WO2017145824A1

WO2017145824A1 - 粒状物外観品位判別装置

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Publication number: WO2017145824A1
Application number: PCT/JP2017/004997
Authority: WO
Inventors: 和也内田
Original assignee: 株式会社サタケ
Priority date: 2016-02-22
Filing date: 2017-02-10
Publication date: 2017-08-31
Also published as: CN108885178A; CN108885178B

Abstract

設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術的課題とする。粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部３と、撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって各粒状物の品位を判別する制御部４ａと、該制御部４ａで判別した粒状物の判別品位と粒画像を表示する表示部１６とを有する粒状物外観品位判別装置において、制御部４ａには、前記表示された判別品位と粒画像に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部４５を備える、という技術的手段を講じるものとした。

Description

粒状物外観品位判別装置

　本発明は、穀類等の粒状物外観品位判別装置に関するものである。

　従来、農業生産者から収穫後の籾や玄米等（以下、「原料米」という）を購入する農業協同組合等の購買者は、前記原料米から試料（サンプル）を採取し、各米粒の整粒、未熟粒又は着色粒等の品位を検査して、その各品位の混入率を求め、この混入率を参考に前記原料米の購入価格を決定している。

　そして、前記試料の検査を行う際に、前記購買者は、粒状物外観品位判別装置を活用している。この粒状物外観品位判別装置は、例えば、特許文献１に記載されたものが知られており、このものは、まず、対象の試料の穀粒（以下、「米粒」という）を像取得装置で撮像し、この撮像データ（受光データ）から、表示部に表示するための米粒の粒画像を作成し、次に、分析機に供給して各米粒の反射光量及び透過光量を計測して品位判別すると共に混入率を算出し、最終的に米粒の粒画像、該粒画像の品位の判別結果及び混入率を表示部に表示するものである。

　また、国内の市場に流通している米は、売渡価格などを決定するため、農産物検査法に基づく品位等検査の設定品位情報による等級等の検査が行われている。
　その一方で、外食・中食業者の一部では、その品位等検査とは別に、独自の設定品位情報に基づいて自主的な検査を行っている。
　なお、設定品位情報とは、しきい値や検量線等と一般的に呼ばれる品位の判別基準のことである。

　前記自主的な検査は、外食・中食業者が目視によって行うものであり、独自の設定品位情報を設定し、この設定品位情報によって、例えば、前記品位等検査の設定品位情報よりも基準を厳しく設定して判別を行っている。また、目視で行っているため、検査者の熟練度等によって判別結果に個人差が生じるおそれがあり、この問題に対処するため、個人差が生じない光学式の粒状物外観品位判別装置で行うことが考えられる。

　前記特許文献１に記載された穀粒の粒状物外観品位判別装置は、あらかじめ農産物検査法に基づく品位等検査の設定品位情報が設定されており、外食・中食業者向けの自主的な検査の設定品位情報は設定されておらず、設定品位情報を自由に変更することができないものであった。例えば、農産物検査法に基づく品位検査で整粒に判別された米粒を、外食・中食業者向けの自主的な検査では整粒以外の着色粒等に判別されるように、前記粒状物外観品位判別装置の設定品位情報を変更したくても、変更を行うことができなかった。

　前記粒状物外観品位判別装置として、前記特許文献１のように、前記分析機の光量計測部に振動フィーダを使用して米粒を搬送する搬送手段を設けたものや、その他の米粒の搬送方法として、例えば、特許文献２のように、一粒の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て米粒を光学検出部に搬送する搬送手段を設けたものが知られているが、以下のような問題点があった。

　すなわち、前記特許文献１に記載の粒状物外観品位判別装置の分析機の搬送手段では、検査対象の米粒は、振動しながら搬送されるので、姿勢が傾いた状態で計測されることがある。また、特許文献２に記載の粒状物外観品位判別装置の搬送手段では、検査対象の米粒は、前記円板の溝への投入の際に、姿勢が傾いた状態で投入され、前記特許文献１と同様に姿勢が傾いた状態で撮像されることがある。

　この様に、姿勢が傾いた状態で計測又は撮像された米粒は、傾いていない正常な状態で計測又は撮像された場合に比べて、粒画像の米粒の長さや幅等が、本当の長さや幅よりも短くなる。また、前記米粒は、例えば胚芽部分等に不要な影が生じてその影が黒い点として粒画像に写ることがある。このため、前記米粒は、粒状物外観品位判別装置によって、未熟粒や着色粒と誤判別されるおそれがある。

　前記誤判別が発生すると、この誤判別された米粒を含む試料は、品位の判別結果に基づいて算出される各品位の混入率が不正確になるので、前記試料を採取した原料米の購入価格が正確性を欠いたものになるおそれがあった。このため、農業生産者に正当な金額の支払いがなされないおそれもあった。

特開２０００－０４６７４１号公報特開２００６－２００９４５号公報

　そこで、本発明は上記従来技術の問題点を解決することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術課題とする。
　そして、本発明は、設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術的課題とする。
　また、本発明は、米粒等の原料購入価格の正確性を向上させることが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することを技術的課題とする。

　そして、本発明は、設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供する目的を達成するため、本発明による粒状物外観品位判別装置は、粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部と、を備えたものであって、前記制御部には、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設ける、という技術的手段を講じるものとした。

　本発明による粒状物外観品位判別装置の他の実施形態は、前記粒状物外観品位判別装置の制御部に、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して表示するため測定品位情報変更部を設ける、という技術的手段を講じるものとした。

　本発明による粒状物外観品位判別装置の他の実施形態は、前記粒状物外観品位判別装置の前記設定品位情報変更部に、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と、前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の数の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、さらに、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の測定品位情報に基づいて前記入力された設定品位情報を変更して変更後の設定品位情報を新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えたことを特徴とするものである。

　また、本発明は、米粒等の原料購入価格の正確性を向上させることが可能な粒状物外観品位判別装置を提供する目的を達成するため、本発明による粒状物外観品位判別装置は、粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部と、を備えたものであって、前記制御部は、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と、前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の前記判別品位を前記入力された品位に変更して前記表示部に表示する品位変更部を備える、という技術的手段を講じるものとした。

　本発明による粒状物外観品位判別装置の他の実施形態は、粒状物外観品位判別装置の前記制御部が、前記表示部に判別品位及び粒画像を表示する際に、各品位の見本となる粒状物の基準画像を表示することを特徴とするものである。

　本発明により、設定品位情報を変更することが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することができる。
　本発明により、米粒等の原料購入価格の正確性を向上させることが可能な粒状物外観品位判別装置を提供することができる。
　本発明による粒状物外観品位判別装置は、撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位の判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部とを備えたものであって、前記制御部に、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づいて前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設けたものなので、所望の設定品位情報となるように、粒状物外観品位判別装置の品位の判別基準となる設定品位情報をユーザーが変更することが可能となる。よって、ユーザーは、粒状物外観品位判別装置で、所望の設定品位情報を用いて粒状物を判別することができようになった。

　本発明の粒状物外観品位判別装置の他の実施形態によれば、制御部に、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して表示するための測定品位情報変更部が設けられているので、所望する品位と異なる品位に判別された粒状物があったとしても、ユーザーは、その粒状物の品位を所望する品位に変更して表示することが可能である。

　本発明の粒状物外観品位判別装置の他の実施形態によれば、前記設定品位情報変更部は、ユーザーによって選択された粒画像の測定品位情報（撮像データに基づくもの）に基づいて、任意の品位の判別基準となる設定品位情報を変更することにより変更後の設定品位情報を前記品位の新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えるものなので、ユーザーは、粒状物外観品位判別装置の設定品位情報を変更することができる。また、ユーザーが選択した粒画像の測定品位情報を使用して設定品位情報を変更するので、前記粒状物外観品位判別装置は、前記粒画像の粒状物を確実に所望の品位に判別することができるものとなる。

　本発明による粒状物外観品位判別装置は、撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部とを備えたものであって、前記制御部に、ユーザーによって品位が入力され、かつ、粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の前記判別品位を前記入力された品位に変更して前記表示部に表示させる品位変更部を備えているので、米粒等の粒状物の品位が誤判別されたとしても、粒状物外観品位判別装置を操作するユーザー（操作者）によって、その粒状物の品位を正しい品位に変更・表示することが可能である。このため、前記品位の判別結果に基づいて算出される各品位の混入率の表示も正確に表示できるので、本発明は、原料米の購入価格を正確に決定することができる。しかも、前記誤判別を修正するために、前記ユーザーが粒状物外観品位判別装置で誤判別された米粒を含む試料を再度検査する必要もないので、作業効率の低下を防ぐことができるものである。

　本発明の粒状物外観品位判別装置の他の実施形態によれば、粒状物毎に判別した判別品位及び粒画像を表示するとともに、各品位の粒状物の見本となる基準画像も同時に表示するので、該基準画像と比較することで、粒状物の判別がユーザーの望むように正しく行われているか否かを容易に確認することができる。

本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の斜視図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の制御ブロック図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別方法の手順を示したものである。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別結果を示した図である。判別結果の変更方法を示したフロー図である。品位選択画面の一例を示した図である。基準画像の一例を示した図である。設定品位情報作成工程のフローを示した図である。設定品位情報作成工程での品位選択画面の一例を示した図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の縦側断面図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の平面図である。本発明の実施の形態における第一光学検出部の縦側断面図である。本発明の実施の形態における第二光学検出部の縦側断面図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の制御ブロック図である。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別方法の手順を示したものである。本発明の実施の形態における粒状物外観品位判別装置の判別結果を示した図である。判別結果の変更方法を示したフロー図である。品位選択画面の一例を示した図である。基準画像の一例を示した図である。円板４の溝４ａに米粒が投入された状態を示す図である。

　本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る粒状物外観品位判別装置１を示した図ある。図１に示されるように、粒状物外観品位判別装置１は、コンピュータ２と、該コンピュータ２に接続された撮像部としてのカラースキャナ３とを含んで構成されている。図２は、粒状物外観品位判別装置１の制御ブロック図である。

　前記コンピュータ２は、ＣＰＵ（中央演算素子）又は基板を中心にした制御部４ａと、スキャナ３で撮像して得た撮像データを入力する入力ポート４ｆと、プリンタ等にデータを出力する出力ポート（図示無し）と、関係式やプログラムなどを記憶させた読み出し専用記憶素子（以下、「ＲＯＭ」という）４ｄと、画像処理アプリケーションや画像データ等を記憶する読み出し書き込み記憶素子（以下、「ＲＡＭ」という）４ｅと、スキャナ３で撮像した撮像データ等を保存するメモリ４ｇと、判別結果等を表示するディスプレイ１６と、設定条件等を入力する入力部１８等とから構成される。

　前記制御部４ａは、測定品位情報及び粒画像を作成する画像処理部４７と、品位の判別を行う判別部４８と、測定品位情報変更部４４と、設定品位情報変更部４５とを備えている。また、前記ディスプレイ１６は、粒画像や該粒画像の品位等を表示する表示部となる。また、前記入力部１８は、品位変更入力部４１、品位入力部４２と、粒選択部４３とを備えている。ところで、前記設定品位情報変更部４５は、設定品位情報を作成するための品位情報作成部４６を備えている。

　前記カラースキャナ３は（図１参照）、画像読取面４を上端面に有するスキャナ本体５と、このスキャナ本体５の画像読取面４を測定時に覆うカバー６とを備えて構成されている。

　前記画像読取面４はガラス製であって、スキャナ本体５の上面部に配設されている。画像読取面４はガラス板に限定されるわけではなく、アクリル板を使用してもよいし、それら以外の透明材料から成る板材を使用してもよい。上記構成の画像読取面４には、測定時に試料トレー２０が載置される。

　前記スキャナ本体５内には、走査装置が配設されており（図示せず）、該走査装置は、試料トレー２０の底面に対して光を照射する光照射部（光源）と、光照射部から照射されて穀粒表面で反射された反射光と、カバー６で反射し穀粒を透過した透過光とを受光する受光部とから構成されている（いずれも）。

　前記走査装置の受光部は、カラーＣＣＤ等で構成されており、画像読取面４に載置された粒状物からの反射光及び透過光を例えばＲＧＢの三色（赤色、緑色及び青色）の光ごとに受光し、受光して得られた撮像データをコンピュータ２に出力するようになっている。

　前記カバー６はスキャナ本体５の上端縁にヒンジ結合されていて、該ヒンジにより回動可能となっている。このため、測定時にはカバー６によってスキャナ本体５の画像読取面４を被覆することができ、外部からの迷光の侵入を防止することができる。なお、カラースキャナ３には一般的なスキャナを用いることができる。

　前記試料トレー２０は（図１参照）、平面視で矩形枠状に形成されていて、底板２１と、この底板２１の周辺部から上方に立ち上げられた側壁と、該側壁の二箇所に設けられた把持部とによって構成されている。なお、前記底板２１は、透明な板であって、例えば、アクリル樹脂等が用いられる。また、試料トレー２０が画像読取面４の上面に載置された状態では、画像読取面４の上面に底面２１が当接状態で載置されるようになっている。

　前記側壁によって囲まれた空間の一部分には、基準板２２を設けてもよい。該基準板２２は、カラースキャナ３での測定値を補正するための画像情報を取得するためのものである。基準板２２を配置する位置は、前記空間上であれば特に限定されることはなく、設計上都合の良い箇所に配置すればよい。また、形状についても特に限定されることはない。本実施形態では、基準板２２の形状を矩形状とし、該基準板２２の長手方向の一端を側壁に接するように配置している。また、基準板２２は、一つの色のみで形成するだけでなく、例えば、白と黒等の２色の基準板を組み合わせて構成することが望ましい。

　なお、試料トレー２０は、カラースキャナ３で測定を行うので、試料トレー２０本体からの反射光が前記測定時に影響することが考えられる。このため、少なくとも表面は光沢がないことが好ましく、黒体若しくは黒体に近い素材で試料トレー２０を形成することが望ましい。

　本実施形態の作用を説明する。本実施形態では検査対象の粒状物が玄米である場合について説明する。図３は、粒状物外観品位判別装置１の判別方法の手順を示したものである。

　（１）撮像工程（ステップＳ１）：
　まず、試料トレー２０の底面２１上に、約千粒の玄米７を粒同士がそれぞれ重ならないように投入する。投入後、図１に示すように、試料トレー２０をカラースキャナ３の画像読取面４上に載置する。カラースキャナ３での測定時には、試料トレー２０の底面２１が光路となるので、指等が接触して底面２１に指紋などの汚れが付着することは好ましくない。なお、一回の測定で測定する穀粒の個数は、特に限定されることはなく、試料トレーの底面に載置可能な個数の範囲で自由に増減すればよい。

　前記試料トレー２０を載置した後は、カバー６で試料トレー２０の上面をカバーし、カラースキャナ３を用いて玄米７の画像を撮像する。具体的には、スキャナ本体５の走査装置を、画像読取面４の底面に沿って移動（二次元走査）させる。その際に、走査装置の光照射部から玄米７へ光が照射され、玄米７で反射した反射光及び／又は透過した透過光が走査装置の受光部に受光される。受光した信号は、ＲＧＢの画像信号としてコンピュータ２に出力される。なお、カラースキャナ３で撮像する玄米７は、底面２１に接する面、すなわち、粒の下側が撮像される。

　（２）画像処理工程（ステップＳ２）：
　スキャナ３で取得した撮像データは、制御部４ａの画像処理部４７で処理され、粒毎に測定品位情報（光学情報）を得て、各玄米の外形形状、面積、長さ、幅、色彩、胴割等の品位に関連する情報を抽出する。

　（３）判別工程（ステップＳ３）
　そして、判別部４８において前記測定品位情報を予め設定した設定品位情報（例えば、しきい値や検量線等）と比較等して各玄米の品位（整粒、砕米、死米、着色米、青未熟米、害虫被害米等）を判別する。前記抽出及び判別は、一般的な解析手法で行うことができる。例えば、特開２０１１－２４２２８４号公報や特開２０００－３０４７０２に記載されているような方法を用いることができる。

　（４）画像作成工程（ステップＳ４）
　制御部４ａの前記画像処理部４７において、前記測定品位情報を利用し、粒毎に玄米の粒画像を作成する。画像作成工程は、上記画像処理工程で行うようにしてもよい。

　（５）表示工程（ステップＳ５）：
　前記画像作成工程で作成した各玄米の粒画像を、表示手段であるディスプレイ１６に表示する。該表示は、方法は特に限定されないが、例えば、図４に示すように、各玄米の粒画像に、該当する番号（ラベリング）と品位を添付して各玄米の粒画像を一覧表３３として表示するとよい。図４では、４０粒の玄米を同時に表示するとともに、各玄米の粒画像の下部に、該当する番号と品位を添付して表示している。

　ユーザーは、前記表示工程で表示された各玄米の粒画像と該粒画像に添付されている品位とを比較して、前記判別工程で粒状物外観品位判別装置１が正確に判別しているか否かを確認することができる。そして、所望の品位と異なった品位に判別された玄米が確認された場合は、その玄米の品位をユーザーが容易に変更することが可能である。

　前記変更方法について図５のフロー図を用いて説明する。ここで、図４は、番号５の玄米が、所望する品位は着色粒であるのに整粒と判別されていた場合を示している。ユーザーは、品位変更入力部４１となる入力部１８を使用して番号５の玄米の粒画像をクリック又はタッチするなどして選択し、制御部４ａの測定品位情報変更部４４に変更する玄米（粒状物）を認識させる（ステップＳ５１）。次に、図６に示すような品位選択画面３１をディスプレイ１６上に重ねて表示させ、この品位選択画面３１から変更すべき品位を選択する（ステップＳ５２）。なお、入力部１８から直接品位を入力するようにしてもよい。図６では、品位選択画面３１の四角枠にチェックを入れて、そして、着色粒を選択している。該選択後、図６の再設定ボタン３５をクリックすれば、測定品位情報変更部４４によって番号５の玄米が着色粒として登録されるとともに、番号５の玄米の品位の表示が「着色粒」と表示されて、品位の変更が終了する。なお、粒画像と品位はどちらを先に選択するようにしてもよい。

　さらに、品位判別に熟練していないユーザーであっても、各玄米の品位が所望するものに判別されているか否かを確認可能とするために、各品位の見本となる基準画像を、検査対象の玄米の一覧表と同時にディスプレイ上に表示してもよい。図７は、前記基準画像３２の例として、整粒、青未熟粒、砕粒、胴割粒、部分着色粒を示したものである。同図のように、各品位の基準画像と判別後の玄米の実際の粒画像とを目視により比較することで、前記ユーザーであっても、容易に判別結果を確認することができる。前記基準画像は、ユーザーが独自に準備してもよいし、農林水産省のホームページに記載されている「検査用語の解説」及び「被害粒、死米、着色粒、未熟粒の解説」で使用されている各品位の粒画像を参考にして作成してもよい。

　ところで、上記の変更方法では、品位の判別結果を変更することはできるが、設定品位情報（品位判別基準）そのものは変更していないので、外食・中食業者が所望する品位に変更を行った玄米を再度、粒状物外観品位判別装置１で検査すると、その玄米は農産物検査法に基づく品位等検査の基準で判別をされることになる。このため、品位判別に熟練した外食・中食業者等が、独自の設定品位情報で判別を行いたい場合、設定品位情報を変更（補正）してしまうことが望ましい。そこで本願発明では、設定品位情報自体を図１の品位情報作成部４６で変更する設定品位情報作成工程（図３のステップＳ６）を設けている。

　図３の前記設定品位情報作成工程について、図８により詳細に説明する。
　（１）品位の選択（ステップＳ６１）：
　設定品位情報を変更（作成）したい品位を選択する。例えば、図９に示すような選択画面３４を品位入力部４２として、品位を選択するようにする。また、入力部１８から品位を入力するようにしてもよいし、前記品位入力部４２を制御部４ａと同一の基板上に設ける構成としてもよい。
　（２）玄米の選択（ステップＳ６２）：
　粒状物外観品位判別装置１の判別結果を表示した画面（一覧表３３）を粒選択部４３として、ステップＳ６１で選択した品位に該当する玄米の粒画像をタッチするなどして選択する。また、入力部１８を使用して前記粒画像を選択するようにしてもよい。その場合、入力部１８が粒選択部４３となる。さらに、前記粒選択部４３を制御部４ａと同一の基板上に設ける構成としてもよい。図９では、ステップＳ６１で「着色粒」を選択し、着色粒の粒画像を選択した状態を示している。玄米の粒画像を選択する際に、粒状物外観品位判別装置１の判別結果に関係なく、ユーザーが着色粒に判別すべきと判断する玄米の粒画像をできるだけ多く選択することが好ましい。その様に選択することで、該ユーザーの基準に適した設定品位情報が作成できる。
　（３）作成（ステップＳ６３）：
　前記ステップＳ６２で選択した玄米の粒画像に対応する各玄米の前記測定品位情報のみを使用して設定品位情報を設定品位情報変更部４５の品位情報作成部４６で作成する。その際、基準作成時のサンプル数が増えるため前記粒画像は多い方がよい。作成には、特開２０００－３０４７０２に記載されているような一般的な方法を用いることができる。例えば、設定品位情報として品位関係式（検量線）を作成する場合には、玄米の面積、円形度、長さ、幅等の前記測定品位情報（光学情報）を説明変数とし、玄米の品位（整粒、着色粒、砕粒、胴割粒、着色粒等）を目的変数として、重回帰分析などの線形解析やニューラルネットワークなどの非線形解析によって、品位関係式を作成する。なお、前記測定品位情報は一例であり、その他の光学的に求めた情報を利用することができる。また、線形解析や非線形解析については、公知の解析法が利用できる。また、品位関係式を作成する際にしきい値を求めるようにしてもよいし、しきい値だけを求めるようにしてもよい。
　（４）設定（ステップＳ６４）：
　前記ステップＳ６３で作成した設定品位情報を新たな設定品位情報として設定品位情報変更部４５で設定し、ＲＡＭ４ｅに保存することで設定品位情報作成工程は終了する。粒状物外観品位判別装置１での今後の検査は、新たに作成した設定品位情報で玄米の品位判別が行われる。この設定品位情報は、説明変数となる玄米の粒画像と目的変数となる品位とをユーザーが自ら選択しているので、同ユーザーの判別基準に適合した設定品位情報となる。

　ところで、本願の設定品位情報とは、前記測定品位情報に基づいて穀類等の粒状物の品位を判別するためのものであり、「しきい値」「検量線」「品位関係式」といわれているものである。

　以下、本発明による粒状物外観品位判別装置の他の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１０は本発明に係る粒状物外観品位判別装置５１の縦側断面図を示した図ある。本発明の粒状物外観品位判別装置５１は、被測定物の穀粒（以下「米粒Ｓ」という）を撮像部５２に搬送する搬送部５３（図１１参照）が設けられている。該搬送部５３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５４ａを周囲に複数設けた円板５４を有する。該円板５４は、架台５６ｂによって傾斜状に支持されたベース板５６上に配設され、その中心部に、前記架台５６ｂに固着したモータ５５の出力軸５５ａが軸着されて回転自在としてある（図１０及び図１１参照）。

　本実施形態において、円板５４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５４ａは、底部５４ｂを透明材料で構成するとともに周縁部分を開放部５４ｃで構成する。前記ベース板５６上には、前記溝５４ａ内の米粒Ｓが前記開放部５４ｃから放出されるのを防止するための堰部５６ａが、円板５４の周縁部に沿って構成してある。また、米粒供給部５７が、円板５４の傾斜下方位置に構成してある。この米粒供給部５７は、円板５４の周縁部上部に米粒Ｓが滞留できるように、前記堰部５６ａ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５７を円板５４の搬送始端側とすると、搬送終端側は、前記堰部５６ａを切り欠いた切欠部５６ｃが形成されており、測定の終わった米粒Ｓを溝５４ａから落下させる構成になっている。

　前記撮像部５２は、第１光学検出部５２ａと第２光学検出部５２ｂから構成され、円板５４の傾斜上方位置に配設されている（図１０，図１１参照）。前記第１光学検出部５２ａ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１２参照）。前記第１光学検出部５２ａは、溝５４ａ（米粒Ｓ）の上方に、集光レンズ５８、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）５９及び照射部６０としての赤（Ｒ）・緑（Ｇ）・青（Ｂ）の発光ダイオードを構成し、溝５４ａの側方には、集光レンズ６１及びＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）６２を構成してある。また、溝５４ａの下方には、前記ベース板５６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）６３を構成する。なお、前記第１光学検出部５２ａにおいて、溝５４ａの側方の堰部５６ａは透明材料とし、米粒Ｓからの光りがＣＣＤリニアセンサー６２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５９，６２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。

　次に、前記第二光学検出部５２ｂの構成であるが、該第二光学検出部５２ｂ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１３参照）。第二光学検出部５２ｂは、前記ベース板５６を凹状にしたその内部空間に、集光レンズ６４、ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）６５及び照射部６６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５４ａ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）６７が構成してある。前記ＣＣＤリニアセンサー６５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。

　次に、前記ＣＣＤリニアセンサー５９，６２，６５からの受光信号を受けて信号処理を行う制御部（信号処理部）７０につき、その一例を説明する（図１４参照）。該制御部７０は、中央演算処理部（以下「ＣＰＵ」という）７１を構成の中心とし、該ＣＰＵ７１と電気的に接続した入出力回路（以下「Ｉ／Ｏ」という）７２、読み込み専用記憶部（以下「ＲＯＭ」という）７３及び読み込み・書き込み用記憶部（以下「ＲＡＭ」という）７４から構成する。前記Ｉ／Ｏ７２は、前記ＣＣＤリニアセンサー５９，６２，６５と電気的に接続するとともに、前記ＣＰＵ７１で判別した品位と判別結果等を表示する表示部７５及び設定開始ボタン（図示せず）とも同様に接続する。前記ＲＯＭ７３には、粒状物外観品位判別装置を制御するための運転プログラム及びルックアップテーブルが記憶してある。また、前記制御部７０は、前記モータ５５の始動制御や前記照射部６０，６３，６６，６７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）。

　本発明の作用を説明する。本実施形態では検査対象の粒状物が玄米である場合について説明する。図１５は、粒状物外観品位判別装置５１の判別方法の手順を示したものである。

　（１）撮像工程（ステップＳ１）：
　まず、米粒供給部５７に試料である米粒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５４が回転し、米粒供給部５７の米粒Ｓは一粒ずつ溝５４ａに入って前記第一、第二光学検出部５２ａ，５２ｂに搬送される。前記第一光学検出部５２ａでは、照射部６０，６３から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓが前記ＣＣＤリニアセンサー５９，６２により走査される。これによって、米粒Ｓの平面及び側面の撮像データが得られ、各撮像データは順次前記ＲＡＭ７４に記憶される。

　前記第一光学検出部５２ａを経た米粒Ｓは前記第二光学検出部５２ｂで撮像される。すなわち、前記第二光学検出部５２ｂでは、照射部６６，６７から米粒Ｓに照射光が当り当該米粒Ｓが前記ＣＣＤリニアセンサー６５により走査される。これによって、米粒Ｓの裏面の撮像データが得られ、該撮像データは順次前記ＲＡＭ７４に記憶される。

　（２）画像処理工程（ステップＳ２）：
　前記ＣＰＵ７１は、前記ＲＡＭ７４に記憶した各米粒Ｓの撮像データを順次読み出して画像処理部７７で処理し、粒毎に光学情報を得て、各米粒の外形形状、面積、長さ、幅、色彩、胴割等の品位に関連する測定品位情報を抽出する。

　（３）判別工程（ステップＳ３）：
　そして、ＣＰＵ７１の判別部７８において前記測定品位情報をあらかじめ設定した設定品位情報（例えば、しきい値や検量線（品位関係式）等）と比較等して各米粒の品位（整粒、砕米、死米、着色米、青未熟米、害虫被害米等）を判別する。前記抽出及び判別は、一般的な解析手法で行うことができる。例えば、特開２０１１－２４２２８４号公報や特開２０００－３０４７０２に記載されているような方法を用いることができる。

　（４）画像作成工程（ステップＳ４）：
　前記ＣＰＵ７１の画像処理部において、前記撮像データまた光学情報を利用し、粒毎に米粒の粒画像を作成する。画像作成工程は、上記画像処理工程（ステップＳ２）で行うようにしてもよい。

　（５）表示工程（ステップＳ５）：
　前記画像作成工程で作成した各米粒の粒画像を、ディスプレイ等の表示部７５に表示する。該表示は、方法は特に限定されないが、例えば、図１６に示すように、各米粒の粒画像に、該当する番号（ラベリング）と品位を添付して各米粒の粒画像を一覧表８３として表示するとよい。図１６では、４０粒の玄米を同時に表示するとともに、各玄米の粒画像の下部に、該当する番号と品位を添付して表示している。

　前記粒状物外観品位判別装置５１を操作するユーザー（操作者）は、前記表示工程で表示された各玄米の粒画像と該粒画像に添付されている品位とを比較して、前記判別工程（ステップＳ３）で粒状物外観品位判別装置１が正確に品位を判別しているか否かを確認することができる。そして、所望の品位と異なった品位に判別された玄米が確認された場合は、その玄米の品位の表示をユーザーが容易に変更することが可能である。

　ここで、粒状物外観品位判別装置５１の円板５４に設けた溝５４ａに姿勢が傾いた米粒が投入された状態について、図２０を用いて説明する。図２０は、撮像部２の第二光学検出部２ｂの溝４ａに傾いた姿勢で投入された米粒Ｓａを実線で、傾くことなく正常な状態で投入された米粒Ｓａを破線で示したものである。なお、図２０では照明部などの表示を省略している。図２０において、Ｌ２は傾いた状態の米粒Ｓａを上方から見た場合の粒の幅であり、Ｌ１は、正常な状態の米粒Ｓａを上方から見た場合の粒の幅であり、Ｌ２はＬ１よりも短くなることを示している。このＬ１及びＬ２の関係が示しているように、溝４ａに姿勢が傾いた状態で投入された米粒は、幅等が本来よりも短く撮像されることになり、整粒であっても未熟粒と粒状物外観品位判別装置１で誤判別されるおそれがある。

　前記変更方法について図１７のフロー図を用いて説明する。ここで、図１７は、番号５の玄米が、所望する品位は整粒であるのに、姿勢が傾いた状態で撮像されてために本来よりも粒の幅が細く制御部７０の判別部７８で認識されて未熟粒と判別されていた場合を示している。ユーザーは、粒選択部７３となる入力部８０を使用して番号５の玄米の粒画像をクリック又はタッチするなどして選択し、ＣＰＵ７１の品位変更部８１に変更する玄米（粒状物）を認識させる（ステップＳ５１）。次に、図１５に示すような品位入力部９１となる品位選択画面８２を表示部７５上に重ねて表示させ、この品位選択画面８２から変更すべき品位を選択する（ステップＳ５２）。なお、入力部８０から直接品位を入力するようにしてもよい。図１８では、品位選択画面８２の四角枠にチェックを入れて、そして、整粒を選択している。該選択後、図１８の再設定ボタン８６をクリックすれば、品位変更部８１によって番号５の玄米が整粒として登録されるとともに、番号５の玄米の品位の表示が「整粒」と表示されて、品位の変更が終了する。なお、粒画像と品位はどちらを先に選択するようにしてもよい。

　さらに、品位判別に熟練していないユーザーであっても、各玄米の品位が所望するものに判別されているか否かを確認可能とするために、各品位の見本となる基準画像を、検査対象の玄米の一覧表と同時にディスプレイ上に表示してもよい。図１９は、前記基準画像８７の例として、整粒、青未熟粒、砕粒、胴割粒、部分着色粒を示したものである。同図のように、各品位の基準画像と判別後の玄米の実際の粒画像とを目視により比較することで、前記ユーザーであっても、容易に判別結果を確認することができる。前記基準画像は、ユーザーが独自に準備してもよいし、農林水産省のホームページに記載されている「検査用語の解説」及び「被害粒、死米、着色粒、未熟粒の解説」で使用されている各品位の粒画像を参考にして作成してもよい。

　本発明は、上記実施の形態に限るものでなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいてその構成を適宜変更できることはいうまでもない。

　本発明の粒状物外観品位判別装置の判別方法は、穀類等の粒状物に限定されることはなく、樹脂製のペレット等の粒状物やガラス片等の粉砕物その他のものの品位判別に利用することが可能である。

　１　粒状物外観品位判別装置
　２　コンピュータ
　３　スキャナ
　４　画像読取面
　５　スキャナ本体
　６　カバー
　７　玄米
　１５　プリンタ
　１６　ディスプレイ
　１８　入力部
　２１　底面
　２２　基準板
　２５　外枠
５１　粒状物外観品位判別装置
５２　撮像部
５２ａ　第一光学検出部
５２ｂ　第二光学検出部
５３　搬送部
５４　円板
５４ａ　溝
５４ｂ　底部
５４ｃ　開放部
５５　モータ
５５ａ　出力軸
５６　ベース板
５６ａ　堰部
５６ｂ　架台
５６ｃ　切欠部
５７　米粒供給部
５８　集光レンズ
５９　ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）
６０　照射部
６１　集光レンズ
６２　ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）
６３　照射部
６４　集光レンズ
６５　ＣＣＤリニアセンサー（受光センサー）
６６　照射部
６７　照射部
７１　制御部
７２　入出力回路
７３　読み込み専用記憶部
７４　読み込み・書き込み用記憶部
７５　表示部

Claims

　粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、
前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値又は検量線となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、
該制御部で判別した判別品位及び粒画像を表示する表示部と、
を備えた粒状物外観品位判別装置において、
　前記制御部には、前記表示部で表示された任意の粒画像及び判別品位に基づき、ユーザーが前記設定品位情報を変更することができる設定品位情報変更部を設けたことを特徴とする粒状物外観品位判別装置。
　前記制御部には、前記表示部に表示された任意の粒画像に対応する判別品位を任意に変更して前記表示部に表示するための測定品位情報変更部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粒状物外観品位判別装置。
　前記設定品位情報変更部は、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と、前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の数の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、さらに、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の測定品位情報に基づいて前記入力された設定品位情報を変更して変更後の設定品位情報を新たな設定品位情報とする品位情報作成部を備えてなる請求項１又は請求項２に記載の粒状物外観品位判別装置。
粒状物を撮像し撮像データを取得する撮像部と、
前記撮像データに基づいて光学情報となる測定品位情報を粒単位で求めて粒画像を作成する一方、前記測定品位情報と品位を判別するためのあらかじめ定めたしきい値となる設定品位情報によって前記各粒状物の品位を判別する制御部と、
該制御部で判別した品位及び粒画像を表示する表示部と、
を備えた粒状物外観品位判別装置において、
　前記制御部は、ユーザーによって粒状物の任意の品位を入力可能な品位入力部と前記表示部に表示された粒画像からユーザーが任意の粒画像を選択可能な粒選択部とを備え、ユーザーによって前記品位入力部に品位が入力され、かつ、前記粒選択部で粒画像が選択されると、当該選択された粒画像の品位を前記入力された品位に変更して前記表示部に表示する品位変更部を備えてなる粒状物外観品位判別装置。
　前記制御部は、前記表示部に判別品位及び粒画像を表示する際に、各品位の見本となる粒状物の基準画像を表示なる基準画像を前記表示部に表示させる請求項１乃至請求項４に記載の粒状物外観品位判別装置。