KR100808338B1 - 크래킹을 검출하기 위해 곡물로부터 낟알의 이미지를기록하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 입자의 품질을 분석하기 위해, 특히 입자의 소정 크래킹을 검출하기 위해 소형 입자의 이미지를 기록하는 방법 및 장치에 관한 것이다. 상기 방법은 각각 적어도 하나의 입자를 포함하는 입자 샘플을 이미지 기록을 위한 장소에 공급하는 단계(102) 및 적어도 2개 방향으로부터 동시에 입자 샘플을 조명하는 단계(104)를 포함하며, 상기 조명은 각 방향에 대해 서로 다른 광 파장으로 발생한다. 상기 방법은 서로 다른 파장에 민감한 서로 다른 채널에서 상기 입자 샘플의 부분 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단을 통해 상기 조명된 입자 샘플의 이미지를 기록하는 단계(106) 및 상기 입자 샘플을 분석하기 위해 상기 서로 다른 부분 이미지를 포함하는 단계(108)를 더 포함한다. 각 부분 이미지는 상기 서로 다른 광 파장 중 하나만을 기록하는 채널에 의해 한 방향으로부터 조명되는 입자 샘플을 도시한다.
Description
본 발명은 입자의 품질을 분석하기 위해, 특히 입자의 소정 크래킹을 검출하기 위해 곡물 및 유사한 작물로부터 낟알과 같은 작은 입자의 이미지를 기록하는 방법 및 장치에 관한 것이다.
여러 다른 종류의 곡물 및 다른 작물의 정밀검사는 현재 상거래 및 관리시에 곡물의 품질을 결정하기 위해 전세계에 걸쳐 이루어진다. 이러한 정밀검사는 대규모의 위탁화물로부터 선택된 대표 샘플을 검사하고 원하지 않는 낟알 및 입자의 존재를 결정하는 것을 목적으로 한다. 허가되지 않은 곡물 및 입자는 분류되고 각 등급의 양이 결정된다. 다양한 낟알의 분포 때문에, 샘플 및 위탁화물에는 위탁화물의 지불금 및 처리에 관한 결정 인자인 등급이 부여된다.
현재, 대부분의 곡물 검사는 전적으로 수동으로 수행된다. 숙련된 검사자는 수년의 종합 교육을 통과한다. 그럼에도, 개인 평가가 서로 다르며 태양광의 조건이 서로 다르기 때문에, 서로 다른 조사자 간의 분석/분류는 크게 벗어나게 된다. 이러한 오차는 예를 들어, 피로의 정도 때문에 각 개별 조사자에게도 발생한다.
곡물에서 크래킹을 검출하는 것은 특히 어렵다. 특별한 문제점은 벼에서의 크랙을 검출하는 것이다. 조사자는 육안으로 크래킹된 낟알을 검출할 수 없다. 크래킹된 낟알은 밑에 경사진 거울을 갖는 유리 시트 상에 낟알을 놓음으로써 검출될 수 있다. 상기로부터 낟알이 조명되면, 크랙은 거울에서 낟알을 볼 때 검출될 수 있다. 다른 방법에 따라, 크랙은 낟알이 가물거리는(shimmering) 청색 레이아웃 테이블 상에 놓이는 경우에 검출될 수 있다. 조사자는 그 후에 서로 다른 각도로부터 낟알을 검사함으로써 크랙을 검출할 수 있다. 양 방법은 조사자가 특정 조명의 도움을 받아야 하며 낟알이 정확하게 조명되도록 낟알을 위치시켜야 한다. 이것은 분석 프로세스가 상당히 느려지며 그로 인해 각 낟알의 분석은 긴 시간을 요한다는 것을 의미한다.
낟알의 분석은 오차를 감소시키고 더욱 투명한 등급 프로세스와 관련된 더욱 안정된 상황을 형성하기 위해 자동화되는 것이 바람직하다. 이것은 자동화 방식으로 낟알의 크랙을 검출하는 신뢰성 있는 방법이 요구되는 것을 의미한다. 현재로서는 크랙을 검출하는 만족스러운 방법이 없으며, 이것은 조사자가 여전히 중요한 역할을 담당하는 것을 의미한다.
본 발명의 목적은 곡물로부터의 낟알과 같은 입자의 내부 손상의 자동 검출을 제공하는 것이다. 본 발명의 특정 목적은 빠르고 신뢰성 있는 크랙의 검출을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 청구항 제 1 항에 따른 방법 및 청구항 제 14 항에 따른 장치에 의해 달성된다. 본 발명의 부가 장점은 제 2 내지 제 13 항 및 제 14 내지 제 25 항의 종속항에 의해 명백해진다.
따라서, 본 발명은 입자의 품질을 분석하기 위해, 특히 상기 입자의 소정 크래킹을 검출하기 위해 곡물과 유사 작물로부터의 낟알과 같은 작은 입자의 이미지를 기록하는 방법을 제공한다. 상기 방법은 각각이 적어도 하나의 입자를 포함하는 입자 샘플을 이미지를 기록하기 위한 장소에 공급하는 단계, 동시에 적어도 두 방향으로부터 입자 샘플을 조명하는 단계를 포함하며, 상기 조명은 각 방향에 대해 서로 다른 광파장으로 발생하며, 서로 다른 채널에서 입자 샘플의 부분 이미지를 기록하며 서로 다른 파장에 민감한 이미지-기록 수단을 이용하여 조명된 입자 샘플의 이미지를 기록하는 단계 및 상기 입자 샘플의 분석을 위해 서로 다른 부분 이미지를 비교하는 단계를 포함한다. 각 부분 이미지는 상기 서로 다른 광 파장 중 하나만을 기록하는 채널에 의해 한 방향으로부터 조명된 입자 샘플을 나타낸다.
본 발명은 컬러 이미지를 기록할 수 있는 이미지-기록 수단이 이미지를 함께 하나의 컬러 이미지로 형성하도록 서로 다른 채널에서 서로 다른 광 파장을 기록한다는 사실을 이용할 수 있다는 점에 기초한다. 서로 다른 방향으로부터 서로 다른 파장을 갖는 입자를 조명함으로써, 개별 채널에는 상기 입자가 하나의 파장을 갖는 한 방향으로부터만 조명되는 것으로 나타난다. 따라서, 개별적으로 서로 다른 방향으로부터 입자 조명의 동시 검출은 합산한 컬러 이미지에서가 아니라 개별적으로 이용되는 채널의 정보에 의해 획득된다. 입자에서의 크랙 또는 소정의 다른 내부 손상의 양쪽 간의 광학 커플링은 손상되지 않은 입자를 통한 커플링보다 열등하다. 이러한 차이는 부분 이미지 비교에 의해 강화되며, 따라서 크랙의 서로 다른 측면으로부터의 조명을 비교할 수 있게 된다.
입자 샘플의 조명 및 이미지 기록은 바람직하게는 입자 샘플로부터 직접- 반사된 광이 본질적으로 이미지-기록 수단에 도달하지 않도록 입자 샘플에 대한 서로 다른 각도로부터 발생한다. 그 결과로, 이미지-기록 수단에서 검출되는 광의 주요 부분은 확산 광이다. 확산된 광은 이미지-기록 수단에 도달하기 전에 입자 내에서 산란되었다. 크랙은, 만일 존재하는 경우, 확산 광에 영향을 미칠 수 있지만, 직접 반사된 광은 전혀 영향을 미치지 못한다. 주로 확산 광을 검출하는 이미지-기록 수단에 의해, 크랙으로부터의 콘트라스트(contrast)는 더욱 명백히 나타날 것이다.
입자 샘플은 스위프(sweep) 광으로 유용하게 조명되며, 즉, 조명은 입자 샘플 상의 스위핑 입사로 발생하며, 광의 입사각은 이미지-기록 수단의 방향에 대해 90°에 근접한다. 이것은 이미지-기록 수단에서 직접 반사된 광을 최소화한다. 이것은 광이 이미지-기록 수단에 도달하기 위해 입자에서 분산되어야 하기 때문에 크랙의 양측간의 광학 커플링의 차이가 더욱 명백하게 나타난다는 것을 의미한다.
바람직한 실시예에 따라, 입자 샘플은 연속적인 이동 동안 공급된다. 이것은 입자 샘플의 여러 감속 및 가속에 기인한 기계적 부분 상의 최소한의 손상이 발생함을 의미한다.
본 발명의 방법은 다수의 입자를 포함하는 입자 샘플의 이미지를 하나의 입자 각각의 이미지로 분할하는 단계를 포함한다. 그 결과로, 다수의 입자는 하나의 이미지로부터 분석될 수 있다. 본 발명의 방법은 한번에 하나의 입자만이 이미지-기록에 공급되는 조건에 종속되지 않을 것이다.
바람직하게는, 입자 샘플을 통해 투사되는 광은 이미지-기록 수단에서 측정된다. 이것은 광이 이미지-기록 수단에 도달하기 전에 입자에서 여러 번 산란됨을 의미한다. 이것은 크랙 결과를 강조한다.
바람직한 실시예에 따라, 하나의 입자만이 각 입자 샘플에 공급된다. 이것은 입자의 물리적 분리가 얻어짐을 의미한다. 서로 다른 조명 기술을 이용하는 동일한 입자의 다수 분석에서, 물리적 분리가 바람직하다.
입자 샘플은 샘플 홀더에서 입자의 방향이 제어되도록 입자와 유사하게 형성되는 각 샘플 홀더에서 하나의 입자를 수집하는 샘플 홀더를 갖는 캐리어에 의해 유용하게 공급된다. 이것은 입자의 긴 측면이 이미지의 긴 측면에 따르도록 적응될 수 있기 때문에 가능한 많이 기록되는 이미지를 충진하도록 입자가 방향설정될 수 있음을 의미한다. 입자의 방향설정이 알려지는 것은, 낟알에서 동일한 방향을 갖는 대부분의 경우의 크랙에 의한, 예컨대 벼의 낟알과 같은 경우에 유용하다. 가능한 크랙의 방향은 공지되며, 조명 및 검출을 용이하게 한다.
입자 샘플은 2개의 서로 다른 조명 수단으로부터 2개의 서로 다른 파장으로 적절하게 조명되며, 2개의 조명 수단의 조명 방향 사이의 각도는 본질적으로 180°이다.
이러한 맥락에서, 예를 들어 벼의 낟알의 크랙이 일반적으로 낟알의 가로로 방향설정되는 사실을 이용한다. 낟알의 방향설정이 결정될 수 있기 때문에, 짧은 측면으로부터 낟알을 조명할 수 있으며, 이것은 광이 크랙상에 수직으로 입사함을 의미한다. 이것은 명백하게 나타나는 크랙의 양측간의 낮은 광학 커플링 효과를 형성한다.
다른 실시예에서, 입자 샘플은 3개의 서로 다른 조명 수단으로부터 3개의 서로 다른 파장으로 조명되며, 2개의 인접한 조명 수단의 조명 방향 각도는 본질적으로 120°이다. 이러한 실시예는 입자의 방향이 알려지지 않으며 그리고/또는 입자의 크랙 방향이 상당히 변동할 수 있을 때 이용하기 편리하다. 그 결과로, 입자는 3개의 명백하게 분리된 방향으로부터 조명되며 크랙의 광학 효과는 크랙에 직각으로 가장 근접한 입사 광으로 기록되는 2개의 부분 이미지를 비교할 때 강조된다.
서로 다른 부분 이미지를 비교하는 단계는 바람직하게는 제 2 채널로부터의 부분 이미지로부터 제 1 채널로부터의 부분 이미지를 감산하는 단계를 포함한다. 다른 부분 이미지로부터 하나의 부분 이미지의 감산은 하나의 부분 이미지가 크랙의 한쪽으로부터 조명된 입자를 포함하며, 다른 부분 이미지가 크랙의 다른 측면으로부터 조명된 입자를 포함하기 때문에, 입자에서의 크랙 결과가 강조되는 것을 의미한다. 따라서, 크랙 결과는 2배로 되며 더욱 명백하게 나타난다.
이미지-기록 수단은 유용하게는 디지털 카메라이다. 디지털 카메라는 비교적 빠르며 자동으로 분석되는 이미지에 편리한 디지털 포맷으로 이미지를 생성한다.
본 발명의 방법은 바람직한 실시예에서 입자 샘플의 공급이 미러를 따라가는 단계를 포함하여, 입자 샘플의 미러 이미지는 공급 이동의 중심 축 상에 놓여지며, 입자 샘플의 미러 이미지가 이동의 중심 축 상에 위치하는 사실로 인해, 이미지 기록 발생시 입자 샘플의 미러 이미지는 본질적으로 여전히 이미지-기록 수단으로부터 볼 수 있는 위치에 있게 된다.
이러한 방식으로, 입자는 전 이미지-기록 수단에 고속으로 공급될 수 있다. 이미지-기록 수단으로부터 나타난 바와 같이, 입자는 여전히 미러에서 직립 상태로 나타나기 때문에 이동 흐림(blur)은 이미지-기록 수단이 극도로 짧은 노출 시간을 갖지 않을 때도 발생하지 않을 것이다. 이미지 미러가 직립상태인 것은 검출기의 전면에 미러의 이동에 기인한 작은 정도의 회전만이 발생할 뿐 어떠한 병진 이동도 발생하지 않음을 의미한다. 그러나 이러한 회전 이동은 매우 작아서 이동 흐림(blur)이 전혀 발생하지 않는다. 게다가, 비교적 긴 노출 시간은 광량이 매우 클 필요가 없음을 의미한다.
다른 광 파장은 바람직하게는 적색, 녹색 및 청색 광을 포함한다. 이것은 CCD 카메라와 같은 디지털 카메라에 공통이기 때문에 적합하며, 컬러 이미지는 서로 다른 채널에서 기록되는 정확하게 적색, 녹색 및 청색 광에 의해 기록된다.
본 발명의 목적은 입자량을 분석하기 위해, 특히 입자의 소정 크래킹을 검출하기 위해 곡물이나 유사 곡류로부터의 낟알과 같은 작은 입자의 이미지를 기록하는 장치에 의해 달성된다. 상기 장치는 각각 적어도 하나의 입자를 포함하는 입자 샘플을 이미지 기록을 위한 장소에 공급하는 캐리어, 서로 다른 광 파장으로 서로 다른 방향으로부터 입자 샘플을 동시에 조명하도록 적응된 적어도 2개의 조명 수단, 상기 조명된 입자 샘플의 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단으로서, 서로 다른 파장에 민감한 서로 다른 채널에서 입자 샘플의 부분 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단 및 입자 샘플의 분석을 위해 서로 다른 부분 이미지를 비교하는 분석 수단을 포함한다. 각 부분 이미지는 서로 다른 광 파장 중 하나만을 기록하는 채널에 의해 한 방향으로부터 조명되는 부분 샘플을 나타낸다.
서로 다른 채널에서 서로 다른 광 파장을 기록하는 이미지-기록 수단에 의해, 입자 조명의 동시 검출은 다수의 방향으로부터 개별적으로 형성될 수 있다. 상기 조명은 서로 다른 방향으로부터 서로 다른 파장으로 발생하며, 채널은 한 방향에서만 조명되는 입자를 인식한다. 동시에 발생하는 서로 다른 방향으로부터의 조명의 이미지 기록에 의해, 입자는 형성되는 비교에 대해 서로 다른 측정으로 정확하게 동일한 방법으로 방향설정될 필요는 없다. 동일한 방식으로 방향설정되는 입자의 필요성은 측정치 간에 이미지-기록 수단의 전면에서 여전히 남아있는 입자에 의해 제거된다. 발명 장치는 입자가 다수의 측정치에 대한 이미지-기록 수단의 전면에 있어야 할 경우보다 훨씬 더 빨리 입자를 공급할 수 있다.
본 발명의 현재 바람직한 실시예는 도면을 참조로 예시에 의해 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 방법을 기술하는 블록선도이다.
도 2는 이미지 기록을 위한 장소에 입자 샘플을 공급하는 샘플-공급 캐리어의 투시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 2가지 반대 방향으로부터 벼의 낟알 조명을 도시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따라 3가지 다른 방향으로부터 벼의 낟알 조명을 개략적으로 도시한다.
벼 또는 다른 투명한 또는 반투명한 입자와 같은 곡물의 크랙 또는 다른 내부 손상을 검출하는 본 발명에 따른 방법은 도 1을 참조로 더욱 상세히 기술될 것이다.
대표적인 샘플은 분석될 대규모의 양에서 얻어진다. 샘플은 대부분의 경우 약 1200 낟알 또는 입자(약 30 g)로 구성되지만 150 g에 달할 수 있다. 샘플은 분석을 위해 기계에 삽입된다. 한번에 하나의 입자로 이루어지는 분석을 위해 입자는 물리적으로 분리된다. 물리적 분리는 소정의 종래 방식으로 발생한다. 분리된 입자는 그 후에 단계(102)에서 이미지 기록을 위한 장소에 공급된다. 여기서 입자는 단계(104)에서 스위프 광으로 조명되며, 즉, 입자의 법선에 대한 광의 입사각이 90°에 근접하며, 광은 입자에 거의 접하게 된다.
조명은 각 방향으로부터 서로 다른 광 파장으로, 여러 방향으로부터 발생한다. 광은 확산되어 반사되거나 확산되어 전송된 광으로서 방출되기 전에 여러 번 입자에서 산란될 것이다. 이미지-기록 수단은 상기로부터 직립한 입자의 이미지를 기록하도록 적응된다. 이러한 이미지는 확산 광에 대한 상기의 모든 정보를 포함한다. 직접 반사된 광은 입자로부터 광의 편향각이 입자상의 광의 입사각에 대응하기 때문에 이미지-기록 수단에 도달하지 않으며, 이미지-기록 수단은 작은 편향각으로 광을 기록한다. 직접 전송된 광, 즉 입자에서 산란되지 않은 광은 산란되지 않고서 고체 매체를 통과해야 하는 매우 희박한 확률 때문에 투과된 광의 매우 작은 부분을 구성한다. 바람직하게는, 이것은 검출되기 전에 광의 더 큰 산란을 의미하기 때문에 투과된 광이 검출된다. 투과 광을 검출할 때, 입자상의 광의 입사각은 크게 중요하지 않지만, 이 경우에 스위프 광을 갖는 입자를 조명하는데 유용할 것이다.
입자의 크래킹은 크랙의 양쪽 측면 사이의 악화된 광 커플링을 발생시킨다. 이것은 크랙의 한쪽 면을 충돌하는 광이 매우 작은 범위로 크랙의 다른 측면에 투과될 것이라는 것을 의미한다. 따라서, 크랙의 서로 다른 측면 상의 광 강도의 큰 차이가 나타날 것이다. 입자의 크랙을 명백하게 나타내기 위해, 입사 광은 크랙에 수직이 되어야 한다. 적어도 광은 바람직하게는, 주로 입자 크랙의 한쪽 면상에 입사되어야 한다.
입자는 2개의 인접한 광 소스 간에 120°의 각도로 3개의 광 소스에 의해 조명된다. 결과적으로 한 쌍의 광 소스로부터의 광이 크랙의 각 한쪽 면상에 입사하는 최적의 방법이 보장될 것이다. 크랙의 방향이 입자에서 알려지면, 이것은 광 소스 간에 180°의 각도로 크랙 각각의 한쪽 면으로부터 입자를 조명함으로써 이용될 수 있다. 이것은 더 우수한 콘트라스트를 발생시키지만 크랙의 방향 및 입자의 방향설정이 알려질 것을 요구한다.
조명된 입자의 이미지는 단계(106)에서 이미지-기록 수단에 기록된다. 개별 방향으로부터의 조명은 단순히 개별 방향으로부터 광의 광 파장에 민감한 채널에 의해 자신 소유의 채널에서 검출된다. 채널의 정보는 부분 이미지의 형태로 이미지-기록 수단에서 기록된다. 이미지-기록 수단은 서로 다른 채널에서의 부분 이미지로서 적색, 녹색 및 청색 광을 기록하는 CCD 카메라와 같은 종래의 디지털 카메라이다. 따라서, 조명은 카메라의 채널 감도를 맞추기 위해 광의 3개 소스에서 적색, 녹색 및 청색 광으로 발생한다. 크랙의 방향설정이 공지될 때 2개의 광 소스만이 이용되면, 이들의 파장이 가장 서로 다르기 때문에 적색 및 청색 광이 이용된다.
부분 이미지는 일반적으로 이미지의 각 픽셀에 대해 결정되는 다수의 컬러 사이의 강도 관계에 의해 컬러 이미지를 결합시키는데 이용된다. 대신에, 여기서는 하나의 방향으로부터 입자의 조명 이미지로서 각 부분 이미지를 이용한다. 이러한 부분 이미지는 단계(108)에서 크랙의 결과를 강조하기 위해 비교될 수 있다. 결과의 강조는 다른 부분 이미지로부터 하나의 부분 이미지를 감산함으로써 발생한다. 이러한 부분 이미지가 크랙의 각 측면으로부터 입자의 조명에 관한 정보를 포함한다면, 크랙의 결과는 결과 이미지에서 2배가 될 것이다. 결과의 강조 후에, 이미지 분석은 광 강도의 큰 차이를 갖는 입자에서 영역을 한정하는 명확한 분할 라인이 존재하는지를 검사하도록 수행된다. 상기와 같은 분할 라인이 있다면, 이것은 입자에 크랙이 존재하며 입자는 크랙된 것으로 분류됨을 표시한다.
상기 방법이 수행되는 장치는 도 2를 참조로 더욱 상세히 기술될 것이다. 상기 장치는 입자의 조명 및 이미지 기록이 발생하는 장소에 입자를 공급하도록 적응되는 캐리어(1)를 갖는다. 캐리어(1)는 디스크의 주변을 따라 샘플 홀더(2)를 갖는 디스크이다. 샘플 홀더(2)는 입자를 수용하는 홀로 구성된다. 캐리어(1)는 스탠드 내에서 회전되며, 회전에 의해, 입자는 계속적으로 샘플 홀더(2)에 의해 이미지 기록을 위한 장소에 공급된다. 캐리어는 물론, 연속적인 이동 동안 회전할 필요는 없다. 그러나 연속적인 이동은 기계적 부분에 거의 손상을 발생시키지 않으며, 따라서 이것은 바람직하다.
입자는 캐리어(1)의 하부 측에 발생하는 대기중 보다 낮은 압력에 의해 샘플 홀더(2)에 흡입에 의해 부착될 수 있다. 홀은 매우 작아서 한번에 하나의 입자만이 부착할 수 있으며 어떠한 입자도 홀을 통해 떨어질 수 없다. 캐리어(1)상의 입자의 방향은 이 경우 임의적일 수 있으며, 따라서 3개의 조명 수단은 상기에 논의된 바와 같이 이용되어야 한다. 이러한 조명 수단은 2개의 인접한 조명 수단 사이에 120°의 각도로 스탠드 상에 고정적으로 설치된다. 이러한 위치에서, 또한 이미지-기록 수단은 스탠드 상에 설치된다. 여기서 입자는 조명 수단을 통해 조명되며, 조명된 입자의 이미지는 상기에 기술된 이미지-기록 수단에 의해 기록된다.
샘플 홀더(2)는 다른 실시예에 따라, 입자-형 홀로 구성될 수 있다. 캐리어 (1)는 홀의 바닥을 구성하는 입자 홀딩 디스크의 상부 상에서 회전한다. 따라서, 입자는 홀에 떨어지고 한 방향으로만 홀에 맞으며, 그로 인해 입자의 방향을 제어할 수 있도록 한다. 캐리어(1)가 회전함에 따라, 입자는 그 후에 입자 홀딩 디스크 상으로 진행된다. 입자의 방향은 알려지기 때문에, 알려진 입자의 크랙의 법선 방향이 이용될 수 있다. 벼의 낟알에 대해, 예를 들어, 크랙은 낟알의 긴 방향의 횡단선으로 방향설정된다. 그 결과로, 낟알은 짧은 측면으로부터 조명될 수 있으며, 광은 존재하는 경우 낟알의 크랙상에 직각으로 입사될 것이다. 적색 및 청색의 2개의 광-방출 다이오드는 각 샘플 홀더(2)의 반대편 짧은 측벽에 설치된다.
이미지 기록 수단에서 기록되는 부분 이미지는 기계의 계산회로에 입력 데이터로서 전송된다. 이것은 입자의 2개 부분 이미지 간의 감산 및 크랙을 표시하는 분할 라인이 입자에서 발견되는지를 결정하는 이미지 분석을 수행한다.
미러-지원 수단(3)은 캐리어(1)의 이동에 따르도록 배열된다. 미러-지원 수단(3)은 각 샘플 홀더(2)에 대해 대응하는 미러(4)를 갖는다. 미러(4)는 이동의 중심 축 상에서 샘플 홀더(2)에 입자를 투사한다. 이것은 입자의 미러 이미지의 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단이 입자가 여전히 미러 안에 있음을 인지하는 것을 의미한다. 입자의 미러 이미지는 항상 중심 축 상에 있으며, 미러 이미지의 이동만이 입자의 중심에 대한 회전이다. 이러한 회전의 정도는 미러(4)가 이미지-기록 수단의 전면에 위치되는 동안 미러-지원 수단(3)이 회전되는 각도에 대응한다. 이러한 회전은 매우 작아서 이동 흐림(blur)이 기록 이미지에서 거의 발생하지 않는다. 이러한 장치는 이미지-기록 수단이 종래의 디지털 카메라에 의해 관리될 수 있는 비교적 긴 노출 시간을 갖도록 허용한다.
도 3 및 4는 이미지 분석이 2 방향(도 3) 및 3 방향(도 4)으로부터의 조명과 관련하여 발생하는 방식을 개략적으로 도시한다. 도 3에서, 적색 광(5) 및 청색 광(6)은 크랙상에 직각으로 입사되며, 반대의 구별되는 차이는 적색으로부터 청색 채널을 감산한 후에 명백히 나타난다. 도 4에서, 청색 광(6)은 크랙에 직각이며 녹색 광(7) 및 적색 광(5)은 동일하게 명백한 방식으로 크랙을 강조하지 않는다. 한번에 2개 채널을 감산하여 결과를 강조한 후에, 크랙은 청색 및 녹색 채널을 비교할 때, 각각 청색 및 적색 채널을 비교할 때 명백하게 강조됨을 알 수 있다.
상기에 기술된 실시예의 많은 수의 변형이 청구범위에 의해 정의된 본 발명의 범위 내에서 실행될 수 있다. 예를 들어, 다른 파장이 광에 대해 이용될 수 있으며, 이것은 그 경우의 이미지-기록 수단의 채널이 이러한 파장에 민감하다는 것을 의미한다.
다른 선택적인 실시예에 따라, 입자 샘플의 다수의 입자는 동시에 이미지 기록을 위한 장소에 공급될 수 있다. 조명된 입자 샘플의 이미지는 그 후에 하나의 입자 각각의 다수의 이미지로 분할될 수 있다. 이러한 이미지는 통상적으로 분석될 수 있다. 이러한 방식으로, 다수의 입자는 동시에 측정되지만, 소정의 특정 이미지 처리가 요구된다.
조명 수단은 물론 소정 종류의 레이저 또는 가스 방전 램프와 같은 제한된 스펙트럼 내용을 갖는 광을 방출하는 소정 종류의 광 소스일 수 있다. 광 소스는 광의 좁은 광선에 제한될 필요가 없지만 넓은 각도로 광을 방출할 수 있으며, 입자의 조명은 상기에 언급된 바와 같이, 입자의 크랙의 한쪽 면상에 입사되어야 한다.
이미지-기록 수단은 CMOS 카메라와 같은 소정 다른 종류의 디지털 카메라일 수 있다.
본 발명은 입자의 크랙 검출에 제한되지는 않는다. 벌레가 입자의 채널에 구멍을 내는 벌레 손상과 같은 다른 종류의 내부 손상이 또한 검출될 수 있다.
Claims (27)
- 입자의 임의의 크래킹 검출을 포함하는 입자의 품질 분석을 위해 곡물 및 유사 작물로부터의 낟알을 포함하는 소형 입자의 이미지를 기록하는 방법으로서,각각 적어도 하나의 입자를 포함하는 입자 샘플을 이미지 기록을 위한 장소에 공급하는 단계(102);적어도 2방향으로부터 동시에 입자 샘플을 조명하는 단계(104) - 상기 조명은 각 방향에 대해 서로 다른 광 파장으로 발생함 -;서로 다른 파장에 민감한 서로 다른 채널에서 상기 입자 샘플의 부분 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단을 통해 상기 조명된 입자 샘플의 이미지를 기록하는 단계(106) - 상기 입자 샘플 이미지의 기록 및 조명은 상기 입자 샘플로부터 직접 반사되는 광이 상기 이미지-기록 수단에 도달하지 않도록 상기 입자 샘플에 대해 서로 다른 각도로부터 발생함 -; 및상기 입자 샘플의 분석을 위해 상기 서로 다른 부분 이미지들을 비교하는 단계(108)를 포함하며, 각 부분 이미지는 상기 서로 다른 광 파장 중 하나만을 기록하는 채널에 의해 한 방향으로부터 조명되는 입자 샘플을 나타내는, 이미지 기록 방법.
- 제 1 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 스위프(sweep) 광으로 조명되며 - 상기 조명은 상기 입자 샘플 상의 스위핑 입사에 의해 발생함 -, 상기 광의 입사각은 상기 이미지-기록 수단의 방향에 대해 90°에 근접하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 연속적인 이동동안 공급되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 다수의 입자를 포함하는 입자 샘플의 이미지를 각 입자의 이미지들로 분할하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입자 샘플을 통해 투과되는 광은 상기 이미지-기록 수단에서 측정되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 하나의 입자만이 각 입자 샘플에 공급되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 6 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 각각 입자를 담는 샘플 홀더(2)들을 갖는 캐리어(1)에 의해 공급되며, 상기 샘플 홀더(2)는 상기 입자와 유사하게 형성되어 상기 샘플 홀더(2)의 입자 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 7 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 서로 다른 2개의 조명 수단으로부터 2개의 서로 다른 파장으로 조명되며, 상기 2개의 조명 수단의 조명 방향 사이의 각도는 180°인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 서로 다른 3개의 조명 수단으로부터 서로 다른 3개의 파장으로 조명되며, 인접하는 2개의 조명 수단의 조명 방향 사이의 각도는 120°인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 서로 다른 부분 이미지들을 비교하는 단계(108)는 제 2 채널로부터의 부분 이미지로부터 제 1 채널로부터의 부분 이미지를 감산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 이미지-기록 수단은 디지털 카메라인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 3 항에 있어서, 입자 샘플의 미러 이미지가 공급 이동의 중심 축 상에 놓여지도록 상기 입자 샘플의 공급이 미러(4)를 따라가는 단계를 더 포함하며, 상기 입자 샘플의 미러 이미지가 상기 이동의 중심 축 상에 위치하는 사실로 인해, 이미지가 기록되고 있을 때 상기 입자 샘플의 미러 이미지는 여전히 상기 이미지-기록 수단으로부터 볼 수 있는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 서로 다른 광 파장은 적색(5), 녹색(7) 및 청색(6) 광을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 방법.
- 입자의 소정 크래킹 검출을 포함하는 입자의 품질 분석을 위해 곡물 및 유사 작물로부터의 낟알을 포함하는 소형 입자의 이미지를 기록하는 장치로서,각각 적어도 하나의 입자를 포함하는 입자 샘플을 이미지 기록을 위한 장소에 공급하는 캐리어(1);서로 다른 방향으로부터 서로 다른 광 파장으로 입자 샘플을 동시에 조명하는 적어도 2개의 조명 수단;상기 조명된 입자 샘플의 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단으로서, 서로 다른 파장에 민감한 서로 다른 채널에서 상기 입자 샘플의 부분 이미지를 기록하는 이미지-기록 수단 - 상기 조명 수단 및 상기 이미지-기록 수단은 상기 입자 샘플로부터 직접 반사된 광이 상기 이미지-기록 수단에 도달하지 않도록 상기 입자 샘플에 대해 서로 다른 각도로 설치됨 -;상기 입자 샘플의 분석을 위해 상기 서로 다른 부분 이미지를 비교하는 분석 수단을 포함하며, 각각의 부분 이미지는 상기 서로 다른 광 파장 중 하나만을 기록하는 채널에 의해 한 방향으로부터 조명되는 입자 샘플을 나타내는, 이미지 기록 장치.
- 제 14 항에 있어서, 상기 입자 샘플은 스위프 광으로 조명되며 - 상기 조명은 상기 입자 샘플 상의 스위핑 입사에 의해 발생함 -, 상기 광의 입사각은 상기 이미지-기록 수단의 방향에 대해 90°에 근접하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 캐리어(1)는 연속하는 이동동안 입자 샘플을 공급하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 기록된 이미지의 이미지 분석을 위한 수단을 포함하며, 입자 샘플의 이미지는 상기 이미지 분석 수단을 통해 각 입자의 이미지들로 분할 가능한 다수의 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 입자 샘플을 통해 투과되는 광이 상기 이미지-기록 수단에서 측정되도록 상기 조명 수단 및 상기 이미지-기록 수단은 상기 입자 샘플의 각 한쪽 면 상에 설치되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 캐리어(1)는 각 입자 샘플에서 하나의 입자만을 포착하는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 19 항에 있어서, 상기 캐리어(1)는 각각 하나의 입자를 담는 샘플 홀더(2)들을 가지며, 상기 샘플 홀더(2)는 상기 입자와 유사하게 형성되어 상기 샘플 홀더(2)에서의 입자 방향이 제어되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 20 항에 있어서, 서로 다른 2개의 조명 수단은 상기 샘플 홀더(2)의 각 한쪽 면 상에 배치되며, 상기 2개의 조명 수단의 조명 방향 사이의 각도는 180°인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 서로 다른 3개의 조명 수단은 상기 입자 샘플을 조명하도록 배치되며, 인접한 2개의 조명 수단의 조명 방향 사이의 각도는 120°인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 분석 수단은 제 2 채널로부터의 부분 이미지로부터 제 1 채널로부터의 부분 이미지를 감산하도록 적응되는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 14 항 또는 제 15 항에 있어서, 상기 이미지-기록 수단은 디지털 카메라인 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
- 제 20 항에 있어서, 각 샘플 홀더(2)용이며 상기 샘플 홀더(2)의 이동을 따라가며 공급 이동의 중심 축 상에서 상기 샘플 홀더(2)에 입자 샘플의 미러 이미지를 투사하는 미러(4)를 갖는 이미지-지원 수단(3)을 더 포함하며, 상기 입자 샘플의 미러 이미지가 상기 이동의 중심 축 상에 위치하는 사실로 인해, 이미지 기록 발생시 상기 입자 샘플의 미러 이미지는 여전히 상기 이미지-기록 수단으로부터 볼 수 있는 위치에 있는 것을 특징으로 하는 이미지 기록 장치.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |