KR20090112421A - System and method for evaluating the grade of rice grains - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A system and method for evaluating a grade of rice grains are provided to evaluate not only shape and condition but also color and brightness. CONSTITUTION: A sample input part(110) inputs a sample to be classified. A conveying/classifying part(120) transfers while classifying each grain of the sample supplied through the sample input part. A light source part irradiates the light to the sample classified by the conveying/classifying part. An optical detecting part(160) detects the transmission light permeating the sample and reflection light. A management system(170) takes an image of the sample and distinguishes a grad of the sample based on the amount of the transmission light and reflection light.

Description

미립 품위 판별 시스템 및 그 방법{SYSTEM AND METHOD FOR EVALUATING THE GRADE OF RICE GRAINS}Particle quality discrimination system and its method {SYSTEM AND METHOD FOR EVALUATING THE GRADE OF RICE GRAINS}

본 발명은 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 미립 품위를 판별할 때, 색상, 밝기의 차이에 의한 식별뿐만 아니라 품질에 영향을 줄 수 있는 모양(형상)의 이상 상태를 신속/정확하게 식별/선별할 수 있으며, 이미지 처리 기술의 사용으로 신속/정확하게 판별 가능하며, 기존의 기계적 또는 비객관적 판별이 아닌 친인간적으로 이미지를 확인하면서 판별할 수 있는 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a system for determining a fine grain quality and a method thereof, and more particularly, in determining a fine grain quality, an abnormal state of a shape (shape) that may affect quality as well as identification due to differences in color and brightness. A fine quality identification system and its quality that can be identified and selected quickly and accurately, can be quickly and accurately determined by using image processing technology, and can be identified by checking the image by humans rather than by conventional mechanical or non-objective determination. It is about a method.

오늘날 WTO(World Trade Organization) 체제하에서 쌀 시장 개방 확대에 의한 수입되는 미곡(양곡)의 물량이 증가하고 있어, 농업/농촌의 생계를 위협하고 있는 현실이다.Today, the amount of rice (grain) imported from the expansion of the rice market opening under the World Trade Organization (WTO) system is increasing, which threatens the livelihood of agriculture / farming.

이에 대응하여 미곡 산업의 경쟁력을 확보하기 위하여, 농업/농촌 종합 대책과 연계하여 농가 소득을 안정시킬 수 있는 쌀 산업 보완에 대한 대책이 마련되어 추진되어야 한다.In response to this, in order to secure the competitiveness of the rice crop industry, measures should be taken to promote the supplementation of the rice industry to stabilize farm incomes in connection with the agricultural / farmland comprehensive measures.

이에 따라 미곡의 품질 경쟁력을 강화시키기 위한 대책으로 제안된 것이 브 랜드 육성 계획으로, 농림부, 농가 단체, 농협 및 미곡 종합 처리장(RPC : rice process complex) 등이 고품질의 쌀 브랜드를 육성하고, 품종 및 재배 방법 등을 차별화를 통해 쌀 브랜드를 정립한 이후에 우수한 브랜드 경영체에 시설 보완 및 운영 자금을 지원하는 계획안이다.Accordingly, a plan to promote rice's quality competitiveness has been proposed as a brand development plan.The Ministry of Agriculture, Farming Organizations, Nonghyup and Rice Process Complex (RPC) will develop high-quality rice brands, varieties and After establishing the rice brand by differentiating the cultivation method, the plan is to support the facility management and funding for the excellent brand management body.

이러한, 쌀 브랜드가 소비자에게 신뢰를 획득하면, 시장에서 기존의 미곡과 차별화될 수 있으므로, 농가의 수입을 안정화시킬 수 있을 뿐만 아니라 농업/농촌에서 생산되는 미곡을 국내에서 소모시킬 수 있다.Such a rice brand can be differentiated from the existing rice in the market, if the consumer's trust is obtained, not only can stabilize the income of farmers, but can also consume the rice produced in agriculture / rural land in Korea.

쌀 브랜드를 육성하기 위해서는 브랜드 미곡의 품질 관리가 우선적으로 실행되어야 하며, 품질 관리를 위해서는 미곡의 품위 판정을 실시할 수 있는 품위 판별 시스템이 개발이 우선적으로 이루어져야 한다.In order to foster the rice brand, quality control of brand rice should be executed first, and for quality control, development of a quality discrimination system capable of judging the quality of rice should be made first.

과거에는 개개의 농가별로 생산된 벼를 수매할 때, 수매 대상 벼의 품위 판정, 즉 완전미와 불량미의 양을 정확하게 측정하여 벼 생산량 대비 쌀 생산량의 정도에 따라 그 수매 가격을 결정하여, 벼 생산자와 수매자간에 공정성을 부여하기 하였다. In the past, when purchasing rice produced by individual farmers, the price of rice to be purchased is accurately determined, that is, the amount of perfect and bad rice is accurately measured, and the purchase price is determined according to the degree of rice production to rice production. Impartiality between buyers and buyers.

이와 같은 벼의 품위 판정은 품위 판정이 정확치 않을 경우 수확 후의 관리 부실로 벼 생산량 당 쌀 생산량의 감소를 초래하는 것과 같은 문제를 초래하기 때문에 객관적이고도 정밀한 판정이 절실히 요구된다.Such determination of the quality of the rice requires an objective and accurate determination since it causes problems such as a decrease in rice production per rice yield due to poor management after harvesting if the determination of the quality of the rice is not accurate.

벼의 품위 판정은 농산물 검사관이 색대(태관 ; 가마니 섬 속에 든 곡식을 찔러서 빼보는 연장)를 사용하여 시료를 채취하여 육안, 수분 측정기, 제현 기구 등으로 양곡을 외관 품질 평가(수분함량, 용적중량, 도정도, 이물과 피해립 등) 등 급화(1,2 등의)를 하였다.To determine the quality of rice, the agricultural inspector collects a sample by using a color band (Tae-gwan; an extension to stab and remove grains in the bale), and visually evaluates the grains with the naked eye, a moisture meter, and a weaving machine (moisture content, volume weight). , Degree, foreign matter and damage grains, etc.).

이처럼, 종래 벼 품위를 판정하는 작업에는 고급 인력(양곡 검사에 정통하고 경험이 많은 농산물 검사관)과, 많은 시간이 소요되며, 품위 판정 작업에 공정성과 객관성을 유지하기 어려움 문제점이 있었다.As described above, the work of determining the rice quality of the conventional rice has a problem that it takes a lot of time with a high-quality manpower (agricultural inspector who is well-versed in grain inspection) and difficult to maintain fairness and objectivity in the quality determination work.

이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 시료에 광을 조사하고, 반사 또는 투과되는 광량을 검출하여, 품위를 판정하는 장치가 개발되어 도입하였다.In order to solve such a problem, the apparatus which irradiates light to a sample, detects the quantity of light reflected or transmitted, and determines the grade was developed and introduced.

그러나, 기존의 품위 판정 장치는 외국 제품을 수입하여 그대로 국내에서 사용되고 있으므로, 외국과 국내의 환경 차이로 인해 발생되는 미곡의 곡립 크기 차이로 인해 품위 판정에 오류가 발생한다.However, since the existing class determination apparatus imports a foreign product and is used in Korea as it is, an error occurs in the class determination due to the difference in grain size of rice grains caused by the difference in the environment between foreign countries and domestic countries.

그리고, 쌀 브랜드는 민간 업체어서 운영되어야 하기 때문에 민간 업체에서 품질 관리 요원(농산물 검사관)을 채용할 수 있는 여건이 현실적으로 어렵다.In addition, since the rice brand must be operated as a private company, it is difficult to employ a quality control agent (agricultural inspector) in a private company.

또한, 기존의 품위 판정 장치는 미곡의 시료를 이송시키는 트레이(tray)에 홈(cavity)을 마련하여, 홈을 통해 시료가 이송되는 방식을 채택하고 있으므로, 외국과 국내의 환경 차이로 인해 발생되는 미곡의 미립 크기(낱알의 크기) 차이로 인해 오류가 발생하거나, 정확하게 품위를 판정할 수 없다.In addition, the existing quality determination device is provided with a groove (cavity) in the tray (tray) for transporting the sample of fine grain, and adopts a method of transferring the sample through the groove, which is caused by the difference in the environment between foreign and domestic An error occurs due to the difference in the grain size (grain size) of the grain, or the grade cannot be accurately determined.

그러므로, 국내 환경에 맞으면서 별도의 품질 관리 요원이 필요하지 않으며, 정확하게 품위를 판정할 수 있는 품위 판정 시스템의 개발이 절실히 필요하다.Therefore, there is no need for a separate quality control personnel to fit the domestic environment, and the development of a quality determination system capable of accurately determining the quality is urgently needed.

본 발명은 상술한 바와 같은 필요성을 충족시키기 위해 제안되는 것으로, 국내 환경에서 재배되는 미곡의 품위를 빠르고 정확하게 판정할 수 있는 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to meet the necessity as described above, and an object thereof is to provide a fine grain quality discriminating system and a method for quickly and accurately determining the grain quality of rice grains grown in a domestic environment.

그리고, 본 발명은 미립 품위를 판별할 때, 색상, 밝기의 차이에 의한 식별뿐만 아니라 품질에 영향을 줄 수 있는 모양(형상)의 이상 상태를 신속/정확하게 식별/선별할 수 있는 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention, when determining the fine particles, fine particle identification system that can quickly and accurately identify / select the abnormal state of the shape (shape) that may affect the quality as well as the identification by the difference in color and brightness And a method thereof.

또한, 본 발명은 이미지 처리 기술의 사용으로 신속/정확하게 판별 가능하며, 기존의 기계적 또는 비객관적 판별이 아닌 친인간적으로 관리 요원이 품위를 판별 처리할 수 있는 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.In addition, the present invention provides a fine grain quality discrimination system and method that can be quickly and accurately discriminated by the use of an image processing technology, and the management personnel can discriminate the quality of the human beings rather than the existing mechanical or non-objective discrimination. Its purpose is to.

본 발명의 일 측면에 따른 미립 품위 판별 시스템은, 품위를 판별할 시료를 투입하는 시료 투입구와, 상기 시료 투입구를 통해 투입되는 시료를 이송시키면서 상기 시료의 각 낱알을 분리시키는 시료 이송/분리부와, 상기 시료 이송/분리부에서 상기 낱알이 분리되는 시료로 광을 조사하는 광원부와, 상기 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 투과광 및 반사되는 반사광을 검출하는 광 검출부와, 상기 광 검출부로부터 검출되는 상기 투과광 및 반사광 량을 기반으로 상기 시료의 이미지를 획득하고, 상기 이미지를 처리하여 상기 시료의 품위를 판별하는 관리 시스템을 포함한다.Particle quality discrimination system according to an aspect of the present invention, a sample inlet for injecting a sample to determine the grade, and a sample transfer / separation unit for separating each grain of the sample while transferring the sample introduced through the sample inlet; And a light source unit for irradiating light to the sample from which the grain is separated in the sample transfer / separation unit, a light detector for detecting the transmitted light reflected from the light source unit and the reflected light reflected from the light source unit, and the light detector. And a management system that acquires an image of the sample based on the amount of transmitted light and reflected light, and processes the image to determine the quality of the sample.

상기 시료 이송/분리부는, 상기 투입되는 시료를 마주하는 상기 광원부 및 광 검출부 사이를 통과하면서 배출구로 이송시키는 시료 이송부와, 상기 시료 이송부를 통해 이송되는 상기 시료의 각 낱알이 상호 접촉하지 않도록 분리시키는 브러쉬와, 상기 브러쉬가 외주면에 부착 설치되며, 상기 브러쉬를 회전시키는 롤러와, 상기 롤러에 회전력을 제공하는 모터를 구비한다. The sample transfer / separator may be configured to separate the sample transfer unit for transferring to the discharge port while passing between the light source unit and the light detection unit facing the input sample, and to prevent each grain of the sample transferred through the sample transfer unit from contacting each other. A brush, the brush is attached to the outer peripheral surface, and a roller for rotating the brush, and a motor for providing a rotational force to the roller.

상기 미립 품위 판별 시스템에서 상기 브러쉬는 등속 또는 가/감속 회전 전진 운동을 하면서 상기 낱알을 분리시키고, 상기 시료 이송/분리부는, 상기 브러쉬의 전진 운동을 가이드하며, 상기 롤러의 양끝 측면에 위치하는 복수개의 가이드 레일을 더 구비한다.In the fine granularity determination system, the brush separates the grain while performing a constant velocity or acceleration / deceleration rotational forward movement, and the sample transfer / separation unit guides the forward movement of the brush and is located at both end sides of the roller. It further comprises two guide rails.

상기 브러쉬는, 이웃하는 브러쉬와의 끝단간 거리가 상기 낱알의 평균 길이 또는 평균 길이보다 소정 길이만큼 길게 설정되며, 이웃하는 브러쉬와 나란하게 배열되거나, 주위 브러쉬와의 끝단 형성 모양이 격자 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.The brush has a distance between the ends of neighboring brushes set to a predetermined length longer than the average length or the average length of the grains, arranged side by side with neighboring brushes, or the end forming shapes of surrounding brushes arranged in a lattice manner. Particle grade discrimination system, characterized in that.

상기 미립 품위 판별 시스템은, 상기 시료 이송/분리부로 구동 전원을 공급하면서 관리 요원의 입력에 따라 상기 모터의 구동을 제어하는 이송 제어부를 더 포함하고, 상기 광원부는, 상기 광원 검출부와 동일한 시료의 방향에서 광을 시료로 조사하는 제1 광원부와, 상기 광원부와 시료를 사이에 두고 마주하며, 상기 시료 방향으로 광을 조하는 제2 광원부로 구성된다.The fine grain discrimination system further includes a transfer control unit for controlling driving of the motor in response to an input of a management personnel while supplying driving power to the sample transfer / separation unit, wherein the light source unit is in the same direction as the light source detection unit. And a first light source unit for irradiating light with a sample, and a second light source unit facing each other with the light source unit and the sample therebetween and illuminating light in the direction of the sample.

상기 광 검출부는, 상기 제1 광원부로부터 조사되어 상기 시료에 반사되는 반사광 량 및 상기 제2 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 투과광 량을 검출한다.The light detector detects an amount of reflected light that is irradiated from the first light source and reflected on the sample and an amount of transmitted light that is irradiated from the second light source and transmitted through the sample.

상기 관리 시스템은, 상기 광원부 및 시료 이송/분리부의 구동 전원을 공급하는 전원부와, 관리 요원으로부터 입력 정보를 입력받는 입력부와, 디스플레이 화면을 출력하는 디스플레이부와, 상기 입력부를 통해 입력되는 입력 정보에 따라 광원부 및 시료 이송/분리부의 구동을 제어하는 주 제어부와, 상기 광 검출부로부터 수신되는 반사광 및 투과광 량을 기반으로 상기 시료의 각 낱알의 이미지를 획득하고, 상기 이미지를 기반으로 연산 처리하여 상기 시료의 품위를 판별하는 분석부를 포함한다.The management system includes a power supply unit for supplying driving power to the light source unit and the sample transfer / separation unit, an input unit for receiving input information from a management agent, a display unit for outputting a display screen, and input information input through the input unit. According to the main control unit for controlling the driving of the light source unit and the sample transport / separation unit, and based on the amount of reflected light and transmitted light received from the light detection unit to obtain an image of each grain of the sample, and the operation based on the image to process the sample It includes an analysis unit for determining the quality of the.

상기 분석부는, 상기 광 검출부로부터 수신되는 투과광을 그레이 레벨로 변환하고, 비등방석 확산 필터를 적용하고, 그레이 레벨의 이미지를 이진화 이미지로 변환한 이후에 이진 역변환하고, 각각의 낱알에 번호를 부여한 이후에 각 낱알의 형상 정보를 추출하여, 품위 판정 기준에 의거하여 품위를 판별한다.The analyzing unit converts the transmitted light received from the light detector into a gray level, applies an anisotropic diffusion filter, converts the gray level image into a binarized image, and converts the binary inverse, and then numbers each grain. The shape information of each grain is extracted, and the grade is discriminated based on the grade determination criteria.

상기 분석부는, 상기 이진 역변화된 이미지에서 해리스 코너 검출을 이용하여 코너 포인트가 서로 가장 밀접한 두 점을 기준으로 각 낱알을 구분해주고, 상기 낱알의 테두리에 생기는 브러드(blurd)한 값을 정리하여 테두리를 정리하고, 상기 시료의 각 낱알에 대한 투과광 및 반사광 이미지와, 각 낱알에 부여된 번호 정보 및 각 입계 값을 입력받고, 추출되는 상기 각 낱알의 위치 정보를 기반으로 각 낱알의 이미지를 저장하고, 각 낱알의 중심점 및 가로/세로의 길이를 산출하고, 각 낱알의 면적을 픽셀(pixel)단위로 산출하한 이후에 원형도를 산출하여 상기 형상 정보를 추출한다.The analysis unit distinguishes each grain based on two points where corner points are closest to each other by using Harris corner detection in the binary inversely transformed image, and arranges a blur value generated at the edge of the grain. And inputting the transmitted light and the reflected light image of each grain of the sample, the number information and each grain value assigned to each grain, and storing the image of each grain based on the extracted position information of each grain. After calculating the center point of each grain and the length of the horizontal / vertical, and calculating the area of each grain in pixel units, the circularity is calculated to extract the shape information.

상기 분석부는, 아래 수학식1을 이용하여 상기 원형도를 산출하며, 상기 낱알이 원형에 가까울 수록 1.0 값에 가까운 것을 특징으로 한다.The analysis unit calculates the circularity by using Equation 1 below, and the closer to the circle, the closer the value is to 1.0.

[수학식 1][Equation 1]

Figure 112008029467910-PAT00001
Figure 112008029467910-PAT00001

상기 미립 품위 판별 시스템에서 상기 광원부는, 상기 시료로 중 적외선 또는 근 적외선을 조사하며, 상기 광 검출부는, 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선의 파장을 검출한다.The light source unit irradiates medium infrared rays or near infrared rays to the sample in the particulate matter discrimination system, and the light detector detects wavelengths of the medium infrared rays or near infrared rays passing through the sample.

상기 관리 시스템은, 상기 광 검출부에거 검출되는 상기 중 적외선 또는 근 적외선의 파장에 의거하여 원자 스펙드럼을 검사하여 정성 및 정량을 분석한다.The management system analyzes qualitative and quantitatively by inspecting atomic spectra based on the wavelength of the medium or near infrared rays detected by the light detection unit.

본 발명이 다른 측면에 따른 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 시스템은, 중 적외선 또는 근 적외선을 시료로 조사하는 광원부와, 상기 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선을 검출하는 광 검출부와, 상기 광 검출부에서 검출되는 상기 중 적외선을 기반으로 정성 분석하고, 근 적외선을 기반으로 정량 분석하고, 정성 및 정량 수치를 보정/모델링하는 분석부를 포함한다.According to another aspect of the present invention, a quantitative analysis system of rice grains using a spectroscopic analysis method includes: a light source unit for irradiating medium or near infrared rays with a sample, and a medium or near infrared ray irradiated from the light source unit and passing through the sample; And a light detector and a analyzer for qualitative analysis based on the middle infrared rays detected by the light detector, quantitative analysis based on near infrared rays, and correcting / modeling qualitative and quantitative values.

본 발명의 또 다른 측면에 따른 미립 품위 판별 방법은, 미림 품위 판별 시스템에 시료를 투입하는 단계와, 상기 투입되는 시료에 광을 조사하는 단계와, 상 기 시료를 투과하는 투과광 및 반사되는 반사광을 검출하는 단계와, 상기 투과광 및 반사광을 기반으로 이미지의 형상 정보를 획득하는 단계와, 상기 이미지를 기반으로 상기 시료의 품위를 판별하는 단계를 포함한다.According to still another aspect of the present invention, there is provided a method for determining a particulate quality, comprising: injecting a sample into a mirin quality determination system, irradiating light to the injected sample, and transmitting and reflecting reflected light through the sample. Detecting, obtaining shape information of an image based on the transmitted light and reflected light, and determining the quality of the sample based on the image.

상기 이미지를 형상 정보를 단계는, 상기 반사광 량 및 투과광 량을 기반으로 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계와, 상기 투과광을 그레이 레벨로 변환하고, 비등방석 확산 필터를 적용하는 전처리 단계와, 상기 그레이 레벨의 이미지를 이진화 이미지로 변환하는 영역 분할 단계와, 상기 이진화 이미지에서 영역 분할된 배경과 낱알을 상호 치환하는 이진 역변환 단계와, 상기 각 낱알에 번호를 부여하는 라벨링 단계와, 상기 각 낱알의 형상 정보를 추출하는 형상 정보 추출 단계를 포함한다.The shape information of the image may include: an image acquiring step of acquiring an image based on the amount of reflected light and the amount of transmitted light, a preprocessing step of converting the transmitted light into a gray level, and applying an anisotropic diffusion filter; A segmentation step of converting an image of the image into a binarization image, a binary inverse transformation step of interchanging a background and a grain divided in the binarization image, a labeling step of numbering each grain, and shape information of each grain Shape information extraction step of extracting.

상기 미립 품위 판별 방법은, 해리스 코너 검출을 이용하여 코너 포인트가 서로 가장 밀접한 두 점을 기준으로 각 낱알을 구분해주는 에지 분할 단계와, 상기 각 낱알의 이미지 테두리에 발생되는 브러드(blurd)한 값을 정리하는 테두리 정리 단계를 더 포함한다.The granularity discrimination method includes an edge division step of distinguishing each grain based on two points where corner points are closest to each other by using Harris corner detection, and a blurring value generated at an image border of each grain. It further includes a border cleanup step to clean up.

상기 형상 정보 추출 단계는, 상기 각 낱알에 대한 투과광 및 반사광 이미지와, 각 낱알에 부여된 번호 정보 및 각 입계 값을 입력받는 단계와, 상기 각 낱알의 번호별 위치 정보를 추출하는 단계와, 상기 각 낱알의 작 및 끝 위치를 기반으로 하나의 이미지로 저장하는 단계와, 각 낱알의 중심점 및 가로/세로의 길이를 산출하는 단계와, 상기 각 낱알의 면적을 픽셀(pixel) 단위로 산출하는 단계와, 상기 각 낱알의 외곽선의 길이를 기반으로 둘레 길이를 산출하는 단계와, 상기 각 낱알 의 원형도를 산출하는 단계를 포함한다.The extracting of the shape information comprises: receiving transmitted and reflected light images for each grain, number information assigned to each grain and each grain boundary value; extracting position information for each grain number; Storing each grain as an image based on the work position and end position of each grain, calculating the center point of each grain and the length of the horizontal / vertical length, and calculating the area of each grain in pixel units. And calculating a circumferential length based on the length of the outline of each grain, and calculating the circularity of each grain.

상기 광을 조사하는 단계는, 상기 광을 검출하는 광 검출부와 동일한 시료의 방향에서 제1 광을 조사하여 반사광을 발생시키고, 상기 광 검출부와 시료를 사이에 두고 마주하야 제2 광을 발생시켜 상기 투과광을 발생시키는 것을 특징으로 한다.The irradiating of the light may include generating reflected light by irradiating first light in the same direction as the light detector that detects the light, and generating second light to face the light detector and the sample therebetween. It is characterized by generating the transmitted light.

상기 미립 품위 판별 방법은, 중 적외선 또는 근 적외선을 상기 시료료 조사하는 단계와, 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선을 검출하는 단계와, 상기 중 적외선을 기반으로 정성 분석하는 단계와, 상기 근 적외선을 기반으로 정량 분석하는 단계와, 상기 정성 및 정량 분석 결과의 수치를 보정/모델링하는 단계를 더 포함한다.The method of determining the fine grain quality, the step of irradiating the sample material with medium or near infrared rays, the step of detecting the medium or near infrared light passing through the sample, qualitative analysis based on the medium infrared rays, Quantitatively analyzing based on the near infrared ray, and correcting / modeling the numerical value of the qualitative and quantitative analysis results.

상술한 바와 같은 본 발명에 따르면, 미립 품위를 판별할 때, 색상, 밝기의 차이에 의한 식별뿐만 아니라 품질에 영향을 줄 수 있는 모양(형상)의 이상 상태를 신속/정확하게 식별/선별할 수있다.According to the present invention as described above, it is possible to quickly and accurately identify / select the abnormal state of the shape (shape) that may affect the quality as well as the identification by the difference in color and brightness when determining the particulate quality. .

그리고, 본 발명에 따르면, 이미지 처리 기술의 사용으로 신속/정확하게 판별 가능하며, 기존의 기계적 또는 비객관적 판별이 아닌 친인간적, 즉, 관리 요원이 처리되는 이미지를 확인하면서 판별 처리할 수 있다.In addition, according to the present invention, the image processing technology can be used to quickly and accurately discriminate, and the identification process can be performed while the human being, that is, the management personnel, checks the processed image rather than the existing mechanical or non-objective determination.

또한, 본 발명에 따르면, 평균, 최소, 최대, 표준 편자, 빈도수과 같은 다양한 데이터 분석 기법 적용할 수 있다.In addition, according to the present invention, various data analysis techniques such as average, minimum, maximum, standard horseshoe, and frequency can be applied.

따라서, 소비자측에서는 미곡 품질에 대하여 신뢰할 수 있으며, 생산자측에 서는 품질 관리에 많은 인력 및 비용이 소모되지 않으면서 품질을 관리할 수 있기 때문에 고부가 가치를 실현할 수 있으며, 관리 요원은 간단/용이하고, 신속/정확하게 품위를 판별할 수 있다.Therefore, consumers can be trusted for the quality of rice, and producers can manage the quality without consuming much manpower and cost for quality control, so that high added value can be realized, and management personnel are simple / easy, Grade can be determined quickly and accurately.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미립 품위 판별 시스템 및 그 방법을 첨부 도면을 참조하여 상세 설명하며, 본 발명의 주된 기술 요지를 흐리거나, 주지된 기술 내용에 대한 상세 설명은 생략한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a fine grain quality discriminating system and a method thereof according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

이하 본 발명의 상세한 설명에서는 일례를 들어, 미곡(쌀)의 품위 판별하는 경우에 대하여 설명하나, 기타 양곡(벼), 양곡류(보리, 밀, 옥수수 등), 특용 작물(참깨, 들깨 등)의 품위를 판별하는 경우도 이와 동일하게 적용될 수 있다.In the following detailed description of the present invention, for example, a case of determining the quality of rice (rice) is described, but other grains (rice), grains (barley, wheat, corn, etc.), special crops (sesame, perilla, etc.) The same applies to the case of determining the elegance of.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미립 품위 판별 시스템을 설명하기 위한 블록 도면이다.1 is a block diagram illustrating a granular product discrimination system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템(100)은, 시료 투입부(110), 광원부(140), 광 제어부(150), 시료 이송/분리부(120), 이송 제어부(130), 광 검출부(160), 관리 시스템(170)을 포함한다.Referring to FIG. 1, the particulate grade determination system 100 according to the present invention includes a sample input unit 110, a light source unit 140, a light control unit 150, a sample transfer / separation unit 120, and a transfer control unit 130. ), The light detector 160, and the management system 170.

시료 투입부(110)는 미립의 품위를 판별/관리하는 관리 요원이 시료를 투입구(미도시)로 투입하면, 시료 이송/분리부(120)로 전달(방출)한다.The sample input unit 110 transmits (discharges) the sample transfer / separation unit 120 when a management agent who determines / manages the quality of the fine particles puts the sample into the input port (not shown).

시료 이송/분리부(120)는 시료 투입부(110)를 통해 전달되는 시료를 이송시키면서 각 시료(낱알(kernel))를 분리시킨다. 즉, 시료 이송/분리부(120)는 낱알(도 4의 k)이 접촉하지 않고, 뿔뿔이 흩어지도록 분리한다.The sample transfer / separator 120 separates each sample (kernel) while transferring a sample delivered through the sample input unit 110. That is, the sample transfer / separation unit 120 separates the grains (k of FIG. 4) so that they do not come into contact with each other.

이송 제어부(130)는 시료 이송/분리부(120)로 구동 전원을 공급하고, 시료의 이송을 제어한다.The transfer control unit 130 supplies driving power to the sample transfer / separation unit 120 and controls the transfer of the sample.

시료 이송/분리부(120) 및 이송 제어부(130)에 대한 상세 설명은 후술하기로 한다.Details of the sample transfer / separator 120 and the transfer control unit 130 will be described later.

광원부(140)는 LED(light-emitting diode) 등과 같은 발광 소자로 구현될 수 있으며, 전원이 공급되면, 광을 시료 방향으로 조사한다.The light source unit 140 may be implemented as a light emitting device such as a light emitting diode (LED). When the power is supplied, the light source unit 140 irradiates light toward the sample.

광 제어부(150)는 광원부(140)로 구동 전원을 공급하고, 구동 전원의 공급을 제어하여, 광원부(140)를 ON/OFF를 제어한다.The light control unit 150 supplies driving power to the light source unit 140, controls the supply of the driving power, and controls ON / OFF of the light source unit 140.

광 검출부(160)는 카메라와 같이 광을 검출할 수 있는 수단으로 구현될 수 있으며, 광원부(140)로부터 조사되는 광이 시료를 투과하는 투과광 및 시료에 의해 반사되는 반사광을 검출(측정)한다. 광 검출부(160)는 검출되는 투과광 량 및 반사광 량을 관리 시스템(170)으로 전송한다.The light detector 160 may be implemented as a means for detecting light, such as a camera. The light detector 160 detects (measures) the light transmitted from the light source unit 140 and the reflected light reflected by the sample. The light detector 160 transmits the detected amount of transmitted light and the amount of reflected light to the management system 170.

관리 시스템(170)은 관리 요원의 입력에 따라 광 제어부(150)를 통해 광원부(140)의 발광을 제어하고, 이송 제어부(130)를 통해 시료 이송/분리부(120)를 제어한다.The management system 170 controls the light emission of the light source unit 140 through the light control unit 150 according to the input of the management personnel, and controls the sample transfer / separation unit 120 through the transfer control unit 130.

그리고, 관리 시스템(170)은 광 검출부(160)로부터 수신되는 투과광 량 및 반사광 량을 기반으로 해당 미립 품위를 판정한다.In addition, the management system 170 determines a corresponding particulate quality based on the amount of transmitted light and the amount of reflected light received from the light detector 160.

도 2는 본 발명에 따른 시료 이송/분리부를 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining a sample transfer / separation unit according to the present invention.

도 2를 참조하면, 시료 이송/분리부(120)는 시료 투입부(110)에서 방출되는 시료가 안착되면, 안착되는 시료를 광원부(140) 및 광 검출부(160) 사이를 통과하 도록 이동시키는 시료 이송부(121)와, 이송 제어부(130)로부터 제공되는 구동 전원에 의해 회전력을 발생시키는 모터(motor)(122)와, 모터(122)로부터 제공되는 회전력에 의해 회전하는 롤러(123)와, 롤러(123)의 외주면에 부착 설치되어, 각 시료가 접촉하지 않도록 분리시키는 다수개의 브러쉬(124)를 포함한다.Referring to FIG. 2, when the sample discharged from the sample input unit 110 is seated, the sample transfer / separation unit 120 moves the sample to be passed between the light source unit 140 and the light detection unit 160. A sample feeder 121, a motor 122 that generates rotational force by the drive power provided from the transfer control unit 130, a roller 123 that rotates by the rotational force provided from the motor 122, It is attached to the outer circumferential surface of the roller 123, and includes a plurality of brushes 124 to separate each sample so as not to contact.

시료 이송부(121)는 컨베이어(conveyor) 방식으로 구현될 수 있으며, 상부에 안착되는 시료를 광원부(140) 및 광 검출부(160)를 통과하면서 별도로 마련되는 시료 배출구(미도시)로 이송되도록 한다. 그리고, 시료 이송부(121)의 상부에 마련되어 시료가 안착되는 안착대(126)는 투명 재질로 구현되어 광원부(140)로부터 조사되는 광이 시료를 투과되도록 하는 것이 바람직하다.The sample transfer unit 121 may be embodied in a conveyor manner, and the sample transfer unit 121 may be transferred to a sample discharge port (not shown) separately provided while passing through the light source unit 140 and the light detector 160. In addition, the seating table 126 provided on the sample transfer part 121 is mounted with a sample is preferably made of a transparent material so that the light irradiated from the light source unit 140 is transmitted through the sample.

이송 제어부(130)는 모터(122)로 구동 전원을 제공하는 제1 전원 제공부(131)와, 모터(122)의 회전력 및 시료 이송부(121)의 시료 이송을 제어하는 제1 제어부(132)를 포함한다. The transfer control unit 130 may include a first power supply unit 131 for providing driving power to the motor 122, and a first control unit 132 for controlling rotational force of the motor 122 and sample transfer of the sample transfer unit 121. It includes.

이송 제어부(130)는 관리 시스템(170)의 이송 제어에 따라 시료 이송부(121)가 안착되는 시료를 이송시키고, 모터(122)에 구동 전원을 공급하여 롤러(123)로 회전력을 제공하도록 하거나, 시료 이송부(121) 및 모터(122)의 구동을 중단시킨다.The transfer control unit 130 transfers the sample on which the sample transfer unit 121 is seated according to the transfer control of the management system 170, and supplies driving power to the motor 122 to provide rotational force to the roller 123, or The driving of the sample transfer unit 121 and the motor 122 is stopped.

즉, 이송 제어부(130)는 관리 요원의 입력에 따라 미립의 품위 판정 작업시에는 모터(122) 및 시료 이송부(121)를 구동시키고, 품위 판정 작업이 완료되면, 모터(122) 및 시료 이송부(121)의 구동을 중단시킨다.That is, the transfer control unit 130 drives the motor 122 and the sample transfer unit 121 during the fine grade determination operation according to the input of the management personnel, and when the grade determination operation is completed, the motor 122 and the sample transfer unit ( 121) is stopped.

즉 브러쉬(124)의 등속 또는 가/감속 회전 전진 운동은 이송 제어부(130)가 모터(122)의 회전력을 제어함에 의해 제어되고, 브러쉬(124)의 가이드 역할은 브러쉬(124)의 양측면, 즉 롤러(123)의 양끝단측에 위치하는 한쌍의 가이드 레일(125)이 처리한다.That is, the constant velocity or acceleration / deceleration rotational forward movement of the brush 124 is controlled by the feed control unit 130 controlling the rotational force of the motor 122, and the guide role of the brush 124 is the two sides of the brush 124, that is, A pair of guide rails 125 located at both end sides of the roller 123 processes.

도 3은 본 발명에 따른 시료 이송부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 시료 이송의 상부 양측면에 위치하는 한쌍의 가이드 레일(125)이 롤러(123)의 직선 운동, 즉 브러쉬(124)의 직선 운동을 가이드한다. 3 is a view for explaining the sample transfer unit according to the present invention in more detail, as shown in Figure 3, a pair of guide rails 125 located on both sides of the upper portion of the sample transfer linear movement of the roller 123 That is, the linear motion of the brush 124 is guided.

그리고, 브러쉬(124)의 등속 또는 가/감속 회전은 투입되는 시료 량 및 시료의 종류에 따라 결정될 수 있으며, 관리 요원이 실험적으로 안정적인 속도 및 가속도를 도출할 수 있다.In addition, the constant speed or acceleration / deceleration rotation of the brush 124 may be determined according to the amount of sample and the type of sample to be injected, and the management personnel may experimentally derive a stable speed and acceleration.

이송 제어부(130)의 제1 제어부(132)는 관리 시스템(170)으로부터 수신되는 모터(122) 제어 신호에 따라 모터(122)에 공급되는 구동 전원을 공급/중단하여 ON/OFF 제어하고, 모터(122)의 회전력을 PID(비례, 적분 및 미분) 제어하여 브러쉬(124)의 등속 또는 가/감속 회전 전진 운동을 제어한다. The first control unit 132 of the transfer control unit 130 controls the ON / OFF by supplying / stopping the driving power supplied to the motor 122 according to the motor 122 control signal received from the management system 170, PID (proportional, integral and differential) control of the rotational force of 122 controls the constant velocity or acceleration / deceleration rotational forward motion of the brush 124.

그리고, 롤러(123)의 외주면에 부착 설치되는 각 브러쉬(124)는 롤러(123)가 회전함에 의해 시료 이송부(121)의 안착대(126) 상에 안착된 시료, 즉 낱알(k)이 접촉하지 않도록 분리시킨다.In addition, each brush 124 attached to the outer circumferential surface of the roller 123 is contacted with a sample, ie, a grain k, seated on the seat 126 of the sample transfer part 121 by the rotation of the roller 123. Do not separate it.

그러므로, 기존의 트레이(안착대(126))에 홈을 구비하는 방식이 아니라, 브러쉬(124)를 통해 시료의 각 낱알(k)을 분리하므로, 시료의 낱알(k) 크기의 차이로 인해 품위 판별의 오류가 미연에 방지할 수 있으며, 보다 정확하게 품위를 판별할 수 있다.Therefore, rather than providing a groove in the conventional tray (mounting table 126), since each grain (k) of the sample is separated through the brush 124, due to the difference in the grain size (k) of the sample The error of the discrimination can be prevented in advance, and the grade can be discriminated more accurately.

도 4는 본 발명에 따른 시료 이송/분리부가 시료를 분리시키는 방식을 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining a method for separating the sample transport / separation unit according to the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 안착대(126)에 안착되는 시료는 시료 투입부(110)에서 단위 묶음으로 투입될 수 있으므로, 시료, 즉 낱알(k)이 뭉치게 된다. 이와 같이 낱알(k)이 뭉치게 되면, 광의 투과 및 반사가 각 낱알(k)별로 정확하게 이루어지지 않기 때문에 각 낱알(k)이 접촉되지 않도록 분리시켜야 한다.As shown in FIG. 4, the sample seated on the seating table 126 may be introduced in a unit bundle from the sample input unit 110, so that the sample, that is, the grain k, is bundled. In this way, when the grains k are aggregated, each grain k should be separated from each other so that the grains k do not come into contact with each other because the transmission and reflection of light are not precisely performed for each grain k.

따라서, 롤러(123)의 외주면에 부착 설치되는 브러쉬(124)는 롤러(123)가 회전함에 의해 각 낱알(k)이 접촉하지 않도록 분리시킨다. 이때, 이웃하는 브러쉬(124)의 끝단간 거리(a)는 해당 낱알(k)의 평균 길이 또는 평균 길이보다 소정 길이만큼 길게 설정하여, 브러쉬(124) 사이에 하나의 낱알(k)만이 수용되어 각각의 낱알(k)이 분리되도록 하는 것이 바람직하다.Therefore, the brush 124 attached to the outer circumferential surface of the roller 123 is separated so that the grains k do not come into contact with each other by the rotation of the roller 123. At this time, the distance (a) between the ends of the neighboring brush 124 is set longer than the average length or the average length of the corresponding grain (k), and only one grain (k) is accommodated between the brushes (124) It is desirable to allow each grain k to be separated.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시료 이송/분리부의 브러쉬 배열을 설명하기 위한 도면이다.5A and 5B are views for explaining a brush arrangement of a sample transfer / separator according to a preferred embodiment of the present invention.

도 5a 및 도 5b는 설명의 편의상 롤러(123) 외주면에 부착 설치되는 브러쉬(124)를 평면상에 펼쳐진 상태를 도시한 것으로, 도 5a와 같이 각 브러쉬(124)의 끝단간 거리(a)가 일정하며, 각 브러쉬(124)가 나란하게 배열될 수 있다.5A and 5B illustrate a state in which the brush 124 attached to the outer circumferential surface of the roller 123 is unfolded on a flat surface for convenience of description, and as shown in FIG. 5A, the distance a between the ends of the brushes 124 is Constant, each brush 124 may be arranged side by side.

또한, 도 5b와 같이, 브러쉬(124)가 일자 형태가 아닌 조각 형태로 구현되며, 격자 방식으로 배열되어, 전/후 및 좌/우로 이웃하는 브러쉬(124) 사이에 시료의 낱알(k)이 수렴되도록 할 수 있다.In addition, as shown in Figure 5b, the brush 124 is implemented in the form of a piece rather than a date, arranged in a lattice manner, the grain (k) of the sample between the neighboring brush 124 before / after and left / right Can be converged.

이때, 브러쉬(124)의 끝단간 거리(a)는 국내산 미곡의 낱알(k) 평균 크기로 설정하는 것이 바람직하다.At this time, the distance (a) between the ends of the brush 124 is preferably set to the average size of the grain (k) of domestic rice.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원부 및 광 검출부를 설명하기 위한 도면이다.6 is a view for explaining a light source unit and a light detector according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6을 참조하면, 안착대(126)에 안착되어 브러쉬(124)에 의해 분리된 각 시료의 낱알(k)에 마주하는 제1 광원부(140-1) 및 제2 광원부(140-2)가 광을 조사한다.Referring to FIG. 6, the first light source unit 140-1 and the second light source unit 140-2, which are seated on the mounting table 126 and face the grain k of each sample separated by the brush 124, Irradiate light.

그리고, 광 검출부(160)는 광학 측정계로 구현될 수 있으며, 제1 광원부(140-1)로부터 조사되는 광이 시료에 의해 반사되는 반사광을 검출하고, 제2 광원부(140-2)로부터 조사되어 시료를 투과하는 투과광을 검출하여, 반사광 량 및 투과광 량을 관리 시스템(170)으로 전송한다. 이때, 제1 광원부(140-1) 및 제2 광원부(140-2)는 파장이 서로 다른 광을 조사하여, 광 검출부(160)가 반사광 및 투과광을 구분할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the light detector 160 may be implemented as an optical measuring system. The light detector 160 detects the reflected light reflected by the sample from the light emitted from the first light source 140-1 and is irradiated from the second light source 140-2. The transmitted light passing through the sample is detected, and the amount of reflected light and the amount of transmitted light are transmitted to the management system 170. In this case, the first light source unit 140-1 and the second light source unit 140-2 may irradiate light having different wavelengths, so that the light detector 160 may distinguish the reflected light and the transmitted light.

도 7a 및 도 7b는 반사광 및 투과광을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면이다.7A and 7B are diagrams for describing a method of detecting reflected light and transmitted light.

도 7a에 도시된 것과 같이, 제1 광원부(140-1)가 광 검출부(160)과 동일한 시료의 방향에서 광을 시료로 조사하면, 시료는 조사되는 광을 반사시키며, 광 검출부(160)는 시료의 낱알(k)에 의해 반사되는 광을 검출한다.As shown in FIG. 7A, when the first light source unit 140-1 irradiates the sample with light in the same direction as the light detector 160, the sample reflects the irradiated light, and the light detector 160 The light reflected by the grain k of the sample is detected.

그리고, 도 7b에 도시된 것과 같이 제2 광원부(140-2)가 광 검출부(160)과 서로 다른 시료의 방향에서 관을 시료로 조사하면, 시료는 투과도에 따라 광을 투 과시키고, 광 검출부(160)는 시료의 낱알(k)을 통해 투과하는 투과광을 검출한다.As shown in FIG. 7B, when the second light source unit 140-2 irradiates the tube with the sample in the direction of the sample different from the light detector 160, the sample transmits light according to the transmittance and the light detector 160 detects the transmitted light transmitted through the grain (k) of the sample.

광 제어부(150)는 제1 광원부(140-1) 및 제2 광원부(140-2)로 구동 전원을 공급하는 구동 전원 제공부(151) 및 제2 제어부(152)를 포함하며, 제2 제어부(152)는 관리 시스템(170)으로부터 수신되는 광 제어 신호에 따라 제1 광원부(140-1) 및 제2 광원부(140-2)로 인가되는 구동 전원을 공급/중단시킨다.The light control unit 150 includes a driving power supply unit 151 and a second control unit 152 for supplying driving power to the first light source unit 140-1 and the second light source unit 140-2. 152 supplies / stops the driving power applied to the first light source unit 140-1 and the second light source unit 140-2 according to the light control signal received from the management system 170.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관리 시스템을 설명하기 위한 블록 도면이다.8 is a block diagram illustrating a management system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 관리 시스템(170)은 이송 제어부(130) 및 광 제어부(150)를 통해 구동 전원을 시료 이송/분리부(120) 및 광원부(140)로 제공하는 전원부(173)와, 관리 요원으로부터 정보가 입력되는 입력부(171)와, 디스플레이 화면을 출력하는 디스플레이부(172)와, 입력부(171)를 통해 입력되는 입력 정보에 따라 광 제어부(150)로 광 제어 신호를 전송하면서 이송 제어부(130)로 모터(122) 제어 신호를 전송하고, 미립 품위 판별 시스템(100)의 전체적으로 동작을 제어하는 주 제어부(174)와, 광 검출부(160)로부터 수신되는 반사광 및 투과광의 광량에 따라 미립 품위를 판별하기 위한 분석 작업을 처리하는 분석부(175)를 포함한다.Referring to FIG. 8, the management system 170 according to the present invention includes a power supply unit that provides driving power to the sample transfer / separation unit 120 and the light source unit 140 through the transfer control unit 130 and the light control unit 150. 173, the light control signal to the light control unit 150 according to the input unit 171 for inputting information from the management personnel, the display unit 172 for outputting the display screen, and the input information input through the input unit 171. The main control unit 174 which transmits the control signal of the motor 122 to the transfer control unit 130 and controls the overall operation of the fine grain discrimination system 100, and the reflected light and the transmitted light received from the light detection unit 160. It includes an analysis unit 175 for processing an analysis operation for determining the fine quality according to the amount of light.

주 제어부(174)는 관리 요원이 입력부(171)를 통해 작업 시작을 입력하면, 이송 제어부(130)로 모터(122) 온 제어 신호를 전송하고, 광 제어부(150)로 광 온 제어 신호를 전송하여 품위 판별 작업이 개시되도록 하고, 작업 종료 또는 작업 중단을 입력하면, 이동 제어부로 모터(122) 오프 제어 신호를 전송하고, 광 제어 부(150)로 광 오프 제어 신호를 전송하여 품위 판별 작업이 종료 또는 중단되도록 한다.The main control unit 174 transmits a motor 122 control signal to the transfer control unit 130 and transmits a light on control signal to the light control unit 150 when the management agent inputs a start of work through the input unit 171. When the work of determining the quality is started, and when the work is finished or the work is interrupted, the motor 122 control signal is transmitted to the movement controller, and the light control signal is transmitted to the light controller 150 to perform the work of quality determination. Allow it to end or stop.

입력부(171)는 다수의 키를 구비하는 키패드 또는 터치 스크린 방식으로 구현될 수 있으며, 관리 요원으로부터 입력되는 입력 정보를 주 제어부(174)로 전송한다.The input unit 171 may be implemented as a keypad or a touch screen method having a plurality of keys, and transmits input information input from a management personnel to the main control unit 174.

분석부(175)는 광 검출부(160)로부터 수신되는 반사광 량 및 투과광 량을 기반으로 시료의 품위를 분석/판별한다.The analyzer 175 analyzes / determines the quality of the sample based on the amount of reflected light and the amount of transmitted light received from the light detector 160.

이하 분석부(175)가 시료(낱알(k))의 분석하는 방식을 도 9a 내지 도 9h를 참조하여, 구체적으로 설명한다.Hereinafter, a method of analyzing the sample (k) by the analyzing unit 175 will be described in detail with reference to FIGS. 9A to 9H.

도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 분석부가 시료를 분석하는 과정에 따른 이미지를 도시한 도면이고, 도 10은 본 발명에 따른 시료를 분석하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트이다.9A to 9H are views illustrating an image according to a process of analyzing a sample by an analysis unit according to a preferred embodiment of the present invention, and FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of analyzing a sample according to the present invention.

관리 시스템(170)의 분석부(175)는 광 검출부(160)로부터 수신되는 반사광 량 및 투과광 량을 기반으로 이미지를 획득하는 이미지 획득 과정을 수행한다(S 100).The analysis unit 175 of the management system 170 performs an image acquisition process of acquiring an image based on the amount of reflected light and the amount of transmitted light received from the light detector 160 (S 100).

그리고, 분석부(175)는 광 검출부(160)로부터 수신되는 투과광을 그레이 레벨로 변환하여 도 9a와 같은 이미지를 획득하고, 비등방석 확산 필터를 적용하여 도 9b와 같은 이미지를 획득하는 전처리 과정을 수행한다(S 110).한다. 이때, 비등방석 확산 필터는 다수, 예컨대 5회를 적용할 수 있다.The analyzer 175 converts the transmitted light received from the light detector 160 into a gray level to obtain an image as shown in FIG. 9A, and applies a anisotropic diffusion filter to obtain an image as shown in FIG. 9B. Perform (S 110). At this time, the boiling cushion diffusion filter may be applied a plurality of times, for example five times.

분석부(175)는 도 9b와 같이 획득된 그레이 레벨의 이미지로부터 도 9c와 같 은 이진화 이미지를 획득하는 영역 분할 과정을 수행한다(S 120). 이때, 분석부(175)는 그레이 레벨에 이진화 임계 값을 반영하여 이진화 이미지를 획득할 수 있으며, 이진화 임계 값은 모드법에 의거 결정할 수 있다.The analyzer 175 performs an area segmentation process of obtaining a binarized image as illustrated in FIG. 9C from the gray level image obtained as illustrated in FIG. 9B (S120). In this case, the analyzer 175 may acquire the binarization image by reflecting the binarization threshold value in the gray level, and the binarization threshold value may be determined based on the mode method.

그리고, 분석부(175)는 도 9c의 이진화 이미지에서 영역 분할된 시료의 낱알(k)이 0 값(흑색)이고, 배경이 255 값(백색)을 가지므로, 이를 서로 치환하여 낱알(k)이 백색으로 표현되도록 이진 역변환 과정을 수행한다(S 130).In addition, the analysis unit 175 has a zero value (black) of the sample divided in the binarization image of FIG. 9C and a background value of 255 (white). A binary inverse transformation process is performed to represent the white color (S 130).

한편, 분석부(175)는 시료 이송/분리부(120)의 브러쉬(124)에 의해 기계적으로 분리된 각 낱알(k) 중 일부가 접촉하는 경우가 있을 수 있으므로, 접촉된 낱알(k), 즉 붙어 있는 낱알(k)을 구분한다. 이때, 분석부(175)는 해리스 코너 검출을 이용하여 코너 포인트가 서로 가장 밀접한 두 점을 기준으로 각 낱알(k)을 구분해주는 에지 분할 과정을 수행한다(S 140).On the other hand, the analysis unit 175 may be in contact with some of each grain (k) mechanically separated by the brush 124 of the sample transfer / separation unit 120, the contacted grain (k), That is, it distinguishes the attached grains (k). At this time, the analysis unit 175 performs an edge division process for distinguishing each grain k based on two points where corner points are closest to each other using Harris corner detection (S 140).

그리고, 분석부(175)는 인접한 이미지간 간섭이나, 상기 전처리 과정(S 110)에서 발생되는 테두리의 쓰레기 값, 즉 낱알(k)의 테두리에 생기는 브러드(blurd)한 값을 정리하는 테두리 정리 과정을 수행한다(S 150), And, the analysis unit 175 cleans up the edges to clean up the interference value between the adjacent images, the garbage value of the edge generated in the preprocessing process (S 110), that is, the blurry value generated at the edge of the grain (k). Perform the process (S 150),

분석부(175)는 연산을 간소화하기 위해 테두리 정리 과정에서 선명해진 낱알(k)의 이미지에서 각각의 낱알(k)에 번호를 부여하는 라벨링 과정을 수행한다(S 160).The analysis unit 175 performs a labeling process of assigning a number to each grain (k) in the image of the grain (k) sharpened in the edge cleanup process (S 160).

그리고, 분석부(175)는 각 낱알(k)의 형상 정보를 추출하는 형상 정보 추출 과정을 수행한다(S 170).Then, the analysis unit 175 performs a shape information extraction process for extracting the shape information of each grain (k) (S 170).

도 11은 본 발명에 따른 형상 정보 추출 과정을 설명하기 위한 플로챠트이 다.11 is a flowchart for explaining a shape information extraction process according to the present invention.

도 11을 참조하면, 분석부(175)는 도 9g와 같이 각 낱알(k)에 대한 투과광 및 반사광 이미지와, 각 낱알(k)에 부여된 번호 정보 및 각 입계 값을 입력받아 설정한다(S 171).Referring to FIG. 11, the analyzer 175 receives and sets transmitted and reflected light images for each grain k, number information assigned to each grain k, and each grain boundary value as shown in FIG. 9G (S). 171).

다음 표 1은 본 발명에 적용되는 각 임계 값을 설명하기 위한 것이다.Table 1 below is for explaining each threshold applied to the present invention.

임계 값 종류Threshold Type 설명Explanation 1One 낱알(k)의 실제 평균 길이(mm)Actual average length of grain (k) (mm) 실제 시료의 낱알(k)을 크기를 측정하여 정의, 이미지에서 낱알(k)의 크기를 정의Define the size of the grain (k) of the actual sample, and define the size of the grain (k) in the image 22 낱알(k)의 실제 평균 길이(pixel)Actual average length of the grain (k) 낱알(k)의 이미지의 완전립 장축의 평균을 산출하여 실제 평균 길이(mm)와 비료하여 필셀당 실제 길이 산출Calculate the average length of the full grain long axis of the image of the grain (k) and fertilize with the actual average length (mm) to calculate the actual length per pill 33 낱알(k)의 평균 면적(pixel)Average area of grain (pixel) 완전립 면적을 pixel 단위로 산출, 싸라기 판별과 피해립의 피해 면적 비교에 사용Calculate the complete grain area in pixels, and use it to determine damage and compare damage area of damage grain 44 피해 낱알(k)의 비료 면적(%/100)Fertilizer area (% / 100) of damage grain (k) 피해립으로 판별하기 위한 비율 정의Defining ratios to determine by damage grain 55 피해 낱알(k)의 면적 기준(pixel)Damage area (k) area standard (pixel) 적조 또는 흑조가 총 면적의 어느 정도 이상일때 피해립으로 판변하기 위하 위한 pixel 값Pixel value to turn into damaged grain when red or black tide is over a certain part of total area 66 최소_비율(min_ratio)Min_ratio 완전립의 최소 비율 값으로, 이종 곡립을 구분하기 위한 값Minimum percentage value of complete grain, for distinguishing heterogeneous grains 77 최대_비율(max_ratio)Max_ratio 완전립의 최대 비율 값으로 이종 곡립을 구분하기 위한 값A value for distinguishing heterogeneous grains by the maximum ratio value of perfect grains 88 제 1코너 값(corner find 1)Corner finder 1 검색된 코너들의 상대적 위치가 제1 코너 값 이하일 때만 경계 부분으로 인식Recognize the boundary only when the relative positions of the retrieved corners are less than or equal to the first corner value 99 제2 코너 값(corner find 2)Corner find 2 해리스 코너 검색(harris corner find) 알고리즘에 참조되는 임계값으로 코너의 강도를 인식하기 위한 기준(값이 높을수록 코너가 적게 나오고, 값이 낮을수록 코나가 많이 검색)Threshold that is referred to the Harris corner find algorithm, the criterion for recognizing corner strength (higher values yield fewer corners, lower values search more konas).

그리고 분석부(175)는 낱알(k)의 위치 정보를 추출한다(S 172). 이때, 분석부(175)는 번호 정보를 기반으로 각 번호를 부여받은 낱알(k)의 시작 및 끝 위치를 검출할 수 있으며, 분석부(175)는 각 번호별 시작 및 위치 정보를 검출한다.The analysis unit 175 extracts the position information of the grain k (S 172). At this time, the analysis unit 175 may detect the start and end positions of the number k given each number based on the number information, the analysis unit 175 detects the start and position information for each number.

분석부(175)는 각 낱알(k)의 시작 및 끝 위치를 기반으로 각 낱알(k)을 하나의 이미지로 저장한다(S 173). 각 낱알(k)의 이미지는 상기 도 9g와 같이 저장된다.The analyzer 175 stores each grain k as an image based on the start and end positions of each grain k (S 173). The image of each grain k is stored as shown in FIG. 9G.

분석부(175)는 각 낱알(k)의 중심점을 찾고(S 174), 각 낱알(k)의 가로 및 세로의 길이를 산출한다(S 175). 분석부(175)는 각 낱알(k)의 중심점을 기준으로 0도에서 360도(ㅀ)까지의 낱알(k)의 이미지안에서 중심점을 지나는 길이 중 가잔 큰 값을 가로 값으로 결정하고, 가로 값으로 결정된 가로 각도에 90 도를 더한 중심점을 지나는 직선의 길이를 세로 값으로 결정한다.The analyzing unit 175 finds the center point of each grain k (S 174), and calculates lengths of the width and length of each grain k (S 175). The analysis unit 175 determines the horizontal value of the lightest large value passing through the center point in the image of the grain k from 0 degrees to 360 degrees based on the center point of each grain k, and the horizontal value. The length of the straight line passing through the center point plus 90 degrees is determined as the vertical value.

그리고, 분석부(175)는 각 낱알(k)의 면적을 픽셀(pixel)단위로 산출하고(S 176), 각 낱알(k)의 이미지에서 외곽선을 찾아 외곽선의 길이를 찾아 둘레 길이를 계산한다(S 177). 둘레 길이의 계산은 직선을 1로, 대각선은 sqrt(2)(제곱근(2))로 계산한다.The analysis unit 175 calculates the area of each grain in pixel units (S 176), finds an outline in the image of each grain, and finds the length of the outline to calculate the perimeter length. (S 177). The calculation of the circumference length is calculated by the straight line as 1 and the diagonal as sqrt (2) (square root (2)).

분석부(175)는 각 낱알(k)의 둘레 길이 및 원형도를 계산하기 위해 각 낱알(k)의 에지를 도 9h와 같이 추출할 수 있다.The analyzer 175 may extract the edge of each grain k to calculate the circumferential length and circularity of each grain k as shown in FIG. 9H.

분석부(175)는 각 낱알(k)의 면적 및 둘레 길이를 기반으로 낱알(k)의 이미지 형상의 복잡도인 원형도를 계산한다(S 178).The analysis unit 175 calculates a circularity which is a complexity of the image shape of the grains k based on the area and the perimeter length of each grain (S 178).

분석부(175)는 원형도를 다음 수학식 1과 같이 산출한다.The analysis unit 175 calculates the circularity as shown in Equation 1 below.

Figure 112008029467910-PAT00002
Figure 112008029467910-PAT00002

상기 수학식1에서

Figure 112008029467910-PAT00003
는 원형도를 의미하며, 반경 r인 원의 경우, 둘레 길이가 2πr, 면적 π
Figure 112008029467910-PAT00004
이므로,
Figure 112008029467910-PAT00005
=1이 된다. 따라서, 낱알(k)의 오브젝트가 원형에 가까울수록
Figure 112008029467910-PAT00006
값이 1.0에 근접하고, 복잡할수록 1.0에서 작아지는 값을 가지게 된다.In Equation 1
Figure 112008029467910-PAT00003
Means circularity, for a circle with radius r, the perimeter is 2πr, area π
Figure 112008029467910-PAT00004
Because of,
Figure 112008029467910-PAT00005
= 1. Therefore, the closer the object of grain (k) is to the circle,
Figure 112008029467910-PAT00006
The closer the value is to 1.0, the smaller the value becomes.

한편, 분석부(175)는 형상 정보 추출 과정이 완료되면, 입력 받은 임계 값과, 추출된 낱알(k)의 이미지(반사광, 투과광)와, 면적, 둘레 길이, 원형도 등을 기반으로 해당 시료의 품위를 판별한다(S 180).On the other hand, when the shape information extraction process is completed, the analysis unit 175, based on the received threshold value, the image of the extracted grain (k) (reflected light, transmitted light), area, circumferential length, circularity, etc. Determine the grade of (S 180).

분석부(175)가 품위를 판별하는 기준은 농림부 품위 판정 기주에 의거하며, 예를 들어 다음과 같이 판별할 수 있다.The criteria for determining the quality of the analysis unit 175 is based on the quality determination host of the agriculture and forestry department, for example, can be determined as follows.

도 12a 내지 도 12g는 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템이 시료의 품위를 판별하는 예시를 설명하기 위한 도면이다. 도 12의 좌측 이미지는 투과광 이미지이고, 추측 이미지는 반사광 이미지이다.12A to 12G are diagrams for explaining an example of determining the quality of a sample by the particulate quality determining system according to the present invention. The left image of FIG. 12 is a transmitted light image, and the speculative image is a reflected light image.

분석부(175)는 도 12a와 같은 낱알(k)의 이미지이면, 전체 면적에 대한 피해 비율이 적조로 피해 낱알(k)의 비교 면적(%/100)보다 적지만, 피래 낱알(k)의 면적 기준(pixel)보다 크기 때문에 적조로 판별한다.If the analysis unit 175 is an image of a grain (k) as shown in FIG. 12A, the damage ratio with respect to the total area is less than the comparison area (% / 100) of the damage grain (k) due to red tide. It is determined by red tide because it is larger than the area reference (pixel).

도 12b와 같은 경우, 피해 비율이 피해 낱알(k)의 비교 면적(%/100)보다 크기 때문에 피해립으로 판별하고, 도 12c와 같은 경우, 전체 면적에 대한 분상질의 비율이 임계 값보다 크기 때문에 분상질립(뿌연 낱알(k))로 판별한다.In the case of FIG. 12B, the damage ratio is determined as the damage grain because it is larger than the comparative area (% / 100) of the damage grain (k). In the case of FIG. 12C, the fraction of powdery quality for the total area is larger than the threshold value. It is discriminated by a fine grain (cloudy grain (k)).

도 12d와 같은 경우, 전체 면적에 대한 피해 비율이 피해 낱알(k)의 비교 면적(%/100)보다 작지만, 피해 낱알(k)의 면적 기준(pixel)보다 크기 때문에 흑조로 인한 피해립으로 판별하고, 도 12e와 같은 경우, 낱알(k)의 장축의 길이가 낱알(k)을 걸러내는 1호체보다 작기 때문에 싸라기로 판별하고, 도 12f와 같은 경우, 낱알(k)의 단축 방향을 기준으로 윗 부분과 아랫 부분의 명도 차가 확연하기 하기 때문에 동할립(금간 낱알(k))로 판별하고, 도 12g와 같은 경우, 낱알(k)의 평균 길이(pixel) 및 면적(pixel)에 만족하고, 피해 쌀알의 비료 면적(%/100) 및 피해 낱알(k)의 면적 기준(pixel)보다 작기 때문에 완전립으로 판별한다.In the case of FIG. 12D, the damage ratio of the total area is smaller than the comparison area (% / 100) of the damage grain (k), but is larger than the area reference (pixel) of the damage grain (k). 12E, the length of the long axis of the grain k is smaller than the number 1 body for filtering the grain k, and is determined as a wrap. In the case of FIG. 12F, the top axis is determined based on the short axis direction of the grain k. Since the difference between the brightness of the part and the lower part is obvious, it is determined by the copper grain (gold grain (k)), and in the case of FIG. 12G, the average length (pixel) and the area (pixel) of the grain (k) are satisfied. Since it is smaller than the fertilizer area of rice grains (% / 100) and the area of damage grains (k), it is determined as a complete grain.

즉, 분석부(175)는 시료의 각 낱알(k)의 이미지를 기반으로, 낱알(k)의 면적, 길이, 폭, 기로/세로 비율 등과 같은 형상을 인식하고, 착색, 부분 착색 등을 식별하며, 정립, 미숙립, 피해립을 판별하기 위한 색의 분포 및 패턴을 인식하고, 동할, 부분 착색, 발아립, 배아립 들을 구별하기 위한 농도의 변화를 인식하여, 품위 평가를 위한 측정 지표에 반영하여 품위를 판별한다.That is, the analysis unit 175 recognizes shapes such as the area, length, width, cross / vertical ratio of the grains k, based on the images of the grains k of the sample, and identifies the pigmentation and the partial pigmentation. Recognize the distribution and pattern of color for discriminating upright, unestablished, and damaged grains, and recognize the change of concentration to distinguish Dongha, partial coloring, germination, and germ granules, and reflect them in measurement index for quality evaluation To determine the grade.

품위 평가를 위한 측정 지표는 낱알(k)의 수, 길이, 넓이, 두께, 면적, 가로/세로 비율, 둘레 등과 같은 낱알(k)의 모양과, 정미를 기준으로 완전립, 피해립계, 큰싸라기, 잔싸라기, 이물질, 뉘, 이종곡립, 동할립과 같은 낱알(k)의 상태를 기준으로 한다.Measurement indicators for the evaluation of quality include the shape of the grains (k) such as the number, length, width, thickness, area, aspect ratio, perimeter, etc. Based on the state of the grain (k), such as small flies, foreign matters, nuclei, heterogeneous grains, and donghalib.

도 13은 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템에서 시료에 대한 품위를 판별한 디스플레이 화면을 도시한 도면이다.13 is a view showing a display screen for determining the quality of the sample in the particulate quality determination system according to the present invention.

도 13은 관리 시스템(170)의 디스플레이부(172)를 출력되어 관리 요원이 확인하는 화면으로, 각 낱알(k)의 투과광 및 반사광 이미지와, 각 임계 값 및 시료의 각 낱알(k)에 대한 품위 판별하기 위한 정보들, 즉, 완전립, 피해립계, 큰싸라기, 잔싸라기, 이물질, 뉘, 이중곡립, 동할립, 도정도 등이 백분율(%)로 표시된다.FIG. 13 is a screen for outputting the display unit 172 of the management system 170 to be confirmed by the management personnel. The transmitted light and the reflected light image of each grain k, the threshold values and the respective grains k of the sample. The information for determining the grades, ie, perfect grain, damage boundary, large flies, small flies, foreign objects, nucleus, double grains, copper grains, and degree, are displayed as a percentage.

따라서, 미립 품위를 판별하는 전문가가 아닌 관리 요원이 시료의 품위를 관리할 수 있다.Therefore, the management personnel who are not experts in determining the fine quality can manage the quality of the sample.

한편, 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템(100)은 시료의 낱알(k) 이미지를 처리하여 품위를 판별할 수 있을 뿐만 아니라, 시료의 정성(定性) 및 정량(定量)을 분석할 수 있다.On the other hand, the granular grade determination system 100 according to the present invention can not only determine the grade by processing the grain (k) image of the sample, but also can analyze the qualitative and quantitative quantity of the sample.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 방식을 설명하기 위한 블록 도면이다.14 is a block diagram illustrating a quantitative analysis method of rice grains using spectroscopic analysis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 본 발명의 광원부(140)는 근 적외선 및 중 적외선을 측정 곡물, 즉 시료로 조사하고, 광 검출부(160)가 시료를 투과하는 근 적외선 및 중 적외선을 검출하여 관리 시스템(170)의 분석부(175)로 전송한다.Referring to FIG. 14, the light source unit 140 of the present invention irradiates near-infrared and mid-infrared rays with a measurement grain, that is, a sample, and the light detector 160 detects near-infrared and mid-infrared rays passing through the sample to manage the system. And transmits the data to the analysis unit 175 of 170.

분석부(175)는 시료를 투과하여 검출되는 근 적외선 및 중 적외선을 분석하여, 미곡의 정성 및 정량 분석한다. The analyzer 175 analyzes near and mid-infrared rays detected by penetrating the sample, and performs qualitative and quantitative analysis of rice grains.

도 15는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 방법을 설명하기 위한 플로챠트이다.15 is a flowchart for explaining a method of quantitative analysis of rice grains using spectroscopic analysis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 15를 참조하면, 관리 시스템(170)의 주제어부는 광 제어부(150)를 통해 발생되는 광의 파장을 제어하여, 정성 분석시에는 중 적외선(MIR), 정량 분석시에는 근 적외선(NIP)이 조사되도록 한다(S 200).Referring to FIG. 15, the main control unit of the management system 170 controls the wavelength of the light generated through the light control unit 150 so that mid-infrared (MIR) in qualitative analysis and near-infrared (NIP) in quantitative analysis are irradiated. (S 200).

적외선은 700~3000 nm 영역의 근 적외선(NIR, Near IR)과 3~30 micrometer(1 um = 1000 nm)영역의 중적외선(MIR Medium IR)으로 구분할 수 있으며, 근 적외선에 서의 흡수는 중 적외선에 존재하는 -CH. _OH, _NH 결합의 기본 분자 운동(fundamental band) 에너지의 결합대(combination band)와 배음대(overtone band)에서 나타나고, 결합대와 배음대로 나타나는 근 적외선에서는 흡광도다 완화된다.Infrared rays can be classified into Near IR (NIR) in the 700 ~ 3000 nm range and MIR Medium IR in the 3 ~ 30 micrometer (1 um = 1000 nm) range. -CH present in the infrared. The basic molecular kinetic energy of the OH and _NH bonds appears in the combination and overtone bands of the energy, and the absorbance is alleviated in the near infrared, which appears in the bond and overtone bands.

따라서, 주 제어부(174)는 정성 분석시에 광원부(140)로부터 중 적외선이 조사되도록 하고, 분석부(175)는 광 검출부(160)를 통해 검출되는 광을 기반으로 시료의 정성(시료의 구성 성분)을 분석한다(S 210).. Therefore, the main control unit 174 causes the infrared light to be irradiated from the light source unit 140 during qualitative analysis, and the analysis unit 175 analyzes the quality of the sample based on the light detected by the light detector 160. Component) is analyzed (S 210).

예를 들어, 분석부(175)는 기료의 낱알(k)을 구성하는 성분, 즉 수분, 단백질, 지질, 섬유소, 탄수화물 등과 같은 구성 성분을 분석한다.For example, the analysis unit 175 analyzes the components constituting the grain (k) of the material, that is, components such as water, protein, lipids, fiber, carbohydrate and the like.

그리고, 주 제어부(174)는 정성 분석이 완료되어 정량 분석시 광원부(140)로부터 근 적외선이 조사되도록 하고, 분석부(175)는 광 검출부(160)를 통해 검출되는 광을 기반으로 시료의 정량(구성 성분의 양적 관계)을 분석한다(S 220).In addition, the main controller 174 is a qualitative analysis is completed so that near infrared light is irradiated from the light source unit 140 during the quantitative analysis, the analysis unit 175 quantitates the sample based on the light detected through the light detector 160 (Quantitative relationship between components) is analyzed (S 220).

이때 분석부(175)는 시료를 투과하는 근 적외선 및 중 적외선의 원자 스펙트럼을 검사하여 정성 및 정량 분석한다.At this time, the analysis unit 175 qualitatively and quantitatively analyzes the atomic spectra of the near infrared and the middle infrared rays passing through the sample.

그리고, 분석부(175)는 시료의 구성 성분과, 각 성분의 양적 관계에 대한 수치를 보정 및 모델링을 회귀 분석 기법으로 처리하고(S 230), 시료의 구성 성분을 검증 및 예측한다(S 240).In addition, the analysis unit 175 corrects and models numerical values of the quantitative relationship between the components of the sample and each component by a regression analysis technique (S 230), and verifies and predicts the components of the sample (S 240). ).

이와 같이 근 적외선 및 중 적외선을 이용하여 분광 분석법에 의한 정성 및 정량 분석 방식은, 비파괴 분석법이므로, 시료가 파괴되지 않으며, 시료 전처리가 필요 없고, 시료의 여러 성분을 동시에 분석할 수 있고, 정성, 정량 및 확인 시험 등을 처리할 수 있으며, 시료를 안착시키는 안착대(126)에 물리량 측정 기구를 비치하여, 물리량을 동시에 측정할 수 있다.As such, the qualitative and quantitative analysis method using spectroscopic analysis using near-infrared and mid-infrared rays is a non-destructive analysis method, so that the sample is not destroyed, no sample preparation is required, and various components of the sample can be analyzed simultaneously. Quantitative and confirmatory tests and the like can be processed, and the physical quantity measuring device is provided on the seating table 126 on which the sample is seated, so that the physical quantity can be simultaneously measured.

그리고, 고체의 시료 뿐만 아니라 액체, 분말, 현탁액, 겔, 크림, 용액 등과 같은 시료도 분석 가능하고, 상태 정량 분석이 가능하며, 시료를 담는 용기의 제한이 없으며, 수십 ppm에서 수십 퍼센트 함량까지 정량 분석이 가능하다.In addition to solid samples, samples such as liquids, powders, suspensions, gels, creams, and solutions can be analyzed, quantitatively quantitatively analyzed, and there is no limit to the container that holds the samples, and can be quantified from tens of ppm to tens of percent. Analysis is possible.

이상에서 본 발명은 기재된 구체 예에 대해서만 상세히 설명하였지만 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.Although the present invention has been described in detail only with respect to the described embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and changes are possible within the technical spirit of the present invention, and such modifications and modifications belong to the appended claims.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 미립 품위 판별 시스템을 설명하기 위한 블록 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a block diagram for explaining a granularity discrimination system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명에 따른 시료 이송/분리부를 설명하기 위한 도면.Figure 2 is a view for explaining a sample transfer / separation unit according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 시료 이송부를 보다 구체적으로 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining a sample transfer unit according to the present invention in more detail.

도 4는 본 발명에 따른 시료 이송/분리부가 시료를 분리시키는 방식을 설명하기 위한 도면.4 is a view for explaining a method for separating the sample transport / separation unit according to the present invention.

도 5a 및 도 5b는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 시료 이송/분리부의 브러쉬 배열을 설명하기 위한 도면.5a and 5b is a view for explaining the brush arrangement of the sample transfer / separation unit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 광원부 및 광 검출부를 설명하기 위한 도면.6 is a view for explaining a light source unit and a light detection unit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 7a 및 도 7b는 반사광 및 투과광을 검출하는 방식을 설명하기 위한 도면.7A and 7B are diagrams for explaining a method of detecting reflected light and transmitted light.

도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 관리 시스템을 설명하기 위한 블록 도면.8 is a block diagram illustrating a management system according to a preferred embodiment of the present invention.

도 9a 내지 도 9h는 본 발명의 바람직한 실시에에 따른 분석부가 시료를 분석하는 과정에 따른 이미지를 도시한 도면.9A to 9H are views illustrating an image according to a process of analyzing a sample by an analysis unit according to a preferred embodiment of the present invention.

도 10은 본 발명에 따른 시료를 분석하는 방법을 설명하기 위한 플로챠트.10 is a flowchart for explaining a method for analyzing a sample according to the present invention.

도 11은 본 발명에 따른 형상 정보 추출 과정을 설명하기 위한 플로챠트.11 is a flowchart for explaining a shape information extraction process according to the present invention.

도 12a 내지 도 12g는 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템이 시료의 품위 를 판별하는 예시를 설명하기 위한 도면12A to 12G are diagrams for explaining an example of determining the quality of a sample by the particulate quality discriminating system according to the present invention.

도 13은 본 발명에 따른 미립 품위 판별 시스템에서 시료에 대한 품위를 판별한 디스플레이 화면을 도시한 도면.13 is a view showing a display screen for determining the quality of the sample in the particulate quality determination system according to the present invention.

도 14는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 방식을 설명하기 위한 블록 도면.14 is a block diagram illustrating a quantitative analysis method of rice grains using spectroscopic analysis according to a preferred embodiment of the present invention.

도 15는 본 발명에 바람직한 실시예에 따른 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 방법을 설명하기 위한 플로챠트.15 is a flowchart for explaining a method for quantitative analysis of rice using spectroscopic analysis according to a preferred embodiment of the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

100 : 미립 품위 판별 시스템 110 : 시료 투입부100: fine grain discrimination system 110: sample input unit

120 : 시료 이송/분리부 121 : 시료 이송부120: sample transfer / separation unit 121: sample transfer unit

122 : 모터 123 : 롤러122: motor 123: roller

124 : 브러쉬 130 : 이송 제어부124: brush 130: transfer control

131 : 전원 제공부 132 : 제1 제어부131: power supply unit 132: first control unit

125 : 가이드 레일 126 : 안착대125: guide rail 126: seating table

140 : 광원부 150 : 광 제어부140: light source unit 150: light control unit

151 : 구동 전원 제공부 152 : 제2 제어부151: driving power supply unit 152: second control unit

160 : 광 검출부 170 : 관리 시스템160: light detector 170: management system

171 : 입력부 172 : 디스플레이부171: input unit 172: display unit

173 : 전원부 174 : 주 제어부173: power supply unit 174: main control unit

175 : 분석부175: analysis unit

Claims (21)

미립 품위 판별 시스템에 있어서,In a grain grade discrimination system, 품위를 판별할 시료를 투입하는 시료 투입구와,A sample inlet for injecting a sample for quality determination; 상기 시료 투입구를 통해 투입되는 시료를 이송시키면서 상기 시료의 각 낱알을 분리시키는 시료 이송/분리부와,A sample transfer / separation unit for separating each grain of the sample while transferring the sample introduced through the sample inlet; 상기 시료 이송/분리부에서 상기 낱알이 분리되는 시료로 광을 조사하는 광원부와,A light source unit for irradiating light to the sample from which the grains are separated from the sample transfer / separation unit; 상기 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 투과광 및 반사되는 반사광을 검출하는 광 검출부와,A light detector for detecting transmitted light reflected from the light source unit and transmitted reflected light through the sample; 상기 광 검출부로부터 검출되는 상기 투과광 및 반사광 량을 기반으로 상기 시료의 이미지를 획득하고, 상기 이미지를 처리하여 상기 시료의 품위를 판별하는 관리 시스템을 포함하는 미립 품위 판별 시스템.And a management system for acquiring an image of the sample based on the amount of transmitted and reflected light detected by the light detector and processing the image to determine the quality of the sample. 제1 항에 있어서, 상기 시료 이송/분리부는, The method of claim 1, wherein the sample transfer / separation unit, 상기 투입되는 시료를 마주하는 상기 광원부 및 광 검출부 사이를 통과하면서 배출구로 이송시키는 시료 이송부와,A sample transfer unit configured to transfer the discharged sample to the discharge port while passing between the light source unit and the light detection unit facing the input sample; 상기 시료 이송부를 통해 이송되는 상기 시료의 각 낱알이 상호 접촉하지 않도록 분리시키는 브러쉬와,A brush that separates each grain of the sample transferred through the sample transfer unit from being in contact with each other; 상기 브러쉬가 외주면에 부착 설치되며, 상기 브러쉬를 회전시키는 롤러와,The brush is attached to the outer peripheral surface, the roller for rotating the brush, 상기 롤러에 회전력을 제공하는 모터를 구비하는 미립 품위 판별 시스템.Particle quality determination system having a motor for providing a rotational force to the roller. 제2 항에 있어서, The method of claim 2, 상기 브러쉬는 등속 또는 가/감속 회전 전진 운동을 하면서 상기 낱알을 분리시키고, The brush separates the grain while making constant or acceleration / deceleration rotational forward movement, 상기 시료 이송/분리부는,The sample transfer / separation unit, 상기 브러쉬의 전진 운동을 가이드하며, 상기 롤러의 양끝 측면에 위치하는 복수개의 가이드 레일을 더 구비하는 미립 품위 판별 시스템.And a plurality of guide rails that guide forward movement of the brush and are positioned at both end sides of the roller. 제2 항에 있어서, 상기 브러쉬는,The method of claim 2, wherein the brush, 이웃하는 브러쉬와의 끝단간 거리가 상기 낱알의 평균 길이 또는 평균 길이보다 소정 길이만큼 길게 설정되며, The distance between the end of the brush and the neighboring brush is set to be longer than the average length or the average length of the grain, 이웃하는 브러쉬와 나란하게 배열되거나, 주위 브러쉬와의 끝단 형성 모양이 격자 방식으로 배열되는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.Particle quality discrimination system, characterized in that arranged next to the neighboring brush, or the end forming shape with the surrounding brush in a lattice manner. 제2 항에 있어서, 상기 미립 품위 판별 시스템은, The method of claim 2, wherein the particulate quality determination system, 상기 시료 이송/분리부로 구동 전원을 공급하면서 관리 요원의 입력에 따라 상기 모터의 구동을 제어하는 이송 제어부를 더 포함하는 미립 품위 판별 시스템.And a transfer control unit for controlling driving of the motor according to an input of a management personnel while supplying driving power to the sample transfer / separation unit. 제1 항에 있어서, 상기 광원부는,The method of claim 1, wherein the light source unit, 상기 광원 검출부와 동일한 시료의 방향에서 광을 시료로 조사하는 제1 광원부와,A first light source unit for irradiating light onto the sample in the same direction as the light source detection unit; 상기 광원부와 시료를 사이에 두고 마주하며, 상기 시료 방향으로 광을 조하는 제2 광원부로 구성되는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.And a second light source unit that faces the light source unit and the sample therebetween, and which directs light in the direction of the sample. 제6 항에 있어서, 상기 광 검출부는,The method of claim 6, wherein the light detector, 상기 제1 광원부로부터 조사되어 상기 시료에 반사되는 반사광 량 및 상기 제2 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 투과광 량을 검출하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.And a quantity of reflected light irradiated from the first light source and reflected on the sample, and an amount of transmitted light irradiated from the second light source and transmitted through the sample. 제1 항에 있어서, 상기 관리 시스템은,The method of claim 1, wherein the management system, 상기 광원부 및 시료 이송/분리부의 구동 전원을 공급하는 전원부와,A power supply unit for supplying driving power to the light source unit and the sample transfer / separation unit; 관리 요원으로부터 입력 정보를 입력받는 입력부와, An input unit for receiving input information from an administrative agent, 디스플레이 화면을 출력하는 디스플레이부와,A display unit for outputting a display screen; 상기 입력부를 통해 입력되는 입력 정보에 따라 광원부 및 시료 이송/분리부의 구동을 제어하는 주 제어부와,A main control unit controlling driving of the light source unit and the sample transfer / separation unit according to the input information input through the input unit; 상기 광 검출부로부터 수신되는 반사광 및 투과광 량을 기반으로 상기 시료의 각 낱알의 이미지를 획득하고, 상기 이미지를 기반으로 연산 처리하여 상기 시료의 품위를 판별하는 분석부를 포함하는 미립 품위 판별 시스템.And an analyzer configured to acquire an image of each grain of the sample based on the amount of reflected light and transmitted light received from the light detector, and to calculate and process the sample based on the image. 제8 항에 있어서, 상기 분석부는,The method of claim 8, wherein the analysis unit, 상기 광 검출부로부터 수신되는 투과광을 그레이 레벨로 변환하고, 비등방석 확산 필터를 적용하고, 그레이 레벨의 이미지를 이진화 이미지로 변환한 이후에 이진 역변환하고, 각각의 낱알에 번호를 부여한 이후에 각 낱알의 형상 정보를 추출하여, 품위 판정 기준에 의거하여 품위를 판별하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.Converts the transmitted light received from the light detector into a gray level, applies an anisotropic diffusion filter, converts the gray level image into a binarized image, and then converts the binary inverse, and numbers each of the grains. A grade quality discrimination system characterized by extracting shape information and discriminating the quality on the basis of the quality judgment criteria. 제9 항에 있어서, 상기 분석부는,The method of claim 9, wherein the analysis unit, 상기 이진 역변화된 이미지에서 해리스 코너 검출을 이용하여 코너 포인트가 서로 가장 밀접한 두 점을 기준으로 각 낱알을 구분해주고, 상기 낱알의 테두리에 생기는 브러드(blurd)한 값을 정리하여 테두리를 정리하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.The Harris corner detection is used to distinguish each grain based on two points where the corner points are closest to each other in the binary inverted image, and to clean up the edges by arranging the blurry values generated at the edges of the grain. Particle grade discrimination system characterized by. 제9 항에 있어서, 상기 분석부는,The method of claim 9, wherein the analysis unit, 상기 시료의 각 낱알에 대한 투과광 및 반사광 이미지와, 각 낱알에 부여된 번호 정보 및 각 입계 값을 입력받고, 추출되는 상기 각 낱알의 위치 정보를 기반으로 각 낱알의 이미지를 저장하고, 각 낱알의 중심점 및 가로/세로의 길이를 산출하고, 각 낱알의 면적을 픽셀(pixel)단위로 산출하한 이후에 원형도를 산출하여 상기 형상 정보를 추출하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.The image of each grain is stored based on the transmitted light and the reflected light image of each grain of the sample, the number information and each grain boundary value assigned to each grain, and the position information of each grain to be extracted. And calculating the circularity and calculating the circularity, and then calculating the circularity and extracting the shape information. 제11 항에 있어서, 상기 분석부는,The method of claim 11, wherein the analysis unit, 아래 수학식1을 이용하여 상기 원형도를 산출하며, 상기 낱알이 원형에 가까울 수록 1.0 값에 가까운 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.The circularity is calculated using Equation 1 below, and the closer the grain is to the circle, the closer to the value of the particulate matter discrimination system, characterized in that 1.0. [수학식 1][Equation 1]
Figure 112008029467910-PAT00007
Figure 112008029467910-PAT00007
제1 항에 있어서, According to claim 1, 상기 광원부는,The light source unit, 상기 시료로 중 적외선 또는 근 적외선을 조사하며,Irradiating medium or near infrared with the sample, 상기 광 검출부는The light detector 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선의 파장을 검출하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.The fine grain quality discrimination system which detects the wavelength of the said medium infrared rays or near infrared rays which permeate | transmits the said sample. 제13 항에 있어서, 상기 관리 시스템은,The method of claim 13, wherein the management system, 상기 광 검출부에거 검출되는 상기 중 적외선 또는 근 적외선의 파장에 의거하여 원자 스펙드럼을 검사하여 정성 및 정량을 분석하는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 시스템.And a qualitative and quantitative analysis system for analyzing qualitative and quantitatively by inspecting atomic spectra based on the wavelength of the medium or near infrared rays detected by the light detector. 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 시스템에 있어서, In the quantitative analysis system of rice grains using spectroscopic analysis, 중 적외선 또는 근 적외선을 시료로 조사하는 광원부와,A light source unit for irradiating medium or near infrared light with a sample; 상기 광원부로부터 조사되어 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선을 검출하는 광 검출부와,A light detector for detecting the medium or near infrared rays irradiated from the light source unit and passing through the sample; 상기 광 검출부에서 검출되는 상기 중 적외선을 기반으로 정성 분석하고, 근 적외선을 기반으로 정량 분석하고, 정성 및 정량 수치를 보정/모델링하는 분석부를 포함하는 분광 분석법을 이용한 미곡의 정량 분석 시스템.Quantitative analysis system of rice flour using a spectroscopic method including a qualitative analysis based on the middle infrared rays detected by the light detector, a quantitative analysis based on near infrared rays, and correcting / modeling qualitative and quantitative values. 미립 품위 판별 방법에 있어서, In a grain grade discrimination method, 미림 품위 판별 시스템에 시료를 투입하는 단계와,Injecting a sample into the mirim grade determination system; 상기 투입되는 시료에 광을 조사하는 단계와,Irradiating light to the injected sample; 상기 시료를 투과하는 투과광 및 반사되는 반사광을 검출하는 단계와,Detecting transmitted light and reflected light that pass through the sample; 상기 투과광 및 반사광을 기반으로 이미지의 형상 정보를 획득하는 단계와,Acquiring shape information of an image based on the transmitted light and the reflected light; 상기 이미지를 기반으로 상기 시료의 품위를 판별하는 단계를 포함하는 미립 품위 판별 방법.And determining the quality of the sample based on the image. 제16 항에 있어서, 상기 이미지를 형상 정보를 단계는,The method of claim 16, wherein the shape information of the image comprises: 상기 반사광 량 및 투과광 량을 기반으로 이미지를 획득하는 이미지 획득 단계와, An image acquiring step of acquiring an image based on the amount of reflected light and the amount of transmitted light; 상기 투과광을 그레이 레벨로 변환하고, 비등방석 확산 필터를 적용하는 전처리 단계와, A pretreatment step of converting the transmitted light into a gray level and applying an anisotropic diffusion filter; 상기 그레이 레벨의 이미지를 이진화 이미지로 변환하는 영역 분할 단계와, A region dividing step of converting the gray level image into a binarized image; 상기 이진화 이미지에서 영역 분할된 배경과 낱알을 상호 치환하는 이진 역변환 단계와, A binary inverse transformation step of substituting a background and a grain divided in the binarized image; 상기 각 낱알에 번호를 부여하는 라벨링 단계와, A labeling step of numbering each grain; 상기 각 낱알의 형상 정보를 추출하는 형상 정보 추출 단계를 포함하는 미립 품위 판별 방법.And a shape information extracting step of extracting shape information of each grain. 제17 항에 있어서, The method of claim 17, 해리스 코너 검출을 이용하여 코너 포인트가 서로 가장 밀접한 두 점을 기준으로 각 낱알을 구분해주는 에지 분할 단계와, Edge splitting step using Harris corner detection to distinguish each grain based on two points where the corner points are closest to each other; 상기 각 낱알의 이미지 테두리에 발생되는 브러드(blurd)한 값을 정리하는 테두리 정리 단계를 더 포함하는 미립 품위 판별 방법.The method of claim 1, further comprising a border arranging step for arranging a blurry value generated in the image border of each grain. 제17 항에 있어서, 상기 형상 정보 추출 단계는, The method of claim 17, wherein the extracting shape information comprises: 상기 각 낱알에 대한 투과광 및 반사광 이미지와, 각 낱알에 부여된 번호 정보 및 각 입계 값을 입력받는 단계와, Receiving the transmitted light and the reflected light image for each grain, the number information assigned to each grain, and each grain boundary value; 상기 각 낱알의 번호별 위치 정보를 추출하는 단계와, Extracting location information for each number of each grain; 상기 각 낱알의 작 및 끝 위치를 기반으로 하나의 이미지로 저장하는 단계와, Storing as a single image based on the small and last positions of each grain; 각 낱알의 중심점 및 가로/세로의 길이를 산출하는 단계와, Calculating the center point and the length of each grain; 상기 각 낱알의 면적을 픽셀(pixel) 단위로 산출하는 단계와, Calculating the area of each grain in pixel units; 상기 각 낱알의 외곽선의 길이를 기반으로 둘레 길이를 산출하는 단계와,Calculating a perimeter length based on the length of the outline of each grain; 상기 각 낱알의 원형도를 산출하는 단계를 포함하는 미립 품위 판별 방법.Comprising a step of calculating the circularity of each grain. 제16 항에 있어서, 상기 광을 조사하는 단계는,The method of claim 16, wherein irradiating the light, 상기 광을 검출하는 광 검출부와 동일한 시료의 방향에서 제1 광을 조사하여 반사광을 발생시키고, 상기 광 검출부와 시료를 사이에 두고 마주하야 제2 광을 발생시켜 상기 투과광을 발생시키는 것을 특징으로 하는 미립 품위 판별 방법.The first light is irradiated in the direction of the same sample as the light detector for detecting the light to generate the reflected light, and the second light is generated by facing the light detector and the sample to generate the transmitted light. How to determine grain grades. 제16 항에 있어서, The method of claim 16, 중 적외선 또는 근 적외선을 상기 시료료 조사하는 단계와, Irradiating the sample material with medium or near infrared rays; 상기 시료를 투과하는 상기 중 적외선 또는 근 적외선을 검출하는 단계와, Detecting the medium or near infrared rays passing through the sample; 상기 중 적외선을 기반으로 정성 분석하는 단계와,Qualitative analysis based on the infrared light; 상기 근 적외선을 기반으로 정량 분석하는 단계와,Quantitative analysis based on the near infrared ray, 상기 정성 및 정량 분석 결과의 수치를 보정/모델링하는 단계를 더 포함하는 미립 품위 판별 방법.Comprising the step of correcting / modeling the numerical value of the qualitative and quantitative analysis results.
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