TW460337B - Method and apparatus for sorting granular objects with at least two different threshold levels - Google Patents

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A7 B7 4 6 033 7 五、發明說明（） 發明之背景 (1 )發明之領域 本發明係關於一種粒狀物體之分類裝置，而更特別的 是針對一種粒狀物體之分類方法，該方法可將來自一種固 態影像裝置如C C D測感器從每個待分類的材料所取得的 影像信號施以影像處理，且藉由指定介於數個物體中所選 別的物體來實行分類。 (2 )相關技藝之描述 本技術已被當作用來選別不良的粒狀物體，該技術藉 由裝配C C D測感器的照相機所照攝移動的粒狀物體來探 測不良的部分，而所照的粒狀物體其個別影像元素之光量 在預先決定的臨界處被二元化。該技術不限於被應用在選 別粒狀物體，也應用於選別關於木的材料如在日本專利公 開案號8 — 3 5 9 4 0號裡所透露，並用於選別瓶子如在 日本專利公開案號9 — 2 0 3 6 1 4號裡所透露。 近年來，C C D測感器的解像能力〈影像元素的數量 或影像點〉已在改進以便探測精密顏色的差別及光量的程 度，而在精確度上的加工速亦有顯著的改進。特別是在有 關粒狀物體上，例如每個小尺寸的榖粒和塑膠材料的小九 1那改良的c C D測感器會生效。在榖粒裡，因成長時的 損壞而造成一種顏色，而在小九裡，因雜質或異物的混合 而呈現顏色。這般著色的部分可有來自數公厘至1 / 1 ◦ 公厘或更小的寬或直徑。在那著色的部分裡也有顏色濃度 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公复) 7 ~ — — — — — — — —-----^----I--—訂- ------- <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 03 3 7 A7 _ B7 五、發明說明（2 ) 上的差異，該顏色濃度從某一種可影響產品的價値變動到 另一種不可影響產品其價値。 解像能力的改良促成人眼所不易辨別的粒狀物體之區 分。尤其是它可用來選別一種傳統上難以分類的小卻濃的 顏色。另一方面，一顆不具太濃的顔色及其尺寸上不直接 或實質影響到該性質的榖粒或小九可被察覺及選別’使得 分類產率下降，或不讚許地將大量可接受的物體混合到不 可接受的物體。在此情況下，解決方法是改變臨界値’但 是當僅改變顏色較濃邊的準位時，該分類標準將根據不論 著色部分的尺寸〈地帶〉之濃度來改變，以致那淺濃度但 擴寬在尺寸上的顏色可位於分類主體的外圍。然而’問題 是甚至當顏色爲淺濃度時，若其尺寸大，該產品價値會被 影響，所以理想的是能選別具有這般顏色的榖粒。 上述情形是由那攝影裝置其解像能力的改良所造成， 而那問題可減輕若照傳統技術來調低該解像能力。然而在 此情況下，小尺寸顏色的探查則變難了’因此無法滿足理 想中應讓小尺寸但濃的顏色爲主體。 進一步說，在傳統分類上，分類作用指向著色部分本 身，所以當那著色部分呈現在一底端或粒狀物體的周邊部 分時，指向著色部分的分類作用將造成不僅無法實行所屬 粒狀物體的準確彈射’而又不讚許地彈射正與所屬粒狀物 體一起連續地移動的其他粒狀物體。這不僅造成低分類產 率亦成爲一項增加令可接受產品混合到不可接受產品的比 率之原因。 --------------^'i l· ! — 訂 *!_ 線 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度igflt關家標準(CNS>A4規格（210 X 297公« ) -5- 經濟部智慧时i咼員工消費合作社印製 ^ b 03 3 7 A? -____ B7 五、發明說明（3 ) 發明槪要 本發明的目的是提供一種分類粒狀物體的方法及裝置 以增加分類產率，而在該方面爲了增加分類精密度，該解 像能力會被調升以便選別不良的粒狀物體，其具有一個濃 的著色部分，該部分甚至在小尺寸的狀態下具有對產品價 値的影響力，而那分類產率可由不選別具有一個小而淡著 色因而不影響產品價値的粒狀物體來改進。進一步說，該 分類過程使得僅那些影響到產品價値下降的不良粒狀物體 會被選別，而那些可接受的粒狀物體不會介入混合中而該 混合則造成不良粒狀物體被選別。 在一方面，本發明提供了分類粒狀物體之方法，其包 含的步驟是： 當在連續地狀態下流入的粒狀物體正被光所照射時， 藉由一種固態影像裝置攝影； 從那固態影像裝置裡藉由決定給探測第一準位其粒狀 物體其不良部分的預先決定的發光亮度之臨界値來二元化 影像元素信號； 從那二元化的影像元素信號裡探測不良影像元素信號 ;當連續地不良影像元素信號超過預先決定的數目時決定 它爲不良，並在當追般信號不過該預先決定的數目時取消 不良影像元素信號； 以及推進一個粒狀物體分類過程與那些在上述歩，驟裡 已被決定成不良的粒狀物體。 — — — — — — — — — — — — — ^ ιι — l· — — — --I I I I ^ I {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6- 4 6 03 3 7 五、發明說明（4 ) (請先閱讀背面之注音¥項再填寫本頁) 根據本發明，其粒狀物體所攝影的粒狀物體圖片靠一 種探測較輕色調顏色的不良部分之第一準位的臨界値來二 元化。當第一準位的不良部分從該圖片裡被探測到’例如 當複數個影像元素其各具有一個較輕色調顏色的著色部分 被連續地探測時，及該元素超過預先決定的數目時，分類 過程與這般如同不良部分的部分會被推進，亦即那著色的 部分。另一方面，當第一準位的不良部分被探測到但其數 目不超過預先決定的數目時，這般部分不被當作不良部分 而被取消。亦即當一個對產品價値不具影響力的不良部分 被探測時，分類過程不被推進。因此當一個較輕色調顔色 的不良部分呈現時，是否將它排除的判斷視這般部分的尺 寸而定。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 判斷過程係由影像加工所實行，而當在掃描期間獲得 影像元素信號時，若令其掃描垂直於粒狀物體的移動方向 上，不僅如同沿著掃描方向上〈水平方向〉不良部分般的 連續的影像元素之數目被探測到，亦即如同沿著物體流動 方向上〈垂直方向〉不良部分般的連續的影像元素之數目 被有效地探測到。若水平方向的預先決定値被設定，例如 設成當數目超過連續的三個影像元素時，及同樣爲垂直方 向所設，例如設成當數目超過連續的兩個影像元素〈兩柱 子〉時，藉由設定不但是不良部分其水平方向上的尺寸而 且是其垂直方向上的尺寸，判斷第一準位的不良部分是有 可能的，根據解像能力的仰角，不僅增加了 一輕色調顏色 的不良部分之探測精密度，而藉由計算影像元素的數目使 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- 五、發明說明（5 ) 能夠判斷那尺寸，因此顯示了解像能力的仰角所造成的效 果。並且，不論此佈置是否爲一種其影像元素在系列型式 下被輸入或一種其影像元素在平行型式下被輸入。在影像 加工技術下是有可能靠預先決定的記憶效能藉由蓄積每個 掃描信號與粒狀物體其影像元素的水平或垂直方向之位置 個別彼此相合來引導一個分批法。 那個在此專利說明書裡對產品效力不具影響力的不良 部分指的是這般人眼觀察所不易辨識的不良部分，而這般 部分的存在對產品效力不具影響力，以及不論這般部分的 存在，產品的品質和安全可實質充分地被維持。 分類過程根據本發明可進一步包括來自固態影像裝置 的影像元素信號之二元化，藉由決定給探測較第一準位爲 濃的第二準位其粒狀物體的不良部分的預先決定的發光亮 度之臨界値，並包括粒狀物體分類過程的推進與在二元化 的影像元素信號中已被決定爲不良品的影像元素。第一準 位是淡色調顏色的不良部分之臨界値而第二準位是濃色調 顏色的不良部分之臨界値。當濃色調顏色的不良部分之影 像元素信號被探查到時，相關粒狀物體的分類過程被推進 不論影像元素的連續或非連續。因此，當具有濃色調顏色 的不良部分之影像元素被探測時，相關粒狀物體總是如不 良粒狀物體般被彈出。 用於第二準位値的二元化過程在用於第一準位値的二 元化過程與之平行下被實行。因第二準位値所致使不良的 影像元素亦爲第一準位値所致使成不良。然而在第一準位 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公t ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) JS. -線 經濟部智慧財產局員工消t合作社印製 4 6 03 3 7 A7 B7____ 五、發明說明（6 ) (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 値的二元化裡，若濃色調顏色的不良部分不超過連續的影 像元素之預先決定數目，這般部分則被取消而不爲致使成 不良。然而靠提供第二準位値，甚至當影像元素爲非連續 時，即甚至當影像元素具有一個僅由調升解像能力而成爲 可探測的極小不良部分時，若這般部分爲濃色調顏色’相 關影像兀素則成爲一種由第一準位値之一兀化所判爲不良 的元素，而相關粒狀物體則判爲不良且被彈開。因此論證 了解像能力其仰角的效果。 並且，上述分類粒狀物體的方法包括的步驟是： 指定一些粒狀物體影像元素藉由固態影像裝置二元化 影像元素信號依照一個決定給探測粒狀物體的外型的預先 決定的發光亮度之臨界値； . 指定一些不良粒狀物體影像元素根據在第一準位或第 二準位檢測到的不良元素； 指定一個在不良影像元素中心位置裡的影像元素根據 指定的不良粒狀物體影像元素； 經濟邹智慧財產局負工消費合作社印製 以及相對於位在指定的中心位置之影像元素，輸出一 分類信號以作用於不良粒狀.物體的中心位置； 粒狀物體的外型由一個決定給探測粒狀物體的外型的 預先決定的發光亮度之臨界値所探測，該發光亮度之臨界 値從上面說明的第一和第二準位臨界値處設成與之分開。 根據由第一準位和第二準位臨界値所探測的不良影像元素 ’更具體地說，藉由置放影像元素於一個形成粒狀物體外 型的影像元素之總數上的不良部分，使那個具有不良影像 -9- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 4 6 03 3 7 B7 五、發明說明（7) 元素的粒狀物體被認作不良粒狀物體，而指定那在不良粒 狀物體中心位置的影像元素不論在不良粒狀物體的影像元 素總數下那不良部分的影像元素位置。由此’分類信號被 輸出以致生效於那相同於在特定不良粒狀物體的中心位置 的影像元素的不良粒狀物體之中心位置’不像在傳統技術 裡分類作用已被指向影像元素的不良部分本身。因此，不 論在粒狀物體何處不良粒狀物體的不良部分可呈現’消除 有關的單一不良粒狀物體受到保證。 爲了指定位在上述粒狀物體的中心位置的影像元素之 步驟，其方法包括的步驟是： 提供一個位在不良粒狀物體其影像元素的垂直和水平 方向上的對比程序； 分隔連續的影像元素成複數塊令連續的影像元素成一 方塊且放大那經對比程序成爲複數個方塊單位的影像元素 » 指定一個由放大程序所獲的複數個方塊裡其水平方向 上的中心方塊； 指定一個由放大程序所獲的複數個方塊裡其垂直方向 上的中心方塊； ' 決定一個粒狀物體的中心位置方塊藉由重疊介於在水 平方向上的中心方塊和垂直方向上的中心方塊； .關於不良粒狀物體的影像元素’執行了爲影像加工方 法的對比程序。因粒狀物體正連續地移動’在它們周邊部 分的那重疊處是可預料的以致會有無法指定各粒狀物體的 ----I I I ---!-歡 il· — — ·訂 ------線--' ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經齊郎智慧財查局貝1·消費合泎；4一印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格<210 X 297公釐） -10- 4 6 03 3 7 a? _____B7 _ 五、發明說明（8 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •一個影像元素總數的情形。因此，藉由影像元素的預先決 定之對比程序，使影像元素總數位於既垂直且水平的方向 上，而由此，解決了粒狀物體的重疊以及可能指定一個粒 狀物體影像元素。在粒狀物體由對比程序製成後，影像元 素總數群爲個別彼此獨立，影像元素的預先決定數目，如 連續的影像元素被分成各一方塊，而在一段組內，甚至若 粒狀物體的一個影像元素存在，其整體的一個方塊如粒狀 物體影像元素般被放大。亦即，粒狀物體的影像元素總數 成爲影像元素方塊總數。 依照上述放大的影像元素其複數方塊的總數，指定了 在垂直方向上的中心方塊和水平方向上的中心方塊。當有 偶數方塊在水平方向上時，兩個方塊選爲中心方塊，而當 有奇數方塊在水平方向上時，一個方塊選爲中心方塊。藉 由在上述所選的垂直和水平方向上重疊中心方塊，則有可 能指定粒狀物體的中心方塊。因爲中心方塊的位置成爲指 定的粒狀物體之中心位置，而可能在影像元素上指定粒狀 物體流動方向上的中心位置，所以分類信號被輸出以致分 類作用被指引到相關影像元素的中心位置。 上述中，預先決定連續的複數方塊構成一個段組1而 當那段組中的任一方塊來到中心位置時，分類信號被輸出 到相等於這般群組的分類位置。通常粒狀物體的分類方法 被組態化，以致如複數個彈射物被實質地提供於一條線上 。每個構成複數方塊的段組被逐次地分配到個別氣噴器自 其一端至另一端。當不良粒狀物體的中心位置存在於任一 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） -11 - A7 B7 4 6 033 7 五、發明說明（9 ) 複數個方塊時，分類信號被輸出到相同於這般段組的氣噴 器而氣噴器因此被活性化。 圖示之簡要說明 上述和其他物體、外貌和本發明的優點從關於伴隨圖 示所解說的本發明其較佳的具體實施例之如下說明裡將呈 明顯，在其中： 圖1爲依照本發明的粒狀物體分類裝置之側邊剖視圖 1 圖2爲顯示介於依照本發明的滑槽、噴嘴和粒狀物體 分類裝置的測感器元素之間的關係； 圖3爲來自依照本發明的粒狀物體分類裝置其c CD 測感器的信號其傳導信號加工的電路之方塊圖； 圖4 ( a )爲顯示由c C D測感器接收的信號之圖而 圖4 ( b ) ' ( c )和（d )顯示依照本發明的其個別二 元化信號； 圖5來自依照本發明的粒狀物體分類裝置其I n g a A s測感器的信號其傳導信號加工的電路之方塊圖； 圖6 ( a )和（b )顯示依照本發明所探測的著色部 分之影像加工的影像； 圖7 ( a )和（h )顯示依照本發明所探測的榖粒外 型之影像加工的影像； 圖8爲依照本發明的影像加工之流程圖。

本紙張尺度適用中關家標準（CNS)A4規格（210 X 297公楚) 7Z ^1 .^1 ^1 ^1 ^1 ^^1 n n n? I 1_ ϋ ί -^1 fl^i n t K I 線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 缍濟部智慧財產局貝Η消費合作社印製 460337 五、發明說明（ίο) 主要元件對照表 2 振 動 進 料 裝 置 3 槽 部 4 稻 米 穀 粒供 應 部 5 滑 槽 6 光 學 探 測 部 6 a 前 光 學 探 測 部 6 b 後 光 學 探 測 部 7 C C D 測 感 器 7 a 1 7 b 視 覺射 線 接 收 部 8 a 5 8 b 近 紅外 線 接 收 部 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 9a， 9b， 10a， 10b 螢光燈 1 1 a > lib 鹵素燈 12a， 12b 背景板 13a， 13b 開口 15 分類部 16 噴嘴 17 空氣管 1 8閥 2 0 控制組 2 2 不可接受的物體出口 23 可接受的物體出口 2 5，2 6 ，2 7，5 1 ，5 2 比測儀 28 影像加工板 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -13- 4 6 03 3 7五、發明說明（11) A7 B7 2 9 遲延電路 3 0 影像記憶體 3 1 記憶體電路 32 中央處理單元 33 輸入/出電路 3 4 閥電路 40 缺陷探測電路 4 1 中心探測電路 5 0 類比/數位變流器 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) i 1 才 發明之較佳的具體實施例 所解說的依照本發明的粒狀物體分類裝置之外形與圖 1和2有關。在此解說的分類裝置是一種，給粒狀物體中 的榖粒’尤其是稻米穀粒爲材料給選別，分類或彈射是做 給具有著色部分的稻米榖粒或混於稻米榖粒的異物。圖1 爲一個圖不地顯不粒狀物體分類裝置的主要元素和它們的 內部構造配置之剖視圖。此裝置被裝備於其上層部分，與 稻米榖粒供應部4其具有振動進料裝置2和槽部3及滑槽 5其外形呈斜板狀並在預先決定的軌跡下轉移來自振動進 料裝置2所供應的稻米穀粒。稻米穀粒由此滑槽5來供應 並釋放到光學探測部6以跟隨。 光學探測部實質上對稱於從滑槽5釋放出的稻米穀粒 其軌跡，且構成前光學探測部6 a和後光學探測部6 b。 每個前和後光學探測部6 a和6 b被提供在稻米穀粒其降 訂. --線. 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -14- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 03 3 7 at ___B7 五、發明說明（12) 落軌跡上關於觀察點0的前面和後面，與裝配了如同影像 元素的C C D測感器的視覺射線接收部7 a 、7 b ，例如 矽測感器，以及裝配了由I n G a A s元素構成的類比測 感器的近紅外線接收部8 a、8 b。視覺射線接收部7 a 、7 b和近紅外線接收部8 a、8 b被相等於滑槽5其寬 度方向上所提供。亦提供了照明的螢光燈9 a 、9 b和 1 0 a 、1 〇 b ，照明的鹵素燈1 1 a 、1 1 b ，及背景 板1 2 a 、1 2 b，所提供的開口 1 3 a 、1 3 b使不致 中斷接收光部分8 a、8 b之間的視線和觀察點〇。視覺 射線接收部7 a 、7 b可由裝備了收束透鏡的廣角照相機 被有利地組態化。 分類部1 5在沿著稻米穀粒下降方向上的光學探測部 6下被處置，而放射高速噴氣到稻米穀粒的複數個噴嘴 1 6被提供在滑槽5寬度方向上。關於每個所接連的噴嘴 1 6，那容許壓縮空氣經空氣管1 7被供應到噴嘴1 6的 閥1 8，而閥1 8被接連到壓縮空氣供應器〈圖解省略〉 0 光線接收部7和8由稍後說明的控制組2 0連接到閥 1 8，而從稻米榖粒或經由光線接收部7和8的異物接收 的信號被控制組2 0處理，當具有著色部分不良稻米穀粒 或異物被探測時，活化相關閥1 8的信號被輸出。當閥 1 8由此被活化時，不良稻米穀粒或異物藉由噴嘴1 6噴 出的空氣從榖粒下降軌跡射出並從不可接受的物體出口 2 2排出。可接受的穀粒，亦即那未射出的榖粒被排放到 — — — — — — — — — — — I· i 1 I I l· I I I 1111111 ^^^ _ IV (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -15- 4 6 03 3 7 A7 B7 _ 五、發明說明（13) 沿著稻米榖粒下降軌跡的可接受的物體出口 2 3之外。 {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 圖2是一個從滑槽5前側所見的並圖示地顯示滑槽5 的位置和配置，光線接收部7和裝設在寬度方向上的噴嘴 1 6之放大圖。滑槽5被分成複數個段組其各具有如預先 決定的寬度，而噴嘴1 6被分配到滑槽5的各段組。噴嘴 1 6的寬度在此稻米榖粒的情況下以1 . 5 -2 m m爲合意 。此例中，在光線接收部7裡六個光線接收測感器構成一 個方塊，而四個方塊被分配到一個噴嘴。亦即在此例裡， 由於2 4個元素，流入滑槽5的一段組的稻米穀粒之光量 被接收。亦即，至於影像元素，位於各噴嘴的水平方向上 有2 4個影像元素。當拍攝稻米穀粒的影像時，於稻米穀 粒流動在垂直方向上藉掃描以獲得的影像。 經濟部智慧財產局貝工消費合作社印製 下一步，關於圖3和圖4，爲解說處理從光線接收部 7、8輸出的信號控制組2 0。控制組2 0裝備了輸入到 相等於物體外型的臨界値之比測儀2 5 ，輸入到相等於較 輕色調顔色〈第一準位〉的臨界値之比測儀2 6 ’輸入到 相等於較濃色調顏色〈第二準位〉的臨界値之比測儀2 7 ，從上述比測儀裡影像處理信號的影像加工板2 8 ’以及 輸入到那根據從影像加工板2 8輸出信號的輸出的分類信 號之遲延電路2 9。其他元素如影像加工所必需的影像記 憶體3 0和儲存加工程式的記憶體電路3 1當然包括在控 制組2 0裡，但它們不被詳細地描述因它們可被適當地設 計及提供。並且，至於中央處理單元3 2和輸入/出電路 3 3，它們可不同地被設計如一種在加工階段裡使之個別 -16- 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） A7 4 6 03 3 7 B7____ 五、發明說明（14) 控制的或一種在其中完全由一個C Ρ ϋ控制的’以致僅一 例顯示於此而無圖解的細節°閥電路3 4藉由遲延電路 2 9的輸出信號所操作。 控制組2 0從光線接收部7的c c D測感器接收複數 個輸出的信號。影像元素信號各個被轉送到比測儀2 5 ' 2 6、2 7且被各臨界値所二元化。在二元化的信號其中 ，來自比測儀2 6和2 7的信號須經由影像加工板2 8裡 的缺陷探測電路4 0之缺陷探查’並在該處確認缺陷信號 的存在與否。若任何缺陷信號被探查’藉由中心探測電路 4 1的中心探查則被引導。圖4 ( a )顯示一種數位信號 在該處的其一部分被省去而它從關於一個稻米穀粒的 C C D測感器被輸出之例子。於此圖解的例子裡，在一個 稻米穀粒中，有個較輕色調顏色並屬於廣大範圍顏色的著 色部分，亦有個較濃色調顏色卻屬於小範圍顏色的著色部 分。在圖4 ( a )裡，亦顯示了三個不同的比測儀2 5、 2 6和2 7它們的臨界値之三個準位。當如圖4 ( a )的 信號被輸出到各個比測儀2 5、2 6、2 7 *從各比測儀 2 5、2 6、2 7輸出的信號變成如圖4 ( b ) 、( c ) 和（d )它們例子所示的二元化信號。由此產生的二元化 信號被連續地儲存在影像加工板2 8裡的記憶體3 0。比 測儀2 5、2 6、2 7以顯示爲分開的電路，但相關過程 可被倂入程式的一部分以致它們在影像加工板2 8裡可被 引導。 當輸出量係爲如在普通I n G a A s測感器的類比信 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公爱） I -----------J -裝 il.ll· —--訂------- I - i f請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 17- 4 6 03 3 A7 B7 五、發明說明（15> 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 號時，由 加工可如 一種在該 臨界値。 型準位之 成爲如上 卻說 圖8有關 1 2位元 器7如此 2 7所設 値〈第一 於比測儀 過程。圖 以及由第 元化的數 下一 號加工。 裡事前儲 元化的數 粒之情形 向〉上的 方向〉上 6(a) 提供如 上述控 處建立 有利的 臨界値 述的指 ，所解 。從C ，可被 轉換的 的著色 準位、 2 5 < 6 準位 據同樣 步爲解 此加工 存的程 據之影 或範圍 連續的 的連續 上時， 圖5所 制組2 了選別 是若比 被提供 定外型 說的那 C D測 轉換成 數據須 部分〈 第二準 步驟7 )僅顯 二元化 地被獲 說位於 依照那 式來執 像加工 被設成 影像元 的影像 於第η 示的類比/數位變流器5 0，影像 0般被實行。然而，比測儀5 1是 異物〈玻璃、樹脂和卵石〉的第四 測儀5 2與事先設給檢測異物的外 ’而藉由該二元化信號，那信號則 之信號。 靠控制組2 0的影像加工與圖6至 感器7輸出的數據，如平行地輸出 8位元的系列數據。從C C D測感 經過藉由那事前於比測儀2 6、 步驟601a、601b〉之臨界 位〉的二元化過程以及藉由那事前 0 1〉所設的外型臨界値的二元化 示由複數個掃描所獲的一部份數據 的數據之唯一例子》由第一準位二 得。 影像加工板2 8 ( 影像加工板2 8的 行。在那由第一準 裡最初設定中，不 如下。亦即，在掃 素之數目爲3，在 元素之數目爲2。 個掃描在水平方向 請看圖3 >的信 記億體電路3 1 位比測儀2 6二 可接受的稻米榖 描方向〈水平方 流動方向〈垂直 當這被應用到圖 上的連續的影像 請 先 閱 讀 背 6 之 注 項 再 填 本 頁 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -18 - 經濟部智慧財產局貝Η消费合作社印製 4 6 033 7 a? _ B7 五、發明說明（16) 元素之數目爲5。同樣在n + 1的掃描爲7，而同樣在η + 2的掃描爲4 ’而在任和這些掃描中，那數目超過在水 平方向上的影像元素之最出所設的數目3因而那有關的榖 粒屬於不可接受的榖粒。並且，在垂直方向上的影像元素 之最出所設的數目2亦被超過以致在此所探測的影像元素 之總數背判爲不可接受的穀粒〈步驟6 0 2〉的影像元素 。進一步說’在圖6 ( b )的例子裡，於第m個掃描在水 平方向上的連續的影像元素之數目爲3以致在水平方向上 那連續的影像元素之最出所設的數目3不被超過，而在垂 直方向上連續的影像元素不存在。因此總數中的影像元素 不被判作那些不可接受的榖粒，且被取消。藉第二準位的 比測儀2 7以二元化的數據裡所探測的不良穀粒影像中， 其臨界値不同於第一準位的，而因不良影像元素代表顏色 的較濃色調，它被判作不良的。 同時與著色部分的二元化數據之加工，如圖7 ( a ) 至7 ( b )所示的稻米穀粒之外型加工則被引導。圖7 ( a )顯示由外型準位的比測儀2 5所獲的信號。該信號是 一種在其中稻米榖粒的外型信號已經過簡單的二元化過程 〈步驟7 0 1 > 。此外型的對比程序如下。在對比程序裡 ’如圖7 ( b )所不，垂直方向上的周邊影像兀素逐一·等 速地被取消〈步驟7 0 2 > 。然後如7 ( c )所示，水平 方向上的周邊影像元素按照三個影像元素一次被等速地取 消〈步驟7 0 3〉。在此所取消的影像元素數目不限於那 例子且可隨意設定。此過程使之解決了與其他稻米榖粒影 -------I-----^ - —111· — — — ^*— — 1—--- Γ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -19- 4 6 033 7 a7 ______B7____ 五、發明說明（17) 像元素的關聯並可能確認'個別稻米榖粒的外型s 於步驟6 0 1 a和6 0 1 b所探測的著色影像元素〈 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 圖6 ( a )〉和至步驟7 0 3所獲的稻米榖粒之外向影像 元素〈圖7 (c)〉被完全地互相重疊〈圖7 (d)〉， 而由此，整體的著色榖粒之外型可被確認〈步驟7 0 4〉 〇 下一步，關於圖2於其中測感器元素被分隔以致沿著 水平方向上噴嘴16的寬度範圍上6元素在1方塊裡而4 方塊在1段組裡，在該圖已解說的光線接收部7的測感器 元素的劃分之同樣方法裡，影像加工可被實行以致沿噴嘴 1 6寬度上整個元素被轉換成方塊單位同6影像元素視爲 1方塊。即使在組成6影像元素的1方塊裡存有1不良榖 粒，有關的整體方塊則變成不良方塊並須經過放大程序< 步驟 7 0 5 ，圖 7 ( e ) > 。 物體其中心位置的探查以如下方式被實行。首先，水 平方向上的中心位置之探查被實行，以致根據圖7 ( e ) 的數據，各方塊數據由經過與以上和以下的方塊數據之 0 R邏輯計算被放大，而水平方向上的中心由模型相配所 獲得。當水平方向上有偶數數據時，中心裡的2方塊構成 中心部分，而當有奇數數據時，中心裡的1方塊構成中心 部分〈步驟706，圖7 (ί)〉。進一步說，垂直方向 上中心位置的探查被實行，以致根據圖7 ( e )的數摔’ 各方塊數據由經過與右和左的方塊數據之Ο R邏輯計算被 放大，而垂直方向上的中心由模型相配所獲得。當垂直方 本紙張尺度適用中國國家標奉（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 6 033 7 a7 ____B7 五、發明說明（18) 向上有偶數數據時，中心裡的2方塊構成中心部分，而當 有奇數數據時，中心裡的1方塊構成中心部分〈步驟 7 0 7，圖7 ( g )〉。由此，當個別在水平方向和垂直 方向上的中心位置由邏輯A N D被計算時，在如圖7 ( g )所示的中心裡的4方塊〈方格的模型方塊〉則被獲得< 步驟708> 。當中心的方塊被獲得時，存有這些方塊的 劃分被決定〈圖7 ( h )〉，而相等於這段組的噴嘴1 6 被決定。操作信號被送到連接噴嘴1 6的閥1 8 〈步驟 7 0 9〉° 操作的信號被輸出以致來自相同於那存有計算的的中 心位置的方塊之段組的噴嘴1 6的噴氣，以致如在圖7 ( g )裡，中心方塊存於1段粗內，中心位置被決定如存在 這般段組裡。然而當中心方塊延至水平方向上的2段組時 ，操作的信號被送到閥1 8以致空氣從兩個相同於那2段 組的噴嘴中被噴出。 電磁閥之操作信號被送到閥1 8在噴射定時被調整之 後，其根據整個影像裡不良影像元素之中心位置，在設定 的噴射時間被加上後，在啸嘴1 6的噴射定時被設定後， 及在預先決定的遲延時間根據光線接收部7與噴嘴1 6之 間隔被遲延電路2 9調整。 上述已主要地說明了從光線接收部7裡C C D測感器 接收的信號之加工，但從光線接收部8裡I n G a A s測 感器接收的信號之加工同樣地被引導若測感器有令人滿意 的解像能力。至於異物的探測，異物的存在由事前設定好 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 x 297公釐） II-----— — — — —— I I i l· I I I ----—II-- T 、 (請先閱讀背面之注意事項再填^-本頁> 座齊茚智慧讨轰苟貝Μ消费合咋：4一印製 4 6 033 7 A7 _____B7__ 五、發明說明（19) 臨界値的第四準位的比測儀5 1之二元化所確認，而異物 的外型由事前設定好外型準位的比測儀5 2之二元化所確 認。視異物種類而定，由第四準位的比測儀5 1二元化的 數據可如外型數據般地被使用。這是因爲顏色色調裡毫無 複數個準位不像在CCD所檢測的著色部分。 如上述，因測感器的解像能力已被調升而能夠檢測不 同尺寸的著色部分，並因著色部分可由影像元素的數目所 指定，則可能藉調升的解像能力不僅以增加淡色調顏色樣 式的不良部分之探查精密度，亦經由能夠計算影像元素的 而使能做其尺寸的判斷。因此，調升的解像能力已論證了 效果。 在粒狀物體的外型被檢測之後及置放不良部分裡的影 像元素於一個形成粒狀物體外型的影像元素之總數上，那 具有不良影像元素的粒狀物體給致使被當作不良的粒狀物 體，而不良粒狀物體其中心位置裡的影像元素被指定，不 論不良粒狀物體的影像元素總數裡不良部分的影像元素位 置。由此，分類信號被輸出以致生效於不良粒狀物體其中 心位置，相等於指定的粒狀物體之中心位置裡的影像元素 不像在傳統技術裡於其中分類作用已指向影像元素的不良 部分它本身。因此，無論在粒狀物體何處那不良的粒狀物 體之不良部分可存在，彈射有關的單一不良的粒狀物體受 到保證。 僅那些將對產品價値有影響力的粒狀物體被有效地消 除。這已成爲可能的靠使用具有高解像能力的測感器以便 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 丨从 訂---------線！ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -22- 4 6 033 7 A7 _________B7___ 五、發明說明（20) 檢測小尺寸的不良部分，靠能夠決定缺陷的存在藉由計算 那建立了淡色調顏色的不良部分的臨界値所獲得的不良部 分之影像元素數目，以及進一步靠建立濃色調顏色的不良 部分之臨界値以致能做不良部分的判斷不論不良部分的尺 寸。 並且，加上不良粒狀物體的判斷，已使之可能獲得不 良粒狀物體的精確中心部分，以致不論不良部分位在粒狀 物體何處，分類作用可被實質地指引到粒狀物體的中心部 分以致涉及其他須經過分類作用的粒狀物體的機會已變小 。因此，爲了增加分類精密度，解像能力則被調升以便能 夠選別不良粒狀物體其具有濃著色的部分，該部分即使爲 小尺寸也具有對產品價値的影響力，而分類產率靠不選別 具有小和淡著色所以對產品價値不具影響力的不良部分來 改進。 當本發明已被描述在它較佳的具體實施例裡，將被理 解的是未用到的文字係爲描述的文字而非限制以及附加的 申請專利範圍其範圍裡的改變可被做到而不違背該申請專 I I I I--1— — — — —— · · I I I l· I I I ^ > — — — — — — — — (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 圍 範 實 真 之 明 發 本 的 釋 解 所 圍 範 利 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） • 23 -

Claims (1)

1. 46 033 7 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 1 . 一種分類粒狀物體的方法其包含下列步驟： 當流動於連續的形體下之粒狀物體正被光所照射之時 ，藉由一個具有複數個影像元素的固態影像裝置進行攝影 以檢測第一準位的粒狀物體其不良部分的一個預先決 定的發光亮度之臨界値，從該固態影像裝置二元化影像元 素信號； 從該些二元化的影像元素信號檢測一個不良影像元素 信號； 當連續的不良影像元素之數目超過預先決定的數目時 決定爲不良的，並當該些信號不超過所提的預先決定的數 目之時取消不良影像元素信號：以及 對那些已被決定爲不良的粒狀物體進行一個粒狀物體 分類程序。 2 ·如申請專利範圍第1項的分類粒狀物體的方法， 其進一步包括下列步驟： 以檢測較第一準位爲濃的第二準位的粒狀物體其不良 部分的一個預先決定的發光亮度之臨界値，從該固態影像 裝置二元化影像元素信號；以及 從那些二元化的影像元素信號對那些已被決定爲不良 的粒狀物體進行一個粒狀物體分類程序。 3 .如申請專利範圍第1或2項的分類粒狀物體的方 法，其進一步包括下列步驟： 藉由決定給檢測粒狀物體外型的一個發光亮度之臨界 -------------飞---：！---訂ί n 1 n I 線 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁〕 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24- 4 6 033 7 A8B8C8D8 經濟部智慧財產局貝工消费合作社印 六、申請專利範圍 値從所提的固態影像裝置來二元化影像元素以指定粒狀物 體影像元素： 根據檢測於第一準位或第二準位的不良影像元素指定 一些不良粒狀物體影像元素； 根據所指定的不良粒狀物體影像元素指定一個不良粒 狀物體的中心位置之影像元素；以及 相對於在指定的中心位置的影像元素輸出一個分類信 號以作用在不良粒狀物體的該中心位置上。 4 .如申請專利範圍第3項的分類粒狀物體的方法， 其中指定該不良粒狀物體其中心位置的影像元素之步驟包 括下列步驟： 提供一個位於不良粒狀物體影像元素其水平和垂直方 向上的對比程序： 以預先決定數目之連續的影像元素形成一方塊來將該 些連續的影像元素分隔成複數個方塊，並於一方塊單位中 將歷經對比程序的影像元素放大； 由該放大程序所獲得的複數個方塊的水平方向指定一個中 心方塊； 由該放大程序所獲得的複數個方塊的垂直方向指定一個中 心方塊；以及 藉由水平方向上的中心方塊和垂直方向上的中心方塊 之間的重疊決定一個中心位置方塊。 5 .如申請專利範圍第4項的分類粒狀物體的方法， 其中當預先決定的複數個連續的方塊形成一段組而任何在 (請先W讀背面之注意事項再球，4頁) 裝 訂· -線 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -25- A8B8C8D8 4 6 033 7 六、申請專利範圍 該段組中的方塊已成爲中心位置時，爲相對於該段組之分 類位置而輸出一分類信號。 6·—種分類粒狀物體的裝置包含： 一於連續的形式下轉移粒狀物體的運輸裝置〈4 1 5 > ； 一照明正被轉移的粒狀物體之照明裝置〈9 a，9 b ：l〇a'l〇b；lla-llb)； 一攝影正被照明的粒狀物體之固態影像裝置〈7 a ， 7 b ； 8 a > 8 b )； 一去除一個從固態影像裝置內影像信號裡一預先決定 的第一濃度的不良部分之第一二元化裝置〈26> ; 一去除一個從固態影像裝置內影像信號裡一種指定的 粒狀物體的形狀之第二二元化裝置〈2 5〉； 一裝備了中心探測電路〈4 1〉的影像加工裝置用來 藉由第二個二元化裝置〈2 5 >相對於該些不良粒狀物體 選取該指定的粒狀物體其形狀的中心位置，該些不良粒狀 物體在第一個二元化裝置〈2 6 >所取出的不良部分裡包 含位在一預先決定的尺寸中但將被取消的一個不良部分以 及一個將不爲缺陷探測電路（+4 0〉所取消的不良部分； 一延遲裝置〈2 9〉用來在一個由指定的粒狀物體的 轉移時間和所提的粒狀物體的中心位置給算出的延遲時間 的流逝之後輸出一個信號；以及 一分類裝置〈3 4 >其根據來自該延遲裝置〈2 9 > 之輸出信號作用於不良粒狀物體的中心位置。 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -26 - (請先聞讀背面之注$項再填寫本頁> 經濟部智慧財產局負工消費合作社印製 一&1 I ϋ n n I I n n n I n n n ϋ f n K— ϋ _ 3 3 ο 6 4 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 7 .如申請專利範圍第6項之分類粒狀物體的裝置， 其裝備了第三個二元化裝置〈2 7〉甩來去除一種較第一 預先決定的濃度爲濃之第二預先決定的濃度之不良部分， 以及其中 該影像加工裝置〈2 8 >由相對於第三個二元化裝置 〈2 7 >所決定的不良粒狀物體之第二個二元化裝置〈 2 5 >所取出的形狀選取指定的粒狀物體的中心位置。 8 .如申請專利範圍第6或7項之分類粒狀物體的裝 置，其中該影像加工裝置〈2 8〉包括： 於垂直方向和水平方向上來選取不良粒狀物體影像元 素的裝置； 以預先決定數目的連續影像來形成一方塊來將連續的 影像分割成複數個方塊，並將已歷經對比程序的影像元素 在方塊單位中放大的裝置；以及 計算由放大程序所獲的複數個方塊裡水平方向上的不 良粒狀物體之中心和由放大程序所獲的複數個方塊裡垂直 方向上之中心，及根據水平及垂直的方向上所計算的中心 -------------^ (請先K讀背面之注項再 伞頁) 訂- 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 位 心 中 的 Mui! 物 狀 粒 取 選 來 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公《 ) -27-