WO2017162750A1 - Procédé et dispositif de mesure de la taille de granules - Google Patents

Procédé et dispositif de mesure de la taille de granules Download PDF

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WO2017162750A1
WO2017162750A1 PCT/EP2017/056845 EP2017056845W WO2017162750A1 WO 2017162750 A1 WO2017162750 A1 WO 2017162750A1 EP 2017056845 W EP2017056845 W EP 2017056845W WO 2017162750 A1 WO2017162750 A1 WO 2017162750A1
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WO
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image
granules
support
size
color
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/056845
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English (en)
Inventor
Vincent Sincholle
Damien ROUALEN
François Xavier GOURDIN
Original Assignee
Neovia
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Filing date
Publication date
Application filed by Neovia filed Critical Neovia
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Priority to BR112018069287A priority patent/BR112018069287A2/pt
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    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T7/00—Image analysis
    • G06T7/60—Analysis of geometric attributes
    • G06T7/62—Analysis of geometric attributes of area, perimeter, diameter or volume
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T2207/00—Indexing scheme for image analysis or image enhancement
    • G06T2207/30—Subject of image; Context of image processing
    • G06T2207/30108—Industrial image inspection
    • G06T2207/30128—Food products

Definitions

  • the invention relates to the field of control of the manufacture of granules including those for animals.
  • it relates to a method and a device for measuring the size of granules, in order to control their size. Measuring the size of the granules makes it possible, for example, to study the statistical distribution of the size of the different granules. State of the art
  • Granules of animal feed are generally cylinders of revolution whose size (diameter and length) depends on the size of the animals to be fed by these granules.
  • the size (diameter and length) of the granules is an important criterion.
  • the animals may have difficulty swallowing them.
  • the pellet is too small the amount of food ingested by the animals is decreased and the nutritional properties are diminished.
  • the manufacture of granules of animal feed is generally carried out by extruding a pasta through a die.
  • a sample of granules for example fifty granules, is taken.
  • the diameter and the length of each of these fifty granules are measured in order to check if the granules manufactured have the desired size.
  • the measurement of the diameter and the length of the granules is carried out with one foot a slide by an operator. Once the data is measured by the operator, the operator must manually enter the measured data into a computer system so that statistical processing of the size of the granules of the sample taken is performed.
  • the current measurement method may encounter reproducibility problems, the measurement of the diameter and the length of granules may vary depending on the operator who performs the measurement.
  • the current granulometric measurement method may also encounter repeatability problems, the measurement of the diameter and the length being able to vary while the same operator is measuring the same granule.
  • the invention overcomes the aforementioned drawbacks.
  • the invention relates to a method for measuring the size of granules arranged on a support, comprising the following steps:
  • E2 image processing acquired to identify surfaces that each correspond to a granule
  • E3 determination of the number of pixels of the surfaces corresponding to the identified granules, the number of pixels corresponding to the size of each granule.
  • the support has a color different from the color of the granules to be measured, the processing step E2 consisting in distinguishing surfaces which differ from the support by their color;
  • the determination step E3 comprises a comparison of the number of pixels of each surface that corresponds to each identified granule to a standard value in order to deduce the size of each granule;
  • a standard is placed on the support, the acquired image thus comprising the standard;
  • the step E2 of image processing comprises the following step:
  • the image acquired during the acquisition step E1 is an RGB color image
  • the image binarization step E20 comprises the following steps:
  • the image acquired during the acquisition step E1 is a gray level image
  • the image binarization step E20 comprises the step: E22: transformation of the grayscale image into a binary image comprising only black and white pixels
  • the measurement step E3 comprises the step:
  • the invention relates to a method for determining the size of granules comprising the following steps:
  • A1 arrangement of granules on a support
  • A2 acquisition of an image of the granules on the support by means of an image sensor
  • A3 Image processing by a processing unit implementing the measurement method according to the first aspect of the invention.
  • the granules are arranged on the support in a circle centered with respect to the image sensor;
  • the determination method comprises the following step:
  • the invention also relates, according to a third aspect, to an optical device for measuring the size of granules by means of a method according to the second aspect of the invention, the device comprising:
  • an enclosure comprising a light-opaque wall delimiting an internal cavity
  • a support configured to support the granules to be measured; an image sensor configured to acquire a digital image of the interior of the internal cavity in which the medium is disposed, said sensor being further configured to transmit the acquired image to a processing unit.
  • the device according to the third aspect of the invention is advantageously completed by the following features, taken alone or in any of their technically possible combinations:
  • the support comprises orifices forming a circle centered with respect to the image sensor for the arrangement of the granules on said support;
  • the device further comprises an illumination unit of the internal cavity of the enclosure;
  • the support is transparent, the wall of the enclosure comprising an attachment configured to fix the support to said wall, said fixing being situated between the image sensor and the illumination unit;
  • the device comprises a standard located on the support, said standard being different in color from the color of said support.
  • the invention also relates, according to a fourth aspect, to an assembly for implementing the method according to the second aspect of the invention, the assembly comprising:
  • the assembly further comprises a user interface station in connection with the processing unit.
  • FIG. 1 illustrates the set for determining the size of the granules according to one embodiment of the invention
  • FIG. 2 illustrates a perspective view of an optical device for measuring the size of granules according to one embodiment of the invention
  • FIG. 3 illustrates a perspective view of a support of the measuring device of FIG. 2;
  • Figure 4 illustrates an example of an acquired image
  • FIG. 5 schematically illustrates steps of a method for determining the size of granules according to one embodiment of the invention
  • Figure 6 schematically illustrates substeps of the process of Figure 5;
  • FIG. 7 schematically illustrates sub-steps of the method of FIG. 5.
  • an assembly 1 for determining the size of granules As shown in FIG. 1, an assembly 1 for determining the size of granules according to one embodiment of the invention.
  • Such an assembly 1 comprises a device 2 for measuring the size of the granules 5 in connection connection (wired or wireless) with a processing unit 3 configured to implement a method of measuring the size of granules which will be described below.
  • the set 1 comprises a user interface station 4 which is connected to the processing unit 3.
  • a user interface station allows the user to enter data, to consult data or to parameterize the process. It can be a touch pad, a smartphone (smartphone), a keyboard associated with a screen.
  • the granules 5 are cylinders formed of a pasta and are brown in color.
  • the granules 5 are generally cylinders of revolution (circular cross section), but the granules 5 can also be cylinders of square section.
  • the method of measuring the size of the granules which will be described in detail below makes it possible to acquire a digital image of the granules 5 to be measured with the device 2, to perform a treatment of the image of the granules 5 by means of the processing unit 3 so as to determine the size of each of said granules 4.
  • a statistical analysis on the size of the granules thus measured can be carried out by the processing unit 3.
  • the processing unit 3 can thus determine the maximum size and minimum size of the measured pellets, the average size, and the standard deviation.
  • the size of the granules and the different statistics on the size of said granules can be transmitted and displayed on the user interface station 4.
  • the method makes it possible to measure the length of the granules 5, or their section (the diameter when the granules 5 are cylinders of revolution).
  • the device 2 comprises an enclosure 21 which comprises a wall 22 opaque to light.
  • the wall 22 defines an internal cavity 23 of the enclosure 21.
  • the enclosure 21 has a parallelepipedal shape. However, other forms of enclosure 21 are possible.
  • the device 2 also comprises a support 24 on which the granules 5 are arranged.
  • the support 24 is disposed inside the internal cavity 23.
  • the support 24 makes it possible to hold the granules 5 in position inside the enclosure 21.
  • the support 24 may for example be a tray on which the granules 5 are arranged.
  • the support 24 has a different color of the granules 5.
  • the support 24 may for example be white while the granules 5 are brown. As will be understood, the support is of a different color from that of the granules to be measured.
  • the support 24 may comprise orifices 24a in which the granules 5 may be placed.
  • the support 24 is removably fixed to the enclosure 21 by the intermediate fastener 21a located inside the inner cavity 23.
  • the fastener 21a may for example be formed of two opposite grooves in which two opposite edges of the support 24 are slipped, so as to maintain in position said
  • the fastener 21a may also consist of a plurality of pins protruding from the wall 22 towards the inside of the internal cavity 23 and on which the support 24 may come to rest so as to be held in position in the internal cavity 23.
  • the device 2 further comprises an image sensor 25 which makes it possible to acquire an image of the inside of the internal cavity 23 of the enclosure 21.
  • the image sensor 25 therefore makes it possible to acquire a digital image of the granules 5 disposed on the support 24.
  • the image sensor 25 can be consisting of a digital camera, a camera, or any other device to acquire an image and transfer it in digital form.
  • the image sensor 25 may be an RGB (red, blue green) or grayscale color image sensor.
  • the image acquired by the image sensor 25 is a top view of the granules 5 disposed on the support 24.
  • the granules 5 are cylinders of revolution, then the image acquired by the image sensor
  • FIG. 25 is a plurality of circles of a first color corresponding to the granules 5 on a bottom of a second color corresponding to the support 24, each circle then defining a surface which corresponds to a granule.
  • Figure 4 illustrates an example of an acquired image.
  • the wall 22 of the enclosure 21 makes it possible to limit or even prevent the entry of external light into the interior cavity 23, which makes it possible to control the brightness inside the internal cavity 23 so that the Images acquired by the image sensor 25 have the best possible quality so that the granules 5 of the support 24 are more distinctly distinguishable from the image.
  • the device 2 comprises a standard 26 which is situated on the support 24.
  • the standard 26 is located next to the granules 5 disposed on the support 24, so that when the image sensor acquires the image of the granules 5 on the support 24, the image comprises the standard 26.
  • the standard 26 has a different color of the support 24.
  • the standard may be brown or black, while the support is white.
  • Standard 26 is an element whose size is known so that it is possible to determine the size of the granules arranged next to said standard.
  • the device 2 comprises an illumination unit 27 situated inside the internal cavity 23 and which makes it possible to illuminate the interior of said internal cavity 23.
  • the illumination unit 27 allows have the desired brightness inside the internal cavity 23, so that the quality of the image acquired by the image sensor 25 has the best quality possible, to better distinguish the granules 5 of the support 24 on the image.
  • the illumination unit 27 may be formed of a lamp or of a plurality of light-emitting diodes whose ignition is synchronized with the image acquisition by the image sensor 25 so that said unit of illumination illumination 27 is illuminated when the image sensor 25 acquires an image of the granules 5 disposed on the support 24.
  • the support 24 is transparent to visible light and said support 24 is fixed inside the internal cavity 23 between the image sensor 25 and the illumination unit 27.
  • the illumination unit is lit, the light emitted by said illumination unit passes through the support 24, but does not pass through the granules 5 which are themselves opaque.
  • the illumination unit 27 emits light of a color different from the color of the granules 5.
  • the illumination unit may be formed of a plurality of the blue light emitting diodes.
  • the image is a plurality of dark gray circles corresponding to the granules 5 on a light gray background corresponding to the illumination unit 27 through the support 24.
  • Such a variant makes it possible to obtain a good contrast between the granules 5 and the background on the image acquired by the image sensor 25, thus making it easy to distinguish the granules 5 on the image.
  • the processing unit 3 comprises a processor and a memory
  • the processing unit is connected to the image sensor 25 of the device 2 so that after acquiring an image, said image sensor 25 transfers said image to the processing unit 3.
  • the processing unit 3 may be connected to the image sensor 25 with a wired connection or a wireless connection.
  • the user interface station 4 comprises a screen, for example a computer screen or a telephone screen on which are displayed the data measured by the processing unit 3.
  • the user interface station 4 may be connected to the processing unit 3 with a wired connection or a wireless connection.
  • the user interface station 4 may be located at a distance from the processing unit 3 and the device 2. Thus, it is possible for a user to monitor the data on the size of the granules produced while at a distance from the where the pellets are made. It may be, for example, in a city or country different from the city or country in which the granules are manufactured and measured.
  • the method for determining the size of the granules 5 implemented by the assembly 1 comprises the following steps:
  • A1 arrangement of the granules 5 on the support 24
  • A2 acquisition of an image of the granules 5 arranged on the support 24 by means of the image sensor 25;
  • A3 Treatment of the image by the treatment unit 3 by implementing a method for measuring the size of the granules 5
  • the method of measuring the size of the granules 5 implemented by the processing unit 3 comprises the following steps:
  • E1 acquisition of a digital image of the granules 5 arranged on the support 24.
  • the image is acquired from the image sensor 25 which is in connection with the processing unit 3.
  • the image acquired by the unit processing 3 consists of a matrix of pixels of different colors.
  • the image can be in RGB color (for Red-Green-Blue), or in gray level.
  • the surfaces can be identified by identifying closed contours, the closed contours each defining a surface.
  • the image acquired from the image sensor 25 in fact comprises a plurality of surfaces of a first color corresponding to the granules on a background of a second color corresponding to the support 24.
  • the surfaces of the first color may for example be circles , each circle corresponding to a granule 5.
  • This processing step E2 makes it possible to distinguish the granules 5 from the support 24 by detecting the surfaces corresponding to the granules 5.
  • E3 determination of the number of pixels of the identified surfaces corresponding to the granules, the number of pixels corresponding to the size of each granule. For example, in order to determine the diameter of a granule corresponding to a surface of first color detected by the processing unit 3 during the processing step E2, the number of pixels forming this surface is counted. The size of a pixel being known, it is possible to deduce the size of the surface of the first color, and therefore the diameter of the granule 5 corresponding to this surface.
  • the identification of the surfaces during the step E2 of image processing can be performed by distinguishing the color between the surfaces and the background color of the image corresponding to the support 24. This identification can be performed by distinguishing the closed outlines defining the surfaces and the background color of the image corresponding to the support 24.
  • the measurement step E3 may comprise a step of comparing the number of pixels of each of the surfaces identified during the image processing step E2 with a reference value in order to determine the size of said surfaces.
  • the standard value is used to determine which area (in square millimeters) is covered by a pixel in the image.
  • the standard value can be obtained from the standard 26 disposed on the support 24.
  • the standard is an element whose size is known.
  • the area corresponding to the standard is identified (for example by identifying a surface having a color different from the color of the support 24 and which is located at a predetermined position on the image, this surface can be identified by locating its closed contour), and the number of pixels forming the surface corresponding to the standard 26 is determined. Knowing the size of the standard and the number of pixels forming the standard 26 on the image, the area covered (in square millimeters) by a pixel on the image is then deduced.
  • the standard value may also be a predetermined value which is defined before taking the image with the image sensor 25.
  • this variant requires that the support be disposed at a known distance from the image sensor 25, and that this distance does not vary between each measurement of a sample of granules 5.
  • the step E2 of image processing by the processing unit 3 may comprise a step E20 of binarization of the acquired image so as to obtain a binary image consisting solely of pixels of two different colors.
  • the image may comprise only black pixels and white pixels.
  • Such a step binarization makes it possible to increase the contrast between, on the one hand, the background of the image corresponding to the support 24 and, on the other hand, the surfaces corresponding to the granules 5, thus facilitating the distinction between the granules 5 and the support 24 and the counting pixels composing each of said surfaces.
  • RGB coding is a computer coding of colors in which each of the colors is obtained by additive synthesis of three primary colors, namely red, green and blue. Each color is coded by an intensity according to each of these three primary colors.
  • E21 transformation of the acquired image into RGB color into an image comprising pixels in gray level.
  • the pixels of the image initially in RGB color are transformed into gray level by applying to each of the pixels of the RGB color image the following transformation:
  • Ngris Red x 0.3 + Nvert x 0.59 + Nbieu x 0.1 1 with:
  • Red the intensity of red in the image acquired by the processing unit 3;
  • ⁇ Nbieu the intensity of blue in the image acquired by the processing unit 3;
  • E22 transformation of the grayscale image into a binary image comprising only black and white pixels.
  • the transformation of the image into black and white is done by blacking out all pixels whose gray level is less than or equal to a value threshold, and by blanking all pixels whose gray level is greater than the threshold value.
  • the gray level is coded according to 256 gray intensities ranging from 0 (black) to 255 (white).
  • the threshold used may be for example 170.
  • the threshold may be modified according to the color of the granules 5 and the support 24 (and possibly the illumination unit 27).
  • the image binarization step E20 comprises only the step E22 of transforming the acquired gray level image into black and white.
  • the determination step E3 may comprise a step of detecting outliers by detecting a size value of a granule that is greater than a threshold.
  • a threshold Such a characteristic makes it possible to detect and eliminate the outliers that can occur when two granules come into contact during the acquisition of the image by the image sensor 25. In fact, if two granules come into contact with each other. during the acquisition of the image by the image sensor 25, during the step E2 of image processing by the processing unit 3, only one is detected for the two granules 5 that are in contact (Only one closed contour is detected for the two granules when the surfaces are marked by locating the closed contours). Thus, the defined surface corresponds to the two granules 5.
  • the size of this surface is therefore generally equal to twice the size of the other surfaces.
  • an outlier has an impact on the statistical calculations that are made thereafter. For example, such an aberration will have a strong impact on the calculated average size.
  • the threshold for the detection of outliers may be twice the minimum measured size in the measured pellet sample.
  • the method for determining the size of the granules may comprise a step A4 of transmission of the result. from the image processing step A4 to the user interface station 4, in order to be able to display said result on said user interface station 4.

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Abstract

Procédé de mesure de la taille de granules disposés sur un support, comprenant les étapes suivantes : - E1 : acquisition d'une image numérique des granules disposés sur le support; - E2 : traitement de l'image acquise de manière à identifier des surfaces qui correspondent chacune à un granule; - E3 : détermination du nombre de pixels des surfaces correspondant aux granules identifiées, le nombre de pixels correspondant à la taille de chaque granule.

Description

Procédé et dispositif de mesure de la taille de granules
Domaine de l'invention
L'invention concerne le domaine du contrôle de la fabrication de granules notamment ceux pour animaux. Elle concerne notamment un procédé et un dispositif pour mesurer la taille de granules, afin de contrôler leur taille. La mesure de la taille des granules permet, par exemple, d'étudier la distribution statistique de la taille des différents granules. Etat de l'art
Les granules d'aliments pour animaux, notamment les granules pour poisson, sont généralement des cylindres de révolution dont la taille (le diamètre et la longueur) dépend de la taille des animaux destinés à être nourris par ces granules.
La taille (le diamètre et la longueur) des granules est un critère important.
Si le granule présente une taille trop importante, les animaux peuvent rencontrer des difficultés à les avaler.
Si le granule présente une taille trop petite la quantité de nourriture ingérée par les animaux est diminuée et les propriétés nutritives sont diminuées.
En conséquence, au cours d'un procédé de fabrication de granules, un contrôle de la taille des granules est nécessaire afin de s'assurer que les granules possèdent la taille désirée.
La fabrication des granules d'aliments pour animaux est généralement réalisée par extrusion d'une pâte alimentaire au travers d'une filière.
Ainsi, à la sortie de la filière, un échantillon de granules, par exemple de cinquante granules, est prélevé. Le diamètre et la longueur de chacun de ces cinquante granules sont mesurés afin de vérifier si les granules fabriqués présentent la taille désirée. Actuellement, la mesure du diamètre et de la longueur des granules est effectué avec un pied un coulisse par un opérateur. Une fois les données mesurées par l'opérateur, celui-ci doit rentrer manuellement les données mesurées dans un système informatique afin qu'un traitement statistique de la taille des granules de l'échantillon prélevé soit réalisé.
Toutefois, un tel procédé de mesure de la taille des granules nécessite un temps de mesure important, le temps de mesure étant généralement supérieur à 10 minutes.
Or, il est important que la détection d'un problème dans la production des granules soit la plus rapide possible, afin de pouvoir résoudre au plus vite ce problème et limiter la quantité produite de granules non conformes.
Par ailleurs, le procédé de mesure actuel peut rencontrer des problèmes de reproductibilité, la mesure du diamètre et de la longueur de granules pouvant varier selon l'opérateur qui réalise la mesure.
Enfin, le procédé de mesure granulométrique actuel peut également rencontrer des problèmes de répétabilité, la mesure du diamètre et de la longueur pouvant varier alors que le même opérateur mesure le même granule.
Présentation générale de l'invention
L'invention permet de pallier les inconvénients précités.
A cet effet, selon un premier aspect, l'invention concerne un procédé de mesure de la taille de granules disposés sur un support, comprenant les étapes suivantes :
E1 : acquisition d'une image numérique des granules disposés sur le support ;
E2 : traitement de l'image acquise de manière à identifier des surfaces qui correspondent chacune à un granule ; E3 : détermination du nombre de pixels des surfaces correspondant aux granules identifiées, le nombre de pixels correspondant à la taille de chaque granule. Le procédé selon l'invention est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
le support a une couleur différente de la couleur des granules à mesurer, l'étape E2 de traitement consistant à distinguer des surfaces se distinguant du support par leur couleur ;
l'étape E3 de détermination comprend une comparaison du nombre de pixels de chaque surface qui correspond à chaque granule identifié à une valeur étalon afin d'en déduire la taille de chaque granule ;
un étalon est disposé sur le support, l'image acquise comprenant ainsi l'étalon ;
l'étape E2 de traitement de l'image comprend l'étape suivante :
• E20 : binarisation de l'image acquise de manière à obtenir une image binaire constituée uniquement de pixels de deux couleurs différentes.
- l'image acquise lors de l'étape E1 d'acquisition est une image en couleur RVB, et dans lequel l'étape E20 de binarisation de l'image comprend les étapes suivantes :
• E21 : transformation de l'image acquise en couleur RVB en une image comprenant des pixels en niveaux de gris ; · E22 : transformation de l'image en niveaux de gris en une image binaire comprenant uniquement des pixels noirs et blancs ;
l'image acquise lors de l'étape E1 d'acquisition est une image en niveau de gris, et dans lequel l'étape E20 de binarisation de l'image comprend l'étape : • E22 : transformation de l'image en niveaux de gris en une image binaire comprenant uniquement des pixels noirs et blancs, l'étape E3 de mesure comprend l'étape :
• E30 : détection des valeurs aberrantes par détection d'une valeur de taille d'un granule qui est supérieure à un seuil.
Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé de détermination de la taille de granules comprenant les étapes suivantes :
A1 : disposition de granules sur un support;
A2 : acquisition d'une image des granules sur le support au moyen d'un capteur d'image ;
A3 : traitement de l'image par une unité de traitement mettant en œuvre le procédé de mesure selon le premier aspect de l'invention.
Le procédé selon le second aspect de l'invention est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
les granules sont disposés sur le support selon un cercle centré par rapport au capteur d'image ;
le procédé de détermination comprend l'étape suivante :
• A4 : transmission du résultat de l'étape A3 de traitement de l'unité de traitement vers un poste d'interface utilisateur.
L'invention concerne également, selon un troisième aspect, un dispositif de mesure optique de la taille de granules au moyen d'un procédé selon le second aspect de l'invention, le dispositif comprenant :
une enceinte comprenant une paroi opaque à la lumière délimitant une cavité interne ;
un support configuré pour supporter les granules à mesurer ; un capteur d'image configuré pour acquérir une image numérique de l'intérieur de la cavité interne dans laquelle est disposé le support, ledit capteur étant en outre configuré pour transmettre l'image acquise à une unité de traitement.
Le dispositif selon le troisième aspect de l'invention est avantageusement complété par les caractéristiques suivantes, prises seules ou en une quelconque de leurs combinaisons techniquement possibles :
- le support comprend des orifices formant un cercle centré par rapport au capteur d'image pour la disposition des granules sur ledit support ;
le dispositif comprend en outre une unité d'illumination de la cavité interne de l'enceinte ;
- le support est transparent, la paroi de l'enceinte comprenant une fixation configurée pour fixer le support à ladite paroi, ladite fixation étant située entre le capteur d'image et l'unité d'illumination ;
le dispositif comprend un étalon situé sur le support, ledit étalon étant de couleur différente de la couleur dudit support.
L'invention concerne également, selon un quatrième aspect, un ensemble pour la mise en œuvre du procédé selon le second aspect de l'invention, l'ensemble comprenant :
un dispositif selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes,
une unité de traitement en liaison avec ledit dispositif, l'unité de traitement étant configurée pour mettre en œuvre le procédé de mesure de la taille des granules selon le premier aspect de l'invention. De manière avantageuse, l'ensemble comprend en outre un poste d'interface utilisateur en liaison avec l'unité de traitement. Présentation des figures
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description ci-après de différents modes de réalisation représentés dans les dessins suivants :
la figure 1 illustre l'ensemble de détermination de la taille des granules selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 2 illustre une vue en perspective d'un dispositif de mesure optique de la taille de granules selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 3 illustre une vue en perspective d'un support du dispositif de mesure de la figure 2 ;
la figure 4 illustre un exemple d'une image acquise ;
la figure 5 illustre schématiquement des étapes d'un procédé de détermination de la taille de granules selon un mode de réalisation de l'invention ;
la figure 6 illustre schématiquement des sous-étapes du procédé de la figure 5 ;
la figure 7 illustre schématiquement des sous-étapes du procédé de la figure 5.
Sur l'ensemble des figures les éléments similaires présentent des références identiques.
Description de l'invention
Ensemble de détermination de la taille de granules
Comme représenté sur la figure 1 , un ensemble 1 pour déterminer la taille de granules selon un mode de réalisation de l'invention.
Un tel ensemble 1 comprend un dispositif 2 pour mesurer la taille des granules 5 en liaison en liaison (filaire ou sans fil) avec une unité de traitement 3 configurée pour mettre en œuvre un procédé de mesure de la taille de granules qui sera décrit ci-après. * De manière avantageuse, l'ensemble 1 comprend un poste d'interface utilisateur 4 qui est en liaison avec l'unité de traitement 3. Un tel poste d'interface utilisateur permet à utilisateur de rentrer des données, de consulter des données ou de paramétrer le procédé. Il peut s'agir d'une tablette tactile, d'un téléphone intelligent (smartphone), d'un clavier associé à un écran.
Comme mentionné en introduction, les granules 5 sont des cylindres formés d'une pâte alimentaire et sont de couleur marron. Les granules 5 sont généralement des cylindres de révolution (section droite circulaire), mais les granules 5 peuvent également être des cylindres de section carrée.
Le procédé de mesure de la taille des granules qui sera décrit en détail ci-après permet d'acquérir une image numérique des granules 5 à mesurer avec le dispositif 2, d'effectuer un traitement de l'image des granules 5 au moyen de l'unité de traitement 3 de sorte à déterminer la taille de chacun desdits granules 4. De manière optionnelle, une analyse statistique sur la taille des granules 5 ainsi mesurée peut être réalisée par l'unité de traitement 3. L'unité de traitement 3 peut ainsi déterminer la taille maximale et la taille minimal des granules 5 mesurés, la taille moyenne, et l'écart type.
La taille des granules 5 et les différentes statistiques sur la taille desdits granules 5 peuvent être transmises et affichées sur le poste interface utilisateur 4.
Le procédé permet de mesurer la longueur des granules 5, ou bien leur section (le diamètre lorsque les granules 5 sont des cylindres de révolution).
Dispositif de mesure optique de la taille de granules
En relation avec les figures 1 , 2 et 3, le dispositif 2 comprend une enceinte 21 qui comprend une paroi 22 opaque à la lumière. La paroi 22 délimite une cavité interne 23 de l'enceinte 21 . Selon une variante possible, l'enceinte 21 possède une forme parallélépipédique. Toutefois, d'autres formes d'enceinte 21 sont possibles.
Le dispositif 2 comprend également un support 24 sur lequel les granules 5 sont disposés. Le support 24 est disposé à l'intérieur de la cavité interne 23. Le support 24 permet de maintenir en position les granules 5 à l'intérieur de l'enceinte 21 . Le support 24 peut par exemple être un plateau sur lequel les granules 5 sont disposés. Le support 24 possède une couleur différente des granules 5. Le support 24 peut par exemple être blanc tandis que les granules 5 sont marrons. Comme on l'aura compris le support est d'une couleur différente de celle des granules à mesurer.
Afin de maintenir en position les granules 5 sur le support 24, le support 24 peut comprendre des orifices 24a dans lesquels les granules 5 peuvent être posés.
Afin de pouvoir sortir le support 24 de l'enceinte 21 de manière à pouvoir soit disposer les granules 5 sur ledit support, soit à retirer les granules 5 dudit support, le support 24 est fixé de manière amovible à l'enceinte 21 par l'intermédiaire d'une fixation 21 a située à l'intérieur de la cavité interne 23. La fixation 21 a peut par exemple être formée de deux rainures opposées dans lesquelles deux rebords opposés du support 24 viennent se glisser, de sorte à maintenir en position ledit support à l'intérieur de la cavité interne 23. La fixation 21 a peut également consister en une pluralité de pions faisant saillie de la paroi 22 vers l'intérieur de la cavité interne 23 et sur lesquels le support 24 peut venir reposer de sorte à être maintenu en position dans la cavité interne 23.
Le dispositif 2 comprend en outre un capteur d'image 25 qui permet d'acquérir une image de l'intérieur de la cavité interne 23 de l'enceinte 21 . Le capteur d'image 25 permet donc d'acquérir une image numérique des granules 5 disposés sur le support 24. Le capteur d'image 25 peut être formé d'un appareil photo numérique, d'une caméra, ou bien de tout autre dispositif permettant d'acquérir une image et de la transférer sous forme numérique. Le capteur d'image 25 peut être un capteur d'image en couleur RVB (rouge, vert bleu) ou en niveau de gris.
L'image acquise par le capteur d'image 25 est une vue du dessus des granules 5 disposés sur le support 24. Ainsi, si les granules 5 sont des cylindres de révolution, alors l'image acquise par le capteur d'image
25 est une pluralité de cercles d'une première couleur correspondant aux granules 5 sur un fond d'une deuxième couleur correspondant au support 24, chaque cercle délimitant alors une surface qui correspond à un granule. La figure 4 illustre un exemple d'une image acquise.
La paroi 22 de l'enceinte 21 permet de limiter voire d'empêcher l'entrée de lumière extérieure à l'intérieur de la cavité interne 23, ce qui permet de contrôler la luminosité à l'intérieur de la cavité interne 23 afin que les images acquises par le capteur d'image 25 aient la meilleure qualité possible, de sorte à distinguer plus distinctement les granules 5 du support 24 sur l'image.
De manière préférentielle, le dispositif 2 comprend un étalon 26 qui est situé sur le support 24. Ainsi, l'étalon 26 est situé à côté des granules 5 disposés sur le support 24, de sorte que lorsque le capteur d'image acquiert l'image des granules 5 sur le support 24, l'image comprend l'étalon 26. L'étalon 26 a une couleur différente du support 24. Par exemple, l'étalon peut être marron ou noir, tandis que le support est blanc. L'étalon 26 est un élément dont la taille est connue de sorte qu'il est possible de déterminer la taille des granules 5 disposés à côté dudit étalon
26 par comparaison de leur taille avec la taille dudit étalon.
Selon une variante possible, le dispositif 2 comprend une unité d'illumination 27 située à l'intérieur de la cavité interne 23 et qui permet d'éclairer l'intérieur de ladite cavité interne 23. L'unité d'illumination 27 permet d'avoir la luminosité désirée à l'intérieur de la cavité interne 23, de sorte que la qualité de l'image acquise par le capteur d'image 25 ait la meilleure qualité possible, afin de mieux distinguer les granules 5 du support 24 sur l'image. L'unité d'illumination 27 peut être formée d'une lampe ou bien d'une pluralité de diodes électroluminescentes dont l'allumage est synchronisé avec l'acquisition d'image par le capteur d'image 25 de sorte que ladite unité d'illumination 27 est allumée lorsque le capteur d'image 25 acquiert une image des granules 5 disposés sur le support 24.
Selon une autre variante possible, le support 24 est transparent à la lumière visible et ledit support 24 est fixé à l'intérieur de la cavité interne 23 entre le capteur d'image 25 et l'unité d'illumination 27. Ainsi, lorsque l'unité d'illumination est allumée, la lumière émise par ladite unité d'illumination traverse le support 24, mais ne traverse pas les granules 5 qui sont eux opaques. L'unité d'illumination 27 émet une lumière d'une couleur différente de la couleur des granules 5. Par exemple, l'unité d'illumination peut être formée d'une pluralité des diodes électroluminescentes de lumière bleue. Ainsi, si le capteur d'image 25 acquiert une image en couleur, alors l'image est une pluralité de cercles marron correspondant aux granules 5 sur un fond bleu correspondant à l'unité d'illumination 27 au travers du support 24. Si le capteur 25 acquiert une image en niveau de gris, alors l'image est une pluralité de cercles gris foncé correspondant aux granules 5 sur un fond gris clair correspondant à l'unité d'illumination 27 au travers du support 24. Une telle variante permet d'obtenir un bon contraste entre les granules 5 et le fond sur l'image acquise par le capteur d'image 25, permettant ainsi de distinguer facilement les granules 5 sur l'image.
Afin que tous les granules 25 soient à la même distance du capteur d'image 25, lesdits granules 25 sont disposés sur le support 24 selon un cercle centré sur le capteur d'image 25. Ainsi, les orifices 24a du support 24 sont situés sur ledit support 24 selon un cercle centré sur le capteur d'image 25. Cette variante permet que l'aberration optique due à la lentille du capteur d'image 25 soit identique pour chacun des granules 5, permettant ainsi de facilement corriger cette aberration.
Unité de traitement 3
L'unité de traitement 3 comprend un processeur et une mémoire
(non représentés) configurés pour en œuvre un procédé de mesure de la taille des granules 5 décrit ci-après. L'unité de traitement est en liaison avec le capteur d'image 25 du dispositif 2 de sorte qu'après avoir acquis une image, ledit capteur d'image 25 transfère ladite image à l'unité de traitement 3.
L'unité de traitement 3 peut être en liaison avec le capteur d'image 25 avec une connexion filaire ou une connexion sans fil.
Le poste d'interface utilisateur 4
Le poste d'interface utilisateur 4 comprend un écran, par exemple un écran d'ordinateur ou un écran de téléphone sur lequel sont affichées les données mesurées par l'unité de traitement 3.
Le poste d'interface utilisateur 4 peut être en liaison avec l'unité de traitement 3 avec une connexion filaire ou une connexion sans fil.
Le poste interface utilisateur 4 peut être situé à distance de l'unité de traitement 3 et du dispositif 2. Ainsi, il est possible qu'un utilisateur surveille les données sur la tailles des granules 5 produits alors qu'il est à distance de l'endroit où sont fabriqués les granules. Il peut être, par exemple, dans une ville ou un pays différent de la ville ou du pays dans lequel les granules 5 sont fabriqués et mesurés.
Procédé de détermination de la taille des granules
En relation avec les figures 5, 6 et 7, le procédé de détermination de la taille des granules 5 mis en œuvre par l'ensemble 1 comprend les étapes suivantes :
A1 : disposition des granules 5 sur le support 24 ; A2 : acquisition d'une image des granules 5 disposés sur le support 24 au moyen du capteur d'image 25 ;
A3 : traitement de l'image par l'unité de traitement 3 en mettant en œuvre un procédé de mesure de la taille des granules 5
Le procédé de mesure de la taille des granules 5 mis en œuvre par l'unité de traitement 3 comprend les étapes suivantes :
E1 : acquisition d'une image numérique des granules 5 disposés sur le support 24. L'image est acquise à partir du capteur d'image 25 qui est en liaison avec l'unité de traitement 3. L'image acquise par l'unité de traitement 3 consiste en une matrice de pixels de couleurs différentes. L'image peut être en couleur RVB (pour Rouge-Vert-Bleu), ou bien en niveau de gris.
E2 : traitement de l'image acquise de manière à identifier des surfaces qui correspondent chacune à un granule 5. Les surfaces peuvent être identifiées en identifiant des contours fermés, les contours fermés définissant chacun une surface. L'image acquise depuis le capteur d'image 25 comprend en effet une pluralité de surfaces d'une première couleur correspondant aux granules sur un fond d'une deuxième couleur correspondant au support 24. Les surfaces de première couleur peuvent par exemple être des cercles, chaque cercle correspondant à un granule 5. Cette étape E2 de traitement permet de distinguer les granules 5 par rapport au support 24 par détection des surfaces correspondant aux granules 5.
E3 : détermination du nombre de pixels des surfaces identifiées correspondant aux granules, le nombre de pixels correspondant à la taille de chaque granule. Par exemple, afin de déterminer le diamètre d'un granule 5 correspondant à une surface de première couleur détectée par l'unité de traitement 3 lors de l'étape E2 de traitement, on compte le nombre de pixels formant cette surface. La taille d'un pixel étant connue, il est possible d'en déduire la taille de la surface de la première couleur, et donc le diamètre du granule 5 correspondant à cette surface. L'identification des surfaces au cours de l'étape E2 de traitement de l'image peut être réalisée en distinguant la couleur entre les surfaces et la couleur du fond de l'image correspondant au support 24. Cette identification peut être réalisée en distinguant les contours fermés définissant les surfaces et la couleur du fond de l'image correspondant au support 24.
L'étape de mesure E3 peut comprendre une étape de comparaison du nombre de pixels de chacune des surfaces identifiées lors de l'étape E2 de traitement de l'image avec à une valeur étalon afin de déterminer la taille desdites surfaces. La valeur étalon permet de déterminer quelle surface (en millimètres carrés) est couverte par un pixel sur l'image.
La valeur étalon peut être obtenue à partir de l'étalon 26 disposé sur le support 24. L'étalon est un élément dont la taille est connue. Sur l'image acquise par l'unité de traitement 3, la surface correspondant à l'étalon est repérée (par exemple en identifiant une surface ayant une couleur différente de la couleur du support 24 et qui est située à une position prédéterminée sur l'image, cette surface pouvant être repérée en repérant son contour fermé), et le nombre de pixels formant la surface correspondant à l'étalon 26 est déterminé. Sachant la taille de l'étalon et le nombre de pixels formant l'étalon 26 sur l'image, la surface couverte (en millimètres carrés) par un pixel sur l'image est ensuite déduite.
La valeur étalon peut également être une valeur prédéterminée qui est définie avant de prendre l'image avec le capteur d'image 25. Toutefois, cette variante demande que le support soit disposé à une distance connue du capteur d'image 25, et que cette distance ne varie pas entre chaque mesure d'un échantillon de granules 5.
L'étape E2 de traitement de l'image par l'unité de traitement 3 peut comprendre une étape E20 de binarisation de l'image acquise de manière à obtenir une image binaire constituée uniquement de pixels de deux couleurs différentes. Ainsi, suite à l'étape E20 de binarisation, l'image peut ne comprendre que des pixels noirs et des pixels blancs. Une telle étape de binarisation permet d'augmenter le contraste entre d'une part le fond de l'image correspondant au support 24 et d'autre part les surfaces correspondant aux granules 5, facilitant ainsi la distinction entre les granules 5 et le support 24 et le comptage des pixels composant chacune desdites surfaces.
Si le capteur d'image 25 est un capteur couleur, alors l'image acquise par l'unité de traitement 3 est une image en couleur RVB (pour Rouge-Vert-Bleu). Le codage RVB est un codage informatique des couleurs dans lequel chacune des couleurs est obtenue par synthèse additive de trois couleurs primaires que sont le rouge, le vert et le bleu. Chaque couleur étant codé par une intensité selon chacune de ces trois couleurs primaires. L'étape E20 de binarisation comprend alors les étapes suivantes :
E21 : transformation de l'image acquise en couleur RVB en une image comprenant des pixels en niveau de gris. Les pixels de l'image initialement en couleur RVB sont transformés en niveau de gris en appliquant à chacun des pixels de l'image en couleur RVB la transformation suivante :
Ngris= Nrouge x 0,3 + Nvert x 0,59 + Nbieu x 0,1 1 avec :
· Ngris : le niveau de gris suite à l'étape E21 de transformation ;
• Nrouge : l'intensité de rouge dans l'image acquise par l'unité de traitement 3 ;
• Nvert : l'intensité de vert dans l'image acquise par l'unité de traitement 3 ;
· Nbieu : l'intensité de bleu dans l'image acquise par l'unité de traitement 3 ;
E22 : transformation de l'image en niveaux de gris en une image binaire comprenant uniquement des pixels noirs et blancs. La transformation de l'image en noir et blanc est réalisée en mettant en noir tous les pixels dont le niveau de gris est inférieur ou égal à une valeur seuil, et en mettant en blanc tous les pixels dont le niveau de gris est supérieur à la valeur seuil. De manière générale, le niveau de gris est codé selon 256 intensités de gris allant de 0 (noir) à 255 (blanc). Le seuil utilisé peut être par exemple de 170. Le seuil peut être modifié suivant la couleur des granules 5 et du support 24 (et éventuellement de l'unité d'illumination 27).
Si le capteur d'image 25 est un capteur à niveau de gris, l'étape E20 de binarisation de l'image comprend uniquement l'étape E22 de transformation en noir et blanc de l'image acquise en niveau de gris.
L'étape E3 de détermination peut comprendre une étape de détection de valeurs aberrantes par détection d'une valeur de taille d'un granule 5 qui est supérieure à un seuil. Une telle caractéristique permet de détecter et de supprimer les valeurs aberrantes qui peuvent se produire lorsque deux granules 5 viennent en contact lors de l'acquisition de l'image par le capteur d'image 25. En effet, si deux granules 5 viennent en contact lors de l'acquisition de l'image par le capteur d'image 25, lors de l'étape E2 de traitement de l'image par l'unité de traitement 3, une seule est détectée pour les deux granules 5 qui sont en contact (un seul contour fermé est détecté pour les deux granules 5 lorsque les surfaces sont repérées en repérant les contours fermés). Ainsi, la surface délimitée correspond aux deux granules 5. La taille de cette surface est donc globalement égale à deux fois la taille des autres surfaces. Or, une telle valeur aberrante a un impact sur les calculs statistiques qui sont fait par la suite. Par exemple, une telle aberration va avoir un fort impact sur la taille moyenne calculée. Le seuil pour la détection des valeurs aberrantes peut être égal à deux fois la taille minimale mesurée dans l'échantillon de granules mesuré.
Selon une variante possible, le procédé de détermination de la taille des granules 5 peut comprendre une étape A4 de transmission du résultat de l'étape A4 de traitement de l'image au poste d'interface utilisateur 4, afin de pouvoir afficher ledit résultat sur ledit poste d'interface utilisateur 4.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Procédé de mesure de la taille de granules disposés sur un support, comprenant les étapes suivantes :
- E1 : acquisition d'une image numérique des granules disposés sur le support ;
E2 : traitement de l'image acquise de manière à identifier des surfaces qui correspondent chacune à un granule ;
E3 : détermination du nombre de pixels des surfaces correspondant aux granules identifiées, le nombre de pixels correspondant à la taille de chaque granule.
2. Procédé de mesure selon la revendication 1 , dans lequel le support a une couleur différente de la couleur des granules à mesurer, l'étape E2 de traitement consistant à distinguer des surfaces se distinguant du support par leur couleur.
3. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape E3 de détermination comprend une comparaison du nombre de pixels de chaque surface qui correspond à chaque granule identifié à une valeur étalon afin d'en déduire la taille de chaque granule.
4. Procédé de mesure selon la revendication 3, dans lequel un étalon est disposé sur le support, l'image acquise comprenant ainsi l'étalon.
5. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'étape E2 de traitement de l'image comprend l'étape suivante :
- E20 : binarisation de l'image acquise de manière à obtenir une image binaire constituée uniquement de pixels de deux couleurs différentes.
6. Procédé de mesure selon la revendication 5, dans lequel l'image acquise lors de l'étape E1 d'acquisition est une image en couleur RVB, et dans lequel l'étape E20 de binarisation de l'image comprend les étapes suivantes :
E21 : transformation de l'image acquise en couleur RVB en une image comprenant des pixels en niveaux de gris ;
E22 : transformation de l'image en niveaux de gris en une image binaire comprenant uniquement des pixels noirs et blancs.
7. Procédé de mesure selon la revendication 5, dans lequel l'image acquise lors de l'étape E1 d'acquisition est une image en niveau de gris, et dans lequel l'étape E20 de binarisation de l'image comprend l'étape :
E22 : transformation de l'image en niveaux de gris en une image binaire comprenant uniquement des pixels noirs et blancs.
8. Procédé de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel l'étape E3 de mesure comprend l'étape :
E30 : détection des valeurs aberrantes par détection d'une valeur de taille d'un granule qui est supérieure à un seuil.
9. Procédé de détermination de la taille de granules comprenant les étapes suivantes :
A1 : disposition de granules sur un support ;
- A2 : acquisition d'une image des granules sur le support au moyen d'un capteur d'image ;
A3 : traitement de l'image par une unité de traitement mettant en œuvre le procédé de mesure selon l'une quelconques des revendications 1 à 8.
10. Procédé de détermination selon la revendication 9, dans lequel les granules sont disposés sur le support selon un cercle centré par rapport au capteur d'image.
1 1 . Procédé de détermination selon l'une des revendications 9 ou 10, dans lequel le procédé de détermination comprend l'étape suivante :
- A4 : transmission du résultat de l'étape A3 de traitement de l'unité de traitement vers un poste d'interface utilisateur.
12. Dispositif de mesure optique de la taille de granules au moyen d'un procédé selon l'une des revendications 9 à 1 1 , caractérisé en ce que ledit dispositif comprend :
une enceinte comprenant une paroi opaque à la lumière délimitant une cavité interne ;
- un support configuré pour supporter les granules à mesurer ;
un capteur d'image configuré pour acquérir une image numérique de l'intérieur de la cavité interne dans laquelle est disposé le support, ledit capteur étant en outre configuré pour transmettre l'image acquise à une unité de traitement.
13. Dispositif selon la revendication 12, dans lequel le support comprend des orifices formant un cercle centré par rapport au capteur d'image pour la disposition des granules sur ledit support.
14. Dispositif selon l'une des revendications 12 ou 13, comprenant en outre une unité d'illumination de la cavité interne de l'enceinte.
15. Dispositif selon la revendication 14, dans lequel le support est transparent, la paroi de l'enceinte comprenant une fixation configurée pour fixer le support à ladite paroi, ladite fixation étant située entre le capteur d'image et l'unité d'illumination.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 2 à 15, dans lequel le dispositif comprend un étalon situé sur le support, ledit étalon étant de couleur différente de la couleur dudit support.
17. Ensemble pour la mise en œuvre du procédé de détermination de la taille de granules selon l'une quelconque des revendications 9 à 1 1 , ledit ensemble comprenant :
un dispositif selon l'une quelconque des revendications 12 à 16, - une unité de traitement en liaison avec ledit dispositif, l'unité de traitement étant configurée pour mettre en œuvre le procédé de mesure de la taille des granules selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.
18. Ensemble selon la revendication 17, comprenant en outre un poste d'interface utilisateur en liaison avec l'unité de traitement.
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