JP2015007607A - 穀粒判別に用いる撮像装置・操作パネル式情報端末、該撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム、該穀粒判別システムのアプリケーションプログラム及び記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができる撮像装置と、明確な画像表示が可能であり操作性が容易であるタッチパネル式情報端末と、穀粒外観検査用手段とを組み合わせた穀粒判別システムを提供する。
【解決手段】上部撮像・照明ユニット２２と、下部照明ユニット２３と、判別対象である穀粒を載置するトレー２４とを具備し、穀粒からの反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は穀粒に対して下部照明ユニットの発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、タッチパネル式情報端末１により穀粒の画像データを取り込んで、アプリケーションプログラムに基づき、端末記憶部５に記憶した穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得て、操作パネル式操作表示部３に判別結果を表示するように構成したものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、高効率に胴割粒・白未熟粒を検出することができるとともに、上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮するものであり、穀粒判別に用いる撮像装置・操作パネル式情報端末、該撮像装置と、明確な画像表示が可能であり操作性が簡略、容易である操作パネル式情報端末を穀粒外観検査用手段として機能させる操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム、該穀粒判別システムのアプリケーションプログラム及び記憶媒体に関するものである。

現在、生産国、生産地の如何を問わず、農産物、特に玄米粒、麦粒等の穀粒については、生産者との公正・円滑な取引を行うために国（農林水産省）の検査規格に基づきそれぞれの品質ごとに１等、２等、・・・と格付けを行っている。

このような格付けは、様々な要因を基に実行されるが、その一つに外観検査による等級格付けがある。

外観検査による格付けには、大きく分けて数値で定められた規格（着色している粒、割れている粒、被害を受けている粒等）と、数値では表せない規格（形質と言われ、粒の充実具合、光沢等）との２種類がある。

現在数値で定められた規格のある穀粒については、国が作成した限界基準品があり、数値で表せない規格については標準品というものを作成している。これらはともに本物の穀粒を基に作成している。

また、標準品については現在のところ国が現物を作成して全国で８ブロックある地方農政局及び登録検査機関に配布しているが、本物の穀粒を使用するため、必ず経年劣化が生じ、色の変化や品質の劣化が起るため外観検査の信頼性の点で十分とは言えないのが実情である。

今般、行政改革等の人員不足等により、国の標準品作成が困難になってきていることから、国は標準品を写真撮影したものを配布することを予定している。

しかしながら、写真を印刷する際プリンタによるインクのバラツキ、実際に印刷する際の機種によるバラツキ等の問題があり、同等のものを作成することが困難である。

特許文献１には、米粒を照明する照明手段と、該照明手段により照明された米粒を撮像カメラにより撮像し、アナログ画像信号を得る撮像装置と、得られたアナログ画像信号を二値化処理して濃淡を表すデジタル信号に変換する画像変換手段と、該画像変換手段により得られたデジタル画像信号の画像処理を行い、濃度に関する濃度分布ヒストグラムを作成し、これを基に米粒と付着糠とを２値化判別する米粒の外観検査装置が提案されている。

特許文献２には、撮像装置により穀粒を撮像し、該撮像データに基づいて穀粒の品位を判別する穀粒外観品位判別装置における品位別重量比率の算出方法において、複数の穀粒を撮像し、該撮像データに基づいて前記複数の穀粒の品位を判別し、該品位を判別された複数の穀粒の前記撮像データにおける画素数を品位別に集計し、該品位別に集計された画素数に予め品位別に設定される一画素当たりの重量換算係数を掛け合わせることで前記画素数を品位別の重量に換算し、該品位別の重量に基づいて当該穀粒の品位別重量比率を算出する技術が提案されている。

しかし、これら特許文献１、２を含め、撮像装置と、明確な画像表示が可能であり操作性が簡略、容易である操作パネル式情報端末を穀粒外観検査用手段として機能させる操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムは存在しないのが現状である。

特開２００５−４３２６０号公報 特開２０１１−２４２２８４号公報

本発明が解決しようとする問題点は、穀粒を整列させることなく高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができるとともに、前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮できるような穀粒判別に用いる撮像装置・操作パネル式情報端末、該撮像装置と、明確な画像表示が可能であり操作性が簡略、容易である操作パネル式情報端末を穀粒外観検査用手段として機能させる操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム、該穀粒判別システムのアプリケーションプログラムが従来存在しない点である。

本発明の撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムは、上部撮像・照明ユニットと、任意に光量の強弱を制御出来る発光点を複数持つ発光体を用いた下部照明ユニットと、これらの間に配置した判別対象である任意数の穀粒を載置するトレーとを具備し、前記トレーに配置した任意数の穀粒に対してイメージセンサを具備する上部撮像・照明ユニットの上部発光部から光を照射しその反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は前記任意数の穀粒に対して下部照明ユニットの下部発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、得られた画像を元に下部発光部を複数の別パターンで点灯し、そのスポット透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像を行ない、反射光による又は透過光による画像データを得る撮像装置と、穀粒判別用のアプリケーションプログラムを記憶したプログラムメモリと、前記撮像装置により撮像した判別対象である任意数の穀粒の画像データを取り込んで記憶するとともに、穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを記憶する端末記憶部と、操作パネル式操作表示部と、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記端末記憶部に記憶した任意数の穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した前記任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得るとともに、操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に前記判別結果を表示させる制御手段と、を備える操作パネル式情報端末と、を有することを特徴とする。

請求項１、２載の発明によれば、高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができるとともに、前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮させることができる穀粒判別に用いる撮像装置（請求項１）と、操作パネル式情報端末（請求項２）を実現し提供することができる。
請求項３、４載の発明によれば、撮像部を備える上部撮像・照明ユニットと、下部照明ユニットとを有する撮像装置と、操作パネル式情報端末とを組み合わせて穀粒判別システムとすることにより、撮像装置を透過光モードとして、穴あきトレーに被測定粒を並べる手間が不要になり、測定準備段階の時間を短縮することができ、また、高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができるとともに、前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮させることが可能な撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムを実現し提供することができる。

請求項５、６記載の発明によれば、上述した撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムの作用効果を実現できるアプリケーションプログラムを実現し提供することができる。

請求項７記載の発明によれば、上述したアプリケーションプログラムを記憶しておき走査パネル式情報端末により読み込み、実行させることによって、記述した場合同様に、汎用されている操作パネル式情報端末を穀粒判別手段として有効に機能させることが可能となる記憶媒体を実現し提供することができる。

図１は本発明の実施例に係る撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムの構成を示すブロック図である。 図２は本実施例に係る撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムにおけるデータ処理部の機能を示すブロック図である。 図３は本実施例に係る撮像装置の実体構成図である。 図４は本実施例に係る撮像装置を構成する上部撮像・照明ユニットの概略端面図である。 図５は本実施例に係るアプリケーションプログラムの処理内容を示すフローチャートである。 図６は本実施例に係るアプリケーションプログラムに基づく穀粒判別処理の初期画面を示す図である。 図７は本実施例に係るアプリケーションプログラムに基づく穀粒判別処理の結果画面の一例を示す図である。 図８は本実施例に係る撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムにおける胴割粒画像の一例を示す図である。 図９は胴割粒（亀裂無し）に対応する胴割粒画像の濃淡状態を示す概略説明図である。 図１０は胴割粒（亀裂有り）に対応する胴割粒画像の濃淡状態を示す概略説明図である。 図１１は反射光による心白粒の撮像の他に、透過光（全面）による心白粒の撮像、透過光（スポット）による心白粒の撮像を行った結果の各画像を示す概略説明図である。 図１２は反射光による着色粒（表）の撮像、着色粒（裏）の撮像の他に、透過光（全面）による着色粒の撮像（裏）、透過光（スポット）による着色粒の撮像（裏）を行った結果の各画像を示す概略説明図である。

本発明は、撮像装置と、明確な画像表示が可能であり操作性が簡略、容易である操作パネル式情報端末を穀粒外観検査用手段として機能させる操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムを実現し提供するという目的を、上部撮像・照明ユニットと、下部照明ユニットと、これらの間に配置した判別対象である任意数の穀粒を載置するトレーとを具備し、前記トレーに配置した任意数の穀粒に対してイメージセンサを具備する上部撮像・照明ユニットの上部発光部から光を照射しその反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は前記任意数の穀粒に対して下部照明ユニットの下部発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、得られた画像を元に下部発光部を複数の別パターンで点灯し、そのスポット透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像を行なって、反射光による又は透過光による画像データを得る撮像装置と、穀粒判別用のアプリケーションプログラムを記憶したプログラムメモリと、前記撮像装置により撮像した判別対象である任意数の穀粒の画像データを取り込んで記憶するとともに、穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを記憶する端末記憶部と、操作パネル式操作表示部と、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記端末記憶部に記憶した任意数の穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した前記任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得るとともに、操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に前記判別結果を表示させる制御手段と、を備える操作パネル式情報端末と、を有する構成としたことにより実現した。

以下、本発明の実施例に係る撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム、該穀粒判別システムのアプリケーションプログラム及び記憶媒体について詳細に説明する。

本発明の実施例に係る撮像装置２１と操作パネル式情報端末１とを組み合わせた穀粒判別システム６１、該穀粒判別システム６１のアプリケーションプログラム及び記憶媒体について図１乃至図１２を参照して説明する。

まず、図１乃至図４を参照して本実施例に係る撮像装置２１と操作パネル式情報端末１とを組み合わせた穀粒判別システム６１について詳述する。

本実施例２に係る撮像装置２１は、図１、図３に示すように、上部撮像・照明ユニット２２と、下部照明ユニット２３と、判別対象である任意数の穀粒を載置するトレー２４とを具備している。

前記上部撮像・照明ユニット２２は、電源部２５と、上部撮像・照明ユニット２２全体の制御を実行するＣＰＵ又はＤＳＰ（Ｄｉｇｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）により構成されるユニット制御部２６と、このユニット制御部２６により制御されるワークメモリ２７、例えば穀粒の外観画像データを外部に無線又は有線送信する通信インターフェース２８、周囲温度を検知する温度センサ２９、照明コントローラ３０を有している。

そして、前記照明コントローラ３０に、例えば白色光を発光するＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）素子３１Ａを用いた反射画像光源を構成する上部発光部３１を接続し、上部発光部３１からトレー２４に向けて照明光を照射するように構成している。

また、前記上部撮像・照明ユニット２２は、トレー２４上の任意数の穀粒に対向させる撮像用の光学系３２、穀粒を撮像しその外観画像データ（カラー画像データ）を生成するイメージセンサ（カラーイメージセンサ）３３、前記ユニット制御部２６による制御の基にイメージセンサ３３から伝送される画像データを取り込み、画像メモリ３５に記憶するデータ処理部３４を具備している。前記光学系３２、イメージセンサ３３により撮像部を構成している。

前記データ処理部３４は、例えばユーザーがプログラマブル可能な半導体デバイスの一種であるＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙｓ）により構成している。

前記データ処理部３４は、図２に示すように、イメージセンサ３３からの画像データの読み込み、この画像データの画像メモリ３５への記憶、画像データの通信インターフェース２８への伝送等の各制御を行うようにユーザーによりプログラムされたプログラムデータをＩＣチップに格納した構成となっている。

前記下部照明ユニット２３は、図１に示すように、電源部３６、例えばＣＰＵにより構成される下部照明ユニット制御部３７を有し、下部照明ユニット制御部３７により、前記上部発光部３１からの照明光を検知する光量センサ３８、周囲温度を検知する温度センサ３９、トレー２４上の穀粒の移動を検出する振動センサ４０の動作を各々制御するように構成している。

なお、下部照明ユニット制御部３７を無くし、前記ユニット制御部２６により下部照明ユニット２３の各要素を制御する構成とすることもできる。

更に、前記下部照明ユニット制御部３７により、撮像用照明コントローラ４１を介して、前記トレー２４の下側から穀粒に撮像用の照明光を照射するＬＣＤ等からなる透過画像光源を構成する下部発光部（例えば１０．４インチバックライト付きＬＣＤ）４３の発光を制御するように構成している。

前記下部発光部４３は、透過光型で、任意に光量の強弱を制御出来る発光点を複数持つ発光体により構成している。

この場合、前記撮像用照明コントローラ４１としては、ＬＶＤＳ（Ｌｏｗ Ｖｏｌｔａｇｅ Ｄｉｆｆｅｒｒｅｎｔｉａｌ Ｓｉｇｎａｌｉｎｇ）変換機能を有するＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）用の画像用インターフェース等を含んで構成することができる。

次に、操作パネル式情報端末の一例であるタッチパネル式情報端末１について、図１を参照して説明する。

前記タッチパネル式情報端末１は、例えば薄型直方体状の端末本体２と、この端末本体２の表面部分に配置した例えば穀粒判別を行うオペレータが指等でタップ操作等を行うとともに、各種画像、文字情報等を表示するタッチパネル式操作表示部３と、を有している。

また、前記端末本体２は、図１に示すように、全体の制御を実行するための制御プログラム及び本実施例２係る詳細は後述するアプリケーションプログラムを格納したプログラムメモリ４と、全体の制御を実行する制御部１０と、国が作成した例えば玄米粒の検査用の限界基準品、標準品に相当する各種画像データ、規格に基づく文字情報、画面操作誘導用の各種アイコン、判定項目情報等を記憶するとともに、撮像した画像データ、更には判定結果情報をも記憶する端末記憶部５と、撮像した画像データの画像処理を行う画像処理部１１と、予め端末本体２に搭載している電子メール処理部７と、予め端末本体２に搭載しているインターネット網Ｎを介して例えば検査員の属する検査本部等のコンピュータとデータの送受信を行う通信処理部８と、外部記憶媒体１２からのデータ読み込み又は外部記憶媒体１２に対するデータ書き込みを行うための記憶媒体用インターフェース９と、前記上部撮像・照明ユニット２２における通信インターフェース２８との間で、無線又は有線で交信する通信インターフェース１３と、を主な要素として備えている。

上述したように、前記端末本体２は、プログラムメモリ４に全体の制御を実行するための制御プログラム及び詳細は後述するアプリケーションプログラムを格納したこと、端末記憶部５に、例えば玄米粒の検査用の限界基準品、標準品に相当する各種画像データ、規格に基づく文字情報、画面操作誘導用の各種アイコン等からなる判別基準画像情報を記憶したこと、更に、端末記憶部５に例えば玄米粒に関する判定項目情報を記憶したものである。

なお、前記撮像装置２１とタッチパネル式情報端末１とは、無線又は有線通信方式の他、ケーブル接続方式、更にはメモリーカードを利用した方式等により、画像データの伝送を行うことができる。

本実施例に係るアプリケーションプログラムは、前記タッチパネル式情報端末１に搭載され、前記撮像装置２１により撮像した任意数の玄米粒等からなる穀粒の画像データを端末記憶部５に記憶するとともに、前記任意数の穀粒の画像データに対する前記限界基準品、標準品に関する各種画像データを基にした粒質判別計算を行い、撮像した任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し、更に、判定項目情報に関連付けた判別結果を得る処理と、前記判別結果を端末記憶部５に記憶する処理と、前記端末記憶部５に記憶した前記判別結果をタッチパネル式操作表示部３に対するタッチ操作に応じてこのタッチパネル式操作表示部３に表示する処理と、を実行するように構成している。

本実施例に係るアプリケーションプログラムによる判定項目情報としては、例えば、玄米粒に関しては、整粒（肌ずれの有無）、未熟粒（乳白・基部未熟・青未熟・心白・腹白・その他未熟）、死米（白死米・青死米）、着色粒（全面着色・部分着色・赤米）、被害粒（発芽・芽くされ・胴割・き形・虫害・病害・砕粒・茶米）等の例を挙げることができる。

また、精米粒については、正常粒（胚芽無し・胚芽痕跡・胚芽平滑・胚芽原形）、粉状質粒（全面粉状・半分粉状・心白・腹白）、被害粒（損傷・き形・その他被害・砕粒）、着色粒（全面着色・カメムシ着色・センチュウ着色・病変着色）、異種穀粒等の例を挙げることができる。

更に、本実施例に係るアプリケーションプログラムによる判別結果情報としては、判別粒毎の判別項目付きのサムネイル画像、判別粒質ごとの粒数及び組成率（粒数％、質量換算％）、粒形分析のヒストグラム等の例を挙げることができる。

また、本実施例に係るアプリケーションプログラムは、タッチパネル式操作表示部３に対する指操作に応じて、このタッチパネル式操作表示部３に表示された画像の拡大縮小処理、立体画像である場合の回転処理等の機能も有しており、前記タッチパネル式情報端末１を穀粒外観検査用手段として有効に機能させることが可能となる。

すなわち、上述したような機能を有するアプリケーションプログラムを搭載したタッチパネル式情報端末１を利用することによって、検査員は、予めタッチパネル式情報端末１に記憶保持した穀粒に関する各種画像をタッチパネル式操作表示部３に対するタップ操作を順に実行するだけで、明確に視認することができ、検査すべき玄米等の穀粒の外観検査を的確に行うことが可能となる。

また、画像を拡大したり、限界基準品の立体的な穀粒画像については、画面操作によって回転表示等を行うことができるので、穀物の裏面や形状をごく簡単に確認することができ、検査すべき玄米等の穀粒の外観判別の正確性を期することができる。

次に、図３、図４を参照して、前記上部撮像・照明ユニット２２と、下部照明ユニット２３の各要素の実体的構成について概説する。

前記上部撮像・照明ユニット２２は、箱型状の上部筐体５１を具備し、この上部筐体５１の各部に上述した各要素を搭載している。

図１９においては、前記上部撮像・照明ユニット２２の一部の要素である電源部２５、データ処理部３４、イメージセンサ３３、下部照明ユニット２３側に向けた光学系３２を構成するレンズ３２Ａ、複数のＬＥＤ素子３１Ａを用い下部照明ユニット２３側に向けた上部発光部３１、この上部発光部３１に所定の電圧を印加する定電圧回路４４を配置した構成を示している。

また、前記下部照明ユニット２３は、透過光型に構成され、箱型状の下部筐体６２を具備し、図３に示すように、この下部筐体６２に前記上部発光部３１、光学系３２を構成するレンズ３２Ａに対向させた配置で下部発光部４３を配置し、この下部発光部４３上に前記トレー２４を載置する構成とするとともに、前記下部筐体６２内に、前記電源部３６、下部照明ユニット制御部３７、撮像用照明コントローラ４１を配置した構成を示している。

前記下部照明ユニット２３は、例えば、バックライトを有するＬＣＤやＯＬＥＤ（有機ＥＬディスプレイ）等で構成され、任意に光量の強弱を制御出来る発光点を複数持つことを特徴とする発光体である。

前記下部照明ユニット２３を用いた場合、穴あきトレーを用いなくても、透過光による測定が可能になるため、穴あきトレーに被測定粒を並べる手間が不要になり測定準備に掛かる時間が短縮される利点がある。

前記下部照明ユニット２３を用い、前記イメージセンサ３３により撮像した胴割粒画像の一例を図８に示す。

ここで、穀粒の胴割の有無と画像の濃淡について補足説明を行う。

測定対象である試料の一部に光を当てると、光が当った部分が最も明るくなり、光源から遠くなるに従って試料内部を散乱して到達するため暗くなっていく。

測定対象が穀粒の場合、穀粒画像の明るさの変化は、胴割による亀裂が無ければ図２５に示すように滑らかに見える。

一方、胴割による亀裂がある穀粒の場合、亀裂部分で光の散乱が強く生じるため、図２６に示すように亀裂の前後で明るさに急激な変化が見られる。

本実施例においては、図８から明らかなように下部照明ユニット２３の例えばバックライトを有するＬＣＤ上の発光点上で、胴割粒の中央の胴割により像の明暗が生じていることが判明した。

一方、従来の穀粒判別器に使用される下部照明ユニットの場合、透過光は発光点が決まっているため、例えば胴割粒を判別する場合、被検査粒の軸に対して照明方向を一定に保つ必要があった。

また、従来のような搬送円板式の穀粒判別器では、１粒毎の測定になるため、画像処理時間以外に穀粒の物理的な移動のための時間が制約になっていたとともに、胴割粒と心白粒を区別するため別々の光源で判別する必要ある等、複数の測定系が必要であるという不便さを有していた。

更に、画像スキャナーを利用した穀粒判別器の場合には、穀粒穴あきトレーに載せることが不可欠であるという不便さを有していた。

図４は、前記上部撮像・照明ユニット２２の概略断面を示すものであり、上部筐体５１内に主基板５２を水平配置し、主基板５２の中央部でイメージセンサ基板５３によりイメージセンサ３３を支持し、更に、その下部に取り付けたレンズ鏡筒５４により前記レンズ３２Ａを支持し、レンズ鏡筒５４の下端部には偏光板５５を取り付けている。

また、レンズ鏡筒５４の回りには、放熱板５６を取り付け、前記ＬＥＤ素子３１Ａを支持するとともに、ＬＥＤ素子３１Ａの下方に位置する上部筐体５１の下端面には、拡散板５７、防塵板５８を取り付けた構成としている。

次に、本発明の実施例２に係る撮像装置２１と操作パネル式情報端末１とを組み合わせた穀粒判別システム６１による穀粒判別処理について説明する。

穀粒判別システム６１における撮像装置２１によるトレー２４上の穀粒の撮像処理及び操作パネル式情報端末１による画像処理の全体的な流れとしては、以下のような例を挙げることができる。

（Ａ）撮像装置２１の上部発光部３１を点灯後、反射光によってイメージセンサ３３による穀粒の画像を撮像し画像データを得る。そして、操作パネル式情報端末１における画像処理により穀粒の位置を検出し、透過光源である下部発光部４３の発光形状を算出する。また、操作パネル式情報端末１における画像処理により胴割れ以外の検出を行う。

（Ｂ）下部発光部４３の点灯後、透過光によってイメージセンサ３３による穀粒の画像を撮像し画像データを得る。そして、操作パネル式情報端末１における画像処理により胴割れ検出を行う。

（Ｃ）以上の処理結果によっては、図１１に示すように、白未熟粒検出のため、下部発光部４３を別パターンで点灯し、透過光による２回目の撮像を行う。すなわち、図１１に示すように反射光による心白粒の撮像の他に、透過光（全面）による心白粒の撮像、透過光（スポット）による心白粒の撮像を行う。

（Ｄ）測定項目によっては、イメージセンサ３３から遠い面にある着色粒等の検出のため下部発光部４３を別パターンで点灯し、透過光による３回以上の撮像を行う。すなわち、図１２に示すように、反射光による着色粒（表）の撮像、着色粒（裏）の撮像の他に、透過光（全面）による着色粒の撮像（裏）、透過光（スポット）による着色粒の撮像（裏）を行う。

（Ｅ）以上のような照明方法により、従来の反射光による画像ではイメージセンサ３３からは見えない試料の内部・裏側の状態を測定することができ、試料の上下にイメージセンサ３３を配置しなくても良いという利点がある。

次に、本実施例に係るアプリケーションプログラムを搭載したタッチパネル式情報端末１の一連の処理について、図５乃至図７を参照して概説する。

図５は本実施例に係るアプリケーョンプログラムの処理内容を示すフローチャートであり、図６は前記アプリケーションプログラムに基づきタッチパネル式操作表示部３に表示される穀粒判別のための初期画面である。

まず、図６に示す初期画面において、例えば玄米測定を選択（タップ）し前記アプリケーションプログラムをスタートさせる。

次に、撮像装置２１にてトレー２４上に整列配置した多数の玄米粒の画像を撮像し、その画像データを上述したようにしてタッチパネル式情報端末１に伝送する。

撮像装置２１にて撮像された多数の玄米粒の画像データは、前記アプリケーションプログラムに基づき前記画像処理部１１により画像処理された後、前記端末記憶部５に記憶される。

次に、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記任意数の穀粒の画像データに対する前記限界基準品、標準品に関する各種画像データを基にした粒質判別計算を行い、撮像した任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し、更に、個々の玄米粒について各々判定項目情報に関連付けた判別結果を得る。

更に、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記判別結果を端末記憶部５に記憶する。

そして、オペレータのタッチパネル式情報端末１に対する結果表示のためのタップ操作により、前記アプリケーションプログラムによって、例えば、図７に示すような判別された整粒、部分着色粒等のような各玄米粒毎の判別項目付きの数個のサムネイル画像がタッチパネル式操作表示部３に表示される。なお、図７においては、一例として８個の玄米粒に関する判別結果を表示している。

この他、図示しないが、前記アプリケーションプログラムによって、判別粒質ごとの粒数、組成率（粒数％、質量％）及びヒストグラムを算出しタッチパネル式操作表示部３に表示したり、前記アプリケーションプログラムによって、撮像画像を拡大、縮小処理したり、立体画像の場合には回転処理したり、粒質毎に並び替えて表示したり、一粒毎の粒質、典型度、粒長、粒幅、投影面積等を算出しタッチパネル式操作表示部３に表示したりすることもできる。

本実施例に係る撮像装置２１と操作パネル式情報端末１とを組み合わせた穀粒判別システム６１によれば、前記撮像装置２１にて玄米粒等からなる穀粒の画像を撮像して画像テータを得た後、操作パネル式情報端末１に伝送し、各穀粒の画像データを処理して粒質を判別してタッチパネル式操作表示部３に表示するように構成しているので、撮像装置２１により各穀粒の反射光による画像データ、又は透過光による画像データを基に操作パネル式情報端末１によりこれら穀粒の種々の粒質を的確、かつ、広範囲に判別し、判別結果を表示することが可能な簡略で操作のし易い斬新な穀粒判別システム６１を実現し提供することができる。

なお、本実施例に係る穀粒判別システム６１によれば、前記撮像装置２１により玄米粒等を撮像し、タッチパネル式情報端末１の端末メモリ５に記憶保持しておくことによって、玄米粒等の撮像時点と粒質判定時点とをずらして行うような使用態様をとることもできる。

また、本実施例によれば、前記タッチパネル式情報端末１を使用し、撮像した玄米粒等の画像を電子メール処理部７、通信処理部８、インターネット網Ｎを介して実施例１の場合と同様に外部のコンピュータとデータの送受信を行うことにより専門家の判断を仰ぐ等の迅速な判別処理を実現することも可能となる。

さらに、撮像した玄米粒等の画像を公知のようなクラウド管理に供することによって、当該画像データを多くの人で共有するという使用態様を実現することもできる。

本実施例に係るアプリケーションプログラムを、図１に示すように、例えばＳＤカードのような外部記憶媒体１２に記憶し、前記記憶媒体用インターフェース９を利用して端末本体２を当該アプリケーションプログラムに基づき上述した場合と同様に動作させることによって、汎用されているタッチパネル式情報端末１を上述したように機能させることもでき、本実施例２に係るアプリケーションプログラムを多くのオペレータ用として有効利用することも可能である。

また、図１１に示すような下部発光部３１の発光による透過光（全面）による心白粒の撮像、透過光（スポット）による心白粒の撮像や、図１２に示すような、透過光（全面）による着色粒の撮像（裏）、透過光（スポット）による着色粒の撮像（裏）を行うことができる。

このような照明方法により、従来の反射光による画像ではイメージセンサ３３からは見えない試料の内部・表側の状態を測定することができ、試料の下部にイメージセンサ３３を配置しなくても良いという利点がある。

以上説明した本発明の実施例では、タッチパネル式情報端末１を利用する場合について説明したが、この他、操作パネル式情報端末として、例えば、フローティング・タッチ技術を搭載し、画面に直接触れずに（パネルの近くで指を動かすことによってパネルに触れることなく画面を動かす）指等を操作パネルの画面から浮かした状態で各種画面操作を実行可能な非接触操作式のスマートフォン「例えばＸｐｅｒｉａ ｓｏｌａ」（Ｘｐｅｒｉａは登録商標）等を利用する構成とすることも勿論可能である。

本発明は、上述した場合の他、精米、麦、大豆等のような各種の穀粒の外観検査用、穀粒判別用として広範に応用可能である。

１ タッチパネル式情報端末
２ 端末本体
３ タッチパネル式操作表示部
４ プログラムメモリ
５ 端末記憶部
７ 電子メール処理部
８ 通信処理部
９ 記憶媒体用インターフェース
１０ 制御部
１１ 画像処理部
１２ 外部記憶媒体
１３ 通信インターフェース
２１ 撮像装置
２２ 上部撮像・照明ユニット
２３ 下部照明ユニット
２４ トレー
２５ 電源部
２６ ユニット制御部
２７ ワークメモリ
２８ 通信インターフェース
２９ 温度センサ
３０ 照明コントローラ
３１ 上部発光部
３１Ａ ＬＥＤ素子
３２ 光学系
３２Ａ レンズ
３３ イメージセンサ
３４ データ処理部
３５ 画像メモリ
３６ 電源部
３７ 下部照明ユニット制御部
３８ 光量センサ
３９ 温度センサ
４０ 振動センサ
４１ 撮像用照明コントローラ
４３ 下部発光部
４４ 低電圧回路
５１ 上部筐体
５２ 主基板
５３ イメージセンサ基板
５４ レンズ鏡筒
５５ 偏光板
５６ 放熱板
５７ 拡散板
５８ 防塵板
６１ 穀粒判別システム
６２ 下部筐体
Ｎ インターネット網

請求項１、２記載の発明によれば、高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができるとともに、前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮させることができる穀粒判別に用いる撮像装置（請求項１）と、操作パネル式情報端末（請求項２）を実現し提供することができる。
請求項３、４載の発明によれば、撮像部を備える上部撮像・照明ユニットと、下部照明ユニットとを有する撮像装置と、操作パネル式情報端末とを組み合わせて穀粒判別システムとすることにより、撮像装置を透過光モードとして、穴あきトレーに被測定粒を並べる手間が不要になり、測定準備段階の時間を短縮することができ、また、高効率に胴割粒・白未熟粒検出することができるとともに、前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の高効率に検出することができ、穀粒の裏面の高品質の画像データを得ることができるという優れた機能を発揮させることが可能な撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムを実現し提供することができる。

請求項７記載の発明によれば、上述したアプリケーションプログラムを記憶しておき操作パネル式情報端末により読み込み、実行させることによって、記述した場合同様に、汎用されている操作パネル式情報端末を穀粒判別手段として有効に機能させることが可能となる記憶媒体を実現し提供することができる。

本実施例に係る撮像装置２１は、図１、図３に示すように、上部撮像・照明ユニット２２と、下部照明ユニット２３と、判別対象である任意数の穀粒を載置するトレー２４とを具備している。

また、前記端末本体２は、図１に示すように、全体の制御を実行するための制御プログラム及び本実施例に係る詳細は後述するアプリケーションプログラムを格納したプログラムメモリ４と、全体の制御を実行する制御部１０と、国が作成した例えば玄米粒の検査用の限界基準品、標準品に相当する各種画像データ、規格に基づく文字情報、画面操作誘導用の各種アイコン、判定項目情報等を記憶するとともに、撮像した画像データ、更には判定結果情報をも記憶する端末記憶部５と、撮像した画像データの画像処理を行う画像処理部１１と、予め端末本体２に搭載している電子メール処理部７と、予め端末本体２に搭載しているインターネット網Ｎを介して例えば検査員の属する検査本部等のコンピュータとデータの送受信を行う通信処理部８と、外部記憶媒体１２からのデータ読み込み又は外部記憶媒体１２に対するデータ書き込みを行うための記憶媒体用インターフェース９と、前記上部撮像・照明ユニット２２における通信インターフェース２８との間で、無線又は有線で交信する通信インターフェース１３と、を主な要素として備えている。

図３においては、前記上部撮像・照明ユニット２２の一部の要素である電源部２５、データ処理部３４、イメージセンサ３３、下部照明ユニット２３側に向けた光学系３２を構成するレンズ３２Ａ、複数のＬＥＤ素子３１Ａを用い下部照明ユニット２３側に向けた上部発光部３１、この上部発光部３１に所定の電圧を印加する定電圧回路４４を配置した構成を示している。

測定対象が穀粒の場合、穀粒画像の明るさの変化は、胴割による亀裂が無ければ図９に示すように滑らかに見える。

一方、胴割による亀裂がある穀粒の場合、亀裂部分で光の散乱が強く生じるため、図１０に示すように亀裂の前後で明るさに急激な変化が見られる。

次に、本発明の実施例に係る撮像装置２１と操作パネル式情報端末１とを組み合わせた穀粒判別システム６１による穀粒判別処理について説明する。

本実施例に係るアプリケーションプログラムを、図１に示すように、例えばＳＤカードのような外部記憶媒体１２に記憶し、前記記憶媒体用インターフェース９を利用して端末本体２を当該アプリケーションプログラムに基づき上述した場合と同様に動作させることによって、汎用されているタッチパネル式情報端末１を上述したように機能させることもでき、本実施例に係るアプリケーションプログラムを多くのオペレータ用として有効利用することも可能である。

Claims (7)

1. 上部撮像・照明ユニットと、任意に光量の強弱を制御出来る発光点を複数持つ発光体を用いた下部照明ユニットと、これらの間に配置した判別対象である任意数の穀粒を載置する平坦なことを特徴とするトレーとを具備し、前記トレーに配置した任意数の穀粒に対してイメージセンサを具備する上部撮像・照明ユニットの上部発光部から光を照射しその反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は前記任意数の穀粒に対して下部照明ユニットの下部発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、得られた画像を元に下部発光部を複数の別パターンで点灯し、そのスポット透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像を行なって、反射光による又は透過光による画像データを得ることを特徴とする穀粒判別に用いる撮像装置。
2. 穀粒判別用のアプリケーションプログラムを記憶したプログラムメモリと、前記撮像装置により撮像した判別対象である任意数の穀粒の画像データを取り込んで記憶するとともに、穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを記憶する端末記憶部と、操作パネル式操作表示部と、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記端末記憶部に記憶した任意数の穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した前記任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得るとともに、操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に前記判別結果を表示させる制御手段と、を備えることを特徴とする穀粒判別に用いる操作パネル式情報端末。
3. 上部撮像・照明ユニットと、任意に光量の強弱を制御出来る発光点を複数持つ発光体を用いた下部照明ユニットと、これらの間に配置した判別対象である任意数の穀粒を載置する平坦なことを特徴とするトレーとを具備し、前記トレーに配置した任意数の穀粒に対してイメージセンサを具備する上部撮像・照明ユニットの上部発光部から光を照射しその反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は前記任意数の穀粒に対して下部照明ユニットの下部発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、得られた画像を元に下部発光部を複数の別パターンで点灯し、そのスポット透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像を行なって、反射光による又は透過光による画像データを得る撮像装置と、
   穀粒判別用のアプリケーションプログラムを記憶したプログラムメモリと、前記撮像装置により撮像した判別対象である任意数の穀粒の画像データを取り込んで記憶するとともに、穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを記憶する端末記憶部と、操作パネル式操作表示部と、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記端末記憶部に記憶した任意数の穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した前記任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得るとともに、操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に前記判別結果を表示させる制御手段と、を備える操作パネル式情報端末と、
   を有することを特徴とするとともに、
   胴割粒・白未熟粒検出のために、反射光による穀粒の撮像の他に、前記下部発光部を別パターンで点灯し、下部発光部の全面の透過光による穀粒の撮像、下部発光部のスポットの透過光による穀粒の２回の撮像を行うようにしたことを特徴とする撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム。
4. 上部撮像・照明ユニットと、下部照明ユニットと、これらの間に配置した判別対象である任意数の穀粒を載置するトレーとを具備し、前記トレーに配置した任意数の穀粒に対してイメージセンサを具備する上部撮像・照明ユニットの上部発光部から光を照射しその反射光を上部撮像・照明ユニットにより撮像し、又は前記任意数の穀粒に対して下部照明ユニットの下部発光部から光を照射しその透過光を上部撮像・照明ユニットにより撮像して、反射光による又は透過光による画像データを得る撮像装置と、
   穀粒判別用のアプリケーションプログラムを記憶したプログラムメモリと、前記撮像装置により撮像した判別対象である任意数の穀粒の画像データを取り込んで記憶するとともに、穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを記憶する端末記憶部と、操作パネル式操作表示部と、前記アプリケーションプログラムに基づき、前記端末記憶部に記憶した任意数の穀粒の画像データと、穀粒検査用の限界基準品、標準品に関する各種画像データを比較し、撮像した前記任意数の穀粒の画像データの粒質を各々判別し判別結果を得るとともに、操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に前記判別結果を表示させる制御手段と、を備える操作パネル式情報端末と、
   を有することを特徴とするとともに、
   前記上部撮像・照明ユニットにおけるイメージセンサから遠い面にある着色粒等の検出のために、下部発光部を別パターンで点灯し、反射光による着色粒の表の撮像、着色粒の裏の撮像の他に、下部発光部の全面の透過光による着色粒の裏の撮像、下部発光部のスポットの透過光による着色粒の裏の撮像を行い３回以上の撮像するようにしたことを特徴撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システム。
5. 任意数の穀粒を上部撮像・照明ユニットにより撮像して、画像データを得る撮像装置と、操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムのアプリケーションプログラムであって、
   前記上部撮像・照明ユニットの撮像装置から取り込んだ任意数の穀粒の画像データを処理し端末記憶部に記憶する処理と、
   予め端末記憶部に記憶した穀粒外観検査用の限界基準品、標準品に相当する各種画像データ、規格に基づく文字情報、画面操作誘導用の各種アイコン等からなる判別基準画像情報、穀粒に関する判定項目情報を基に、前記任意数の穀粒の画像データの粒質判別計算を行い、撮像した任意数の穀粒の画像データの粒質の判別、判定項目情報との対応付けを行って穀粒毎の判別結果を得る処理と、
   判別結果を端末記憶部に記憶する処理と、
   前記端末記憶部に記憶した前記判別結果を操作パネル式操作表示部に対する操作に応じてこの操作パネル式操作表示部に表示する処理と、
   をコンピュータ実行可能としたことを特徴とする撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムのアプリケーションプログラム。
6. 前記操作パネル式操作表示部に表示する各種画像を操作パネル式操作表示部に対する指操作に応じて拡大、縮小する処理、前記操作パネル式操作表示部に表示する各種画像が立体画像である場合に操作パネル式操作表示部に対する指操作に応じて回転させる機能を有することを特徴とする請求項５記載の撮像装置と操作パネル式情報端末とを組み合わせた穀粒判別システムのアプリケーションプログラム。
7. 請求項５又は６記載のいずれかの機能を有するアプリケーションプログラムを記憶したことを特徴とする記憶媒体。