JPH0786922B2 - 脱穀処理穀粒の検査装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、脱穀処理後の穀粒を撮像する撮像手段と、そ
の撮像手段の撮像情報に基づいて前記穀粒に対応する領
域を抽出する画像処理手段と、前記抽出された領域から
小枝梗のみに対応する小枝梗領域を抽出する小枝梗抽出
手段とを備える脱穀処理穀粒の検査装置に関する。

〔従来の技術〕

脱穀処理穀粒の検査においては、小枝梗の長さが設定値
よりも大なるものを不良物として判別させるようにする
ことが望まれている。

そこで、例えば、抽出した領域の画像情報からその領域
における周囲に対応する画像情報を求め、抽出した領域
の画像情報から周囲に対応する画像情報を減算し、その
結果残る領域をラベリングすると共に、そのラベリング
された領域の面積が大なる領域を抽出し、その抽出され
た領域及びその周囲に対応する領域を消去して、小枝梗
に対応する領域を求めるようにすることが考えられる。
ちなみに、小枝梗の長さを求めるには、上記小枝梗に対
応する領域を細線化処理することにより、小枝梗の太さ
に影響されることなく小枝梗の長さを判別させる方がよ
い。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記手段では画像処理が複雑になるため
に処理時間が長くなって単位時間当たりに検査できる穀
粒数を増大できない不利があり、小枝梗抽出処理の高速
化が望まれている。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであって、そ
の目的は、小枝梗に対応する画像情報の抽出を、精度を
落とすことなく高速化できるようにすることにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による脱穀処理穀粒の検査装置は、脱穀処理後の
穀粒を撮像する撮像手段と、その撮像手段の撮像情報に
基づいて前記穀粒に対応する領域を抽出する画像処理手
段と、前記抽出された領域から小枝梗のみに対応する小
枝梗領域を抽出する小枝梗抽出手段とを備えるものであ
って、その特徴構成は以下の通りである。

すなわち、前記小枝梗抽出手段は、前記領域に属する画
素の撮像画像上で互いに直交する二方向夫々における分
布情報に基づいて、前記小枝梗領域を抽出するように構
成されている点にある。

〔作 用〕

第２図に示すように、抽出された穀粒に対応する領域
（Ｘ）に属する画素の分布に注目すると、小枝梗に対応
する小枝梗領域部分（Xb）の幅は、穀粒のみに対応する
穀粒領域部分（Xa）の幅よりも大幅に狭いものである。

そこで、同図に示すように、抽出した領域（Ｘ）に属す
る画素の撮像画像上で互いに直交する二方向、例えば、
ｘ軸とｙ軸夫々において同一座標値となる画素の度数分
布を取ると、穀粒領域部分（Xa）の略重心に相当する箇
所で最大度数となり、その重心に相当する箇所を中心に
前記領域（Ｘ）の外端部方向に向かって減少する分布と
なることから、この度数分布の情報に基づいて、前記小
枝梗領域部分（Xb）と前記穀粒領域部分（Xa）とを分離
すれば、小枝梗領域部分（Xb）のみを簡単に且つ的確に
抽出できることになる。

〔発明の効果〕

従って、従来のように複雑な画像処理を施すことなく、
小枝梗に対応する小枝梗領域のみを的確に抽出できるの
で、小枝梗に対応する画像情報の抽出を、精度を落とす
ことなく高速化できるに至った。

〔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５図及び第６図に示すように、脱穀処理穀粒の検査装
置は、穀粒供給手段としての振動式の穀粒供給装置
（１）と、その穀粒供給装置（１）の搬送終端部から落
下供給される穀粒を搬送する穀粒搬送手段としてのベル
ト式のコンベヤ（２）と、そのコンベヤ（２）で搬送さ
れる穀粒を上方から繰り返し撮像する撮像手段としての
二次元イメージセンサ（３）と、前記供給装置（１）及
び前記コンベヤ（２）の作動を制御すると共に、前記イ
メージセンサ（３）の撮像情報に基づいて不良物を判別
するマイクロコンピュータ利用の制御装置（４）とから
構成されている。

尚、詳しくは後述するが、第１図に示すように、前記制
御装置（４）を利用して、前記イメージセンサ（３）の
撮像情報の明るさに基づいて２値化して穀粒（Ａ）に対
応する領域（Ｘ）（第２図参照）を抽出する画像処理手
段（100）、前記抽出した領域（Ｘ）の情報に基づいて
小枝梗のみに対応する小枝梗領域部分（Xb）を抽出する
小枝梗抽出手段（101）、及び、それら手段（100），
（101）の情報に基づいて不良物を判別する判別手段（1
02）の夫々が構成されることになり、又、前記制御装置
（４）を利用して、前記穀粒供給装置（１）による穀粒
の供給速度と前記コンベヤ（２）の搬送速度の両方を自
動調節する速度自動調節手段が構成されることになる。

ところで、前記コンベヤ（２）の搬送面は、反射光の影
響を防止するために黒色に塗装され、前記イメージセン
サ（３）の撮像範囲は、設定明るさとなるように、照明
装置（５）で照明されるようになっている。又、前記イ
メージセンサ（３）は、その撮像視野（Ｂ）内に穀粒
（Ａ）が位置する状態を捉えられるようにするために、
前記コンベヤ（２）の搬送速度よりも速い周期で繰り返
し撮像処理されるように構成され、前記制御装置（４）
は、前記イメージセンサ（３）の撮像周期毎に、明るさ
に基づいて一画面当たり32×32画素の２値化画像情報に
変換するように構成されている。そして、第２図に示す
ように、画像処理された２値化画像情報から前記穀粒
（Ａ）に対応する領域（Ｘ）を抽出し、その領域（Ｘ）
の縁が撮像視野（Ｂ）の外端部に接触していない状態
を、穀粒（Ａ）の全体が撮像視野（Ｂ）内に位置してい
る状態と判断して、不良物であるか否かを判別するよう
になっている。尚、不良物の判別については後述する。

従って、前記コンベヤ（２）で搬送される穀粒は、搬送
方向に沿って一列状に整列した状態で、且つ、搬送方向
に沿って一粒毎に間隔を隔てる状態となるようにする必
要がある。

そこで、前記振動式の供給装置（１）は、いわゆる振動
式のパーツフィーダー等と同様の構造を用いることによ
って、供給された穀粒群をその搬送終端部に至る間に一
列状に整列させて前記搬送終端部から、前記コンベヤ
（２）の搬送始端部に落下供給するように構成され、落
下供給される穀粒を一粒毎に分離させるために、前記コ
ンベヤ（２）の搬送速度が前記供給装置（１）の供給速
度よりも大となる状態で、前記供給装置（１）の供給速
度と前記コンベヤ（２）の搬送速度との差が設定範囲内
に維持されるようにしてある。つまり、前記コンベヤ
（２）で搬送される穀粒の間隔は、前記供給装置（１）
の供給速度と前記コンベヤ（２）の搬送速度との差に対
応した間隔となるようにしているのである。

但し、前記供給装置（１）の供給速度と前記コンベヤ
（２）の搬送速度とは、後述の如く、前記制御装置
（４）によって、前記供給装置（１）の搬送終端部にお
ける穀粒の存否に基づいて連動して自動調節されるよう
になっている。

第５図乃至第８図に示すように、前記振動式の供給装置
（１）は、全体が略円筒状に形成された本体部（６）
と、その本体部（６）を円周方向に沿って微振動状態で
駆動する駆動部（７）とからなる。

前記本体部（６）は、その底面が中央部から内周壁部に
向かって下方に傾斜し、且つ、上端部が開放された円筒
状の容器に形成されている。

前記本体部（６）の内周壁部には、下方の底面から上方
の開口に向かって立ち上がる螺線状の棚部（８）が形成
され、その螺線状の棚部（８）の上端から前記コンベヤ
（２）の搬送始端部の上方箇所に連なる搬送終端部に至
る部分には、Ｖ字状の案内溝（９）が形成されている。
尚、このＶ字状の案内溝（９）は、前記搬送終端部に向
かって段階的に幅が大から小へ且つ深さが大から小へと
変化するように形成されている。

つまり、前記本体部（６）は、前記駆動部（７）によっ
て微振動を与えられることにより、その内部に投入され
た穀粒（Ａ）を、内周壁部に沿って前記螺線状の棚部
（８）を下方から上方に向かって揚送して、その螺線状
の棚部（８）に引き続く前記Ｖ字状の案内溝（９）に沿
って搬送させることにより、搬送下手側ほどその幅が狭
くなると共に深さが浅くなる前記Ｖ字状の案内溝（９）
の形状変化と前記本体部（６）の振動とを利用して、供
給された穀粒群を搬送終端部に至る間に一列状に整列さ
せるようにしているのである。

尚、前記Ｖ実施例の案内溝（９）からオーバーフローし
た穀粒（Ａ）は、前記Ｖ字状の案内溝（９）の搬送終端
部下方に形成された穀粒回収用の開口部（10）から前記
本体部（６）の内底面に回収されて再搬送されるように
なっている。

第９図に示すように、前記供給装置（１）の搬送終端部
となる前記Ｖ字状の案内溝（９）の終端部には、このＶ
字状の案内溝（９）から落下する穀粒（Ａ）を受け取っ
て前記コンベヤ（２）の搬送面の始端部に案内するＶ字
状の案内溝（11）が形成された案内体としての中継部材
（12）が、その案内面となる前記Ｖ字状の案内溝（11）
を前記コンベヤ（２）の搬送面に向けて傾斜させた姿勢
で設けられている。

つまり、前記供給装置（１）からの穀粒（Ａ）の供給速
度が段階的に増大するようにして、複数個の穀粒（Ａ）
が同時に前記コンベヤ（２）に供給されることがないよ
うにしているのである。そして、前記コンベヤ（２）の
搬送速度を、前記供給装置（１）の供給速度よりも大に
設定することにより、一列状に整列された穀粒（Ａ）
が、前記コンベヤ（２）の搬送方向に沿って一粒毎に間
隔を隔てる状態で搬送されるようにしているのである。

前記駆動部（７）について説明すれば、詳述はしない
が、駆動周波数に比例した振動数で且つ駆動電力に比例
した大きさの振幅で、前記本体部（６）を加振するよう
になっている。つまり、前記供給装置（１）の穀粒供給
速度は、その駆動周波数又は駆動電力が大なるほど大と
なるように構成されているのである。

尚、第５図中、（13）は前記コンベヤ（２）の駆動電動
モータ、（14）は前記コンベヤ（２）の搬送始端部に供
給される穀粒（Ａ）が前記コンベヤ（２）の横外方へ落
下しないように案内するガイド部材であって、前記コン
ベヤ（２）の搬送始端部の左右両側箇所に設けられてい
る。

ところで、前記供給装置（１）は、その内部に投入され
た穀粒を内壁に沿って搬送して前記Ｖ字状の案内溝
（９）に沿って一列状に整列させるように構成されてい
ることから、供給する穀粒量が低下すると整列された穀
粒が搬送方向において途切れる状態となる虞れがある。
穀粒供給が途切れると、その間は検査が行えないので作
業能率が低下することになる。

そこで、第５図及び第６図に示すように、前記供給装置
（１）のＶ字状の案内溝（９）の終端部よりも搬送上手
側となる箇所に、供給される穀粒の存否を検出する穀粒
存否検出手段としての光反射式の近接センサ（Ｓ）が設
けられ、前記制御装置（４）によって前記駆動部（７）
に対する駆動電力を制御させることにより、穀粒が存在
しない場合には、自動的に前記供給装置（１）の供給速
度を穀粒が存在する場合よりも増大させるようにしてあ
る。

但し、前記供給装置（１）の供給速度を変えても前記コ
ンベヤ（２）で搬送される穀粒（Ａ）の間隔が略一定と
なるようにするために、つまり、前記供給装置（１）の
供給速度と前記コンベヤ（２）の搬送速度との差が設定
範囲内に維持されるように、前記近接センサ（Ｓ）の情
報に基づいて、前記供給装置（１）の供給速度を増大す
るときには、前記コンベヤ用の電動モータ（13）の供給
電力を増大させて、前記コンベヤ（２）の搬送速度が自
動的に増大されるようにしてある。

速度調節について説明を加えれば、第１図に示すよう
に、前記供給装置（１）の目標供給速度を設定する供給
速度調節器（15）と、前記コンベヤ（２）の目標搬送速
度を設定する搬送速度調節器（16）とが設けられ、前記
制御装置（４）は、前記両速度調節器（15），（16）の
情報に基づいて、前記供給装置（１）の駆動部（７）の
目標駆動電力と前記コンベヤ（２）の駆動用電動モータ
（13）の目標駆動電力の夫々を設定するように構成され
ている。

そして、前記近接センサ（Ｓ）が穀粒不存在を検出する
に伴って、前記供給装置（１）の供給速度を設定量増大
させるように、前記駆動部（７）の駆動電力を設定量増
大させ、且つ、前記両設定器（15），（16）によって設
定された速度の情報に基づいて、前記供給速度と前記搬
送速度との差が設定範囲内に維持されるように、前記コ
ンベヤ用の電動モータ（13）の駆動電力を自動的に増大
させることになる。

但し、前記近接センサ（Ｓ）が穀粒存在を検出すると、
前記供給速度及び前記搬送速度は、前記両設定器（1
5），（16）によって設定された目標速度に復帰させる
ことになる。

次に、前記抽出した領域（Ｘ）の情報に基づいて不良物
を判別するための処理について説明する。

脱穀処理が不十分なために小枝梗が付いていると、前記
抽出された領域（Ｘ）は、小枝梗に対応する領域部分
（Xb）の面積分だけ小枝梗が付いていない場合よりも大
になり、逆に、脱穀処理が過剰であると穀粒（Ａ）が脱
ぷされて、脱ぷされていないものよりも小になる。

そこで、基本的には、前記領域（Ｘ）の大きさが適正通
り脱穀処理された穀粒（Ａ）の大きさに対応する設定範
囲外である場合を、不良物として判別させるようにして
ある。尚、前記領域（Ｘ）の大きさは、その領域（Ｘ）
に属する画素数に比例するので、画素数が大なるほど大
きさが大であると判別させることになる。

ところで、脱穀処理穀粒の検査においては、一般的に、
小枝梗付きである場合には、小枝梗の長さが設定値より
大である場合を不良物として扱うようにしている。従っ
て、前記領域（Ｘ）の大きさが適正であっても、小枝梗
に対応する領域部分（Xb）より小枝梗の長さを求め、そ
の長さが設定値より大であるものを不良物として判別さ
せることになる。

ちなみに、小枝梗は穀粒（Ａ）よりもその幅が大幅に狭
いことから、第３図に示すように、合焦状態で穀粒
（Ａ）を撮像すると、前述の如く、撮像情報を32×32画
素で比較的粗く量子化していることからも、画像処理に
おける量子化誤差のために、抽出した領域（Ｘ）が穀粒
（Ａ）に対応する穀粒部分（Xa）と小枝梗に対応する小
枝梗部分（Xb）とに分断される状態となる虞れがある。

そこで、前記イメージセンサ（３）をわざと非合焦状態
で撮像させることにより、第４図に示すように、穀粒や
小枝梗に対応する画像信号成分を膨張させて、量子化誤
差が生じ難くなるようにしてある。

つまり、前記イメージセンサ（３）をわざと非合焦状態
で撮像させて画像処理することにより、抽出した領域
（Ｘ）が穀粒（Ａ）に対応する穀粒領域部分（Xa）と小
枝梗に対応する小枝梗領域部分（Xb）とに分断されるこ
とがないようにしているのである。

小枝梗の長さを求めるために小枝梗に対応する領域部分
（Xb）を求める処理、並びに、その領域部分（Xb）から
長さを求める処理について説明を加えれば、第２図に示
すように、前記小枝梗領域部分（Xb）に属する画素数
は、前記穀粒領域部分（Xa）に属する画素数よりも小と
なることから、同図に示すように、前記抽出した領域
（Ｘ）に属する画素について、撮像視野（Ｂ）のｘ軸及
びｙ軸夫々において同一座標値となる画素の度数分布を
求めると、前記ｘ軸及びｙ軸夫々において、穀粒領域部
分（Xa）の重心において画素数が略最大となり、且つ、
前記領域（Ｘ）の外端部に向かって画素数が漸次減少す
る状態となる。

そこで、前記ｘ軸及びｙ軸夫々において同一座標値とな
る画素の度数分布を求め、次にその分布幅が大なる側に
おいて、度数が最大となる座標値を中心に外側方向に減
少する減少傾向から、前記穀粒領域部分（Xa）と小枝梗
領域部分（Xb）との境界（Xc）の位置を求める。そし
て、その境界（Xc）の位置情報に基づいて前記抽出した
領域（Ｘ）から前記穀粒領域部分（Xa）に属する画素を
消去することにより、前記小枝梗領域部分（Xb）に属す
る画素のみを再抽出し、次に、小枝梗の太さによる誤差
を除くために、再抽出した小枝梗領域部分（Xb）が略一
画素分の幅となるように細線化処理して、その画素数に
基づいて前記小枝梗の長さを求め、求めた長さが設定値
よりも大である場合を不良物として判別させるようにし
てある。

つまり、前記ｘ軸及びｙ軸夫々において同一座標値とな
る画素の度数分布に基づいて前記小枝梗領域（Xb）を抽
出させる処理が、小枝梗抽出手段（101）に対応するこ
とになる。

〔別実施例〕

上記実施例では、撮像情報の明るさに基づいて穀粒
（Ａ）に対応する領域（Ｘ）を抽出するようにした場合
を例示したが、例えば、色に基づいて抽出するようにし
てもよく、各部の具体構成は各種変更できる。

又、小枝梗領域部分（Xb）から長さを求めるに、Ｘ軸方
向又はＹ軸方向に沿って微分処理して、変化点に対応す
る画素数に基づいて長さを求めるようにしてもよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該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脱穀処理穀粒の検査装置の実施例を
示し、第１図は制御構成のブロック図、第２図乃至第４
図は画像処理の説明図、第５図は装置全体の概略平面
図、第６図は装置全体の概略側面図、第７図は第１図の
VII−VII矢視図、第８図は第１図のVIII−VIII矢視図、
第９図は穀粒供給手段の搬送終端部の拡大斜視図であ
る。 （３）……撮像手段、（Ｘ）……領域、（Xb）……小枝
梗領域、（100）……画像処理手段、（101）……小枝梗
抽出手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】脱穀処理後の穀粒を撮像する撮像手段
   （３）と、その撮像手段（３）の撮像情報に基づいて前
   記穀粒に対応する領域（Ｘ）を抽出する画像処理手段
   （100）と、前記抽出された領域（Ｘ）から小枝梗のみ
   に対応する小枝梗領域（Xb）を抽出する小枝梗抽出手段
   （101）とを備える脱穀処理穀粒の検査装置であって、
   前記小枝梗抽出手段（101）は、前記領域（Ｘ）に属す
   る画素の撮像画像上で互いに直交する二方向夫々におけ
   る分布情報に基づいて、前記小枝梗領域（Xb）を抽出す
   るように構成されている脱穀処理穀粒の検査装置。