(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
縞がほぼ上下方向になるように配置したスイカを撮影するテレビカメラと、撮影された画像を縞と地の２値画像とする２値化手段と、得られた２値画像より縞の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量よりスイカの外観を評価する評価手段とを備え、前記特徴量算出手段は、前記２値画像に複数の水平線を引き、各水平線について縞との交差長が所定値以上となる交差個数を求め、全水平線の平均交差個数を求め、これを縞の本数とすることを特徴とするスイカ外観検査装置。
【請求項２】
縞がほぼ上下方向になるように配置したスイカを撮影するテレビカメラと、撮影された画像を縞と地の２値画像とする２値化手段と、得られた２値画像より縞の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量よりスイカの外観を評価する評価手段とを備え、前記特徴量算出手段は、前記２値画像に複数の水平線をほぼ等間隔で引き、隣接する水平線と隣接する縞で囲まれる地の領域を求め、各地の領域について、面積、その面積と同じ面積を有する円の径、水平方向フェレ径、水平方向の平均長さ、の何れかの種類を計測し、計測値を大きい順に所定個とり、その標準偏差とその平均値の比を求めることを特徴とするスイカ外観検査装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はスイカの縞の状態を定量的に捉えてスイカの外観を検査する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スイカの外観の良し悪しは縞の状態により大きく左右される。この縞の評価は人が経験により行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
スイカの外観検査を人が行なうに当たり、明確な評価基準がないため、経験に基づいて行っており、人により評価が異なることが多く、安定した評価を得ることが難しかった。
【０００４】
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、スイカの縞の評価を定量的に行なうスイカ外観検査装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達するため、請求項１の発明は、縞がほぼ上下方向になるように配置したスイカを撮影するテレビカメラと、撮影された画像を縞と地の２値画像とする２値化手段と、得られた２値画像より縞の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量よりスイカの外観を評価する評価手段とを備え、前記特徴量算出手段は、前記２値画像に複数の水平線を引き、各水平線について縞との交差長が所定値以上となる交差個数を求め、全水平線の平均交差個数を求め、これを縞の本数とすることを特徴としている。
【０００６】
縞が上下方向になるように配置したスイカの側面を撮影することにより縞が最も良く表れる画像が得られる。この２値画像は黒い縞と緑の地の関係を表しているので、この２値画像より各スイカの縞の特徴を取り出すことができる。この縞の特徴よりスイカの外観を評価する。
【００１０】
水平線と縞との交差箇所により縞の本数を検出することができる。この際交差している長さが所定値以下のものは縞として不完全なものとし除去する。縞の数が少ない、または多過ぎる場合はいずれも良い評価は得られない。このため縞の本数は縞の特徴を表す。良い評価の得られているスイカの縞の本数と検出した本数を比較することにより、定量的な評価をすることができる。
【００１１】
請求項２の発明は、縞がほぼ上下方向になるように配置したスイカを撮影するテレビカメラと、撮影された画像を縞と地の２値画像とする２値化手段と、得られた２値画像より縞の特徴量を算出する特徴量算出手段と、前記特徴量よりスイカの外観を評価する評価手段とを備え、前記特徴量算出手段は、前記２値画像に複数の水平線をほぼ等間隔で引き、隣接する水平線と隣接する縞で囲まれる地の領域を求め、各地の領域について、面積、その面積と同じ面積を有する円の径、水平方向フェレ径、水平方向の平均長さ、の何れかの種類を計測し、計測値を大きい順に所定個とり、その標準偏差とその平均値の比を求めることを特徴としている。
【００１２】
縞の間隔はばらつきが少ない方が良い評価が得られる。ほぼ等間隔で引かれた水平線と縞で囲まれた領域は縞の間隔を表している。領域の面積は高さがほぼ同じなので縞の間隔を表す。領域の面積と同じ面積を有する円の径も縞の間隔を表す。水平方向フェレ径は領域内の最も長い縞の間隔を示す。水平方向の平均長さは領域内の縞の平均間隔を示す。これらの何れかの種類について各領域につき計測し、極端なデータを除くため計測値を大きい順に所定個とり、その標準偏差とその平均値の比を求める。この比は縞の間隔のばらつきを示しており、比がすくなければばらつきが少ない。縞の間隔のばらつきは縞の特徴を示している。良い評価の得られているスイカの縞の間隔のばらつきと計測したばらつきを比較することにより、定量的な評価をすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態の全体構成を示す図である。スイカ１はベルトコンベア２の上に縞が上下方向になるように置かれ、１個づつテレビカメラ３ａ，３ｂの前を矢印の方向に移動してゆく。テレビカメラ３には照明装置も一体に組み込まれており、撮影する方向から照明する。テレビカメラ３は直交線上にカメラの撮影軸線が一致するように配置された４台からなり、スイカ１のほぼ全周を撮影することができる。上流側のテレビカメラ３ａはスイカ１の後ろ半分を撮影し、下流側のテレビカメラ３ｂはスイカ１の前半分を撮影する。上流側の位置センサ４ａはスイカ１の後端が通過するタイミングを検出し、下流側の位置センサ４ｂはスイカ１の前端が通過するタイミングを検出する。外観検査装置５はテレビカメラ３からの画像信号を各位置センサ４からの位置検出信号により取込み画像処理により縞の特徴を検出し、この特徴からスイカ１の外観を評価する。その結果はモニタ６に表示される。
【００１６】
図２は外観検査装置５の構成と接続している機器とを示す。破線内が外観検査装置５を示す。各テレビカメラ３毎に画像メモリ７が設けられ、上流側の位置センサ４ａのスイカ後端検出信号により画像メモリ７ａはテレビカメラ３ａからの画像信号を取込み、下流側の位置センサ４ｂのスイカ前端検出信号により画像メモリ７ｂはテレビカメラ３ｂからの画像信号を取込む。なお、テレビカメラ３からの画像信号はアナログデータなので、図示しないＡ／Ｄ変換器によりデジタルデータに変換して画像メモリ７に取り込む。セレクタ８は４つの画像メモリ７を選択して処理する画像を取り出す。
【００１７】
２値化手段９は縞を「０」，緑の地を「１」、またはこの逆の２値画像を生成する。図３は２値画像を示す。縞１ａと地１ｂと輪郭１ｃがあり、縞１ａには小枝１ｄや飛び縞１ｅなどがある。
【００１８】
次に特徴量算出手段１０と評価手段１１の働きを説明する。両手段１０，１１の働きを実施形態に分けて説明する。第１実施形態は縞の面積とスイカ１の輪郭の面積比を特徴量とし、これより外観を評価する。特徴量算出手段１０は小枝１ｄや飛び縞１ｅも含めて縞１ａの面積と輪郭の面積との比（縞比率と称する）を算出する。評価手段１０は適切な縞比率の判定基準を有しており、これに基づき算出した縞比率の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００１９】
次に第２実施形態について説明する。
第２実施形態では、特徴量算出手段１０は図４に示すように２値画像に水平線を所定の間隔で複数本引き、各水平線に対して交差長Ｌを算出し、このＬが所定長さ以上となる個数を求める。これにより細い縞や小さな飛び縞１ｅの影響を除く。次に全ての水平線により得られた個数の１水平線当たりの平均個数を求め、これを縞本数とする。評価手段１０は適切な縞本数の判定基準を有しており、これに基づき算出した縞本数の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、第１実施形態と同様に、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２０】
次に第３実施形態について説明する。
第３実施形態では、特徴量算出手段１０は図５Ａに示すように２値画像に等間隔に水平線を引き、隣接する縞と隣接する平行線で囲まれた領域を求める。図５Ａは８個の領域を示す。図５Ｂはこのようにして得られた地の領域の１つを示す。この各領域毎の面積を算出する。この領域の高さは等間隔の水平線より皆同じなので面積は縞の間隔に対応する値を表す。この面積を大きい順に所定個とり、これらの面積の標準偏差と平均値とを求め、この標準偏差と平均値の比（変動率と称する）を求める。なお、小さな面積を除いたのはデータの極端なばらつきを抑えるためである。変動率が大きいと縞の間隔のばらつきが大きいことを表す。評価手段１０は適切な変動率の判定基準を有しており、これに基づき算出した変動数の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２１】
または面積の代わりに同じ面積を有する円の直径（または半径）を求める。この直径を大きい順に所定個とり、これらの直径の標準偏差と平均値とを求め、この標準偏差と平均値の比（変動率と称する）を求める。円の直径も縞の間隔に対応する値を表している。なお、小さな直径を除いたのはデータの極端なばらつきを抑えるためである。変動率が大きいと縞の間隔のばらつきが大きいことを表す。評価手段１０は適切な変動率の判定基準を有しており、これに基づき算出した変動数の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、面積の場合と同じく、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２２】
または面積の代わりに領域の水平方向フィレ径を求める。水平方向フィレ径は図５Ｃに示すように２本の垂直線で領域を挟んだときの垂直線間の距離Ｌで、領域内の縞の最大間隔を示す。この水平方向フィレ径を大きい順に所定個とり、これらの水平方向フィレ径の標準偏差と平均値とを求め、この標準偏差と平均値の比（変動率と称する）を求める。なお、小さな水平方向フィレ径を除いたのはデータの極端なばらつきを抑えるためである。この変動率は縞の間隔のばらつきを表す。評価手段１０は適切な変動率の判定基準を有しており、これに基づき算出した変動数の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、は面積の場合と同じく、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２３】
または面積の代わりに領域の水平方向平均長さを求める。水平方向平均長さは図５Ｄに示すように垂直方向に等間隔で領域の水平方向の長さを計りその平均値とする。この水平方向平均長さは領域内の縞の平均間隔を示す。この水平方向平均長さを大きい順に所定個とり、これらの水平方向平均長さの標準偏差と平均値とを求め、この標準偏差と平均値の比（変動率と称する）を求める。なお、小さな水平方向平均長さを除いたのはデータの極端なばらつきを抑えるためである。変動率は縞の間隔のばらつきを表す。評価手段１０は適切な変動率の判定基準を有しており、これに基づき算出した変動数の評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行なうが、面積の場合と同じく、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２４】
次に第４実施形態について説明する。
第４実施形態は縞の小枝や飛び縞などの外観への影響を評価するもので、特徴量算出手段は、図６Ａに示す２値画像の縞を所定量やせ処理する。この所定量は小枝１ｄや飛び縞１ｅなどの大部分を消す程度の量とする。次に同じ量だけ太らせ処理を行なうことにより、図６Ｂに示すように大部分の小枝１ｄや飛び縞１ｅを除去することができる。この太らせ処理した縞の全面積をＳ１とし、やせ処理しない前の元の２値画像の縞の全面積をＳ２とし、（Ｓ２−Ｓ１）／Ｓ２を求める。この比は縞１ａが小枝１ｄや飛び縞１ｅ等でみだれている程度を示すので、縞の乱れと称する。評価手段１０は適切な縞の乱れの判定基準を有しており、これに基づき算出した縞の乱れの評価を行なう。なお、４個のカメラ３で得られた４個の画像について評価を行うが、面積の場合と同じく、最も悪い評価を対象のスイカ１の評価とする。
【００２５】
なお、第１〜第４実施形態で行った評価を総合して対象のスイカ１の外観評価を行なう。この場合、各実施形態で行う評価を点数表示し、この合計または平均点数で総合評価をしてもよい。
【００２６】
実施形態ではテレビカメラ３を４台用いたが、２台としてもよい。この場合、上流側に２台、または下流側に２台、または上流と下流に１台づつという配置にするとよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明はスイカの２値画像より縞の特徴量を定量的に算出し、予め定めた評価基準に基づき評価を行なうのでスイカの外観評価を定量的にかつ客観的に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体構成図である。
【図２】外観検査装置の詳細構造図である。
【図３】２値画像を示す図である。
【図４】縞の本数を算出する方法を示す図である。
【図５】縞の間隔を算出する説明図である。
【図６】小枝や飛び縞などの縞のみだれを算出する説明図である。
【符号の説明】
１  スイカ
１ａ  縞
１ｂ  地
１ｃ  輪郭
１ｄ  小枝
１ｅ  飛び縞
２  ベルトコンベア
３，３ａ，３ｂ  テレビカメラ
４，４ａ，４ｂ  位置センサ
５  外観検査装置
６  モニタ
７，７ａ，７ｂ  画像メモリ
８  セレクタ
９  ２値化手段
１０  特徴量算出手段
１１  評価手段
【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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【図６】
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