SE522695C2 - Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet - Google Patents
Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitetInfo
- Publication number
- SE522695C2 SE522695C2 SE0004235A SE0004235A SE522695C2 SE 522695 C2 SE522695 C2 SE 522695C2 SE 0004235 A SE0004235 A SE 0004235A SE 0004235 A SE0004235 A SE 0004235A SE 522695 C2 SE522695 C2 SE 522695C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- particle
- sample
- image
- different
- light
- Prior art date
Links
- 239000002245 particle Substances 0.000 title claims abstract description 192
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 32
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 title claims description 15
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 26
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 claims description 32
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010191 image analysis Methods 0.000 claims description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 4
- 238000010409 ironing Methods 0.000 claims description 3
- 238000001454 recorded image Methods 0.000 claims description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 abstract description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 241000209094 Oryza Species 0.000 description 6
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 6
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 5
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 241000238631 Hexapoda Species 0.000 description 2
- 206010061217 Infestation Diseases 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
- G01N15/1429—Signal processing
- G01N15/1433—Signal processing using image recognition
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N15/00—Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
- G01N15/10—Investigating individual particles
- G01N15/14—Optical investigation techniques, e.g. flow cytometry
-
- 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
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/02—Food
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Immunology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
30 35 522 695 2 kan sprickor upptäckas vid betraktande av kornet i spegeln. Enligt en annan metod kan sprickor upptäckas om kornet läggs på ett blåskimrande ljusbord. Inspektören kan upptäcka sprickor genom att betrakta kornet från olika vinklar. Båda dessa metoder innebär att inspektören måste ta hjälp av speciell belysning och placera kornen så att de blir rätt belysta. Detta innebär att analys- processen bromsas upp avsevärt eftersom analysen av varje korn tar lång tid.
Det är önskvärt att automatisera analysen av korn för att minska avvikelserna och skapa en stabilare situation med ett mer transparent graderingsförfarande.
Därför behövs en tillförlitlig metod att upptäcka sprickor i korn på ett automatiserat sätt. Det finns idag ingen tillfredsställande fungerande metod för sprick- detektering, vilket gör att en inspektör fortfarande har en roll att fylla.
Sammanfattning av uppfinningen Ändamålet med föreliggande uppfinning är att åstad- komma en automatiserad detektering av invändiga skador i partiklar, såsom korn från spannmål. Ett speciellt ända- mål är att åstadkomma en sprickdetektering, som är snabb och tillförlitlig. Ändamålet med uppfinningen uppnås medelst en metod enligt patentkrav 1 och en anordning enligt patentkrav 14. Ytterligare fördelar med uppfinningen framgår av de osjälvständiga patentkraven 2-13 samt 15-25.
Således tillhandahåller uppfinningen en metod för bildupptagning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partiklarnas kvalitet, speciellt för upptäckande av om det finns sprickbildning i partiklarna. Metoden innefattar stegen att mata fram partikelprov, som vart och ett innefattar minst en partikel, till en plats för bildupptagning, att belysa ett partikelprov från minst två riktningar samtidigt, varvid belysningen sker med olika ljusvåglängd för varje 10 15 20 25 30 35 522 695 3 riktning, att registrera en bild av det belysta partikel- provet medelst ett bildupptagande organ, vilket regist- rerar delbilder av partikelprovet i skilda kanaler, vilka är känsliga för skilda våglängder, varvid belysningen och bildupptagningen av ett partikelprov sker ur så skilda vinklar mot partikelprovet att väsentligen inget direkt reflekterat ljus från partikelprovet når det bilduppta- gande organet, och att jämföra de olika delbilderna för analys av partikelprovet. Varje delbild visar partikel- provet belyst från en riktning genom att kanalen endast registrerar en av de olika ljusvåglängderna.
Uppfinningen bygger således på en insikt att man kan utnyttja att bildupptagande organ, som kan registrera färgbilder, registrerar olika ljusvåglängder i olika kanaler för att sedan slå ihop dessa till en färgbild.
Genom att belysa en partikel med olika våglängder från olika riktningar verkar det för en enskild kanal som om partikeln är belyst endast från ett håll med en våglängd.
Man får således en samtidig detektering av belysning av partikeln från olika riktningar var för sig, genom att informationen i kanalerna utnyttjas separat och inte i en sammanslagen färgbild. Den optiska kopplingen mellan ömse sidor om en spricka eller en annan invändig skada i partikeln är sämre än genom en oskadad partikel. Denna skillnad förstärks genom att man jämför delbilderna och därmed kan jämföra belysningen från olika sidor om sprickan.
Genom att belysningen och bildupptagningen av ett partikelprov vidare sker ur så skilda vinklar mot partikelprovet att väsentligen inget direkt reflekterat ljus från partikelprovet når det bildupptagande organet är den dominerande delen av det ljus som detekteras i det bildupptagande organet diffust ljus. Det diffusa ljuset har spridits inuti en partikel innan det når det bildupp- tagande organet. En eventuell spricka kommer att påverka det diffusa ljuset, medan direkt reflekterat ljus inte påverkas alls. I och med att det bildupptagande organet 10 15 20 25 30 35 522 695 4 främst detekterar diffust ljus framträder kontrasterna från en spricka bättre.
Partikelprovet belyses med fördel med släpljus, dvs belysningen sker med strykande infall mot partikelprovet, och ljusets infallsvinkel är nära 90° mot riktningen till det bildupptagande organet. Härigenom minimeras det direkt reflekterade ljuset i det bildupptagande organet.
Detta innebär att skillnaden i optisk koppling mellan ömse sidor om sprickan framträder tydligt eftersom ljuset måste spridas i partikeln för att nå det bildupptagande organet.
Enligt en föredragen utföringsform matas partikel- proven fram under kontinuerlig rörelse. Detta innebär att minimalt slitage av mekaniska delar uppstår pà grund av många inbromsningar och accelerationer av partikelproven.
Metoden innefattar lämpligen steget att dela upp en bild av ett partikelprov, som innefattar flera partiklar, i bilder av var sin partikel. Härigenom kan flera partiklar analyseras fràn en bild. Metoden blir inte beroende av att man kan garantera att endast en partikel i taget alltid förs fram till bildupptagningen.
Företrädesvis mäts ljus som transmitterats genom partikelprovet i det bildupptagande organet. Detta innebär att ljuset sprids många gånger i partikeln innan det når det bildupptagande organet. Detta gör att effek- terna av en spricka framhävs.
Enligt en föredragen utföringsform matas endast en partikel fram i varje partikelprov. Detta innebär att en fysisk separering av partiklarna erhålls. Vid flera analyser på samma partikel med olika belysningstekniker är en fysisk separation att föredra.
Partikelproven matas med fördel fram av en bärare, vilken har provhållare för upptagning av en partikel i varje provhållare, vilka är formade som partiklarna så att en partikels orientering i provhållaren styrs. Detta innebär att partiklarna kan orienteras så att de fyller den bild som registreras så mycket som möjligt, eftersom 10 15 20 25 30 35 522 695 5 en làngsida hos partikeln kan passas att följa en lång- sida på bilden. Att partiklarnas orientering är känd är också en fördel genom att, för exempelvis riskorn, sprickorna oftast har samma riktning i kornet. En eventuell sprickas riktning är därmed känd, vilket underlättar för belysning och detektering.
Partikelprovet belyses lämpligen med två olika våglängder från två olika belysningsorgan och vinkeln mellan de två belysningsorganens belysningsriktningar är väsentligen l80°.
Härvid utnyttjas att sprickor i exempelvis riskorn vanligen är orienterade tvärs kornet. Eftersom kornets orientering kan bestämmas kan man således belysa kornet frán dess kortsidor, vilket innebär att ljuset infaller vinkelrätt mot sprickan. Detta gör att effekten av den låga optiska kopplingen mellan ömse sidor om sprickan framträder tydligt.
I en annan utföringsform belyses partikelprovet med tre olika våglängder från tre olika belysningsorgan och vinkeln mellan två intilliggande belysningsorgans belys- ningsriktningar är väsentligen l20°. Denna utföringsform är lämplig att utnyttja då partiklarnas orientering inte är känd och/eller dà sprickornas orientering i partik- larna kan variera kraftigt. Härigenom belyses partikeln från tre klart skilda riktningar och den optiska effekten av sprickan framhävs vid jämförelse av de två delbilder som registrerats med infallande ljus, som är närmast att vara vinkelrätt mot sprickan.
Steget att jämföra de olika delbilderna innefattar företrädesvis steget att subtrahera delbilden från en första kanal från delbilden från en andra kanal. Denna subtraktion av en delbild från en annan innebär att effekterna från en spricka i partikeln förstärks, eftersom den ena delbilden innehåller partikeln belyst från ena sidan av sprickan och den andra delbilden innehåller partikeln belyst från den andra sidan av 10 15 20 25 30 35 522 695 6 sprickan. Effekten av sprickan kommer därför att dubb- leras och framträda tydligare.
Det bildupptagande organet är med fördel en digital kamera. En digital kamera är relativt snabb och ger en bild i digitalt format, vilket är lämpligt för att automatisk analys skall kunna utföras på bilden.
Metoden innefattar i en föredragen utföringsform steget att följa frammatningen av partikelprovet med en spegel, så att en spegelbild av partikelprovet hamnar på en centrumaxel för frammatningsrörelsen, varvid spegel- bilden av partikelprovet står i huvudsak still sett från det bildupptagande organet, då bildupptagning sker, till följd av att spegelbilden av partikelprovet är pà centrumaxeln för rörelsen.
På detta vis kan frammatningen av partiklar göras med hög hastighet förbi det bildupptagande organet.
Rörelseoskärpa kommer därvid inte att skapas även om det bildupptagande organet inte har en extremt kort expone- ringstid, eftersom partikeln ser ut att stå still i spegeln, sett från det bildupptagande organet. Med att spegelbilden i huvudsak står still avses att ingen translationsrörelse sker utan endast en liten vridning pga spegelns rörelse framför detektorn. Denna vridnings- rörelse är dock så liten att ingen rörelseoskärpa skapas.
Vidare gör en relativt lång exponeringstid att ljus- mängderna inte behöver vara särskilt höga.
De olika ljusvåglängderna innefattar företrädesvis rött, grönt och blått ljus. Detta är lämpligt eftersom det är vanligt bland digitala kameror, såsom CCD-kameror, att färgbilder registreras genom att just rött, grönt och blått ljus registreras i olika kanaler. Ändamålet med uppfinningen uppnås också medelst en anordning för bildupptagning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partik- larnas kvalitet, speciellt för upptäckande av om det finns sprickbildning i partiklarna. Anordningen inne- fattar en bärare, vilken matar fram partikelprov, som 10 15 20 25 30 35 522 695 7 vart och ett innefattar minst en partikel, till en plats för bildupptagning, minst två belysningsorgan, vilka är anordnade att samtidigt belysa ett partikelprov med olika ljusvåglängd och från olika riktningar, och ett bildupp- tagande organ, som registrerar en bild av det belysta partikelprovet, varvid det bildupptagande organet regist- rerar delbilder av partikelprovet i skilda kanaler, vilka är känsliga för skilda våglängder, och varvid belysnings- organen och det bildupptagande organet är monterade i så skilda vinklar till partikelprovet att väsentligen inget direkt reflekterat ljus från partikelprovet när det bild- upptagande organet. Anordningen innefattar vidare ett analysorgan för jämförande av de olika delbilderna för analys av partikelprovet. Varje delbild visar partikel- provet belyst från en riktning genom att kanalen endast registrerar en av de olika ljusvàglängderna.
Genom att det bildupptagande organet registrerar olika ljusvåglängder i olika kanaler kan en samtidig detektering göras av belysning av en partikel från flera riktningar var för sig. Belysningen sker alltså med olika våglängd från olika riktningar och en kanal uppfattar därvid partikeln som om den vore belyst från endast ett håll. I och med att bildupptagningen av belysningen från olika riktningar sker samtidigt uppkommer inga problem med att partikeln måste vara exakt likadant orienterad vid olika mätningar för att jämförelser skall kunna göras. Behovet av att partikeln är likadant orienterad skulle också kunna lösas genom att partikeln ligger still framför det bildupptagande organet mellan mätningarna.
Genom anordningen enligt uppfinningen kan nu en mycket snabbare frammatning av partiklar ske än om partikeln skulle behöva ligga still framför det bildupptagande organet för flera mätningar. Eftersom belysningen och bildupptagningen vidare sker ur så skilda vinklar att väsentligen inget direkt reflekterat ljus når det bildupptagande organet är det bildupptagande organet 10 15 20 25 30 35 0\ vâ in anordnat att främst detektera diffust ljus, varvid kontrasterna från en spricka bättre framträder.
Kort beskrivning av ritningarna Nedan beskrivs i exemplifierande syfte en för när- varande föredragen utföringsform av uppfinningen under hänvisning till bifogade ritningar.
Fig l är ett blockschema och beskriver metoden enligt uppfinningen.
Fig 2 är en perspektivvy av en provframmatande bärare för frammatning av partikelprov till en plats för bildupptagning.
Fig 3 visar schematiskt belysning av ett riskorn från två motsatta håll enligt en utföringsform av uppfinningen.
Fig 4 visar schematiskt belysning av ett riskorn från tre olika riktningar enligt en annan utföringsform av uppfinningen.
Detaljerad beskrivning av en föredragen utföringsform En metod enligt uppfinningen för att detektera sprickor eller andra invändiga skador i spannmål, såsom riskorn eller andra transparenta eller semitransparenta partiklar, kommer nu att närmare beskrivas under hän- visning till fig 1.
Ett representativt prov tas ut från en större volym som skall analyseras. Provet består oftast av ungefär 1200 korn eller partiklar (ca 30 gram), men kan vara upp till 150 gram. Provet införs i ett instrument för analys.
Partiklarna separeras där fysiskt för att analys skall kunna utföras på en partikel i taget. Den fysiska separationen sker på något konventionellt sätt. Den utseparerade partikeln matas sedan, steg 102, till en plats för bildupptagning. Här belyses partikeln med släpljus, steg 104, dvs ljusets infallsvinkel mot partikelns normal är nära 90° och ljuset tangerar nästan partikeln. 10 15 20 25 30 35 522 695 9 Belysningen sker från flera riktningar, med olika ljusvåglängd från varje riktning. Ljuset kommer att spridas inuti partikeln flera gånger innan det kommer ut som diffust reflekterat eller diffust transmitterat ljus.
Ett bildupptagande organ är anordnat att registrera en bild av partikeln rakt ovanifrån. Denna bild innehåller därigenom framför allt information om det diffusa ljuset.
Direkt reflekterat ljus når inte det bildupptagande organet eftersom ljusets utfallsvinkel från partikeln motsvarar ljusets infallsvinkel mot partikeln och det bildupptagande organet registrerar ljus med liten utfallsvinkel. Direkt transmitterat ljus, dvs ljus som inte spridits inuti partikeln, utgör en mycket liten del av det transmitterade ljuset, pga att sannolikheten att ljus skall gå genom ett fast medium utan att spridas är mycket liten. Företrädesvis detekteras transmitterat ljus, eftersom detta innebär större spridning av ljuset innan det detekteras. Vid detektering av transmitterat ljus är ljusets infallsvinkel mot partikeln inte lika viktig, men även i detta fall kan det vara en fördel att partikeln belyses med släpljus.
En eventuell sprickbildning i partikeln orsakar en försämrad optisk koppling mellan ömse sidor om sprickan.
Detta innebär att ljuset som infallit på ena sidan om sprickan i väldigt liten utsträckning kommer att trans- mitteras till den andra sidan om sprickan. Därför kommer en stor skillnad i ljusintensitet pà de olika sidorna om sprickan att synas. För att en spricka i partikeln skall framträda tydligt bör det infallande ljuset vara vinkel- rätt mot sprickan. Åtminstone bör ljuset infalla till största delen, och helst enbart, på en sida om sprickan i partikeln.
Partikeln belyses av tre ljuskällor, med l20° vinkel mellan två intilliggande ljuskällor. Detta gör att man på bästa sätt kan säkerställa att ljuset från ett par av ljuskällorna infaller på var sin sida om sprickan. Om sprickans riktning är känd i partikeln kan detta ut- 10 15 20 25 30 35 522 695 10 nyttjas genom att man belyser partikeln från var sin sida om sprickan med l80° vinkel mellan ljuskällorna. Detta ger naturligtvis en bättre kontrastverkan, men kräver alltså att sprickans riktning och partikelns orientering är kända.
En bild av den belysta partikeln registreras, steg 106, i det bildupptagande organet. Belysningen från en enskild riktning detekteras i en egen kanal, genom att kanalen enbart är känslig för ljusvåglängden hos ljuset från den enskilda riktningen. Informationen i en kanal registreras i det bildupptagande organet i form av en delbild. Det bildupptagande organet är en konventionell digital kamera, såsom en CCD-kamera, vilken registrerar rött, grönt och blått ljus som delbilder i skilda kanaler. Belysningen sker därför med rött, grönt respek- tive blått ljus i de tre ljuskällorna för att passa känsligheten hos kamerans kanaler. Om endast två ljus- källor används, när sprickans orientering är känd, används rött respektive blått ljus, eftersom dessa våglängder skiljer sig mest.
Delbilderna utnyttjas normalt för att sätta samman en färgbild genom att intensitetsförhållandet mellan flera färger bestäms för varje punkt i bilden. Här utnyttjas istället varje delbild som en bild av belys- ningen av en partikel från en riktning. Dessa delbilder kan sedan jämföras, steg 108, för att förstärka effek- terna av en spricka. Effektförstärkningen sker genom att en delbild subtraheras från en annan. Om dessa delbilder innehåller information om belysning av partikeln från var sin sida om en spricka, kommer effekten av sprickan att dubbleras i den resulterande bilden. Efter effekt- förstärkningen utförs genom bildanalys en kontroll av om det finns en klar skiljelinje som avgränsar områden i partikeln med stor skillnad i ljusintensitet. Om en sådan skiljelinje finns, indikerar detta att det finns en spricka i partikeln och partikeln klassas som sprucken. 10 15 20 25 30 35 522 695 ll En anordning, i vilken metoden enligt ovan utförs, skall nu beskrivas närmare under hänvisning till fig 2.
Anordningen har en bärare l, vilken är anordnad att mata fram partiklar till en plats där belysning och bild- upptagning av partiklarna sker. Bäraren l är en cirkulär skiva, som har provhållare 2 vid skivans periferi. En provhållare 2 utgörs av ett hål, som upptar en partikel.
Bäraren l roteras inuti ett stativ och genom rotationen matas partiklar fram kontinuerligt av provhàllare 2 till en plats för bildupptagning. Bäraren behöver naturligtvis inte rotera under kontinuerlig rörelse. En kontinuerlig rörelse ger dock litet slitage på mekaniska delar och är därför att föredra.
Partiklarna kan sugas fast i provhàllarna 2 genom att ett undertryck skapas på bärarens l undersida. Hàlen är så små att endast en partikel i taget kan sugas fast och ingen partikel kan falla igenom ett hål. Partikelns orientering på bäraren l kan i detta fall vara godtycklig och därigenom bör man använda tre belysningsorgan enligt resonemanget ovan. Dessa belysningsorgan är fast monte- rade på stativet med l20° vinkel mellan tvà intilliggande belysningsorgan. Vid denna plats är också ett bildupp- tagande organ monterat på stativet. Här belyses partikeln med belysningsorgan och en bild av den belysta partikeln registreras av det bildupptagande organet enligt ovan.
Provhàllarna 2 kan enligt en annan utföringsform utgöras av partikelformade hål. Bäraren 1 roterar då ovanpå en partikelhàllarskiva, som därigenom utgör en botten för hålen. En partikel faller således ner i ett hål och passar endast på ett sätt i hålet, varigenom partikelns orientering kan styras. Då bäraren l roterar förs sedan partikeln fram pà partikelhållarskivan.
Eftersom partikelns orientering är känd kan en kännedom om sprickors normala orientering i partikeln utnyttjas.
För riskorn är exempelvis sprickor orienterade tvärs kornets làngsträckta riktning. Härigenom kan kornet belysas från sina kortsidor och ljuset kommer därvid att 10 15 20 25 30 35 522 695 12 infalla vinkelrätt mot en eventuell spricka i kornet. Två lysdioder, en röd och en blå, är därmed monterade i mot- stående kortsidoväggar hos varje provhàllare 2.
De delbilder som registreras i det bildupptagande organet, skickas som indata till beräkningskretsar i instrumentet. Dessa utför bildanalys för subtraktion mellan två delbilder av en partikel och bestämning av om en skiljelinje som markerar en spricka finns i partikeln.
Ett spegeluppbärande organ 3 är anordnat att följa bärarens 1 rörelser. Det spegeluppbärande organet 3 har för varje provhàllare 2 en motsvarande spegel 4. Spegeln 4 projicerar en partikel i provhållaren 2 på en centrum- axel för rörelsen. Detta innebär att det bildupptagande organet, som registrerar en bild av spegelbilden av partikeln, uppfattar att partikeln står still i spegeln.
Spegelbilden av partikeln är hela tiden på centrumaxeln och den enda rörelsen i spegelbilden är en vridning kring partikelns centrum. Denna vridnings storlek motsvarar den vinkel det spegeluppbärande organet 3 vrids medan en spegel 4 är framför det bildupptagande organet. Denna vridning är så liten att ingen eller mycket liten rörelseoskärpa skapas i den registrerade bilden. Denna anordning gör att det bildupptagande organet kan ha en relativt lång exponeringstid, vilket kan klaras av en konventionell digital kamera.
I fig 3 och 4 visas schematiskt hur bildanalysen sker vid belysning från två (fig 3) respektive tre (fig 4) riktningar. I fig 3 infaller både det röda ljuset 5 och det blåa ljuset 6 vinkelrätt mot sprickan och den klara kontrastskillnaden framgår tydligt efter subtrak- tion av den blåa kanalen från den röda. I fig 4 är det blåa ljuset 6 vinkelrätt mot sprickan medan det gröna ljuset 7 och det röda ljuset 5 inte så tydligt framhäver sprickan. Efter effektförstärkning genom subtraktion av två kanaler i taget ser man dock att sprickan tydligt framhävs vid jämförelse av den blåa och den gröna kanalen 10 15 20 25 522 695 13 respektive vid jämförelse av den blåa och den röda kanalen.
Det inses att en mängd modifieringar av den ovan beskrivna utföringsformen är möjliga inom ramen för upp- finningen såsom definierad av de efterföljande patent- kraven. Exempelvis kan andra våglängder användas på ljuset, vilket innebär att det bildupptagande organets kanaler i sådant fall är känsliga för dessa våglängder.
Enligt en annan alternativ utföringsform kan flera partiklar i ett partikelprov matas fram samtidigt till platsen för bildupptagning. Bilden av det belysta partikelprovet kan då delas upp i flera bilder av var sin partikel. Dessa bilder kan sedan analyseras som vanligt.
Man får på detta sätt en samtidig mätning på flera partiklar, men en viss extra bildbehandling krävs.
Belysningsorganen kan naturligtvis vara vilken form av ljuskälla som helst som ger ljus med ett begränsat spektralinnehåll, såsom någon form av laser eller en gasurladdningslampa. Ljuskällan behöver inte vara begränsad till en smal ljusstråle utan kan vara utbredd, men belysningen av partikeln bör, som nämnts ovan, infalla enbart på en sida om en spricka i partikeln.
Det bildupptagande organet skulle kunna vara någon annan form av digital kamera, exempelvis en CMOS-kamera.
Uppfinningen är inte begränsad till upptäckandet av sprickor i partiklar. Andra former av invändiga skador kan också upptäckas, såsom insektsangrepp, där en insekt har borrat en kanal i partikeln.
Claims (25)
1. Metod för bildupptagning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partiklarnas kvalitet, speciellt för upptäckande av om det finns sprickbildning i partiklarna, vilken metod innefattar stegen: (102) innefattar minst en partikel, som vart och ett till en plats för bild- att mata fram partikelprov, upptagning, (104) riktningar samtidigt, varvid belysningen sker med olika att belysa ett partikelprov från minst två ljusvåglängd för varje riktning, (106) en bild av det belysta partikelprovet medelst ett bildupptagande organ, vilket att registrera registrerar delbilder av partikelprovet i skilda kanaler, vilka är känsliga för skilda våglängder, varvid belysningen och bildupptagningen av ett partikelprov sker ur så skilda vinklar mot partikelprovet att väsentligen inget direkt reflekterat ljus från partikelprovet når det bildupptagande organet, och att jämföra (108) de olika delbilderna för analys av partikelprovet, varvid varje delbild visar partikelprovet belyst från en riktning genom att kanalen endast regist- rerar en av de olika ljusvåglängderna.
2. Metod enligt krav 1, vid vilken partikelprovet belyses med släpljus, dvs belysningen sker med strykande infall mot partikelprovet, och ljusets infallsvinkel är nära 90° mot riktningen till det bildupptagande organet.
3. Metod enligt krav 1 eller 2, vid vilken partikelproven matas fram under kontinuerlig rörelse.
4. Metod enligt något av föregående krav, vilken vidare innefattar steget att dela upp en bild av ett _ partikelprov, som innefattar flera partiklar, i bilder av var sin partikel. 10 15 20 25 30 35 522 695 15
5. Metod enligt något av föregående krav, vid vilken ljus som transmitterats genom partikelprovet mäts i det bildupptagande organet.
6. Metod enligt något av föregående krav, vid vilken endast en partikel matas fram i varje partikelprov.
7. Metod enligt krav 6, vid vilken partikelproven (1), vilken har provhållare (2) (2), vilka är formade som partiklarna så att en partikels matas fram av en bärare för upptagning av en partikel i varje provhàllare orientering i provhållaren (2) styrs.
8. Metod enligt krav 7, vid vilken partikelprovet belyses med två olika våglängder från två olika belys- ningsorgan och vinkeln mellan de två belysningsorganens belysningsriktningar är väsentligen 180°.
9. Metod enligt något av krav 1-7, vid vilken partikelprovet belyses med tre olika våglängder från tre olika belysningsorgan och vinkeln mellan två intillig- gande belysningsorgans belysningsriktningar är väsent- ligen l20°.
10. Metod enligt något av föregående krav, vid (108) de olika delbilderna innefattar steget att subtrahera delbilden från en första vilken steget att jämföra kanal från delbilden från en andra kanal.
11. Metod enligt något av föregående krav, vid vilken det bildupptagande organet är en digital kamera.
12. Metod enligt något av föregående krav, vilken vidare innefattar steget att följa frammatningen av partikelprovet med en spegel (4), så att en spegelbild av partikelprovet hamnar på en centrumaxel för frammatnings- rörelsen, varvid spegelbilden av partikelprovet står i huvudsak still bildupptagning sker, sett från det bildupptagande organet, då till följd av att spegelbilden av partikelprovet är på centrumaxeln för rörelsen.
13. Metod enligt något av föregående krav, vid vilken de olika ljusvåglängderna innefattar rött (5), grönt (7) och blått (6) ljus. 10 15 20 25 30 35 n n nnn n c n n n n nn nn nn n nn n n n nn n n n n n n n nn n nn n n n n n 01 n n I v n n n un n o nn n , vni n- nn n nn n a "nn n n n n n n n oc n n n n n o n n n n n 16
14. Anordning för bildupptagning av små partiklar, såsom korn från spannmål och liknande grödor, för analys av partiklarnas kvalitet, speciellt för upptäckande av om det finns sprickbildning i partiklarna, vilken anordning innefattar: (1), vart och ett innefattar minst en partikel, en bärare vilken matar fram partikelprov, som till en plats för bildupptagning, minst två belysningsorgan, vilka är anordnade att samtidigt belysa ett partikelprov med olika ljusvåglängd och från olika riktningar, ett bildupptagande organ, som registrerar en bild av det belysta partikelprovet, varvid det bildupptagande organet registrerar delbilder av partikelprovet i skilda kanaler, vilka är känsliga för skilda våglängder, och varvid belysningsorganen och det bildupptagande organet är monterade i så skilda vinklar till partikelprovet att väsentligen inget direkt reflekterat ljus från partikelprovet når det bildupptagande organet, samt ett analysorgan för jämförande av de olika delbilderna för analys av partikelprovet, varvid varje delbild visar partikelprovet belyst från en riktning genom att kanalen endast registrerar en av de olika ljusvåglängderna.
15. Anordning enligt krav 14, vid vilken partikel- provet belyses med släpljus, dvs belysningen sker med strykande infall mot partikelprovet, och ljusets infalls- vinkel är nära 90° mot riktningen till det bildupptagande organet.
16. Anordning enligt krav 14 eller 15, vid vilken bäraren (1) är anordnad att mata fram partikelprov under kontinuerlig rörelse.
17. Anordning enligt något av krav 14-16, vilken innefattar ett organ för bildanalys av den registrerade bilden, varvid en bild av ett partikelprov, som inne- fattar flera partiklar, medelst organet för bildanalys är uppdelbar i bilder av var sin partikel. 10 15 20 25 30 35 522 695 "ïï.æ"ë=ffë. Iïï: ”'-“ 17
18. Anordning enligt något av krav 14-17, vid vilken belysningsorganen och det bildupptagande organet är i monterade på var sin sida om partikelprovet, så att ljus som transmitterats genom partikelprovet mäts i det bild- upptagande organet.
19. Anordning enligt något av krav 14-18, vid vilken bäraren (1) är anordnad att ta upp endast en partikel i varje partikelprov.
20. Anordning enligt krav 19, vid vilken bäraren (1) har provhàllare (2) för upptagning av en partikel i varje provhàllare (2), vilka är formade som partiklarna så att en partikels orientering i provhållaren (2) blir styrd.
21. Anordning enligt krav 20, vid vilken två olika belysningsorgan är anordnade på var sin sida av prov- hållaren (2), varvid vinkeln mellan de två belysnings- organens belysningsriktningar är väsentligen l80°.
22. Anordning enligt något av krav 14-20, vid vilken tre olika belysningsorgan är anordnade att belysa partikelprovet, varvid vinkeln mellan två intilliggande belysningsorgans belysningsriktningar är väsentligen l20°.
23. Anordning enligt något av krav 14-22, vid vilken analysorganet är anordnat att subtrahera delbilden från en första kanal från delbilden från en andra kanal.
24. Anordning enligt något av krav 14-23, vid vilken det bildupptagande organet är en digital kamera.
25. Anordning enligt något av krav 20-24, vilken vidare innefattar ett spegeluppbärande organ (3), vilket har en mot varje provhàllare (2) svarande spegel (4), som följer provhàllarens (2) rörelse och som projicerar en spegelbild av ett partikelprov i provhållaren (2) på en centrumaxel för_frammatningsrörelsen, varvid spegelbilden av partikelprovet står i huvudsak still sett från det bildupptagande organet, då bildupptagning sker, till följd av att spegelbilden av partikelprovet är på centrumaxeln för rörelsen.
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0004235A SE522695C2 (sv) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet |
US09/757,696 US6888954B2 (en) | 2000-11-17 | 2001-01-11 | Device and method for recording images |
AU2002214504A AU2002214504B2 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | A method and device for recording images of grains from cereals to detect cracking |
AU1450402A AU1450402A (en) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | A method and device for recording images of grains from cereals to detect cracking |
JP2002542847A JP4109110B2 (ja) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | 穀類の穀粒の像を記録し、割れを検出するための方法並びに装置 |
CNB018190502A CN1220872C (zh) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | 用于记录谷物颗粒的图像以检测裂纹的方法和设备 |
KR1020037006699A KR100808338B1 (ko) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | 크래킹을 검출하기 위해 곡물로부터 낟알의 이미지를기록하기 위한 방법 및 장치 |
PCT/SE2001/002521 WO2002040967A1 (en) | 2000-11-17 | 2001-11-14 | A method and device for recording images of grains from cereals to detect cracking |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE0004235A SE522695C2 (sv) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE0004235D0 SE0004235D0 (sv) | 2000-11-17 |
SE0004235L SE0004235L (sv) | 2002-05-18 |
SE522695C2 true SE522695C2 (sv) | 2004-03-02 |
Family
ID=20281878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE0004235A SE522695C2 (sv) | 2000-11-17 | 2000-11-17 | Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6888954B2 (sv) |
JP (1) | JP4109110B2 (sv) |
KR (1) | KR100808338B1 (sv) |
CN (1) | CN1220872C (sv) |
AU (2) | AU1450402A (sv) |
SE (1) | SE522695C2 (sv) |
WO (1) | WO2002040967A1 (sv) |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AR046430A1 (es) * | 2003-10-28 | 2005-12-07 | Cargill Inc | Sistema de manipulacion de productos agricolas. |
US20050097021A1 (en) * | 2003-11-03 | 2005-05-05 | Martin Behr | Object analysis apparatus |
JP2005291789A (ja) * | 2004-03-31 | 2005-10-20 | Denso Corp | 距離検出装置 |
AU2006200712B1 (en) | 2006-02-21 | 2006-09-28 | Rosewood Research Pty Ltd | Spectographic sample monitoring |
US7851722B2 (en) * | 2006-06-15 | 2010-12-14 | Satake Corporation | Optical cracked-grain selector |
US8285025B2 (en) * | 2008-03-25 | 2012-10-09 | Electro Scientific Industries, Inc. | Method and apparatus for detecting defects using structured light |
WO2012098287A1 (en) * | 2011-01-19 | 2012-07-26 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Method and system for determining particle size information |
US10321624B2 (en) | 2011-03-11 | 2019-06-18 | Intelligent Agriculture Solutions LLC | Air seeder manifold system |
US10318138B2 (en) | 2011-03-11 | 2019-06-11 | Intelligent Agricultural Solutions Llc | Harvesting machine capable of automatic adjustment |
JP6034101B2 (ja) * | 2012-09-10 | 2016-11-30 | 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構 | もち米の胴割判別方法、胴割判別装置、および、プログラム |
US9756785B2 (en) | 2014-09-12 | 2017-09-12 | Appareo Systems, Llc | Grain quality sensor |
US10085379B2 (en) | 2014-09-12 | 2018-10-02 | Appareo Systems, Llc | Grain quality sensor |
Family Cites Families (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2744820C3 (de) | 1977-10-05 | 1980-08-07 | Endress U. Hauser Gmbh U. Co, 7867 Maulburg | Kapazitiver Meßwertumformer |
US5245188A (en) * | 1988-08-11 | 1993-09-14 | Satake Engineering Co., Ltd. | Apparatus for evaluating the grade of rice grains |
JP2729391B2 (ja) | 1988-12-29 | 1998-03-18 | 株式会社佐竹製作所 | 米粒品位判別方法 |
JPH0627587A (ja) * | 1992-07-06 | 1994-02-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | カラー写真感光材料 |
US5956413A (en) * | 1992-09-07 | 1999-09-21 | Agrovision Ab | Method and device for automatic evaluation of cereal grains and other granular products |
MY115854A (en) * | 1995-10-02 | 2003-09-30 | Toray Industries | A biaxially oriented polyester film to be formed into containers |
US5641596A (en) * | 1995-12-05 | 1997-06-24 | Eastman Kodak Company | Adjusting film grain properties in digital images |
JP3642106B2 (ja) | 1996-04-25 | 2005-04-27 | 株式会社サタケ | 米粒品位判別装置 |
US5835206A (en) * | 1996-05-22 | 1998-11-10 | Zenco (No. 4) Limited | Use of color image analyzers for quantifying grain quality traits |
JPH1052673A (ja) | 1996-08-09 | 1998-02-24 | Yamamoto Mfg Co Ltd | 穀粒選別機 |
JPH10309539A (ja) | 1997-05-09 | 1998-11-24 | Yamamoto Mfg Co Ltd | 穀粒選別機 |
JPH11621A (ja) | 1997-06-12 | 1999-01-06 | Satake Eng Co Ltd | 穀粒色彩選別方法及び装置 |
JP2000157936A (ja) | 1998-11-27 | 2000-06-13 | Satake Eng Co Ltd | 粒状物選別方法及び粒状物選別装置 |
KR20000077034A (ko) | 1999-04-22 | 2000-12-26 | 사따께 사또루 | 입상물의 품질을 평가하기 위한 장치 및 방법 |
-
2000
- 2000-11-17 SE SE0004235A patent/SE522695C2/sv not_active IP Right Cessation
-
2001
- 2001-01-11 US US09/757,696 patent/US6888954B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-14 KR KR1020037006699A patent/KR100808338B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-11-14 AU AU1450402A patent/AU1450402A/xx active Pending
- 2001-11-14 AU AU2002214504A patent/AU2002214504B2/en not_active Ceased
- 2001-11-14 WO PCT/SE2001/002521 patent/WO2002040967A1/en active IP Right Grant
- 2001-11-14 CN CNB018190502A patent/CN1220872C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-11-14 JP JP2002542847A patent/JP4109110B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
AU1450402A (en) | 2002-05-27 |
CN1220872C (zh) | 2005-09-28 |
WO2002040967A1 (en) | 2002-05-23 |
US20020061124A1 (en) | 2002-05-23 |
JP4109110B2 (ja) | 2008-07-02 |
US6888954B2 (en) | 2005-05-03 |
CN1474939A (zh) | 2004-02-11 |
JP2004514131A (ja) | 2004-05-13 |
SE0004235L (sv) | 2002-05-18 |
KR100808338B1 (ko) | 2008-02-27 |
SE0004235D0 (sv) | 2000-11-17 |
KR20030048153A (ko) | 2003-06-18 |
AU2002214504B2 (en) | 2004-10-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7305115B2 (en) | Method and system for improving ability of a machine vision system to discriminate features of a target | |
KR101692115B1 (ko) | 검사 장치 및 검사 방법 | |
SE522695C2 (sv) | Metod och anordning för bildupptagning av små partiklar för analys av partiklarnas kvalitet | |
US11099134B2 (en) | Optical examination device and optical examination method with visible and infrared light for semiconductor components | |
WO2016043397A1 (ko) | 초분광영상화 기법을 이용한 글라스 결함 검출 방법 및 장치 | |
JPH11237210A (ja) | 半導体パッケージの検査装置 | |
JP5670915B2 (ja) | 外観検査装置 | |
KR102504240B1 (ko) | 버피 코트 이미지 촬상을 위한 방법 및 장치 | |
JPH09196859A (ja) | 表面欠陥検査装置 | |
JP2009293999A (ja) | 木材欠陥検出装置 | |
JP6668353B2 (ja) | クロマトグラフ試料を光学的に検知する方法及び装置 | |
KR20060056942A (ko) | 수직 에지부 공정 | |
TW201339572A (zh) | 元件內部缺陷之檢測裝置及方法 | |
JP2009236760A (ja) | 画像検出装置および検査装置 | |
US6556295B2 (en) | Device and method for optical measurement | |
US20050017186A1 (en) | Method and means for detecting internal larval infestation in granular material | |
JP4386326B2 (ja) | プリント基板の検査方法およびこれに用いる装置 | |
JP3311880B2 (ja) | 青果物の傷害自動検出装置 | |
JP4270604B2 (ja) | 画像入力装置 | |
KR102394422B1 (ko) | Nir 스펙트럼 영상 기술을 이용한 식품 표면 이물 검사 광학장치 | |
CN115753790A (zh) | 可以满足滤光片灰尘检出的贴附方法 | |
WO2023210619A1 (ja) | 撮像装置、検査装置、撮像条件決定方法及び撮像方法 | |
JPH0590366A (ja) | 半導体チツプ選別装置 | |
TW202129252A (zh) | 多通道取像之晶圓檢測系統 | |
JP2005326246A (ja) | 異物検出装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |