(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を切断する穀粒切断器と、
前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段と、
前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を走査して各粒の切断面画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段にて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像の胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する算出手段と、を有するコンピュータ装置と、
を有し、
前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成したことを特徴とする収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム。
【請求項２】
実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を切断する穀粒切断器と、
前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段と、
前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を走査して各粒の切断面画像を取得する撮像手段と、
前記撮像手段にて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した８種の分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する算出手段と、前記撮像手段、画像分析処理手段、算出手段の処理結果を記憶する記憶手段と、前記算出手段の算出結果を基に予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を作成する出力情報作成手段と、を有するコンピュータ装置と、
前記画像分析処理手段、出力情報作成手段の処理結果を画像、グラフ又は表として出力する出力手段と、
を有し、
前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成した収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムであって、
前記予め指定した８種の分類カテゴリー情報は、成熟前の収穫予定米粒で、切断面が全体的に透明化した粒を予測整粒とし、切断面の中央付近が白く環状になっている粒を乳白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央部分に帯状の白濁部分がある粒を心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している場合、それぞれ背白粒あるいは腹白粒となる予測白未熟粒とし、切断面が牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明化している粒を未判断粒とし、切断面の中心部がデンプンにより透明化し、外周部が白濁している粒を未判断粒とすること、
を特徴とする収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム。
【請求項３】
実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を切断する穀粒切断器と、
前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段と、
前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を走査して各粒の切断面画像を取得する画像スキャナと、
前記画像スキャナにて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した８種の分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像の胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する算出手段と、前記撮像手段、画像分析処理手段、算出手段の処理結果を記憶する記憶手段と、前記算出手段の算出結果を基に予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を作成する出力情報作成手段と、を有するコンピュータ装置と、
前記画像分析処理手段、出力情報作成手段の処理結果を画像、グラフ又は表として出力するプリンタ又は表示部と、
を有し、
前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成した収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムであって、
前記予め指定した８種の分類カテゴリー情報は、成熟前の収穫予定米粒で、切断面が全体的に透明化した粒を予測整粒とし、切断面の中央付近が白く環状になっている粒を乳白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央部分に帯状の白濁部分がある粒を心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している場合、それぞれ背白粒あるいは腹白粒となる予測白未熟粒とし、切断面が牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明化している粒を未判断粒とし、切断面の中心部がデンプンにより透明化し、外周部が白濁している粒を未判断粒とすること、
を特徴とする収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム。
【請求項４】
実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒を得る工程と、
玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を穀粒切断器で切断する工程と、
収穫予定米粒配列手段により前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する工程と、
前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を画像スキャナにより走査して各粒の切断面画像を取得する工程と、
コンピュータ装置を用いて、前記画像スキャナにて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を、成熟前の収穫予定米粒で、切断面が全体的に透明化した粒を予測整粒とし、切断面の中央付近が白く環状になっている粒を乳白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央部分に帯状の白濁部分がある粒を心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している場合、それぞれ背白粒あるいは腹白粒となる予測白未熟粒とし、切断面が牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明化している粒を未判断粒とし、切断面の中心部がデンプンにより透明化し、外周部が白濁している粒を未判断粒とする予め指定した８種の分類カテゴリー情報を参照して分析し、各粒を予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する処理、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像の胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する処理、この算出処理結果をもとに予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を作成する処理を行う工程と、
各粒の切断面画像、前記グラフ又は表をプリンタ又は表示部に出力する工程と、
を含み、
前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成したことを特徴とする収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、簡略容易に籾米又は玄米からなる収穫予定米の収穫時品質予測を高精度に実行できる収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム及び収穫時品質予測方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
農産物共済制度においては、災害による収量・品質の低下部分に対して共済金を受け取ることができるが、収穫前に農家から被害申告がなされ、共済組合等の調査員が立毛状態で圃場（田圃・たんぼ）調査を行うことにより損害程度を評価する必要がある。
【０００３】
病虫害や倒伏による被害では被害を受けたことがわかり易いため、農家による被害申告漏れはほとんど起きないが、日照不足や高温或いは乾燥風による乳白粒の多発のように立毛状態の稲の外観からは被害を予想することが難しい場合には、被害申告が行われず、共済金を受け取れない事態が発生する。
【０００４】
被害申告後、収穫までの間に損害評価の圃場調査が広範囲の地域で行われることを考えると、収穫前１０日前後の時期には被害申告が行われる必要がある。
このため、この時期に圃場の一部の穂を採取して、玄米品質を達観、あるいは穀粒判別器によって調査している例があるが、未熟玄米の外観調査では成熟時の品質を予測することは困難な状況にある。
【０００５】
また、圃場の一部の穂を採取して玄米品質を達観で調査する際に、専門の鑑定員の鑑定に委ねる例もあるが、この場合には、個々の鑑定員の鑑定結果にばらつきが生じ易く、客観性に欠け、更には鑑定員の養成に費用も嵩む。
【０００６】
従来においても、例えば、収穫前の玄米の外観品質評価から収穫時の乳白粒発生率を予測する手法(「玄米品質の早期判定可能時期」、群馬県農業技術センター，参照)が提案されているが、この手法では出穂後の積算気温が７５０℃以上（早期水稲の収穫前７日程度に相当）の時期に成熟期の品質はある程度予測が可能とされているものの、乳白粒の予測は難しいとされている。
【０００７】
更に、乳白粒発生率を水稲の乾物生産量と蓄積炭水化物量及び出穂後の積算温度から推定する方法(例えば、「水稲白未熟粒発生のモデル化と予測に関する研究」、日本作物学会紀事第７７巻，別号１，Ｐ148-149，2008年，参照)があるが、必要となるデータの採取が煩雑であり農業現場で使うことは難しい。
【０００８】
従来の予測手法のうち、モデル化による方法では、上記のように乾物重や炭水化物などの多くの生育データと気象データが必要となる点、収穫前の玄米を用いる場合には予測精度の低い点が問題となっており、個々の圃場における乳白粒の発生予測の利用には到っていない。
【０００９】
従来においては、本発明に係る籾米又は玄米からなる収穫予定米の収穫時品質予測を高精度に実行することができるような収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム、収穫時品質予測方法は存在しない。
あえて本発明の先行文献を挙げるとすると、本発明に直接関係するものではないが、玄米や籾米等の外観品質ではなく成分分析に係る装置としての特許文献１を挙げることができる。
特許文献１には、玄米や白米、更には籾米をも含めて、これらを損傷、劣化させることなくその成分測定を行うことを目的として、穀物試料が貯留される試料貯留室と、投光口及び受光口を有する測定室と、投光手段及び受光手段が配設される筐体とを備えた穀物の品質判定装置であって、投光手段を、近赤外光を含む照射光を発光する光源と、この光源から発光される照射光を測定用孔に向けて反射させるリフレクタと、一方の開口を光源及びリフレクタに臨ませ他方の開口を測定用孔に臨ませて光源と測定用孔との間に配設される反射筒とを備えて構成した穀物の品質評価装置が提案されている。
【００１０】
しかし、上述したように、特許文献１のものは外観品質ではなく成分分析に係る装置であり、穀物の品質評価装置の場合、玄米や籾米等の成分分析を主体とするものであり、本発明のような収穫予定米の収穫時品質予測システム、収穫時品質予測方法では勿論ない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００８−１７５７６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明が解決しようとする問題点は、鑑定人の目を介することが不要で、当該鑑定人育成のための費用が嵩むことがなく、予測作業を行う作業員が格別の専門的知識を有することも必要とせずに簡略容易に籾米又は玄米からなる収穫予定米の収穫時品質予測を高精度に実行することができるような収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム、収穫時品質予測方法が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムは、実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を切断する穀粒切断器と、前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段と、前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を走査して各粒の切断面画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段にて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像の胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する算出手段と、を有するコンピュータ装置と、を有し、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成したことを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、上記構成の穀粒切断器、収穫予定米粒配列手段、撮像手段、コンピュータ装置及び出力手段を用い、簡略な操作だけでこれまで収穫前の玄米品質別発生率の判定が外観で行われることによって生じていた予測のあいまいさ、及び鑑定人によって行われることによって生じていた費用と時間、当該鑑定人育成のための費用をかけることなく、分析結果の個人差を軽減し、かつ、収穫予定米のサンプル粒の予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒についての測定精度の向上、特に予測白未熟粒の発生割合の算出精度の向上を図ることも可能な収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムを実現し提供することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、上記構成の穀粒切断器、収穫予定米粒配列手段、撮像手段、コンピュータ装置及び出力手段を用い、簡略な操作だけでこれまで収穫前の玄米品質別発生率の判定が外観で行われることによって生じていた予測のあいまいさ、及び鑑定人によって行われることによって生じていた費用と時間、当該鑑定人育成のための費用をかけることなく、分析結果の個人差を軽減し、かつ、収穫予定米の粒のあらかじめ指定した８種の分類カテゴリーに関する予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒についての測定精度の向上、特に予測白未熟粒の発生割合の算出精度の向上を図ることも可能な収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムを実現し提供することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、上記構成の穀粒切断器、収穫予定米粒配列手段、画像スキャナ、コンピュータ装置及びプリンタ又は表示部を用い、簡略な操作だけでこれまで収穫前の玄米品質別発生率の判定が外観で行われることによって生じていた予測のあいまいさ、及び鑑定人によって行われることによって生じていた費用と時間、当該鑑定人育成のための費用をかけることなく、分析結果の個人差を軽減し、かつ、収穫予定米の粒のあらかじめ指定した８種の分類カテゴリーに関する予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒についての測定精度の向上、特に予測白未熟粒の発生割合の算出精度の向上を図ることも可能な収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムを実現し提供することができる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、上記構成の穀粒切断器、収穫予定米粒配列手段、画像スキャナ、コンピュータ装置及びプリンタ又は表示部を用い、上述した一連の工程を実行することによって、これまで収穫前の玄米品質別発生率の判定が外観で行われることによって生じていた予測のあいまいさ、及び鑑定人によって行われることによって生じていた費用と時間、当該鑑定人育成のための費用をかけることなく、分析結果の個人差を軽減し、かつ、収穫予定米の粒のあらかじめ指定した８種の分類カテゴリーに関する予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒についての測定精度の向上特に予測白未熟粒の発生割合の算出精度の向上を図ることも可能な収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測方法を実現し提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は本発明の実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムにおける穀粒切断器及び収穫予定米粒配列手段を示す概略斜視図である。
【図２】図２は本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムにおける撮像手段、コンピュータ装置、出力手段を示す概略斜視図である。
【図３】図３は本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムの概略ブロック図である。
【図４】図４は本実施例において、予測整粒とする切断面が全体的に透明な粒を示す説明図である。
【図５】図５は本実施例において、予測白未熟粒とする切断面の中央付近が白く環状になっている粒を示す説明図である。
【図６】図６は本実施例において、予測白未熟粒とする切断面の中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を示す説明図である。
【図７】図７は本実施例において、予測白未熟粒とする切断面の中央部分に帯状の白濁部分がある粒を示す説明図である。
【図８】図８は本実施例において、予測白未熟粒とする切断面の外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を示す説明図である。
【図９】図９は本実施例において、予測白未熟粒とする背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している粒を示す説明図である。
【図１０】図１０は本実施例において、未判断粒とする切断面が牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明、かつ、登熟初期においては外周付近の種皮が透明化している粒を示す説明図である。
【図１１】図１１は本実施例において、未判断粒とする切断面の中心部が透明化しており、その外周部が白濁している粒を示す説明図である。
【図１２】図１２は本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムにおける収穫予定米の粒の切断工程、撮像手段上への設置工程を示す説明図である。
【図１３】図１３は本実施例に係る白未熟粒発生程度が低い場合の収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム（玄米横断面観察の折れ線）と、図示しない穀粒判別器（残り折れ線）とを使用して求めた採取日、すなわち、予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を示すグラフであり、穀粒判別器で乳白粒・白死米と判定された玄米及び予測白未熟粒と判定された玄米の発生割合と収穫前日数との関係を示すもの（対照区；コシヒカリを鹿児島県農業総合開発センター圃場で栽培、図中における各シンボルの上下の線は標準誤差である）である。
【図１４】図１４は本実施例に係る白未熟粒発生程度が高い場合（出穂後２日〜２２日に遮光率５０％の黒寒冷紗を被覆）の収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムと、図示しない穀粒判別器とを使用して求めた採取日、すなわち、予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を示す折線グラフ（各折れ線の意味は図１３と同じ）であり、穀粒判別器で乳白粒・白死米と判定された玄米及び予測白未熟粒と判定された玄米の発生割合と収穫前日数との関係を示すもの（遮光区；出穂後２日〜２２日に遮光率５０％の黒寒冷紗を被覆）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明は、鑑定人の目を介することが不要で、当該鑑定人育成のための費用が嵩むことがなく、予測作業を行う作業員が格別の専門的知識を有することも必要とせずに簡略容易に籾米又は玄米からなる収穫予定米の収穫時品質予測を高精度に実行できる収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムを提供するという目的を、実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取され穀粒支持プレートの各孔に一粒ずつ納まった玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒の胴部を切断する穀粒切断器と、前記穀粒切断器により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段と、前記収穫予定米粒配列手段により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒の各切断面を走査して各粒の切断面画像を取得する撮像手段と、前記撮像手段にて取得した各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した８種の分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する算出手段と、
前記撮像手段、画像分析処理手段、算出手段の処理結果を記憶する記憶手段と、前記算出手段の算出結果を基に予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を作成する出力情報作成手段と、を有するコンピュータ装置と、前記画像分析処理手段、出力情報作成手段の処理結果を画像、グラフ又は表として出力する出力手段と、を有し、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の前記算出された発生割合によって、収穫日における白未熟粒の発生割合を予測するように構成した収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムであって、前記予め指定した８種の分類カテゴリー情報は、成熟前の収穫予定米粒で、切断面が全体的に透明化した粒を予測整粒とし、切断面の中央付近が白く環状になっている粒を乳白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の中央部分に帯状の白濁部分がある粒を心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、切断面の背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している場合、それぞれ背白粒あるいは腹白粒となる予測白未熟粒とし、切断面が牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明化している粒を未判断粒とし、切断面の中心部がデンプンにより透明化し、外周部が白濁している粒を未判断粒とする構成により実現した。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム、収穫時品質予測方法について詳細に説明する。
【００２１】
本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムは、図１及び図２に示すように、実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取された玄米又は籾米からなる多数の収穫予定米のサンプル粒Ｍの胴部を切断する穀粒切断器１と、前記穀粒切断器１により切断された多数の収穫予定米のサンプル粒Ｍの各切断面を表出させた状態に配列する収穫予定米粒配列手段４１と、前記収穫予定米粒配列手段４１により配列された多数の収穫予定米のサンプル粒Ｍの各切断面Ｍａを走査して各サンプル粒Ｍの切断面画像を取得するカラー画像スキャナのような撮像手段５１と、前記撮像手段５１にて取得した各サンプル粒Ｍの予め指定した分類カテゴリー情報に基づく分類、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合の算出、予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報の作成等を行うコンピュータ装置６１と、前記サンプル粒Ｍの切断面画像、グラフ又は表等の出力を行う出力手段であるプリンタ８１と、表示部６４を有している。
【００２２】
前記穀粒切断器１は、図１に示すように、上部が開口した四角箱型状で、底部に詳細は後述する穀粒支持プレート２１を載置するための矩形状の平坦部３を形成するとともに、この平坦部３の各辺から側壁部４を立設した装置本体２と、この装置本体２の一端側の側壁部４から他端側の側壁部４にわたって平行配置に架設した一対のガイド棒５と、一方のガイド棒５の外側の側壁部４に前記ガイド棒５と同方向に設けた直線状のラック６と、前記一端側の側壁部４の近傍位置において前記一対のガイド棒５に対して一端側から他端側にスライド可能に両側部を取り付けた移動体７と、この移動体７における前記ラック６側の位置に、垂直配置に取り付けたピニオン軸８と、このピニオン軸８に嵌着され、前記ラック６に嵌合させた図示しないピニオンと、前記ピニオン軸８の上端に固着した円形の操作ハンドル９と、前記移動体７の上面に対してネジ１１を用いて着脱可能に取り付けた例えば透明材からなる安全カバー１４と、前記移動体７の下面に取り付けた切断刃ホルダ１０と、この切断刃ホルダ１０の下面側にネジ１３を用いて着脱可能に取り付けた例えば市販のカッター刃からなる切断刃１２と、を有している。
【００２３】
前記切断刃１２は、操作ハンドル９の回転操作に応じて前記ガイド棒５により案内されつつラック６とピニオンとの噛合により図１の矢印ａ方向に移動する移動体７に連動して穀粒支持プレート２１の上面に沿って矢印ａ方向に移動するように構成している。
【００２４】
前記収穫予定米粒配列手段４１は、穀粒支持プレート２１と、サンプル粒Ｍの収容前の穀粒支持プレート２１上に被せて各サンプル粒Ｍの整列を補助する整列補助具２３と、切断処理後の各サンプル粒Ｍを収容した状態の穀粒支持プレート２１上に被せて、各サンプル粒Ｍの切断面Ｍａを撮像手段５１へ向けて設置するための透明被体（透明シャーレ）３１と、を有している。
【００２５】
前記穀粒支持プレート２１は、図１に示すように、ほぼ直方体状に形成されるとともに、その上面部２１ａには、図示する実施例では例えば、縦方向に１０列、横方向に１０列の配置で例えば合計１００個のサンプル粒Ｍ用の孔（凹孔）２２を穿設しており、図２に示すように合計１００個の孔２２から各々サンプル粒Ｍをほぼ上半部が上方に突出する状態で収容した状態で前記平坦部３上に固定配置されるようになっている。
【００２６】
前記穀粒支持プレート２１の前記平坦部３上への固定は、例えば、平坦部３の上面に前記穀粒支持プレート２１の底部形状に対応した形状の凹陥部を設ける等の例を挙げることができる。
【００２７】
前記整列補助具２３は、前記穀粒支持プレート２１の上面部２１ａの寸法より僅かに大きい寸法を持つ矩形状の平坦部２３ａに、前記穀粒支持プレート２１の各孔２２に対応する孔径で、かつ、対応する個数（縦方向に１０列、横方向に１０列の配置で例えば合計１００個）の整列補助孔（貫通孔）２４を設けるとともに、平坦部２３ａの四辺をこの平坦部２３ａから上下に突出する側壁部２５で囲んだ形状に構成している。
そして、前記側壁部２５における平坦部２３ａの位置よりも下側部分を前記穀粒支持プレート２１の外周への嵌装用として機能させて、また、前記側壁部２５における平坦部２３ａの位置よりも上側部分で囲まれる空間を、サンプル粒Ｍの整列補助空間として機能させるように構成している。
【００２８】
前記透明被体３１は、前記穀粒支持プレート２１の上面部２１ａの寸法より僅かに大きい寸法を持つ矩形状で、透明合成樹脂等の透明材からなる平坦部３１ａと、この平坦部３１ａの四辺から立設した側壁部３２とを有し、前記穀粒支持プレート２１の上面部２１ａ上に前記平坦部３１ａを密接する状態で被せることが可能となるように構成している。
【００２９】
前記コンピュータ装置６１は、図３に示すように、全体の動作を制御するプログラムを格納したプログラムメモリ６２と、前記プログラムに基づきシステム全体の制御を行う制御部６３と、液晶ディスプレイからなる出力手段を構成する表示部６４と、前記プリンタ８１に画像データ等を出力するプリンタインターフェース６５と、前記撮像手段５１用のインターフェース６６と、キーボード６７とを有している。
【００３０】
更に、前記コンピュータ装置６１は、予め指定した分類カテゴリー情報を記憶した分類カテゴリー情報記憶手段６８と、前記撮像手段５１にて取得した各サンプル粒Ｍの切断面画像における胚乳部の白濁部分を予め指定した前記分類カテゴリー情報を参照して分析し、予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒に分類する画像分析処理手段６９と、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各サンプル粒の切断面画像における胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を算出する算出手段７０と、前記撮像手段５１、画像分析処理手段６９、算出手段７０の処理結果を記憶するハードディスク等の記憶手段７１と、前記算出手段７０の算出結果を基に予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を作成する出力情報作成手段７２と、を有している。
【００３１】
次に、図４乃至図１２を参照して、前記分類カテゴリー情報記憶手段６８に予め記憶している予め指定した分類カテゴリー情報について詳細に説明する。
【００３２】
前記分類カテゴリー情報は、各サンプル粒Ｍの切断面Ｍａの画像情報を例えば８分類とするものである。
【００３３】
すなわち、前記分類カテゴリー情報記憶手段６８には、図４に示すような成熟前の収穫予定米粒で、切断面Ｍａが全体的に透明化した粒を予測整粒とし、図５に示すような切断面Ｍａの中央付近が白く環状になっている粒を乳白粒となる予測白未熟粒とし、図６に示すような切断面Ｍａの中央付近が核状に白濁し、その周辺部がすでに透明化している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、図７に示すような切断面Ｍａの中央部分に帯状の白濁部分がある粒を心白粒となる予測白未熟粒とし、図８に示すような切断面Ｍａの外周のほかに背側から中心部にかけて白濁している粒を乳白粒又は心白粒となる予測白未熟粒とし、図９に示すような背側あるいは腹側の外周付近のみが白濁している場合、それぞれ背白粒あるいは腹白粒となる予測白未熟粒とし、図１０に示すような切断面Ｍａが牛乳状のペースト状あるいは全体的に乳白色で不透明かつ登熟初期においては外周付近の種皮が透明化している粒を未判断粒とし、図１１に示すような切断面Ｍａの中心部が透明化しており、その外周部が白濁している粒を未判断粒とする分類カテゴリー情報が記憶されている。
【００３４】
次に、本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムによって、実際の収穫日より前の採取日に圃場から採取された玄米又は籾米からなる収穫予定米の収穫時品質予測処理における一連の流れを説明する。
【００３５】
まず、図１２に示すように、前記穀粒支持プレート２１上に整列補助具２３を載せ、平坦部２３ａを前記穀粒支持プレート２１の上面部２１ａに密接させて、整列補助具２３の各整列補助孔２４を穀粒支持プレート２１の各孔２２に合致させる。
【００３６】
次に、整列補助具２３の上方から例えば１００粒以上の収穫予定米のサンプル粒Ｍを投入して、整列補助具２３及び穀粒支持プレート２１を小刻みに揺する。
【００３７】
これにより、個々のサンプル粒Ｍは、整列補助具２３の各整列補助孔２４を経て穀粒支持プレート２１の各孔２２内に縦配置で一粒ずつ没入した状態になり、余分なサンプル粒Ｍは平坦部２３ａに残る。
【００３８】
次に、整列補助具２３を、余ったサンプル粒Ｍとともに穀粒支持プレート２１から取り外す。これにより、例えば合計１００個の孔２２から各々サンプル粒Ｍをほぼ上半部が上方に突出する状態で収容した状態の穀粒支持プレート２１を得ることができる。
【００３９】
次に、各孔２２に例えば１００個のサンプル粒Ｍが納まった状態の穀粒支持プレート２１を、前記穀粒切断器１の平坦部３の上面にセットする。
【００４０】
次に、前記操作ハンドル９を回転操作し、移動体７を前記ガイド棒５により案内させつつ図１の矢印ａ方向に移動させることにより、前記切断刃１２も前記穀粒支持プレート２１の上面に沿って矢印ａ方向に移動する。
【００４１】
これにより、前記切断刃１２が前記穀粒支持プレート２１から、ほぼ上半部が上方に突出する各サンプル粒Ｍの胴部を一挙に切断し、各サンプル粒Ｍにおける切断面Ｍａが各々表出する状態とする。
【００４２】
次に、前記上面部２１ａに各粒サンプルの切断面Ｍａが各々表出する状態となった前記穀粒支持プレート２１に対して、前記透明被体３１を被せ、その平坦部３１ａを穀粒支持プレート２１の上面部２１ａに密接させた後、前記穀粒支持プレート２１、透明被体３１を押さえ込みながら上下反転させ、透明被体３１の平坦部３１ａを下側配置とする。
【００４３】
次に、前記透明被体３１の平坦部３１ａを下側配置としたままこれらを前記撮像手段５１上に設置し、各サンプル粒Ｍの切断面Ｍａを透明被体３１の透明な平坦部３１ａを介して撮像面５２に臨ませる。
【００４４】
そして、前記撮像手段５１により各サンプル粒Ｍの切断面Ｍａを撮像し、その撮像データを前記コンピュータ装置６１に送る。
【００４５】
前記コンピュータ装置６１の画像分析処理手段６９は、前記プログラムよって前記撮像手段５１にて取得した各サンプル粒Ｍの切断面画像における胚乳部の白濁部分を、分類カテゴリー情報記憶手段６８に記憶している既述したような８種類の分類カテゴリー情報を参照して各々分析し、各サンプル粒Ｍ毎に予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒のいずれかに分類する。
【００４６】
前記撮像手段５１にて取得した１００個のサンプル粒Ｍの切断面画像、画像分析処理手段６９の分析結果は、前記記憶手段７１に記憶される。
【００４７】
また、前記コンピュータ装置６１の算出手段７０は、前記予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒とされた各サンプル粒の切断面画像の胚乳部の白濁部分の分析結果、及び予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒の個数情報を基に、前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合を穀粒支持プレートの各孔の数に相当する穀粒数を分母とし、予測白未熟粒とされた数を分子とする演算により算出する。予測白未熟粒の発生割合の情報も前記記憶手段７１に記憶される。
【００４８】
更に、前記出力情報作成手段７２は、前記算出手段７０の算出結果を基に予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報を例えば図１４に示す態様となるように作成する。
【００４９】
前記出力情報作成手段７２により作成された予測白未熟粒の発生割合に関するグラフ情報又は表情報は、前記プリンタ８１により又は前記表示部６４により、それぞれ可視的に出力される。また、前記各サンプル粒Ｍの切断面画像も必要に応じて前記プリンタ８１により又は前記表示部６４により可視的に出力される。
【００５０】
ここで、図１３、図１４を参照して、算出手段７０により算出する前記予測白未熟粒の発生割合がほとんど変化しない実際の収穫日に近い一定の期間における採取日の予測白未熟粒の発生割合の具体例について説明する。
【００５１】
図１３は、本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムと、本願出願人に係る製作の図示しない穀粒判別器とを使用して求めた採取日（収穫日前１４日）から実際の収穫日に至る期間における予測白未熟粒の発生割合を示す折線グラフを示すものである。
【００５２】
図１３において、●印で示す折線グラフは、本実施例に係る収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システムで予測白未熟粒と判定された玄米の発生割合と収穫前日数との関係を示すもの（対照区；コシヒカリを鹿児島県農業総合開発センター圃場で栽培）である。
【００５３】
また、△印で示す折線グラフは、図示しない穀粒判別器により乳白粒、白死米と判別されたサンプル粒Ｍに関しての予測白未熟粒の発生割合を示すものである。
【００５４】
一方、図１４は遮光区（出穂後２日〜２２日に遮光率５０％の黒寒冷紗を被覆したもの：コシヒカリを鹿児島県農業総合開発センター圃場で栽培したもの）における結果を示すものであり、穀粒判別器で乳白粒・白死米と判定された玄米及び予測白未熟粒と判定された玄米の発生割合と収穫前日数との関係を示すもの（遮光区；出穂後２日〜２２日に遮光率５０％の黒寒冷紗を被覆）である。図１３に示す場合と同様にして求めた予測白未熟粒の発生割合を示す折線グラフを示している。
【００５５】
なお、図１３、１４において、●印、△印の各シンボルに付した上下方向の割合幅を示す線は標準誤差を表すものである。
【００５６】
図１３、１４より、収穫前１０日以降では「玄米横断面観察」による白未熟発生割合が殆ど変化しない（図１３に示す例では１０％前後、図１４に示す例では３０％前後）ため、籾米、玄米の横断面を観察することによって、穀粒判別器による玄米外観検査よりも正確に収穫時の白未熟粒の発生割合が予測可能であることが分かる。
【００５７】
以上説明した本実施例によれば、上記構成の穀粒切断器１、収穫予定米粒配列手段４１、撮像手段５１であるカラー画像スキャナ、コンピュータ装置６１及びプリンタ８１又は表示部６４を用い、簡略な操作だけでこれまで収穫前の玄米品質別発生率の判定が外観で行われることによって生じていた予測のあいまいさ、及び鑑定人によって行われることによって生じていた費用と時間、当該鑑定人育成のための費用をかけることなく、分析結果の個人差を軽減し、かつ、収穫予定米の粒のあらかじめ指定した８種の分類カテゴリーに関する予測整粒、予測白未熟粒、未判断粒についての測定精度の向上を図ることも可能な収穫予定米の断面撮像画像を用いた収穫時品質予測システム、収穫時品質予測方法を実現することができる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明に係る収穫時品質予測システムは、収穫時における農業共済保障対象となる米類の客観的な確認に広範に適用でき、米類の共同乾燥施設において荷受時の生籾の仕分けに使用することによる産品の付加価値の向上に資することも可能である。
【符号の説明】
【００５９】
１    穀粒切断器
２    装置本体
３    平坦部
４    側壁部
５    ガイド棒
６    ラック
７    移動体
８    ピニオン軸
９    操作ハンドル
１０    切断刃ホルダ
１１    ネジ
１２    切断刃
１３    ネジ
１４    安全カバー
２１    穀粒支持プレート
２１ａ  上面部
２２    孔
２３    整列補助具
２３ａ  平坦部
２４    整列補助孔
２５    側壁部
３１    透明被体
３１ａ  平坦部
３２    側壁部
４１    収穫予定米粒配列手段
５１    撮像手段
５２    撮像面
６１    コンピュータ装置
６２    プログラムメモリ
６３    制御部
６４    表示部
６５    プリンタインターフェース
６６    インターフェース
６７    キーボード
６８    分類カテゴリー情報記憶手段
６９    画像分析処理手段
７０    算出手段
７１    記憶手段
７２    出力情報作成手段
８１    プリンタ
Ｍ    サンプル粒
Ｍａ  切断面
【図１】
0005716234.tif 000002
【図２】
0005716234.tif 000003
【図３】
0005716234.tif 000004
【図４】
0005716234.tif 000005
【図５】
0005716234.tif 000006
【図６】
0005716234.tif 000007
【図７】
0005716234.tif 000008
【図８】
0005716234.tif 000009
【図９】
0005716234.tif 000010
【図１０】
0005716234.tif 000011
【図１１】
0005716234.tif 000012
【図１２】
0005716234.tif 000013
【図１３】
0005716234.tif 000014
【図１４】
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