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色彩画像撮像・解析システム 新技術説明会

国内特許コード P120007328
掲載日 2012年4月17日
出願番号 特願2011-179268
公開番号 特開2012-063353
登録番号 特許第5888639号
出願日 平成23年8月18日(2011.8.18)
公開日 平成24年3月29日(2012.3.29)
登録日 平成28年2月26日(2016.2.26)
優先権データ
  • 特願2010-182658 (2010.8.18) JP
発明者
  • 亀岡 孝治
  • 橋本 篤
  • 木村 佳嗣
  • 山本 恭輔
出願人
  • 国立大学法人三重大学
発明の名称 色彩画像撮像・解析システム 新技術説明会
発明の概要 【課題】人の目に近い、生体鉱物の品質管理や評価、農産物の栽培・品質管理や評価を課題とし、色彩画像撮像・解析システムを提供する。詳細には、対象物の表面反射を除去又は軽減する色彩画像撮像システムを提供する。又、Color HistogramとCDEに基づく色彩画像解析システムを提供する。
【解決手段】(A)色彩画像撮像システム及び/又は(B)色彩画像解析システムからなる色彩画像撮像・解析システムであって、(A)色彩画像撮像システムは、立体拡散光源を有し、該光源内に対象物を設置すること、(B)色彩画像解析システムは、CDEに基づく画像解析工程と、Color Histogramに基づく色彩解析工程とからなることを特徴とするシステムにより上記課題を解決する。
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要


真珠等の生体鉱物の品質管理や評価、農産物の栽培・品質管理や評価等は、熟練者の経験や勘に頼ることが多く、明確な判断要因や基準を定量化することは困難である。
特に、農産物の色彩や形状、大きさ等の外観は食味・食感とともに農産物の商品価値を決める重要な品質要素である。又、少子化や食の多様化等にともなってカット品の流通・販売が盛んになっており、農産物の内観も重要視されている。上記の通り、農産物の栽培・品質管理や外観・内観評価等、生育過程の時系列モニタリングは、現場での熟練者の目視によって行われ、経験や勘に基づく判断要因や判断基準に依存しているため、客観性や再現性が課題となっている。
さらに、最近では農業の産業化が注目されており、植物工場等の導入が検討されているが、環境制御が中心となっている。農産物を製品としてとらえた場合、農産物の加工業者や消費者が希望する物理的特性(スペック)の構築、その数値化を含めた定量的評価の確立、ライン設計等が課題となっている。



そこで、光学機器を用いた管理や評価の試みがなされているが、そもそも人の目による管理や評価は、部分的な評価の足し合わせや、画像処理といったアルゴリズムによるコンピュータ・ソフトウェア上の処理ではなく、全体の印象も含めて行われることが多い。そのため、分光測色計等を用いた部分的な評価ではなく,画像解析(色彩解析や形状解析)による人の目に近い管理や評価の構築が望まれている。



対象物の表面色を解析するためには、対象物の表面画像をいかに忠実に撮像するかが重要となる。このために、カメラシステム、照明システムが極めて重要で、かつ画像撮像部を外光から遮蔽することが重要である。特に、表面反射を除去又は軽減することが課題であり、そのため拡散光源が用いられてきている。拡散光源を用いた撮像方法として、直接サーキュラー型の拡散光源をカメラに取り付け撮影する方法が知られている他、発明者の一部は、もともと拡散的な光源である標準蛍光灯からの光を、拡散反射板を用いて更に拡散光の程度を高める方法を構築した(非特許文献1)。



しかしながら、真珠等の生体鉱物は表面光沢が顕著であること、農産物は表面光沢に加え表面の色むらや凹凸も顕著であることから、上記従来技術では、対象物の表面反射を除去又は軽減した色彩画像計測は困難であった。



農産物の外観・内観品質の中でも、特に色彩は、色相の質的な変異、彩度の量的な変異、色彩の空間分布等が存在し、品質を決める重要な指標であるため、様々な色彩解析手法が開発されている。発明者の一部は、HSL 色空間を用いたイチゴ表面および断面における色彩画像解析により、品種識別の可能性を示した(非特許文献2)。又、非特許文献3には、L*a*b*表色系の内、a*の値に基づきイチゴの色彩解析を行い、形状及びサイズの解析結果と組み合わせることで、イチゴの等級判定を行う方法が開示されている。



しかしながら、非特許文献2及び3では、色彩の全体値や出現頻度だけが解析対象とされており、イチゴの表面および断面における果実色の空間的な分布情報が破棄されている問題点があった。

産業上の利用分野


本発明は、色彩画像撮像・解析システムに関する。詳しくは、色彩画像撮像システム及び/又は色彩画像解析システムに関する。さらに詳しくは、対象物の表面反射を除去又は軽減する色彩画像撮像システム及び/又はColor HistogramとCDEに基づく色彩画像解析システムに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(A)色彩画像撮像システム及び/又は(B)色彩画像解析システムからなる色彩画像撮像・解析システムであって、
(A)色彩画像撮像システムは、円筒型拡散光源を有し、該光源内に対象物を設置すること及び該光源の円筒底面中心部に垂直な軸の上部にカメラが設置されていること
(B)色彩画像解析システムは、CDE(Color Distribution Entropy)に基づく画像解析工程と、Color Histogramに基づく色彩解析工程とからなり、
前記画像解析工程において対象物画像の長径の両端を含むアニュラーサークルを最大アニュラーサークルとすること及びCDEの誤差を抑制するアニュラーサークルの分割数Nを決定すること
を特徴とする色彩画像撮像・解析システム。

【請求項2】
請求項記載の色彩画像撮像・解析システムを用いてなる生体鉱物の品質管理及び/又は品質評価システム。

【請求項3】
請求項記載の色彩画像撮像・解析システムを用いてなる農産物の品質管理及び/又は品質評価システム。

【請求項4】
請求項記載の色彩画像撮像・解析システムを用いてなる農産物の栽培診断装置。

【請求項5】
標準的な農産物とのCDEの類似度、形状の類似度及び大きさの類似度を評価指標とすることを特徴とする請求項3に記載の農産物の品質管理及び/又は品質評価システム。

【請求項6】
標準的な農産物とのCDEの類似度、形状の類似度及び大きさの類似度を評価指標とすることを特徴とする請求項4に記載の農産物の栽培診断装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2011179268thum.jpg
出願権利状態 登録
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