牛枝肉横断面の画像解析技術とその応用

概要

牛枝肉横断面の画像解析技術とその応用
著者
雑誌名
巻
号
ページ
発行年
URL

口田 圭吾
食肉の科学
58
2
145-149
2017
http://id.nii.ac.jp/1588/00004597/

食肉の科学 V
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【解説】

午枝肉横断面の画像解析技術とその応用
口田圭吾
帯広畜産大学

教授，一般社団法人ミート・イメージ

ジャパン

副理事長

キーワード：画像解析，新細かさ指数，脂肪交雑

牛枝肉横断面に対する画像解析と写真による脂肪交雑

ため，様々な画像解析形質を正確に得ることができる。

基準

脂肪交雑に関する画像解析技術も，ロース芯内の脂肪

1988年 4月に牛枝肉取引規格は総合評価式から歩

面積割合だけでなく，霜降りのあらさや細かさといった

留等級と肉質等級による分離評価方式の規格に改正さ

脂肪交雑の形状，詳細な肉色，脂肪色なども計測可能

れシリコン樹脂でできた畜試式模型における牛脂肪交

とする装置である。ミラー型撮影装置は， 2005年に開

雑基準（BeefM
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）をベース

発されて以降，国内に 1
5台，海外に 1
0台以上の販売

とした脂肪交雑の判定が開始された。当時の技術では
シリコン模型に小ザシを入れることができなかったた

実績があり，脂肪交雑を正確に評価するためのスタン
ダードなデ〉てイスとなっている O

め
， 2008年に各 BMSナンバーごとに参照用写真を作

われわれの研究室ではミラー型撮影装置を地元の枝

成し， 2014年には脂肪面積割合や小ザシの程度を数
値化した新細かさ指数 を等差的に配置するなど改良を

肉市場などの機会に利用し，これまでに数万頭の枝肉
横断面画像を撮影してきた。蓄積されたデータをフノレに

行った参照用写真を作成し，現在に至っている O BMS

使い，画像解析形質を用いた BMSナンバー判定に関

ナンバーが脂肪面積割合と新細かさ指数との組み合わ
せにより評価可能であることについては，筆者と日本食

2
.
0

肉格付協会により知財化され， 2016年に特許が成立し

1
.
5
1
.
0

た（特許第 6032640号）。また，新細かさ指数は，人
聞が感じる脂肪交雑の小ザ、
シの程度を精度良く評価可
能な数値である。
小ザシは重要な和牛の特質であると考えられている
が，格付明細をベースに改良を行っている上で、
は，小ザ
シの改良は不可能である。図 1はロース芯内脂肪交雑

垣

（口）指肪交雑量の遺伝的趨勢
（
・）小ザシの遺伝的趨勢

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5

の面積割合と新細かさ指数がどのように遺伝的に改良
されているかを示したものであるが I) BMSナンバーを

1970

ベースに改良を行っている現状においては，小ザシより

1980
1990
種牛誕生年

2000

図 1 種牛の誕生年ごとの改良スピードの推移

も霜降りの量の改良のペースが速いことが確認できた。
すなわち，現在のように BMSナンバーを規準とした改
良を行っていくと，霜降りの形状が粗くなってしまうこと
を示しており，ロース芯の高精細画像の収集とその育種
改良への活用が求められている。
われわれの最近の研究成果は，旧北海道立工業試
験場，早坂理工株式会社（本社：札幌市）との共同研
究により開発されたミラー型牛枝肉横断面撮影装置
（以下，ミラー型撮影装置）の寄与が大きい（図 2）。こ
の装置は，撮影距離，撮影角度，撮影照明を一定に制
御された枝肉横断面の高精細画像を撮影可能である

図 2 ミラー型牛枝肉横断面撮影装置と得られた高精細デジ
タノレ画像

一 1
4
5-

食 肉の 科 学 V
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l
.
5
8 No.
2(
2
0
1
7
)

する研究，細かい脂肪交雑粒子（いわゆる小ザシ）が
枝肉単価に与える影響に関する研究，小ザシとアラザ
シをしゃぶしゃぶで、食したときの食味特性の違いなど数

均値を推定 BMSN
o
.とした。
図 3に推定 BMSNo.のマトリックスを示した。脂肪
面積割合が同等の場合，新細かさ指数（NewF
i
n
e
n
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多くの研究がなされてきた。ここでは，特徴的な研究成

I
n
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x
:NFI）が高くなるにつれて BMSNo.が高く評価さ
れる傾向が認められた。たとえば，脂肪面積割合が
55%の場合， NFIが 6
7以下の場合 BMS6,NFIが 67
∼76の 場 合 BMS7,NFIが 76∼96の 場 合 BMS8,
NFIが 9
6以上の場合 BMS9と判定されている例が多
いことが確認される。もちろん，ロース芯内に脂肪交雑
がどのように分布しているかなどの評価項目はあるが，
脂肪面積割合と新細かさ指数との組み合わせにより，
かなりの精度で BMSナンバーを評価可能となってきた。
果を示す。

画像解析による BMSナンバー判定に関する研究

2
0
0
5年から 2015年までに北海道内の枝肉市場に上
場された黒毛和種 2
3
,
9
1
4頭の格付による BMSナン
バーおよび画像解析形質から脂肪面積割合と新細かさ

指数を材料とした。横軸に脂肪面積割合，縦軸に新細
かさ指数を設定したマトリックスを作成し，それらの組合
せにおいて個体数が 5頭以上存在する BMSNo.の平

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特

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図 3 脂肪面積割合と新細かさ指数の組み合わせを利用した BMS判定の試み

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6-

高い
一
一
￥

脂肪面積割合
全
一
一

低い

説

解

u

牛枝肉横断面の画像解析技術とその応用
脂肪交雑の形状と枝肉単価との関連性
新細かさ指数を用いて脂肪交雑形状，特に細かい小
ザシが枝肉単価に及ぼす影響を調査することを目的と
した。材料牛は 2005年から 2013年に屠畜された黒毛
和 種 去 勢 牛 （n=12,754） お よ び 交 雑 種 去 勢 牛
(n=4,620）である。各品種で BMSNo.ごとに新細かさ
指数の平均値を算出し， BMSNo.ごとに 0.5標準偏差
を基準に 3段階（小ザシが少ない，普通，多い）に分
類し，それぞれの平均枝肉単価を求めた。黒毛和種と
交雑種の新細かさ指数の平均はそれぞれ 76.8±10.7,
61.7±10.2であり，黒毛和種の方が有意に高かった
(P<0.01）。表 1に示すように，各 BMSNo.において「小
ザシが多い（＋）」の平均枝肉単価がおおむね高く，＋
とーの平均枝肉単価の差は，黒毛和種で 20円（BMS
No.IO）から 198円（ BMSNo.2），交雑種で 58円（BMS
No.6）から 128円（BMSNo.4）の範囲で、
あった 2）
。

脂肪交雑の形状が食味特性に及ぼす影響
黒毛和種の脂肪交雑の小ザ、シと食味官能評価との
関係性を調査するために， 29頭の黒毛和種去勢牛の
中から， A4等級（BMS6または 7）で，脂肪交雑形状
に違いがある 4頭を選び供試牛とした。このとき， 2頭
はアラザシを特徴とし残りの 2頭は小ザシを特徴とした
ものであった。半冷凍状態のサーロインを Imm厚でス
ライスし， 10mm間隔でスライス肉の撮影を行った。筋
間脂肪を含まない直径 6cmの肉片をしゃぶしゃぶとし
て供し，食味官能検査を行った の
。 サーロインにおける
脂肪面積割合および新細かさ指数の平均値は小ザシ
を特徴とした 2頭で 46.96%および 158.93，アラザシを
特徴とした 2頭で 48.29%および 127.77であった。小
ザシを特徴とする 2頭の食味スコアは，アラザシを特徴
とするものに比べ有意に高い（P<0.05）値であった（図
4
。
）

表 1 黒毛和種における新細かさ指数（NFI）レベルごとの枝肉単価および、 NFIレベノレ間の枝肉単価の差
BMSNo.

NFIレベノレ聞の枝肉単価の差

黒毛去勢
細かくない（

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← 食味スコア → 好ましい

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種雄牛

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パラ部厚
皮下脂肪厚
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あらさ指数
新細かさ指数
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あらさ指数
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.
1

図 4 脂肪交雑の形状がしゃぶしゃぶで、食したときの食味特性に及ぼす影響（A とD が小ザシ）

- 147 -

食肉の科学 V
o
l
.
5
8 No.
2(
2
0
1
7
)

解

説

狭い切開面の撮影を可能とする枝肉横断面撮影用カメ
ラの開発
ミラー型撮影装置は，胸椎を完全に切り離した図 2
のような枝肉にのみ対応したカメラであり，通常の狭い
切開面で取引される枝肉で、の取り扱いは不可能で、あっ

置内部の S
i
n
g
l
eBoardComputerが自動的にこれらの
処理を実施する。撮影されたロース芯画像はリアノレタイ
ムにサーバーに転送され，サーバー側で、ロース芯の自
動抽出，画像解析形質の算出を行う。現時点で，解析
結果の算出までの処理を 1
5秒以内 J
:
、実施することに
＇

た。ところが，胸椎を完全に切り離し取引される牛枝肉

成功しており，将来的にはより短時間でp ロース芯面積，

の割合は極めて少なく，画像解析による肉質評価を全
国的に実施しようとする際の課題で、あった。そこで、，平

脂肪交雑の面積割合や新細かさ指数などで示される形
状等を解析，表示可能となる。

成 27∼ 29年 度 成A 畜産振興事業により図 5で示す
ような狭い切開面に対応したカメラを開発し，図 6のよ
うなロース芯画像を安定的に撮影することに成功した。

枝肉画像データベースの開発と公開
ミラー型撮影装置などで収集した枝肉横断面画像は

バーコードリーダーにより枝肉に貼付された情報を読み

格付明細だけでは示すことができない様々な情報を包

取り，ロース芯に対して 1
5度の角度より撮影し，リアルタ
イムに台形補正ならびに輝度ムラ補正を実施する。装

含している。これまで述べてきた脂肪交雑の形状のみ
ならず，ロース芯を取り巻く筋問脂肪の状態やロース芯
が望ましい俵型であるかどうかなどが一目瞭然である。
また，生産者にとってはこれら J情報を蓄積し，種雄牛ご
との傾向などをチェックすることが次の生産の有効な判
断材料となる。そこで、，これまで蓄積した枝肉画像など
を効率的に利活用可能とするよう枝肉画像データベース
を構築，北海道池田町のあか牛生産農家を対象に試
験的に公開を始めた（図 7）。生産者に付与された ID
ならびにパスワードで同データベースにログインすると，
当該生産者が出荷した枝肉の閲覧が可能となっている。

図 5 狭い切開面に対応した新しい枝肉横断面撮影装置
（叩J
1
5
)

「種雄牛別 jならびに「種雄牛と母方祖父の組み合わ
せ Jによる集計，閲覧が可能となっており，これについ
ては，個人情報を伏せた形で，データベース利用者全
員で共有することについて同意をいただいた。さらには
「普及にかかわる担当者J
，「担当する飼料会社」が閲
覧することについて同意を得ており，効果的に使うこと
で地域の肉牛生産をより良いものへと導くツーノレとなるこ
とが考えられる。
一般社団法人ミー卜・イメージ ジャパンとの取り組み
これまで、
紹介してきた事業の中でも，カメラ開発事業
やデータベース構築事業については，大学が事業主体
となってサービスを提イ共したり，販売することはなかなか
困難である。そこで、帯広畜産大学が所有するこれら食
肉の画像解析による評価法の知的財産を最大限に活
用することにより，客観的な肉質評価法の確立と，その
広範な活用を目指し，一般社団法人ミート・イメージ
ジャパンを設立し，これらの事業をより機動的に実施で
きるよう体制を整えた。
これからも，画像解析技術をベースとした肉質評価
技術の精度を高め，肉用牛産業に貢献するような研究
を継続していく所存である。

図 6 MIJ-15から得られたロース芯横断面画像

-1
4
8-

牛枝肉横断面の画像解析技術とその応用

。f ・〉直面開示雨戸不在玉~feMu 長；；…ム両 －；－r
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図 7 MIJ枝肉画像データベースを用いた種雄牛 X と母方祖父牛 Y との組み合わせによる産子の枝肉横断面画像検索結果

文献
1
）加藤啓介，前田さくら，口田圭吾，日畜会報， 8
5
,2
1・
26(
2
0
1
4
)
2）竹尾麻紗美，阿佐玲奈，萩谷功一，口田圭吾，日畜

会報， 8
7
,2
5
3
2
5
7(
2
0
1
6
)
3）阿佐玲奈，岡本匡代，佐々木可奈恵，大井幹記，竹
尾麻紗美，萩谷功一，口田圭吾，日畜会報， 8
8
,1
3
9
-

1
4
3(
2
0
1
7
)

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4
9-

食肉の科学

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