(57)【要約】    【課題】  赤身の部分と脂肪部分とを画像上で容易に識別できるようにする。    【解決手段】  ＬＥＤ２から励起光の紫外光を検査対象４の食肉に照射すると、検査対象４の表面で正反射された励起光の一部はレンズ１０に入射するが、光学カットフィルタ８によって励起光は遮断され、ＣＣＤ素子６には到達しない。一方、検査対象４の食肉の脂肪部分では紫外線による励起作用の結果、波長４００−５００ｎｍの可視域の蛍光が放出される。レンズ１０に入射したこの可視光線は光学カットフィルタ８を透過可能であるので、結果として蛍光波長の光のみＣＣＤ素子６に到達する。これを液晶モニタ等の観察画面１２により観察し、またこの観察画像を撮影して画像データを記録媒体１４に格納する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象の食肉に励起光として紫外線を照射し、その照射部分から発生する光のうち蛍光を受光して蛍光による画像を作成し、その蛍光画像に基づいて脂肪交雑等級を判定することを特徴とする食肉の脂肪交雑検査方法。
【請求項２】
前記励起光はその波長範囲に３7０ｎｍから３８０ｎｍの間の波長を含むものであり、前記蛍光は４００ｎｍから５００ｎｍの間の波長を含むものである請求項１に記載の脂肪交雑検査方法。
【請求項３】
画像を作成する蛍光波長を選択することにより検査対象の種類を選択する請求項１又は２に記載の脂肪交雑検査方法。
【請求項４】
検査対象の食肉に励起光として紫外線を照射する光源部と、
前記励起光による照射部分から発生する光を受光する二次元の受光素子と、
前記照射部分と受光素子の間に設けられて受光素子に入射する光から励起光成分を遮光する光学フィルタと、
前記照射部分と受光素子の間で前記光学フィルタの前又は後に設けられ、前記照射部分の像を前記受光素子に結ぶ光学系と、
前記光源部の光源、前記受光素子、前記光学フィルタ及び前記光学系の側方を被い、検査対象に対向する前方に開口をもつカバーとを備えたことを特徴とする食肉の脂肪交雑検査装置。
【請求項５】
前記光源部は光源として紫外発光ＬＥＤを備えている請求項４に記載の脂肪交雑検査装置。
【請求項６】
前記光源部の光源は前記光学系の光軸に垂直な面内で光軸を中心とする円の円周上に複数個が配置されており、前記カバーの先端が検査対象に接触した状態において食肉上で前記光軸と前記光源とのなす角が３０度から４５度の間の角度となるように、前記カバーの先端位置が設定されている請求項４又は５に記載の脂肪交雑検査装置。
【請求項７】
前記光源部にはさらに可視領域の光を発生する可視光源も備えて紫外線の励起光用の光源と切り換えて点灯できるものであり、前記光学フィルタは光源の励起光波長領域を含んでそれよりも短い波長側を遮光するカットフィルタであり、前記受光素子は励起光用光源点灯時の蛍光画像と可視光源点灯時の可視画像のいずれをも取り込めるようにした請求項４から６のいずれかに記載の脂肪交雑検査装置。
【請求項８】
前記受光素子が取り込んだ画像データを記憶することができ、取り外して外部の画像処理装置にデータを転送できる着脱可能な記録媒体をさらに備えた請求項４から７のいずれかに記載の脂肪交雑検査装置。
【請求項９】
請求項４から８のいずれかに記載の脂肪交雑検査装置の前記受光素子が取り込んだ画像データを二値化する二値化部と、その二値化された画像データから脂肪交雑を表わす値を算出し、等級基準と比較して脂肪交雑等級を判定する食肉格付判定部とを備えた脂肪交雑等級判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食肉格付における脂肪交雑等級などに使用する脂肪交雑検査方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
社団法人日本食肉格付協会では食肉格付における脂肪交雑等級（いわゆる霜降りの度合い）の判定において、格付員が牛脂肪交雑基準（ＢＭＳ）と呼ばれる基準サンプルとの目視比較により判定している。あくまで目視比較によるために、複数の格付員間、又は全国に複数設置されている格付市場間において、判定結果に振れやばらつきが生じる虞れがある。また、脂肪交雑は胸最長筋についてのみしか判定されていないが、実際には複数の筋肉部位をみて売買されている。
【０００３】
豚肉でも脂肪交雑が重視されつつあるが、目視判断は難しく、その基準もアメリカの目視基準しかない。
さらにこれらの判定は熟練が必要な作業である。
【０００４】
そこで、このような問題点に鑑みて、装置を使用した脂肪交雑の判定が試みられている。
具体的には、例えば食肉を撮影した画像の解析により脂肪交雑を定量数値化し、判定を客観化しようというものである。この画像解析による脂肪交雑の定量数値化は市販のデジタルカメラやスキャナ等の利用によるものであり、照射及び観察している光は共に可視領域波長の光である。その場合、大雑把にいって、赤く見える赤身の部分と白く見える脂肪部分との面積比等を求めればよいとされている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、一口に赤身といっても、食肉それぞれに濃淡や色具合が異なり、また茶色に変色している場合もある。そのため、可視光線による観察では赤身部分と脂肪部分のコントラストが実用上充分でなく、結果として画像解析による定量はその精度における問題などがあり、実現に至っていない。
【０００６】
また、赤肉の色調が淡い豚肉では脂肪とのコントラストをとることが難しく、客観的な方法となる画像解析は行なわれていない。
本発明は、赤身の部分と脂肪部分とを画像上で容易に識別することができる脂肪交雑検査方法とそのための装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の脂肪交雑検査方法は、検査対象の食肉に励起光として紫外線を照射し、その照射部分から発生する光のうち蛍光を受光して蛍光による画像を作成し、その蛍光画像に基づいて脂肪交雑等級を判定する。
【０００８】
食肉に紫外線を照射すると、赤身部分から蛍光は発せられないので、赤身の色の濃淡や色具合、変色などによらず常に黒く観察される。一方、脂肪部分は蛍光を発するので青白く観察される。食肉で紫外線を照射した部分からの光のうち、励起光を遮光し蛍光を受光すると、その受光信号強度は赤身部分で弱く、脂肪部分で強くなり、従来の可視光線照射観察の場合に比べて実用上充分な赤身／脂肪コントラストが得られ、画像解析による脂肪交雑の定量化が可能となる。
【０００９】
脂肪交雑検査方法を実現するための本発明による脂肪交雑検査装置は、検査対象の食肉に励起光として紫外線を照射する光源部と、励起光による照射部分から発生する光を受光する二次元の受光素子と、照射部分と受光素子の間に設けられて受光素子に入射する光から励起光成分を遮光する光学フィルタと、照射部分と受光素子の間で光学フィルタの前又は後に設けられ、照射部分の像を受光素子に結ぶ光学系と、光源部の光源、受光素子、光学フィルタ及び光学系の側方を被い、検査対象に対向する前方に開口をもつカバーとを備えている。
【００１０】
本発明が検査対象とする食肉は、牛肉、豚肉に限らず、猪肉、馬肉、鯨肉のほか、鮪などの魚肉も含まれる。
本発明では上に例示したような食肉を検査対象にしているので、測定に適した蛍光を得るためには、励起光はその波長範囲に３7０ｎｍから３８０ｎｍの間の波長を含むものが好ましく、測定する蛍光は４００ｎｍから５００ｎｍの間の波長を含むものが好ましい。
【００１１】
また、画像を作成する蛍光波長を選択することにより検査対象の種類を選択することができる。食肉のいわゆる霜降り部分である脂肪とけん（いわゆる、すじ肉部分）は、肉眼では共に白く見える。しかしこれらを構成する成分の違いにより、紫外線を照射した場合に発せられる蛍光の極大波長及び半値幅は異なる。そこで、例えば、光学フィルタにより受光素子に入射する蛍光から４２０ｎｍ以下の波長域を遮断すれば脂肪とけんを同時に観察することができ、また４４０ｎｍ以下の波長域を遮断するようにすれば、けんの部分を選択的に観察できるようになる。このように、光学フィルタの選択により、様々な成分を目的とした観察が可能となる。
【００１２】
食肉の検査では、幅の狭い複数の筋肉の脂肪交雑を測定する必要があるが、大きな照明装置を備えた検査装置では測定は困難であるので、検査装置の小型化が望まれる。そこで、小型のために、光源部は光源として紫外発光ＬＥＤ（発光ダイオード）を備えているのが好ましい。
【００１３】
検査対象部位を均一に照射するためには、光源部の光源は光学系の光軸に垂直な面内で光軸を中心とする円の円周上に複数個を配置するのが好ましい。
励起光の紫外線は光学フィルタにより遮断されるが、光学系に入射する励起光はできるだけ少ない方が好ましい。そのために、カバーの先端が検査対象に接触した状態において食肉上で光軸と光源とのなす角が３０度から４５度の間の角度となるように、カバーの先端位置が設定されていることが好ましい。
【００１４】
この脂肪交雑検査装置を用いて検査部位の可視画像も観察できることが好ましい。そのため、光源部にはさらに可視領域の光を発生する可視光源も備えて紫外線の励起光用の光源と切り換えて点灯できるものとし、光学フィルタは光源の励起光波長領域を含んでそれよりも短い波長側を遮光するカットフィルタとすれば、受光素子は励起光用光源点灯時の蛍光画像と可視光源点灯時の可視画像のいずれをも取り込めるようになる。
【００１５】
受光素子が取り込んだ画像データを外部の画像処理装置に送って脂肪交雑等級の判定に利用することができる。その際、脂肪交雑検査装置と外部画像処理装置をケーブルで結んでオンラインでデータ処理することもできるが、脂肪交雑検査装置をどこにでも移動できる可搬型にするためには、受光素子が取り込んだ画像データを記憶することができ、取り外して外部の画像処理装置にデータを転送できる着脱可能な記録媒体をさらに備えたものとすることが好ましい。
【００１６】
この脂肪交雑検査装置の受光素子が取り込んだ画像データを処理して脂肪交雑等級の判定を行なうために、本発明の脂肪交雑等級判定装置は、この脂肪交雑検査装置の受光素子が取り込んだ画像データを二値化する二値化部と、その二値化された画像データから脂肪交雑を表わす値を算出し、等級基準と比較して脂肪交雑等級を判定する食肉格付判定部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、検査対象の食肉に励起光として紫外線を照射し、その照射部分から発生する光のうち蛍光を受光して蛍光による画像を作成し、その蛍光画像に基づいて脂肪交雑等級を判定するようにしたので、従来の可視光線照射観察の場合に比べて実用上充分な赤身／脂肪コントラストが得られ、画像解析による脂肪交雑の定量化が可能となる。また、目視では牛肉のように赤肉と脂肪との色彩の差が鮮明なものに限らず、豚肉のようにその色彩の差が鮮明でないものにおいても、脂肪交雑が客観的に判定できるようになる。
【００１８】
そして、本発明により得られる脂肪交雑の指標値を使用して脂肪交雑等級の判定が行われるようになれば、現在の目視判定に比べて客観性が生まれる。しかも判定に熟練性を要しないため、格付員の負荷軽減にもつながる。
さらに、光源部の光源として紫外発光ＬＥＤを使用すれば、検査装置を小型にすることができるので、幅の狭い複数の筋肉の脂肪交雑も測定できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明を、実施例を用いて具体的に説明する。
図１は一実施例を概略的に表わしたものである。２は検査対象の食肉４に紫外線を励起光として照射するための光源部の紫外線光源である。紫外線光源２としては、励起波長として３７０−３８０ｎｍ付近が極大となる紫外光を発生するものを使用する。そのような紫外線光源２としては、この装置のコンパクト化、省電力の観点から小型紫外発光ＬＥＤを採用する。
【００２０】
検査対象４にＬＥＤ２からの紫外線が照射され、その部分が励起されて発生する蛍光を受光するために受光素子として二次元ＣＣＤ（charge coupled device）素子６が設けられている。
検査対象４とＣＣＤ素子６の間には、励起光成分がＣＣＤ素子６に入射するのを阻止するために、波長４２０ｎｍ以下の領域に遮断特性をもつ光学カットフィルタ８が配置されている。
【００２１】
検査対象４とフィルタ８の間には、検査対象４の像をＣＣＤ素子６上に結ぶために光学系としてのレンズ１０が配置されている。フィルタ８とレンズ１０の配置は前後が入れ替わっていてもよい。
【００２２】
１２はＣＣＤ素子６が受光した蛍光による画像をモニタするための液晶表示素子などの観察画面、１４はＣＣＤ素子６の画像データを記憶する記憶媒体である。記憶媒体１４はＩＣメモリのように、着脱可能であり、パーソナルコンピュータのような外部の画像処理装置に装着してその画像データを解析できるようになっている。
【００２３】
ＬＥＤ２はレンズ１０の光軸に垂直な面内で光軸を中心とする円の円周上に複数個、例えば８〜１２個が等間隔に配置されている。その円周の近傍には可視領域の光を発生する白色ＬＥＤ１６が複数個配置されている。白色ＬＥＤ１６は可視モニタ用であり、ＬＥＤ２を消灯し、白色ＬＥＤ１６を点灯した時は白色ＬＥＤ１６からの光は検査対象４で反射されてレンズ１０によりＣＣＤ素子６上に可視像を結ぶ。可視光はフィルタ８を透過するので、検査対象４の検査部位を観察画面１２により目視で観察することができる。
【００２４】
図２はこの実施例を装置化したときの外観図であり、光学系部分を断面図で示している。この実施例は光源としてＬＥＤ２，１６を使用し、観察画面用１２のモニタとして液晶表示素子を使用することにより、バッテリーによる駆動が可能で、小型化し、消費電力を抑えて携帯できるようにしている。
【００２５】
光源部などの部分の配置を更に説明する。レンズ１０とフィルタ８は概略的に示されて。２０はそのレンズ１０の光軸を表わしている。検査対象４が配置されている側を前方とすると、レンズ１０、フィルタ８の後方にはＣＣＤ素子６が内蔵されている。２２はカバーであり、ＬＥＤ２，１６、フィルタ８及びレンズ１０の側方を被って遮光し、検査対象４に対向する側に開口をもっている。カバー２２の前方開口を検査対象４に接触させると、カバー２２内の空間には外部からの光が入射しないようになる。検査対象４からの蛍光による画像を取り込む際には、ＬＥＤ２が発生する励起光成分がなるべくＣＣＤ素子６に入射しないようにするために、検査対象４に対するＬＥＤ２の照射角度が設定されている。カバー２２の先端が検査対象４に接触した状態において、検査対象４上で光軸２０とＬＥＤ２とのなす角が３０〜４０度の間になるように、カバー２２の先端位置、すなわちカバー２２の長さが設定されている。
【００２６】
バッテリーは２４の部分に内蔵され、ＩＣカードなどの記憶媒体１４は取外し可能に装着されている。２６は操作パネルであり、各種機能のボタンが設けられている。
【００２７】
この実施例において、ＬＥＤ２から励起光の紫外光を検査対象４の食肉に照射すると、検査対象４の表面で正反射された励起光の一部はレンズ１０に入射するが、光学カットフィルタ８によって励起光は遮断され、ＣＣＤ素子６には到達しない。一方、検査対象４の食肉の脂肪部分では紫外線による励起作用の結果、蛍光が放出される。一般に蛍光は励起波長よりも長波長側の光線となり、この場合、波長４００−５００ｎｍの可視光線が放出される。レンズ１０に入射したこの可視光線は光学カットフィルタ８を透過可能であるので、結果として蛍光波長の光のみＣＣＤ素子６に到達する。これを液晶モニタ等の観察画面１２により観察し、またこの観察画像を撮影して画像データを記録媒体１４に格納する。
【００２８】
記憶媒体１４はこの検査装置から取り外してパーソナルコンピュータなどの外部の画像処理装置に装着され、画像処理装置ではＣＣＤ素子６が取り込んだ画像データを処理して脂肪交雑等級を判定することができる。
【００２９】
図３はパーソナルコンピュータなどにより画像処理を行なうようにして本発明の脂肪交雑等級判定装置を実現した実施例を機能的に表わしたものである。ＣＣＤ素子６が取り込んだ画像データをしきい値により二値化する二値化部３０と、その二値化された画像データから脂肪交雑を表わす値を算出し、等級基準と比較して脂肪交雑等級を判定する食肉格付判定部３２とを備えている。
【００３０】
図４はその脂肪交雑等級判定装置の処理を示したフローチャート図である。記録媒体１４に記憶された画像データが取り出され、２値化部３０においてしきい値と比較されて２値化される。食肉格付判定部３２ではその２値化された画像データに基づいて各領域面積の定量化又は分布密度が数値化され、それを等級基準と比較することにより脂肪交雑等級が判定され、その判定値が指標値として出力される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、社団法人日本食肉格付協会や市場において実施されている食肉脂肪交雑等級の判定などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】脂肪交雑検査装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例を装置化したときの外観図であり、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は光学系部分を断面図で示した一部切欠き側面図、（Ｃ）は底面図である。
【図３】脂肪交雑等級判定装置の実施例を機能的に表わしたブロック図である。
【図４】図３の脂肪交雑等級判定装置の処理を示したフローチャート図である。
【符号の説明】
【００３３】
２      紫外発光ＬＥＤ
４      検査対象の食肉
６      二次元ＣＣＤ素子
８      光学カットフィルタ
１０      レンズ
１２      観察画面
１４      記憶媒体
１６      白色ＬＥＤ
２０      レンズの光軸
３０      二値化部
３２      食肉格付判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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