JP2608142B2 - Fruit and vegetable color discrimination method and fruit and vegetable color discrimination device - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は青果物の等級をカメラで撮影した画像によっ
て判別する青果物色彩判別方法及び青果物色彩判別装置
に関する。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method and an apparatus for judging the color of fruits and vegetables by judging the grade of the fruits and vegetables by an image taken by a camera.

〔従来技術〕(Prior art)

カラーカメラを用いて青果物（以下リンゴを例にとり
説明する。）の等級を判別する装置が開発されている。
リンゴは、色合いや色の明るさ、傷や病気の有無等によ
って「秀」、「優」、「良」、「並」の４等級と、大き
さによって１〜８の階級に分けられている。これらの
内、階級の分類は、最大直径等で比較的容易に分類する
ことができ、自動判別装置が広く用いられている。An apparatus has been developed which uses a color camera to determine the grade of fruits and vegetables (hereinafter described using apples as an example).
Apples are classified into 4 grades of “excellent”, “excellent”, “good”, and “average” according to color and brightness, presence or absence of scars and diseases, and 1 to 8 grades according to size. . Among these, the class can be relatively easily classified by the maximum diameter or the like, and an automatic discriminating apparatus is widely used.

ところが、等級にあってはその判別が難しく、熟練し
た作業員が目視により判別しなければならなかった。こ
のため、天気や時間でリンゴの色の見え方が微妙に変化
し、作業員の判断が狂うことがある。However, in the case of a grade, it is difficult to determine the grade, and a skilled worker must visually determine the grade. For this reason, the appearance of the color of the apple may change slightly depending on the weather or time, and the judgment of the worker may be confused.

ここで、リンゴの上方へカメラを設置し、このカメラ
によってリンゴを撮影し、撮影画像の各画素をRGBに分
解して、所定の判定式で色合いと明るさを得ることが考
えられている。この色合いと明るさから、リンゴの種類
に応じたチヤートによってリンゴの等級を判断するもの
である。これによれば、熟練した作業員によらないで、
ほぼ正確にリンゴの等級を判断することができる。Here, it is considered that a camera is installed above the apple, the apple is photographed by the camera, each pixel of the photographed image is decomposed into RGB, and a color and brightness are obtained by a predetermined determination formula. From the color and brightness, the grade of the apple is determined by a chart corresponding to the type of apple. According to this, without relying on skilled workers,
The grade of an apple can be determined almost accurately.

ところが、リンゴを撮影するカメラが１台では、リン
ゴの上半分のみの撮影しか行うことができず、リンゴ全
体の正確な色合いや明るさを判別することができない。
このため、リンゴの上方へ１台、側面に２台、合計３台
でリンゴの大部分を撮影可能とすることが考えられてい
る。これによれば、１台のカメラで撮影するよりも正確
にリンゴの等級を判別することができる。However, with a single camera for photographing an apple, only the upper half of the apple can be photographed, and the exact color and brightness of the entire apple cannot be determined.
For this reason, it has been considered that most apples can be photographed by a total of three apples, one above the apples and two on the side. According to this, it is possible to determine the grade of the apple more accurately than photographing with one camera.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかしながら、カメラを複数台用いることは、装置自
体が複雑となり、カメラの設置スペースが拡大され、ま
た、３台のカメラによる撮影画像の分析にも時間がかか
るため、好ましくない。However, using a plurality of cameras is not preferable because the apparatus itself is complicated, the installation space for the cameras is increased, and it takes time to analyze images captured by the three cameras.

本発明は、１台のカメラで青果物を撮影し、かつ青果
物のほぼ全体の色合い及び明るさを判断することができ
る青果物色彩判別方法及び青果物色彩判別装置を得るこ
とが目的である。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to obtain a fruit and vegetable color discriminating method and a fruit and vegetable color discriminating apparatus capable of photographing a fruit and vegetable with one camera and judging almost the whole color and brightness of the fruit and vegetable.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

請求項（１）に記載の青果物色彩判別方法は、青果物
を鏡面上へ載置し、この鏡面に対向配置されたカメラで
青果物を直接撮影すると共に鏡面で反射された青果物の
反射画像を撮影し、撮影された画像の色合い及び明るさ
に基づいて青果物の等級を判別することを特徴としてい
る。In the method for determining fruit and vegetable color according to claim (1), the fruits and vegetables are placed on a mirror surface, the fruits and vegetables are directly photographed by a camera arranged opposite to the mirror surface, and the reflection image of the fruits and vegetables reflected by the mirror surface is photographed. It is characterized by judging the grade of fruits and vegetables based on the hue and brightness of the photographed image.

請求項（２）に記載の青果物色彩判別装置は、青果物
載置面が鏡面とされた青果物支持台と、青果物の上方へ
配置され青果物を直接撮影すると共に前記青果物支持台
の鏡面で反射された青果物反射画像を撮影する単一のカ
メラと、前記カメラで撮影された画像に基づいて青果物
の色合い及び明るさを定める画像処理手段と、前記画像
処理手段によって定められた色合い及び明るさに基づい
て青果物の等級を判別する判別手段と、を有している。In the fruit and vegetable color discriminating apparatus according to claim (2), the fruit and vegetable mounting surface is a mirror surface, the fruit and vegetable support stand is disposed above the fruit and vegetables, and is directly photographed, and is reflected by the mirror surface of the fruit and vegetable support stage. A single camera that captures the fruit and vegetable reflection image, an image processing unit that determines the color and brightness of the fruit and vegetable based on the image captured by the camera, and a color and brightness determined by the image processing unit. Determining means for determining the grade of the fruits and vegetables.

〔作用〕[Action]

本発明によれば、単一のカメラで青果物を直接撮影す
ると共に、青果物が載置された青果物支持台の鏡面で反
射された反射画像のようなカメラと対向しない部分も撮
影することができるで、１台のカメラで複数台のカメラ
で撮影したのと同一の撮影範囲を得ることができる。従
って、装置自体を小型化することができ、設置スペース
を縮小することができる。また、複数台のカメラで撮影
した場合はそれぞれのカメラ毎に撮影画像の分析を行う
必要があったが、本発明ではカメラを単一としているの
で、分析時間を短縮することができる。ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while being able to directly image fruits and vegetables with a single camera, it is also possible to image a portion that is not opposed to the camera, such as a reflection image reflected on a mirror surface of a fruits and vegetables support stand on which the fruits and vegetables are placed. First, it is possible to obtain the same photographing range as one photographed by a plurality of cameras. Therefore, the size of the device itself can be reduced, and the installation space can be reduced. In addition, when photographing is performed by a plurality of cameras, it is necessary to analyze the photographed image for each camera. However, according to the present invention, since a single camera is used, the analysis time can be reduced.

〔実施例〕〔Example〕

第１図には本実施例に係るリンゴ色彩判別装置10が示
されている。リンゴ色彩判別装置10は、リンゴ12を搬送
するベルトコンベア14の搬送方向中間部に設置されてお
り、ベルトコンベヤ14で搬送されるリンゴ12は順次リン
ゴ色彩判別装置10の搬入口16からその内方へ案内される
ようになっている。リンゴ色彩判別装置10における搬入
口16の反対側には排出口18が設けられ、選別が終了した
リンゴ12が排出される。FIG. 1 shows an apple color discriminating apparatus 10 according to the present embodiment. The apple color discriminating apparatus 10 is installed at an intermediate portion in the conveying direction of a belt conveyor 14 that conveys the apples 12, and the apples 12 conveyed by the belt conveyor 14 are sequentially moved from the entrance 16 of the apple color discriminating apparatus 10 to the inside thereof. Is to be guided to. A discharge port 18 is provided on the opposite side of the carry-in port 16 in the apple color discriminating apparatus 10, and the sorted apples 12 are discharged.

ベルトコンベア14の搬送ベルト20には、第２図に示さ
れる如く、リンゴ12を１個１個載置する載置台22が設け
られている。この載置台22は、そのリンゴ載置面が凹面
鏡24とされている。これにより、凹面鏡24では、載置さ
れたリンゴ12の側面部及び下部の一部の画像が反射さ
れ、その反射画像が搬送ベルト20の上方へ案内されるよ
うになっている。As shown in FIG. 2, the conveyor belt 20 of the belt conveyor 14 is provided with a mounting table 22 for mounting the apples 12 one by one. The mounting table 22 has a concave mirror 24 on its apple mounting surface. As a result, the concave mirror 24 reflects a part of the image on the side and lower part of the placed apple 12, and the reflected image is guided above the transport belt 20.

第３図に示される如く、リンゴ色彩判別装置10は、リ
ンゴ12を撮影するカメラ26が設置されている。このカメ
ラ26は、搬送されるリンゴ12の上方へ配置されており、
リンゴ12を直接撮影すると共に、前記凹面鏡24からの反
射画像も同時に撮影するようになっている。As shown in FIG. 3, the apple color discriminating apparatus 10 is provided with a camera 26 for photographing the apple 12. This camera 26 is arranged above the apple 12 to be transported,
In addition to directly photographing the apple 12, a reflected image from the concave mirror 24 is also photographed at the same time.

カメラ26の出力信号線28が画像処理部30へ接続されて
いる。画像処理部30では、信号線28から入力される画像
信号に基づいて撮影された画像をRGBに分解し、その色
合いと明るさを得るようになっている。An output signal line 28 of the camera 26 is connected to the image processing unit 30. The image processing unit 30 separates an image captured based on the image signal input from the signal line 28 into RGB, and obtains the color and brightness.

また、画像処理部30には、予め前記色合いと明るさと
からリンゴ12の等級を定めるチヤート（第４図参照）が
記憶されており、得られた色合いと明るさとに基づいて
リンゴ12の等級を判別することができるようになってい
る。A chart (see FIG. 4) for determining the grade of the apple 12 from the color and brightness is stored in the image processing unit 30 in advance, and the grade of the apple 12 is determined based on the obtained color and brightness. It can be determined.

画像処理部30には、キーボード32が接続されており、
キーボード32のキー操作により前記チヤートに引かれた
等級境界線Ａ、Ｂ、Ｃをリンゴ12の種別に応じて自由に
変更することが可能となっている。すなわち、リンゴ12
には例えば「津軽」、「ふじ」、「陸奥」といったよう
に複数の種類があり、それぞれの種類によって色合いや
明るさの判断基準が異なっている。従って、異なる種別
のリンゴ12の等級を判別する際には、その種別に適当な
等級境界線Ａ、Ｂ、Ｃの位置を定める必要がある。A keyboard 32 is connected to the image processing unit 30,
Grade boundaries A, B, and C drawn by the chart can be freely changed in accordance with the type of the apple 12 by operating the keys of the keyboard 32. That is, apple 12
There are a plurality of types such as, for example, "Tsugaru", "Fuji", and "Mutsu", and the criteria for determining the hue and brightness are different depending on each type. Therefore, when judging the grades of different types of apples 12, it is necessary to determine the positions of the grade boundary lines A, B, and C appropriate for the type.

なお、第４図に示すチヤートでは、右下に相当するリ
ンゴ12、すなわち、赤みが多くかつ明るさが暗いリンゴ
12程等級が上がることが分かる。In the chart shown in FIG. 4, an apple 12 corresponding to the lower right, that is, an apple having a lot of redness and a dark brightness is shown.
It can be seen that the grade rises by about 12.

以下に本実施例の作用を説明する。 The operation of the present embodiment will be described below.

ベルトコンベア14の搬送ベルト20上の載置台22にそれ
ぞれリンゴ12を載置し、搬送する。リンゴ12が、ベルト
コンベア14の駆動で搬送されると、順次リンゴ色彩判別
装置10の搬入口16からその内方へ搬送される。リンゴ色
彩判別装置10内へ配置されたリンゴ12は、カメラ26によ
って撮影される。The apples 12 are mounted on the mounting tables 22 on the transport belt 20 of the belt conveyor 14, respectively, and transported. When the apples 12 are conveyed by the drive of the belt conveyor 14, they are sequentially conveyed inward from the entrance 16 of the apple color discriminating apparatus 10. The apple 12 placed in the apple color discriminating apparatus 10 is photographed by the camera 26.

ここで、カメラ26では、リンゴ12を直接撮影する共に
載置台22の凹面鏡24で反射されたリンゴ12の側面及び下
面の一部の反射画像を撮影する。これにより、１台のカ
メラ26でリンゴ12のほぼ全周を撮影することができる。Here, the camera 26 directly captures the apple 12 and also captures the reflected images of the side and lower surfaces of the apple 12 reflected by the concave mirror 24 of the mounting table 22. As a result, it is possible to photograph almost the entire circumference of the apple 12 with one camera 26.

カメラ26によって撮影された画像の画像信号は信号線
28によって、画像処理部30へ供給される。画像処理部30
では、入力された画像信号をRGBに分解し、色合い及び
明るさを定める。次にこの定められた色合い及び明るさ
に基づいて第４図に示すチヤートから、等級を判別す
る。The image signal of the image taken by the camera 26 is a signal line
By 28, it is supplied to the image processing unit 30. Image processing unit 30
Then, the input image signal is decomposed into RGB, and the color and brightness are determined. Next, the class is determined from the chart shown in FIG. 4 based on the determined color tone and brightness.

チヤートには、予め選別するリンゴ12の種別に応じた
等級境界線Ａ、Ｂ、Ｃが引かれており、これらの等級境
界線Ａ、Ｂ、Ｃで仕切られたいずれの範囲に該当するか
で等級を判別することができる。Grade boundaries A, B, and C according to the type of the apples 12 to be sorted are drawn on the chart in advance, and the chart is divided by the grade boundaries A, B, and C to which of the ranges falls. The grade can be determined.

また、異なる種別のリンゴ12を判別する場合には、キ
ーボード32のキー操作により、前記等級境界線Ａ、Ｂ、
Ｃを新たに選別するリンゴの種別に適当な位置へ設定す
る。これにより、複数の種別のリンゴ12を同一のリンゴ
色彩判別装置10でその等級を正確に判別することができ
る。Further, when different types of apples 12 are distinguished, the class boundaries A, B,
C is set to a position appropriate for the type of apple to be newly selected. As a result, the grades of the apples 12 of a plurality of types can be accurately determined by the same apple color determination apparatus 10.

選別が終了したリンゴ12は、リンゴ色彩判別装置10の
排出口18から排出され、次の工程（例えば大きさによっ
て８階級に分類する装置による選別工程）へと案内され
る。また、リンゴ色彩判別装置10の下流に選別装置を配
置し、リンゴ色彩判別装置10からの等級判別信号に基づ
いて選別するようにしてもよい。The sorted apples 12 are discharged from the discharge port 18 of the apple color discriminating apparatus 10, and are guided to the next step (for example, a sorting step by a device that classifies the apples into eight classes according to their size). In addition, a sorting device may be arranged downstream of the apple color discriminating device 10, and the sorting may be performed based on a grade discriminating signal from the apple color discriminating device 10.

このように、本実施例では１台のカメラ26のみを用い
ているにも拘らず、リンゴ12のほぼ全周の画像を撮影す
ることができるので、等級の判別をより正確に行ことが
できる。また、１台のカメラのみであるので、リンゴ色
彩判別装置10自体も小型化することができ、設置スペー
スも縮小することができる。さらに、複数台のカメラを
用いて等級を選別した場合に比べ、分析時間も短縮する
ことができる。As described above, in the present embodiment, although only one camera 26 is used, an image of almost the entire circumference of the apple 12 can be taken, so that the classification can be performed more accurately. . Further, since there is only one camera, the apple color discriminating apparatus 10 itself can be downsized, and the installation space can be reduced. Further, the analysis time can be reduced as compared with the case where the grades are selected using a plurality of cameras.

なお、本実施例では、青果物としてリンゴ12を例にと
って説明したが、ナシ等の他の青果物の選別も可能であ
る。In the present embodiment, the apple 12 is described as an example of the fruits and vegetables, but other fruits and vegetables such as pears can be selected.

また、本実施例では、載置台22のリンゴ12の載置面を
凹面鏡24としたが平面鏡であってもよい。また、第５図
に示される如く、載置台34の底面に円錐形状部36を設
け、この円錐形状部36にリンゴ12を載置することによ
り、リンゴ12の下部をまず円錐形状部36面で載置台22の
内周面である鏡面38へ反射させ、さらにこの内周面でカ
メラ26方向へ反射されるようにすれば（第５図想像線参
照）、さらにリンゴ12を撮影する表面の面積が拡大さ
れ、精度良く色合いや明るさを判別することができる。In the present embodiment, the mounting surface of the mounting table 22 on which the apple 12 is mounted is the concave mirror 24, but may be a plane mirror. As shown in FIG. 5, a conical portion 36 is provided on the bottom surface of the mounting table 34, and the apple 12 is placed on the conical portion 36. If the light is reflected on the mirror surface 38 which is the inner peripheral surface of the mounting table 22 and further reflected on the inner peripheral surface toward the camera 26 (see the imaginary line in FIG. 5), the area of the surface on which the apple 12 is photographed is further increased. Is enlarged, and the hue and brightness can be accurately determined.

さらに、本実施例では、ベルトコンベア14によって、
リンゴ12を自動搬送したが、鏡面を持つ固定の支持台上
に作業員が１個１個載置するようにしてもよい。Further, in the present embodiment, by the belt conveyor 14,
Although the apples 12 were automatically conveyed, workers may be placed one by one on a fixed support having a mirror surface.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明した如く本発明に係る青果物色彩判別方法及
び青果物色彩判別装置は、１台のカメラで青果物を撮影
し、かつ青果物のほぼ全体の色合い及び明るさを判断す
ることができるという優れた効果を有する。As described above, the fruit and vegetable color discriminating method and the fruit and vegetable color discriminating apparatus according to the present invention have an excellent effect that the fruit and vegetable can be photographed with one camera and the color and brightness of almost the whole fruit and vegetable can be judged. Have.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図は本実施例に係るリンゴ選別装置及びその周辺を
示す斜視図、第２図は第１図のII−II線断面図、第３図
はリンゴ選別装置の内部を示す概略図、第４図は色合い
及び明るさに応じた等級を定めるチヤート、第５図は載
置台の他の実施例を示す側面図である。 10……リンゴ選別装置、 12……リンゴ、 22……載置台、 24……凹面鏡、 26……カメラ、 30……画像処理部。FIG. 1 is a perspective view showing an apple sorting apparatus according to the present embodiment and its periphery, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II of FIG. 1, FIG. 3 is a schematic view showing the inside of the apple sorting apparatus, FIG. FIG. 4 is a chart for determining a grade according to color and brightness, and FIG. 5 is a side view showing another embodiment of the mounting table. 10 ... apple sorting device, 12 ... apple, 22 ... mounting table, 24 ... concave mirror, 26 ... camera, 30 ... image processing unit.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】青果物を鏡面上へ載置し、この鏡面に対向
配置されたカメラで青果物を直接撮影すると共に鏡面で
反射された青果物の反射画像を撮影し、撮影された画像
の色合い及び明るさに基づいて青果物の等級を判別する
ことを特徴とする青果物色彩判別方法。1. A fruit or vegetable is placed on a mirror surface, the fruit or vegetable is directly photographed by a camera opposed to the mirror surface, and a reflection image of the fruit or vegetable reflected by the mirror surface is photographed. A fruit and vegetable color discriminating method characterized by discriminating the grade of a fruit and vegetable based on the degree of fruit and vegetable. 【請求項２】青果物載置面が鏡面とされた青果物支持台
と、青果物の上方へ配置され青果物を直接撮影すると共
に前記青果物支持台の鏡面で反射された青果物反射画像
を撮影する単一のカメラと、前記カメラで撮影された画
像に基づいて青果物の色合い及び明るさを定める画像処
理手段と、前記画像処理手段によって定められた色合い
及び明るさに基づいて青果物の等級を判別する判別手段
と、を有する青果物色彩判別装置。2. A fruit and vegetable support stand having a mirror surface on which the fruits and vegetables are placed, and a single fruit and vegetable image placed directly above the fruits and vegetables, and a reflection image of the fruits and vegetables reflected by the mirror surface of the fruit and vegetable support stand. A camera, image processing means for determining the color and brightness of the fruits and vegetables based on the image taken by the camera, and determination means for determining the grade of the fruits and vegetables based on the color and brightness determined by the image processing means. , A fruit and vegetable color discriminating device.