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JP4075799B2 - Method for detecting powder particles - Google Patents
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Description

本発明は、保持体上の粉粒体の充填状態を自動で検出する粉粒体の検出方法に関するものである。   The present invention relates to a method for detecting a granular material that automatically detects the filling state of the granular material on a holding body.

保持体上の粉粒体の充填状況を自動で判断・検出するニーズは、産業界などで広い分野で求められている。例えば、ベルトコンベアなどの搬送体上の工業原料・製品の充填状況を自動検出するニーズは、製品管理上非常に高い。   The need to automatically determine and detect the filling state of powder particles on a holder is required in a wide range of industries and the like. For example, the need for automatically detecting the state of filling of industrial materials and products on a conveyor such as a belt conveyor is very high in terms of product management.

画像処理を粉粒体に用いた技術として、特開2002−221481号公報(特許文献1)の開示がある。ベルトコンベア等の搬送体に載せられて移動中の石炭を撮像して、画像処理により粒度を測定する装置であり、撮像装置と被写体との距離変動をなくすために整流板をつける工夫がなされている。   Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2002-221481 (Patent Document 1) discloses a technique that uses image processing for a granular material. It is a device that measures the particle size by image processing on coal moving on a conveyor such as a belt conveyor, and has been devised to add a baffle plate to eliminate distance fluctuations between the imaging device and the subject. Yes.

また、この粒度分布測定用の画像処理方法に工夫を加えたものとして、特開2003−83868号公報(特許文献2)の開示がある。これは、撮像された元画像から、当該元画像に「ぼかし処理」を行った「ぼかし画像」を得て、当該「ぼかし画像」を2値化処理することにより、所定粒径以上の測定対象物の分布を測定すると共に、前記撮像された元画像と「ぼかし画像」の差分により形成された「差分画像」を2値化処理することにより、前記所定粒径未満の測定対象物の粒径分布を測定し、これら2種類の粒径測定分布の測定結果に基づいて、全体の粒径分布を測定する粒度分布測定方法である。   Moreover, there exists a indication of Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-83868 (patent document 2) as what added the device to this image processing method for a particle size distribution measurement. This is because a “blurred image” obtained by performing “blurring processing” on the original image is obtained from the captured original image, and the “blurred image” is binarized to obtain a measurement target having a predetermined particle diameter or more. While measuring the distribution of the object, and binarizing the “difference image” formed by the difference between the captured original image and the “blurred image”, the particle size of the measurement object less than the predetermined particle size This is a particle size distribution measurement method for measuring the distribution and measuring the entire particle size distribution based on the measurement results of these two types of particle size measurement distributions.

さらに、対象は異なるが類似の技術として、特開平5−126749号公報(特許文献3)の開示がある。これは、箱詰めメロンにおいて箱単位でメロンの網目の張り具合の類似性を評価するために、各メロン画像からそのパワースペクトル画像を求め、その各パワースペクトルの輝度分布の共通性を調べるようにしている。
特開2002−221481号公報 特開2003−83868号公報 特開平5−126749号公報
Furthermore, there is a disclosure of Japanese Patent Laid-Open No. 5-126749 (Patent Document 3) as a similar technique although the object is different. This is because, in order to evaluate the similarity of the melon mesh tension in a box unit in a boxed melon, the power spectrum image is obtained from each melon image, and the commonality of the luminance distribution of each power spectrum is examined. Yes.
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-221481 JP 2003-83868 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-126749

特許文献1および特許文献2で示される方法では、粒子の像を求めるために前処理として、規格化処理の後、所定の閾値で2値化処理を行っている。規格化処理は、低周波のゆるやかな輝度のうねりを除去するためのものであり、シェーディング補正処理、フーリエ変換によるフィルタリング、ウェーブレット変換によるフィルタリングなど種々の手法がある。   In the methods disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, binarization processing is performed with a predetermined threshold after normalization processing as preprocessing in order to obtain a particle image. The normalization processing is for removing low-frequency gradual luminance undulations, and there are various methods such as shading correction processing, filtering by Fourier transform, and filtering by wavelet transform.

図6は、前処理過程の一例を示す図であり、ベルトコンベアにて搬送される石炭粒子を撮像した画像に対してウェーブレット変換によるフィルタリングを適用した例を示す。図は、上から(1)元画像、(2)規格化画像、(3)2値化画像をそれぞれ表わしており、(3)2値化画像のようにベルトコンベア表面が露出した領域を抽出することができる。所定の閾値より大きい面積をもつ孤立領域が存在した場合は、石炭粒子が充填されていないと判断する。すなわち、ベルトコンベア表面の露出が比較的に大きい場合は、「所定の閾値より大きい粉粒体粒子は存在しえない」という仮定を置くことより、石炭粒子の充填を検出することができる。   FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a preprocessing process, and illustrates an example in which filtering by wavelet transform is applied to an image obtained by capturing coal particles conveyed by a belt conveyor. The figure shows (1) the original image, (2) the normalized image, and (3) the binarized image from the top, respectively. (3) Extract the area where the belt conveyor surface is exposed as in the binarized image. can do. When an isolated region having an area larger than the predetermined threshold exists, it is determined that the coal particles are not filled. That is, when the exposure on the surface of the belt conveyor is relatively large, it is possible to detect the filling of the coal particles by assuming that “the granular particles larger than the predetermined threshold cannot exist”.

しかしながら、実際には想定される粉粒体のサイズより小さいベルトコンベア表面の露出をも検出しなければならない場合が多い。図6(3)にて2値化の後に残存した領域よりも大きい粒子の存在は充分に考えられるし、また逆に(3)にて2値化の後に残存した領域と同等のベルトコンベアの露出を自動で検出しなければ、粒度分布測定にて大きな誤差を生じることとなる。つまりベルトコンベアの露出を、画像よりもっぱらその面積のみで評価するのは充分ではないという問題がある。   However, in practice, it is often necessary to detect the exposure of the belt conveyor surface that is smaller than the assumed size of the granular material. In FIG. 6 (3), the presence of particles larger than the area remaining after binarization is sufficiently considered, and conversely, the belt conveyor equivalent to the area remaining after binarization in (3) If the exposure is not automatically detected, a large error occurs in the particle size distribution measurement. That is, there is a problem that it is not sufficient to evaluate the exposure of the belt conveyor solely by its area rather than the image.

また特許文献3は、メロンの網目の張り具合の類似性を評価することを目的に、特定のメロンの画像とその他のメロンの画像との比較、いわゆる他の画像とのパターンマッチングすることを特徴としている。すなわち、特許文献3では複数の画像を集めることが必須であり、本発明が目的としている特定の画像のみからその充填状態を調べるというニーズには対応できないという問題点がある。   In addition, Patent Document 3 is characterized in that a specific melon image is compared with other melon images, and so-called pattern matching with other images is performed for the purpose of evaluating the similarity of melon mesh tension. It is said. That is, in Patent Document 3, it is indispensable to collect a plurality of images, and there is a problem that it is not possible to meet the need for examining the filling state only from a specific image intended by the present invention.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、背景となる保持体の表面性状と粉粒体との表面性状の相違を利用して、粉粒体の充填状態を判断する粉粒体の検出方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and detection of a granular material that determines the filling state of the granular material by utilizing the difference in surface properties between the surface property of the holding body as a background and the granular material. It is to provide a method.

本発明は、保持体上の粉粒体の充填状況をカメラにて撮像し、得られた画像に対して2次元フーリエ変換を施し、周波数空間のパワースペクトル分布の内、所定の低周波域および高周波域のパワースペクトルの平均値より粉粒体の充填状態を判断することを特徴とする粉粒体の検出方法である。   The present invention captures the state of filling of the granular material on the holding body with a camera, performs a two-dimensional Fourier transform on the obtained image, and within a power spectrum distribution in a frequency space, a predetermined low frequency region and It is a method for detecting a granular material, characterized in that the filling state of the granular material is determined from an average value of a power spectrum in a high frequency range.

また本発明は、請求項1に記載の粉粒体の検出方法において、前記低周波域および高周波域のパワースペクトルの平均値の比を、所定の閾値と比較することにより粉粒体の充填状態を判断することを特徴とする粉粒体の検出方法である。   Moreover, this invention is the detection method of the granular material of Claim 1, Comprising: The ratio of the average value of the power spectrum of the said low frequency region and a high frequency region is compared with a predetermined threshold value, and the filling state of a granular material Is a method for detecting a granular material.

さらに本発明は、請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の粉粒体の検出方法において、前記粉粒体は、石炭粒子であることを特徴とする粉粒体の検出方法である。   Furthermore, this invention is the detection method of the granular material of any one of Claim 1 or Claim 2, WHEREIN: The said granular material is a coal particle, The detection method of the granular material characterized by the above-mentioned. is there.

本発明によれば、得られた画像に対して2次元フーリエ変換を施し、周波数空間のパワースペクトル分布の内、所定の低周波域および高周波域のパワースペクトルの平均値の比を、所定の閾値と比較するようにしたので、保持体上の粉粒体の充填状態を自動で検出することが可能である。   According to the present invention, the obtained image is subjected to two-dimensional Fourier transform, and the ratio of the average values of the power spectra in a predetermined low frequency region and high frequency region in the power spectrum distribution in the frequency space is determined as a predetermined threshold value. Therefore, it is possible to automatically detect the filling state of the granular material on the holding body.

本発明は、背景となる保持体の表面性状と粉粒体の表面性状との相違を利用して、粉粒体の充填状態を検出しようとするものである。以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図2は、本発明を実施するための装置構成の一例を示す図であり、保持体としてベルトコンベアを、粉粒体として石炭粒子を対象とした一例である。図中、1は石炭粒子、2はベルトコンベア、3はエリアセンサカメラ、4はカメラコントローラ、5は記憶装置、6は演算装置、および7は表示装置をそれぞれ示している。まず、カメラコントローラ4によって制御されたエリアセンサカメラ3によって、ベルトコンベア2にて搬送される散在した石炭粒子1の状態を撮像する。   The present invention seeks to detect the filling state of a granular material by utilizing the difference between the surface property of the holding body as a background and the surface property of the granular material. The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a device configuration for carrying out the present invention, and is an example in which a belt conveyor is used as a holding body and coal particles are used as a granular material. In the figure, 1 is a coal particle, 2 is a belt conveyor, 3 is an area sensor camera, 4 is a camera controller, 5 is a storage device, 6 is a computing device, and 7 is a display device. First, the area sensor camera 3 controlled by the camera controller 4 images the state of the scattered coal particles 1 conveyed by the belt conveyor 2.

エリアセンサカメラ3には、2次元CCDカメラなどを用い、ベルトコンベア2と石炭粒子1が充分確認できる位置に設置する。画像採取条件は、ベルトコンベア2の速度とエリアセンサカメラ3の視野範囲から適合する値を選定し、石炭粒子1の充填状況をよく代表する場所を選択するのが理想的である。   The area sensor camera 3 is installed at a position where the belt conveyor 2 and the coal particles 1 can be sufficiently confirmed using a two-dimensional CCD camera or the like. Ideally, the image collection conditions are selected from values that match the speed of the belt conveyor 2 and the field of view range of the area sensor camera 3, and a place that well represents the filling state of the coal particles 1 is ideally selected.

得られた画像は、直ちに記録用に記憶装置5に蓄積されるとともに、演算装置6において充填状態を求める演算処理して、表示装置7にて充填状態の検出結果として表示するという流れを取る。演算装置6における演算処理は、本発明の核となるので以下に詳説する。   The obtained image is immediately stored in the storage device 5 for recording, and a calculation process for obtaining the filling state is performed in the arithmetic device 6 and the result is displayed on the display device 7 as a detection result of the filling state. Since the arithmetic processing in the arithmetic unit 6 is the core of the present invention, it will be described in detail below.

図1は、演算装置6における画像処理による充填状態の検出処理の流れを説明する図である。初め(S100)で処理をスタートして、まずエリアセンサカメラ3で撮像した画像を、画像採取する(S101)。   FIG. 1 is a diagram for explaining the flow of a filling state detection process by image processing in the arithmetic device 6. The processing is started at the beginning (S100), and first, an image captured by the area sensor camera 3 is collected (S101).

次に、この画像に対して2次元フーリエ変換(S102)を施して、スペクトル解析を行う。2次元フーリエ変換によるスペクトル解析は、まずある方向で1次元フーリエ変換を行い、その結果について更に直交する方向で1次元フーリエ変換を行うことで容易に実施することができる。1次元フーリエ変換としては、例えばよく知られているCooleyとTurkeyによるFFT(Fast Fourier Transform)を使用すればよい。   Next, two-dimensional Fourier transform (S102) is performed on this image to perform spectrum analysis. The spectrum analysis by the two-dimensional Fourier transform can be easily performed by first performing a one-dimensional Fourier transform in a certain direction and further performing a one-dimensional Fourier transform in a direction orthogonal to the result. As the one-dimensional Fourier transform, for example, the well-known FFT (Fast Fourier Transform) by Cooley and Turkey may be used.

図3は、石炭粒子の充填状態が異なる元画像(左側)とそれぞれの2次元フーリエ変換後のスペクトル分布図(右側)を示している。2次元スペクトル分布図は、垂直方向(fv)および水平方向(fh)の両軸についてナイキスト周波数までスペクトル解析をおこない、その結果のうち特に低周波域部分を拡大したものであり、元画像が正方形でないことに起因して、垂直方向および水平方向でスケールが異なっている。 FIG. 3 shows an original image (left side) with different coal particle filling states and a spectrum distribution diagram (right side) after each two-dimensional Fourier transform. The two-dimensional spectrum distribution diagram is obtained by performing spectrum analysis up to the Nyquist frequency for both the vertical (f v ) and horizontal (f h ) axes, and expanding the low frequency region of the result. Is different from the square in the vertical and horizontal directions.

この2次元スペクトル分布図は、対応する周波数のパワースペクトルの大〜小を、図の濃さすなわち淡〜濃で表している。元画像は、図3(A)の上から(E)の下に行くにしたがって石炭粒子が密から疎、すなわち充填率が大から小へ変化しており、下に行くほどベルトコンベア表面の露出割合が大きくなっている。これに対する2次元スペクトル分布図を見てみると、下に行くほど図の外側部分と中心部分との濃淡の差がはっきりしていることが分かる。   In this two-dimensional spectrum distribution diagram, the power spectrum of the corresponding frequency is expressed by the density of the figure, that is, from light to dark. The original image shows that the coal particles change from dense to sparse, that is, the filling rate changes from large to small as it goes from the top of Fig. 3 (A) to the bottom of (E). The proportion is increasing. Looking at the two-dimensional spectral distribution map, it can be seen that the lower the density, the clearer the difference between the outer part and the central part.

図4は、石炭粒子の充填状態によるパワースペクトルの変化を1次元で模式的に書いた図である。石炭粒子が密に充填されている状態(ベルトコンベア表面が出ていない状態:図4の一番上)では、石炭粒子の表面性状のみに起因する高周波域にも拡がった平べったいパワースペクトルが現われている。そして、図の上から下へと石炭粒子の充填が密から疎へ、すなわちベルトコンベア表面の性状が露出するにつれて、低周波域に強いパワーを持ったスペクトル分布をもつ別の成分が現われてくる。この別の成分は、ベルトコンベア表面の性状に起因するものであり、図4の一番下のように完全にコンベア表面が露出すると、低周波域から高周波帯域に広く拡がった成分は消失する。図4の中間段階では、上述の2つのスペクトル成分の重ね合わせで表現されることになる。   FIG. 4 is a diagram in which the change of the power spectrum due to the filling state of the coal particles is schematically written in one dimension. In a state where the coal particles are densely packed (the state where the belt conveyor surface does not come out: the top of FIG. 4), a flat power spectrum that extends to the high frequency range caused only by the surface properties of the coal particles. Appears. Then, from the top to the bottom of the figure, the packing of coal particles from dense to sparse, that is, as the properties of the belt conveyor surface are exposed, another component appears with a spectral distribution with strong power in the low frequency range. . This other component is attributed to the properties of the belt conveyor surface, and when the conveyor surface is completely exposed as shown in the bottom of FIG. 4, the component widely spread from the low frequency region to the high frequency region disappears. In the intermediate stage of FIG. 4, it is expressed by superposition of the two spectral components described above.

図3の2次元スペクトル分布図は、以上の1次元での場合を拡張することにより容易に説明できる。すなわち、図3(E)のようにほぼ完全にコンベア表面が露出すると、ベルトコンベア表面の性状に起因する2次元スペクトル分布の中心部分(低周波域)のパワーが大きく(図では最も淡)なり、外側部分のパワーがほとんどない(図では最も濃)状態になる。これと反対に、図3(A)のように石炭粒子にほぼ覆われてしまうと、石炭粒子の表面性状のみに起因する中心部分(低周波域)から外側部分(高周波帯域)に広く拡がった平べったいパワースペクトル(図では中心部分と外側部分の濃淡の差が少ない)が現われる。なお、図3の2次元スペクトル分布は、上述した石炭粒子とベルトコンベアとの2つの成分と、更に直流成分と最低周波帯域にあって明るさのオフセットと照明系に起因するゆるやかな輝度のうねりを生成するものとで構成される。   The two-dimensional spectrum distribution diagram of FIG. 3 can be easily explained by extending the above one-dimensional case. That is, when the conveyor surface is almost completely exposed as shown in Fig. 3 (E), the power of the central part (low frequency range) of the two-dimensional spectral distribution due to the properties of the belt conveyor surface becomes large (the lightest in the figure). The outer portion has almost no power (the darkest in the figure). On the other hand, when almost covered with coal particles as shown in FIG. 3 (A), it spreads widely from the central part (low frequency range) due to only the surface properties of the coal particles to the outer part (high frequency band). A flat power spectrum (in the figure, there is little difference in shading between the central part and the outer part) appears. Note that the two-dimensional spectral distribution in FIG. 3 shows the two components of the coal particles and the belt conveyor, the DC component, the lowest frequency band, the brightness offset, and the gentle brightness undulation caused by the illumination system. It is comprised with what produces | generates.

以上の2次元フーリエ変換(S102)によるスペクトル解析を終了すれば、次に、スペクトル偏在度の算出(S103)ステップに移る。ここでは、ベルトコンベアの表面性状の露出に従う画像のパワースペクトルの変化を周波数空間にて特徴づける指標、スペクトル偏在度を導入している。   When the spectrum analysis by the above two-dimensional Fourier transform (S102) is completed, the process proceeds to the step of calculating the spectrum unevenness degree (S103). Here, an index that characterizes the change in the power spectrum of the image according to the exposure of the surface property of the belt conveyor in the frequency space, the degree of spectral unevenness, is introduced.

図5は、水平方向と垂直方向の周波数空間でのスペクトル分布と領域設定を示す図であり、上述のように図での濃淡はパワーの弱強を、中心部が低周波域で周辺部が高周波域を、それぞれ表している。このステップでは、先ず図5の上部に右上がりの斜線で示す高周波域Bと、右下がりの斜線で示す低周波域Aとの二つの領域を定義する。   FIG. 5 is a diagram showing the spectrum distribution and the region setting in the frequency space in the horizontal direction and the vertical direction. As described above, the shading in the figure shows the power weakness, the central part is in the low frequency region, and the peripheral part is Each of the high frequency ranges is shown. In this step, first, two regions of a high frequency region B indicated by a right-upward oblique line and a low frequency region A indicated by a right-downward oblique line are defined in the upper part of FIG.

ここで領域Aには、直流成分とその最近傍の領域は含めないようにする。この領域Aの内部に白抜きで示した領域のスペクトルには、明るさのオフセットと照明系に起因するゆるやかな輝度のうねりに関するものがある場合が多く、背景となるコンベア表面に起因するスペクトルと異なる要因による可能性があるためである。また、領域Bについても、領域Aから連続的に領域Bを定義するのではなく、間に白抜きの部分である緩衝領域を設けた方が、後述するスペクトル偏在度による粉粒体の検出能が高まる。   Here, the region A does not include the DC component and the nearest region. The spectrum of the area shown in white inside the area A is often related to the brightness offset and the gentle brightness undulation caused by the illumination system. This may be due to different factors. In addition, for the region B, the region B is not defined continuously from the region A, but a buffer region that is a white portion is provided between the regions A. Will increase.

次に、領域Aおよび領域Bについて、それぞれパワーの平均EAおよびEBを計算する。さらに、計算されたEA(低周波帯域Aでのパワーの平均)およびEB(高周波帯域Bでのパワーの平均)を用いて、以下の(1)式でスペクトル偏在度RFを算出する。
RF = EA/EB ……………(1)
スペクトル偏在度RFが大きいほどスペクトルは低周波域に偏っており、スペクトル偏在度RFが小さいほどスペクトルは周波数空間全域に広がっていることとなる。すなわち、スペクトル偏在度RFが大きいほどベルトコンベア表面の露出の程度が大きく、スペクトル偏在度RFが小さいほど粉粒体の充填の程度が大きい密な充填である。なお、図5に示した帯域の領域設定は、コークス製造に使用される石炭について適用される一例であり、実際には背景となる保持体と粉粒体の表面性状の違いに応じて、適宜設定を変えるべきものである。
Next, power averages E A and E B are calculated for region A and region B, respectively. Further, using the calculated E A (average power in the low frequency band A) and E B (average power in the high frequency band B), the spectral unevenness R F is calculated by the following equation (1). .
R F = E A / E B (1)
The spectrum is biased toward the low frequency region as the spectrum unevenness degree R F is larger, and the spectrum is spread over the entire frequency space as the spectrum unevenness degree R F is smaller. That is, a large degree of exposure of the spectrum ubiquitous degree R F larger the belt conveyor surface, a dense packing degree is large filling enough granule spectrum ubiquitous degree R F is small. Note that the zone setting shown in FIG. 5 is an example applied to coal used for coke production, and is actually appropriate depending on the difference in surface properties between the support and the granular material that are the background. The setting should be changed.

スペクトル偏在度が求まれば、次ステップのスペクトル偏在度 < 閾値(S104)にて、予め設定した閾値と比較する。スペクトル偏在度が閾値より小さければ、粉粒体が充填している(S105)と判断し、逆の場合であれば、粉粒体が充填していない(S106)と判断する。この場合の判断基準も、上述の帯域の領域設定で述べたように、保持体と粉粒体の表面性状の違いに応じて、適宜変えるべきものである。   If the degree of spectrum unevenness is obtained, it is compared with a preset threshold value in the next step of spectrum unevenness degree <threshold value (S104). If the degree of spectrum unevenness is smaller than the threshold value, it is determined that the granular material is filled (S105), and if the reverse case, it is determined that the granular material is not filled (S106). The determination criteria in this case should also be changed as appropriate according to the difference in surface properties between the holding body and the powder and granular material, as described in the above-described zone setting.

そして、結果表示へ(S107)にて、上記判断結果およびスペクトル偏在度などを、表示装置に表示してオペレータに検出結果を知らせる。しかる後、終わり(S108)にて一連の処理を終わる。   Then, in the result display (S107), the determination result and the spectrum uneven distribution degree are displayed on the display device to notify the operator of the detection result. Thereafter, a series of processing is completed at the end (S108).

図7は、本発明をコークス製造に使用される石炭粒子の充填状態の検出に適用した結果の一例を示すものである。図中、横軸は0から5までの数字で石炭の充填の程度を表し、縦軸にそれぞれに対応したスペクトル偏在度をプロットしたものである。横軸の数字が大きくなるにつれて石炭の充填の程度が小さく、すなわちベルトコンベア表面の露出の程度が大きくなることを表している。しかしながら、目視にて6段階に充填度がほぼ同じと判断したものを定性的にグルーピングしたものであり、厳密な意味での充填度の同一性を保証するものではないことをことわっておく。   FIG. 7 shows an example of a result obtained by applying the present invention to detection of a packed state of coal particles used for coke production. In the figure, the horizontal axis represents the degree of coal filling with numbers from 0 to 5, and the vertical axis plots the degree of spectral unevenness corresponding to each. As the number on the horizontal axis increases, the degree of coal filling decreases, that is, the degree of exposure of the belt conveyor surface increases. However, it is a qualitative grouping of what is visually determined to have almost the same filling degree in six stages, and it should be noted that the same degree of filling is not guaranteed in a strict sense.

以上の理由で、それぞれのグループでスペクトル偏在度のバラツキはあるものの、図の左側にいくすなわち石炭の充填度が大きくなるに従って、スペクトル偏在度の値が小さくなる傾向ははっきり確認できる。また、この例では閾値を1.53にとれば、石炭の充填がよい場合とそうでない場合とを自動判定できることも分かる。以上のように、撮像画像の画像処理によりベルトコンベア上の石炭の充填を確認することができ、得られた画像が粒度分布測定の処理に適したものであるか自動で判断することができる。   For the above reasons, although there is variation in the degree of spectral unevenness in each group, it can be clearly confirmed that the value of the degree of spectral unevenness decreases as it goes to the left side of the figure, that is, as the coal filling degree increases. In this example, if the threshold value is set to 1.53, it can be seen that it is possible to automatically determine when coal filling is good or not. As described above, the coal filling on the belt conveyor can be confirmed by the image processing of the captured image, and it can be automatically determined whether the obtained image is suitable for the particle size distribution measurement processing.

なお、検出対象はこれまで説明した石炭とは別に、鉱石、石灰石、コークス、プラスチック粉、トナーなどの工業原料・製品や農産物・薬などの各種粉粒体にも適用することが可能である。   In addition to the coal described so far, the detection target can also be applied to various raw materials such as ore, limestone, coke, plastic powder, toner, and other industrial raw materials and products, and agricultural products and medicines.

画像処理による粉粒体の充填状態の検出処理の流れを説明する図である。It is a figure explaining the flow of the detection process of the filling state of the granular material by image processing. 本発明を実施するための装置構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the apparatus structure for implementing this invention. 石炭粒子の充填状態が異なる元画像とそれぞれの2次元フーリエ変換後のスペクトルを示す図である。It is a figure which shows the spectrum after the two-dimensional Fourier transform of the original image from which the filling state of coal particles differs. 石炭粒子の充填状態によるパワースペクトルの変化を1次元で模式的に書いた図である。It is the figure which wrote typically the change of the power spectrum by the filling state of the coal particle in one dimension. 周波数空間でのスペクトル分布と領域設定を示す図である。It is a figure which shows the spectrum distribution and area | region setting in a frequency space. 従来の画像処理における前処理過程の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the pre-processing process in the conventional image processing. 石炭粒子の充填状態の検出に適用した結果の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the result applied to the detection of the filling state of coal particles.

符号の説明Explanation of symbols

1 石炭粒子
2 ベルトコンベア
3 エリアセンサカメラ
4 カメラコントローラ
5 記憶装置
6 演算装置
7 表示装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coal particle 2 Belt conveyor 3 Area sensor camera 4 Camera controller 5 Memory | storage device 6 Arithmetic device 7 Display device

Claims (3)

保持体上の粉粒体の充填状況をカメラにて撮像し、得られた画像に対して2次元フーリエ変換を施し、周波数空間のパワースペクトル分布の内、所定の低周波域および高周波域のパワースペクトルの平均値より粉粒体の充填状態を判断することを特徴とする粉粒体の検出方法。 The filling state of the powder on the holding body is imaged with a camera, the obtained image is subjected to two-dimensional Fourier transform, and the power in a predetermined low frequency region and high frequency region in the power spectrum distribution in the frequency space. A method for detecting a granular material, comprising determining a filling state of the granular material from an average value of a spectrum. 請求項1に記載の粉粒体の検出方法において、
前記低周波域および高周波域のパワースペクトルの平均値の比を、所定の閾値と比較することにより粉粒体の充填状態を判断することを特徴とする粉粒体の検出方法。
In the detection method of the granular material of Claim 1,
A method for detecting a granular material, comprising determining a filling state of the granular material by comparing a ratio of an average value of power spectra in the low frequency region and the high frequency region with a predetermined threshold value.
請求項1または請求項2のいずれか1項に記載の粉粒体の検出方法において、
前記粉粒体は、石炭粒子であることを特徴とする粉粒体の検出方法。
In the detection method of the granular material of any one of Claim 1 or Claim 2,
The said granular material is a coal particle, The detection method of the granular material characterized by the above-mentioned.
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