具有显示控制设备的颗粒颜色分选装置转让专利
申请号 : CN200410068665.2
文献号 : CN100580433C
文献日 : 2010-01-13
发明人 : 池田宪政 , 池田信义
申请人 : 株式会社佐竹制作所
摘要 :
提供了颜色分选装置(10)，其能够在面板上显示通过CCD传感器(16a、17a、16b、17b)采集的颗粒图像，并且在观察所显示的图像同时进行有缺陷颗粒的灵敏度控制。该颜色分选装置包括：轮廓处理器(31)，用于从采集的图像和轮廓阈值输出轮廓二进制数据；第一有缺陷确定电路(32)，以第一有缺陷像素二进制数据形式输出具有超出第一阈值的预定面积或更大的部分的颗粒的有缺陷部分；以及第二有缺陷确定电路(33)，以第二有缺陷像素二进制数据形式输出具有超出第二阈值的部分的颗粒的有缺陷部分，其中第二阈值大于第一阈值。第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器(40c)上显示。第二有缺陷像素二进制数据在用于部分着色的监视器(40b)上显示。轮廓二进制数据、第一和第二有缺陷像素二进制数据相结合，并且结合的数据在颗粒显示监视器(40a)上显示。操作者可以在观察上述显示的同时调整各个阈值。
权利要求 :
1.一种配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置(10)，包括：传送装置(13(11，12)，14)，用于连续传送颗粒；
照明装置(18a、18b)，用于在检测位置(O)照亮被传送的颗粒；
图像采集装置(16a、17a、16b、17b)，用于采集在检测位置被 照亮的颗粒的图像；
轮廓处理装置(31)，用于基于图像采集装置的图像信号与轮廓 阈值的比较，以轮廓二进制数据的形式输出颗粒的轮廓；
缺陷确定装置(32、33)，用于将具有超出与预定密度相对应的 阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并且以有缺陷像素二进制数据 的形式输出有缺陷颗粒的有缺陷部分；
颗粒显示装置(40a)，用于将从缺陷确定装置输出的有缺陷像素 二进制数据结合到从轮廓处理装置输出的轮廓二进制数据中，并显示 所结合的数据；
缺陷显示装置(40b、40c)，用于显示从缺陷确定装置输出的有 缺陷像素二进制数据；以及阈值调整装置(41)，用于在观察各个显示装置时改变阈值。
2.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中缺陷确定装置包括：第一缺陷确定装置(32)，用于将具有超出与第一密度相对应的 第一阈值的预定面积或更大面积部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以 第一有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分；以及第二缺陷确定装置(33)，用于将具有超出与大于第一密度的第 二密度相对应的第二阈值的部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第二 有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部分。
3.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中第一有缺陷像素二 进制数据代表淡且大的部分，第二有缺陷像素二进制数据代表浓着色 部分。
4.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中根据超出第一阈值 的连续的像素数确定预定的面积。
5.根据权利要求2的颗粒颜色分选装置，其中缺陷显示装置包括：第一缺陷显示装置(40c)，用于显示从第一缺陷确定装置输出的 第一有缺陷像素二进制数据；以及第二缺陷显示装置(40b)，用于显示从第二缺陷确定装置输出的 第二有缺陷像素二进制数据。
6.根据权利要求5的颗粒颜色分选装置，其中第一缺陷显示装置 (40c)是用于淡着色的监视器，第二缺陷显示装置(40b)是用于部 分着色的监视器。
7.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中颜色分选装置还包 括用于存储轮廓二进制数据和有缺陷像素二进制数据的图像存储器 (35)。
8.根据权利要求1的颗粒颜色分选装置，其中通过阈值调整装置 (41)手动调整阈值。
说明书 :
技术领域
本发明涉及用于颗粒的颜色分选装置，尤其涉及配备有显示控制 设备的颜色分选装置，所述显示控制设备被配置成能够感测由CCD传 感器采集的颗粒的图像，因而在操作板上显示该图像并在观察所显示 的图像的同时进行有缺陷的颗粒的检测灵敏度控制。
背景技术
当在传统颜色分选装置中进行背景或灵敏度的控制时，在观察所 显示的信号的同时，传感器信号在示波器或触摸板上显示从而进行控 制。更具体地，在传统的对于诸如淡着色颗粒和部分着色颗粒的有缺 陷颗粒的淡着色和部分着色的灵敏度控制中，在观察实际分选条件 时，基于相对于被设为100％的背景电信号平下降的幅度，进行被认 为是有缺陷颗粒的信号的电平下降。图6示出了传统灵敏度控制的解 说图。在该图中，示出了其被感测电平相对于被设定为100％的背景 信号电平下降到75％或更低的颗粒被确定为淡着色的有缺陷颗粒， 而其被感测电平相对于被设定为100％的背景信号电平下降至50％ 或更低的颗粒被确定为部分着色的有缺陷颗粒。
上面所解释的传统的背景控制和灵敏度控制极大地依赖于人的 感觉和经验，这是由于这些控制在观察实际分选条件时进行，并且 CCD传感器如何实际感测颗粒、以及信号处理部分基于什么来将颗粒 检测为有缺陷的颗粒的问题是基于实际分选的结果估计的，而都没有 得到澄清。
然而，当所述控制只是基于实际分选结果作出时，存在这样的情 况，其中背景控制和灵敏度控制常常不是精确地与分选结果相关，这 是由于分选结果也受到其它因素的影响，这些因素包括喷射器的性 能、定时控制等，所述喷射器安装在用于有缺陷颗粒的感测装置的下 游侧。
在日本专利申请公开公报No.11-94749中公开了另一种传统技 术。在该公开中，公开了一种技术，其中各个光接收数据的光量的频 率分布显示在颜色分选装置的操作板上，并且操作者可以在观察该显 示的时候设定光量的适当范围(即，上限阈值和下限阈值之差)。然 而，该公开的技术也是从实际分选结果来确定是否适当地进行了阈值 控制或设定。因此，就控制依赖于操作者的感觉和经验而言，该技术 与前述现有技术没有区别。
如上所述，在上面解释的每一种现有技术中，通过观察实际分选 的有缺陷的颗粒，来确定用于感测有缺陷的颗粒的各个阈值是否处于 被适当设定的状态。此外，基于分选结果，有必要重复执行各个阈值 的控制，直到分选结果成为人的感觉和经验所认为的适当的分选结 果。
上面所解释的传统的背景控制和灵敏度控制极大地依赖于人的 感觉和经验，这是由于这些控制在观察实际分选条件时进行，并且 CCD传感器如何实际感测颗粒、以及信号处理部分基于什么来将颗粒 检测为有缺陷的颗粒的问题是基于实际分选的结果估计的，而都没有 得到澄清。
然而，当所述控制只是基于实际分选结果作出时，存在这样的情 况，其中背景控制和灵敏度控制常常不是精确地与分选结果相关，这 是由于分选结果也受到其它因素的影响，这些因素包括喷射器的性 能、定时控制等，所述喷射器安装在用于有缺陷颗粒的感测装置的下 游侧。
在日本专利申请公开公报No.11-94749中公开了另一种传统技 术。在该公开中，公开了一种技术，其中各个光接收数据的光量的频 率分布显示在颜色分选装置的操作板上，并且操作者可以在观察该显 示的时候设定光量的适当范围(即，上限阈值和下限阈值之差)。然 而，该公开的技术也是从实际分选结果来确定是否适当地进行了阈值 控制或设定。因此，就控制依赖于操作者的感觉和经验而言，该技术 与前述现有技术没有区别。
如上所述，在上面解释的每一种现有技术中，通过观察实际分选 的有缺陷的颗粒，来确定用于感测有缺陷的颗粒的各个阈值是否处于 被适当设定的状态。此外，基于分选结果，有必要重复执行各个阈值 的控制，直到分选结果成为人的感觉和经验所认为的适当的分选结 果。
发明内容
因此，为了克服前述的现有技术中的缺点，本发明的第一个目的 时提供一种颜色分选装置，其显示由在操作板上的诸如CCD传感器的 图像装置采集的颗粒的图像，从而允许操作者在观察所显示的图像时 精确地进行灵敏度控制。
此外，本发明的第二个目的是提供一种颜色分选装置，除了显示 由图像感测装置采集的颗粒的整体图像之外，其还具有基于不同的阈 值单独地显示具有浓着色部分的有缺陷颗粒(下文中称为部分着色颗 粒)和具有给定面积或更大面积的淡着色部分的另一种有缺陷的颗粒 (下文中称为淡着色颗粒)的性能。
另外，本发明的第三个目的是提供一种颜色分选装置，其在分选 之后能够回到过去，以显示和检查基于何种信号基础单独的有缺陷颗 粒被检测为有缺陷颗粒。
能获得上述的本发明的目的的根据本发明的配备显示控制设备 的颗粒分选装置，其特征在于包括：
传送装置，用于连续传送颗粒；
照明装置，用于在检测位置照亮被传送的颗粒；
图像采集装置，用于采集在检测位置被照亮的颗粒的图像；
轮廓处理装置，用于基于图像采集装置的图像信号与轮廓阈值的 比较，以轮廓二进制数据的形式输出颗粒的轮廓；
缺陷确定装置，用于将具有超出对应于预定密度的阈值的部分的 颗粒确定为有缺陷颗粒，并且以有缺陷像素二进制数据的形式输出有 缺陷颗粒的有缺陷部分；
颗粒显示装置，用于将从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进 制数据结合到从轮廓处理装置输出的轮廓二进制数据中，以显示颗 粒；
有缺陷显示装置，用于显示从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素 二进制数据；以及
阈值调整装置，用于在观察各个显示装置时改变阈值。
在上述颜色分选装置中，有缺陷确定装置包括第一有缺陷确定装 置，用于将具有超出与第一密度相对应的第一阈值的预定面积或更大 面积部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第一有缺陷像素二进制数据 的形式输出有缺陷部分；以及第二有缺陷确定装置，用于将具有超出 与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值的部分的颗粒确定为 有缺陷颗粒，并以第二有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部 分。
在上述颜色分选装置，第一有缺陷像素二进制数据代表淡且大的 部分(淡着色颗粒)，第二有缺陷像素二进制数据代表浓着色部分(部 分着色颗粒)。
在上述颜色分选装置中，根据每个超出第一阈值电平的连续像素 数确定所述给定的面积。
在上述颜色分选装置中，有缺陷显示装置包括第一有缺陷显示装 置，用于显示从第一有缺陷确定装置输出的第一有缺陷像素二进制数 据；以及第二有缺陷显示装置，用于显示从第二有缺陷确定装置输出 的第二有缺陷像素二进制数据。
在上述颜色分选装置中，第一有缺陷显示装置是用于淡着色的监 视器，第二有缺陷显示装置是用于部分着色的监视器。
上述颜色分选装置还可以包括用于存储轮廓二进制数据和有缺 陷像素二进制数据的图像存储器。
在上述颜色分选装置中，通过阈值可以被手动改变或调整。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，由 于能够在将有缺陷颗粒确定为有缺陷的之后，基于设定的灵敏度通过 显示装置可以控制灵敏度，因此可能比现有技术进行更精确的灵敏度 控制，其中在观察实际分选的颗粒的同时进行灵敏度控制等。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可 以单独地调整各个阈值，这是由于除了颗粒的整体图像之外，可以单 独地显示具有浓着色部分的有缺陷的颗粒(部分着色颗粒)和具有预 定面积或更大面积的淡着色部分的有缺陷的颗粒(淡着色颗粒)，这 两种颗粒是基于不同阈值而具有敏感性的。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可 以有助于问题解决，这是因为能够使用喷射器将进行颗粒的有缺陷确 定的部分从除去装置中完全分开，所述喷射器设置在关于精度部分的 下游侧。尤其是，当分选结果不令人满意时，即使尽管通过显示控制 设备令人满意地设定了灵敏度控制，操作者也能够立即得知这种不满 意结果的原因是由有缺陷的还是由于不适当地安装或调整喷射器引 起的。
此外，本发明的第二个目的是提供一种颜色分选装置，除了显示 由图像感测装置采集的颗粒的整体图像之外，其还具有基于不同的阈 值单独地显示具有浓着色部分的有缺陷颗粒(下文中称为部分着色颗 粒)和具有给定面积或更大面积的淡着色部分的另一种有缺陷的颗粒 (下文中称为淡着色颗粒)的性能。
另外，本发明的第三个目的是提供一种颜色分选装置，其在分选 之后能够回到过去，以显示和检查基于何种信号基础单独的有缺陷颗 粒被检测为有缺陷颗粒。
能获得上述的本发明的目的的根据本发明的配备显示控制设备 的颗粒分选装置，其特征在于包括：
传送装置，用于连续传送颗粒；
照明装置，用于在检测位置照亮被传送的颗粒；
图像采集装置，用于采集在检测位置被照亮的颗粒的图像；
轮廓处理装置，用于基于图像采集装置的图像信号与轮廓阈值的 比较，以轮廓二进制数据的形式输出颗粒的轮廓；
缺陷确定装置，用于将具有超出对应于预定密度的阈值的部分的 颗粒确定为有缺陷颗粒，并且以有缺陷像素二进制数据的形式输出有 缺陷颗粒的有缺陷部分；
颗粒显示装置，用于将从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素二进 制数据结合到从轮廓处理装置输出的轮廓二进制数据中，以显示颗 粒；
有缺陷显示装置，用于显示从有缺陷确定装置输出的有缺陷像素 二进制数据；以及
阈值调整装置，用于在观察各个显示装置时改变阈值。
在上述颜色分选装置中，有缺陷确定装置包括第一有缺陷确定装 置，用于将具有超出与第一密度相对应的第一阈值的预定面积或更大 面积部分的颗粒确定为有缺陷颗粒，并以第一有缺陷像素二进制数据 的形式输出有缺陷部分；以及第二有缺陷确定装置，用于将具有超出 与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值的部分的颗粒确定为 有缺陷颗粒，并以第二有缺陷像素二进制数据的形式输出有缺陷部 分。
在上述颜色分选装置，第一有缺陷像素二进制数据代表淡且大的 部分(淡着色颗粒)，第二有缺陷像素二进制数据代表浓着色部分(部 分着色颗粒)。
在上述颜色分选装置中，根据每个超出第一阈值电平的连续像素 数确定所述给定的面积。
在上述颜色分选装置中，有缺陷显示装置包括第一有缺陷显示装 置，用于显示从第一有缺陷确定装置输出的第一有缺陷像素二进制数 据；以及第二有缺陷显示装置，用于显示从第二有缺陷确定装置输出 的第二有缺陷像素二进制数据。
在上述颜色分选装置中，第一有缺陷显示装置是用于淡着色的监 视器，第二有缺陷显示装置是用于部分着色的监视器。
上述颜色分选装置还可以包括用于存储轮廓二进制数据和有缺 陷像素二进制数据的图像存储器。
在上述颜色分选装置中，通过阈值可以被手动改变或调整。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，由 于能够在将有缺陷颗粒确定为有缺陷的之后，基于设定的灵敏度通过 显示装置可以控制灵敏度，因此可能比现有技术进行更精确的灵敏度 控制，其中在观察实际分选的颗粒的同时进行灵敏度控制等。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可 以单独地调整各个阈值，这是由于除了颗粒的整体图像之外，可以单 独地显示具有浓着色部分的有缺陷的颗粒(部分着色颗粒)和具有预 定面积或更大面积的淡着色部分的有缺陷的颗粒(淡着色颗粒)，这 两种颗粒是基于不同阈值而具有敏感性的。
使用根据本发明的配备有显示控制设备的颗粒颜色分选装置，可 以有助于问题解决，这是因为能够使用喷射器将进行颗粒的有缺陷确 定的部分从除去装置中完全分开，所述喷射器设置在关于精度部分的 下游侧。尤其是，当分选结果不令人满意时，即使尽管通过显示控制 设备令人满意地设定了灵敏度控制，操作者也能够立即得知这种不满 意结果的原因是由有缺陷的还是由于不适当地安装或调整喷射器引 起的。
附图说明
通过参照附图对本发明的优选实施例的描述，本发明的上述和其 它目的、特征、优点将变得明显，附图如下：
图1是从侧向观察的根据本发明的颜色分选装置的截面示意 图。
图2是用于根据本发明的颜色分选装置的控制器的框图。
图3示出了CCD传感器接收到的信号和二进制信号；
图4示出了颗粒的整体图像以及有缺陷的部分，这些都在显示板 上显示；
图5示出了在根据本发明的颜色分选装置中进行的灵敏度控制 操作的流程图；以及
图6是表示灵敏度控制的概念的视图。
图1是从侧向观察的根据本发明的颜色分选装置的截面示意 图。
图2是用于根据本发明的颜色分选装置的控制器的框图。
图3示出了CCD传感器接收到的信号和二进制信号；
图4示出了颗粒的整体图像以及有缺陷的部分，这些都在显示板 上显示；
图5示出了在根据本发明的颜色分选装置中进行的灵敏度控制 操作的流程图；以及
图6是表示灵敏度控制的概念的视图。
具体实施方式
下面将参照附图中的例子描述执行本发明的优选实施方案。
图1～图5分别示出了执行本发明的实施方案的例子。图1是从 侧向观察时，根据本发明的颜色分选装置10的主要部分和内部结构 的截面示意图。颜色分选装置10具有包括槽或加料斗11和振动送料 器12的颗粒馈送部分13。应当注意，其型的颗粒是稻谷，但是不限 于稻谷。从颗粒馈送部分13馈送的颗粒通过倾斜的斜槽14自然连续 地向下流，斜槽14具有预定宽度，通过其在给定距离横向排列的颗 粒能够向下流，并且然后沿着预定的下落轨迹从斜槽底端释放到空气 中。
在预定的下落轨迹周围，对称地安装至少一对光学检测单元 15a、15b，使得所述下落轨迹在二者之间的中心。光学检测单元15a 包括CCD线传感器16a、17a、灯18a、背景板19a等。类似地，另一 光学检测单元15b包括CCD线传感器16b、17b、灯18b、背景板19b 等。光学检测单元15a、15b中的CCD线传感器16a、17a、16b、17b 采集到达下落轨迹中的检测位置O的颗粒的图像，并且将图像采集信 号传输到下面将描述的控制器20。根据从CCD线传感器输出的图形 采集信号，控制器20执行规定颗粒的轮廓以及有缺陷的颗粒的确 定。该控制器包括其构造将在后面描述。当控制器20检测到有缺陷 颗粒时，从控制器20向其中包含空气喷嘴21的消除单元22的开闭 阀23传输消除信号。消除单元22根据从控制器20传输来的消除信 号，从空气喷嘴21喷射出空气，从而只将有缺陷的颗粒从给定的下 落轨迹中吹出，通过有缺陷消除端口24将其消除到颜色分选装置的 外部。已经通过给定下落轨迹的正常颗粒通过正常颗粒收集端口25 收集，对于这些正常颗粒消除单元22不启动。
接下来，将参照图2描述用于处理从光学检测单元15a、16a中 的CCD线传感器16a、17a、16b、17b输出的图像采集信号的控制器 20。控制器20包括：轮廓比较器31，其中建立轮廓阈值；第一比较 器32，其中设立与第一密度相对应的第一阈值；第二比较器33，其 中设立与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值；图像处理电路 34，用于对上述比较器输出的信号进行图像处理；图像存储器35， 用于临时存储通过图像处理电路34处理的各个图像；以及输入/输出 电路36，用于控制后面将描述的外部装置和控制器20之间的信号。 控制器20还包括中央处理器(CPU)37，作为用来根据固定的程序控 制上述各部件操作的主要部件。上述各部件通过作为主要部件的CPU 37功能性地连接或者耦合在其间。
通过输入/输出电路36外部地连接到控制器20的部件包括显示 板40、消除单元22和阈值调整输入部分41。
现在，参照图3描述如何通过轮廓比较器31、第一比较器32和 第二比较器33检测颗粒的轮廓和有缺陷的颗粒。图3A代表当颗粒通 过例如CCD线传感器16a的扫描线时的信号。首先，当颗粒在通过时 超出以最低电平所设定的轮廓阈值时，感测颗粒的轮廓，并且检测到 的信号以代表颗粒轮廓的轮廓二进制数据的形式发送到图像处理电 路34，如图3B所示。
接下来，将描述在何种情况下，具有对应于相对淡的第一密度的 部分的颗粒被检测为有缺陷颗粒。此处，假设颗粒具有两个着色部分 F1、F2，其每个均具有相对淡的第一密度和不同区域。在这种情况下， 超出与第一密度相对应的第一阈值的信号在信号波形中对应于所述 着色部分F1、F2的两个位置上出现，如图3A所示。着色部分的区域 对应于像素数。可以理解，在位于前进方向上的第一位置处的淡着色 部分F1中的像素数是四(4)，而在位于第二位置处的着色部分F2 中的像素数是三(3)。在本发明的实施例中，从第一比较器32输出 的信号被设定为以便只有具有大于四(4)个像素的淡着色部分才代 表有缺陷颗粒。使用上述的设定，只有对应于着色部分F1的数据才 在代表超出第一阈值的有缺陷颗粒的第一有缺陷像素二进制数据中 出现，如图3C所示，并且被发送到后面的图像处理电路34。由于只 具有例如部分F2的部分的颗粒，虽然其是淡着色但是着色区域相对 小，其在本发明中被作为正常颗粒对待，因此可能提高分选操作的生 产率。
下面描述具有与大于第一密度的第二密度相对应的着色部分F3 的颗粒如何被检测为有缺陷颗粒。在这种情况下，超出与第二密度相 对应的第二阈值的信号响应于信号波形中的部分F3出现，如图3A所 示。在这种情况下，由于信号具有浓着色部分，因此不管着色部分的 面积大小，颗粒都被认为是有缺陷颗粒，并且检测到的信号以代表超 出第二阈值的有缺陷部分的第二有缺陷像素二进制数据的形式传输 到图像处理电路34，如图3D所示。
虽然在上面的描述中假设颗粒具有不同面积的两个淡着色部分 和一个浓着色部分，但是颗粒中着色部分的实际数量是不确定的。从 上面的描述可以理解，如果颗粒中的所有着色部分只是对应于上述的 部分F2的部分，其中部分F2的着色部分具有相对小的面积并且是淡 着色的，则这样的颗粒会被确定为正常颗粒，这是因为这种着色部分 不会给产品质量带来很多不能接受的不利影响。
下面，将参照图4描述由CCD传感器采集的颗粒图像以何种方式 在显示板40上显示。设置根据本发明的显示控制设备，使得其只在 开始稳态或运行操作之前的调整时间处启动。在调整时间上使用的颗 粒的样品是正常颗粒和具有其面积和密度预先已知的着色部分的有 缺陷颗粒的混合物。当在根据本发明的颜色分选装置中流动这些颗粒 的样品时，着色部分的面积和密度通过如图2所示的图像处理电路34 与各个颗粒的轮廓相结合，并且结合的图像在显示板40上安装的颗 粒显示监视器40a上显示。这就是说，图4A代表由CCD传感器采集 的向下流动颗粒样品的整体图像。当直接显示实际向下流动的状态 时，由于颗粒样品的流动太快，使得操作者观察该显示是困难的，因 此优选在图像储存器35中一次存储采集的图像，将图像显示的速度 降低到适当的速度，并且以慢显示模式显示所述图像。或者，如果需 要也可能以静止图像的形式显示所采集的图像。
图4B示出了一种状态，其中从第二比较器33输出的第二有缺陷 像素二进制数据在对于部分着色的监视器40b上只显示已经被确定 为有缺陷的浓着色颗粒，在第二比较器33中密的第二阈值被设定为 将被比较的值，监视器40b通过图像处理电路34和输入/输出电路36 安装在显示板40上。图中的虚线方便地示出了对应于在颗粒显示监 视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的那些颗粒并不实 际在该监视器上显示。可以理解，由于基于第二阈值的有缺陷检测， 所以浓着色的颗粒被显示而不管那些面积的大小。也可能这样设置， 使得着色部分中的像素数响应于操作者对在用于部分着色的监视器 40b上显示的所述着色部分的触摸而被显示。
图4C示出了一种状态，其中从第一比较器32输出的第一有缺陷 像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上只显示已经被确定为 有缺陷的淡着色颗粒，在第一比较器32中第一阈值被设定为将被比 较的值，监视器40c通过图像处理电路34和输入/输出电路36安装 在显示板40上。与上面所述的相似，图中的虚线方便地示出了对应 于在颗粒显示监视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的 那些颗粒并不实际在监视器上显示。在这种情况下，需要考虑着色颗 粒的面积，这是由于缺陷确定是基于第一阈值。只有每个均具有给定 面积或更大的着色颗粒才在用于淡着色的监视器40c上显示为有缺 陷颗粒。可以理解，位于颗粒显示监视器40a顶部右侧、每个都具有 小于预定面积的面积的两个颗粒不被认为是有缺陷的，它们被作为正 常颗粒对待。注意，在这种情况下，同前面的情况，也可能这样设置， 使得淡着色部分中的像素数响应于操作者对显示在用于淡着色的监 视器40c上的所述着色部分的触摸而被显示。
由于相对于作为有缺陷颗粒在用于部分着色的监视器40b上和 用于淡着色的监视器40c上显示的颗粒，消除信号从控制器20通过 输入/输出电路36发送到消除单元22，所以当没有对应于前述有缺 陷颗粒的颗粒包含在被分选出来的颗粒中的有缺陷颗粒中时，操作者 能够理解消除单元22的操作时序等没有被适当调整。因此，使用根 据本发明的颜色分选装置，问题解决变得相当容易。
当在例如前一次调整时间处，其后各个阈值被一次调整，没有被 处理成有缺陷颗粒而被认为是正常颗粒的颗粒(例如，在颗粒显示监 视器40a的右上处显示的两个淡着色颗粒，如图4A所示)重新需要 被处理成有缺陷颗粒时，这种变化可以通过将图3中所描述的像素数 从四(4)变为三(3)、或者通过操作阈值调整输入部分41以改变 阈值本身来轻易实现。由于在前一次时间的调整状态已经存储在图像 存储器35中，这种重新设置和改变可以容易做到。通过再次流动和 分选颗粒样品，可以容易地确认是否已经通过改变阈值或作出重新设 置进行了颗粒的预期分选。
现在，将参照图5描述在稳态或运行操作之前，要进行的灵敏度 控制操作的流程。在步骤51中，颗粒的原料或样品被送进根据本发 明的颜色分选装置10，然后操作开始。当颗粒样品到达检测位置时， 在步骤52中由CCD采集样品的图像。所采集的图像被同时并行地送 到轮廓比较器31、第一比较器32和第二比较器33。在轮廓比较器31 中，进行与轮廓阈值的比较，并且在步骤53中输出代表各个颗粒的 轮廓的轮廓二进制数据。与步骤53并列，在步骤54中，通过第一比 较器32将所采集图像信号与对应于相对淡的第一密度的第一阈值比 较，以产生二进制数据。此时，只有在具有超出第一阈值的预定像素 数或更多数目的颗粒在步骤55中被相继地感测的情况下，这些颗粒 被确定为有缺陷的并且以第一有缺陷像素二进制数据的形式输出。与 步骤53和54并列，在步骤56中，将所采集的图像信号与对应于相 对浓的第二密度的第二阈值相比较，并且当该信号超出该第二阈值时 产生二进制数据。在这种情况下，在步骤57中颗粒被确定为有缺陷 颗粒，而不管像素数是否超出该第二阈值，并且有缺陷颗粒以第二有 缺陷像素二进制数据的形式输出。在步骤58中，在步骤55中获得的 第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上显示为淡 着色颗粒。在步骤59中，在步骤57中获得的第二有缺陷像素二进制 数据以部分着色颗粒的形式在用于部分着色的监视器40b上显示。在 步骤60中，在步骤53中获得的轮廓二进制数据、在步骤55中获得 的第一有缺陷像素二进制数据、和在步骤57中获得的第二有缺陷像 素二进制数据在图像处理电路34中相结合。在步骤61中，在步骤60 中获得的结合的图像在颗粒显示监视器40a上显示。在步骤62中， 从视觉上检查在步骤58和59中被确定为有缺陷颗粒的颗粒是否在分 离处理中被适当消除(分离)。当在视觉上确认有缺陷颗粒被适当消 除或分选出时，在步骤63中完成一系列调整操作，并且然后操作被 转移到稳态操作。作为在步骤62中的检查的结果，当注意到需要控 制时，在步骤64中通过阈值调整输入部分41设置新的阈值，并且操 作回到步骤51，其中进行初始样品的馈送。之后，再次进行上述步 骤。
注意，根据本发明的配备有显示控制设备的颜色分选装置不限于 上述通过附图示出的实例，自然，在不脱离本发明的实质的范围内可 以对本发明进行各种变型和改变。
图1～图5分别示出了执行本发明的实施方案的例子。图1是从 侧向观察时，根据本发明的颜色分选装置10的主要部分和内部结构 的截面示意图。颜色分选装置10具有包括槽或加料斗11和振动送料 器12的颗粒馈送部分13。应当注意，其型的颗粒是稻谷，但是不限 于稻谷。从颗粒馈送部分13馈送的颗粒通过倾斜的斜槽14自然连续 地向下流，斜槽14具有预定宽度，通过其在给定距离横向排列的颗 粒能够向下流，并且然后沿着预定的下落轨迹从斜槽底端释放到空气 中。
在预定的下落轨迹周围，对称地安装至少一对光学检测单元 15a、15b，使得所述下落轨迹在二者之间的中心。光学检测单元15a 包括CCD线传感器16a、17a、灯18a、背景板19a等。类似地，另一 光学检测单元15b包括CCD线传感器16b、17b、灯18b、背景板19b 等。光学检测单元15a、15b中的CCD线传感器16a、17a、16b、17b 采集到达下落轨迹中的检测位置O的颗粒的图像，并且将图像采集信 号传输到下面将描述的控制器20。根据从CCD线传感器输出的图形 采集信号，控制器20执行规定颗粒的轮廓以及有缺陷的颗粒的确 定。该控制器包括其构造将在后面描述。当控制器20检测到有缺陷 颗粒时，从控制器20向其中包含空气喷嘴21的消除单元22的开闭 阀23传输消除信号。消除单元22根据从控制器20传输来的消除信 号，从空气喷嘴21喷射出空气，从而只将有缺陷的颗粒从给定的下 落轨迹中吹出，通过有缺陷消除端口24将其消除到颜色分选装置的 外部。已经通过给定下落轨迹的正常颗粒通过正常颗粒收集端口25 收集，对于这些正常颗粒消除单元22不启动。
接下来，将参照图2描述用于处理从光学检测单元15a、16a中 的CCD线传感器16a、17a、16b、17b输出的图像采集信号的控制器 20。控制器20包括：轮廓比较器31，其中建立轮廓阈值；第一比较 器32，其中设立与第一密度相对应的第一阈值；第二比较器33，其 中设立与大于第一密度的第二密度相对应的第二阈值；图像处理电路 34，用于对上述比较器输出的信号进行图像处理；图像存储器35， 用于临时存储通过图像处理电路34处理的各个图像；以及输入/输出 电路36，用于控制后面将描述的外部装置和控制器20之间的信号。 控制器20还包括中央处理器(CPU)37，作为用来根据固定的程序控 制上述各部件操作的主要部件。上述各部件通过作为主要部件的CPU 37功能性地连接或者耦合在其间。
通过输入/输出电路36外部地连接到控制器20的部件包括显示 板40、消除单元22和阈值调整输入部分41。
现在，参照图3描述如何通过轮廓比较器31、第一比较器32和 第二比较器33检测颗粒的轮廓和有缺陷的颗粒。图3A代表当颗粒通 过例如CCD线传感器16a的扫描线时的信号。首先，当颗粒在通过时 超出以最低电平所设定的轮廓阈值时，感测颗粒的轮廓，并且检测到 的信号以代表颗粒轮廓的轮廓二进制数据的形式发送到图像处理电 路34，如图3B所示。
接下来，将描述在何种情况下，具有对应于相对淡的第一密度的 部分的颗粒被检测为有缺陷颗粒。此处，假设颗粒具有两个着色部分 F1、F2，其每个均具有相对淡的第一密度和不同区域。在这种情况下， 超出与第一密度相对应的第一阈值的信号在信号波形中对应于所述 着色部分F1、F2的两个位置上出现，如图3A所示。着色部分的区域 对应于像素数。可以理解，在位于前进方向上的第一位置处的淡着色 部分F1中的像素数是四(4)，而在位于第二位置处的着色部分F2 中的像素数是三(3)。在本发明的实施例中，从第一比较器32输出 的信号被设定为以便只有具有大于四(4)个像素的淡着色部分才代 表有缺陷颗粒。使用上述的设定，只有对应于着色部分F1的数据才 在代表超出第一阈值的有缺陷颗粒的第一有缺陷像素二进制数据中 出现，如图3C所示，并且被发送到后面的图像处理电路34。由于只 具有例如部分F2的部分的颗粒，虽然其是淡着色但是着色区域相对 小，其在本发明中被作为正常颗粒对待，因此可能提高分选操作的生 产率。
下面描述具有与大于第一密度的第二密度相对应的着色部分F3 的颗粒如何被检测为有缺陷颗粒。在这种情况下，超出与第二密度相 对应的第二阈值的信号响应于信号波形中的部分F3出现，如图3A所 示。在这种情况下，由于信号具有浓着色部分，因此不管着色部分的 面积大小，颗粒都被认为是有缺陷颗粒，并且检测到的信号以代表超 出第二阈值的有缺陷部分的第二有缺陷像素二进制数据的形式传输 到图像处理电路34，如图3D所示。
虽然在上面的描述中假设颗粒具有不同面积的两个淡着色部分 和一个浓着色部分，但是颗粒中着色部分的实际数量是不确定的。从 上面的描述可以理解，如果颗粒中的所有着色部分只是对应于上述的 部分F2的部分，其中部分F2的着色部分具有相对小的面积并且是淡 着色的，则这样的颗粒会被确定为正常颗粒，这是因为这种着色部分 不会给产品质量带来很多不能接受的不利影响。
下面，将参照图4描述由CCD传感器采集的颗粒图像以何种方式 在显示板40上显示。设置根据本发明的显示控制设备，使得其只在 开始稳态或运行操作之前的调整时间处启动。在调整时间上使用的颗 粒的样品是正常颗粒和具有其面积和密度预先已知的着色部分的有 缺陷颗粒的混合物。当在根据本发明的颜色分选装置中流动这些颗粒 的样品时，着色部分的面积和密度通过如图2所示的图像处理电路34 与各个颗粒的轮廓相结合，并且结合的图像在显示板40上安装的颗 粒显示监视器40a上显示。这就是说，图4A代表由CCD传感器采集 的向下流动颗粒样品的整体图像。当直接显示实际向下流动的状态 时，由于颗粒样品的流动太快，使得操作者观察该显示是困难的，因 此优选在图像储存器35中一次存储采集的图像，将图像显示的速度 降低到适当的速度，并且以慢显示模式显示所述图像。或者，如果需 要也可能以静止图像的形式显示所采集的图像。
图4B示出了一种状态，其中从第二比较器33输出的第二有缺陷 像素二进制数据在对于部分着色的监视器40b上只显示已经被确定 为有缺陷的浓着色颗粒，在第二比较器33中密的第二阈值被设定为 将被比较的值，监视器40b通过图像处理电路34和输入/输出电路36 安装在显示板40上。图中的虚线方便地示出了对应于在颗粒显示监 视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的那些颗粒并不实 际在该监视器上显示。可以理解，由于基于第二阈值的有缺陷检测， 所以浓着色的颗粒被显示而不管那些面积的大小。也可能这样设置， 使得着色部分中的像素数响应于操作者对在用于部分着色的监视器 40b上显示的所述着色部分的触摸而被显示。
图4C示出了一种状态，其中从第一比较器32输出的第一有缺陷 像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上只显示已经被确定为 有缺陷的淡着色颗粒，在第一比较器32中第一阈值被设定为将被比 较的值，监视器40c通过图像处理电路34和输入/输出电路36安装 在显示板40上。与上面所述的相似，图中的虚线方便地示出了对应 于在颗粒显示监视器40a上显示的各个颗粒的颗粒，并且具有虚线的 那些颗粒并不实际在监视器上显示。在这种情况下，需要考虑着色颗 粒的面积，这是由于缺陷确定是基于第一阈值。只有每个均具有给定 面积或更大的着色颗粒才在用于淡着色的监视器40c上显示为有缺 陷颗粒。可以理解，位于颗粒显示监视器40a顶部右侧、每个都具有 小于预定面积的面积的两个颗粒不被认为是有缺陷的，它们被作为正 常颗粒对待。注意，在这种情况下，同前面的情况，也可能这样设置， 使得淡着色部分中的像素数响应于操作者对显示在用于淡着色的监 视器40c上的所述着色部分的触摸而被显示。
由于相对于作为有缺陷颗粒在用于部分着色的监视器40b上和 用于淡着色的监视器40c上显示的颗粒，消除信号从控制器20通过 输入/输出电路36发送到消除单元22，所以当没有对应于前述有缺 陷颗粒的颗粒包含在被分选出来的颗粒中的有缺陷颗粒中时，操作者 能够理解消除单元22的操作时序等没有被适当调整。因此，使用根 据本发明的颜色分选装置，问题解决变得相当容易。
当在例如前一次调整时间处，其后各个阈值被一次调整，没有被 处理成有缺陷颗粒而被认为是正常颗粒的颗粒(例如，在颗粒显示监 视器40a的右上处显示的两个淡着色颗粒，如图4A所示)重新需要 被处理成有缺陷颗粒时，这种变化可以通过将图3中所描述的像素数 从四(4)变为三(3)、或者通过操作阈值调整输入部分41以改变 阈值本身来轻易实现。由于在前一次时间的调整状态已经存储在图像 存储器35中，这种重新设置和改变可以容易做到。通过再次流动和 分选颗粒样品，可以容易地确认是否已经通过改变阈值或作出重新设 置进行了颗粒的预期分选。
现在，将参照图5描述在稳态或运行操作之前，要进行的灵敏度 控制操作的流程。在步骤51中，颗粒的原料或样品被送进根据本发 明的颜色分选装置10，然后操作开始。当颗粒样品到达检测位置时， 在步骤52中由CCD采集样品的图像。所采集的图像被同时并行地送 到轮廓比较器31、第一比较器32和第二比较器33。在轮廓比较器31 中，进行与轮廓阈值的比较，并且在步骤53中输出代表各个颗粒的 轮廓的轮廓二进制数据。与步骤53并列，在步骤54中，通过第一比 较器32将所采集图像信号与对应于相对淡的第一密度的第一阈值比 较，以产生二进制数据。此时，只有在具有超出第一阈值的预定像素 数或更多数目的颗粒在步骤55中被相继地感测的情况下，这些颗粒 被确定为有缺陷的并且以第一有缺陷像素二进制数据的形式输出。与 步骤53和54并列，在步骤56中，将所采集的图像信号与对应于相 对浓的第二密度的第二阈值相比较，并且当该信号超出该第二阈值时 产生二进制数据。在这种情况下，在步骤57中颗粒被确定为有缺陷 颗粒，而不管像素数是否超出该第二阈值，并且有缺陷颗粒以第二有 缺陷像素二进制数据的形式输出。在步骤58中，在步骤55中获得的 第一有缺陷像素二进制数据在用于淡着色的监视器40c上显示为淡 着色颗粒。在步骤59中，在步骤57中获得的第二有缺陷像素二进制 数据以部分着色颗粒的形式在用于部分着色的监视器40b上显示。在 步骤60中，在步骤53中获得的轮廓二进制数据、在步骤55中获得 的第一有缺陷像素二进制数据、和在步骤57中获得的第二有缺陷像 素二进制数据在图像处理电路34中相结合。在步骤61中，在步骤60 中获得的结合的图像在颗粒显示监视器40a上显示。在步骤62中， 从视觉上检查在步骤58和59中被确定为有缺陷颗粒的颗粒是否在分 离处理中被适当消除(分离)。当在视觉上确认有缺陷颗粒被适当消 除或分选出时，在步骤63中完成一系列调整操作，并且然后操作被 转移到稳态操作。作为在步骤62中的检查的结果，当注意到需要控 制时，在步骤64中通过阈值调整输入部分41设置新的阈值，并且操 作回到步骤51，其中进行初始样品的馈送。之后，再次进行上述步 骤。
注意，根据本发明的配备有显示控制设备的颜色分选装置不限于 上述通过附图示出的实例，自然，在不脱离本发明的实质的范围内可 以对本发明进行各种变型和改变。