JP2005300281A - 種子破片検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、小さな種片とシワを判別でき、良質な種抜き果実を歩留まりよく得ることを可能とする種子破片検査装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 透明ベルト４１ａのコンベヤ装置４１により搬送されている種抜き処理された果実（プルーン）の表面と裏面をそれぞれ撮影する赤外線カメラ５１，５４およびその赤外線照明装置５３，５５を、透明ベルト４１ａを挟んで対向して配置し、各赤外線カメラ５１，５４の撮像データにより所定明るさレベル以下の前記果実の領域を求め、この果実の領域の外周部表面の明るさ平均レベルを求め、この求めた明るさ平均レベルより予め設定されたレベル以下の落込み部を求め、この落込み部の形状｛計測可能な明るさレベル（濃淡）特性の特徴｝により果実の種片が残っているかどうかを判断する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、種抜き機などにより種抜き処理されたプルーンなどの果物に、種子の破片が残っているかどうかを検出するための種子破片検査装置に関するものである。

従来より果実より種抜き機により種子を強制的に内抜きして種抜き果実（例えば、種抜きプルーン）が製造されている。
このような果実の種抜き作業では、種子が抜き取られない、あるいは種子の破片が残ってしまうという恐れがあるために、種抜き後、１個毎に検査を行っている。

この検査は、人手で果実を１個ずつ指で押さえて行うか、あるいは果実に照明などを当ててカメラで映像をとらえ、その画像にしきい値を設定し、あるレベルより低い（暗い）画像の領域を検出すると、種子あるいは種子の破片が残っていると判定しこのような果実を排除していた。

このようなカメラを使用した検査装置が、例えば特許文献１が開示されている。この特許文献１は、ゲル被覆種子の中に種が入っているかどうかを検査する検査装置に関するものであり、ゲル被覆種子を撮影するカメラと照明装置、および種子の良否を判別する判別装置により構成され、該カメラと照明装置を、ゲル被覆種子の搬送装置を挟んで対向配置し、ゲル被覆種子の透過映像をカメラで撮影して判別装置で画像処理を行い、ゲル内に一粒ずつ種子が入っているかを検査するようにしている。前記画像処理では、ゲル被覆種子のゲルを認識させてその中の種子の影の面積を演算し、この影の面積が設定した範囲内であれば、種子が存在し、設定した範囲以下であれば種子は入っていないと認識している。
特開２００２−３１６０９９号公報

しかし、従来の検査方法あるいは検査装置のうち、まず果実を人手で１個ずつ指で押え検査する方法では、大きい種は指に感触が伝わりやすいが、小さい種子の破片は感触が伝わらず、強く押えると果実（たとえば、プルーン）は変形し、商品にならないという問題があった。

またカメラで映像をとらえ、しきい値を設定し、あるレベルより低い（暗い）ものは種子として判定する方法では、種子とシワの関係で大きい種は判別可能であるが、小さい種子の破片はシワとの判別が困難なため、排除させてしまえば多量の良品ロスとなり、シワを見ない程度にしきい値を設定すれば小さい種子の破片を検出できないという問題があった。

また特許文献１では、ゲル被覆種子の表面にシワが生じるとすると、このシワの範囲は種子と認識してしまうために、検出する面積の認識では実際に種子とシワを判別することができないという問題があった。

そこで、本発明は、小さな種子の破片とシワを判別でき、良質な種抜き果実を歩留まりよく得ることができる種子破片検査装置を提供することを目的としたものである。

前述した目的を達成するために、本発明のうち請求項１に記載の発明は、種子抜き処理された果実を搬送しながら、前記種子の破片が果実に残っていないかどうかを検査する種子破片検査装置であって、
前記果実を搬送する手段として透明ベルトコンベヤ装置を設け、前記透明ベルトコンベヤ装置により搬送されている果実に対して果実を透過する透過光線を照射する照明装置と、この照明装置より照射され果実を透過した透過光線の画像を撮影するカメラ装置を、前記透明ベルトコンベヤ装置の透明ベルトを挟んで対向して配置し、前記カメラ装置の撮像データにより所定明るさレベル以下の果実の領域を特定し、この果実の領域の外周部表面の明るさ平均レベルを求め、この求めた明るさ平均レベルより予め設定されたレベル以下の落込み部を求め、この求めた落込み部の形状により種子の破片が残っているかどうかを判断することを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実外周部表面の明るさ平均レベル、すなわち果実の種片が存在しないシワ部に特定される表面の明るさ平均レベルが求められ、この明るさ平均レベルより設定されたレベル以下の領域、すなわち種子の破片が存在する可能性のある落込み部が求められ、この落込み部の形状｛計測可能な明るさレベル（濃淡）特性の特徴｝により、果実の表面のシワと種子の破片が判別され、シワを種子の破片と誤って判断し排除してしまい多量の良品ロスが発生することが防止され、良質な種抜き果実が歩留まりよく得られる。

また請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明であって、前記落込み部の形状により種子の破片が残っているかどうかの判断は、前記落込み部の面積、前記落込み部の長さ、前記落込み部の長辺と短辺との比率、前記落込み部の面積と落込み部の濃淡の傾斜レベルにより計測される特徴点の最外周の面積の比、前記落込み部の前記特徴点の最大値と最小値の差、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の最大値と最小値の差、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の最大値と同じ傾斜線の下端の値の差に不計測範囲通過数を加算した値、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の数を求めることにより行われることを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実の表面のシワと種子の破片の判別が、上記落込み部の面積、落込み部の長さ、落込み部の長辺と短辺との比率、落込み部の面積と落込み部の濃淡の傾斜レベルにより計測される特徴点の最外周の面積の比、落込み部の特徴点の最大値と最小値の差、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と最小値の差、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と同じ傾斜線の下端の値の差に不計測範囲通過数を加算した値、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の数を求めることにより行われる。

また請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明であって、前記透明ベルトコンベヤ装置へ供給する果実を、前記照明装置から照射される透過光線が透過する所定厚さに圧延するとともに、前記果実のシワの外形線を切断する圧延ローラからなる圧延装置を設け、前記圧延装置に、前記圧延ローラ表面から粘着した果実を剥がすスクレーパーと、このスクレーパーおよび前記圧延ローラへ散水する散水装置を設けたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実の種子の破片の自動的及び多量の検査のための条件として、厚さを揃えて均一な透過光線の透過条件が形成され、シワと種子を判別するためシワの外形線を途切れたものとされる（連続線が切られる）。またスクレーパーおよび圧延ローラを散水により湿らせることにより、果実の果肉（粘着物）による圧延ローラの隙間変化やローラ表面の溝の埋まりが防止され、また果実にも適当な湿りが与えられ、果実がローラ表面より剥がれやすくなる。

また請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明であって、種子を抜き出すときに発生する果肉の粘着物を解すための均しローラを有し、前記圧延装置の圧延ローラへ果実を重なりのない状態で整列して供給する均しコンベヤ装置を設けたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実の種子の破片の自動的及び多量の検査のための条件として、均しローラにより果実相互の重なりがなくされ、均しコンベヤ装置により果実が重なりのない状態で整列され圧延ローラへ供給される。

また請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の発明であって、前記透明ベルトコンベヤ装置に、前記果実が前記カメラ装置に対応して整列して流れるように整列ガイドを設けたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実の種子片の自動的及び多量の検査のための条件として、整列ガイドにより果実がカメラ装置に対応して整列して流れるように整列され、カメラ装置の直下で映像が取り込まれ、画像処理が行われる。

また請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の発明であって、前記透明ベルトコンベヤ装置の透明ベルトに附着する果実の果肉をそぎ落とし洗い流す洗浄槽を設けたことを特徴とするものである。

上記構成によれば、果実の種子片の自動的及び多量の検査のための条件として、検査ベルトである透明ベルトに付着された果実の果肉が、洗浄槽によりそぎ落とされ洗い流されて、透明ベルトが常時清明な状態に維持され、カメラ装置の映像が安定される。よって、付着していた果肉により良品が不良品と判断されてしまうことが防止される。

本発明の種子破片検査装置は、果実の表面のシワと種子の破片を正確に判別することができ、シワを種子の破片と判断して排除してしまい多量の良品ロスが発生することを防止することができ、良質な種抜き果実を歩留まりよく得ることができ、また種子の破片が残っている果実を確実に排除でき品質を確保できる、という効果を有している。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施の形態における種子破片検査装置の平面図、図２は同種子破片検査装置の側面図である。

種子破片検査装置は、大きく、供給部１、圧延部２、検査・画像処理・選別部３、および操作・制御・動力部４から構成されている。
［供給部１］
供給部１は、図１〜図３に示すように、
外部コンベヤ装置１１により搬送されてきた、種抜き作業が終了したプルーン（果実の一例；以下、単にプルーンと称す）１２（あるいは種抜き作業終了後、タンク等に一旦保存されたプルーン）が投入されるホッパー１３と、
プルーン１２の搬送方向に桟を持ち、桟の幅方向を切り込んだ溝に挿入された高分子樹脂ガイドバーで左右幅方向を区切った９列の長方形の升目１４を有し、運転状態でホッパー１３内へランダムに供給されたプルーン１２を搬送するコンベヤ１５からなり、傾斜角４０度で運転されプルーン１２の重なりが容易に掻き落される構造とされた均しコンベヤ１６と、
均しコンベヤ１６のほぼ中間に設けられ、コンベヤ１５によるプルーン１２の搬送方向とは逆方向に回転し、均しコンベヤ１６により搬送中の重なりあったプルーン１２に適当な打撃を与える回転羽根１７と、この回転羽根１７を駆動する駆動モータ１８からなり、プルーン１２の重なりを回転羽根１７により下方向に掻き落し、プルーン１２を１個毎に各升目１４の中に納め、重なりのない整列送りを実現する均しローラ１９
とにより構成されている。

また均しコンベヤ１６のコンベヤ１５は、均しコンベヤ１６の前後端の配置された従動ローラ１５ａと駆動ローラ１５ｂ間に張設されており、この駆動ローラ１５ｂをベルト２０ａを介して駆動する駆動モータ２０が設けられている。

上記構成により、外部コンベヤ装置１１により搬送されてきたプルーン１２は、均しコンベヤ１６の各升目１４に１個毎に納められ、重なりのない状態で整列して搬送され、この整列送りされたプルーン１２は圧延部２（圧延装置）へ落下供給される。

また均しコンベヤ１６上に運ばれて来るプルーン１２は粘着性があり、保存の状態がタンク内に長期にわたると圧縮され粘着しているものが多く、また種抜き作業時に発生する果肉の飛び出しで粘着が多く、よって多くのプルーン１２は重なりあった状態で供給されるため、前記粘着を解し、プルーン１２相互の重なりを無くす役割のために、上記均しローラ１９を設置している。
［圧延部２］
圧延部２は、図１，図２，図４に示すように、
入口に配置され、均しコンベヤ１６の供給列（９列）に対応した整列フィンを有し、供給部１の均しコンベヤ１６から落下供給したプルーン１２を、９列に分けてスライドさせる仕切りガイド板２１と、
仕切りガイド板２１のほぼ中間上方に配置され、仕切りガイド板２１を介して後述する圧延ローラとスクレーパーへ散水する散水ノズル２２と、
仕切りガイド板２１により９列に分けて垂直に落とし込まれるプルーン１２を、後述する透過光線が均一に透過するように圧延し、さらにプルーン１２のシワと種子の破片（以下、種片と称す）を判別するためシワの外形線を途切れたものにする圧延装置２３
から構成されている。

前記圧延装置２３は相対する２対のローラ２４，２５を上下２段に連ねた構成となっており、１段目の一対の上段ローラ２４間の隙間、２段目の一対の下段ローラ２５間の隙間をそれぞれ調節する間隙調整ネジ２６，２７が設けられ、これら間隙調整ネジ２６，２７の調整によりプルーン１２の厚みを決めている。また一対の上段ローラ２４の回転軸の一端にはそれぞれ駆動モータ２８が連結され、また一対の上段ローラ２４の回転軸の他端と一対の下段ローラ２５の回転軸間にＶベルト２９が張設されており、駆動モータ２８の駆動によりローラ２４，２５がともに回転駆動される。

また上段ローラ２４、下段ローラ２５の下側にそれぞれ、ローラ表面から果肉が剥き出しの粘着性の有るプルーン１２を連続的に剥がし、プルーン１２の粘着物をそぎ落とすスクレーパー３０，３１が設けられている。

また、上記ローラ２４，２５の表面にはそれぞれ縦横の溝加工が施されており、プルーン１２の乾燥状態の性質である表皮の深いシワにたいして凹凸の圧延を行うことで画像処理のシワ検知を軽減している。すなわち一対の上段ローラ２４の表面には横（軸方向）の溝が加工されており、プルーン１２の形状（平なもの、丸いもの）、硬さ（表皮が硬いもの）により巻き込みが遅れるのを防ぎ、また一対の下段ローラ２５の表面にはシワのもたらす映像への悪影響を防止するため、シワの外形線を途切れさせる目的で頭を切ったピラミット形状の突起が備えられ、さらにその突起は互いの山の位置をずらせて設置することでプルーン１２の厚みを薄くなりすぎないようにしている。

上段ローラ２４は緩めに圧延し、下段ローラ２５はきつめに圧延するがこの圧延隙間は、後述する透過光線が均一に透過しプルーン１２の検査を精度高く安定的に行うための厚さとする隙間に設定され、さらにプルーン１２の水分とプルーン１２の自体のもどりを考慮して調節される。たとえば、上段は５ｍｍ、下段は４ｍｍに設定する。この設定の場合、下流の検査・画像処理・選別部３ではプルーン１２は７〜８ｍｍの厚さになる。

上記構成により、仕切りガイド板２１によりプルーン１２が整列された状態で上段ローラ２４へ投入される。このとき上部に設置してある散水ノズル２２により散水が行われる。プルーン１２は上段ローラ２４、下段ローラ２５により順に、厚さを揃えて後述する透過光線の透過条件が形成されるように圧延されるとともに、プルーン１２のシワの外形線が切断され、検査・画像処理・選別部３のベルトコンベヤ装置４１へ投入される。
［検査・画像処理・選別部３］
検査・画像処理・選別部３は、図１，図２，図５，図６に示すように、
圧延部２の圧延装置２３から圧延された状態で落下されたプルーン１２を受け止めて搬送する透明ベルト蛇行レス構造のベルトコンベヤ装置（果実を搬送する手段）４１と、
ベルトコンベヤ装置４１の入口側（上流側）の透明ベルト４１ａ上に形成され、搬送されるプルーン１２を重なりがないように６列に整列する整列ガイド４２と、
プルーン１２内部に残る種を透過光線で写し出すために、ベルトコンベヤ装置４１の略中央部で透明ベルト４１ａを挟んで相対する設置される、下部カメラケース４３および下部照明ケース４４、ならびに上部カメラケース４５および上部照明ケース４６と、
ベルトコンベヤ装置４１の下流端に配置され、プルーン１２に種片の残留が検知されると、エヤでＮＧ箱７１側に吹き飛ばし選別する（不良と判断されたプルーン１２を取り出す）エヤーエジェクト式の選別装置４７およびこの選別装置４７におけるエヤ噴射／停止を実行する電磁弁ケース４８と、
ベルトコンベヤ装置４１の下部で透明ベルト４１ａのリターン側に設置され、透明ベルト４１ａの表面に附着した果肉を常時洗浄する洗浄槽４９と
から構成されている。

前記下部照明ケース４４には、透明ベルト４１ａにより６列に整列されて搬送されているプルーン１２の表側へ乳白色の拡散板５２を介して上部から近赤外線（透過光線の一例）を照射する近赤外線ＬＥＤ照明装置（９２０ｎＭｘ１０５６個）５３が設けられ、前記下部カメラケース４３には、近赤外線ＬＥＤ照明装置５３から照射されプルーン１２を透過した透過光線の画像を、プルーン１２の裏面側から撮影する６個の赤外線ＣＣＤカメラ（カメラ装置の一例）５１が、透明ベルト４１ａを介して配置されている。この構成により、近赤外線ＬＥＤ照明装置５３から照射された近赤外線は、拡散板５２により均一に光線に拡散されて、透明ベルト４１ａ上を整列して流れてくる各プルーン１２の表面に照射されて透過し、各プルーン１２の裏面の映像がそれぞれ６個の赤外線ＣＣＤカメラ５１により撮影される。

また上部照明ケース４６には、透明ベルト４１ａにより６列に整列されて搬送されているプルーン１２の裏側へ乳白色の拡散板５５を介して下部から近赤外線（透過光線の一例）を照射する近赤外線ＬＥＤ照明装置（９２０ｎＭｘ１０５６個）５６が設けられ、前記上部カメラケース４５には、近赤外線ＬＥＤ照明装置５６から照射されプルーン１２を透過した透過光線の画像を、プルーン１２の表面側から撮影する６個の赤外線ＣＣＤカメラ（カメラ装置の一例）５４が、透明ベルト４１ａを介して配置されている。この構成により、近赤外線ＬＥＤ照明装置５６から照射された近赤外線は、拡散板５５により均一な光線に拡散されて、透明ベルト４１ａ上を整列して流れてくる各プルーン１２の裏面に照射されて透過し、各プルーン１２の表面の映像がそれぞれ６個の赤外線ＣＣＤカメラ５４により撮影される。

なお、照明ケース４４，４６にはそれぞれ、ＬＥＤ点灯時の発熱を冷却するために２個の冷却ファン（図示せず）が装備されており、運転時は常時冷却している。
また前記整列ガイド４２は、圧延装置２３近くまで延びる１段目の５本のガイド５８と、下部カメラケース４３付近まで延びる２段目の５本のガイド５９に分割して構成され、６個の赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４の直下をプルーン１２がそれぞれ重なりがない状態で流れることができるようにプルーン１２を６列に整列している。前記１段目のガイド５８は、落下して来るプルーン１２がどこかの列に収まるようにし、１段目のガイド５８と２段目のガイド５９との間を空けることにより、この空きの部分でコマのように横転びをするプルーン１２が倒れ、プルーン１２が整列できるようにされ、さらに２段目のガイド５９により６個の赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４の下で横にそれることがないようにしている。

またプルーン１２の形状は一定ではなく外形は常に変形（サイズ、曲線、厚み、シワ）しており、画像処理では周辺部が暗くなる傾向があり、画像処理のフレームでは透過光線の直進性とカメラのレンズのサイズの関係でフレームの外よりになるほど暗く写る。この整列ガイド４２により、重なりがない状態でプルーン１２を送るとともに、カメラ直下を流して画像取り込みを行いカメラ視角の周辺部の暗い部分を軽減させており、黒く写りすぎるプルーン１２外周部のＮＧ（不良）検知過多と歩止まり低下の問題を解決している。

また前記洗浄槽４９は、タンク６１内に常時清水に浸してある洗浄ブラシ６２の先端を透明ベルト４１ａに回転させながら接触させ連続的に附着してくるプルーン１２の果肉をそぎ落とし洗い流すことにより、透明ベルト４１ａを常に清明な状態に維持しており、またタンク６１内へは常時少量の清水が供給され、余剰水はプルーン１２の水溶物をオーバーフロウさせている。沈殿物はドアを開き容易に掃除できる構造としている。この洗浄槽４９によって透明ベルト（検査用ベルト）４１ａが常時洗浄されていることにより、赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４により撮影される映像が安定する。

またベルトコンベヤ装置４１の透明ベルト４１ａは、前後一対の上部ローラ６４とリターン側の透明ベルト４１ａを洗浄槽４９へ導く前後一対の下部ローラ６５に渡って張設されており、前側上部ローラ６４の回転軸の一端に駆動用のモータ６６が連結され、またこの回転軸の他端にロータリエンコーダ６７が取り付けられている。この駆動用のモータ６６の駆動により透明ベルト４１ａが駆動されてプルーン１２が搬送される。また透明ベルト４１ａの振動を抑える振動抑えローラ６３が、透明ベルト４１ａ上に複数箇所（図では３ヶ所）に設けられている。

また上記エヤーエジェクト式の選別装置４７には、不良と判断されたプルーン１２をエヤでＮＧ箱７１側に吹き飛ばし選別するために、６列のプレーン１２に対応して６セットのエヤーガン群６９が設けられ、電磁弁ケース４８内に各セットのエヤーガン群６９毎にエア噴射／停止をさせる電磁弁群７０が設けられている。なお、エヤーガン群は、たとえば１０本のエヤーガンから構成される。

また図１および図５において、７２は中間端子箱であり、上記赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４、近赤外線ＬＥＤ照明５３，５６、および電磁弁ケース４８内の電磁弁の配線が集約され、操作・制御・動力部４へ接続されている。
［操作・制御・動力部４］
操作・制御・動力部４は、図１，図２，図７，図８に示すように、
制御盤本体（筐体）８１と、
制御盤本体８１の正面に配置された機器運転釦群８２およびタッチパネル８３と、
制御盤本体８１に内蔵された画像処理装置８４と、
制御盤本体８１に内蔵された前記各駆動用モータ１８，２０，２８，６６の速度調整用のインバータ８５と、
制御盤本体８１に内蔵された電源装置８６と、
制御盤本体８１に付属して配置され、制御盤本体８１内の温度を常時自動的に一定温度に維持し、万一扉を開けるなどで湿気が流入しても乾燥状態に回復するエアシステム（冷却機、ヒータ等）８７
から構成されている。

上記画像処理装置８４は、図８に示すように、下段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５１と、上段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５４と、近赤外線ＬＥＤ照明装置５３，５６と、ロータリエンコーダ６７と、６セットのエヤーガン群６９毎に対応した６セットの電磁弁群７０と、機器運転釦群８２と、タッチパネル８３が接続される、複数のＣＰＵからなるコントローラ８８から構成されている。このコントローラ８８は、まず赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４から入力される撮像データに基づいて各列のプルーン１２の裏面側からおよび表面側から良否を判定し（詳細は後述する）、ＮＧ（不良；種片有り）と判定した場合、ロータリエンコーダ６７のデジタル位置信号（パルス信号）のカウント値をコンベヤ端距離に換算して電磁弁群７０に排除信号を出力し、作動電圧をかけ圧縮空気を噴出させて、その列のＮＧのプルーン１２をＮＧ箱７１側に吹き飛ばして排除する（選別する）。電磁弁群７０の作動タイミングはタッチパネル８３で設定される。この設定により、電磁弁群７０の吹き始め、開弁時間を定めることで良好な選別を行うことができる。コントローラ８８は、図７に示す６箱の制御箱８９に納められている。
［画像処理］
上記コントローラ８８による画像処理について詳細に説明する。

近赤外線を上記厚さ８〜１０ｍｍに圧延したプルーン１２にあてると種の影が観察される。大きい種（１／１）は大きな影として観察は容易であるが、破片（１／２，１／４，１／８，５mm角）は小さい影（黒の落込み部）として捉えられる。しかし、半乾燥プルーンの場合表皮が黒く、乾燥により果肉は縮みは大きいが、表皮の縮みが少ないため表面は「シワ」となっており、このシワは表皮の重なりとなり、小さい種の破片に近似したレベルの暗い波（濃淡）、影として、画像にとらえられる。

さらに種抜き機により種はプルーン１２より強制的に内抜きされるが、その際表皮の１部もプルーン１２内部へ押し込まれ裏表で２重の状態が４重の状態になる。ここで多重の表皮の重なりは小さい種の破片に近似した暗さの波（濃淡）、影として画像にとらえられる。

このように、種抜きプルーン１２の表面に、多くのシワが発生していることから、シワと残った種片との区別がつきにくく、シワを種片と検出して誤動作を発生しやすくなる。
上記コントローラ８８による画像処理では、プルーン１２に存在する種片とシワを分別し、種片が残っているプルーン１２はＮＧとして排除し、シワはＯＫ品として回収させることを可能にしている。

まず、画像処理に必要な計測項目と設定値について、図９と図１０を用いて説明する。
図９はプルーン１２の表面図、図１０は近赤外線環境においてカメラ５１，５４がとらえた透過光線の明るさレベルを示す。

図９（ａ）は、種が存在しないと特定される外周部（種は殆どの場合プルーン１２の中心部に位置する）において表面のシワの明るさ（濃淡）の平均値（明るさ平均レベルの一例）を計測するために設定される設定値を示し、設定値Ｐ−３４は、平均値計測のための外周からの外枠設定ドット数、設定値Ｐ−３６は、平均値計測のための内枠設定ドット数である。パラメータＰ−３４，Ｐ−３６で囲まれるリング領域が図１０に示す濃淡の平均値計測域（計測範囲）となり、この平均値計測域における点（ドット）の明暗を数値化し数値を加えドット数で割って、プルーン１２（外周部）の表面のシワの明るさ（濃淡）平均値（以下、計測平均値と称す）が計測される。

また図示しないが、設定値Ｐ−１として、検査する最小面積の設定（計測値ｘ１０で表示）（歩止まり対策）が設定される。この設定値Ｐ−１は、プルーン１２の面積があまりに小さいものは検査しないための設定値である。

図９（ｂ）は、Ｌレベル｛Low Level；最暗部（０レベル）からの低レベルの設定値｝より明るさが暗い箇所は大きな種片が存在する可能性があると判定される箇所（破線で囲む領域）を示し、このＬ部の面積（Ｌ面積）と長さ（Ｌ長さ；搬送方向の長さ）が計測される。Ｌレベルの設定値は、大きい種などの落込みに対応するが、Ｌ部では種片とシワが分別されない。

図９（ｃ）は、種片が存在する可能性がある領域で、かつ種片とシワの分別条件を形成するための落込み部｛図１０に示す計測平均値より予め設定された設定値Ｓレベル以下の部分｝を示し、落込み部の面積および落込み部の長辺と短辺の長さが計測される。落込み部は、シワあるいは種片である。落込み部の長辺と短辺の比率ＬＤｉｆが求められる。このＬＤｉｆは、シワと種片の形状（方形比）判別に使用される。

また落込み部における特徴点が求められる。この特徴点は、図１０に示すように、濃淡の傾斜レベルにより計測される。すなわち、まず落込み部の濃淡の標準偏差値を求め、濃淡の間隔をＷ、濃淡の差をＤとして、濃淡間隔Ｗが設定値以下であり、濃淡差Ｄが設定値以上であり、かつ落込み部の濃淡の標準偏差値の上下の不計測範囲（２Ｈ；バンド幅）にピークが入らないものが特徴点として計測される。

次に、特徴点のうち最外周部の特徴点で囲まれる面積が計測され、落込み部の面積と最外周部の特徴点で囲まれる面積との比ＳＰｃｔが計測される。ＳＰｃｔの計測値（＝落込み部の面積／最外周部の特徴点で囲まれる面積）＞設定値で種片と認められる（種片はシワより均一であることによる）。また落込み部面積内の特徴点の最大値と最小値の差ＳＤｉｆ（Size difference）が計測され、計測値＞設定値の条件で種片と認められる（種片はシワより濃淡差が大きいことによる）。

また不計測範囲を通過する特徴点の最大値（Ａ点）と最小値の差ＣＤｉｆが計測され、計測値＞設定値の条件で種片と認められる（なお、図１０において最大点は不計測範囲を通過していない）。また不計測範囲を通過する特徴点の最大値（Ａ点）とＢ点値の差に不計測範囲通過線数を加算した値ＣＤｅｖが計測され、計測値＞設定値の条件で種片と認められる。Ｂ点は、Ａ点と同じ傾斜線の下端の点である。これらＣＤｉｆとＣＤｅｖにより、落込み部における微小な明暗の波（明るさの濃淡の差）を計測し、種片を判定している。

また落込み部の面積当りの不計測範囲を通過する特徴点の数であるＷａｖｅが計測され、すなわち落込み部の高さ２Ｈ以上の単位面積当り波の数（落込み部表面の明るさの濃淡の数）が計測され、下限設定値＜計測値＜上限設定値で種片と認められる（種片はシワより濃淡点の数が多いことによる）。

また図１０において、Ｒはプルーン（果実）１２の領域を特定（認識）するための設定値｛最暗部（０レベル）からの設定値｝であり、全体の光量の落込みでプルーン１２の領域（果実の領域）を特定（認識）し、プルーン１２の面積、長さが計測される。

次に、上記各項目を計測し、設定値を利用して以下の判定を行う。
（１）設定値Ｒによりプルーン１２の領域を特定して（認識して）プルーン１２の面積および長さ（撮像データからドット数で計測）を求め、このプルーン１２の面積が設定値Ｐ−１（面積最小値の設定）より小さいものは検査しないものとする。これによりあまりに面積が小さいプルーン１２の検査は行われない。また設定値Ｐ−３４，Ｐ−３６で囲まれる領域（平均値計測域）における点（ドット）の明暗を数値化し数値を加えドット数で割って、上記計測平均値を求める。
（２）ＬレベルによりＬ部を認識してＬ面積とＬ長さを求め、所定大きさの種片のサイズに相当する上下限設定値と比較して、所定大きさの種片を検出する。

Ｌ面積設定 下限設定値＜計測値＜上限設定値
Ｌ長さ設定 下限設定値＜計測値＜上限設定値
（３）計測平均値よりＳレベル以下の落込み部を求め、この落込み部の面積、および長辺と短辺の長さを計測し、落込み部の標準偏差レベルを計測し、特徴点を求め、続いて上記落込み部の長辺と短辺との比率ＬＤｉｆ、落込み部の面積と特徴点の最外周の面積の比ＳＰｃｔ、落込み部の特徴点の最大値と最小値の差ＳＤｉｆ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と最小値の差ＣＤｉｆ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と同じ傾斜線の下端の値の差に不計測範囲通過数を加算した値ＣＤｅｖ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の数Ｗａｖｅを計測する。

種の条件設定を下記とする。計測値が下記の条件を全て満足するとき、落込み部を種片と判定する。
面積：Ｌレベル以下の種の面積で、下限設定値＜計測値＜上限設定値
長さ：Ｌレベル以下の種の長さで、下限設定値＜計測値＜上限設定値
ＬＤｉｆ：設定値＜計測値
ＳＰｃｔ：設定値＜計測値
ＳＤｉｆ：設定値＜計測値
ＣＤｉｆ：設定値＜計測値
ＣＤｅｖ：設定値＜計測値
Ｗａｖｅ：下限設定値＜計測値＜上限設定値
上記コントローラ８８による実際の画像処理の手順を図１１のフローチャートにしたがって説明する。なお、各列のプレーン１２毎に、下部と上部の６個の赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４の撮像データにより別々に実行される。

まずプルーン１２の撮影が実行されると（ステップ−１）、その撮像データを取り込み（ステップ−２）、撮像データを記憶する（ステップ−３）。
続いて設定値Ｒによりプルーン１２の領域を特定して（認識して）その面積と長さを計測し（ステップ−４）、上記判定（１）を実行する。すなわち、プルーン面積が設定値Ｐ-１より以下か（小さいか）を確認し（ステップ−５）、以下のとき（計測せずに）ＯＫ（種無し）と判定して（ステップ−６）、終了する。

プルーン面積が設定値Ｐ-１より大きいと、続いて計測平均値を計測する。この計測平均値の計測は、上述したように、設定値Ｐ−３４，Ｐ−３６で囲まれる領域（平均値計測域）における点（ドット）の明暗を数値化し数値を加えドット数で割って求める（ステップ−７）。

続いて上記計測項目、すなわちＬ面積、Ｌ長さ、落込み部面積、落込み部の長辺と短辺の長さ、落込み部の標準偏差レベル、特徴点、ＬＤｉｆ、ＳＰｃｔ、ＳＤｉｆ、ＣＤｉｆ、ＣＤｅｖ、Ｗａｖｅを計測する（ステップ−８）。

そして、上記判定（３）を実行する。すなわち下記の判定を実行して、種片が存在するかを判定する（ステップ−９）。
下限設定値＜落込み部面積計測値＜上限設定値
下限設定値＜落込み部長さ計測値＜上限設定値
設定値＜ＬＤｉｆ計測値
設定値＜ＳＰｃｔ計測値
設定値＜ＳＤｉｆ計測値
設定値＜ＣＤｉｆ計測値
設定値＜ＣＤｅｖ計測値
下限設定値＜Ｗａｖｅ計測値＜上限設定値
上記条件を全て満たすとき、種有りと判定して、ＮＧ（不良；排除）と判定する（ステップ−１０）。

続いて上記判定（３）においてシワ（種無し）と判定されると、続いて上記判定（２）を実行する。すなわち、Ｌ面積、Ｌ長さに下記の判定を実行して、所定大きさの種が存在するかを判定する（ステップ−１１）。

下限設定値＜Ｌ面積計測値＜上限設定値
下限設定値＜Ｌ長さ計測値＜上限設定値
上記条件を満たすとき、種有りと判定して、ステップ−１０においてＮＧと判定する。上記条件を満たさないとき、ステップ−６においてＯＫ（種無し）と判定して、終了する。

このように、各赤外線ＣＣＤカメラ５１，５４を通過するプルーン１２の裏面と表面の画像処理が実行され、種片とシワが判別され、種片が有るとＮＧとされる。
図１２にこの画像処理に基づいてコントローラ８８によりタッチパネル８３に表示される画像を示す。図１２（ａ）はプルーン１２の全体図（撮影画像）、図１２（ｂ）はプルーン１２の撮像データの特性図（図１０に相当する）、図１２（ｃ）はプルーン１２の撮像データにより処理され、種片と判定された箇所を表示する画像図であり、ＮＧのとき、タッチパネル８３によりそのデータを画面で確認できるようにしている。
［作用］
上記構成による作用を説明する。なお、タッチパネル８３を使用してコントローラ８８に上記計測項目の設定値が予め設定されており、また供給部１の均しコンベヤ１６の駆動用モータ１８および均しローラ１９の駆動用モータ２０、圧延部２の圧延装置３の駆動用モータ２８、検査・画像処理・選別部３のベルトコンベヤ装置４１の駆動用モータ６６が、操作・制御・動力部４の機器運転釦群８２の操作により駆動され、均しコンベヤ１６および均しローラ１９、圧延装置３のローラ２４，２５、ベルトコンベヤ装置４１が駆動されているものとする。また機器運転釦群８２により運転開始がコントローラ８８へ入力され、コントローラ８８により近赤外線ＬＥＤ照明装置５３，５６が駆動されて、下段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５１と上段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５４へ駆動信号が出力され、検査状態とされているものとする。また散水ノズル２２より散水が行われ、電磁弁群７０にエヤが供給されているものとする。

プルーン１２は外部コンベヤ装置１１より搬送されてくると、ホッパー１３より均しコンベヤ１６へ投入され、コンベヤ１５により搬送されながら、均しローラ１９の回転羽根１７により重なった状態のプルーン１２に打撃を与えられて掻き落とされ（均され）、コンベヤ１５の各升目１４に１個のプルーン１２が収納され、９列に整列されて圧延装置２３へ投入される。

圧延装置２３では、仕切りガイド板２１によりプルーン１２が整列された状態で上段ローラ２４へ投入される。このとき、散水ノズル２２からの散水により、ローラ２４，２５の表面とスクレーパー３０，３１に湿りが与えられ、果肉粘着による隙間変化やローラ表面溝の埋まりが防止され、さらにローラ２４，２５の表面とプルーン１２に適当な湿り（たとえば、水分量は約２８％付近）が与えられ剥離しやすくされる。

プルーン１２は上段ローラ２４、下段ローラ２５により順に、厚さを揃えて近赤外線の透過条件を形成するように圧延されるとともに、プルーン１２のシワの外形線が切断され、ベルトコンベヤ装置４１へ投入される。また上段ローラ２４、下段ローラ２５に付着したプルーン１２および粘着物（果肉）はそれぞれスクレーパー３０，３１により剥がされる。

ベルトコンベヤ装置４１上へ落下したプルーン１２は、透明ベルト４１ａにより搬送されながら、整列ガイド４２（ガイド５８，５９）により６列に整列され、各列毎に下段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５１と上段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５４をそれぞれ通過するときに、上記画像処理が実行され、ＮＧ（不良；排除）と判定されると、下段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５１位置、あるいは上段の６台の赤外線ＣＣＤカメラ５４位置から、ロータリエンコーダ６７から出力されるパルスをカウントすることにより、エアーガン群６９位置に、ＮＧと判定されたプルーン１２が到着するタイミングで駆動信号（電磁弁群７０への駆動信号）が出力され、ＮＧ箱７１へ排除される。正常と判定されたプルーン１２はそのまま後工程へ搬送される。また透明ベルト４１ａに付着したプルーン１２の果肉はリターン側に設置した洗浄槽４９において、そぎ落とし洗いされ、常に清明な状態に維持される。

以上のように本実施の形態によれば、プルーン１２のシワだけが存在する外周部表面の計測平均値よりＳレベル以下の領域である落込み部を求めることにより、種片が存在する可能性がある領域を特定することができ、この落込み部の形状｛計測可能な明るさレベル（濃淡）特性の特徴｝により、落込み部が種片であるか、シワであるかどうか判別することができる（プルーン１２の表面のシワと種子の種片を判別することができる）。よって、シワを種片と誤って判断して排除してしまい多量の良品ロスが発生することを防止することができ、良質な種抜きプルーン１２を歩留まりよく得ることができ、また種片が残っているプルーン１２を確実に排除でき品質を確保できる。このとき、プルーン１２の表面のシワと種子の種片の判別が、落込み部の面積、落込み部の長さ、落込み部の長辺と短辺との比率ＬＤｉｆ、落込み部の面積と特徴点の最外周の面積の比ＳＰｃｔ、落込み部の特徴点の最大値と最小値の差ＳＤｉｆ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と最小値の差ＣＤｉｆ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の最大値と同じ傾斜線の下端の値の差に不計測範囲通過数を加算した値ＣＤｅｖ、落込み部の不計測範囲を通過する特徴点の数Ｗａｖｅの計測値により行われる。

また本実施の形態によれば、プルーン１２の種片の自動的及び多量の検査のための条件として、圧延装置２３により厚さを揃えて均一な透過光線の透過条件が形成され、シワと種片を判別するためシワの外形線を途切れたものとされる（連続線が切られる）ことにより、安定して精度よくプルーン１２の良否の判定を行うことができる。また圧延ローラ２４，２５とスクレーパー３０，３１を散水ノズル２２からの散水により湿らせることにより、プルーン１２の果肉（粘着物）による圧延ローラ２４，２５の隙間変化やローラ表面の溝の埋まりを防止することができ、またプレーン１２に適度な湿りを与えることができる。

また本実施の形態によれば、プルーン１２の種片の自動的及び多量の検査のための条件として、均しローラ１９によりプルーン相互の重なりがなくされ、均しコンベヤ１６によりプルーン１２が重なりのない状態で整列され圧延ローラ２４，２５へ供給されることにより、圧延ローラ２４，２５により１個のプルーン１２毎に厚さを揃えることができ、プルーン１２の良否判定を安定して精度よく行うことができる。

また本実施の形態によれば、プルーン１２の種片の自動的及び多量の検査のための条件として、整列ガイド４２によりプルーン１２が赤外線カメラ５１，５４に対応して整列して流れるように整列されることにより、赤外線カメラ５１，５４の直下でプルーン１２の映像が取り込まれ、プルーン１２の良否判定を安定して精度よく行うことができる。

また本実施の形態によれば、プルーン１２の種子片の自動的及び多量の検査のための条件として、透明ベルト４１ａに付着されたプルーン１２の果肉が、洗浄槽４９においてそぎ落とされ洗い流されて、常時清明な状態に維持されることにより、赤外線カメラ５１，５４の映像を安定することができ、よって付着していたプルーン１２の果肉により良品が不良品と誤って判断されてしまう恐れを回避することができる。

なお、本実施の形態では、プルーン１２（果実の一例）を透過する透過光線として、近赤外線を使用しているが、プルーン１２を透過する光線であれば使用することができ、例えば紫外線や可視光線を使用することができる。

また本実施の形態では、判定（２）、すなわちＬ面積、Ｌ長さによる判定を実行しているが、必ずしも実行する必要はなく、多くの場合上記判定（３）により種片の有無を判定することができる。

本発明の実施の形態における種子破片検査装置の平面図である。 同種子破片検査装置の側面図である。 同種子破片検査装置の供給部の構成図である。 同種子破片検査装置の圧延部の圧延装置の構成図である。 同種子破片検査装置の検査・画像処理・選別部の構成図である。 同種子破片検査装置の検査・画像処理・選別部におけるプルーンの撮影状態を示す図である。 同種子破片検査装置の操作・制御・動力部の構成図である。 同種子破片検査装置の検査・画像処理・選別部の制御構成図である。 同種子破片検査装置の画像処理の説明図である。 同種子破片検査装置の画像処理時の特性図である。 同種子破片検査装置の画像処理のフローチャートである。 同種子破片検査装置の画像処理の説明図である。

符号の説明

１ 供給部
２ 圧延部
３ 検査・画像処理・選別部
４ 操作・制御・動力部
１６ 均しコンベヤ
１９ 均しローラ
２２ 散水ノズル
２３ 圧延装置
２４，２５ 圧延ローラ
３０，３１ スクレーパー
４１ ベルトコンベヤ装置
４１ａ 透明ベルト
４２ 整列ガイド
４７ 選別装置
４９ 洗浄槽
５１，５４ ＣＣＤカメラ
５３，５６ 近赤外線ＬＥＤ照明装置
６９ エアーガン群
７０ 電磁弁群
８３ タッチパネル
８４ 画像処理装置
８８ コントローラ

Claims (6)

1. 種子抜き処理された果実を搬送しながら、前記種子の破片が果実に残っていないかどうかを検査する種子破片検査装置であって、
   前記果実を搬送する手段として透明ベルトコンベヤ装置を設け、
   前記透明ベルトコンベヤ装置により搬送されている果実に対して果実を透過する透過光線を照射する照明装置と、この照明装置より照射され果実を透過した透過光線の画像を撮影するカメラ装置を、前記透明ベルトコンベヤ装置の透明ベルトを挟んで対向して配置し、
   前記カメラ装置の撮像データにより所定明るさレベル以下の果実の領域を特定し、この果実の領域の外周部表面の明るさ平均レベルを求め、この求めた明るさ平均レベルより予め設定されたレベル以下の落込み部を求め、この求めた落込み部の形状により種子の破片が残っているかどうかを判断すること
   を特徴とする種子破片検査装置。
2. 前記落込み部の形状により種子の破片が残っているかどうかの判断は、前記落込み部の面積、前記落込み部の長さ、前記落込み部の長辺と短辺との比率、前記落込み部の面積と落込み部の濃淡の傾斜レベルにより計測される特徴点の最外周の面積の比、前記落込み部の前記特徴点の最大値と最小値の差、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の最大値と最小値の差、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の最大値と同じ傾斜線の下端の値の差に不計測範囲通過数を加算した値、前記落込み部の不計測範囲を通過する前記特徴点の数を求めることにより行われること
   を特徴とする請求項１に記載の種子破片検査装置。
3. 前記透明ベルトコンベヤ装置へ供給する果実を、前記照明装置から照射される透過光線が透過する所定厚さに圧延するとともに、前記果実のシワの外形線を切断する圧延ローラからなる圧延装置を設け、
   前記圧延装置に、前記圧延ローラ表面から粘着した果実を剥がすスクレーパーと、このスクレーパーおよび前記圧延ローラへ散水する散水装置を設けたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２に記載の種子破片検査装置。
4. 種子を抜き出すときに発生する果肉の粘着物を解すための均しローラを有し、前記圧延装置の圧延ローラへ果実を重なりのない状態で整列して供給する均しコンベヤ装置を設けたこと
   を特徴とする請求項３に記載の種子破片検査装置。
5. 前記透明ベルトコンベヤ装置に、前記果実が前記カメラ装置に対応して整列して流れるように整列ガイドを設けたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の種子破片検査装置。
6. 前記透明ベルトコンベヤ装置の透明ベルトに附着する果実の果肉をそぎ落とし洗い流す洗浄槽を設けたこと
   を特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の種子破片検査装置。
   

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