JPS5987083A - 画像処理装置 - 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】 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、汚れ又は傷の付き丁合、着色度を１３子光学的
に判別し、これより階級別および等級別の判定を行い、
その結果によって品位別の仕分けを行う外観品位検査装
置の画像処理装置に関し特に、電相の自動選別に好適な
ものである。

従来、光電変換による商品の自動検査装置においては、
当該商品の形状が片側又は両側から照明光を投射するこ
とにより、検査を要する部分を平均に照明できないとき
は、当該商品を回転せしめる４３−の方法によってきた
。一方、果物等球形に近い商品の検査においては、どの
方向から照明するとしても必ず照度の高い部分と照度の
低い部分を生じ、又正規反射光によるフレアを生ずる部
分が存在する。このため有効な検査をすることが困難で
あった。

このため、本発明の第一の目的は、果物のように球形に
近い商品の自動検査において、照１徒の不平均および正
規反射によるフレアをデータ検出に支障がないように処
理して確度の高いデータを検出できるようにし、この結
果その商品に最も適した照明および画像処理を行うこと
ができるように適切に構成した画像処理装置を提供する
ことにあ、る。第二のｌ」的は、蜜柑の場合につき、信
頼性のあるデータを算出でき、且つ経済的な照明方法お
よび画像処理装置を提供することにある。

果物の場合、傷の付き丁合および着色度は、全面にわた
って検査をした方が確度の高いデータがｆｌｌられるの
は当然であるが、そのための自動検査装置は大規模のも
のとなり、経済的に成立しない。他方、手作業によると
きは莫大な人手を要し、なおかつイ８頼性のあるデータ
を得られるとは限らないので、これも実施することはで
きない。

一方、密手１１の場合はへたの付いている果頂部および
その反対側の果底部の一部と両者の中間の赤道１３１ｉ
を含む部分を検査すれば、着色度および傷の付き丁合を
ほぼ知ることができる実験結果が得られているので、富
１ｕを側面から照射し、この反射光を光′Ｉｋ変換し、
イ１ノられた信号を前述したように処理すれは、実用的
な着色度および傷のデータをｉＵ以下、図面を参照して
本発明の詳細な説明する。

第１図および第２−１〜第２−３図は、本発明の一実施
例であるみかん選別装置の全体構成を示す。

本例においては、みかんを東経、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ノ、（づきみ
かんの選別を行うものである。

図において、１００はみかんを供給する供給部、２００
は供給部１００かも供給されたみかんの外観を光学的に
読み取る光学読取装置、３００は供給部１００から供給
されたみかんを光学読取装置２００を介して搬送する搬
送装置、４００は光学読取装置２００で読み取ったみか
んの画像情報に基づきその東経、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
によって光学読取装置ｉ￥＃２００を介して搬送されて
くるみかんを処理装置４００での検査結果に基づき仕分
けする仕分は選別部である。

供給部１００において、１０１は選別すべきみかんの投
入部であり、その低部を図示の矢印方向へ移動する搬送
ベルト１０２となす。１０３は図示矢印方向へ移動する
搬送ベルトであり、そのベルト表面に無数の突起部を形
成し、振動を与えなからこのベルｌ−１０３を駆動する
。この結果、投入部１０１からベル）　１０２によって
搬送されてきたみかんは、このベルト１０３により搬送
されるうちに一列に整列すれる。更に、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１０８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みかんは、
このベルト１０４によって搬送装置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
　　、１０８を介して、みかんは表面がクリーニングさ
れると共にその赤道部がベル）　＋０４に対して水平の
状態になるように整列される。更に、搬送ベルト１０３
による搬送中に一列に並ばなかったみかんが、これらプ
ーリ１０５　、１０６によって−・列に整列される。

次に、搬送装置３００において、３０１は搬送ベルトで
あり、上述のように搬送ベルト１０４によって−・列状
態で搬送されてきたみかんは、１個づつこのベルｌ□３
０１−を二に送り出される。ここで、搬送ベル）３０＋
の搬送速度をベル）　１０４のそれよりも速くしておく
。この結果、ベルｌ−１０４から順次送り出されたみか
んは、所定の間隔をもって搬送ベル１−３０１上を搬送
される。

光学読取装置２００においては、このように所定の間隔
を保って一列状態に搬送されるみかんの画像情報を順次
に読み取る。この読み取りの詳細は後述するが、第６図
に示すように、搬送ベルＩ・３０１を挟みオフセット状
態に対向配置した２台のカメラ２０８，２１８により行
う。読み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、み
かんの東経、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、４
０３は画像処理盤、４０４は電源盤、４０５は外端盤、
４０８は副操作盤４０２と画像処理盤４０３との間に挿
入したブランクパネルであり、４０７はこれら各盤を収
納した収容ラックである。また、４０８は回転灯である
。

第４図には主操作盤４０１の詳細を示し、また、第５−
１図には副操作ａ４０２の詳細を示す。

ここで、第５−１図の副操作盤４０２を参照して、本実
施例における選別機能の概要を次に述べる。

階級選別（東経） １、　果実の大きさの幅方向、高さ方向を二つのカメラ
で計測行い、平均イ１にを剪出し、幅。

高さのいっれが大きい方の寸法をその果実のマ」法とし
、階級設定された階級に仕分けされる。果実の寸法は、
幅方向＝Ｊ法、高さ方向寸法のいづれか大きい方をその
果実寸法とし、その階級に仕分けられる（第５−２図参
照）。

１ｔｌｌ＋Ｗ２ 幅方向寸法；□ ）１１＋）１２ 高さ方向寸法：□ ２、仕分けの分類は、ＬＬ、Ｌ、Ｍ、Ｓ、ＳＳ　、格外
の６つに仕分けが出来る。仕分けの設定規格値は選果規
格仕分は集計盤のデジタリストスインチ（ｌＩＩＩＩ１
１ステップで最大１２７　ｍｍ迄）任、０．に設定か出
来る。

３、選果規格・仕分は累計盤の選果Ｊ、ｎ　ｌ−Ｊの°
゛階級゛をセットする。

設定値はＬＬ）ｌ）Ｍ）Ｓ）ＳＳ＞格外の条件で任７σ
、に設定可能である。設定単位はｌ１１ｍで、０００〜
１２７＋ｎｍ迄である。但し、１２Ｂ＋ｎｌ１１以」−
は１２７ｍｍとみなされる。

第５−３図に各階級を操作盤上の設定スインチ稍との対
応関係を示す。なお、図において、破線で示すように対
応関係をあやまって、すなわち、什分け、段室を間違っ
てセットすると、仕分は設定異常ランプ（第３−１図に
おける回転灯）４０Ｂが点滅して設定ミスを知らせる。

傷害選別 ｌ、傷害度（キズ）に依る選果は選果項目のパ傷害度”
をセットする。

２　果実の左右両刀向から傷害度を面積値で検出し、設
定された等級の秀＋　ＭＥ　、良、格外の４階級に仕分
けされる。面積は画素数で表示されるが＋００４　ｆｌ
＋ｎ＋ｎ　２で面積に換算出来る。

旧１則ＩＩＩＩｊ素数Ｏ〜３００Ｘ１００で３０１　Ｘ
１００以、Ｊ二は３００ＸＩ００と見なす。

３、　設定値は秀く優く良く格外の条件で任意に１、電
’）Ｊ：　’ＩＩ丁能である。

設定中位画素数は０〜３００　Ｘ１００の範囲である。

第５−４図に各傷害度と設定スインチ群との対応関係を
示す。この場合においても、仕分は設定を間違ってセン
トするど、１没定異畠ランプ４０８が点滅して設定ミス
を知らせる。

着色瓜選別 １０．ｆ色度に依る選果は選果項目の°°着色度°′を
セットする。

２、果実表裏面の全反射光線と緑色反射光線の成分比を
８４レベルに分類し、各工］ａＩ１１点のレベルヒスト
グラムを作成しくモニターディスプレイ可）、そのヒス
トグラムのセンター値をその果実の着色度とするので客
観的な着色度を計／１ｉｌｌ出来る。

３、仕分けの分類は、秀、優、良、格外の４階級に仕分
けされる。仕分けの設定規格値は°゛選果規格仕分は築
計盤パのデジクリストスイッチ１−６３ステ・ンプ、１
，２桁て任１１．に設定が出来る。

第５−５図にこのように測定したヒストグラムの例を示
し、図において、実線で示す方が緑色の多いみかんの場
合であり、破線で示す方が緑色の少ない、すなわち熟度
の高いみかんの場合である。

なお、第５図において、 である。

次に、再び第１図に戻り、仕分は選別部６００において
、ｆｌｏｌ−１，６０１−２，・・・はエアジェツトノ
ズルであり、搬送ベル）３０１の両側に一定間隔おきに
夕方］に配設する。６０２−１，８０２−２　、・・・
は受は箱であり、搬送ベルト３０１を介して、それぞれ
ノズル６０１−１゜８０！−２，・・・の対向位置に配
設する。前述のように光学読取製鎖２００を介して搬送
されるみかんは、その搬送のタイミングが後述のように
とられている。処理装置４００での検査結果にノ＾づき
、その検査結果に対応するエアジェツトノズルを、その
検査されたみかんがそのエアジエン）ノズルの配設位置
に到ったＢｊｒに同期させて開くようになす。この結果
、不図示のエアジェツト供給部から供給され、エアジェ
ツトノズルを介して噴射されるエアジェツトにより、搬
送ベルト３０１上のみかんか、受は箱に向けて吹き出さ
れる。このようにして、番受は箱θ０２−１，６０２−
２．・・・には、検査結果に基づき品位別に選別された
みかんが１！Ｉられる。なお、品位が所定の規格に遠し
ないものは、そのまま搬送ベル）３０１によって搬送さ
れて、排出箱等の所定の箇所へ排出される。

なお、第１表には本実施例におけるみかん識別性能の仕
様を示す。表に示すように、本実施例においては、エア
ジェツトノズルを１０箇所に配列し、「品位選別」の項
に表示するように、１１段階にみかんの品位選別を行う
ものである。この品位選別は、「選別項目」に示すよう
に、「階級選別」、「傷害度選別」および「着色度選別
」にノ、（づき行い得ることができ、いずれに基づき選
別を行うかは、：ＪＩＪ５−１図に示す副操作盤の゛這
果Ｊｆｊ１１゛′の選択スイッチの押下によって選定で
きる。

また、このように選定された項目に基つき仕分けされた
みかんの総数、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。

また１本実施例においては、第４図の主操作盤４０１お
よび第１表の「自動チェック能力」おｊ゛び「モニター
表示機能」の項に示すように、各操作スイッチの押下に
より自動チェックか行われると共に、表示画面上に選別
されるみかんの画像表示等６Ｘ行われろ。

第６図は、未実施例の光学系全体を示す。図フｌくした
２０１は、１キロワ、ントの／＼ロゲンランブを内蔵す
る投光器である。２０２は、投光器２００力１ら１１（
５則された光線のうち赤外光のみを通過させると１司時
に、残りの可視光を被検体２０４、すなわち「みかん」
に向けて反射し、さらにこの被検体２０４力１らの反射
光をカメラ２０６に導入するス１ルント（＝ｔきのミラ
ーである。このミラー２０２の詳細図ｔ±ＡＪＬ　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２０Ｂの＋ｆ’ｔ
　＋ｉｉｉに到達する時刻を検出するために、一対の照
光′Ａ：÷２０８Ｐ　（ＰＨ１投光器ともいう）および
受光器２０８Ｒを（ＰＨ１受光器ともいう）搬送ベルｈ
３０１の両側（こ対向して配置する。なお、カメラ２０
６として１よ、後に詳述するとおり、２種のＣＣＤライ
ンセンサを備えるのが好適である。

未実施例では、被検体２０４の左右両側について品位（
大きさ、きす、色）を測定しているので、更に、別個の
投光器２１２９反射ミラー２１４．２例の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照光器２１８Ｐ（ＰＨ２投光器とい
う）および受光器２１８Ｒ（ＰＨ２受光器ともいう）を
設ける。

第７−Ｉ　Ｌ６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
一の番号を伺しである。第６図に示されていない構成部
分として、基台２２０．送風用ファン２２２．カメラ台
２２４および２２６．投光器２０１および２１２の光量
をそれぞれ検知する光量センサ２２Ｂ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、投光器２０＋の光量検
知センサとしては、破線の２２８′　に示すとおり、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、別個の遮へい手段（図示せず）を設ける必要かあ
る。

第７−２図は、第６図に示した反則ミラー２０２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、２４８はミラ一台、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
ラー押え、２５８はゴム板である。

来光学系に関し必要な１１１項を以下に詳述する。

ｌ）視野およびエレメントについて現実の５ＥＮＳＯＲ
は様々な種類あるが、駆動Ｃ１，ＯＫのＭＡＸ　、相対
感度曲線および価格等からＣ”　［１高速タイプが好適
である。すなわち、Ｃ４Ｄは１０２４Ｐｉｘｅｌ／２０
４８Ｐｉｘｅｌ　テあるが、ｃ４Ｄ１０２４ｂｉｔＣＧ
Ｄ１３３が好適であル［ＣＩＥ　ト同じ〕。

２）　走査速度（処理能力）および光１止について水引
を検討する時に関連する実現可能な処理能力と、光量と
は見過せない事項である。

ＬＩＮＥ　５ＥＮＳＯＲの露光時間を知かくすると、Ｃ
ＣＤ出力レベルを確保する為に必要な光層が増大する事
は周知のことである。一方、ミカンの処理能力は一般の
自動表面検査装置の実現可能速度５ヶ／ＳＥＣ：を提案
したが、これはＭクラスミカン１ヶ当りの平均型＠１０
５　ｇとすると、約１．ｌ］ｔ／Ｈである。これは九州
大学中馬レポートより明らかである。

現在の手遠別の現状は選果場の規模にもよるが最成期に
て小ｉ＆来場で数トン、大選果場で２０〜３０ｔ／Ｈで
ある［選果場調査レポート　］　。

また選果場にては生産者から荷受されたみかんの１０％
を抜取り評価値が評価しているとのｊＩである。［農業
機械学会誌第４１巻第４号Ｐｅ７９］ 以」−から考えると生産者の評価点数を決定するｉ・Ｐ
画用選別装置は （φ文　ト　ン〜３０　ト　ン）　　ＸＱ、Ｉ　　≦　
３　ト　ン／Ｈとなる。従って本選別装趙１〜２台を１
つの選果場に設置すれは、計画用マシンは十分という小
になる。

３）被写界深度について第８−１図に示すように、搬送
系ベルｌ−３０１上の果実２０４の中心粘爪及び球面体
果実表皮より生ずる像のぼけを考えたとき前者はできる
限りの精瓜を要求するも光学系設計において考虜する必
要がある。

直ｆａｌＯｃｍのミカンを最大と考えｒ　＝　５０ｍｍ
更にベルト」二の搬送精度ｄ、　、ｄ２を±５０ｍｍ１
７１瓜’５えると被写界深度は約±７５ｍｍとなる。Ｃ
，１，Ｅの場合の光学系にて±２０ｍｍ程度か限度であ
る。

４）色分離フィルタについて緑成分の抽出用に使用され
るフィルターは固体撮像素不 （ＮＯ３、ＣＣＤ　）の特性が赤〜赤外に最、９．ｉ＋
感度域がある７バから実験より４９０〜５３０　ｎｍ伺
近のＢＰＦを使用した方がよい。

今、全可視光領域を含むＣＯＤ　　（以下、Ｗという）
及びＧ領域に透過域を有するＦｉｌｔｅｒを透過したＣ
ＯＤ　　（以下、Ｇという）出力それぞれに一定の定数
演算を施し更に除算処理を施したものを Ｃ＝Ｇ／Ｗ と表現し、色波長対Ｃ曲線を画くことにより、分離特性
を知ることかでき、適当なフィルタを選択することがて
る（第８−２図参照）。

５）緑感度の補正について 緑成分検出用ＦＩＬＴＥＲの挿入による光量減衰及びＣ
ＣＯのＧ領域感度低下の為Ｗ出力に比し著しいレベル低
下である。

勿論、後続するＡＭＰ系でＧＡＩＮを力／ヘーするもＳ
／Ｎが非常に悪くなる。

色分離の為の５ＥＮＳＯＲは外傷識別５ＥＮＳＯＲに比
１−その目的から走査速度を十分低下させ粗い垂直解像
力とする。

今、フィルタ材のレベル低下後のＧ用 ５ＥＮＳＯＲ出力はＷの約１７６となる。

従って中にＷの６／ｌのＬ　ＩＮＥ走査速度で同レベル
のＲＥＳＰＯＮＳＥが得られる。

イｊ１シ、分光によってＧ　１１５ＥＮＳＯＲに結像さ
せる場合は分光比率を回しくＴｎｑ＝Ｔｕｗ）にする事
は高速処理走査用の光量、が実現不能となる（第８−３
図参照）６ 第８−３図において、Ｇ−ＳＵＳはＧ用センサ、ＦＩＬ
はフィルタ、Ｗ、−５ＮＳはＷ用センサを示す。そして
、ＴＨ＋＋＞ＴＨ（：のように分光させ外傷識別用Ｗ出
力は十分出力できるよう配線する必要がある。

分光させない方式は、後続する処理（Ｇ出力を利用した
外傷識別及びＧ／Ｗのモニター表示能）から考えＷとＧ
は同一位置を走査させる必要がある為考えられない。［
倍率等も同一にする必要あり。〕 従って実用上支障ない程度できる限りＧ　ｌＴｌ５ＥＮ
ＳＯＩ’ｌの走査速度を低下させ不足分は後続ＡＭＰ系
で得る方式とするのが好適である。

実際は、既に出願済の自動表面検査装置（特願＋１／Ｊ
５６−１２０１８４号、昭和５６年７月３１日出願）に
基づく経験から、あるいは、みかん果表外傷の分解限度
よりＷ　ＪｌｌＳＥＮＳＯＲは０．２　＝０．３　ｍｍ
毎としＧ　Ｊ−ｆｌ　５ＥＮＳＯＲは約１／４低速の０
．８〜１　、２ｍｍ／Ｌ　Ｉ　ＮＥ程度とするのか好適
である（第８−４図参照）。

ミラー比率は ＴＨｗ：ＴｓＣ＝７：３ この場合のＧ出力とＷ出力の比率は ＝　１　・　０．２ フィルタ等を更に選定し１／６→１／４程度のものを使
用する。又Ｇ　Ｊ４１ＳＥＮＳＯＲを東に低速化しても
よい［世し外傷識別にも一部Ｇ用ＳＥＭＳＯＲを使用し
ている為余り低速にはできない］。

第９−１図は光学系２００、搬送系３００および光学系
２００により読取られた画像情報を処理し、かつ本発明
装置を制御する画像処理／制御回路５００のソロ、り図
を示す。第６〜８図の説明において述へたように、照明
器２０１および２１２としてハロゲンランプを用いてお
り、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
体であるみかん等の果実にとって不都合であるのみなら
ず、カメラＣＭ１および０Ｍ２に配設、されるＣＯＤは
、一般に赤外線に敏感であるので、その赤外線は可視光
線の範囲内での被検体の傷を判別することを困難にする
という問題点に鑑みて、ベル）　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、非赤外光がみか
んに照射されるようになし、赤外線はミラー２０２およ
び２１４を透過するようにしている。

−力、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０ＰＴＩおよび
ＰＯＴ２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５０
２に導く。それにより、照明器光￥制御部５０２は照明
器２０１および２１２の！ＩＱ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２１２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Ｏ
ＰＴ　１または［ｌＰ丁２に入射される先部が低下する
ので、照明器光量制御部５０２によって照明器２０１　
または２１２の光量を増加させ、被検体２０４を一定の
照度で照明することができる。さらに、第７−１図示の
破線の位置に光量センサ０ＰＴＩ′　および０ＰＴ２’
　を設ければ、ミラー２０２および２１４に曇りが生し
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かてさ、好適である。また、ミラ
ー２０２および２１４に、送風機２２２によって風を当
てて塵埃が刺着しないようにし、以てミラー２０２およ
び２１４の曇りを防止することもてきる。ＰＨ１および
Ｐ）１２はそれぞれ、カメラＣ旧および０Ｍ２に近く配
設する被検体通過センサとしての光電子スイフチであり
、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２０４の通過を検知する。そして、光
′ｉＦ子スインチＰ）ＩＩおよびＰＩ（２は、それぞれ
、カメラＣ旧および０Ｍ２の視野に被検体２０４が入る
際の予備検知イバ号と、被検体の通過終了の予備信号と
を発生して、それら信号を搬送系インクフェース５０４
に供給する。すなわち、被検体２０４の位置の状態、例
えば、光電子スイッチＰＨ１を被検体２０４が通過中で
あり、かつカメラＣ旧の視野にも被検体２０４が捉えら
れている状態、また光電子スイッチＰ）ＩＩを被検体が
通過しておらず、カメラＣ旧には被検体２０４が捉えら
れている状態等を判別するすることにより、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以下であっても、被検体それぞれの画像
を処理することができる。

また、ベルト駆動部３５０には例えば、ベルト３０１が
１ｍｍ進むときに１パルスを発生するロークリエンコー
ダ等の回転位置センサ（不（Ａ示）を設け、そのパルス
を搬送系インターフェース５０４に導くことによって、
ベルト３０１の搬送速度、および被検体の仕分は部１−
Ｎへの到達予想持点を知ることかできる。従って、マス
ターコントロールプロセサ５７０により、追跡シフトレ
ジスク５０６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、対応する仕分は部１−Ｎ
のうちのいずれかのノズルから圧線空気を被検体の重心
に向けて送出することによって、所望の仕分けを行うこ
とができる。

カメラＣＭＩおよび０Ｍ２によって読取られた画像信号
は、まず波形整形回路５１０，５１２．５１４および５
１６に供給される。これら波形整形回路は、ＧＣＤによ
り掃引された波形を＾／Ｄ変換する前に、アナログ系に
てそれぞれ後述する処理に応して波形を整形するもので
あり、以て画像処理／制御回路５００の前立処理の負担
を軽減することができる。

波形整形回路５１０は被検体であるみかん２０４の外傷
処理用の回路てあり、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、みかん２０４の外傷処理に際しては一１１１
ｊに次の５項目についての波形整形をぐｊう。

（１）　　パラボラ補正 みかんは球状の物体であり、第９−２図（Ａ）に示すみ
かん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、みかんが球状物体であるところから
、同図（Ｂ）に示すようにいずれも周辺部においてレベ
ルが下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り補正を行うものである。

（２）　　縁領域（Ｇ領域　）と可視光領域（Ｗ領域）
とのレベル差による外傷の誤判定 みかんは緑色からオレンジ色にわたる色がｌＪｌ！色し
ており、一般にＣＣＤはオレンジ色に対して敏感であり
、緑色に近付くに従ってその感度は低下し、また外傷に
ついても感度は低下する。そこで、Ｇ領域を外傷と区別
するための波形整形を行う。

（３）　　水泡 みかんの表面には多数の水泡が存在するので、この水泡
の信号を除去して波形整形を行う。

（４）　　正反射 みかん表面には、照明軸をどのように選択しても照明に
対してハレーションが発生する個所が存在するので、こ
れを除去する。

（５）　　照明器２０１および２１２のフリッカ等によ
る画像信号の変動 照明器２０１および２１２の電源電圧変動があるとデー
タに影響を及ぼす。又、交流１００Ｖの電源を選択する
と、ＣＣ口は高速度に画像の読取りを行うので、照明器
２０１および２１２のフリッカが画像信号上の変動成分
として存在し、外傷の判別が困難となるので、そのフリ
ッカを除去する。

ここで、第１の問題点については、第８−３に示すよう
に、画像信号を所定時間Ｒ延させた信号を作成し、扁号
波形の補正を行うことかできる。また、平均的補正曲線
をリードオンリメモリに蓄え（ＲＯＭ化）、第８−４図
（Ａ）および（Ｂ）に示すように、その曲線を画像信号
波形に重ね合せること番こよって補ＩＦを行うこともで
きる。ただし１曲線を複数本ＲＯＭ化するのはコストお
よび手間から無理であるので、　９Ｓ９−５図（Ａ）に
示すように、みかんの赤道部分の寸法、すなわち最大寸
法ＬＯ４こ対する曲線ＣｏのみをＲＯＭ化しておき一般
のＬ値番こ対するＣ曲線は同図（Ｂ）に示すように演３
つによって発生させる。更にＬ／２点へ補正曲線をシフ
ト操作する。また第２の問題点については、ｔＪ％８−
８図（Ａ）および（Ｂ）に示すように、画像信号波形に
、前述のＧＱＷで除した値Ｇ／Ｉｌｌに比例したゲイン
を加えることで補正する。そして、第９−６図（Ｃ）に
示すように、画像信号についてのｃ／ｗ　ｆｉｆｊが許
容範囲内に無いときには、外傷と判断する。さらに第３
の問題点については、第８−７図（Ａ）および（Ｂ）に
示すように、同図（Ｇ）に示すような回路を用いて信号
波形を所定時間遅延させ、その遅延４１１号波形によっ
て水泡信号をクリップする。

波形整形回路５１２はみかんの外形信号を波形整形する
回路であり、みかんの全体像の最大寸法を、Ｈ測するた
めに、みかんの輪郭のみを抜出す波形整形を行う。波形
整形回路５１４および５１６は、みかんの色を観測する
ための波形整形回路であり、例えば、緑色とオレンジ色
とでゲインを揃える。

また、カメラＣ旧および０Ｍ２の検出した色彩を７＜ラ
ンスよ〈揃える等の波形整形を行う。

５１１．５１５および５１７は、それぞれ、波形整形回
路５１０，５１４および５１６が出力するカメラＧ旧に
よるデータとカメラＣＭ２によるデータとを切換えるス
イッチである。本発明においては、第１０図に示すよう
に１、カメラ叶１をＣＣＤが掃引している時間を、カメ
ラＣＭ２についてのＪＡ分時間、すなわち光量の蓄）ｈ
時間に割当て、カメラＣＭ１の駆動信すとカメラＣＭ２
の駆動信号とは交互に、それぞれカメラＣＭＩとカメラ
ＣＭ２　とにイ共給されるようにする。カメラＣＭＩに
１駆動信号が供給されてＣＯＤが信はＣＭＩＷを、例え
ば１０２４画素分について出力し′ｔ−後に、カメラＣ
Ｍ２に駆動信号を供給されるように考１ｊ５ｊされてお
り、従って、ＣＯＤに供給するクロック４Ａ　吟の周波
数をかかる点から選択する。このように、本発明装置に
おいては、カメラＣＨＩがＷ信号を出力終ｒし、その終
ｒ時点でカメラＣＭ２に駆動４４１号を供給し、カメラ
Ｃに２がＷ信号を出力終了すると、その時点てカメラＣ
に１に駆動信号を供給するようにしているので、ＣＯＤ
の出力信号を切換スイフチ５１１によって選択した場合
に、がメラＣ旧および０Ｍ２のＣＯＤの出力信号を交カ
ニに、１つの時系列信号として得ることができる。

一方、Ｇ４１−ｉ号については、例えば、第１０１図示
の駆動４１１号に対して、Ｗ信号の４倍の蓄積時間をと
ることとする。すなわち、Ｗ信号の蓄積時間をＴｗ、お
よびＧ信号の蓄積時間をＴｃとすると、Ｔｃ＝４ＸＴｗ
のように設定すれば、緑色に対する感度は、光量が低下
した場合においても、蓄Ｊ／ｉ時間ＴＣが十分長いので
、出力を増加させることができる。

切換スイッチ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。本例においては、それぞれ６ビントのＡ／Ｄ
　変換器を用いて、供給されるアナログ（＋？ｉの画像
信号について６４階調の分解度てデジタル変換を行う。

なお、波形整形回路５１２の出力する輪郭データについ
ては、その出力を２値化回路５２２に導く。第１１−１
図はこの２値化回路５２２のブロック図を示し、　ＣＣ
ＤのＷ信号出力を、■水平走査毎に背景の黒レベルをサ
ンプルホールドしてしきい値を設定し、ｔ５１１−２図
（Ａ）および（Ｂ）に示すように輪郭データを抽出する
。

Ａ／Ｄ変換器５２０の出力は前処理回路５３０に導かれ
る。前処理回路５３０は、第１２図に示すように信号の
平滑化および輪郭強調を行い、微少な外傷信号と面積の
大きい外傷信号とを、それぞれ、微小外傷分検出部５３
２とマクロ外傷分５３４とに供給する。双方の検出部５
３２および５３４の出力について、論理フィルタ５３６
においてノズル成分を除去し、周辺の画像データの相関
関係からそれぞれ、ミクロ外傷成分とマクロ外傷成分の
みが外傷判定処理回路５３８に供給されるようにする。

一方、２ｆｆｉ化回路から出力される輪郭データは切換
えスイッチ５２３を介して論理フィルタ５４０に供給さ
れる。論理フィルタ５４０は供給された信号について固
立点の除去、画素の欠１′６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ミク
ロ外傷成分とアンド操作を行い、外来ノズルを除去し、
みかん本来の傷成分のみが判定されるようにする。また
、外傷判定処理回路５３８にはＷＡＧ計数化処理回路５
４８（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断し
ないようにする。

寸法用形状信号はＸ−Ｙ径分離測定回路５４２に導かれ
る。Ｘ−Ｙ径分＃測定回路５４２は、最大ｆ￥をミカン
の姿勢を考えて１（Ｙ）、横（Ｘ）の２方向求めるもの
である。このようにして得られたＸおよびＹを最大径演
！：５４４に導き、ベルトの搬送イ装置によるカメラ像
の縮小、拡大ぼけに対する。：１測精度誤差を少なくす
る為それぞれのカメラＧＭＩ。

０Ｍ２　テａｔ−ＪｌＨされたＬ＋＋Ｉ、Ｌｙｌ、Ｌｘ
２．Ｌｙ２をＬ＋＋］　　　　＋　　　ＬＸ２ ＬＸ＝　　　□ Ｌｙｌ　　＋　　Ｌｙ２ １４＝　　　□ とし、ＬＸの場合はベルト搬送速度換算をしたｌＩ′Ｉ
径りにを求め、更にＬＹは光学倍率換算したＤｙを求め
径とする。この手順を第１３図（Ａ）　　、　ＣＢ）お
よび（Ｃ）に示す。

Ａ／Ｄ変換器５２４のＷ　（８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５４８は、Ｗ４
ｉ７−”４ｒ・Ｇ信号の糸数化処理を行う場合、第１４
図（Ａ）および（Ｂ）に示すようにｗ　４．；号の走査
は非常に孔に、例えは０．２ｍｍピッチで行われており
、これに対してＧ　（％−号の走査は、例えは１ｍｍピ
ッチで１Ｊわれている。このため、Ｗ　４ｐＴＨ号はば
らつきがあるので、Ｗ　４．−’ｉ号の平均値を求める
回路である。例えは、Ｗ仏すを読取る走査が４回行われ
るものとすると、 Ｗ　＝　−Ｗ　ｉ　／　４ ＋＝１ のようにＷ信号の平均値を求め、その平均化された平均
化Ｗ信号をｗ：Ｇ係数化処理回路５４８に導く。また、
ｗ：ｃ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　／　０４
にの係数化を行う。ここで、平均化されたＷ　イ【ｆｔ
とＧ　（＋ｔｊとを比較油質すれば、Ｇ値が荒く掃引さ
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イ１白を求めることができる。

第１５図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）はＷ−Ｇ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り、ここて同図（Ａ）はみか
んの球面体」二に一定の間隔（Ｘ、Ｙ）でＷ　／　Ｇ　
（ｉｆｆを計測する態様を示す。また、同図（Ｂ）およ
び（Ｃ）はこのように得られた全体のサンプル数Ｓ。に
ついて、そのサンプル数を縦軸に、Ｗ／Ｇ伯を横軸１こ
とってヒストグラムに表わしたものであるにこで、Ｗ／
Ｇ値は、例えば０．５〜２の範囲でとらえられているも
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、概ね０．５１／Ｇ＜２の値が
横軸の１ピツチとなり、（２−０，５）÷６４の値が１
つのレベル差となる。

ところで、みかんの表面には緑色からオレンジ色にかけ
て様々な色彩が混在しており、そのみかんの色彩を特定
することが困難である。人間がこれを観察する場合には
、比較的オレンジ色がかつている、あるいは緑色がかっ
ていると漠然と表現できるが、この人間の色彩感覚に近
刊くために、本発明においては次のような処理を行う。

すなわち、全体のサンプル数３０は同図（Ｂ）および（
Ｃ）の曲線内の面積に相４６するので、ヒストグラム係
斂を着色度判定処理回路５５２に導き、その面積を２等
分するＳ　＋　＝　３２　＝　Ｓｏ　／２　となる点を
発見し、この００〜８３のナンバー（１ｆｉ　Ｎをもっ
てみかんの色彩とする。曲線が同図（Ｃ）のような形状
であれば、＠節点の画素数のにかかるＮ値が存在するこ
とにはならないが、この場合もＳ、＝Ｓ２＝ＳＯ／２を
みたす点をもってみかんの色彩を特定するものとする。

以」二の外傷判定処理、最大径演（０，および補正演算
、および着色度判定処理は、それぞれマイクロコン）・
ロール部５８０，５８２および５６４によって？１？理
され、諸データはそれらコントロール部によって高速に
処理される。

また、５７０はマスクコントロールプロセッサであり、
パス５７１を介して第８−１図示の各部を制御する。５
７２は自動側転制御部であり、例えば゛屯源投人後の所
定時間照明器およびとウオーミングアツプする。また、
電源を切った場合に所定時間冷却ファンを駆動して光学
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Ａ］メモ
リであり、仕分けされた所定等級数、例えばｌＯ等級に
ついてみかんの集計数を記憶する。この集計数はプリン
タ５７８によってリストを作成することがてきる。また
、５８０はモニタ用メモリ表示制御回路、５８２はモニ
タであり、このモこ夕５８２には集工１数を表示させる
他、個々のみかんについて表面状態、ヒストグラムおよ
び仕分は個所等をモニタさせることがでＳる。前に説明
したとおり、果物の上ド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１６−１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。

又、直線状態の搬送手段でなく、第１６−２図に示すよ
うに、公転する台上に自転を行う部分を設け、これにみ
かんを戦せて検査を行うこともできる。

なお、上記の実施例はみかんに対するものであったが、
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
伺きやす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。着色度に関しては、例えば赤色のりんご
等に夕、ｊしてはＷ／Ｒ，黄色の果物に対してはＷ／Ｙ
　　（Ｙは黄色光）のイ１６によって着色度を検出でき
ることが予想される。更に、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。

着色瓜、傷の利き丁合、記人文字ψ記号等の検出作業を
容易に自動化することができる。

以−に説明したとおり、本発明によれば、被検体の外観
を正確かつ自動的に識別することができるので、十分に
実用価値のある画像処理装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例であるみかん選別装置の全体
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
面図および側面図、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５−１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５−２図および第５
−３図、第５−４図ならびに第５−５図はそれぞれ第１
図の装置ｔ１の各選別機能を説明するための線図、第６
図は本実施例の光学系を示す斜視図、第７−１図は第６
図に示した光学系の平面図、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図は被写界深度についての説明図、および第８−２図
は色分離フィルタについての説明図、第８−３図および
第８−４図はＣＣロラインセンサにおける緑感度の補正
について説明する図、第９−１図は光学系、搬送系およ
び画像処理／制御回路のプロ、り図、第８−２図（Ａ）
および（Ｂ）は、それぞれ、光学系によるみかんの走査
を説明する説明図およびその出力波形図、第８−３図は
信号波形の補正を行う回路を示すブロック図、第９−４
図（Ａ）および（Ｂ）は、それぞれ平均的補正曲線図お
よび出力波形を示す図、第８−５図（Ａ）および（Ｂ）
は、それぞれ１平均的補ｊＥ曲線図による補正および補
正回路を説明する図、第９−６図（Ａ）　、　（Ｂ）お
よび（Ｃ）は画像信号の色補正を説明する説明図、第８
−７図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は水泡信号の除去を
説明する説明図、第１０図はタイミングチャート、第１
１−１図は２　（ｆｊ化回路を示すブロック図、第１１
−２図（Ａ）および（Ｂ）は輪郭データの抽出を説明す
る図、第１２図は波形の平滑化および輪郭強調を説明す
る図、第１３図（Ａ）　　、　（Ｂ）および（Ｃ）はみ
かんの外径測定を説明する図、第１４１１　（Ａ）およ
び（Ｂ）は、それぞれＷ信号の走査およびＧ信号の走査
状態を示す図、第１５図（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は
みかんの色の決定を説明する図、第１６−１図は複数個
の果実を同時に検査する方法を説明する図、第１６−２
図はみかんを回転させて外観品位を検査する方法の１例
を示す図である。 ＋００・・・供給部、 ２００・・・光学読取装置、 ２０１．２１２・・・投光器、 ２０６．２１６・・・カメラ、 ２０２．２１４・・・スリット付反射ミラー、２０４・
・・被検体（みかん）、 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・・・仕分は選別部。 第３−１図 第３−２図 第５−４図 第５−５図 しくＩし 第７−２図 第７−３図 第８−１図 Ｊ 今離困ＩＩ””　　　　○ 第８−３図 −ｇごＧ−３ＮＳ ＝１−”’ 第８″″４図 ＬＯＷＰＡＳＳ （Ａ） Ｌｆ′−″ Ｌ４置 （Ａ） Ｂ　　　　　Ｇ　　　　　　　ＯＲ 八　　　Ｂ 第１２図 又１ｊ　　　　　　　　又１よ 第１４図 第１３図 會 Ｍ２ 第１５図 手続補正書 昭　イ・７５７　年ｌノ　　月　　６　　「】特許庁長
官　若　　杉　　和　　夫　殿■、事イ・［の表示 ｑ’ｌｌｉ’１ｌＩＩ／ｊ　ｊ　７　　／　？　６４ゲ
タ号２、発０１Ｊの名称 画像処理装置 ３、補正をする者

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ）被検体に光を！１す射する第１手段と、前記被検体
   の表面の複数部分からの反則光を受光して、対応する複
   数個の電気４４号を得る第２手段と、 前記゛電気信号に基いて前記被検体の表面の状ｊ、ｉｌ
   ’を表わす画像データを形成する第３手段とを具備した
   ことを特徴とする画像処理装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の画像処理装置において
   、前記第１手段は前記被検体に少くとも２方向より光を
   照射するように構成し、前記第２手段は前記反射光を個
   別に受光する複数個の光電変換素子を有することを特徴
   とする画像処理装置。 ３）特許請求の範囲第１項記載の画像処理装置において
   、前記第２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
   画像処理装置。 ４）特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかのｑ
   ＋に記載の画像処理装置において、前記ｆ５３手段は前
   記電気信号を時間順次に処理するようにしたことを特徴
   とする画像処理装置。