JP3742219B2 - スイカ外観検査方法と装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、スイカの形状の等級を判定するスイカ外観検査方法と装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スイカの形の等級は経験豊富な検査員による目視検査により行われている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
スイカの外観検査では等級を外観の良し悪しによって「秀」「優」「良」「外」に分けるが、外形だけでは「秀」と「優」の区別がつけにくい。「秀」のスイカは、スイカを真っ直ぐに立てて置いた場合、花落ち部とつるの付け根の位置が垂直線上にあるが、「優」のスイカはつるの付け根が垂線からずれている。しかし、スイカの外観検査はとりたての状態で行われ、とりたての状態ではつるの付け根は地肌の色と区別がつかないため検出が難しい。また、目視検査は検査員の経験に左右されることが大きく、かつ長時間検査していると、始めの方の評価と後の方での評価が異なることがよく生ずる。また長時間の検査作業には耐えられない場合が多い。
【0004】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、スイカの縞模様を用いてスイカの外観を検査する方法と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】
上記目的を達成するため請求項1の発明では、スイカをその縞の方向を上下方向にした状態で撮像し得られた画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカに外接する外接長方形の中心を求め、この中心を通る直線を一定角度おきに引き、スイカを横切る部分の長さが最小となる直線の角度を求め、この角度分スイカを回転して正立したスイカの画像を得、この正立したスイカの画像の縞を2値化して取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求め、この縞傾斜角度によりスイカの形の等級を判定する。
【0006】
スイカの形の等級は、スイカを正立させたときに「花落ち部」と「つるの付け根」が同一垂線上にあれば良好でありそのままの等級だが、ずれているときは等級を下げる。そこでスイカの外形の2値画像を求め、これを正立させた後、正立した画像から縞を2値画像で取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞の傾斜角度である縞傾斜角度を求める。これはスイカの縞模様は花落ち部から発してつるの付け根に向っていることに着目し、「花落ち部」と「つるの付け根」が同一垂線上にあるスイカの縞傾斜角は垂直線(上下方向線)に対して0°に近くなることを利用してスイカの形の等級を判定する。
【0007】
請求項2の発明では、スイカをその縞の方向を上下方向にした状態で撮像し得られた画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカの外形の2次モーメントから上下方向に対する外形の傾斜角度である外形傾斜角度を求め、前記撮像した画像を2値化して縞を取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求め、外形傾斜角度と縞傾斜角度の差よりスイカの形の等級を判定する。
【0008】
スイカの外形の傾きと縞の傾きとを2次モーメントを利用して求め、その差が0に近い程、「花落ち部」と「つるの付け根」が同一垂線上にあるものとして、スイカの形の等級を求める。
【0009】
請求項3の発明では、請求項1または2において、前記縞の2次モーメントを計算するに際し、スイカの幅方向中央部の縞について計算する。
【0010】
スイカの幅方向端の縞まで入れて縞の2次モーメントを求め、これより縞傾斜角を求めると、端の縞の影響が大きく、全体の縞の向きと一致しなくなることがあるので、これを除いたスイカの幅方向中央部の縞について計算する。
【0011】
請求項4の発明では、縞の方向を上下方向にしたスイカを撮像する撮像手段と、撮像した画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカに外接する外接長方形の中心を求め、この中心を通る直線を一定角度おきに引き、スイカを横切る部分の長さが最小となる直線の角度を求め、この角度分スイカを回転して正立したスイカの画像を得る傾き補正手段と、この正立したスイカの画像の縞を2値化して取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求める縞傾斜計測手段と、前記縞傾斜角度を基準角度と比較してスイカの形の等級を判定する等級判定手段と、を備える。
【0012】
撮像手段でスイカの画像を得、傾き補正手段で正立したスイカの画像を得る。縞傾斜計測手段で正立したスイカの画像から縞の2次モーメントを用いて縞傾斜角度を求める。等級判定手段はこの縞傾斜角度を基準角度と比較してスイカの形の等級を判定する。
【0013】
請求項5の発明では、縞の方向を上下方向にしたスイカを撮像する撮像手段と、撮像した画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカの外形の2次モーメントから上下方向に対する外形の傾斜角度である外形傾斜角度を求める外形傾斜計測手段と、前記撮像した画像を2値化して縞を取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求める縞傾斜計測手段と、外形傾斜角度と縞傾斜角度との差からスイカの形の等級を判定する等級判定手段と、を備える。
【0014】
撮像手段でスイカを画像を得、傾き補正手段で正立したスイカの画像を得る。外形傾斜計測手段でスイカの外形から外形傾斜角度を求め、縞傾斜計測手段でスイカの画像から縞を取り出しその2次モーメントから縞傾斜角度を求める。等級判定手段で外形傾斜角度と縞傾斜角度との差からスイカの形の等級を判定する
【0015】
請求項6の発明では、請求項4,5において、前記縞傾斜計測手段が、縞の2次モーメントを計算するに際し、スイカの幅方向中央部の縞について計算する。
【0016】
スイカの幅方向端の縞まで入れて縞の2次モーメントを求めると、端の縞の影響が大きく、全体の縞の向きと一致しなくなることがあるので、これを除いたスイカの幅方向中央部の縞について計算する。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
図1は本発明の実施形態のスイカ外観計測装置の構成を示す図である。スイカ1はトレイ2の上に花落ち部を下にし、つるを上にして置かれている。2台の撮像装置3は互いに90°異なった角度からスイカ1の側面を撮影するように配置されている。画像処理解析装置4は撮像装置1からの画像からスイカ1の外形と縞模様を取り出し縞の配置からスイカの形の等級を判定する。モニタ5は撮像した画像や処理中の画像を表示する。
【0018】
図2は第1実施形態の画像処理解析装置の構成を示す図である。画像処理解析装置4は撮像したスイカの外形を正立させる傾き補正装置6aと、正立した画像から縞を取り出し、縞の垂直線に対する傾きを算出する縞傾斜計測装置6bと、この縞の傾きからスイカの形の等級を判定する等級判定装置6cとから構成される。
【0019】
次に、動作について説明する。第1実施形態は、スイカの傾きを画像処理で補正してから縞模様の傾きをその2次モーメントを用いて算出し、この傾きから等級を判定する方法である。
【0020】
1)傾き補正処理
▲1▼ 2台の撮像装置3から取り込んだスイカの画像を2値化しスイカの外形を得る。
▲2▼ 図3(A)に示すように、スイカの外形に外接する外接長方形を求め、この中心Cを算出する。なお、トレイ2の部分はスイカの疑似底を想定する。
▲3▼ 図3(B)に示すように、中心Cを通る直線を一定角度おきに引き、スイカを横切る部分の長さが最小となる角度を求める。
▲4▼ 図3(C)に示すように、最小の角度分スイカを回転して正立させた画像を作成する。
【0021】
2)縞傾斜計測処理
▲1▼ 正立した画像から縞の部分を2値化により取り出す。
▲2▼ 外接長方形の中心Cを中心とし、スイカの幅より狭い長方形を想定しこの中を検査領域とする。(図4(A)参照、横幅の制限)
▲3▼ 検査領域内の縞の2次モーメントから縞の伸びて行く方向(この方向を主軸の方向と言い、垂直軸に対するこの方向を主軸角と称する)を算出し、この主軸角θを縞傾斜角度とする。図4(B)は主軸角θと縞及び垂直線との関係を示す。
【0022】
3)等級判定
▲1▼ まず、形で「秀」,「優」,「良」,「外」に等級分けした後、主軸角θが所定値以上の品の等級を下げる。ここで等級判別に使われるデータは2つの撮像装置3から得られる画像を計測して得られる値の最悪値を用いて判定する。
【0023】
次に第2実施形態を説明する。
図5は第2実施形態の画像処理解析装置の構成を示す図である。画像処理解析装置4は撮像したスイカの外形の傾きを計測する外形傾斜計測装置7aと、撮像したスイカの画像から縞を取り出し、縞の傾きを算出する縞傾斜計測装置7bと、外形の傾きと縞の傾きからスイカの形の等級を判定する等級判定装置7cとから構成される。
【0024】
次に、動作について説明する。第2実施形態は、スイカ画像の傾き補正は行わないで、スイカ外形の傾きと縞模様の傾きをそれぞれ2次モーメントから算出し、この両傾きから等級を判定する方法である。
【0025】
1)スイカ外形の傾き計測
▲1▼ 撮像装置3で取り込んだ画像を2値化してスイカの外形画像を得る。
▲2▼ この外形の2次モーメントから外形主軸角θ1を算出する。図6(A)参照。
【0026】
2)縞傾斜計測
▲1▼ 撮像装置3で取り込んだ画像を2値化してスイカの縞の画像を得る。
▲2▼ スイカの外形画像の中心Cを求め、この中心Cを中心とし、スイカの幅より狭い長方形を想定しこの中を検査領域とする。(横幅の制限)
▲3▼ 縞の2次モーメントから縞主軸角θ2を算出する。図6(B)参照。
【0027】
3)等級判定
▲1▼ 外形主軸角θ1と縞主軸角θ2との差で等級を判定する。差の絶対値が基準値以下のとき、等級はそのままとし、基準値以上のとき等級を下げる。
【0028】
次に主軸角θの計算方法を説明する。
ある点(X,Y)回りの2次元画像fのp,q次モーメントMpqは、
Mpq=ΣΣ(x−X)p (y−Y)q f(x,y)…(1)
と表される。ここでxの範囲はスイカの幅より狭い検査領域内とする。
【0029】
▲1▼ 原点回りのモーメントを求める。
2値化された画像d(x,y)において、(1)式を用いて検査領域内における原点回りの0次モーメント量m00,1次モーメント量m10,m01,2次モーメント量m20,m11,m02を求める。
mpq=ΣΣ(xp ×yq ×d(x,y))…(2)
xの範囲はスイカの幅より狭い検査領域内dである。
【0030】
▲2▼ 重心回りの1次モーメント量を求める。
検査領域内における重心座標を(Xg,Yg)とする。
(1)式と原点回りのモーメント量を用いて重心回りの0次モーメント量M00,1次モーメント量M10,M01を表すと、以下のように展開される。
M00=m00
M10=m10−Xg×m00
M01=m01−Yg×m00
【0031】
▲3▼ 原点回りの1次モーメント量から、重心座標値を求める。
1次モーメントが0になる点が重心の定義であるので、重心の座標値Xg,Ygは次のようになる。
Xg=m10/m00 ,Yg=m01/m00 …(3)
【0032】
▲4▼ 重心回りの2次モーメント量を求める。
(1)式と原点回りのモーメント量、重心の座標値を用いて、重心回りの2次モーメント量M20,M11,M02を表すと、以下のように展開される。
M20=m20−2×Xg×m10+Xg2 ×m00=m20−m102 /m00
M11=m11−Yg×m10−Xg×m01+Xg×Yg×m00=m11−m10×m01/m00
M02=m02−2×Yg×m01+Yg2 ×m00=m02−m012 /m00
【0033】
▲5▼ 主軸角θを求める。
主軸角θは次の式で定義される。
θ=1/2 ×tan -1(2×M11/(M20−M11)) …(4)
この式を原点回りのモーメント量で表現すると次の式が得られる。
このθが縞の傾きになる。 ここで−π/4<θ<π/4である。
【0034】
【発明の効果】
以上の説明より明らかなように、本発明は、スイカの縞の傾きを2次モーメントを用いて主軸角として計算し、花落ち部とつるの付け根の位置関係を求め、スイカの形状の等級を精度よく判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態のスイカ外観検査装置の構成を示す図である。
【図2】第1実施形態の構成を示す図である。
【図3】スイカの画像を正立させる説明図である。
【図4】スイカの幅を制限する検査領域と縞の傾きを説明する図である。
【図5】第2実施形態の構成を示す図である。
【図6】スイカの外形の傾きと縞の傾きの説明図である。
【符号の説明】
1 スイカ
2 トレイ
3 撮像装置
4 画像処理解析装置
5 モニタ
6a 傾き補正装置
6b 縞傾斜計測装置
6c 等級判定装置
7a 外形傾斜計測装置
7b 縞傾斜計測装置
7c 等級判定装置
Claims (6)
- スイカをその縞の方向を上下方向にした状態で撮像し得られた画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカに外接する外接長方形の中心を求め、この中心を通る直線を一定角度おきに引き、スイカを横切る部分の長さが最小となる直線の角度を求め、この角度分スイカを回転して正立したスイカの画像を得、この正立したスイカの画像の縞を2値化して取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求め、この縞傾斜角度によりスイカの形の等級を判定することを特徴とするスイカ外観検査方法。
- スイカをその縞の方向を上下方向にした状態で撮像し得られた画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカの外形の2次モーメントから上下方向に対する外形の傾斜角度である外形傾斜角度を求め、前記撮像した画像を2値化して縞を取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求め、外形傾斜角度と縞傾斜角度の差よりスイカの形の等級を判定することを特徴とするスイカ外観検査方法。
- 前記縞の2次モーメントを計算するに際し、スイカの幅方向中央部の縞について計算することを特徴とする請求項1または2記載のスイカ外観検査方法。
- 縞の方向を上下方向にしたスイカを撮像する撮像手段と、撮像した画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカに外接する外接長方形の中心を求め、この中心を通る直線を一定角度おきに引き、スイカを横切る部分の長さが最小となる直線の角度を求め、この角度分スイカを回転して正立したスイカの画像を得る傾き補正手段と、この正立したスイカの画像の縞を2値化して取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求める縞傾斜計測手段と、前記縞傾斜角度を基準角度と比較してスイカの形の等級を判定する等級判定手段と、を備えたことを特徴とするスイカ外観検査装置。
- 縞の方向を上下方向にしたスイカを撮像する撮像手段と、撮像した画像を2値化してスイカの外形を取り出し、このスイカの外形の2次モーメントから上下方向に対する外形の傾斜角度である外形傾斜角度を求める外形傾斜計測手段と、前記撮像した画像を2値化して縞を取り出し、この縞の2次モーメントから上下方向に対する縞傾斜角度を求める縞傾斜計測手段と、外形傾斜角度と縞傾斜角度との差からスイカの形の等級を判定する等級判定手段と、を備えたことを特徴とするスイカ外観検査装置。
- 前記縞傾斜計測手段が、縞の2次モーメントを計算するに際し、スイカの幅方向中央部の縞について計算することを特徴とする請求項4または5記載のスイカ外観検査装置。
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JP13624998A JP3742219B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | スイカ外観検査方法と装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JPH11325834A JPH11325834A (ja) | 1999-11-26 |
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JP13624998A Expired - Fee Related JP3742219B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | スイカ外観検査方法と装置 |
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1998
- 1998-05-19 JP JP13624998A patent/JP3742219B2/ja not_active Expired - Fee Related
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