CN100580433C - 具有显示控制设备的颗粒颜色分选装置 - Google Patents

Abstract

提供了颜色分选装置(10)，其能够在面板上显示通过CCD传感器(16a、17a、16b、17b)采集的颗粒图像，并且在观察所显示的图像同时进行有缺陷颗粒的灵敏度控制。该颜色分选装置包括：轮廓处理器(31)，用于从采集的图像和轮廓阈值输出轮廓二进制数据；第一有缺陷确定电路(32)，以第一有缺陷像素二进制数据形式输出具有超出第一阈值的预定面积或更大的部分的颗粒的有缺陷部分；以及第二有缺陷确定电路(33)，以第二有缺陷像素二进制数据形式输出具有超出第二阈值的部分的颗粒的有缺陷部分，其中第二阈值大于第一阈值。第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器(40c)上显示。第二有缺陷像素二进制数据在用于部分着色的监视器(40b)上显示。轮廓二进制数据、第一和第二有缺陷像素二进制数据相结合，并且结合的数据在颗粒显示监视器(40a)上显示。操作者可以在观察上述显示的同时调整各个阈值。

Description

具有显示控制设备的颗粒颜色分选装置

技术领域

本发明涉及用于颗粒的颜色分选装置，尤其涉及配备有显示控制设备的颜色分选装置，所述显示控制设备被配置成能够感测由CCD传感器采集的颗粒的图像，因而在操作板上显示该图像并在观察所显示的图像的同时进行有缺陷的颗粒的检测灵敏度控制。

背景技术

当在传统颜色分选装置中进行背景或灵敏度的控制时，在观察所显示的信号的同时，传感器信号在示波器或触摸板上显示从而进行控制。更具体地，在传统的对于诸如淡着色颗粒和部分着色颗粒的有缺陷颗粒的淡着色和部分着色的灵敏度控制中，在观察实际分选条件时，基于相对于被设为100％的背景电信号平下降的幅度，进行被认为是有缺陷颗粒的信号的电平下降。图6示出了传统灵敏度控制的解说图。在该图中，示出了其被感测电平相对于被设定为100％的背景信号电平下降到75％或更低的颗粒被确定为淡着色的有缺陷颗粒，而其被感测电平相对于被设定为100％的背景信号电平下降至50％或更低的颗粒被确定为部分着色的有缺陷颗粒。

上面所解释的传统的背景控制和灵敏度控制极大地依赖于人的感觉和经验，这是由于这些控制在观察实际分选条件时进行，并且CCD传感器如何实际感测颗粒、以及信号处理部分基于什么来将颗粒检测为有缺陷的颗粒的问题是基于实际分选的结果估计的，而都没有得到澄清。

然而，当所述控制只是基于实际分选结果作出时，存在这样的情况，其中背景控制和灵敏度控制常常不是精确地与分选结果相关，这是由于分选结果也受到其它因素的影响，这些因素包括喷射器的性能、定时控制等，所述喷射器安装在用于有缺陷颗粒的感测装置的下游侧。

在日本专利申请公开公报No.11-94749中公开了另一种传统技术。在该公开中，公开了一种技术，其中各个光接收数据的光量的频率分布显示在颜色分选装置的操作板上，并且操作者可以在观察该显示的时候设定光量的适当范围(即，上限阈值和下限阈值之差)。然而，该公开的技术也是从实际分选结果来确定是否适当地进行了阈值控制或设定。因此，就控制依赖于操作者的感觉和经验而言，该技术与前述现有技术没有区别。

如上所述，在上面解释的每一种现有技术中，通过观察实际分选的有缺陷的颗粒，来确定用于感测有缺陷的颗粒的各个阈值是否处于被适当设定的状态。此外，基于分选结果，有必要重复执行各个阈值的控制，直到分选结果成为人的感觉和经验所认为的适当的分选结果。

发明内容

因此，为了克服前述的现有技术中的缺点，本发明的第一个目的时提供一种颜色分选装置，其显示由在操作板上的诸如CCD传感器的图像装置采集的颗粒的图像，从而允许操作者在观察所显示的图像时精确地进行灵敏度控制。

此外，本发明的第二个目的是提供一种颜色分选装置，除了显示由图像感测装置采集的颗粒的整体图像之外，其还具有基于不同的阈值单独地显示具有浓着色部分的有缺陷颗粒(下文中称为部分着色颗粒)和具有给定面积或更大面积的淡着色部分的另一种有缺陷的颗粒(下文中称为淡着色颗粒)的性能。

另外，本发明的第三个目的是提供一种颜色分选装置，其在分选之后能够回到过去，以显示和检查基于何种信号基础单独的有缺陷颗粒被检测为有缺陷颗粒。

能获得上述的本发明的目的的根据本发明的配备显示控制设备的颗粒分选装置，其特征在于包括：

传送装置，用于连续传送颗粒；

照明装置，用于在检测位置照亮被传送的颗粒；

图像采集装置，用于采集在检测位置被照亮的颗粒的图像；

轮廓处理装置，用于基于图像采集装置的图像信号与轮廓阈值的比较，以轮廓二进制数据的形式输出颗粒的轮廓；

缺陷确定装置，用于将具有超出对应于预定密度的阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并且以有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷颗粒的有缺陷部分；

颗粒显示装置，用于将从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进制数据结合到从轮廓处理装置输出的轮廓二进制数据中，以显示颗粒；

有缺陷显示装置，用于显示从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进制数据；以及

阈值调整装置，用于在观察各个显示装置时改变阈值。

在上述颜色分选装置中，有缺陷确定装置包括第一有缺陷确定装置，用于将具有超出与第一密度相对应的第一阈值的预定面积或更大面积部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第一有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分；以及第二有缺陷确定装置，用于将具有超出与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第二有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分。

在上述颜色分选装置，第一有缺陷像素二进制数据代表淡且大的部分(淡着色颗粒)，第二有缺陷像素二进制数据代表浓着色部分(部分着色颗粒)。

在上述颜色分选装置中，根据每个超出第一阈值电平的连续像素数确定所述给定的面积。

在上述颜色分选装置中，有缺陷显示装置包括第一有缺陷显示装置，用于显示从第一有缺陷确定装置输出的第一有缺陷像素二进制数据；以及第二有缺陷显示装置，用于显示从第二有缺陷确定装置输出的第二有缺陷像素二进制数据。

在上述颜色分选装置中，第一有缺陷显示装置是用于淡着色的监视器，第二有缺陷显示装置是用于部分着色的监视器。

上述颜色分选装置还可以包括用于存储轮廓二进制数据和有缺陷像素二进制数据的图像存储器。

在上述颜色分选装置中，通过阈值可以被手动改变或调整。

使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，由于能够在将有缺陷颗粒确定为有缺陷的之后，基于设定的灵敏度通过显示装置可以控制灵敏度，因此可能比现有技术进行更精确的灵敏度控制，其中在观察实际分选的颗粒的同时进行灵敏度控制等。

使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可以单独地调整各个阈值，这是由于除了颗粒的整体图像之外，可以单独地显示具有浓着色部分的有缺陷的颗粒(部分着色颗粒)和具有预定面积或更大面积的淡着色部分的有缺陷的颗粒(淡着色颗粒)，这两种颗粒是基于不同阈值而具有敏感性的。

使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可以有助于问题解决，这是因为能够使用喷射器将进行颗粒的有缺陷确定的部分从除去装置中完全分开，所述喷射器设置在关于精度部分的下游侧。尤其是，当分选结果不令人满意时，即使尽管通过显示控制设备令人满意地设定了灵敏度控制，操作者也能够立即得知这种不满意结果的原因是由有缺陷的还是由于不适当地安装或调整喷射器引起的。

附图说明

通过参照附图对本发明的优选实施例的描述，本发明的上述和其它目的、特征、优点将变得明显，附图如下：

图1是从侧向观察的根据本发明的颜色分选装置的截面示意图。

图2是用于根据本发明的颜色分选装置的控制器的框图。

图3示出了CCD传感器接收到的信号和二进制信号；

图4示出了颗粒的整体图像以及有缺陷的部分，这些都在显示板上显示；

图5示出了在根据本发明的颜色分选装置中进行的灵敏度控制操作的流程图；以及

图6是表示灵敏度控制的概念的视图。

具体实施方式

下面将参照附图中的例子描述执行本发明的优选实施方案。

图1～图5分别示出了执行本发明的实施方案的例子。图1是从侧向观察时，根据本发明的颜色分选装置10的主要部分和内部结构的截面示意图。颜色分选装置10具有包括槽或加料斗11和振动送料器12的颗粒馈送部分13。应当注意，其型的颗粒是稻谷，但是不限于稻谷。从颗粒馈送部分13馈送的颗粒通过倾斜的斜槽14自然连续地向下流，斜槽14具有预定宽度，通过其在给定距离横向排列的颗粒能够向下流，并且然后沿着预定的下落轨迹从斜槽底端释放到空气中。

在预定的下落轨迹周围，对称地安装至少一对光学检测单元15a、15b，使得所述下落轨迹在二者之间的中心。光学检测单元15a包括CCD线传感器16a、17a、灯18a、背景板19a等。类似地，另一光学检测单元15b包括CCD线传感器16b、17b、灯18b、背景板19b等。光学检测单元15a、15b中的CCD线传感器16a、17a、16b、17b采集到达下落轨迹中的检测位置O的颗粒的图像，并且将图像采集信号传输到下面将描述的控制器20。根据从CCD线传感器输出的图形采集信号，控制器20执行规定颗粒的轮廓以及有缺陷的颗粒的确定。该控制器包括其构造将在后面描述。当控制器20检测到有缺陷颗粒时，从控制器20向其中包含空气喷嘴21的消除单元22的开闭阀23传输消除信号。消除单元22根据从控制器20传输来的消除信号，从空气喷嘴21喷射出空气，从而只将有缺陷的颗粒从给定的下落轨迹中吹出，通过有缺陷消除端口24将其消除到颜色分选装置的外部。已经通过给定下落轨迹的正常颗粒通过正常颗粒收集端口25收集，对于这些正常颗粒消除单元22不启动。

接下来，将参照图2描述用于处理从光学检测单元15a、16a中的CCD线传感器16a、17a、16b、17b输出的图像采集信号的控制器20。控制器20包括：轮廓比较器31，其中建立轮廓阈值；第一比较器32，其中设立与第一密度相对应的第一阈值；第二比较器33，其中设立与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值；图像处理电路34，用于对上述比较器输出的信号进行图像处理；图像存储器35，用于临时存储通过图像处理电路34处理的各个图像；以及输入/输出电路36，用于控制后面将描述的外部装置和控制器20之间的信号。控制器20还包括中央处理器(CPU)37，作为用来根据固定的程序控制上述各部件操作的主要部件。上述各部件通过作为主要部件的CPU37功能性地连接或者耦合在其间。

通过输入/输出电路36外部地连接到控制器20的部件包括显示板40、消除单元22和阈值调整输入部分41。

现在，参照图3描述如何通过轮廓比较器31、第一比较器32和第二比较器33检测颗粒的轮廓和有缺陷的颗粒。图3A代表当颗粒通过例如CCD线传感器16a的扫描线时的信号。首先，当颗粒在通过时超出以最低电平所设定的轮廓阈值时，感测颗粒的轮廓，并且检测到的信号以代表颗粒轮廓的轮廓二进制数据的形式发送到图像处理电路34，如图3B所示。

接下来，将描述在何种情况下，具有对应于相对淡的第一密度的部分的颗粒被检测为有缺陷颗粒。此处，假设颗粒具有两个着色部分F1、F2，其每个均具有相对淡的第一密度和不同区域。在这种情况下，超出与第一密度相对应的第一阈值的信号在信号波形中对应于所述着色部分F1、F2的两个位置上出现，如图3A所示。着色部分的区域对应于像素数。可以理解，在位于前进方向上的第一位置处的淡着色部分F1中的像素数是四(4)，而在位于第二位置处的着色部分F2中的像素数是三(3)。在本发明的实施例中，从第一比较器32输出的信号被设定为以便只有具有大于四(4)个像素的淡着色部分才代表有缺陷颗粒。使用上述的设定，只有对应于着色部分F1的数据才在代表超出第一阈值的有缺陷颗粒的第一有缺陷像素二进制数据中出现，如图3C所示，并且被发送到后面的图像处理电路34。由于只具有例如部分F2的部分的颗粒，虽然其是淡着色但是着色区域相对小，其在本发明中被作为正常颗粒对待，因此可能提高分选操作的生产率。

下面描述具有与大于第一密度的第二密度相对应的着色部分F3的颗粒如何被检测为有缺陷颗粒。在这种情况下，超出与第二密度相对应的第二阈值的信号响应于信号波形中的部分F3出现，如图3A所示。在这种情况下，由于信号具有浓着色部分，因此不管着色部分的面积大小，颗粒都被认为是有缺陷颗粒，并且检测到的信号以代表超出第二阈值的有缺陷部分的第二有缺陷像素二进制数据的形式传输到图像处理电路34，如图3D所示。

虽然在上面的描述中假设颗粒具有不同面积的两个淡着色部分和一个浓着色部分，但是颗粒中着色部分的实际数量是不确定的。从上面的描述可以理解，如果颗粒中的所有着色部分只是对应于上述的部分F2的部分，其中部分F2的着色部分具有相对小的面积并且是淡着色的，则这样的颗粒会被确定为正常颗粒，这是因为这种着色部分不会给产品质量带来很多不能接受的不利影响。

下面，将参照图4描述由CCD传感器采集的颗粒图像以何种方式在显示板40上显示。设置根据本发明的显示控制设备，使得其只在开始稳态或运行操作之前的调整时间处启动。在调整时间上使用的颗粒的样品是正常颗粒和具有其面积和密度预先已知的着色部分的有缺陷颗粒的混合物。当在根据本发明的颜色分选装置中流动这些颗粒的样品时，着色部分的面积和密度通过如图2所示的图像处理电路34与各个颗粒的轮廓相结合，并且结合的图像在显示板40上安装的颗粒显示监视器40a上显示。这就是说，图4A代表由CCD传感器采集的向下流动颗粒样品的整体图像。当直接显示实际向下流动的状态时，由于颗粒样品的流动太快，使得操作者观察该显示是困难的，因此优选在图像储存器35中一次存储采集的图像，将图像显示的速度降低到适当的速度，并且以慢显示模式显示所述图像。或者，如果需要也可能以静止图像的形式显示所采集的图像。

图4B示出了一种状态，其中从第二比较器33输出的第二有缺陷像素二进制数据在对于部分着色的监视器40b上只显示已经被确定为有缺陷的浓着色颗粒，在第二比较器33中密的第二阈值被设定为将被比较的值，监视器40b通过图像处理电路34和输入/输出电路36安装在显示板40上。图中的虚线方便地示出了对应于在颗粒显示监视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的那些颗粒并不实际在该监视器上显示。可以理解，由于基于第二阈值的有缺陷检测，所以浓着色的颗粒被显示而不管那些面积的大小。也可能这样设置，使得着色部分中的像素数响应于操作者对在用于部分着色的监视器40b上显示的所述着色部分的触摸而被显示。

图4C示出了一种状态，其中从第一比较器32输出的第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上只显示已经被确定为有缺陷的淡着色颗粒，在第一比较器32中第一阈值被设定为将被比较的值，监视器40c通过图像处理电路34和输入/输出电路36安装在显示板40上。与上面所述的相似，图中的虚线方便地示出了对应于在颗粒显示监视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的那些颗粒并不实际在监视器上显示。在这种情况下，需要考虑着色颗粒的面积，这是由于缺陷确定是基于第一阈值。只有每个均具有给定面积或更大的着色颗粒才在用于淡着色的监视器40c上显示为有缺陷颗粒。可以理解，位于颗粒显示监视器40a顶部右侧、每个都具有小于预定面积的面积的两个颗粒不被认为是有缺陷的，它们被作为正常颗粒对待。注意，在这种情况下，同前面的情况，也可能这样设置，使得淡着色部分中的像素数响应于操作者对显示在用于淡着色的监视器40c上的所述着色部分的触摸而被显示。

由于相对于作为有缺陷颗粒在用于部分着色的监视器40b上和用于淡着色的监视器40c上显示的颗粒，消除信号从控制器20通过输入/输出电路36发送到消除单元22，所以当没有对应于前述有缺陷颗粒的颗粒包含在被分选出来的颗粒中的有缺陷颗粒中时，操作者能够理解消除单元22的操作时序等没有被适当调整。因此，使用根据本发明的颜色分选装置，问题解决变得相当容易。

当在例如前一次调整时间处，其后各个阈值被一次调整，没有被处理成有缺陷颗粒而被认为是正常颗粒的颗粒(例如，在颗粒显示监视器40a的右上处显示的两个淡着色颗粒，如图4A所示)重新需要被处理成有缺陷颗粒时，这种变化可以通过将图3中所描述的像素数从四(4)变为三(3)、或者通过操作阈值调整输入部分41以改变阈值本身来轻易实现。由于在前一次时间的调整状态已经存储在图像存储器35中，这种重新设置和改变可以容易做到。通过再次流动和分选颗粒样品，可以容易地确认是否已经通过改变阈值或作出重新设置进行了颗粒的预期分选。

现在，将参照图5描述在稳态或运行操作之前，要进行的灵敏度控制操作的流程。在步骤51中，颗粒的原料或样品被送进根据本发明的颜色分选装置10，然后操作开始。当颗粒样品到达检测位置时，在步骤52中由CCD采集样品的图像。所采集的图像被同时并行地送到轮廓比较器31、第一比较器32和第二比较器33。在轮廓比较器31中，进行与轮廓阈值的比较，并且在步骤53中输出代表各个颗粒的轮廓的轮廓二进制数据。与步骤53并列，在步骤54中，通过第一比较器32将所采集图像信号与对应于相对淡的第一密度的第一阈值比较，以产生二进制数据。此时，只有在具有超出第一阈值的预定像素数或更多数目的颗粒在步骤55中被相继地感测的情况下，这些颗粒被确定为有缺陷的并且以第一有缺陷像素二进制数据的形式输出。与步骤53和54并列，在步骤56中，将所采集的图像信号与对应于相对浓的第二密度的第二阈值相比较，并且当该信号超出该第二阈值时产生二进制数据。在这种情况下，在步骤57中颗粒被确定为有缺陷颗粒，而不管像素数是否超出该第二阈值，并且有缺陷颗粒以第二有缺陷像素二进制数据的形式输出。在步骤58中，在步骤55中获得的第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上显示为淡着色颗粒。在步骤59中，在步骤57中获得的第二有缺陷像素二进制数据以部分着色颗粒的形式在用于部分着色的监视器40b上显示。在步骤60中，在步骤53中获得的轮廓二进制数据、在步骤55中获得的第一有缺陷像素二进制数据、和在步骤57中获得的第二有缺陷像素二进制数据在图像处理电路34中相结合。在步骤61中，在步骤60中获得的结合的图像在颗粒显示监视器40a上显示。在步骤62中，从视觉上检查在步骤58和59中被确定为有缺陷颗粒的颗粒是否在分离处理中被适当消除(分离)。当在视觉上确认有缺陷颗粒被适当消除或分选出时，在步骤63中完成一系列调整操作，并且然后操作被转移到稳态操作。作为在步骤62中的检查的结果，当注意到需要控制时，在步骤64中通过阈值调整输入部分41设置新的阈值，并且操作回到步骤51，其中进行初始样品的馈送。之后，再次进行上述步骤。

注意，根据本发明的配备有显示控制设备的颜色分选装置不限于上述通过附图示出的实例，自然，在不脱离本发明的实质的范围内可以对本发明进行各种变型和改变。

Claims (8)

1.一种配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置(10)，包括：

传送装置(13(11，12)，14)，用于连续传送颗粒；

照明装置(18a、18b)，用于在检测位置(O)照亮被传送的颗粒；

图像采集装置(16a、17a、16b、17b)，用于采集在检测位置被照亮的颗粒的图像；

轮廓处理装置(31)，用于基于图像采集装置的图像信号与轮廓阈值的比较，以轮廓二进制数据的形式输出颗粒的轮廓；

缺陷确定装置(32、33)，用于将具有超出与预定密度相对应的阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并且以有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷颗粒的有缺陷部分；

颗粒显示装置(40a)，用于将从缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进制数据结合到从轮廓处理装置输出的轮廓二进制数据中，并显示所结合的数据；

缺陷显示装置(40b、40c)，用于显示从缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进制数据；以及

阈值调整装置(41)，用于在观察各个显示装置时改变阈值。

2.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中缺陷确定装置包括：

第一缺陷确定装置(32)，用于将具有超出与第一密度相对应的第一阈值的预定面积或更大面积部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第一有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分；以及

第二缺陷确定装置(33)，用于将具有超出与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第二有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分。

3.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中第一有缺陷像素二进制数据代表淡且大的部分，第二有缺陷像素二进制数据代表浓着色部分。

4.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中根据超出第一阈值的连续的像素数确定预定的面积。

5.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中缺陷显示装置包括：

第一缺陷显示装置(40c)，用于显示从第一缺陷确定装置输出的第一有缺陷像素二进制数据；以及

第二缺陷显示装置(40b)，用于显示从第二缺陷确定装置输出的第二有缺陷像素二进制数据。

6.根据权利要求5的颗粒颜色分选装置，其中第一缺陷显示装置(40c)是用于淡着色的监视器，第二缺陷显示装置(40b)是用于部分着色的监视器。

7.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中颜色分选装置还包括用于存储轮廓二进制数据和有缺陷像素二进制数据的图像存储器(35)。

8.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中通过阈值调整装置(41)手动调整阈值。

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