(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
移送される粒状物に光を照射して固体撮像素子で撮影する過程と、
粒状物から第１レベルの不良部位を検出する所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化して不良の画素信号を検出するとともに、不良の画素信号が連続して所定数を超えたときに不良と判別して選別排除処理を行ない、また所定数を超えないときには不良の画素信号をキャンセルして選別排除処理を行なわないようにする過程と、
前記第１レベルのしきい値を超える第２レベルの不良部位を検出する所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化して不良の画素信号を検出したときに粒状物の選別排除処理を行なうようにする過程と、
を備えることを特徴とする粒状物選別方法。
【請求項２】
粒状物の外形を検出するために定めた所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化して粒状物画素を特定する過程と、
第１レベルのしきい値または第２レベルのしきい値で検出された不良画素と前記粒状物画素とに基づいて不良粒状物画素を特定する過程と、
特定した不良粒状物画素に基づいて不良粒状物の中心位置の画素を特定する過程と、
特定した中心位置の画素に対応した不良粒状物の中心位置に対して選別排除作用を与える選別信号を出力する過程と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の粒状物選別方法。
【請求項３】
不良粒状物の中心位置の画素を特定する過程は、
不良粒状物画素を縦方向と横方向に収縮処理する過程と、
連続した所定画素数を１ブロックとして複数ブロックに分割し、収縮処理後の画素をブロック単位に拡大する過程と、
拡大して得られる複数ブロックの横方向の中心ブロックを特定する過程と、
拡大して得られる複数ブロックの縦方向の中心ブロックを特定する過程と、
該横方向の中心ブロックと縦方向の中心ブロックの重複したブロックを粒状物の中心位置のブロックとする過程と、
を備えることを特徴とする請求項２記載の粒状物選別方法。
【請求項４】
隣接する複数の前記ブロックを１つの選別排除手段に対応させて１区分とし、該区分内のいずれかのブロックが中心位置となったとき、その区分に対応した選別排除手段に選別信号を出力することを特徴とする請求項３記載の粒状物選別方法。
【請求項５】
前記中心位置が隣接する前記区分にまたがったときには、この両区分に対応した選別排除手段に選別信号を出力することを特徴とする請求項３記載の粒状物選別方法。
【請求項６】
粒状物を連続状に移送する移送手段と、
移送される粒状物を照明する照明手段と、
照明された粒状物を撮像する固体撮像素子と、
固体撮像素子の画像信号から粒状物における第１レベルのしきい値を超える不良部位を取り出すための第１の２値化手段と、
固体撮像素子の画像信号から粒状物の形状を取り出すための粒形状検出用の２値化手段と、
前記第１の２値化手段が取り出した不良部位の画素信号が、所定以上のときに不良と判別し、所定未満のときには前記不良部位の画素信号をキャンセルして不良と判別しない判別を行なう不良判別部と、
前記第１レベルのしきい値を超える第２レベルのしきい値を更に超える不良部位を取り出すための第２の２値化手段と、
前記不良判別部によって不良と判別された不良粒状物または第２の２値化手段によって判別された不良粒状物について、前記粒形状検出用の２値化手段による粒状物形状から中心位置を抽出する中心位置抽出部を備える画像処理手段と、
粒状物の移動時間と粒状物中心位置とから遅延時間を演算し、遅延時間経過後に信号を出力する遅延手段と、
遅延手段の出力信号によって不良粒状物の中心位置に選別排除作用を与える選別手段と、
を備えることを特徴とする粒状物選別装置。
【請求項７】
画像処理手段は、
不良粒状物画素を縦方向と横方向に収縮する処理と、
連続した所定画素数を１ブロックとして複数ブロックに分割し、収縮処理後の画素をブロック単位に拡大する膨脹処理と、
拡大して得られる複数ブロックから不良粒状物の横方向の中心と、拡大して得られる複数ブロックから不良粒状物の縦方向の中心とを求め、粒状物の中心位置を抽出する処理と、を備えることを特徴とする請求項６に記載の粒状物選別装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
粒状物の選別装置に係り、固体撮像素子、例えばＣＣＤセンサー等の信号で得られる被選別物原料の画像信号を画像処理して、選別すべき対象物を特定して選別排除する粒状物の選別方法及び選別装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
移送される粒状物を、ＣＣＤセンサーを備えるカメラで撮影し、撮影した粒状物の画素ごとの光量を所定のしきい値で２値化することで不良部分を検出し、不良粒状物を選別する技術が周知である。この技術は粒状物の選別に限らず、例えば特開平８−３５９４０号公報では木材の選別に利用され、特開平９−２０３６１４号ではビンの選別に利用されている。
【０００３】
近年、ＣＣＤセンサーの解像度（画素数）が向上して微細な色彩や光量濃淡の違いが検出できるようになり、選別精度とともに処理速度の向上がめざましい。このことは、例えば米粒などの穀物や、プラスチック原料のペレットといった比較的小さなものを選別対象物とする場合には好都合である。米の粒子には生育中の被害によって生じる着色部が生じることがあり、ペレット粒子にも不純物の混入による着色部が存在することがあり、これら着色部は、幅あるいは直径が数mmから1/10mm程度またはそれ以下のものまで種々のものがある。また、着色の濃淡にも程度の差があり、商品価値に影響のある濃さの着色部や商品価値にそれほど影響のない濃さの着色部など様々である。
【０００４】
ところで、ＣＣＤセンサーの解像度の向上は、目視で容易に判別できない粒状物をも判別できるようになって選別精度の向上に役だっている。特に、従来困難であった、小さくても濃い着色部の選別が可能となった。その反面、米粒やペレットの品質に直接影響のない大きさで淡い着色部をも認識して選別してしまい、選別歩留まり低下の問題が生じてきた。このため、しきい値を変更することになるが、単にしきい値を「濃い側」に変更したのでは、着色部の大きさ（面積）に関係なく濃さに基づいて選別基準が変更されるので、淡い着色で広い範囲にわたる着色部は対象外となってしまう。よって、淡い着色部でも大きなものは商品価値を低下させるので除外したいという問題が生じる。
【０００５】
以上のことは撮像素子の解像度が向上したことによるものであり、従来のように解像度を低下させれば緩和されるが、そうすれば小さい着色部の検出が困難となり、小さくても濃い着色部は必ず除外しなければならないという課題は解決されない。
【０００６】
さらに、従来の選別においては、着色部を照準とした選別排除作用を粒状物に与えており、粒状物の端に着色部が存在したとき、この着色部に対して選別排除作用を与えると、排除対象の粒状物を正確に排除できないばかりか、連続状に移送される他の粒状物へも選別排除作用を与えることとなり、他の粒状物が巻き添えになって選別排除される。このことは、選別歩留まりの低下だけでなく、不良品側への良品の混入率上昇の要因にもなっていた。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、選別精度を向上させるため、小さくても商品価値に影響のある濃い着色部位を有する不良粒状物が選別できるよう解像度を高くするとともに、商品価値に影響のない小さくて淡い色の不良部位を有する粒状物を選別排除することがなく、歩留まりよく選別できる粒状物選別方法及びその装置の提供を技術的課題とする。さらに、商品価値を低下させる不良粒状物だけを選別するように選別処理して不良品側に良品を巻き添えにしない選別によって歩留まり良く選別することができる粒状物選別方法とその装置の提供を技術的課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
移送される粒状物に光を照射して固体撮像素子で撮影する過程と、粒状物から第１レベルの不良部位を検出するために定めた所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化する過程と、２値化した画素信号から不良の画素信号を検出する過程と、不良の画素信号が連続して所定数を超えたときに不良と判別し、所定数を超えないときには不良の画素信号をキャンセルする過程と、前記過程の不良の判別を受けた粒状物の選別排除処理を行なう過程と、を備える粒状物選別方法を、前記課題を解決するための手段とした。
【０００９】
本発明では、粒状物を撮影して取得した粒状物の画像を、比較的淡い不良部位を検出するための第１レベルのしきい値で２値化して、画像から第１レベルの不良部位、例えば比較的淡い着色部位の画素を検出したとき、この第１レベルを越える画素が連続して検出され、それがあらかじめ定めた所定個数を超えたとき、これを不良部位、つまり着色部位として選別排除処理を行う。また、この第１レベルの画素が検出され、それがあらかじめ定めた所定個数以下のときには不良部位とせずにこれをキャンセルすることにより、粒状物の商品価値に影響しない不良部位があったときには選別排除処理は行なわない方法とした。したがって、淡い不良部位が粒状物に存在していても、その大きさによって排除するか排除しないかを判別することができる。
【００１０】
この判別処理は画像処理によって行われ、スキャニングによって画素信号が得られるとき、粒状物の移送方法に対して直角の方向にスキャンすれば、スキャン方向の流れ（横方向）に沿った不良部位の連続画素数を計数するだけでなく、流れ方向（縦）に沿った不良部位の連続画素数を計数することも有効であり、これら横方向の所定値は、例えば連続３画素を超えるときと設定し、縦方向の所定値は、例えば連続２画素（２列）以上と設定しておくことにより、不良部位の横方向の大きさだけでなく縦方向の大きさを設定して、第１レベルの不良部位を判別することができる。解像度を上げることによって淡い不良部位の検出精度が向上するだけでなく、画素の計数によってその大きさの判別を可能とし、解像度を上げた成果が発揮できるものとなる。また、その画素信号がシリーズに入力されてもパラレルに入力するものであっても、１スキャン信号を積み上げて画素の粒状物の横方向と縦方向の位置を一致させ、所定の記憶容量でバッチ処理することは画像処理技術で可能である。
【００１１】
なお、前記商品価値に影響しない不良部位とは、目視確認によっては容易に判別しにくく、その存在が商品価値に影響がなく、実質的に品質その他の安全性が十分確保できるものをいう。
【００１２】
前記選別排除方法は、前記第１レベルのしきい値を超える第２レベルの不良部位を検出するための所定輝度のしきい値で、固体撮像素子の画素信号を２値化する過程と、２値化した画素信号から不良の画素信号を検出したとき粒状物の選別排除処理を行なう過程とを備えるものである。第１レベルのしきい値を淡い不良部位のしきい値とすると、第２レベルは濃い不良部位のしきい値となる。濃い不良部位の画素信号を検出したときは、画素数の連続・不連続に関わらず、当該粒状物の選別排除処理を行なうものとした。したがって濃い不良部位の画素を検出したときには、必ず不良粒状物は排除される。
【００１３】
この第２レベルのしきい値による２値化処理は、第１レベルのしきい値による２値化処理に並列して処理する。第２レベルのしきい値で不良となる画素は第１レベルのしきい値によっても不良となるが、第１レベルのしきい値の２値化では、濃い不良部位が所定の連続画素数に満たないものであったときキャンセルされるので不良とはならないが、第２レベルのしきい値を設けることで、連続した画素でなくても、解像度を上げることによって初めて検出できるような極めて小さい不良部位が濃い不良部位であれば、不良と判別され、その粒状物は不良として選別排除される。したがって、解像度を上げた成果が発揮できることになる。
【００１４】
また、前記選別排除方法は、粒状物の外形を検出するために定めた所定輝度のしきい値で、固体撮像カメラの画素信号を２値化して粒状物画素を特定する過程と、第１レベルまたは第２レベルの各しきい値で検出された不良画素に基づいて不良粒状物画素を特定する過程と、特定した不良粒状物画素に基づいて不良粒状物の中心位置の画素を特定する過程と、特定した中心位置の画素に応じた不良粒状物の中心位置に対して選別排除作用を与える選別信号を出力する過程と、を備える。
【００１５】
第１レベルと第２レベルのしきい値とは別に、粒状物の外形を検出するために定めた所定輝度のしきい値によって粒状物の外形を検出し、第１レベルまたは第２レベルの各しきい値で検出された不良画素に基づいて、粒状物の外形となる画素の集合に不良部位の画素を重ねることによって、不良画素の存在する粒状物を不良粒状物として認識させる。そしてさらに、不良粒状物の画素集合における不良部位の画素位置に関係なく不良粒状物の中心位置の画素を特定する。これによって、従来不良部位の画素に合わせての選別排除作用ではなく、特定した不良粒状物の中心位置の画素に対応した選別信号を出力するので、不良粒状物の中心位置に対して選別排除の作用を与えることができ、不良粒状物１粒を選別排除できる。
【００１６】
前記不良粒状物の中心位置の画素を特定する過程は、不良粒状物画素を縦方向と横方向に収縮処理する過程と、連続した所定画素数を１ブロックとして複数ブロックに分割し、収縮処理後の画素をブロック単位に拡大する過程と、拡大して得られる複数ブロックの横方向の中心ブロックを特定する過程と、拡大して得られる複数ブロックの縦方向の中心ブロックを特定する過程と、横方向の中心ブロックと縦方向の中心ブロックの重複したブロックを粒状物の中心位置のブロックとする過程と、を備えるものである。
【００１７】
これによると、まず不良粒状物の画素に対して画像処理手法である収縮処理を行う。これは、連続状に移送されている粒状物が互いに周囲で重なり合うことが予想され、粒状物１個の画素集合が特定できないことがあるので、画素集合の縦方向と横方向に対して所定画素数の収縮処理を行うことで粒状物の重なりが解消されて１個の粒状物画素の特定を行うことができる。このように収縮処理によって、個々に独立した粒状物の画素集合にした後、所定画素数、例えば連続した画素を１ブロックとして区分し、１区分に１つでも粒状物の画素が存在すると１ブロック全体を粒状物画素として拡大（膨張）する。つまり粒状物の画素集合は画素ブロックの集合となる。
【００１８】
このように拡大した画素の複数ブロックの集合において、縦方向中心ブロックと横方向中心ブロックとを特定する。横方向に偶数個のブロックが存在するときは中心ブロックは２個を選択し、横方向に奇数個のブロックが存在するときは中心ブロックは１個を選択する。縦方向についても同様に選択する。このようにして選択した縦と横の中心ブロックを重ね合わせると粒状物の中心画素ブロックが特定できる。中心画素ブロックの位置が粒状物の中心位置となるので、これによって粒状物の流れ方向の中心位置を画素上で特定でき、この画素中心位置に選別排除の作用を与えるように選別信号を出力する。
【００１９】
このとき、連続する所定の複数ブロックを１区分として、該区分内のいずれかのブロックが中心位置となったときその区分に該当する選別位置に選別信号を出力するようにした。通常、粒状物の選別手段は、例えば複数の噴風装置（エジェクター）をほぼ一列に配置して構成してある。この個々の噴風装置に複数ブロックで成す１区分ずつを端から準に割り当てる。すると区分の複数ブロックのいずれかに不良粒状物の中心位置が存在するとその区分に該当する噴風装置に選別信号を出力して噴風装置を作動させることができる。なお、前記中心位置が隣接する前記区分にまたがったときには、この両区分に対応した噴風装置に選別信号を出力するようにするとよい。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る粒状物選別装置の概要を図１及び図２により説明する。以下、粒状物として穀粒、特に白米を選別対象の原料として、白米の着色粒や白米に混入した異物を排除する選別装置として説明する。図１は粒状物選別装置１の主要部とその内部構造を簡略に示した要部側断面図である。振動フィーダ装置２とタンク部３とからなる米粒供給部４と、振動フィーダ装置２から供給される白米を所定軌跡に移送する傾斜した板状のシュート５とを上部に備え、該シュート５によって米粒を次の光学検出部６に放出供給するようになっている。
【００２１】
次の光学検出部６はシュート５から放出された米粒の落下軌跡を中心にしてほぼ対称的に、前側の光学検出部６ａと後側の光学検出部６ｂとを配置して構成してある。それぞれの光学検出部６ａ，６ｂには、米粒の落下軌跡に設定された視点Ｏを中心にして前後に、例えばＳｉセンサ素子を画素とするＣＣＤセンサーを備えた可視光受光部７ａ，７ｂと、ＩｎＧａＡｓ素子からなるアナログセンサーを備えた近赤外光受光部８ａ，８ｂがシュート５の幅方向に対応して設けてある。さらに照明用蛍光灯９ａ，９ｂ及び１０ａ，１０ｂと、照明用ハロゲンランプ１１ａ，１１ｂと、それぞれの受光部に対した背景板１２ａ，１２ｂとを備え、背景板１２ａ，１２ｂには、近赤外光受光部８ａ，８ｂと視点Ｏとの視線を遮らないよう開口部１３ａ，１３ｂが開設してある。可視光受光部７ａ，７ｂは集光レンズを備えた広角度カメラによって構成するとよい。
【００２２】
米粒落下方向に沿って光学検出部６ａ，６ｂの両間には選別部１５が備えられ、米粒に高速風を噴風するノズル１６がシュート５の幅方向に複数設けてある。ノズル１６の個々にはエアーパイプ１７によってノズル１６の個々に圧縮空気を送出する開閉バルブ１８が接続してあり、該開閉バルブ１８は図示しない圧縮空気供給装置に接続してある。
【００２３】
可視光受光部７ａ，７ｂ及び近赤外光受光部８ａ，８ｂは後述する制御装置２０を介して開閉バルブ１８に接続してあり、可視光受光部７ａ，７ｂ及び近赤外光受光部８ａ，８ｂで受光された米粒や異物の信号は制御装置２０で処理され、着色部を有する不良の米粒や異物を検出したとき、該当する開閉バルブ１８を作動させる信号を出力する。開閉バルブ１８が作動すると、ノズル１６からの高圧風によって噴風された不良の米粒や異物は米粒の落下軌跡から排除され不良品排出口２２から機外に排出され、また排除されない良米粒は当初の米粒落下軌跡に沿って精品排出口２３から機外に排出される。
【００２４】
図２に、シュート５正面から見た、シュート５と可視光受光部７ａ，７ｂ及びノズル１６の幅方向の配列を示した簡略な拡大図を示す。シュート５は、例えば所定幅に複数区分に区切ってあり、このシュート５の１区分ごとにノズル１６が割り当ててある。このノズル１６の幅は、対象物が米粒の場合１．５〜２ｍｍとするのが好ましい。また、この例では可視光受光部７ａ，７ｂの複数の受光センサー素子は６素子ごとに１ブロックとし、４ブロックを１個のノズル１６に割り当ててある。つまり２４素子でシュート５の１区分に流れる米粒の光量を受光する例が示してある。米粒を撮影するときには、米粒の流れに対して直角の方向にスキャニングして像を得る。
【００２５】
次に図３及び図４で、可視光受光部７ａ，７ｂ及び近赤外光受光部８ａ，８ｂから出力される信号処理を行う制御装置２０について説明する。まず、制御装置２０は、外形レベルをしきい値とするコンパレータ（比較器）２５と、比較的淡い着色（第１レベル）をしきい値とするコンパレータ２６と、比較的濃い着色（第２レベル）をしきい値とするコンパレータ２７と、これらコンパレータからの信号を画像処理する画像処理ボード２８及び画像処理ボード２８からの出力信号に基づいて選別信号が入力される遅延回路２９とを備えている。なお、この他、画像処理のために必要な画像メモリ３０や処理プログラムを記憶した記憶回路３１は適宜設けられ設計事項であるのでその詳細は図示していない。加えて、演算制御素子としてのＣＰＵ３２やその入出力回路３３についても、処理段階の個々で制御するものや一括で１つのＣＰＵで制御するものなど様々に設計できるので、ここではその一例を示し詳細は図示していない。なお、前記遅延回路２９から出力される信号により開閉バルブ３４は作動する。
【００２６】
制御装置２０には可視光受光部７ａ，７ｂのＣＣＤセンサーから出力される複数の画素信号が入力される。この画素信号はコンパレータ２５，２６，２７に入力され、それぞれのしきい値で２値化される。２値化された信号のうち、コンパレータ２６，２７から出力された信号は画像処理ボード２８で不良検出処理４０が行われ、不良信号の有無の確認によって不良信号が検出されたら中心検出処理４１が行われる。図４の▲１▼にＣＣＤセンサーから出力された米粒１粒から得られる、途中を省略したデジタル信号の一例を示している。この場合、米粒１粒に比較的淡い広い範囲の着色部と比較的濃い小さな着色部があるものを一例として示した。この図４−▲１▼では３種のコンパレータのしきい値レベルの一例を合わせて示している。図４−▲１▼のような信号が各コンパレータ２５，２６，２７に入力されると、各コンパレータ２５，２６，２７から出力される信号は、それぞれ図４−▲２▼，▲３▼，▲４▼に一例として示すような２値化信号となる。この２値化信号は画像処理ボード２８の画像メモリ３０に逐次記憶される。またコンパレータ２５，２６，２７を別回路として示したが、画像処理ボード２８で同様の処理が行えるようにプログラムに組み込んでもよい。
【００２７】
なお、一般的なＩｎＧａＡｓセンサーのように出力がアナログ信号の場合には、図５で示すようにアナログ・デジタル変換回路５０を備えることで、信号処理は前述の制御装置２０と同様に実施できる。ただし、このとき、異物（ガラス、樹脂及びや石）を選別するための第４のしきい値が設定されたコンパレータ５１を備えることを必要とする。また、異物用の外形レベルを検出するためのしきい値を設定したコンパレータ５２を設け、その２値化信号によって前記同様に外形を特定するとよい。
【００２８】
以下、制御装置２０によって行われる画像処理について図６乃至図８により説明する。可視光受光部（ＣＣＤセンサー）７ａ，７ｂから出力されるデータ、例えば１２ｂｉｔが並列に出力されるものについては、連続したデータに並べ替えて８ｂｉｔに変換するとよい。このように変換された可視光受光部（ＣＣＤセンサー）７ａ，７ｂのデータを、予めコンパレータ２６，２７に設定した着色部のしきい値（第１レベル、第２レベル）と外形のしきい値（外形レベル）で２値化処理する（ステップ６−▲１▼，ステップ７−▲１▼）。図６（ａ）では複数スキャンによって得られるデータのごく一部で、第１レベルで２値化したデータの一例が示してある。同様に第２レベルで２値化したデータも得られる。
【００２９】
以下、画像処理ボード２８によって行われる信号処理について説明する。この処理は画像処理ボード２８の記憶回路３１に予め記憶されたプログラムによって行われるものとする。第１レベルのコンパレータ２６で２値化したデータの画像処理における初期設定は、不良とする米粒の条件を以下のようにしてある。つまり、スキャン方向に連続する画素数（横）を３、流れ方向に連続する画素数（縦）を２と設定してある。これを図６（ａ）に当てはめると、ｎ番目のスキャンにおいて横方向に連続する画素数は５であり、ｎ＋１番目のスキャンにおいて連続する画素数は７、ｎ＋２番目のスキャンにおいて連続する画素数は４であり、いずれのスキャンにおいても初期設定の横方向の連続画素数３を超えており不良粒に該当する。また、初期設定の縦方向の連続画素数２も超えており、ここで検出された画素の集合は不良粒の画素と判別される（ステップ６−▲２▼）。また、図６（ｂ）の例ではｍ番目のスキャンで横方向に連続する画素数は３であり、初期設定の横方向の連続画素数３を超えることはなく、縦方向にも連続した画素が存在しないのでこの画素の集合は不良粒の画素とは判別されずキャンセルされる。第２レベルのコンパレータ２７で２値化されたデータにおいて検出される不良粒画素は、第１レベルとしきい値が異なりより濃い着色の画素であるのでそのまま不良と判定される。
【００３０】
上記着色部を２値化したデータの処理と同時に図７（ａ）から図７（ｂ）で示す米粒の外形処理が行われる。図７（ａ）が外形レベル判定のコンパレータ２５から得られる信号である。いわゆる米粒の形状信号に単純な２値化処理を施した信号である（ステップ７−▲１▼）。続いて形状の縮小処理を行う。縮小処理は、まず図７（ｂ）のように縦方向の周囲の画素を１画素ずつ均等にキャンセルする（ステップ７−▲２▼）。次に図７（ｃ）のように横方向の周囲の画素を３画素ずつ均等にキャンセルする（ステップ７−▲３▼）。ここでキャンセルする画素数は任意に設定するものであり、ここで示した数値である必要はない。この処理によって、他の米粒画像との連結を解き、米粒１粒の外形を明確にすることができる。
【００３１】
ステップ６−▲１▼及び６−▲２▼で検出した着色部の画素（図６（ａ））とステップ７−▲３▼までに得られた米粒の形状画素（図７（ｃ））とを重ねて塗りつぶし（図７（ｄ））、着色粒全体の外形を明確にする（ステップ７−▲４▼）。
【００３２】
次に、図２で示したように、ノズル１６の横方向幅に合わせて可視光受光部７ａ，７ｂのセンサー素子を６素子１ブロックと、４ブロック１区分と分割したように、同様に画像処理でもノズル１６に合わせて６画素を１ブロックとして全体をブロック単位に変換するとともに、１ブロックの６画素の内に１つでも不良粒の画素が存在したら、そのブロック全体を不良粒ブロックとして膨脹（拡大）処理する（ステップ７−▲５▼、図７（ｅ））。
【００３３】
中心位置の検出は次のようにして行う。まず横方向の中心位置の検出は図７（ｅ）のデータを基に、各ブロックデータを上下のブロックデータとＯＲ演算することで膨脹（拡大）させ、パターンマッチングで横方向の中心位置を求める。横方向に偶数個のデータがある場合には中心の２ブロックを中心とし、奇数個のデータがある場合には中心の１ブロックを中心とする（ステップ７−▲６▼、図７（ｆ））。また縦方向の中心位置の検出は図７（ｅ）のデータを基に、各ブロックデータを左右のブロックデータとＯＲ演算することで膨脹させ、パターンマッチングで縦方向の中心位置を求める。縦方向に偶数個のデータがある場合には中心の２ブロックを中心とし、奇数個のデータがある場合には中心の１ブロックを中心とする（ステップ７−▲７▼、図７（ｇ））。このようにして横方向と縦方向の中心位置をＡＮＤ演算すると、図７（ｇ）で示す中心の４ブロック（格子模様ブロック）が求まる（ステップ７−▲８▼）。中心位置のブロックが求まると、このブロックが存在する区分が決定し（図７（ｈ））、この区分に対応するノズル１６が決まり、このノズル１６が接続された開閉バルブ１８に作動信号を出力する（ステップ７−▲９▼）。
【００３４】
不良粒を除去する噴風は、求まった中心位置のブロックが存在する区分に対応したノズル１６から噴風するように作動信号を出力する。このとき、図７（ｇ）のように、ちょうど中心ブロックが１区分にある場合はその区分に決定するが、中心ブロックが横方向に２区分にまたがる場合には、２区分に対応する２つのノズル１６から噴風するよう開閉バルブ１８へ作動信号を出力する。
【００３５】
電磁バルブの作動信号は、画像全体における不良画素中心の存在位置から噴射タイミングが調整されるとともに設定噴射時間を加算し、さらに、可視光受光部７ａ，７ｂとノズル１６との距離に基づいて遅延回路２９で所定の遅延時間が調整されて開閉バルブ１８へ作動信号が送出される。
【００３６】
以上、可視光受光部７ａ，７ｂのＣＣＤセンサー受光信号の処理を中心に説明したが、近赤外光受光部８ａ，８ｂのＩｎＧａＡｓセンサー受光信号の処理も最適な解像度が望めるセンサーであれば同様に行うことができる。異物の検出は第４レベルを設定したコンパレータ５１によって２値化されて異物の存在を確認し、外形レベルを設定したコンパレータ５２によって２値化されて異物の外形を確認する。異物の種類によっては、第４レベルのコンパレータ５１によって２値化されたデータをそのまま外形のデータとして利用することもできる。これはＣＣＤセンサーで検出する着色部のように複数レベルの濃淡がない場合で、異物のデータがそのまま外形のデータとなりうる場合である。
【００３７】
以上のように、センサーの解像度を上げて大小さまざまな着色部を検出できるようにして、着色部の大きさを画素数で特定するようにしたので、解像度を上げることによって淡い不良部分の検出精度が向上するだけでなく、画素の計数によってその大きさの判別を可能とし、解像度を上げた成果が発揮できるものとなる。
【００３８】
また、濃い着色部を判別する第２レベルのしきい値を設けることで、連続した画素でなくても、つまり、解像度を上げることによって初めて検出できるような極めて小さい不良部分であっても、濃い不良部分であれば、第２のしきい値の２値化によって不良と判別される画素となるので、その粒状物は不良と判別して排除することができる。したがって解像度を上げた成果が発揮できるものとなる。
【００３９】
さらに、粒状物の外形を検出して、粒状物の外形となる画素の集合に不良部分の画素を重ねることによって、不良画素の存在する粒状物を不良粒状物として認識させ、不良粒状物の画素集合における不良部分の画素位置に関係なく不良粒状物の中心位置の画素を特定する。これによって、従来不良部分の画素に合わせていた選別作用ではなく、特定した不良粒状物の中心位置の画素に応じた不良粒状物の中心位置に対して作用する選別信号を出力するので、不良部分の位置に関係なく不良粒状物の中心位置に対して選別の作用を与えることができる。よって、不良粒状物の不良部分が粒状物のどこに存在しようとも不良粒状物１粒を排除できる。
【００４０】
【発明の効果】
解像度の高いセンサーを使用して小さな不良部位を検出できるようにするとともに、淡い不良色のしきい値を設けて得られる不良部位の画素数を計数して不良の有無を判別することに加えて、濃い不良色のしきい値を設けて不良部位の大きさに関係なく不良と判別することにより、商品価値に影響のある不良粒状物だけを排除できるようになった。したがって、選別精度を向上させるため、小さくても商品価値に影響のある濃い不良粒状物が選別できるよう解像度を高くすることができるとともに、商品価値に影響のない小さくて淡い不良部位を有する粒状物を選別することがなく、歩留まりよく選別できるようになった。
【００４１】
また、不良粒状物の判別に加えて不良粒状物の中心位置を求めるようにしたので、粒状物のどの位置に不良部位が存在しても粒状物のほぼ中心位置に選別排除作用を与えることができ、これにより他の粒状物を巻き添えにすることが少なくなった。したがって、商品価値を低下させる不良粒状物だけを選別することができるとともに、不良品側に良品を巻き添えにしない選別が行なえるので、歩留まりの良い選別が行なえるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る粒状物選別装置の概略側断面図である。
【図２】粒状物選別装置のシュートとノズル及びセンサー素子の関係を示す図である。
【図３】粒状物選別装置の制御装置のうちＣＣＤセンサーの信号処理を行うブロック図である。
【図４】ＣＣＤセンサーで受光した信号とその２値化信号を示す図である。
【図５】粒状物選別装置の制御装置のうちＩｎＧａＡｓセンサーの信号処理を行うブロック図である。
【図６】着色部分の検出を示す画像処理のイメージ図である。
【図７】米粒外形の検出を示す画像処理のイメージ図である。
【図８】画像処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１  粒状物選別装置
２  振動フィーダ装置
３  タンク部
４  米粒供給部
５  シュート
６  光学検出部
６ａ  光学検出部
６ｂ  光学検出部
７  可視光受光部
８  近赤外光受光部
９  照明用蛍光灯
１０  照明用蛍光灯
１１  照明用ハロゲンランプ
１２  背景板
１３  開口部
１３ａ，１３ｂが開設してある。
１５  選別部
１６  ノズル
１７  エアーパイプ
１８  開閉バルブ
２０  制御装置
２２  不良品排出口
２３  精品排出口
２５  コンパレータ
２６  コンパレータ
２７  コンパレータ
２８  画像処理ボード
２９  遅延回路
３０  画像メモリ
３１  記憶回路
３２  ＣＰＵ
３３  入出力回路
３４  開閉バルブ
４０  不良検出
４１  中心検出
５０  アナログ・デジタル変換回路
５１  コンパレータ
５２  コンパレータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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