АВТОМАТИЧЕСКИЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА МЯСА, ОСТАВШЕГОСЯ НА ТУШЕ ЖИВОТНОГО Российский патент 2020 года по МПК A22B5/00 A22C21/00 G06T7/00 G06T7/60 

Предпосылки создания изобретения

При переработке мясных продуктов, включая говядину, свинину, птицу, рыбу и т.д., мясо с туши животного удаляют вручную и/или с использованием машинного оборудования. Машинное оборудование может являться автоматизированным или управляться вручную. После завершения удаления мяса с туши любое количество мяса, которое осталось на туше, имеет значительно меньшую ценность, чем удаленное с туши мясо. Например, при удалении мяса с туши индейки мясо, удаленное из грудки вместе с грудной мышцей, ценится примерно в десять раз выше, чем мясо грудки, оставшееся на туше.

Предприятия по переработке пищевых продуктов стремятся довести до максимума выход продукции и свести к минимуму отходы. Предлагались усовершенствования с целью выявления возможностей повысить эффективность. Например, при переработке мяса индейки отслеживается, сколько мяса осталось на скелете (т.е. остове или тушке индейки) до того, как оно поступит на реализацию по более низкой цене, чем мясо, удаленное с туши. Если процесс удаления мяса эффективен на 100%, на тушке не останется мяса, и 100% мяса, первоначально находящегося на тушке, будет использовано в виде высокоценного продукта, удаленного с тушки. Однако из-за неэффективности как автоматической, так и ручной переработки индеек, а также реальной проблемы удаления всего мяса с тушки, как автоматическое оборудование, так и операторы, оставляют ограниченное количество мяса на тушке животного.

В прошлом эффективность переработки оценивалась путем ручного измерения количества мяса, которое осталось на тушке. Обычно это делается путем случайного отбора образцов продуктов на линии переработки и измерения ключевых показателей. Например, чтобы измерить эффективность линии по переработке индейки, желательно знать, сколько мяса грудки индейки остается на остове до того, как он будет выброшен. Поскольку невозможно измерять каждую индейку, берутся меньшие образцы, чтобы представить всю партию индеек, перерабатываемых на заданной линии. Чтобы взвесить мясо грудки, оставшееся на остове, с него вручную соскабливается все мясо.

Соскобленное мясо взвешивается и регистрируется любым способом от ручки и бумаги до электронной системы ввода данных, позволяющим анализировать и передавать данные. Более того, результаты обычно сообщаются через 24-48 часов после отбора образцов и удаления с них мяса. Было бы желательным повысить эффективность и качество оценки удаления мяса из туш животных, более тщательно и точно контролировать выход продукции в попытке выхода продукции и сведения к минимуму отходов.

Краткое изложение сущности изобретения

Согласно первой особенности предложен автоматизированный способ определения количества мяса, которое осталось в/на туше животного. Способ включает: (А) формирование с помощью камеры данных изображения туши животного после удаления мяса, по меньшей мере, из ее части; (В) передачу данных изображения от камеры на компьютер, оснащенный программой машинного зрения; (С) обработку данных изображения с использованием программы машинного зрения с целью идентификации данных, касающихся мяса, которое осталось в туше животного; и (D) определение (например, посредством расчета) количества мяса, которое осталось в туше животного, на основании данных, идентифицированных как относящиеся к мясу, которое осталось в туше животного.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает соотнесение данных, относящихся к мясу, которое осталось в туше животного, со справочной таблицей с целью определения количества мяса, которое осталось в туше животного.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает обнаружение присутствия туши животного перед камерой до генерирования камерой данных изображения туши животного.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает обработку данных изображения таким образом, чтобы определять ориентацию туши животного относительно камеры.

В одном из вариантов осуществления обработка данных изображения включает идентификацию характеристик туши, связанных с мясом, которое осталось в туше.

В одном из вариантов осуществления обработка данных изображения включает измерение характеристик туши, относящихся к мясу, которое осталось в туше.

В одном из вариантов осуществления камера генерирует данные изображения, когда туша животного находится в движении.

В одном из вариантов осуществления камера генерирует данные одного или нескольких изображений туши животных.

В одном из вариантов осуществления данные изображения обрабатываются с целью обнаружения части данных изображения, соответствующих области туши, оцениваемой с целью определения количества мяса, которое осталось в туше.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает:

(i) идентификацию изображения туши животного как единого пятна;

(ii) определение числа пикселей изображения пятна;

(iii) идентификацию туши как туши самца, если число пикселей соответствует пороговому значению, или превышает его, или как туши самки, если число пикселей является меньшим, чем пороговое значение.

В одном из вариантов осуществления оцениваемая область туши животного, различается, по меньшей мере, частично в зависимости от того, является ли туша тушей самца или самки.

В одном из вариантов осуществления тушей является тушка птицы, а оцениваемой областью является килевая область тушки.

В одном из вариантов осуществления тушей является тушка птицы, а оцениваемой областью является лопаточная область тушки.

В одном из вариантов осуществления данные изображения обрабатываются путем подсчета числа пикселей, значения которых находятся в пределах заданной области значений. Значением может являться интенсивность цвета.

В одном из вариантов осуществления данные изображения обрабатываются путем подсчета первого числа пикселей, интенсивность цвета которых находится в пределах первой области значений интенсивности цвета, и второго числа пикселей, интенсивность цвета которых находится в пределах второй области значений интенсивности цвета, при этом первая область значений интенсивности цвета не перекрывает вторую область значений интенсивности цвета.

В одном из вариантов осуществления заданная область значений интенсивности цвета установлена заранее и не зависит от генерируемых данных изображения.

В одном из вариантов осуществления заданная область значений интенсивности цвета зависит от генерируемых данных изображения.

В одном из вариантов осуществления заданная область значений интенсивности цвета определяется путем обработки данных изображения, генерируемых камерой.

В одном из вариантов осуществления тушей животного является объект, выбранный из группы, состоящей из: говяжьей туши, свиной туши, овечьей туши, птичьей тушки и рыбной тушки.

В одном из вариантов осуществления тушей животного является тушка индейки.

Программное обеспечение может обрабатывать данные изображения с целью обнаружения представляющего интерес участка тушки индейки, т.е. той части индейки, которая будет измерена с целью определения количества мяса, которое осталось в ней. После обнаружения представляющего интерес участка программное обеспечение может обрабатывать данные изображения с целью получения определенного числа пикселей, цвет которых находится в пределах заданной области значений интенсивности цвета на представляющем интерес участке. Кроме того, программное обеспечение измеряет число пикселей на заданном представляющем интерес участке для каждой заданной области значений интенсивности цвета и регистрирует набор данных для каждого анализируемого изображения.

Например, программное обеспечение может обрабатывать данные изображения представляющего интерес участка в приложении для "грудки индейки", при этом обработка данных включает подсчет числа "белых" пикселей, "красных" пикселей и "персиковых" пикселей. Каждый цвет может иметь заданную область значений интенсивности, т.е. "красный" может определяться как конкретный оттенок красного или более широкая область красного, которая включает светло-красные и темно-красные пиксели.

Способ включает соотнесение числа цветных пикселей и весом мяса, которое содержится на представляющем интерес участке туши животного. Например, после того, как становится известным число, может использоваться справочная таблица для определения количества мяса грудки индейки, соответствующего числу цветных пикселей, т.е. количества мяса грудки индейки, которое осталось в туше. Справочная таблица может составляться путем соотнесения числа цветных пикселей на представляющем интерес участке с количеством мяса, соскобленного на представляющем интерес участке туши, используемой для формирования изображения с целью подсчета пикселей. Ряд таких "стандартов" может использоваться для установления взаимосвязи между числом цветных пикселей и количеством мяса, которое осталось в туше. По существу, любое заданное число цветных пикселей может сравниваться со стандартами с целью определения количества мяса, которое осталось в туше, представленной данными изображения.

В одном из вариантов осуществления данные изображения обрабатываются с целью идентификации данных изображения, относящихся к мясу грудки индейки, которое осталось в туше индейки.

В одном из вариантов осуществления данные изображения, относящиеся к мясу грудки индейки, которое осталось в туше, соотносят со справочной таблицей с целью определения количества мяса грудки индейки, которое осталось в тушке.

В одном из вариантов осуществления данные изображения, генерированные на основании данных двумерного изображения, используются с целью определения трехмерной системы мер, соответствующей весу мяса, которое осталось в туше животного.

В одном из вариантов осуществления трехмерная система мер определяется на основании двумерного изображения с использованием соотнесения цветов. Обработка данных интенсивности цвета пикселей также может использоваться таким образом, чтобы данные интенсивности цвета пикселей соотносились с толщиной мяса, которое осталось в туше животного.

В одном из вариантов осуществления автоматизированный способ определения количества мяса, которое осталось в туше животного, выполняется на каждой туше из партии туш.

В одном из вариантов осуществления автоматизированный способ определения количества мяса, которое осталось в туше животного, обеспечивает измерение в реальном времени количества мяса, которое осталось в туше животного. В случае обнаружения неблагоприятных тенденций они могут устраняться без промедления.

Согласно второй особенности предложен автоматизированный способ определения количества мяса, которое осталось в туше животного, включающий:

(A) формирование множества эталонных изображений множества зачищенных эталонных туш, обнаружение представляющего интерес участка на эталонном изображении и подсчет числа пикселей в пределах области значений на каждом представляющем интерес участке для каждой из множества зачищенных эталонных туш с последующим определением веса мяса, которое осталось в каждой из эталонных туш;

(B) создание уравнения путем соотнесения числа пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось в туше, для каждой из эталонных туш;

(C) формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой с целью определения количества мяса, которое осталось в ней; (D) обнаружение представляющего интерес участка изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши;

(E) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши; и

(F) обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши с целью определения количества мяса, которое осталось в автоматически оцениваемой зачищенной туше, путем использования уравнения, в котором число пикселей соотнесено с весом мяса, которое осталось в каждой из эталонных туш.

Уравнение создается путем построения построение графиков для каждой туши по точкам, определяемым на основании (i) числа пикселей по первой оси и (и) веса мяса, удаленного из туши (путем соскабливания всего мяса из туши, а затем взвешивания мяса) по второй оси. Получаемый набор точек, генерированных на основании числа пикселей и веса мяса множества эталонных туш, наносится на график как набор эталонных точек. Набор точек затем используется для создания оптимально приближенной линии, которая, в свою очередь, определяет создаваемое уравнение для соотнесения числа пикселей с весом мяса.

Таким образом, было неожиданно обнаружено, что на основании изображения, формируемого светом, отраженным от зачищенной туши, можно математически определять количество мяса, которое осталось в зачищенной туше, путем обработки данных с использованием созданного уравнения и с относительно высокой точностью определять количество мяса, которое осталось в туше, без необходимости соскабливать мясо из туши и прерывать процесс переработки туши. Путем обратной связи операторов информируют об эффективности зачистки, поскольку, чем меньше мяса остается в зачищенной туше, тем более эффективна зачистка.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает:

(i) идентификацию изображения каждой туши в виде единого пятна;

(ii) определение числа пикселей в каждом пятне;

(iii) идентификацию туши как туши самца, если число пикселей соответствует пороговому значению, или превышает его, или как туши самки, если число пикселей является меньшим, чем пороговое значение.

В одном из вариантов осуществления представляющий интерес участок каждого изображения, по меньшей мере, частично зависит от того, является ли туша тушей самца или самки.

В одном из вариантов осуществления тушей является тушка птицы, а оцениваемой областью является килевая область тушки.

В одном из вариантов осуществления тушей является тушка птицы, а оцениваемой областью является лопаточная область тушки.

В одном из вариантов осуществления изображения зачищенных эталонных туш формируются исключительно на основании света, отраженного от зачищенных эталонных туш, а изображение автоматически оцениваемой зачищенной туши формируется исключительно на основании света, отраженного от автоматически оцениваемой зачищенной туши.

В одном из вариантов осуществления изображение обрабатывается с помощью фильтра, который выполняет, по меньшей мере, одну функцию, выбранную из группы, состоящей из: (а) удаления текстуры изображения, (b) растягивание изображения с последующим размыванием, и (с) сокращение или удаление темных областей изображения, при этом обработка изображения выполняется перед подсчетом числа пикселей на представляющем интерес участке.

В одном из вариантов осуществления формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой с целью определения количества мяса, которое осталось в ней, выполняется с помощью камеры, которая приводится в действие датчиком.

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает отображение количества мяса, которое осталось в зачищенной туше, на световом индикаторе, управляемом контроллером.

В одном из вариантов осуществления все этапы, включающие:

(i) формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой с целью определения количества мяса, которое осталось в ней,

(ii) обнаружение представляющей интерес области изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши,

(iii) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши, и

(iv) обработку числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображении автоматически оцениваемой зачищенной туши с целью определения количества мяса, которое осталось в автоматически оцениваемой зачищенной туше, с использованием уравнения, соотносящего число пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось в каждой из эталонных туш, выполняются на линии переработки туш, на которой автоматически оцениваемой зачищенной тушей является одна из партии автоматически оцениваемых зачищенных туш, при этом туши перемещаются по линии переработки туш без их удаления с линии переработки в процессе выполнения шагов (i), (ii), (iii) и (iv).

В одном из вариантов осуществления способ дополнительно включает отображение количества мяса, которое осталось в зачищенной туше, на мониторе внутри предприятия по переработке туш.

В одном из вариантов осуществления автоматизированный способ выполняется на множестве туш, которые перемещаются по линии переработки туш, в результате чего многократно определяется количество мяса, которое осталось во множестве зачищенных туш, при этом многократно определенное количество мяса сохраняется и усредняется, и отображается среднее количество мяса, которое осталось в туше.

В одном из вариантов осуществления (i) формирование изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши включает формирование первого изображения левой половины зачищенной туши и формирование второго изображения правой половины зачищенной туши; (ii) обнаружение представляющего интерес участка изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши включает обнаружение первого представляющего интерес участка в левой половине автоматически оцениваемой зачищенной туши и обнаружение второго представляющего интерес участка в правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши; (iii) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши включает подсчет числа пикселей на первом представляющем интерес участке изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши и подсчет числа пикселей на втором представляющем интерес участке изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши; и (iv) обработка подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши с целью определения количества мяса, которое осталось в автоматически оцениваемой зачищенной туше, с использованием уравнения соотносящего число пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось в каждой из эталонных туш, выполняется как для левой половины, так и для правой половины зачищенной туши.

В одном из вариантов осуществления формирование первого изображения левой половины зачищенной туши выполняется с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки туш, а формирование второго изображения правой половины зачищенной туши осуществляется с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки туш.

В одном из вариантов осуществления все зачищенные туши относятся к одному типу, выбранному из группы, состоящей из тушки курицы, тушки индейки, говяжьей туши, свиной туши и овечьей туши.

В одном из вариантов осуществления способ выполняется на линии переработки кур, содержащей множество зачищенных куриных тушек, для которых автоматически оценивается количество оставшегося в них мяса, при этом способ дополнительно включает:

(A) использование множества автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек, каждая из которых установлена на конусной опоре и содержит выступающую грудину,

(B) подачу каждой установленной на опоре автоматически оцениваемой зачищенной куриной тушки через устройство ориентации тушек, содержащее пару смещенных внутрь контактирующих с тушками элементов, которые позволяют проходить между ними установленным на опорах зачищенным куриным тушкам таким образом, чтобы, по меньшей мере, 95 процентов зачищенных куриных тушек были ориентированы грудиной вверх после прохождения через устройство ориентации;

(C) формирование первого изображения левой половины зачищенной тушки с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки кур, и формирование второго изображения правой половины зачищенной тушки с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки кур;

(D) обнаружение первого представляющего интерес участка первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек, и обнаружение первого второго представляющего интерес участка второго изображения правой стороны каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек;

(E) подсчет числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек и подсчет числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек; и

(F) обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек с целью определения количества мяса, которое осталось в левой половине каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек, и обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек с целью определения количества мяса, которое осталось в правой половине каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш.

В одном из дополнительных вариантов осуществления способ дополнительно включает:

(G) приведение в действие первой камеры с помощью первого датчика, который определяет, когда зачищенная тушка каркас находится в поле зрения первой камеры, и приведение в действие второй камеры с помощью второго датчика, который определяет, когда зачищенная тушка находится в поле зрения второй камеры;

(H) определение количества мяса, которое осталось в зачищенной туше, для множества зачищенных тушек, и усреднение количества мяса для множества зачищенных туш с целью определения среднего количества мяса, которое осталось в тушках; и

(I) отображение среднего количества мяса, которое осталось в тушках, на световом индикаторе, и управление световым индикатором с помощью контроллера.

В еще одном варианте осуществления способ дополнительно включает (J) отображение среднего количества мяса, которое осталось в тушках, на мониторе внутри предприятия по переработке тушек.

В одном из вариантов осуществления автоматизированный способ выполняется на линии переработки индеек, содержащей множество зачищенных тушек индейки, для которых автоматически оценивается количество оставшегося в них мяса, при этом способ дополнительно включает:

(A) использование множества автоматически оцениваемых зачищенных тушек индейки, каждая из которых содержит выступающую грудину и установлена на неповоротном зажиме и ориентирована грудиной в направлении выше или ниже по потоку движения линии таким образом, что правая половина каждой тушки видна с одной стороны линии, а левая половина каждой туши видна с другой стороны линии;

(B) формирование первого изображения левой половины зачищенной тушки с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки индейки, и формирование второго изображения правой половины зачищенной тушки с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки индеек;

(C) обнаружение первого представляющего интерес участка первого изображения левой половины каждого автоматически оцениваемой зачищенной тушки, и обнаружение второго представляющего интерес участка второго изображения правой половины каждого автоматически оцениваемой зачищенной тушки;

(D) подсчет числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной тушки, и подсчет числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной тушки; и

(E) обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной тушки с целью определения количества мяса, которое осталось в левой половине автоматически оцениваемой зачищенной тушки, и обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной тушки с целью определения количества мяса, которое осталось в правой половине автоматически оцениваемой зачищенной тушки.

В одном из дополнительных вариантов осуществления способ дополнительно включает:

(F) приведение в действие первой камеры с помощью первого датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения первой камеры, и приведение в действие второй камеры с помощью второго датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения второй камеры;

(G) определение количества мяса, которое осталось в зачищенной туше, для множества зачищенных туш, и усреднение количества мяса для множества зачищенных туш, с целью определения среднего количества мяса, которое осталось в тушах; и

(H) отображение среднего количества мяса, которое осталось в тушах на световом индикаторе, и управление световым индикатором с помощью контроллера.

В еще одном дополнительном варианте осуществления способ включает (I) отображение среднего количества мяса, которое осталось в тушах, на мониторе внутри предприятия по переработке туш.

В еще одном дополнительном варианте осуществления способ включает:

(J) обнаружение, по меньшей мере, двух представляющих интерес участков, по меньшей мере, первого изображения и/или второго изображения;

(K) подсчет числа пикселей в пределах области значений на каждом из двух представляющих интерес участков; и

(L) обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на каждом из двух представляющих интерес участков с целью определения количества мяса, которое осталось в зачищенной туше.

В одном из вариантов осуществления способ выполняется на зачищенной туше, выбранной из группы, состоящей из: говяжьей туши, свиной туши и овечьей туши, при этом зачищенная туша помещена на конвейер, а изображение формируется камерой, расположенной непосредственно над конвейером. В одном из дополнительных вариантов осуществления зачищенная туша выбрана из группы, состоящей из зачищенного остова шеи и зачищенного остова таза.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 проиллюстрирована блок-схема первого варианта осуществления автоматизированного способа определения количества мяса, которое осталось в зачищенной туше животного.

На фиг. 2 проиллюстрирована блок-схема второго варианта осуществления автоматизированного способа определения количества мяса, которое осталось в зачищенной туше животного.

На фиг. 3А показан вид сверху части способа, включая одинаковую ориентацию зачищенных куриных тушек, установленных на конусах, а также множество камер для формирования изображения одной из сторон ориентированной зачищенной куриной тушки.

На фиг. 3В показан вид сверху той же части способа, проиллюстрированного на фиг. 3А, но при другом положении туш относительно устройства ориентации туш.

На фиг. 3С показан подробный перспективный вид устройства ориентации туш.

На фиг. 4 показан вид в разрезе по линии 4-4 на фиг. 3А.

На фиг. 5 показан вид перспективный вид части линии обработки тушек, включая конус, на котором может устанавливаться куриная тушка для зачистки и оценки количества мяса, которое осталось в тушке.

На фиг. 6 показан вид сбоку множества ориентированных тушек индейки на неповоротном креплении.

На фиг. 7 показан вид сверху зачищенной говяжьей шеи на бесконечном ленточном конвейере.

На фиг. 8А схематически показана зачищенная тушка самки, установленная на конусе, с двумя подлежащими оценке наложенными участками, расположены в килевой области тушки.

На фиг. 8В схематически показана зачищенная тушка самки, установленная на конусе, с двумя подлежащими оценке наложенными участками, расположены в лопаточной области тушки.

На фиг. 9 показан график подсчитанного числа пикселей изображения для каждой из более 1100 тушек, при этом пороговое значение для различения тушек самцов и тушек самок составляет 1 миллион пикселей.

Подробное описание

Используемые в описании термины "камера" и "компьютер" включают как отдельную камеру в сочетании с отдельным компьютером, а также камеры, имеющие встроенные компьютеры. Иными словами, на рынке предлагаются камеры, имеющие встроенные процессоры, способные обрабатывать изображения без необходимости отдельного компьютера. Термин "камера" используется взаимозаменяемо с термином "формирователь изображений".

Используемые в описании термины "туша" и "туша животного" относятся к части животного, которая остается после его забоя и, по меньшей мере, частично разделана для употребления в пищу, включая, по меньшей мере, часть скелета животного. Перед разделкой туши ее обычно свежуют.

Используемый в описании термин "килевая область" относится к части грудной кости тушки птицы и мясу, которое осталось в ней после удаления мяса.

Используемый в описании термин "лопаточная область" относится к части лопаточной кости тушки птицы и мясу, которое осталось в ней после удаления мяса во время зачистки тушки.

Используемый в описании термин "идентификация туши как туши самца" относится к выполнению определенного измерения туши с последующим признанием тушей самца, если число пикселей соответствует пороговому значению, или превышает его независимо от фактического пола туши.

Используемый в описании термин "идентификация туши как туши самки" относится к выполнению определенного измерения туши с последующим признанием тушей самки, если число пикселей является меньшим, чем пороговое значение независимо от фактического пола туши.

На фиг. 1 проиллюстрирована блок-схема одного из вариантов осуществления способа согласно изобретению. Датчик 1 обнаруживает тушу животного перед камерой 2. По меньшей мере, с части туши животного удалено мясо. Камера 2 генерирует данные изображения туши животного. Затем данные изображения, поступающие от камеры 2, подаются в компьютер 3, в котором установлено программное обеспечение видеопредставления и который обрабатывает данные изображения. Компьютер 3 с программным обеспечением видеопредставления используется для определения на шаге 4 ориентации продукта, определения на шаге 5 характеристик продукта (например, идентификации одного или нескольких представляющих интерес участков в данных изображения, определения цветов пикселей на представляющем(-их) интерес участке(-ах) и т.д.) и измерения на шаге 6 характеристик продукта, например, определения числа цветов пикселей на представляющем(-их) интерес участке(-ах). Выходные данные программного обеспечения видеопредставления, т.е. измеренные характеристики продукта, затем сопоставляются со справочной таблицей с целью определения количества мяса в туше, соответствующего цветам и числу пикселей. Затем на шаге 8 сопоставленные выходные данные компьютера обеспечивает вес мяса, соответствующий характеристикам продукта, определенным на основании данных изображения.

На фиг. 2 показана блок-схема альтернативного способа 20. Пронумерованные блоки блок-схемы могут именоваться шагами способа. Некоторые из пронумерованных блоков блок-схемы могут альтернативно именоваться оборудованием. Блок-схема, показанная на фиг. 2, содержит следующую базовую последовательность операций:

первый шаг 22: создание уравнения путем сопоставления числа пикселей с весом мяса;

второй шаг 24: формирование, по меньшей мере, одного изображения зачищенной туши животного с целью автоматической оценки количества мяса, которое осталось в ней;

третий шаг 26: обнаружение, по меньшей мере, одного представляющего интерес участка (ПИУ) изображения(-й), сформированного на первом шаге;

четвертый шаг 28: подсчет числа пикселей в пределах области значений на ПИУ;

пятый шаг 30: обработка подсчитанного числа пикселей с использованием уравнения с целью определения количества мяса, которое осталось в туше.

Второй шаг 24, т.е. формирование, по меньшей мере, одного изображения зачищенной туши животного, может инициировать посредством ручного приведения в действие камеры, что позволяет избегать необходимости автоматического приведения в действие камеры. Однако камера приводится в действие предпочтительно автоматически путем: (i) использования датчика 32, чтобы определять, когда туша находится в положении для получения изображения, применимого для автоматического определения количества мяса, которое осталось в туше, при этом датчик 32, используется для выбора времени приведения в действие формирователя изображений (камеры) для формирования изображения зачищенной туши животного, когда зачищенная туша находится в положении для получения изображения, применимого для определения количества мяса, которое осталось в туше, во время перемещения туши по линии переработки, и/или (ii) использования устройства 34 ориентации туш для ориентации зачищенной туши до того, как она поступит в зону, в которой формируется изображение. Устройство 34 ориентации может быть объединено с датчиком 32, и при прохождении туши через устройство 34 ориентации его движение может быть приспособлено для регулирования времени включения камеры для захвата изображения зачищенной туши животного, когда она находится в положении (и имеет управляемую ориентацию) для получения изображения, применимого для определения количества мяса, которое осталось в туше, во время перемещения туши по линии переработки, или (iii) использования средства 36 непрерывного формирования изображений зачищенной туши камерой по мере продвижения туш по линии переработки, каждая из которых проходит через зону формирования изображения. При отсутствии средства 36 непрерывного формирования изображений для выбора времени формирования изображения на шаге 24 может использоваться только датчик 32, и/или устройство 34 ориентации туш может использоваться отдельно или в сочетании с датчиком 32 или со средством 36 непрерывного формирования изображений для выбора времени формирования изображения на шаге 24.

Использование средства 36 непрерывного формирования изображений устраняет необходимость использовать датчик 32 и/или устройство 34 ориентации для приведения в действие камеры для формирования изображения на шаге 24. Если непрерывное формирование изображений выполняется непрерывно с короткими интервалами (например, каждые 0,016 секунды или каждые 0,1 секунды, или каждые 0,2 секунды, или каждые 0,3 секунды, или каждые 0,5 секунды, или каждые 0,5 секунды, или каждые 0,6 секунды, или каждые 0,7 секунды, или каждые 0,8 секунды или каждые 0,9 секунды, или каждые 1,0 секунды, или каждые 1,5 секунды, или каждые 2 секунды, или каждые 3 секунды, или каждые 4 секунды, или каждые 5 секунд, или каждые 7 секунд, или каждые 10 секунд, или каждые 15 секунд, или каждые 20 секунд, или каждые 30 секунд, или каждые 60 секунд в зависимости от скорости движения зачищенной туши и размера поля зрения камеры), можно получать достаточно изображений каждой зачищенной туши, чтобы гарантировать, что, по меньшей мере, одно из изображений применимо для определения количество мяса, которое осталось в туше.

После формирования изображения, применимого для определения количества мяса, которое осталось в зачищенной туше (шаг 24), изображение обрабатывается с целью обнаружения, по меньшей мере, одного ПИУ (шаг 26). ПИУ является областью для оценки количества мяса, которое осталось в туше. ПИУ соответствует области туши, из которой удалено мясо. Количество мяса, которое осталось на ПИУ, обратно пропорционально качеству зачистки туши в этой области. Иными словами, чем больше мяса остается на ПИУ, тем ниже качество зачистки туши на ПИУ.

После обнаружения ПИУ (шаг 26) оценивают ПИУ путем подсчета числа пикселей (т.е. пикселей в пределах ПИУ), которые находятся в заданной области значений (шаг 28), т.е. в пределах от λ₁ до λ₂, где λ означает длину волны. Область значений может целиком находиться в видимом спектре или частично в видимом спектре и частично вне видимого спектра или полностью вне видимого спектра. Путем подсчета числа пикселей в пределах области значений получают подсчитанное число пикселей для ПИУ. Затем это подсчитанное число пикселей обрабатывается с целью определения количества мяса в ПИУ, которое осталось в туше (шаг 30).

Подсчету числа пикселей может способствовать использование замкнутого фильтра при обработке изображения перед подсчетом пикселей. Замкнутый фильтр исключает текстуру изображения, растягивает изображения с последующим размыванием и сокращает или полностью удаляет темные области изображения. Примером замкнутого фильтра является программное обеспечение Cognex Insight Explorer для обработки изображений. Было обнаружено, что использование замкнутого фильтра улучшает корреляцию между предсказуемостью оценки количества мяса, которое осталось в туше, и фактическим количеством мяса, которое осталось в туше.

Обработка подсчитанного числа пикселей выполняется путем создания уравнения (шаг 22), сопоставляющего (а) подсчитанное число пикселей в пределах области значений на ПИУ с (b) весом мяса на ПИУ, которое осталось в туше. Уравнение, сопоставляющее подсчитанное число пикселей на ПИУ с весом мяса на ПИУ, которое осталось в туше (шаг 22), создается с использованием "стандартов", т.е. зачищенных туш, для которых были сформированы изображения с обнаруженными ПИУ и подсчитанным числом пикселей в пределах, по меньшей мере, одной области значений, с последующим соскабливанием мяса на ПИУ и взвешиванием соскобленного мяса. Подсчитанное число пикселей сопоставлялось с весом мяса, которое осталось, посредством набора стандартов, используемых для создания уравнения путем сопоставления числа пикселей с весом мяса (шаг 22).

После того, как количество мяса (например, вес мяса) (шаг 30) определено путем обработки подсчитанного числа пикселей с использованием созданного уравнения (шаг 22), полученный результат может сохраняться в любом желаемом местоположении для последующего использования или, если это предпочтительно, представляться (т.е. "публиковаться") в одной или нескольких формах. Первой формой представления сведений является световой индикатор (шаг 38), в котором может использоваться множество источников света (например, размещенных и действующих по принципу светофора) различного цвета (например, красного для неприемлемо большого количества мяса, которое осталось, желтого для предельно допустимого количества мяса, которое осталось, и зеленого для небольшого количества мяса, которое осталось) или световой индикатор одного цвета с источниками света размещенными по вертикали таким образом, чтобы указывать уровень производительности, например, когда самый нижний источник света указывает большое количество мяса, которое осталось в туше (неприемлемую эффективность удаления мяса из туши), самый верхний источник света указывает небольшое количество мяса, которое осталось в туше (высокую эффективность удаления мяса из туши), а промежуточные источники света в соответствии с их положениями указывают относительные уровни промежуточной эффективности удаления мяса из туши.

Световой индикатор 38 может управляться контроллером 40. В контроллер 40 светового индикатора вводятся данные из устройства (например, компьютера), которое обрабатывает подсчитанное число пикселей путем применения сопоставляющего уравнения с целью определения количества мяса, которое осталось в туше. Наличие светового индикатора в поле зрения операторов, зачищающих туши на линии переработки, может обеспечить немедленную обратную связь по эффективности, которая может повышать эффективность зачистки.

Альтернативное (или дополнительное) средство представления может осуществляться путем передачи сигнала от компьютера, обрабатывающего подсчитанное число пикселей с целью определения количества мяса, которое осталось в туше (шаг 30), на монитор 44 в цехе, что делает доступной статистику, касающуюся количества мяса, которое осталось в туше, для рабочих и руководства цеха. Это представление также может повышать эффективность зачистки.

Световой индикатор 38 и/или контроллер 40 светового индикатора и/или монитор 40 в цехе могут отображать количество мяса, которое осталось в одной зачищенной туше, или общее количество мяса, которое осталось во множестве туш, или (шаг 42) среднее количество мясо, остающееся во множестве туш, например, в 30 тушах.

Способ предусматривает подсчет числа пикселей в пределах области значений на ПИУ (шаг 28). Однако способ может выполняться путем подсчета числа пикселей в пределах заданной области значений для нескольких ПИУ 46 или подсчета числа пикселей в пределах, по меньшей мере, в двух областей 48 значений для одного ПИУ или, по меньшей мере, для двух ПИУ. Если в каждый ПИУ, для которого подсчитано число пикселей, входят два или более ПИУ, ПИУ может отображать различные области одной и той же операции зачистки или различные операции зачистки. В качестве альтернативы, один ПИУ может отображать множество операций зачистки, выполненных одним оператором или группой операторов.

На фиг. 2 и в описании представлены следующие этапы способа:

22: создание уравнения путем сопоставления числа пикселей с весом мяса

24: формирование изображения (туши животного)

26: обнаружение, по меньшей мере, одного ПИУ на изображении

28: подсчет числа пикселей в пределах определенной области значений на ПИУ

30: обработка числа пикселей с целью определения количества мяса в туше с использованием уравнения

32: использование датчика с целью инициирования формирования изображения, когда туша находится в положении для оценки

34: использование устройства ориентации туш для установки туши в положение для оценки

36: использование средств непрерывного формирования изображений с целью

устранения необходимости в датчике

38: отображение результата на световом индикаторе

40: управление световым индикатором с помощью контроллера

42: усреднение количества мяса, которое осталось во множестве туш (например, в 30 тушах)

44: представление оставшегося количества мяса на цеховом мониторе

46: обнаружение, по меньшей мере, двух представляющих интерес участков,

48: подсчет числа пикселей в пределах нескольких областей значений.

Хотя некоторые из этапов способа считаются необходимыми, а другие этапы способа считаются опциональными/необязательными, предусмотрены следующие комбинации этапов способа:

Комбинация №1=22+24+26+28+30

Комбинация №2=22+24+26+28+30+32

Комбинация №3=22+24+26+28+30+34

Комбинация №4=22+24+26+28+30+32+34

Комбинация №5=22+24+26+28+30+32+34

Комбинация №6=22+24+26+28+30+34+36

Комбинация №7=22+24+26+28+30+38+40

Комбинация №8=22+24+26+28+30+42

Комбинация №9=22+24+26+28+30+44

Комбинация №10=22+24+26+28+30+42+44

Комбинация №11=22+24+26+28+30+38+40+42

Комбинация №12=22+24+26+28+30+38+40+42+44

Комбинация №12: сочетание комбинации №2+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №11: сочетание комбинации №2+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №12: сочетание комбинации №2+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №13: сочетание комбинации №2+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №14: сочетание комбинации №2+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №15: сочетание комбинации №2+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №16: сочетание комбинации №3+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №17: сочетание комбинации №3+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №18: сочетание комбинации №3+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №19: сочетание комбинации №3+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №20: сочетание комбинации №3+комбинация №И (без дубликатов)

Комбинация №21: сочетание комбинации №3+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №22: сочетание комбинации №4+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №23: сочетание комбинации №3+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №24: сочетание комбинации №3+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №25: сочетание комбинации №3+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №26: сочетание комбинации №3+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №27: сочетание комбинации №3+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №28: сочетание комбинации №4+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №29: комбинация №4+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №30: сочетание комбинации №4+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №31: сочетание комбинации №4+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №32: сочетание комбинации №4+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №33: сочетание комбинации №4+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №34: сочетание комбинации №5+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №35: сочетание комбинации №5+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №36: сочетание комбинации №5+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №37: сочетание комбинации №5+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №38: сочетание комбинации №5+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №39: сочетание комбинации №5+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №40: сочетание комбинации №6+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №41: сочетание комбинации №6+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №42: сочетание комбинации №6+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №43: сочетание комбинации №6+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №44: сочетание комбинации №6+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №45: сочетание комбинации №6+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинация №46: сочетание комбинации №7+комбинация №7 (без дубликатов)

Комбинация №47: сочетание комбинации №7+комбинация №8 (без дубликатов)

Комбинация №48: сочетание комбинации №7+комбинация №9 (без дубликатов)

Комбинация №49: сочетание комбинации №7+комбинация №10 (без дубликатов)

Комбинация №50: сочетание комбинации №7+комбинация №11 (без дубликатов)

Комбинация №51: сочетание комбинации №7+комбинация №12 (без дубликатов)

Комбинации №№52-102: любая из комбинаций №№1-51+№46 (без дубликатов)

Комбинации №№103-204: любая из комбинаций №№1-102+№48 (без дубликатов).

Фиг. 3А показан схематический вид сверху части линии 49 переработки кур с множеством зачищенных куриных тушек 50, установленных на соответствующем множестве конусов 52. В некоторых вариантах осуществления конусы способны поворачиваться относительно вала, на котором они установлены, в результате чего тушка и конус могут поворачиваться вместе. В других вариантах осуществления конусы не могут поворачиваться, а тушка может поворачиваться относительно конуса. [Смотри фиг. 5, на которой показан вид сбоку конуса 52 на линии переработки кур.] Конусы 52 имеют расположенную вертикально продольную ось, при этом меньший конец конуса 52 направлен вверх. Каждый из конусов 52 имеет опорную конструкцию (не показанную), прикрепленную к механизированному движущемуся конвейеру, который перемещается слева направо (смотри стрелки) на фиг. 3А. Конусы 52 с зачищенными куриными тушками 50 на них проходят через устройство 54 ориентации, содержащее два поворотных контактирующих с тушками ролика 56. Каждый контактирующий с тушками ролик 56 установлен на конце собственного поворотного рычага 57. Поворотные рычаги 57 поворачиваются относительно основания 60 посредством шарнирных пальцев 61, соединяющих поворотные рычаги 57 с основанием 60. Каждый контактирующий с тушками ролик 56 способен поворачиваться относительно поворотного рычага 57, на котором он установлен. Контактирующие с тушками ролики 56 на поворотных рычагах 57 смещены друг к другу с помощью подпружиненных поршней 58 (в качестве альтернативы, могут использоваться газовые или пневматические, или гидравлические поршни), каждый из которых установлен между неподвижным поршнем 62 и поворотным рычагом 57.

Как показано на фиг. 3А, когда конусы 52 с зачищенными куриными тушками 50 движутся слева направо, до прохождения через устройство 54 ориентации зачищенные тушки ориентированы более или менее произвольно относительно направления движения. Каждая зачищенная куриная тушка имеет выступающую радиально наружу грудную кость 64. В то время, как зачищенные куриные тушки 50 на конусах 52 приближаются к смещенным внутрь контактирующим с тушками роликам 56 ориентационного устройства 54, которые находятся относительно близко друг к другу (например, на расстоянии около 1-2 дюймов друг от друга), и контактируют с ними, более 95% времени участок грудной кости куриного тушки не будет находиться непосредственно в зазоре между контактирующими с тушками роликами 56. Когда куриная тушка проходит между роликами 56, ролики вынуждены раздвигаться под действием перемещающейся тушки 50, прикрепленной к конусу 52. Однако, когда выступающая грудная кость 64 контактирует с роликом 56, это заставляет тушку 50 (и конус 52, если конусы способны поворачиваться относительно своего вала) поворачиваться, в результате чего грудная кость 64 является последней частью тушки, которая должна пройти между роликами. Это проиллюстрировано на фиг. 3В, на которой куриная тушка 50 находится на последнем участке прохождения между роликами 56, т.е. грудная кость 64 ориентирована вверх по потоку. За счет этого поворота каждая тушка вращение ориентируется в положении боком, при этом каждая тушка 50 ориентирована одинаково.

На фиг. 3С показан перспективный вид устройства 54 ориентации, на котором проиллюстрировано основание 60, установленные на поршне несущие рычаги 62, поворотные рычаги 57, контактирующие с тушками ролики 56 и шарнирные пальцы 61. Устройство 54 ориентации установлено над линией с помощью опорных средств, которые не показаны. Контактирующие с тушками ролики 56 подвешены к свободным концам поворотных рычагов 57 с помощью подвесных валов 59, при этом ролики 56 способны поворачиваться относительно подвесных валов 59.

Ориентация грудной кости вверх по потоку, обеспечиваемая устройством 54 ориентации, позволяет камерам внутри каждого из камерных боксов 66 и 67, расположенных с каждой стороны линии переработки, формировать изображения, применимые для определения количества мяса, которое осталось в туше. Изображением, снятым камерой внутри камерного бокса 66, является изображение левой половины зачищенной тушки, а изображением, снятым камерой внутри камерного бокса 68, является изображение правой половины зачищенной тушки. Эти изображения половин зачищенной тушки 50 являются изображениями, наиболее приемлемыми для автоматического определения количества мяса, которое осталось в зачищенной тушке 50.

Как видно из ориентации зачищенных тушек 50 ниже по потоку относительно устройства 54 ориентации на фиг. 3А и фиг. 3В, все зачищенные тушки имеют одинаковую боковую ориентацию относительно камеры внутри каждого из камерных боксов 66 и 68. Время формирования изображений левой половины зачищенных тушек 50 камерой внутри камерного бокса 66 выбирается таким образом, чтобы тушка находилась по центру поля обзора 70 камеры внутри камерного бокса 66. Как показано на фиг. 3А, зачищенная куриная тушка 50 находится по центру поля обзора 70 камеры внутри камерного бокса 66, а конус 52, удерживающий следующую зачищенную куриную тушку 50 выше по потоку, находится по центру между контактирующими с тушками роликами 56. Выбор времени формирования изображения камерой внутри камерного бокса 66 может регулироваться датчиком (прерывающим луч, визуальным, механическим и т.д., не показанным), который определяет, когда зачищенная тушка 50 находится по центру поля обзора 70 камеры внутри камерного бокса 66. Таким же образом может использоваться датчик для выбора времени формирования изображения камерой внутри камерного бокса 68, которая формирует изображение правой половины зачищенной тушки 50, когда каркас 50 находится по центру поля 72 внутри камеры камерного бокса 68.

На фиг. 4 показан вид сбоку по линии сечения 4-4 на фиг. 3А. Как показано на фиг. 4, в камерном бокс 66 установлены камера 74 и источник 76 света, при этом объектив камеры 74 направлен на шарнирную дверь 80, которая может быть выполнена из поликарбоната или другого прозрачного материала. Камера 74 направлена на правую половину ориентированной зачищенной куриной тушки 52, установленной на конусе 50. Черный задник 78 служит фоном изображения, устраняющим любые фоновые изображения, влияющие на формирование изображения, применимого для определения количества мяса, которое осталось в тушке. Конус 52 опирается на стойку 77, при этом датчик 75 приводит в действие камеру 74 с целью формирования изображения, когда датчик 75 обнаруживает присутствие стойки 77.

На фиг. 5 проиллюстрирован перспективный вид части линии переработки куриных тушек 50. Линия переработки содержит конусы 52, опирающиеся на стержни 53, которые установлены на конвейере 51, который перемещает конусы по линии переработки.

На фиг. 6 схематически показана линия переработки индеек с тушками 82 индеек, которые установлены на неповоротных зажимах 84 (также называемых конусами), которые подвешены к подвесному подвижному конвейеру 86 на опорных стойках 88.

На фиг. 7 показан вид сверху зачищенной говяжьей шеи 90 на бесконечном ленточном конвейере 92. Зачищенная говяжья шея проходит непосредственно под камерой (не показанной) для формирования изображения зачищенной говяжьей шеи, которое применимо для автоматического определения количества мяса, которое осталось на части туши. Конвейерная лента служит фоном для формирования изображения.

На фиг. 8А показана зачищенная тушка самки индейки (FTC, обведенная пунктирной линией), установленная на конусе (С), который является конусом, типичным для многих производственных линий зачистки. На фиг. 8А показана площадь киля тушки самки (FK, обведенная одинарной линией), включенная как есть в целях сравнения в качестве представляющего интерес участка для анализа мяса, которое осталось в тушке, и площадь киля тушки самца (MK, обведенная двойной линией) в качестве проиллюстрированного представляющего интерес участка, несколько превышающая площадь киля тушки самки (FK) и несколько отличающаяся от площади киля тушки самки (FK) формой и расположением относительно конуса (С).

На фиг. 8В проиллюстрирована зачищенная тушка самки индейки (FTC, обведенная пунктирной линией), установленная на конусе (С), как показано на фиг. 8А. На фиг. 8В показана площадь лопатки тушки самки (FS, обведенная одинарной линией), включенная как есть в целях сравнения в качестве представляющего интерес участка для анализа мяса, которое осталось в тушке, и площадь лопатки тушки самца (MS, обведенная двойной линией) в качестве проиллюстрированного представляющего интерес участка, несколько превышающая площадь лопатки тушки самки (FS) и несколько отличающаяся от площади лопатки тушки самки (FS) формой и расположением (т.е. относительно конуса (С).

На фиг. 9 показан график данных общего посчитанного числа пикселей приблизительно 1050 зачищенных тушек индеек. Около 440 тушек считались тушками самцов (МС), поскольку размер их изображений соответствует установленному пороговому числу (ТРС) в 1000000 пикселей или превышает его, а около 610 тушек считались тушками самок (FC), поскольку их изображения содержат меньшее число пикселей, чем пороговое число в 1000000 пикселей. Все изображения сняты одной и той же камерой с одинакового расстояния. Таким образом, большее число пикселей соответствует большей тушке.

Автоматизированный способ определения количества мяса, которое осталось в туше животного, предполагает незначительную или нулевую субъективность в процессе измерения. Путем исключения человеческого фактора, программная система машинного зрения способна обеспечивать низкий разброс измерений и точное измерение количества мяса, которое осталось в туше животного.

Хотя изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления, подразумевается, что существуют модификации и разновидности изобретения, не выходящие за пределы существа и объема изобретения, что без труда поймут специалисты в данной области техники. Соответственно, такие модификации входят в объем приведенной далее формулы изобретения.

Группа изобретений относится к мясоперерабатывающей промышленности, а именно к автоматическому способу оценки количества мяса, которое осталось на зачищенной туше животного. Способ предусматривает генерирование данных изображения туши и обработку данных изображения в компьютере для вычисления количества мяса, которое осталось на туше. Способ может выполняться с использованием уравнения, созданного путем подсчета пикселей на представляющем интерес участке изображений множества эталонных зачищенных туш, с которых после этого соскабливается и взвешивается оставшееся мясо, для получения измерительных точек, используемых для создания уравнения, которое затем используется для расчета количества мяса, которое осталось на зачищенной туше, по мере ее продвижения по линии переработки. Обеспечивается возможность в режиме реального времени быстро и с высокой точностью определить количество мяса, оставшееся после зачистки на туше, не прерывая процесса обработки. 2 н. и 48 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Автоматический способ определения количества мяса, которое осталось на туше животного, включающий:

(A) формирование с помощью камеры данных изображения туши животного после удаления мяса по меньшей мере с ее части;

(B) передачу данных изображения от камеры на компьютер, оснащенный программой машинного зрения;

(C) обработку данных изображения с использованием программы машинного зрения для идентификации данных, касающихся мяса, которое осталось на туше животного; и

(D) определение, в частности, посредством расчета количества мяса, которое осталось на туше животного, на основании данных, идентифицированных как относящиеся к мясу, которое осталось на туше животного.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий сопоставление данных, относящихся к мясу, которое осталось на туше животного, со справочной таблицей для определения количества мяса, которое осталось на туше животного.

3. Способ по любому из пп. 1 и 2, дополнительно включающий обнаружение присутствия туши животного перед камерой до генерирования камерой данных изображения туши животного.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором обработка данных изображения включает определение ориентации туши животного относительно камеры.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором обработка данных изображения включает идентификацию характеристик туши, относящихся к мясу, которое осталось на туше животного.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором обработка данных изображения включает измерение характеристик туши, относящихся к мясу, которое осталось на туше.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором камера генерирует данные изображения, когда туша животного находится в движении.

8. Способ по любому из пп. 1-7, в котором камера генерирует данные одного или нескольких изображений туши животного.

9. Способ по любому из пп. 1-8, в котором данные изображения обрабатываются для обнаружения части данных изображения, соответствующих области туши животного, оцениваемой для определения мяса, которое осталось на туше.

10. Способ по п. 9, дополнительно включающий:

(i) идентификацию изображения туши животного как единого пятна;

(ii) определение числа пикселей изображения пятна;

(iii) идентификацию туши как туши самца, если число пикселей соответствует пороговому значению или превышает его, или как туши самки, если число пикселей является меньшим, чем пороговое значение.

11. Способ по п. 10, в котором оцениваемая область туши животного различается по меньшей мере частично в зависимости от того, является ли туша тушей самца или самки.

12. Способ по п. 11, в котором тушей является туша птицы, а оцениваемой областью является килевая область туши.

13. Способ по п. 11, в котором тушей является туша птицы, а оцениваемой областью является лопаточная область туши.

14. Способ по любому из пп. 1-13, в котором данные изображения обрабатываются путем подсчета числа пикселей, интенсивность цвета которых находится в пределах заданной области значений интенсивности цвета.

15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором данные изображения обрабатываются путем подсчета первого числа пикселей, интенсивность цвета которых находится в пределах первой области значений интенсивности цвета, и второго числа пикселей, интенсивность цвета которых находится в пределах второй области значений интенсивности цвета, при этом первая область значений интенсивности цвета не перекрывает вторую область значений интенсивности цвета.

16. Способ по любому из пп. 14 и 15, в котором заданная область значений интенсивности цвета установлена заранее и не зависит от генерируемых данных изображения.

17. Способ по любому из пп. 14 и 15, в котором заданная область значений интенсивности цвета зависит от генерируемых данных изображения.

18. Способ по п. 17, в котором заданная область значений интенсивности цвета определяется путем обработки данных изображения, генерируемых камерой.

19. Способ по любому из пп. 1-18, в котором тушей животного является объект, выбранный из группы, состоящей из говяжьей туши, свиной туши, овечьей туши, птичьей туши и рыбной туши.

20. Способ по любому из пп. 1-19, в котором тушей животного является туша индейки.

21. Способ по п. 20, в котором данные изображения обрабатываются для идентификации данных изображения, относящихся к мясу индейки, которое осталось на туше.

22. Способ по п. 20, в котором данные изображения, относящиеся к мясу индейки, которое осталось на туше, сопоставляются со справочной таблицей для определения количества мяса грудки, которое осталось на туше индейки.

23. Способ по любому из пп. 1-22, в котором данные изображения, генерированные на основании данных двумерного изображения, используются для определения трехмерной системы мер, соответствующей весу мяса, которое осталось на туше животного.

24. Способ по п. 23, в котором трехмерная система мер определяется на основании двумерного изображения путем обработки данных интенсивности цвета пикселей, соотносящихся с толщиной мяса, которое осталось на туше животного.

25. Способ по любому из пп. 1-24, в котором автоматический способ определения количества мяса, которое осталось на туше животного, выполняется на каждой туше из партии туш.

26. Способ по любому из пп. 1-25, в котором автоматический способ определения количества мяса, которое осталось на туше животного, обеспечивает измерение в реальном времени количества мяса, которое осталось на туше животного.

27. Автоматический способ определения количества мяса, которое осталось на туше животного, включающий:

(A) формирование множества эталонных изображений множества зачищенных эталонных туш, обнаружение представляющего интерес участка на эталонном изображении и подсчет числа пикселей в пределах области значений на каждом представляющем интерес участке для каждой из множества зачищенных эталонных туш с последующим определением веса мяса, которое осталось на каждой из эталонных туш;

(B) создание уравнения путем соотнесения числа пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось на туше, для каждой из эталонных туш;

(C) формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой для определения количества мяса, которое осталось на ней;

(D) обнаружение представляющего интерес участка изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши;

(E) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши; и

(F) обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши для определения количества мяса, которое осталось на автоматически оцениваемой зачищенной туше, путем использования уравнения, в котором число пикселей соотнесено с весом мяса, которое осталось на каждой из эталонных туш.

28. Способ по п. 27, дополнительно включающий:

(i) идентификацию изображения каждой туши животного как единого пятна;

(ii) определение числа пикселей изображения пятна;

(iii) идентификацию туши как туши самца, если число пикселей соответствует пороговому значению или превышает его, или как туши самки, если число пикселей является меньшим, чем пороговое значение.

29. Способ по п. 28, в котором представляющий интерес участок каждого изображения по меньшей мере частично зависит от того, является ли туша тушей самца или самки.

30. Способ по п. 29, в котором тушей является туша птицы, а представляющим интерес участком является килевая область туши.

31. Способ по п. 29, отличающийся тем, что тушей является туша птицы, а представляющим интерес участком является лопаточная область туши.

32. Способ по п. 27, в котором изображения зачищенных эталонных туш формируются исключительно на основании света, отраженного от зачищенных эталонных туш, а изображение автоматически оцениваемой зачищенной туши формируется исключительно на основании света, отраженного от автоматически оцениваемой зачищенной туши.

33. Способ по любому из пп. 27 и 32, дополнительно включающий обработку изображения фильтром, который выполняет по меньшей мере одну функцию, выбранную из группы, состоящей из (а) удаления текстуры изображения, (b) растягивания изображения с последующим размыванием и (с) сокращения или удаления темных областей изображения, при этом обработка изображения выполняется перед подсчетом числа пикселей на представляющем интерес участке.

34. Способ по любому из пп. 27-33, в котором формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой для определения количества мяса, которое осталось на ней, выполняется с помощью камеры, которая приводится в действие датчиком.

35. Способ по любому из пп. 27-34, дополнительно включающий отображение количества мяса, которое осталось на зачищенной туше, на световом индикаторе, управляемом контроллером.

36. Способ по любому из пп. 27-35, в котором все этапы, включающие:

(i) формирование изображения зачищенной туши, автоматически оцениваемой для определения количества мяса, которое осталось на ней,

(ii) обнаружение представляющей интерес области изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши,

(iii) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши и

(iv) обработку числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображении автоматически оцениваемой зачищенной туши для определения количества мяса, которое осталось на автоматически оцениваемой зачищенной туше, с использованием уравнения, соотносящего число пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось на каждой из эталонных туш,

выполняются на линии переработки туш, на которой автоматически оцениваемой зачищенной тушей является одна из партии автоматически оцениваемых зачищенных туш, при этом туши перемещаются по линии переработки туш без их удаления с линии переработки в процессе выполнения этапов (i), (ii), (iii) и (iv).

37. Способ по любому из пп. 27-36, дополнительно включающий отображение количества мяса, которое осталось на зачищенной туше, на мониторе внутри предприятия по переработке туш.

38. Способ по любому из пп. 27-37, который выполняется на множестве туш, для которых определяется количество оставшегося на них мяса и которые перемещаются по линии переработки туш, в результате чего многократно определяется количество мяса, которое осталось на множестве зачищенных туш, при этом многократно определенное количество мяса сохраняется и усредняется, и отображается среднее количество мяса, которое осталось на туше.

39. Способ по любому из пп. 27-38, в котором

(i) формирование изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши включает формирование первого изображения левой половины зачищенной туши и формирование второго изображения правой половины зачищенной туши;

(ii) обнаружение представляющего интерес участка изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши включает обнаружение первого представляющего интерес участка в левой половине автоматически оцениваемой зачищенной туши и обнаружение второго представляющего интерес участка в правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши;

(iii) подсчет числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке автоматически оцениваемой зачищенной туши включает подсчет числа пикселей на первом представляющем интерес участке изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши и подсчет числа пикселей на втором представляющем интерес участке изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши; и

(iv) обработка подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке изображения автоматически оцениваемой зачищенной туши для определения количества мяса, которое осталось на автоматически оцениваемой зачищенной туше, с использованием уравнения, соотносящего число пикселей в пределах области значений с весом мяса, которое осталось на каждой из эталонных туш, выполняется как для левой половины, так и для правой половины зачищенной туши.

40. Способ по п. 39, в котором формирование первого изображения левой половины зачищенной туши выполняется с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки туш, а формирование второго изображения правой половины зачищенной туши осуществляется с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки туш.

41. Способ по любому из пп. 27-40, в котором все зачищенные туши относятся к одному типу, выбранному из группы, состоящей из туши курицы, туши индейки, говяжьей туши, свиной туши и овечьей туши.

42. Способ по любому из пп. 27-40, который выполняется на линии переработки кур, содержащей множество зачищенных куриных тушек, для которых автоматически оценивается количество оставшегося на них мяса, при этом способ дополнительно включает:

использование множества автоматически оцениваемых зачищенных куриных тушек, каждая из которых установлена на конусной опоре и содержит выступающую грудину;

подачу каждой установленной на опоре автоматически оцениваемой зачищенной куриной туши через устройство ориентации туш, содержащее пару смещенных внутрь контактирующих с тушами элементов, которые позволяют проходить между ними установленным на опорах зачищенным куриным тушам таким образом, чтобы по меньшей мере 95 процентов зачищенных куриных туш были ориентированы грудиной вверх после прохождения через устройство ориентации;

формирование первого изображения левой половины зачищенной туши с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки кур, и формирование второго изображения правой половины зачищенной туши с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки кур;

обнаружение первого представляющего интерес участка первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш и обнаружение второго представляющего интерес участка второго изображения правой стороны каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш;

подсчет числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш и подсчет числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш; и

обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на представляющем интерес участке первого изображения левой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш для определения количества мяса, которое осталось на левой половине каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш, и обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш для определения количества мяса, которое осталось на правой половине каждой из автоматически оцениваемых зачищенных куриных туш.

43. Способ по п. 42, включающий:

приведение в действие первой камеры с помощью первого датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения первой камеры, и приведение в действие второй камеры с помощью второго датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения второй камеры;

определение количества мяса, которое осталось на зачищенной туше, для множества зачищенных туш и усреднение количества мяса для множества зачищенных туш для определения среднего количества мяса, которое осталось на тушах; и

отображение среднего количества мяса, которое осталось на тушах, на световом индикаторе и управление световым индикатором с помощью контроллера.

44. Способ по п. 43, в котором среднее количество мяса, которое осталось на тушах, также отображается на мониторе внутри предприятия по переработке туш.

45. Способ по любому из пп. 27-40, который выполняется на линии переработки индеек, содержащей множество зачищенных туш индейки, для которых автоматически оценивается количество оставшегося на них мяса, при этом способ дополнительно включает:

использование множества автоматически оцениваемых зачищенных туш индейки, каждая из которых содержит выступающую грудину и установлена на неповоротном зажиме и ориентирована грудиной в направлении выше или ниже по потоку движения линии таким образом, что правая половина каждой туши видна с одной стороны линии, а левая половина каждой туши видна с другой стороны линии;

формирование первого изображения левой половины зачищенной туши с помощью первой камеры, установленной на первой стороне линии переработки индейки, и формирование второго изображения правой половины зачищенной туши с помощью второй камеры, установленной на второй стороне линии переработки индеек;

обнаружение первого представляющего интерес участка первого изображения левой половины каждого автоматически оцениваемой зачищенной туши и обнаружение второго представляющего интерес участка второго изображения правой половины каждого автоматически оцениваемой зачищенной туши;

подсчет числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши и подсчет числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши; и

обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на первом представляющем интерес участке первого изображения левой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши для определения количества мяса, которое осталось на левой половине автоматически оцениваемой зачищенной туши, и обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на втором представляющем интерес участке второго изображения правой половины автоматически оцениваемой зачищенной туши для определения количества мяса, которое осталось на правой половине автоматически оцениваемой зачищенной туши.

46. Способ по п. 45, включающий:

приведение в действие первой камеры с помощью первого датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения первой камеры, и

приведение в действие второй камеры с помощью второго датчика, который определяет, когда зачищенная туша находится в поле зрения второй камеры;

определение количества мяса, которое осталось на зачищенной туше для множества зачищенных туш, и усреднение количества мяса для множества зачищенных туш для определения среднего количества мяса, которое осталось на тушах; и

отображение среднего количества мяса, которое осталось на тушах на световом индикаторе, и управление световым индикатором с помощью контроллера.

47. Способ по п. 46, в котором среднее количество мяса, которое осталось на тушах, также отображается на мониторе внутри предприятия по переработке туш.

48. Способ по любому из пп. 46 и 47, дополнительно включающий:

обнаружение по меньшей мере двух представляющих интерес участков по меньшей мере первого изображения и/или второго изображения;

подсчет числа пикселей в пределах области значений на каждом из двух представляющих интерес участков; и

обработку подсчитанного числа пикселей в пределах области значений на каждом из двух представляющих интерес участков для определения количества мяса, которое осталось на зачищенной туше.

49. Способ по любому из пп. 27-40, который выполняется на зачищенной туше, выбранной из группы, состоящей из говяжьей туши, свиной туши и овечьей туши, при этом зачищенная туша помещена на конвейер, а изображение формируется камерой, расположенной непосредственно над конвейером.

50. Способ по п. 49, в котором зачищенная туша выбрана из группы, состоящей из зачищенного остова шеи и зачищенного остова таза.