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Controlo de qualidade alimentar: imagens 2D, 3D e hiperespectrais

Infaimon18/11/2022
O controlo da qualidade alimentar consiste na implementação de diferentes técnicas e ferramentas do tipo físico, químico e outros que asseguram o cumprimento das normas esperadas. No setor alimentar, a inspeção de produtos desempenha um papel fundamental, uma vez que é necessário alcançar um nível ótimo de segurança, higiene e salubridade.
Na Infaimon trabalhamos em múltiplas soluções para aplicações do setor alimentar, assegurando a tecnologia mais adequada para cada caso específico.
O objetivo da aplicação que apresentaremos abaixo surge das necessidades de um cliente que é fornecedor de artigos de pastelaria com creme. O objetivo era assegurar o cumprimento das normas de qualidade do produto numa linha de produção. Para este efeito, foi proposta uma solução que divide a inspeção em duas partes: antes e depois da cozedura do produto.
Na primeira fase, antes da cozedura, é necessário controlar ou inspecionar os produtos de acordo com os seguintes critérios:
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Na segunda fase, após a cocção, considera-se necessário verificar a conformidade com os seguintes critérios:
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Tecnologias aplicadas nas diferentes fases de inspeção

Imagens 3D

A primeira técnica testada foi a triangulação a laser, com um sensor 3D tudo-em-um que permite o controlo de qualidade em linha, a leitura de produtos e a medição de caraterísticas de interesse para a tomada de decisão estratégica.

Esta solução foi escolhida por uma série de razões:
  • Os Gocators integram uma interface de utilizador gráfica intuitiva que permite a configuração de perfis e ferramentas de medição através de qualquer navegador, PC ou sistema operativo
  • Não é necessária a instalação de software adicional e a configuração é rápida e fácil
  • A integração é fácil porque comunica diretamente com as linhas de produção, minimizando os custos de engenharia e manutenção.
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Esta técnica permite identificar facilmente os defeitos mais significativos na forma, volume, enchimento e morfologia do bolo, bem como devolver a posição XY de cada bolo na segunda fase.
Numa segunda fase, com os bolos já cozidos, a massa muda de forma e cor e o recheio tem também uma grande variação em termos de padrões e tons de cor. Assim, para esta fase, recomendamos uma primeira análise com o sistema 3D que nos dá uma posição de cada bolo e os defeitos mais graves da forma e do recheio.

Depois, é feita uma nova captura com um sistema de cor linear 2D.

Imagens a cores 2D

Outra técnica utilizada foi a tecnologia a cores 2D com uma câmara matricial Genie Nano e uma câmara de área CMOS com Gigabit Ethernet, que combinam alta velocidade, um vasto intervalo de temperaturas e um extenso conjunto de funcionalidades.

Por outro lado, com a Aprendizagem Profunda é possível inspecionar os restantes defeitos, à exceção dos contaminantes superficiais.

Com a implementação desta tecnologia de aquisição de imagens a cores, os resultados foram os seguintes:

Produtos conformes:

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Produto não conforme:

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Para a inspeção de contaminantes, presença e nível correto de enchimento, massa rasgada e salpicos de recheio sobre a massa, recomenda-se uma combinação de algoritmos convencionais de análise de imagem com algoritmos de aprendizagem profunda.

Imagem hiperespectral

Outro teste realizado para a inspeção de contaminantes nos bolos foi com tecnologia hiperespectral. Esta técnica é uma forma não invasiva de identificar diferentes materiais ou definir as suas propriedades. Esta tecnologia tem a vantagem de fornecer informações qualitativas e quantitativas ao mesmo tempo através de imagens.

A tecnologia hiperespectral abstrai-se da cor dos objetos e “vê” a resposta espectral de cada um.

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Inspeção de alimentos com imagens hiperespectrais.
LFA

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