(57)【要約】【課題】食材の種類を自動判定することができる食材判定装置、方法、プログラム、及びクッキングスケールを提供する。【解決手段】クッキングスケール１０は、  計量台１６に載置された食材１４の重量を計量し、計量台１６に載置された食材１４を撮影し、計量台１６及び撮影部２０の少なくとも一方を回転駆動させて撮影部２０により食材１４を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、食材１４の体積を算出し、食材１４の重量、食材１４の体積、及び複数の撮影画像に基づいて、食材１４の種類を判定し、判定結果を出力する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
計量台に載置された食材の重量を計量する計量手段と、
前記計量台に載置された前記食材を撮影する撮影手段と、
前記計量台及び前記撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させる駆動手段と、
前記計量台及び前記撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出する体積算出手段と、
前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果を出力する出力手段と、
を備えた食材判定装置。
【請求項２】
前記食材の重量及び前記食材の体積に基づいて、前記食材の密度を算出する密度算出手段と、
前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の特徴を抽出する特徴抽出手段と、
を備え、
前記判定手段は、前記食材の密度及び前記食材の特徴に基づいて、前記食材の種類を判定する
請求項１記載の食材判定装置。
【請求項３】
前記食材の特徴は、前記食材の色及び前記食材の形状の少なくとも一方である
請求項２記載の食材判定装置。
【請求項４】
前記計量台に載置された食材を攪拌する攪拌モードを設定する設定手段と、
前記設定手段により前記攪拌モードが設定された場合に、前記計量台が前記食材を攪拌するための回転速度で回転するように前記駆動手段を制御する制御手段と、
を備えた請求項１〜３の何れか１項に記載の食材判定装置。
【請求項５】
計量台に載置された食材の重量を計量し、
前記計量台に載置された前記食材を撮影し、
前記計量台及び前記食材を撮影するための撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出し、
前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定し、
判定結果を出力する
食材判定方法。
【請求項６】
コンピュータに、
計量台に載置された食材の重量を計量し、
前記計量台に載置された前記食材を撮影し、
前記計量台及び前記食材を撮影するための撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出し、
前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定し、
判定結果を出力する
ことを含む処理を実行させるための食材判定プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食材判定装置、方法、プログラム、及びクッキングスケールに関する。
【背景技術】
【０００２】
食事を作る際には、レシピに従ってクッキングスケールで食材の重量を計量することが良く行われる。
【０００３】
例えば特許文献１には、食材の重量を計量し、計量した食材の栄養素を算出して表示する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１４２２２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来技術では、食材の種類を自動判定することはできない。
【０００６】
本発明は、食材の種類を自動判定することができる食材判定装置、方法、プログラム、及びクッキングスケールを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明の食材判定装置は、計量台に載置された食材の重量を計量する計量手段と、前記計量台に載置された前記食材を撮影する撮影手段と、前記計量台及び前記撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させる駆動手段と、前記計量台及び前記撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出する体積算出手段と、前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果を出力する出力手段と、を備える。
【０００８】
なお、請求項２に記載したように、前記食材の重量及び前記食材の体積に基づいて、前記食材の密度を算出する密度算出手段と、前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の特徴を抽出する特徴抽出手段と、を備え、前記判定手段は、前記食材の密度及び前記食材の特徴に基づいて、前記食材の種類を判定するようにしてもよい。
【０００９】
また、請求項３に記載したように、前記食材の特徴は、前記食材の色及び前記食材の形状の少なくとも一方であることとしてもよい。
【００１０】
また、請求項４に記載したように、前記計量台に載置された食材を攪拌する攪拌モードを設定する設定手段と、前記設定手段により前記攪拌モードが設定された場合に、前記計量台が前記食材を攪拌するための回転速度で回転するように前記駆動手段を制御する制御手段と、を備えた構成としてもよい。
【００１１】
請求項５記載の発明の食材判定方法は、計量台に載置された食材の重量を計量し、前記計量台に載置された前記食材を撮影し、前記計量台及び前記食材を撮影するための撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出し、前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定し、判定結果を出力する。
【００１２】
請求項６記載の食材判定プログラムは、コンピュータに、計量台に載置された食材の重量を計量し、前記計量台に載置された前記食材を撮影し、前記計量台及び前記食材を撮影するための撮影手段の少なくとも一方を回転駆動させて前記撮影手段により前記食材を複数の異なる角度から撮影した複数の撮影画像に基づいて、前記食材の体積を算出し、前記食材の重量、前記食材の体積、及び前記複数の撮影画像に基づいて、前記食材の種類を判定し、判定結果を出力することを含む処理を実行させる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、食材の種類を自動判定することができる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】（Ａ）は食材判定装置の側面図、（Ｂ）は食材判定装置の平面図である。
【図２】食材判定装置の制御系の構成図である。
【図３】食材判定プログラムによる処理のフローチャートである。
【図４】食材判定テーブルデータの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１６】
図１（Ａ）は、本実施形態に係るクッキングスケール１０の側面図、図１（Ｂ）はクッキングスケール１０の平面図である。図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、クッキングスケール１０は、本体１２に食材１４を載置するための計量台１６が設けられている。なお、図１（Ａ）、（Ｂ）では、食材１４の一例として人参が載置された場合を示した。
【００１７】
図１（Ｂ）に示すように、計量台１６は、矢印Ａ方向に回転可能に本体１２に取り付けられている。
【００１８】
また、図１（Ａ）に示すように、本体１２には支柱１８が取り付けられており、支柱１８の先端には撮影部２０が取り付けられている。
【００１９】
撮影部２０は、計量台１６の斜め上方から計量台１６に載置された食材１４の全体を撮影可能なように支柱１８に取り付けられている。なお、撮影部２０の向きを変更可能に支柱１８に取り付けられた構成としてもよい。
【００２０】
また、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本体１２には、表示部２２及び操作部２４が設けられている。
【００２１】
図２は、クッキングスケール１０の制御系の構成図である。図２に示すように、クッキングスケール１０は、コントローラ２６を備えている。コントローラ２６は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２６Ａ、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６Ｂ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）２６Ｃ、不揮発性メモリ２６Ｄ、及び入出力インターフェース（Ｉ／Ｏ）２６Ｅがバス２６Ｆを介して各々接続された構成となっている。この場合、後述する食材判定処理をコントローラ２６のＣＰＵ２６Ａに実行させる食材判定プログラムを、例えば不揮発性メモリ２６Ｄに書き込んでおき、これをＣＰＵ２６Ａが読み込んで実行する。なお、食材判定プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ、メモリーカード等の記録媒体により提供するようにしてもよく、図示しないサーバからダウンロードするようにしてもよい。
【００２２】
Ｉ／Ｏ２６Ｅには、計量部２８、駆動部３０、撮影部２０、表示部２２、操作部２４、及び通信部３２が接続されている。
【００２３】
計量部２８は、計量台１６に載せられた食材１４の重量を計量し、計量した食材１４の重量をコントローラ２６に出力する。
【００２４】
駆動部３０は、例えばＤＣモータ等のモータで構成され、コントローラ２６からの指示により計量台１６を回転駆動させる。
【００２５】
撮影部２０は、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子及びカラーフィルタを含んで構成され、計量台１６に載置された食材１４をカラー撮影する。
【００２６】
表示部２２は、例えば液晶パネル等で構成される。表示部２２には、例えば各種設定画面、判定した食材１４の種類及び計量した食材１４の重量等の結果を表示した画面等の各種画面が表示される。
【００２７】
操作部２４は、図１（Ｂ）に示すように、複数の操作ボタンを含んで構成されており、各種情報の入力及び設定等の各種操作を行うための操作部である。なお、表示部２２及び操作部２４をタッチパネルとし、画面に直接タッチすることで操作が可能な構成としてもよい。
【００２８】
通信部３２は、外部装置と無線通信又は有線通信により情報の送受信を行う。これにより、クッキングスケール１０は、例えばスマートフォン、タブレット端末、及び携帯電話等の携帯端末、パーソナルコンピュータ等の外部装置と通信することが可能である。
【００２９】
次に、本実施形態の作用として、コントローラ２６のＣＰＵ２６Ａにおいて実行される食材判定プログラムによる処理について、図３に示すフローチャートを参照して説明する。なお、図３に示す処理は、クッキングスケール１０の操作部２４を操作して食材判定プログラムの実行を指示した場合に実行される。
【００３０】
ステップＳ１００では、食材を計量する。例えば、食材を計量台１６に載せるよう促すメッセージを表示部２２に表示させる。これにより、ユーザーは、食材を計量台１６上に載せる。計量部２８は、計量台１６に食材が載せられると、計量台１６に載せられた食材の重量を計量してコントローラ２６に出力する。なお、計量部２８が予め定めた閾値以上の重量を検知した場合に、食材１４が計量台１６に載置されたものとして、図３に示す食材判定プログラムを実行するようにしてもよい。この場合、食材を計量台１６に載せるよう促すメッセージを表示部２２に表示させる必要はない。
【００３１】
ステップＳ１０２では、食材１４を撮影する。具体的には、計量台１６を図１（Ｂ）において矢印Ｂ方向に回転駆動させ、撮影部２０により食材１４を複数の異なる角度から撮影するよう撮影部２０及び駆動部３０を制御する。撮影は、異なる角度で少なくとも２回以上行う。例えば計量台１６が停止した状態で１回目の撮影を行い、その後計量台１６を予め定めた角度回転させて計量台１６が停止した状態で２回目の撮影を行う。同様に３回以降の撮影を行ってもよい。また、撮影した画像にぶれが生じない程度に計量台１６を低速度で回転させながら複数回撮影を行っても良い。
【００３２】
ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２で撮影した複数の撮影画像に基づいて、食材１４の体積を算出する。具体的には、例えば公知のステレオ法を用いることにより、複数の撮影画像に基づいて食材１４の３次元座標（３次元形状）を取得する。そして、取得した３次元座標に基づいて食材１４の体積を算出する。なお、公知の特徴抽出処理により３次元座標（３次元形状）を求めても良い。
【００３３】
ステップＳ１０６では、ステップＳ１００で計量した食材１４の重量と、ステップＳ１０４で算出した食材１４の体積と、に基づいて、食材１４の密度を算出する。食材１４の重量をＷ、体積をＶ、密度をＤとすると、密度Ｄは次式で算出される。
【００３４】
Ｄ＝Ｗ／Ｖ      ・・・（１）
【００３５】
ステップＳ１０８では、ステップＳ１０２で撮影した複数の撮影画像に基づいて、食材１４の特徴を判定する。食材１４の特徴は、例えば食材１４の色及び形状の少なくとも一方を含む。食材１４の色は、例えばステップＳ１０２で撮影した撮影画像に含まれる食材１４の部分画像を構成する画素の色のヒストグラムを求め、最も頻度が高い色を食材１４の色と判定する。なお、色の判定方法は上記に限られるものではない。食材１４の形状については、例えばステップＳ１０４で求めた食材１４の３次元形状の形状データに基づいて、食材１４の形状を「三角形状」、「四角形状」、「細長形状」等の２次元形状に分類し、当該分類した２次元形状の種類を食材１４の形状としても良いし、３次元形状の形状データをそのまま食材１４の形状としてもよい。
【００３６】
ステップＳ１１０では、ステップＳ１０６で算出された食材１４の密度と、ステップＳ１０８で判定された食材１４の特徴と、に基づいて、食材１４の種類を判定する。具体的には、例えば図４に示すようなテーブルデータＴ１を用いて食材１４の種類を判定する。テーブルデータＴ１は、食材の種類、食材の密度、及び食材の特徴の対応関係を示したテーブルデータである。食材の特徴は、前述したように食材の色及び形状の少なくとも一方を含む。この場合、ステップＳ１０６で算出した食材１４の密度及びステップＳ１０８で判定された食材１４の特徴に対応する食材１４の種類をテーブルデータＴ１から取得する。
【００３７】
ステップＳ１１２では、ステップＳ１００で計量した食材１４の重量及びステップＳ１１０で判定した食材の種類を表示部２２に表示させる。なお、食材１４に含まれる栄養素（エネルギー、タンパク質、脂質、炭水化物、ミネラル、ビタミン等）の栄養素量を算出して表示部２２に表示するようにしてもよい。栄養素量は、例えば文部科学省が調査し公表している日本食品標準成分表を用いて求めることができる。日本食品標準成分表は、食材の種類及び栄養素の基本栄養素量（食材の可食部１００グラム当たりの栄養素の含有量）の対応関係を表すテーブルデータである。この日本食品標準成分表を用いることにより、ステップＳ１００で計量した食材の重量及びステップＳ１１０で判定した食材の種類に対応する栄養素量を求めることができる。
【００３８】
このように、本実施形態に係るクッキングスケール１０によれば、複数の角度で撮影した撮影画像から求めた食材１４の体積、食材１４の重量、及び複数の撮影画像から求めた食材１４の特徴に基づいて食材１４の種類を自動判定することができる。
【００３９】
また、本実施形態に係るクッキングスケール１０は、ユーザーが食材の入った容器を計量台１６に載置して、操作部２４を操作して攪拌モードを設定した場合には、容器に入った食材を攪拌するための回転速度で回転するように計量台１６を回転駆動させる。これにより、クッキングスケール１０を攪拌器としても用いることができる。
【００４０】
なお、本実施形態では、計量台１６が回転する構成について説明したが、計量台１６は固定で、撮影部２０が計量台１６の周囲を回転する構成としてもよく、計量台１６及び撮影部２０の両方が回転する構成としてもよい。
【００４１】
また、図３のステップＳ１００で計量した食材１４の重量及びステップＳ１０２で撮影した複数の撮影画像を、例えば携帯電話、スマートフォン、及びタブレット端末等の携帯端末に送信し、ステップＳ１０４〜Ｓ１１２の処理を携帯端末側で実行するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００４２】
１０   クッキングスケール
１２   本体
１４   食材
１６   計量台
１８   支柱
２０   撮影部
２２   表示部
２４   操作部
２６   コントローラ
２８   計量部
３０   駆動部
３２   通信部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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