专利名称：拍摄装置以及由该拍摄装置拍摄的图像的图像处理方法以及图像拍摄系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在使用含有微粒子的人工食块对人的咀嚼机能进行评价时，为了通过计算机等对人咀嚼的人工食块中含有的微粒子进行计数，使用红外线进行图像拍摄的拍摄装置以及由该拍摄装置拍摄的图像的图像处理方法以及图像拍摄系统。
背景技术：
咀嚼，即，将食物咬碎，与唾液良好地混合，以适当的大小作成含有水分的食块，进行吞咽的准备的行为，除了是人食用固体物所必要的之外，还能够获得清醒效果或放松效果，也能够获得预防肥胖、痴呆、视力低下、姿势恶化、虫牙、癌症等，通过脑内的血液量的增加而进行年龄增长变化的抑制等的效果。这种咀嚼的能力(咀嚼能率)被牙齿数、牙齿的健康与否、咬合面的形态、牙周组织的状态、颚型、咀嚼筋力、下颚运动方式、年龄、补缀物的状态等无数的条件所影响。作为评价咀嚼能力的方法，例如，存在让人以规定次数咀嚼花生或生米等，观察咀嚼后的状态的方法(筛分法)，以及让人以规定次数咀嚼变色口香糖，观察咀嚼后的口香糖的颜色的变化的方法(变色口香糖法)。然而，筛分法缺乏再现性，另·外，计测时间需要24小时程度的长时间。另外，变色口香糖法不能对观察结果进行定量化，另外，该方法实际上观察的不是咀嚼能力，而是混合能力。因此，本发明人等开发了含有“具有通过咀嚼而被细微地粉碎、磨碎的性质的大致均匀的球形微粒子”的人工食块，以及使用该人工食块对咀嚼机能进行评价的系统(专利文献I)。该咀嚼机能评价系统包含如下工序:让人咀嚼含有微粒子的人工食块，该微粒子通过咀嚼被细微地粉碎、磨碎，没有被咀嚼时具有球形的形状；将该被咀嚼过的人工食块夹持在两片载玻片(^ P 〃 9 一卜)之间，将微粒子碾压至不被压碎的程度的适当的厚度；对在该两片载玻片之间被碾压的人工食块中的残留的具有球形形状的微粒子进行计数。通过这种方式，既不使用有机溶剂等，也不使用获得高评价的昂贵的机器，能够对“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”进行计数。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开公报W02008/020588
发明内容
(发明要解决的问题)然而，先前以来，为了对“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”正确地进行计数，人通过目视进行，因此计数需要很长的时间和熟练。
在通过计算机等自动进行该“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”的计数的情况，在将被咀嚼的人工食块夹持在两片载玻片之间的状态下，需要通过CXD (Charge CoupledDevice Image Sensor,电荷藕合器件图像传感器)照相机等进行拍摄,通过图案匹配等的手段进行计数。然而，存在人工食块和微粒子的色差不明显的情况或微粒子的轮廓不能清晰拍摄的情况，在现有的方法中，通过计算机等高精度地进行“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”的计数困难。特别是，在考虑到食品安全性而使用与市售的口香糖相同成分的人工食块的情况下，作为甜味剂，由于口香糖的制造工序中的必要性而含有诸成分，所以在进行计算机辨识时，这些诸成分成为使图像模糊的原因。此外，在拍摄时，如果太阳光或荧光灯的光等的环境光进入CCD照相机等，则会产生拍摄的图像的对比度降低等的影响，成为利用计算机等的辨识精度降低的原因。另外，为了遮断这样的环境光，在通过箱体或黑布等覆盖夹持着被咀嚼的人工食块的载玻片或CCD照相机等的拍摄装置的情况下，会产生拍摄时的操作性变差等的影响。本发明鉴于这样的现状，其目的在于提供一种拍摄装置，用于对红外图像进行拍摄，在拍摄时对作为被拍摄对象的人工食块照射红外光，同时，通过拍摄装置对透过人工食块的红外光进行拍摄，从而能够通过计算机等高精度地进行“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”的计数。此外，本发明的目的在于提供一种在这样拍摄的图像中，能够使微粒子的形状鲜明的图像处理方法，以及从上述拍摄开始到图像处理为止进行的图像拍摄系统。(解决技术问题的技术方案)本发明是为了达成如上述的现有技术中的问题以及目的而发明的，本发明的拍摄装置，用于拍摄为人工食块的被拍摄对象，所述人工食块在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性的微粒子，所述拍摄装置的特征在于具备:拍摄单元，用于从一个方向拍摄所述被拍摄对象；红外光源，从所述被拍摄对象的另一个方向，对被拍摄对象照射红外光；所述拍摄单元具有用于不接收可见光的可见光去除单元，在通过所述红外光源对被拍摄对象照射红外光的状态下，通过所述拍摄单元，对被拍摄对象进行拍摄。并且，本发明的拍摄装置的特征在于，在所述红外光源和被拍摄单元之间，具备用于降低从红外光源照射的红外光的光斑的扩散滤镜。并且，本发明的拍摄装置的特征在于，所述红外光源具备用于对从红外光源照射的红外光均匀地进行导光的导光板。并且，本发明的拍摄装置的特征在于，所述可见光去除单元是在所述拍摄单元的物镜侧具备的可见光截止滤镜。并且，本发明的拍摄装置的特征在于，所述被拍摄对象在被载玻片夹持的状态下，位于所述红外光源上方，并且，位于所述拍摄单元的下方。并且，本发明的拍摄装置的特征在于，所述人工食块为口香糖。并且，本发明的拍摄方法，通过上述任一拍摄装置，拍摄在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性的微粒子的人工食块，所述拍摄方法的特征在于，让人以规定次数咀嚼所述人工食块后，在通过载玻片夹持的状态下，从人工食块的一个方向通过所述红外光源照射红外光，同时，从人工食块的另一个方向通过所述拍摄单元拍摄人工食块。并且，本发明的拍摄方法的特征在于，让人以规定次数咀嚼所述口香糖后，使用用于去除口香糖中含有的诸成分的诸成分去除方法将诸成分去除，在通过载玻片夹持所述诸成分被去除的口香糖的状态下，从人工食块的一个方向通过所述红外光源照射红外光，同时，从人工食块的另一方向通过所述拍摄单元拍摄人工食块。并且，本发明的拍摄方法的特征在于，所述诸成分去除方法是在温水中揉搓，或者在烹饪片中夹持规定时间。并且，本发明的图像处理方法，在通过上述任一拍摄装置拍摄的被拍摄对象的图像中，用于使所述微粒子的形状清晰，所述图像处理方法的特征在于具备以下步骤:以将所述被拍摄的图像数据的亮度接近规定的模范图像数据的亮度的方式，对图像数据进行数学的运算，生成亮度标准化图像数据；以将所述亮度标准化图像数据的对比度接近所述模范图像数据的对比度的方式，对亮度标准化图像数据进行数学的运算，生成对比度标准化图像数据；以在计算所述对比度标准化图像数据的亮度分布的同时，在该亮度分布中提高表示所述微粒子的区域的亮度的方式，对对比度标准化图像数据进行数学的运算，生成增强的图像数据；对于所述增强的图像数据，适用将所述微粒子的边缘部的亮度作为阈值的带通滤波器，生成计数用图像数据。并且，本发明的图像处理方法的特征在于，通过比较所述计数用图像数据和示出所述微粒子的形状的图案图像数据，对计数用图像数据中的微粒子的个数进行计数。并且，本发明的图像处理方法的特征在于包含以下步骤:简易比较步骤，仅对于示出所述图案图像数据的微粒子的形状的区域中的规定个数的像素以及示出微粒子的形状的区域外中的规定个数的像素，与所述计数用图像数据进行比较；完全比较步骤，在所述简易比较步骤中，在超过规定的一致率的情况下，将所述图案图像数据的全部像素与所述计数用图像数据进行比较。并且，本发明的图像拍摄系统为图像处理系统，具备上述任一拍摄装置以及用于处理通过该拍摄装置拍摄的被拍摄对象的图像数据的图像处理装置，所述图像拍摄系统的特征在于，所述图像处理装置具备:存储装置，用于保存通过所述拍摄装置拍摄的图像数据；运算装置，用于处理保存于所述存储装置的图像数据。在所述图像处理装置中，以将所述被拍摄的图像数据的亮度接近规定的模范图像数据的亮度的方式，对图像数据进行数学的运算，生成亮度标准化图像数据，以将所述亮度标准化图像数据的对比度接近所述模范图像数据的对比度的方式，对亮度标准化图像数据进行数学的运算，生成对比度标准化图像数据，以在计算所述对比度标准化图像数据的亮度分布的同时，在该亮度分布中提高表示所述微粒子的区域的亮度的方式，对对比度标准化图像数据进行数学的运算，生成增强的图像数据，对于所述增强的图像数据，适用将所述微粒子的边缘部的亮度作为阈值的带通滤波器，生成计数用图像数据。并且，本发明的图像拍摄系统的特征在于，通过比较所述计数用图像数据和示出所述微粒子的形状的图案图像数据，对计数用图像数据中的微粒子的个数进行计数。并且，本发明的图像拍摄系统的特征在于，包含以下步骤:简易比较步骤，仅对于示出所述图案图像数据的微粒子的形状的区域中的规定个数的像素以及示出微粒子的形状的区域外中的规定个数的像素，与所述计数用图像数据进行比较；完全比较步骤，在所述简易比较步骤中，在超过规定的一致率的情况下，将所述图案图像数据的全部像素与所述计数用图像数据进行比较。(发明的效果)根据本发明，在被拍摄对象的拍摄时，通过照射红外光，并且拍摄透过被拍摄对象的红外光，能够不受环境光的影响，拍摄人工食块和微粒子的对比度高的图像。此外，根据本发明，由于对对比度高的红外拍摄图像实施图像处理，因此能够生成人工食块和微粒子的差异更明显的图像。此外，根据本发明，即使在对被拍摄对象中的微粒子进行计数的情况下，通过使用使人工食块和微粒子的差异明显的图像，微粒子的形状变得清晰，从而能够通过计算机等正确并且迅速地进行计数。
图1是用于对本发明的图像拍摄系统的构成进行说明的概略构成图。图2是用于对拍摄装置的构成进行说明的概略构成图。图3是用于对红外光源24的光源部24a 24m和扩散滤镜28的位置关系进行说明的概略构成图。图4是用于对作为通过本发明的图像拍摄系统拍摄的被拍摄对象的一例的口香糖的形状进行说明的概略构成图。图5 Ca)是用于对为了利用本发明的图像拍摄系统进行拍摄，利用载玻片将图4的口香糖碾压的状态进行说明的概略构成图，图5 (b)是用于对利用载玻片将口香糖碾压的状态进行说明的平面构成图。图6 Ca)是图5 Ca)的载玻片的A-A截面图，图6 (b)是图6 Ca)的另外的实施例中的截面图。图7是对拍摄的红外图像数据的图像处理的流程进行说明的流程图。图8是表示图像处理中的图像数据的亮度分布(曲线)的图，图8 Ca)是表示模范图像数据的亮度分布(曲线)的图，图8 (b)是表示拍摄的红外图像数据的亮度分布(曲线)的图。图9是表示图像处理中的图像数据的亮度分布(曲线)的图，图9 Ca)是表示模范图像数据的亮度分布(曲线)的图，图9 (b)是表示亮度标准化图像数据的亮度分布(曲线)的图。图10是示出了适用于增强的图像数据的带通滤波器的一例的图，图10 Ca)是示出了高通滤波器的一例的图，图10 (b)是示出了二值化滤波器的一例的图。图11是对为了进行图案匹配的流程进行说明的流程图。图12是用于进行对于计数用图像数据进行的图案匹配的说明的图，是示出了拍摄被拍摄对象的红外图像数据的图。图13是用于进行对于计数用图像数据进行的图案匹配的说明的图，是示出了进行图案匹配的计数用图像数据的图。图14是用于进行对于计数用图像数据进行的图案匹配的说明的图，是示出了进行图案匹配的结果的图。
图15 (a)是示出了作为微粒子的形状的图案的图案图像数据的图，图15 (b)是示出了简易比较步骤中使用的图案图像数据中的像素的图。符号说明10图像拍摄系统12被拍摄对象14载玻片15间隔调整部20拍摄装置22拍摄单元24红外光源25载置台26可见光截止滤镜28扩散滤镜30保持单元32支撑轴34台座部 36线缆40计算机42存储装置44运算装置50人工食块52基材54微粒子60曲线62曲线64 曲线66曲线。
具体实施例方式以下，基于附图对本发明的实施方式(实施例)进行详细地说明。图1是用于对本发明的图像拍摄系统的构成进行说明的概略构成图，图2是用于对拍摄装置的构成进行说明的概略构成图，图3是用于对作为通过本发明的图像拍摄系统拍摄的被拍摄对象的一例的口香糖的形状进行说明的概略构成图，图4是用于对为了利用本发明的图像拍摄系统进行拍摄，利用载玻片将图3的口香糖碾压的状态进行说明的概略构成图。如图1所示，本发明的图像拍摄系统10由用于对被拍摄对象12进行拍摄的拍摄装置20、作为用于进行被拍摄的红外图像数据的图像处理的图像处理装置的计算机40构成。如图2所示，本实施例的拍摄装置20具备:拍摄单元22，从上方对夹持被拍摄对象12的状态的载玻片14的进行拍摄；红外光源24，从载玻片14的下方照射红外光。并且，在图2中，出于说明的目的，将载置载玻片14的载置台25作为截面图示出。作为拍摄单元22，只要能够接近载玻片14进行拍摄，并没有特别的限定，例如，能够使用胶卷照相机或使用所谓CCD(Charge Coupled Device Image Sensor,电荷藕合器件图像传感器)、所谓CMOS (Comp lementary Metal Oxide Semiconductor,互补金属氧化物半导体)的元件的数码照相机等。尤其是，在对被拍摄对象进行拍摄后，考虑进行图像处理的情况下，优选使用数码照相机。另外，作为拍摄单元22，不仅能够拍摄静止图像，也能够拍摄动态图像。另外，在通过这样的拍摄单元22对被拍摄对象进行拍摄的情况下，能够以将被拍摄对象的ΙΟμπι角的范围能够作为一个像素拍摄的方式对视野角进行设定。通过以这种方式设定视野角，能够清楚地辨识被拍摄对象中含有的微粒子。并且，在本实施例中，如后述，由于作为被拍摄对象的人工食块50中含有的微粒子54的直径大约是250 300 μ m,所以虽然将10 μ m角的范围作为一个像素进行拍摄，当然，也能够对应微粒子54的大小进行适宜视野角的设定。另外，在拍摄单元22的解析度优异的情况下，例如，可以将5μπι角的范围作为一个像素，或者将I μ m角的范围作为一个像素进行拍摄等，进行更精细的拍摄。并且，在分多次对被拍摄对象进行拍摄的情况下，能够使用200万像素程度的CCD照相机，在一次性对被拍摄对象进行拍摄的情况下，优选使用900万像素程度的CCD照相机。另外，在拍摄单元22的物镜侧，作为用于仅透过红外线区域的光并且遮断可见光的可见光去除单元，具备可见光截止滤镜26。作为可见光截止滤镜26，只要透过后述的红外光，并没有特别的限定，例如，能够使用具有透过波长为700nm以上的光的特性的滤镜或具有仅透过波长为700n m 4 μ m的光的特性的滤镜等。在本实施例中，虽然构成为使用可见光截止滤波器26，以使拍摄单元不接收可见光，但是例如也可以使用红外线相机等在拍摄单元22中含有可见光去除单元并且不接收可见光而仅能够接收红外光(红外线)的拍摄单元22。另外，作为红外光源24，只要能够照射红外光，并没有特别的限定，例如，能够使用使用LED (Light Emitting Diode,发光二级管)或使用卤素灯等的红外光源24。另外，为了在拍摄时能够进行光量的调整，优选使用具有光量调整机能的光源。并且，作为红外光源24照射的红外光(红外线)，考虑到红外线的作为热射线的性质，优选使用波长大约为700nm 4 μ m程度的近红外线 中红外线。另外，作为红外光源24，在使用配置有多个LED等的光源的情况下，如图2所示，优选在红外光源24和载玻片14之间，具备用于降低照射的光的光斑的扩散滤镜28。并且，代替扩散滤镜28，也能够使用可以将红外光源24照射的光进行均匀地导光的、例如明光化成株式会社制^ ^ ^ 彳、力的导光板。并且，为了抑制扩散滤镜28或导光板的光斑，如图3所示，将红外光源24的光源部24a 24m配置于扩散滤镜28或导光板的两端，优选构成为从对向的两端照射红外光。并且，符号30是用于将拍摄单元固定于规定的高度的保持单元，符号32是固定有保持单元30的支撑轴，符号34是载置红外光源24等的台座部，符号36是用于与计算机40连接的线缆。另外，本实施例的计算机40具备存储装置42以及运算装置44，由拍摄单元拍摄的红外图像数据，通过线缆发送至计算机，被储存于存储装置。以下，作为通过这种图像拍摄系统10拍摄的被拍摄对象12的一例，对使用含有“具有通过咀嚼被细微地粉碎、磨碎的性质的大致均匀的球形微粒子”的人工食块的情况进行说明。如图4所示，作为本实施例的人工食块50，使用与市售的口香糖相同成分的人工食块，该人工食块50，在成为大致黑色的口香糖的基础的基材52中，含有具有光透过性的直径为250 300 μ m程度的微粒子54。并且，虽然图4中示出了粒状的人工食块50，但也可以是板状的人工食块等，人工食块50的形状并不限定。另外，图4中，出于说明的目的，微粒子54的大小比实际的大小大，并且数量少。作为成为口香糖的基础的基材52，只要是黑色的基材等具有遮断红外光的性质的基材，并没有特别的限定，能够使用与市售的口香糖相同的基材。另外，作为具有光透过性的微粒子54，只要是含在口中无害的微粒子，并没有特别的限定，例如，能够使用巴西棕榈蜡(力'y ^ 的微粒子等。为了评价咀嚼机能，让人以规定次数咀嚼该人工食块50，咀嚼后将人工食块50通过载玻片14进行碾压、夹持，从而使人工食块50作为被拍摄对象12成为能够拍摄的状态。并且，作为人工食块50，在使用与市售的口香糖相同的成分的人工食块的情况下，作为甜味剂，由于口香糖的制造工序中的必要性而含有糖分等诸成分。因此，优选将人咀嚼规定次数后的人工食块50使用诸成分去除方法，将人工食块50中含有的诸成分去除。作为诸成分去除方 法，例如，在温水中以不压碎微粒子54的方式揉搓，并在烹饪片(例如，旭化成* 一 Λ 7° n y々'y社制烹饪片等)夹持人工食块50的状态下放置规定时间，能够去除人工食块50中含有的诸成分。另外，图5 Ca)是示出了为了通过本发明的图像拍摄系统对图4的口香糖进行拍摄而使用的载玻片的构造的概略构成图，图5 (b)是用于对利用载玻片碾压口香糖的状态进行说明的平面构成图，图6 (a)是图5 (a)的载玻片的A-A截面图，图6 (b)是图6 (a)的另外的实施例中的截面图。如图5所示，载玻片14具备间隔调整凹部15，能够形成微粒子54的直径的125%程度的间隙。在将人工食块50载置于这种载玻片14的间隔调整凹部15的状态下，通过载玻片14对人工食块50进行碾压，通过由载玻片14夹持，如图5 (a)所示，能够使微粒子54不重叠地延展开。并且，在图5中，出于说明的目的，绘制的载玻片14的厚度和间隔调整凹部15的深度与实际的尺寸不同，另外，微粒子54的大小比实际大小大，并且数量少。并且，在图5、图6 (a)中示出的载玻片14中，将间隔调整凹部15分别设置于上侧载玻片14a、下侧载玻片14b，但是间隔调整凹部15并不限定于此，例如，如图6 (b)所示，也可以构成为仅在下侧载玻片14b设置间隔调整凹部15。这样，将夹持作为被拍摄对象12的人工食块50的载玻片14配置成位于拍摄系统10的红外光源24的上方，并且拍摄单元22的下方。而后，在照射红外光源24的状态下，通过拍摄单元22对被拍摄对象12进行拍摄。并且，在使用数码照相机作为拍摄单元22的情况下，如上所述，被拍摄的红外图像数据储存于计算机40的存储装置42。另一方面，在使用胶卷照相机作为拍摄单元22的情况下，拍摄的胶卷成像后，通过图像扫描仪等，作为图像数据在计算机40中读取，储存于存储装置42。以下，对于被拍摄的红外图像数据的图像处理进行说明。如上所述，通过拍摄装置20拍摄的红外图像，作为红外图像数据保存于计算机40的存储装置42。而后，为了使微粒子54的形状变得清晰，保存的图像数据按照图6所示的顺序，通过运算装置44进行图像处理。并且，通过拍摄装置20拍摄的红外图像数据，为每一个像素仅保持亮度水平的信息的单色(无彩色)的图像数据。首先，以使该红外图像数据的亮度成为规定的模范图像数据的亮度的方式进行图像处理(SlO)。具体来说，计算红外图像数据的亮度分布(曲线)，以使红外图像数据的亮度的最大值和平均值接近模范图像数据的亮度的最大值和平均值的方式对红外图像数据进行数学的运算。在模范图像数据的亮度分布(曲线)作为图7 (a)所示的曲线60表示，被拍摄的红外图像数据的亮度分布(曲线)作为图7 (b)所示的曲线62表示的情况下，以使曲线62的最大值中的亮度与曲线60的最大值中的亮度相同的方式进行亮度的调整。通过进行这样的调整，红外图像数据的亮度分布(曲线)作为图7 (b)所示的曲线64表示。将实施了该亮度的调整的红外图像称作亮度标准化图像数据。此外，在图7所示的图像数据的亮度分布(曲线)中，横轴表示亮度，纵轴表示输出水平。即，在图7 (a)所示的曲线中，示出了亮度低的像素卿，被拍摄对象12中的基材52)多，亮度高的像素(即，被拍摄对象12中的微粒子54)少的情况。接着，以使亮度标准化图像数据的对比度成为规定的模范图像数据的对比度的方式进行图像处理(SI I)。具体来说，计算亮度标准化图像数据的亮度分布(曲线)，以使亮度标准化图像数据的亮度的标准偏差和分散接近模范图像数据的亮度的标准偏差和分散的方式对亮度标准化图像数据进行数学的运算。在模范图像数据的亮度分布(曲线)作为图8 (a)所示的曲线60表示，亮度标准化图像数据的亮度分布(曲线)作为图8 (b)所示的曲线64表示的情况下，以使曲线64中的亮部通过较少的层次表现，使曲线64中的暗部通过较多的层次表现的方式，进行亮度标准化图像数据的亮度分布的调整。即，不改变曲线64的最大值的位置，通过缩窄暗部，扩展亮部能够进行这样的调整。通过进行这样的调整，亮度标准化图像数据的亮度分布(曲线)作为图8 (b)所示的曲线66表示。将实施了该对比度的调整的亮度标准化图像数据称作对比度标准化图像数据。接着，在对比度标准化图像数据中，以增大微粒子54 (亮度高)和基材52 (亮度低)的亮度差的方式进行图像处理(S12)。具体来说，计算对比度标准化图像数据的亮度分布(曲线)，在对比度标准化图像数据的亮度分布中，通过提高表示微粒子的区域(即，亮部)的亮度，增大亮度差。将这样实施了亮度差的调整的对比度标准化图像数据称作增强的图像数据。
接着，对增强的图像数据进行将微粒子54的边缘部的亮度作为阈值的带通滤波器处理(S13)。具体来说，通过将如图9 (a)所示的高通滤波器适用于增强的图像数据，通过使微粒子的中心部的亮度最大(即，白)，远离微粒子的基材52部分的亮度最小(即，黑)，从而使微粒子54和基材的亮度差更加清晰。将这样进行了带通滤波器处理的增强的图像数据称作计数用图像数据。并且，在本实施例中，在微粒子54的边缘部的亮度中，虽然构成为适用具有规定的倾斜的高通滤波器，但是该倾斜的程度能够适当设定。另外，如图9 (b)所示，在微粒子54的边缘部的亮度中，也可以构成为适用如二分化的二值化滤波器。这样，通过使微粒子54的形状清晰，例如，如图10所示，使用图案匹配等的方法，能够在运算装置44中正确并且迅速地对微粒子54的个数进行计数(S14)。在本实施例中，作为图案匹配的方法，在运算装置44中，对于图11的计数用图像数据，可以一边将图14 (a)的图案图像数据逐像素地错开，一边对全像素计算一致率，也可以通过使用以下说明的方法，更高速地进行图案匹配。图10是对为了高速进行图案匹配的流程进行说明的流程图。例如，如图11所示，如果将被拍摄的红外图像数据如上述进行图像处理，则成为图12所示的计数用图像数据。在该计数用图像数据的一个像素相当于ΙΟμπι的情况下，图14 (a)的图案图像数据，例如，在一边28像素的黑色(S卩，亮度最小)的正方形中，能够形成直径28像素的白色(S卩，亮度最大)的圆所绘制的形状(28像素图案图像)。为了进行图案匹配，首先，计算机40的运算装置44读取计数用图像数据和图案图像数据，在计数用图像数据的最初的位置(作为图像数据左上的位置)中，进行与图案图像数据的匹配。进行匹配后，在计数用图像数据上将图案图像数据向右方只错开一个像素，重复进行再次匹配。另外，在计数用图像数据上图案图像数据到达右端的情况下，在计数用图像数据上将图案图像数据向下方只错开一个像素，同时，移动至左端并继续进行匹配。如此，通过直至到达计数用图像数据的最后的位置(作为图像数据右下的位置)为止重复进行匹配，如图13所示，能够进行“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”的匹配，并进行计数。并且，在进行匹配时，如图14 (b)所示，在运算装置44中，只对图案图像数据的中心以及边缘部的合计9个像素66的一致率进行计算(简易比较步骤)，仅在该一致率为一定以上的情况下，通过在运算装置44中对于图案图像数据的全部像素计算一致率(完全比较步骤)，能够实现图案匹配的高速化，同时，能够确保正确性。并且，作为一致率，是能够进行适当设定的值，如果设定为80%程度，则能够高精度地进行微粒子54的判定。另外，作为图案匹配，能够使用多个种类的图案图像数据来进行。在该情况下，通过使用多个种类的图案图像数据，顺次地如上述进行图案匹配，并计算各结果的平均值，能够高精度地进行微粒子的计数。并且，如本实施例的方式，在使用250 300 μ m的微粒子54的情况下，可以使用32像素图案图像、28像素图案图像、24像素图案图像这三种图案图像数据，进行图案匹配。
并且，如图11所示，在由于拍摄单元22的有效像素数或解析度等的问题而不能够拍摄被拍摄对象12全体的情况下，通过将载玻片14载置于能够在平面方向上旋转的台座，一边使载玻片14旋转，一边通过拍摄单元22进行拍摄，从而能够不改变拍摄单元22的焦点距离等而对被拍摄对象12进行拍摄。以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但是本发明并不仅限定于此，例如，将进行图像处理的计算机40作为服务器，将通过拍摄装置20拍摄的图像数据经由因特网等的网络发送至服务器进行图像处理等，可以在不脱离本发明的目的的范围内，进行各种各样的变更。
权利要求
1.一种拍摄装置，用于拍摄为人工食块的被拍摄对象，所述人工食块在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性的微粒子，所述拍摄装置的特征在于具备: 拍摄单元，用于从一个方向拍摄所述被拍摄对象； 红外光源，从所述被拍摄对象的另一个方向，对被拍摄对象照射红外光； 所述拍摄单元具有用于不接收可见光的可见光去除单元， 在通过所述红外光源对被拍摄对象照射红外光的状态下，通过所述拍摄单元，对被拍摄对象进行拍摄。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，在所述红外光源和被拍摄单元之间，具备用于降低从红外光源照射的红外光的光斑的扩散滤镜。
3.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于，所述红外光源具备用于对从红外光源照射的红外光均匀地进行导光的导光板。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，所述可见光去除单元是在所述拍摄单元的物镜侧具备的可见光截止滤镜。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，所述被拍摄对象在被载玻片夹持的状态下，位于所述红外光源上方，并且，位于所述拍摄单元的下方。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的拍摄装置，其特征在于，所述人工食块为口香糖。
7.一种拍摄方法，通过权利要求1至6中任一项所述的拍摄装置，拍摄在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性`的微粒子的人工食块，所述拍摄方法的特征在于， 让人以规定次数咀嚼所述人工食块后，在通过载玻片夹持的状态下，从人工食块的一个方向通过所述红外光源照射红外光，同时，从人工食块的另一个方向通过所述拍摄单元拍摄人工食块。
8.一种拍摄方法，通过权利要求6所述的拍摄装置，拍摄在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性的微粒子的口香糖，所述拍摄方法的特征在于， 让人以规定次数咀嚼所述口香糖后，使用用于去除口香糖中含有的诸成分的诸成分去除方法将诸成分去除， 在通过载玻片夹持所述诸成分被去除的口香糖的状态下，从人工食块的一个方向通过所述红外光源照射红外光，同时，从人工食块的另一方向通过所述拍摄单元拍摄人工食块。
9.根据权利要求8所述的拍摄方法，其特征在于，所述诸成分去除方法是在温水中揉搓，或者在烹饪片中夹持规定时间。
10.一种图像处理方法，在通过权利要求1至6中任一项所述的拍摄装置拍摄的被拍摄对象的图像中，用于使所述微粒子的形状清晰，所述图像处理方法的特征在于具备以下步骤: 以将所述被拍摄的图像数据的亮度接近规定的模范图像数据的亮度的方式，对图像数据进行数学的运算，生成亮度标准化图像数据； 以将所述亮度标准化图像数据的对比度接近所述模范图像数据的对比度的方式，对亮度标准化图像数据进行数学的运算，生成对比度标准化图像数据； 以在计算所述对比度标准化图像数据的亮度分布的同时，在该亮度分布中提高表示所述微粒子的区域的亮度的方式，对对比度标准化图像数据进行数学的运算，生成增强的图像数据； 对于所述增强的图像数据，适用将所述微粒子的边缘部的亮度作为阈值的带通滤波器，生成计数用图像数据。
11.根据权利要求10所述的图像处理方法，其特征在于，通过比较所述计数用图像数据和示出所述微粒子的形状的图案图像数据，对计数用图像数据中的微粒子的个数进行计数。
12.根据权利要求11所述的图像处理方法，其特征在于包含以下步骤: 简易比较步骤，仅对于示出所述图案图像数据的微粒子的形状的区域中的规定个数的像素以及示出微粒子的形状的区域外中的规定个数的像素，与所述计数用图像数据进行比较； 完全比较步骤，在所述简易比较步骤中，在超过规定的一致率的情况下，将所述图案图像数据的全部像素与所述计数用图像数据进行比较。
13.一种图像拍摄系统，为图像处理系统，具备权利要求1至6中任一项所述的拍摄装置以及用于处理通过该拍摄装置拍摄的被拍摄对象的图像数据的图像处理装置，所述图像拍摄系统的特征在于， 所述图像处理装置具备: 存储装置，用于保存通过所述拍摄装置拍摄的图像数据； 运算装置，用于处理保存于所述存储装置的图像数据， 在所述图像处理装置中，` 以将所述被拍摄的图像数据的亮度接近规定的模范图像数据的亮度的方式，对图像数据进行数学的运算，生成亮度标准化图像数据， 以将所述亮度标准化图像数据的对比度接近所述模范图像数据的对比度的方式，对亮度标准化图像数据进行数学的运算，生成对比度标准化图像数据， 以在计算所述对比度标准化图像数据的亮度分布的同时，在该亮度分布中提高表示所述微粒子的区域的亮度的方式，对对比度标准化图像数据进行数学的运算，生成增强的图像数据， 对于所述增强的图像数据，适用将所述微粒子的边缘部的亮度作为阈值的带通滤波器，生成计数用图像数据。
14.根据权利要求13所述的图像拍摄系统，其特征在于，通过比较所述计数用图像数据和示出所述微粒子的形状的图案图像数据，对计数用图像数据中的微粒子的个数进行计数。
15.根据权利要求14所述的图像拍摄系统，其特征在于，包含以下步骤: 简易比较步骤，仅对于示出所述图案图像数据的微粒子的形状的区域中的规定个数的像素以及示出微粒子的形状的区域外中的规定个数的像素，与所述计数用图像数据进行比较； 完全比较步骤，在所述简易比较步骤中，在超过规定的一致率的情况下，将所述图案图像数据的全部像素与所述计数用图像数据进行比较。
全文摘要
提供一种拍摄装置，用于拍摄红外图像，在拍摄时对作为被拍摄对象的人工食块照射红外光，同时，通过拍摄装置拍摄透过人工食块的红外光，从而能够通过计算机等高精度地进行“未被细微地粉碎、磨碎的微粒子”的计数。一种拍摄装置，用于拍摄为人工食块的被拍摄对象，人工食块在具有遮断红外光的性质的基材中含有具有光透过性的微粒子，拍摄装置具备拍摄单元，用于从一个方向拍摄被拍摄对象；红外光源，从被拍摄对象的另一个方向，对被拍摄对象照射红外光。拍摄单元具有用于不接收可见光的可见光去除单元，在通过红外光源对被拍摄对象照射红外光的状态下，通过拍摄单元对被拍摄对象进行拍摄。
文档编号G01N21/35GK103201615SQ20118005310
公开日2013年7月10日 申请日期2011年11月1日 优先权日2010年11月5日
发明者中村道, 早船康二, 樋口晃 申请人:株式会社咀嚼机能研究所