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画像分光法(UV〜NIR)による果菜類の品質・鮮度(一部安全)検査システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 15380175
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業環境工学
研究機関宮崎大学

研究代表者

永田 雅輝  宮崎大学, 農学部, 教授 (80041002)

研究分担者 槐島 芳徳 (椀島 芳徳)  宮崎大学, 農学部, 助教授 (10253808)
川末 紀功仁  宮崎大学, 工学部, 助教授 (20214645)
日吉 健二  宮崎大学, 農学部, 助手 (20325731)
研究期間 (年度) 2003 – 2005
研究課題ステータス 完了 (2005年度)
配分額 *注記
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
2005年度: 2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2004年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2003年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
キーワードハイパースペクトルイメージ / 分光画像 / イチゴ / 品質検査 / 糖度予測 / 果実硬度 / 近赤外分光法 / 非破壊検査 / 品質判定 / 品質検査システム / 青果物 / NIR / VIS / 分光波長
研究概要

近年,農産物の品質や安全性に対する消費者の要求が高く,収穫や選果段階での品質検査が重要な課題になってきている。特に,外観からは判断できない内部の品質検査が重要であり,高度化・多様化する消費者ニーズに応えるために,より精度の高い検査が求められる。
本研究は,これまでのVISに加えてUVやNIR領域でのハイパースペクトルイメージングによる分光画像法を用いて果実の内部情報である熟度,糖度,硬度等を検査する品質評価技術を明らかにするものである。特にイチゴ,トマトを対象に次の研究成果を得た。
1.イチゴの場合
1)VIR分光画像によるイチゴの糖度予測を試みた。高感度冷却CCDカメラに可変液晶フィルターを取り付け450〜650nmの範囲を2nm間隔に連続的に撮影した。取得した画像はピクセルごとに,輝度値から吸光度へ変換した。次に吸光度二次微分値を求めて,1波長〜5波長の検量線を作成した。その結果,5波長(510,650,644,626,598)による予測は,r=0.784,SEC=0.364の高い精度が得られた。
2)近赤外分光画像によるイチゴの糖度および硬度の予測を検討した。本実験では650〜1000nmの範囲を5nm間隔に連続的に撮影し,同様な波長の検量線を作成した。その結果,3波長による硬度の予測は5-10分着色果でr=0.786,SEC=0.350,5波長による糖度の予測は,7〜10分着色果でr=0.870,SEC=0.530の高い精度を得た。
2.トマトの場合
近赤外分光画像によるトマトの糖度予測を行った。本研究では650〜1100nmの範囲を10nm間隔に連続的に撮影し,同様な波長の検量線の作成を行った。5波長による着色度合毎の予測結果は,10分着色果でr=0.939,SEC=0.094の高い精度を得た。
以上より,ハイパースペクトルイメージングによる分光画像法は非破壊による果実の内部情報の品質評価検査に有効な技術であることが示唆できた。
研究成果は,権威あるアメリカ農業工学会から2004年と2005年の2年連続でEIT部門賞を受賞した。今後は,本成果を他の品目の農産物に応用していきたい。

報告書

(4件)
  • 2005 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2006 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (17件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] Bruise Detection Using NIR Hyperspectral Imaging for Strawberry (Fragaria x ananassa Duch.).2006

    • 著者名/発表者名
      Masateru Nagata, Jasper G.Tallada, Taiichi Kobayashi
    • 雑誌名

      Environment Control in Biology 44・2(印刷中)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Bruise Detection Using NIR Hyperspectral Imaging for Strawberry (Fragaria x ananassa Duch.).2006

    • 著者名/発表者名
      Masateru Nagata, Jasper G.Tallada, Taiichi Kobayashi
    • 雑誌名

      Environment Control in Biology 44・2(printing)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NIR Hyperspectral Imaging for Measurement of Internal Quality in Strawberries.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, J.Tallada, T.Kobayashi, H.Toyoda
    • 雑誌名

      Proceedings of ASAE, Annual International Meeting, Tampa, USA.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 近赤外分光法による温州ミカン (Citrus unshiu) の糖度計測法に関する基礎的研究2005

    • 著者名/発表者名
      小林太一, ジャスパ タラダ, 永田雅輝
    • 雑誌名

      宮崎大学農学部研究報告 51・1-2

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NIR Hyperspectral Imaging for Measurement of Internal Quality in Strawberries.2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, J.Tallada, T.Kobayashi, H.Toyoda
    • 雑誌名

      Proceedings of ASAE, Annual International Meeting, Tampa, USA. No.053131

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Basic Study on Measurement of Sugar content for Critrus unshu fruit using NIR Spectrophotometer.2005

    • 著者名/発表者名
      T.Kobayashi, M.Nagata, J.Tallada
    • 雑誌名

      Bulletin of the Faculty of Agriculture, University of Miyazaki 51(1-2)

      ページ: 1-8

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] NIR Hyperspectral Imaging for Measurement of Internal Quality in Strawberries2005

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, J.Tallada, T.Kobayashi, H.Toyoda
    • 雑誌名

      Proceedings of ASAE, Annual International Meeting, Tampa, USA Paper No.053131

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 近赤外分光法によるウンシュウミカンの糖度計測法に関する基礎的研究2005

    • 著者名/発表者名
      小林太一, ジャスパ タラダ, 永田雅輝
    • 雑誌名

      宮崎大学農学部研究報告 51(1・2)

      ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 液晶フィルターを用いた近赤外分光画像によるトマトの糖度予測について2004

    • 著者名/発表者名
      永田雅輝, 小林太一, ジャスパ タラダ, 豊田寛
    • 雑誌名

      農業機械学会九州支部誌 53

      ページ: 11-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Predicting Maturity Quality Parameters of Strawberries Using Hyperspectral Imaging.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, J.Tallada, T.Kobayashi, Y.Cui, Y.Gejima
    • 雑誌名

      Proceedings of ASAE, Annual International Meeting, Ottawa, Canada

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] 液晶フィルターを用いた分光画像による青果物の品質検査の試み2004

    • 著者名/発表者名
      永田雅輝, 小林太一, 槐島芳徳, M.アムリ, 後藤有美子, 戸次里枝
    • 雑誌名

      宮崎大学農学部研究報告 50・1-2

      ページ: 57-64

    • NAID

      110004634124

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Trial Study on Non-destructive Prediction of Sugar Content of Tomatoes by NIR Spectral Imaging using Liquid Crystal Tunable Filter.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, T.Kobayashi, J.Tallada, H.Toyoda
    • 雑誌名

      Journal of Kyushu Branch, JASAM 53

      ページ: 11-15

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Predicting Maturity Quality Parameters of Strawberries Using Hyperspectral Imaging.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, J.Tallada, T.Kobayashi, Y.Cui, Y.Gejima
    • 雑誌名

      Proceedings of ASAE, Annual International Meeting, Ottawa, Canada No.043033

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Basic Study for Trial on Quality Estimation and Test for Fish Fruit and Vegetables from Spectral Image Using Tunable Imaging filter.2004

    • 著者名/発表者名
      M.Nagata, T.Kobayashi, Y.Gejima, M.Amuri, Y.Goto, R.Hetsugi
    • 雑誌名

      Bulletin of the Faculty of Agriculture, University of Miyazaki 50(1-2)

      ページ: 57-64

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2005 研究成果報告書概要
  • [雑誌論文] Predicting Maturity Quality Parameters of Strawberries Using Hyperspectral Imaging2004

    • 著者名/発表者名
      Masateru NAGATA, Jasper G.Tallada他
    • 雑誌名

      Proceeding of the American Society of Agricultural Engineers Paper No.043033

      ページ: 1-11

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 液晶フィルターを用いた近赤外分光画像によるトマトの糖度予測の試み2004

    • 著者名/発表者名
      永田雅輝, 小林太一, ジャスパー タラダ, 豊田 寛
    • 雑誌名

      農業機械学会九州支部誌 第53号

      ページ: 11-15

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] スペクトロフォトメーターによる分光反射強度からのイチゴ果実の糖度予測について2004

    • 著者名/発表者名
      小林太一, ジャスパ タラダ, 豊田 寛, 永田雅輝
    • 雑誌名

      農業機械学会講演要旨 第63回

      ページ: 181-182

    • NAID

      130004369535

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Muhammad A., Nagata, M.他: "Color analysis of Carrots and Lemons Using Spectrophotometer"宮崎大学農学部研究報告. 50巻1・2号. 49-55 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 永田雅輝, 小林太一 他: "液晶フィルターを用いた分光画像による青果物の品質検査の試み"宮崎大学農学部研究報告. 50巻1・2号. 57-64 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nagata, M., JasperT.他: "Estimation of Tomato Ripening Stages Using Three Color Models"宮崎大学農学部研究報告. 50巻1・2号. 65-71 (2004)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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