KR101309265B1 - 도정편차 측정 방법 및 장치 - Google Patents

도정편차 측정 방법 및 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101309265B1
KR101309265B1 KR1020110143091A KR20110143091A KR101309265B1 KR 101309265 B1 KR101309265 B1 KR 101309265B1 KR 1020110143091 A KR1020110143091 A KR 1020110143091A KR 20110143091 A KR20110143091 A KR 20110143091A KR 101309265 B1 KR101309265 B1 KR 101309265B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rice
image
light
rice sample
residual
Prior art date
Application number
KR1020110143091A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20130074949A (ko
Inventor
김의웅
김동철
김훈
김병삼
김종훈
이세은
김상숙
김지영
이효재
Original Assignee
한국식품연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국식품연구원 filed Critical 한국식품연구원
Priority to KR1020110143091A priority Critical patent/KR101309265B1/ko
Publication of KR20130074949A publication Critical patent/KR20130074949A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101309265B1 publication Critical patent/KR101309265B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/62—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light
    • G01N21/63—Systems in which the material investigated is excited whereby it emits light or causes a change in wavelength of the incident light optically excited
    • G01N21/64—Fluorescence; Phosphorescence
    • G01N21/645—Specially adapted constructive features of fluorimeters
    • G01N21/6456—Spatial resolved fluorescence measurements; Imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/02—Food
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/84—Systems specially adapted for particular applications
    • G01N21/85—Investigating moving fluids or granular solids
    • G01N2021/8592—Grain or other flowing solid samples

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

본 발명은 NMG 시약 처리를 하지 않고도, 쌀 시료의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 측정하여 도정도를 측정할 수 있는 도정 편차 측정 방법 및 장치에 관한 것이다.
본 발명의 도정 편차 측정 장치는 투명판으로 도정된 쌀 시료가 놓이는 투명판; 상기 투명판 하부에 배치되어 상기 투명판 상에 놓인 쌀 시료에 빛을 조사하는 역광부; 상기 역광부를 통해 조사되어 쌀 시료를 투과한 빛으로부터 형성되는 투과영상을 획득하는 영상 획득부; 및 상기 영상 획득부를 통해 획득한 투과영상을 통해 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 영상 처리부를 포함하여 이루어진다.

Description

도정편차 측정 방법 및 장치{Milling difference measurement method and device}
본 발명은 도정편차 측정 방법 및 장치에 관한 것으로, 측정 시스템을 통해 쌀의 영상을 획득한 후 획득된 영상을 분석하여 쌀에 잔존하는 미강을 측정하고, 이를 통해 도정편차를 측정하는 방법에 관한 것이다.
도정(搗精, milling)의 사전적 의미는 '벼의 껍질과 미강층을 벗겨내는 것'으로 '원료나 재료에 손을 더 대어 새로운 물건을 만드는 일' 이라는 가공(加工, processing)과 같은 의미이며, 미강층을 벗겨내는 정백(또는 정미) 공정과 혼용하여 사용하기도 한다. 정백(精白, rice whitening) 또는 정미(精米)란 현미의 미강층을 제거하여 백미를 만드는 것을 의미한다.
현미는 수확한 벼를 건조, 탈곡한 후 고무 롤러로 된 기계로 왕겨를 벗긴 쌀로서, 배아가 있는 쪽을 배라고 하고, 그 반대쪽을 등이라고 한다. 또한, 배아가 있는 주위를 기부, 반대쪽을 머리부라 하며, 표면의 기부에서 머리부까지 미세한 홈을 골이라고도 한다. 이러한 현미의 단면은 표면부터 과피, 종피로 구성된 외강층과 외배유, 호분층으로 구성된 내강층 및 내배유(전분층)로 이루어져 있다. 여기서 외강층과 내강층를 총칭하여 미강층(米糠層) 또는 강층이라고 한다.
그리고 현미는 도정과정에서 미강층이 제거되고 전분층만 남은 백미로 도정되는데, 일반적으로 측면, 등 및 배에서 우선적으로 도정이 진행되고 이후 배아와 골에서 도정이 진행된다.
현미에서 미강의 제거정도를 나타내는 도정도(milling degree)는 쌀의 외관품위, 식미 및 도정수율에 대단히 큰 영향을 미친다.
따라서 도정과정에서 현미를 적정한 도정도로 도정하는 것은 매우 중요하다. 만약, 과도정(過搗精) 즉, 도정도가 과다하게 높으면 백미의 외관품질은 좋아지고 지방산가가 낮아져 지방산패로 인한 변질은 적어지나 백미의 도정수율은 감소하게 된다.
이에 반해 현미의 도정도가 낮으면, 백미의 도정수율은 높아지나 식미와 외관품질은 떨어지고 현미의 지방산가가 증가하게 되어 지방산패로 인한 변질은 심해진다.
이와 같이 도정도는 쌀의 도정에서 대단히 중요한 의미를 갖고 있지만 도정도와 관련한 도정기준에 대해서는 명확하지 않는 상태이다.
도 1은 종래 도정시스템의 정미기에 대한 간략한 구성을 나타낸 도면이다. 이하 도 1을 이용하여 정미기에 대해 알아보기로 한다.
일반적으로 도정시스템은 복수의 정미기로 구성되나, 도 1은 하나의 정미기만을 도시하고 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 정미기는 백미 처리부(10), 분리부(20), 백미 저장부(30) 및 미강층 저장부(40)로 이루어진다.
전술한 구성에서, 백미 처리부(10)는 현미의 미강층을 제거하며, 분리부(20)는 미강층이 제거된 백미와 미강층을 백미 저장부(30)와 미강층 저장부(40)에 각각 분리하여 저장한다.
이러한 종래 도정시스템에 따르면 원료 현미의 함수율, 비정상립 비율 및 곡온 등의 동일한 현미조건에서 가공하더라도 각 정미기 별로 도정편차가 발생하게 된다.
만약, 천(1000)개의 쌀 무게인 천립중(1,000粒重)을 20g이라 하고 1일 8시간, 년간 300일 가공하는 것을 기준으로 할 때, 5톤/hr의 도정 능력을 갖는 생산현장에서 도정되는 쌀의 낟알 수는 1시간당 약 2.5억알, 1일당 약 20억알, 1년간 약 6,000억알 정도가 된다.
상기와 같이 다수의 쌀을 도정해야 하는 도정시스템은 다수의 낟알 간에 차이가 없도록 일정하게 가공하고, 생산시기별로 차이가 없도록 일정하게 가공하는 '균일도정기술(均一搗精技術, uniform milling technology)'이중요하기 때문에 도정도를 측정하기 위한 시스템 및 방법이 필요하다.
종래 도정도를 측정하는 방법에는 도정 시 현미에서 제거되는 백미 대 미강의 중량비를 측정하는 직접적인 방법과 백미의 색을 측정하여 도정도를 추정하는 간접적인 방법이 있다.
먼저, 직접적인 방법은 도정과정 중에 전체중량을 직접 측정하거나, 천립중을 이용하여 측정하는 방법이다. 그러나 쌀을 대량으로 연속하여 가공하는 생산현장에서는 사용하기가 현실적으로 불가능한 문제점이 있다.
두 번째로 백미의 백도를 측정하여 도정도를 추정하는 간접적인 방법에는 백미의 백도를 측정하는 방법과 NMG(New-May Grunwald) 시약을 이용하는 방법(Kawamura, 1990; Liu 등, 2002; Kim 등, 2005)이 있다.
백미의 백도를 측정하여 도정도를 측정하는 방법은 현미에서 미강이 제거되면 쌀의 색깔이 달라지는 점을 이용하여 백도계에 의해 도정도를 측정한다. 백도는 백미의 칼라인자 중에서 도정도와 상관관계가 높기 때문에 도정도 측정에 많이 이용되고 있다.
그러나 백도는 일반적으로 산물상태로 측정됨으로 동일 도정도를 가진 쌀의 백도라도 품종, 재배 지역 및 조건, 미숙립 및 착색립 등 비정상립의 혼입 비율, 불균일 도정의 발생 여부, 백도 측정 시 시료의 밀도에 따라 많은 영향을 받게 된다. 따라서 백도로는 쌀의 개채별 정보를 정확하게 파악하기는 어렵다.
이와 같이 도정도를 측정하는 직접적인 방법과 백도를 이용하는 간접적인 방법으로는 각 낟알간의 도정편차 측정이 불가능하다.
한편 NMG(New-May Grunwald) 시약 등으로 현미를 염색한 후 표면 상태를 측정하는 간접적인 방법은 Barber(1979)에 의해 정립된 방법으로, 백미를 NMG 시약으로 염색하면 백미의 과피, 호분층 및 전분층의 성분차이로 인해 상호 다른 칼라를 나타내는 점을 이미지 프로세싱(image processing)하여 백미의 과피와 호분층이 차지하는 면적, 즉 컬러 미강면적비율(CBB : Colored Bran Balance) 인덱스로 특정하는 방법이다.
그러나 종래 NMG 시약을 이용하여 CBB 인덱스를 측정하는 방법은 지나치게 많은 시간이 필요하기 때문에 실제 도정시스템(RPC) 현장에서 사용할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, NMG 시약 처리를 하지 않고도, 쌀 시료의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 측정하여 도정도를 측정할 수 있는 잔존 미강 측정 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한 본 발명은 링조명을 통해 쌀 시료의 모든 방향에 균일한 빛이 조사됨에 따라 그림자효과 등과 같이 화상 처리에 방해되는 요인을 제거할 수 있고 시료 표면의 색상이나 형태 등의 이미지 손실 없이 잔존 미강을 측정할 수 있는 잔존 미강 측정 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 측정 대상인 쌀 시료 하부에 형성된 역광조명을 통해 쌀 시료를 투과하는 빛을 이용하여 일반 광으로는 볼 수 없는 내부밀도, 내부균열, 투과도의 차이를 검출하고 이를 통해 쌀 시료 의 상태를 검출할 수 있는 잔존 미강 측정 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
또한, 쌀은 도정정도에 따라 조명의 반사나 투과의 정도가 다르므로 동일한 조명을 도정정도도 서로 다른 쌀에게 조사하였을 경우 원하고자 하는 영상을 획득할 수 없으며, 이는 잔존 미강 및 도정편차의 측정정도가 낮아지는 원인이 된다.
따라서, 본 발명은 링조명과 역광조명을 여러 단계의 밝기를 조절하면서 다수의 조합된 영상을 획득한 후 통계적 분석방법에 의해 잔존 미강을 측정한다
또한 본 발명은 잔존 미강율의 측정이 가능함에 따라 측정된 잔존 미강율을 비교하여 도정편차 발생여부를 판단할 수 있는 잔존 미강 측정 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
그리고 본 발명은 CBB index값과 RGB 값을 이용하여 도정도 및 백도를 추정하고 이미지 프로세서를 이용하여 도정편차의 발생 원인을 파악할 수 있도록 낟알의 장단축 등 외형적 특성을 측정하는 잔존 미강 측정 시스템 및 방법을 제공함을 목적으로 한다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 잔존 미강 측정 시스템은 투명판으로 도정된 쌀 시료가 놓이는 투명판; 상기 투명판 하부에 배치되어 상기 투명판 상에 놓인 쌀 시료에 빛을 조사(照射)하는 역광부; 상기 투명판 상부에 배치되며, 링 모양의 확산판을 통해 쌀 시료에 빛을 조사하는 링조명; 상기 링조명을 통해 조사된 빛이 쌀 시료에 반사되어 형성되는 반사영상을 획득하고, 상기 역광부를 통해 조사되어 쌀 시료를 투과한 빛으로부터 형성되는 투과영상을 획득하는 영상 획득부; 및 상기 영상 획득부를 통해 획득한 반사영상과 투과영상을 통해 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 영상 처리부를 포함한다.
상기 영상 처리부는, 링조명과 역광조명을 여러 단계의 밝기를 조절하면서 다수의 조합된 획득한 영상에서 쌀 시료와 배경 영역을 분리(Segmentation)하고, 투과영상에서 투과 잔존미강영역을 구분하며, 반사영상에서 쌀 시료의 표면 밝기와 색상을 확인 및 반사 잔존미강영역을 구분하고, 투과 잔존미강영역과 반사 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 구분한다.
상기 영상 처리부는, 투과영상을 통해 내부밀도, 내부균열 및 투과도 차이를 검출할 수 있다.
상기 링조명과 상기 역광부의 조명 밝기는, 0 내지 100 lux 인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 잔존 미강 측정 방법은 영상 처리부에 의해 수행되되, 영상 획득부에 의해, 링조명으로부터 조사되어 반사된 빛을 이용하여 투명판에 놓인 쌀 시료의 반사영상을 획득하는 단계; 상기 영상 획득부에 의해 역광부로부터 조사되어 투과된 빛이 쌀 시료를 투과한 투과영상을 획득하는 단계; 획득된 영상에서 배경 영역과 쌀 시료 영역을 분리하는 단계; 쌀 시료의 반사영상에서 반사 잔존미강영역을 검출하고 투과영상에서 투과 잔존미강영역을 검출한 후 반사 잔존미강영역과 투과 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 검출하여 과피 및 호분층 영역을 산출하는 단계; 및 산출된 과피, 호분층 및 전분층을 이용하여 쌀 시료의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 단계를 포함한다.
상기 링조명과 상기 역광부의 조명 밝기는, 0 내지 100 lux 인 것이 바람직하다.
본 발명의 잔존 미강 측정 시스템에 따르면, NMG 시약 처리를 하지 않고도, 쌀 시료의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 측정하여 도정도를 측정함으로써 간단하고 빠르게 쌀 시료에 남아있는 잔존 미강을 측정할 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명에 따르면 링조명을 통해 쌀 시료의 모든 방향에 균일한 빛이 조사됨에 따라 그림자효과 등과 같이 화상 처리에 방해되는 요인을 제거할 수 있고 시료 표면의 색상이나 형태 등의 이미지 손실 없이 잔존 미강을 측정할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면 측정 대상인 쌀 시료 하부에 형성된 역광조명을 통해 쌀 시료를 투과하는 빛을 이용하여 일반 광으로는 볼 수 없는 내부밀도, 내부균열, 투과도의 차이를 검출하고 이를 통해 쌀 시료의 상태를 검출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 링조명과 역광조명을 여러 단계의 밝기로 조절하면서 다수의 조합된 영상을 획득하여 잔존 미강을 측정하므로 현미에서부터 완전히 도정된 백미까지 정확한 잔존 미강을 측정할 수 있는 효과가 있다.
그 뿐만 아니라, 본 발명에 따르면 잔존 미강율의 측정이 가능함에 따라 측정된 잔존 미강율을 비교하여 도정편차 발생여부를 판단할 수 있는 효과가 있다.
그리고 본 발명에 따르면 이미지 프로세서를 이용하여 낟알의 장단축 등 외형적 특성을 측정하여 도정편차의 발생 원인을 파악할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래 도정시스템에서 정미기의 구성을 나타낸 기능블록도,
도 2는 본 발명에 따른 잔존 미강 측정 시스템의 구성을 나타낸 기능블록도,
도 3은 본 발명에 따른 잔존 미강 측정 방법을 나타낸 플로우차트,
도 4는 도 3에 따른 각 단계에서의 처리 영상 순서를 나타낸 도면,
도 5는 표준측정법과 잔존미강 측정 시스템에 의한 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 비교한 도면,
도 6은 도정도 및 백도에 따른 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스 측정치와 예측치를 비교한 도면이다.
도 7은 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스 및 도정도(백도)가 서로 다른 쌀의 조명값의 차이를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 잔존 미강 측정 시스템에 대하여 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 잔존 미강 측정 시스템의 구성을 나타낸 기능블록도이다. 도 2에 도시된 바와 같이 잔존 미강 측정 시스템은 투명판(110), 링조명(210), 역광부(220), 영상 획득부(300) 및 영상 처리부(400)가 포함된다.
전술한 구성에서, 투명판(110)은 투명판으로 형성되어 도정된 쌀 시료가 놓이게 된다. 이때, 투명판(110)은 반투명으로도 구현될 수 있다. 이러한 투명판(110)에는 시료 공급을 위한 구성들이 설치될 수 있다.
링조명(210)은 투명판(110) 상부에 배치되며, 링 모양의 확산판을 통해 쌀 시료에 빛을 조사(照射)한다. 이때, 링조명(210)을 통해 조사되는 빛은 링조명(210) 중앙에 위치한 쌀 시료의 상부 모든 방향에서 균일하게 조사됨에 따라 쌀 시료에 의해 발생될 수 있는 그림자 효과 등과 같은 화상 처리에 방해되는 요인을 제거할 수 있다.
그리고 역광부(220)는 투명판(110) 하부에 일정 거리를 두고 형성되어 투명판(110) 상에 놓인 쌀 시료에 빛을 조사한다. 이때, 역광부(220)로부터 조사된 빛은 쌀 시료를 투과한다.
영상 획득부(300)는 링조명(210)을 통해 조사된 빛이 쌀 시료에 반사되어 형성되는 반사영상을 획득하고, 역광부(220)를 통해 조사되어 쌀 시료를 투과한 빛으로부터 형성되는 투과영상을 획득한다. 이러한 영상 획득부(300)는 CCD(Charge Coupled Device) 카메라를 이용하는 것이 바람직하나 이를 한정하지 않는다.
영상 처리부(400)는 영상 획득부(300)에 의해 여라 단계의 밝기를 조절하면서 다수의 조합된 획득한 반사영상 또는 투과영상을 통해 쌀 시료영역과 배경영역을 분리(Segmentation)하고, 역광부(220)에 의해 획득한 투과영상에서 쌀 시료의 투과 잔존미강영역을 구분하며, 쌀 시료의 표면 밝기와 색상을 이용하여 반사영상의 쌀 시료 영역에서 반사 잔존미강영역을 구분한 후 투과 잔존미강영역과 반사 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 검출한다. 이때, 투과 잔존미강영역과 반자 잔존미강영역인 과피와 호분층은 색상이 상이함에 따라 구분이 가능하다. 여기서, 영상 처리부(400)는 반사영상에서 쌀 시료의 각 영역 즉, 과피, 호분층 및 전분층의 색을 이용하여 구분하고, 투과영상에서 각 영역의 투과도를 이용하여 구분한다.
이때, 영상 처리부(400)는 하기의 [수학식 1]에서와 같이 최종 잔존미강영역 즉, 과피(A), 호분층(B)을 전체 쌀 시료(과피(A), 호분층(B) 및 전분층(C)의 컬러 미강면적비율 CBB(Colored Bran Balance) 인덱스로 정의하여 잔존미강을 산출한다.
Figure 112011103764580-pat00001
여기서 A : 과피, B : 호분층 및 C : 전분층의 면적이다.
그 뿐만 아니라, 영상 처리부(400)는 투과영상을 통해 내부밀도, 내부균열 및 투과도 차이 등을 검출할 수 있다.
또한 영상 처리부(400)는 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 이용하여 도정도 및 백도를 예측할 수 있다. 여기서, 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스, 도정도 및 백도 사이에는 각각 다음의 [수학식 2], [수학식 3] 및 도 6과 같이 비선형관계가 나타난다.
따라서 영상 처리부(400)에서는 SAS 다중회기분석 프로그램을 이용하여 실험상수와 결정계수를 구할 수 있다. 그 결과는 다음의 [표 1]과 [표 2]와 같다. [표 1]과 [표 2]에서와 같이 도정도 및 백도 별 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스 실험 모델의 결정계수는 0.99 이상이므로 모델이 측정치와 잘 일치하는 것으로 나타나 단립에서 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스로도 도정도와 백도 예측이 가능함을 확인할 수 있다.
Figure 112011103764580-pat00002
여기서, C0, a, b는 실험 상수, x는 도정도이다.
[수학식 2]의 상수는 다음의 표와 같다.
Figure 112011103764580-pat00003
Figure 112011103764580-pat00004
여기서, : 실험상수, : 백도이다.
[수학식 3]의 상수는 다음의 표와 같다.
Figure 112011103764580-pat00005
그 뿐만 아니라, 도정 시스템을 통해 도정된 쌀 정립 60립의 CBB 인덱스의 평균값에서 차이가 많은 10립을 제외한 50립의 CBB 인덱스 차이를 하기의 [수학식 4]를 통해 계산한다.
Figure 112011103764580-pat00006
도 3은 본 발명에 따른 잔존 미강 측정 방법을 나타낸 플로우차트이고, 도 4는 도 3에 따른 각 단계에서의 처리 영상 순서를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이 잔존 미강 측정 방법은 별 다른 기재가 없는 한 영상 처리부(400)에 의해 수행된다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같은 영상 획득부(300)에 의해 촬영된 쌀 시료의 반사영상 또는 투과영상을 추출한다(S10). 여기서, 영상 획득부(300)에 의해 촬영되는 반사영상은 링조명(210)에 의해 조사되는 빛이 반사되는 쌀 시료를 촬영한 영상이다. 이때 링조명(210)의 조명 밝기는 0 내지 100 lux 인 것이 바람직하다.
이어서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 추출된 반사영상 또는 투과영상에서 배경 영역과 쌀 시료 영역을 분리한다(S20).
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 투과영상에서 쌀 시료의 투과 잔존미강영역을 검출한다(S30). 여기서, 영상 획득부(300)에 의해 촬영된 투과영상은 역광부(220)에 의해 조사된 빛이 투과된 쌀 시료를 촬영한 영상이다. 이때, 역광부(220)의 조명 밝기는 0 내지 100 lux 인 것이 바람직하다.
또한 도 4d에 도시된 바와 같이, 반사영상의 쌀 시료 영역에서 반사 잔존미강영역을 검출한다(S40).
이후, 도 4e에 도시된 바와 같이 투과영상을 통해 검출한 투과 잔존미강영역과 반사영상을 조합하여 최종 잔존미강영역을 검출한다(S50). 여기서, 최종 잔존미강영역은 반사영상에서 쌀 시료의 각 영역 즉, 과피, 호분층 및 전분층의 색을 이용하여 구분하고, 투과영상에서 각 영역의 투과도를 이용하여 구분한다.
이어서, 도 4f에 도시된 바와 같이 과피, 호분층 및 전분층의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 수학식 1에 의해 산출한다(S60).
도 5는 표준측정법과 잔존미강 측정 시스템에 의한 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 비교한 도면으로, 본 발명의 잔존미강 측정 시스템 및 방법에 의해 산출된 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스가 표준측정법에 의한 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스와 유사함을 확인할 수 있다.
그 뿐만 아니라, 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스는 도정도, 백도와 다음과 같은 상관관계를 가지고 있다.
컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스와 도정도 및 백도 사이에는 각각 다음의 수학식 2, 수학식 3 및 도 6과 같이 비선형관계가 나타난다.
SAS 다중회기분석 프로그램을 이용하여 실험상수와 결정계수를 구한 결과는 다음의 표 1과 표 2와 같다. 표 1과 표 2에서와 같이 도정도 및 백도 별 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스 실험 모델의 결정계수는 0.99 이상이므로 모델이 측정치와 잘 일치하는 것으로 나타나 단립에서 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스로도 도정도와 백도 예측이 가능함을 확인할 수 있다.
그 뿐만 아니라, 도정 시스템을 통해 도정된 쌀 정립 60립의 CBB 인덱스의 평균값에서 차이가 많은 10립을 제외한 50립의 CBB 인덱스 차이를 [수학식 4]를 통해 계산한다.
본 발명의 잔존 미강 측정 시스템 및 방법은 전술한 실시예에 국한되지 않고 본 발명의 기술 사상이 허용하는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수가 있다. 본 발명에서는 쌀 시료를 기준으로 설명하였으나, 쌀 시료뿐만 아니라 현미 등에도 적용할 수 있다.
110 : 투명판 210 : 링조명
220 : 역광부 300 : 영상 획득부
400 : 영상 처리부

Claims (9)

  1. 도정된 쌀 시료가 놓이는 투명판;
    상기 투명판 하부에 배치되어 상기 투명판 상에 놓인 쌀 시료에 빛을 조사하는 역광부;
    상기 투명판 상부에 배치되며, 링 모양의 확산판을 통해 쌀 시료에 빛을 조사하는 링조명;
    상기 링조명을 통해 조사된 빛이 쌀 시료에 반사되어 형성되는 반사영상을 획득하고, 상기 역광부를 통해 조사되어 쌀 시료를 투과한 빛으로부터 형성되는 투과영상을 획득하는 영상 획득부; 및
    상기 영상 획득부를 통해 획득한 반사영상과 투과영상을 통해 잔존미강영역을 검출하여 과피 및 호분층 영역을 획득한 후 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 영상 처리부를 포함하며,
    상기 영상 처리부는,
    상기 영상 획득부에 의해 획득한 영상에서 쌀 시료와 배경 영역을 분리(Segmentation)하고, 투과영상에서 투과 잔존미강영역을 구분하며, 반사영상에서 쌀 시료의 표면 밝기와 색상을 확인하여 반사 잔존미강영역을 구분하고, 여러 단계의 밝기로 획득된 투과 잔존미강영역과 반사 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 구분하는 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 영상 처리부는,
    하기의 [수학식 5]을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 장치.
    [수학식 5]
    Figure 112013031605902-pat00007

    여기서 A : 과피, B : 호분층 및 C : 전분층의 면적이다.
  4. 도정된 쌀 시료가 놓이는 투명판;
    상기 투명판 하부에 배치되어 상기 투명판 상에 놓인 쌀 시료에 빛을 조사하는 역광부;
    상기 투명판 상부에 배치되며, 링 모양의 확산판을 통해 쌀 시료에 빛을 조사하는 링조명;
    상기 링조명을 통해 조사된 빛이 쌀 시료에 반사되어 형성되는 반사영상을 획득하고, 상기 역광부를 통해 조사되어 쌀 시료를 투과한 빛으로부터 형성되는 투과영상을 획득하는 영상 획득부; 및
    상기 영상 획득부를 통해 획득한 반사영상과 투과영상을 통해 잔존미강영역을 검출하여 과피 및 호분층 영역을 획득한 후 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 영상 처리부를 포함하며,
    상기 영상 처리부는,
    투과영상을 통해 내부밀도, 내부균열 및 투과도 차이를 검출하는 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 장치.
  5. 제 1항, 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 링조명과 상기 역광부의 조명 밝기는,
    0 내지 100 lux 인 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 장치.
  6. 영상 처리부에 의해 수행되되,
    영상 획득부에 의해, 링조명으로부터 조사되어 반사된 빛을 이용하여 투명판에 놓인 쌀 시료의 반사영상을 획득하는 단계;
    상기 영상 획득부에 의해 역광부로부터 조사되어 투과된 빛이 쌀 시료를 투과한 투과영상을 획득하는 단계;
    획득된 영상에서 배경 영역과 쌀 시료 영역을 분리하는 단계;
    쌀 시료의 반사영상에서 반사 잔존미강영역을 검출하고 투과영상에서 투과 잔존미강영역을 검출한 후 반사 잔존미강영역과 투과 잔존미강영역을 조합하여 최종 잔존미강영역을 검출하여 과피 및 호분층 영역을 산출하는 단계; 및
    산출된 과피, 호분층 및 전분층을 이용하여 쌀 시료의 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 단계를 포함하는 도정 편차 측정 방법.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 컬러 미강면적비율(CBB) 인덱스를 산출하는 단계는,
    하기의 [수학식 6]을 통해 산출하는 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 방법.
    [수학식 6]
    Figure 112011103764580-pat00008

    여기서 A : 과피, B : 호분층 및 C : 전분층의 면적이다.

  8. 제 6항에 있어서,
    상기 링조명과 상기 역광부의 조명 밝기는,
    0 내지 100 lux 인 것을 특징으로 하는 도정 편차 측정 방법.
  9. 제 6항에 있어서,
    투과영상을 통해 내부밀도, 내부균열 및 투과도 차이를 검출하는 단계를 더 포함하는 도정 편차 측정 방법.
KR1020110143091A 2011-12-27 2011-12-27 도정편차 측정 방법 및 장치 KR101309265B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143091A KR101309265B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 도정편차 측정 방법 및 장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110143091A KR101309265B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 도정편차 측정 방법 및 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130074949A KR20130074949A (ko) 2013-07-05
KR101309265B1 true KR101309265B1 (ko) 2013-09-16

Family

ID=48988918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110143091A KR101309265B1 (ko) 2011-12-27 2011-12-27 도정편차 측정 방법 및 장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101309265B1 (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102047468B1 (ko) * 2019-09-02 2019-12-02 장영춘 도정편차가 측정 가능한 도정시스템
KR102090591B1 (ko) * 2019-11-14 2020-03-18 장영춘 도정시스템

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109297963A (zh) * 2018-10-12 2019-02-01 湖南农业大学 土壤图像获取设备、土壤含水量检测系统以及检测方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030036031A (ko) * 2001-10-31 2003-05-09 가부시끼가이샤 사따께 무세미의 품질평가방법 및 그 장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030036031A (ko) * 2001-10-31 2003-05-09 가부시끼가이샤 사따께 무세미의 품질평가방법 및 그 장치

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
김훈. 식품기술, 2009, 제22권, 제2호, 265-272쪽. *
윤두현 외 2인. 바이오시스템공학, 2006, 제31권, 제6호, 524-528쪽. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102047468B1 (ko) * 2019-09-02 2019-12-02 장영춘 도정편차가 측정 가능한 도정시스템
KR102090591B1 (ko) * 2019-11-14 2020-03-18 장영춘 도정시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20130074949A (ko) 2013-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN203275285U (zh) 一种基于高光谱成像的大米品质在线无损检测装置
KR101650679B1 (ko) 동적 제조 라인에서 식품 제품의 품질을 채점 및 제어하는 방법
JP5885344B2 (ja) 皮膚又は外皮の色調を特徴付けるための方法
CN108956604B (zh) 一种基于高光谱图像技术识别中华绒螯蟹品质的方法
Jha et al. Non-destructive determination of firmness and yellowness of mango during growth and storage using visual spectroscopy
Nagle et al. Determination of surface color of ‘all yellow’mango cultivars using computer vision
US20230410372A1 (en) Methods for identifying pore color
Lukinac et al. Application of computer vision and image analysis method in cheese-quality evaluation: a review
KR20080060260A (ko) 피부 결함을 측정하는 방법 및 장치와 미용 제품의 노화방지 효능을 평가하는 방법
KR101309265B1 (ko) 도정편차 측정 방법 및 장치
EP2270475B1 (en) Automated system for detecting aflatoxin in food
CN110646354A (zh) 一种棉纤维的颜色测试装置及方法
Calvini et al. Exploring the potential of NIR hyperspectral imaging for automated quantification of rind amount in grated Parmigiano Reggiano cheese
CN110108649A (zh) 基于太赫兹光谱技术的油料作物品质的快速无损检测方法
Donis-González et al. Color vision system to assess English walnut (Juglans Regia) kernel pellicle color
KR101661613B1 (ko) 피부 상태 측정 방법
Cevoli et al. Storage of wafer cookies: Assessment by destructive techniques, and non-destructive spectral detection methods
CN104122242B (zh) 一种沉香结香率的检测方法
KR101493816B1 (ko) 시료 측정 장치
JP6765643B2 (ja) 穀類の搗精度評価方法及びその装置
Ogawa Quality evaluation of rice
CN105954205A (zh) 基于光谱成像的青梅糖度与酸度快速无损检测装置
KR102412798B1 (ko) 쌀 도정도 판별용 칼라 코드 조성물 및 이를 이용한 쌀 도정도 판별 방법
Udayakumar Visible light imaging
CN213456718U (zh) 一种双光源粮食内部检测装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160727

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170908

Year of fee payment: 5