JPH0232229A - 穀粒選別装置用穀粒分布検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば選別板によって仕分けられた穀粒、例
えば籾と玄米の境界領域における籾と玄米の分布状態を
画像処理を用いて検出する、特に籾摺機の選別装置のた
めの穀粒分布検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来の選別装置において、玄米と籾の境界領域に光を照
射し、そこから反射されて（る反射光を受光するフォト
センサからの信号強度を利用して選別装置の仕切板を制
御するものがあり、中でも利用する光として波長が０．
７５〜１０００μｍの赤外線を推薦しているものが、特
開昭５８−２０２７９号から知られている。しかしなが
ら、仕切板の制御精度を上げるには、例えば玄米１００
０粒中に籾が数粒程度となるような制御をするには、い
ずれにせよ玄米中の籾の混在割合に起因する反射光の強
度変化を利用する従来の技術では不可能であった。

このため、本出願人は昭和６３年６月６日に出願した特
願昭６３−１３９００３号の“玄米選別装置用の分布状
態検出装置”において、境界領域をカラーテレビカメラ
で撮像し、得られた色情報を色彩画像処理して一粒単位
の籾や玄米の位置を評価して、この結果に基づいて仕切
板を制御するを記載している。しかし、この技術では仕
切板の制御精度を飛躍的に向上させることが可能である
が、カラーテレビカメラはもちろん色彩画像処理装置も
大きなコストを必要とし、経済性の点で欠点を生じてい
た。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の課題は、選別装置の仕切板の高い制御精度を可
能にすると共に経済的な穀粒分布検出装置を提供するこ
とである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を達成するために、籾や玄米等の境界領域を撮
像する撮像手段と、前記撮像手段から送られる画像情報
を処理して籾と玄米の分布画像を作り出す画像処理手段
とからなる穀粒選別装置用穀粒分布検出装置が、本発明
によれば、前記処理される画像情報として近赤外線領域
の画像信号を用いている。

〔作　用〕

上記のように構成された穀粒分布検出装置では、境界領
域から得られる画像情報として近赤外線領域の画像信号
を取り込み、この画像信号つまり濃淡信号から適当なし
きい値を用いて２値化された境界画像が作り出される。

そして、この境界画像を基にして仕切板が制御される。

〔効　果〕

近赤外線領域の光が穀粒、特に玄米と籾とに対してその
反射光の輝度の差が著しいことに着目しているため、画
像処理部は非常に鮮明な信号が人力されることとなり、
玄米と籾を一粒一粒分解した正確な境界画像が作り出さ
れ、結果として仕切板の高い制御精度が達成される。さ
らに、近赤外線領域の光を取り扱っているということは
色彩の処理が必要ないため、従来のような色彩画像処理
装置に比べて、はるかに安上がりに装置を構成すること
ができる。また、可視光を用いている場合に比べ、外部
光等の外乱の影響が少ないことも本発明の付随的な利点
である。

〔その他の作用・効果〕

本発明の好ましい実施態様において、前記撮像手段が撮
像デバイスとしてＣＣＤを用いた白黒テレビカメラとこ
のカメラ前面に設けられた可視光カットフィルタから構
成されているものがある。これは、出願人により可視領
域に隣接する近赤外領域、０．７６〜１．１μｍの光を
利用して十分に鮮明な画像処理における穀粒分布を得る
ことができること及びこの領域の光に対する市販のＣＣ
Ｄカメラの感度が本発明による画像処理手段の入力信号
としては十分であることが実証されたために実現された
。このことにより、本発明による穀粒分布検出装置はさ
らに経済的に構成されることができるのである。

その他の特徴及び利点は、次の実施例の説明とともに明
らかにされる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第４図及び第５図に示すように、玄米の選別装置は、上
下複数段の選別板（１）と、籾摺後の選別対象処理物（
玄米と籾との混合物であって、以下において混合物と略
称する）を前記複数段の選別板（１）に供給する供給部
（Ａ）　　と、前記複数段の選別板（１）の終端から排
出される選別後の処理物を回収する回収部（Ｂ）　と、
基枠（Ｆ）　　とを主要部として構成されている。

前記供給部（Ａ）は、前記基枠（Ｆ）に支持される供給
ホッパー（２）と、その供給ホッパー（２）から各選別
板（１）の始端部に混合物を案内する伸縮自在な案内筒
（３）とからなる。尚、詳述はしないが、各選別板（１
）の夫々に同量ずつの混合物が供給されるようになって
いる。

前記複数段の選別板（１）は、その上面に混合物受は止
め用の多数の突起を備え且つ一体物となるように接続さ
れると共に、終端側はど下位でかつ横幅方向一端側はど
下位となる傾斜姿勢で設置され、さらには、上下方向に
沿う回転軸芯（Ｐ）周りで回転駆動されるようになって
おり、供給される混合物を、第３図に示すように、玄米
の領域（Ｇ）　と、籾と玄米とが混在する、いわゆる混
床の領域（Ｋ）であるところの本発明による装置によっ
て検出されるべき境界領域と、籾の領域（！４）との三
つの領域に選別するようになっている。すなわち、前記
混合物は選別板（１）の始端部で且つ横幅方向での傾斜
における上位側に相当する個所（Ｚ）に供給される。そ
して、玄米と籾との摩擦抵抗が籾の方が大であることを
主たる要因として、選別板（１）が回転駆動されるにと
もなって上述の如く三つの領域に選別されるようになっ
ている。

選別板（１）の回転駆動構造について説明すれば、複数
段の選別板（１）を受は止め支持する支持枠（４）が、
基枠（Ｆ）　　に揺動自在に取りつけられた四本の吊下
杆（５）によって回転自在に吊り下げられている。そし
て、前記上下方向に沿う回転軸芯（Ｐ）周りで回転自在
な駆動軸（６）が、支持枠（４）　の下方に設けられ、
その駆動軸（６）の上端部に取り付けた円盤状体（６ａ
）に、前記回転軸芯（Ｐ）から偏位させた状態で上下方
向に沿う連結ピン（７）が取り付けられ、その連結ピン
（７）が前記支持枠（４）に連結されている。又、選別
板駆動用の電動モータ（８）が、伝動ベルト（９）によ
って前記駆動軸（６）に連動連結されている。従って、
電動モータ（８）の作動に伴い、前記回転軸芯（Ｐ）　
　と連結ピン（７）との偏位に相当する半径で選別板（
１）が回転駆動されるようになっている。

尚、図中（１０）は、前記円盤状体（６ａ）に付設した
バランスウェイトである。ちなみに、詳述はしないが、
選別板（１）は、その横幅方向において下位となる一端
部を中心に、前記支持枠（４）に対して揺動調節できる
ようになっている。この揺動調節は、作業開始時などに
おいて混合米の湿り具合などに合わせて行われるもので
ある。

つまり、混合米が各選別板（１）上の横幅方向全体にわ
たって均等に分散するように、選別板（１）の横幅方向
での傾斜角度を調節できるようになっている。

前記回収部（Ｂ）　は、選別板（１）の終端部に接続し
た回収用ホッパー（１１）と、玄米と混床とを分離する
第一仕切板（１２）と、混床と籾とを分離する第二仕切
板（１３）とを備えている。説明を加えると、回収用ホ
ッパー（１１）の内部には、ネジ部（ｎ）を有する回転
軸（１４）とガイド軸（１５）とが平行姿勢で、かつ、
軸芯を横幅方向に向ける状態で架設されている。前記第
一仕切板（１２）に付設した連結部（１２ａ）が、前記
ガイド軸（１５）に摺動自在に外嵌され、かつ、前記回
転軸（１４）のネジ部（ｎ）　に螺合する状態で設けら
れている。そして、第一仕切板（１２）の摺動操作用の
電動モタ（１６）が、回転軸（１４）に伝動ギヤ機構に
よって連動連結され、もって電動モータ（１６）の作動
により第一仕切板（１２）を移動操作するようになって
いる。又、前記第二仕切板（１３）の連結部（１３ａ）
が、回転軸（１４）やガイド軸（１５）に摺動自在に外
嵌されると共に、第二仕切板（１３）をガイド軸（１５
）に固定するボルトなどの固定具（図示せず）が、前記
連結部（１３ａ）　に設けられている。従って、第二仕
切板（１３）は、固定具を復線しながら、手動によって
移動調節されるようになっている。

尚、前記第一仕切板（１２）は、後で述べるように、玄
米の領域（Ｇ）　　と混床の領域（に）との境界に合わ
せて自動的に移動調節され、前記第二仕切板（１３）は
、作業開始時などにおいて適宜調節されることになる。

前記第一仕切板は、前記選別板上における玄米と籾との
分布状態、つまり玄米と籾との境界を検出する次に説明
される穀粒分布検出装置から出力された情報にもとづい
て前記電動モータ（１６）を駆動する仕切板制御装置（
１０４）によって制御される。

前記穀粒分布検出装置は、第１図に示されているように
、撮像手段（５０）とこの撮像手段（５０）から送られ
てくる画像信号を処理して２値化された籾と玄米との分
布画像を作り出す画像処理手段（１００）とから構成さ
れている。

前記撮像手段（５０）は、この実施例では、ＣＣＤを用
いた白黒テレビカメラ（５１）とこのカメラ前面に取り
付けられた可視光カットフィルタ（５２）とから構成さ
れており、この手段は第一仕切板に取り付けられている
。この構成では、普通のＣＣＤカメラの分光感度領域は
可視領域とそれに続＜１．１μｍ程度までの近赤外線領
域であることと可視光カットフィルタにより可視領域の
光が入らないことから、前記画像処理手段（１００）に
人力される画像信号は約０．７６〜１．１μｍの近赤外
線光に基づくものであるが、その信号は穀粒、特に籾と
玄米を区別するに十分に鮮明なものである。

前記画像処理手段（１００）は、濃淡画像を作り出すた
めにテレビカメラ（５１）から送られてくる画像信号を
量子化したうえで所定画素で平滑化演算しさらに輝度む
らを補正するため輝度に関して正規化する演算部（１０
１）　と、この演算部（１０１）で得られた画像に対し
て所定のしきい値でもって籾または玄米をＩＩ　Ｉ　Ｉ
Ｉそれ以外を”０′″として２値化画像を作り出す２値
化画像処理部（１０２＞と、前記２値化画像から穀粒の
大きさから著しく外れた微小粒子を除去するとともに玄
米中の籾の分布を評価する評価部（１０３）　とから構
成されている。前記しきい値は、例えば、籾と玄米の見
本を撮像・画像処理して得られたデータから作り出すこ
とができる。さらに画像処理手段（１００）　は、評価
部（１０３）での評価に応じて前記第一仕切板に対する
制御信号を作り出す仕切板制御装置（１０４）　に接続
している。なお、第一仕切板の制御においては、玄米１
０００粒中に２・３粒の籾しか混ざっていない領域を玄
米領域としてこの領域のものを回収すべく仕切板制御が
行われる。

次にこの画像処理手段（１００）における画像処理のア
ルゴリズムを第２図を用いて説明する。

＃１）テレビカメラ（５１）から取り込まれた画像信号
を量子化する、 ＃２）各画素の量子化された値を用いて画面の平滑化を
行う、 ＃３）画面を複数個の区画に分け、各区画での明るさの
平均値を求め、前記平滑化された画面における各画素の
値からその平均値を引くことにより照明の不均一等によ
る輝度むらを補正する、 ＃４）玄米と籾の見本を画像処理して算出されたしきい
値あるいは画面の明るさの平均値から算出されたしきい
値を用いて前記補正された画像から籾を示す２値化画面
を作り出す、＃５）２値化画面において籾として示され
る微少な点は玄米の胚などによるノイズと判断されるの
でこれを取り除き、画面中の籾の分布を評価する。

前述した＃１）の段階で、あるエリアの明るさが異常な
値となった場合選別板上の混床の不足を原因とする選別
板からの直接反射光によるものと判断して、この選別板
上に混床を増やすように制御することもできる。

さらに、本実施例では籾と玄米の選別を取り扱っている
が、その他の穀粒、例えば麦などの選別に応用すること
も本発明の枠内で可能である。なお、特許請求の範囲の
項に図面との対象を便利にするために符号を記すが、こ
の記入により本発明は添付図面の構造に限定されるもの
ではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係わる穀粒選別装置用穀粒分布検出装置
の実施例を示し、第１図は穀粒分布検出装置のブロック
図、第２図は画像処理のアルゴリズムを示すチャート図
、第３図は選別板の回転駆動構造を示す概略平面図、第
４図は玄米選別装置の側面図、第５図は同装置の正面図
である。 （５０）・・・・・・撮像手段、（１００）・・・・・
・画像処理手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、籾や玄米等の穀粒境界領域を撮像する撮像手段（５
   ０）と、前記撮像手段から送られる画像情報を処理して
   籾と玄米の分布画像を作り出す画像処理手段（１００）
   とからなる穀粒選別装置用穀粒分布検出装置において、 前記処理される画像情報として近赤外線領 域の画像信号が用いられることを特徴とする穀粒選別装
   置用穀粒分布検出装置。 ２、前記画像処理手段（１００）が、前記撮像手段（５
   ０）からの画像信号を演算して濃淡画像を得る演算部（
   １０１）と、前記濃淡画像を基にして２値化画像を作り
   出す２値化画像処理部（１０２）と、前記２値化画像か
   ら穀粒の分布を評価する評価部（１０３）を含んでいる
   請求項１記載の穀粒選別装置用穀粒分布検出装置。 ３、前記撮像手段（５０）が、撮像デバイスとしてＣＣ
   Ｄを用いた白黒テレビカメラ（５１）とこのカメラ前面
   に設けられた可視光カットフィルタ（５２）から構成さ
   れている請求項１又２記載の穀粒選別装置用穀粒分布検
   出装置。