WO2024101261A1 - 切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法 - Google Patents

切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法 Download PDF

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智也 野明
潤太 平山
大 徳本
和睦 日野
勝美 豊嶋
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Mayekawa Manufacturing Co
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B26—HAND CUTTING TOOLS; CUTTING; SEVERING
    • B26D—CUTTING; DETAILS COMMON TO MACHINES FOR PERFORATING, PUNCHING, CUTTING-OUT, STAMPING-OUT OR SEVERING
    • B26D5/00—Arrangements for operating and controlling machines or devices for cutting, cutting-out, stamping-out, punching, perforating, or severing by means other than cutting
    • B26D5/007—Control means comprising cameras, vision or image processing systems
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A22—BUTCHERING; MEAT TREATMENT; PROCESSING POULTRY OR FISH
    • A22B—SLAUGHTERING
    • A22B5/00—Accessories for use during or after slaughtering
    • A22B5/0064—Accessories for use during or after slaughtering for classifying or grading carcasses; for measuring back fat
    • A22B5/007—Non-invasive scanning of carcasses, e.g. using image recognition, tomography, X-rays, ultrasound

Definitions

  • This disclosure relates to a cutting position identification system and a cutting position identification method.
  • Patent Document 1 discloses technology relating to a cutting device and method in the large carcass division process. This document describes how the pair of carcasses to be cut are supported by hanging and supported by support bars extending approximately horizontally from the front and back, thereby fixing the position of the carcasses during cutting.
  • One method for identifying the cutting position is to extract characteristic parts of the carcass by analyzing an image obtained by photographing the carcass, and to determine the cutting position based on the extracted characteristic parts. It is expected that the accuracy of extracting characteristic parts from such images can be improved by applying prediction technology using a learning model.
  • a learning model can be constructed by preparing training data that teaches the relationship between the image and the characteristic parts, and learning a prediction model using the training data.
  • At least one embodiment of the present disclosure has been made in consideration of the above circumstances, and aims to provide a cutting position identification system and a cutting position identification method that can accurately identify the cutting position of a carcass.
  • a cutting position specifying system for specifying cutting positions of a pair of carcasses that are cut in half at the spine, comprising: At least one imaging device is arranged on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass for at least one of the pair of carcasses; an identification device for identifying the cutting position passing through the space between the ribs using an image captured by the at least one imaging device; Equipped with.
  • a cutting position specifying method includes: A cutting position specifying method for specifying cutting positions of a pair of carcasses that are cut in half at the spine, comprising: A step of imaging at least one of the pair of carcasses using at least one imaging device arranged on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass; using the image to identify the cut location passing between the ribs; Equipped with.
  • At least one embodiment of the present disclosure provides a cutting position identification system and a cutting position identification method that can accurately identify the cutting position of a carcass.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing a pair of carcasses from the front.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a cutting position specifying system according to an embodiment.
  • 3 is a flowchart showing a cut location identification method implemented by the cut location identification system of FIG. 2 .
  • 1 is a schematic diagram showing an arrangement layout of imaging devices according to a reference technology from above a pair of carcasses.
  • FIG. 5 is an example of an image captured by the imaging device of FIG. 4.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an arrangement layout of imaging devices according to one embodiment, viewed from above a pair of carcasses.
  • 7 is an example of an image captured by the imaging device of FIG. 6.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an arrangement layout of imaging devices according to another embodiment, viewed from above a pair of carcasses.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an arrangement layout of imaging devices according to another embodiment, viewed from above a pair of carcasses.
  • FIG. 13 is a schematic diagram showing an arrangement layout of imaging devices according to another embodiment, viewed from above a pair of carcasses.
  • Figure 1 is a schematic diagram showing a pair of carcasses 1 from the front.
  • the pair of carcasses 1 are formed by splitting the meat of a relatively large livestock animal, such as a pig or cow, in half at the vertebrae 7 (backbone).
  • the pair of carcasses 1 includes a left carcass 1A and a right carcass 1B.
  • Each of the pair of carcasses 1 is arranged symmetrically with respect to the central axis C, with the forebody 2 side facing downward (the hindbody 3 side facing upward), the dorsal side facing inward (the chest side facing outward), and the cut surface 4 on which the vertebrae 7 and ribs 8 are visible facing the viewer.
  • the left carcass 1A and the right carcass 1B may have different parts, but in the following explanation they are described as having approximately the same shape.
  • Such a pair of carcasses is supported by hanging the legs 5 located at the top of the paper in Figure 1, which are held by a clamping mechanism (not shown).
  • the cutting position identification system 10 is a system for identifying a cutting position L for cutting the forepart 2 of a pair of carcasses 1.
  • the cutting position L is identified by image analysis using an image captured by an imaging device 12 provided in the cutting position identification system 10.
  • the cutting position L is identified by image analysis as a straight line connecting a first characteristic point P1 corresponding to a connection between a specific vertebra and a rib on the dorsal side of the carcass 1 (between the third and fourth connection from the bottom in FIG.
  • the method for identifying the cutting position L may be based on other characteristic points extracted by image analysis.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of the cut position identification system 10 according to one embodiment
  • FIG. 3 is a flowchart showing a cut position identification method implemented by the cut position identification system 10 of FIG. 2.
  • the cutting position identification system 10 is a system for identifying the cutting position L of a pair of carcasses 1, and includes at least one imaging device 12 and a cutting position identification device 14.
  • the imaging device 12 is a device such as a camera that is arranged to face the cut surface 4 of the pair of carcasses 1 and is capable of capturing an image of the pair of carcasses 1.
  • the image captured by the imaging device 12 may be a still image or a video.
  • the number of imaging devices 12 may be one or more (the specific layout of the imaging devices 12 will be described later).
  • the cutting position identification device 14 is a device for identifying the cutting position L of a pair of carcasses 1 using the image captured by the imaging device 12, and is composed of, for example, a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and a computer-readable storage medium.
  • the series of processes for realizing various functions are stored in the form of a program in a storage medium, for example, and the CPU reads this program into the RAM, etc., and executes information processing and arithmetic processing to realize various functions.
  • the program may be installed in a ROM or other storage medium in advance, may be provided in a state stored in a computer-readable storage medium, or may be distributed via wired or wireless communication means.
  • Computer-readable storage media include magnetic disks, optical magnetic disks, CD-ROMs, DVD-ROMs, and semiconductor memories.
  • the functional configuration of the cutting position identification device 14 provided in the cutting position identification system 10 includes an image acquisition unit 18, a storage unit 20, and a cutting position prediction unit 22.
  • the image acquisition unit 18 is a component for acquiring images captured by the imaging device 12.
  • the memory unit 20 is configured to store various data necessary for the calculation processing of the cutting position identification device 14, and stores the learning model 24 used to predict the cutting position L.
  • the learning model 24 is a prediction model for inputting an image acquired by the image acquisition unit 18 and predicting the cutting position L based on the image, and is trained in advance using teacher data.
  • the learning model 24 is trained by specifying a first feature point P1 and a second feature point P2 for identifying the cutting position L in each of a sufficient number of sample images prepared as teacher data.
  • the cut position prediction unit 22 is configured to predict the cut position L in the image acquired by the image acquisition unit 18. Specifically, the cut position prediction unit 22 obtains a prediction result of the cut position L by inputting the image acquired by the image acquisition unit 18 to the learning model 24 stored in the storage unit 20. The cut position L predicted by the cut position prediction unit 22 is output as the identification result of the cut position identification device 14.
  • step S1 an image of a pair of carcasses 1 is captured by the imaging device 12 (step S1), and the image captured by the imaging device 12 is acquired by the image acquisition unit 18 (step S2).
  • the cutting position prediction unit 22 accesses the memory unit 20 to obtain a learning model 24 that has been trained in advance using teacher data (step S3), and predicts the cutting position L by inputting the image acquired in step S2 into the learning model 24 (step S4).
  • step S5 It is determined whether the cut position L predicted in step S4 is within a normal range (step S5).
  • step S5 for example, the cut position L predicted in step S4 is displayed superimposed on the image acquired in step S2, so that the operator can confirm whether the cut position L predicted in step S4 is within the normal range. If the cut position L is out of the normal range (step S5: NO), the cut position L is corrected by the operator (step S6), and the corrected cut position L is output as the specified result (step S7).
  • step S7 the prediction result by the incision position prediction unit 22 is output as it is (step S7).
  • Figure 4 is a schematic diagram showing the layout of the imaging device 12 according to the reference technology from above a pair of carcasses 1, and Figure 5 is an example of an image captured by the imaging device 12 of Figure 4.
  • the imaging device is placed in front of a pair of carcasses 1 (dorsal to the reference line Lref described below).
  • the ribs 8 are curved and connected to the spine 7 on the back side of the paper in FIG. 5. Therefore, in an image captured by the imaging device 12 with the layout of the reference technology, as shown in FIG. 5, the connection 9 between the curved ribs 8 and the spine 7 is difficult to recognize because it is in the blind spot or shadow of the imaging device 12. Therefore, when using a learning model 24 that uses images acquired by the imaging device 12 with the layout shown in FIG. 4 as training data, the prediction accuracy of the cutting position L decreases. According to the inventor's verification, the prediction accuracy was only about 60 to 85%. Such a problem can be solved effectively by the layout of the imaging device 12 described below.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing the layout of the imaging device 12 according to one embodiment from above a pair of carcasses 1
  • FIG. 7 is an example of an image captured by the imaging device 12 of FIG. 6. Note that in FIG. 6 and FIG. 7, the focus is on the right carcass 1B of the pair of carcasses 1, but unless otherwise specified, the same applies to the left carcass 1A.
  • the imaging device 12 is positioned on the chest side of the carcass 1 relative to a reference line Lref that extends from the spine 7 in a direction perpendicular to the cut surface 4 of the carcass 1. This makes it possible to capture an image in which the connection 9 is less likely to be in a blind spot or shadow, compared to when the imaging device 12 is positioned dorsally relative to the reference line Lref as in FIG. 4.
  • the imaging device 12 is positioned so that at least a portion of the connection 9 between the spine 7 and the ribs 8 is captured.
  • the position of the imaging device 12 is set so that the angle ⁇ , defined as the angle between the reference line Lref and the line segment passing through the spine 7 and the imaging device 12, is in the range of 0 to 80 degrees. This makes it possible to capture an image that reflects at least a portion of the connection part 9.
  • the cutting position identification system 10 can accurately identify the cutting position L of the carcass 1 by using a learning model 24 that uses images captured by the imaging device 12 arranged in this manner as training data. According to the inventor's verification, the prediction accuracy can reach 95% or more, and a significant improvement in accuracy was confirmed compared to the reference technology mentioned above.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing the layout of the imaging devices 12 according to another embodiment, viewed from above a pair of carcasses 1.
  • the cutting position identification system 10 includes multiple imaging devices 12.
  • the multiple imaging devices 12 include a first imaging device 12A arranged at a position corresponding to one of the pair of carcasses 1 (left carcass 1A) and a second imaging device 12B arranged at a position corresponding to the other (right carcass 1B).
  • the first imaging device 12A is arranged on the chest side of the left carcass 1A relative to the reference line Lref corresponding to the left carcass 1A.
  • the second imaging device 12B is arranged on the chest side of the right carcass 1B relative to the reference line Lref corresponding to the right carcass 1B. This allows the two imaging devices 12 to capture images in which the connection parts 9 of each carcass 1 are easily visible, as described above.
  • each of the multiple imaging devices 12 is positioned so that the imaging range includes the corresponding carcass 1. That is, the first imaging device 12A is positioned so that its imaging range includes only the left carcass 1A, and the second imaging device 12B is positioned so that its imaging range includes only the right carcass 1B.
  • FIG. 9 is a modified example of FIG. 8.
  • two imaging devices 12 (first imaging device 12A and second imaging device 12B) are used as in the embodiment shown in FIG. 8, but the first imaging device 12A and the second imaging device 12B are positioned so that they each include a pair of carcasses 1 in their imaging range.
  • the first imaging device 12A and the second imaging device 12B are positioned so that both carcasses (left carcass 1A and right carcass 1B) are included in the imaging range of each imaging device.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing the layout of the imaging device 12 according to another embodiment from above a pair of carcasses 1.
  • the position of the imaging device 12 is the same as that of the above-mentioned reference technique (see FIG. 4), but the gripping angle of the pair of carcasses 1 to be imaged is variable, so that the imaging device 12 is positioned on the chest side of each carcass 1 relative to the reference line Lref.
  • the imaging device 12 is positioned on the chest side of each carcass 1 relative to the reference line Lref by changing the position of the imaging device 12 from that of the reference technique, but the imaging device 12 may be positioned on the chest side of each carcass 1 relative to the reference line Lref by changing the position or angle of the carcass 1 to be imaged from that of the reference technique in this way.
  • the position or angle of the carcass 1 can be changed by controlling a clamping mechanism (not shown) that grips the carcass 1 .
  • the imaging device 12 is a single unit and can be moved relative to the pair of carcasses 1 that are the subject of imaging. Specifically, when the left carcass 1A is the subject of imaging, the imaging device 12 is moved to a position on the left side in FIG. 11, so that the imaging device 12 is positioned so that it is on the chest side of the left carcass 1A relative to the reference line Lref. On the other hand, when the right carcass 1B is the subject of imaging, the imaging device 12 is moved to a position on the right side in FIG.
  • the imaging device 12 is positioned so that it is on the chest side of the right carcass 1B relative to the reference line Lref.
  • the imaging device 12 may be positioned so that it is on the chest side of each carcass 1 relative to the reference line Lref.
  • a cutting position identification system 10 and a cutting position identification method can be realized that can accurately identify the cutting position L using an image captured by an imaging device 12 positioned on the breast side of the carcass 1 relative to a reference line Lref that extends from the spine 7 in a direction perpendicular to the cutting surface 4 of the carcass 1.
  • a cutting position specifying system includes: A cutting position specifying system for specifying cutting positions of a pair of carcasses that are cut in half at the spine, comprising: At least one imaging device is arranged on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass for at least one of the pair of carcasses; an identification device for identifying the cutting position passing through the space between the ribs using an image captured by the at least one imaging device; Equipped with.
  • the cutting position on the cutting surface of the carcass is identified using an image captured by an imaging device.
  • the imaging device is positioned on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cutting surface of the carcass. This makes it possible to capture an image of at least a portion of the connection between the spine and the ribs, which is prone to blind spots or shadows when viewed from the front, or the vicinity thereof.
  • the cutting position can be identified with high accuracy based on the positional relationship between the spine and the ribs.
  • the at least one imaging device is positioned to image at least a portion of the vertebrae and the rib connection.
  • connection between the spine and the ribs is captured in the image captured by the imaging device. Using such an image, the positional relationship between each vertebra that constitutes the spine and the ribs can be clearly recognized, and the cutting position of the carcass can be accurately identified.
  • the angle formed by a line segment passing through the spine and the imaging device with respect to the reference line is in the range of 0 to 80 degrees.
  • the imaging device by placing the imaging device at a position where the angle is in the range of 0 to 80 degrees, it is possible to preferably capture an image that captures at least a portion of the connection between the spine and the ribs.
  • the at least one imaging device A first imaging device arranged at a position corresponding to one of the pair of carcasses; A second imaging device arranged at a position corresponding to the other of the pair of carcasses; including.
  • the first imaging device and the second imaging device are positioned so as to include the pair of carcasses in their imaging ranges.
  • the positions of the imaging devices may be set so that the imaging range of each imaging device includes both of the pair of carcasses.
  • the imaging device can be positioned so that it is closer to the breast side of the carcass than a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass.
  • the at least one imaging device is capable of varying a position or angle relative to the carcass.
  • the imaging device can be positioned so that it is closer to the breast side of the carcass than a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass.
  • the identification device identifies the cutting position based on the image using a learning model that has been trained using the previously acquired images as training data.
  • a learning model for predicting the cutting position from an image can be constructed using the results of identifying the cutting position using an image as described above as training data.
  • the learning model constructed in this way the cutting position of the carcass can be identified with high accuracy based on the image.
  • a cutting position specifying method includes the steps of: A cutting position specifying method for specifying cutting positions of a pair of carcasses that are cut in half at the spine, comprising: A step of imaging at least one of the pair of carcasses using at least one imaging device arranged on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cut surface of the carcass; using the image to identify the cut location passing between the ribs; Equipped with.
  • the cutting position on the cutting surface of the carcass is identified using an image captured by an imaging device.
  • the imaging device is positioned on the breast side of the carcass relative to a reference line extending from the spine in a direction perpendicular to the cutting surface of the carcass. This makes it possible to capture an image of at least a portion of the connection between the spine and the ribs, which is prone to blind spots or shadows when viewed from the front, or the vicinity thereof.
  • the cutting position can be identified with high accuracy based on the positional relationship between the spine and the ribs.
  • Reference Signs List 1 Carcass 1A Left carcass 1B Right carcass 2 Forepart 3 Hindpart 4 Cutting surface 5 Leg 7 Spine 8 Rib 9 Connection part 10 Cutting position identification system 12 Imaging device 12A First imaging device 12B Second imaging device 14 Cutting position identification device 18 Image acquisition unit 20 Memory unit 22 Cutting position prediction unit 24 Learning model L Cutting position Lref Reference line

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Abstract

切断位置特定システムは、脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するために、撮像装置と、特定装置とを備える。撮像装置は、一対の枝肉の少なくとも一方について、脊椎から枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも枝肉の胸側に配置される。特定装置は、撮像装置で撮像された画像を用いて、肋骨間を通る切断位置を特定する。

Description

切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法
　本開示は、切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法に関する。
　例えば豚や牛のような比較的大型な家畜の食肉屠体を対象とする食肉加工では、下処理した食肉屠体を脊椎（背骨）の位置で左右に半割りすることで一対の枝肉に切り分け、更に、各枝肉が前躯及び後躯に切り分けられる。このような切断工程は、従来、作業員が刃物を用いて人手で行っていたが、品質の均一性や作業員の安全性の確保、及び、処理効率の向上の観点から、食肉加工機械を利用した自動化が望まれている。例えば特許文献１には、枝肉の大分割工程における切断装置及び方法に関する技術が開示されている。この文献では、切断される一対の枝肉が吊り下げ支持されるとともに、前後から略水平方向に沿って延びる支持バーによって支持されることで、切断時の枝肉の姿勢が固定されることが記載されている。
特開２０１３－３１９１６号公報
　上記特許文献１のように、枝肉の切断工程を自動化する場合、枝肉を切断する際の前行程として、枝肉の切断位置を特定する必要がある。切断位置を特定するための一手法として、枝肉を撮像することにより得られた画像を解析することにより枝肉の特徴部分を抽出し、当該抽出された特徴部分に基づいて切断位置を決定することができる。このような画像からの特徴部分の抽出は、学習モデルを用いた予測技術を適用することで、精度向上が期待される。この場合、画像と特徴部分との関係を教示する教師データを用意し、教師データを用いて予測モデルを学習することで、学習モデルを構築することができる。
　枝肉の切断位置を特定する際の特徴部分として、枝肉の背側に位置する脊椎を構成する各椎骨と、枝肉の胸側に位置する肋骨とを用いることにより、特定の椎骨と肋骨とを結ぶ切断ラインを決定することができる。このような切断ラインを学習モデルを用いて特定しようとする場合、学習モデルの学習に用いる教師データを、撮像装置によって撮像した画像上で、特定の椎骨と肋骨とを指定する必要がある。しかしながら、枝肉の正面に配置された撮像装置で取得された画像では、湾曲する肋骨と脊椎との接続部が、撮像装置の死角又は影となって認識が困難である。そのため、教師データを作成するための特定の椎骨と肋骨とを正確に指定することが困難である。仮に、このような画像に基づいて学習された学習モデルでは、切断位置の予測精度が低下してしまう。
　本開示の少なくとも一実施形態は上述の事情に鑑みなされたものであり、枝肉の切断位置を精度よく特定可能な切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法を提供することを目的とする。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る切断位置特定システムは、上記課題を解決するために、
　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定システムであって、
　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置と、
　前記少なくとも１つの撮像装置で撮像された画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定するための特定装置と、
を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態に係る切断位置特定方法は、上記課題を解決するために、
　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定方法であって、
　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置を用いて撮像する工程と、
　前記画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定する工程と、
を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態によれば、枝肉の切断位置を精度よく特定可能な切断位置特定システム、及び、切断位置特定方法を提供できる。
一対の枝肉を正面から示す模式図である。 一実施形態に係る切断位置特定システムの構成図である。 図２の切断位置特定システムによって実施される切断位置特定方法を示すフローチャートである。 参考技術に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉の上方から示す模式図である。 図４の撮像装置によって撮像された画像の一例である。 一実施形態に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉の上方から示す模式図である。 図６の撮像装置によって撮像された画像の一例である。 他の実施形態に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉の上方から示す模式図である。 図８の変形例である。 他の実施形態に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉の上方から示す模式図である。 他の実施形態に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉の上方から示す模式図である。
　以下、添付図面を参照して本発明の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
　まず図１を参照して、本開示の少なくとも一実施形態に係る切断位置特定装置の特定対象となる枝肉１について説明する。図１は一対の枝肉１を正面から示す模式図である。
　一対の枝肉１は、例えば豚や牛のような比較的大型な家畜の食肉屠体を脊椎７（背骨）の位置で左右に半割りされたものである。一対の枝肉１は、左枝肉１Ａ及び右枝肉１Ｂを含む。対の枝肉１の各々は、前躯２側を下方（後躯３側を上方）、内側に背側（外側に胸側）にし、且つ、脊椎７及び肋骨８が見える切断面４を手前側になる姿勢で、中心軸Ｃに対して左右対称に配置される。左枝肉１Ａ及び右枝肉１Ｂは厳密には異なる部位があることもあるが、以下の説明では略等しい形状を有するとして述べる。このような一対の枝肉は、図１において紙面上方にある脚部５を、不図示のクランプ機構によって把持することにより、吊り下げ支持される。
　続いて上記構成を有する一対の枝肉１について切断位置を特定するための切断位置特定システム１０について説明する。切断位置特定システム１０は、一対の枝肉１について前躯２を切り分けるための切断位置Ｌを特定するためのシステムである。切断位置Ｌは、後述するように、切断位置特定システム１０が備える撮像装置１２によって撮像された画像を用いた画像解析により特定される。以下の説明では、画像解析によって、枝肉１のうち背側において特定の椎骨及び肋骨の接続部（図１では下方から３番目と４番目の接続部の間）に対応する第１特徴点Ｐ１と、枝肉１のうち胸側において特定の肋骨（図１では下方から３番目と４番目の肋骨の間）に対応する第２特徴点Ｐ２とを結ぶ直線として切断位置Ｌが特定される場合を例示する。但し、切断位置Ｌの特定手法は画像解析によって抽出される他の特徴点に基づいて特定されてもよい。
　続いて上述の切断位置Ｌを特定するための切断位置特定システム１０について説明する。図２は一実施形態に係る切断位置特定システム１０の構成図であり、図３は図２の切断位置特定システム１０によって実施される切断位置特定方法を示すフローチャートである。
　切断位置特定システム１０は、一対の枝肉１の切断位置Ｌを特定するためのシステムであり、少なくとも１つの撮像装置１２と、切断位置特定装置１４とを備える。
　撮像装置１２は、一対の枝肉１の切断面４に対向するように配置されることで、一対の枝肉１を撮像可能なカメラ等の装置である。撮像装置１２によって取得される画像は、静止画であってもよいし、動画であってもよい。また撮像装置１２の数は、単体でもよいし、複数でもよい（撮像装置１２の具体的な配置レイアウトについては後述する）。
　切断位置特定装置１４は、撮像装置１２で撮像された画像を用いて、一対の枝肉１の切断位置Ｌを特定するための装置であり、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）、及びコンピュータで読み取り可能な記憶媒体等から構成されている。そして、各種機能を実現するための一連の処理は、一例として、プログラムの形式で記憶媒体等に記憶されており、このプログラムをＣＰＵがＲＡＭ等に読み出して、情報の加工・演算処理を実行することにより、各種機能が実現される。尚、プログラムは、ＲＯＭやその他の記憶媒体に予めインストールしておく形態や、コンピュータで読み取り可能な記憶媒体に記憶された状態で提供される形態、有線又は無線による通信手段を介して配信される形態等が適用されてもよい。コンピュータで読み取り可能な記憶媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ、半導体メモリ等である。
　図２では切断位置特定システム１０が備える切断位置特定装置１４の機能的構成として、画像取得部１８と、記憶部２０と、切断位置予測部２２とを備える。
　画像取得部１８は、撮像装置１２で撮像された画像を取得するための構成である。
　記憶部２０は、切断位置特定装置１４の演算処理に必要な各種データを記憶するための構成であり、切断位置Ｌの予測に用いられる学習モデル２４を記憶する。学習モデル２４は、画像取得部１８で取得された画像を入力して、当該画像に基づいて切断位置Ｌを予測するための予測モデルであり、予め教師データを用いて学習される。学習モデル２４の学習は、教師データとして用意された十分なサンプル画像の各々において切断位置Ｌを特定するための第１特徴点Ｐ１及び第２特徴点Ｐ２を指定することにより行われる。
　切断位置予測部２２は、画像取得部１８で取得された画像における切断位置Ｌを予測するための構成である。具体的には、切断位置予測部２２は、記憶部２０に記憶された学習モデル２４に対して、画像取得部１８で取得された画像を入力することにより、切断位置Ｌの予測結果を求める。切断位置予測部２２で予測された切断位置Ｌは、切断位置特定装置１４の特定結果として出力される。
　切断位置特定方法では、まず撮像装置１２によって一対の枝肉１の撮像が行われ（ステップＳ１）、画像取得部１８によって撮像装置１２で撮像された画像が取得される（ステップＳ２）。
　続いて切断位置予測部２２は、記憶部２０にアクセスすることにより、予め教師データを用いて学習された学習モデル２４を取得し（ステップＳ３）、当該学習モデル２４に対して、ステップＳ２で取得した画像を入力することにより、切断位置Ｌを予測する（ステップＳ４）。
　ステップＳ４で予測された切断位置Ｌは、正常範囲内であるか否かが判定される（ステップＳ５）。ステップＳ５では、例えば、ステップＳ４で予測された切断位置Ｌを、ステップＳ２で取得された画像に重ねて表示することにより、オペレータがステップＳ４で予測された切断一Ｌが正常範囲内であるか否かを確認することで行われる。切断位置Ｌが正常範囲から外れている場合には（ステップＳ５：ＮＯ）、オペレータの操作によって切断位置Ｌが補正され（ステップＳ６）、補正後の切断位置Ｌが特定結果として出力される（ステップＳ７）。
　尚、切断位置Ｌが正常範囲内である場合には（ステップＳ５：ＹＥＳ）、切断位置予測部２２による予測結果がそのまま出力される（ステップＳ７）。
　続いて切断位置特定システム１０における撮像装置１２の具体的な配置レイアウトについて説明する。まず本開示の幾つかの実施形態に係る撮像装置１２の配置レイアウトについて述べる前に、参考技術に係る撮像装置１２の配置レイアウトについて説明する。図４は参考技術に係る撮像装置１２の配置レイアウトを一対の枝肉１の上方から示す模式図であり、図５は図４の撮像装置１２によって撮像された画像の一例である。
　図４に示すように、参考技術では、撮像装置は、一対の枝肉１に対して正面（後述の基準線Ｌｒｅｆより背側）に配置される。枝肉１において肋骨８は脊椎７に対して、図５において紙面裏側において湾曲して接続される。そのため、参考技術の配置レイアウトがなされた撮像装置１２で撮像された画像では、図５に示すように、湾曲する肋骨８と脊椎７との接続部９が、撮像装置１２の死角又は影となって認識が困難である。そのため図４に示す配置レイアウトがなされた撮像装置１２によって取得された画像を教師データとする学習モデル２４を用いると、切断位置Ｌの予測精度が低下してしまう。本願発明者の検証によれば、その予測精度は６０～８５％程度しか得られなかった。このような課題は、以下に説明する撮像装置１２の配置レイアウトによって好適に解決可能である。
　次に図６は一実施形態に係る撮像装置１２の配置レイアウトを一対の枝肉１の上方から示す模式図であり、図７は図６の撮像装置１２によって撮像された画像の一例である。尚、図６及び図７では、一対の枝肉１のうち右枝肉１Ｂに着目して示しているが、特段の記載がない限りにおいて、左枝肉１Ａについても同様である。
　図６に示すように、撮像装置１２は、脊椎７から枝肉１の切断面４の直交方向に延ばした基準線Ｌｒｅｆよりも枝肉１の胸側に配置される。これにより、図４のように基準線Ｌｒｅｆより背側に撮像装置１２が配置された場合に比べて、接続部９が死角や影になりにくい画像の撮像が可能となる。言い換えると本実施形態では、撮像装置１２は、脊椎７及び肋骨８の接続部９の少なくとも一部が映り込むように配置される。
　より好ましくは、撮像装置１２の配置は、基準線Ｌｒｅｆに対して、脊椎７及び撮像装置１２を通る線分がなす角度をθと定義すると、角度θは０～８０度の範囲になるように設定されるとよい。これにより、接続部９の少なくとも一部が映り込む画像を好適に撮像できる。
　切断位置特定システム１０では、このように配置された撮像装置１２で取得された画像を教師データとして用いた学習モデル２４を用いることで、枝肉１の切断位置Ｌを精度よく特定できる。本願発明者の検証によれば、その予測精度は９５％以上を達成でき、前述の参考技術と比較して、著しい精度向上が確認された。
　図８は他の実施形態に係る撮像装置１２の配置レイアウトを一対の枝肉１の上方から示す模式図である。この実施形態では、切断位置特定システム１０は複数の撮像装置１２を備える。複数の撮像装置１２は、一対の枝肉１の一方（左枝肉１Ａ）に対応する位置に配置された第１撮像装置１２Ａと、他方（右枝肉１Ｂ）に対応する位置に配置された第２撮像装置１２Ｂとを含む。第１撮像装置１２Ａは、左枝肉１Ａに対応する基準線Ｌｒｅｆよりも左枝肉１Ａの胸側に配置される。第２撮像装置１２Ｂは、右枝肉１Ｂに対応する基準線Ｌｒｅｆよりも右枝肉１Ｂの胸側に配置される。これにより、２つの撮像装置１２では、前述のように、各枝肉１の接続部９が映りやすい画像がそれぞれ撮像可能となる。
　尚、図８に示す上記実施形態では、複数の撮像装置１２の各々は、それぞれ対応する枝肉１を撮像範囲に含むように配置される。すなわち、第１撮像装置１２Ａは、その撮像範囲に左枝肉１Ａのみが含まれるように配置されるとともに、第２撮像装置１２Ｂは、その撮像範囲に右枝肉１Ｂのみが含まれるように配置される。
　図９は図８の変形例である。この変形例では、図８に示す実施形態と同様に２つの撮像装置１２（第１撮像装置１２Ａ及び第２撮像装置１２Ｂ）が用いられるが、第１撮像装置１２Ａ及び第２撮像装置１２Ｂは、それぞれ一対の枝肉１を撮像範囲に含むように配置される。つまり、各撮像装置の撮像範囲に両方の枝肉（左枝肉１Ａ及び右枝肉１Ｂ）が含まれるように、第１撮像装置１２Ａ及び第２撮像装置１２Ｂが配置される。
　図１０は他の実施形態に係る撮像装置１２の配置レイアウトを一対の枝肉１の上方から示す模式図である。この実施形態では、撮像装置１２の位置は前述の参考技術（図４を参照）と同様であるが、撮像対象となる一対の枝肉１の把持角度が可変であることにより、撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも各枝肉１の胸側に配置される。つまり、前述の各実施形態では、撮像装置１２の配置を参考技術から変更することで撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも各枝肉１の胸側になるようにしたが、このように撮像対象である枝肉１の位置又は角度を参考技術から変更することで撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも各枝肉１の胸側になるようにしてもよい。
　尚、枝肉１の位置又は角度の変更は、枝肉１を把持する不図示のクランプ機構を制御することにより実現可能である。
　図１１は他の実施形態に係る撮像装置の配置レイアウトを一対の枝肉１の上方から示す模式図である。この実施形態では、撮像装置１２が単体であり、且つ、撮像対象である一対の枝肉１に対して移動可能である。具体的には、左枝肉１Ａを撮像対象とする場合には、図１１において左側の位置になるように撮像装置１２を移動することで、撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも左枝肉１Ａの胸側になるように配置される。一方、右枝肉１Ｂを撮像対象とする場合には、図１１において右側の位置になるように撮像装置１２を移動することで、撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも右枝肉１Ｂの胸側になるように配置される。このように単体の撮像装置１２を移動することにより、その位置又は角度の少なくとも一方を変更することで、撮像装置１２が基準線Ｌｒｅｆよりも各枝肉１の胸側になるように配置してもよい。
　以上説明したように上記各実施形態によれば、脊椎７から枝肉１の切断面４の直交方向に延ばした基準線Ｌｒｅｆよりも枝肉１の胸側に配置された撮像装置１２によって撮像された画像を用いて、切断位置Ｌを精度よく特定可能な切断位置特定システム１０及び、切断位置特定方法を実現できる。
　その他、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上記した実施形態を適宜組み合わせてもよい。
　上記各実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握される。
（１）一態様に係る切断位置特定システムは、
　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定システムであって、
　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置と、
　前記少なくとも１つの撮像装置で撮像された画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定するための特定装置と、
を備える。
　上記（１）の態様によれば、枝肉の切断面における切断位置が、撮像装置によって撮像された画像を用いて特定される。撮像装置は、脊椎から枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも枝肉の胸側に配置される。これにより、枝肉のうち正面からでは死角や影になりやすい脊椎と肋骨との接続部の少なくとも一部、又は、その近傍を画像として撮像することができる。このように撮像された画像を用いることで、脊椎と肋骨との位置関係に基づいて、切断位置を精度よく特定することができる。
（２）他の態様では、上記（１）の態様において、
　前記少なくとも１つの撮像装置は、前記脊椎及び前記肋骨の接続部の少なくとも一部が映り込むように配置される。
　上記（２）の態様によれば、撮像装置によって撮像された画像には、脊椎及び肋骨の接続部の少なくとも一部が映り込む。このような画像を用いて、脊椎を構成する各椎骨と肋骨との位置関係を良好に認識することができるため、枝肉の切断位置を精度よく特定できる。
（３）他の態様では、上記（１）又は（２）の態様において、
　前記基準線に対して、前記脊椎及び前記撮像装置を通る線分がなす角度は、０～８０度の範囲である。
　上記（３）の態様によれば、当該角度が０～８０度の範囲になる位置に撮像装置を配置することにより、脊椎及び肋骨の接続部の少なくとも一部が映り込む画像を好適に撮像できる。
（４）他の態様では、上記（１）から（３）のいずれか一態様において、
　前記少なくとも１つの撮像装置は、
　前記一対の枝肉の一方に対応する位置に配置された第１撮像装置と、
　前記一対の枝肉の他方に対応する位置に配置された第２撮像装置と、
を含む。
　上記（４）の態様によれば、一対の枝肉にそれぞれ対応する２台の撮像装置を用いることで、各枝肉における切断位置を好適に特定できる。
（５）他の態様では、上記（４）の態様において、
　前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置は、それぞれ前記一対の枝肉を撮像範囲に含むように配置される。
　上記（５）の態様によれば、２台の撮像装置を用いる場合には、各撮像装置の撮像範囲に一対の枝肉の両方を含まれるように撮像装置の位置を設定してもよい。
（６）他の態様では、上記（１）から（５）のいずれか一態様において、
　前記一対の枝肉の把持角度が可変である。
　上記（６）の態様によれば、撮像対象である枝肉の把持角度を可変とすることで、撮像装置の位置が、脊椎から枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも枝肉の胸側になるように配置できる。
（７）他の態様では、上記（１）から（６）のいずれか一態様において、
　前記少なくとも１つの撮像装置は、前記枝肉に対して相対的な位置又は角度が可変である。
　上記（７）の態様によれば、撮像装置の枝肉に対する相対的な位置又は角度を可変とすることで、撮像装置の位置が、脊椎から枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも枝肉の胸側になるように配置できる。
（８）他の態様では、上記（１）から（７）のいずれか一態様において、
　前記特定装置は、過去に取得した前記画像を教師データとして学習した学習モデルを用いて、前記画像に基づいて前記切断位置を特定する。
　上記（８）の態様によれば、上記のように画像を用いて切断位置を特定した結果を教師データとして、画像から切断位置を予測するための学習モデルを構築できる。このように構築された学習モデルを用いることで、画像に基づいて枝肉の切断位置を精度よく特定することができる。
（９）一態様に係る切断位置特定方法は、
　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定方法であって、
　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置を用いて撮像する工程と、
　前記画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定する工程と、
を備える。
　上記（９）の態様によれば、枝肉の切断面における切断位置が、撮像装置によって撮像された画像を用いて特定される。撮像装置は、脊椎から枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも枝肉の胸側に配置される。これにより、枝肉のうち正面からでは死角や影になりやすい脊椎と肋骨との接続部の少なくとも一部、又は、その近傍を画像として撮像することができる。このように撮像された画像を用いることで、脊椎と肋骨との位置関係に基づいて、切断位置を精度よく特定することができる。
１　枝肉
１Ａ　左枝肉
１Ｂ　右枝肉
２　前躯
３　後躯
４　切断面
５　脚部
７　脊椎
８　肋骨
９　接続部
１０　切断位置特定システム
１２　撮像装置
１２Ａ　第１撮像装置
１２Ｂ　第２撮像装置
１４　切断位置特定装置
１８　画像取得部
２０　記憶部
２２　切断位置予測部
２４　学習モデル
Ｌ　切断位置
Ｌｒｅｆ　基準線

Claims (9)

  1. 　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定システムであって、
    　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置と、
    　前記少なくとも１つの撮像装置で撮像された画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定するための特定装置と、
    を備える、切断位置特定システム。
  2. 　前記少なくとも１つの撮像装置は、前記脊椎及び前記肋骨の接続部の少なくとも一部が映り込むように配置される、請求項１に記載の切断位置特定システム。
  3. 　前記基準線に対して、前記脊椎及び前記撮像装置を通る線分がなす角度は、０～８０度の範囲である、請求項１又は２に記載の切断位置特定システム。
  4. 　前記少なくとも１つの撮像装置は、
    　前記一対の枝肉の一方に対応する位置に配置された第１撮像装置と、
    　前記一対の枝肉の他方に対応する位置に配置された第２撮像装置と、
    を含む、請求項１又は２に記載の切断位置特定システム。
  5. 　前記第１撮像装置及び前記第２撮像装置は、それぞれ前記一対の枝肉を撮像範囲に含むように配置される、請求項４に記載の切断位置特定システム。
  6. 　前記一対の枝肉の把持角度が可変である、請求項１又は２に記載の切断位置特定システム。
  7. 　前記少なくとも１つの撮像装置は、前記枝肉に対して相対的な位置又は角度が可変である、請求項１又は２に記載の切断位置特定システム。
  8. 　前記特定装置は、過去に取得した前記画像を教師データとして学習した学習モデルを用いて、前記画像に基づいて前記切断位置を特定する、請求項１又は２に記載の切断位置特定システム。
  9. 　脊椎の位置で左右に半割りされた一対の枝肉の切断位置を特定するための切断位置特定方法であって、
    　前記一対の枝肉の少なくとも一方について、前記脊椎から前記枝肉の切断面の直交方向に延ばした基準線よりも前記枝肉の胸側に配置された少なくとも１つの撮像装置を用いて撮像する工程と、
    　前記画像を用いて、前記肋骨間を通る前記切断位置を特定する工程と、
    を備える、切断位置特定方法。
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