JP2001145855A - 粒状物選別方法及び粒状物選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】選別精度を向上させるため、小さくても商品価
値に影響のある濃い不良粒状物が選別できるよう解像度
を高くするとともに、商品価値に影響のない小さくて淡
い不良部位を有する粒状物を選別することがなく歩留ま
りよく選別できる粒状物選別装置を提供する。 【解決手段】連続状に流れる粒状物に光を照射して、粒
状物から第１レベルの不良部分を検出するために定めた
所定輝度のしきい値で固体撮像素子カメラの画素信号を
２値化し、前記第１レベルよりも濃い第２レベルの不良
部分を検出するために定めた所定輝度のしきい値で固体
撮像素子カメラの画素信号を２値化するとともに、２値
化した画素信号から不良の画素信号を検出したとき、粒
状物の外形を検出するために定めた所定輝度のしきい値
で固体撮像カメラの画素信号を２値化したデータと特定
した不良粒状物画素に基づいて不良粒状物の中心位置の
画素を特定して特定した中心位置の画素に応じた不良粒
状物の中心位置に対して作用する選別信号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】粒状物の選別装置に係り、固
体撮像素子、例えばＣＣＤセンサー等の信号で得られる
被選別物原料の画像信号を画像処理して、選別対象物を
特定して選別する粒状物の選別方法及び選別装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】移動する粒状物を、ＣＣＤセンサーを備
えるカメラで撮影し、撮影した粒状物の画素ごとの光量
を所定のしきい値で２値化することで不良部分を検出
し、不良粒状物を選別する技術が周知である。この技術
は粒状物の選別に限らず、特開平８−３５９４０号公報
では木材の選別に利用され、特開平９−２０３６１４号
ではビンの選別に利用されている。

【０００３】近年、ＣＣＤセンサーの解像度（画素数）
が向上して微細な色彩や光量濃淡の違いが検出できるよ
うになり精度とともに処理速度の向上がめざましい。特
に粒状物、例えば穀物の米粒や、プラスチック原料のペ
レットといった比較的小さなものを選別対象物とする場
合には好都合である。米粒には生育中の被害によって生
じる着色があり、ペレットにも不純物の混入による着色
が存在しており、これら着色部は幅あるいは直径が数mm
から1/10mm程度またはそれ以下と幅がある。また着色の
濃淡にも程度の差があり、商品価値に影響のある濃さの
着色や商品価値に影響のない濃さの着色と様々である。

【０００４】解像度の向上は、目視で容易に判別できな
い粒状物をも判別できるようになって選別精度の向上に
役だっている。特に従来困難であった小さくても濃い着
色の選別が可能となった。その反面、米粒やペレットの
品質に直接影響のない大きさで淡い着色をも認識して選
別してしまい、選別歩留まりが低下し、あるいは不良品
へ選別で巻き添えになる良品が多数混入するという問題
が生じてきた。このためしきい値を変更することになる
が、単にしきい値を濃い側に変更すれば着色の大きさ
（面積）に関係なく濃さに基づいて選別基準が変更され
るので、淡い着色で広い範囲にわたる着色は対象外とな
ってしまう。しかし淡い着色でも大きなものは商品価値
を低下させるので除外したいという問題が生じてしま
う。

【０００５】以上のことは撮像素子の解像度が向上した
ことによるもので、従来のように解像度を低下させれば
緩和されるが、小さい着色の検出が困難となり、小さく
ても濃い着色は必ず除外しなければならないという課題
は解決されないままとなる。

【０００６】更に、従来の選別は着色部分を照準とした
選別作用を粒状物に与えており、粒状物の端に着色部分
が存在したとき、この着色部分に対して選別作用を与え
ると、排除対象の粒状物を正確に排除できないばかり
か、連続状に移送される他の粒状物へも選別作用を与え
ることとなり、他の粒状物が選別作用に巻き添えになっ
て排除される。これは選別歩留まりの低下だけでなく、
不良品側への良品の混入率が上昇する要因にもなってい
た。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】選別精度を向上させる
ため、小さくても商品価値に影響のある濃い不良粒状物
が選別できるよう解像度を高くするとともに、商品価値
に影響のない小さくて淡い不良部位を有する粒状物を選
別することがなく歩留まりよく選別できる粒状物選別方
法及びその装置の提供を課題とする。更に、商品価値を
低下させる不良粒状物だけを選別するように選別処理で
きるとともに、しかも不良品側に良品を巻き添えにしな
い選別によって歩留まり良く選別することができる粒状
物選別方法とその装置の提供を課題とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】連続状に流れる粒状物に
光を照射して固体撮像素子で撮影する過程と、粒状物か
ら第１レベルの不良部分を検出するために定めた所定輝
度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化する
過程と、２値化した画素信号から不良の画素信号を検出
する過程と、不良の画素信号が連続して所定数を超えた
とき不良と判別し、所定数を超えないとき不良の画素信
号をキャンセルする過程と、前記過程の不良の判別を受
けた粒状物の選別処理を進める過程と、を備える粒状物
選別方法を、前記課題を解決するための手段とした。

【０００９】本発明では、粒状物を撮影して取得した粒
状物の画像を、比較的淡い不良部分を検出するための第
１レベルのしきい値で２値化して、画像から第１レベル
の不良部分、例えば比較的淡い着色部分の画素を検出し
たとき、この第１レベルの画素が連続して検出され、そ
れがあらかじめ定めた所定個数を超えたとき、これを不
良部分、つまり着色部分として選別処理を進める。また
この第１レベルの画素が検出され、それがあらかじめ定
めた所定個数以下のときには不良部分とせずキャンセル
することにより、粒状物の商品価値に影響することのな
い不良部分があったときは選別処理を進めない方法とし
た。したがって、淡い不良部分が存在していても、その
大きさによって排除するか排除しないかを判別する過程
を備えた。

【００１０】この判別処理は画像処理によって行われ、
スキャニングによって画素信号が得られるとき、粒状物
の移送方法に対して直角の方向にスキャンすれば、スキ
ャン方向の流れ（横方向）に沿った不良部分の連続画素
数を計数するだけでなく、流れ方向（縦）に沿った不良
部分の連続画素数を計数することも有効であり、これら
横方向の所定値、例えば連続３画素を超えるときと設定
し、縦方向の所定値、例えば連続２画素（２列）以上と
設定しておくことにより、不良部分の横方向の大きさだ
けでなく縦方向の大きさを設定して、第１レベルの不良
部分を判別することができる。解像度を上げることによ
って淡い不良部分の検出精度が向上するだけでなく、画
素の計数によってその大きさの判別を可能とし、解像度
を上げた成果が発揮できるものとなる。また、その画素
信号がシリーズに入力されてもパラレルに入力するもの
であっても、１スキャン信号を積み上げて画素の粒状物
の横方向と縦方向の位置を一致させ所定の記憶容量でバ
ッチ処理することは画像処理技術で可能である。

【００１１】ここで前記商品価値に影響しない不良部分
とは、目視確認によっては容易に判別しにくく、その存
在が商品価値に影響がなく、実質的に品質その他の安全
性が十分確保できるものをいう。

【００１２】更に、前記選別方法は、前記第１レベルよ
りも濃い第２レベルの不良部分を検出するために定めた
所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値
化する過程と、２値化した画素信号から不良の画素信号
を検出したとき粒状物の選別処理を進める過程とを備え
るものである。第１レベルを淡い不良部分のしきい値と
すると、第２レベルは濃い不良部分のしきい値となる。
濃い不良部分の画素信号を検出したときは、画素数の連
続・不連続に関わらず、当該粒状物の選別処理を進める
ものとした。したがって濃い不良部分の画素を検出した
ときには必ず不良粒状物は排除される。

【００１３】この第２のしきい値による２値化処理は、
第１のしきい値による２値化処理に並列して処理する。
第２のしきい値で不良となる画素は第１のしきい値によ
っても不良となるが、第１のしきい値の２値化では、濃
い不良部分が所定の連続画素数に満たないものであった
ときキャンセルされるので不良とはならないが、第２の
しきい値を設けることで、連続した画素でなくても、つ
まり、解像度を上げることによって初めて検出できるよ
うな極めて小さい不良部分であっても、濃い不良部分で
あれば、第２のしきい値の２値化によって不良と判別さ
れる画素となるので、その粒状物は不良と判別して排除
する。したがって解像度を上げた成果が発揮できるもの
となる。

【００１４】また、前記選別方法は、粒状物の外形を検
出するために定めた所定輝度のしきい値で、固体撮像カ
メラの画素信号を２値化して粒状物画素を特定する過程
と、第１レベルまたは第２レベルで検出された不良画素
に基づいて不良粒状物画素を特定する過程と、特定した
不良粒状物画素に基づいて不良粒状物の中心位置の画素
を特定する過程と、特定した中心位置の画素に応じた不
良粒状物の中心位置に対して作用する選別信号を出力す
る過程と、を備える。

【００１５】第１レベルと第２レベルのしきい値とは別
に、粒状物の外形を検出するために定めた所定輝度のし
きい値によって粒状物の外形を検出し、第１レベルまた
は第２レベルで検出された不良画素に基づいて、より具
体的には、粒状物の外形となる画素の集合に不良部分の
画素を重ねることによって、不良画素の存在する粒状物
を不良粒状物として認識させ、不良粒状物の画素集合に
おける不良部分の画素位置に関係なく不良粒状物の中心
位置の画素を特定する。これによって、従来不良部分の
画素に合わせていた選別作用ではなく、特定した不良粒
状物の中心位置の画素に応じた不良粒状物の中心位置に
対して作用する選別信号を出力するので、不良部分の位
置に関係なく不良粒状物の中心位置に対して選別の作用
を与えることができるので、不良粒状物の不良部分が粒
状物のどこに存在しようとも不良粒状物１粒を排除でき
る。

【００１６】前記不良粒状物の中心位置の画素を特定す
る過程は、不良粒状物画素を縦方向と横方向に収縮処理
する過程と、連続した所定画素数を１ブロックとして複
数ブロックに分割し、収縮処理後の画素をブロック単位
に拡大する過程と、拡大して得られる複数ブロックの横
方向の中心ブロックを特定する過程と、拡大して得られ
る複数ブロックの縦方向の中心ブロックを特定する過程
と、横方向の中心ブロックと縦方向の中心ブロックの重
複したブロックを粒状物の中心位置のブロックとする過
程と、を備えるものである。

【００１７】不良粒状物の画素に対して画像処理手法で
ある収縮処理を行う。連続状に移送されているので粒状
物の周囲で重なりが予想され粒状物１個の画素集合が特
定できないことがあるので、画素集合の縦方向と横方向
に対して所定画素数の収縮処理を行うことで粒状物の重
なりが解消されて１個の粒状物画素が特定できる。この
ように収縮処理によって個々に独立した粒状物の画素集
合にした後、所定画素数、例えば連続したを１ブロック
として区分し、１区分に１つでも粒状物の画素が存在す
ると１ブロック全体を粒状物画素として拡大する。つま
り粒状物の画素集合は画素ブロック集合となる。

【００１８】このように拡大した画素の複数ブロックの
集合において、縦方向中心ブロックと横方向中心ブロッ
クとを特定する。横方向に偶数個のブロックが存在する
とき中心ブロックは２個を選択し、横方向に奇数個のブ
ロックが存在するとき中心ブロックは１個を選択する。
縦方向についても同様に選択する。このようにして選択
した縦と横の中心ブロックを重ね合わせると粒状物の中
心ブロック画素が特定できる。中心ブロック位置が粒状
物の中心位置となるので、これによって粒状物の流れ方
向の中心位置を画素上で特定できるので、この画素中心
位置に選別の作用を与えるように選別信号を出力する。

【００１９】このとき、連続する所定の複数ブロックを
１区画として、区画内のいずれかのブロックが中心位置
となったときその区画に該当する選別位置に選別信号を
出力するようにした。通常、粒状物の選別手段は、例え
ば複数の噴風装置（エジェクター）をほぼ一列に配置し
て構成してある。この個々の噴風装置に複数ブロックで
成す１区画ずつを端から準に割り当てる。すると区画の
複数ブロックのいずれかに不良粒状物の中心位置が存在
するとその区画に該当する噴風装置に選別信号を出力し
て噴風装置を作動させることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明に係る粒状物選別装置の概
要を図１及び図２により説明する。以下、粒状物として
穀粒、特に白米を選別対象の原料として、白米の着色粒
や白米に混入した異物を排除する選別装置として説明す
る。図１は粒状物選別装置１の主要部とその内部構造を
簡略に示した要部側断面図である。上部に振動フィーダ
装置２とタンク部３とからなる米粒供給部４と、振動フ
ィーダ装置２から供給される白米を所定軌跡に移送する
傾斜した板状のシュート５を備え、該シュート５によっ
て米粒を次の光学検出部６に放出供給する。

【００２１】次の光学検出部６はシュート５から放出さ
れた米粒の落下軌跡を中心にしてほぼ対称的に、前光学
検出部６ａと後光学検出部６ｂとを配置して構成してあ
る。それぞれの光学検出部６ａ，６ｂには、米粒の落下
軌跡に設定された視点Ｏを中心にして前後に、例えばＳ
ｉセンサ素子を画素とするＣＣＤセンサーを備えた可視
光受光部７ａ，７ｂと、ＩｎＧａＡｓ素子からなるアナ
ログセンサーを備えた近赤外光受光部８ａ，８ｂがシュ
ート５の幅方向に対応して設けられ、更に照明用蛍光灯
９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂと、照明用ハロゲンラン
プ１１ａ，１１ｂと、それぞれの受光部に対した背景板
１２ａ，１２ｂとを備え、背景板１２ａ，１２ｂには、
受光部８ａ，８ｂと視点Ｏとの視線を遮らないよう開口
部１３ａ，１３ｂが開設してある。可視光受光部７は集
光レンズを備えた広角度カメラによって構成するとよ
い。

【００２２】米粒落下方向に沿って光学検出部６の下方
には選別部１５が備えられ、米粒に高速風を噴風するノ
ズル１６がシュート５の幅方向に複数設けてある。ノズ
ル１６個々にはエアーパイプ１７によってノズル１６個
々に圧縮空気を送出する開閉バルブ１８が接続してあ
り、該開閉バルブ１８は図示しない圧縮空気供給装置に
接続してある。

【００２３】受光部７，８は後述する制御装置２０を介
して開閉バルブ１８に接続してあり、受光部７，８で受
光された米粒や異物の信号は制御装置２０で処理され、
着色を有する不良の米粒や異物を検出したとき、該当す
る開閉バルブ１８を作動させる信号を出力する。開閉バ
ルブ１８が作動するとノズル１６で噴風された不良の米
粒や異物は米粒の落下軌跡から排除され不良品排出口２
２から、また排除されない良米粒は当初の米粒落下軌跡
に沿って精品排出口２３から機外に排出される。

【００２４】図２にシュート５正面から見た、シュート
５と受光部７及びノズル１６の幅方向の配列を示した簡
略な拡大図を示す。シュート５は、例えば所定幅に複数
区分に区切ってあり、このシュート５の１区分ごとにノ
ズル１６が割り当ててある。このノズル１６の幅は、対
象物が米粒の場合１．５〜２ｍｍとすることが好まし
い。また、この例では受光部７の複数の受光センサー素
子は６素子ごとに１ブロックとし、４ブロックを１個の
ノズル１６に割り当ててある。つまり２４素子でシュー
ト５の１区分に流れる米粒の光量を受光する例を示して
ある。つまり画素としては１個のノズルごとに横方向に
２４画素となる。米粒を撮影するときには、米粒の流れ
に対して直角の方向にスキャニングして像を得る。

【００２５】次に図３及び図４で、受光部７，８から出
力される信号処理を行う制御装置２０について説明す
る。まず、制御装置２０は、外形レベルをしきい値とす
るコンパレータ（比較器）２５と、比較的淡い着色（第
１レベル）をしきい値とするコンパレータ２６と、比較
的濃い着色（第２レベル）をしきい値とするコンパレー
タ２７、これらコンパレータの信号を画像処理する画像
処理ボード２８及び画像処理ボード２８の出力信号に基
づいて出力される選別信号を入力する遅延回路２９とを
備えている。なお、この他、画像処理のために必要な画
像メモリ３０や処理プログラムを記憶した記憶回路３１
は適宜設けられ設計事項であるのでその詳細は図示して
いない。加えて、演算制御素子としてのＣＰＵ３２やそ
の入出力回路３３についても、処理段階個々で制御する
ものや一括で１つのＣＰＵで制御するものなど様々に設
計できるので、ここではその一例を示し詳細は図示して
いない。なお前記遅延回路２９から出力される信号によ
り開閉バルブ３４は作動する。

【００２６】制御装置２０には受光部７のＣＣＤセンサ
ーから出力される複数の画素信号が入力される。この画
素信号はコンパレータ２５，２６，２７に入力されそれ
ぞれのしきい値で２値化される。２値化された信号のう
ちコンパレータ２６，２７の信号は、画像処理ボード２
８で不良検出処理４０が行われ不良信号の有無が確認さ
れ、不良信号が検出されたら中心検出処理４１が行われ
る。図４のにＣＣＤセンサーから出力された米粒１粒
から得られる、途中を省略したデジタル信号の一例を示
している。この場合、米粒１粒に比較的淡い広い範囲の
着色部分と比較的濃い小さな着色部分があるものを一例
として示した。この図４−では３種のコンパレータの
しきい値レベルの一例を合わせて示している。図４−
のような信号が各コンパレータ２５，２６，２７に入力
されると、各コンパレータ２５，２６，２７から出力さ
れる信号はそれぞれ図４−，，に一例として示す
ような２値化信号となる。この２値化信号は画像処理ボ
ード２８の画像メモリ３０に逐次記憶される。またコン
パレータ２５，２６，２７を別回路として示したが画像
処理ボード２８で同様の処理が行えるようにプログラム
に組み込んでもよい。

【００２７】なお、一般的なＩｎＧａＡｓセンサーのよ
うに出力がアナログ信号の場合には、図５で示すように
アナログ・デジタル変換回路５０を備えることで信号処
理は前述の制御装置２０と同様に実施できる。ただし、
このときのしきい値は、異物（ガラス、樹脂及びや石）
を選別するための第４のしきい値が設定されたコンパレ
ータ５１が備えられる。また異物のための外形レベルを
検出するためにあらかじめ設定したしきい値のコンパレ
ータ５２を設けて、その２値化信号によって前記同様に
外形を特定するための信号とするとよい。

【００２８】以下に制御装置２０における画像処理につ
いて図６乃至図８により説明する。ＣＣＤセンサー７か
ら出力されるデータ、例えば１２ｂｉｔが並列に出力さ
れるものについては、連続したデータに並べ替えて８ｂ
ｉｔに変換するとよい。このように変換されたＣＣＤセ
ンサー７のデータを、予めコンパレータ２６，２７に設
定した着色部のしきい値（第１レベル、第２レベル）と
外形のしきい値で２値化処理する（ステップ６−，ス
テップ７−）。図６（ａ）では複数スキャンによって
得られるデータのごく一部で、第１レベルで２値化した
データの一例を示している。同様に第２レベルで２値化
したデータも得られる。

【００２９】以下、画像処理ボード２８における信号処
理について説明する。この処理は画像処理ボード２８の
記憶回路３１に予め記憶されたプログラムによって行わ
れるものとする。第１レベルのコンパレータ２６で２値
化したデータの画像処理における初期設定で、不良とす
る米粒の条件を以下のようにしてある。つまり、スキャ
ン方向に連続する画素数（横）を３、流れ方向に連続す
る画素数（縦）を２と設定してある。これを図６（ａ）
に当てはめると、ｎ番目のスキャンにおいて横方向に連
続する画素数は５であり、ｎ＋１番目のスキャンにおい
て連続する画素数は７、ｎ＋２番目のスキャンにおいて
連続する画素数は４であり、いずれのスキャンにおいて
も初期設定の横方向の連続画素数３を超えており不良粒
に該当する。また初期設定の縦方向の連続画素数２も超
えており、ここで検出された画素の集合は不良粒の画素
と判別される（ステップ６−）。また図６（ｂ）の例
ではｍ番目のスキャンで横方向に連続する画素数は３で
あり、初期設定の横方向の連続画素数３を超えることは
なく、縦方向にも連続した画素が存在しないのでこの画
素の集合は不良粒の画素とは判別されずキャンセルされ
る。第２レベルのコンパレータ２７で２値化されたデー
タにおいて検出される不良粒画素は、第１レベルとしき
い値が異なりより濃い着色の画素であるのでそのまま不
良と判定される。

【００３０】上記着色部を２値化したデータの処理と同
時に図７（ａ）から図７（ｂ）で示す米粒の外形処理が
行われる。図７（ａ）が外形レベルのコンパレータ２５
から得られる信号である。いわゆる米粒の形状信号に単
純な２値化処理を施した信号である（ステップ７−
）。続いて形状の縮小処理を行う。縮小処理は、まず
図７−のように縦方向の周囲の画素を１画素ずつ均等
にキャンセルする（ステップ７−）。次に図７（ｃ）
のように横方向の周囲の画素を３画素ずつ均等にキャン
セルする（ステップ７−）。ここでキャンセルする画
素数は任意に設定するものであり、ここで示した数値で
ある必要はない。この処理によって、他の米粒画像との
連結を解き米粒１粒の外形を明確にすることができる。

【００３１】ステップ６−及び６−で検出した着色
の画素（図６（ａ））とステップ７−までに得られた
米粒の形状画素（図７（ｃ））とを重ねて塗りつぶし
（図７（ｄ））、着色粒全体の外形を明確にする（ステ
ップ７−）。

【００３２】次に、図２で示したようにノズル１６の横
方向幅に合わせて受光部７のセンサー素子を６素子１ブ
ロックと、４ブロック１区分と分割したように、同様に
画像処理でもノズル１６に合わせて６画素を１ブロック
として全体をブロック単位に変換するとともに、１ブロ
ックの６画素の内に１つでも不良粒の画素が存在した
ら、そのブロック全体を不良粒ブロックとして膨脹処理
する（ステップ７−、図７（ｅ））。

【００３３】中心位置の検出は次のようにして行う。ま
ず横方向の中心位置の検出は図７（ｅ）のデータを基に
各ブロックデータを上下のブロックデータとＯＲ演算す
ることで膨脹させパターンマッチングで横方向の中心位
置を求める。横方向に偶数個のデータがある場合には中
心の２ブロックを中心とし、奇数個のデータがある場合
には中心の１ブロックを中心とする（ステップ７−、
図７（ｆ））。また縦方向の中心位置の検出は図７
（ｅ）のデータを基に各ブロックデータを左右のブロッ
クデータとＯＲ演算することで膨脹させパターンマッチ
ングで縦方向の中心位置を求める。縦方向に偶数個のデ
ータがある場合には中心の２ブロックを中心とし、奇数
個のデータがある場合には中心の１ブロックを中心とす
る（ステップ７−、図７（ｇ））。このようにして横
方向と縦方向の中心位置をＡＮＤ演算すると、図７
（ｇ）で示す中心の４ブロック（格子模様ブロック）が
求まる（ステップ７−）。中心位置のブロックが求ま
ると、このブロックが存在する区分が決定し（図７
（ｈ））、この区分に対応するノズル１６が決まり、こ
のノズル１６が接続される開閉バルブ１８へ作動信号を
出力する（ステップ７−）。

【００３４】求まった中心位置のブロックが存在する区
分に対応したノズル１６から噴風するように作動信号を
出力するので、図７（ｇ）のように、ちょうど中心ブロ
ックが１区分にある場合はその区分に決定するが、中心
ブロックが横方向に２区分にまたがる場合には、２区分
に対応する２つのノズル１６から噴風するよう開閉バル
ブ１８へ作動信号を出力する。

【００３５】電磁バルブの作動信号は、画像全体におけ
る不良画素中心の存在位置から噴射タイミングが調整さ
れるとともに、設定噴射時間を加算しノズル１６の噴風
タイミングが設定されて出力され、受光部７とノズル１
６との距離に基づいて遅延回路２９で所定の遅延時間が
調整されて開閉バルブ１８へ作動信号が送出される。

【００３６】受光部７のＣＣＤセンサー受光信号の処理
を中心に説明したが、受光部８のＩｎＧａＡｓセンサー
受光信号の処理も最適な解像度が望めるセンサーであれ
ば同様に行うことができる。異物の検出は第４レベルを
設定したコンパレータ５１によって２値化されて異物の
存在を確認し、外形レベルを設定したコンパレータ５２
によって２値化されて異物の外形を確認する。異物の種
類によっては、第４レベルのコンパレータ５１によって
２値化されたデータをそのまま外形のデータとして利用
することもできる。これはＣＣＤセンサーで検出する着
色部のように複数レベルの濃淡がない場合で、異物のデ
ータがそのまま外形のデータとなりうる場合である。

【００３７】以上のように、センサーの解像度を上げて
大小さまざまな着色部を検出できるようにして、着色部
の大きさを画素数で特定するようにしたので、解像度を
上げることによって淡い不良部分の検出精度が向上する
だけでなく、画素の計数によってその大きさの判別を可
能とし、解像度を上げた成果が発揮できるものとなる。

【００３８】また、濃い着色部を判別する第２のしきい
値を設けることで、連続した画素でなくても、つまり、
解像度を上げることによって初めて検出できるような極
めて小さい不良部分であっても、濃い不良部分であれ
ば、第２のしきい値の２値化によって不良と判別される
画素となるので、その粒状物は不良と判別して排除す
る。したがって解像度を上げた成果が発揮できるものと
なる。

【００３９】粒状物の外形を検出して、粒状物の外形と
なる画素の集合に不良部分の画素を重ねることによっ
て、不良画素の存在する粒状物を不良粒状物として認識
させ、不良粒状物の画素集合における不良部分の画素位
置に関係なく不良粒状物の中心位置の画素を特定する。
これによって、従来不良部分の画素に合わせていた選別
作用ではなく、特定した不良粒状物の中心位置の画素に
応じた不良粒状物の中心位置に対して作用する選別信号
を出力するので、不良部分の位置に関係なく不良粒状物
の中心位置に対して選別の作用を与えることができるの
で、不良粒状物の不良部分が粒状物のどこに存在しよう
とも不良粒状物１粒を排除できる。

【００４０】

【発明の効果】解像度の高いセンサーを使用して小さな
不良部位を検出できるようにするとともに、淡い不良色
のしきい値を設けて得られる不良部位の画素数を計数し
て不良の有無を判別すること、これに加えて濃い不良色
のしきい値を設けて不良部位の大きさに関係なく不良と
判別することにより、商品価値に影響のある不良粒状物
だけを排除できるようになった。更に不良粒状物の判別
に加えて不良粒状物の中心位置を求めるようにしたので
粒状物のどの位置に不良部位が存在しても粒状物のほぼ
中心位置に選別の作用を与えることができて、選別作用
で他の粒状物を巻き添えにすることが少なくなった。し
たがって、選別精度を向上させるため、小さくても商品
価値に影響のある濃い不良粒状物が選別できるよう解像
度を高くするとともに、商品価値に影響のない小さくて
淡い不良部位を有する粒状物を選別することがなく歩留
まりよく選別できるようになった。

【００４１】更に不良粒状物の判別に加えて不良粒状物
の中心位置を求めるようにしたので粒状物のどの位置に
不良部位が存在しても粒状物のほぼ中心位置に選別の作
用を与えることができて、選別作用で他の粒状物を巻き
添えにすることが少なくなった。したがって、商品価値
を低下させる不良粒状物だけを選別するように選別処理
できるとともに、しかも不良品側に良品を巻き添えにし
ない選別によって歩留まり良く選別することができるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る粒状物選別装置の概略側断面図で
ある。

【図２】粒状物選別装置のシュートとノズル及びセンサ
ー素子の関係を示す図である。

【図３】粒状物選別装置の制御装置のうちＣＣＤセンサ
ーの信号処理を行うブロック図である。

【図４】ＣＣＤセンサーで受光した信号とその２値化信
号を示す図である。

【図５】粒状物選別装置の制御装置のうちＩｎＧａＡｓ
センサーの信号処理を行うブロック図である。

【図６】着色部分の検出を示す画像処理のイメージ図で
ある。

【図７】米粒外形の検出を示す画像処理のイメージ図で
ある。

【図８】画像処理のフローチャートである。

【符号の説明】

１ 粒状物選別装置 ２ 振動フィーダ装置 ３ タンク部 ４ 米粒供給部 ５ シュート ６ 光学検出部 ６ａ 前光学検出部 ６ｂ 後光学検出部 ７ 可視光受光部 ８ 近赤外光受光部 ９ 照明用蛍光灯 １０ 照明用蛍光灯 １１ 照明用ハロゲンランプ １２ 背景板 １３ 開口部 １３ａ，１３ｂが開設してある。 １５ 選別部 １６ ノズル １７ エアーパイプ １８ 開閉バルブ ２０ 制御装置 ２２ 不良品排出口 ２３ 精品排出口 ２５ コンパレータ ２６ コンパレータ ２７ コンパレータ ２８ 画像処理ボード ２９ 遅延回路 ３０ 画像メモリ ３１ 記憶回路 ３２ ＣＰＵ ３３ 入出力回路 ３４ 開閉バルブ ４０ 不良検出 ４１ 中心検出 ５０ アナログ・デジタル変換回路 ５１ コンパレータ ５２ コンパレータ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】連続状に流れる粒状物に光を照射して固体
   撮像素子で撮影する過程と、 粒状物から第１レベルの不良部分を検出するために定め
   た所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２
   値化する過程と、 ２値化した画素信号から不良の画素信号を検出する過程
   と、 不良の画素信号が連続して所定数を超えたとき不良と判
   別し、所定数を超えないとき不良の画素信号をキャンセ
   ルする過程と、 前記過程で不良の判別を受けた粒状物の選別処理を進め
   る過程と、を備えることを特徴とする粒状物選別方法。
2. 【請求項２】前記第１レベルよりも濃い第２レベルの不
   良部分を検出するために定めた所定輝度のしきい値で、
   固体撮像素子の画素信号を２値化する過程と、 ２値化した画素信号から不良の画素信号を検出したとき
   粒状物の選別処理を進める過程と、 を備えることを特徴とする請求項１記載の粒状物選別方
   法。
3. 【請求項３】粒状物の外形を検出するために定めた所定
   輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化し
   て粒状物画素を特定する過程と、 第１レベルまたは第２レベルで検出された不良画素に基
   づいて不良粒状物画素を特定する過程と、 特定した不良粒状物画素に基づいて不良粒状物の中心位
   置の画素を特定する過程と、 特定した中心位置の画素に応じた不良粒状物の中心位置
   に対して作用する選別信号を出力する過程と、を備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の粒状物選別
   方法。
4. 【請求項４】不良粒状物の中心位置の画素を特定する過
   程は、 不良粒状物画素を縦方向と横方向に収縮処理する過程
   と、 連続した所定画素数を１ブロックとして複数ブロックに
   分割し、収縮処理後の画素をブロック単位に拡大する過
   程と、 拡大して得られる複数ブロックの横方向の中心ブロック
   を特定する過程と、 拡大して得られる複数ブロックの縦方向の中心ブロック
   を特定する過程と、 横方向の中心ブロックと縦方向の中心ブロックの重複し
   たブロックを粒状物の中心位置のブロックとする過程
   と、を備えることを特徴とする請求項３記載の粒状物選
   別方法。
5. 【請求項５】連続する所定の複数ブロックを１区画とし
   て、区画内のいずれかのブロックが中心位置となったと
   きその区画の該当する選別位置に選別信号を出力するこ
   とを特徴とする請求項４記載の粒状物選別方法。
6. 【請求項６】粒状物を連続状に移送する移送手段と、 移送される粒状物を照明する照明手段と、 照明された粒状物を撮像する固体撮像素子と、 固体撮像素子の画像信号から第１の所定の濃さの粒状物
   の不良部分を取り出すための第１の２値化手段と、 固体撮像素子の画像信号から粒状物の形状を取り出すた
   めの第２の２値化手段と、 第１の２値化手段による不良部分のうち所定面積未満の
   不良部分をキャンセルする不良判別部と、不良判別手段
   によってキャンセルされない不良部分を有する不良粒状
   物について、第２の２値化手段による粒状物形状から中
   心位置を抽出する中心位置抽出部を備える画像処理手段
   と、 粒状物の移動時間と粒状物中心位置とから遅延時間を演
   算し、遅延時間経過後に信号を出力する遅延手段と、 遅延手段の出力信号によって不良粒状物の中心位置に作
   用する選別手段と、を備える粒状物選別装置。
7. 【請求項７】第１の所定の濃さより濃い、第２の所定の
   濃さの不良部分を取り出すための第３の２値化手段を備
   え、 画像処理手段は、第３の２値化手段によって判別された
   不良粒状物について、第２の２値化手段による粒状物形
   状から粒状物の中心位置を抽出することを特徴とする請
   求項６記載の粒状物選別装置。
8. 【請求項８】画像処理手段は、不良粒状物画素を縦方向
   と横方向に収縮する処理と、 連続した所定画素数を１ブロックとして複数ブロックに
   分割し、収縮処理後の画素をブロック単位に拡大する膨
   脹処理と、 拡大して得られる複数ブロックから不良粒状物の横方向
   の中心と、拡大して得られる複数ブロックから不良粒状
   物の縦方向の中心とを求め、粒状物の中心位置を抽出す
   る処理と、を備えることを特徴とする請求項６または７
   に記載の粒状物選別装置。