JP4356015B2 - 精白米の残留糠測定方法 - Google Patents

Description

本発明は、精白米や無洗米などの米粒（以下「精白米」という）の表面に残留した糠（ぬか）を測定する方法に関する。

従来、精白米の表面を光学的に検査し、該表面に残留した糠を測定する方法としては、撮像した精白米の画素データに基づいて残留した糠と米粒表面とを判別し、糠の残留量を測定する方法があった（特願２００３−２７８５９５号）。この手法は、照射光を受けた精白米を撮像手段で撮像し、取得した画素データを基にして各画素の濃度による画素の濃度分布ヒストグラムを作成し、該濃度分布ヒストグラムに基づいて残留糠と米粒表面とを判別するしきい値を決定し、該しきい値によって判別された残留糠に該当する画素数の割合によって残留糠の量を測定するものである。

一方、無洗米の品質評価方法に関し、無洗米に励起光を照射して得られる自家蛍光の輝度の違いにより、その表面に付着する外皮層、アリューロン層及び胚乳層の各部分の量的な割合を同時に識別して品質を評価する技術が知られている（特許文献１）。

特開２００３−１３９７０６

しかしながら、上記手法においては、シラタ（乳白）部分を有する精白米の残留糠の検出精度が不十分であった。これは、前記のようにして検出したシラタ部分の画素濃度と残留糠部分の画素濃度に明確な差がないことにより、両者の判別を正確に行うしきい値の設定が困難であるためであった。
本発明は、上記問題点にかんがみ、シラタ部分を有する精白米であっても残留糠を正確に検出することのできる残留糠測定方法を提供することを技術的課題とするものである。

上記課題を解決するため、請求項１の精白米の残留糠測定方法は、照射手段から精白米に特定波長の光を照射する照射工程と、該照射工程で照射を受けた精白米の反射光及び蛍光を受光手段により受光する受光工程と、該受光工程で得た精白米の反射光データ及び蛍光データを用い、該反射光データ及び蛍光データにおけるシラタに該当したデータを演算により除外する演算工程と、該演算工程で得た演算結果を予め設定したしきい値と比較して残留糠を検出する残留糠検出工程とを有する、という技術的手段を講じた。これにより、精白米から受光された受光データから精白米におけるシラタに該当したデータの除外（キャンセル）ができる。

また請求項２では、前記演算は、除算又は引き算により行う、という技術的手段を講じた。これにより、シラタに該当したデータのキャンセル（除外）がより確実に行える。なお、照射光量のバラつきや精白米Ｓの品種によって反射光量が多少変化した場合において、引き算の場合はしきい値を調整する必要性が高いが、除算の場合はしきい値を調整する必要性が低く、順応性がある。

さらに請求項３では、前記特定波長は、青の波長又は緑の波長を含む、という技術的手段を講じた。これにより、精白米におけるシラタの部分及び残留糠の部分を反射光及び蛍光によって明確に検出することができ、より正確な残留糠の検出を行うための前記反射光及び蛍光を得ることができる。

また請求項４では、前記残留糠検出工程で得た検出結果に基づいて精白米における残留糠の量を判定する、という技術的手段を講じることにより、精白米における残留糠量の測定ができる。

本発明は、特定波長の光が照射された精白米から反射光及び蛍光を受光し、受光した反射光データ及び蛍光データを用い、該反射光データ及び蛍光データにおけるシラタに該当したデータを演算により除外するので、精白米にシラタの部分があっても、シラタの影響を受けることなく残留糠の有無を明確に区別することができる。したがって、しきい値の設定が容易になり、残留糠の検出も正確になる。また、精白米における残留糠量の測定精度も向上する。

以下、本発明の実施の形態を図１から図３を参照しながら説明する。図１には、検出を受ける精白米Ｓをセットする試料板１を示す。該試料板１には、１粒の精白米Ｓが入る凹部２を複数形成して複数の精白米Ｓがセット可能にしてある。精白米Ｓがセットされた試料板１の斜め上方位置には、照明装置３を設ける。該照明装置３は、青色のＬＥＤ（発光ダイオード）３ａを備え、精白米Ｓに青色の光（波長例：４６５ｎｍ〜４７５ｎｍ）が照射できるものである。

また、前記試料板１の上方位置には、青色の照射光を受けた試料板１を撮像する撮像カメラ４を設ける。撮像カメラ４は、精白米Ｓからの反射光（４６５ｎｍ〜４７５ｎｍ）が検出可能なＣＣＤセンサーを内蔵するものとする。撮像カメラ４の入光側の近傍には、精白米Ｓからの反射光のうちの６２０ｎｍ以上の波長だけを通過する光学フィルタ５がセット可能にしてある。該光学フィルタ５は任意の移動手段によって、撮像カメラ４の前記入光側の前方位置と該前方位置外とを移動可能にする。撮像カメラ４は、演算装置６としてのパーソナルコンピュータと電気的に接続してある。

前記演算装置６は、図２に示したように、入出力回路（以下「Ｉ／Ｏ」という）７，８、撮像カメラ４からの検出データを基にして画像を形成する画像処理部９及び演算部（以下「ＣＰＵ」という）１０から構成するとともに、表示部（ディスプレイ）１１と電気的に接続してある。なお、前記画像処理部９には、撮像カメラ４からの撮像データから反射画像と蛍光画像を形成する画像処理回路が内蔵してある。

次に、作用を説明する。初めに、前記試料板１に精白米Ｓをセットし、該試料板１に前記照明装置３から前記青色の光を照射する。次に、前記撮像カメラ４によって試料板１上の精白米Ｓを撮像する。撮像カメラ４からは、前記反射光の４６５ｎｍ〜４７５ｎｍの波長から形成された撮像（画素）データがＩ／Ｏ７を介して画像処理部９に送られ、該画像処理部９は、前記撮像データに対し、光量割合に基づいて８ビット（２^８＝２５６）に区分けした所定の数値（濃度値）を付与するとともに、該所定の数値により精白米Ｓの画像（以下「反射画像」という）を形成する。該反射画像の一例を前記図３の（２）に示すが、これは、図３の（1）に示した、残留糠Ｙ（一点鎖線）とシラタ部分Ｗ（二点鎖線）を有する精白米Ｓについてのものである。

次に、前記移動手段を駆動させて光学フィルタ５を撮像カメラ４の入光側の前方位置にセットする。そして、上記と同様に、前記撮像カメラ４によって試料板１上の精白米Ｓを撮像する。撮像カメラ４の撮像データは、前記光学フィルタ５を通過した６２０ｎｍ以上の波長（蛍光）からなり、前記画像処理部９は、上記と同様に各撮像データに光量割合に基づいて８ビット（２^８＝２５６）に区分けした所定の数値（濃度値）を付与するとともに、該所定の数値により精白米Ｓの画像（以下「蛍光画像」という）を形成する。該蛍光画像の一例として、上記図３の（1）に示した精白米Ｓの該蛍光画像を図３の（３）に示す。

精白米Ｓの前記反射画像と蛍光画像とでは、検出されるものが異なる特性がある。すなわち、反射画像（図３の（２））には、精白米Ｓのシラタ部分Ｗの範囲は検出されるが、残留糠Ｙの部分は検出されない。一方、蛍光画像（図３の（３））には、精白米Ｓのシラタ部分と残留糠Ｙの部分の両方が検出される。なお、図３において、符号Ｋは画素を示し、また、前記凹部２の輪郭は省略してある。

次に、前記ＣＰＵ１０により、前記反射画像及び蛍光画像を基にして残留糠の検出(判別)を行う。前記ＣＰＵ１０は、精白米Ｓの蛍光データを反射光データで除算する。具体的には、精白米Ｓの反射画像と蛍光画像において、蛍光画像の画素Ｋ（例えばＫ１）の画素データ（前記所定の数値＝濃度値）を、該画素Ｋ（Ｋ１）に対応した反射画像の画素Ｋ（Ｋ２）の画素データ（前記所定の数値＝濃度値）で除算する（図３参照）。そして、この画素同士の除算を、精白米Ｓを表した全ての画素Ｋについて行う。このように除算を行うことで、シラタ部分Ｗに該当したデータのみをキャンセル（除外）し、残留糠部分に該当したデータを残すことができる。この演算後、残留糠Ｙの画素を有した精白米Ｓの画像を図３の（４）に示す。各画素Ｋの除算結果（演算結果）はシラタ部分に該当するデータが除去されているので、画素データ（画素濃度）上において残留糠の有無の区別が明確になる（図３の（４）参照）。このため、画素データが残留糠かどうかを判別（検出）するしきい値の設定は、シラタ部分のデータに影響を受けることなく行えるので、設定が容易になり、残留糠の判別（検出）も正確になる。

次にＣＰＵ１０は残留糠量の測定を行う。ＣＰＵ１０は精白米Ｓに該当する全ての画素について、画素データを前記しきい値と比較して二値化する。そして、残留糠Ｙとして二値化された画素数を集計し、例えば、この残留糠Ｙの画素数が、予め判定した前記精白米Ｓの総画素数に占める割合を算出し、これを残留糠量とする。この残留糠量の判定結果や、前記演算後の精白米Ｓの画像などは、前記Ｉ／Ｏ８を介して表示部１１に表示させて、作業者に知らせる。なお、試料板１上の各精白米Ｓは、上記と同様にして残留糠を測定する。

本発明における照明光は、上述の青色の照射光以外に例えば緑色の照射光でもよい。また、照射光は青色又は赤色の単波長でなくても、これらの波長を含むものであってもよい。なお、上記ＬＥＤについては、電球等であってもよい。

本発明における演算は上述の除算以外に、例えば、引き算であってもよい。引き算の場合も、精白米Ｓの蛍光データから反射光データを引き算する。しかしながら、演算は除算を行う方が好ましい。これは、照射光量のバラつきや精白米Ｓの品種によって反射光量が多少変化した場合に、引き算の場合はしきい値を調整する必要性が高いが、除算の場合はしきい値を調整する必要性が低く、順応性がある。

本発明における精白米の糠量判定を行う装置例である。 演算装置のブロック図を示す。 精白米の撮像画像を示す。

符号の説明

１ 試料板
２ 凹部
３ 照明装置（照射手段）
３ａ 青色ＬＥＤ（青色発光ダイオード）
４ 撮像カメラ（受光手段）
５ 光学フィルタ
６ 演算装置
７ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
８ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
９ 画像処理部
１０ 演算部（ＣＰＵ）
１１ 表示部（ディスプレイ）
Ｋ 画素
Ｓ 精白米
Ｗ シラタ部分
Ｙ 残留糠

Claims (4)

1. 照射手段から精白米に特定波長の光を照射する照射工程と、
   該照射工程で照射を受けた精白米の反射光及び蛍光を受光手段により受光する受光工程と、
   該受光工程で得た精白米の反射光データ及び蛍光データを用い、該反射光データ及び蛍光データにおけるシラタに該当したデータを演算により除外する演算工程と、
   該演算工程で得た演算結果を予め設定したしきい値と比較して残留糠を検出する残留糠検出工程と、
   を有する精白米の残留糠測定方法。
2. 前記演算は、除算又は引き算により行う請求項１に記載の精白米の残留糠測定方法。
3. 前記特定波長は、青の波長又は緑の波長を含む請求項１又は請求項２に記載の精白米の残留糠測定方法。
4. 前記残留糠検出工程で得た検出結果に基づいて精白米における残留糠の量を判定する請求項１から請求項３のいずれかに記載の精白米の残留糠測定方法。
   

Images