JP2000304702A

JP2000304702A - 粒状物品位判別方法およびその装置

Info

Publication number: JP2000304702A
Application number: JP11540599A
Authority: JP
Inventors: Satoru Satake; 覺佐竹; Manabu Ikeda; 学池田; Takahiro Doi; 貴広土井
Original assignee: Satake Engineering Co Ltd
Current assignee: Satake Engineering Co Ltd
Priority date: 1999-04-22
Filing date: 1999-04-22
Publication date: 2000-11-02

Abstract

(57)【要約】【課題】粒状物の品位判別において、分析サンプルの保
存を廃止しても、分析結果の裏付けを可能にし、分析結
果の信頼性を向上させることのできる粒状物の品位判別
方法及びその装置の提供を課題とする。【解決手段】複数のサンプル粒状物に光を照射して反射
光と透過光の画像信号を撮影手段２で受光し、画像処理
手段３において画像信号を画像処理して粒状物の光学情
報を得て、該光学情報によって形状情報を求め、演算制
御手段４において、光学情報と形状情報とに基づいて完
全粒、未完粒を含む品位別に粒状物を判別し、少なくと
も粒状物品位別に粒数をカウントし該カウントに基づく
粒数比を求め、前記光学情報を加工してサンプル粒状物
の画像を作成し、前記求めた粒状物品位別粒数と粒数比
及びサンプル粒状物の画像とを同時にカラープリンター
５又はカラーディスプレイ６に出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農水産物、その他
の食品、産業資材等の粒状物の品位（品質）を分析する
粒状物品位判別方法およびその装置に関する。

【０００２】

【従来技術】穀粒、ペレット、チップコンデンサー、錠
剤などの粒状物は、品質判定装置を用いてサンプル中の
異物や不良品あるいはその程度を判別しその混入割合を
演算して、製品の品質ランクを決定したり、品質管理の
基準としている。

【０００３】粒状物の品位判別装置の一例として、特開
平９−２９２３４４号に開示されている技術が挙げられ
る。これは農産物である穀物の玄米サンプル中に含まれ
る整流、未熟粒、被害粒及び着色粒などの品位に基づい
てその粒数を演算するものである。この米粒品位判別装
置は、外周縁に複数個の試料採取孔を設けた円盤を回転
させて、試料採取孔の試料玄米一粒ごとに光を照射し
て、玄米の反射光量や透過光量を受光するようにしてあ
る。受光した光量から判別データを演算し、この判別デ
ータと予め定めた判別アルゴリズムによって、玄米一粒
毎の品位を決定するものである。

【０００４】また複数のサンプル玄米の画像を撮影して
画像データを得ることにより、画像データから穀粒の輪
郭を判別し、この輪郭と輪郭で決定された穀粒画像の色
彩と、更に予め決定された判別アルゴリズムとによって
穀粒の品位を決定する粒状物装置がある。

【０００５】これら米粒品位判別装置を含む従来の粒状
物品位判別装置においては、測定終了後、プリンタなど
の出力装置によって、測定日、サンプル番号またはロッ
トナンバー及び測定粒数などの記録とともに品位ごとの
粒数やその比率といった測定結果を印字して分析結果の
管理資料としていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
測定結果のみが印字された分析結果だけでは、それが実
際に分析したサンプルに対応した分析結果であることを
証明することは難しく、何らかの裏付けが欲しいところ
である。あるいは分析装置の判別のためのしきい値など
が最適であったことを裏付ける資料は備えていなかっ
た。

【０００７】そのため、例えば穀粒を扱うカントリーエ
レベータやライスセンターでは荷受け時の自主検定のた
めに穀粒品位判別装置を用いているが、ここでは生産者
との間に検査結果に対する誤解が生じたとき検査結果を
裏付けるための分析サンプルを保存している。つまり、
生産者に代金が支払われるまでは、いつでも分析結果と
分析サンプルとが照合できるように、数ケ月から１年間
は分析サンプルを低温保管していた。しかし、粒状物が
気温や湿度の影響で変質、劣化するものにおいては慎重
に保管しなければならず、例えば穀粒は低温貯蔵する必
要があり、そのためには保管場所と保管作業の手間と、
更に保管コストがかかるという問題があった。

【０００８】以上のことから、分析サンプルの保存を廃
止しても、分析結果の裏付けを可能にし、分析結果の信
頼性を向上させることのできる粒状物の品位判別方法及
びその装置の提供を技術的課題とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、複数のサンプル粒状物に光を照射して反射光と透過
光の画像信号を受光し、該画像信号を画像処理して粒状
物の光学情報を得て、該光学情報によって形状情報を求
め、前記光学情報と形状情報とに基づいて完全粒、未完
粒を含む品位別に粒状物を判別して、少なくとも粒状物
品位別に粒数をカウントし該カウントに基づく粒数比を
求め、前記光学情報を加工してサンプル粒状物の画像を
作成し、前記求めた粒状物品位別粒数と粒数比及びサン
プル粒状物の画像とを同時に表示又は印字する粒状物品
位判別とした。

【００１０】サンプル粒状物から得られる画像信号によ
って品位判別して、同じ画像信号によってサンプル粒状
物のサンプル画像を作成して加え、これらを同時に印刷
・表示するようにしたので、品位判別結果として信頼性
が向上するだけでなく、品位判別結果に加えたサンプル
画像と、実際のサンプル粒状物とが同一であることを裏
付けるものとなる。

【００１１】また、品位判別にあたっては、粒状物品位
が既知の粒状物から光学情報及び形状情報とを得て、粒
状物品位を目的変数とし光学情報および形状情報を説明
変数として解析した粒状物品位を求めるための粒状物品
位関係式と、品位が未知の粒状物の光学情報及び形状情
報とから、品位が未知の粒状物の品位を判別するように
した。このように、透過光量と反射光量とにより得られ
た粒状物の品位に関する形状情報と光学情報と、予め定
めた粒状物品位関係式とによって品位判別するので、粒
状物品位判別関係式に導入する値を速く求めれば、それ
だけ速く品位が判別できる。画像処理技術の向上で画像
処理が高速化されてきたことから、品位判別の高速化が
可能となった。つまり粒状物品位判別関係式を決定して
おいて、画像処理することと品位判別することを区別し
て行うようにした。

【００１２】さらに、光学情報から粒状物品位別に１粒
ごとのサンプル画像を作成し、粒数比と予め定めた総粒
数に基づいて品位別の粒数を演算し、演算結果に基づい
てサンプル画像を配列して、サンプル粒状物の画像を作
成するようにした。したがって、撮影したサンプル粒状
物の粒数が、サンプル画像のために予め定めた総粒数よ
り多くても、総粒数と粒数比に基づいて演算された品位
別粒数に応じて、品位別の画像をサンプル粒状物の画像
からとりだしてサンプル画像を作成する。できあがった
サンプル画像は、品位判別したサンプル粒状物の品位別
粒数比と同じであり、粒数がサンプル粒状物の粒数と異
なっても、サンプル画像として信頼性は高いものとなっ
ている。

【００１３】光学情報は、粒状物の色相と色彩と輝度を
含み、光学情報のうち輝度によって粒状物の形状情報を
得るものであり、特に透過情報から得られる輝度の違い
は、粒状物の外形状と、粒状物の異色部分あるいは内質
に応じた内形状として検出することができ、様々な要素
を含んだ情報とすることができる。反射光による光学情
報は、粒状物の色彩を明確に把握することができる。こ
のような透過と反射による光学情報によって、外形、内
質、色彩に亘る判別が可能である。更に形状情報は、粒
状物の長さと幅及び面積を含むものであり、粒状物の形
状を特定するには必須の項目である。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明による好適な実施例を図１
により説明する。図１に示すものは粒状物品位判別装置
１の制御ブロック図である。粒状物品位判別装置１は、
粒状物から透過光に基づく複数のサンプル粒状物の画像
と、反射光に基づく複数のサンプル粒状物の画像とを取
得するための、粒状物を撮影する受光素子を具備したカ
メラ２からなる撮影手段と、該カメラ２が接続され、カ
メラ２によって撮影して得られる粒状物の信号を、粒状
物の品位に関連する光学情報に変換するなど画像処理を
行う画像処理手段３（例えば「ＰＣＩバスボード」）
と、該画像処理手段３により得られる光学情報に基づい
て粒状物品位を判別し、サンプル粒状物のサンプル画像
と品位に基づく粒数と粒数比とを同時に出力する演算制
御手段４（例えば「パーソナルコンピュータなど」）
と、該演算制御手段４から出力されたサンプル画像と粒
数及び粒数比とを印刷するプリンタ５と、これらを表示
するカラーディスプレイ６とからなっている。画像処理
手段３は市販の画像処理ボートであればよく、このボー
ドを使用して画像処理を進めるための画像処理アプリケ
ーションが演算制御手段４に備えられる。

【００１５】更に説明すると、受光素子、例えばエリア
センサー（５１２×４４０画素）を備えサンプル粒状物
の画像を撮影するカメラ２によって撮影した信号は画像
処理手段３に入力される。画像処理手段３には入力され
た信号（ＮＴＳＣ信号）をアナログ・デジタル変換する
Ａ／Ｄ変換器３ａと、変換されたデジタル信号を粒状物
の品位に関連する光学情報、例えばＹＵＶ（明るさ、色
差）信号やこのＹＵＶ信号を更にＨＳＩ（色相、色彩、
輝度）信号に変換する処理部３ｂと、所定の容量、例え
ば５１２×５１２を４０面程度の記憶容量を備え、前記
処理部３ｂで処理された値を記憶する記憶部３ｃと、画
像を出力する出力ポート３ｄとを備えている。出力ポー
ト３ｄにはカラーモニタ７が接続され入力画像や画像処
理手段３によって処理された画像を可視表示する。この
処理部３ｂの信号処理動作は、後述する演算制御手段４
に記憶した画像処理アプリケーションによって制御され
る。

【００１６】演算制御手段４は、ＣＰＵ（中央演算素
子）４ａを中心にして、画像処理手段３の入出力ポート
であるＰＣＩバス４ｂ、プリンタ５に印刷データを出力
する出力ポート４ｃ、関係式やプログラム等を記憶させ
た読み出し専用記憶素子（以下「ＲＯＭ」という）４
ｄ、画像処理アプリケーションや画像データ等を記憶す
る読み出し書き込み記憶素子（以下「ＲＡＭ」という）
４ｅ、外部からデータを入力するための入力ポート４ｆ
がそれぞれ接続してある。入力ポート４ｆにはキーボー
ドなど入力手段８が接続される。ところで画像処理アプ
リケーションとしては「ＶｉｓｕａｌＣ＋＋」（Micros
oft社登録商標）などが利用でき、該アプリケーション
は使用に際してＲＡＭ４ｅに記憶される。したがってカ
メラ２によって撮影されたデータが信号処理手段３に入
力された後は、画像処理アプリケーションによって信号
処理手段３の処理部３ｂは動作して、信号形態をＮＴＳ
Ｃ信号からＹＵＶ信号に変換したり、更にＹＵＶ信号を
ＨＳＩ信号に変換する。また、このように変換された信
号のどの部分を利用してデータ処理するといった手順に
ついては別にＲＯＭ４ｄに記憶したプログラムによって
その処理は制御される。

【００１７】図２乃至図５によって撮影手段２について
説明する。図２及び図３で示すように、ステッピングモ
ータ２０の回転軸２１に軸支され透明ガラスからなる回
転円盤２２を備え、円盤２２円周の一方２３に設置した
フィーダ装置２４（以下「フィーダ」という）によって
サンプル粒状物２５を円盤２２上に供給し、円盤２２を
モータ２０によって回転させて円盤２２円周の他方の撮
影ポイント２６に粒状物を移動させる。またフィーダ２
４のトラフ２８に関連してサンプル粒状物を貯留するホ
ッパー２９を備える。撮影ポイント２６には、円盤２２
に垂直な撮影視線２７を想定して視線２７の上方側には
ドーナツ状の光源３０とカメラ３１及び光源３０とカメ
ラ３１との間にスリット３２とを配設し、視線２７の下
方側には同様の光源３４とカメラ３５及びスリット３６
とを配設してある。カメラ３１，３５は、それぞれのス
リット３２，３６を介して撮影ポイント２６上に供給さ
れた粒状物を撮影する。光源３０，３４も同様に撮影ポ
イント２６の粒状物を照明する。更に光源３４の側方に
は円盤２２上の粒状物に対し斜めから照明する面光源３
８を備える。

【００１８】図２及び図３で示すように、撮影ポイント
２６と光源３０との間に、視線２７を遮るように乳白色
板４０と黒色板４１の２種類を一体にした背景板４２
と、撮影ポイント２６と光源３４との間に、視線２７を
遮るように乳白色板４３と黒色板４４の２種類を一体に
した背景板４５とを、入れ替え自在にしてある。つまり
図３の平面図で示すように、背景板４２，４５はステッ
ピングモータ４６の１つの回転軸４７によって軸支さ
れ、モータ４６の回転によって背景板４２（乳白色板４
０、黒色板４１）、背景板４５（乳白色板４３、黒色板
４４）、背景板なし４８と回転自在に切り換えることが
できるよう配してある。更に図２及び図５で示すよう
に、光源３４とスリット３６との間に、視線２７を遮る
ように黒色板からなる背景板４９が入れ替え自在となる
よう、ステッピングモータ５０の回転軸５１に軸支され
回転自在にしてある。

【００１９】上記構成の撮影手段２は図６のようなブロ
ック図で表した制御装置６０によって制御される。制御
装置６０は、中央演算処理素子（ＣＰＵ）６１を中心に
して、入出力ポート６２と読み出し記憶素子（ＲＯＭ）
６３読み出し書き込み記憶素子６４が接続されている。
入出力ポート６２には、モータ駆動部６４とフィーダ２
４及び光源駆動部６５と、更にカメラ３１，３５が接続
してある。モータ駆動部６４には、モータ２０，４４，
４９が接続され、予めＲＯＭ６３に記憶したプログラム
にそったＣＰＵ６１の指令によって、それぞれのモータ
は回転駆動される。モータの回転駆動によって、モータ
２０においてはサンプル粒状物２５が撮影ポイント２６
に供給され、モータ４６においては背景板４２，４５が
適宜入れ替えられ、モータ５０においては背景板４９が
適宜入れ替えられる。また光源駆動部６５には光源３
０，３４，３８が接続してあり、予めＲＯＭ６３に記憶
したプログラムにそったＣＰＵ６１の指令によって、そ
れぞれの光源は点灯、消灯する。カメラは制御装置６０
の指令によって撮影し、撮影して得た画像データは制御
装置６０の指令によって画像処理手段３に送出する。

【００２０】ＲＯＭ６３には図７のようなプログラムが
記憶してある。ホッパー２９にサンプル粒状物を投入し
て測定を開始すると、フィーダ２４が駆動（７−１）さ
れるとともにモータ２０が駆動（７−２）され、フィー
ダ２４から粒状物は１層状態になって円盤２２に供給さ
れる。一定量供給したらフィーダ２４を停止（７−３）
し、モータ２０を所定量回転させ粒状物を撮影ポイント
２６に到達させて停止（７−４）する。モータ４６を所
定量回転させて乳白色板４３を視点２７位置に配置し、
下部光源３４を点灯させて、上部カメラ３１で粒状物の
上部からその透過光を撮影（７−５）して画像データを
送出する。このとき得られる画像データには、例えば４
５０粒程度の粒状物の画像が存在する。次にモータ４６
を所定量回転させて黒色板４４を視点２７位置に配置
し、光源を上部光源３０に切り換えて点灯し、上部カメ
ラ３１で穀粒の反射光を撮影（７−６）して画像データ
を送出する。同様にモータ４６を所定量回転させて乳白
色板４０を視点２７位置に配置し、光源を上部光源３０
に切り換えて点灯させて、下部カメラ３５で粒状物の下
部からその透過光を撮影（７−７）し、画像データを送
出する。またモータ４６を所定量回転させて黒色板４１
を視点２７位置に配置し、光源を下部光源３４に切り換
えて点灯させて、下部カメラ３５で粒状物の下部からそ
の反射光を撮影（７−８）し画像データを送出する。最
後にモータ４６を所定量回転させて背景板なし４８を視
点２７位置に配置し、モータ５０を所定量回転させて黒
色板４９を視点位置に配置し、光源を面光源３８に切り
換えて点灯させて、カメラ３１で粒状物の上部から斜光
による透過光を撮影（７−９）して画像データを送出す
る。撮影した画像データは画像処理手段３に送出され
る。以上の５画面の撮影が終了すると、モータ２０を所
定量回転させて撮影が終了した粒状物は排出手段（図示
せず）で排出（７−１０）され終了する。なお撮影手段
２の制御装置６０と演算制御手段４とは電気的に連絡し
ておくことが好ましく、演算制御手段４の画像データ要
求信号に応じて前述の動作を繰り返し実行するようプロ
グラムすることにより自動化できる。

【００２１】以上のように送出された画像データは、演
算制御手段４のＲＯＭ４ｄに記憶したプログラムに沿っ
て、接続された画像処理手段３で画像処理される。以下
において、乳白色の背景板４０，４３としたときの上部
カメラ３１と下部カメラ３５から得られる透過光は、共
に同様の画像処理が行われるので一方の説明のみとす
る。同様に黒色の背景板４１，４４としたときの上部カ
メラ３１と下部カメラ３５から得られる反射光は、共に
同様の画像処理が行われるので一方の説明のみとする。
まず、乳白色の背景板４０，４３としたときの上部カメ
ラ３１と下部カメラ３５から得られる透過光の画像デー
タの画像処理について、図８乃至図１１により説明す
る。

【００２２】まず透過画像データの画像処理について図
８で説明する。信号の演算制御手段４は、カメラ２によ
り撮影されたサンプル粒状物の透過画像データ（ＮＴＳ
Ｃ信号）を取り込み（８−１）、画像データ（ＮＴＳ
Ｃ）を画像処理手段３でＹＵＶ信号に変換（８−２）し
て記憶部３ｃに記憶するよう指令する。更に演算制御手
段４は、記憶部３ｃのＹＵＶ信号のうち輝度信号を用い
て、画素ごとに所定のしきい値を基準として画像処理手
段３で２値化処理（８−３）を指令する。２値化処理す
ると粒状物の輪郭を図９のように掴むことができる。し
たがって粒状物の輪郭を抽出（８−４）する処理を指令
する。粒状物の外形状が得られると、外形状内の画素数
から面積が得られ、画像処理にて図形の長軸と短軸とを
決定して幅と長さを特定することができ、これを後段で
行う。ここでは１つの粒状物のみを示したが、通常、画
像データは複数個の粒状物データを取り込んでいるの
で、粒状物１個ごとに識別する記号を付すラベリング
（８−５）を行う。更にＹＵＶ信号のうち輝度信号を用
いて、輝度信号からエッジ画像を抽出（８−６）するよ
う指令する。エッジ画像は輝度信号を微分処理して得ら
れる画像であり、輝度の勾配があるところを信号として
取り出すように処理するものである。例えば図１０のよ
うに粒状物の一部に着色がある場合、あるいは内質に不
透明な部分がある場合のように粒状物の輪郭部分や、他
と色彩の異なる境界部分などは輝度の勾配が存在するの
で、これらをエッジ処理すると、図１１のような画像に
して取り出すことができる。

【００２３】次に粒状物の特徴を抽出するために、形状
物の輪郭からは、粒状物１つごとに面積と円形度、長
さ、幅を演算（８−７）するよう指令する。エッジ画像
からは、画素ごとの輝度について、粒状物１つごとにエ
ッジ画像の信号のヒストグラムを作成（８−８）するよ
う指令する。さらに輝度信号そのものからは、粒状物１
つごとに輝度信号のヒストグラムを作成（８−９）する
よう指令する。ここでは粒状物の輪郭を形状情報とし
て、またＹＵＶ信号と輝度信号とエッジ画像のヒストグ
ラム及び輝度信号のヒストグラムを光学情報とする。以
上の特徴項は演算制御手段４のＲＡＭ４ｅに粒状物のラ
ベルごとに記憶（８−１０）する。以上、透過光による
画像データからは、乳白色の背景板を透過した拡散光
が、粒状物の形状と粒状物内質に関係する光として検出
され、サンプル粒状物の個々の形状と透過光量を検出す
ることによって、粒状物の形状に関係する特徴と透過光
量の特徴を取得することができる。なお、ここで処理す
る輝度信号はモノクロ信号で可能である。

【００２４】反射画像データの画像処理について図１２
により説明する。演算制御手段４は、カメラ２により撮
影された反射画像データ（ＮＴＳＣ信号）を取りんで
（１２−１）、画像データ（ＮＴＳＣ）を画像処理手段
３でＹＵＶ信号に変換（１２−２）して記憶部３ｃに記
憶するよう指令する。更に演算制御手段４は、記憶部３
ｃのＹＵＶ信号をＨＳＩ信号に変換（１２−３）して記
憶するよう指令する。更にＳＩ（色彩、輝度）信号から
エッジ画像を抽出（１２−４）するよう指令する。エッ
ジ画像の内容については前述のとおりである。次に粒状
物の特徴を抽出するために、ＨＳＩ信号からは１つの粒
状物ごとにＨＳＩ信号のヒストグラムを作成（１２−
５）するよう指令する。またＳＩ信号のエッジ画像から
は１つの粒状物ごとにエッジ画像のヒストグラムを作成
（１２−６）するよう指令する。ここでは粒状物のＹＵ
Ｖ信号とＨＳＩ信号とＨＳＩ信号のヒストグラム及びエ
ッジ画像のヒストグラムを光学情報とする。以上の特徴
項は演算制御手段４のＲＡＭ４ｅに記憶される。このと
き粒状物１つごとのラベルは透過画像処理のときに付し
たラベルを対応させて流用するとよい。また透過画像処
理とは別に反射画像処理のラベルを付して、同じ粒状物
のデータとなるように対応させて記憶してもよい。以
上、反射光による画像データ、つまり黒色板を背景とし
て粒状物から得られる反射光からは、粒状物の色彩に関
係する光として検出され、サンプル粒状物個々の反射光
を検出することによって、粒状物の色彩に関する特徴を
取得することができる。なお、ここでの信号はカラー信
号である。

【００２５】斜光透過画像データの画像処理について図
１３乃至図１５により説明する。演算制御手段４は、カ
メラ２により撮影された反射画像データ（ＮＴＳＣ信
号）を画像処理手段３に取りんで（１３−１）、画像デ
ータ（ＮＴＳＣ）を画像処理手段３でＹＵＶ信号に変換
（１３−２）して記憶部３ｃに記憶するよう指令する。
更に演算制御手段４は、記憶部３ｃのＹＵＶ信号のうち
輝度信号からエッジ画像を抽出（１３−３）する。これ
は図１４で示すように内部に亀裂が生じている粒状物に
亀裂面に対してほぼ直角に斜光を照射すると、亀裂面を
境にして光の照射側が明るく他方が暗く見えるので、輝
度に関する微分処理であるエッジ画像を抽出すると、図
１５のように、亀裂部分が粒状物を横断（あるいは縦
断）する線として抽出できる。次に粒状物の特徴を抽出
するために、演算制御手段４は、エッジ画像をハフ変換
（１３−４）して亀裂に伴う線を特定するよう指令す
る。以上の特徴項は演算制御手段４のＲＡＭ４ｅに記憶
される。ここでは粒状物のＹＵＶ信号とエッジ画像及び
バフ変換した値とを光学情報とする。このとき粒状物１
つごとのラベルは透過画像処理のときに付したラベルを
対応させて流用するとよい。

【００２６】以上の透過光、反射光及び斜光による画像
データにおいてはリファレンスとする基準板による基準
光データの取得を省いたが、基準板の明るさや画像を基
準データとして先に取り込んでおくことにより、各画像
データを補正すること、より詳しくは、背景となる背景
板の輝度や色彩を平均化することもできる。

【００２７】さてＲＯＭ４ｄ内には予め粒状物品位関係
式が記憶してある。この粒状物品位関係式は次のように
して求めてある。つまり、予め粒状物品位を特定した、
品位が既知の粒状物から、前述した透過画像による粒状
物の面積と円形度、長さ、幅、粒状物のエッジ画像の信
号のヒストグラム、粒状物の輝度信号のヒストグラム
と、反射画像による粒状物のＨＳＩ信号のヒストグラ
ム、粒状物のエッジ画像のヒストグラムと、斜光画像に
よる粒状物のエッジ画像をハフ変換した信号とを得て、
これらの情報を説明変数とし、粒状物の品位である完全
粒や未完粒、穀粒では整粒、未熟粒、死米などを目的変
数として、重回帰分析などの線形解析やニューラルネッ
トワークなどの非線形解析によって、品位が未知の粒状
物品位を求めるための粒状物品位関係式を作るものであ
る。したがって品位が未知の粒状物の、前記透過光画像
や反射光画像あるいは斜光画像によって与えられた情報
と、前記粒状物品位関係式とによって、品位が未知の粒
状物の品位を特定することができる。なお、前記した各
情報は一例であり、全ての情報を利用することが必要条
件ではない。また線形解析や非線形解析については、公
知の解析法が利用できる。

【００２８】画像処理後の演算制御手段４の制御プログ
ラム全体について図１６において更に説明する。カメラ
２からサンプル粒状物の画像データを得て（１６−
１）、処理可能な画像データに変換（１６−２）して記
憶部３ｃに記憶する。ここで得た画像データは演算制御
手段４と画像処理手段３とによって前述のとおり粒状物
ごとに画像処理（１６−３）され、例えば４５０粒分
の、画像処理された形状情報と光学情報を得る。形状情
報及び光学情報と、粒状物品位関係式とによって、粒状
物のラベルごとに品位を演算特定（１６−４）し、品位
ごとの粒数を演算（１６−５）する。更に品位ごとに粒
数比を演算（１６−６）する。反射画像データの処理で
得た記憶部３ｃの例えばＹＵＶ信号による画像を区切っ
て一粒ごとの画像データを得て、記憶部３ｃに記憶する
よう画像処理手段に指令（１６−７）する。ここでの画
像処理は、まず透過光画像データによって前述のように
粒状物の一粒ごとの外形状を判別し、この外形状に基づ
いて同じラベルの反射光画像データを一粒毎に分割し
て、最終的に並べ替えるとよい。サンプル画像は、反射
光画像データを利用して作成すると、色彩が明確であり
視覚的によい。演算制御手段４では、求めた品位ごとの
粒数と粒数比、及び一粒毎の画像データ４５０粒分のサ
ンプル画像を同時に、所定のフォーマットにして出力ポ
ート４ｃからカラープリンター５あるいはカラーディス
プレイ６に出力（１６−８）する。このときの印刷の一
例を穀粒の品位判別を例として図１７に示す。このよう
に本発明では、品位と品位別粒数及び粒数比に加えて、
画像として取得したサンプル粒状物のサンプル画像を付
加して提供することができる。サンプル粒状物の品位判
別のために取得したサンプル粒状物そのものの撮影デー
タによって品位判別し、加えてサンプル画像も作成する
ことができる。

【００２９】４５０粒全粒を画像として出力する場合は
前述のとおりでよいが、カラープリンター５の印刷紙面
の大きさあるいはディスプレイ６の解像度の関係から１
００粒程度しか印刷、表示できないときには図１８で示
すように処理される。つまり、図１６の（１６−７）に
代えて、品位ごとの粒数比と印字・表示可能な粒数１０
０粒とから品位ごとの粒数を算出（１８−７）する。品
位毎の粒数に応じて、記憶部３ｃから該当の画像データ
を任意に選択（１８−８）する。求めた品位ごとの粒数
と粒数比、及び選択した画像データ１００粒分を同時
に、所定のフォーマットにして出力ポート４ｃからカラ
ープリンター５あるいはカラーディスプレイ６に出力
（１８−９）する。このときの印刷の一例を穀粒の品位
判別を例として図１９に示す。

【００３０】または、図２０で示すように、図６の（１
６−７）に代えて、品位ごとの粒数比と印字・表示可能
な粒数１００粒とから品位ごとの粒数を算出（２０−
７）する。記憶部３ｃの画像データから品位を代表する
画像を品位ごとに１つずつ選択（２０−８）する。品位
ごとの粒数と粒数比、及び選択した品位ごとの画像を先
に算出した粒数分複写して得た品位別粒数分の画像デー
タとを同時に、所定のフォーマットにして出力ポート４
ｃからカラープリンター５あるいはカラーディスプレイ
６に出力（２０−９）する。

【００３１】

【発明の効果】粒状物の品位と品位ごとの粒数と粒数
比、さらにはサンプル粒状物のサンプル画像を同時に印
刷表示するに際して、品位判別のため取得した撮影デー
タを利用して品位判別とサンプル画像の作成を行うこと
ができ、第１に品位判別のためのデータと第２にサンプ
ル画像作成のためのデータを共通にできて、第１と第２
の画像取得にあたっては、同一の手段でよく最小限の装
置構成で実現できる。

【００３２】サンプル粒状物の品位判別のために取得し
たサンプル粒状物そのものの撮影データによって品位判
別し、加えてサンプル画像も作成するようにしたので、
品位判別の結果とそのサンプル画像を同一紙面に表示で
きるだけでなく、装置において一連の決められた手順で
処理されるので、品位判別のもとになったサンプル粒状
物と、品位判別と同時に表示されるサンプル画像の粒状
物との同一性は信頼できるものである。

【００３３】複数の粒状物からなるサンプル粒状物より
取得した透過光量と反射光量と、線形解析あるいは非線
形解析により定めた品位判別関係式とによって、サンプ
ル粒状物の品位判別を行うと、一粒ごとの画像データを
処理するときの処理速度は画像処理アプリケーションと
画像処理ボードの処理速度に委ねられ、画像処理は処理
速度の高速化に伴って向上しており、これを利用した品
位判別関係式との演算も高速に処理されることから、予
め品位判別関係式を決定しておくことにより、これらの
処理は高速化される。

【００３４】以上のように、付加するサンプル画像のデ
ータと品位判別のデータを共通にして、サンプル画像の
信頼性を向上させることができるだけでなく、品位判別
結果とサンプル粒状物のサンプル画像を同時に印刷・表
示できるので、データの信頼性を裏付けるためのサンプ
ル粒状物の保管は不要であり、粒状物の品位判別に際し
て、そのための保管庫は不要となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】粒状物品位判別装置の制御ブロック図である。

【図２】撮影手段の簡略な側断面図である。

【図３】撮影手段のフィーダとガラス状円盤の平面図で
ある。

【図４】背景板の配置と回転を示した平面図である。

【図５】背景板の配置と回転を示した平面図である。

【図６】撮影手段の制御ブロック図である。

【図７】撮影手段のフローチャートである。

【図８】透過光の画像データの処理フローチャートであ
る。

【図９】透過光画像データを２値化処理して得られる画
像の一例を示す図である。

【図１０】画像処理する前の透過光画像データの一例を
示す図である。

【図１１】図１０の画像をエッジ処理して得られる画像
の一例を示す図である。

【図１２】反射光の画像データの処理フローチャートで
ある。

【図１３】斜光画像データの処理フローチャートであ
る。

【図１４】画像処理する前の斜光画像データの一例を示
す図である。

【図１５】斜光画像データを画像処理して得られる画像
の一例を示す図である。

【図１６】粒状物品位判別装置のフローチャートであ
る。

【図１７】印刷された品位判別の測定結果の一例であ
る。

【図１８】サンプル画像の別の作成手順を示すフローチ
ャートである。

【図１９】別のフローチャートで作成して印刷した品位
判別の測定結果の一例である。

【図２０】サンプル画像の別の作成手順を示すフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１粒状物品位判別装置２カメラ３画像処理手段４演算制御手段５プリンタ６カラーディスプレイ２０ステッピングモータ２１回転軸２２回転円盤２３円周の一方２４フィーダ装置２５サンプル粒状物２６撮影ポイント２７撮影視線２８トラフ２９ホッパー３０光源３１カメラ３２スリット３４光源３５カメラ３６スリット４０乳白色板４１黒色板４２背景板４３乳白色板４４黒色板４５背景板４６ステッピングモータ４７回転軸４８背景板なし４９背景板５０ステッピングモータ５１回転軸

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０１Ｂ 11/30 Ｇ０６Ｍ 11/00 ＤＧ０６Ｍ 11/00 Ｇ０１Ｂ 11/24 ＫＦターム(参考） 2F065 AA12 AA23 AA45 AA49 AA51 AA58 AA61 BB05 CC00 DD06 EE00 FF02 FF42 FF61 GG17 GG18 HH12 HH14 HH15 JJ03 JJ05 JJ09 JJ26 LL00 LL28 LL30 NN02 NN20 PP13 QQ00 QQ03 QQ05 QQ13 QQ18 QQ23 QQ24 QQ26 QQ32 QQ41 QQ42 QQ43 QQ51 SS02 SS13 TT02 2G051 AA04 AB02 BA01 CA03 CA04 CA07 CB01 CB02 CD07 DA01 DA08 EA11 EA12 EA14 EA17 EB01 EB09 EC01 EC02 ED07 ED14 ED21 FA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数のサンプル粒状物に光を照射して反射
光と透過光の画像信号を受光し、該画像信号を画像処理して粒状物の光学情報を得て、該光学情報によって形状情報を求め、前記光学情報と形状情報とに基づいて完全粒、未完粒を
含む粒状物品位別に粒状物を判別して、少なくとも粒状物品位別に粒数をカウントし該カウント
に基づく粒数比を求め、前記光学情報を加工してサンプル粒状物の画像を作成
し、前記求めた粒状物品位別粒数と粒数比及びサンプル粒状
物の画像とを同時に表示又は印字することを特徴とする
粒状物品位判別方法。
【請求項２】粒状物品位が既知の粒状物から光学情報及
び形状情報とを得て、粒状物品位を目的変数とし光学情
報および形状情報を説明変数として解析した粒状物品位
を求めるための粒状物品位関係式と、品位が未知の粒状
物の光学情報及び形状情報とから、品位が未知の粒状物
の品位を判別することを特徴とする請求項１記載の粒状
物品位判別方法。
【請求項３】光学情報から粒状物品位別に１粒ごとのサ
ンプル画像を作成し、粒数比と予め定めた総粒数に基づ
いて品位別の粒数を演算し、演算結果に基づいてサンプ
ル画像を配列して、サンプル粒状物の画像を作成するこ
とを特徴とする請求項１または２記載の粒状物品位判別
方法。
【請求項４】光学情報は、粒状物の色相と色彩と輝度を
含むことを特徴とする請求項１または２記載の粒状物品
位判別方法。
【請求項５】光学情報のうち輝度によって粒状物の形状
情報を得ることを特徴とする請求項４記載の粒状物品位
判別方法。
【請求項６】形状情報は、粒状物の長さと幅及び面積を
含むことを特徴とする請求項１または２記載の粒状物品
位判別方法。
【請求項７】透過光に基づく複数のサンプル粒状物の画
像と、反射光に基づく複数のサンプル粒状物の画像とを
取得する撮影手段と該撮像手段が接続され、撮像手段に
より得られる信号を、粒状物の品位に関連する光学情報
に変換する画像処理手段と、光学情報に基づいて粒状物品位を判別する判別処理と、
粒状物品位別粒数と粒数比を演算する演算処理と、粒状
物品位別粒数と粒数比及び粒状物の画像を合成して出力
する画像生成処理と、を備える演算制御手段と、該演算制御手段によって出力された、粒状物品位粒数と
粒数比及び画像とを表示又は印字する表示手段と、を備えることを特徴とする粒状物品位判別装置。
【請求項８】粒状物品位が既知の粒状物から光学情報と
該光学情報から形状情報とを得て、粒状物品位を目的変
数とし光学情報および形状情報を説明変数として解析し
た、判別処理のための粒状物品位関係式を記憶した記憶
部を演算制御手段に備えることを特徴とする請求項７記
載の粒状物品位判別装置。
【請求項９】画像生成処理は、画像処理手段によって光
学情報から粒状物品位別に１粒ごとのサンプル画像を作
成し、粒数比と予め定めた総粒数に基づいて品位別の粒
数を演算し、該演算結果に基づいてサンプル画像を配列
して、サンプル粒状物の画像を作成することを特徴とす
る請求項７または８記載の粒状物品位判別装置。
【請求項１０】光学情報は、粒状物の色相と色彩と輝度
を含むことを特徴とする請求項７または８記載の粒状物
品位判別装置。
【請求項１１】光学情報のうち輝度によって粒状物の形
状情報を得ることを特徴とする請求項１０記載の粒状物
品位判別装置。
【請求項１２】形状情報は、粒状物の長さと幅及び面積
を含むことを特徴とする請求項７または８記載の粒状物
品位判別装置。