全体が略隠れるくらいの長さの背面部１６、両側面部１７及び底面部２０を有し、前記撮影空間部１２の少なくとも三方が背面部１６と両側面部１７とによって囲われている。前記背面部１６と対向する側は、ブドウ房１１の撮影面となる側面開口２５となっている。また、前記背面部１６と両側面部１７との接続部には、傾斜した両梁部２６が設けられる。この両梁部２６を設けることによって、本体部１３全体を補強すると共に、ブドウ房１１の背景までの距離差を最小に抑えることができる。また、前記背面部１６を円弧状にしたり、本体部１３を角部のない筒状にしたりすることも可能である。このように背景の距離差を均等にすることで、ブドウ房１１全体を明暗差なく鮮明に撮影することができる。
【００１７】
前記撮影空間部１２を挟んで少なくとも装着部１４と対向する背面部１６には反射防止材１５が配置される。この反射防止材１５は、撮影機２４によって撮影されるブドウ房１１の背景を遮蔽して画像を鮮明にするためのもので、この実施形態では前記背面部１６、両側面部１７及び両梁部２６の各内側表面に形成されている。前記反射防止材１５としては、各内側表面に貼付される黒色系シートや塗布した黒色系塗料などが望ましい。
【００１８】
前記装着部１４は、側面開口２５側の底面部２０を延設した張出部２３の上面に設けられる。また、この張出部２３の下面には、ブドウ粒計数装置１０全体を片手で保持するためのグリップ部２７が設けられる。なお、前記本体部１３の上部は上面開口１９となっており、ジベレリン処理をするような要領で、前記上面開口１９を介してブドウ房１１を下方から撮影空間部１２内に収容する。
【００１９】
前記本体部１３は、軽量化を図るため段ボール等の厚紙部材あるいはプラスチック部材によって形成することができる。段ボール等の厚紙部材で形成する場合は、一枚の大判の段ボール紙から前記背面部１６、両側面部１７及び底面部２０となる部分を所定形状にカットし、折り曲げることで容易に組み立てることができる。
【００２０】
図２に示したように、前記装着部１４は、本体部１３に対して撮影機２４の取付位置を調整する位置調整部材２１と、撮影機２４を固定するホルダ部材２８とを備えている。前記位置調整部材２１は、長孔３４を有して前記張出部２３上に載置される台座面３２と、この台座面３２からＬ字状に折れ曲がる取付面３３とによって形成されている。前記台座面３２は、張出部２３に開口する取付孔３６と長孔３４とを固定ネジ３５を介してグリップ部２７の上面に固定される。前記取付面３３には、前記ホルダ部材２８が固定される。このホルダ部材２８は、図１に示した撮影機２４の一端を規制する規制部３７と、この規制部３７によって規制された撮影機２４の他端をロックするロック部３８とを備え、形状や大きさの異なる撮影機２４に合わせて保持することができる。このような構成からなる装着部１４に装着された撮影機２４は、ブドウ房１１が撮影正面となるように、前記台座面３２の長孔３４に沿って左右に移動させながら調整することができる。なお、本実施形態では、ブドウ房１１と撮影機２４との距離は、撮影機２４のフォーカスで調整できるため、固定となっているが、前記取付孔３６を前記長孔２４と直交する長孔とすることによって、ブドウ房１１の撮影面に対して前後方向に移動させることもできる。これによって、前記装着部１４に装着された撮影機２４によって、撮影空間部１２に収容されたブドウ房１１全体が撮影範囲内に収まるように調整することができる。
【００２１】
前記撮影機２４は、デジタルカメラやカメラ付のスマートフォンが使用される。単体のデジタルカメラで撮影された画像はイメージデータとして保存され、画像解析ソフトがインストールされたパソコンやタブレット等の携帯情報端末に転送され、画像解析が行われる。スマートフォンの場合は、撮影されたイメージデータを直接画像解析ソフト（アプリ）に展開することによって直接画像解析を行うことができる。
【００２２】
図３はカメラ機能及びデータ処理機能を備えた撮影機（スマートフォン）２４の一例であり、本実施形態では、この撮影機２４を使用してブドウ粒の計数処理が実施される。図４は計数処理のフローを示したものである。ここでは、モジュール化されたオブジェクト検出アルゴリズムを利用し、モジュールの一部（パラメータ等）を適宜設定変更することによって、ブドウ粒の計数処理に応用している。
【００２３】
本実施形態におけるブドウ粒計数方法は、以下のステップによって行われる。
（ステップ１）生育期におけるブドウ房を周囲が遮蔽された撮影空間部に収容し、この収容されたブドウ房の全体形状を背景の反射を考慮して撮影する。
（ステップ２）撮影された画像からブドウ房の全体形状を認識する。
（ステップ３）ブドウ房の全体形状から各ブドウ粒の位置を認識すると共に、それぞれのブドウ粒のサイズを検出する。
（ステップ４）各ブドウ粒の検出サイズと予め設定してある設定サイズとを比較照合する。
（ステップ５）検出サイズが所定範囲内にあるブドウ粒を計数する。
（ステップ６）計数された数値データを表示する。
【００２４】
次に、各ステップの処理内容について説明する。
（ステップ１）では、最初にスマートフォン等の撮影機２４を装着部１４に装着する。この装着は、撮影機２４のカメラレンズが撮影空間部１２内に向くようにホルダ部材２８にセットする。撮影機２４は、撮影空間部１２内に収容されるブドウ房１１の全体形状が収まるように位置調整部材２１を左右に移動させて行う。この位置調整は、撮影対象となるブドウ房１１の形状やサイズ、あるいは、使用する撮影機２４のフォーカス距離等の仕様に応じて行う。このようにして撮影機２４が装着されたブドウ粒計数装置１０は、グリップ部２７を握って保持しながら、ブドウ樹に生育している所定のブドウ房１１を本体部１３の上面開口１９から撮影空間部１２内に収容する。この収容が完了した後、撮影機２４のシャッターを押して撮影を開始する。
（ステップ２）では、前記撮影された画像をモノクロ２値化し、ブドウ房１１の全体形状を認識する。
（ステップ３）では、モノクロ２値化されたブドウ房１１の全体形状から枝部分を除いたブドウ粒３０の位置及びサイズを検出する。
（ステップ４）では、検出されたブドウ粒と、予め設定されている比較対象のブドウ粒のサイズとを比較照合し、検出したブドウ粒のうち設定されたサイズ内にあるものをピックアップしてマーキングする。
（ステップ５）では、前記マーキングした各ブドウ粒に番号を付し、その数を計数する。
（ステップ６）では、前記計数されたブドウ粒を撮影機２４の表示部２２あるいは別のモニタ等に表示する。これによって、計数対象のブドウ房１１に生育しているブドウ粒の数をリアルタイムに確認することができ、その場で摘粒等の判断材料を得ることができる。
【００２５】
上記ステップ１−６の処理は、対象となる一つのブドウ房におけるブドウ粒の数を確認し、その場で摘粒等の判断を行えるようにしたものであるが、撮影機２４にＧＰＳ機能を有している場合は、計数処理したブドウ房１１の位置情報を得ることができる。例えば、計数処理したブドウ房ごとに、そのブドウ粒の数をマップ等によって表示させることができる。これによって、管理するブドウ樹全体の中でのブドウ房ごとに結実しているブドウ粒の数を把握することができ、一括した摘粒等の判断材料とすることができる。
【００２６】
以上、説明したように、本発明のブドウ粒計数装置及び計数方法は、ブドウ樹に生育しているブドウ房を収容する撮影空間部１２内に反射防止材１５を有しているので、画像解析によってブドウ粒を計数する際の元となる画像を鮮明に撮影することができる。これによって、精度の高いブドウ粒の計数処理が可能となった。また、本体部１３がブドウ房１１の少なくとも三方を囲う背面部と両側面部とで構成できるので、段ボール等を用いて容易に形成することができ、製品コストも低く抑えることができる。さらに、撮影機２４の装着部１４に位置調整部材２１を備えているため、形状や大きさの異なる各種のデジタルカメラやスマートフィン等の使用が可能となる。
【符号の説明】
【００２７】
１０  ブドウ粒計数装置
１１  ブドウ房
１２  撮影空間部
１３  本体部
１４  装着部
１５  反射防止材
１６  背面部
１７  側面部
１９  上面開口
２０  底面部
２１  位置調整部材
２２  表示部
２３  張出部
２４  撮影機
２５  側面開口
２６  梁部
２７  グリップ部
２８  ホルダ部材
３０  ブドウ粒
３２  台座面
３３  取付面
３４  長孔
３５  固定ネジ
３６  取付孔
３７  規制部
３８  ロック部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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