JP6748941B2 - Grain appearance measuring device - Google Patents
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Description
本発明は、穀類等を粒単位で検査する穀粒外観測定装置に関するものである。 The present invention relates to a grain appearance measuring device that inspects grains and the like in grain units.
従来、農家から収穫後の籾や玄米等(以下、「原料米」という)を購入する農協(JA)等の購買者は、前記原料米から試料(サンプル)を採取し、該試料に含まれる整粒、未熟粒又は着色粒等の品位検査をするとともに、その各品位の混入率を求め、この混入率を参考にして前記原料米の購入価格を決定している。 Conventionally, buyers such as agricultural cooperatives (JA) who purchase post-harvested rice or brown rice (hereinafter referred to as “raw rice”) from farmers collect samples from the raw rice and include it in the sample. The quality of the sized, immature or colored grains is inspected, and the mixing rate of each quality is determined, and the purchase price of the raw rice is determined with reference to this mixing rate.
前記試料の品位検査を行う際は、前記購買者が、穀粒外観測定装置を活用することで検査作業の軽減化を図っている。この穀粒外観測定装置は、例えば、特許文献1に記載されたものが知られており、この装置では、対象の試料の穀粒(以下、「米粒」という)を撮像し、この画像情報(受光データ)に基づいて、表示部に表示するための米粒の粒画像を作成するとともに、各米粒の品位を判別して、整粒、未熟粒等の品位の混入率を算出し、最終的に米粒の粒画像、該粒画像の品位の判別結果及びその混入率を表示部に表示するようになっている。
When performing the quality inspection of the sample, the purchaser uses the grain appearance measuring device to reduce the inspection work. As this grain appearance measuring device, for example, the one described in
しかしながら、上記特許文献1に記載の品位検査の判別方法では、判別された整粒の中には白色不透明部分(白未熟部分)を有した米粒が含まれることがある。ここで、「“農林水産省/玄米の検査企画”、[online]、農林水産省、[平成28年6月27日検索]、インターネット、<URL:http://www.maff.go.jp/j/seisan/
syoryu/kensa/kome/k_kikaku/index.html>」及び「“農林水産省/検査用語の解説”、[online]、農林水産省、[平成28年6月27日検索]、インターネット、<URL:http://www.maff.go.jp/j/seisan/syoryu/kensa/kome/k_kikaku/
k_kaisetsu/>」に記載の「水稲うるち玄米及び水稲もち玄米の品位」及び「被害粒、死米、着色粒、未熟粒の解説」によると、整粒は「被害粒、死米、未熟粒、異種穀粒及び異物を除いた粒をいう」と定義されている。また、白色不透明部分を有する未熟粒としては、(1)乳白粒は「胚乳部の横断面に白色不透明な部分がリング状となっているもの。なお、その白色不透明部分の大きさが粒平面の2分の1以上のもの」、(2)心白粒(醸造用玄米以外)は「中心部に白色不透明な部分のあるもので、その白色不透明な部分の大きさが粒平面の2分の1以上のもの」、(3)基部未熟粒は「基部の白色不透明な部分の大きさが、その粒長の5分の1以上のもの」、(4)腹白未熟粒は「腹部の白色不透明な部分の大きさが、その粒長の3分の2以上でかつ、粒幅の3分の1以上のもの」、(5)背白粒は「背部の白色不透明な部分の大きさが、その粒長の3分の2以上でかつ、粒幅の3分の1以上のもの」と定義されている。この様に、白色不透明部分がありながら、その大きさが上記(1)〜(5)の各未熟粒(以下、「白未熟粒」という)で規定された大きさ未満であれば整粒と判別されているのが現状である。
However, in the determination method of the quality inspection described in
syoryu/kensa/kome/k_kikaku/index.html>” and ““Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries/Explanation of inspection terms”, [online], Ministry of Agriculture, Forestry and Fisheries, [June 27, 2016 search], internet, <URL: http://www.maff.go.jp/j/seisan/syoryu/kensa/kome/k_kikaku/
k_kaisetsu/>” described in “Quality of paddy rice Uruchi brown rice and paddy rice mochi brown rice” and “Explanation of damaged grain, dead rice, colored grain, immature grain” , A grain excluding foreign grains and foreign substances." Further, as immature grains having a white opaque portion, (1) opalescent grains are those in which the white opaque portion has a ring shape in the cross section of the endosperm portion. 2) or more, "(2) Heart white grains (other than brown rice for brewing) have a white opaque part in the center, and the size of the white opaque part is 2 minutes of the grain plane. 1) or more", (3) immature grains at the base are "the size of the white opaque portion of the base is one-fifth or more of the grain length", (4) immature grains at the belly The size of the white opaque part is two-thirds or more of the grain length and one-third or more of the grain width.” (5) Back white grains are the size of the white opaque part of the back Is one-third or more of the grain length and one-third or more of the grain width”. As described above, if there is a white opaque portion but the size thereof is less than the size defined by each of the immature grains (1) to (5) (hereinafter, referred to as “white immature grain”), it is regarded as sized. The current situation is that it has been determined.
ところで、例えば、異常気象などの白色不透明部分が発生しやすい条件で生産された原料米Aと、異常気象などの問題がない条件で生産された原料米Bとをそれぞれ穀粒外観測定装置で測定した場合、整粒と判別された米粒の割合が共に70%であったとしても、前記原料米Aの整粒は、前記原料米Bの整粒と比べて、白色不透明部分を多く有した整粒が多数含まれる可能性が極めて高い。しかしながら、前記品位検査の判別方法では、整粒と判別された米粒に含まれ、お米の食味の低下の要因となる白色不透明部分の評価が行われていないなど、更なる高品位(高品質)の判別方法が望まれていた。 By the way, for example, the raw rice A produced under conditions where white opaque parts are likely to occur, such as abnormal weather, and the raw rice B produced under conditions where there is no problem such as abnormal weather, are measured with a grain appearance measuring device, respectively. In this case, the sizing of the raw material rice A has more white opaque parts than the sizing of the raw material rice B, even if the proportion of the rice grains judged to be the sizing is both 70%. It is very likely that a large number of grains will be included. However, according to the above-described quality inspection determination method, the white opaque portion, which is included in the rice grains determined to be sized and causes a deterioration in the taste of rice, has not been evaluated. ) Was desired.
そこで、本発明は上記問題点にかんがみ、乳白粒等の白未熟粒の判別評価を向上させた穀粒外観測定装置を提供することを技術的課題とする。 Therefore, in view of the above problems, it is a technical object of the present invention to provide a grain appearance measuring device with improved discrimination evaluation of white immature grains such as milky grains.
上記問題点を解決するために本発明は、複数の穀粒からなる試料を撮像する撮像部と、該撮像部により撮像した画像情報から各穀粒の粒画像を作成する画像処理部と、該画像処理部で作成した粒画像から各穀粒の品位をそれぞれ判別する品位判別部と、該品位判別部で判別した結果を表示する表示部とを備えた穀粒外観測定装置において、前記品位判別部は、前記粒画像から穀粒毎に白色不透明部分の白色不透明部投影面積を求め、該白色不透明部投影面積について前記試料に含まれる全ての穀粒の粒数分を積算した白色不透明部投影面積積算値を前記表示部に表示させるという技術的手段を講じるものとした。 In order to solve the above problems, the present invention provides an image capturing unit that captures an image of a sample composed of a plurality of grains, an image processing unit that creates a grain image of each grain from image information captured by the image capturing unit, In the grain appearance measuring device comprising a quality determination unit that determines the quality of each grain from the grain image created by the image processing unit, and a display unit that displays the result determined by the quality determination unit, the quality determination Part, the white opaque portion projected area of the white opaque portion is obtained for each grain from the grain image, and the white opaque portion projection area is obtained by integrating the number of grains of all the grains contained in the sample for the white opaque portion projected area. A technical means of displaying the integrated area value on the display unit is adopted.
また、請求項2記載の発明では、前記白色不透明部測定部が、前記粒画像から穀粒毎に粒全体の外形投影面積を求め、該外形投影面積について前記試料に含まれる全ての穀粒の粒数分を積算して外形投影面積積算値を算出し、該外形投影面積積算値と前記白色不透明部投影面積積算値との面積比を求めて前記表示部に表示させるものとした。
Further, in the invention according to
本発明の穀粒外観測定装置によれば、検査対象となる試料の穀粒毎に、白色不透明部分の白色不透明部投影面積を求め、該白色不透明部投影面積について前記試料に含まれる全ての穀粒の粒数分を積算して白色不透明部投影面積積算値を求めて表示部に数値化して表示させるものであるから、前記試料に含まれる整粒の食味低下要素となる2分の1未満の白色不透明部分の面積(量)が農協(JA)等の購買者側で評価できるものとなる。このため、白色不透明部分が発生しやすい条件(異常気象など)で生産された原料米の試料であるか否かを問わず食味分析の評価を加味した高品位の判別が可能となる。よって、前記購入者は、整粒や未熟粒等の混入率に基づく従来の評価方法に加えて、前記面積(量)により、乳白粒等の未熟粒の評価を高品質に行うことができる。 According to the grain appearance measuring apparatus of the present invention, for each grain of the sample to be inspected, the white opaque portion projected area of the white opaque portion is obtained, and all the grains contained in the sample for the white opaque portion projected area. Since the number of grains is integrated to obtain the integrated value of the projected area of the white opaque portion and the digitized value is displayed on the display unit, it is less than half that is a factor that deteriorates the taste of sized particles contained in the sample. The area (quantity) of the white opaque part can be evaluated by the buyer such as the agricultural cooperative (JA). For this reason, it is possible to perform high-quality discrimination taking into consideration the evaluation of the taste analysis regardless of whether or not it is a sample of raw rice produced under conditions where white opaque parts are likely to occur (eg abnormal weather). Therefore, the purchaser can perform high-quality evaluation of immature grains such as opalescent grains based on the area (amount) in addition to the conventional evaluation method based on the mixing ratio of sizing and immature grains.
請求項2記載の発明によれば、品位判別部が検査対象となる試料の穀粒毎に、外形投影面積を求め、該外形投影面積について前記試料に含まれる全ての穀粒の粒数分を積算して外形投影面積積算値を算出し、該外形投影面積積算値と前記白色不透明部投影面積積算値との面積比を求めて表示部に表示させるものである。このため、試料に用いる米粒の粒数が一定でなく、例えば、500粒の試料と1000粒の試料を検査した場合であっても、前記面積比であれば、その粒数の影響を受けることなく、前記購買者は評価を行うことができる。また、粒の大きさが標準的な品種の米粒に比べて、粒の大きい品種の米粒は前記白色不透明部投影面積積算値が大きくなりやすく、粒の小さい品種の米粒は小さくなりやすいが、品種による粒の大きさの影響を受けることなく、前記購買者は評価を行うことができる。
According to the invention of
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る穀粒外観測定装置1を示した図である。図1に示されるように、穀粒外観測定装置1は、コンピュータ2と、該コンピュータ2に接続された撮像部としてのカラースキャナ3とを含んで構成されている。図2は、穀粒外観測定装置1の制御ブロック図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a grain
前記コンピュータ2は、CPU(中央演算素子)又は基板を中心にした制御部14aと、カラースキャナ3で撮像して得た画像情報を入力する入力ポート4fと、プリンタ等にデータを出力する出力ポート(図示無し)と、関係式やプログラム等を記憶させた読み出し専用素子(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、カラースキャナ3で撮像した撮像データ等を保存するメモリ4gと、品位の判別結果等を表示する表示部16と、設定条件等を入力する入力部18と、測定結果や画像情報をネットワーク経由で配信する機能等が備えられている。
The
前記制御部14aは、粒画像を作成する画像処理部10と、品位判別を行うともに米粒の外形投影面積や白色不透明部投影面積を求める品位判別部11とを備えている。また、前記表示部16は、粒画像や該粒画像の品位等を表示するものである。
The
前記カラースキャナ3は、画像読取面4を上端面に有するスキャナ本体5と、このスキャナ本体5の画像読取面4を測定時に覆うカバー6とから構成されている。
The
前記画像読取面4は、ガラス製であって、スキャナ本体5の上面に配設されている。画像読取面4はガラス板に限定されるわけではなく、アクリル板を使用してもよいし、それら以外の透明材料から成る板材を使用してもよい。上記構成の画像読取面4には、測定時に試料トレー20が載置される。
The image reading surface 4 is made of glass and is provided on the upper surface of the
前記スキャナ本体5内には、走査装置が配設されており、該走査装置は、試料トレー20の底面に対して光を照射する光照射部(光源)と、光照射部から照射されて穀粒表面で反射された反射光を受光する受光部とから構成されている。
A scanning device is provided in the
前記走査装置の受光部は、カラーCCD等で構成されており、画像読取面4に載置された穀粒からの反射光を例えばRGBの三色(赤色、緑色及び青色)の光毎に受光し、受光して得られた画像情報をコンピュータ2に出力するようになっている。
The light receiving portion of the scanning device is composed of a color CCD or the like, and receives reflected light from the grain placed on the image reading surface 4 for each light of three colors of RGB (red, green and blue). Then, the image information obtained by receiving the light is output to the
前記カバー6の一辺はスキャナ本体5の上端一辺にヒンジ結合されているので、該ヒンジにより回動可能である。このため、測定時にはカバー6によってスキャナ本体5の画像読取面4をカバーすることができ、外部からの迷光の侵入を防止することができる。なお、カラースキャナ3には一般的なスキャナを用いることができる。
Since one side of the
次に、本実施形態の穀粒外観測定装置1の試料トレー20について説明する。図示しているように、試料トレー20は、平面視で矩形枠状に形成され、底板21と、この底板21の周辺部から上方に立ち上げられた側壁と、該側壁の二箇所に、取り扱いやすいように設けられた把持部とによって構成されている。なお、前記底板21は、透明な板であって、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。また、試料トレー20が画像読取面4の上面に載置された状態では、画像読取面4の上面に底面21が当接状態で載置されるようになっている。
Next, the sample tray 20 of the grain
前記側壁に囲まれた底板21の上面の一部分には、基準板22を設けてもよい。該基準板22は、カラースキャナ3での測定値を補正するための画像情報を取得するためのものである。基準板22を配置する位置は、前記上面上であれば特に限定されることはなく、設計上都合の良い箇所に配置すればよい。また、形状についても特に限定されることはないが、設計するうえでは矩形状とするのが望ましい。本実施形態では、基準板22の形状を矩形状とし、該基準板22の長手方向の一端を側壁に接するように配置している。また、基準板22は、一つの色のみで形成するだけでなく、例えば、白と黒等の2色の基準板を組み合わせて構成することが望ましい。
A
なお、試料トレー20は、カラースキャナ3で測定を行うので、試料トレー20本体からの反射光が前記測定時に影響することが考えられる。このため、少なくとも表面は光沢がないことが好ましく、黒体若しくは黒体に近い素材で試料トレー20を形成することが望ましい。
Since the
本実施形態の作用及び効果について説明する。本実施形態では検査対象の穀粒が玄米である場合について説明する。図3は、穀粒外観測定装置1の検査方法の手順を示したものである。
The operation and effect of this embodiment will be described. In this embodiment, the case where the grain to be inspected is brown rice will be described. FIG. 3 shows the procedure of the inspection method of the grain
(1)撮像工程(ステップS1)
まず、試料トレー20の底面21上に、約千粒の玄米7を粒同士がそれぞれ重ならないように投入する。投入後、図1に示すように、試料トレー20をカラースキャナ3の画像読取面4上に載置する。カラースキャナ3での測定時には、試料トレー20の底面21が光路となるので、指等と接触して底面21に汚れが付着することは好ましくない。なお、一回の測定で測定する穀粒の個数は、特に限定されることはなく、試料トレーの底面に載置可能な個数の範囲で自由に増減すればよい。
(1) Imaging process (step S1)
First, about 1,000 grains of brown rice 7 are put on the
前記試料トレー20を載置した後は、カバー6で試料トレー20の上面をカバーし、カラースキャナ3を用いて玄米7の画像を撮像する。具体的には、スキャナ本体5の走査装置を、画像読取面4の底面に沿って移動(二次元走査)させる。その際に、走査装置の光照射部から玄米7へ光が照射され、玄米7で反射した反射光が走査装置の受光部に受光される。受光した信号は、RGBの画像情報としてコンピュータ2に出力される。なお、カラースキャナ3で撮像する玄米7は、底面21に接する面、すなわち、粒の下側が撮像される。
After the
(2)粒画像作成工程(ステップS2)
前記画像情報は、入力ポート14fを経由してコンピュータ2の画像処理部10に送られ、該画像処理部10で処理される。該処理では、米粒毎に外形形状を判別し、この外形形状に基づいて、複数の米粒が一緒に撮像されている前記画像情報から一粒毎の粒画像を作成する。図4は前記粒画像の一例を示したものである。図4で格子状に示される区画は、撮像素子の画素51を示すものである。
(2) Grain image creation process (step S2)
The image information is sent to the
(3)白色不透明部投影面積の積算値算出工程(ステップS3)
前記粒画像が得られると、品位判別部11にて米粒の輪郭内側の画素数から米粒の面積を得ることができる。図4に示された粒画像50において、点線53は米粒の白色不透明部分を示すものである。よって、白色不透明部投影面積は、点線53で表される輪郭の内側の各画素51の数で求めることができる。ここで、図4で示される米粒の白色不透明部分の面積を画素数で示すと292となる。試料の各米粒について、同様に白色不透明部面積を求め、これらを積算して白色不透明部面積積算値を算出する。そして、必要に応じて試料を評価する値として、この白色不透明部面積積算値を前記表示部16に表示させればよい。
(3) Step of calculating integrated value of projected area of white opaque portion (step S3)
When the grain image is obtained, the
(4)外形投影面積の積算値算出工程(ステップS3B)
本発明においては、必要に応じて品位判別部11にて外形投影面積積算値も求める。前記粒画像50において、実線52は米粒の外形の輪郭を示すものである。よって、外形投影面積は、実線52で表される輪郭の内側の各画素51の数で求めることができる。ここで、図4で示される米粒の外形投影面積を画素数で示すと521となる。試料の各米粒について、同様に外形投影面積を求め、これらを積算して外形投影面積積算値を算出する。そして、必要に応じて試料を評価する値として、この外形投影面積積算値を前記表示部16に表示させればよい。
(4) Step of calculating integrated value of outer shape projected area (step S3B)
In the present invention, the
(5)面積比算出工程(ステップS4)
本発明で算出する面積比は、白色不透明部投影面積の積算値算出工程(ステップS3)で求めた白色不透明部面積積算値と、外形投影面積の積算値算出工程(ステップS3B)で求めた外形投影面積積算値との比で表されるものである。ここで、白色不透明部面積積算値が2499、白色不透明部面積積算値が20840とすると、前記面積比は2499/20840(12%)となる。この値は、表示部16に表示される。
(5) Area ratio calculation step (step S4)
The area ratio calculated by the present invention is the white opaque part area integrated value obtained in the step of calculating the integrated value of the white opaque portion projected area (step S3) and the outline calculated in the step of calculating the integrated value of the outline projected area (step S3B). It is represented by the ratio with the projected area integrated value. Here, if the white opaque part area integrated value is 2499 and the white opaque part area integrated value is 20840, the area ratio is 2499/20840 (12%). This value is displayed on the
(6)品位判別工程(ステップS5)
穀粒外観測定装置1は、前記粒画像作成工程(ステップS2)で作成した粒画像を使用し、品位判別部にて各米粒の外形形状、長さ、幅、色彩、胴割等の品位に関連する情報を求め、該情報をあらかじめ設定した閾値と比較して、米粒毎に品位(整粒、砕米、死米、着色米、青未熟米、害虫被害米等)を判別する。そして、判別結果として、各品位の粒数や混入率を表示部16に表示させる。
(6) Quality determination process (step S5)
The grain
(7)表示工程(ステップS6)
前記ステップS2〜ステップS5で求めた粒画像や値は、表示部16に表示させることができる。図5にその一例を示す。図5では、検査した米粒の粒数整粒と乳白粒の二つの品位の米粒を表示させているが、この二つの品位に限定されることなく、その他の品位の米粒も表示することができる。また、図5に示されている外形面積は前記外形投影面積積算値であり、白色不透明部面積は前記白色不透明部面積積算値である。農協(JA)等の購買者は、この図に示された情報により、検査した試料の原料米を評価することができる。ところで、前記面積比は、検査標準品と比較して行う「形質」の判別時にも使用可能である。
(7) Display process (step S6)
The grain image and values obtained in steps S2 to S5 can be displayed on the
また、穀粒の画像を粒単位で取得できるのであれば、本発明の撮像装置として使用することが可能であり、例えば、特開2006−200945号公報に記載されているような、一粒ずつ穀粒を搬送して撮像する装置でも本発明は実施可能である。 Moreover, if an image of a grain can be acquired in a grain unit, it can be used as the image pickup apparatus of the present invention, and for example, as described in JP 2006-200945 A, grain by grain The present invention can also be implemented by an apparatus that conveys and images grains.
本発明の穀粒外観測定装置は、穀粒だけではなく、豆類も検査することが可能である。また、樹脂製ペレット等、粒状の物であれば検査に用いることができる。 The grain appearance measuring device of the present invention can inspect not only grains but also beans. Also, any granular material such as resin pellets can be used for inspection.
1 穀粒外観測定装置
2 コンピュータ
3 カラースキャナ
4 画像読取面
5 スキャナ本体
6 カバー
7 玄米
25 外枠
10 画像処理部
11 品位判別部
16 表示部
18 入力部
20 試料トレー
21 底板
22 基準板
50 粒画像
51 画素
52 米粒
53 白色不透明部分
1 Grain
Claims (2)
該撮像部により撮像した画像情報から各穀粒の粒画像を作成する画像処理部と、
該画像処理部で作成した粒画像から各穀粒の品位をそれぞれ判別する品位判別部と、
該品位判別部で判別した結果を表示する表示部と、
を備えた穀粒外観測定装置において、
前記品位判別部は、前記粒画像から穀粒毎に白色不透明部分の白色不透明部投影面積を求め、該各白色不透明部投影面積を積算した白色不透明部投影面積積算値を前記表示部に表示させることを特徴とした穀粒外観測定装置。 An imaging unit for imaging a sample composed of a plurality of grains,
An image processing unit that creates a grain image of each grain from image information captured by the image capturing unit,
A quality determination unit that determines the quality of each grain from the grain image created by the image processing unit,
A display unit that displays the result of the determination performed by the quality determination unit;
In a grain appearance measuring device equipped with,
The quality determination unit obtains a white opaque portion projected area of a white opaque portion for each grain from the grain image, and displays a white opaque portion projected area integrated value obtained by integrating the white opaque portion projected areas on the display unit. A grain appearance measuring device characterized by the above.
The quality determination unit further calculates the outer shape projected area of the whole grain for each grain from the grain image, calculates the outer shape projected area integrated value by integrating the outer shape projected area of all the grains of the sample, The grain appearance measuring device according to claim 1, wherein an area ratio between the integrated value of the outer shape projected area and the integrated value of the projected area of the white opaque portion is obtained and displayed on the display unit.
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