JPH0321235B2 - - Google Patents

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JPH0321235B2
JPH0321235B2 JP57196646A JP19664682A JPH0321235B2 JP H0321235 B2 JPH0321235 B2 JP H0321235B2 JP 57196646 A JP57196646 A JP 57196646A JP 19664682 A JP19664682 A JP 19664682A JP H0321235 B2 JPH0321235 B2 JP H0321235B2
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light
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Takao Okada
Hiroshi Uda
Hiroshi Maeda
Eiichi Suzuki
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
Maki Manufacturing Co Ltd
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Ikegami Tsushinki Co Ltd
Maki Manufacturing Co Ltd
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/363—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air
    • B07C5/365—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a single separation means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/04—Sorting according to size
    • B07C5/10—Sorting according to size measured by light-responsive means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34—Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
    • B07C5/3422—Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour using video scanning devices, e.g. TV-cameras

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、果実類等の被検体の外観や品位、例
えばその大きさ、汚れ又は傷の付き工合、着色度
を電子光学的に判別し、これにより階級別および
等級別の判定を行い仕分けを行う外観品位検査方
式に関し、特に密柑の自動選別に好適なものであ
る。
［従来の技術］ 従来、密柑等の大小を決める階級選別は篩式が
用いられているが、この方法を用いるときは密柑
の移動距離が長くなるとともに、密柑同志および
各部材との衝突回数が多く又転がり回数も多くな
る。又、落下高も大になる。これらは、いずれも
密柑の品質を損う原因となつていた。
次に、着色や傷害の程度による等級選別は人手
で行つているが、この判定基準は必ずしも明確で
なく、人によつてばらつきがあり、又作業能率が
上つていない。光電変換を用いた自動選別装置も
試作されていたが、大きさと着色度又は傷だけの
単能的なものに限られており、構成が複雑であつ
たり、判定結果が実際の密柑の状態を表わしてお
らず、いずれも実用に至つていない。
また大きさの判定においては、搬送ベルトの中
央にある場合と両端に片寄つた所にある場合とで
は検出される大きさが異なつてくるが、従来用い
ていた方法は、中央からの片寄りを検出しこのデ
ータを用いて補正演算によつて中央における大き
さを求めていた。密柑の大きさは、密柑のへたの
付いている果頂部とその反対側の果底部と両者の
中間の赤道部に分けるとき、赤道部の最大直径で
表わされる。
一方、従来技術においては、光電スイツチによ
つて測定していたので、果頂部又は果底部を上に
して搬送されているときは１組の光電スイツチの
オンオフによつて測定できるが、赤道部を下にし
てすなわち縦長の状態で搬送されて来たときは、
多数の光電スイツチを縦方向に配置し、このオン
オフで測定する必要がある。このとき、測定精度
は縦方向の光電スイツチの間隔になるので、測定
精度を上げることは困難であり、装置が複雑にな
る欠点があつた。
果皮色の判定は色の変化に敏感な緑色光(G)と赤
色光（Ｒ）、鈍感な赤外光（IR）の３種の光波長
により同一測定点の反射量を検知し、IR／Ｒ、
IR／Ｇを演算し、この結果から果皮色を判定す
るものであるが、装置が複雑になり、演算結果を
利用しやすいように表示する手段が完成していな
かつた。
傷の判定は、従来も困難とされており次に掲げ
るような問題点があつた。その第一は、搬送ベル
ト上の密柑を側方から撮像するとき、密柑が球形
に近い形をしているので周辺の部分が暗くなり傷
と誤認するおそれがあること、第二に緑色の部分
はカメラ出力が低下するため、この緑色部分にお
ける傷の検出が困難であること、第三に白色又は
銀白色の傷は他の部分とカメラ出力レベルにあま
り差がないため検出が困難であること、第四に傷
ではないが特に反射率の高い小点（以下「水泡」
という。）を傷と誤認しやすいこと、第五に密柑
が球形に近い形状をしているため入射光の入射角
と反射光の反射角が等しくなる正規反射をする点
が必ず存在するため、この部分に傷があつてもそ
の傷を判別することができないこと、第六に小さ
な傷は雑音と紛らわしいこと、第七に広範囲の傷
（以下「マイロの傷」という。）の検出が困難であ
ること、 等の問題があつた。
［発明が解決しようとする課題］ そこで本発明の第一の目的は、大きさ、着色
度、傷害度を確実に判定できる方式を提供するこ
とにある。第二の目的は、前記の判定結果を得る
ための操作および判定結果を分りやすく、しかも
利用しやすいように表示することにある。第三の
目的は、判定結果により確実かつ能率的に品位選
別を行うことにある。第四の目的は、前記の各方
式をできるだけ簡単な構成とすることにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明に係る外観品位検査方式は、被検体を整
列させる整列手段と、整列された前記被検体を搬
送する搬送手段と、前記搬送手段により搬送され
ている前記被検体に対して所定波長範囲の光を照
射する照射手段と、前記光を照射された前記被検
体からの光を受光し、各波長範囲ごとに電気信号
に変換する変換手段と、複数の前記電気信号に基
づいて前記被検体の表面の状態を表わすデータを
得る処理手段と、前記搬送手段により搬送されて
いる前記被検体を、前記処理手段からの前記デー
タに応じて仕分ける仕分け手段とを具備したもの
である。
［実施例］ 第１図および第２−１図〜第２−３図は、本発
明の一実施例である蜜柑選別装置の全体構成を示
す。本実施例においては、蜜柑を果径、外傷およ
び着色度の３項目にわたり検査し、これらの検査
結果に基づき蜜柑の選別を行うものである。
図において、１００は蜜柑を供給する供給部、
２００は供給部１００から供給された蜜柑の外観
を光学的に読取る光学読取装置、３００は供給部
１００から供給された蜜柑を光学読取装置２００
を介して搬送する搬送装置、４００は光学読取装
置２００で読取つた蜜柑の画像情報に基づき、そ
の果径、外傷および着色度を検出する処理装置で
ある。また、６００は搬送装置３００によつて光
学読取装置２００を介して搬送されてくる蜜柑を
処理装置４００での検査結果に基づき仕分けする
仕分け選別部である。
供給部１００において、１０１は選別する蜜柑
の投入部であり、その底部に設けた搬送ベルト１
０２により、投入された蜜柑を図示する矢印の方
向に搬送する。１０３は図示する矢印方向へ蜜柑
を搬送する搬送ベルトであり、そのベルトの表面
に無数の突起部を形成し、振動を与えながらこの
ベルト１０３を駆動する。この結果、投入部１０
１からベルト１０２によつて搬送されてきた蜜柑
は、このベルト１０３により搬送されるうちに一
列に整列される。さらに、１０４は表面をＶ字形
状となした搬送ベルトであり、そのＶ字形状とし
た表面の谷部に、外周面に毛状ブラシを形成した
プーリ１０５および１０６を図示のような間隔で
当接状態に配設する。
ベルト１０３により搬送されてきた蜜柑は、こ
のベルト１０４によつて搬送装置３００へ向けて
搬送される。その搬送の途中において、２つのプ
ーリ１０５，１０６を介して、蜜柑は表面がクリ
ーニングされると共にその赤道部がベルト１０４
に対して水平の状態になるように整列される。さ
らに、搬送ベルト１０３による搬送中に一列に並
ばなかつた蜜柑が、これらプーリ１０５，１０６
によつて一列に整列される。
次に、上述のように搬送ベルト１０４によつて
一列状態で搬送されてきた蜜柑は、１個ずつ搬送
ベルト３０１上に送り出される。ここで、搬送ベ
ルト３０１の搬送速度を搬送ベルト１０４のそれ
よりも速くしておく。この結果、ベルト１０４か
ら順次送り出された蜜柑は、相互に間隔をおいて
搬送ベルト３０１上を搬送される。
光学読取装置２００においては、このように相
互に間隔を保つて一列状態に搬送される蜜柑の画
像情報を順次に読取る。この読取の詳細は後述す
るが、第６図に示すように、搬送ベルト３０１を
挟みオフセツト状態に対向配置した２台のカメラ
２０６，２１６により撮像する。読取られた画像
情報は、ケーブル２９０を介して処理装置４００
に送給される。
処理装置４００では、供給された画像情報に基
づき、蜜柑の果径、外傷および着色度を検査す
る。この処理装置４００の外観を第３−１図およ
び第３−２図に示す。図において、４０１は主操
作盤、４０２は副操作盤、４０３画像処理盤、４
０４は電源盤、４０５は外端盤、４０６は副操作
盤４０２と画像処理盤４０３の間に挿入したブラ
ンクパネルであり、４０７はこれら各盤を収容し
た収容ラツクである。また、４０８は回転灯であ
る。
第４図に主操作盤４０１の詳細を示し、また、
第５図には副操作盤４０２の詳細を示す。
主操作盤４０１においては、電源のオンオフ、
運転の制御、異常表示を行う外、CRTによるモ
ニタ、プリンタによるデータのプリントアウトを
行う。CRTには、カメラによつて撮像した原画、
蜜柑の大きさ、傷害の程度、着色度を表示できる
外、ベルトスピード、個別品位データおよび任意
の時点における累積された品位別集計データが表
示できる。プリンタでは任意の時点における集計
結果をプリントアウトする。
副操作盤４０２においては、果径をLL、Ｌ、
Ｍ、Ｓ、SS格外の６段階に、傷害度を秀・優・
良・格外の４等級に、着色度を秀・優・良・格外
の４等級にそれぞれ設定することができる。
果径、傷害度、着色度を判別された蜜柑は、こ
の結果を総合して11段階に選別される。
この段階に選別するには、第１図に図示する仕
分け選別部６００のエアノズル６０１−１，６０
１−２…によつて行う。エアノズル６０１−１，
６０１−２…は、搬送ベルト３０１の両側に一定
間隔おきに交互に10箇所配設する。
６０１−１，６０１−２…は受け箱であり、搬
送ベルト３０１を介して、それぞれエアノズル６
０１−１，６０１−２…の対向位置に配設する。
このエアノズルは、処理装置４００での検査結果
に基づき、対応する蜜柑がそのエアノズルの配設
位置に来た時に同期して開くようにする。
この結果、搬送ベルト３０１上の蜜柑が、受け
箱に向けて吹き出され、各受け箱６０２−１，６
０２−２…には、検査結果に基づき品位別の10段
階に選別された蜜柑が収容される。格外の蜜柑は
そのまま搬送ベルト３０１によつて搬送され、排
出箱等の所定の箇所へ排出される。このようにし
て選別された蜜柑の総数、各品位別の個数は、副
操作盤４０２の下半部に配設した12個のカウンタ
により集計される。
第６図は、本実施例の光学系全体を示す。図示
した２０１は、１キロワツトのハロゲンランプを
内蔵する照明器である。２０２は照明器２０１か
ら照射された光線のうち赤外光のみを通過させる
と同時に、残りの可視光を被検体２０４、すなわ
ち「蜜柑に向けて反射し、さらにこの被検体２０
４からの反射光をカメラ２０６に導入するスリツ
ト付きの反射ミラーである。このミラー２０２の
詳細図は第７−２図および第７−３図に示す。
搬送されてきた被検体２０４がカメラ２０６の
直前に到達する時刻を検出するために、一対の投
光器２０８Ｐおよび受光器２０８Ｒを搬送ベルト
３０１の両側に対向して配置する。なお、カメラ
２０６に対しては、後に詳述する通り、２種の
CCDラインセンサを備えるのが好適である。
本実施例では、被検体２０４の左右両側につい
て品位（大きさ、傷、色）を測定しているので、
さらに別個の照明器２１２、スリツト付き反射ミ
ラー２１４、２個のCCDラインセンサを備えた
カメラ２１６、カメラ２１６の前方に対向配置さ
れた一対の投光器２１８Ｐおよび受光器２１８Ｒ
を設ける。
第７−１図は、第６図に示した光学系の平面図
を示す。第６図に示した構成部分と同一の構成部
分には、同一の番号を付してある。第６図に示し
ていない構成部分として、基台２２０、送風用フ
アン２２２、カメラ台２２４および２２６、照明
器２０１および２１２の光量をそれぞれ検知する
光量センサ２２８および２３０がある。このセン
サ２２８および２３０の動作については、第９図
において詳述する。
なお、照明器２０１の光量検知センサとして
は、破線の２２８′に示す通り、ミラー２０２の
後方に配置することも可能である。ただし、被検
体２０４からの反射光を受光しないようにするた
めに、別個の遮蔽手段（図示せず）を設ける必要
がある。
第７−２図は、第６図に示した反射ミラー２０
２の構成を拡大して示す断面図である。ここで、
２４０，２４２および２４４はミラーで放物面鏡
を構成し、中央部にスリツトを設け、またミラー
２４４の中央側の端部を切り欠いて、被検体から
の反射光が通過するようにしてある。２４６はミ
ラー台、２４８はミラー金具、２５０，２５２お
よび２５４は平板を示す。
第７−３図は、第７−２図に示した反射ミラー
２０２のＡ−A′線における断面図を示す。ここ
で２５６はミラー押さえ、２５８はゴム板であ
る。
カメラに入射した反射光は、第８−１図に示す
ようにハーフミラーによつて白色光と緑色光に分
光される。白色光はセンサＷ−SNSへ、緑色光
はフイルタを介してセンサＧ−SNSへ入射する。
白色光は傷と着色度の検出に用いられるので、光
量THWを多くとる必要がある。緑色光は着色度の
検出に用いられるが、光量THGは少なく、またフ
イルタによる減衰がありセンサの感度も低いの
で、走査速度を遅くとる必要がある。
着色度は熟度の進行につれて変化し、全反射光
量（Ｗ）の緑色反射光量(G)に対する比Ｗ／Ｇで表
せることが知られている。熟度の低い緑色の多い
ものは反射光量が少なく、黄色に熟したものは反
射光量が多くなる。白色と緑色との比を64レベル
に分割し、第８−２図のように各レベルを横軸
に、各レベルに属する画素数を縦軸にとつてヒス
トグラムを描くとき、緑色の多いものは実線のよ
うになり、黄色の多いものは点線のようになる。
もつとも、被検体によつては、例えば全反射光Ｗ
に対する赤、青、黄等の反射光量のＲ、Ｇ、Ｙ等
の比または他の組合せによつた方が、熟度をよく
表わすことのできる場合がある。なお、ヒストグ
ラムの作成方法については、詳細を後述する。
第９−１図は光学系２００、搬送系３００およ
び光学系２００によつて読取られた画像情報を処
理し、かつ本実施例による装置を制御する画像処
理／制御回路５００のブロツク図を示す。第６図
〜第８図の説明において述べたように、照明器２
０１および２１２としてハロゲンランプを用いて
いるが、かかる照明器２０１および２１２が放射
する光には熱線、すなわち赤外線が含まれてい
る。赤外線は、被検体である蜜柑等の果実にとつ
て不都合であるのみならず、カメラCM1２０６
およびCM2２１６に配設されるCCDセンサは一
般に赤外線に敏感なところから傷の判別が困難に
なる問題が生じる。そこで、ベルト３０１の中心
を軸として赤外線透過ミラーを円弧上に配設して
非赤外光を蜜柑に照射するようにし、赤外線はミ
ラー２０２および２１４を透過するようにしてい
る。
一方、照明器２０１および２１２から放射され
た光を受光できる位置には、それぞれ光量センサ
OPT1およびOPT2を設け、照明器２０１および
２１２の光量を検出し、双方の光量センサの出力
を照明器光量制御部５０２に導く。それにより、
照明器光量制御部５０２は照明器２０１および２
１２の照明状態を絶えず判定し、被検体が一定の
明るさで照明されるように照明器２０１および２
１２の光量を制御する。
例えば、照明器２０１または２１２の照度が低
下した場合には、光量センサOPT1２２８または
OPT2２３０に入射される光量が低下するので、
照明器光量制御部５０２によつて照明器２０１ま
たは２１２の光量を増加させ、被検体２０４を一
定の明るさで照明することができる。
また、第７−１図の破線の位置に光量センサ
OPT1′およびOPT2′を設ければ、ミラー２０２
および２１４に曇りが生じて光量が低下した場合
にも、照明器２０１および２１２にかかる制御を
施すことができ好適である。
さらに、ミラー２０２および２１４に、送風機
２２２によつて風を当てて塵埃が付着しないよう
にして、ミラー２０２および２１４の曇りを防止
することもできる。
PH1およびPH2は、それぞれカメラCM1およ
びCM2の近く配設した被検体通過センサとして
の光電子スイツチであり、それぞれベルトの両側
に投光器と受光器とを対向して配置し、被検体２
０４の通過を検知する。そして、光電子スイツチ
PH1およびPH2は、それぞれカメラCM1および
CM2の視野に被検体２０４が入る際の予備検知
信号と、被検体の通過終了の予備信号とを発生し
て、それらの信号を搬送系インターフエイス５０
４に供給する。すなわち、被検体２０４の位置の
状態、例えば、光電子スイツチPH1を被検体２
０４が通過中であり、かつカメラCM1の視野に
も被検体２０４が捉えられている状態、また光電
子スイツチPH1を被検体が通過し、カメラCM1
には被検体２０４が捉えられている状態等を判別
することにより、連続的に搬送されてくる被検体
２０４相互の間隔が非常に狭い場合、例えば１cm
以下であつても、被検体それぞれの画像を処理す
ることができる。
ベルト駆動部３５０には、例えば、ベルト３０
１が１mm進むときに１パルスを発生するロータリ
ーエンコーダ等の回転位置センサ（不図示）を設
け、そのパルスを搬送系インターフエイス５０４
に導くことによつて、ベルト３０１の搬送速度お
よび被検体の仕分け部１〜Ｎへの到達予想時点を
知ることができる。従つて、マスタコントロール
プロセツサ５７０により、追跡シフトレジスタ５
０６を介して電磁弁駆動部５０８を適宜駆動し、
検査された被検体について、対応する仕分け部１
〜Ｎの内のいずれかのノズルから圧搾空気を被検
体を重心に向けて送出することによつて、所望の
仕分けを行うことができる。
カメラCM1およびCM2によつて読取られた画
像信号は、まず波形整形回路５１０，５１２，５
１４および５１６に供給される。これら波形整形
回路は、CCDセンサにより掃引された波形を
Ａ／Ｄ変換する前に、アナログ回路によつてそれ
ぞれ後述する処理に応じて波形を整形するもので
あり、画像処理／制御回路５００の演算処理の負
担を軽減することができる。
波形整形回路５１０は被検体である蜜柑２０４
の外傷処理用の回路であり、読取られた画像信号
を外傷処理に対応した波形に整形してＡ／Ｄ変換
器５２０に供給する。ここで、蜜柑２０４の外傷
処理に際しては、一般に次の５項目についての波
形整形を行う。
(1) パラボラ補正 蜜柑は回転楕円体の物体であり、蜜柑の各部
を掃引した波形は、照度が一様であれば矩形波
になるのであるが、周辺部においてレベルが下
がり、裾を引いた形となる。そこで、下を向い
たパラボラ曲線を重畳することによつて補正を
行なう。
(2) 緑領域（Ｇ領域）と可視光領域（Ｗ領域）と
のレベル差の補正 第９−２図Ａのように、緑領域Ａ−Ｂとオレ
ンジ領域のある蜜柑を掃引したときは、Ａ−Ｂ
部のレベルが下がる。この対策としては、第９
−２図ＢのようにＧ／Ｗを計算し、Ｇ／Ｗに比
例したゲインを有する増幅器によつて増幅して
やればよい。なお、このとき、第９−２図Ｃに
示すようにＧ／Ｗの値が許容範囲にないとき
は、傷として判断する。
(3) 水泡 蜜柑の表面には第９−３図Ａのように多数の
水泡（傷ではなく、反射率の高い点をいう）が
存在する。この対策としては、第９−３図Ｂの
ように、LPFを通して水泡部の信号を除去し、
１走査期間遅らせた信号波形によつてクリツプ
してやればよい。
(4) 正規反射点の処理 蜜柑は球形に近い形状をしているため、光源
からの入射角とカメラへの反射角が等しくな
る、極めて反射率の高い正規反射点を生じる。
この対策は、水泡に準じた方法によりその影響
を軽減することができる。
なお、水泡処理によつて除去された部分は、
後段の回路において傷として識別しないように
演算処理をする。
(5) 交流電源によるフリツカの防止 CCDラインセンサは、証明器２０１および
２１２の交流加熱等により電源周波数の２倍の
周波数によるフリツカを生ずる。これを防止す
るには、別に電源周波数の２倍の周波数で逆位
相の信号を作り、この信号とCCDラインセン
サ出力とを掛算器に加えて打ち消す方法をと
る。
波形整形回路５１２は、蜜柑全体像の最大寸法
を計測するために、その輪郭のみを抜き出し、外
形信号を波形整形する回路である。波形整形回路
５１４および５１６は、蜜柑の色を検出するため
の波形整形回路であり、例えば緑色とオレンジ色
のゲインを揃える。また、カメラCM1および
CM2が検出した色彩のバランスをとる。
５１１，５１５，５１７および５２３は、それ
ぞれ、波形整形回路５１０，５１４，５１６およ
び５１２が出力するカメラCM1によるデータと、
カメラCM2によるデータとを切換えるスイツチ
である。本実施例においては、第１０図に示すよ
うに、カメラCM1とカメラCM2にはCCDセンサ
に蓄積された電荷をレジスタに転送し、外部に出
力する送出パルスが交互に加えられている。その
タイミングは、可視光に加えるパルス周期をTW
とすると、1/2TWである。可視光の場合は、1/2
TWの間電荷を蓄積し、1/2TWの間に蓄積された
電荷を出力する。この電荷の蓄積と出力はカメラ
CM1とカメラ２では交互に行われる。緑色光の
場合は、パルス周期TGを4TWにとり、電荷と蓄
積時間を長くとつてあるので、緑色光に対する
CCDセンサの低感度、フイルタによる減衰の影
響を補うことができる。
切換スイツチ５１１，５１５および５１７の出
力信号を、それぞれＡ／Ｄ変換器５２０，５２４
および５２６に供給する。本実施例においては、
それぞれ６ビツトのＡ／Ｄ変換器を用いて、供給
されるアノログ画像信号について64階調の分解度
でデジタル変換を行う。なお、波形整形回路５１
２の出力する輪郭データは２値化回路５２２に導
く。２値化回路５２２においては、第１１図Ａの
ように走査するとき、第１１図Ｂのように閾値を
設定して信号出力をスライスし、輪郭データを抽
出する。なお、フリツカ除去回路（波形整形回路
５１２に実装されている）は、フリツカのある
CCD出力と電源の２倍の周波数の逆位相信号を
掛算器または割算器に加えてフリツカを打ち消す
ものである。
Ａ／Ｄ変換器５２０の出力は前処理回路５３０
に導びかれる。前処理回路５３０は、公知のデジ
タル的手法によつて平滑化および輪郭強調を行う
回路で、差分信号を微小外傷検出回路５３２へ、
平均化信号をマクロ外傷検出回路５３４に供給す
る。
微小外傷検出回路５３２では、各画素とその画
素を中心とし二次元の広がりを持つている小部分
の平均値との差をとり、その差が基準値より大と
なるとき外傷とする。換言すれば、微小外傷検出
回路５３２は、部分平均値と信号との差が基準値
を超えるとき傷とする回路であり、ノイズを誤検
出するおそれがなく確実に微小外傷を検出でき
る。
マクロ外傷検出回路５３４では、信号レベルの
時間順次の変動を検出し、極大値１つを有する通
常の変化の状態と異なつて極小値を有するとき、
その極小値を挟む極大値間をマクロの傷とする。
換言すれば、マクロ外傷検出回路５３４は、順次
にレベルの比較を行つて極大・極小を求め、２つ
の極大値のあるとき極大値間を傷とする回路であ
り、マクロ外傷の判定に効果がある。
これら両回路５３２，５３４の出力から、論理
フイルタ５３６によつて孤立点の除去、画素と欠
落点の除去・縮小または拡大等を行い、外傷判定
回路５３８に供給する。
一方、２値化回路５２２から出力された輪郭デ
ータは、切換スイツチ５２３を介して論理フイル
タ５４０に供給される。論理フイルタ５４０に供
給された信号については、孤立点の除去、画素の
欠落点の除去、縮小または拡大等を行い、寸法用
形状データ信号とマスク用形状データ信号とを出
力する。このマスク用形状データ信号を外傷判定
処理回路５３８に導き、マクロ外傷成分および微
小外傷成分と論理積演算を行い、外来ノイズを除
去し、蜜柑本来の傷成分のみが検出されるように
する。
また、外傷判定処理回路５３８には、Ｗ：Ｇ計
数化処理回路５４８（後述）が出力する特殊領域
信号を導き、緑色と非緑色との境界領域を判定し
て、緑色領域を外傷と判定しないようにする。
寸法用形状データ信号はＸ・Ｙ径分離測定回路
５４２に導かれる。蜜柑の姿勢は第１２図Ａに示
すように赤道部が横になつている場合と縦になつ
ている場合があるので、Ｘ・Ｙ径分離測定回路５
４２においては第１２図Ｂに示す縦Ｙ横Ｘの２方
向それぞれの最大長を測定して、その大きい方を
LX（直径）、小さい方をLY（高さ）とする。このよ
うにして得られたLXおよびLYを最大径演算・補
正演算回路５４４に導き、第１２図Ｃに示すよう
に搬送ベルト上の位置による計測精度誤差を少な
くするため、それぞれカメラCM1、CM2で計測
された値の平均をとり、LXの場合はベルト搬送
速度換算をした直径Dxを求め、さらにLYは光学
倍率換算をしたDYに対して大小判別を施し、大
きい方を最大径とする。
Ａ／Ｄ変を求める。このDX．DY換器５２４の
Ｗ信号出力は平均化処理回路５４６に導かれる。
この平均化処理回路５４６は、Ｗ信号：Ｇ信号の
係数化処理を行う場合、Ｗ信号の走査は密、例え
ば0.2mmピツチで行つており、Ｇ信号は粗、例え
ば１mmピツチで行つている。このため、Ｗ信号は
ばらつきがあるので、Ｗ信号の平均値を求め、そ
の平均化されたＷ信号をＷ：Ｇ係数化処理回路５
４８に導く。また、Ｗ：Ｇ係数化処理回路５４８
には、Ａ／Ｄ変換器５２６のＧ信号出力を導く。
Ｗ：Ｇ係数化処理回路５４８においては、Ｗ／
Ｇ値の係数化を行う。ここで、平均化されたＷ値
とＧ値とを比較演算すれば、Ｇ値がく走査された
積分和であるにもかかわらず、精度の高い色係数
Ｗ／Ｇ値を求めることができる。
第１３図Ａ，ＢおよびＣはＷ：Ｇの係数化処理
回路５４８で得られたＷ／Ｇ値についてのヒスト
グラム作成のための説明図である。すなわち、同
図Ａは蜜柑の回転楕円体上に一定の間隔（Ｘ、
Ｙ）でＷ／Ｇ値を計測する態様を示す。また、同
図ＢおよびＣはこのようにして得られたサンプル
数S0について、そのサンプル数を縦軸に、Ｗ／Ｇ
値を横軸にとつてヒストグラムに表したものであ
る。ここで、Ｗ／Ｇ値は、例えば0.5〜２の範囲
で捉えるものとし、この範囲を64分割し、0.5以
下を０、２以上を63として表現すると、Ｗ／Ｇ値
を扱い易い整数値で表すことができる。
蜜柑の色は緑色からオレンジ色にかけてさまざ
まな色彩が混在しており、その色付きの模様を表
現するのに、「比較的オレンジ色がかつている。」
あるいは「緑色がかつている。」と漠然と表現す
ることが多いが、本実施例のような装置には数量
的な表現が望まれる。そこで本実施例において
は、次のようにして数量化を図つている。すなわ
ち、全体のサンプル数S0は第１３図ＢおよびＣの
曲線内の面積に相当するので、ヒストグラム係数
を着色度判別処理回路５２２に導き、その面積を
２等分するS1＝S2＝S0／２となる点を見出し、こ
の０〜63のナンバー値Ｎを以てこの蜜柑の色彩と
するのである。曲線が第１３図Ｃのような形状で
あれば、最も多いサンプル値のＷ／Ｇ値とＮ値が
一致しないことになるが、この場合にもS1＝S2＝
S0／２となる点をもつて、この蜜柑の色彩を特定
するものとする。
以上述べた外傷判定処理、最大径演算および補
正演算ならびに着色度判定処理は、それぞれマイ
クロコントロール部５６０，５６２および５６４
によつて管理され、諸データはそれらコントロー
ル部によつて高速に処理される。
また、第９−１図に示す５７０はマスタコント
ロールプロセツサであり、バス５７１を介して第
９−１図に図示する各部を制御する。５７２は自
動運転制御部であり、例えば電源投入後の所定時
間ウオーミングアツプを行う。また、電源を切つ
た場合には、所定時間だけ冷却フアンを駆動して
光学系を冷却する等の制御を行う。
５７４は運転状態表示部であり、各部の故障等
を表示する。
５７６は集計メモリであり、仕分けされた所定
の品位別段階、例えば11段階および総数について
蜜柑の集計数を記憶する。この集計数はプリンタ
５７８によつてリストを作成することができる。
５８０はモニタ用メモリ表示制御回路、５９０
はモニタであり、このモニタ５９０には集計数を
表示させる他、個々の蜜柑の原画、ヒストグラ
ム、傷およびサイズをモニタさせることができ
る。
前に説明した通り、果物の上下面を除く全範囲
を検査しようとするときは、果物を回転させて行
う。このとき処理速度が低下するので、これを補
うため、第１４−１図に示すように回転走査を行
う部分を並列に行うようにすればよい。また、直
線状態の搬送手段ではなく、第１４−２図に示す
ように、公転する台上に自転を行う部分を設け、
これに蜜柑を載せて検査を行うこともできる。
なお、上記の実施例は蜜柑に対するものであつ
たが、他の果物に対しても適用できることはいう
までもない。このときは、それぞれの果物の大き
さ、色および傷の付き易い場所により適当な装置
を製作する必要があるが、その方法は前に説明し
た方法を参照して容易に知ることができる。着色
度に関して、例えば赤色のりんご等に対しては
Ｗ／Ｒ（Ｒは赤色光）、黄色の果物に対してはＷ／
Ｙ（Ｙは黄色光）の値によつて着色度を検出でき
ることが予想される。
さらに、本発明は、果物のみならず、他の商品
に対しても応用することができ、大きさ、着色
度、傷の付き具合、記入文字・記号等の検出作業
を容易に自動化することができる。
［発明の効果］ 以上説明したとおり、本発明によれば、ベルト
コンベヤによつて搬送しつつ、被検体の着色度、
傷害度および大きさを詳細かつ合理的に検出し、
これらを総合して格付し自動的に選果するように
構成されているので、大量の被検体をその外観品
位によつて極めて正確かつ迅速に識別することが
でき、そのメリツトは極めて大きなものがある。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例である蜜柑選別装置
の全体構成を示す斜視図、第２−１図は第１図の
装置の平面図、第２−２図は同じくその立面図、
第２−３図は第２−２図において矢印Ａ方向から
見た光学読取装置の立面図、第３―１図および第
３−２図は第１図の処理装置の正面図及び側面
図、第４図は第１図の処理装置の主操作盤を拡大
して示す線図、第５図は第１図の処理装置の副操
作盤を拡大して示す線図、第６図は本実施例の光
学系を示す斜視図、第７−１図、第７−２図およ
び第７−３図は第６図に示したミラー２０２の詳
細拡大図、第８−１図は光電変換装置の構成図、
第８−２図は果皮色を示すヒストグラム図、第９
−１図は光学系、搬送系および画像処理／制御回
路のブロツク図、第９−２図は画像信号の色補正
を説明する説明図、第９−３図は水泡信号の除去
を説明する説明図、第１０図はカメラ駆動を示す
タイミング図、第１１図は輪郭データの抽出を説
明する説明図、第１２図は蜜柑の外形測定を説明
する説明図、第１３図は蜜柑の色の決定を説明す
る説明図、第１４−１図は複数個の果実を同時に
検査する方法を説明する説明図、第１４−２図は
蜜柑を回転させて外観品位を検査する方法の一例
を示す図である。 １００……供給部、２００……光学読取装置、
２０１，２１２……照明器、２０２，２１４……
スリツト付き反射ミラー、２０４……被検体（蜜
柑）、２０６，２１６……カメラ、３００……搬
送装置、３０１……搬送ベルト、４００……処理
装置、４０１……主操作盤、４０２……副操作
盤、４０８……回転警告灯、５００……画像処
理／制御回路、６００……仕分け選別部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 次の(a)〜(f)を具備したことを特徴とする外観
    品位検査方式。 (a) 被検体を整列させる整列手段； (b) 整列された前記被検体を搬送する搬送手段； (c) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体に対して所定波長範囲の光を照射する照射手
    段； (d) 前記光を照射された前記被検体からの光を受
    光し、各波長範囲ごとに電気信号に変換する変
    換手段； (e) 複数の前記電気信号に基づいて前記被検体の
    表面の状態を表わす出力データを得る処理手段
    であつて、該処理手段は、 前記被検体の大きさを検出する外形検出手段
    と、 前記被検体から得られた白色光と緑色光とに
    対する各画素の反射光の比を横軸にとり、画素
    数を縦軸にとつて作成したヒストグラムの面積
    の２分点を以て該被検体の色とする着色度判定
    手段と、 前記被検体から得られた緑色光と白色光のレ
    ベル比を求め、該レベル比が所定の許容範囲を
    超えたとき前記被検体に傷有りと判断する外傷
    判定手段とを備え； (f) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体を、前記処理手段からの出力データに応じて
    仕分ける手段であつて、該仕分け手段は、前記
    被検体の大きさ、障害の度合および着色の組合
    せに応じて前記被検体を仕分ける。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の方式において、
    前記変換手段は、前記被検体上における高反射率
    の点を除去したクリツプ信号によつて原入力信号
    をクリツプすることを特徴とする外観品位検査方
    式。 ３ 特許請求の範囲第２項記載の方式において、
    前記原入力信号をローパスフイルタに入力し、そ
    の後に１走査期間だけ遅らせることにより前記ク
    リツプ信号を形成することを特徴とする外観品位
    検査方式。 ４ 特許請求の範囲第１項記載の方式において、
    前記搬送手段の両側に配置したカメラによつて前
    記被検体の縦方向および横方向の長さを表わす電
    気信号を前記変換手段から得、前記外形検出手段
    において縦方向および横方向のうち大きい値の平
    均および小さい値の平均を求め、前記被検体の直
    径および高さを検出することを特徴とする外観品
    位検査方式。 ５ 特許請求の範囲第１項記載の方式において、
    前記搬送手段は前記被検体を回転させる手段を有
    し、該手段により回転した被検体からその表面の
    複数部分についての反射光を受光するようにした
    ことを特徴とする外観品位検査方式。 ６ 次の(a)〜(f)を具備したことを特徴とする外観
    品位検査方式。 (a) 被検体を整列させる整列手段； (b) 整列された前記被検体を搬送する搬送手段； (c) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体に対して所定波長範囲の光を照射する照射手
    段； (d) 前記光を照射された前記被検体からの光を受
    光し、各波長範囲ごとに電気信号に変換する変
    換手段； (e) 複数の前記電気信号に基づいて前記被検体の
    表面の状態を表わす出力データを得る処理手段
    であつて、該処理手段は、 前記被検体の大きさを検出する外形検出手段
    と、 前記被検体から得られた白色光と緑色光とに
    対する各画素の反射光の比を横軸にとり、画素
    数を縦軸にとつて作成したヒストグラムの面積
    の２分点を以て該被検体の色とする着色度判定
    手段と、 検出画素を中心とし二次元の広がりを持つ小
    部分の平均値と当該画素値との差が、所定の許
    容範囲を越えたとき、微小な傷と判定する外傷
    判定手段とを備え； (f) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体を、前記処理手段からの出力データに応じて
    仕分ける手段であつて、該仕分け手段は、前記
    被検体の大きさ、障害の度合および着色の組合
    せに応じて前記被検体を仕分ける。 ７ 特許請求の範囲第６項記載の方式において、
    前記変換手段は、前記被検体上における高反射率
    の点を除去したクリツプ信号によつて原入力信号
    をクリツプすることを特徴とする外観品位検査方
    式。 ８ 特許請求の範囲第７項記載の方式において、
    前記原入力信号をローパスフイルタに入力し、そ
    の後に１走査期間だけ遅らせることにより前記ク
    リツプ信号を形成することを特徴とする外観品位
    検査方式。 ９ 特許請求の範囲第６項記載の方式において、
    前記搬送手段の両側に配置したカメラによつて前
    記被検体の縦方向および横方向の長さを表わす電
    気信号を前記変換手段から得、前記外形検出手段
    において縦方向および横方向のうち大きい値の平
    均および小さい値の平均を求め、前記被検体の直
    径および高さを検出することを特徴とする外観品
    位検査方式。 １０ 特許請求の範囲第６項記載の方式におい
    て、前記搬送手段は前記被検体を回転させる手段
    を有し、該手段により回転した被検体からその表
    面の複数部分についての反射光を受光するように
    したことを特徴とする外観品位検査方式。 １１ 次の(a)〜(f)を具備したことを特徴とする外
    観品位検査方式。 (a) 被検体を整列させる整列手段； (b) 整列された前記被検体を搬送する搬送手段； (c) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体に対して所定波長範囲の光を照射する照射手
    段； (d) 前記光を照射された前記被検体からの光を受
    光し、各波長範囲ごとに電気信号に変換する変
    換手段； (e) 複数の前記電気信号に基づいて前記被検体の
    表面の状態を表わす出力データを得る処理手段
    であつて、該処理手段は、 前記被検体の大きさを検出する外形検出手段
    と、 前記被検体から得られた白色光と緑色光とに
    対する各画素の反射光の比を横軸にとり、画素
    数を縦軸にとつて作成したヒストグラムの面積
    の２分点を以て該被検体の色とする着色度判定
    手段と、 信号レベルの時間順次の変動を検出し、２つ
    の極大値があるとき、その極大値間のマクロの
    傷と判定する外傷判定手段とを備え； (f) 前記搬送手段により搬送されている前記被検
    体を、前記処理手段からの出力データに応じて
    仕分ける手段であつて、該仕分け手段は、前記
    被検体の大きさ、障害の度合および着色の組合
    せに応じて前記被検体を仕分ける。 １２ 特許請求の範囲第１１項記載の方式におい
    て、前記変換手段は、前記被検体上における高反
    射率の点を除去したクリツプ信号によつて原入力
    信号をクリツプすることを特徴とする外観品位検
    査方式。 １３ 特許請求の範囲第１２項記載の方式におい
    て、前記原入力信号をローパスフイルタに入力
    し、その後に１走査期間だけ遅らせることにより
    前記クリツプ信号を形成することを特徴とする外
    観品位検査方式。 １４ 特許請求の範囲第１１項記載の方式におい
    て、前記搬送手段の両側に配置したカメラによつ
    て前記被検体の縦方向および横方向の長さを表わ
    す電気信号を前記変換手段から得、前記外形検出
    手段において縦方向および横方向のうち大きい値
    の平均および小さい値の平均を求め、前記被検体
    の直径および高さを検出することを特徴とする外
    観品位検査方式。 １５ 特許請求の範囲第１１項記載の方式におい
    て、前記搬送手段は前記被検体を回転させる手段
    を有し、該手段により回転した被検体からその表
    面の複数部分についての反射光を受光するように
    したことを特徴とする外観品位検査方式。
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