JP2017150823A

JP2017150823A - 粒状物外観品位判別装置

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Publication number: JP2017150823A
Application number: JP2016030613A
Authority: JP
Inventors: 和也内田; Kazuya Uchida
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd; Satake Corp
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd; Satake Corp
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2016-02-22
Publication date: 2017-08-31
Anticipated expiration: 2036-02-22
Also published as: JP6761201B2

Abstract

【課題】設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術的課題とする。【解決手段】粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部３と、撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって各粒状物の品位を判別する制御部４ａと、該制御部４ａで判別した粒状物の判別品位と粒画像を表示する表示部１６とを有する粒状物外観品位判別装置において、制御部４ａには、前記表示された判別品位と粒画像に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部４５を備える、という技術的手段を講じるものとした。【選択図】図２

Description

本発明は、穀類等の粒状物外観品位判別装置に関するものである。

従来、国内の市場に流通している米は、売渡価格などを決定するため、農産物検査法に基づく品位等検査の設定品位情報による等級等の検査が行われている。その一方で、外食・中食業者の一部では、その品位等検査とは別に、独自の設定品位情報に基づいて自主的な検査を行っている。
なお、設定品位情報とは、しきい値や検量線等と一般的に呼ばれる品位の判別基準のことである。

前記自主的な検査は、外食・中食業者が目視によって行うものであり、独自の設定品位情報を設定し、この設定品位情報によって、例えば、前記品位等検査の設定品位情報よりも基準を厳しく設定して判別を行っている。また、目視で行っているため、検査者の熟練度等によって判別結果に個人差が生じるおそれがあり、この問題に対処するため、個人差が生じない光学式の粒状物外観品位判別装置で行うことが考えられる。

前記粒状物外観品位判別装置は、例えば、特許文献１に記載された穀粒の粒状物外観品位判別装置が知られている。この粒状物外観品位判別装置は、あらかじめ農産物検査法に基づく品位等検査の設定品位情報が設定されており、外食・中食業者向けの自主的な検査の設定品位情報は設定されておらず、設定品位情報を自由に変更することができないものであった。例えば、農産物検査法に基づく品位検査で整粒に判別された米粒を、外食・中食業者向けの自主的な検査では整粒以外の着色粒等に判別されるように、前記粒状物外観品位判別装置の設定品位情報を変更したくても、変更を行うことができなかった。

特開２０００−０４６７９１号公報

そこで、本発明は上記問題点にかんがみて、設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術的課題とする。

上記目的を達成するため本発明は、粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部と、を備えた粒状物外観品位判別装置において、前記制御部には、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設ける、という技術的手段を講じるものとした。

請求項２に記載の発明は、前記粒状物外観品位判別装置の制御部に、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して表示するため測定品位情報変更部を設ける、という技術的手段を講じるものとした。

請求項３に記載の発明は、前記粒状物外観品位判別装置の前記設定品位情報変更部に、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と、前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の数の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、さらに、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の測定品位情報に基づいて前記入力された設定品位情報を変更して変更後の設定品位情報を新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えたことを特徴とするものである。

請求項４に記載の発明は、粒状物外観品位判別装置の前記制御部が、前記表示部に判別品位及び粒画像を表示する際に、各品位の見本となる粒状物の基準画像を表示することを特徴とするものである。

本発明の請求項１に記載の粒状物外観品位判別装置は、撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位の判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部とを備えた粒状物外観品位判別装置において、前記制御部に、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づいて前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設けたものなので、所望の設定品位情報となるように、粒状物外観品位判別装置の品位の判別基準となる設定品位情報をユーザーが変更することが可能となる。よって、ユーザーは、粒状物外観品位判別装置で、所望の設定品位情報を用いて粒状物を判別することができようになった。

本発明の請求項２に記載の粒状物外観品位判別装置によれば、制御部に、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して表示するための測定品位情報変更部が設けられているので、所望する品位と異なる品位に判別された粒状物があったとしても、ユーザーは、その粒状物の品位を所望する品位に変更して表示することが可能である。

本発明の請求項３に記載の粒状物外観品位判別装置によれば、前記設定品位情報変更部は、ユーザーによって選択された粒画像の測定品位情報（撮像データに基づくもの）に基づいて、任意の品位の判別基準となる設定品位情報を変更することにより変更後の設定品位情報を前記品位の新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えるものなので、ユーザーは、粒状物外観品位判別装置の設定品位情報を変更することができる。また、ユーザーが選択した粒画像の測定品位情報を使用して設定品位情報を変更するので、前記粒状物外観品位判別装置は、前記粒画像の粒状物を確実に所望の品位に判別することができるものとなる。

本発明の請求項４に記載の粒状物外観品位判別装置によれば、粒状物毎に判別した判別品位及び粒画像を表示するとともに、各品位の粒状物の見本となる基準画像も同時に表示するので、該基準画像と比較することで、粒状物の判別がユーザーの望むように正しく行われているか否かを容易に確認することができる。

本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の斜視図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の制御ブロック図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別方法の手順を示したものである。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別結果を示した図である。判別結果の変更方法を示したフロー図である。品位選択画面の一例を示した図である。基準画像の一例を示した図である。設定品位情報作成工程のフローを示した図である。設定品位情報作成工程での品位選択画面の一例を示した図である。

本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る粒状物外観品位判別装置１を示した図ある。図１に示されるように、粒状物外観品位判別装置１は、コンピュータ２と、該コンピュータ２に接続された撮像部としてのカラースキャナ３とを含んで構成されている。図２は、粒状物外観品位判別装置１の制御ブロック図である。

前記コンピュータ２は、ＣＰＵ（中央演算素子）又は基板を中心にした制御部４ａと、スキャナ３で撮像して得た撮像データを入力する入力ポート４ｆと、プリンタ等にデータを出力する出力ポート（図示無し）と、関係式やプログラムなどを記憶させた読み出し専用記憶素子（以下、「ＲＯＭ」という）４ｄと、画像処理アプリケーションや画像データ等を記憶する読み出し書き込み記憶素子（以下、「ＲＡＭ」という）４ｅと、スキャナ３で撮像した撮像データ等を保存するメモリ４ｇと、判別結果等を表示するディスプレイ１６と、設定条件等を入力する入力部１８等とから構成される。

前記制御部４ａは、測定品位情報及び粒画像を作成する画像処理部４７と、品位の判別を行う判別部４８と、測定品位情報変更部４４と、設定品位情報変更部４５とを備えている。また、前記ディスプレイ１６は、粒画像や該粒画像の品位等を表示する表示部となる。また、前記入力部１８は、品位変更入力部４１、品位入力部４２と、粒選択部４３とを備えている。ところで、前記設定品位情報変更部４５は、設定品位情報を作成するための品位情報作成部４６を備えている。

前記カラースキャナ３は（図１参照）、画像読取面４を上端面に有するスキャナ本体５と、このスキャナ本体５の画像読取面４を測定時に覆うカバー６とを備えて構成されている。

前記画像読取面４はガラス製であって、スキャナ本体５の上面部に配設されている。画像読取面４はガラス板に限定されるわけではなく、アクリル板を使用してもよいし、それら以外の透明材料から成る板材を使用してもよい。上記構成の画像読取面４には、測定時に試料トレー２０が載置される。

前記スキャナ本体５内には、走査装置が配設されており（図示せず）、該走査装置は、試料トレー２０の底面に対して光を照射する光照射部（光源）と、光照射部から照射されて穀粒表面で反射された反射光と、カバー６で反射し穀粒を透過した透過光とを受光する受光部とから構成されている（いずれも）。

前記走査装置の受光部は、カラーＣＣＤ等で構成されており、画像読取面４に載置された粒状物からの反射光及び透過光を例えばＲＧＢの三色（赤色、緑色及び青色）の光ごとに受光し、受光して得られた撮像データをコンピュータ２に出力するようになっている。

前記カバー６はスキャナ本体５の上端縁にヒンジ結合されていて、該ヒンジにより回動可能となっている。このため、測定時にはカバー６によってスキャナ本体５の画像読取面４を被覆することができ、外部からの迷光の侵入を防止することができる。なお、カラースキャナ３には一般的なスキャナを用いることができる。

前記試料トレー２０は（図１参照）、平面視で矩形枠状に形成されていて、底板２１と、この底板２１の周辺部から上方に立ち上げられた側壁と、該側壁の二箇所に設けられた把持部とによって構成されている。なお、前記底板２１は、透明な板であって、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。また、試料トレー２０が画像読取面４の上面に載置された状態では、画像読取面４の上面に底面２１が当接状態で載置されるようになっている。

前記側壁によって囲まれた空間の一部分には、基準板２２を設けてもよい。該基準板２２は、カラースキャナ３での測定値を補正するための画像情報を取得するためのものである。基準板２２を配置する位置は、前記空間上であれば特に限定されることはなく、設計上都合の良い箇所に配置すればよい。また、形状についても特に限定されることはない。本実施形態では、基準板２２の形状を矩形状とし、該基準板２２の長手方向の一端を側壁に接するように配置している。また、基準板２２は、一つの色のみで形成するだけでなく、例えば、白と黒等の２色の基準板を組み合わせて構成することが望ましい。

なお、試料トレー２０は、カラースキャナ３で測定を行うので、試料トレー２０本体からの反射光が前記測定時に影響することが考えられる。このため、少なくとも表面は光沢がないことが好ましく、黒体若しくは黒体に近い素材で試料トレー２０を形成することが望ましい。

本実施形態の作用を説明する。本実施形態では検査対象の粒状物が玄米である場合について説明する。図３は、粒状物外観品位判別装置１の判別方法の手順を示したものである。

（１）撮像工程（ステップＳ１）：
まず、試料トレー２０の底面２１上に、約千粒の玄米７を粒同士がそれぞれ重ならないように投入する。投入後、図１に示すように、試料トレー２０をカラースキャナ３の画像読取面４上に載置する。カラースキャナ３での測定時には、試料トレー２０の底面２１が光路となるので、指等が接触して底面２１に指紋などの汚れが付着することは好ましくない。なお、一回の測定で測定する穀粒の個数は、特に限定されることはなく、試料トレーの底面に載置可能な個数の範囲で自由に増減すればよい。

前記試料トレー２０を載置した後は、カバー６で試料トレー２０の上面をカバーし、カラースキャナ３を用いて玄米７の画像を撮像する。具体的には、スキャナ本体５の走査装置を、画像読取面４の底面に沿って移動（二次元走査）させる。その際に、走査装置の光照射部から玄米７へ光が照射され、玄米７で反射した反射光及び／又は透過した透過光が走査装置の受光部に受光される。受光した信号は、ＲＧＢの画像信号としてコンピュータ２に出力される。なお、カラースキャナ３で撮像する玄米７は、底面２１に接する面、すなわち、粒の下側が撮像される。

（２）画像処理工程（ステップＳ２）：
スキャナ３で取得した撮像データは、制御部４ａの画像処理部４７で処理され、粒毎に測定品位情報（光学情報）を得て、各玄米の外形形状、面積、長さ、幅、色彩、胴割等の品位に関連する情報を抽出する。

（３）判別工程（ステップＳ３）
そして、判別部４８において前記測定品位情報を予め設定した設定品位情報（例えば、しきい値や検量線等）と比較等して各玄米の品位（整粒、砕米、死米、着色米、青未熟米、害虫被害米等）を判別する。前記抽出及び判別は、一般的な解析手法で行うことができる。例えば、特開２０１１−２４２２８４号公報や特開２０００−３０４７０２に記載されているような方法を用いることができる。

（４）画像作成工程（ステップＳ４）
制御部４ａの前記画像処理部４７において、前記測定品位情報を利用し、粒毎に玄米の粒画像を作成する。画像作成工程は、上記画像処理工程で行うようにしてもよい。

（５）表示工程（ステップＳ５）：
前記画像作成工程で作成した各玄米の粒画像を、表示手段であるディスプレイ１６に表示する。該表示は、方法は特に限定されないが、例えば、図４に示すように、各玄米の粒画像に、該当する番号（ラベリング）と品位を添付して各玄米の粒画像を一覧表３３として表示するとよい。図４では、４０粒の玄米を同時に表示するとともに、各玄米の粒画像の下部に、該当する番号と品位を添付して表示している。

ユーザーは、前記表示工程で表示された各玄米の粒画像と該粒画像に添付されている品位とを比較して、前記判別工程で粒状物外観品位判別装置１が正確に判別しているか否かを確認することができる。そして、所望の品位と異なった品位に判別された玄米が確認された場合は、その玄米の品位をユーザーが容易に変更することが可能である。

前記変更方法について図５のフロー図を用いて説明する。ここで、図４は、番号５の玄米が、所望する品位は着色粒であるのに整粒と判別されていた場合を示している。ユーザーは、品位変更入力部４１となる入力部１８を使用して番号５の玄米の粒画像をクリック又はタッチするなどして選択し、制御部４ａの測定品位情報変更部４４に変更する玄米（粒状物）を認識させる（ステップＳ５１）。次に、図６に示すような品位選択画面３１をディスプレイ１６上に重ねて表示させ、この品位選択画面３１から変更すべき品位を選択する（ステップＳ５２）。なお、入力部１８から直接品位を入力するようにしてもよい。図６では、品位選択画面３１の四角枠にチェックを入れて、そして、着色粒を選択している。該選択後、図６の再設定ボタン３５をクリックすれば、測定品位情報変更部４４によって番号５の玄米が着色粒として登録されるとともに、番号５の玄米の品位の表示が「着色粒」と表示されて、品位の変更が終了する。なお、粒画像と品位はどちらを先に選択するようにしてもよい。

さらに、品位判別に熟練していないユーザーであっても、各玄米の品位が所望するものに判別されているか否かを確認可能とするために、各品位の見本となる基準画像を、検査対象の玄米の一覧表と同時にディスプレイ上に表示してもよい。図７は、前記基準画像３２の例として、整粒、青未熟粒、砕粒、胴割粒、部分着色粒を示したものである。同図のように、各品位の基準画像と判別後の玄米の実際の粒画像とを目視により比較することで、前記ユーザーであっても、容易に判別結果を確認することができる。前記基準画像は、ユーザーが独自に準備してもよいし、農林水産省のホームページに記載されている「検査用語の解説」及び「被害粒、死米、着色粒、未熟粒の解説」で使用されている各品位の粒画像を参考にして作成してもよい。

ところで、上記の変更方法では、品位の判別結果を変更することはできるが、設定品位情報（品位判別基準）そのものは変更していないので、外食・中食業者が所望する品位に変更を行った玄米を再度、粒状物外観品位判別装置１で検査すると、その玄米は農産物検査法に基づく品位等検査の基準で判別をされることになる。このため、品位判別に熟練した外食・中食業者等が、独自の設定品位情報で判別を行いたい場合、設定品位情報を変更（補正）してしまうことが望ましい。そこで本願発明では、設定品位情報自体を図１の品位情報作成部４６で変更する設定品位情報作成工程（図３のステップＳ６）を設けている。

図３の前記設定品位情報作成工程について、図８により詳細に説明する。
（１）品位の選択（ステップＳ６１）：
設定品位情報を変更（作成）したい品位を選択する。例えば、図９に示すような選択画面３４を品位入力部４２として、品位を選択するようにする。また、入力部１８から品位を入力するようにしてもよいし、前記品位入力部４２を制御部４ａと同一の基板上に設ける構成としてもよい。
（２）玄米の選択（ステップＳ６２）：
粒状物外観品位判別装置１の判別結果を表示した画面（一覧表３３）を粒選択部４３として、ステップＳ６１で選択した品位に該当する玄米の粒画像をタッチするなどして選択する。また、入力部１８を使用して前記粒画像を選択するようにしてもよい。その場合、入力部１８が粒選択部４３となる。さらに、前記粒選択部４３を制御部４ａと同一の基板上に設ける構成としてもよい。図９では、ステップＳ６１で「着色粒」を選択し、着色粒の粒画像を選択した状態を示している。玄米の粒画像を選択する際に、粒状物外観品位判別装置１の判別結果に関係なく、ユーザーが着色粒に判別すべきと判断する玄米の粒画像をできるだけ多く選択することが好ましい。その様に選択することで、該ユーザーの基準に適した設定品位情報が作成できる。
（３）作成（ステップＳ６３）：
前記ステップＳ６２で選択した玄米の粒画像に対応する各玄米の前記測定品位情報のみを使用して設定品位情報を設定品位情報変更部４５の品位情報作成部４６で作成する。その際、基準作成時のサンプル数が増えるため前記粒画像は多い方がよい。作成には、特開２０００−３０４７０２に記載されているような一般的な方法を用いることができる。例えば、設定品位情報として品位関係式（検量線）を作成する場合には、玄米の面積、円形度、長さ、幅等の前記測定品位情報（光学情報）を説明変数とし、玄米の品位（整粒、着色粒、砕粒、胴割粒、着色粒等）を目的変数として、重回帰分析などの線形解析やニューラルネットワークなどの非線形解析によって、品位関係式を作成する。なお、前記測定品位情報は一例であり、その他の光学的に求めた情報を利用することができる。また、線形解析や非線形解析については、公知の解析法が利用できる。また、品位関係式を作成する際にしきい値を求めるようにしてもよいし、しきい値だけを求めるようにしてもよい。
（４）設定（ステップＳ６４）：
前記ステップＳ６３で作成した設定品位情報を新たな設定品位情報として設定品位情報変更部４５で設定し、ＲＡＭ４ｅに保存することで設定品位情報作成工程は終了する。粒状物外観品位判別装置１での今後の検査は、新たに作成した設定品位情報で玄米の品位判別が行われる。この設定品位情報は、説明変数となる玄米の粒画像と目的変数となる品位とをユーザーが自ら選択しているので、同ユーザーの判別基準に適合した設定品位情報となる。

ところで、本願の設定品位情報とは、前記測定品位情報に基づいて穀類等の粒状物の品位を判別するためのものであり、「しきい値」「検量線」「品位関係式」といわれているものである。

本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。

本発明の粒状物外観品位判別装置の判別方法は、穀類等の粒状物に限定されることはなく、樹脂製のペレット等の粒状物やガラス片等の粉砕物その他のものの品位判別に利用することが可能である。

１粒状物外観品位判別装置
２コンピュータ
３スキャナ
４画像読取面
５スキャナ本体
６カバー
７玄米
１５プリンタ
１６ディスプレイ
１８入力部
２１底面
２２基準板
２５外枠

Claims

粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、
前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、
該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部と、
を備えた粒状物外観品位判別装置において、
前記制御部には、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設けたことを特徴とする粒状物外観品位判別装置。
前記制御部には、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して前記表示部に表示するための測定品位情報変更部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粒状物外観品位判別装置。
前記設定品位情報変更部は、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と、前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の数の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、さらに、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の測定品位情報に基づいて前記入力された設定品位情報を変更して変更後の設定品位情報を新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えてなる請求項１又は請求項２に記載の粒状物外観品位判別装置。
前記制御部は、前記表示部に判別品位及び粒画像を表示する際に、各品位の見本となる粒状物の基準画像を表示してなる請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の粒状物外観品位判別装置。