農産加工学演習Ⅰ

授業の特色
複雑で多様な自然現象および動植物を対象とし,その光学的特徴を基に画像入力装置の基本的構成を学び,画像解析を行う演習である。一部,PCならびにソフトウエアを用いて実際の果実の画像処理を行う。全て英語で講義されることも本授業の特色である。

授業の紹介
現代は,規格化された工業製品だけでなく,自然界の植物,動物をも計測したり,制御・生産する時代である.一方,近年の電気・電子技術等の発達により,高精度なTVカメラが安価に利用できるようになり,その応用範囲は拡大している。本授業では,不定形で多様な生物を対象としたマシンビジョンシステムの構成要素,構築方法などを演習の形式で学ぶ。これにより,自然界における画像計測に関わる用語,知識を幅広く身に着けること,動植物の成長,挙動に関連する特性およびルールが理解できること,画像計測装置の原理が理解できることを到達目標とする。具体的には,電磁波の基本的性質,X線,THzなどの特殊な電磁波の発生メカニズム,色の表現方法,マシンビジョンシステムの構成,動植物の光学的特性,イメージング技術の応用事例の紹介などを行った後,PCを用いた画像処理演習を行う。

講義詳細

年度
2008年度
開講部局名
農学研究科
使用言語
英語
教員/講師名
近藤 直(農学研究科 教授)
清水 浩(農学研究科 准教授)

シラバス

開講年度・開講期 2008 対象学生 大学院 1,2回生
教員
近藤 直(農学研究科 教授)
清水 浩(農学研究科 准教授)
授業の概要・目的
第1回 Electromagnetic wave properties and color coordinate systems (Munsell renotation, Chromaticity, L*a*b*, HSI)
第2回 Constitution of machine vision system, fundamentals on illumination, lighting devices (Halogen lamp, fluorescent lamp, incandescent lamp, LED, HID)
第3回 Lighting methods using dome, diffuser, and polarizing filter, halation on agricultural products and polarization
第4回 Various camera type (CCD and MOS, Interlace and non-interlace, area sensor and line sensor, VGA, XGA, SXGA, and UXGA, single CCD and three CCDs, camera lens)
第5回 Spectral reflectance of plants, animals, insects, soil, the most suitable wavelength band for discriminating plant parts
第6回 Machine vision applications (harvesting robot, stereo geometry, area based matching and feature based matching, 3-D imaging, fruit grading system, X-ray imaging, Fluorescent imaging, infrared imaging, texture analysis, multi-spectrum imaging, seedling production robots)
第7回 Practice of tomato fruit color analysis (Chromaticity and HSI color coordinate)
第8回 Practice of tomato fruit size and shape analysis (Area, Feret's diameter, Perimeter, Maximum length, breadth, equivalent circle diameter, complexity, circularity factor, occupancy, moment, deformation from gravity center, roundness, bend)
第9回 Practice of tomato fruit defect detection (Crack detection by edge detection operations, calculation among color component images)
第10回 Practice of spot detection of apple fruit (Application of Fourier transform and inverse Fourier transform)
第11回 Practice of extraction of object (Subtraction calculation between different color planes)
第12回 Practice of green pepper fruit detection (Extraction of object area using logical operators, detection of brown crack)
第13回 Practice of green pepper fruit detection (Extraction of object area using logical operators, detection of brown crack)

[各回の授業体制]
第1回から第6回までは講義と演習
第7回から第13回まではPCルーム(S-284)で演習
授業計画と内容
Lectures on optical instrumentation for agricultural products and practices using an image processing software are performed. All classes are held in English.

1. Overview of fundamental electromagnetic wave (light and electric wave) properties

2. Generating mechanisms of special electromagnetic waves, such as laser light and X-rays.

3. Introduction of applications to quality evaluation of agricultural products and to food inspection.

4. Practices of agricultural product measurements (color, size, shape, and defect) using an image-processing software (Room S-284)

Reports and attitude to each subject are evaluated synthetically. Handouts will be distributed, while reference book is introduced.
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