JP4345148B2 - Rice grain quality discrimination device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、米粒の品位(品質)を分析する米粒品位判別装置に関する。
【0002】
【従来技術】
【0003】
従来の米粒品位判別装置の一例として、特開平9-292344号公報に開示されたものがある。これは米粒サンプル中に含まれる整粒、未熟粒、被害粒及び着色粒などの品位に基づいて、その粒数を演算するものであり、外周縁に複数個の試料採取孔を設けた円盤を回転させて、試料採取孔の試料米粒一粒ごとに光を照射し、米粒の反射光量や透過光量を受光するようにしている。そして、米粒の検知部は、円盤の上方に設けられ、米粒の垂直反射光量を長波長成分と短波長成分に分光して、それぞれの波長の光量を受光する2つの受光素子と、円盤の下方に設けられ、垂直透過光量を受光する垂直透過光受光素子と、米粒の斜方透過光量を受光する胴割れ検出用受光素子とから構成されている。そして、これら4つの受光素子により受光した光量から判別データを演算し、この判別データとあらかじめ定めた判別アルゴリズムによって、米粒一粒毎の品位を決定するものである。
【0004】
また、複数のサンプル米粒の画像を撮影して画像データを得ることにより、画像データから米粒の輪郭を判別し、この輪郭と輪郭で決定された米粒画像の色彩と、さらに、あらかじめ決定された判別アルゴリズムとによって米粒の品位を決定す品位判別装置がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平9-292344号公報におけ品位判別装置においては、米粒の検出部、特に米粒の胴割れを検出する受光素子が、米粒の斜め方向から照射した斜方透過光量を受光する1つの胴割れ検出用受光素子を備えているが、胴割れ検出時に十分な光学情報を得ているとは言えなかった。つまり、胴割粒とは胚乳部に亀裂を生じている粒をいうのであって、その程度は、(1)横一条の亀裂がすっきりとおっている粒、(2)完全にとおっていない亀裂が片面横に2条、他面からみて横2条の粒で発生部位の異なる粒、(3)完全にとおっていない亀裂が片面横に3条以上生じている粒、(4)亀裂のいかんに問わず、縦に亀裂が生じている粒、(5)亀甲型の亀裂の生じている粒などの5段階に分けられ、上記従来技術では、1つの胴割れ検出用受光素子のみで光学情報を取り込むから、片面の亀裂を見落としていたり、縦の亀裂を見落とす虞(おそれ)があった。
【0006】
また、後者のサンプル米粒の画像を撮影して画像データを得る構成の品位判別装置であっても、米粒の片面だけから光学情報を得る方法は、高精度の胴割れ判別を維持することができなかった。
【0007】
本発明は上記問題点にかんがみ、穀粒の表裏両面の分析を行なって、特に胴割れ検出の精度を向上させることのできる穀粒品位判別装置を提供することを技術的課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため本発明は、光源からの光線を透過する材料で形成される粒状物保持手段と、該粒状物保持手段に供給される単層状態で複数列に並べた米粒に米粒の長さ方向の両端側及び米粒の幅方向の両端側からの少なくとも4方向から斜光光線を照射するよう複数に区分した第1の光源と、該光源から前記米粒に照射して得られた斜光透過画像を取得する第1の撮影手段と、前記光源のそれぞれを独立した電源系統に形成してオン・オフ制御を行う光源駆動手段と、該光源駆動手段により前記光源を順次照射して得られた4方向からの斜光透過画像に基づいて米粒の胴割に関連する光学情報に変換する画像処理部と、該画像処理部により得られた光学情報に基づいて胴割を判別する演算制御手段と、該演算制御手段から得られた米粒の胴割れ判別結果及び前記画像処理部から得られた光学情報を同時に表示又は印字する表示手段とを備える、という技術的手段を講じた。
【0009】
これにより、粒状物保持手段に供給された米粒は、光源により斜光光線が照射されるが、光源駆動手段により、複数に区分した光源を順次点灯させて多方向から斜光光線が照射される。例えば、米粒の長さ方向両端及び幅方向両端の4方向のそれぞれ光を照射することができ、光源から遠い場合の光量不足による影や、米粒どうしの重なりによる影や、粒状物保持手段の影を防止することができ、片面の亀裂を見落としたり、縦の亀裂を見落とすことがなく、多方向から斜光画像が取得され、胴割れ粒の特徴項目を抽出して高精度の胴割れ判別をすることができる。
【0010】
そして、前記第1の光源の対向位置に設けて米粒に光線を照射する第2の光源と、少なくとも米粒の透過光の基準となる背景板と、前記第1の撮影手段の対向位置に設けて米粒の反射画像及び透過画像を取得する第2の撮影手段とを備え、前記第1及び第2の撮影手段により得られた複数の画像信号を、前記画像処理部により米粒の品位に関連する光学情報に変換し、この光学情報に基づき前記演算制御手段により米粒の品位を判別し、当該品位判別結果及び光学情報を前記表示手段により同時に表示又は印字するので、粒状物保持手段に供給された米粒は、第1及び第2の光源からの光線が米粒の表裏両面に照射され、第1及び第2の撮影手段により表裏両面の反射画像信号及び表裏両面の透過画像信号を取得することができて、撮影手段の視点を異にして米粒の画像信号を得ることができる。そして、これら複数の画像から胴割粒以外の米粒の特徴項目を抽出することができる。例えば、米粒の片面だけにわずかに黒点があれば被害粒と判別し、米粒の品位判別を正確に行い、分析結果の精度を向上させることができる。また、米粒から得られる画像信号によって品位判別し、この画像信号からサンプル画像を作成し、これらを同時に印刷・表示するようにしたので、品位判別結果としての信頼性が向上する。
【0011】
前記第1の撮影手段は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒表面の反射画像、米粒表面の透過画像又は複数の斜光透過画像を撮像するとともに、前記第2の撮影手段は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒裏面の反射画像及び米粒裏面の透過画像を撮像するので、少なくとも2台のカメラにより米粒の表面反射画像、表面透過画像、裏面反射画像、裏面透過画像及び複数の斜光透過画像を得ることができるので、簡単な構成で米粒の品位判別が正確に行えるようになる。
【0012】
前記第1の光源は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒の裏面を照射するとともに、前記第2の光源は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒の表面を照射するので、米粒の表面反射光、表面透過光、裏面反射光、裏面透過光を得ることができる。そして、これらをカメラにより画像信号として取得することができる。
【0013】
前記背景板は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ下部反射光用背景板、下部透過光用背景板及び斜光透過光用背景板と、前記粒状物保持手段の上方に設けられ上部反射光用背景板及び上部透過光用背景板とから構成されるので、下部反射画像、下部透過画像、多方向からの斜光透過画像、上部反射画像及び上部透過画像を逐次取得する際に、各画像に最適な背景板を選択することができる。
【0014】
【0015】
さらに、前記第1及び/又は第2の光源を円環型の光源に形成すると、円環型の光源中央に測定点を位置させると、測定点に対し全方向(360°)から光が照射されることになり、米粒どうしの重なりや、粒状物保持手段の影を防止することができ、鮮明な画像信号を取得することができる。
【0016】
前記粒状物保持手段は、試料採取孔のない回転円盤に形成すると、該回転円盤上の一端から供給した米粒を測定点に連続して移送し、該測定点上の米粒を前記撮影手段により複数の画像信号を取得し、その後、前記回転円盤上の米粒を他端から連続して排出されるので、米粒の品位測定回数が多数あるときは、回転円盤を回転させるだけで新たな米粒を測定点に連続して移送し、測定済みの米粒を連続して排出することができ、測定時の操作が簡単になる。
【0017】
一方、前記粒状物保持手段を、米粒を単層状態で複数列に並ばせるスライド板に形成すると、撮影手段により複数の画像信号を取得する際に、スライド板に整然と並べられた状態の米粒の画像信号が得られるので、米粒が不揃(そろ)いの画像信号に比べて見苦しくなく、見た目がきれいな画像信号が得られる。
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
【0022】
図1は米粒品位判別装置の制御ブロック図を示すものである。図1において、米粒品位判別装置1は、米粒の透過光による画像及び米粒からの反射光による画像取得し、複数個のサンプル米粒を撮像するカメラからなる撮影手段2と、該撮影手段2のカメラと接続され、該カメラによって撮影して得られた米粒の信号を、米粒の品位に関連する光学情報に変換するなどの画像処理を行う画像処理手段3(例えば「PCIバスボード」)と、該画像処理手段3により得られた光学情報に基づいて米粒品位を判別し、サンプル米粒の画像と品位に基づく粒数と粒数比とを同時に出力する演算制御手段4(例えば「パーソナルコンピュータなど」)と、該演算制御手段4から出力され画像と粒数及び粒数比とを印刷するプリンタ5と、これらを表示するカラーディスプレイ6とからなっている。画像処理手段3は市販の画像処理ボードであればよく、このボードを使用して画像処理を進めるための画像処理アプリケーションソフトウエアが演算制御手段4に備えられる。
【0023】
さらに詳述すると、撮影手段2となるカメラ内には、受光素子(例えば、512×440画素のエリアセンサー)を備え、このカメラによって撮影された信号が画像処理手段3に入力される。画像処理手段3は、入力された信号(NTSC信号)をアナログ・デジタル変換するA/D変換器3aと、変換されたデジタル信号を米粒の品位に関連する光学情報(例えば、YUV(明るさ、色差)信号やこのYUV信号を更に変換したHSI(色相、色彩、輝度)信号に変換する処理部3bと、所定の記憶容量(例えば、512×512画素のデータを40枚程度記憶できる容量)を備えた記憶部3cと、処理部3bの光学情報を画像で出力する出力ポート3dとを備えている。出力ポート3dにはカラーモニタ7が接続され、入力画像や画像処理手段3によって処理された画像を可視表示する。前記処理部3bの信号処理動作は、後述する演算制御手段4に記憶した画像処理アプリケーションによって作動される。
【0024】
演算制御手段4は、CPU(中央演算処理素子)4aを中心として、画像処理手段3の入出力ポートであるPCIバス4bと、プリンタ5に印刷データを出力する出力ポート4cと、品位判別の関係式やプログラム等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、外部からデータを入力するための入力ポート4fとがそれぞれ接続してある。入力ポート4fにはキーボードやタッチパネルなどの入力部8が接続される。ところで、RAM4eに記憶される画像処理アプリケーションとしては、「VisualC++」(Microsoft社登録商標)などが利用される。したがって、撮影手段2のカメラによって撮影されたデータが信号処理手段3に入力されると、画像処理アプリケーションによって画像処理手段3の処理部3bが作動して、信号形態をNTSC信号からYUV信号に変換したり、更にYUV信号をHSI信号に変換する。また、このように変換された信号のどの部分を利用して品位判別のデータ処理をするかといった手順については、画像処理アプリケーションとは別にROM4dに記憶したプログラムによってその処理は制御される。
【0025】
次に、図2乃至図5を参照して撮影手段2を設置した測定部について説明する。図2は撮影手段を設置した測定部の内部構造を示す概略縦断面図であり、図3は測定部のフィーダと粒状物保持手段を示す平面図であり、特に、粒状物保持手段がガラス状円盤としたものである。図2及び図3で示すように、測定部
は主として、ステッピングモータ20の回転軸21に軸支されて回転する回転円盤22と、回転円盤22外周縁の一方側23に設置したフィーダ装置24(以下「フィーダ」という)と、回転円盤22外周縁の他方側に設置した撮影手段2の撮影ポイント26とから構成される。フィーダ24には、トラフ28の上方にサンプル米粒を貯留するホッパー29を備え、該ホッパー29からフィーダ24を介して回転円盤22の一方側に供給された米粒25は、モータ20の回転により他方側の撮影ポイント26に移動される。
【0026】
図4は粒状物保持手段の別実施形態を示す概略斜視図であり、粒状物保持手段をスライド板に形成したものである。スライド板7は、光源からの光線を透過する材料、例えば、アクリル樹脂製で形成し、米粒を単層状態で複数列に並ばせるように、溝部8を複数列設けている。そして、スライド板7への米粒の供給は、前記フィーダ装置24により行われ、底面にスライド板7と同様な溝部を形成するのが好ましい。測定開始時には、スライド板7が矢印A方向に移動して米粒が撮影ポイント26に移動され、測定終了時には、スライド板7が更に矢印A方向に移動して米粒を排出し、空になったスライド板7が矢印B方向に移動して新たな米粒が供給されることになる。
【0027】
このようなスライド板7上の米粒を、前記撮影手段により複数の画像信号を取得する構成にすると、スライド板7上に整然と並べられた状態の米粒の画像信号が得られ、米粒が不揃(そろ)いの画像信号に比べて見苦しくなく、見た目がきれいな画像信号が得られる。
【0028】
図2及び図4において、撮影ポイント26には、回転円盤22又はスライド板7に垂直な撮影視線27が設けられ、該撮影視線27の上方側に円環型の光源30と、カメラ31と、該カメラ31と光源30との間に設けたスリット32(図4では図示せず)とが設けられる。一方、撮影視線27の下方側には、同様の光源34と、カメラ35と、スリット36(図4では図示せず)とが配設されている。そして、カメラ31及びカメラ35は、それぞれスリット31,36を介して撮影ポイント26上に供給され、光源30,34により照明された米粒を撮影する。上記光源30,34はLEDを用い、その波長域を420nm〜700nmの可視光域とするのが好ましい。
【0029】
図5は、前記円環型の光源、特に、下部光源34の点灯の様子を示す概略図である。図5に示す円環型の下部光源34は、円環の中心角がほぼ90°になるように複数に区分し、1つの円環型光源34内に4つの独立した電源系統の光源34A,34B,34C,34Dを形成する。これにより、光源34A,34B,34C,34Dを順次点灯していけば、米粒へ照射する光線は円環型光源34の平面視で上下左右4方向から照射されることになる。
【0030】
次に、図2及び図6を参照して背景板について説明する。図6は測定部に設けた背景板の構成を示す平面図である。測定部の撮影ポイント26と光源30との間には、視線27を遮(さえぎ)るように背景板42が挿入され、撮影ポイント26と光源34との間には、視線27を遮るように背景板45が挿入される。背景板42は乳白色板40と黒色板41の2種類を一体に形成してあり、背景板45も同様に乳白色板43と黒色板44の2種類を一体に形成し、背景板42と背景板45とを入れ替え自在に形成してある。つまり、背景板42,45はステッピングモータ46の回転軸47によって軸支され、モータ46の回転によって背景板42(乳白色板40、黒色板41)、背景板45(乳白色板43、黒色板44)、背景板なし48とを回転自在に切り換えることができるように配設している。さらに、図7は光源34に設けた背景板の構成を示す平面図であり、光源34とスリット36との間には、視線27を遮るように黒色板からなる背景板49が入れ替え自在となるよう挿入され、ステッピングモータ50の回転軸51に軸支されて回転自在に形成してある。
【0031】
次に、上記構成の撮影手段2の制御手段について説明する。図8は、撮影手段2の制御装置を示すブロック図である。図8に示す制御60は、中央演算処理素子(CPU)61を中心にして、入出力ポート62と読み出し記憶素子(ROM)63と、読み出し書き込み記憶素子64(RAM)が接続されている。前記入出力ポート62には、モータ駆動部64と、フィーダ駆動部24と、光源駆動部65とがそれぞれ接続され、さらに、前記入出力ポート62に、上部カメラ31と、下部カメラ35とが接続されている。そして、モータ駆動部64には、回転円盤用モータ20と、背景板用モータ46と、背景板用モータ50が接続される。これら各モータ20,46,50は、あらかじめROM63に記憶されたプログラムによってCPU61から指令が送られ、各モータ20,46,50の回転が制御される。また、光源駆動部65には、上部光源30と、下部光源34のそれぞれが独立した光源34A,34B,34C,34Dとが接続されている。そして、あらかじめROM63に記憶されたプログラムによってCPU61から指令が送られ、光源30及び光源34A,34B,34C,34Dの点灯、消灯が制御される。上部カメラ31と下部カメラ35は、制御装置60からの指令によって撮影が行われ、撮影によって得られた画像データは、制御装置60の指令によって画像処理手段3に送出される。
【0032】
そして、図8に示されるROM63には、図9のフローチャートのようなプログラムが記憶されている。まず、図2に示すホッパー29からサンプル米粒を投入して測定を開始すると、フィーダ24が駆動するとともに(ステップ7−1)、モータ20が回転駆動して(ステップ7−2)、米粒はフィーダ24から回転円盤22に層状態で供給される。米粒が回転円盤22に円弧状で一定量供給されると、フィーダ24が停止されるとともに(ステップ7−3)、米粒が撮影ポイント26に到達すると回転円盤も停止する(ステップ7−4)(図3参照)。
【0033】
上部透過光の測定は、背景板用モータ46を所定量回転させて乳白色板43を視点27の位置に移動させ、下部側の光源34A,B,C,Dをすべて点灯するとともに、上部カメラ31により上方から米粒の透過光を撮影することで行われる(ステップ7−5)。そして、この画像データを画像処理手段3に送出する(このとき得られる画像データは、例えば450粒程度の粒状物の画像が存在する。)。
【0034】
上部反射光の測定は、背景板用モータ46を所定量回転させて黒色板44を視点27位置に移動させ、光源34A,B,C,Dをすべて消灯して上側の光源30を点灯するとともに、上部カメラ31により上方から米粒の反射光を撮影することで行われる(ステップ7−6)。そして、この画像データを画像処理手段3に送出する。
【0035】
同様に下部透過光の測定は、背景用モータ46を所定量回転させて乳白色板40を視点27位置に移動させ、上部側の光源30を点灯するとともに、下部カメラ35により下方から米粒の透過光を撮影することで行われる(ステップ7−7)。そして、この画像データを画像処理手段3に送出する。
【0036】
下部反射光の測定も同様に、背景用モータ46を所定量回転させて黒色板41を視点27位置に移動させ、光源30を消灯して下側の光源34A,B,C,Dをすべて点灯するとともに、下部カメラ35により下方から米粒の反射光を撮影することで行われる(ステップ7−8)。そして、画像データを画像処理手段3に送出する。
【0037】
最後に斜光透過光の測定は、背景用モータ46を所定量回転させて背景板なし48を視点27位置に移動し、背景板用モータ50を所定量回転させて黒色板49を視点位置に移動し、マルチプレクサなどにより光源34A,34B,34C,34Dを順次切り換えて点灯させて、上部カメラ31により米粒の斜光による透過光を撮影することで行われる(ステップ7−9)。
【0038】
この斜光透過光の測定を図5及び図10を用いて詳細に説明する。図10は胴割れ検出時のフローチャートを示したものである。図5を参照すると、光源34Aを点灯させたときの傾斜透過光は、光源に近い米粒について、横一条の亀裂面に光線が垂直に当たっていないので亀裂がうっすらと分かる。また、光源に遠い米粒について、光量が足りないため片側が影になってはっきり分からない。さらに、縦割れ粒については亀裂面に光線が垂直に当たっているので亀裂がはっきり分かる。光源34Bを点灯させたときの傾斜透過光は、光源に近い米粒について、横一条の亀裂面に光線が垂直に当たり亀裂がはっきり分かる。光源に遠い米粒について、光量が足りないため片側が影になってはっきり分からない。また、縦割れ粒について、亀裂面に光線が垂直に当たっていないので亀裂がうっすらと分かる。光源34Cを点灯させたときの傾斜透過光は、光源34Aとは反対側が影となり、縦割れ粒について亀裂がはっきり分かる。光源34Dを点灯させたときの傾斜透過光は、光源34Bとは反対側が影となり光源に近い米粒について亀裂がはっきり分かる。以上のように光源34Aから34Dの画像を合成すれば、精度良く胴割れを検出することができる。図10のフローチャートによれば、斜光透過光の測定を開始すると(7−9)、光源34Aを点灯させたときの取得画像として画像データを保存する(ステップ7−9−A)。次に、光源34Aを消灯し、光源34Bを点灯させたときの取得画像を画像データとして保存する(ステップ7−9−B)。同様に光源34Bを消灯し、光源34Cを点灯させたときの取得画像及び光源34Cを消灯し、光源34Dを点灯させたときの取得画像をそれぞれ画像データとして保存しておく(ステップ7−9−C、ステップ7−9−D)。そして、ステップ7−9−Aからステップ7−9−Dにより取得した4種類の画像を画面上で合成することにより(ステップ7−11)、米粒1粒について4方向からの光源により照射された画像が得られ、一方向光源による欠点であった光源からの距離による影や光量不足の影響を受けず、また、縦割の胴割れ粒であっても照射方向が4方向となるので、胴割れ検出の精度が向上する。そして、画像データを画像処理手段3に送出する。
【0039】
図9に示すステップ7−5からステップ7−9までの5画面の撮影が終了すると、回転円盤用モータ20を所定量回転させ、撮影済み米粒を排出手段(図示せず)に排出して測定を終了する(ステップ7−10)。なお、画像処理を行う演算制御手段4と、カメラの撮影タイミングを行う制御60とは電気的に連絡しておくことが好ましく、演算制御手段4の画像データ要求信号に応じてステップ7−5からステップ7−9までの動作を繰り返し実行するようにプログラムを記憶しておくと、自動化することができる。
【0040】
ステップ7−5からステップ7−9までの画像データは、画像処理手段3に送出され、演算制御手段4のROM4dに記憶されたプログラムに沿って画像処理される。
【0041】
まず、ステップ7−5及びステップ7−7に示した透過光による画像データの画像処理について図11により説明する。図11は画像処理のフローチャートを示したもので、演算制御手段4は、撮影されたサンプル米粒の透過画像データ(NTSC信号)を取り込み(ステップ8−1)、この透過画像データ(NTSC信号)をYUV(明るさ、色差)信号に変換して記憶部3cに記憶するよう指令する(ステップ8−2)。次に、演算制御手段4は、記憶部3cのYUV(明るさ、色差)信号のうち輝度信号を用いて、画素ごとに所定のしきい値を基準として2値化処理を指令する(ステップ8−3)。2値化処理すれば米粒の輪郭を図12のように把握することができるので、米粒の輪郭を抽出する処理を指令する(ステップ8−4)。これら画像データは複数個の米粒のデータを取り込んでいるので、米粒ごとに識別するため記号を付してラベリングを行う(ステップ8−5)。
【0042】
米粒の輪郭が得られると、輪郭内側の画素数から米粒の面積が得られ、画像処理にて図形の長軸と短軸とを決定して幅と長さを特定することができる(ステップ8−7)。さらに、YUV(明るさ、色差)信号のうち輝度信号を用いて、輝度信号からエッジ画像を抽出するよう指令する(ステップ8−6)。エッジ画像とは、輝度(明るさ)信号を微分処理して得られる画像であり、輝度(明るさ)の勾配があるところを信号として取り出すように処理されたものである。例えば、図13のように米粒の一部に着色がある場合又は内質に不透明な部分がある場合のように、米粒の輪郭部分や、他と色彩の異なる境界部分などは輝度(明るさ)の勾配が存在するので、これらをエッジ画像処理すると、図14のような画像に加工して取り出すことができる。次に、米粒の特徴を抽出するために、エッジ画像から、画素ごとの輝度(明るさ)について、米粒1粒ごとにエッジ画像信号のヒストグラムを作成する(ステップ8−8)。
【0043】
そして、輝度(明るさ)信号そのものからは、米粒1粒ごとに輝度(明るさ)信号のヒストグラムを作成するよう指令する(ステップ8−9)。
【0044】
上記ステップ8−7から得られた米粒の輪郭は形状情報とされ、YUV(明るさ、色差)信号、輝度(明るさ)信号、ステップ8−8で得られたエッジ画像のヒストグラム、ステップ8−9で得られた輝度信号のヒストグラムは光学情報とされる。以上5つの特徴項目は演算制御手段4のRAM4eに米粒1粒ごとに対応してラベル内に記憶する(ステップ8−10)。上記透過光による画像データからは、乳白色の背景板を透過した拡散光が、米粒の形状と米粒内質に関係する光として検出され、サンプル米粒の個々の形状と透過光量を検出することによって、米粒の形状に関係する特徴と透過光量の特徴を取得することができる。なお、ここで処理する輝度信号はモノクロ信号で可能である。
【0045】
次に、ステップ7−6及びステップ7−8に示した反射光による画像データの画像処理について図15により説明する。図15は画像処理のフローチャートを示したもので、演算制御手段4は、撮影されたサンプル米粒の反射画像データ(NTSC信号)を取り込み(ステップ12−1)、この反射画像データ(NTSC信号)をYUV(明るさ、色差)信号に変換して記憶部3cに記憶するよう指令する(ステップ12−2)。そして、演算制御手段4は、記憶部3cのYUV(明るさ、色差)信号をHSI(色相、色彩、輝度)信号に変換して記憶するように指令する(ステップ12−3)。次に、SI(色彩、輝度)信号を取り出してエッジ画像を抽出するよう指令する(ステップ12−4)。エッジ画像の内容については前述のとおりである。また、米粒の特徴を抽出するために、HSI(色相、色彩、輝度)信号からは米粒1粒ごとにHSI(色相、色彩、輝度)信号のヒストグラムを作成するよう指令する(ステップ12−5)。SI(色彩、輝度)信号のエッジ画像からは米粒1粒ごとにエッジ画像のヒストグラムを作成するよう指令する(ステップ12−6)。ここで、YUV(明るさ、色差)信号、HSI(色相、色彩、輝度)信号、ステップ12−5で得られたHSI信号のヒストグラム、ステップ12−6で得られたSI(色彩、輝度)信号のエッジ画像のヒストグラムが光学情報とされる。以上4つの特徴項目は演算制御手段4のRAM4eに記憶される。このとき、透過画像処理のとき付したラベルを流用して米粒1粒ごとにラベル内に記憶させてもよい。また、透過画像処理とは別に反射画像処理のラベルを付して、同じ米粒のデータとなるように対応させて記憶させてもよい。以上、反射光による画像データ、つまり黒色板を背景として米粒から得られる反射光からは、米粒の色彩に関係する光として検出され、サンプル米粒個々の反射光を検出することによって、米粒の色彩に関する特徴を取得することができる。なお、ここでの信号はカラー信号である。
【0046】
また、斜光透過画像データの画像処理について、図14乃至図16により説明する。図16は画像処理のフローチャートを示したもので、演算制御手段4は、4方向から撮影されるとともに、合成された斜光画像データ(NTSC信号)を取り込み(ステップ13−1)、この斜光画像データ(NTSC信号)をYUV(明るさ、色差)信号に変換して記憶部3cに記憶するよう指令する(ステップ13−2)。次に、演算制御手段4は、記憶部3cのYUV(明るさ、色差)信号のうち輝度信号を用いてエッジ画像を抽出する(ステップ13−3)。これを図17で説明すると、合成された斜光画像に明暗がくっきり現われたものは胴割粒であり、米粒内に亀裂が入っている。このとき、輝度(明るさ)に関する微分処理であるエッジ画像を抽出すると、図18に示すように、亀裂部分が粒状物を横断(あるいは縦断)する線として抽出できる。次に、粒状物の特徴を抽出するために、演算制御手段4は、エッジ画像をハフ変換して亀裂に伴う線を特定するよう指令する(ステップ13−4)。ここで、米粒のYUV(明るさ、色差)信号、ステップ13−3で得られたエッジ画像、ステップ13−4で得られたバフ変換した値が光学情報とされる。以上3つの特徴項目は演算制御手段4のRAM4eに記憶される。このとき、米粒1粒ごとのラベルは透過画像処理のときに付したラベルと対応させて流用するとよい。
【0047】
以上の透過光、反射光及び斜光による画像データにおいては、リファレンスとする基準板による基準光データの取得を省いたが、基準板の明るさや画像を基準データとして先に取り込んでおくことにより、各画像データを補正すること、より詳しくは、背景となる背景板の輝度や色彩を平均化することもできる。
【0048】
さて、米粒の品位判定であるが、図1のROM4d内にはあらかじ米粒品位関係式が記憶してある。この米粒品位関係式は、例えば、次のようにして求めてある。あらかじめ品位が既知の米粒から、前述した透過画像による米粒の面積(X
a)、円形度(Xa)、長さ(Xa)、幅(Xa)、米粒のエッジ画像の信号のヒストグラム(Xa)、米粒の輝度信号のヒストグラム(Xa)、反射画像による米粒のHSI信号のヒストグラム(Xa)、米粒のエッジ画像のヒストグラム(Xa)、斜光画像による米粒のエッジ画像をハフ変換した信号(Xa)得て、これらの情報を説明変数(Xa)とし、米粒の品位である完全粒(T)、未完粒(T)、整粒(T)、未熟粒(T)、死米(T)などを目的変数(Ta)として重回帰分析などの線形解析が行われる。上記以外にニューラルネットワークなどの非線形解析によって、品位が未知の米粒品位を求めるための米粒品位関係式を作ってもよい。つまり、品位が未知の米粒について、前記透過光画像や反射光画像あるいは斜光画像によって与えられた情報と、前記米粒品位関係式とにより、品位を特定することができるのである。なお、前記した各情報は一例であり、全ての情報を利用することが必要条件ではない。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。
【0049】
さらに、画像処理後の演算制御手段4の制御プログラム全体について図19により説明する。図19は演算制御手段4の制御フローチャートである。まず、カメラ2からサンプル米粒の画像データを得て(ステップ16−1)、処理可能な画像データに変換して記憶部3cに記憶する(ステップ16−2)。ここで得た画像データは演算制御手段4と画像処理手段3とによって前述のとおり米粒ごとに画像処理され(ステップ16−3)、例えば450粒分の、画像処理された形状情報と光学情報が得られる。形状情報及び光学情報と、米粒品位関係式とによって、米粒のラベルごとに品位を演算特定し(ステップ16−4)、品位ごとの粒数を演算する(ステップ16−5)。さらに、品位ごとに粒数比を演算する(ステップ16−5)。反射画像データの処理で得た、例えば、YUV(明るさ、色差)信号による画像を区切って一粒ごとの画像データを得て、記憶部3cに記憶するよう画像処理手段に指令する(ステップ16−7)。ここでの画像処理は、まず透過光画像データによって前述のように米粒1粒ごとの外形状を判別し、この外形状に基づいて同じラベルの反射光画像データを一粒ごとに分割し、最終的に並べ替えるとよい。サンプル画像は、反射光画像データを利用して作成すると、色彩が明確であり視覚的によい。演算制御手段4では、求めた品位ごとの粒数と粒数比、及び一粒ごとの画像データ(例えば450粒分)を同時に、所定のフォーマットにして出力ポート4cからカラープリンター5あるいはカラーディスプレイ6に出力する(ステップ16−8)。このとき、印刷の一例として、図20に示すような穀粒の品位判別データが仕上がる。以上のように、本発明の実施の形態では、品位と品位ごとの粒数及び粒数比に加えて、画像として取得したサンプル粒状物のサンプル画像を付加して提供することができる。これにより、サンプル粒状物の撮影データによって品位判別が可能で、加えてサンプル画像も作成することができる。
【0050】
米粒として450粒全粒を画像として出力する場合は、前述のとおりでよいが、カラープリンター5による印刷紙面の大きさ又はディスプレイ6による解像度の関係から、米粒として100粒程度しか印刷、表示できない場合には、図21で示すように出力処理される。つまり、図19の(ステップ16−7)に代えて、図21に示す品位ごとの粒数比と印字・表示可能な粒数100粒とから品位ごとの粒数を算出する(ステップ18−7)。品位ごとの粒数に応じて、記憶部3cから該当の画像データを任意に選択する(ステップ18−8)。求めた品位ごとの粒数と粒数比、及び選択した画像データ100粒分を同時に、所定のフォーマットに設定するとともに、出力ポート4cからカラープリンター5又はカラーディスプレイ6に出力する(ステップ18−9)。このとき、印刷の一例として、図22に示すような穀粒の品位判別データが仕上がる。
【0051】
図21の別実施例として図23に示すものは、図19のステップ16−7に代えて、品位ごとの粒数比と印字・表示可能な粒数100粒とから品位ごとの粒数を算出するものである(ステップ20−7)。そして、記憶部3cの画像データから品位を代表する画像データを品位ごとに1個ずつ選択する(ステップ20−8)。次に、品位ごとの粒数と粒数比、及び品位を代表する画像データを粒数分複写して加工した画像データを、所定のフォーマットに設定するとともに、出力ポート4cからカラープリンター5又はカラーディスプレイ6に出力するのである(ステップ20−9)。
【0052】
なお、上記の米粒品位判別装置は胴割及び品位を判別できるものであるが、胴割検出の際に測定部に最低限必要な部品は、粒状物保持手段、多方向から照射できる光源及び撮影手段の3要素であり、品位検出の際に測定部に最低限必要な部品は、粒状物保持手段、多方向から照射できる光源、少なくとも米粒の透過光の基準となる背景板、及び撮影手段の4要素である。上述のように背景板として、反射光用背景板及び透過光用背景板など複数用いたが、透過光用背景板以外は、特に必須要素とするものではなく、あってもなくてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、粒状物保持手段に供給された米粒は、光源により斜光光線が照射されるが、光源駆動手段により、複数に区分した光源を順次点灯させて多方向から斜光光線が照射される。例えば、米粒の長さ方向両端側及び幅方向両端側の4方向のそれぞれ光を照射することができ、光源から遠い場合の光量不足による影や、米粒どうしの重なりによる影や、粒状物保持手段の影を防止することができ、片面の亀裂を見落としたり、縦の亀裂を見落とすことがなく、多方向から斜光画像が取得され、胴割れ粒の特徴項目を抽出して高精度の胴割れ判別をすることができる。
【0054】
そして、前記第1の光源の対向位置に設けて米粒に光線を照射する第2の光源と、少なくとも米粒の透過光の基準となる背景板と、前記第1の撮影手段の対向位置に設けて米粒の反射画像及び透過画像を取得する第2の撮影手段とを備え、前記第1及び第2の撮影手段により得られた複数の画像信号を、前記画像処理部により米粒の品位に関連する光学情報に変換し、この光学情報に基づき前記演算制御手段により米粒の品位を判別し、この米粒の品位判別結果及び光学情報を前記表示手段により同時に表示又は印字するので、粒状物保持手段に供給された米粒は、光源からの光線が米粒の表裏両面に照射され、撮影手段により表裏両面の反射画像信号及び表裏両面の透過画像信号を取得することができて、撮影手段の視点を異にして米粒の画像信号を得ることができる。そして、これら複数の画像から胴割粒以外の米粒の特徴項目を抽出することができる。例えば、米粒の片面だけにわずかに黒点があれば被害粒と判別し、米粒の品位判別を正確に行い、分析結果の精度を向上させることができる。また、米粒から得られる画像信号によって品位判別し、この画像信号からサンプル画像を作成し、これらを同時に印刷・表示するようにしたので、品位判別結果としての信頼性が向上する。
【0055】
前記第1の撮影手段は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒表面の反射画像、米粒表面の透過画像又は複数の斜光透過画像を撮像するとともに、前記第2の撮影手段は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒裏面の反射画像及び米粒裏面の透過画像を撮像するので、少なくとも2台のカメラにより米粒の表面反射画像、表面透過画像、裏面反射画像、裏面透過画像及び複数の斜光透過画像を得ることができるので、簡単な構成で米粒の品位判別が正確に行えるようになる。
【0056】
前記第1の光源は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒の裏面を照射するとともに、前記第2の光源は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒の表面を照射するので、粒状物の表面反射光、表面透過光、裏面反射光、裏面透過光を得ることができる。そして、これらをカメラにより画像信号として取得することができる。米粒の品位判別の際は、そして、これらをカメラにより画像信号として取得することができる。
【0057】
前記背景板は、前記粒状物保持手段の下方に設けられた下部反射光用背景板、下部透過光用背景板及び斜光透過光用背景板と、前記粒状物保持手段の上方に設けられた上部反射光用背景板及び上部透過光用背景板とを備えたので、下部反射画像、下部透過画像、多方向からの斜光透過画像、上部反射画像及び上部透過画像を逐次取得する際に、各画像に最適な背景板を選択することができる。
【0058】
【0059】
さらに、前記光源を円環型の光源に形成すると、円環型の光源中央に測定点を位置させると、測定点に対し全方向(360°)から光が照射されることになり、米粒どうしの重なりや、粒状物保持手段の影を防止することができ、鮮明な画像信号を取得することができる。
【0060】
前記粒状物保持手段は、試料採取孔のない回転円盤に形成すると、該回転円盤上の一端から供給した米粒を測定点に連続して移送し、該測定点上の米粒を前記撮影手段により複数の画像信号を取得し、その後、前記回転円盤上の粒状物を他端から連続して排出され、米粒の品位測定回数が多数あるときは、回転円盤を回転させるだけで新たな米粒を測定点に連続して移送し、測定済みの米粒を連続して排出することができ、測定時の操作が簡単になる。
【0061】
一方、前記粒状物保持手段を、米粒を単層状態で複数列に並ばせるスライド板に形成すると、撮影手段により複数の画像信号を取得する際に、スライド板に整然と並べられた状態の米粒の画像信号が得られるので、米粒が不揃(そろ)いの画像信号に比べて見苦しくなく、見た目がきれいな画像信号が得られる。
【0062】
【0063】
【0064】
【図面の簡単な説明】
【図1】米粒品位判別装置の制御ブロック図である。
【図2】撮影手段を設置した測定部の内部構造を示す概略縦断面図である。
【図3】測定部のフィーダと粒状物保持手段を示す平面図である。
【図4】粒状保持手段の別実施形態を示す概略斜視図である。
【図5】円環型下部光源の点灯の様子を示す概略図である。
【図6】背景板の構成を示す平面図である。
【図7】背景板の配置と回転を示した平面図である。
【図8】撮影手段の制御ブロック図である。
【図9】撮影手段のフローチャートである。
【図10】胴割れ検出時のフローチャートである。
【図11】透過光の画像データの処理フローチャートである。
【図12】透過光画像データを2値化処理して得られる画像の一例を示す図である。
【図13】画像処理する前の透過光画像データの一例を示す図である。
【図14】図11の画像をエッジ処理して得られる画像の一例を示す図である。
【図15】反射光の画像データの処理フローチャートである。
【図16】斜光画像データの処理フローチャートである。
【図17】画像処理する前の斜光画像データの一例を示す図である。
【図18】斜光画像データを画像処理して得られる画像の一例を示す図である。
【図19】米粒品位判別装置のフローチャートである。
【図20】印刷された品位判別の測定結果の一例である。
【図21】サンプル画像の別の作成手順を示すフローチャートである。
【図22】別のフローチャートで作成して印刷した品位判別の測定結果の一例である。
【図23】サンプル画像の別の作成手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
米粒品位判別装置
2 カメラ
3 画像処理手段
4 演算制御手段
5 プリンタ
6 カラーディスプレイ
7 スライド板
8 溝部
20 ステッピングモータ
21 回転軸
22 回転円盤
23 一方側
24 フィーダ装置
25 米粒
26 撮影ポイント
27 撮影視線
28 トラフ
29 ホッパー
30 光源
31 カメラ
32 スリット
34 光源
35 カメラ
36 スリット
40 乳白色板
41 黒色板
42 背景板
43 乳白色板
44 黒色板
45 背景板
46 ステッピングモータ
47 回転軸
48 背景板なし
49 背景板
50 ステッピングモータ
51 回転軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present inventionGrain of riceAnalyzing the quality (quality) ofGrain of riceThe present invention relates to a quality discrimination device.
[0002]
[Prior art]
[0003]
Traditional riceAn example of the grain quality discrimination device is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-292344. this is,The number of grains is calculated based on the quality of the sized, immature, damaged and colored grains contained in the rice grain sample.TheA disk provided with a plurality of sampling holes on the outer peripheral edge is rotated so that light is irradiated to each sample rice grain in the sampling hole to receive the reflected light quantity and transmitted light quantity of the rice grain. The rice grain detection unit is provided above the disk, splits the vertical reflected light quantity of the rice grain into a long wavelength component and a short wavelength component, and receives the light quantity of each wavelength, and below the disk And is composed of a vertically transmitted light receiving element that receives the vertically transmitted light amount and a body crack detecting light receiving element that receives the obliquely transmitted light amount of rice grains.HaveThe Then, discrimination data is calculated from the amount of light received by these four light receiving elements, and the discrimination data andin advanceThe quality of each grain of rice is determined by a predetermined discrimination algorithm.
[0004]
Further, by taking images of a plurality of sample rice grains to obtain image data, the contour of the rice grains is determined from the image data, and the color of the rice grain image determined by the contours and the contours,Furthermore,The quality of rice grains is determined by the determined discrimination algorithmRuThere is a quality discrimination device.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in JP-A-9-292344,RuIn the quality discriminating apparatus, the rice grain detection unit, particularly the light receiving element for detecting the cracking of the rice grain, includes one barrel cracking detecting light receiving element for receiving the obliquely transmitted light emitted from the oblique direction of the rice grain. However, it could not be said that sufficient optical information was obtained at the time of shell crack detection. In other words, torso split grains are grains that have cracks in the endosperm,(1)A grain with a clear crack on one side,(2)The cracks that are not completely covered are two grains on one side, two grains on the other side and different occurrence sites,(3)Grain with three or more strips on one side that are not completely cracked,(4)Regardless of cracks, grains that have cracks vertically,(5)It is divided into five stages, such as a tortoiseshell-shaped cracked grain, and the above-mentioned conventional technology captures optical information with only one shell crack detection light-receiving element. There was a risk of oversight.
[0006]
In addition, even if the latter is a quality discriminating apparatus configured to take an image of a sample rice grain and obtain image data, the method of obtaining optical information from only one side of the rice grain can maintain a highly accurate body crack discrimination. There wasn't.
[0007]
In view of the above problems, the present inventiongrainAnalyzing both front and back sides of the body can improve the accuracy of detection of shell cracks in particulargrainIt is a technical problem to provide a quality discrimination device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention relates to a granular material holding means formed of a material that transmits light from a light source, and a rice grain arranged in a plurality of rows in a single layer state supplied to the granular material holding means. A first light source divided into a plurality of portions so as to irradiate oblique light rays from at least four directions from both ends in the length direction and both ends in the width direction of rice grains, and oblique light transmission obtained by irradiating the rice grains from the light sources Obtained by first irradiating means for acquiring an image, light source driving means for performing on / off control by forming each of the light sources in an independent power supply system, and sequentially irradiating the light sources by the light source driving means Oblique light transmission image from 4 directionsOn the basis of theAn image processing unit for converting into optical information related to the torso of rice grains, an arithmetic control unit for discriminating torso based on the optical information obtained by the image processing unit, and a rice grain obtained from the arithmetic control unit The technical means of providing a display means for simultaneously displaying or printing the result of discriminating the body crack and the optical information obtained from the image processing unit was taken.
[0009]
As a result, the rice grains supplied to the granular material holding means are irradiated with oblique light rays by the light source, but the light source driving means sequentially illuminates the light sources divided into a plurality and irradiates oblique light rays from multiple directions. For example, it is possible to irradiate light in each of the four directions of both the length direction ends and the width direction ends of the rice grain, and the shadow caused by the insufficient light quantity when it is far from the light source, the shadow caused by the overlap of the rice grains, the shadow of the granular material holding means Gradient image is acquired from multiple directions without overlooking cracks on one side or vertical cracks, and features of cracked grains are extracted for high-precision crack detection be able to.
[0010]
And provided at a position opposite to the first light source.Grain of riceA second light source that irradiates the beam with at leastGrain of riceProvided at a position opposite to the background plate serving as a reference for transmitted light of the first photographing means and the first photographing means.Grain of riceA second imaging unit that acquires a reflected image and a transmitted image of the image, and a plurality of image signals obtained by the first and second imaging units are obtained by the image processing unit.Grain of riceIs converted into optical information related to the quality of the image, and the calculation control means based on the optical informationGrain of riceThe quality of theConcernedSince the quality determination result and the optical information are simultaneously displayed or printed by the display means, they are supplied to the granular material holding means.Grain of riceThe light rays from the first and second light sources areGrain of riceThe first and second imaging means can acquire the reflected image signal on both the front and back surfaces and the transmitted image signal on both the front and back surfaces, and the viewpoints of the imaging means are different.Grain of riceImage signal can be obtained. And from these multiple images,Grain of riceFeature items can be extracted. For example,Grain of riceIf there is a slight black spot on only one side of theGrain of riceTherefore, it is possible to improve the accuracy of the analysis result. Also,Grain of riceSince the quality is determined by the image signal obtained from the image signal, the sample image is created from the image signal, and these are printed and displayed at the same time, the reliability as the quality determination result is improved.
[0011]
The first photographing means is provided above the granular material holding means,Grain of riceSurface reflection image,Grain of riceWhile taking a transmission image of the surface or a plurality of oblique light transmission images, the second imaging means is provided below the granular material holding means,Grain of riceReflection image on the back andGrain of riceBecause it takes a transparent image of the back side, at least two camerasGrain of riceCan be obtained with a simple configuration, so that a surface reflection image, a surface transmission image, a back surface reflection image, a back surface transmission image and a plurality of oblique light transmission images can be obtained.Grain of riceCan be accurately determined.
[0012]
The first light source is provided below the particulate holding means,Grain of riceAnd the second light source is provided above the granular material holding means,Grain of riceBecause it irradiates the surface ofGrain of riceSurface reflected light, surface transmitted light, back surface reflected light, and back surface transmitted light can be obtained. These can be acquired as image signals by the camera.
[0013]
The background plate is provided below the granular material holding means.RuLower reflected light background plate, lower transmitted light background plate and oblique light transmitted light background plate, and provided above the granular material holding meansRuAn upper reflected light background plate and an upper transmitted light background plate;Composed ofTherefore, when the lower reflection image, the lower transmission image, the oblique light transmission image from multiple directions, the upper reflection image, and the upper transmission image are sequentially acquired, an optimal background plate can be selected for each image.
[0014]
[0015]
Further, when the first and / or second light source is formed in an annular light source, light is irradiated from all directions (360 °) to the measurement point when the measurement point is positioned at the center of the annular light source. As a result, the overlap of rice grains and the shadow of the granular material holding means can be prevented, and a clear image signal can be obtained.
[0016]
The granular material holding means includes:When formed on a rotating disk without sampling holes,Supplied from one end of the rotating diskGrain of riceAre continuously transferred to the measurement point and on the measurement point.Grain of riceA plurality of image signals are acquired by the photographing means, and then on the rotating diskGrain of riceContinuously from the other endRice grains because it is dischargedIf there are many quality measurements of aGrain of riceIs continuously transferred to the measuring point and measured.Grain of riceCan be discharged continuously, and the operation during measurement is simplified.
[0017]
On the other hand, the granular material holding means,Grain of riceAre formed on a slide plate that is arranged in a plurality of rows in a single layer state, when a plurality of image signals are acquired by the photographing means,Grain of riceSince the image signal ofGrain of riceThe image signal is not unsightly as compared with the image signal having the irregularity, and the image signal looks beautiful.
[0018]
[0019]
[0020]
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
Figure 1Grain of riceFIG. 2 is a control block diagram of a quality discrimination device. In FIG.Grain of riceThe quality discrimination device 1 isGrain of riceImages of transmitted light andGrain of riceBy reflected light fromTheAcquire multiple samplesGrain of riceObtained by photographing with the camera 2 connected to the camera of the photographing means 2 and the camera of the photographing means 2Grain of riceThe signal ofGrain of riceImage processing means 3 (for example, “PCI bus board”) for performing image processing such as conversion into optical information related to the quality of the image, and based on the optical information obtained by the image processing means 3Grain of riceDetermine the quality and sampleRice grainAn arithmetic control means 4 (for example, “personal computer” or the like) that simultaneously outputs the number of grains and the ratio of the number of grains based on the image and quality, and the arithmetic control means 4TheIt comprises a printer 5 for printing an image, the number of grains and the ratio of the number of grains, and a color display 6 for displaying them. The image processing means 3 may be a commercially available image processing board, and image processing application software for advancing image processing using this board is provided in the arithmetic control means 4.
[0023]
More specifically, the camera serving as the photographing unit 2 includes a light receiving element (for example, an area sensor of 512 × 440 pixels), and a signal photographed by the camera is input to the image processing unit 3. The image processing means 3 includes an A / D converter 3a for analog / digital conversion of the input signal (NTSC signal), and the converted digital signal.Grain of riceOptical information (for example, YUV (brightness, color difference) signal and processing unit 3b for converting the YUV signal into a further converted HSI (hue, color, luminance) signal) and a predetermined storage capacity (for example, A storage unit 3c having a capacity capable of storing about 40 pieces of 512 × 512 pixel data, and an output port 3d for outputting the optical information of the processing unit 3b as an image. Are connected, and the input image and the image processed by the image processing means 3 are visually displayed.The signal processing operation of the processing unit 3b is operated by an image processing application stored in the arithmetic control means 4 described later.
[0024]
Arithmetic control means 4 has a central processing unit (CPU) 4a as a center, a PCI bus 4b that is an input / output port of image processing means 3, an output port 4c that outputs print data to printer 5, and the relationship of quality discrimination A read-only storage element (hereinafter referred to as “ROM”) 4d that stores formulas and programs, a read / write storage element (hereinafter referred to as “RAM”) 4e that stores image processing applications, image data, and the like, and data from the outside An input port 4f for input is connected to each other. An input unit 8 such as a keyboard or a touch panel is connected to the input port 4f. By the way, “VisualC ++” (registered trademark of Microsoft Corporation) or the like is used as an image processing application stored in the RAM 4e. Therefore, when data photographed by the camera of the photographing means 2 is input to the signal processing means 3, the processing unit 3b of the image processing means 3 is operated by the image processing application, and the signal form is converted from the NTSC signal to the YUV signal. Further, the YUV signal is converted into an HSI signal. Further, the procedure of which part of the signal converted in this way is used for the data processing for the quality determination is controlled by a program stored in the ROM 4d separately from the image processing application.
[0025]
Next, the measurement unit in which the photographing means 2 is installed will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing the internal structure of the measuring unit provided with the photographing means, and FIG. 3 is a plan view showing the feeder of the measuring unit and the granular material holding means. In particular, the granular material holding means is glassy. It is a disk. As shown in FIG. 2 and FIG.
Mainly includes a rotating disk 22 that is supported by a rotating shaft 21 of the stepping motor 20 and rotates, a feeder device 24 (hereinafter referred to as “feeder”) installed on one side 23 of the outer peripheral edge of the rotating disk 22, It is comprised from the imaging | photography point 26 of the imaging | photography means 2 installed in the other side of the periphery. The feeder 24 has a sample above the trough 28.Grain of riceIs supplied to one side of the rotating disk 22 through the feeder 24 from the hopper 29.Grain of rice25 is moved to the photographing point 26 on the other side by the rotation of the motor 20.
[0026]
FIG. 4 is a schematic perspective view showing another embodiment of the granular material holding means, in which the granular material holding means is formed on a slide plate. The slide plate 7 is formed of a material that transmits light from a light source, for example, an acrylic resin,Grain of riceAre arranged in a plurality of rows in a single layer state. And to the slide plate 7Grain of riceIs preferably supplied by the feeder device 24, and a groove similar to the slide plate 7 is formed on the bottom surface. At the start of measurement, the slide plate 7 moves in the direction of arrow AGrain of riceIs moved to the shooting point 26, and at the end of the measurement, the slide plate 7 further moves in the direction of arrow A.Grain of riceThe empty slide plate 7 moves in the direction of the arrow BGrain of riceWill be supplied.
[0027]
On such a slide plate 7Grain of riceIs configured to acquire a plurality of image signals by the photographing means, the state of being arranged in an orderly manner on the slide plate 7Grain of riceImage signal ofGrain of riceThe image signal is not unsightly as compared with the image signal having the irregularity, and the image signal looks beautiful.
[0028]
2 and 4, a shooting point of view 27 perpendicular to the rotary disk 22 or the slide plate 7 is provided at the shooting point 26, and an annular light source 30, a camera 31, and the upper side of the shooting point of view 27 are provided. A slit 32 (not shown in FIG. 4) provided between the camera 31 and the light source 30 is provided. On the other hand, a similar light source 34, a camera 35, and a slit 36 (not shown in FIG. 4) are disposed below the photographing line of sight 27. The camera 31 and the camera 35 are supplied onto the photographing point 26 through the slits 31 and 36, respectively, and are illuminated by the light sources 30 and 34.Grain of riceShoot. The light sources 30 and 34 are preferably LEDs, and the wavelength range is preferably in the visible light range of 420 nm to 700 nm.
[0029]
FIG. 5 is a schematic view showing a lighting state of the annular light source, particularly the lower light source 34. The annular lower light source 34 shown in FIG. 5 is divided into a plurality of parts such that the central angle of the annular ring is approximately 90 °, and four independent light sources 34A, 34A, 34A are provided in one annular light source 34. 34B, 34C, and 34D are formed. Accordingly, if the light sources 34A, 34B, 34C, 34D are sequentially turned on,Grain of riceThe light that irradiatesIn plan view of the annular light source 34Irradiation is performed from four directions.
[0030]
Next, a background board is demonstrated with reference to FIG.2 and FIG.6. FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a background plate provided in the measurement unit. A background plate 42 is inserted between the photographing point 26 of the measurement unit and the light source 30 so as to block the line of sight 27, and the line of sight 27 is blocked between the photographing point 26 and the light source 34. A background plate 45 is inserted. The background plate 42 is formed by integrally forming two types of milky white plate 40 and black plate 41, and the background plate 45 is also formed by integrally forming two types of milky white plate 43 and black plate 44. 45 can be interchanged. That is, the background plates 42 and 45 are supported by the rotation shaft 47 of the stepping motor 46, and the background plate 42 (milky white plate 40, black plate 41) is rotated by the rotation of the motor 46.When, Background plate 45 (milky white plate 43, black plate 44)WhenThe background plate 48 is disposed so as to be freely rotatable. Further, FIG. 7 is a plan view showing a configuration of a background plate provided in the light source 34, and a background plate 49 made of a black plate can be interchanged between the light source 34 and the slit 36 so as to block the line of sight 27. The stepping motor 50 is rotatably supported by being supported by the rotation shaft 51 of the stepping motor 50.
[0031]
Next, the control means of the photographing means 2 having the above configuration will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a control device of the photographing means 2. FIG.Shown incontrolPart60 is an input / output port 62 centered on a central processing unit (CPU) 61;,Read memory element (ROM) 63When,Read / write storage element 64 (RAM)WhenIs connected. The input / output port 62 is connected to a motor drive unit 64, a feeder drive unit 24, and a light source drive unit 65, and the input / output port 62 is connected to an upper camera 31 and a lower camera 35. Has been. The motor drive unit 64 includes a rotary disk motor 20, a background plate motor 46, and a background plate motor 50.WhenIs connected. Each of these motors 20, 46, 50ArakajiTherefore, a command stored in the ROM 63 is sent from the CPU 61 to control the rotation of the motors 20, 46, and 50. Further, the light source driving unit 65 is connected to the light sources 34A, 34B, 34C, and 34D in which the upper light source 30 and the lower light source 34 are independent. AndArakajiTherefore, a command stored in the ROM 63 is sent from the CPU 61 to control lighting and extinguishing of the light source 30 and the light sources 34A, 34B, 34C, and 34D. The upper camera 31 and the lower camera 35 are photographed by a command from the control device 60, and image data obtained by the photographing is sent to the image processing means 3 by a command from the control device 60.
[0032]
The ROM 63 shown in FIG. 8 stores a program as shown in the flowchart of FIG. First, a sample from the hopper 29 shown in FIG.Grain of riceAnd starting measurement, the feeder 24 is driven (step 7-1), and the motor 20 is rotationally driven (step 7-2).Grain of riceIs supplied from the feeder 24 to the rotating disk 22 in a layered state.Grain of riceIs supplied to the rotating disk 22 in a circular arc shape, the feeder 24 is stopped (step 7-3),Grain of riceWhen the camera reaches the photographing point 26, the rotating disk also stops (step 7-4) (see FIG. 3).
[0033]
The upper transmitted light is measured by rotating the background plate motor 46 by a predetermined amount to move the milky white plate 43 to the position of the viewpoint 27, turning on all the light sources 34A, B, C, and D on the lower side and the upper camera 31. From aboveGrain of riceThis is performed by photographing the transmitted light (step 7-5). Then, this image data is sent to the image processing means 3 (the image data obtained at this time includes, for example, an image of about 450 granular materials).
[0034]
The upper reflected light is measured by rotating the background plate motor 46 by a predetermined amount to move the black plate 44 to the viewpoint 27 position, turning off all the light sources 34A, B, C, and D and turning on the upper light source 30. From above by upper camera 31Grain of riceThis is performed by photographing the reflected light (step 7-6). Then, this image data is sent to the image processing means 3.
[0035]
Similarly, the lower transmitted light is measured by rotating the background motor 46 by a predetermined amount to move the milky white plate 40 to the viewpoint 27 position, turning on the light source 30 on the upper side, and using the lower camera 35 from below.Grain of riceThis is performed by photographing the transmitted light (step 7-7). Then, this image data is sent to the image processing means 3.
[0036]
Similarly, the lower reflected light is measured by rotating the background motor 46 by a predetermined amount to move the black plate 41 to the viewpoint 27 position, turning off the light source 30 and turning on all the lower light sources 34A, B, C, and D. And lower camera 35 from belowGrain of riceThis is performed by photographing the reflected light (step 7-8). Then, the image data is sent to the image processing means 3.
[0037]
Finally, the oblique transmitted light is measured by rotating the background motor 46 by a predetermined amount to move the background plateless 48 to the viewpoint 27 position, and rotating the background plate motor 50 by a predetermined amount to move the black plate 49 to the viewpoint position. The light sources 34A, 34B, 34C, and 34D are sequentially switched by a multiplexer or the like and turned on.Grain of riceThis is performed by photographing the transmitted light by the oblique light (step 7-9).
[0038]
The measurement of the obliquely transmitted light will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 10 is a flowchart for detecting a shell crack. Referring to FIG. 5, the tilted transmitted light when the light source 34A is turned on shows a slight crack because the light beam does not hit the horizontal crack surface perpendicularly for rice grains close to the light source. Also, for rice grains far from the light source, the amount of light is not enough, so one side becomes a shadow and it is not clear. Furthermore, with regard to the vertically cracked grains, the cracks are clearly seen because the light rays are perpendicular to the crack surface. The tilted transmitted light when the light source 34B is turned on is clearly visible in the rice grains close to the light source because the light beam hits the crack surface of the horizontal stripe perpendicularly. For rice grains far from the light source, there is not enough light, so one side is shadowed and it is not clear. Moreover, since the light beam does not hit the crack surface perpendicularly about the vertically cracked grain, the crack can be seen slightly. The tilted transmitted light when the light source 34C is turned on becomes a shadow on the side opposite to the light source 34A, and the cracks can be clearly seen for the vertically cracked grains. In the tilted transmitted light when the light source 34D is turned on, cracks can be clearly seen for rice grains that are shadowed on the opposite side to the light source 34B and close to the light source. As described above, by synthesizing the images of the light sources 34A to 34D, it is possible to detect the shell crack with high accuracy. According to the flowchart of FIG. 10, when measurement of obliquely transmitted light is started (7-9), image data is stored as an acquired image when the light source 34A is turned on (step 7-9-A). Next, the acquired image when the light source 34A is turned off and the light source 34B is turned on is stored as image data (step 7-9-B). Similarly, the acquired image when the light source 34B is turned off, the light source 34C is turned on, and the acquired image when the light source 34D is turned on and the light source 34D is turned on are stored as image data, respectively (step 7-9-). C, Step 7-9-D). Then, by synthesizing the four types of images acquired in steps 7-9-A to 7-9-D on the screen (step 7-11), one rice grain was irradiated with light sources from four directions. An image is obtained, and it is not affected by shadows due to the distance from the light source, which is a drawback of the unidirectional light source, or insufficient light quantity. In addition, even in the case of vertically split cylinder cracks, the irradiation direction is four directions. The accuracy of crack detection is improved. Then, the image data is sent to the image processing means 3.
[0039]
When the photographing of the five screens from step 7-5 to step 7-9 shown in FIG. 9 is completed, the rotating disk motor 20 is rotated by a predetermined amount, and the photographing is completed.Grain of riceIs discharged to a discharge means (not shown) to complete the measurement (step 7-10). In addition, the calculation control means 4 which performs image processing, and the control which performs imaging | photography timing of a cameraPart60 is preferably in electrical communication, and a program is stored so that the operations from step 7-5 to step 7-9 are repeatedly executed in accordance with the image data request signal of the arithmetic control means 4. And can be automated.
[0040]
The image data from step 7-5 to step 7-9 is sent to the image processing means 3 and subjected to image processing according to a program stored in the ROM 4d of the arithmetic control means 4.
[0041]
First, the image processing of the image data by the transmitted light shown in step 7-5 and step 7-7 will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows a flowchart of image processing. The arithmetic control means 4 takes in the transmission image data (NTSC signal) of the sampled rice grains (step 8-1), and uses this transmission image data (NTSC signal). It is instructed to convert it into a YUV (brightness, color difference) signal and store it in the storage unit 3c (step 8-2). Next, the arithmetic control unit 4 uses the luminance signal among the YUV (brightness and color difference) signals in the storage unit 3c to instruct a binarization process with reference to a predetermined threshold value for each pixel (step 8). -3). If you binarizeGrain of riceCan be grasped as shown in FIG.Grain of riceA process for extracting the contour of the image is instructed (step 8-4). These image data are a plurality ofGrain of riceSince the data ofGrain of rice1grainLabeling is performed with a symbol for identification (step 8-5).
[0042]
Grain of riceIs obtained from the number of pixels inside the contour.Grain of riceThus, the major and minor axes of the figure can be determined by image processing to specify the width and length (step 8-7). Further, using the luminance signal of the YUV (brightness, color difference) signal, an instruction is given to extract an edge image from the luminance signal (step 8-6). An edge image is an image obtained by differentiating a luminance (brightness) signal, and is processed so as to extract a portion having a luminance (brightness) gradient as a signal. For example, as shown in FIG.Grain of riceLike when there is coloring or there is an opaque part inside,Grain of riceSince there is a gradient of brightness (brightness) in the contour portion of the image and the boundary portion having a color different from the others, if these are subjected to edge image processing, they can be processed into an image as shown in FIG. next,Grain of riceIn order to extract the characteristics of, brightness (brightness) for each pixel from the edge image,Grain of riceA histogram of the edge image signal is created for each grain (step 8-8).
[0043]
And from the luminance (brightness) signal itself,Grain of riceIt is instructed to create a histogram of the luminance (brightness) signal for each grain (step 8-9).
[0044]
Obtained from step 8-7 aboveGrain of riceIs a shape information, and a YUV (brightness, color difference) signal, luminance (brightness) signal, edge image histogram obtained in step 8-8, and luminance signal histogram obtained in step 8-9 are: Optical information. The above five feature items are stored in the RAM 4e of the arithmetic control means 4.Grain of riceEach grain is stored in the label (step 8-10). From the image data by the transmitted light, the diffused light transmitted through the milky white background plate isGrain of riceThe shape ofGrain of riceDetected as light related to internal quality, sampleGrain of riceBy detecting the individual shape and amount of transmitted light,Grain of riceIt is possible to acquire a feature related to the shape and a feature of transmitted light quantity. The luminance signal processed here can be a monochrome signal.
[0045]
Next, the image processing of the image data by the reflected light shown in Step 7-6 and Step 7-8 will be described with reference to FIG. FIG. 15 shows a flowchart of the image processing.Grain of riceThe reflected image data (NTSC signal) is captured (step 12-1), and the reflected image data (NTSC signal) is converted into a YUV (brightness, color difference) signal and stored in the storage unit 3c (step 12). -2). Then, the arithmetic control means 4 instructs the YUV (brightness, color difference) signal in the storage unit 3c to be converted into an HSI (hue, color, luminance) signal and stored (step 12-3). Next, an SI (color, luminance) signal is taken out to instruct to extract an edge image (step 12-4). The contents of the edge image are as described above. Also,Grain of riceFrom the HSI (Hue, Color, Luminance) signal,Grain of riceIt is instructed to create a histogram of HSI (Hue, Color, Luminance) signal for each grain (step 12-5). From the edge image of SI (color, brightness) signalGrain of riceAn instruction is made to create a histogram of the edge image for each grain (step 12-6). Here, a YUV (brightness, color difference) signal, an HSI (hue, color, brightness) signal, a histogram of the HSI signal obtained in step 12-5, and an SI (color, brightness) signal obtained in step 12-6. The edge image histogram is optical information. The above four feature items are stored in the RAM 4e of the calculation control means 4. At this time, divert the label attached at the time of transparent image processing.Grain of riceYou may memorize | store in a label for every grain. In addition to the reflection image processing, the reflection image processing label is attached and the same.Grain of riceThe data may be stored in correspondence with each other. Above, image data by reflected light, that is, black board as backgroundGrain of riceFrom the reflected light obtained fromGrain of riceDetected as light related to the color of the sampleGrain of riceBy detecting individual reflected light,Grain of riceThe characteristic regarding the color of can be acquired. The signal here is a color signal.
[0046]
Further, image processing of obliquely transmitted image data will be described with reference to FIGS. FIG. 16 shows a flowchart of the image processing. The arithmetic control means 4 is photographed from four directions, takes in the synthesized oblique light image data (NTSC signal) (step 13-1), and this oblique light image data. The (NTSC signal) is converted into a YUV (brightness, color difference) signal and commanded to be stored in the storage unit 3c (step 13-2). Next, the calculation control means 4 extracts an edge image using a luminance signal among YUV (brightness and color difference) signals in the storage unit 3c (step 13-3). This will be described with reference to FIG. 17. The one in which light and darkness appear clearly in the synthesized oblique light image is a torn grain, and there are cracks in the rice grain. At this time, when an edge image, which is a differential process related to luminance (brightness), is extracted, as shown in FIG. 18, a crack portion can be extracted as a line that crosses (or longitudinally crosses) the granular material. Next, in order to extract the characteristics of the granular material, the calculation control means 4 instructs the edge image to be Hough-transformed to identify a line associated with the crack (step 13-4). here,Grain of riceThe YUV (brightness, color difference) signal, the edge image obtained in step 13-3, and the buffed value obtained in step 13-4 are optical information. The above three feature items are stored in the RAM 4e of the calculation control means 4. At this time,Grain of riceThe label for each grain may be used in correspondence with the label attached at the time of transmission image processing.
[0047]
In the image data by the above transmitted light, reflected light and oblique light, the acquisition of the reference light data by the reference plate as a reference is omitted, but by capturing the brightness of the reference plate and the image as reference data first, It is also possible to correct the image data, more specifically, to average the luminance and color of the background plate as the background.
[0048]
Now,Grain of riceIn the ROM 4d in FIG.ArakajiMeGrain of riceA quality relational expression is stored. thisGrain of riceThe quality relational expression is obtained as follows, for example.ArakajiKnown qualityGrain of riceFrom the above-mentioned transmission imageGrain of riceArea (X1
a), circularity (X2a), length (X3a), width (X4a),Grain of riceHistogram of signal of edge image (X5a),Grain of riceLuminance signal histogram (X6a) By reflection imageGrain of riceHSI signal histogram (X7a),Grain of riceHistogram of edge image (X8a) According to oblique imageGrain of riceHough transform signal (X9a)TheTo obtain these variables as explanatory variables (Xna)Grain of ricePerfect grain (T1), Unfinished grains (T2), Sized (T3), Immature grains (T4), Dead rice (T5) Etc. as objective variables (TaAs,Linear analysis such as multiple regression analysis is performed. In addition to the above, the quality is unknown by nonlinear analysis such as neural networkGrain of riceFor seeking qualityGrain of riceYou may make a quality relational expression. In other words, the quality is unknownGrain of riceThe information given by the transmitted light image, reflected light image or oblique light image, andGrain of riceThe quality can be specified by the quality relational expression. Note that each piece of information described above is an example, and it is not a necessary condition to use all the information. For linear analysis and non-linear analysis, known analysis methods can be used.
[0049]
Further, the entire control program of the arithmetic control means 4 after image processing will be described with reference to FIG. FIG. 19 is a control flowchart of the arithmetic control means 4. First, sample from camera 2Grain of riceIs obtained (step 16-1), converted into processable image data, and stored in the storage unit 3c (step 16-2). The image data obtained here is processed by the arithmetic control means 4 and the image processing means 3 as described above.Grain of riceEach time image processing is performed (step 16-3), for example, 450 pieces of image-processed shape information and optical information are obtained. Shape information and optical information;Grain of riceBy the quality relational expression,Grain of riceThe quality is calculated and specified for each label (step 16-4), and the number of grains for each quality is calculated (step 16-5). Further, the grain number ratio is calculated for each grade (step 16-5). For example, the image processing means is instructed to obtain image data for each grain by dividing an image based on, for example, a YUV (brightness, color difference) signal obtained by the processing of the reflected image data, and store it in the storage unit 3c (step 16). -7). In this image processing, first, as described above, the transmitted light image data is used.Grain of riceThe outer shape of each grain is discriminated, and the reflected light image data of the same label is divided for each grain based on the outer shape and finally rearranged. When the sample image is created using the reflected light image data, the color is clear and visually good. The arithmetic control means 4 simultaneously converts the obtained number of grains and the ratio of the number of grains and image data for each grain (for example, 450 grains) into a predetermined format from the output port 4c to the color printer 5 or the color display 6. (Step 16-8). At this time, as an example of printing, grain quality discrimination data as shown in FIG. 20 is finished. As described above, in the embodiment of the present invention, in addition to the quality, the number of grains and the ratio of the number of quality, a sample image of the sample granular material acquired as an image can be added and provided. Thereby, the quality can be determined based on the photographing data of the sample granular material, and in addition, a sample image can be created.
[0050]
When outputting all 450 grains of rice as an image, it may be as described above, but only about 100 grains of rice can be printed or displayed due to the size of the printing paper surface by the color printer 5 or the resolution by the display 6. The output process is performed as shown in FIG. That is, instead of (Step 16-7) in FIG. 19, the number of grains for each grade is calculated from the grain number ratio for each grade shown in FIG. 21 and the number of printable / displayable grains of 100 (Step 18-7). ). Corresponding image data is arbitrarily selected from the storage unit 3c according to the number of grains for each grade (step 18-8). The determined number of grains and the ratio of the number of grains and the selected 100 pieces of image data are simultaneously set in a predetermined format and output from the output port 4c to the color printer 5 or the color display 6 (step 18-9). ). At this time, as an example of printing, grain quality discrimination data as shown in FIG. 22 is finished.
[0051]
FIG. 23 shows another embodiment of FIG. 21 instead of step 16-7 of FIG. 19, and calculates the number of grains for each grade from the grain number ratio for each grade and the number of printable / displayable grains of 100. (Step 20-7). Then, one piece of image data representing the quality is selected for each quality from the image data stored in the storage unit 3c (step 20-8). Next, the image data obtained by copying and processing the number of grains and the ratio of the number of grains for each grade and the image data representing the grade for the number of grains is set in a predetermined format, and the color printer 5 or the color from the output port 4c. The data is output to the display 6 (step 20-9).
[0052]
Note that the aboveGrain of riceThe quality discrimination device,The body part and quality can be discriminated, but the minimum parts required for the measurement part when detecting the body part are the three components of the granular material holding means, the light source that can irradiate from multiple directions, and the photographing means. The minimum parts required for the measurement unit at this time are a granular material holding means, a light source capable of irradiating from multiple directions, at leastGrain of rice4 elements of a background plate and a photographing means as a reference of transmitted light. As described above, a plurality of background plates for reflected light, a background plate for transmitted light, and the like are used as the background plate. However, the background plate other than the transmitted light background plate is not particularly required and may or may not be present.
[0053]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the rice grains supplied to the granular material holding means are irradiated with oblique light rays from the light source. The light source driving means sequentially turns on the light sources divided into a plurality of directions and obliquely emits light from multiple directions. A light beam is irradiated. For example, it is possible to irradiate light in each of the four directions of the length direction both ends and the width direction both ends of the rice grain, the shadow due to insufficient light quantity when it is far from the light source, the shadow due to the overlap of rice grains, the granular material holding means It is possible to prevent shadows on one side, without overlooking cracks on one side or overlooking vertical cracks, oblique images are acquired from multiple directions, and feature items of body cracking grains are extracted to accurately identify body cracks Can do.
[0054]
And provided at a position opposite to the first light source.Grain of riceA second light source that irradiates the beam with at leastGrain of riceProvided at a position opposite to the background plate serving as a reference for transmitted light of the first photographing means and the first photographing means.Grain of riceA second imaging unit that acquires a reflected image and a transmitted image of the image, and a plurality of image signals obtained by the first and second imaging units are obtained by the image processing unit.Grain of riceIs converted into optical information related to the quality of the image, and the calculation control means based on the optical informationGrain of riceDetermine the quality of thisGrain of riceSince the quality determination result and the optical information are simultaneously displayed or printed by the display means, they are supplied to the granular material holding means.Grain of riceThe light from the light sourceGrain of riceBoth the front and back sides of the image are irradiated, and the reflected image signals on both the front and back sides and the transmitted image signals on both the front and back sides can be obtained by the photographing means, and the viewpoint of the photographing means is different.Grain of riceImage signal can be obtained. And from these multiple images,Grain of riceFeature items can be extracted. For example,Grain of riceIf there is a slight black spot on only one side of theGrain of riceTherefore, it is possible to improve the accuracy of the analysis result. Also,Grain of riceSince the quality is determined by the image signal obtained from the image signal, the sample image is created from the image signal, and these are printed and displayed at the same time, the reliability as the quality determination result is improved.
[0055]
The first photographing means is provided above the granular material holding means,Grain of riceSurface reflection image,Grain of riceWhile taking a transmission image of the surface or a plurality of oblique light transmission images, the second imaging means is provided below the granular material holding means,Grain of riceReflection image on the back andGrain of riceBecause it takes a transparent image of the back side, at least two camerasGrain of riceCan be obtained with a simple configuration, so that a surface reflection image, a surface transmission image, a back surface reflection image, a back surface transmission image and a plurality of oblique light transmission images can be obtained.Grain of riceCan be accurately determined.
[0056]
The first light source is provided below the particulate holding means,Grain of riceAnd the second light source is provided above the granular material holding means,Grain of riceTherefore, it is possible to obtain the surface reflected light, surface transmitted light, back surface reflected light, and back surface transmitted light of the particulate matter. These can be acquired as image signals by the camera.Grain of riceThese can be acquired as image signals by the camera.
[0057]
The background plate includes a lower reflected light background plate, a lower transmitted light background plate and an oblique transmitted light background plate provided below the granular material holding means, and an upper portion provided above the granular material holding means. Since the background plate for reflected light and the background plate for upper transmitted light are provided, the lower reflected image, the lower transmitted image, the obliquely transmitted image from multiple directions, the upper reflected image, and the upper transmitted image are sequentially acquired. The most suitable background board can be selected.
[0058]
[0059]
Further, when the light source is formed as an annular light source, if the measurement point is positioned in the center of the annular light source, light is irradiated from all directions (360 °) to the measurement point, and the rice grains And the shadow of the granular material holding means can be prevented, and a clear image signal can be obtained.
[0060]
The granular material holding means includes:When formed on a rotating disk with no sampling holeSupplied from one end of the rotating diskGrain of riceAre continuously transferred to the measurement point and on the measurement point.Grain of riceA plurality of image signals are acquired by the photographing means, and then the particulate matter on the rotating disk is continuously discharged from the other end.Rice grainsIf there are many quality measurements of aGrain of riceIs continuously transferred to the measuring point and measured.Grain of riceCan be discharged continuously, and the operation during measurement is simplified.
[0061]
On the other hand, the granular material holding means,Grain of riceAre formed on a slide plate that is arranged in a plurality of rows in a single layer state, when a plurality of image signals are acquired by the photographing means,Grain of riceSince the image signal ofGrain of riceThe image signal is not unsightly as compared with the image signal having the irregularity, and the image signal looks beautiful.
[0062]
[0063]
[0064]
[Brief description of the drawings]
[Figure 1]Grain of riceIt is a control block diagram of a quality discrimination device.
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view showing an internal structure of a measurement unit in which an imaging unit is installed.
FIG. 3 is a plan view showing a feeder and granular material holding means of a measurement unit.
[Fig. 4] GranularityobjectIt is a schematic perspective view which shows another embodiment of a holding means.
FIG. 5 is a schematic view showing a lighting state of an annular lower light source.
FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a background plate.
FIG. 7 is a plan view showing the arrangement and rotation of the background plate.
FIG. 8 is a control block diagram of photographing means.
FIG. 9 is a flowchart of a photographing unit.
FIG. 10 is a flowchart when a shell crack is detected.
FIG. 11 is a process flowchart of image data of transmitted light.
FIG. 12 is a diagram illustrating an example of an image obtained by binarizing transmitted light image data.
FIG. 13 is a diagram illustrating an example of transmitted light image data before image processing.
14 is a diagram illustrating an example of an image obtained by performing edge processing on the image of FIG. 11;
FIG. 15 is a processing flowchart of image data of reflected light.
FIG. 16 is a process flowchart of oblique image data.
FIG. 17 is a diagram illustrating an example of oblique light image data before image processing.
FIG. 18 is a diagram illustrating an example of an image obtained by performing image processing on oblique light image data.
FIG. 19Grain of riceIt is a flowchart of a quality discrimination apparatus.
FIG. 20 is an example of a printed quality discrimination measurement result.
FIG. 21 is a flowchart showing another procedure for creating a sample image.
FIG. 22 is an example of a quality discrimination measurement result created and printed according to another flowchart.
FIG. 23 is a flowchart showing another procedure for creating a sample image.
[Explanation of symbols]
1Grain of riceQuality discrimination device
2 Camera
3 Image processing means
4 Calculation control means
5 Printer
6 Color display
7 Slide plate
8 Groove
20 Stepping motor
21 Rotating shaft
22 rotating disk
23 One side
24 Feeder device
25Grain of rice
26 Shooting points
27 Gaze
28 trough
29 Hopper
30 Light source
31 Camera
32 slits
34 Light source
35 cameras
36 slits
40 Milky white board
41 Black plate
42 background board
43 Milky white board
44 Black plate
45 background board
46 Stepping motor
47 Rotating shaft
48 No background board
49 Background Board
50 Stepping motor
51 Rotating shaft

Claims (6)

光源からの光線を透過する材料で形成される粒状物保持手段と、該粒状物保持手段に供給される単層状態で複数列に並べた米粒に米粒の長さ方向の両端側及び米粒の幅方向の両端側からの少なくとも4方向から斜光光線を照射するよう複数に区分した第1の光源と、該光源から前記米粒に照射して得られた斜光透過画像を取得する第1の撮影手段と、前記光源のそれぞれを独立した電源系統に形成してオン・オフ制御を行う光源駆動手段と、該光源駆動手段により前記光源を順次照射して得られた4方向からの斜光透過画像に基づいて米粒の胴割に関連する光学情報に変換する画像処理部と、該画像処理部により得られた光学情報に基づいて胴割を判別する演算制御手段と、該演算制御手段から得られた米粒の胴割れ判別結果及び前記画像処理部から得られた光学情報を同時に表示又は印字する表示手段とを備えたことを特徴とする米粒品位判別装置。The granular material holding means formed of a material that transmits light from the light source, and the rice grains arranged in a plurality of rows in a single layer supplied to the granular material holding means, both ends in the length direction of the rice grains and the width of the rice grains A first light source divided into a plurality of portions so as to irradiate oblique light rays from at least four directions from both ends of the direction, and a first photographing means for acquiring an oblique light transmission image obtained by irradiating the rice grains from the light source; a light source driving means for performing independent and formed to on-off control in the power supply system to each of the light sources, based on the oblique transmission image from four directions obtained by sequentially irradiating the light source by the light source driving means An image processing unit for converting into optical information related to the torso of rice grains, an arithmetic control unit for discriminating torso based on the optical information obtained by the image processing unit, and a rice grain obtained from the arithmetic control unit Case crack discrimination result and image processing A rice grain quality discrimination device comprising: display means for simultaneously displaying or printing optical information obtained from the section. 前記第1の光源の対向位置に設けて米粒に光線を照射する第2の光源と、少なくとも米粒の透過光の基準となる背景板と、前記第1の撮影手段の対向位置に設けて米粒の反射画像及び透過画像を取得する第2の撮影手段とを備え、前記第1及び第2の撮影手段により得られた複数の画像信号を、前記画像処理部により米粒の品位に関連する光学情報に変換し、この光学情報に基づき前記演算制御手段により米粒の品位を判別し、当該品位判別結果及び光学情報を前記表示手段により同時に表示又は印字してなる請求項1記載の米粒品位判別装置。  A second light source for irradiating the rice grains with light rays provided at a position opposed to the first light source, a background plate serving as a reference for transmitted light of at least the rice grains, and a position opposed to the first photographing means; Second imaging means for acquiring a reflected image and a transmitted image, and a plurality of image signals obtained by the first and second imaging means are converted into optical information related to the quality of rice grains by the image processing unit. 2. The rice grain quality discrimination apparatus according to claim 1, wherein the quality of the rice grain is determined by the calculation control means based on the optical information, and the quality discrimination result and the optical information are simultaneously displayed or printed by the display means. 前記第1の撮影手段は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒表面の反射画像、米粒表面の透過画像又は複数の斜光透過画像を撮像するとともに、前記第2の撮影手段は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒裏面の反射画像及び米粒裏面の透過画像を撮像してなる請求項2記載の米粒品位判別装置。The first imaging means is provided above the granular material holding means, and captures a reflection image of the rice grain surface, a transmission image of the rice grain surface, or a plurality of oblique transmission images, and the second imaging means includes the The rice grain quality discrimination device according to claim 2, which is provided below the granular material holding means and is configured to take a reflection image of the back side of rice grains and a transmission image of the back side of rice grains. 前記第1の光源は、前記粒状物保持手段の下方に設けられ、米粒の裏面を照射するとともに、前記第2の光源は、前記粒状物保持手段の上方に設けられ、米粒の表面を照射してなる請求項2記載の米粒品位判別装置。The first light source is provided below the granular material holding means and irradiates the back surface of the rice grain, and the second light source is provided above the granular material holding means and irradiates the surface of the rice grain. The rice grain quality discrimination device according to claim 2. 前記背景板は、前記粒状物保持手段の下方に設けられる下部反射光用背景板、下部透過光用背景板及び斜光透過光用背景板と、前記粒状物保持手段の上方に設けられる上部反射光用背景板及び上部透過光用背景板とから構成される請求項2記載の米粒品位判別装置。The background plate includes a lower reflected light background plate, a lower transmitted light background plate and an obliquely transmitted light background plate provided below the granular material holding means, and an upper reflected light provided above the granular material holding means. The rice grain quality discriminating apparatus according to claim 2, wherein the rice grain quality discriminating apparatus is constituted by a background plate for use and an upper transmitted light background plate. 前記第1及び/又は第2の光源を円環型の光源に形成してなる請求項1又は請求項2に記載の米粒品位判別装置。The rice grain quality determination apparatus according to claim 1 or 2, wherein the first and / or second light source is formed as an annular light source.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208107A (en) * 2011-03-28 2012-10-25 Youngtek Electronics Corp Multichannel detection system for detecting appearance of plural electronic elements

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100458506B1 (en) * 2002-08-21 2004-12-03 주식회사 대원지에스아이 A grain sorter having the processor of time delay between a optical apparatus and air-injector using queue
JP4126009B2 (en) * 2003-12-25 2008-07-30 株式会社山本製作所 Granular inspection object state discrimination device
JP4590553B2 (en) * 2005-01-24 2010-12-01 国立大学法人 新潟大学 Nondestructive judgment method for ginger damaged grains
KR100800291B1 (en) * 2007-07-13 2008-02-01 주식회사에이멕스 Sorting method using size of grain
JP6024949B2 (en) * 2012-06-27 2016-11-16 株式会社サタケ Grain appearance measuring device
JP6210616B2 (en) * 2013-02-27 2017-10-11 地方独立行政法人 岩手県工業技術センター Sake rice inspection equipment
JP6229278B2 (en) * 2013-03-06 2017-11-15 株式会社サタケ Grain fluoroscope
KR102276711B1 (en) * 2014-03-31 2021-07-13 가부시키가이샤 유야마 세이사쿠쇼 Medicine photographing device
CN111929303A (en) * 2020-08-27 2020-11-13 石河子大学 Quick detection system for water impurities in seed cotton mechanically harvested in purchasing link
JP7044150B1 (en) * 2020-12-18 2022-03-30 株式会社サタケ Reference member and grain discriminator
JP7355258B2 (en) * 2020-12-23 2023-10-03 株式会社サタケ Grain discrimination device
CN113791008B (en) * 2021-08-25 2024-03-15 安徽高哲信息技术有限公司 Grain imperfect grain detection equipment and detection method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012208107A (en) * 2011-03-28 2012-10-25 Youngtek Electronics Corp Multichannel detection system for detecting appearance of plural electronic elements

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