目前水果檢測(cè)分級(jí)一般採(cǎi)用人工篩選法，如何快速且準(zhǔn)確地對(duì)水果進(jìn)行檢測(cè)分級(jí)成為極待解決的問(wèn)題。本文敘述高雄檸檬供應(yīng)商與智慧檢測(cè)公司合作，引進(jìn)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，透過(guò)自動(dòng)化智慧系統(tǒng)撿選銷售本土自產(chǎn)黃檸檬，並且有效提升生產(chǎn)良率與效率。

炎炎夏日，來(lái)杯檸檬冰茶，暑氣全消。 每年夏天為檸檬盛產(chǎn)季節(jié)，而隨著農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)步，改良水果的品質(zhì)及產(chǎn)量也越來(lái)越穩(wěn)定。當(dāng)水果在進(jìn)入市場(chǎng)銷售前，通常要對(duì)水果的外部品質(zhì)，例如大小、形狀、顏色和表面瑕疵等進(jìn)行檢測(cè)分級(jí)。目前水果檢測(cè)分級(jí)一般採(cǎi)用人工篩選法，需要大量的勞動(dòng)人員，工作效率低，篩選結(jié)果判斷差別大，從而導(dǎo)致分級(jí)不嚴(yán)格，不準(zhǔn)確。因此，如何快速且準(zhǔn)確地對(duì)水果進(jìn)行檢測(cè)分級(jí)便成了極待解決的問(wèn)題。

高雄檸檬供應(yīng)商與智慧檢測(cè)公司合作，引進(jìn)機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)，並採(cǎi)用The Imaging Source兆鎂新 33U系列相機(jī)，結(jié)合重量篩選機(jī)，進(jìn)行外觀、 形狀及尺寸大小等檢測(cè)，撿選出適合的綠檸檬，將綠檸檬催熟至金黃色，透過(guò)自動(dòng)化智慧系統(tǒng)撿選，銷售本土自產(chǎn)黃檸檬，同時(shí)有效提升生產(chǎn)良率與效率。

圖一 : 檸檬供應(yīng)商與智慧檢測(cè)公司合作，採(cǎi)用The Imaging Source USB 工業(yè)相機(jī)，進(jìn)行檸檬外觀檢測(cè)及選別。（source：海波視智慧）

自行開(kāi)發(fā)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng) 大幅提升檢測(cè)品質(zhì)

供應(yīng)商一開(kāi)始雇用人力來(lái)挑選表面完好的檸檬，工作人員容易視覺(jué)疲勞，導(dǎo)致效率及準(zhǔn)確度下降，因而希望透過(guò)進(jìn)口國(guó)外檢測(cè)系統(tǒng)來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，然而國(guó)外機(jī)臺(tái)動(dòng)輒千萬(wàn)，不敷成本，最後經(jīng)當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)局媒合，找到海波視智慧科技，自行開(kāi)發(fā)視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)，利用光譜技術(shù)辨識(shí)，用於醫(yī)療檢測(cè)的系統(tǒng)也可以導(dǎo)入農(nóng)業(yè)選別檢測(cè)，更成功的為供應(yīng)商節(jié)省進(jìn)口儀器成本，大幅提升檢測(cè)品質(zhì)。

簡(jiǎn)便流暢又快速的檢測(cè)過(guò)程

結(jié)合既有的且佈署於輸送帶上的重量篩選機(jī)，檢測(cè)公司搭建擴(kuò)充視覺(jué)系統(tǒng)，在機(jī)器上設(shè)置The Imaging Source USB 彩色相機(jī)（DFK 33UX264）、光源及觸發(fā)器等，形成一個(gè)光譜及重量檢測(cè)站，當(dāng)一顆顆檸檬經(jīng)由輸送帶運(yùn)送至檢測(cè)站，感測(cè)器會(huì)立刻產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)通知相機(jī)捕捉每顆檸檬不同角度圖像，接著傳送圖像數(shù)據(jù)至後端自行開(kāi)發(fā)的AI軟體，比對(duì)預(yù)先鍵入表皮完好的檸檬，判斷經(jīng)過(guò)的檸檬為合格或不合格，即時(shí)輸出檢測(cè)訊息，將檸檬分類，運(yùn)送至不同的籃子內(nèi)。

圖二 : 輸送帶上的檸檬進(jìn)入檢測(cè)站，進(jìn)行外觀檢測(cè) 。（source：海波視智慧）

影像檢測(cè)過(guò)程

? 圖像分割：在相機(jī)採(cǎi)集每個(gè)檸檬的多幅圖像數(shù)據(jù)中，分別提取具有完整資訊的部分區(qū)域。

? 圖像融合運(yùn)算：分別將每個(gè)相機(jī)提取具有完整資訊的部分圖像融合為一幅圖像，以獲取完整水果表面的圖像。

檢測(cè)重點(diǎn)

? 檸檬形狀及尺寸：透過(guò)比對(duì)及測(cè)量方式檢查經(jīng)過(guò)檢測(cè)站的檸檬形狀及尺寸是否符合預(yù)設(shè)條件值，選出最適當(dāng)品項(xiàng)。

? 檸檬外觀：黃檸檬表皮比綠檸檬表皮更容易顯現(xiàn)瑕疵，因此必須在催熟前就先確保綠檸檬表面完好，智慧檢測(cè)系統(tǒng)能即時(shí)圈出檸檬表皮瑕疵部分，剔除不合格的檸檬。

圖三 : 相機(jī)捕捉到的圖像直接傳至後端軟體進(jìn)行瑕疵辨識(shí)，附圖框選為檸檬外觀瑕疵部分。（source：海波視智慧）

USB 高解析工業(yè)相機(jī)不受空間限制

近年來(lái)，在對(duì)水果檢測(cè)分級(jí)研究領(lǐng)域中，光譜檢測(cè)是一種有效的方法，如檢測(cè)水果的外觀缺陷，不僅可以得到水果表面的光譜資訊，還可以得到水果表面的圖像資訊。 而The Imaging Source堅(jiān)固耐用的工業(yè)相機(jī)，為檢測(cè)過(guò)程提供多項(xiàng)圖像數(shù)據(jù)，包括表面瑕疵、檸檬形狀及尺寸、測(cè)量數(shù)據(jù)，以及數(shù)位照片檔案留存等。

由於相機(jī)精巧外型能夠輕鬆地安裝於檢測(cè)輸送帶上，此外，USB 3 協(xié)定使相機(jī)能很容易地整合至現(xiàn)有系統(tǒng)。5百萬(wàn)像素高解析度能清晰的捕捉到整顆檸檬外觀，一秒鐘辨識(shí)2顆檸檬，為每顆檸檬拍下6張不同角度圖像，精準(zhǔn)捕捉到瑕疵部分。透過(guò)系統(tǒng)為檸檬編號(hào)，精準(zhǔn)數(shù)據(jù)可作為日後系統(tǒng)化複檢的依據(jù)。

圖四 : The Imaging Source USB 3標(biāo)準(zhǔn)介面使相機(jī)能夠很容易地整合至現(xiàn)有系統(tǒng)。（source：兆鎂新）

成效

附掛式機(jī)器視覺(jué)選別機(jī)組可以直接與既有選別機(jī)結(jié)合（重量篩選機(jī)），降低建置成本，能夠有效解決原本由人力篩選外觀所產(chǎn)生的視覺(jué)疲勞及篩選品質(zhì)不一致的問(wèn)題。目前經(jīng)由機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)輔助檸檬選別，每小時(shí)1人就能處理800公斤，相對(duì)於過(guò)去需3個(gè)人工作業(yè)、每小時(shí)僅處理400公斤，效率提高6倍；機(jī)器視覺(jué)系統(tǒng)挑選準(zhǔn)確率達(dá)九成，與人工作業(yè)相同，未來(lái)待模型更新後，能夠改進(jìn)檢測(cè)技術(shù)，預(yù)估還可提高至九成五。

在農(nóng)產(chǎn)品選別上，智慧檢測(cè)公司經(jīng)理表示：「藉由成功導(dǎo)入自動(dòng)化視覺(jué)檢測(cè)，能夠減輕人員作業(yè)負(fù)擔(dān)及量化、標(biāo)準(zhǔn)化物料篩選標(biāo)準(zhǔn)。」

未來(lái)展望

目前農(nóng)業(yè)自動(dòng)化外觀檢測(cè)仍少有廠商投入，但隨著人力日漸缺乏，需求日增，農(nóng)產(chǎn)品管理及效率思維提升，越來(lái)越多農(nóng)業(yè)缺工議題及農(nóng)產(chǎn)品管思維提升，適應(yīng)於各式農(nóng)產(chǎn)品的機(jī)器視覺(jué)導(dǎo)入，未來(lái)在智慧農(nóng)業(yè)上將有極大的發(fā)展空間。

**刊頭圖（source：global-imi）