다분광 형광 영상을 이용한 가공 채소류 측 이물질 검출시스템 및 검출방법

출원번호 : 10-2019-0023796 (출원일: 2019-02-28)

등록번호 : 10-2205445 (등록일: 2021-01-14)

특허권자 : 충남대학교산학협력단

요약 : 본 발명은 다분광 형광 영상을 이용한 채소류 측 이물질 검출시스템 및 검출방법에 관한 것으로서, 다분광 형광 영상을 이용한 채소류 측 이물질 검출시스템은 검사대상물인 채소류에 대해 라인 스캔이 가능하도록 라인 이송하기 위한 검출대상물 이송부; 상기 검출대상물 이송부를 통해 이송되는 채소류에 조명을 조사하여 형광반응을 유도하기 위한 것으로서, 광량 조절이 가능하도록 구비된 광원부; 상기 광원부에서 조사되는 광을 이용하여 채소류를 촬영하되, 검출대상물인 채소류로부터 이물질 검출여부를 위해 형광물질이 존재하는지를 촬영하여 스펙트럼 이미지를 획득하기 위한 촬영부; 상기 촬영부에서 촬영된 채소류의 스펙트럼 이미지에 대해 이물질 검출효율을 높이기 위하여 이진화 처리 및 이미지 프로세싱 처리하기 위한 영상처리부;를 포함하며, 상기 영상처리부에서는 상기 촬영부로부터 입수된 촬영 영상의 스펙트럼 이미지에 4가지 특수 파장대역의 조합을 더하여 흑백의 이진화 영상으로 처리 및 이진화 영상으로부터 노이즈를 제거하는 이미지 프로세싱을 수행하는 과정을 통해 검사대상물인 채소류로부터 이물질을 선별하여 검출할 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 한다. 또한, 본 발명의 다분광 형광 영상을 이용한 채소류 측 이물질 검출방법은 (a) Violet LED 조명을 이용하여 가공 채소류 측에 광을 조사하는 단계; (b) 상기 Violet LED를 통해 광이 조사된 상태의 가공 채소류로부터 EMCCD(electron multiplying chargecoupled device) 카메라를 이용한 촬영을 통해 400~700nm 파장대역의 초분광 형광 영상에 의한 스펙트럼 이미지를 획득하는 단계; (c) 상기 EMCCD 카메라로 촬영하여 획득한 스펙트럼 이미지에 대해 분산분석(ANOVA; Analysis of variance) 방식에 의한 통계분석 처리를 통해 가공 채소류로부터 플라스틱을 포함한 이물질의 선별 정확도를 높이기 위한 최적 파장대역을 선정하는 단계; (d) 상기 분산분석(ANOVA; Analysis of variance)을 통해 선정된 최적 파장대역의 조합을 더하여 흑백의 이진화 영상으로 처리한 후, 상기 이진화 영상으로부터 노이즈를 제거하는 이미지 프로세싱을 수행하는 단계;를 포함하여 검사대상물인 가공 채소류로부터 플라스틱을 포함한 이물질을 선별하여 검출하는 것을 특징으로 한다.

대표청구항 : (a) Violet LED 조명을 이용하여 가공 채소류 측에 광을 조사하는 단계;(b) 상기 Violet LED를 통해 광이 조사된 상태의 가공 채소류로부터 EMCCD(electron multiplying chargecoupled device) 카메라를 이용한 촬영을 통해 400~700nm 파장대역의 초분광 형광 영상에 의한 스펙트럼 이미지를 획득하는 단계;(c) 상기 EMCCD 카메라로 촬영하여 획득한 스펙트럼 이미지에 대해 분산분석(ANOVA; Analysis of variance) 방식에 의한 통계분석 처리를 통해 가공 채소류로부터 플라스틱을 포함한 이물질의 선별 정확도를 높이기 위한 최적 파장대역을 선정하는 단계;(d) 상기 분산분석(ANOVA; Analysis of variance)을 통해 선정된 최적 파장대역의 조합을 더하여 흑백의 이진화 영상으로 처리한 후, 상기 이진화 영상으로부터 노이즈를 제거하는 이미지 프로세싱을 수행하는 단계; 를 포함하여 검사대상물인 가공 채소류로부터 플라스틱을 포함한 이물질을 선별하여 검출하되, 상기 (a)단계에서는,상기 Violet LED에 대해 10W LED 8개 이상으로 구성하여 광원을 조사하되, 450nm Longpass filter를 구비하여 가공 채소류 측으로 광을 조사하고, 상기 (c)단계에서는,상기 분산분석(ANOVA; Analysis of variance)에 있어 독립변수가 1개이며 독립변수 내의 집단이 2개 이상인 경우에 사용되는 One way ANOVA 방식으로 4가지 최적 파장대역을 선정하되, 상기 4가지 최적 파장대역은 425nm, 440nm, 602nm, 664nm 파장이고, 상기 (d)단계에서는,상기 파장 중 425nm, 440nm, 602nm 파장대역의 3가지 이진화 영상과 440nm/664nm으로 조합된 파장대역의 1가지 이진화 영상을 더하는 이미지 조합으로 처리된 최종 흑백의 이진화 영상에서 120픽셀 이하의 흰색 이진값에 해당하는 점의 형태를 갖는 작은 크기를 제거하는 이미지 프로세싱을 통해 노이즈를 제거함으로써 검사대상물인 가공 채소류로부터 플라스틱을 포함한 이물질의 선별력을 높일 수 있도록 처리하는 것을 특징으로 하는 다분광 형광 영상을 이용한 가공 채소류 측 이물질 검출방법.

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