JP3570765B2 - Seeding evaluation device - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、複数個の作物の種が播かれた種播面を撮像する撮像手段と、前記撮像手段の撮像情報に基づいて、前記種に対応する種領域を抽出する種領域抽出手段と、前記種領域抽出手段の情報に基づいて、前記種播面上における前記種の種播き状態を評価する評価手段とを設けた播種評価装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記播種評価装置では、従来、種播面上において2値化処理によって種領域を抽出してその数を演算し、その種播き分布が適正な状態か否かを評価するようにしていた(例えば、特開昭63‐309107号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術では、種播面上において2値化処理によって種に対応して抽出した画像領域をそのまま種領域としていたために、複数個の種が近接していて1つの画像領域として抽出された場合には、本来複数個である種の個数を1個として誤って演算することになり、適正な種播き状態の評価ができないという不具合があった。
【0004】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、上記従来技術の不具合を解消すべく、種播面上で複数個の種が近接していて1つの画像領域として抽出された場合においても、本来複数個である種の個数をその本来の個数として演算して、適正な種播き状態の評価を行うようにすることにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明による播種評価装置の第1の特徴構成は、前記種領域抽出手段が、前記種に対応する画像領域を所定量縮体処理した後の画像領域を前記種領域として抽出し、前記評価手段が、前記縮体処理後の前記種領域の個数情報に基づいて前記種播き状態の評価を行い、
前記撮像手段(S)が、水平面内において2次元方向に移動して、前記種播面を縦方向及び横方向に分割した各範囲(1a)を順次撮像するように構成されている点にある。
【0006】
また第2の特徴構成は、上記第1の特徴構成において、前記評価手段が、前記種播面の全体を複数個の小領域に分割して、その各小領域毎の前記種の密度情報に基づいて前記種播き状態の評価を行うように構成されている点にある。
【0007】
また第3の特徴構成は、上記第2の特徴構成において、前記小領域の大きさを、前記種播面上に成育した前記作物を株分けして圃場に植え付ける際の株分け範囲に対応させている点にある。
【0008】
【作用】
本発明の播種評価装置の第1の特徴構成によれば、複数個の作物の種が播かれた種播面の撮像画像において種に対応する画像領域を求め、さらにその画像領域を所定量縮体処理して種夫々に対応するように分離した画像領域を種領域として抽出する。そして、種夫々に対応する種領域の個数情報に基づいて、例えば、種領域の個数が適正な個数範囲にあるかどうか等から、種播面上の種播き状態の評価を行う。
【0009】
また第2の特徴構成によれば、上記第1の特徴構成において、種播面の全体を複数個の小領域に分割して、その各小領域毎に前記種夫々に対応するように分離抽出した種領域の個数つまり密度情報に基づいて、例えば、種の密度の高い部分や密度の低い部分の位置、及びその密度のばらつき等から、種播面上の種播き状態の評価を行う。
【0010】
また第3の特徴構成によれば、上記第2の特徴構成において、前記小領域の大きさが種播面上に成育した作物を株分けして圃場に植え付ける際の株分け範囲に対応しているので、例えば、各小領域毎の種の密度の高い部分と密度の低い部分の密度のばらつき等から、圃場に株分けして植え付けたときの作物の生育密度が予測できることになる。
【0011】
【発明の効果】
従って、本発明の播種評価装置の第1の特徴構成によれば、種播面上で複数個の種が近接していて1つの画像領域として抽出された場合においても、その1つの画像領域を種夫々に対応するように分離して種領域として抽出するので、その種夫々に対応する種領域の個数情報に基づいて適正な種播き状態の評価を行うことができる。
【0012】
また第2の特徴構成によれば、種播面の全体ではなく、その各部分毎にきめ細かく種播き状態の評価を行うことができ、もって、上記第1の特徴構成の好適な手段が得られる。
【0013】
また第3の特徴構成によれば、種播面上に生育した作物を株分けして、適切な状態で圃場に植え付けるのに使用できるか否か等が評価でき、もって、上記第1の特徴構成の好適な手段が得られる。
【0014】
【実施例】
以下、本発明の実施例を、作物としての稲の苗を育成する播種設備に適用した場合について図面に基づいて説明する。
【0015】
図1に示すように、図示しない前工程において複数個の稲の種Tが播かれた矩形状の育苗用のトレイ1の上方に、そのトレイ上面つまり種播面を撮像する撮像手段としてのカラー式のCCDカメラSが水平面内において2次元方向に移動自在な状態で設置されている。
【0016】
トレー1がCCDカメラSに対して所定位置になるようにセットされるとともに、トレー1の種播面を縦及び横方向に6分割した範囲1aがカメラの撮像視野に対応するようにトレー1とカメラSとの距離が設定され、上記各範囲1aを順次撮像するようにCCDカメラSが移動操作される。
【0017】
図2に示すように、マイクロコンピュータ利用の制御装置Hが設けられ、この制御装置Hに、前記CCDカメラSの撮像情報と、前記トレー1が前記所定位置にセットされたことを検出するマイクロスイッチ等のトレイセットスイッチSWからの検出情報とが入力される。一方、制御装置Hからは、前記CCDカメラSを移動操作するための移動用モータMに対する駆動信号が出力されている。尚、移動用モータMの回転力は、図示しないラックアンドピニオン等の機構を介して、CCDカメラSを移動させる力に変換される。
【0018】
前記制御装置Hを利用して、前記CCDカメラSの撮像情報に基づいて、前記種Tに対応する種領域を抽出する種領域抽出手段100と、その種領域抽出手段100の情報に基づいて、前記種播面上における前記種Tの種播き状態を評価する評価手段101とが構成されている。そして、上記種領域抽出手段100が、前記種Tに対応する画像領域を所定量縮体処理した後の画像領域を前記種領域として抽出し、又、評価手段101が、前記縮体処理後の前記種領域の個数情報に基づいて前記種播き状態の評価を行うように構成されている。
【0019】
上記種領域抽出手段100について説明すると、図3(イ)に示すように、画面縦及び横方向の所定分解能の画素毎に、黒色系の土Bに対する白色系の種Tの色又は明度の差によって2値化処理して(土Bに対応する画素値を0、種Tに対応する画素値を1とする)、種Tに対応する画像領域Ta’を抽出する。ここで、各画像領域Ta’は、通常は1個づつの種Tに対応するが、複数(例えば2つ)の種Tが近接して1つの画像領域Ta’になる場合があるため、図4に示すように、上記画像領域Ta’に対して縮体処理を行って種T1個づつに分離した画像領域Taを種領域として抽出する。尚、図では、さらに、各種領域Taの重心位置Gを求めている。
【0020】
上記縮体処理は、具体的には、図5に示すように、画面全部の各画素g(i,j)(i=1〜横方向の画素数、j=1〜縦方向の画素数)について、対象とする画素g(i,j)を囲む8画素の画素値が1つでも0であれば、その画素g(i,j)の値を0にし、上記8画素の画素値すべてが1のときにだけ、その画素g(i,j)の値をそのまま保持する処理を行う。以上で1回の縮体処理が終わるが、例えば、1回の縮体処理で各種T1個づつの画像領域Taに分離できないような条件においては、必要に応じて2回以上の縮体処理を行う。
【0021】
さらに、上記評価手段101は、前記種播面の全体を複数個の小領域に分割して、その各小領域毎の前記種Tの密度情報に基づいて前記種播き状態の評価を行う。そして、図3(ロ)に示すように、上記小領域kの大きさを、前記種播面上に成育した稲の苗を株分けして圃場に植え付ける際の株分け範囲k(例えば、田植え機の植え付け爪に対応する17mm角)に対応させている。種Tの密度は、前記各種領域Taをその重心位置Gが位置する小領域kに属するとして求める。因みに、上記小領域kに3〜5個程度の種Tが存在する密度の状態が、適正の種播き状態である。
【0022】
次に、制御装置Hによる播種評価処理について、図6のフローチャートに基づいて説明する。先ず、前記トレイセットスイッチSWの情報に基づいてトレイ1が所定位置にセットされたか否かを確認する。トレイ1が所定位置にセットされていれば、最初の種播面の範囲1aの画像を所定の画面分解能(画素密度)で取り込み、この取り込み画像に対して前述の2値化処理と縮体処理を行い、さらにラベリング処理を行って各種領域Taを抽出してから各種領域Taの重心位置Gを求める。そして、前述の小領域k毎の種Tの個数つまり密度を求めて、小領域k毎に適正な種播き密度か否かを評価する。
【0023】
次に、1つのトレイ1についての播種評価が終わっていないときには、2番目以降の種播面の範囲1aにカメラを移動して、上記処理を繰り返す。1つのトレイ1についての播種評価が終了したら、その評価結果をディスプレイ画面等に表示し又記憶する等の処理を行った後、次のトレイ1がセットされるのを待つ。
【0024】
〔別実施例〕
上記実施例では、作物としての稲の苗を育成する場合について説明したが、稲以外の各種作物に適用できる。又、作物の種Tを播く種播面を構成するに、必ずしもトレイ1にする必要はなく、もっと大面積の種播面でもよい。
【0025】
上記実施例では、撮像手段をカラー式のCCDカメラSで構成したが、これに限るものではなく、白黒式のCCDカメラ等の他の撮像手段でもよい。
【0026】
上記実施例では、縮体処理を、対象画素g(i,j)を囲む8画素の画素値に基づいて行うようにしたが、これに限るものではなく、上記対象画素g(i,j)に画面横及び縦方向で隣接する4画素の画素値、あるいは、画面縦又は横方向に隣接する2画素の画素値に基づいて行うようにしてもよい。
【0027】
上記実施例では、評価手段101が、種播面の全体を複数個の小領域に分割して、その各小領域毎の種Tの密度情報に基づいて種播き状態の評価を行うようにしたが、必ずしも複数個の小領域に分割する必要はなく、種播面の全体の種Tの個数情報に基づいて、例えば、その種Tの個数が適正個数か否か等を評価するようにしてもよい。
【0028】
又、種播面の全体を複数個の小領域に分割する場合においても、その小領域の大きさを、前記種播面上に成育した前記作物を株分けして圃場に植え付ける際の株分け範囲kに対応させる必要はなく、播種評価結果の具体的な利用の形態等に応じてその小領域の大きさは適宜設定できる。
【0029】
尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】撮像手段による種播面の撮像状態を示す斜視図
【図2】播種評価装置の制御構成のブロック図
【図3】種領域抽出処理を説明する撮像画像の図
【図4】縮体処理の説明図
【図5】縮体処理の説明図
【図6】播種評価装置の制御作動のフローチャート
【符号の説明】
T 種
S 撮像手段
100 種領域抽出手段
101 評価手段[0001]
[Industrial applications]
The present invention is an imaging unit that images a seeding surface on which a plurality of crop seeds are sown, and a seed region extraction unit that extracts a seed region corresponding to the seed based on imaging information of the imaging unit. The present invention relates to a sowing evaluation apparatus provided with an evaluation unit for evaluating a seed sowing state of the seed on the seed sowing surface based on information of the seed region extracting unit.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the seeding evaluation device extracts a seed region by binarization processing on a seed sowing surface, calculates the number of the seed regions, and evaluates whether the seed sowing distribution is in an appropriate state (for example, And JP-A-63-309107.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described conventional technique, since the image region extracted corresponding to the seed by the binarization processing on the seed seeding surface is used as the seed region as it is, a plurality of seeds are close to each other and extracted as one image region. In such a case, the number of seeds that is originally plural is erroneously calculated as one, and there is a problem that a proper seeding state cannot be evaluated.
[0004]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to extract a plurality of seeds close to each other on a seeding surface as one image area in order to solve the above-described disadvantages of the related art. Even in this case, the number of seeds that is originally plural is calculated as the original number, and the proper seeding state is evaluated.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
A first characteristic configuration of the seeding evaluation device according to the present invention is that the seed region extracting unit extracts an image region after subjecting the image region corresponding to the seed to a predetermined amount to be reduced as the seed region, but it has line evaluation of the state sown the seed based on the number information of the seed region after the reduced-treated,
The imaging means (S) is configured to move in a two-dimensional direction in a horizontal plane, and sequentially capture images of each range (1a) obtained by dividing the seeding surface in a vertical direction and a horizontal direction. .
[0006]
In a second characteristic configuration, in the first characteristic configuration, the evaluation unit divides the entire seed sowing surface into a plurality of small regions, and obtains the seed density information for each of the small regions. The present invention is configured to evaluate the seed sowing state based on the evaluation.
[0007]
In a third feature configuration, in the second feature configuration, the size of the small region is made to correspond to a stocking range when the crop grown on the seeding surface is stocked and planted in a field. On the point.
[0008]
[Action]
According to the first characteristic configuration of the sowing evaluation device of the present invention, an image area corresponding to a seed is obtained in a captured image of a seed sowing surface on which a plurality of crop seeds are sown, and the image area is further reduced by a predetermined amount. Image regions separated by body processing and corresponding to each seed are extracted as seed regions. Then, based on the number information of the seed regions corresponding to the respective seeds, the state of the seed sowing on the seed sowing surface is evaluated based on, for example, whether or not the number of the seed regions is within an appropriate number range.
[0009]
According to the second feature configuration, in the first feature configuration, the entire seed sowing surface is divided into a plurality of small regions, and each of the small regions is separated and extracted so as to correspond to each of the seeds. Based on the number of seed regions thus obtained, that is, the density information, the seed sowing state on the seed sowing surface is evaluated based on, for example, the positions of high and low seed densities and variations in the density.
[0010]
According to the third feature configuration, in the second feature configuration, the size of the small region corresponds to a range of stocking when crops grown on a seed sowing surface are stocked and planted in a field. For example, it is possible to predict the growth density of the crop when the plant is divided and planted in the field from the variation in the density between the high density portion and the low density portion of the seed in each small region.
[0011]
【The invention's effect】
Therefore, according to the first characteristic configuration of the seeding evaluation device of the present invention, even when a plurality of seeds are close to each other on the seeding surface and are extracted as one image region, the one image region is extracted. Since the seed regions are separated and extracted as seed regions corresponding to the respective seeds, it is possible to evaluate a proper seeding state based on the number information of the seed regions corresponding to the respective seeds.
[0012]
Further, according to the second characteristic configuration, the seeding state can be finely evaluated not for the entire seeding surface but for each part thereof, and thus suitable means of the first characteristic configuration can be obtained. You.
[0013]
According to the third feature structure, and Kabuwake crops grown on the seed播面, suitable state can be evaluated whether the like can be used to instill in the field, have been, the first feature structure Ru suitable means to obtain the.
[0014]
【Example】
Hereinafter, a case where an embodiment of the present invention is applied to a sowing facility for growing rice seedlings as crops will be described with reference to the drawings.
[0015]
As shown in FIG. 1, a color as imaging means for imaging the upper surface of the tray, that is, the seed sowing surface, above a rectangular
[0016]
The
[0017]
As shown in FIG. 2, a control device H using a microcomputer is provided, and the control device H includes a micro switch for detecting the imaging information of the CCD camera S and detecting that the
[0018]
Using the control device H, based on the imaging information of the CCD camera S, a seed region extracting unit 100 for extracting a seed region corresponding to the seed T, and based on information of the seed region extracting unit 100, An evaluation unit 101 configured to evaluate a seed sowing state of the seed T on the seed sowing surface is configured. Then, the seed area extracting means 100 extracts an image area obtained by subjecting the image area corresponding to the seed T to a predetermined amount of reduction processing as the seed area. The method is configured to evaluate the seed sowing state based on the number information of the seed regions.
[0019]
The seed region extracting means 100 will be described. As shown in FIG. 3A, the difference in color or brightness of the white seed T with respect to the black soil B for each pixel having a predetermined resolution in the vertical and horizontal directions of the screen. (The pixel value corresponding to the soil B is set to 0 and the pixel value corresponding to the seed T is set to 1), and an image area Ta ′ corresponding to the seed T is extracted. Here, each image region Ta ′ usually corresponds to one seed T, but since a plurality (for example, two) of seeds T may be close to one image region Ta ′, FIG. As shown in FIG. 4, the image region Ta ′ is subjected to a contraction process to extract image regions Ta separated into individual seeds T1 as seed regions. In the figure, the position G of the center of gravity of the various regions Ta is further obtained.
[0020]
Specifically, as shown in FIG. 5, the above-mentioned contraction processing is performed on each pixel g (i, j) (i = 1 to the number of pixels in the horizontal direction, j = 1 to the number of pixels in the vertical direction) of the entire screen. If at least one pixel value of eight pixels surrounding the target pixel g (i, j) is 0, the value of the pixel g (i, j) is set to 0, and all the pixel values of the eight pixels are Only when the value is 1, a process of holding the value of the pixel g (i, j) as it is is performed. One contraction processing is completed as described above. For example, in a condition in which it is not possible to separate each T1 image area Ta by one contraction processing, two or more contraction processings may be performed as necessary. Do.
[0021]
Further, the evaluation means 101 divides the entire seed sowing surface into a plurality of small areas, and evaluates the seed sowing state based on the density information of the seed T for each of the small areas. Then, as shown in FIG. 3 (b), the size of the small region k is determined by dividing the seedlings of rice grown on the seeding surface into strains and planting them in a field (for example, a rice planting machine). 17 mm square corresponding to the planting nail). The density of the seed T is obtained assuming that the various regions Ta belong to the small region k where the center of gravity G is located. Incidentally, the state of the density in which about 3 to 5 seeds T exist in the small area k is an appropriate seed sowing state.
[0022]
Next, the seeding evaluation process performed by the control device H will be described with reference to the flowchart in FIG. First, it is confirmed whether or not the
[0023]
Next, when the seeding evaluation for one
[0024]
(Another embodiment)
In the above embodiment, the case of growing rice seedlings as crops has been described, but the invention can be applied to various crops other than rice. Further, in order to form a seed sowing surface for sowing the seed T of the crop, the
[0025]
In the above embodiment, the image pickup means is constituted by the color CCD camera S. However, the present invention is not limited to this, and another image pickup means such as a monochrome CCD camera may be used.
[0026]
In the above embodiment, the contraction processing is performed based on the pixel values of eight pixels surrounding the target pixel g (i, j). However, the present invention is not limited to this, and the target pixel g (i, j) is not limited to this. Alternatively, the determination may be performed based on the pixel values of four pixels adjacent in the horizontal and vertical directions of the screen, or the pixel values of two pixels adjacent in the vertical or horizontal direction of the screen.
[0027]
In the above embodiment, the evaluation means 101 divides the entire seed sowing surface into a plurality of small areas, and evaluates the seed sowing state based on the density information of the seed T for each of the small areas. However, it is not necessary to divide the seeds into a plurality of small areas. Based on the number information of the seeds T on the entire seeding surface, for example, it is determined whether the number of the seeds T is an appropriate number or not. Is also good.
[0028]
Also, in the case where the entire seed sowing surface is divided into a plurality of small regions, the size of the small region is determined by dividing the crop grown on the seed sowing surface into a stocking range k when planting in a field. It is not necessary to make the size of the small area appropriately set according to the specific use form of the seeding evaluation result.
[0029]
In the claims, reference numerals are provided for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configuration of the attached drawings by the entry.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an imaging state of a seed sowing surface by an imaging unit. FIG. 2 is a block diagram of a control configuration of a sowing evaluation apparatus. FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram of a somatic process. FIG. 5 is an explanatory diagram of a contraction process. FIG. 6 is a flowchart of a control operation of the seeding evaluation device.
T type S imaging means 100 type area extracting means 101 evaluation means
Claims (3)
前記種領域抽出手段(100)が、前記種(T)に対応する画像領域を所定量縮体処理した後の画像領域を前記種領域として抽出し、
前記評価手段(101)が、前記縮体処理後の前記種領域の個数情報に基づいて前記種播き状態の評価を行い、
前記撮像手段(S)が、水平面内において2次元方向に移動して、前記種播面を縦方向及び横方向に分割した各範囲(1a)を順次撮像するように構成されている播種評価装置。Imaging means (S) for imaging a seed sowing surface on which a plurality of crop seeds (T) are sown; and a seed region corresponding to the seed (T) based on imaging information of the imaging means (S). A seed region extracting unit (100) to be extracted; and an evaluating unit (101) for evaluating a seed sowing state of the seed (T) on the seed sowing surface based on information of the seed region extracting unit (100). A sowing evaluation device provided,
The seed region extracting means (100) extracts, as the seed region, an image region after subjecting the image region corresponding to the seed (T) to a predetermined amount of contraction processing;
Said evaluating means (101) is, have rows evaluation of status sowing the seed on the basis of the number information of the seed region after the reduced-treated,
A sowing evaluation device configured so that the imaging means (S) moves in a two-dimensional direction in a horizontal plane and sequentially captures an image of each range (1a) obtained by dividing the seeding surface in a vertical direction and a horizontal direction. .
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