JP6356430B2 - 脂質含有率測定装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の一実施形態に係る脂質含有率測定装置10の外観斜視図である。図2は、脂質含有率測定装置10が組み込まれる脂質含有率測定システムの一実施例としての脂質含有率測定システム100の概略図である。
脂質含有率測定装置10は、主として、シールドボックス11(図1参照)と、コンベアユニット12(図3参照)と、X線照射器13(図3参照)と、第1および第2ラインセンサ14,15(図3参照)と、タッチパネル式ディスプレイ30(図1参照)と、コントローラ20(図5参照)とを備える。
シールドボックス11(図1参照)は、脂質含有率測定装置10のケーシングである。シールドボックス11の中には、コンベアユニット12、X線照射器13、第1および第2ラインセンサ14,15、およびコントローラ20が収容される。また、シールドボックス11の正面上部には、タッチパネル式ディスプレイ30や、キーの差し込み口や電源スイッチ等が配置されている。
コンベアユニット12は、物品Pを搬送する。コンベアユニット12は、図1に示すように、シールドボックス11の両側面に形成された開口11aを貫通するように配置されている。
X線照射器13は、X線照射部の一例である。X線照射器13は、図3に示すように、コンベアユニット12の上方に配置されている。X線照射器13は、コンベアユニット12の下方に位置する第1および第2ラインセンサ14,15に向けて、線源から扇状に広がるように、X線(放射光)を照射する。X線照射器13の照射範囲Yは、図3に示すように、コンベアユニット12の搬送面に対して垂直に延びる。また、照射範囲Yは、コンベアユニット12の搬送方向に対して交差する方向に広がる。すなわち、X線照射器13から照射されるX線は、ベルト12dの幅方向に広がる。
第1および第2ラインセンサ14,15は、X線照射器13から照射され、物品Pやコンベアユニット12を透過したX線を検出するX線検出センサの一例である。第1および第2ラインセンサ14,15は、それぞれ異なるエネルギー帯(波長)のX線を検出するセンサである。第1ラインセンサ14は、低エネルギー帯の(波長の比較的長い)X線を検知するセンサである。第2ラインセンサ15は、高エネルギー帯の(波長の比較的短い)X線を検知するセンサである。
タッチパネル式ディスプレイ30は、タッチパネル機能を有する液晶ディスプレイである。タッチパネル式ディスプレイ30は、コントローラ20と電気的に接続されており、コントローラ20と信号の授受を行う。
コントローラ20は、主として、CPU、ROM、RAM、HDD(ハードディスク)等によって構成されている。
記憶部21は、制御部22により実行される各種プログラムや、脂質含有率測定装置10の各部を制御するための各種設定や各種情報を記憶する。記憶部21は、図5のように、輝度調整式記憶領域21aと、換算情報記憶領域21bと、を有する。
輝度調整式記憶領域21aには、後述する輝度調整式生成部22cにより生成された輝度調整式が記憶される。輝度調整式は、後述する輝度調整部22dが、高エネルギーX線画像の各画素の輝度を調整するために用いる情報である。輝度調整式については、後ほど詳述する。
換算情報記憶領域21bには、後述する換算情報生成部22gにより生成された換算情報が記憶される。換算情報は、具体的には、差異画像生成部22eが検査物である物品Pに対して生成する差異X線画像の、物品Pの領域の平均輝度を、物品Pの脂質の含有率に換算するための関係式である。換算情報については、後ほど詳述する。
制御部22は、記憶部21に記憶されたプログラムを実行することにより、脂質含有率測定装置10の各部の動作を制御する。また、制御部22は、記憶部21に記憶されたプログラムを実行することにより、第1および第2ラインセンサ14,15のX線透過量の検出結果に基づき、検査物の脂質の含有率を測定する。
低エネルギー画像生成部22aは、第2個別画像生成部の一例である。低エネルギー画像生成部22aは、第1ラインセンサ14によって検出された低エネルギー帯のX線の透過X線量に基づいて、透過画像として低エネルギーX線画像を生成する。低エネルギーX線画像は、第2個別X線画像の一例である。
高エネルギー画像生成部22bは、第1個別画像生成部の一例である。高エネルギー画像生成部22bは、第2ラインセンサ15によって検出された高エネルギー帯のX線の透過X線量に基づいて、透過画像として高エネルギーX線画像を生成する。高エネルギーX線画像は、第1個別X線画像の一例である。
輝度調整式生成部22cは、後述する輝度調整部22dが、高エネルギー画像生成部22bにより生成された高エネルギーX線画像の輝度、より具体的には高エネルギーX線画像の各画素の輝度を調整するための輝度調整式を生成する。輝度調整式生成部22cにより生成された輝度調整式は、輝度調整式記憶領域21aに記憶される。輝度調整式生成部22cが実行する、輝度調整式の生成処理については後述する。
輝度調整部22dは、輝度調整式生成部22cが生成した輝度調整式を輝度調整式記憶領域21aから呼び出し、高エネルギー画像生成部22bにより生成された高エネルギーX線画像の輝度を調整する。輝度調整部22dが実行する処理については後述する。
差異画像生成部22eは、測定用画像生成部の一例である。差異画像生成部22eは、第1および第2ラインセンサ14,15の検出結果に基づいて、測定用X線画像としての差異X線画像を生成する。より具体的には、差異画像生成部22eは、低エネルギーX線画像と、輝度調整部22dにより輝度調整された高エネルギーX線画像と、の各画素の輝度の差異に基づき、差異X線画像を生成する。差異X線画像の生成処理については後述する。
平均輝度算出部22fは、差異画像生成部22eにより生成された物品Pの差異X線画像の、物品Pの領域(物品Pの周囲の背景領域を除いた領域)の輝度の平均である、平均輝度を算出する。なお、以下で、物品Pの差異画像の平均輝度と記載する場合、物品Pの差異画像の、物品Pの領域の画素の輝度の平均を意味する。また、平均輝度算出部22fは、差異画像生成部22eにより生成された後述する第1又は第2サンプルの差異X線画像の、(第1又は第2)サンプルの領域(サンプルの周囲の背景領域を除いた領域)の輝度の平均を、(第1又は第2)サンプルの平均輝度として算出する。なお、以下で、(第1又は第2)サンプルの差異画像の平均輝度と記載する場合、(第1又は第2)サンプルの差異画像の、(第1又は第2)サンプルの領域の画素の輝度の平均を意味する。平均輝度は、差異X線画像の、対象となる領域の画素の輝度の値の合計を、対象となる領域の画素の数で除すことで算出される。
換算情報生成部22gは、後述する第1および第2サンプルの脂質の含有率と、第1および第2サンプルについて差異画像生成部22eが生成する差異X線画像の輝度との関係を取得し、取得した関係に基づき、物品Pの脂質の含有率の換算情報を生成する。特に、換算情報生成部22gは、第1および第2サンプルの脂質の含有率と、平均輝度算出部22fにより算出される、第1および第2サンプルの差異X線画像の平均輝度との関係を取得し、取得した関係に基づき、物品Pの脂質の含有率の換算情報を生成する。物品Pの脂質の含有率の換算情報は、物品Pの差異X線画像の輝度を、物品Pの脂質の含有率に換算するための情報である。より具体的には、換算情報は、物品Pの差異X線画像の平均輝度を、物品Pの脂質の含有率に換算するための関係式である。換算情報生成部22gにより生成された換算情報(関係式)は、換算情報記憶領域21bに記憶される。換算情報の生成処理については後述する。
判定部22hは、換算情報記憶領域21bに記憶された換算情報を用いて、物品Pの脂質の含有率の判定を行う。具体的には、判定部22hは、換算情報記憶領域21bに記憶された換算情報と、物品Pの差異X線画像の輝度と、に基づき、物品Pの脂質の含有率の判定を行う。より具体的には、判定部22hは、物品Pの差異X線画像の平均輝度の値を、換算情報記憶領域21bに記憶された関係式に代入することで、物品Pの脂質の含有率を判定する。脂質の含有率の判定処理については後述する。
(3−1)輝度調整式の生成処理
コントローラ20による輝度調整式の生成処理について、図6のフローチャートを参照して説明する。
コントローラ20による換算情報の生成処理について、図9のフローチャートを参照して説明する。
コントローラ20による物品Pの脂質の含有率の判定処理について、図11のフローチャートを参照して説明する。
(4−1)
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10は、X線照射部の一例としてのX線照射器13から検査物としての物品PにX線を照射し、物品Pを透過したX線の透過量を第1および第2ラインセンサ14,15で検出し、第1および第2ラインセンサ14,15の検出結果に基づいて物品Pの脂質の含有率を測定する。脂質含有率測定装置10は、測定用画像生成部の一例としての差異画像生成部22eと、換算情報生成部22gと、判定部22hと、を備える。差異画像生成部22eは、第1および第2ラインセンサ14,15の検出結果に基づいて、測定用X線画像として差異X線画像を生成する。換算情報生成部22gは、脂質の含有率が既知で、脂質の含有率が各々異なる2つの第1および第2サンプルについて、脂質の含有率とX線画像(差異X線画像)の輝度との関係を取得し、その関係に基づき、物品Pの脂質の含有率の換算情報を生成する。判定部22hは、換算情報を用いて、物品Pの脂質の含有率の判定を行う。判定部22hは、より具体的には、物品Pの差異X線画像の輝度に基づき、換算情報を用いて、物品Pの脂質の含有率の判定を行う。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、換算情報生成部22gは、換算情報として、差異X線画像の輝度を、物品Pの脂質の含有率に換算するための関係式を生成する。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、換算情報生成部22gは、(第1および第2)サンプルの脂質の含有率と、(第1および第2)サンプルの差異X線画像の、(第1および第2)サンプルの領域の輝度の平均である平均輝度と、に基づき、換算情報を生成する。判定部22hは、換算情報を用いて、物品Pの差異X線画像の、物品Pの領域の輝度の平均である平均輝度に基づき、物品Pの脂質の含有率の判定を行う。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、第1および第2ラインセンサ14,15は、2つの異なるエネルギー帯のX線の透過量を検出する。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10は、第1個別画像生成部の一例としての高エネルギー画像生成部22bと、第2個別画像生成部の一例としての低エネルギー画像生成部22aと、輝度調整部22dと、を備える。第1および第2ラインセンサ14,15が検出する2つの異なるエネルギー帯のX線の透過量の、一方の検出結果(第2ラインセンサ15の検出結果)に基づいて、高エネルギー画像生成部22bは第1個別X線画像として高エネルギーX線画像を生成し、他方の検出結果(第1ラインセンサ14の検出結果)に基づいて、低エネルギー画像生成部22aは第2個別X線画像としての低エネルギーX線画像を生成する。輝度調整部22dは、脂質の含有率が同一かつ一様で、厚みが異なる複数の厚み補正用サンプルに対して生成された、高エネルギーX線画像および低エネルギーX線画像において、高エネルギーX線画像の各画素の輝度が、低エネルギーX線画像の対応する画素の輝度と一致又は近似するように、高エネルギーX線画像の輝度を調整する。差異画像生成部22eは、輝度調整部22dで輝度調整した高エネルギーX線画像と、低エネルギーX線画像と、の各画素の輝度の差異に基づき、差異X線画像を生成する。
以下に、上記実施形態の変形例を示す。以下の変形例は、互いに矛盾しない範囲で、他の変形例と組み合わされてもよい。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、差異画像生成部22eにより生成された差異X線画像が測定用X線画像として用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、低エネルギー画像生成部22a、又は、高エネルギー画像生成部22bが生成した、低エネルギーX線画像又は高エネルギーX線画像が、測定用X線画像として使用されもよい。特に、物品Pの厚みが一定、又は、物品Pの厚みの差が小さい場合には、低エネルギーX線画像又は高エネルギーX線画像を測定用X線画像として使用して、物品Pの脂質の含有率を精度よく測定することが比較的容易である。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、輝度調整部22dは、輝度調整式生成部22cが生成した輝度調整式を用いて高エネルギーX線画像の輝度を調整するが、これに限定されるものではない。例えば、脂質含有率測定装置10は、輝度調整式生成部22cに代えて、高エネルギーX線画像の輝度別に、高エネルギーX線画像の輝度を調整するための乗数を導出するマップを生成する輝度調整マップ生成部を備え、輝度調整部22dは、生成された輝度調整マップを用いて高エネルギーX線画像の輝度を調整してもよい。ただし、輝度調整処理の時間の短縮等の観点からは、輝度調整マップよりも、輝度調整式が生成されることが好ましい。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、輝度調整式生成部22cにより生成された輝度調整式を用いて輝度調整された高エネルギーX線画像と、低エネルギーX線画像とに基づいて差異画像生成部22eが差異X線画像を生成するが、これに限定されるものではない。例えば、輝度調整式生成部22cは、ある厚み補正用サンプルの低エネルギーX線画像の各画素の輝度を、同一の厚み補正用サンプルの高エネルギーX線画像の対応する画素の輝度と一致又は近似する輝度調整式を生成してもよい。そして、差異画像生成部22eは、輝度調整された低エネルギーX線画像と、高エネルギーX線画像とに基づいて、差異X線画像を生成してもよい。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、換算情報生成部22gは、換算情報として、物品Pの差異X線画像の平均輝度を、物品Pの脂質の含有率に換算する1次式を定める。これは、実験の行われた範囲で、牛肉のミンチ肉等の検査物の差異X線画像の平均輝度と、検査物の脂質の含有率と、が1次式の直線上に並ぶことが分かっているためである。しかし、仮に差異X線画像の平均輝度と脂質の含有率との関係が、1次式以外の関係式で表される検査物が存在する場合には、換算情報として生成される関係式は、1次式に限定されるものではない。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、換算情報の生成処理に2つのサンプル(第1サンプルおよび第2サンプル)が使用されるが、サンプル数はこれに限定されるものではなく、3つ以上のサンプルを用いて換算情報が生成されてもよい。サンプル数を増やして換算情報を生成することで、換算情報の1次式の精度を高めることが可能である。
上記実施形態に係る脂質含有率測定装置10では、輝度調整式を生成するために、複数の厚み補正用サンプルが用いられるが、これに限定されるものではない。例えば、脂質の含有率が均一(同一かつ一様)で、厚みが部分的に異なる、側面視において図14のような形状を呈する1つの厚み補正用サンプルAにより輝度調整式が生成されてもよい。
13 X線照射器(X線照射部)
14 第1ラインセンサ(X線検出センサ)
15 第2ラインセンサ(X線検出センサ)
22a 低エネルギー画像生成部(測定用画像生成部、第2個別画像生成部)
22b 高エネルギー画像生成部(測定用画像生成部、第1個別画像生成部)
22d 輝度調整部
22e 差異画像生成部(測定用画像生成部)
22g 換算情報生成部
22h 判定部
P 物品(検査物)
Claims (5)
- X線照射部から検査物にX線を照射し、前記検査物を透過したX線の透過量をX線検出センサで検出し、前記X線検出センサの検出結果に基づいて前記検査物の脂質の含有率を測定する脂質含有率測定装置であって、
前記X線検出センサの検出結果に基づいて測定用X線画像を生成する測定用画像生成部と、
脂質の含有率が既知で、脂質の含有率が各々異なる複数のサンプルにて、脂質の含有率とX線画像の輝度との関係を取得し、その関係に基づき、前記検査物の脂質の含有率の換算情報を生成する換算情報生成部と、
前記測定用X線画像及び前記換算情報を用いて、前記検査物の脂質の含有率の判定を行う判定部と、
を備え、
前記X線検出センサは、2つの異なるエネルギー帯のX線の透過量を検出し、
当該脂質含有率測定装置は、前記X線検出センサが検出する2つの異なるエネルギー帯のX線の透過量の、一方の検出結果に基づいて第1個別X線画像を生成する第1個別画像生成部、および、他方の検出結果に基づいて第2個別X線画像を生成する第2個別画像生成部を更に備え、
前記測定用画像生成部は、前記第1個別X線画像と前記第2個別X線画像とに基づき、前記測定用X線画像を生成する、
脂質含有率測定装置。 - 前記換算情報生成部は、前記測定用X線画像の輝度を、前記検査物の脂質の含有率に換算するための関係式を生成する、
請求項1に記載の脂質含有率測定装置。 - 前記換算情報生成部は、前記サンプルの脂質の含有率と、前記サンプルの前記測定用X線画像の、前記サンプルの領域の輝度の平均である平均輝度と、に基づき、前記換算情報を生成し、
前記判定部は、前記換算情報を用いて、前記検査物の前記測定用X線画像の、前記検査物の領域の輝度の平均である平均輝度に基づき、前記検査物の脂質の含有率の判定を行う、
請求項1又は2のいずれか1項に記載の脂質含有率測定装置。 - 前記測定用画像生成部は、所定の輝度調整処理が行われた前記第1個別X線画像と、前記第2個別X線画像と、の各画素の輝度の差異に基づき、前記測定用X線画像を生成する、
請求項1から3のいずれか1項に記載の脂質含有率測定装置。 - 脂質の含有率が同一かつ一様で、厚みが異なる厚み補正用サンプルに対して生成された、前記第1個別X線画像および前記第2個別X線画像において、前記第1個別X線画像の各画素の輝度が、前記第2個別X線画像の対応する画素の輝度と一致又は近似するように、前記第1個別X線画像の輝度を調整する輝度調整部を更に備え、
前記測定用画像生成部は、前記輝度調整部で輝度調整した前記第1個別X線画像と、前記第2個別X線画像と、の各画素の輝度の差異に基づき、前記測定用X線画像を生成する、
請求項4に記載の脂質含有率測定装置。
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