JPH03179244A - 木材片をカラー又は木目によって選別する方法 - 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、木材片表面のカラー（色）に基づくカラー選
別に関する。木材片（ｗｏｏｄ　ｐｉｅｃｅｓ）におい
て、そのカラーが著しく異なる場合、幾つかのカラー要
素を選択し、木材片をそのカラー要素毎に小さく分割し
、グループ分けすることができる。

本発明は、更に、木材片の木理又は木目（ｇｒａｉｎ）
がフラットであるか垂直であるかどうかの選別に関する
。木材片において、その木目が著しく異なる場合、はぼ
フラットの木目とほぼ垂直の木目に選別し、木材片を、
フラットな木目のものと、垂直な木目のものにグループ
分けすることができる。

［従来技術］ 高価値の木材要素、例えばすぎ材ブロック（ｃｅｄａｒ
　ｂｌｏｃｋ）のように主として装飾用として使用され
る木材要素のフィンガージョインティング（ｆｉｎｇｅ
ｒ　ｊｏｉｎｔｉｎｇ）において、得られた製品は、木
の色及び木目の傾斜が両方とも均質的なものであって、
−様で視覚的に美しい外観を呈することが重要である。

木材片の局部的な変色部を検出するという概念は新規な
ものではない。このような考え方は、例えば、ノット、
ダークスポット等の欠陥の識別に利用されている。木材
片中の欠陥位置を検出し、欠陥部を考慮して鋸挽きする
ことにより、木材片中の欠陥部を取り除いたり、又は木
材片中に存在する欠陥部を最少なものとすることができ
る。

カナダ特許第７１９０６７号（１９６５年１０月５日）
は、反射光の強さを利用して欠陥部を（カラーによって
）検出し、検出された欠陥部を木材から切り取るように
したものである。この特許は、カラー選別に言及してい
るが、具体的な選別手段の開示はなく、また、木材製品
の基地欠陥を表わすカラーに関し、少なくとも２色以上
のカラーを識別する機構の記載もない。

木目、特に板目（ｃｒｏｓｓ　ｇｒａｉｎ）、場合によ
っては引き裂かれた木目（ｔｏｒｎ　ｇｒａｉｎ）を検
査するために、超音波又はマイクロ波を光彩技術に結合
したものを用いることも提案されている。これについて
は、例えば、ステートオブジアート　フオレスト　プロ
ダクツ　ジャーナル、３１巻、Ｎｏ、１１．　　ｒ木材
の欠陥検出」（シジマニ及びマクドナルド）を参照する
ことができる。

［発明の目的］ 本発明は、木材要素の表面領域を識別する手段を提供す
るもので、カラーによって該表面領域を一定の基準に従
って区分する（ｃｌａｓｓｉｆｙ）ことを目的とする。

本発明は、木材要素の表面領域を識別するための手段を
提供し、木目の外観によって該表面領域の区分すること
を目的とする。

［課題を解決するための手段］ 広い意味において、本発明は、カラーによって木材片を
区分は又は選別する（ｓｏｒｔｉｎｇ）方法に関するも
ので、該方法は、走査カメラを用いて木材片の表面をス
キャニングし、木材片の表面がカメラを通過するとき、
該カメラによって赤色と緑色（必要に応じて更に青色）
の像データを形成し、カメラを木材片と同調（ｓｙｎｃ
ｈｒｏｎｉｚｉｎｇ）させることにより、赤色、緑色、
そして青色を使用する場合は青色の像データのフレーム
であって、各々が表面に沿った長さ分の複数のインクリ
メント（ｉｎｃｒｅｍｅｎｔｓ）の１つを表わすフレー
ムを、データが形成される表面上の位置と相関させて取
得（ａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ）シ、赤色及び緑色の各カ
ラー像からのデータを、赤色及び緑色の各フレームのカ
ラー強度（ｃｏｌｏｒ　１ｎｔｅｎｓｉｔｙ）の度数分
布（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）
のヒストグラムによって処理し、各フレームのヒストグ
ラムを分析し、各フレームに対して指定されたカラーを
判断しくｄｅｔｅｒｍｉｎｅ）、夫々のフレームに対す
る指定色に基づいて長さの各インクリメントを特徴づけ
、ソーター（ｓｏｒｔｅｒ）を作動させ、前記の分析に
よって識別されたカラー毎に木材片を切断しくｓｅｖｅ
ｒｉｎｇ）、所定の容器又はビン（ｂｉｎ）の中に振り
分けて容れられる。

指定色は、各カラーに対するヒストグラムから求めた平
均値に基づいて決定することが望ましい。

長さ毎のフレーム中に現われるカラーを基準として、所
定の木材片を複数片に分割する手段を設けることが望ま
しい。複数片への分割は、所定のカラーから別のカラー
へ変化する木材片の領域を切断することにより行なわれ
る。

カメラは、ラインスキャンカメラを用いることが望まし
い。ラインスキャンカメラは、木材片がカメラに対して
相対的に移動する際、木材片の移動方向を一回横切る方
向に１ラインのデータを取得する。各フレームは複数の
走査線を有し、木材片のカメラに対する移動方向におけ
る長さ（一般的には、約１インチ以上）の、有意的又は
特異なインクリメント（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔ　ｉｎ
ｃｒｅｍｅｎｔ）を包含している。

場合によっては、データは、王フレーム中の１又は２以
上のカラーに対するヒストグラムの中に、特異なカラー
のピークを２つ以上有している。切取り又は切断手段（
ｃｕｔ−ｏｆｆ　ｍｅａｎｓ）を作動させて、夫々のカ
ラー像データ内におけるカラーの変化位置に対応する木
材片の部分を切断する。データのフレーム内における切
取り位置は切断長さを示しており、少なくとも１つのカ
ラーに対する切取り位置は、木材片がカメラに向かって
移動する方向に伸びる輪郭（ｐｒｏｆｉｌｅ）によって
決定される。通常の場合、この輪郭は、木材片の軸心線
の方向である。カラーが変化する所では、各カラー要素
を表わす２つの強度レベルに対応する２つの信号が含ま
れている。一方のレベルが他方のレベルと異なる地点が
、切断すべき位置となり、切取り機構はこの位置で作動
する。

信号比率に対するノイズを小さくするために、各ヒスト
グラムは平滑であることが望ましい。ヒストグラムは次
に、第２又は２次微分ガウシアン関数（ｓｅｃｏｎｄ　
ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ　Ｇａｕｓｓｉａｎ）でコンボル
ートされ、一連のゼロクロッシング（ｚｅｒｏ　ｃｒｏ
ｓｓｉｎｇＳ）か形成し、このゼロクロッシングによっ
てカラー分布が規定される。

広い意味において、本発明は、表面の木目方向によって
木材片を区分は又は選別する方法に関するもので、該方
法は、走査カメラを用いて木材片の表面をスキャニング
し、木材片の表面がカメラを通過する際、カラーカメラ
を用いる場合は、赤色、緑色又は青色の像データを、白
黒カメラを用いる場合は、グレースケールの像データを
形成し、カメラを木材片と同調させることにより、像デ
ータのフレームであって、各々が表面に沿った長さの複
数のインクリメントの１つを表わすフレームの取得を、
フレームが形成される表面上の位置に対して相互に関係
づけを行ない、選択した像データを、各フレームの強度
に対する度数のヒストグラムによって処理し、各フレー
ムのヒストグラムを分析し、表面が垂直な木目を有する
ものとフラットな木目を有するものとに区別し、ソータ
ーを作動させて木材片を切断し、垂直な木目を有する木
材片とフラットな木目を有する木材片とに分けられる。

データは、ヒストグラムの度数分布の分析結果に基づい
て、木目が垂直なものと、木目がフラットなものに区別
し、各フレームの度数分布の度数変化を求め、度数変化
が選定した閾値以下のとき、そのフレームは垂直な木目
を有するものとし、度数変化が選定した閾値以上のとき
、そのフレームはフラットな木目を有するものとするこ
とが望ましい。

カメラはカラーカメラを用いることが望ましい。

カラーカメラを用いて、カラーを調べる場合、カラーの
選択は緑色を選定することが望ましい。

木材片の木目を垂直なものとフラットなものとに区別し
、その区別に基づいて、木目がフラットな部分と垂直な
部分に変化する境目部分を切断することにより、当初の
木材片を更に複数の木材片に切断するための手段を設け
ることが望ましい。

木目を検出するためのカメラは、ラインスキャンカメラ
を用いることが望ましく、ラインスキャンカメラは、木
材片がカメラを通過する際、木材片の移動方向を一回横
切ったときに１ラインのデータを取得する。各フレーム
は複数の走査線を有し、木材片のカメラに対する移動方
向における長さ（一般的には、約１インチ以上）の有意
インクリメントを包含している。

本発明に関する追加の特徴及び利点は、添付の図面を参
照しながら説明する以下の本発明の望ましい実施例の説
明によって明らかなものとなるであろう。

［望ましい実施例の説明］ 第１図及び第２図に示すように、ソーター（１０）は、
主コンベヤー（１２）を備えている。要素、即ち木材片
（１４）は、該コンベヤーに載せられ、矢印（１６）の
方向に運搬されて本発明の種々のステーションを通過す
る。図示の如く、コンベヤー（１２）にはエンコーダ（
１８）が配備される。エンコーダ（１８）はコンベヤー
（１２）の位置を記録するもので、ロール（２０）の移
動角度を記録し、該ロールの上をコンベヤーベルトが走
行する。

エンコーダ（１８）は、コンベヤー（１２）上に任意に
選択した地点の所定位置をコードにするもので、コンベ
ヤー（１２）と共に移動する木材片（１４）上の任意地
点の位置決定は、木材片（１４）の既知地点の位置をコ
ンベヤー（１２）上に設定することにより行なわれる。

ソーター（１０）内には、検出ステーション（２１）が
設けられ、該ステーション（２１）には、木材片（Ｉ４
）の表面の像を形成するカメラ（２２）を内蔵している
。

カメラは、適当なセンサー（２４）を用いることにより
、コンベヤー（１２）上での移動又は位置に同調して作
動させる。センサー（２４）は、各木材片（１４）の前
縁、又は各木材片（１４）上の所定のマーク位置を検知
すると、トリガ動作を行ない、コンベヤー（１２）にお
ける各木材片の相対位置が求められる。エンコーダ（１
８）によって形成されたデータを用いて、これら木材片
とコンベヤー（１２）との正確な位置関係を決定するの
に必要な情報が提供され、木材片（１４）の長さ方向に
おける任意位置、例えばセンサー　（２４）のトリが地
点からの距離を決定することができる。

本発明の他の主要素は第１図及び第２図に示しており、
切取りステーション（２６）及び選別ステーション（２
７）が含まれている。これらのステーション（２６）（
２７）は、コンベヤー（１２Ｃ）　（１２Ｓ）を夫々備
え、センサー（２４Ｃ）　（２４Ｓ）が夫々配備されて
おり、これらは、コンベヤー（１２）、エンコーダ（１
８）及びセンサー（２４）に相当するものである。全て
のセンサー即ちエンコーダ（１８）　（１８Ｃ）　（１
８Ｓ）及びセンサー（２４）（２４Ｃ）　（２４Ｓ）か
らのデータは、メインコンピュータ制御部（３４）のト
ラッキングセクション（３５）に送られる。カラー検出
ステーション（２１）において、センサー（２４）及び
エンコーダ（１８）によって形成された情報は、コンピ
ュータセクション（３５）を介してステーション（２６
）　（２７）に送られる。この情報を用いて、それらの
動作が制御され、コンベヤー（１２Ｃ）（１２Ｓ）上に
ある木材片（１４）の正確な位置が決定される。この結
果、正しい位置で切断（チョッピング）及び／又はソー
ティングが行なわれる。

切断ステーション（２６）には、適当なチョッパー（２
５）等が設けられている。選別（ｓｏｒｔｉｎｇ）ステ
ーション（２７）は複数の容器（ｂｉｎ）　（２８）を
有している。

図示の実施例では、偏向機構（３０）が作動し、所定の
容器（２８）に入るように木材片が運ばれる。

カメラ（２２）は、エリアスキャンカメラ又はラインス
キャンカメラのどちらを用いても構わないが、ラインス
キャンカメラの方が望ましい。又、電荷結合デバイス（
ＣＣＤ）をカラー像のセンサーとして用いることが望ま
しい。木目の検出には白黒カメラが適しているが、一般
的には、同じカメラが所定位置に設置され、そのカメラ
を用いて木目とカラーの選別が行なわれる。

タラニむ カメラ（２２）から得られた赤色、緑色及び青色の各信
号に対するデータは、デジタイザー（３２）の中で計数
化（ｄｉｇｉｔｉｚｅ）される。デジタイザーはカラー
毎に１つずつ設けられ、個々のデジタイザーを符号（３
２）で示している。なお、符号（３２）の後には、赤色
、緑色、及び青色を夫々表わすＲＳＧ及びＢのアルファ
ベットを付している。

エリアスキャンカメラの作用は、ラインスキャンカメラ
の作用と少し異なる。しかしながら、どちらを使用する
場合でも、データの入手は、木材片（１４）の移動中、
連続して行なわれる。

センサー（２４）は、メイン制御コンピュータ、即ちＣ
Ｐ　ｔＪ　（３４）に警報を発し、バッファ（３８）の
トリが（３６）を作動させる。トリガ（３６）とバッフ
ァ（３８）は信号毎に１つずつ設けられ、符号（３６）
　（３８）の後に、赤色、緑色、及び青色を夫々表わす
Ｒ，Ｇ及びＢのアルファベットを付している。これらの
バッファ（３８）は、ＣＰ　Ｕ　（３４）の命令に基づ
いてトリガ（３６）を作動させ、カメラが形成したデー
タを記録する。この結果、各バッファに蓄積されたデー
タは、エンコーダ（１８）、センサー（２４）及びＣＰ
Ｕ（３４）のトラッキングセクション（３５）の位置検
出動作を組み合わせることによって、木材片の表面上の
特定の位置と相関的に関係づけることができる。

同じように、アナライザー（４０）が配備され、赤色、
緑色及び青色の各信号用として、引用符号（４０Ｒ）　
（４０Ｇ）　（４０Ｂ）を夫々、付している。バッファ
（３８Ｒ）　（３８Ｇ）　（３８Ｂ）からのデータは、
夫々、アナライザー　（４０Ｒ）　（４０Ｇ）　（４０
Ｂ）に送られる。アナライザーでは、データの各フレー
ムに対するヒストグラムが形成される。これらのヒスト
グラムは、メインコンピュータ（３４）の中で処理され
、切断ステーションの制御部（３９）を通じてチョッパ
ー（２５）か作動する。選別ステーションの制御部（４
４）を通じて、ゲ−）　（３０）の操作が行なわれ、所
定の容器（２８）へ運ばれる。

アナライザー（４０Ｒ）　（４０Ｇ）　（４０Ｂ）は、
全て実質的に同じもので、アナライザー（４０）によっ
て実行されるシーケンスを、メインコンピュータ（３４
）との関連において第４図に示している。（ヒストグラ
ムを作成するためには、必要に応じて、複数のアナライ
ザー（４０）の代りに、バッファからの像をアナライザ
ーに対して一度にマルチプレックスすることもできる。

これらのヒストグラムは、ＣＰＵ（３４）に読み取られ
、カラー分析が行なわれる。）第４図を参照すると、符
号（４６）で示すように、バッファ（３８）からの入力
データの各フレームのヒストグラムが先ず形成される。

形成されたヒストグラムは、カメラのＣＣＤ内の各要素
が検出した強さ又は強度（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）に対す
る度数のヒストグラムである。どのタイプのカメラを使
用しても、長さ（フレーム）の各インクリメントにおけ
る個々の強さの読みの数は、カメラのＣＣＤマトリック
スのサイズ（ＣＣＤ要素の数）に依存する。ラインスキ
ャンカメラを用いるとき、各ヒストグラムを形成するた
めに走査した表面の個々の長さ、即ち、ラインスキャン
カメラを用いるとき、データ処理段階で処理されたデー
タの各フレームは、統計的に有意的な長さを表わすこと
になる。この長さはカメラと木材片の相対的な移動方向
で測定したとき、少なくとも１インチ以上となる。（幅
は、通常の場合、木材片を相対的な移動方向と直交する
方向に測定したときの幅に相当する。）エリアスキャン
カメラを用いるとき、データの各フレーム、即ち各ヒス
トグラムは、木材片の表面の面積（ａｒｅａ）を表わす
。長さは、木材片の移動方向におけるカメラの視野の長
さ（１インチ以上）と、データのフレームを得るのに必
要な時間内に木材片がカメラに関して移動する距離（通
常の場合、後記するようにこの長さは無視することがで
きる）とを加えた長さに等しい。カメラ（２２）及びデ
ジタイザー（３８）は、所定の間隔にてトリガされ、木
材片の隣接面積（ａｂｕｔｔｉｎｇ　ａｒｅａｓ）を表
わすデータのフレームが作られる。例えば、カメラの視
野の長さが約８インチの場合、そして、データのフレー
ムの獲得中におけるデジタイザーに対する木材片の相対
移動距離が２インチの場合、カメラはトリガし、木材片
がｌＯインチ走行する毎にデータの取得が繰り返される
。相対的な移動速度が変化すると、表面の全部について
分析を行なう場合、又はデータの追加又は再処理を行な
わない場合、トリがとトリガとの間における走行長さは
変化する。

カメラは、カメラの垂直回帰期間中にトリガし、通常は
、ストロボ光又はシャッターがトリが作動し、カメラの
ＣＣＤを像領域に対して所定時間露出させる。この時間
は、像の不鮮明さ（ｂｌｕｒｒｉｎｇ）が許容限度を超
えないように十分に短い時間である。例えば、木材がス
キャナーを通り過ぎる相対速度が約４００フイート／分
以下の場合、ＣＣＤは、３乃至約１０ミリ秒間、表面か
らの受光に曝される。

同じ解像度を維持するために速度が速くなるにつれて、
露出時間を短くせねばならない。即ち、シャッター速度
を速くし、ストロボ光が作動する時間を少なくせねばな
らない。ストロボ光を使用する場合、室内の光が強いと
像の鮮明度（ｃｌａｒｉｔｙ）が著しく低下するため、
鮮明度が低下しないように十分注意しなければならない
。

ＣＣＤの各要素によって観察された領域は、個々に強度
（ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）を形成し、所定の強度を有する
ＣＣＤ要素の数はヒストグラムの中に表われる。ヒスト
グラムは、ガウシアン関数をヒストグラムでコンボルー
トすることにより平滑化（ｓｍｏｏｔｈｅｃｌ）される
。ガウシアン関数に対しては、幅１５、シグマ２が満足
すべきものであることを見出した。

このような平滑動作を符号（４８）で示している。ヒス
トグラムの第２のパスは、符号（５０）で示されるよう
に、２次又は第２微分ガウシアン関数のコンポルージョ
ンである。これによって、一連のゼロクロッシング（ｚ
ｅｒｏ　ｃｒｏｓｓｉｎｇｓ）が決定され、ゼロクロッ
シングの隣り合う各対によって分布（主色）が決定され
る。分布（ディストリビューション）は、別々に決定さ
れる。平滑化及びコンポルージョンの動作（４８）（５
０）は、通常の場合、ＣＰ　Ｕ　（３４）内で実行され
る。

メイン制御コンピュータ（３４）によって、各ヒストグ
ラムの主色（ｍａｉｎ　ｃｏｌｏｒ）分布は何かが決定
される。その主色要素は、第３図において符号（５１）
で示される。

多くの場合、カラーチャンネル毎に単一色の分布か存在
するから、処理されるデータのフレームに対して単一の
中間カラーが示される。この曲線の実施例を第５図に示
しており、赤色、緑色及び青色の各色毎にその分布内に
１つの大きなピークが現われている。この場合、木材片
の領域又は面積は、その領域での中間色に基づいて分類
される。

本要素全体の中間色のずれが著しくない限り、全ての本
要素は、選択された容器の中に振り分けられる。

一方、カラーが変化する（ｓｈｉｆｔ）と、赤色、緑色
又は青色のピーク位置、又はこれらの全部が著しくシフ
トしてカラー変化を示す。カラー変化が、予め設定した
カラー選別基準からみて特異である（ｓｉｇｎｉｆｉｃ
ａｎｔ）と認められるとき、切取リスチージョン（２６
）が適当な位置で作動し、チョッパー（２５）によって
カラー変化部の分離が行なわれる。ステーション（２１
）　（１６）（２７＞の各ステーションでは、その位置
はコンピュータ（３４）のトラッキングセクション（３
５）にて決められ゛る。カラーの異なるボード片の位置
を知ることにより、選別制御部（４４）を通じて、適当
な時間に偏向体（３０）が作動し、カラーの異なる木材
片は夫々の容器（２８）の中に入れられる。

場合によっては、データの単一フレーム、即ち、−度に
処理されるデータは少なくとも２色以上の主色が含まれ
ることがある。これは、ヒストグラムの中に一対のピー
ク（第６図参照）が現われ、その分布は、第２微分ガウ
シアン関数によって求められたゼロクロッシングによっ
て分離（ｓ　ｅ　ｇ　ｒ　ｅ　ｇ　ａ　ｔｅ）される。

このピークを多数有する分布（一般的には２つのピーク
）は、３色全てに認められる必要はなく、１色に現われ
るだけでも十分なカラー変化が示される。

単一のヒストグラム（第６図の距離Ｓ）におけるピーク
間の分離程度、及びそれらが像（ハツチング領域）の中
に占める面積の大きさによって、２つのカラーが互いに
対照性が大きいものか否かが決定される。表面の面積、
即ちフレームの割合は、異なるカラーであること、即ち
カラー変化に有意差（ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅ）のあ
ることが検出される。次にこの情報を用いて、カラーの
異なる領域を木材片から別個に切り取るか否かが決定さ
れる。

与えられたフレーム（第６図）内に幾つかの異なるカラ
ーが存在する場合、幾つかの方法によって区別が行なわ
れる。望ましい方式として、プロフィールジェネレータ
（５６）（第４図参照）における走行方向と向きが平行
なカラー（８色が望ましい）の１つの中央プロフィール
を形成するものが挙げられる。フレームのカラー変化に
よって、得られるカラープロフィールには、各カラーを
表わす２つの強度レベルに対応する２つの信号レベルが
含まれる。あるレベルから別のレベルに変化する位置が
、チョッパー（２５）が作動する位置となる。レベル変
化の正確な位置は、例えば、符号（５８）で示される中
央のカラープロフィールに第２微分式を適用することに
よって決定することができる。第２微分式のゼロクロッ
シング上にて切断される。この切断位置は、検出された
異なる２つのカラーに基づいて計算され、その計算はメ
インコンピュータの中で行なわれる。

３つのカラーチャンネル、即ち赤色、緑色及び青色の分
析について説明した。しかし、多くの木材の場合、木材
のカラーは、緑色と赤色によって殆んど表わされ、青色
は実際に変化するカラーを決定する上で殆んど意味をな
さない。これら種類の木材の場合、青色チャンネルを処
理することは不必要である。従って、多くの木材の場合
、赤色と青色の信号だけを処理することにより、その決
定を行なうことができる。

衣且二這鋤 所定のカラーを選定し、カラーカメラに関して説明する
。カラーカメラの方が、より多く使用されると思われる
。もし、白黒カメラを用いる場合、カラー強度の代りに
グレースケールが使用される。

すぎ材の場合、カラーは緑色を選定することが望ましい
（木材の種類が違う場合、その表面カラー及び使用する
照明により他のカラーを使用することが望ましいことも
ある）。センサー（２４）から、メイン制御コンピュー
タ即ちＣＰ　Ｕ　（３４）に警報が発せられ、カメラ（
２２）及びバッファ（３８）のトリが（３６）が作動す
る。各フレームのデータは、エンコーダ（１８）、セン
サー（２４）及びＣＰ　Ｕ　（３４）内のトラッキング
セクション（３５）の複合的な位置検出動作を通じて、
木材片の表面上の具体的な位置と関係づけられる。前述
の如く、像が著しくぼやけないように、露出時間は速度
と相関的に関係づけている。

バッファ（３８）からのデータはアナライザー（４０）
に送られ、データの各フレームに対するヒストグラムが
形成される。ヒストグラムはメインコンピュータ（３４
）の中で処理され、フレームの区分けが行なわれる。そ
して、切取りステーション（２６）の制御部（３９）か
らの指令により、チョッパー（２５）が作動する。また
、選別ステーション（２７）の制御部（４４）の指令に
より、ゲート（３０）が適当に作動し、容器（２８）に
入れられる。

メインコンピュータ（３４）を介してアナライザー（４
０）によって実行されたシーケンスを第８図に示してい
る。

ラインスキャンカメラを用いる場合、各ヒストグラムご
とに走査した表面の個々の長さ（フレーム）、即ち、デ
ータ処理段階において処理したデータの各フレームは、
統計学的に有効な長さを表わしている。この長さは、カ
メラと木材片の相対的な移動方向で測定したとき、一般
的には少なくとも１インチ以上の長さを表わしている（
幅は、通常の場合、相対的な移動方向と直交する方向に
測定したときの木材片の幅に対応している）。

エリアスキャンカメラを用いるとき、データの各フレー
ム、即ち各ヒストグラムは、木材片の表面の面積を表わ
しており、長さは、カメラの視野（１インチ以上）と、
データのフレームを得るのに必要な時間内に木材片がカ
メラに対して移動する距離とを加えた長さに相当してい
る。カメラ（２２）とデジタイザー（３８）は、間隔を
あけてトリガされ、木材片の隣接面積を表わすデータの
フレームが形成される。もし、規則正しい間隔でトリが
か行なわれ、相対的な移動速度が変化すると、トリガと
トリガの間における走行長さも変化する。全ての表面が
分析され、データの追加又は再処理が不要の場合、トリ
ガ動作は走行速度と相関的に関係づけられるべきである
。

カメラは、カメラの垂直回帰期間にトリガされる。通常
の場合、ストロボ光又はシャッターがトリガ作動し、カ
メラのＣＯＤが像領域に一定時間露出する。この時間は
、像のぼやけが許容範囲を超えることのないような十分
短い時間である。即ち、ＣＣＤは、３乃至約ｌＯミリ秒
間、表面から受けた光に曝される。なお、木材がスキャ
ナーを通過する相対速度は、最大約４００フイート／分
である。

同じ解像度を維持するための速度が速くなるにつれて、
露光時間は短くせねばならない。即ち、シャッター速度
を速くし、ストロボ光が作動する時間を短くせねばなら
ない。ストロボ光を使用するとき、室内の明るさを強く
してはならない。像の明瞭さを著しく損なうことがない
ようにするためである。

前述したように、カラーカメラを用いる場合、カメラ（
２２）からは、単一のカラーだけをアナライザー（４０
）内でデジタル化し、分析する必要がある。

なお、本発明の開示においては、処理するカラーは緑色
としたが、前述したように、他のカラー又はグレースケ
ールを選択することもできる（白黒カメラを使用する場
合）。

ボードはその長さと平行な方向に走行するため、緑色の
像は、ボードの走行方向、即ちボードの長さ方向に沿っ
て、−次元の第１微分フィルターを用いてコンポルート
され、第４図の符号（５０）で示されるように最初の微
分関数を導く。場合によっては、適当な平均化核（ａｖ
ｅｒａｇｉｎｇ　ｋｅｒｎｅｌ）を用いて像データを先
ず平滑化し、像をコンボルートし、データを一次元の第
１又は１次微分フィルターに通す前に、平均化した像を
形成することが望ましい場合もある。

一方向性の第１又は１次微分フィルターの出力のヒスト
グラムが形成される。これは、符号（５２）で示す強度
に対する度数のヒストグラムを表わしている。分布図の
中央平均値は、多くの場合、１２８（８ビツト像の２で
の補数）である。得られた分布は偏しており（ｂｉａｓ
ｅｄ）、第１の微分計算によって負の要素を含んでいる
。このため、平均値以上が正の範囲となり、平均値以下
が負の範囲となる。

即ち、中央平均値が１２８の各ヒストグラムに対しては
、各ヒストグラムの平均値は、常に、１２８の値が選択
され、この１２ｇの平均値からの変動度及び分布の度合
いによって、ボードは、垂直な木目を有するものとフラ
ットな木目を有するものに分類される。

平均値の度数（ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）は、第８図の符号
（５４）で示しており、度数の変動度は、第８図の符号
（５８）によって決定される。

符号（５０）で求められた第１の微分により、ボードの
長平方向に沿って軸方向に検出されたエツジ要素が計算
されることは明らかであろう。木目がフラットな場合、
形成されるエツジは多い。このため、第１微分によって
これらのエツジを大きくしくｅｎｈａｎｃｅ）、分布図
の変動度は大きくなる。他方、ボードの木目が垂直な場
合、木目は一般的にボードの長手方向、即ちボードの走
行方向に伸び、フィルターの方向に一致する。このため
、形成されるエツジは少なく、平均値を中心とした度数
分布の変動度は非常に小さい。

フラットな木目と垂直な木目を識別するために、閾値Ｔ
を選定する。この閾値Ｔよりも度数変動の大きなボード
は、フラットな木目（第９図におけるＶＦ）として判定
され、閾値Ｔよりも度数変動の小さなボードは、垂直な
木目として判定される。

このＴの値は、木材の種類によって経験的に求められる
。

切取りステーションの制御部（３９）は、１つのフレー
ムのおける木目の判断と、その後のフレームにおける木
目の判断とが異なるときに作動し、ボードは、２つのフ
レームのジャンクションで切断される。ジャンクション
の位置は、上述したように、エンコーダ（１８）　（１
８Ｃ）が、センサー（２４）（２４Ｃ）及びトラッキン
グ制御部（３５）と共に作動して決定される。

同じように、選別ステーションの制御部（４４）が作動
し、垂直な木目を有するボード片を第１の選別容器（２
８）に入れ、フラットな木目を有するボード片は第２の
容器に入れられる。木目が異なる木材片の位置は、セン
サー（２４）（２４Ｓ）及びエンコーダ（１８）　（１
８Ｓ）を介して座標が求められる。従って、装置全体を
通じて、各ボードセクションの位置を知ることができ、
それに応じて選別容器が作動する。

裂金譜ム（Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　Ｓｏｒｔｉｎｇ）同じス
キャニング装置及び位置決め装置を用いて、カラー選別
及び木目選別を行なうことができる。前述のように、異
なる２つの方法で情報を取り扱って木目とカラーの選別
を行ない、得られた結果を組み合わせることにより、木
目とカラーに基づき、木材の切断及び選別を行なうこと
ができる。

本発明の詳細な説明したが、当該分野の専門家であれば
、特許請求の範囲に規定された本発明の精神から逸脱す
ることなく変形をなせることは明白であろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を構成するステーションのレイアウトを
示す平面図、第２図は第１図に示すレイアウトの側面図
、第３図は本発明のカラー選別機におけるデータ取得及
びコンピュータ制御部のブロック図、第４図はカラー選
別のデータ処理のブロック図、第５図は表面の単一色の
長さ部分を分析したときの代表的なヒストグラム図、第
６図は異なる２色を有する表面の長さ部分を分析したと
きのヒストグラム図、第７図は本発明のデータ取得及び
コンピュータ制御部のブロック図、第８図は木目選別の
データ処理のブロック図、第９図はフラットな木目を有
する表面における単一色の長さ（フレーム）部分を分析
したときのヒストグラム図、及び第１０図は垂直な木目
を有する表面の長さ部分をを分析したときのヒストグラ
ム図である。 （１０）、 （１２）、。 （１８）、。 （２４） （２８）、。 （３４）。 ソーター（選別機） コンベヤー エンコーダ 、センサー 容器 、ＣＰＵ （１４）、、木材片 （２２）、、、カメラ （２５）　、　、チョッパー （３０）　、　、　、偏向体 （４０）　　アナライザー

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. （１）カラーによって木材片を選別する方法であって、
   走査カメラを用いて木材片の表面をスキャニングする工
   程、木材片の表面がカメラを通過するとき、該カメラに
   よって少なくとも赤色と緑色の像データを別個に形成す
   る工程、カメラを木材片と同調させることにより、赤色
   と緑色の像データのフレームであって、各々が表面に沿
   った長さ分の複数のインクリメントの１つを表わすフレ
   ームを、木材片の表面上の位置と相関させて取得する工
   程、赤色及び緑色の各カラー像からのデータを、赤色及
   び緑色の各フレームのカラー強度の度数分布のヒストグ
   ラムによって処理する工程、各フレームのヒストグラム
   を分析して各フレームの指定カラーを判断する工程、夫
   々のフレームに対する指定色に基づいて長さの各インク
   リメントを特徴づける工程、及びソーターを作動させる
   ことにより、選択されたカラーの木材片を切断し、所定
   の容器に振り分けて入れる工程から構成される、木材片
   をカラーによって選別する方法。
2. （２）ヒストグラムの分析によって木材表面におけるカ
   ラー変化を検出し、所定のカラーから別のカラーに変化
   する木材片の領域を切断する工程を有している特許請求
   の範囲第１項に記載の方法。
3. （３）走査カメラはラインスキャンカメラであって、各
   フレームは表面の長さのインクリメントを表わしており
   、該インクリメントは、木材片とカメラの相対移動方向
   にて測定したとき、１インチ以上である特許請求の範囲
   第１項に記載の方法。
4. （４）少なくとも１つのヒストグラムには、２色以上の
   カラーが示されており、カラー変化の位置を決定し、カ
   ラー変化の位置に対応する木材片の領域を切断する工程
   を有している特許請求の範囲第１項に記載の方法。
5. （５）表面における２つの別個のインクリメント長さが
   続けて表わされたヒストグラムは、選択された所定のカ
   ラーが相違していることを示しており、一方のカラーと
   他方のカラーの境目の近傍を切断し、木材片を分割する
   工程を有している特許請求の範囲第１項に記載の方法。
6. （６）ヒストグラムを平滑化して信号比に対するノイズ
   を軽減し、次に２次微分ガウシアン関数を用いてコンボ
   ルートし、一連のゼロクロッシングから任意のカラーピ
   ーク分布変化の識別を行なう特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。
7. （７）長さの各インクリメントに対する指定色は、赤色
   と緑色の平均値に基づいている特許請求の範囲第１項に
   記載の方法。
8. （８）カメラから青色のカラー像出力を形成し、赤色及
   び緑色の像データと同じ要領にて青色の像データを処理
   する工程を有しており、長さの各インクリメントの指定
   色は赤色、緑色及び青色の平均値に基づいている特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。
9. （９）カメラから青色のカラー像出力を形成し、赤色及
   び緑色の像データと同じ要領にて青色の像データを処理
   する工程を有しており、長さの各インクリメントの指定
   色は赤色、緑色及び青色の平均値に基づいている特許請
   求の範囲第２項に記載の方法。
10. （１０）カメラから青色のカラー像出力を形成し、赤色
    及び緑色の像データと同じ要領にて青色の像データを処
    理する工程を有しており、長さの各インクリメントの指
    定色は赤色、緑色及び青色の平均値に基づいている特許
    請求の範囲第３項に記載の方法。
11. （１１）像データの中から選択したデータを処理する工
    程、木材片とカメラの相対移動方向における各フレーム
    強度の度数分布を表わすヒストグラムを形成し、選択さ
    れた像データを該ヒストグラムによって処理する工程、
    各フレームのヒストグラムを分析し、フレームと長さの
    インクリメントを、垂直な木目又はフラットな木目とし
    て、各々特徴づける工程、及びソーターを作動させて、
    木材片を、垂直な木目を有するものとフラットな木目を
    有するものとに区別する工程を含んでいる特許請求の範
    囲第１項に記載の方法。
12. （１２）表面の木目方向によって木材片を選別する方法
    であって、走査カメラを用いて木材片の表面をスキャニ
    ングする工程、木材片の表面がカメラを通過するとき、
    該カメラによって赤色、緑色、青色又はグレースケール
    の選択された所定の像データを形成する工程、データの
    取得を木材片と同調させることにより、各々が表面に沿
    った長さ分の複数のインクリメントの１つを表わす像デ
    ータのフレームであって、該像データのフレームを、デ
    ータフレームが形成される木材片の表面上の位置と相関
    させて取得する工程、所定の像データを、木材片とカメ
    ラの相対移動方向に沿って各フレームの強度の度数分布
    を表わすヒストグラムによって処理する工程、各フレー
    ムのヒストグラムを分析し、フレームと長さのインクリ
    メントを、垂直な木目又はフラットな木目として、各々
    特徴づける工程、及びソーターを作動させて、木材片を
    切断し、垂直な木目を有するものとフラットな木目を有
    するものとに区別する工程から構成される、木材片を木
    目によって選別する方法。
13. （１３）操作カメラは、ラインスキャンカメラであって
    、各フレームは表面の長さのインクリメントを表わして
    おり、該インクリメントは、木材片とカメラの相対移動
    方向にて測定したとき、１インチ以上である特許請求の
    範囲第１２項に記載の方法。
14. （１４）木材片表面における２つの別個のインクリメン
    ト長さが続けて表わされたヒストグラムは、フラットな
    木目を有するものと、垂直な木目を有するものとに区別
    され、木材片表面における木目と木目の境目近傍を切断
    し、木材片を分割する工程を含んでいる特許請求の範囲
    第１２項に記載の方法。
15. （１５）各フレームの像データは木材片のカメラに対す
    る相対移動方向にコンボルートされ、ヒストグラムを形
    成する前に１次微分が得られる特許請求の範囲第１２項
    に記載の方法。
16. （１６）ヒストグラムの度数分布を求め、度数分布の度
    数の変動度が予め設定した閾値よりも大きいとき、フレ
    ームによって表わされた木材片の長さが、フラットな木
    目として特徴づけられる特許請求の範囲第１２項に記載
    の方法。
17. （１７）ヒストグラムの度数分布を求め、度数分布の度
    数の変動度が予め設定した閾値よりも大きいとき、フレ
    ームによって表わされた木材片の長さが、フラットな木
    目として特徴づけられる特許請求の範囲第１５項に記載
    の方法。
18. （１８）データは、相対移動方向に沿ってコンボルート
    される前に平滑化される特許請求の範囲第１６項に記載
    の方法。
19. （１９）ヒストグラムの度数分布を求め、度数分布の度
    数の変動度が予め設定した閾値よりも大きいとき、フレ
    ームによって表わされた木材片の長さが、フラットな木
    目として特徴づけられる特許請求の範囲第１８項に記載
    の方法。