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KR101288858B1 - Color sorting method of color sorter for grains - Google Patents

Color sorting method of color sorter for grains Download PDF

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Publication number
KR101288858B1
KR101288858B1 KR1020120114135A KR20120114135A KR101288858B1 KR 101288858 B1 KR101288858 B1 KR 101288858B1 KR 1020120114135 A KR1020120114135 A KR 1020120114135A KR 20120114135 A KR20120114135 A KR 20120114135A KR 101288858 B1 KR101288858 B1 KR 101288858B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
saturation
hue
color
data
brightness
Prior art date
Application number
KR1020120114135A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
장경언
박세현
Original Assignee
주식회사코마스
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사코마스 filed Critical 주식회사코마스
Priority to KR1020120114135A priority Critical patent/KR101288858B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101288858B1 publication Critical patent/KR101288858B1/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07CPOSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/34Sorting according to other particular properties
    • B07C5/342Sorting according to other particular properties according to optical properties, e.g. colour
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  • Multimedia (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)

Abstract

PURPOSE: A method to detect faults of a color sorting machine for grains is provided to prevent malfunction where a blank section is recognized as the fault by omitting a fault detecting process with respect to the blank section through a pre-processing process. CONSTITUTION: A method to detect faults of a color sorting machine for grains comprises the steps of: setting a target area to detect the fault on color flat surface displaying with data of hue (H), saturation (S), and lightness (L) (S101); continuously filming the surface of granularity flowing through a supply unit and a discharging unit by a camera (S102); continuously obtaining the data of H, S, and L from an image signal continuously filming the surface of the granularity (S103); determining a section where the average of H, S, and L signals continued for a predetermined section belongs in a HSL section (S104); and performing predetermined operation to sort the fault when H, S, and L of the granularity belongs in the target are. [Reference numerals] (AA) Start; (BB) No; (CC) Yes; (DD) End; (S101) Set a target area; (S102) Film granularity; (S103) Obtain signals of H, S, and L; (S104) Determine a section where the average of each continued vibration signal of the H, S, and L belongs; (S105) All of the H, S, and L signals belong to the target area?; (S106) Perform a selecting movement

Description

곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법{color sorting method of color sorter for grains}Defect detection method of color sorter for grains {color sorting method of color sorter for grains}

본 발명은 곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 풀 컬러(full color) 불량 검출을 위해 색상, 채도 및 명도로 표현되는 색상 평면 상에서 설정된 대상 영역을 이용하여 입상물의 불량여부를 판단하는 곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a defect detection method of a color sorter for grains, and more particularly, whether or not a granular material is defective by using a target area set on a color plane represented by hue, saturation, and brightness to detect a full color defect. It relates to a defect detection method of the color sorter for grain to determine.

색채 선별기(color sorter)는 입상물(粒狀物)의 표면 색채를 분석하여 입상물로부터 이물질이나 불량품을 선별하기 위한 장치이다. 색채 선별기는 쌀, 보리 등의 곡물은 물론 차(茶), 커피 원두, 콩, 소금 등 다양한 입상물에 대해 이물질 또는 불량품을 선별하기 위해 사용되고 있다. The color sorter is a device for sorting foreign matter or defective products from the granular material by analyzing the surface color of the granular material. The color sorter is used to sort foreign matters or defective products against grains such as rice and barley, as well as various granular materials such as tea, coffee beans, beans, and salt.

도 1은 종래기술에 따른 색채 선별기의 작동 상태를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the operating state of the color sorter according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래기술에 따른 색채 선별기는 입상물을 공급하는 공급부(feeder)(1), 공급부(1)를 통해 공급되는 입상물을 일정한 궤적 또는 경로를 따라 떨어뜨리는 배출부(chute)(2), 배출부(2)를 통해 떨어지는 입상물의 색채 분석을 통해 이물질 또는 불량품을 검출하는 검출부(3) 및 검출부(3)의 선별 결과를 토대로 불량으로 판단되는 입상물을 공기분사를 통해 이젝트(eject)시켜 정상적인 입상물과 분리하는 분사부(ejector)(4)를 포함한다. Referring to Figure 1, the color sorter according to the prior art (feeder) (1) for supplying the granular material, the discharge portion (chute) to drop the granular material supplied through the supply unit 1 along a certain trajectory or path (2) The ejection of the granules determined to be defective based on the screening result of the detection unit 3 and the detection unit 3 which detects the foreign matter or defective product through the color analysis of the granules falling through the discharge unit 2 is ejected through the air injection. and an ejector 4 for ejecting and separating from the normal granular material.

한편, 종래의 색채 선별기는 카메라를 이용하여 입상물에 대한 R, G, B 데이터를 획득하고, 획득한 R, G, B 데이터 각각에 대해 기 설정된 선별 범위와 비교한 결과들을 논리합(OR) 연산하거나 논리곱(AND) 연산함으로써 이물질 또는 불량품을 검출한다. 그러나, 이러한 방식은 R, G, B 각각의 색상에 대한 그레이 레벨(gray level) 불량 검출밖에 수행할 수 없거나, 불량품이나 이물질을 놓치는 경우가 발생하는 문제점이 있다. Meanwhile, the conventional color sorter acquires R, G, and B data on the granular object by using a camera, and calculates an OR by comparing the results of comparing the preset selection range with respect to each of the acquired R, G, and B data. Foreign substances or defective products are detected by AND or AND operation. However, this method can only perform gray level defect detection for each of the colors of R, G, and B, or there is a problem in that defective products or foreign substances are missed.

도 2는 종래기술에 따른 색채 선별기의 검출부의 일 예를 도시한 것이다. Figure 2 shows an example of the detection unit of the color sorter according to the prior art.

도 2를 참조하면, 검출부(3)는 클럭을 발생시키는 클럭 발생부(clock generator)(31), 클럭 발생부(31)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 입상물의 표면을 촬영한 영상 신호를 출력하는 카메라(32), 클럭 발생부(31)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 카메라(32)에서 출력되는 영상 신호를 신호처리하여 R, G, B 데이터를 출력하는 신호처리부(33), 신호처리부(33)를 통해 출력되는 R, G, B 데이터 각각을 기 설정된 선별 범위와 비교하는 복수의 비교기(34a, 34b, 34c) 및 복수의 비교기(34a, 34b, 34c)에서 출력되는 신호들의 논리합 연산을 통해 분사부(4)의 동작을 제어하기 위한 선별 신호를 출력하는 논리합 게이트(OR gate)(35)를 포함한다. Referring to FIG. 2, the detector 3 outputs an image signal photographing the surface of the granular material in synchronization with a clock generator 31 that generates a clock and a clock output from the clock generator 31. A signal processor 33 and a signal processor 33 for signal processing the video signal output from the camera 32 and outputting R, G, and B data in synchronization with a clock output from the camera 32 and the clock generator 31. Through the logical sum operation of the signals output from the plurality of comparators 34a, 34b, 34c and the plurality of comparators 34a, 34b, 34c comparing each of the R, G, and B data output through An OR gate 35 for outputting a selection signal for controlling the operation of the injection unit 4 is included.

도 2에 도시된 바와 같이, R, G, B 데이터 각각을 선별 범위와 비교한 결과들에 대해 논리합 연산을 수행하여 선별 신호를 출력할 경우, R, G, B 색상 각각에 대해 그레이 레벨(Gray Level)의 불량 검출밖에 수행할 수 없는 문제점이 있다. 이는, R, G, B 데이터 각각을 선별 범위와 비교한 결과들에 대해 논리합 연산을 수행함으로써, R, G, B 색상 각각에 대해 서로 독립적인 선별 신호를 생성할 수밖에 없기 때문이다. 즉, R, G, B 데이터 각각에 대해 설정된 선별 범위가 일반적인 RGB 색상 모델(Color Model)의 3차원 공간에 존재하는 것이 아니라 R축, G축, B축에만 존재하게 되고, 이로 인해 R, G, B 색상 각각에 대한 그레이 레벨 검출만 가능한 것이다. 그러나, 실제 입상물은 R, G, B 단일 색상의 불량만 존재하는 것이 아니라 세 가지 색상이 다양한 비율로 가산되어 나타나는 수많은 색상의 불량이 존재할 수 있다. 커피 원두를 예로 들면, 짙은 녹색부터 옅은 녹색, 연두색, 청 녹색, 국방색, 황토색 등 다양한 색들이 존재한다. 따라서, 입상물로부터 획득한 R, G, B 데이터를 각각의 선별 범위와 비교한 뒤 논리합 연산을 취하는 경우, R, G, B 색상의 조합으로 이루어지는 불량은 검출하지 못하고, 오직 RGB 색상 모델 상에서 R축, G축, B축 선상에 존재하는 색들만 불량 검출이 가능하다. As shown in FIG. 2, when the OR signal is output by performing an OR operation on the results of comparing the R, G, and B data with the selection range, gray levels (Gray) for each of the R, G, and B colors are output. There is a problem that can only be performed to detect the failure level. This is because, by performing an OR operation on the results of comparing the R, G, and B data with the selection range, it is inevitable to generate a selection signal independent of each of the R, G, and B colors. In other words, the selection range set for each of the R, G, and B data is not present in the three-dimensional space of the general RGB color model, but only in the R, G, and B axes. Only gray level detection is possible for each of the B colors. However, the actual granular material may not only exist defects of R, G, and B single colors, but may also have numerous color defects, in which three colors are added at various ratios. Taking coffee beans as an example, there are various colors such as dark green to light green, light green, blue green, defense color, and ocher. Therefore, when the R, G, and B data obtained from the granular material are compared with the respective selection ranges, and the logical sum operation is performed, defects formed by combinations of R, G, and B colors are not detected, and only R on the RGB color model is detected. Defects can only be detected on the colors on the axis, G and B axis lines.

도 3은 종래기술에 따른 색채 선별기의 검출부의 다른 예를 도시한 것이다. Figure 3 shows another example of the detection unit of the color sorter according to the prior art.

도 3을 참조하면, 검출부(3)는 클럭을 발생시키는 클럭 발생부(31), 클럭 발생부(31)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 입상물의 표면을 촬영한 영상 신호를 출력하는 카메라(32), 클럭 발생부(31)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 카메라(32)에서 출력되는 영상 신호를 신호처리하여 R, G, B 데이터를 출력하는 신호처리부(33), 신호처리부(33)를 통해 출력되는 R, G, B 데이터 각각을 기 설정된 선별 범위와 비교하는 복수의 비교기(34a, 34b, 34c) 및 복수의 비교기(34a, 34b, 34c)에서 출력되는 신호에 대한 논리곱 연산을 통해 분사부(4)의 동작을 제어하기 위한 선별 신호를 출력하는 논리곱 게이트(AND gate)(36)를 포함한다. Referring to FIG. 3, the detector 3 includes a clock generator 31 for generating a clock and a camera 32 for outputting an image signal photographing the surface of a granular material in synchronization with a clock output from the clock generator 31. The signal processor 33 and the signal processor 33 output the R, G, and B data by signal processing the video signal output from the camera 32 in synchronization with the clock output from the clock generator 31. The injection unit by performing an AND operation on the signals output from the plurality of comparators 34a, 34b, 34c and the plurality of comparators 34a, 34b, 34c for comparing each of the R, G, and B data to a predetermined selection range. And an AND gate 36 for outputting a selection signal for controlling the operation of (4).

도 3에 도시된 바와 같이, R, G, B 데이터 각각을 선별 범위와 비교한 결과들에 대해 논리곱 연산을 수행하여 선별 신호를 출력할 경우, 논리합 연산을 수행하는 경우와는 달리 R, G, B 색상 각각에 대한 그레이 레벨의 불량 검출뿐만 아니라, R, G, B 색상이 조합된 색상에 대한 불량 검출도 가능하다. 이 경우, R, G, B 색상 각각에 대해 설정된 선별 범위를 토대로 RGB 색상 모델 상에 임의의 직육면체 공간이 형성되고, 형성된 직육면체 공간 밖의 모든 색상은 불량으로 인식되게 된다. 그러나, 이 경우, R, G, B 색상 각각이 명도 성분을 포함하고 서로 상관관계가 크기 때문에, 양품으로 정의된 직육면체 공간 상에 불량에 해당하는 색상도 포함될 수 있어 의도치 않은 색상이 양품으로 인식되는 문제가 발생한다. As shown in FIG. 3, in the case of outputting a selection signal by performing an AND operation on the results of comparing each of the R, G, and B data with the selection range, unlike the case of performing the OR operation, the R, G data is different. In addition to the gray level defect detection for each of the B colors, the defect detection for the combination of the R, G, and B colors is possible. In this case, an arbitrary cuboid space is formed on the RGB color model based on the selection range set for each of the R, G, and B colors, and all colors outside the formed cuboid space are recognized as defective. However, in this case, since each of the R, G, and B colors includes a brightness component and has a high correlation with each other, a color corresponding to a defect may be included in a cubic space defined as good, so that an unintended color is recognized as good. Problem occurs.

본 발명의 과제는, 곡물용 색채 선별기의 선별 신뢰도를 향상시키기 위한 불량 검출 방법을 제공하는데 있다. An object of the present invention is to provide a defect detection method for improving the screening reliability of the color sorter for grain.

본 발명의 일 양상에 따른 불량 검출 방법은, 색상, 채도 및 명도로 표현되는 색상 평면 상에서 불량 검출에 사용되는 대상 영역을 설정하는 단계; 상기 설정된 대상 영역의 경계를 토대로 상기 색상, 채도 및 명도 각각에 대한 선별 범위를 산출하는 단계; 입상물(粒狀物)의 표면을 촬영한 영상신호로부터 색상, 채도 및 명도 데이터를 획득하는 단계; 상기 획득한 색상, 채도 및 명도 데이터를 상기 산출된 선별 범위와 각각 비교하는 단계; 상기 획득한 색상, 채도 및 명도 데이터를 상기 산출된 선별 범위와 각각 비교한 비교결과들을 논리곱 연산하는 단계; 및 상기 논리곱 연산 결과를 토대로 불량으로 인식된 입상물을 정상인 입상물과 분리하는 단계를 포함한다. In accordance with an aspect of the present invention, a failure detection method includes: setting a target area used for failure detection on a color plane represented by hue, saturation, and lightness; Calculating a selection range for each of the hue, saturation, and brightness based on the set boundary of the target area; Obtaining hue, saturation and brightness data from an image signal photographing the surface of the granular material; Comparing the obtained hue, saturation and brightness data with the calculated selection range, respectively; Performing a logical AND operation on the comparison results of comparing the obtained hue, saturation, and brightness data with the calculated selection range, respectively; And separating the granular material recognized as defective from the normal granular material based on the result of the AND operation.

본 발명에 따르면, RGB가 아닌 색상, 채도, 명도로 나타내는 색상 모델을 이용하여 불량 검출을 위한 대상 영역을 설정하고, 입상물의 색상, 채도 및 명도를 이용하여 불량 검출을 수행함으로써, 선별 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 전처리 과정을 통해 블랭크 구간에 대해서는 불량 검출 과정을 생략함으로써, 블랭크 구간을 불량으로 인식하는 오동작을 방지하고 블랭크 구간에서의 불필요한 전력 소모를 줄이는 효과가 있다.According to the present invention, screening reliability is improved by setting a target region for defect detection using a color model represented by hue, saturation, and brightness instead of RGB, and performing defect detection using hue, saturation, and brightness of granular materials. It is effective to let. In addition, by omitting the defect detection process for the blank section through the preprocessing process, there is an effect of preventing a malfunction in recognizing the blank section as a defect and reducing unnecessary power consumption in the blank section.

도 1은 종래기술에 따른 색채 선별기의 작동 상태를 나타내는 도면이다.
도 2 및 도 3은 종래기술에 따른 색채 선별기의 검출부의 예들을 도시한 것이다.
도 4는 RGB 색상 모델을 도시한 것이다.
도 5는 HSL 색상 모델을 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기를 도시한 구조도이다.
도 7은 HSL 색상 평면을 도시한 것이다.
도 8은 색상 평면에서 H, S, L 데이터를 각각 복수의 영역으로 구분하는 일 예를 도시한 것이다.
도 9 내지 도 12는 도 8의 색상 평면 상에서 특정 영역에 해당하는 신호 파형의 예들을 도시한 것이다.
도 13은 입상물을 촬영하지 않는 블랭크 구간에서의 이상적인 신호 파형을 도시한 것이다.
도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 불량 검출 방법을 도시한 흐름도이다.
1 is a view showing the operating state of the color sorter according to the prior art.
2 and 3 show examples of the detection unit of the color sorter according to the prior art.
4 shows an RGB color model.
5 shows an HSL color model.
6 is a structural diagram showing a color sorter for grains according to an embodiment of the present invention.
7 shows the HSL color plane.
8 illustrates an example of dividing the H, S, and L data into a plurality of regions in the color plane.
9 to 12 show examples of signal waveforms corresponding to specific regions on the color plane of FIG. 8.
FIG. 13 illustrates an ideal signal waveform in a blank section in which no granular material is photographed.
14 is a flowchart illustrating a failure detection method according to an exemplary embodiment.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to "include" a certain component, it means that it can further include other components, without excluding other components unless specifically stated otherwise.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "접속되어" 있다거나 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 접속되어 있거나 또는 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 접속되어" 있다거나 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between.

또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.In addition, the suffix "module" and " part "for constituent elements used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role.

본 문서에서는 설명의 편의를 위해 색상, 채도, 명도로 분리되는 색상 모델(color model)로 HSL(Hue, Saturation, Lightness) 색상 모델을 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않음을 분명히 밝혀둔다. 본 발명에 따르면, 색상, 채도, 명도로 분리되는 색상 모델로 HIS(Hue, Saturation, Intensity) 색상 모델, HSV(Hue, Saturation, Value) 색상 모델 등의 다른 색상 모델이 사용될 수도 있다. For convenience of explanation, this document describes a color model divided into hue, saturation, and lightness, using an HSL (Hue, Saturation, Lightness) color model as an example. However, it is clear that the present invention is not limited thereto. According to the present invention, other color models such as HIS (Hue, Saturation, Intensity) color model and HSV (Hue, Saturation, Value) color model may be used as the color model that is divided into hue, saturation, and brightness.

아래에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기를 설명하기에 앞서, RGB 색상 모델 및 HSL 색상 모델 그리고, RGB 색상 모델을 HSL 색상 모델로 변환하는 방법에 대하여 설명하기로 한다. Hereinafter, before describing the color sorter for grain according to an embodiment of the present invention, a method of converting an RGB color model, an HSL color model, and an RGB color model to an HSL color model will be described.

도 4는 RGB 색상 모델을 도시한 것이고, 도 5는 HSL 색상 모델을 도시한 것이다. 4 illustrates an RGB color model, and FIG. 5 illustrates an HSL color model.

도 4를 참조하면, RGB 색상 모델은 R축, G축, B축으로 구성되는 3차원의 공간으로 표현된다. Referring to FIG. 4, the RGB color model is represented by a three-dimensional space composed of an R axis, a G axis, and a B axis.

도 5를 참조하면, HSL 색상 모델은 색상(Hue, H), 채도(Saturation, S) 및 명도(Lightness, L)로 구성된다. 색상은 빨강, 주황, 노랑과 같이 색의 종류를 구분하는 데이터이고, 채도는 색이 선명하거나 탁한 정보를 나타내는 데이터이다. 또한, 명도는 밝기 정도를 나타내는 데이터로서, HSL 색상 모델에서는 가장 밝은 색인 백색을 1.0, 흑색을 0.0으로 설정하고, 다른 모든 색들의 밝기를 이 두 색 사이에 존재하게 구성된다. 한편, HSL 색상 모델에서는 색상, 채도, 명도는 서로 영향을 주지 않고 독립된 축으로 존재하게 된다. 이에 따라, HSL 색상 모델을 색채 선별에 적용할 경우 색상, 채도, 명도 각각에 대해 설정된 양품 범위는 서로 영향을 주지 않고 독립적으로 동작할 수 있다. 예를 들어, 명도 범위 0.4~0.6 (최대 1.0), 색상 범위 100~140(최대 360), 채도 범위 0.8~1.0(최대 1.0)를 양품으로 설정하는 경우, 녹색 계열의 색상은 모두 양품으로 설정된다. 또한, HSL 색상 모델을 색채 선별에 사용할 경우, 명도 값이 별도의 Z축으로 가운데 존재하기 때문에 백색에서 흑색까지 변하는 무채색의 범위가 양품으로 설정되는 것을 막을 수 있다.Referring to FIG. 5, the HSL color model is composed of hue (Hue, H), saturation (S), and lightness (L). Color is data that distinguishes color types such as red, orange, and yellow, and saturation is data representing clear or muddy information. In addition, the brightness is data indicating the degree of brightness. In the HSL color model, the brightest index white is set to 1.0 and the black to 0.0, and the brightness of all other colors is present between these two colors. On the other hand, in the HSL color model, hue, saturation, and brightness do not affect each other and exist as independent axes. Accordingly, when the HSL color model is applied to color selection, the quality range set for each of hue, saturation, and brightness may operate independently without affecting each other. For example, if the brightness range 0.4-0.6 (max 1.0), the color range 100-140 (max 360), and the saturation range 0.8-1.0 (max 1.0) are good, the green colors are all good. . In addition, when the HSL color model is used for color selection, since a brightness value exists in the middle of a separate Z-axis, a range of achromatic colors that vary from white to black can be prevented from being set as good products.

한편, 일반적으로 색상 카메라를 통해 촬영되는 영상 데이터는 신호처리부를 통해 R, G, B 데이터로 변환되어 출력된다. 따라서, H, S, L 데이터를 색채 선별에 이용하기 위해서는 R, G, B 데이터를 H, S, L 데이터로 변환하는 변환 과정이 필요하다. On the other hand, in general, image data photographed through a color camera is converted into R, G, B data through a signal processing unit and output. Therefore, in order to use the H, S, and L data for color selection, a conversion process for converting the R, G, and B data into H, S, and L data is required.

R, G, B 데이터는 후술하는 수학식 1을 이용하여 H, S, L 데이터로 변환이 가능하다. 후술하는 수학식 1은 영상처리 분야에서 널리 공지된 기술이므로 상세한 설명은 생략한다. R, G, and B data can be converted into H, S, and L data using Equation 1 to be described later. Equation 1 to be described later is a well known technique in the field of image processing, detailed description thereof will be omitted.

Figure 112012083472764-pat00001
Figure 112012083472764-pat00001

위 수학식 1을 사용하면, 신호처리 후 R, G, B 데이터가 각각 8비트씩 총 24비트로 출력되는 경우, 모든 경우의 수 224개에 대해 HSL[24-bit] 값을 계산할 필요가 있으므로 상당한 시간 지연이 발생하게 된다. Using Equation 1 above, when the R, G, and B data are output in 24 bits each by 8 bits after signal processing, it is necessary to calculate the HSL [24-bit] value for the number 2 24 in all cases. There will be a significant time delay.

일반적으로, 곡물의 경우 입상물의 표면을 카메라로 촬영한 영상을 분석하여 분사부(4)를 구동하기까지의 소요시간은 20ms 이내이다. 이에 따라, 곡물 등과 같이 고속으로 투입되는 입상물의 불량 검출을 위한 색채 분석기는 카메라로 입상물을 촬영하여 분사부(4)로 불량품을 제거하기까지의 모든 동작을 20ms 이내에 처리할 필요가 있다. 이를 위해서는, RGB 색상 모델을 HSL 색상 모델로 변환하는 과정에서의 지연시간을 최소화할 필요가 있다.
In general, in the case of grain, the time required to drive the sprayer 4 by analyzing the image taken by the camera on the surface of the granular material is within 20 ms. Accordingly, the color analyzer for detecting defects of granular materials introduced at high speed, such as grains, needs to process all operations until photographing the granular objects with a camera and removing the defective products with the sprayer 4 within 20 ms. To this end, it is necessary to minimize the delay in converting the RGB color model to the HSL color model.

아래에서는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기에 대하여 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. Hereinafter will be described with reference to the accompanying drawings for the color sorter for grains according to an embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기를 도시한 구조도이다. 한편, 도 6에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 곡물용 색채 선별기는 도 6에 도시된 것보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖도록 구현될 수도 있다. 6 is a structural diagram showing a color sorter for grains according to an embodiment of the present invention. On the other hand, the components shown in Figure 6 are not essential, so the color sorter for grain may be implemented to have more or less components than those shown in Figure 6.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 곡물용 색채 선별기(100)는 전술한 도 1에 도시된 바와 같이, 입상물을 공급하는 공급부(1), 공급부(1)를 통해 공급되는 입상물을 일정한 궤적 또는 경로를 따라 떨어뜨리는 배출부(2), 배출부(2)를 통해 떨어지는 입상물의 색채 분석을 통해 이물질 또는 불량품을 검출하는 검출부(3) 및 검출부(3)의 선별 결과를 토대로 불량으로 판단되는 입상물을 공기분사를 통해 정상적인 입상물과 분리하는 분사부(4)를 포함한다. According to an embodiment of the present invention, the color sorter 100 for grain is a trajectory for supplying the granular material supplied through the supply unit 1 and the supply unit 1, as shown in FIG. 1 described above. Alternatively, it is determined that the defect is based on the screening result of the detection unit 3 and the detection unit 3 which detects the foreign matter or defective product by analyzing the color of the granular material falling through the discharge unit 2 and the discharge unit 2 falling along the path. And an injection unit 4 for separating the granular material from the normal granular material through air injection.

또한, 도 6을 참조하면, 검출부(3)는 클럭 발생부(310), 카메라(320), 신호처리부(330), HSL 룩업테이블(Look Up Table)(340), 복수의 비교기(351, 352, 353) 및 논리곱 게이트(360)를 포함한다. 6, the detector 3 includes a clock generator 310, a camera 320, a signal processor 330, an HSL look up table 340, and a plurality of comparators 351 and 352. 353 and AND gate 360.

클럭 발생부(310)는 검출부(2)의 동작에 필요한 클럭을 발생시킨다. The clock generator 310 generates a clock necessary for the operation of the detector 2.

카메라(320)는 클럭 발생부(310)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 동작하며, 입상물의 표면을 촬영한 영상 신호를 출력한다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 곡물용 색채 선별기(100)는 고속으로 유입되는 입상물에 대해 누락 없이 촬영이 가능하도록 지원하기 위해, 초당 9000회 이상 스캔(scan)이 가능한 Tri-linear CCD(Charge-Coupled Device) 센서가 적용된 라인 스캔(line scan) 카메라(320)를 사용할 수 있다. The camera 320 operates in synchronization with the clock output from the clock generator 310, and outputs an image signal photographing the surface of the granular material. According to one embodiment of the present invention, the grain color sorter 100 is a tri-linear CCD (scan) capable of scanning more than 9000 times per second to support the photographing without missing the granular material flowing at high speed ( A line scan camera 320 to which a Charge-Coupled Device sensor is applied may be used.

신호처리부(330)는 ADC(Analog-Digital Converter)를 포함한다. 신호처리부(330)는 클럭 발생부(310)에서 출력되는 클럭에 동기화하여 동작하며, ADC를 이용하여 카메라(320)에서 출력되는 아날로그 영상 신호를 디지털 R, G, B 데이터로 변환하여 출력한다. The signal processor 330 includes an analog-digital converter (ADC). The signal processor 330 operates in synchronization with a clock output from the clock generator 310, and converts an analog image signal output from the camera 320 into digital R, G, and B data using an ADC.

HSL 룩업 테이블(340)은 모든 R, G, B 데이터의 조합에 대응하는 H, S, L 데이터를 저장하고 관리하는 메모리로서, 신호처리부(330)를 통해 R, G, B 데이터가 입력되면, 입력된 R, G, B 데이터에 대응하는 H, S, L 데이터를 출력한다. 즉, 신호처리부(330)를 통해 출력되는 R, G, B 데이터를 어드레스(address)로 입력 받고, 입력 받은 어드레스에 해당하는 H, S, L 데이터를 출력한다. 여기서, R, G, B 데이터에 따른 H, S, L 데이터는 상기 수학식 1을 이용하여 미리 계산되고, 계산된 결과만이 HSL 룩업 테이블(340)에 저장될 수 있다.The HSL lookup table 340 is a memory that stores and manages H, S, and L data corresponding to all R, G, and B data combinations. When the R, G, and B data are input through the signal processor 330, Outputs H, S, and L data corresponding to the input R, G, and B data. That is, the R, G, and B data output through the signal processor 330 are input as an address, and the H, S, and L data corresponding to the received address are output. Here, H, S, and L data according to R, G, and B data may be previously calculated using Equation 1, and only the calculated result may be stored in the HSL lookup table 340.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따른, HSL 룩업 테이블(340)은 플래시 메모리(Flash Memory)로 구현될 수 있다. 이에 따라, HSL 룩업 테이블을 이용하여 R, G, B 데이터를 H, S, L 데이터로 변환하는데 소요되는 시간은 플래시 메모리에서 데이터를 읽어오는 시간에 해당하며, 이는 수십 ㎱ ~ 수십 ㎲에 해당하는 아주 짧은 시간에 해당한다. Meanwhile, according to an embodiment of the present disclosure, the HSL lookup table 340 may be implemented as a flash memory. Accordingly, the time required to convert the R, G, and B data into the H, S, and L data using the HSL lookup table corresponds to the time to read the data from the flash memory, which corresponds to several tens of microseconds to several tens of microseconds. It is a very short time.

H 비교기(351)는 HSL 룩업 테이블(340)을 통해 출력되는 H 데이터를 기 설정된 색상 선별 범위와 비교하고, 비교 결과를 출력신호로 출력한다. 예를 들어, 전술한 도 5의 색상 모델에서 색상 선별 범위가 100(하한값) ~ 140(상한값)인 경우, H 비교기(351)는 입력되는 H 데이터가 상기 색상 선별 범위에 들어가면 1 또는 0을 출력한다. The H comparator 351 compares the H data output through the HSL lookup table 340 with a preset color selection range, and outputs a comparison result as an output signal. For example, in the color model of FIG. 5 described above, when the color screening range is 100 (lower limit value) to 140 (upper limit value), the H comparator 351 outputs 1 or 0 when the input H data enters the color screening range. do.

S 비교기(352)는 HSL 룩업 테이블(340)을 통해 출력되는 S 데이터를 기 설정된 채도 선별 범위와 비교하고, 비교 결과를 출력신호로 출력한다. 예를 들어, 전술한 도 5의 색상 모델에서 채도 선별 범위가 0.8(하한값) ~ 1.0(상한값)인 경우, S 비교기(351)는 입력되는 S 데이터가 상기 채도 선별 범위에 들어가면 1 또는 0을 출력한다. The S comparator 352 compares the S data output through the HSL lookup table 340 with a preset chroma screening range, and outputs a comparison result as an output signal. For example, in the aforementioned color model of FIG. 5, when the saturation screening range is 0.8 (lower limit value) to 1.0 (upper limit value), the S comparator 351 outputs 1 or 0 when the input S data falls within the saturation screening range. do.

L 비교기(353)는 HSL 룩업 테이블(340)을 통해 출력되는 L 데이터를 기 설정된 명도 선별 범위와 비교하고, 비교 결과를 출력신호로 출력한다. 예를 들어, 전술한 도 5의 색상 모델에서 명도 선별 범위가 0.4(하한값) ~ 0.6(상한값)인 경우, L 비교기(351)는 입력되는 L 데이터가 상기 명도 선별 범위에 들어가면 1 또는 0을 출력한다. The L comparator 353 compares the L data output through the HSL lookup table 340 with a predetermined brightness selection range and outputs a comparison result as an output signal. For example, in the above-described color model of FIG. 5, when the brightness selection range is 0.4 (lower limit value) to 0.6 (upper limit value), the L comparator 351 outputs 1 or 0 when the input L data falls within the brightness selection range. do.

논리곱 게이트(360)는 H, S, L 데이터 각각에 대한 비교기(351, 352, 353)의 출력 결과들을 논리곱 연산하여 입상물을 이젝트시키는 분사부(4)를 구동하기 위한 선별 신호를 출력한다.
The AND gate 360 performs an AND operation on the output results of the comparators 351, 352, and 353 for the H, S, and L data, respectively, and outputs a selection signal for driving the injection unit 4 to eject the granular material. do.

아래에서는, 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기를 이용한 불량 검출 방법을 설명하기에 앞서, 필요한 도면들을 참조하여 불량 검출을 위한 대상 영역(color boundary)를 설정하는 방법에 대해서 설명하기로 한다.Hereinafter, before describing a defect detection method using a grain color sorter according to an embodiment of the present invention, a method of setting a color boundary for defect detection will be described with reference to necessary drawings. do.

도 7은 HSL 색상 평면을 도시한 것이다. 7 shows the HSL color plane.

도 7을 참조하면, 도 5의 색상모델은 H 및 S 데이터가 각각 가로축 및 세로축에 대응되고, L 데이터가 별도로 위치하는 색상평면으로 나타낼 수 있다. 이에 따라, H-S좌표에 의해 색상이 결정되고, 결정된 색상의 밝기는 L 데이터에 의해 좌우된다. 한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 도 7에 도시된 풀 컬러(full color) 색상 평면 상에서 불량 검출을 위한 대상 영역이 설정될 수 있다. Referring to FIG. 7, the color model of FIG. 5 may be represented as a color plane in which H and S data correspond to a horizontal axis and a vertical axis, respectively, and L data is separately located. Accordingly, the color is determined by the H-S coordinates, and the brightness of the determined color depends on the L data. Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, a target area for detecting a defect may be set on the full color color plane illustrated in FIG. 7.

아래에서는 설명의 편의를 위해, 도 7의 색상 평면에서 H, S, L 데이터 각각이 3개의 영역으로 구분하고, HSL 룩업 테이블(340)을 통해 출력되는 H, S, L 데이터가 각각 8비트의 데이터로 출력되는 경우를 예로 들어 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, H, S, L 데이터는 임의의 다양한 구간으로 나누질 수 있으며, H, S, L 데이터는 8비트가 아닌 16비트, 32비트 등으로 출력될 수도 있다. In the following description, for convenience of description, each of the H, S, and L data is divided into three regions in the color plane of FIG. 7, and the H, S, and L data output through the HSL lookup table 340 are each divided into 8 bits. A case of outputting data is described as an example. However, the present invention is not limited thereto, and the H, S, and L data may be divided into any of various sections, and the H, S, and L data may be output as 16 bits, 32 bits, and the like instead of 8 bits.

도 8은 색상 평면에서 H, S, L 데이터를 각각 복수의 영역으로 구분하는 일 예를 도시한 것이다. 8 illustrates an example of dividing the H, S, and L data into a plurality of regions in the color plane.

도 8의 (a)를 참조하면, H 데이터는 값에 따라 3개의 영역(A, B, C)로 구분된다. 또한, L 데이터도 값에 따라 3개의 영역(a, b, c)으로 구분된다. 또한, S 데이터도 값에 따라서, 3개의 영역(1, 2, 3)으로 구분된다. Referring to FIG. 8A, the H data is divided into three regions A, B, and C according to a value. In addition, the L data is also divided into three areas (a, b, c) according to the value. The S data is also divided into three regions 1, 2 and 3 according to the value.

한편, 전술한 바와 같이 각각 3개의 영역으로 구분되는 H, S, L 데이터의 조합으로 나올 수 있는 영역의 수는 도 8의 (c)에 도시된 바와 같이, 33 즉, 27가지가 된다. 27가지의 영역을 모두 나열하면, A1a, A1b, A1c, A2a, A2b, A2c, A3a, A3b, A3c, B1a, B1b, B1c, B2a, B2b, B2c, B3a, B3b, B3c, C1a, C1b, C1c, C2a, C2b, C2c, C3a, C3b, C3c가 된다.On the other hand, as described above, the number of regions that can be represented by the combination of H, S, and L data each divided into three regions is 33, that is, 27, as shown in FIG. If you list all 27 areas, A1a, A1b, A1c, A2a, A2b, A2c, A3a, A3b, A3c, B1a, B1b, B1c, B2a, B2b, B2c, B3a, B3b, B3c, C1a, C1b, C1c , C2a, C2b, C2c, C3a, C3b, C3c.

도 9 내지 도 12는 도 8의 (c)와 같이 복수의 영역으로 구분되는 색상 평면 상에서 특정 영역에 해당하는 신호 파형의 예들을 도시한 것이다. 9 to 12 illustrate examples of signal waveforms corresponding to specific regions on a color plane divided into a plurality of regions as illustrated in FIG. 8C.

도 9는 A○○ 영역에 해당하는 H, S, L 신호 파형을 도시한 것으로서, 도 9를 참조하면, S, L 신호는 전 영역에 걸쳐 존재하나, H 신호는 A 영역에만 존재함을 알 수 있다. FIG. 9 illustrates H, S, and L signal waveforms corresponding to A ○○ area. Referring to FIG. 9, it is understood that S, L signals exist throughout the entire area, but H signals exist only in the A area. Can be.

도 10은 ○3○ 영역에 해당하는 H, S, L 신호 파형을 도시한 것으로서, 도 10을 참조하면, H, L 신호는 전 영역에 걸쳐 존재하나, S 신호는 3 영역에만 존재함을 알 수 있다. FIG. 10 illustrates H, S, and L signal waveforms corresponding to a ○ 3 ○ region. Referring to FIG. 10, it is understood that the H and L signals exist throughout the entire region, but the S signal exists only in the three regions. Can be.

도 11은 ○○b 영역에 해당하는 H, S, L 신호 파형을 도시한 것으로서, 도 11을 참조하면, H, S 신호는 전 영역에 걸쳐 존재하나, L 신호는 b 영역에만 존재함을 알 수 있다. FIG. 11 illustrates H, S, and L signal waveforms corresponding to an area ○○ b. Referring to FIG. 11, it is understood that H, S signals exist throughout the entire area, but L signals exist only in the b area. Can be.

도 12는 A3b 영역에 해당하는 H, S, L 신호 파형을 도시한 것이다. 도 12를 참조하면, 색상평면에서 A3b 영역만을 선택하기 위해서는 H, S, L 데이터 각각이 0<H<85, 170<S<255, 85<L<170 조건을 모두 만족할 필요가 있다. 즉, 색상평면에서 A3b 영역에 해당하는 색상을 불량으로 인식하기 위해서는 0<H<85, 170<S<255, 85<L<170 조건을 모두 만족해야 한다. 따라서, H, S, L 데이터 각각이 상기 조건들을 만족하는지 비교한 뒤, 비교 결과를 논리곱 연산할 필요가 있다. 12 illustrates H, S, and L signal waveforms corresponding to the A3b region. Referring to FIG. 12, in order to select only the A3b region in the color plane, each of the H, S, and L data needs to satisfy all of the conditions 0 <H <85, 170 <S <255, and 85 <L <170. That is, in order to recognize the color corresponding to the A3b region as a defect in the color plane, all of the conditions 0 <H <85, 170 <S <255, 85 <L <170 must be satisfied. Therefore, after comparing each of the H, S, and L data satisfying the above conditions, it is necessary to perform an AND operation on the comparison result.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, H, S, L 데이터로 나타내는 색상 평면 상에서 불량 인식을 위한 대상 영역을 설정한 후, 설정된 대상 영역의 경계에 대응하는 H, S, L 데이터 각각의 상한값 및 하한값을 산출하는 방식으로 H, S, L 데이터 각각에 대한 선별 범위를 설정할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, after setting a target area for defect recognition on a color plane represented by H, S, and L data, an upper limit value and a lower limit value of each of the H, S, and L data corresponding to the boundary of the target area is set. The selection range for each of the H, S, and L data may be set by calculating the.

한편, 카메라(32)가 입상물을 촬영하지 않는 블랭크(blank) 구간에서의 이상적인 신호 파형은 도 13에 도시된 바와 같다. 따라서, 본 발명의 일 실시 예에서는 블랭크 구간이 불량으로 인식되지 않도록, 블랭크 구간인 경우 불량 검출을 중단하거나, 선별 신호가 양품으로 출력되도록 전처리 과정을 수행한다. 예를 들어, 각 비교기의 비교 결과가 모두 양품에 대응하는 신호를 출력하도록 비교기의 입력 또는 출력을 제어할 수 있다. Meanwhile, an ideal signal waveform in a blank section in which the camera 32 does not photograph the granular material is shown in FIG. 13. Therefore, in an embodiment of the present invention, in order to prevent the blank section from being recognized as a failure, in the blank section, the detection of the failure is stopped, or the preprocessing process is performed so that the selection signal is output as a good product. For example, the input or output of the comparator may be controlled such that all the comparison results of each comparator output a signal corresponding to good quality.

도 14는 본 발명의 일 실시 예에 따른 곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법을 도시한 흐름도이다. 14 is a flowchart illustrating a failure detection method of a color sorter for grains according to an embodiment of the present invention.

도 14를 참조하면, 곡물용 색채 선별기(100)는 H, S, L 데이터로 나타내는 색상 평면 상에서 불량 검출을 위한 대상 영역을 설정한다(S101). 곡물용 색채 선별기(100)는 색상 평면 상에서 H, S 및 L 각각을 복수의 구간으로 분할한다. 이러한 대상 영역은 0<H<85,170<S<255,85<L<170 설정을 만족하는 임의의 사각형일 수 있다. 또한, H, S 및 L 신호 각각에 대하여 분할된 구간 중 어느 하나의 구간을 선정하고, 선정된 구간들을 모두 포함하는 공통 영역을 상기 대상 영역으로 설정한다. Referring to FIG. 14, the grain color sorter 100 sets a target area for defect detection on a color plane represented by H, S, and L data (S101). The grain color sorter 100 divides each of H, S, and L into a plurality of sections on the color plane. This target area may be any rectangle satisfying the setting of 0 <H <85,170 <S <255,85 <L <170. In addition, any one of the divided sections is selected for each of the H, S, and L signals, and a common area including all the selected sections is set as the target area.

이후, 곡물용 색채 선별기(100)는 불량 검출이 시작되면 카메라(320)를 통해 공급부(1) 및 배출부(2)를 통해 유입되는 입상물의 표면을 연속적으로 촬영한다(S102). 또한, 입상물의 표면을 연속적으로 촬영한 영상 신호로부터 H, S 및 L 데이터를 연속적으로 획득한다(S103).곡물용 색채 선별기(100)는 신호 처리부(330)를 이용하여 카메라(320)를 통해 선별대상 입상물을 연속적으로 촬영한 영상신호를 R, G, B 데이터로 변환한다. 또한, HSL 룩업 테이블(340)을 이용하여 신호 처리부(330)를 통해 연속적으로 출력되는 R, G, B 데이터를 H, S, L 데이터로 변환한다. Subsequently, when the grain color sorter 100 starts to detect defects, the grain color sorter 100 continuously photographs the surface of the granular material introduced through the supply unit 1 and the discharge unit 2 through the camera 320 (S102). In addition, H, S and L data are continuously obtained from the image signal of continuously photographing the surface of the granular material (S103). The color sorter 100 for grains is obtained through the camera 320 using the signal processor 330. A video signal obtained by continuously photographing the granular object to be screened is converted into R, G, and B data. In addition, the HSL lookup table 340 converts the R, G, and B data continuously output through the signal processor 330 into H, S, and L data.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 선별 대상이 되는 입상물 촬영 시 고속 촬영으로 인해 하나의 입상물에 대해 복수의 프레임(frame)에 걸쳐 영상 신호가 촬영될 수도 있다. 이와 같이, 하나의 입상물에 대해 여러 프레임에 걸쳐 영상 촬영이 수행될 경우, 곡물용 색채 선별기(100)는 입상물에 대한 불량 여부를 판단하기 위해 소정 구간 동안 H, S 및 L 신호를 연속적으로 획득할 필요가 있다. Meanwhile, according to an exemplary embodiment of the present disclosure, an image signal may be photographed over a plurality of frames with respect to one granular object due to high speed photographing when the granular object to be screened is photographed. As such, when image capturing is performed over several frames for one granular material, the grain color sorter 100 continuously receives H, S, and L signals for a predetermined period to determine whether the granular material is defective. Need to be acquired.

따라서, 곡물용 색채 선별기(100)는 소정 구간 동안 H, S 및 L 신호를 연속적으로 획득하고, 소정 구간 동안 획득되는 H, S 및 L 신호가 진동 신호 형태로 출력될 수 있으므로, 보다 정확한 불량 판별을 위해서 H, S 및 L 신호에 대한 평균을 산출하는 것이 필요하다. 또한, 곡물용 색채 선별기(100)는 소정의 구간 동안 연속되는 H, S 및 L 신호의 평균이 HSL 구간에서 속하는 구간을 결정한다(S104). Accordingly, the grain color sorter 100 continuously acquires H, S, and L signals for a predetermined section, and the H, S, and L signals obtained during the predetermined section may be output in the form of a vibration signal, thereby more accurately determining a defect. It is necessary to calculate the average for the H, S and L signals. In addition, the grain color sorter 100 determines a section in which the average of the H, S, and L signals consecutive for a predetermined section belongs to the HSL section (S104).

또한, H, S 및 L 신호 각각의 평균들이 속하는 구간이 상기 S101 단계에서 설정된 대상 영역에 포함되는지 판단한다(S105).H, S 및 L 신호 각각의 평균들이 속하는 구간이 모두 대상 영역에 포함되는 경우, 곡물용 색채 선별기(100)는 미리 설정된 불량 선별 동작을 수행한다(S106). In addition, it is determined whether a section to which the averages of the H, S, and L signals belong to the target area set in step S101 (S105). In this case, the color sorter 100 for grains performs a predetermined defective sorting operation (S106).

또는, 곡물용 색채 선별기(100)는 소정 구간 동안 H, S 및 L 신호를 연속적으로 획득하고, 획득된 H, S 및 L 데이터값이 설정된 대상 영역에 속하는지 여부를 검출하며, 대상 영역에 속하는 경우 카운트를 증가시키고, 카운트 개수가 미리 설정된 기준(예를 들면, 3회)을 초과하는 경우 즉, 연속하여 불량인 기준에 속하는 신호가 검출되는 경우 해당 입상물이 불량인 것으로 판단하도록 하는 것도 가능하다. Alternatively, the grain color sorter 100 continuously acquires H, S, and L signals for a predetermined period, detects whether the obtained H, S, and L data values belong to the set target region, and belongs to the target region. In this case, it is possible to increase the count and determine that the granular material is defective when the count number exceeds a preset criterion (for example, three times), that is, when a signal belonging to the defective criteria is continuously detected. Do.

상기 S104 및 S105 단계에서, 곡물용 색채 선별기(100)는 복수의 비교기(351, 352, 353)를 이용하여 H, S 및 L 신호 각각에 대해 설정된 선별 구간에 입상물에 대해 획득한 H, S 및 L 신호가 포함되는지를 판별할 수 있다.또한, 논리곱 게이트(360)를 이용하여 복수의 비교기(351, 352, 353)로부터 출력되는 비교 결과들을 논리곱 연산함으로써,H, S 및 L 신호가 모두 상기 S101 단계에서 설정된 대상 영역에 포함되는지를 판단할 수 있다. 여기서, 논리곱 게이트(4)는 입상물이 불량인 경우와 양품인 경우에 대해 서로 다른 연산 결과를 출력한다. 이후, 논리곱 연산 결과는 분사부(4)를 구동하기 위한 선별 신호로 출력되고, 분사부(4)는 논리곱 게이트(360)로부터 불량임을 나타내는 선별 신호가 출력되면, 불량으로 판별된 입상물을 이젝트시켜 양품으로 판별된 입상물과 분리한다. In the step S104 and S105, the color sorter 100 for grains H, S obtained for the granular material in the selection section set for each of the H, S and L signals using a plurality of comparators 351, 352, 353 And the L signal may be determined. The H, S, and L signals may be determined by performing an AND operation on the comparison results output from the plurality of comparators 351, 352, and 353 using the AND gate 360. Can be determined whether or not all are included in the target area set in step S101. Here, the AND gate 4 outputs different calculation results for the case where the granular material is defective or the case of good quality. Subsequently, the result of the AND operation is output as a selection signal for driving the injection unit 4, and when the injection unit 4 outputs a selection signal indicating that the injection unit 4 is defective, the granular material determined to be defective is determined. Is ejected to separate it from the granular material identified as good.

본 발명의 일 실시 예에 따르면, 상기 S101 단계에서 설정된 대상 영역이 불량 검출 영역인 경우 즉, 설정된 대상 영역의 안쪽을 불량으로 인식하는 경우의 인사이드(inside) 불량 검출과, 설정된 대상 영역이 정상 검출 영역인 경우 즉, 설정된 대상 영역의 안쪽을 정상으로 인식하고 바깥쪽을 불량으로 인식하는 경우의 아웃사이드(Outside) 불량 검출이 모두 가능하다. 인사이드 불량 검출의 경우, 각 비교기는 입력되는 데이터가 기 설정된 선별 범위 내에 포함되는 경우 불량에 대응하는 신호를 출력하고, 아웃사이드 불량 검출의 경우, 각 비교기는 입력되는 데이터가 기 설정된 선별 범위를 벗어나면 불량에 대응하는 신호를 출력한다. According to an embodiment of the present disclosure, when the target area set in step S101 is a failure detection area, that is, when the inside of the set target area is recognized as a failure, inside defect detection is performed, and the set target area is normally detected. In the case of an area, that is, when the inside of the set target area is recognized as normal and the outside is regarded as bad, both outside defect detection is possible. In the case of inside defect detection, each comparator outputs a signal corresponding to a failure when the input data is within the preset selection range, and in the case of outside failure detection, each comparator outputs the input data outside the preset selection range. Outputs a signal corresponding to a defective surface.

한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 곡물용 색채 선별기(100)는 선별대상 입상물에 대한 불량 여부를 판별하기 전에, 현재 입력되는 영상 신호가 입상물이 존재하지 않는 블랭크 구간에 해당하는지 판단하는 과정을 수행할 수 있다. 곡물용 색채 선별기(100)는 H, S, L 데이터 각각에 대해 블랭크 구간으로 설정된 구간에 포함되는지를 판단하고,H, S, L 데이터 모두 블랭크 구간으로 설정된 구간에 포함되는 경우, 입상물이 존재하지 않는 블랭크 구간으로 판단한다. 또한, 블랭크 구간으로 판단되면, S105 단계 및 S104 단계에 걸쳐 수행되는 불량 검출 과정을 생략하거나, 분사부(4)로 정상임을 나타내는 선별 신호를 출력한다.반면에, 블랭크 구간이 아닌 경우, 제어부(180)는 S105 단계 및 S104 단계에 걸쳐 불량 검출 과정을 수행한다. Meanwhile, according to an embodiment of the present invention, the grain color sorter 100 determines whether the image signal currently input corresponds to a blank section in which the granular material does not exist before determining whether the granular material for the screening object is defective. Can be performed. The grain color sorter 100 determines whether each of the H, S, and L data is included in the section set as the blank section, and when all the H, S, and L data are included in the section set as the blank section, the granular material is present. It is determined that the blank section does not. In addition, if it is determined that the blank section is determined, the defect detection process performed in steps S105 and S104 is omitted, or a screening signal indicating normality is output to the injection unit 4. On the other hand, when the blank section is not, the control unit ( 180 performs a failure detection process over steps S105 and S104.

전술한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 곡물용 색채 선별기는 RGB가 아닌 색상, 채도, 명도로 나타내는 색상 모델을 이용하여 불량 검출을 위한 대상 영역을 설정하고, 입상물의 색상, 채도 및 명도를 이용하여 불량 검출을 수행함으로써, 선별 신뢰도를 향상시키는 효과가 있다. 또한, 전처리 과정을 통해 블랭크 구간에 대해서는 불량 검출 과정을 생략함으로써, 블랭크 구간을 불량으로 인식하는 오동작을 방지하고 블랭크 구간에서의 불필요한 전력 소모를 줄이는 효과가 있다.
According to an embodiment of the present invention described above, the grain color sorter sets a target area for defect detection using a color model represented by hue, saturation, and brightness instead of RGB, and uses the color, saturation, and brightness of the granular material. By performing the defect detection, there is an effect of improving the screening reliability. In addition, by omitting the defect detection process for the blank section through the preprocessing process, there is an effect of preventing a malfunction in recognizing the blank section as a defect and reducing unnecessary power consumption in the blank section.

이상에서 설명한 본 발명의 실시 예는 장치 및 방법을 통해서만 구현이 되는 것은 아니며, 본 발명의 실시예의 구성에 대응하는 기능을 실현하는 프로그램 또는 그 프로그램이 기록된 기록 매체를 통해 구현될 수도 있으며, 이러한 구현은 앞서 설명한 실시예의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 전문가라면 쉽게 구현할 수 있는 것이다. The embodiments of the present invention described above are not only implemented by the apparatus and method but may be implemented through a program for realizing the function corresponding to the configuration of the embodiment of the present invention or a recording medium on which the program is recorded, The embodiments can be easily implemented by those skilled in the art from the description of the embodiments described above.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시 예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. The present invention is not limited to the drawings, and all or some of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made.

Claims (5)

색상, 채도 및 명도 각각의 신호 구간을 복수 개의 구간으로 분할하고, 색상, 채도 및 명도 각각에 대해 상기 분할된 복수 개의 구간 중 어느 하나의 구간을 선정하고, 상기 선정된 구간들을 모두 포함하는 공통 영역을 대상 영역으로 설정하는 단계;
복수의 색상, 채도 및 명도 데이터를 룩업 테이블로 저장하며, 영상신호의 RGB 데이터가 어드레스로 입력되면 상기 입력되는 RGB 데이터에 대응하는 색상, 채도 및 명도 데이터를 출력하는 메모리를 이용하여, 선별대상 입상물을 연속적으로 촬영한 영상신호로부터 색상, 채도 및 명도 신호를 연속적으로 획득하는 단계;
상기 메모리에서 출력되는 색상, 채도 및 명도 데이터와 기 설정된 색상, 채도 및 명도 선별 범위와의 비교 결과를 출력하는 복수의 비교기를 통해, 상기 입상물을 촬영한 영상신호로부터 연속적으로 획득되는 진동 신호 형태의 색상, 채도 및 명도 신호 각각의 평균이 속하는 구간을 결정하는 단계;
상기 복수의 비교기의 출력값을 논리곱 연산한 결과를 토대로 상기 색상, 채도 및 명도 신호의 평균이 속하는 구간을 결정하고, 상기 입상물의 색상, 채도 및 명도가 상기 대상 영역에 포함되는지 여부를 판단하는 단계; 및
상기 입상물의 색상, 채도 및 명도가 상기 대상 영역에 포함되는 경우, 미리 설정된 불량 선별 동작을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 색상, 채도 및 명도 신호가 미리 설정된 기준 이상 불량 검출 영역에 속하는 경우 카운트를 증가시키고, 상기 카운트가 연속해서 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우 불량 선별 동작이 수행되는 것을 특징으로 하는 곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법.
A common region including each of the hue, saturation, and brightness signal sections divided into a plurality of sections, selecting one of the divided sections for each of hue, saturation, and brightness, and including all of the selected sections. Setting the target area;
A plurality of hue, saturation, and brightness data are stored as a look-up table, and when RGB data of an image signal is input as an address, a selection target is prized using a memory that outputs hue, saturation, and brightness data corresponding to the input RGB data. Continuously acquiring hue, saturation, and lightness signals from an image signal of continuously photographing water;
Vibration signal form continuously obtained from the image signal photographing the granular object through a plurality of comparators for outputting a comparison result between the hue, saturation and brightness data output from the memory and a preset hue, saturation and brightness selection range Determining a section to which an average of each of hue, saturation, and lightness signals belongs;
Determining a section to which the average of the hue, saturation, and brightness signals belong, based on a result of the logical AND operation of the output values of the plurality of comparators, and determining whether the hue, saturation, and brightness of the granular material are included in the target region; ; And
If the hue, saturation and brightness of the granular material is included in the target area, performing a predetermined failure screening operation,
When the hue, saturation and brightness signals belong to a predetermined reference abnormal failure detection area, the count is increased, and when the count continuously exceeds the predetermined reference value, a defect sorting operation is performed. Defect detection method.
제1항에 있어서,
상기 설정된 대상 영역은 불량 검출 영역이고, 상기 불량 선별 동작은 상기 입상물을 이젝트시키는 동작인 것을 특징으로 하는 곡물용 색채 선별기의 불량 검출 방법.
The method of claim 1,
The set target region is a defect detection region, and the defect sorting operation is an operation of ejecting the granular material.
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