JPH052632A - 果物表面模様判定装置 - Google Patents

果物表面模様判定装置

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JPH052632A
JPH052632A JP3179025A JP17902591A JPH052632A JP H052632 A JPH052632 A JP H052632A JP 3179025 A JP3179025 A JP 3179025A JP 17902591 A JP17902591 A JP 17902591A JP H052632 A JPH052632 A JP H052632A
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JP
Japan
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image
pallet
fruit
neural network
surface pattern
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3179025A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Nakada
浩 中田
Kazuo Kodaira
一穂 小平
Matsuzo Takamura
松三 高村
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Sumitomo Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 処理が迅速に行なわれしかも作業性に秀れた
果物の表面模様判定装置を提供すること 【構成】 果物を載せて選果ラインに沿って移動するパ
レット(1)と、パレットの移動路に臨んで設けられた
カラー用の撮像カメラ(2)と、パレットの移動路に臨
んで設けられてパレットが撮像範囲内に入ったことを検
出する検出器(3)と、前記検出器からの検出信号を受
けると前記撮像カメラからの画像情報を基に走査ライン
毎に赤、青、緑の色別にあらかじめ定められた評価値を
演算する画像処理部(44)と、前記評価値を基にニュ
ーラルネットワークのアルゴリズムを実行して選別用情
報を出力するニューラルネットワーク判定手段(45)
とを有してなる果物表面模様判定装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は果物表面模様判定装置
に関するものであり、さらに詳しくは果物の表面模様が
無地であるか縞状であるかという判定を自動的に行う装
置の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、リンゴなどの果物の表面模様に関
する判定は一般に作業員の視認により行なわれていた。
リンゴについて言えば、出荷時期の調整や箱詰め時の均
一性のために、無地のリンゴと縞模様のリンゴに仕分け
ていた。しかし、人間の感覚に頼った判定は個人差や環
境差によりばらつくことが多く、その信頼性にかなりの
問題があった。
【0003】色物の判定を自動的に行なうには、フォト
ダイオードを利用する方式が知られている。しかしこの
方式では検出範囲がスポットとなるために、リンゴなど
の果物のように複雑な表面模様を有している場合には、
これを全体的に総合判定することは不可能であった。
【0004】果物の表面模様を自動的に判定する技術と
しては、リンゴを対象にした特開平2−10123号の
色分布判定装置がある。この装置は撮像手段と色分布判
定処理手段とから構成されている。撮像手段は色合いの
異なる果物を撮像するものである。また色分布判定処理
手段は、撮像種段により撮像された画像を画素毎に分割
して、各画素の赤成分と緑成分と青成分との色合い要素
の絶対値または比率を取って各要素毎に色合いを評価
し、その評価から画像全体の分散の値を定める機能を有
する。各色合いの評価値から分散の値を求めることによ
って、果物全体の色合い、例えば表面模様が無地である
が縞状であるかを判定するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この装置の場
合には、計算量が多いために処理時間が掛かり過ぎると
いう点で問題がある。また例えばリンゴというように同
一の果物であっても品種が異なる場合には、絶対値また
は比率を取る場合のしきい値の設定をやり直さなければ
ならず作業性の点で問題がある。この発明の目的は、処
理が迅速に行なわれしかも作業性に秀れた果物表面模様
判定装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の果物表面模様判
定装置は、果物を載せて選果ラインに沿って移動するパ
レットと、パレットの移動路に臨んで設けられたカラー
用の撮像カメラと、パレットの移動路に臨んで設けられ
てパレットが撮像範囲内に入ったことを検出する検出器
と、前記検出器からの検出信号を受けると前記撮像カメ
ラからの画像情報を基に走査ライン毎に赤、青、緑の色
別にあらかじめ定められた評価値を演算する画像処理部
と、前記評価値を基にニューラルネットワークのアルゴ
リズムを実行して選別用情報を出力するニューラルネッ
トワーク判定手段とを有してなる。
【0007】なお、前記ニューラルネットワーク判定手
段は、あらかじめ表面が無地とされるべき果物、縞とさ
れるべき果物とをそれぞれ撮像して得られる前記画像処
理部からの無地、縞に対応した評価値を用い、前記無
地、縞の種別を示す入力データを教師データとして合否
判定に誤りが無くなるように学習動作を行うバックプロ
パゲーションアルゴリズムを実行するものである。
【0008】
【作用】本発明の果物表面模様判定装置は、表面模様判
定作業を行う前に学習動作を行う。この学習動作は、無
地、縞の判別について言えば、無地の部類に属する果物
を撮像して得られる画像を使用して画像処理、ニューラ
ルネットワークの処理を行なわせると共に、ニューラル
ネットワークに対しては現在処理中の果物が無地に属す
るものである旨を示すデータを教師データとして与え
る。同様にして、縞の部類に属する果物を撮像して得ら
れる画像を使用して画像処理、ニューラルネットワーク
の処理を行なわせると共に、ニューラルネットワークに
対しては現在処理中の果物が縞に属するものである旨を
示すデータを教師データとして与える。このような学習
動作はニューラルネットワークが無地、縞の判別を正確
に行うまで繰り返される。学習動作が終了したら、実際
の表面模様判定作業にはいる。
【0009】
【実施例】図1に示すのはこの発明の判定装置の概略構
成である。果物を載置したパレット1は前後に連結され
て適宜公知の駆動機構(例えばコンベアチェーン)に駆
動されて選果ラインに沿って所定の速度で移動する。こ
れらパレット1の移動路に対して一方側から照明用ライ
ト5を付設したITV等による撮像カメラ2が向けられ
ている。またこれらパレット1の移動路に対して他方側
には、各パレット1が撮像範囲内に入ったことを検出す
る検出器3が設けられている。これらの撮像カメラ2と
検出器3とは処理ユニット4に接続されており、該処理
ユニット4は検出器3からの検出信号を受けると撮像カ
メラ2からの画像情報を基に果物の表面模様を判定す
る。
【0010】図2に処理ユニット4の具体的構成の一例
を示す。この処理ユニット4は撮像カメラ2からの赤、
緑、および青成分の画像情報に対応して3個のA/D変
換器41R、41G、41Bを並列に有しており、これ
らのA/D変換器は撮像カメラ2からのアナログ画像情
報をデジタル画像情報に変換する。これらのA/D変換
器41R、41G、41Bはそれぞれ、画像メモり42
R、42G、42Bに接続されており、これらの画像メ
モり42R、42G、42Bはそれぞれ対応する画像情
報をラッチしてかつ記憶するものである。各画像メモり
の出力側には画像処理装置44が接続されている。
【0011】この画像処理装置44は、例えばマイクロ
コンピュータなどにより構成されるもので、画像メモり
42R、42G、42Bからの画像情報に基ずいて果物
の良否を判定するのに必要な情報、例えば評価値情報を
出力するものである。検出器3はゲート回路43を介し
て画像処理装置44に接続されている。このゲート回路
43は検出器3からの検出信号に基づいて撮像タイミン
グ信号を出力し、撮像カメラ2の撮像時期、画像メモり
42R、42G、42Bの画像情報取込みタイミングを
制御する。
【0012】画像処理装置44の出力側にはニューラル
ネットワーク判定部45が接続されており、このニュー
ラルネットワーク判定部45は、画像処理装置44から
の評価値情報に基づいて果物の表面模様を判定するもの
である。ニューラルネットワーク判定部45には、後述
する学習動作時にこのニューラルネットワーク判定部4
5に表面模様判定情報を教師データとして与えるための
キーボード46が付設されている。
【0013】つぎに上記のような構成の判定装置による
学習動作と表面模様判定動作について、果物としてリン
ゴを用いた場合を例にとり、果物の表面模様が無地であ
るか縞状であるかという判定を行う場合について説明す
る。 学習動作 1.まず選果ライン上のパレット1にリンゴを載せ、キ
ーボード46によりそのリンゴが表面模様が無地である
か縞状であるかを入力する。この入力情報はニューラル
ネットワーク判定部45に送られる。 2.選果ラインに沿ってリンゴを載せたパレット1が移
動して撮像カメラ2の撮像範囲に到着すると、検出器3
がこれを検出してその検出信号を画像処理装置44に送
る。 3.同時に撮像カメラ2がリンゴを撮像して、その赤、
緑および青成分の画像情報をA/D変換器41R、41
G、41Bを介してそれぞれの画像メモり42R、42
G、42Bに送る。各画像メモりはこれらの画像情報を
それぞれラッチして記憶する。
【0014】4.画像処理装置44はこれらの画像情報
に基づいて、図3に示すように撮像した画像の横方向の
ライン(水平走査ライン)について評価値を算出する。
ここで、評価値はf=(r,g,b)で与えられ、rと
gとbとはそれぞれ1ライン上の赤画像成分と緑画像成
分と青画像成分の1画素の輝度に対する評価値である。
この評価値の算出動作について、図4を参照して説明す
る。図4(a)は果物の表面模様が縞状の場合に得られ
る輝度信号レベルの一例を示す。この輝度信号レベルに
微分処理を加えると、図4(b)のようなパルス状の波
形になる。このパルス状の波形のうち負成分のものを反
転させ、更に図4(c)に示すように、各パルス状の波
形があらかじめ定められたしきい値を越えているかどう
かの判定を行う。そして、しきい値を越えているパルス
状の波形の数に基づいて1ラインあたりの赤画像成分と
緑画像成分と青画像成分について評価値を算出する。な
お、評価値を算出するラインは1本以上であればよい。
【0015】5.ニューラルネットワーク判定部45
は、画像処理装置44からの評価値情報を受けると、キ
ーボード46からの無地、縞を表す入力データを教師デ
ータとして、ニューラルネットワークのバックプロパゲ
ーションアルゴリズムを実行し、正しい判定結果を出力
するように学習する。判定動作の初期においては誤判定
が多いが、上記1〜5の動作を繰り返すことで誤判定は
少なくなる。誤判定率が所定値以下になるまで、無地に
属する数種類のリンゴ及び縞に属する数種類のリンゴに
ついて上記1〜5の動作が繰り返される。バックプロパ
ゲーションアルゴリズムについては、「PARALLE
L DISTRIBUTED PROCESSING、
vol.1、MIT Press, 1986」に詳細
が説明されている。なお、果物の種類が変わったとき
や、同じ果物でも品種が変わった場合には、数個の果物
を選果ラインに載せて上記の学習動作を行なうだけで、
その新たな果物についての判定動作を行なうことができ
る。
【0016】判定動作 1.まず選果ライン上のパレット1にリンゴを載せて、
選果ラインを起動する。 2.選果ラインに沿ってリンゴを載せたパレット1が移
動してカメラ2の撮像範囲に到着すると、検出器3がこ
れを検出してその検出信号を画像処理装置44に送る。 3.同時に撮像カメラ2がリンゴを撮像して、その赤、
緑および青成分の画像情報をA/D変換器41R、41
G、41Bを介してそれぞれの画像メモり42R、42
G、42Bに送る。画像メモりはこれらの画像情報をそ
れぞれラッチして記憶する。なお、画像情報のデータ量
としては、例えば256×256画素から成る画像で、
1画素あたり赤、緑および青成分をそれぞれ8ビットで
表すものと仮定すると、合計192キロバイト程度のデ
ータ量となる。 4.画像処理装置44はこれらの画像情報に基づいて、
図3に示す画像の横方向のラインについて上記と同様の
方法で評価値f=(r,g,b)を算出する。 5.この評価値情報を受けて、ニューラルネットワーク
判定部45は先の学習結果を基に、果物の表面模様が無
地である縞状であるか判定する。判定結果は適宜公知の
手法により可視または可聴表示される。
【0017】以上、本発明をニューラルネットワークの
構造として、階層型ネットワークを例示し、その学習ア
ルゴリズムとしてバックプロパゲーションを例示した
が、他にも教師付き学習を行うことのできるニューラル
ネットワークであればそれを用いても良い。また、画像
処理装置44やニューラルネットワーク判定部45は、
計算機でそれらのアルゴリズムを実現するようにしても
良い。
【0018】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば判定動作における計算が少ないので、従来のものに比
してより迅速に判定が行なわれる。また、判定対象果物
の種類または品種が変わった場合には、1回の学習動作
を行なうだけでこれに対処できるので、作業性が大幅に
改善される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の果物表面模様判定装置の概略構成を示
す説明図である。
【図2】図1の判定装置に用いられる処理装置の一例を
示すブロック図である。
【図3】本発明の装置による評価値算出方法を説明する
ために果物の画像の一例を示した図である。
【図4】図3の画像に基づいて評価値算出方法を説明す
るために信号波形を示した図である。
【図5】本発明で使用されるニューラルネットワークの
一例を示した図。
【符号の説明】
1 パレット 2 撮像カメラ 3 検出器 4 処理ユニット 41R、41G、41B A/D変換器 42R、42G、42B 画像メモリ 43 ゲート回路 44 画像処理装置 45 ニューラルネットワーク判定部 46 キーボード

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 果物を載せて選果ラインに沿って移動す
    るパレットと、パレットの移動路に臨んで設けられたカ
    ラー用の撮像カメラと、パレットの移動路に臨んで設け
    られてパレットが撮像範囲内に入ったことを検出する検
    出器と、前記検出器からの検出信号を受けると前記撮像
    カメラからの画像情報を基に走査ライン毎に赤、青、緑
    の色別にあらかじめ定められた評価値を演算する画像処
    理部と、前記評価値を基にニューラルネットワークのア
    ルゴリズムを実行して選別用情報を出力するニューラル
    ネットワーク判定手段とを有してなる果物表面模様判定
    装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の果物表面模様判定装置に
    おいて、前記ニューラルネットワーク判定手段は、あら
    かじめ表面が無地とされるべき果物、縞とされるべき果
    物とをそれぞれ撮像して得られる前記画像処理部からの
    無地、縞に対応した評価値を用い、前記無地、縞の種別
    を示す入力データを教師データとして合否判定に誤りが
    無くなるように学習動作を行うバックプロパゲーション
    アルゴリズムを実行するものであることを特徴とする果
    物表面模様判定装置。
JP3179025A 1991-06-11 1991-06-25 果物表面模様判定装置 Withdrawn JPH052632A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3179025A JPH052632A (ja) 1991-06-25 1991-06-25 果物表面模様判定装置
GB9212449A GB2256708A (en) 1991-06-11 1992-06-11 Object sorter using neural network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3179025A JPH052632A (ja) 1991-06-25 1991-06-25 果物表面模様判定装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH052632A true JPH052632A (ja) 1993-01-08

Family

ID=16058801

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3179025A Withdrawn JPH052632A (ja) 1991-06-11 1991-06-25 果物表面模様判定装置

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JP (1) JPH052632A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948330A (en) * 1988-02-08 1990-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Alignment stage device
JPH06258138A (ja) * 1992-12-12 1994-09-16 Rwe Entsorgung Ag 物体を識別する方法とこの方法を実行する装置
JPH08117694A (ja) * 1994-08-31 1996-05-14 Takaaki Satake 青果物選果方法および装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948330A (en) * 1988-02-08 1990-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Alignment stage device
JPH06258138A (ja) * 1992-12-12 1994-09-16 Rwe Entsorgung Ag 物体を識別する方法とこの方法を実行する装置
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980903