(57)【要約】【課題】本発明は、穀粒の画像分析による性状等を客観的、総合的に判定することができる穀粒判定装置を提供する。【解決手段】本発明の穀粒判定装置１は、玄米、精米等の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成され、染色粒を収容するコンパートメント２Ａと、コンパートメント２Ａの各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニット３と、撮像ユニット３による取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、その判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する液晶ディスプレイ５、プリンタ７からなる出力手段とを有するものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、
前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項２】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、
前記穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項３】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成され、染色粒を収容する穀粒収容手段と、
前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項４】
穀粒に対して染色を行う呈色液を満たした穀粒収容手段と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項５】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して染色を行う呈色液を満たした穀粒収容手段と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項６】
黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に呈色液を満たして構成され、玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して染色を行う呈色液を満たした穀粒収容手段と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段の各穴に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項７】
穀粒に対して呈色反応を行うｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段と、
前記ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、呈色された穀粒の画像分析処理によるｐＨ値の判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項８】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒を任意数整列状態で区分けして収容するとともに、呈色反応を行うｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段と、
前記ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記各染色粒の画像分析処理による平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、各染色粒の全体のｐＨ値ヒストグラムを判定する分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項９】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒を任意数整列させ下方に落下させる穀粒整列器と、穀粒整列器から落下する穀粒を区分けして収容するコンパートメントと、コンパートメントを収容する呈色反応を行うｐＨ指示薬を満たしたシャーレとを有する穀粒収容手段と、
前記ｐＨ指示薬を満たしたシャーレに収容した穴あきトレー内の各染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記各染色粒の画像分析処理による平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、各染色粒の全体のｐＨ値ヒストグラムを判定する分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項１０】
穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
高張液を満たした穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う過程と、
判定結果を可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１１】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
高張液を満たした穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
前記取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う過程と、
判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１２】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成した穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
前記取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う過程と、
判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し又はプリント出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１３】
呈色液を満たした穀粒収容手段により穀粒に対して染色を行う過程と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う過程と、
判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１４】
呈色液を満たした穀粒収容手段により玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して染色を行う過程と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う過程と、
判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１５】
黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に呈色液を満たして構成した穀粒収容手段により玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して染色を行う過程と、
前記呈色液を満たした穀粒収容手段の各穴に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う過程と、
前記判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し、又はプリント出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１６】
ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段により穀粒に対して呈色反応を行う過程と、
前記ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
取得画像を基に、呈色された穀粒の画像分析処理によるｐＨ値の判定を行う過程と、
判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１７】
ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段により、任意数整列状態で区分けして収容した玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して呈色反応を行う過程と、
前記ｐＨ指示薬を満たした穀粒収容手段に収容したままの染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記各染色粒の画像分析処理による平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、各染色粒の全体のｐＨ値ヒストグラムを判定する過程と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１８】
穀粒整列器により玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒を任意数整列させ下方に落下させる過程と、
穀粒整列器から落下する穀粒を区分けしてコンパートメントに収容する過程と、
ｐＨ指示薬を満たしたシャーレにコンパートメントを収容し呈色反応を行う過程と、
所定時間経過後、前記ｐＨ指示薬を満たしたシャーレに収容したコンパートメント内の各染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
取得画像を基に、前記各染色粒の画像分析処理による平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、各染色粒の全体のｐＨ値ヒストグラムを判定する過程と、
判定結果を可視的に表示し又はプリント出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項１９】
穀粒に対して呈色液による染色を行う手段として機能するとともに高張液を満たす手段としても機能する穀粒収容手段と、前記高張液又は呈色液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、該撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定、ｐＨ値判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段とを有するとともに、外部装置との通信機能を備える穀粒判定装置と、
この穀粒判定装置と通信機能を介して接続した穀粒の成分分析を行う成分分析器と、
を有することを特徴とする穀粒判定システム。
【請求項２０】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して呈色液による染色を行う手段として機能するとともに高張液を満たす手段としても機能する穀粒収容手段と、前記高張液又は呈色液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、該撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定、穀粒毎のｐＨ値、ｐＨ値の平均値、ｐＨ値ヒストグラムの判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けた情報、ｐＨ値情報を可視的に出力する出力手段とを有するとともに、外部装置との通信機能を備える穀粒判定装置と、
この穀粒判定装置と通信機能を介して接続した穀粒の成分分析を行う成分分析器と、
を有することを特徴とする穀粒判定システム。
【請求項２１】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して呈色液による染色を行う手段として機能するとともに高張液を満たす手段としても機能する穀粒収容手段と、前記高張液又は呈色液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、該撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定、穀粒毎のｐＨ値、ｐＨ値の平均値、ｐＨ値ヒストグラムの判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けた情報、ｐＨ値情報を可視的に表示する表示手段、プリント出力するプリンタからなる出力手段とを有するとともに、外部装置との通信機能を備える穀粒判定装置と、
この穀粒判定装置と通信機能を介して接続した穀粒の成分分析を行う成分分析器と、
を有することを特徴とする穀粒判定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀粒判定装置、穀粒判定方法及び穀粒判定システムに関し、詳しくは玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん粒等のような穀粒間の格差、ｐＨ値等を客観的、総合的に判定する穀粒判定装置、穀粒判定方法及び穀粒判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、玄米、精米等の穀粒の性状判定を行う場合において、穀粒一粒一粒毎の呈色反応の差異を調べるにあたって、事前に染色粒の水切り処理を行うことが殆どである。これは、穀粒を染色液に漬けたままでは呈色反応が進行してしまうこと、水に漬けたままでは退色すること等の理由からである。また、水等の浸透圧の低い液に浸した米粒は時間とともに膨潤して色や形状が変化してしまう。
【０００３】
しかし、水や反応試薬に漬けられた穀粒を水切りしたとはいえ、染色粒を空気に晒すと短時間のうちに表面に「亀甲状の亀裂」が入り、「見面」が変化してしまう嫌いがあった。
【０００４】
また、浸出液に呈色液を反応させて色調特徴を調べる方法もあったが、これは反応時間を厳密に規定しないと安定した結果は求められなかった。更に、穀粒のｐＨ値を求める場合に、従来のｐＨ染色法では、マスで捕らえていたものが多いが、マスで染色するとｐＨ値の違う穀粒があると、互いに影響し合い、中間の値となってしまうため正確な測定値が得られないという問題があった。
【０００５】
特許文献１には、水を貯留したトレイ内に、白米を浸漬させ、所定時間放置後スキャナにより白米を撮像し、撮像データに基づいて浸漬割粒の有無を判定するように構成した穀状被検査物状態判別装置が提案されている。
【０００６】
しかし、この穀状被検査物状態判別装置においては、穀粒を浸透圧の低い水に漬けたままスキャナにより白米、炊飯ごはんを撮像するものであるため、時間とともに白米が膨潤してしまい、形状変化等が生じて正確な性状判定が得られないという虞れがあった。かかる特許文献１に係る発明の問題点を本願発明は解決するものである。
【特許文献１】特開２００５−１７１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、精米、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等の穀粒の画像分析による穀粒間の格差、ｐＨ値等を客観的、総合的かつ安定して判定することができる穀粒判定装置が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１乃至３記載の発明によれば、玄米、精米等の穀粒に対する染色、高張液を満たした穀粒収容手段への収容、撮像ユニットによる染色粒の画像取得、分析判定処理手段による性状判定を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状分析を目視によることなく正確に行い、更に穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を安定した状態で実現できる穀粒判定装置を提供することができる。
【００１０】
特に、撮像ユニットにより撮像する際に染色粒を高張液を満たした穀粒収容手段へ入れたまま行うことから、染色粒を乾燥させる必要が無く、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持でき、穀粒の膨潤による経時変化を防止することもでき、穀粒の性状の的確な判定を実現できる穀粒判定装置を提供することができる。
【００１１】
請求項４乃至６記載の発明によれば、玄米、精米等の穀粒に対する呈色液による染色、呈色液に浸したままでの撮像ユニットにより染色粒の撮像、撮像データに基づく分析判定処理手段による性状判定を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状分析を目視によることなく正確に行い、更に穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を実現できる穀粒判定装置を提供することができる。特に呈色液に染色粒を浸したまま撮像ユニットによる撮像を行うことから、液切りの手間を無くし操作の簡便性を図ることができる。
【００１２】
請求項７乃至９記載の発明によれば、ｐＨ指示薬により呈色反応させた穀粒をｐＨ指示薬に浸したまま撮像ユニットにより撮像し、撮像データに基づく分析判定処理手段により一粒毎のｐＨ値、全体の平均値、ｐＨ値ヒストグラムを得てこれらのデータを可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒のｐＨ値の客観的、総合的判定を実現できる穀粒判定装置を提供することができる。また、穀粒収容手段により穀粒を任意数整列状態で区分けして収容する構成であることから、色混ざりを防ぎつつ各穀粒を呈色させてｐＨ値判定を正確に実現できる穀粒判定装置を提供することができる。
【００１３】
請求項１０乃至１２記載の発明によれば、玄米或いは精米等の穀粒に対する染色、高張液を満たした穀粒収容手段への収容、染色粒の画像取得、取得した穀粒画像に基づく性状判定の一連の処理を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状分析を目視によることなく正確に行い、更に穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を実現できる穀粒判定方法を提供することができる。
【００１４】
請求項１３乃至１５記載の発明によれば、請求項４乃至６記載の発明の場合と同様に、玄米、精米等の穀粒に対する呈色液による染色、呈色液に浸したままでの撮像ユニットにより染色粒の撮像、撮像データに基づく分析判定処理手段による性状判定を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状分析を正確に行い、更に、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を実現でき、特に呈色液に染色粒を浸したまま撮像ユニットによる撮像を行うことから、液切りの手間を無くし操作の簡便性を図ることができる穀粒判定方法を提供することができる。
【００１５】
請求項１６乃至１８記載の発明によれば、請求項７乃至９記載の発明の場合と同様に、ｐＨ指示薬により呈色反応させた穀粒をｐＨ指示薬に浸したまま撮像ユニットにより撮像し、この撮像データに基づく分析判定処理手段により一粒毎のｐＨ値、全体の平均値、ｐＨ値ヒストグラムを得てこれらのデータを可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒のｐＨ値の客観的、総合的判定を実現できる穀粒判定方法を提供することができる。また、穀粒収容手段により穀粒を任意数整列状態で区分けして収容するものであるから、色混ざりを防ぎつつ各穀粒を呈色させてｐＨ値判定を正確に実現できる穀粒判定方法を提供することができる。
【００１６】
請求項１９乃至２１記載の発明によれば、上述した穀粒判定装置の効果を奏することに加えて、通信機能を利用して成分分析器により分析する玄米、精米の水分、タンパク質、アミロース、脂肪酸（玄米のみ）、品質評価値等の測定値を穀粒判定装置に送信して表示したり、更にはプリント出力することができ、穀粒に関する総合的な品質評価システムとして機能させることが可能な穀粒判定システムを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明は、穀粒の画像分析による穀粒間の格差等を客観的、総合的に判定することができる穀粒判定装置を提供するという目的を、玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、黒色素材からなり、斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成され、染色粒を収容する穀粒収容手段と、前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、該撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１８】
以下に本発明に係る穀粒判定装置、穀粒判定システムの実施例を詳細に説明する。
【００１９】
図１、図２は、本実施例の穀粒判定装置１の外観構成を示すものであり、この穀粒判定装置１は、玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん等の穀粒任意数を列設収容可能であり、染色手段及び穀粒収容手段として機能するコンパートメント２Ａ及び高張液又は呈色液を満たすためのシャーレ２Ｂと、前記コンパートメント２Ａ及びシャーレ２Ｂを載置して載置したコンパートメント２Ａ内の染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニット（例えば、スキャナタイプの他、デジタルカメラ、ビデオカメラ等）３と、撮像ユニット３による取得画像を基に、前記染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行い、更には詳細は後述するが、ｐＨ指示薬法による任意数の染色粒毎のｐＨ値、各染色粒の平均ｐＨ値、各染色粒全体のｐＨ値ヒストグラム判定等を行う分析判定処理手段４、分析判定処理手段４による穀粒の性状やｐＨ値等の分析判定結果を可視的に出力する表示手段である液晶ディスプレイ５、必要な文字情報等を入力するキーボード６、分析判定処理手段４による穀粒の性状やｐＨ値等の分析判定結果をプリント出力するプリンタ７とを有している。
【００２０】
前記液晶ディスプレイ５とキーボード６とは、例えば制御部２０、分析判定処理手段４等を内蔵したノート型のコンピュータ本体８の構成要素として組み込まれている。
【００２１】
前記コンパートメント２Ａは、黒色の素材を用いて略直方体状に形成され、撮像ユニット３の画像走査方向に対して斜め方向に所要数（例えば７２個）の穀粒用の穴２ｃを穿設して構成され、各穴２ｃ内に貯留する高張液又は呈色液の液面での反射光による照り返しを防ぐために、その液面を十分に取り得る構造としている。
本実施例における前記染色手段及び穀粒収容手段として機能するコンパートメント２Ａは、安価で、誰でも簡単に一定量に分注することができ、穀粒の一粒一粒を混ざることなく染色できる構成とした装置である。この点、この種の従来における装置は、穀粒を一粒ずつ染色するのに、密閉された穴にマイクロピペット若しくは何連かのオートディスペンサーで染色液を分注していたが、この従来装置は、高価で、しかも誰もが気軽に、簡易に使えるものではないという問題があった。
【００２２】
前記コンパートメント２Ａの両側辺には、このコンパートメント２Ａ自体をシャーレ２Ｂの両側辺に引掛けつつシャーレ２Ｂ内に没入させる引掛突片２ｄ、２ｄを設けている。
【００２３】
ここに、本願において高張液とは、試料浸透圧と溶液浸透圧が同じ若しくは溶液浸透圧の方が高いものを意味するものと定義する。
【００２４】
また、高張液は、無色でｐＨ値が中性のグリセリン水溶液、エチレングリコール水溶液等のように呈色にはほとんど影響せず、取り扱いの容易なものを使用する。なお、高張液を使用する利点は、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、染色粒を必ずしも一定に配列する必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等である。
【００２５】
次に、本実施例において採用する呈色反応の例としては、以下の４例を挙げることができる。
（１）ｐＨ指示薬法（ｐＨ指示薬によってｐＨ値の違いを色付けする方法。自然酸化が進行すると酸度が増すことを利用。中性に近いものが新鮮）
（２）グアヤコール法（過酸化水素分解酵素の活性を色付けする方法。活性が強いものほど鮮度がいいと判断ができる。）
（３）ヨードデンプン法（モチ米とウルチ米を、主成分デンプンの呈色反応の色差を利用して識別する方法）
（４）ＮＥＷ  ＭＧ法（玄米から精米に加工するとき、糠層の剥離程度を染め分けによって判断する方法）
【００２６】
図３は、本実施例の穀粒判定装置１及び穀粒の成分分析を行う成分分析器５０を組み合わせた穀粒判定システムの制御系を示すものであり、前記穀粒判定装置１のコンピュータ本体８は、既述したような穀粒の性状判定、既述したようなｐＨ値判定のための制御プログラムを格納したプログラムメモリ１４と、前記制御プログラムを基に動作し、全体の動作制御、穀粒画像の分析判定処理のための制御を行う制御部２０とを有している。
【００２７】
前記制御部２０により、前記撮像ユニット３、液晶ディスプレイ５、キーボード６、プリンタ７、分析判定処理手段４の制御を行うようになっている。
【００２８】
更に、穀粒判定装置１のコンピュータ本体８は、前記撮像ユニット３により取得する画像や、分析判定処理の結果情報を記憶する例えば数十Ｇバイトの記憶容量を有するハードディスク又はＤＶＤ−ＲＡＭ等の記憶手段１２と、外部装置との間で情報通信を行う通信インターフェース１３とを備えている。
【００２９】
そして、必要に応じて成分分析器５０に備えた通信インターフェース５１と例えば通信ケーブル５２を用いて接続することで、穀粒判定システムを構成するようになっている。この他、通信ケーブル５２の替わりに、インターネット網等の通信ネットワークを介して成分分析器５０と接続する構成とすることも勿論可能である。
【００３０】
前記成分分析器５０は、例えば、玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん等のような各種穀粒の水分、タンパク質、アミロース、脂肪酸（玄米のみ）、品質評価値等を分析し、分析結果を得る構成としている。
【００３１】
次に、図４を参照して、前記撮像ユニット３の原理的構成を説明する。
前記撮像ユニット３は、反射光＋半透過光方式により穀粒（染色粒）の画像を撮像するように構成している。
【００３２】
すなわち、前記撮像ユニット３は、穀粒に光を照射する例えば白色冷陰極管蛍光ランプを用いた光源２１と、Ｒ，Ｇ，Ｂ構成のカラーＣＣＤセンサ２２と、前記光源２１から高張液を満たしたコンパートメント２Ａ内の穀粒に照射されて反射する反射光をカラーＣＣＤセンサ２２に向けて屈折するミラー２３と、前記撮像ユニット３の蓋体３ａの下面（コンパートメント２Ａに対向する面）に設けた反射板２４と、前記コンパートメント２Ａの下面に対して撮像ユニット３の内部を密封隔離する透明なガラス板２５とを具備している。
【００３３】
なお、既述したように、本発明における撮像ユニット３としては、図示するようなスキャナタイプの他、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の別の撮像手段を用いることもできる。
【００３４】
前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２は、図示しないが撮像ユニット３内に配置した駆動源により図３において矢印方向に駆動され、これにより、前記コンパートメント２Ａ内に収容した染色粒に対する画像読み取り走査を行い、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号を前記コンピュータ本体８に送信するようになっている。
【００３５】
次に、上述した構成の穀粒判定装置１を使用した玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等から選ばれる穀粒の判定方法について、（１）高張液を使用して穀粒の性状判定を行う場合、（２）呈色液を使用したまま穀粒の性状判定を行う場合、及び（３）穀粒のｐＨ値を判定する場合に分けて各々説明する。
【００３６】
（１）（高張液を使用して穀粒の性状判定を行う場合）
図５に示すように、まず、例えば精米を所要粒数用意し、この精米に対する呈色液を使用した染色を行う（ステップＳ１）。この場合の染色方法としては、精米を試験官に入れ呈色液を加えて所定時間放置する方法、前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに精米７２粒を入れ、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容して所定時間放置する方法、等を挙げることができる。
【００３７】
次に、染色処理を終えた穀粒、すなわち、染色粒７２粒を前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに入れ、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容する（ステップＳ２）。
【００３８】
次に、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ及び染色粒を収容したコンパートメント２Ａを前記撮像ユニット３のガラス板２５上にセットし（ステップＳ３）、蓋体３ａを閉じて前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２を図４に示すように矢印方向に駆動し、染色粒に対する画像読み取り走査を行い、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号、すなわち、染色粒の画像データを前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ４）。
【００３９】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４による染色粒の画像データに基づく染色粒の面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定等の画像分析処理を行う（ステップＳ５）。更に、この判定結果に基づき、前記染色粒の画像とその性状情報とを関連付けて前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示し、又はプリンタ７によりプリント出力する（ステップＳ６）。
【００４０】
以上の穀粒分析方法は、精米の他、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等に関しても同様に実行でき、特に炊飯ごはん粒の場合、その色と形の撮像結果から各ごはん粒毎に完全粒か砕粒かを判定し数値化することで、炊飯ごはん粒の良否を判定することも容易となる。
【００４１】
このような高張液を使用して精米等の穀粒の性状判定を行う方法によれば、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ内に染色粒を収容したコンパートメント２Ａを入れたまま染色粒を撮像しその画像データを得るようにしている。
【００４２】
従って、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等の優れた作用、効果を発揮させることができ、これにより、分析結果の正確性を期することができる。
【００４３】
（２）（呈色液を使用したまま穀粒の性状判定を行う場合）
図６に示すように、まず、前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに例えば精米７２粒を入れ（ステップＳ１１）、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容して所定時間放置する（ステップＳ１２）。
【００４４】
次に、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ及び染色粒を収容したコンパートメント２Ａを前記撮像ユニット３のガラス板２５上にセットし（ステップＳ１３）、蓋体３ａを閉じて前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２を図４に示すように矢印方向に駆動し、染色粒に対する画像読み取り走査を行い（ステップＳ１４）、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号、すなわち、染色粒の画像データを前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ１５）。
【００４５】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４による穀粒の画像データに基づく染色粒の面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定等の画像分析処理を行う（ステップＳ１６）。更に、この判定結果に基づき、前記染色粒画像とその性状情報とを関連付けて前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示し、又はプリンタ７によりプリント出力する（ステップＳ１７）。
【００４６】
以上の穀粒判定方法は、精米の他、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等に関しても同様に実行できる。
また、以上の穀粒判定方法において、呈色液をそのまま利用し撮像する場合の利点としては、呈色液の存在が試料表面の呈色程度の撮像に影響が少なく無視できる状態で、且つ、試料表面の呈色反応が比較的早く安定し、測定指定時間前後での時間格差による差異が少ない場合には、操作の簡便性のために液切りをしないで測定することができること、穀粒をコンパートメント２Ａに収納して呈色反応をさせるので各粒毎の色混ざりが少ないこと等を挙げることができる。
【００４７】
（３）（穀粒のｐＨ値を判定する場合）
この場合には、図７に示すように、前記コンパートメント２Ａ及びシャーレ２Ｂと、コンパートメント２Ａの穴２ｃに対応して穀粒整列収容及び落下用の７２個の穴３１を本体部に設け、把手３２を有する穀粒整列器３０と、ｐＨ指示薬入りの試薬瓶３３とを用意する。前記７２個の穴３１内に収容した穀粒は、例えば図示しないが穴付きスライド板のワンタッチ操作で一気に下方に落下させることができるように構成している。
【００４８】
そして、まず、図８に示すように、例えば精米の穀粒７２粒を穀粒整列器３０の各穴３１内に並べる（ステップＳ２１）。次に、シャーレ２ＢにｐＨ指示薬を入れ、コンパートメント２Ａをセットする（ステップＳ２２）。更に、穀粒整列器３０を載せ、この穀粒整列器３０からコンパートメント２Ａの各穴３１に一粒ずつ一気に落としこむ（ステップＳ２３）。これにより、判定処理したい穀粒７２粒に対してタイムラグなく同時に染色処理を実行することができる。
【００４９】
ｐＨ指示薬内に精米の穀粒が落下してから、所定時間後、例えば１０分後にｐＨ指示薬につけたままの染色粒を上述した場合と同様にして前記撮像ユニット３により撮像し（ステップＳ２４）、染色された７２粒の精米粒の画像データを取得し、前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ２５）。
【００５０】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４により染色粒７２粒分の平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、７２粒全体のｐＨ値ヒストグラム等が判定され（ステップＳ２６）、これらの判定結果は前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示され、又はプリンタ７によりプリント出力される（ステップＳ２７）。
【００５１】
このような穀粒のｐＨ値を判定する方法によれば、所要数の穀粒一粒毎に染色処理を行い、ｐＨ値に関して一粒毎の判定結果と、７２粒全体の平均値等の判定結果とを同時に得ることができる利点がある。
【００５２】
また、既述した場合と同様、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等の理由から、ｐＨ値に関する分析結果の正確性を期することができる。
【００５３】
上述した実施例において、穀粒の染色法としては、ｐＨ指示薬法の他、グアヤコール法、ヨードデンプン法、とう精度の測定のためのＮＥＷ  ＭＧ法等を採用することができる。これによって、うるち、もち、酒米などの玄米、精米に加えて、無洗米、新形質米についても上記の方法による定量評価ができる。
【００５４】
また、本実施例の穀粒判定装置１においては、総測定粒数に対する相対評価を行うものであり、呈色程度の評価は標準試料に対する相対値で示すようにしている。更にまた、穀粒間の色調格差の分布を厳正に評価し、１粒毎に部位の染色度合いの違いを見逃さない仕様となっている。
【００５５】
本実施例の穀粒判定装置１は、更にキャリブレーション機能を備え、日常的な精度確認を行い、異質試料取扱時に組成率が既知の試料と判別レベルを合わせる機能をも有している。
【００５６】
本実施例の穀粒判定装置１の更なる作用、効果としては、大量の穀粒画像のｐＨ分布もｐＨ指示薬を使用することで測定可能であり、分析画像を前記記憶手段１２に記憶、保存し、必要に応じて可視的に出力可能である。
【００５７】
また、試薬劣化の影響の緩和が可能であり、操作や判定に携わるオペレータの個人差を軽減し、測定穀粒全体の平均的特徴、粒間格差の特徴を評価できるという波及的効果をも発揮するものである。更に本実施例の穀粒判定装置１においては、玄米及び精米等の外観品質も詳細に観ることができる。
【００５８】
なお、本実施例の穀粒判定装置１において、区分可能な穀粒としては、玄米については標準６区分の他、基本３区分として整粒、胴割粒、その他の３種、詳細２１区分として標準６区分を更に詳細にした２１種を挙げることができ、精米については標準６区分の他、基本４区分として正常粒、砕粒、着色粒、その他の４種、詳細１７区分として標準６区分を更に詳細にした１７種を挙げることができる。
【００５９】
この他、本実施例の穀粒判定装置１においては亀裂粒、胚芽残存率及び胚芽残存等も区分可能であり、また、本実施例の穀粒判定装置１は粒形計測は粒長、粒幅、投影面積等の仕様を備えている。
【００６０】
次に、本実施例の穀粒システムについて説明する。
上述した穀粒判定装置１と前記成分分析器５０とを、図３に示すように、通信ケーブル５２により接続して組み合わせることで、上述した穀粒判定装置１の各機能を発揮できることに加えて、成分分析器５０により分析する玄米、精米の水分、タンパク質、アミロース、脂肪酸（玄米のみ）、品質評価値等の測定値を前記液晶ディスプレイ５に表示することができ、穀粒に関する総合的な品質評価システムとして機能させることが可能となる。更に、通信ネットワークを利用して社内、研究機関等に接続し、分析データやカラープリンタの共有、インターネット利用等広範な応用が可能となる。
【００６１】
更に、前記撮像ユニット３と、プリンタ７と、コンピュータ本体８とを、図９に示すように、把手１１ａ付きで開閉可能な直方体状に形成したバック型の収容ケース１１内に全て収容する構成とし、更に図示しないが前記コンパートメント２Ａ、呈色液、高張液、ｐＨ指示薬等を入れて容器を組み合わせることで、携帯可能で持ち運びに便利であり、しかもこれ一台のみで穀粒の性状、ｐＨ値等の測定分析処理を実行できるオールインワン型の穀粒判定装置１Ａを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
本発明は、上述したような玄米、精米等の穀粒の性状、ｐＨ値等の測定、判定処理に適用する他、麦、豆その他の各種の穀類粒の測定、判定処理に幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施例に係る穀粒判定装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】本実施例に係る穀粒判定装置におけるコンパートメント、シャーレを示す斜視図である。
【図３】本実施例に係る穀粒判定装置及び穀粒判定システムの概略ブロック図である。
【図４】本実施例に係る穀粒判定装置の撮像ユニットの概略構成図である。
【図５】本実施例に係る高張液を利用した穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図６】本実施例に係る呈色液を利用した穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図７】本実施例に係る呈色液を利用したｐＨ値判定のための用具類を示す概略斜視図である。
【図８】本実施例に係る呈色液を利用したｐＨ値判定のための穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図９】本実施例に係る穀粒判定装置の他例の外観構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
１    穀粒判定装置
１Ａ  穀粒判定装置
２Ａ  コンパートメント
２Ｂ  シャーレ
２ｃ  穴
２ｄ  引掛突片
３    撮像ユニット
３ａ  蓋体
４    分析判定処理手段
５    液晶ディスプレイ
６    キーボード
７    プリンタ
８    コンピュータ本体
９    試験管
１１    収容ケース
１１ａ  把手
１２    記憶手段
１３    通信インターフェース
１４    プログラムメモリ
２０    制御部
２１    光源
２２    カラーＣＣＤセンサ
２３    ミラー
２４    反射板
２５    ガラス板
３０    穀粒整列器
３１    穴
３２    把手
３３    試薬瓶
５０    成分分析器
５１    通信インターフェース
５２    通信ケーブル
【図１】
2007093516.tif 000003
【図２】
2007093516.tif 000004
【図３】
2007093516.tif 000005
【図４】
2007093516.tif 000006
【図５】
2007093516.tif 000007
【図６】
2007093516.tif 000008
【図７】
2007093516.tif 000009
【図８】
2007093516.tif 000010
【図９】
2007093516.tif 000011
【手続補正書】
【提出日】平成18年7月7日(2006.7.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、
前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項２】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、
前記穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項３】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、
黒色素材からなり、下記撮像ユニットの画像走査方向に対して斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成され、染色粒を収容する穀粒収容手段と、
前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、
この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状判定を行う分析判定処理手段と、
分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、
を有することを特徴とする穀粒判定装置。
【請求項４】
穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
高張液を満たした穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う過程と、
判定結果を可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項５】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒の穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
高張液を満たした穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
前記取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状判定を行う過程と、
判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【請求項６】
玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒の穀粒に対して試薬による染色を行う過程と、
黒色素材からなり、下記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程における撮像の画像走査方向に対して斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成した穀粒収容手段に染色粒を収容する過程と、
前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する過程と、
前記取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状判定を行う過程と、
判定結果に基づき、穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し又はプリント出力する過程と、
を含むことを特徴とする穀粒判定方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、穀粒判定装置、穀粒判定方法及び穀粒判定システムに関し、詳しくは玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん粒等のような穀粒間の格差、ｐＨ値等を客観的、総合的に判定する穀粒判定装置、穀粒判定方法及び穀粒判定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、玄米、精米等の穀粒の性状判定を行う場合において、穀粒一粒一粒毎の呈色反応の差異を調べるにあたって、事前に染色粒の水切り処理を行うことが殆どである。これは、穀粒を染色液に漬けたままでは呈色反応が進行してしまうこと、水に漬けたままでは退色すること等の理由からである。また、水等の浸透圧の低い液に浸した米粒は時間とともに膨潤して色や形状が変化してしまう。
【０００３】
しかし、水や反応試薬に漬けられた穀粒を水切りしたとはいえ、染色粒を空気に晒すと短時間のうちに表面に「亀甲状の亀裂」が入り、「見面」が変化してしまう嫌いがあった。
【０００４】
また、浸出液に呈色液を反応させて色調特徴を調べる方法もあったが、これは反応時間を厳密に規定しないと安定した結果は求められなかった。更に、穀粒のｐＨ値を求める場合に、従来のｐＨ染色法では、マスで捕らえていたものが多いが、マスで染色するとｐＨ値の違う穀粒があると、互いに影響し合い、中間の値となってしまうため正確な測定値が得られないという問題があった。
【０００５】
特許文献１には、水を貯留したトレイ内に、白米を浸漬させ、所定時間放置後スキャナにより白米を撮像し、撮像データに基づいて浸漬割粒の有無を判定するように構成した穀状被検査物状態判別装置が提案されている。
【０００６】
しかし、この穀状被検査物状態判別装置においては、穀粒を浸透圧の低い水に漬けたままスキャナにより白米、炊飯ごはんを撮像するものであるため、時間とともに白米が膨潤してしまい、形状変化等が生じて正確な性状判定が得られないという虞れがあった。かかる特許文献１に係る発明の問題点を本願発明は解決するものである。
【特許文献１】特開２００５−１７１９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明が解決しようとする問題点は、精米、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等の穀粒の画像分析による穀粒間の格差、ｐＨ値等を客観的、総合的かつ安定して判定することができる穀粒判定装置が存在しない点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、染色粒を収容する高張液を満たした穀粒収容手段と、前記高張液を満たした穀粒収容手段に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、この撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による性状判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果を可視的に出力する出力手段と、を有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
請求項１乃至３記載の発明によれば、玄米、精米の穀粒に対する染色、高張液を満たした穀粒収容手段への収容、撮像ユニットによる染色粒の画像取得、分析判定処理手段による性状判定を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状分析を目視によることなく正確に行い、更に穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示し、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を安定した状態で実現できる穀粒判定装置を提供することができる。
【００１０】
特に、撮像ユニットにより撮像する際に染色粒を高張液を満たした穀粒収容手段へ入れたまま行うことから、染色粒を乾燥させる必要が無く、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持でき、穀粒の膨潤による経時変化を防止することもでき、穀粒の性状の的確な判定を実現できる穀粒判定装置を提供することができる。
【００１１】
請求項４乃至６記載の発明によれば、玄米或いは精米の穀粒に対する染色、高張液を満たした穀粒収容手段への収容、染色粒の画像取得、取得した穀粒画像に基づく性状判定の一連の処理を行うことにより、染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状分析を目視によることなく正確に行い、更に穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に表示、またプリント出力を行うことができ、穀粒の性状の客観的、総合的判定を実現できる穀粒判定方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明は、穀粒の画像分析による穀粒間の格差等を客観的、総合的に判定することができる穀粒判定装置を提供するという目的を、玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒の穀粒に対して試薬による染色を行う染色手段と、黒色素材からなり、下記撮像ユニットの画像走査方向に対して斜め方向に穴を任意数穿設し、各穴に高張液を満たして構成され、染色粒を収容する穀粒収容手段と、前記穀粒収容手段の各穴に収容した染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニットと、該撮像ユニットによる取得画像を基に、前記染色粒の画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラムの性状判定を行う分析判定処理手段と、分析判定処理手段の判定結果に基づき、前記穀粒画像と穀粒の性状情報とを関連付けて可視的に出力する表示手段、プリンタからなる出力手段と、を有する構成により実現した。
【実施例】
【００１３】
以下に本発明に係る穀粒判定装置、穀粒判定システムの実施例を詳細に説明する。
【００１４】
図１、図２は、本実施例の穀粒判定装置１の外観構成を示すものであり、この穀粒判定装置１は、玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん等の穀粒任意数を列設収容可能であり、染色手段及び穀粒収容手段として機能するコンパートメント２Ａ及び高張液又は呈色液を満たすためのシャーレ２Ｂと、前記コンパートメント２Ａ及びシャーレ２Ｂを載置して載置したコンパートメント２Ａ内の染色粒を撮像し画像を取得する撮像ユニット（例えば、スキャナタイプの他、デジタルカメラ、ビデオカメラ等）３と、撮像ユニット３による取得画像を基に、前記染色粒ごとの画像分析処理による面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定を行い、更には詳細は後述するが、ｐＨ指示薬法による任意数の染色粒毎のｐＨ値、各染色粒の平均ｐＨ値、各染色粒全体のｐＨ値ヒストグラム判定等を行う分析判定処理手段４、分析判定処理手段４による穀粒の性状やｐＨ値等の分析判定結果を可視的に出力する表示手段である液晶ディスプレイ５、必要な文字情報等を入力するキーボード６、分析判定処理手段４による穀粒の性状やｐＨ値等の分析判定結果をプリント出力するプリンタ７とを有している。
【００１５】
前記液晶ディスプレイ５とキーボード６とは、例えば制御部２０、分析判定処理手段４等を内蔵したノート型のコンピュータ本体８の構成要素として組み込まれている。
【００１６】
前記コンパートメント２Ａは、黒色の素材を用いて略直方体状に形成され、撮像ユニット３の画像走査方向に対して斜め方向に所要数（例えば７２個）の穀粒用の穴２ｃを穿設して構成され、各穴２ｃ内に貯留する高張液又は呈色液の液面での反射光による照り返しを防ぐために、その液面の照り返しの像を十分に取り除き得る構造としている。
本実施例における前記染色手段及び穀粒収容手段として機能するコンパートメント２Ａは、安価で、誰でも簡単に一定量に分注することができ、穀粒の一粒一粒を混ざることなく染色できる構成とした装置である。この点、この種の従来における装置は、穀粒を一粒ずつ染色するのに、密閉された穴にマイクロピペット若しくは何連かのオートディスペンサーで染色液を分注していたが、この従来装置は、高価で、しかも誰もが気軽に、簡易に使えるものではないという問題があった。
【００１７】
前記コンパートメント２Ａの両側辺には、このコンパートメント２Ａ自体をシャーレ２Ｂの両側辺に引掛けつつシャーレ２Ｂ内に没入させる引掛突片２ｄ、２ｄを設けている。
【００１８】
ここに、本願において高張液とは、試料浸透圧と溶液浸透圧が同じ若しくは溶液浸透圧の方が高いものを意味するものと定義する。
【００１９】
また、高張液は、無色でｐＨ値が中性のグリセリン水溶液、エチレングリコール水溶液等のように呈色にはほとんど影響せず、取り扱いの容易なものを使用する。なお、高張液を使用する利点は、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、染色粒を必ずしも一定に配列する必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等である。
【００２０】
次に、本実施例において採用する呈色反応の例としては、以下の４例を挙げることができる。
（１）ｐＨ指示薬法（ｐＨ指示薬によってｐＨ値の違いを色付けする方法。自然酸化が進行すると酸度が増すことを利用。中性に近いものが新鮮）
（２）グアヤコール法（過酸化水素分解酵素の活性を色付けする方法。活性が強いものほど鮮度がいいと判断ができる。）
（３）ヨードデンプン法（モチ米とウルチ米を、主成分デンプンの呈色反応の色差を利用して識別する方法）
（４）ＮＥＷ  ＭＧ法（玄米から精米に加工するとき、糠層の剥離程度を染め分けによって判断する方法）
【００２１】
図３は、本実施例の穀粒判定装置１及び穀粒の成分分析を行う成分分析器５０を組み合わせた穀粒判定システムの制御系を示すものであり、前記穀粒判定装置１のコンピュータ本体８は、既述したような穀粒の性状判定、既述したようなｐＨ値判定のための制御プログラムを格納したプログラムメモリ１４と、前記制御プログラムを基に動作し、全体の動作制御、穀粒画像の分析判定処理のための制御を行う制御部２０とを有している。
【００２２】
前記制御部２０により、前記撮像ユニット３、液晶ディスプレイ５、キーボード６、プリンタ７、分析判定処理手段４の制御を行うようになっている。
【００２３】
更に、穀粒判定装置１のコンピュータ本体８は、前記撮像ユニット３により取得する画像や、分析判定処理の結果情報を記憶する例えば数十Ｇバイトの記憶容量を有するハードディスク又はＤＶＤ−ＲＡＭ等の記憶手段１２と、外部装置との間で情報通信を行う通信インターフェース１３とを備えている。
【００２４】
そして、必要に応じて成分分析器５０に備えた通信インターフェース５１と例えば通信ケーブル５２を用いて接続することで、穀粒判定システムを構成するようになっている。この他、通信ケーブル５２の替わりに、インターネット網等の通信ネットワークを介して成分分析器５０と接続する構成とすることも勿論可能である。
【００２５】
前記成分分析器５０は、例えば、玄米、精米、無洗米、炊飯ごはん等のような各種穀粒の水分、タンパク質、アミロース、脂肪酸（玄米のみ）、品質評価値等を分析し、分析結果を得る構成としている。
【００２６】
次に、図４を参照して、前記撮像ユニット３の原理的構成を説明する。
前記撮像ユニット３は、反射光＋半透過光方式により穀粒（染色粒）の画像を撮像するように構成している。
【００２７】
すなわち、前記撮像ユニット３は、穀粒に光を照射する例えば白色冷陰極管蛍光ランプを用いた光源２１と、Ｒ，Ｇ，Ｂ構成のカラーＣＣＤセンサ２２と、前記光源２１から高張液を満たしたコンパートメント２Ａ内の穀粒に照射されて反射する反射光をカラーＣＣＤセンサ２２に向けて屈折するミラー２３と、前記撮像ユニット３の蓋体３ａの下面（コンパートメント２Ａに対向する面）に設けた反射板２４と、前記コンパートメント２Ａの下面に対して撮像ユニット３の内部を密封隔離する透明なガラス板２５とを具備している。
【００２８】
なお、既述したように、本発明における撮像ユニット３としては、図示するようなスキャナタイプの他、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の別の撮像手段を用いることもできる。
【００２９】
前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２は、図示しないが撮像ユニット３内に配置した駆動源により図３において矢印方向に駆動され、これにより、前記コンパートメント２Ａ内に収容した染色粒に対する画像読み取り走査を行い、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号を前記コンピュータ本体８に送信するようになっている。
【００３０】
次に、上述した構成の穀粒判定装置１を使用した玄米、精米、無洗米又は炊飯ごはん粒等から選ばれる穀粒の判定方法について、（１）高張液を使用して穀粒の性状判定を行う場合、（２）呈色液を使用したまま穀粒の性状判定を行う場合、及び（３）穀粒のｐＨ値を判定する場合に分けて各々説明する。
【００３１】
（１）（高張液を使用して穀粒の性状判定を行う場合）
図５に示すように、まず、例えば精米を所要粒数用意し、この精米に対する呈色液を使用した染色を行う（ステップＳ１）。この場合の染色方法としては、精米を試験官に入れ呈色液を加えて所定時間放置する方法、前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに精米７２粒を入れ、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容して所定時間放置する方法、等を挙げることができる。
【００３２】
次に、染色処理を終えた穀粒、すなわち、染色粒７２粒を前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに入れ、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容する（ステップＳ２）。
【００３３】
次に、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ及び染色粒を収容したコンパートメント２Ａを前記撮像ユニット３のガラス板２５上にセットし（ステップＳ３）、蓋体３ａを閉じて前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２を図４に示すように矢印方向に駆動し、染色粒に対する画像読み取り走査を行い、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号、すなわち、染色粒の画像データを前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ４）。
【００３４】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４による染色粒の画像データに基づく染色粒の面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定等の画像分析処理を行う（ステップＳ５）。更に、この判定結果に基づき、前記染色粒の画像とその性状情報とを関連付けて前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示し、又はプリンタ７によりプリント出力する（ステップＳ６）。
【００３５】
以上の穀粒分析方法は、精米の他、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等に関しても同様に実行でき、特に炊飯ごはん粒の場合、その色と形の撮像結果から各ごはん粒毎に完全粒か砕粒かを判定し数値化することで、炊飯ごはん粒の良否を判定することも容易となる。
【００３６】
このような高張液を使用して精米等の穀粒の性状判定を行う方法によれば、高張液を満たしたシャーレ２Ｂ内に染色粒を収容したコンパートメント２Ａを入れたまま染色粒を撮像しその画像データを得るようにしている。
【００３７】
従って、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分から数時間維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等の優れた作用、効果を発揮させることができ、これにより、分析結果の正確性を期することができる。
【００３８】
（２）（呈色液を使用したまま穀粒の性状判定を行う場合）
図６に示すように、まず、前記コンパートメント２Ａの各穴２ｃに例えば精米７２粒を入れ（ステップＳ１１）、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ内にコンパートメント２Ａを収容して所定時間放置する（ステップＳ１２）。
【００３９】
次に、呈色液を満たしたシャーレ２Ｂ及び染色粒を収容したコンパートメント２Ａを前記撮像ユニット３のガラス板２５上にセットし（ステップＳ１３）、蓋体３ａを閉じて前記光源２１、ミラー２３、カラーＣＣＤセンサ２２を図４に示すように矢印方向に駆動し、染色粒に対する画像読み取り走査を行い（ステップＳ１４）、カラーＣＣＤセンサ２２の出力信号、すなわち、染色粒の画像データを前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ１５）。
【００４０】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４による穀粒の画像データに基づく染色粒の面積、粒長、粒幅、胴割、色調のヒストグラム等の性状判定等の画像分析処理を行う（ステップＳ１６）。更に、この判定結果に基づき、前記染色粒画像とその性状情報とを関連付けて前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示し、又はプリンタ７によりプリント出力する（ステップＳ１７）。
【００４１】
以上の穀粒判定方法は、精米の他、玄米、無洗米、炊飯ごはん粒等に関しても同様に実行できる。
また、以上の穀粒判定方法において、呈色液をそのまま利用し撮像する場合の利点としては、呈色液の存在が試料表面の呈色程度の撮像に影響が少なく無視できる状態で、且つ、試料表面の呈色反応が比較的早く安定し、測定指定時間前後での時間格差による差異が少ない場合には、操作の簡便性のために液切りをしないで測定することができること、穀粒をコンパートメント２Ａに収納して呈色反応をさせるので各粒毎の色混ざりが少ないこと等を挙げることができる。
【００４２】
（３）（穀粒のｐＨ値を判定する場合）
この場合には、図７に示すように、前記コンパートメント２Ａ及びシャーレ２Ｂと、コンパートメント２Ａの穴２ｃに対応して穀粒整列収容及び落下用の７２個の穴３１を本体部に設け、把手３２を有する穀粒整列器３０と、ｐＨ指示薬入りの試薬瓶３３とを用意する。前記７２個の穴３１内に収容した穀粒は、例えば図示しないが穴付きスライド板のワンタッチ操作で一気に下方に落下させることができるように構成している。
【００４３】
そして、まず、図８に示すように、例えば精米の穀粒７２粒を穀粒整列器３０の各穴３１内に並べる（ステップＳ２１）。次に、シャーレ２ＢにｐＨ指示薬を入れ、コンパートメント２Ａをセットする（ステップＳ２２）。更に、穀粒整列器３０を載せ、この穀粒整列器３０からコンパートメント２Ａの各穴３１に一粒ずつ一気に落としこむ（ステップＳ２３）。これにより、判定処理したい穀粒７２粒に対してタイムラグなく同時に染色処理を実行することができる。
【００４４】
ｐＨ指示薬内に精米の穀粒が落下してから、所定時間後、例えば１０分後にｐＨ指示薬につけたままの染色粒を上述した場合と同様にして前記撮像ユニット３により撮像し（ステップＳ２４）、染色された７２粒の精米粒の画像データを取得し、前記コンピュータ本体８に送信する（ステップＳ２５）。
【００４５】
次に、前記コンピュータ本体８において、前記分析判定処理手段４により染色粒７２粒分の平均ｐＨ値、一粒毎のｐＨ値、７２粒全体のｐＨ値ヒストグラム等が判定され（ステップＳ２６）、これらの判定結果は前記液晶ディスプレイ５により可視的に表示され、又はプリンタ７によりプリント出力される（ステップＳ２７）。
【００４６】
このような穀粒のｐＨ値を判定する方法によれば、所要数の穀粒一粒毎に染色処理を行い、ｐＨ値に関して一粒毎の判定結果と、７２粒全体の平均値等の判定結果とを同時に得ることができる利点がある。
【００４７】
また、既述した場合と同様、染色粒を乾燥させる必要が無いこと、呈色試薬で処理した穀粒の形状や色調を数十分維持できること、穀粒の膨潤による経時変化を防止できること等の理由から、ｐＨ値に関する分析結果の正確性を期することができる。
【００４８】
上述した実施例において、穀粒の染色法としては、ｐＨ指示薬法の他、グアヤコール法、ヨードデンプン法、とう精度の測定のためのＮＥＷ  ＭＧ法等を採用することができる。これによって、うるち、もち、酒米などの玄米、精米に加えて、無洗米、新形質米についても上記の方法による定量評価ができる。
【００４９】
また、本実施例の穀粒判定装置１においては、総測定粒数に対する相対評価を行うものであり、呈色程度の評価は標準試料に対する相対値で示すようにしている。更にまた、穀粒間の色調格差の分布を厳正に評価し、１粒毎に部位の染色度合いの違いを見逃さない仕様となっている。
【００５０】
本実施例の穀粒判定装置１は、更にキャリブレーション機能を備え、日常的な精度確認を行い、異質試料取扱時に組成率が既知の試料と判別レベルを合わせる機能をも有している。
【００５１】
本実施例の穀粒判定装置１の更なる作用、効果としては、大量の穀粒画像のｐＨ分布もｐＨ指示薬を使用することで測定可能であり、分析画像を前記記憶手段１２に記憶、保存し、必要に応じて可視的に出力可能である。
【００５２】
また、試薬劣化の影響の緩和が可能であり、操作や判定に携わるオペレータの個人差を軽減し、測定穀粒全体の平均的特徴、粒間格差の特徴を評価できるという波及的効果をも発揮するものである。更に本実施例の穀粒判定装置１においては、玄米及び精米等の外観品質も詳細に観ることができる。
【００５３】
なお、本実施例の穀粒判定装置１において、区分可能な穀粒としては、玄米については標準６区分の他、基本３区分として整粒、胴割粒、その他の３種、詳細２１区分として標準６区分を更に詳細にした２１種を挙げることができ、精米については標準６区分の他、基本４区分として正常粒、砕粒、着色粒、その他の４種、詳細１７区分として標準６区分を更に詳細にした１７種を挙げることができる。
【００５４】
この他、本実施例の穀粒判定装置１においては亀裂粒、胚芽残存率及び胚芽残存等も区分可能であり、また、本実施例の穀粒判定装置１は粒形計測は粒長、粒幅、投影面積等の仕様を備えている。
【００５５】
次に、本実施例の穀粒システムについて説明する。
上述した穀粒判定装置１と前記成分分析器５０とを、図３に示すように、通信ケーブル５２により接続して組み合わせることで、上述した穀粒判定装置１の各機能を発揮できることに加えて、成分分析器５０により分析する玄米、精米の水分、タンパク質、アミロース、脂肪酸（玄米のみ）、品質評価値等の測定値を前記液晶ディスプレイ５に表示することができ、穀粒に関する総合的な品質評価システムとして機能させることが可能となる。更に、通信ネットワークを利用して社内、研究機関等に接続し、分析データやカラープリンタの共有、インターネット利用等広範な応用が可能となる。
【００５６】
更に、前記撮像ユニット３と、プリンタ７と、コンピュータ本体８とを、図９に示すように、把手１１ａ付きで開閉可能な直方体状に形成したバック型の収容ケース１１内に全て収容する構成とし、更に図示しないが前記コンパートメント２Ａ、呈色液、高張液、ｐＨ指示薬等を入れて容器を組み合わせることで、携帯可能で持ち運びに便利であり、しかもこれ一台のみで穀粒の性状、ｐＨ値等の測定分析処理を実行できるオールインワン型の穀粒判定装置１Ａを提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、上述したような玄米、精米等の穀粒の性状、ｐＨ値等の測定、判定処理に適用する他、麦、豆その他の各種の穀類粒の測定、判定処理に幅広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例に係る穀粒判定装置の外観構成を示す斜視図である。
【図２】本実施例に係る穀粒判定装置におけるコンパートメント、シャーレを示す斜視図である。
【図３】本実施例に係る穀粒判定装置及び穀粒判定システムの概略ブロック図である。
【図４】本実施例に係る穀粒判定装置の撮像ユニットの概略構成図である。
【図５】本実施例に係る高張液を利用した穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図６】本実施例に係る呈色液を利用した穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図７】本実施例に係る呈色液を利用したｐＨ値判定のための用具類を示す概略斜視図である。
【図８】本実施例に係る呈色液を利用したｐＨ値判定のための穀粒判定方法を示すフローチャートである。
【図９】本実施例に係る穀粒判定装置の他例の外観構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    穀粒判定装置
１Ａ  穀粒判定装置
２Ａ  コンパートメント
２Ｂ  シャーレ
２ｃ  穴
２ｄ  引掛突片
３    撮像ユニット
３ａ  蓋体
４    分析判定処理手段
５    液晶ディスプレイ
６    キーボード
７    プリンタ
８    コンピュータ本体
９    試験管
１１    収容ケース
１１ａ  把手
１２    記憶手段
１３    通信インターフェース
１４    プログラムメモリ
２０    制御部
２１    光源
２２    カラーＣＣＤセンサ
２３    ミラー
２４    反射板
２５    ガラス板
３０    穀粒整列器
３１    穴
３２    把手
３３    試薬瓶
５０    成分分析器
５１    通信インターフェース
５２    通信ケーブル