JPH0283437A - 穀粒選別装置用穀粒分布検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、選別板上の籾や玄米等を撮像する撮像手段と
、前記撮像手段から送られる画像情報を処理して籾の分
布画像を作り出す画像処理手段とからなり、前記処理さ
れる画像情報として近赤外線領域の画像信号を用いて、
設定値以上の明るさを有する部分を籾として判断するよ
うに構成した穀粒選別装置用穀粒分布検出装置に関する
。

〔従来の技術〕

冒記の穀粒選別装置用の穀粒分布検出装置は、撮像手段
から送られる画像情報から近赤外線領域の画像信号のみ
を取り込み、この画像信号つまり濃淡信号から適当なし
きい値を用いて２値化した分布画像を作り出し、設定値
以上の明るさを有する部分を籾として検出するものであ
り、選別板上をカラーテレビカメラで撮像し、得られた
色情報を色彩画像処理して籾や玄米の分布を評価する他
の穀粒分布検出装置に比較して、精度の高い分布画像を
得られるようになっている（昭和６３年７月２１日に本
出願人から特願昭６３−１８２５８８号によって出願法
）。

〔発明が解決しようとする課題〕

穀粒分布検出装置の選別板は、一般にアルミを素材とし
ており、食品を扱う都合上、その表面には一切の塗装を
していないのが普通である。

そのため選別板の表面は光沢がある銀色をしており、非
常に反射率が高くなっている。

したがって、籾や玄米の層が薄くて選別中に選別板の表
面が露出すると、近赤外線領域の画像信号を取り込んだ
際に、露出部分は特に明るくなるため、籾の設定値より
も大なる設定値を用いることにより識別は一応可能であ
る。しかし、露出部分の周囲も露出部分のために明るく
なるため、その周囲が玄米であっても籾と同程度の濃淡
となり、玄米を誤って籾として検出してしまうことがあ
る。このため、選別板上の籾や玄米の層が薄いと、正確
な籾の分布が得られなくなるおそれがあった。

そこで本発明では、露出部分の輝きに起因した籾の誤検
出を無くし、正確な籾の分布を求められるようにするこ
とを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明に係わる穀粒選別装
置用穀粒分布検出装置では、前記画像処理手段を、前記
設定値より大なる設定値以上の明るさを有する部分を選
別板の露出部分と判断し、この露出部分の周囲を籾と認
識しないよう構成してあることを特徴とする。

〔作　用〕

つまり、近赤外線領域の画像信号を取り込んだ際に、籾
の識別は従来の設定値を用いて行い、露出部分の識別は
前記籾の識別のための設定値よりも大なる設定値を用い
て行う。そして、露出部分の識別の周囲に対しては、た
とえ籾と同程度の濃淡でも籾として識別しないようにす
る。

〔発明の効果〕

その結果、選別板の表面の露出部分のために、その周囲
の玄米が籾と同程度の濃淡になっても、籾として誤検出
することが無くなり、正確な籾の分布を得られるように
なった。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第６図及び第７図に示すように、本発明に係わる穀粒選
別装置は、上下複数段の選別板（１）と、籾摺後の選別
対象処理物（玄米と籾との混合物であって、以下におい
て混合物と略称する）を前記複数段の選別板（１）に供
給する供給部（Ａ）と、前記複数段の選別板（１）の終
端から排出される選別後の処理物を回収する回収部（Ｂ
）　と、基枠（Ｆ）　　とを主要部として構成されてい
る。

前記供給部（Ａ）は、前記基枠（Ｆ）に支持される供給
ホッパー（２）と、各選別板（１）の始端部に混合物を
案内する伸縮自在な案内筒（３）とからなる。尚、詳述
はしないが、選別板（１）のそれぞれに同量ずつの混合
物が供給されるようになっている。

前記上下複数段の選別板（１）は、終端側はど下位でか
つ横幅方向一端側はど下位となる傾斜姿勢で設置され、
各段が一体物となるように接続されており、更には、上
下方向に沿う回転軸芯（Ｐ）周りで一体的に円運動する
ようになっている。この選別板（１）　はアルミを素材
としており、全体的に光沢のある銀色をしている。そし
て表面の選別面（１ａ）には選別用の突起（１ｂ）を形
成してある。

さて、前記供給部（Ａ）から選別板（１）上に供給され
きた混合物は、第２図に示すように、玄米の領域（Ｇ）
　と、籾と玄米とが混在するいわゆる混床の領域（に）
と、籾の領域（Ｍ）　　との三つの領域に選別されるよ
うになっている。具体的に説明すると、前記混合物は、
先ず選別板（１）の始端部で且つ横幅方向での傾斜にお
ける上位側に相当する個所（Ｚ）に供給される。そして
選別板（１）の円運動に伴って比重差選別が行われ、籾
は上層に玄米は下層に分離される。またそれと同時に上
層の籾は、下り傾斜した横幅方向−端側に徐々に移送さ
れ、下層の玄米は突起（１ｂ）の接当面（ＩＣ）に接当
することによって、上り傾斜した横幅方向他端側の玄米
領域（Ｇ）　に徐々に移送され、上述の如く三つの領域
に選別される。

前記選別板（１）の駆動構造について説明すれば、複数
段の選別板（１）を受は止め支持する支持枠（４）が、
基枠（Ｆ）に揺動自在に取りつけられた４本の吊下杆（
５）によって回転自在に吊り下げられている。そして、
前言己上下方向に沿う回転軸芯（Ｐ）周りで回転自在な
駆動軸（６）が支持枠（４）の下方に設けられ、その駆
動軸（６）の上端部に取り付けた円盤状体（６ａ）に、
前記回転軸芯（Ｐ）から偏位させた状態で上下方向に沿
う連結ビン（７）が取り付けられ、その連結ビン（７）
が前記支持枠（４）　に連結されている。また、選別板
駆動用の電動モータ（８）が、伝動ベルト（９）によっ
て前記駆動軸（６）に連動連結されている。

したがって、電動モータ（８）の駆動によって前記回転
軸芯（Ｐ）　　と連結ビン（７）との偏位に相当する半
径で選別板（１）が円運動するようになっている。

尚、図中（１０）は、前記円盤状体（６ａ）に付設した
バランスウェイトである。ちなみに、詳述はしないが、
選別板（１）は、その横幅方向において下位となる一端
部を中心に、前記支持枠（４）に対して揺動調節できる
ようになっている。こＣ揺動調節は、作業開始時などに
おいて混合物の湿り具合などに合わせて行われるもので
ある。

つまり、混合物が各選別板（１）上の横幅方向全体にわ
たって均等に分散するように、選別板（１）の横幅方向
での傾斜角度を調節できるようになっている。

前記回収部（Ｂ）は、選別板（１）　の終端部に接続し
た回収用ホッパー（１１）と、玄米と混床とを分離する
第一仕切板（１２）と、混床と籾とを分離する第二仕切
板（１３）とを備えている。説明を加えると、回収用ホ
ッパー（１１）の内部には、ネジ部（ｎ）を有する回転
軸（１４）とガイド軸（１５）とが平行姿勢で、かつ、
軸芯を横幅方向に向ける状態で架設されている。前記第
一仕切板（１２）に付設した連結部（１２ｋ）が、前記
ガイド軸（１５）に摺動自在に外嵌され、かつ、前記回
転軸（１４）のネジ部（ｎ）　に螺合する状態で設けら
れている。そして、第一仕切板（１２）の摺動操作用の
電動モータ（１６）が、回転軸（１４）に伝動ギヤ機構
によって連動連結され、もって電動モータ（１６）の駆
動により第一仕切板（１２）を移動操作するようになっ
ている。また、前記第二仕切板（１３）の連結部（１３
ａ）が、回転軸（１４）やガイド軸（１５）に摺動自在
に外嵌さており、第二仕切板（１３）をガイド軸（１５
）に固定するボルトなどの固定具（図示せず）が、前記
連結部（１３ａ）に設けられている。したがって、第二
仕切板（１３）は、固定具を縫締しながら、手動によっ
て移動調節されるようになっている。

尚、前記第一仕切板（１２）は、後で述べるように、玄
米の領域（Ｇ）　と混床の領域（Ｋ）との境界に合わせ
て自動的に移動調節され、前記第二仕切板（１３）は、
作業開始時などにおいて適宜調節されることになる。

前記第一仕切板（１２）は、最上部の選別板（１）上に
おける玄米と籾との分布状態、つまり玄米と籾との境界
を検出する次に説明される穀粒分布検出手段（Ｃ）から
出力された情報に基づき、前記電動モータ（１６）を駆
動する仕切板制御装置Ｃ１０４）　　によって制御され
る。

前記穀粒分布検出手＆　（Ｃ）は、第３図に示されてい
るように、撮像手段（５０）とこの撮像手段（５０）か
ら送られてくる画像信号を処理して２値化された籾の分
布画像を作り出す画像処理手段（１００）とから構成さ
れている。

前記撮像手段（５０）は、この実施例では、ＣＣＤを用
いた白黒テ、レビカメラ（５１）とこのカメラ前面に取
り付けられた可視光カットフィルタ（５２）とから構成
されており、この手段は第一仕切板（１２）に取り付け
られている。尚、撮像手段（５０）には、選別板（１）
に近赤外線を照射する赤外線Ｌ　Ｅ　Ｄ　（５３）を併
設してある。

この構成では、普通のＣＯＤカメラの分光感度領域は可
視領域とそれに続＜１．１μｍ程度までの近赤外線領域
であることと可視光カットフィルタにより可視領域の光
が入らないことから、前記画像処理手段（１００）に人
力される画像信号は約０．７６〜１．１μｍの近赤外線
光に基づくものであるが、その信号は穀粒、特に籾と玄
米を区別するに十分に鮮明なものである。

前記画像処理手段（１００）は、演算部（１０１）、２
値化画像処理部（１０２）、評価部（１０３）とから構
成されている。演算部（１０１）は、濃淡画像を作り出
すためにテレビカメラ（５１）から送られてくる画像信
号を量子化した上で所定画素で平滑化演算し、更に輝度
むらを補正するため輝度に関して正規化を行う。

前記２値化画像処理部（１０２）は、第１図（イ）に示
すように、この演算部（１０１）で得られた画像に対し
て所定のしきい値（Ｌｌ）（特許請求の範囲で記載の“
設定値”に対応する）でもって籾を“１”、玄米を“０
”として低輝度２値化画像を作り出す。但し、“１”と
なる部分には、高い反射率によって明るくなった選抜板
（１）の露出部分（Ｓ）や、この露出部分（Ｓ）のため
に明るくなった周囲の玄米等も含まれている。更に、第
１図（ロ）に示すように、より高いしきい値化２、特許
請求の範囲で記載した“前記設定値より大なる設定値”
に対応する）でもって選別板（１）の露出部分（Ｓ）を
“１″、それ以外を０”とじて高輝度２値化画像を作り
出す。尚、“１″となる部分には、露出部分（Ｓ）のみ
が含まれている。ここで、近赤外線を照射した場合の濃
淡としきい値との関係を第４図に示しておく。

前記評価部（１０３）は、先に得られた低輝度及び高輝
度２値化画像を比較し、共に“１”となる部分、即ち、
露出部分（Ｓ）を低輝度２値化画像において求める（第
１図（ハ）参照）。続いて、第１図（ニ）に示すように
低輝度２値化画像上で検出した露出部分（Ｓ）　　とそ
の周囲（Ｓａ）を“０”に修正し、玄米などが誤って籾
として検出されないよう新たな低輝度２値化画像を作成
する。

更に、前記２値化画像から穀粒の大きさから著しく外れ
た微小粒子を除去するとともに、玄米中の籾の分布を評
価する。前記しきい値は、例えば籾と玄米の見本を撮像
・画像処理して得られたデータから演算して設定する。

更に画像処理手段（１００）は、評価部（１０３）での
評価に応じて前記第一仕切板（，１２）に対する制御信
号を作り出す仕切板制御装置（１０４）に接続されてい
る。第一仕切板（１２）の制御においては、玄米１００
０粒中に２・３粒の籾しか混ざっていない領域を玄米領
域（Ｇ）　　としてこの領域のものを回収すべく仕切板
制御が行われる。

最後に、この画像処理手段（１００）における画像処理
のアルゴリズムを第５図を用いて説明する。

＃１）テレビカメラ（５１）から取り込まれた画像信号
を量子化する、 ＃２）各画素の量子化された値を用いて画面の平滑化を
行う、 ＃３）画面を複数個の区画に分け、各区画での明るさの
平均値を求め、前記平滑化された画面における各画素の
値からその平均値を引くことにより照明の不均一等によ
る輝度むらを補正する、 ＃４）玄米と籾の見本を画像処理して適当なしきい値（
Ｌυを算出し、このしきい値（Ｌｌ）を用いて前記補正
された画像から籾を示す低輝度２値化画面を作り出す、 ＃５）前記しきい値化、）に一定値を加えてより高いし
きい値（Ｌ２）を設定し、このしきい値（Ｌ２）を用い
て前記補正された画像から露出部分（Ｓ）を示す高輝度
２値化画面を作り出す、 ＃６）低輝度２値化画面と高輝度２値化画面を比較して
、低輝度２値化画面上における露出部分（Ｓ）　と露出
部分によって影響を受けた周囲の部分を求める、 ＃７）露出部分（Ｓ）　　とその周囲の部分（Ｓａ）を
消去し、新たな低輝度２値化画面を作成する。

＃８）低輝度２値化画面において籾として示される微少
な点は玄米の胚などによるノイズと判断されるのでこれ
を取り除き、画面中の籾の分布を評価する。

本実施例では籾と玄米の選別を取り扱っているが、その
他の穀粒、例えば麦などの選別に応用することも本発明
の枠内で可能である。

〔別実施例〕

本発明を実施するに、ルックアップテーブルを用いて画
像入力の初期の段階で輝度のレベルを変換する方法もあ
り、それについて略述する。

例えば、最初に近赤外線の照射量とテレビカメラ（５１
）の露出を調節し、画面全体の平均的な明るさを平均値
として設定する。そして量子化された画面で、しきい値
（Ｌ２）を越える高輝度部分を露出部分（Ｓ）　とみな
し、それを画面全体の平均値以下の所定値に変換すると
ともに、元々所定の値であった部分を、所定値よりもや
や低い値に変換する。次に、しきい値（Ｌｌ）を用いて
画像から籾を示す２値化画面を作り出す。この時点で、
露出部分（Ｓ）　は“０″となり、周囲の部分（Ｓａ）
は“１”となる。２値化画面を作成したら、テーブルに
記憶されている前記所定値を検索し、２値化画面上での
露出部分（Ｓ）の位置を求める。露出部分（Ｓ）の周辺
で“１”となっている部分を周囲の部分（Ｓａ）とみな
して“０”に変換し、新たな２値化画面を作り出す。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対象を便利にするた
めに符号を記すが、この記入により本発明は添付図面の
構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る穀粒選別装置用穀粒分布検出装置の
実施例を示し、第１図（イ）　は低輝度２値化画面を示
す図、第１図（ロ）　は高輝度２値化画面を示す図、第
１図（ハ）は低輝度２値化画面と高輝度２値化画面の合
成図、第１図（ニ）は新たな低輝度２値化画面を示す図
、第２図は選別板の回転駆動構造を示す概略平面図、第
３図は穀粒分布検出装置のブロック図、第４図は近赤外
線を照射した場合の濃淡としきい値との関係を示す図、
第５図は画像処理のアルゴリズムを示すチャート図、第
６図は玄米選別装置の側面図、第７図は同装置の平面図
である。 （１）・・・・・・選別板、（５０）・・・・・・撮像
手段、（１００）・・・・・・画像処理手段、（Ｌｌ）
・・・・・・設定値、（Ｓ）・・・・・・露出部分、（
Ｌ２）・・・・・・設定値。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 選別板（１）上の籾や玄米等を撮像する撮像手段（５０
   ）と、前記撮像手段（５０）から送られる画像情報を処
   理して籾の分布画像を作り出す画像処理手段（１００）
   とからなり、前記処理される画像情報として近赤外線領
   域の画像信号を用いて、設定値（Ｌ＿１）以上の明るさ
   を有する部分を籾として判断するように構成した穀粒選
   別装置用穀粒分布検出装置であって、前記画像処理手段
   （１００）を、前記設定値（Ｌ＿１）より大なる設定値
   （Ｌ＿２）以上の明るさを有する部分を選別板（１）の
   露出部分（Ｓ）と判断し、この露出部分（Ｓ）の周囲を
   籾と認識しないよう構成してある穀粒選別装置用穀粒分
   布検出装置。