穀粒品位判別装置
【課題】基準板の汚れに影響を受けることなく安定的に正確な品位判別が行える穀粒品位判別装置を提供する。
【解決手段】米粒搬送用の溝には明度の異なる基準板を配設し、調整部においては、光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像から相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしたときには基準板に濃い汚れ部分なしとして当該調整部による光量調整又は補正係数演算による調整を行う。一方、前記条件を満たさないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃い汚れた部分と推定される画素データを測定画像及び初期画像から削除して相関係数の演算を行い前記調整が行われる。これにより、基準板における濃く汚れた部分の有無チェック及び濃い汚れ部分の除外が行われるので調整部による調整が正確となり、品位判別も安定的かつ正確となる。
【解決手段】米粒搬送用の溝には明度の異なる基準板を配設し、調整部においては、光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像から相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしたときには基準板に濃い汚れ部分なしとして当該調整部による光量調整又は補正係数演算による調整を行う。一方、前記条件を満たさないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃い汚れた部分と推定される画素データを測定画像及び初期画像から削除して相関係数の演算を行い前記調整が行われる。これにより、基準板における濃く汚れた部分の有無チェック及び濃い汚れ部分の除外が行われるので調整部による調整が正確となり、品位判別も安定的かつ正確となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米粒等の穀粒品位を判別する穀粒品位判別装置に係り、特に光学検出部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の穀粒品位判別装置は、被測定物の穀粒（以下「米粒」という）を１粒ずつ光学検出部に搬送し、検出された受光データ（撮像データ）に基づいて穀粒品位判別を行うものとして知られている。具体的には、前記搬送手段は、米粒が入る複数の溝を周縁部に形成した円板をモータにより回転させるように構成し、前記溝に米粒を１粒ずつ入れて前記光学検出部に搬送する。前記光学検出部は、搬送された各米粒に光を照射するとともに米粒から得られる反射光及び透過光を前記受光データとして取得し、判定部に送る。該判定部は、受光データに基づいて米粒の品位判定を1粒ずつ行なう。そしてこの判定結果は表示部に表示し、さらに、米粒を判定品位ごとに選別する選別部を構成したものもある。
【０００３】
ところで、米粒測定を何度も繰り返している間に、前記光学検出部においては、照射光源等からの放射熱により測定米粒近傍（光学検出位置近傍）の温度等の変化（判定環境変化）が生じることがある。この判定環境変化が生じると、光学検出位置における照射光量がそれまでと変化し正確な品位判別が行えないので、従来、この光量変化による判定精度の低下対策が講じられている。この対策は、光量変化に対応した補正係数を求め、該補正係数を取得した受光データに掛け合わすことにより光量変化を補正し判別精度の低下を防止するものである。具体的構成は、前記円板の何れか一つの溝に任意濃度の基準板を設置し、未だ測定に使われていないときの基準板の受光データを「初期データ」として記憶しておく。一方で、米粒測定を繰り返し行っている際の任意時期に、前記基準板の受光データを「測定データ」として取得する。そして、測定データと初期データとを比較し、測定データと初期データの明度差（濃度差）を求め、該濃度差に基づいて前記補正係数の演算が行われている。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−９０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記穀粒品位判別装置においては、前記基準板の汚れによる問題点があった。この問題点とは、前記円板周縁（溝）上には各溝に米粒を供給するための米粒滞留部が構成されており、溝に埋設した前記基準板も米粒滞留部を通過することになる。このため基準板には米粒滞留部を通過する際に米ぬか等が付着し汚れてしまう。もちろん、この基準板の汚れは、円板の搬送途中に設置した清掃用のブラシ等により対策を講じているが、一度に約１０００粒の測定を繰り返し行う共同乾燥施設等での使用例からすると、基準板の汚れを完全に除去することは困難であり、また基準板の汚れ状態をチェックするにしてもオペレータ任せとなるので、判定精度の安定性が問題視されてきた。
そこで本発明はこの問題点にかんがみ、基準板の汚れに影響を受けることなく安定的に正確な品位判別が行える穀粒品位判別装置を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１によると、
回転円板の周縁に設けた複数の溝により穀粒を一粒ずつ搬送する穀粒搬送部と、
該穀粒搬送部により搬送された穀粒に光を照射して受光データを得る光学検出部と、
該光学検出部からの光学データに基づいて穀粒の品位判定を行う判定部と、
前記光学検出部によって検出した前記溝に設けた基準板からの測定受光データと初期受光データとに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算による調整を行う調整部と、
を備えた穀粒品位判別装置において、
前記溝には明度の異なる基準板を配設し、前記調整部は、前記光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像から相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしているときには当該調整部による前記調整を行い、一方、前記条件を満たしてないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃く汚れた部分と推定される画像を測定画像及び初期画像から削除して相関係数を再演算し調整部による調整を行う、という技術的手段を講じる。
【０００７】
前記調整部によると、基準板の測定画像と初期画像から求められた相関係数が所定の条件を満たしているか否かにより、測定中の基準板（測定画像）に濃く汚れた部分（他の部分よりも目立って汚れている部分）が存在するか否かが判定される。条件を例えば、相関係数が所定のしきい値（例えば０．９）を超えるか否かとし、該条件を満たしていれば調整部による調整（光量調整又は補正係数演算による調整）が行われる。一方、条件を満たさないときには、濃く汚れた部分が基準板に生じているとし、この場合は相関係数が条件を満たす値になるまで、基準板に生じた濃く汚れた部分を推定しこの部分の画像を測定画像及び初期画像から除外し相関係数を演算する。これにより、濃く汚れた部分を含まない測定画像及び初期画像に基づいて調整部による調整が行われるので調整が正確となる。前記相関係数に関し、測定画像と初期画像との相関係数が大きくなるということは、未使用状態（本装置が新品で汚れの無い状態）の基準板の初期画像と、既に何度も測定を行っているときの基準板の測定画像とが全体的に同じ傾向（均一な濃度）であることを示す。つまり、全体的に薄く汚れているが部分的に濃く汚れている部分は存在しないと推測するので、正確な測定画像による調整ができる。一方、相関係数の値が小さくなるときは、相関係数値を低下させる要因となる部分的に濃く汚れた部分が存在することになり、この場合には、前述のように相関係数が前記条件を満たすようになるまで、濃く汚れた部分に相当する画像を測定画像及び初期画像から削除し相関係数の演算を行う。
【０００８】
請求項２により、前記調整部は、測定画像及び初期画像をそれぞれ複数画素からなる区画に分け、相関係数の演算は測定画像の区画画素データ及び初期画像の区画画素データから演算し、また、濃く汚れた部分の削除は区画単位で行う、という技術的手段を講じる。このように、測定画像及び初期画像を同じく複数の区画に分けることにより、相関係数を演算する際には、例えば、各区画における一つ又は複数の画素データを基に演算できるので、全ての画素データに基づいた演算を行わなくてよい。よって、演算効率がよい。
【０００９】
請求項３により、前記区画は複数の特定の区画とする、という技術的手段を講じる。これにより、相関係数の演算を全区画に基づいて行わなくてよいので、更に演算効率がよくなる。また、区画の削除に関しても、全ての区画を対象としないので効率がよい。
【００１０】
請求項４により、前記区画画素データは該当区画の画素データの平均濃度値とする、という技術的手段を講じる。これにより、区画における全画素データ、つまり、ＲＧＢの明度平均値等を加味できるので、より正確な相関係数が得られ基準板の汚れ部分の検出精度が向上する。
【００１１】
請求項５により、前記調整部が行う区画の削除は、自区画を除いた区画での相関係数を演算し、該相関係数のうち最も値の大きい相関係数における自区画を一番に削除し、その次に大きい相関係数における自区画を二番に削除するように順次行う、という技術的手段を講じる。これにより、濃い汚れ部分の順に区画を特定することができるので、この順に従うことにより的確で効率的な区画削除ができる。
【００１２】
請求項６により、前記調整部が削除する区画の数が所定数になった場合には、基準板の汚れによる異常を知らせる報知部を有する、という技術的手段を講じる。これにより、正確な相関係数を求めるために必要な測定画像と初期画像の最低限度が報知される。この報知により、オペレータは装置を停止し基準板の清掃を行うことができる。
【００１３】
請求項７により、前記区画は、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分けたものとする、という技術的手段を講じる。穀粒搬送部の回転円盤は回転にムラが生じるので、撮像した基準板画像の画素は回転方向に向かって長短が生じ基準板をイメージした画素数が異なってしまう。このような場合にでも、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分割することにより、初期画像と、随時撮像する測定画像の対応する区画位置を同じにすることがきるので、相関係数の値が更に正確になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、測定画像と初期画像との相関係数を求め、該相関係数が所定条件を満たすか否かにより基準板に濃く汚れた部分が生じているか否かの判定が行われる。このとき相関係数が所定のしきい値以上であれば基準板に濃く汚れた部分が生じてないとし、調整部により、測定画像と初期画像とに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算に基づく調整を行う。一方、前記条件を満たさないときには、基準板に濃く汚れた部分が存在していると判断し、この濃く汚れた部分に該当する画像を除外し残りの画像で相関係数を演算し前記条件を満たすようにする。したがって、基準板に濃く汚れた部分の存在が推定された場合でもこの部分の測定画像及び初期画像の画像を削除するので、正確な測定画像及び初期画像に基づいた相関係数の演算が行われて調整部による調整が正確になり、よって、判定部による品位判定精度が安定向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の穀粒品位判別装置１は被測定物の穀粒（以下「米粒Ｓ」という）を光学検出部２に搬送する搬送部３を構成する。該搬送部３は、公知の円板搬送方式のものであって、米粒Ｓが１粒ずつ入る溝４ａを周囲に複数設けた円板４を有する。該円板４は、架台６ｂによって傾斜状に支持されたベース板６上に配設され、その中心部に、前記架台６ｂに固着したモータ５の出力軸５ａが軸着されて回転自在としてある（図１及び図２参照）。本実施例において、円板４は時計回り方向（矢印Ｙ）に回転するものとしてある。前記各溝４ａは、底部４ｂを透明材料で構成するとともに周縁部分を開放部４ｃで構成する。前記ベース板６上には、前記溝４ａ内の米粒Ｓが前記開放部４ｃから放出されるのを防止するための堰部６ａが、円板４の周縁部に沿って構成してある。また、米粒供給部７が、円板４の傾斜下方位置に構成してある。この米粒供給部７は、円板４の周縁部上部に米粒Ｓが滞留できるように、前記堰部６ａと連結した広幅状の平面を有してなる。なお、この米粒供給部７を円板４の搬送始端側とすると、搬送終端側は、前記堰部６ａを切り欠いた切欠部６ｃで形成し測定の終わった米粒Ｓを溝４ａから落下させる構成になっている。
【００１６】
前記光学検出部２は、第１光学検出部２ａと第２光学検出部２ｂから構成し、円板４の傾斜上方位置に配設する（図１，２参照）。前記第１光学検出部２ａは、搬送されてきた米粒Ｓの上面及び側面を光学検出（撮像）できる構成にしてある（図３参照）。前記第１光学検出部２ａは、溝４ａ（米粒Ｓ）の上方に、集光レンズ８、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）９及び照射部１０としての赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の発光ダイオードを構成し、溝４ａの側方には、集光レンズ１１及びＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）１２を構成してある。また、溝４ａの下方には、前記ベース板６を凹状にしたその内部空間に、米粒Ｓを下方から照射する照射部（発光ダイオード）１３を構成する。なお、前記第１光学検出部２ａにおいて、溝４ａの側方の堰部６ａは透明材料とし、米粒Ｓからの光りがＣＣＤリニアセンサー１２に入光可能となるようにしてある。前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各光を受光することのできるものを用い、米粒Ｓの搬送方向（前記矢印Ｙ）と直交する方向を走査するように配設する。
【００１７】
次に前記第２光学検出部２ｂの構成であるが、該第２光学検出部２ｂは米粒Ｓの下面（底面）を光学検出（撮像）するための構成がなされている（図４参照）。第２光学検出部２ｂは、前記ベース板６を凹状にしたその内部空間に、集光レンズ１４、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）１５及び照射部１６としての赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の発光ダイオードを構成し、一方溝４ａの上方には、米粒Ｓを上方から照射する照射部（発光ダイオード）１７が構成してある。前記ＣＣＤリニアセンサー１５も、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各光を受光することのできるものを用い、米粒Ｓの搬送方向（前記矢印Ｙ）と直交する方向を走査するように配設する。
【００１８】
次に本発明の特徴構成を説明する。
【００１９】
前記円板４の溝４ａに、明度（濃度）の異なる２種類の基準板を構成する。該基準板は、白色の第１基準板１８と半透明の第２基準板１９から構成し、連続した溝４ａ内にそれぞれ埋設した（図５参照）。次に、前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２，１５からの受光信号を受けて信号処理を行う信号処理部（制御部）２０につき、その一例を説明する（図６参照）。該信号処理部２０は、中央演算処理部（以下「ＣＰＵ」という）２１を構成の中心とし、該ＣＰＵ２１と電気的に接続した入出力回路（以下「Ｉ／Ｏ」という）２２、読み込み専用記憶部（以下「ＲＯＭ」という）２３及び読み込み・書き込み用記憶部（以下「ＲＡＭ」という）２４から構成する。前記Ｉ／Ｏ２２は、前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２，１５と電気的に接続するとともに、前記ＣＰＵ２１で品位判定された結果等を表示する表示部２５及び設定開始ボタン２２ａとも同様に接続する。前記ＲＯＭ２３には、後述する前記初期画像取得プログラム（プログラムＡ）、測定画像取得兼補正係数決定プログラム（プログラムＢ）及びルックアップテーブルが記憶してある。また、前記信号処理部２０は、前記モータ５の始動制御や前記照射部１０，１３，１６，１７の点灯出力制御を行なう回路（図示せず）とも電気的に接続してある（公知手段につき詳細説明省略）。
【００２０】
本発明の作用を説明する。
【００２１】
まず、前記初期画像取得プログラム（以後「プログラムＡ」という）を実行する（図７参照）。該プログラムＡの実行目的は、本発明の穀粒品位判別装置１が新品状態で、まだ汚れていない前記第１，第２基準板１８，１９の画像（初期画像）を取得することにある。まず、本体電源を入れ（ステップ１）前記設定開始ボタン２２ａを押す（ステップ２）。次にステップ３では、該設定開始ボタン２２ａからのＯＮ信号を受けたＣＰＵ２１は、モータ５の駆動により円板４の回転を開始させるとともに、前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂの照射部１０，１３，１６，１７を点灯させる。次にステップ４は、前記第１光学検出部２ａにおいて、円板４の回転により到達した前記第１基準板１８（白色）に対し照射部１０，１３から光を照射する。ＣＣＤリニアセンサー９は、第１基準板１８を、該第１基準板１８の進行方向と直交する方向（矢印Ｘ）に走査し撮像し、順次、画像（撮像）データをＣＰＵ２１に送る。
【００２２】
次にステップ５では、該ＣＰＵ２１は、第１基準板１８の画像を、複数の画素Kからなる特定区画Ｇ（1a,2a,・・・,23a）にそれぞれ区画分けを行う（図８,９参照）。ＣＰＵ２１は、前記特定区画Ｇごとに画素Ｋの赤（Ｒ）画像データ平均値（明度）を求め、求まった各特定区画Ｇの演算値（赤の平均値）は、順次、ＲＡＭ２４に「初期画像」としてＲＡＭ２４に数列として記憶される。次にステップ６，７では、ステップ４、５と同様にして、第２基準板１９（半透明）の画像測定を行い、予め定めた特定区画Ｇ（1b,2b,・・・,23b）ごとに、画素Ｋの赤（Ｒ）画像データ平均値（明度）を求め、各特定区画Ｇの演算値（赤の平均値）を、順次、ＲＡＭ２４の「初期画像」への追加記憶を行う。以上でプログラムＡ終了とし円板停止となる（ステップ８）。
【００２３】
次に、測定画像取得兼補正係数決定プログラム（以後「プログラムＢ」という）を説明する（図１０参照）。該プログラムＢの実行目的は、基準板に濃く汚れた部分があっても、この部分から影響を受けることなく正確な補正係数を求めるためのものである。実行は、米粒供給部７に米粒Ｓを供給前の設定段階に行う。
【００２４】
前記プログラムＢの説明では、前記プログラムＡの「ステップ」との区別のため以下、「ＳＴＥＰ」とする。ＳＴＥＰ１は、本体電源を入れた状態で前記設定開始ボタン２２ａを押す。ＳＴＥＰ２は、前記プログラムＡで述べたステップ３〜７と略同様にして行われ、すなわち、円板４が回転し、照射部１０，１３，１６，１７が点灯する。そして、第１基準板１８（白）を撮像し、取得した画像から、米粒Ｓ面積に略相当する前記特定区画Ｇ（1a,2a,・・・,23a）ごとの赤の平均値（明度）を演算し、この演算値をプログラムＢでは「測定画像」としてＲＡＭ２４に数列として記憶する。同様に、第２基準板１９（半透明）を撮像し、取得した画像から前記特定区画Ｇ（1b,2b,・・・,23b）ごとの赤の平均値(明度)を演算し、順次、この演算値をＲＡＭ２４内の「測定画像」に追加記憶する。
【００２５】
次にＳＴＥＰ３では、これまでのＳＴＥＰで取得した、特定区画（４６区画）における「初期画像」と「測定画像」との「相関係数Ａ」をＣＰＵ２１により演算する。該演算は、前記ＲＡＭ２４に記憶した前記初期画像及び測定画像を読み出し、公知の演算式により行う（図１１参照）。本発明においては、明度（濃度）の異なる２種類の基準板、すなわち、例えば白色の第１基準板１８と半透明の第２基準板１９を用いているので、初期画像及び測定画像における個々のデータが、散布図において一定の直線方向に帯状に分布し、このため、両者間における正確な相関係数を求めることができる。これは、明度が一種類の基準板であった場合には、帯状のデータ分布が得られず相関係数を求めることができないのである。
【００２６】
次にＳＴＥＰ４ではＳＴＥＰ３で求めた相関係数Ａに基づき、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。このときＹＥＳであれば、前記初期画像と測定画像との相関が高いので、第１、第２基準板１８，１９には濃く汚れた部分はないと判定しＳＴＥＰ１０（後述する）に進む。一方、ＮＯなら、相関が低いので濃く汚れた部分が基準板にあると認定し、ＳＴＥＰ５に進む。
【００２７】
前記ＳＴＥＰ５以降では濃く汚れた部分を特定し、順次、この部分の除外を行い相関係数の再演算を行う。具体的手順は、前記初期画像と測定画像を構成する特定区画について、自己区画以外の区画での相関係数を演算する。例えば、初期画像及び測定画像における区画１ａを自己区画とし、これ以外の４５区画（２ａ，・・・，２３ａ，１ｂ，・・・，２３ｂ）を基に相関係数を演算し、該演算値を「相関係数Ｂ」とする。続いて同様にし、自己区画とする区画２ａを除外した残りの区画により相関係数Ｂを演算し、その次は区画３ａを自己区画とし相関係数Ｂを演算し、のようにして４６区画について順次演算を行う。次にＳＴＥＰ６に進む。
【００２８】
前記ＳＴＥＰ６では、まずＳＴＥＰ５で求まった４６の区画ごとの相関係数Ｂを大きい順に並べる。並べ替え後、一番大きい相関係数Ｂを前記相関係数Ａとして記憶するとともに、該相関係数Ｂにおける自己区画を「濃く汚れた区画」と認定して該区画を「除外区画」とする。次にＳＴＥＰ７に進む。
【００２９】
前記ＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ５で認定した除外区画を前記特定区画から除外する。これにより、残った４５区画が特定区画となる。次にＳＴＥＰ８に進む。
【００３０】
前記ＳＴＥＰ８では、「除外区画＝８」の条件を満たすか否かの判定を行う。これは、これまでに除外した区画の数が８つの区画に達したか否かをチェックし、濃く汚れた区画の数（除外区画）が多すぎて第１、第２基準板１８，１９の面積の減少による、正確な相関係数演算を行うための測定画像（区画）の確保ができるか否かのチェックを目的とする。除外区画＝８であれば（ＹＥＳであれば）、第１、第２基準板１８，１９が汚れ過ぎている（除外区画が多い）とし、表示部２５に、「基準板を清掃してください」等のメッセージを出し円板４の回転を停止させる。一方、ＮＯであれば前記ＳＴＥＰ４に戻り、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。該判定により、再度、ＮＯであったときには、特定区画内にまだ濃く汚れた区画が存在すると判断し、前述の前記ＳＴＥＰ５，６，７，８を行う。これにより、他の濃く汚れた１区画を特定区画から除外し残った特定区画に基づいて再度相関係数Ａを求めてＳＴＥＰ４に戻り、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。このように「相関係数Ａ＞０．９」の条件が満たされるまで、「除外区画＝８」となるまで、濃く汚れた区画を上記方法により特定し順次削除し、再演算による相関係数Ａとの比較が繰り返される。
【００３１】
次に、前記ＳＴＥＰ１０では、これまでのＳＴＥＰにおいて除外されなかった特定区画を「最終区画」として認定する。
【００３２】
次に、前記ＳＴＥＰ１１では、初期画像と測定画像の各最終区画のデータ（赤の明度平均値）を読み出し、初期画像と測定画像の各明度平均値を求める。すなわち、初期画像の最終区画における赤の明度平均値Ｙと、測定画像の最終区画における赤の明度平均値Ｘとを求める。
【００３３】
次に、前記ＳＴＥＰ１２では、補正係数を決定する。該補正係数の決定は、予め設定した前記ルックアップテーブル（対応表）により行う。該ルックアップテーブルは、明度平均値Ｙ（初期画像）と明度平均値Ｘ（測定画像）の各値の組み合わせにおける補正係数を予め求めたものである。当該ＳＴＥＰ１２のルックアップテーブルにより、前記明度平均値Ｙと明度平均値Ｘにおける補正係数を、演算処理等を行うことなく即時決定することができる。
【００３４】
以上により補正係数が決定し、この後、円板４の自動停止及び本プログラムＢの終了となる（ＳＴＥＰ１３）。
【００３５】
このようにして補正係数が決定されると、次は米粒Ｓの測定である。米粒測定にあたり、まず、米粒供給部７に米粒Ｓを供給し測定開始ボタン（図示せず）をＯＮにする。すると円板４が回転し、米粒供給部７の米粒Ｓは１粒ずつ溝４ａに入って前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂに搬送される。前記第１光学検出部２ａでは、照射部１０，１３から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓを前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２により走査される。これによって、米粒Ｓの平面画像と側面画像が得られ、各画像データは順次前記ＲＡＭ２４に記憶される。前記第１光学検出部２ａを経た米粒Ｓは前記第２光学検出部２ｂで撮像される。すなわち、前記第２光学検出部２ｂでは、照射部１６，１７から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓを前記ＣＣＤリニアセンサー１５により走査される。これによって、米粒Ｓの裏面画像が得られ、該画像データは順次前記ＲＡＭ２４に記憶される。前記ＣＰＵ２１は、前記ＲＡＭ２４に記憶した各米粒Ｓの画像データを順次読み出して品位判別し、該判別データをＲＡＭ２４に記憶する。そして、前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂによる撮像、及びＣＰＵ２１による品位判別が終了すると、ＣＰＵ２１はＲＡＭ２４に記憶した品位判別データを集計し、集計結果を表示部２５に表示させる。以上により、米粒１ロットの品位判別の終了となり、次のロット米粒を再び供給し品位判別を開始する。なお、本発明のプログラムＢの実行（補正係数の演算）時期は、所定ロットの測定後に実行したり、数時間ごとに実行するようにしてもよい。
【００３６】
本発明の特徴事項を更に記述する。プログラムＢの実行に関し、以下の方法により、円板４の回転ムラによる悪影響を受け難くすることができる。円板４の回転速度は常に一定とはいえず、第１、第２基準板１８，１９をＣＣＤリニアセンサー９で撮像した際、回転方向Ｙの１画素の幅が実際には異なってしまう。これは、１回の走査時に円板（第１、第２基準板１８，１９）がどれくらいのスピードで通過するかにより画素の幅は変化する。具体的には、回転速度が速いと画素幅が短くなり、回転速度が遅いと画素幅が長くなってしまう。本発明は、撮像した第１、第２基準板１８，１９の画像により溝４ａのＹ方向とＸ方向の各画素を等分して区画分けするようにしている（図８参照）。つまり、１区画におけるＹ方向とＸ方向の各画素数を予め決定しておくのではなく、測定された溝画像における画素を等分するようにしてある。これにより、プログラムＢを実行（補正係数の演算）するごとに前記特定区画（1a,・・・、1b,・・・）の位置がＹ方向に前後することなく常に同じになる。このため、回転ムラが生じても正確な相関係数を求めることができ、ついては補正係数にバラツキを生じることがないという作用効果を有する。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態における変形例を説明する。上述では、相関係数Ａの演算を行う際に、特定区画における赤の平均値をのみを使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに緑の平均値及び／又は青の平均値を使用するようにし、より正確な補正係数を求めことができる。また、更に正確な補正係数を求めるために、前記ＣＣＤリニアセンサー１５も使用し、第１、第２基準板１８，１９の裏側の画像も利用するようにしてもよい。
【００３８】
また、本発明の基準板は、上記実施例では異なる明度の第１、第２の基準板を別々の溝４ａに設けたが、これに限定するものではなく、例えば、半分を前記第１基準板２６ａとし残る半分を前記第１基準板２６ａとは異なる明度の第２基準板２６ｂとし、異なる明度部分を備えた一つの基準板２６としてもよい（図１２参照）。
【００３９】
さらに、前記調整部に関しては、上記説明では、基準板からの測定受光データ（測定画像）と初期受光データ（初期画像）とに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した補正係数演算を演算し、該演算値によって各米粒からの光学検出データを補正する内容のものであった。しかし、調整部は補正係数による調整に限定したものではなく、前記初期画像と測定画像の濃度差に基づいて光量自体を調整するものであってもよい。つまり、前記濃度差に基づいて照射部の出力を変更し米粒への照射光量を変えるのである。
【００４０】
また、上記において相関係数の条件は相関係数Ａ＞０．９と比較したが、この比較する値は適宜変更可能であり、正の値であって１に近い値ほど前記初期画像と測定画像の相関が強いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の穀粒品位判別装置の縦側断面図を示す。
【図２】本発明の穀粒品位判別装置の平面図を示す。
【図３】本発明の第１光学検出部の縦側断面図を示す。
【図４】本発明の第２光学検出部の縦側断面図を示す。
【図５】本発明の基準板を示す。
【図６】本発明の信号処理部を示す。
【図７】本発明のプログラムＡのフローを示す。
【図８】本発明における第１基準板及び第２基準板を示す。
【図９】本発明における区画を示す。
【図１０】本発明のプログラムＢのフローを示す。
【図１１】本発明において初期画像及び測定画像から相関係数を演算する説明図である。
【図１２】本発明における基準板の変形例を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１ 穀粒品位判別装置
２ 光学検出部
２ａ 第１光学検出部
２ｂ 第２光学検出部
３ 搬送部
４ 円板
４ａ 溝
４ｂ 底部
４ｃ 開放部
５ モータ
５ａ 出力軸
６ ベース板
６ａ 堰部
６ｂ 架台
６ｃ 切欠部
７ 米粒供給部
８ 集光レンズ
９ ＣＣＤリニアセンサー
１０ 照射部
１１ 集光レンズ
１２ ＣＣＤリニアセンサー
１３ 照射部
１４ 集光レンズ
１５ ＣＣＤリニアセンサー
１６ 照射部
１７ 照射部
１８ 第１基準板（白色）
１９ 第２基準板（半透明）
２０ 信号処理部
２１ 中央演算処理部（ＣＰＵ）
２２ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
２２ａ 設定開始ボタン
２３ 読み込み専用記憶部（ＲＯＭ）
２４ 読み込み・書き込み用記憶部（ＲＡＭ）
２５ 表示部
２６ 基準板
２６ａ 第１基準板
２６ｂ 第２基準板
Ｇ 区画
Ｋ 画素
Ｓ 米粒（穀粒）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、米粒等の穀粒品位を判別する穀粒品位判別装置に係り、特に光学検出部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の穀粒品位判別装置は、被測定物の穀粒（以下「米粒」という）を１粒ずつ光学検出部に搬送し、検出された受光データ（撮像データ）に基づいて穀粒品位判別を行うものとして知られている。具体的には、前記搬送手段は、米粒が入る複数の溝を周縁部に形成した円板をモータにより回転させるように構成し、前記溝に米粒を１粒ずつ入れて前記光学検出部に搬送する。前記光学検出部は、搬送された各米粒に光を照射するとともに米粒から得られる反射光及び透過光を前記受光データとして取得し、判定部に送る。該判定部は、受光データに基づいて米粒の品位判定を1粒ずつ行なう。そしてこの判定結果は表示部に表示し、さらに、米粒を判定品位ごとに選別する選別部を構成したものもある。
【０００３】
ところで、米粒測定を何度も繰り返している間に、前記光学検出部においては、照射光源等からの放射熱により測定米粒近傍（光学検出位置近傍）の温度等の変化（判定環境変化）が生じることがある。この判定環境変化が生じると、光学検出位置における照射光量がそれまでと変化し正確な品位判別が行えないので、従来、この光量変化による判定精度の低下対策が講じられている。この対策は、光量変化に対応した補正係数を求め、該補正係数を取得した受光データに掛け合わすことにより光量変化を補正し判別精度の低下を防止するものである。具体的構成は、前記円板の何れか一つの溝に任意濃度の基準板を設置し、未だ測定に使われていないときの基準板の受光データを「初期データ」として記憶しておく。一方で、米粒測定を繰り返し行っている際の任意時期に、前記基準板の受光データを「測定データ」として取得する。そして、測定データと初期データとを比較し、測定データと初期データの明度差（濃度差）を求め、該濃度差に基づいて前記補正係数の演算が行われている。
【０００４】
【特許文献１】実開平５−９０３５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記穀粒品位判別装置においては、前記基準板の汚れによる問題点があった。この問題点とは、前記円板周縁（溝）上には各溝に米粒を供給するための米粒滞留部が構成されており、溝に埋設した前記基準板も米粒滞留部を通過することになる。このため基準板には米粒滞留部を通過する際に米ぬか等が付着し汚れてしまう。もちろん、この基準板の汚れは、円板の搬送途中に設置した清掃用のブラシ等により対策を講じているが、一度に約１０００粒の測定を繰り返し行う共同乾燥施設等での使用例からすると、基準板の汚れを完全に除去することは困難であり、また基準板の汚れ状態をチェックするにしてもオペレータ任せとなるので、判定精度の安定性が問題視されてきた。
そこで本発明はこの問題点にかんがみ、基準板の汚れに影響を受けることなく安定的に正確な品位判別が行える穀粒品位判別装置を提供することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１によると、
回転円板の周縁に設けた複数の溝により穀粒を一粒ずつ搬送する穀粒搬送部と、
該穀粒搬送部により搬送された穀粒に光を照射して受光データを得る光学検出部と、
該光学検出部からの光学データに基づいて穀粒の品位判定を行う判定部と、
前記光学検出部によって検出した前記溝に設けた基準板からの測定受光データと初期受光データとに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算による調整を行う調整部と、
を備えた穀粒品位判別装置において、
前記溝には明度の異なる基準板を配設し、前記調整部は、前記光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像から相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしているときには当該調整部による前記調整を行い、一方、前記条件を満たしてないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃く汚れた部分と推定される画像を測定画像及び初期画像から削除して相関係数を再演算し調整部による調整を行う、という技術的手段を講じる。
【０００７】
前記調整部によると、基準板の測定画像と初期画像から求められた相関係数が所定の条件を満たしているか否かにより、測定中の基準板（測定画像）に濃く汚れた部分（他の部分よりも目立って汚れている部分）が存在するか否かが判定される。条件を例えば、相関係数が所定のしきい値（例えば０．９）を超えるか否かとし、該条件を満たしていれば調整部による調整（光量調整又は補正係数演算による調整）が行われる。一方、条件を満たさないときには、濃く汚れた部分が基準板に生じているとし、この場合は相関係数が条件を満たす値になるまで、基準板に生じた濃く汚れた部分を推定しこの部分の画像を測定画像及び初期画像から除外し相関係数を演算する。これにより、濃く汚れた部分を含まない測定画像及び初期画像に基づいて調整部による調整が行われるので調整が正確となる。前記相関係数に関し、測定画像と初期画像との相関係数が大きくなるということは、未使用状態（本装置が新品で汚れの無い状態）の基準板の初期画像と、既に何度も測定を行っているときの基準板の測定画像とが全体的に同じ傾向（均一な濃度）であることを示す。つまり、全体的に薄く汚れているが部分的に濃く汚れている部分は存在しないと推測するので、正確な測定画像による調整ができる。一方、相関係数の値が小さくなるときは、相関係数値を低下させる要因となる部分的に濃く汚れた部分が存在することになり、この場合には、前述のように相関係数が前記条件を満たすようになるまで、濃く汚れた部分に相当する画像を測定画像及び初期画像から削除し相関係数の演算を行う。
【０００８】
請求項２により、前記調整部は、測定画像及び初期画像をそれぞれ複数画素からなる区画に分け、相関係数の演算は測定画像の区画画素データ及び初期画像の区画画素データから演算し、また、濃く汚れた部分の削除は区画単位で行う、という技術的手段を講じる。このように、測定画像及び初期画像を同じく複数の区画に分けることにより、相関係数を演算する際には、例えば、各区画における一つ又は複数の画素データを基に演算できるので、全ての画素データに基づいた演算を行わなくてよい。よって、演算効率がよい。
【０００９】
請求項３により、前記区画は複数の特定の区画とする、という技術的手段を講じる。これにより、相関係数の演算を全区画に基づいて行わなくてよいので、更に演算効率がよくなる。また、区画の削除に関しても、全ての区画を対象としないので効率がよい。
【００１０】
請求項４により、前記区画画素データは該当区画の画素データの平均濃度値とする、という技術的手段を講じる。これにより、区画における全画素データ、つまり、ＲＧＢの明度平均値等を加味できるので、より正確な相関係数が得られ基準板の汚れ部分の検出精度が向上する。
【００１１】
請求項５により、前記調整部が行う区画の削除は、自区画を除いた区画での相関係数を演算し、該相関係数のうち最も値の大きい相関係数における自区画を一番に削除し、その次に大きい相関係数における自区画を二番に削除するように順次行う、という技術的手段を講じる。これにより、濃い汚れ部分の順に区画を特定することができるので、この順に従うことにより的確で効率的な区画削除ができる。
【００１２】
請求項６により、前記調整部が削除する区画の数が所定数になった場合には、基準板の汚れによる異常を知らせる報知部を有する、という技術的手段を講じる。これにより、正確な相関係数を求めるために必要な測定画像と初期画像の最低限度が報知される。この報知により、オペレータは装置を停止し基準板の清掃を行うことができる。
【００１３】
請求項７により、前記区画は、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分けたものとする、という技術的手段を講じる。穀粒搬送部の回転円盤は回転にムラが生じるので、撮像した基準板画像の画素は回転方向に向かって長短が生じ基準板をイメージした画素数が異なってしまう。このような場合にでも、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分割することにより、初期画像と、随時撮像する測定画像の対応する区画位置を同じにすることがきるので、相関係数の値が更に正確になる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、測定画像と初期画像との相関係数を求め、該相関係数が所定条件を満たすか否かにより基準板に濃く汚れた部分が生じているか否かの判定が行われる。このとき相関係数が所定のしきい値以上であれば基準板に濃く汚れた部分が生じてないとし、調整部により、測定画像と初期画像とに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算に基づく調整を行う。一方、前記条件を満たさないときには、基準板に濃く汚れた部分が存在していると判断し、この濃く汚れた部分に該当する画像を除外し残りの画像で相関係数を演算し前記条件を満たすようにする。したがって、基準板に濃く汚れた部分の存在が推定された場合でもこの部分の測定画像及び初期画像の画像を削除するので、正確な測定画像及び初期画像に基づいた相関係数の演算が行われて調整部による調整が正確になり、よって、判定部による品位判定精度が安定向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の穀粒品位判別装置１は被測定物の穀粒（以下「米粒Ｓ」という）を光学検出部２に搬送する搬送部３を構成する。該搬送部３は、公知の円板搬送方式のものであって、米粒Ｓが１粒ずつ入る溝４ａを周囲に複数設けた円板４を有する。該円板４は、架台６ｂによって傾斜状に支持されたベース板６上に配設され、その中心部に、前記架台６ｂに固着したモータ５の出力軸５ａが軸着されて回転自在としてある（図１及び図２参照）。本実施例において、円板４は時計回り方向（矢印Ｙ）に回転するものとしてある。前記各溝４ａは、底部４ｂを透明材料で構成するとともに周縁部分を開放部４ｃで構成する。前記ベース板６上には、前記溝４ａ内の米粒Ｓが前記開放部４ｃから放出されるのを防止するための堰部６ａが、円板４の周縁部に沿って構成してある。また、米粒供給部７が、円板４の傾斜下方位置に構成してある。この米粒供給部７は、円板４の周縁部上部に米粒Ｓが滞留できるように、前記堰部６ａと連結した広幅状の平面を有してなる。なお、この米粒供給部７を円板４の搬送始端側とすると、搬送終端側は、前記堰部６ａを切り欠いた切欠部６ｃで形成し測定の終わった米粒Ｓを溝４ａから落下させる構成になっている。
【００１６】
前記光学検出部２は、第１光学検出部２ａと第２光学検出部２ｂから構成し、円板４の傾斜上方位置に配設する（図１，２参照）。前記第１光学検出部２ａは、搬送されてきた米粒Ｓの上面及び側面を光学検出（撮像）できる構成にしてある（図３参照）。前記第１光学検出部２ａは、溝４ａ（米粒Ｓ）の上方に、集光レンズ８、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）９及び照射部１０としての赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の発光ダイオードを構成し、溝４ａの側方には、集光レンズ１１及びＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）１２を構成してある。また、溝４ａの下方には、前記ベース板６を凹状にしたその内部空間に、米粒Ｓを下方から照射する照射部（発光ダイオード）１３を構成する。なお、前記第１光学検出部２ａにおいて、溝４ａの側方の堰部６ａは透明材料とし、米粒Ｓからの光りがＣＣＤリニアセンサー１２に入光可能となるようにしてある。前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２は、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各光を受光することのできるものを用い、米粒Ｓの搬送方向（前記矢印Ｙ）と直交する方向を走査するように配設する。
【００１７】
次に前記第２光学検出部２ｂの構成であるが、該第２光学検出部２ｂは米粒Ｓの下面（底面）を光学検出（撮像）するための構成がなされている（図４参照）。第２光学検出部２ｂは、前記ベース板６を凹状にしたその内部空間に、集光レンズ１４、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）１５及び照射部１６としての赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の発光ダイオードを構成し、一方溝４ａの上方には、米粒Ｓを上方から照射する照射部（発光ダイオード）１７が構成してある。前記ＣＣＤリニアセンサー１５も、赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の各光を受光することのできるものを用い、米粒Ｓの搬送方向（前記矢印Ｙ）と直交する方向を走査するように配設する。
【００１８】
次に本発明の特徴構成を説明する。
【００１９】
前記円板４の溝４ａに、明度（濃度）の異なる２種類の基準板を構成する。該基準板は、白色の第１基準板１８と半透明の第２基準板１９から構成し、連続した溝４ａ内にそれぞれ埋設した（図５参照）。次に、前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２，１５からの受光信号を受けて信号処理を行う信号処理部（制御部）２０につき、その一例を説明する（図６参照）。該信号処理部２０は、中央演算処理部（以下「ＣＰＵ」という）２１を構成の中心とし、該ＣＰＵ２１と電気的に接続した入出力回路（以下「Ｉ／Ｏ」という）２２、読み込み専用記憶部（以下「ＲＯＭ」という）２３及び読み込み・書き込み用記憶部（以下「ＲＡＭ」という）２４から構成する。前記Ｉ／Ｏ２２は、前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２，１５と電気的に接続するとともに、前記ＣＰＵ２１で品位判定された結果等を表示する表示部２５及び設定開始ボタン２２ａとも同様に接続する。前記ＲＯＭ２３には、後述する前記初期画像取得プログラム（プログラムＡ）、測定画像取得兼補正係数決定プログラム（プログラムＢ）及びルックアップテーブルが記憶してある。また、前記信号処理部２０は、前記モータ５の始動制御や前記照射部１０，１３，１６，１７の点灯出力制御を行なう回路（図示せず）とも電気的に接続してある（公知手段につき詳細説明省略）。
【００２０】
本発明の作用を説明する。
【００２１】
まず、前記初期画像取得プログラム（以後「プログラムＡ」という）を実行する（図７参照）。該プログラムＡの実行目的は、本発明の穀粒品位判別装置１が新品状態で、まだ汚れていない前記第１，第２基準板１８，１９の画像（初期画像）を取得することにある。まず、本体電源を入れ（ステップ１）前記設定開始ボタン２２ａを押す（ステップ２）。次にステップ３では、該設定開始ボタン２２ａからのＯＮ信号を受けたＣＰＵ２１は、モータ５の駆動により円板４の回転を開始させるとともに、前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂの照射部１０，１３，１６，１７を点灯させる。次にステップ４は、前記第１光学検出部２ａにおいて、円板４の回転により到達した前記第１基準板１８（白色）に対し照射部１０，１３から光を照射する。ＣＣＤリニアセンサー９は、第１基準板１８を、該第１基準板１８の進行方向と直交する方向（矢印Ｘ）に走査し撮像し、順次、画像（撮像）データをＣＰＵ２１に送る。
【００２２】
次にステップ５では、該ＣＰＵ２１は、第１基準板１８の画像を、複数の画素Kからなる特定区画Ｇ（1a,2a,・・・,23a）にそれぞれ区画分けを行う（図８,９参照）。ＣＰＵ２１は、前記特定区画Ｇごとに画素Ｋの赤（Ｒ）画像データ平均値（明度）を求め、求まった各特定区画Ｇの演算値（赤の平均値）は、順次、ＲＡＭ２４に「初期画像」としてＲＡＭ２４に数列として記憶される。次にステップ６，７では、ステップ４、５と同様にして、第２基準板１９（半透明）の画像測定を行い、予め定めた特定区画Ｇ（1b,2b,・・・,23b）ごとに、画素Ｋの赤（Ｒ）画像データ平均値（明度）を求め、各特定区画Ｇの演算値（赤の平均値）を、順次、ＲＡＭ２４の「初期画像」への追加記憶を行う。以上でプログラムＡ終了とし円板停止となる（ステップ８）。
【００２３】
次に、測定画像取得兼補正係数決定プログラム（以後「プログラムＢ」という）を説明する（図１０参照）。該プログラムＢの実行目的は、基準板に濃く汚れた部分があっても、この部分から影響を受けることなく正確な補正係数を求めるためのものである。実行は、米粒供給部７に米粒Ｓを供給前の設定段階に行う。
【００２４】
前記プログラムＢの説明では、前記プログラムＡの「ステップ」との区別のため以下、「ＳＴＥＰ」とする。ＳＴＥＰ１は、本体電源を入れた状態で前記設定開始ボタン２２ａを押す。ＳＴＥＰ２は、前記プログラムＡで述べたステップ３〜７と略同様にして行われ、すなわち、円板４が回転し、照射部１０，１３，１６，１７が点灯する。そして、第１基準板１８（白）を撮像し、取得した画像から、米粒Ｓ面積に略相当する前記特定区画Ｇ（1a,2a,・・・,23a）ごとの赤の平均値（明度）を演算し、この演算値をプログラムＢでは「測定画像」としてＲＡＭ２４に数列として記憶する。同様に、第２基準板１９（半透明）を撮像し、取得した画像から前記特定区画Ｇ（1b,2b,・・・,23b）ごとの赤の平均値(明度)を演算し、順次、この演算値をＲＡＭ２４内の「測定画像」に追加記憶する。
【００２５】
次にＳＴＥＰ３では、これまでのＳＴＥＰで取得した、特定区画（４６区画）における「初期画像」と「測定画像」との「相関係数Ａ」をＣＰＵ２１により演算する。該演算は、前記ＲＡＭ２４に記憶した前記初期画像及び測定画像を読み出し、公知の演算式により行う（図１１参照）。本発明においては、明度（濃度）の異なる２種類の基準板、すなわち、例えば白色の第１基準板１８と半透明の第２基準板１９を用いているので、初期画像及び測定画像における個々のデータが、散布図において一定の直線方向に帯状に分布し、このため、両者間における正確な相関係数を求めることができる。これは、明度が一種類の基準板であった場合には、帯状のデータ分布が得られず相関係数を求めることができないのである。
【００２６】
次にＳＴＥＰ４ではＳＴＥＰ３で求めた相関係数Ａに基づき、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。このときＹＥＳであれば、前記初期画像と測定画像との相関が高いので、第１、第２基準板１８，１９には濃く汚れた部分はないと判定しＳＴＥＰ１０（後述する）に進む。一方、ＮＯなら、相関が低いので濃く汚れた部分が基準板にあると認定し、ＳＴＥＰ５に進む。
【００２７】
前記ＳＴＥＰ５以降では濃く汚れた部分を特定し、順次、この部分の除外を行い相関係数の再演算を行う。具体的手順は、前記初期画像と測定画像を構成する特定区画について、自己区画以外の区画での相関係数を演算する。例えば、初期画像及び測定画像における区画１ａを自己区画とし、これ以外の４５区画（２ａ，・・・，２３ａ，１ｂ，・・・，２３ｂ）を基に相関係数を演算し、該演算値を「相関係数Ｂ」とする。続いて同様にし、自己区画とする区画２ａを除外した残りの区画により相関係数Ｂを演算し、その次は区画３ａを自己区画とし相関係数Ｂを演算し、のようにして４６区画について順次演算を行う。次にＳＴＥＰ６に進む。
【００２８】
前記ＳＴＥＰ６では、まずＳＴＥＰ５で求まった４６の区画ごとの相関係数Ｂを大きい順に並べる。並べ替え後、一番大きい相関係数Ｂを前記相関係数Ａとして記憶するとともに、該相関係数Ｂにおける自己区画を「濃く汚れた区画」と認定して該区画を「除外区画」とする。次にＳＴＥＰ７に進む。
【００２９】
前記ＳＴＥＰ７では、ＳＴＥＰ５で認定した除外区画を前記特定区画から除外する。これにより、残った４５区画が特定区画となる。次にＳＴＥＰ８に進む。
【００３０】
前記ＳＴＥＰ８では、「除外区画＝８」の条件を満たすか否かの判定を行う。これは、これまでに除外した区画の数が８つの区画に達したか否かをチェックし、濃く汚れた区画の数（除外区画）が多すぎて第１、第２基準板１８，１９の面積の減少による、正確な相関係数演算を行うための測定画像（区画）の確保ができるか否かのチェックを目的とする。除外区画＝８であれば（ＹＥＳであれば）、第１、第２基準板１８，１９が汚れ過ぎている（除外区画が多い）とし、表示部２５に、「基準板を清掃してください」等のメッセージを出し円板４の回転を停止させる。一方、ＮＯであれば前記ＳＴＥＰ４に戻り、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。該判定により、再度、ＮＯであったときには、特定区画内にまだ濃く汚れた区画が存在すると判断し、前述の前記ＳＴＥＰ５，６，７，８を行う。これにより、他の濃く汚れた１区画を特定区画から除外し残った特定区画に基づいて再度相関係数Ａを求めてＳＴＥＰ４に戻り、「相関係数Ａ＞０．９」の判定を行う。このように「相関係数Ａ＞０．９」の条件が満たされるまで、「除外区画＝８」となるまで、濃く汚れた区画を上記方法により特定し順次削除し、再演算による相関係数Ａとの比較が繰り返される。
【００３１】
次に、前記ＳＴＥＰ１０では、これまでのＳＴＥＰにおいて除外されなかった特定区画を「最終区画」として認定する。
【００３２】
次に、前記ＳＴＥＰ１１では、初期画像と測定画像の各最終区画のデータ（赤の明度平均値）を読み出し、初期画像と測定画像の各明度平均値を求める。すなわち、初期画像の最終区画における赤の明度平均値Ｙと、測定画像の最終区画における赤の明度平均値Ｘとを求める。
【００３３】
次に、前記ＳＴＥＰ１２では、補正係数を決定する。該補正係数の決定は、予め設定した前記ルックアップテーブル（対応表）により行う。該ルックアップテーブルは、明度平均値Ｙ（初期画像）と明度平均値Ｘ（測定画像）の各値の組み合わせにおける補正係数を予め求めたものである。当該ＳＴＥＰ１２のルックアップテーブルにより、前記明度平均値Ｙと明度平均値Ｘにおける補正係数を、演算処理等を行うことなく即時決定することができる。
【００３４】
以上により補正係数が決定し、この後、円板４の自動停止及び本プログラムＢの終了となる（ＳＴＥＰ１３）。
【００３５】
このようにして補正係数が決定されると、次は米粒Ｓの測定である。米粒測定にあたり、まず、米粒供給部７に米粒Ｓを供給し測定開始ボタン（図示せず）をＯＮにする。すると円板４が回転し、米粒供給部７の米粒Ｓは１粒ずつ溝４ａに入って前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂに搬送される。前記第１光学検出部２ａでは、照射部１０，１３から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓを前記ＣＣＤリニアセンサー９，１２により走査される。これによって、米粒Ｓの平面画像と側面画像が得られ、各画像データは順次前記ＲＡＭ２４に記憶される。前記第１光学検出部２ａを経た米粒Ｓは前記第２光学検出部２ｂで撮像される。すなわち、前記第２光学検出部２ｂでは、照射部１６，１７から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓを前記ＣＣＤリニアセンサー１５により走査される。これによって、米粒Ｓの裏面画像が得られ、該画像データは順次前記ＲＡＭ２４に記憶される。前記ＣＰＵ２１は、前記ＲＡＭ２４に記憶した各米粒Ｓの画像データを順次読み出して品位判別し、該判別データをＲＡＭ２４に記憶する。そして、前記第１、第２光学検出部２ａ，２ｂによる撮像、及びＣＰＵ２１による品位判別が終了すると、ＣＰＵ２１はＲＡＭ２４に記憶した品位判別データを集計し、集計結果を表示部２５に表示させる。以上により、米粒１ロットの品位判別の終了となり、次のロット米粒を再び供給し品位判別を開始する。なお、本発明のプログラムＢの実行（補正係数の演算）時期は、所定ロットの測定後に実行したり、数時間ごとに実行するようにしてもよい。
【００３６】
本発明の特徴事項を更に記述する。プログラムＢの実行に関し、以下の方法により、円板４の回転ムラによる悪影響を受け難くすることができる。円板４の回転速度は常に一定とはいえず、第１、第２基準板１８，１９をＣＣＤリニアセンサー９で撮像した際、回転方向Ｙの１画素の幅が実際には異なってしまう。これは、１回の走査時に円板（第１、第２基準板１８，１９）がどれくらいのスピードで通過するかにより画素の幅は変化する。具体的には、回転速度が速いと画素幅が短くなり、回転速度が遅いと画素幅が長くなってしまう。本発明は、撮像した第１、第２基準板１８，１９の画像により溝４ａのＹ方向とＸ方向の各画素を等分して区画分けするようにしている（図８参照）。つまり、１区画におけるＹ方向とＸ方向の各画素数を予め決定しておくのではなく、測定された溝画像における画素を等分するようにしてある。これにより、プログラムＢを実行（補正係数の演算）するごとに前記特定区画（1a,・・・、1b,・・・）の位置がＹ方向に前後することなく常に同じになる。このため、回転ムラが生じても正確な相関係数を求めることができ、ついては補正係数にバラツキを生じることがないという作用効果を有する。
【００３７】
以下、本発明の実施の形態における変形例を説明する。上述では、相関係数Ａの演算を行う際に、特定区画における赤の平均値をのみを使用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、さらに緑の平均値及び／又は青の平均値を使用するようにし、より正確な補正係数を求めことができる。また、更に正確な補正係数を求めるために、前記ＣＣＤリニアセンサー１５も使用し、第１、第２基準板１８，１９の裏側の画像も利用するようにしてもよい。
【００３８】
また、本発明の基準板は、上記実施例では異なる明度の第１、第２の基準板を別々の溝４ａに設けたが、これに限定するものではなく、例えば、半分を前記第１基準板２６ａとし残る半分を前記第１基準板２６ａとは異なる明度の第２基準板２６ｂとし、異なる明度部分を備えた一つの基準板２６としてもよい（図１２参照）。
【００３９】
さらに、前記調整部に関しては、上記説明では、基準板からの測定受光データ（測定画像）と初期受光データ（初期画像）とに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した補正係数演算を演算し、該演算値によって各米粒からの光学検出データを補正する内容のものであった。しかし、調整部は補正係数による調整に限定したものではなく、前記初期画像と測定画像の濃度差に基づいて光量自体を調整するものであってもよい。つまり、前記濃度差に基づいて照射部の出力を変更し米粒への照射光量を変えるのである。
【００４０】
また、上記において相関係数の条件は相関係数Ａ＞０．９と比較したが、この比較する値は適宜変更可能であり、正の値であって１に近い値ほど前記初期画像と測定画像の相関が強いものとなる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の穀粒品位判別装置の縦側断面図を示す。
【図２】本発明の穀粒品位判別装置の平面図を示す。
【図３】本発明の第１光学検出部の縦側断面図を示す。
【図４】本発明の第２光学検出部の縦側断面図を示す。
【図５】本発明の基準板を示す。
【図６】本発明の信号処理部を示す。
【図７】本発明のプログラムＡのフローを示す。
【図８】本発明における第１基準板及び第２基準板を示す。
【図９】本発明における区画を示す。
【図１０】本発明のプログラムＢのフローを示す。
【図１１】本発明において初期画像及び測定画像から相関係数を演算する説明図である。
【図１２】本発明における基準板の変形例を示す。
【符号の説明】
【００４２】
１ 穀粒品位判別装置
２ 光学検出部
２ａ 第１光学検出部
２ｂ 第２光学検出部
３ 搬送部
４ 円板
４ａ 溝
４ｂ 底部
４ｃ 開放部
５ モータ
５ａ 出力軸
６ ベース板
６ａ 堰部
６ｂ 架台
６ｃ 切欠部
７ 米粒供給部
８ 集光レンズ
９ ＣＣＤリニアセンサー
１０ 照射部
１１ 集光レンズ
１２ ＣＣＤリニアセンサー
１３ 照射部
１４ 集光レンズ
１５ ＣＣＤリニアセンサー
１６ 照射部
１７ 照射部
１８ 第１基準板（白色）
１９ 第２基準板（半透明）
２０ 信号処理部
２１ 中央演算処理部（ＣＰＵ）
２２ 入出力回路（Ｉ／Ｏ）
２２ａ 設定開始ボタン
２３ 読み込み専用記憶部（ＲＯＭ）
２４ 読み込み・書き込み用記憶部（ＲＡＭ）
２５ 表示部
２６ 基準板
２６ａ 第１基準板
２６ｂ 第２基準板
Ｇ 区画
Ｋ 画素
Ｓ 米粒（穀粒）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転円板の周縁に設けた複数の溝により穀粒を一粒ずつ搬送する穀粒搬送部と、
該穀粒搬送部により搬送された穀粒に光を照射して受光データを得る光学検出部と、
該光学検出部からの光学データに基づいて穀粒の品位判定を行う判定部と、
前記光学検出部によって検出した前記溝に設けた基準板からの測定受光データと初期受光データとに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算による調整を行う調整部と、
を備えた穀粒品位判別装置において、
前記溝には明度の異なる基準板を配設し、前記調整部は、前記光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像とから相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしているときには当該調整部による前記調整を行い、一方、前記条件を満たしてないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃く汚れた部分と推定される画像を測定画像及び初期画像から削除して相関係数を再演算し調整部による調整を行うことを特徴とする穀粒品位判別装置。
【請求項２】
前記調整部は、測定画像及び初期画像をそれぞれ複数画素からなる区画に分け、相関係数の演算は測定画像の区画画素データ及び初期画像の区画画素データから演算し、また、濃く汚れた部分の削除は区画単位で行うことを特徴とする請求項１に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項３】
前記区画は複数の特定の区画とすることを特徴とする請求項２に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項４】
前記区画画素データは該当区画の画素データの平均濃度値とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項５】
前記調整部が行う区画の削除は、自区画を除いた区画での相関係数を演算し、該相関係数のうち最も値の大きい相関係数における自区画を一番に削除し、その次に大きい相関係数における自区画を二番に削除するように順次行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項６】
前記調整部が削除する区画の数が所定数になった場合には、基準板の汚れによる異常を知らせる報知部を有することを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項７】
前記区画は、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分けたものとすることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の穀粒品位判別装置。
【請求項１】
回転円板の周縁に設けた複数の溝により穀粒を一粒ずつ搬送する穀粒搬送部と、
該穀粒搬送部により搬送された穀粒に光を照射して受光データを得る光学検出部と、
該光学検出部からの光学データに基づいて穀粒の品位判定を行う判定部と、
前記光学検出部によって検出した前記溝に設けた基準板からの測定受光データと初期受光データとに基づき光学検出部の照射光量変化に対応した光量調整又は補正係数演算による調整を行う調整部と、
を備えた穀粒品位判別装置において、
前記溝には明度の異なる基準板を配設し、前記調整部は、前記光学検出部が撮像した基準板の測定画像と初期画像とから相関係数を演算し、該相関係数が所定の条件を満たしているときには当該調整部による前記調整を行い、一方、前記条件を満たしてないときには、該条件を満たすようになるまで前記基準板の濃く汚れた部分と推定される画像を測定画像及び初期画像から削除して相関係数を再演算し調整部による調整を行うことを特徴とする穀粒品位判別装置。
【請求項２】
前記調整部は、測定画像及び初期画像をそれぞれ複数画素からなる区画に分け、相関係数の演算は測定画像の区画画素データ及び初期画像の区画画素データから演算し、また、濃く汚れた部分の削除は区画単位で行うことを特徴とする請求項１に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項３】
前記区画は複数の特定の区画とすることを特徴とする請求項２に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項４】
前記区画画素データは該当区画の画素データの平均濃度値とすることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項５】
前記調整部が行う区画の削除は、自区画を除いた区画での相関係数を演算し、該相関係数のうち最も値の大きい相関係数における自区画を一番に削除し、その次に大きい相関係数における自区画を二番に削除するように順次行うことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項６】
前記調整部が削除する区画の数が所定数になった場合には、基準板の汚れによる異常を知らせる報知部を有することを特徴とする請求項２又は請求項５に記載の穀粒品位判別装置。
【請求項７】
前記区画は、基準板の撮像画素を縦と横に任意の区画数で分けたものとすることを特徴とする請求項２から請求項６のいずれかに記載の穀粒品位判別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２００９４５（Ｐ２００６−２００９４５Ａ）
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１０７０６（Ｐ２００５−１０７０６）
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年８月３日（２００６．８．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１月１８日（２００５．１．１８）
【出願人】（０００００１８１２）株式会社サタケ (223)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]