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特開2023-172032米の銘柄判定方法及び銘柄判定プログラム
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023172032
(43)【公開日】2023-12-06
(54)【発明の名称】米の銘柄判定方法及び銘柄判定プログラム
(51)【国際特許分類】
   G06V 10/764 20220101AFI20231129BHJP
   G06V 10/25 20220101ALI20231129BHJP
   G06V 10/54 20220101ALI20231129BHJP
【FI】
G06V10/764
G06V10/25
G06V10/54
【審査請求】有
【請求項の数】9
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2022083580
(22)【出願日】2022-05-23
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2023-03-30
【新規性喪失の例外の表示】特許法第30条第2項適用申請有り Amazonの公式ブログ「About Amazon」、日本経済新聞 令和4年4月26日付Amazon広告紙面
(71)【出願人】
【識別番号】519102923
【氏名又は名称】株式会社KAWACHO RICE
(74)【代理人】
【識別番号】110002181
【氏名又は名称】弁理士法人IP-FOCUS
(72)【発明者】
【氏名】川村 靜功
(72)【発明者】
【氏名】立花 拓也
【テーマコード(参考)】
5L096
【Fターム(参考)】
5L096AA06
5L096BA08
5L096CA04
5L096CA25
5L096DA02
5L096EA16
5L096EA35
5L096EA37
5L096FA06
5L096FA18
5L096FA67
5L096GA30
5L096GA51
5L096HA11
5L096JA11
5L096JA13
(57)【要約】
【課題】米粒が撮影された画像データを用いて、米の銘柄の判定を行うことが可能な銘柄判定装置を提供する。
【解決手段】
銘柄判定装置1は、カメラ2を備えたスマートフォン3によって米粒Rを撮影し、スマートフォン3のアプリによって米粒Rの銘柄を判定する装置である。その構成は、米粒Rを載置可能な載置台4と、スマートフォン3を移動させる移動装置5とを備える。移動装置5は、カメラ設置台6と、光源9を有する撮影室7と、水平移動可能なステージ8とを備える。銘柄判定装置1では、1回目にカメラ2で撮影し、移動装置5で所定の距離を移動させた後、2回目、3回目の撮影を行い、銘柄判定モデル14を用いて銘柄の単体判定を行う。立体物である米粒Rを複数の箇所で撮影することにより、輪郭の見え方が異なる複数の画像で、判定部12による銘柄の総合判定を行うため、正確な判定ができる。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
米の銘柄を判定する装置であって、
複数の米粒を載置可能な載置部と、前記載置部に載置された前記米粒を集合画像として撮影可能なカメラと、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出する画像処理部と、前記載置部又は前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動手段と、前記載置部に光を照射する光源と、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出する算出部と、前記算出部の結果から複数の前記米粒の総合判定を行う判定部とを備え、
前記光源によって前記載置部に光を照射した状態で前記移動手段によって前記載置部と前記カメラとを相対的に移動させ、前記カメラにより複数の前記米粒の撮影を複数回行って複数の前記集合画像を取得可能であり、
前記画像処理部は、複数の前記集合画像から前記単体画像を抽出し、
前記算出部は、前記単体画像についてのスコアを算出し、
前記判定部は、前記算出部によって算出された前記スコアを基礎として、複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項2】
請求項1に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は単一の銘柄判定を行うものであり、
前記算出部は、前記スコアとして、前記単体判定の結果を前記単体画像における単体得票とし、各銘柄ごとに前記単体得票を集計し、
前記判定部は、前記単体得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項3】
請求項2に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は、前記単体得票が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項4】
請求項3に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記算出部は、前記スコアとして、前記単体得票に加え、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
前記判定部は、複数の銘柄において前記集合得票が同数の場合は、前記ポイントの合計が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項5】
請求項4に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は、複数の銘柄において前記集合得票が同数であり、前記ポイントの合計が同数であるときは、前記銘柄における前記単体得票の数が少ない銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項6】
請求項1に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は単一の銘柄判定を行うものであり、
前記算出部は、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
前記判定部は、前記ポイントが最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項7】
請求項6に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は、複数の前記集合画像ごとに前記ポイントを集計し、前記ポイントの合計が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定装置。
【請求項8】
請求項1に記載の米の銘柄判定装置であって、
前記判定部は、複数の銘柄判定を行うときは、前記銘柄判定モデルによって判定された銘柄の割合を各銘柄の割合として判定することを特徴とする米の銘柄判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、米の銘柄を判定する装置に関する。
【背景技術】
【0002】
米の銘柄判定装置としては、現在はDNA鑑定による銘柄判定装置が製品化されている。この種の装置は、米粒に含まれる遺伝子(DNA配列)の差異により食品の品種を判別するものである。
【0003】
しかしながら、DNA鑑定による銘柄判定装置では、判定結果を得るために時間を要するものであり、農産物検査現場や流通の各段階で日常的に判定を実施することは困難である。また、当該装置は高価であるため各検査現場に当該装置を導入することは困難であり、装置を所有していない者は装置を所有する検査機関に判定を依頼することが必要となる。
【0004】
一方で、撮影された画像データから米粒の銘柄判定を行う試みが行われている(特許文献1)。特許文献1には、撮影部において得られた画像データから、一粒ずつの米粒の画像を切り出し、人工知能を用いて銘柄の判定を行うことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2021-039546号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献1のように、画像から米の銘柄判定を行うことができれば、DNA鑑定を行う事なく銘柄判定ができるので、簡易迅速に銘柄判定を行うことができる。
【0007】
しかしながら、現実問題としては、既存の手法によって正確に銘柄判定を行うことは困難であった。既存の製品としては、特許文献1の出願人により穀粒判定器が提供されているが、当該判定器は、米粒の着色粒、死米、胴割粒、或いは砕粒等の不良の有無を判定するものに止まっており、銘柄の判定を行うことはできなかった。
【0008】
本発明は、米粒が撮影された画像データを用いて、銘柄の判定を行うことが可能な銘柄判定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の米の銘柄判定装置は、複数の米粒を載置可能な載置部と、前記載置部に載置された前記米粒を集合画像として撮影可能なカメラと、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出する画像処理部と、前記載置部又は前記カメラの少なくとも一方を移動させる移動手段と、前記載置部に光を照射する光源と、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出する算出部と、前記算出部の結果から複数の前記米粒の総合判定を行う判定部とを備え、前記光源によって前記載置部に光を照射した状態で前記移動手段によって前記載置部と前記カメラとを相対的に移動させ、前記カメラにより複数の前記米粒の撮影を複数回行って複数の前記集合画像を取得可能であり、前記画像処理部は、複数の前記集合画像から前記単体画像を抽出し、前記算出部は、前記単体画像についてのスコアを算出し、前記判定部は、前記算出部によって算出された前記スコアを基礎として、複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする。
【0010】
本発明の米の銘柄判定装置は、移動手段によってカメラ又は載置部を相対的に移動させることができ、載置台に載置された複数の米粒を異なった位置からカメラで撮影し、複数の画像を取得することができる。これらの複数の画像について、銘柄判定モデルによってその画像の米粒がいずれかの銘柄であるか単体判定を行い、その結果を基にスコアを算出する。判定部では、そのスコアを基礎として米粒の銘柄の判定を行う。
【0011】
本発明の米の銘柄判定装置によれば、カメラで複数の位置から撮影することにより、立体物で複数の位置から見た場合の輪郭の見え方が違う米粒について、複数の輪郭でとらえるため、各銘柄の特徴を高い確率で認識することができる。従って、本発明の米の銘柄判定装置によれば、従来では困難であった画像データによる正確な銘柄判定を行うことができる。
【0012】
本発明の米の銘柄判定装置において、前記判定部は単一の銘柄判定を行うものであり、前記算出部は、前記スコアとして、前記単体判定の結果を前記単体画像における単体得票とし、各銘柄ごとに前記単体得票を集計し、前記判定部は、前記単体得票が最多の銘柄を総合判定の結果とするようにしてもよい。当該構成において、前記判定部は、前記単体得票が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【0013】
また、本発明の米の銘柄判定装置において、前記算出部は、前記スコアとして、前記単体得票に加え、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、前記判定部は、複数の銘柄において前記集合得票が同数の場合は、前記ポイントの合計が最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【0014】
また、前記判定部は、複数の銘柄において前記集合得票が同数であり、前記ポイントの合計が同数であるときは、前記銘柄における前記単体得票の数が少ない銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【0015】
また、本発明の米の銘柄判定装置において、前記判定部は単一の銘柄判定を行うものであり、前記算出部は、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、前記判定部は、前記ポイントが最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【0016】
また、本発明の米の銘柄判定装置において、前記判定部は、複数の銘柄判定を行うときは、前記画像について、前記銘柄判定モデルによって判定された銘柄の割合を各銘柄の割合として判定してもよい。
【発明の効果】
【0017】
本発明によれば、撮影された画像データを用いて、米の銘柄の判定を行うことが可能な装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
図1】本実施形態の銘柄判定装置の外観を示す説明図。
図2】本実施形態の銘柄判定装置を分解した状態を示す説明図。
図3】本実施形態の銘柄判定装置の機能的構成を示す説明図。
図4】本実施形態の銘柄判定装置において複数の位置でカメラの撮影を行っている状態を示す説明図。
図5】スマートフォンに表示される画面と、撮影された画像の処理の流れを示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【0019】
次に、本発明の実施形態の一例である米の銘柄判定装置について、図1図5を参照して説明する。図1は、本実施形態の銘柄判定装置1の外観を示す説明図であり、図2は、本実施形態の銘柄判定装置1を分解した状態を示す説明図である。
【0020】
本実施形態の銘柄判定装置1は、図1に示すように、カメラ2を備えたスマートフォン3によって米粒Rを撮影し、スマートフォン3にインストールされたアプリ(プログラム)によって米粒Rの銘柄を判定する装置である。
【0021】
図1に示すように、銘柄判定装置1は、複数の米粒Rを載置可能な載置台(載置部)4と、カメラ2を備えたスマートフォン3と、スマートフォン3を移動させる移動装置(移動手段)5とを備えている。
【0022】
載置台4は、本実施形態においては、トレイ形状をしており、その表面に米粒Rを複数載置することが可能である。載置台4の米粒Rを載置する面は、カメラ2によって映り込みが生じないように、光が反射しにくく明度が低くなるような処理が施されている。
【0023】
カメラ2は、本実施形態ではスマートフォン3に搭載されたカメラを利用している。近年のスマートフォン3に搭載されたカメラ2は、性能の向上が著しく、米の銘柄判定を行うことが可能となっている。また、スマートフォン3は、現在広く普及しており、銘柄の判別を行いたい者が容易に入手可能となっている。
【0024】
移動装置5は、図1及び図2に示すように、スマートフォン3を設置するカメラ設置台6と、カメラ2の撮影を正確に行うための撮影室7と、カメラ2を水平方向に移動可能なステージ8とを備えている。
【0025】
カメラ設置台6は、スマートフォン3のカメラ2を撮影室7内に向けて位置決め固定する台である。カメラ設置台6には、スマートフォン3のカメラ2を外部に露出させるカメラ用窓6aが形成されている。本実施形態では、このカメラ設置台6は、スマートフォン3の種類(機種)に応じて専用のものが準備されているが、複数の種類に対応した調整可能な構成としてもよい。
【0026】
撮影室7は、カメラ2の撮影時に照射される光を制御するために設けられており、円筒状の本体7aと、円形板状の蓋7bとを備えている。本体7aの内部には、LEDを使用した光源9が設置されている。本実施形態では、この光源9からの光が直接米粒Rに照射されず、反射光が米粒Rに照射されるように形成されている。また、本実施形態では、光源9に平均演色評価数(Ra)が80以上の光源を用いている。蓋7bには、スマートフォン3のカメラ2によって米粒Rが撮影可能なように開口部7cが形成されている。
【0027】
ステージ8は、スマートフォン3、カメラ設置台6、及び撮影室7を図1の矢印の方向(逆方向も可)に移動させ、複数の位置で撮影した複数の画像を取得可能となっている。ステージ8は、矩形の板状に形成され、撮影室7が装着される開口部8aと、四隅の下方に延びる脚部8bを備えている。脚部8bの裏面には、ステージ8を一方向に移動させることが可能なキャスター8cが設けられている(図4参照)。
【0028】
図3は、本実施形態の銘柄判定装置1の機能的構成を示すブロック図である。図3に示すように、スマートフォン3は、カメラ2と、画像処理部10と、算出部11と判定部12と表示部13とを備えている。スマートフォン3は、現在広く用いられている汎用の携帯機器であり、カメラ2の他に、ハードウエアとしてCPU、GPU等の処理装置、内蔵メモリ等の記憶部、Wi-Fi(登録商標)や電話回線網と接続するための通信部等を内蔵している。
【0029】
カメラ2はスマートフォン3に搭載されており、表示部13はスマートフォン3の液晶画面を利用している。画像処理部10、算出部11及び判定部12は、スマートフォン3の記憶部に記憶されており、アプリと呼ばれるプログラムと前記各ハードウエアによって実現される機能部である。また、スマートフォン3は、外部のデータベースに記憶されている銘柄判定モデル14と信号のやりとりを行うことができる。
【0030】
画像処理部10は、カメラ2で撮影された集合画像(図5(C)参照)を、銘柄判定モデル14によって判定処理を行うことができるように加工する機能部である。本実施形態においては、撮影された集合画像について、米粒Rの輪郭を抽出して背景をマスクし、米粒Rの向きが検出可能となるように米粒Rの外接矩形の判定を行い、各米粒Rの輪郭ごとの単体画像(図5(F)及び(G)参照)を生成する処理を行う。
【0031】
算出部11は、銘柄判定モデル14の判定結果から、米粒Rごとのスコアと、米の銘柄ごとのスコアを算出する機能部である。銘柄判定モデル14においては、画像処理部10で処理された単体画像について、米の銘柄の単体判定がなされ、その単体判定の結果を単体得票とする。
【0032】
また、算出部11は、その単体画像について、銘柄の確率を所定の閾値(例えば50%)で複数のレベルにレベル分けし、その確率が閾値以上の場合はその単体画像のポイントを1(1倍)とし、銘柄の確率が閾値未満の場合はその単体画像のポイントを0.7(0.7倍)とする処理を行う。このように、算出部11は、閾値以上の単体画像が閾値未満の単体画像と比べて高い値となるようにポイントを算出する。また、算出部11は、各米粒Rの単体画像についてのポイントを、米の銘柄ごとに積算する。
【0033】
判定部12は、算出部11の算出結果から米の銘柄の総合判定を行う機能部である。算出部11によって各米粒Rの銘柄ごとに集計されたスコアによって、載置台4に載置された米粒Rがどの銘柄であるか、或いは判定しようとする銘柄である確率はいくつか等の判定を行う。
【0034】
表示部13は、スマートフォン3の表示画面に判定結果等を表示させる機能部である。本実施形態では、判定結果等をスマートフォン3の表示画面に表示させているが、有線又は無線で外部のディスプレイに表示させるようにしてもよい。
【0035】
次に、本実施形態の銘柄判定装置1における銘柄判定モデル14について説明する。銘柄判定モデル14は、ニューラルネットワークとパラメータとを含む構造を有する。ニューラルネットワークは、複数のニューロンを結合させた構造を有する。一例として、ニューラルネットワークは、複数のニューロンがグループ化された層を連ねた階層型の多層ニューラルネットワークとすることができる。
【0036】
ニューラルネットワークは、ニューロンの個数及び結合関係で定義される。ニューロン間又は層間の結合強度は、パラメータ(重み係数など)を用いて定義される。ニューラルネットワークでは、対象データが入力され、複数のニューロンの演算結果及びパラメータに基づいて、対象データの評価及びラベルの付与が行われる。
【0037】
銘柄判定モデル14は、単体画像の内容を認識し、当該単体画像が複数の米の銘柄のどの銘柄であるかの単体判定を行う。ここで、本願における銘柄は、米の品種も含む概念である。銘柄判定モデル14は、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって機械学習されている。銘柄としては、あきたこまち、まっしぐら、青天の霹靂、つがるロマン、コシヒカリ、ひとめぼれ、ヒノヒカリ、ななつぼし、はえぬき等の各銘柄の単体判定が可能である。
【0038】
銘柄判定モデル14の学習環境は、例えばAmazon社の「SageMaker」等の既存の機械学習フレームワークを利用して構築することができる。その他、銘柄判定モデル14の構築は、特許文献1に記載された方法の他、公知の畳み込みニューラルネットワーク(CNN)を用いて行うことができるが、公知の手法であるため詳細な説明は省略する。
【0039】
次に、図4及び図5を参照して、本実施形態の銘柄判定装置1の作動について説明する。本実施形態の銘柄判定装置1のユーザは、事前準備として、スマートフォン3に銘柄判定アプリをインストールし、アプリを立ち上げる。ユーザは、アプリを立ち上げた際に表示されるユーザ認証画面(図示省略)でユーザ認証を行う。
【0040】
ユーザ認証が行われると、スマートフォン3の表示画面に、図5(A)に示すモデル選択画面21が表示される。モデル選択画面21では、判定に使用する銘柄判定モデル14を選択することができる。例えば、青森版21aのモデルや、岩手版21bのモデルというように、産地で分類されたモデルを選択することができる。銘柄判定モデル14は、この他に、品種の近似するものをまとめたモデルや、所定の取引所において取引されている品種をまとめたモデル等の各種モデルを選択することができる。
【0041】
モデル選択画面21によってモデルの選択を行うと、図5(B)に示すモード選択画面22が表示される。本実施形態では、判定会モード22aと、申告モード22bの2種類を選択することができる。また、モデル選択を行わないときは、キャンセル22cを選択することができる。
【0042】
判定会モード22aとは、複数の米粒Rについて、単一の銘柄であるか否かを判定するモードである。申告モード22bとは、所定の単一の銘柄であると申請された米粒Rについて、その米粒Rが申請された銘柄である確率を、ランクや確率の数値によって判定するモードである。ここでは、まず、図5(B)において、判定会モード22aを選択した場合の作動について説明する。
【0043】
図5(B)において、判定会モード22a選択すると、スマートフォン3のカメラ2が起動してスタンバイ状態となる。この状態でスマートフォン3をカメラ設置台6にセットする。また、図4(A)に示すように、載置台4の上に複数の米粒Rを載置する。このとき、載置台4を真上から見たときに、米粒R同士が多少接触していてもよい。なお、本実施形態では、米粒Rとして玄米を用いている。
【0044】
移動装置5側においては、撮影室7が載置台4の上方に位置するようにステージ8を配置する。このとき、光源9によって載置台4に載置された米粒RにLEDの反射光が照射される。ここで、スマートフォン3のカメラ2を用いて、米粒Rの第1回目の撮影を行う。撮影された集合画像は、スマートフォン3の記憶部(図示省略)に記憶される。
【0045】
次に、図4(B)に示すように、移動装置5を矢印の方向に移動させ、その状態でカメラ2による第2回目の撮影を行う。同様に、図4(C)に示すように、移動装置5を矢印の方向に移動させ、その状態でカメラ2による第3回目の撮影を行う。
【0046】
次に、画像処理部10により画像処理を行う。図5(C)は、カメラ2により撮影された集合画像23aである。図5(D)は、画像処理部10によりマスク処理を行った集合画像23bである。図5(E)は、画像処理部10により米粒Rの画像に四角形を当てはめる処理を行った集合画像23cである。
【0047】
画像処理部10は、図5(D)に示すように、集合画像23aにおける米粒Rの輪郭を抽出して、背景のマスク処理を行い、集合画像23bとする。輪郭の抽出においては、米粒Rの外周が輪郭として抽出可能な米粒のみを選択し、輪郭が抽出できない米粒のデータについては集合画像23bから消去する。また、マスク処理では、輪郭が抽出できない米粒のデータを含め、米粒が検出されていない領域を黒一色で塗りつぶす処理を行う。
【0048】
次に、画像処理部10は、図5(E)に示すように、米粒Rの輪郭に接する四角形を形成した集合画像23cを生成し、当該四角形の傾きを検出する。その後、図5(F)及び(G)に示すように、各米粒Rの単体画像である輪郭画像24a、24bを抽出し、その輪郭画像24a、24bの姿勢を縦方向にそろえる処理を行う。
【0049】
次に、銘柄判定モデル14によって各米粒Rの銘柄の単体判定を行う。例えば、図5(H)では、輪郭画像24aは、つがるロマンである確率が閾値である50%以上であった。このため、算出部11は、当該輪郭画像24aについては、つがるロマンである確率が高いと判定される。ここで、当該輪郭画像24aの単体得票が1となる。
【0050】
一方で、輪郭画像24bは、つがるロマンであると判定されているが、つがるロマンである確率が閾値である50%未満であった。このため、算出部11は、当該輪郭画像24bについては、つがるロマンである確率が低いと判定される。また、この確率が低い場合でも、つがるロマンであると判定されているので、当該輪郭画像24aの単体得票が1となる。
【0051】
次に、算出部11は、輪郭画像24aについて、つがるロマンである確率が高いため、確率が高い場合の係数を乗じてポイントを算出する。本実施形態では、この場合の係数を1.0としている。同様に、輪郭画像24bについては、つがるロマンである確率が低いため、確率が低い場合の係数を乗じる。本実施形態では、この場合の係数を0.7としている。
【0052】
次に、算出部11は、図5(J)に示すように、上記処理により係数によって調整されたポイントを、銘柄ごとに集計する。例えば、青森版21aのモデルであれば、複数の米粒Rについて銘柄判定モデル14により判定された銘柄が、あきたこまち、まっしぐら、青天の霹靂、又はつがるロマンであり、各銘柄について、判定された輪郭画像に関連付けられたスコア(単体得票及びポイント)を積算する。
【0053】
以上の画像処理、銘柄判定モデル14による単体判定、及び算出部11による処理を、カメラ2で撮影された回数繰り返す。本実施形態においては、カメラ2により3回撮影を行っているので、上記各処理を3回繰り返す。
【0054】
次に、判定部12は、算出部11により算出されたスコアを基礎として複数の米粒Rの銘柄の総合判定を行い、表示部13によって、判定結果画面25をスマートフォン3に表示させる。判定会モード22aの場合は、図5(K)に示すように、総合判定の結果として、特定の品種を表示させる。
【0055】
図5(K)は、つがるロマンが特定の品種として表示された例を示している。同図においては、グラフ26に、各銘柄のスコアが%表示で示されている。このグラフ26は、判定結果として表示してもよく、グラフ26を表示させずに総合判定の結果のみを表示させてもよい。
【0056】
ここで、判定部12における判定処理について説明する。本実施形態においては、判定部12は、判定会モード22a及び申告モード22bのように、単一の銘柄判定を行う際に、まず、第1回目の撮影で得られた輪郭画像(24a、24b等)について、銘柄判定モデル14による単体判定がなされた銘柄の数(単体得票の数)を求めて積算し、銘柄として単体得票が最多のものを第1回目の撮影における判定結果としている(集合得票)。本実施形態では、上記の通り、銘柄判定モデル14による単体判定の結果が、閾値以上のものと閾値未満のものを共にそれぞれ単体得票を1とカウントしている。
【0057】
次に、第2及び第3の撮影で得られた輪郭画像についても同様の処理を行い、第2回目の撮影における判定結果(集合得票)と、第3回目の撮影における判定結果(集合得票)を得る。本実施形態では、判定部12は、第1回目から第3回目の撮影における判定結果において、集合得票が最多の銘柄を最終的な総合判定としている。例えば、第1回目と第2回目の撮影における判定結果がつがるロマン(集合得票が2)、第3回目の撮影における判定結果があきたこまち(集合得票が1)のときは、集合得票が2であるつがるロマンを最終的な総合判定の結果とする。
【0058】
仮に、撮影を偶数回行う場合においても、第1回目から第n回目(nは正の偶数)の複数の撮影における判定結果において、集合得票が最多の判定結果となった撮影回数が同数となる場合がある(つがるロマンの集合得票が2、あきたこまちの集合得票が2等)。この場合は、各銘柄において、図5(J)で集計を行ったポイントの合計が最多のものを最終的な判定結果とする。
【0059】
図5(J)で集計を行ったポイントの合計が最多で同一のものが複数生じた場合は、各銘柄における輪郭画像が少ない銘柄を最終的な銘柄として総合判定するようにしてもよい。このように、同一スコアの場合に輪郭画像が少ない銘柄を優先するのは、輪郭画像が少ない状態で合計として同一スコアとなっているため、各輪郭画像の単独でのポイントが高い(その銘柄である確率が高い)ものが多いためである。
【0060】
次に、図5(B)のモード選択画面22において、申告モード22bを選択した際の処理について説明する。図5(B)のモード選択画面22において、申告モード22bを選択した場合は、図5(L)における品種選択画面27が表示される。この品種選択画面27では、モデル選択画面21で選択されたモデル(例えば青森版21a)について、そのモデルで判定可能な銘柄が表示される。図5(L)では、あきたこまち、まっしぐら、晴天の霹靂、及びつがるロマンの4種類の銘柄が表示される。
【0061】
ユーザが品種選択画面27において、つがるロマンを選択した場合、総合判定の結果として、米粒Rがつがるロマンである可能性が表示される。本実施形態では、選択された品種について集計されたスコアが40%以上で「A」判定、30%以上40%未満が「B」判定、30%未満が「C」判定となるように設定されている。なお、当該判定基準は任意に変更することができる。
【0062】
判定部12は、算出部11により積算した結果を基に複数の米粒Rの銘柄の総合判定を行い、表示部13によって、申告モード22bの判定結果画面28をスマートフォン3に表示させる。図5(M)では、判定結果画面28において、米粒R全体に対するつがるロマンの割合が全体の35%であった場合の総合判定の結果として「B」となった例を示している。
【0063】
次に、本実施形態の銘柄判定装置1において、単一ではなく、複数の銘柄の判定を行う場合の作動について説明する。複数の銘柄判定を行うときは、モード選択画面で複数銘柄モードを選択する(図示省略)。その上で、カメラ2での撮影を複数回行い、総合判定の結果として図5(K)に示すグラフ26のようなグラフ表示、或いは各銘柄ごとの割合(%)の表をスマートフォン3の表示画面に表示させる。
【0064】
このような処理により、ユーザは、載置台4に載置した米粒Rについて、複数の銘柄の判定を行うことができるので、ブレンド米等、複数の銘柄がブレンドされた米粒Rについて、各銘柄のブレンド状況を確認することができる。
【0065】
なお、上記実施形態においては、移動装置5は、カメラ2側を移動させる装置となっているが、これに限らず、載置台4側を移動させるようにしてもよい。例えば、載置台4の裏面にキャスターを設け、載置台4を撮影に応じて移動させるようにしてもよい。即ち、移動装置5は、カメラ2と載置台4が相対的に移動するような構成であればよい。また、移動装置5の移動方向は、水平方向のみならず、米粒Rに対してカメラ2を円弧状の起動を描いて移動させるように構成してもよい。
【0066】
また、上記実施形態においては、カメラ2は、スマートフォン3に搭載されたカメラを利用しているが、これに限らず、デジタルカメラを用いてもよい。その場合、算出部11及び判定部12は、小型のコンピュータ等を用いるようにすればよい。
【0067】
また、上記実施形態においては、銘柄判定モデル14は、外部のデータベースに記憶されているものを利用しているが、これに限らず、スマートフォン3に記憶させてもよく、小型のコンピュータ等に記憶されているものを利用してもよい。
【0068】
また、上記実施形態においては、カメラ2の撮影回数を3回としているが、銘柄判定モデル14の精度によっては2回でもよく、4回以上の回数としてもよい。また、上記実施形態では、米粒Rとして玄米を用いているが、これに限らず、精米を用いてもよい。また、上記実施形態においては、画像処理部10によって、各米粒Rの輪郭画像24a、24bを抽出しているが、これに限らず、各米粒Rの画像そのもので上記処理を行ってもよい。
【0069】
また、判定部12においては、単体得票とポイントとを用いて総合判定を行っているが、単体得票のみを集計して総合判定としてもよく、ポイントのみを集計して総合判定としてもよい。また、上記実施形態においては、単体判定における閾値の一例として50%を例示しているが、これに限らず、閾値を30%、50%、及び70%というように、複数設けてポイントを算出してもよい。
【符号の説明】
【0070】
1…銘柄判定装置
2…カメラ
3…スマートフォン
4…載置台(載置部)
5…移動装置(移動手段)
6…カメラ設置台
7…撮影室
8…ステージ
9…光源
10…画像処理部
11…算出部
12…判定部
13…表示部
14…銘柄判定モデル
21…モデル選択画面
22…モード選択画面
23…集合画像
24a,24b…輪郭画像(単体画像)
25,28…判定結果画面
26…グラフ
27…品種選択画面
図1
図2
図3
図4
図5
【手続補正書】
【提出日】2022-10-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
米の銘柄を判定する方法であって、
載置部に載置された複数の米粒に対して異なる位置から撮影した複数の集合画像を取得し、
前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、
予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、
前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、
複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項2】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、
記スコアとして、前記単体判定の結果を前記単体画像における単体得票とし、各銘柄ごとに前記単体得票を集計し、
記単体得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項3】
請求項2に記載の米の銘柄判定方法であって、
記単体得票が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項4】
請求項3に記載の米の銘柄判定方法であって、
記スコアとして、前記単体得票に加え、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
数の銘柄において前記集合得票が同数の場合は、前記ポイントの合計が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項5】
請求項4に記載の米の銘柄判定方法であって、
数の銘柄において前記集合得票が同数であり、前記ポイントの合計が同数であるときは、前記銘柄における前記単体得票の数が少ない銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項6】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、
記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
記ポイントが最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項7】
請求項6に記載の米の銘柄判定方法であって、
複数の前記集合画像ごとに前記ポイントを集計し、前記ポイントの合計が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項8】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
複数の銘柄判定を行うときは、前記銘柄判定モデルによって判定された銘柄の割合を各銘柄の割合として判定することを特徴とする米の銘柄判定方法
【請求項9】
処理装置によって米の銘柄を判定するプログラムであって、
載置部に載置された複数の米粒に対して異なる位置から撮影した複数の集合画像について、
前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、
予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、
前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、
複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする米の銘柄判定プログラム。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0001
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0001】
本発明は、米の銘柄を判定する方法及び銘柄判定プログラムに関する。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0008】
本発明は、米粒が撮影された画像データを用いて、銘柄の判定を行うことが可能な銘柄判定方法及び銘柄判定プログラムを提供することを目的とする。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の米の銘柄判定方法は、載置部に載置された複数の米粒に対して異なる位置から撮影した複数の集合画像を取得し、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0010】
本発明の米の銘柄判定方法では、移動手段によってカメラ又は載置部を相対的に移動させ、載置台に載置された複数の米粒を異なった位置からカメラで撮影し、複数の画像を取得することができる。これらの複数の画像について、銘柄判定モデルによってその画像の米粒がいずれかの銘柄であるか単体判定を行い、その結果を基にスコアを算出する。判定部では、そのスコアを基礎として米粒の銘柄の判定を行う。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
本発明の米の銘柄判定方法によれば、カメラで複数の位置から撮影することにより、立体物で複数の位置から見た場合の輪郭の見え方が違う米粒について、複数の輪郭でとらえるため、各銘柄の特徴を高い確率で認識することができる。従って、本発明の米の銘柄判定方法によれば、従来では困難であった画像データによる正確な銘柄判定を行うことができる。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0012】
本発明の米の銘柄判定方法において、前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、記スコアとして、前記単体判定の結果を前記単体画像における単体得票とし、各銘柄ごとに前記単体得票を集計し、記単体得票が最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。当該構成において、記単体得票が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0013】
また、本発明の米の銘柄判定方法において、前記スコアとして、前記単体得票に加え、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、数の銘柄において前記集合得票が同数の場合は、前記ポイントの合計が最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0014
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0014】
また、複数の銘柄において前記集合得票が同数であり、前記ポイントの合計が同数であるときは、前記銘柄における前記単体得票の数が少ない銘柄を総合判定の結果としてもよい。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0015
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0015】
また、本発明の米の銘柄判定方法において、前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、記ポイントが最多の銘柄を総合判定の結果としてもよい。また、本発明の米の銘柄判定方法において、前記判定部は、複数の銘柄判定を行うときは、前記画像について、前記銘柄判定モデルによって判定された銘柄の割合を各銘柄の割合として判定してもよい。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
また、本発明の米の銘柄判定プログラムは、処理装置によって米の銘柄を判定するプログラムであって、載置部に載置された複数の米粒に対して異なる位置から撮影した複数の集合画像について、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0017
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0017】
本発明によれば、撮影された画像データを用いて、米の銘柄の判定を行うことが可能な方法及びプログラムを提供することができる。
【手続補正書】
【提出日】2023-02-03
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
米の銘柄を判定する方法であって、
載置部に載置された複数の米粒に対して、前記載置部に対して少なくとも同じ米粒が複数回撮影されるようにカメラを相対的に移動させて撮影し複数の集合画像を取得し、
前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、
予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、
前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、
複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項2】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、
前記スコアとして、前記単体判定の結果を前記単体画像における単体得票とし、各銘柄ごとに前記単体得票を集計し、
前記単体得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項3】
請求項2に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記単体得票が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項4】
請求項3に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記スコアとして、前記単体得票に加え、前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
複数の銘柄において前記集合得票が同数の場合は、前記ポイントの合計が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項5】
請求項4に記載の米の銘柄判定方法であって、
複数の銘柄において前記集合得票が同数であり、前記ポイントの合計が同数であるときは、前記銘柄における前記単体得票の数が少ない銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項6】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
前記判定は単一の銘柄判定を行うものであり、
前記銘柄判定モデルによって前記単体画像の銘柄の確率を取得し、前記確率を複数のレベルに分け、前記スコアとして前記レベルの高いものが前記レベルの低いものに比べて値が高くなるようなポイントを算出し、
前記ポイントが最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項7】
請求項6に記載の米の銘柄判定方法であって、
複数の前記集合画像ごとに前記ポイントを集計し、前記ポイントの合計が最多の銘柄を前記集合画像における集合得票とし、前記集合得票が最多の銘柄を総合判定の結果とすることを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項8】
請求項1に記載の米の銘柄判定方法であって、
複数の銘柄判定を行うときは、前記銘柄判定モデルによって判定された銘柄の割合を各銘柄の割合として判定することを特徴とする米の銘柄判定方法。
【請求項9】
処理装置によって米の銘柄を判定するプログラムであって、
載置部に載置された複数の米粒に対して、前記載置部に対して少なくとも同じ米粒が複数回撮影されるようにカメラを相対的に移動させて撮影し複数の集合画像を取得し、
前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、
予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、
前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、
複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする米の銘柄判定プログラム。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0009
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0009】
上記目的を達成するために、本発明の米の銘柄判定方法は、米の銘柄を判定する方法であって、載置部に載置された複数の米粒に対して、前記載置部に対して少なくとも同じ米粒が複数回撮影されるようにカメラを相対的に移動させて撮影し複数の集合画像を取得し、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
また、本発明の米の銘柄判定プログラムは、処理装置によって米の銘柄を判定するプログラムであって、載置部に載置された複数の米粒に対して、前記載置部に対して少なくとも同じ米粒が複数回撮影されるようにカメラを相対的に移動させて撮影し複数の集合画像を取得し、前記集合画像を加工して前記米粒の単体画像を抽出し、予め銘柄が明らかである複数の米の教師データによって学習された銘柄判定モデルを用いて前記単体画像ごとの銘柄の判定である単体判定を行い、前記単体判定の結果を基にスコアを算出し、複数の前記集合画像における前記スコアを集計して複数の前記米粒の銘柄の判定である総合判定を行うことを特徴とする。