JP2012093277A - Measuring apparatus and measuring method - Google Patents

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Yoko Maruo
容子 丸尾
Jiro Nakamura
二朗 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a measuring apparatus capable of performing measurement with high accuracy by utilizing a sensor element such as a detector paper changed in color according to the state of an environment without using an expensive optical measuring instrument.SOLUTION: The measuring apparatus includes: a first color sample 101 having an RGB value of (n, 0, 0) to be imparted as a vector in a reference RGB color space consisting of coordinates of a R-value; a G-value and a B-value; a second color sample 102 having a RGB value of (n, n, 0); a third color sample 103 having an RGB value of (n, n, n); a sensor element 104 changed in color by contact with a material to be a measuring object; and an imaging part 105 for simultaneously imaging the first color sample 101, the second color sample 102, the third color sample 103, and the sensor element 104 under a specific light source to obtain color image data.

Description

本発明は、測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子を撮像したカラー画像データを用いて物質の測定を行う測定装置および方法に関するものである。   The present invention relates to a measuring apparatus and method for measuring a substance using color image data obtained by imaging a sensor element whose color changes due to contact with the substance to be measured.

例えば、ガスセンサの分野では，色の変化を利用して対象のガスを検知する方法が広く研究されている。一般に広く行われているガスの測定方法としては、ガス検知管を用いるものがある（非特許文献１参照）。この方法では、雰囲気や測定対象気体中のガス濃度を、ガス検知管の色の変化として検出するものであり、簡易な測定を可能としている。このガス検知管による方法は、目視による読み取りが簡単に行えるという利点があるが、色の変化領域と未変化領域の境界が明確でないため、読み取る人による読み取り誤差がかなりの濃度範囲で生じてしまうという欠点がある。   For example, in the field of gas sensors, methods for detecting a target gas using color change have been widely studied. As a gas measurement method that is generally widely used, there is a method using a gas detection tube (see Non-Patent Document 1). In this method, the gas concentration in the atmosphere or the measurement target gas is detected as a change in the color of the gas detector tube, and simple measurement is possible. This gas detector tube method has the advantage that it can be easily read visually, but since the boundary between the color change region and the unchanged region is not clear, the reading error by the reader occurs in a considerable concentration range. There is a drawback.

また、検知紙によりガス濃度を測定する方法も知られている。例えば、シックハウス症候群の原因物質の一つであるホルムアルデヒドについては、「ビル管理法」や「学校環境衛生の基準」において測定が義務づけられており、簡易測定法が用いられている。用いられている簡易測定法には、検知紙を用いるものが多くあり、検知紙の色変化から濃度に変換を行っている。検知紙としては、例えば、簡易ホルムアルデヒド測定器（理研計器株式会社製）がある（非特許文献２参照）。   Also known is a method of measuring the gas concentration with a detection paper. For example, formaldehyde, which is one of the causative substances of sick house syndrome, is required to be measured in the “Building Management Law” and “School Environmental Hygiene Standard”, and a simple measuring method is used. Many of the simple measurement methods used use detection paper, and the color change of the detection paper is converted into density. As a detection paper, there exists a simple formaldehyde measuring device (made by Riken Keiki Co., Ltd.), for example (refer nonpatent literature 2).

検知紙を用いた測定においても、簡易であるという利点があるが、前述したガス検知管の場合と同様に、使用者による読み取り誤差が存在する。このため、検知紙を用いて誤差を防いで正確な測定を行う場合、測定箇所で検知紙における光の反射率を測定するなど、光学測定器を併用した装置が必要になる。また、このような光学測定器は一般に高価であり、測定を行う装置も高価になる。このため、検知紙を用いる正確な測定では、測定が容易に行えず、また、コストの上昇を招く。   In the measurement using the detection paper, there is an advantage that it is simple, but there is a reading error by the user as in the case of the gas detection tube described above. For this reason, when an accurate measurement is performed using a detection paper while preventing an error, an apparatus using an optical measuring instrument is required, such as measuring the reflectance of light on the detection paper at a measurement location. In addition, such an optical measuring instrument is generally expensive, and an apparatus for performing measurement is also expensive. For this reason, in the accurate measurement using the detection paper, the measurement cannot be easily performed, and the cost is increased.

一方、基準となるカラーチャートとの比較により、目視の判断でも読み取り誤差を低減するようにした技術がある。例えば、光化学オキシダントの原因物質であり環境基準が定められている二酸化窒素の測定が行える「空気の汚れはかるくん」がある（非特許文献３参照）。しかしながら、この技術においても、やはり目視に頼っているため、光学測定器を用いるような精度は望めない。また、場合によっては、検知紙の色変化の範囲にカラーチャートが対応せず、比較が困難な場合もある。   On the other hand, there is a technique that reduces reading errors even by visual judgment by comparing with a reference color chart. For example, there is “Air is dirty” that can measure nitrogen dioxide, which is a causative substance of photochemical oxidants and has established environmental standards (see Non-Patent Document 3). However, even in this technique, accuracy that uses an optical measuring instrument cannot be expected because it still relies on visual observation. In some cases, the color chart does not correspond to the color change range of the detection paper, and comparison may be difficult.

上述したようなセンサ素子の色変化を利用した簡便な測定において、発明者らは、高価な光学測定器を用いることなく、より安価なカラー撮像装置を用いた測定の技術を提案している（特許文献１，２参照）。これらの技術では、発明者らが開発したオゾン，二酸化窒素，およびホルムアルデヒドなどと反応することで色が変化する高感度なセンサ素子を用い、色標本とセンサ素子とを同時に撮像することで、センサ素子の色（色変化）を数値化している。   In the simple measurement using the color change of the sensor element as described above, the inventors have proposed a measurement technique using a cheaper color imaging device without using an expensive optical measuring instrument ( (See Patent Documents 1 and 2). These technologies use highly sensitive sensor elements that change color by reacting with ozone, nitrogen dioxide, formaldehyde, etc., developed by the inventors. The element color (color change) is quantified.

特開２００８−１１６２３４号公報JP 2008-116234 A 特開２００９−１３３６３４号公報JP 2009-133634 A

http://www.gastec.co.jp/products/frame.php?place=seihin/c1.htmhttp://www.gastec.co.jp/products/frame.php?place=seihin/c1.htm http://www.rikenkeiki.co.jp/products/densitometer/FP-30.htmlhttp://www.rikenkeiki.co.jp/products/densitometer/FP-30.html http://www.kenis.co.jp/onlineshop/2008/06/1165215.htmlhttp://www.kenis.co.jp/onlineshop/2008/06/1165215.html

しかしながら、上述したカラー撮像による測定では、センサ素子の色変化に対応させた色標本を用いるようにしている。例えば、対象物質との接触により青から白に色変化するセンサ素子を用いる場合、白および水色などの濃度が異なる複数の青からなる色標本を用いている。   However, in the above-described measurement by color imaging, a color sample corresponding to the color change of the sensor element is used. For example, when a sensor element that changes color from blue to white by contact with a target substance is used, a color sample composed of a plurality of blues having different densities such as white and light blue is used.

このため、まず、センサ素子に対応して各々異なる色標本を用意する必要があり、汎用性に劣るという問題がある。また、上述した技術では、光源の状態により撮像の結果が変化するため、異なる光源下で測定した結果が異なるなど、光学測定器を用いる場合と比較して高い精度が得られないという問題がある。   For this reason, first, it is necessary to prepare different color samples corresponding to the sensor elements, and there is a problem that the versatility is inferior. In addition, the above-described technique has a problem that high accuracy cannot be obtained as compared with the case of using an optical measuring instrument because the result of imaging changes depending on the state of the light source, and the result measured under different light sources is different. .

本発明は、以上のような問題点を解消するためになされたものであり、高価な光学測定器と用いることなく、環境の状態に応じて色が変化する検知紙などのセンサ素子を利用して、高い精度で測定が行えるようにすることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and uses a sensor element such as a detection paper whose color changes according to the state of the environment without using an expensive optical measuring instrument. The purpose is to enable measurement with high accuracy.

本発明に係る測定装置は、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本、およびＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本（ｎ＝自然数）と、測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子と、所定の光源のもとで第１色標本，第２色標本，第３色標本，およびセンサ素子とを同時に撮像してカラー画像データを得る撮像手段と、撮像手段が撮像して得られた第１色標本，第２色標本，および第３色標本のカラー画像データより、光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第１画像処理手段と、撮像手段が撮像して得られたセンサ素子のカラー画像データよりＲＧＢ値をセンサＲＧＢ値として求める第２画像処理手段と、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、基準ＲＧＢ色空間に対する光源によるＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める解析手段と、補正値を用いてセンサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出する補正手段と、設定されている換算式を用いて補正センサＲＧＢ値よりセンサ素子が物質との接触による色変化に対応する物質の濃度値を算出する濃度算出手段とを備える。   The measuring apparatus according to the present invention is a first color sample having an RGB value (n, 0, 0) given as a vector of a reference RGB color space composed of coordinates of R value, G value, and B value, and an RGB value of (n , N, 0), a third color sample (n = n, n) with an RGB value of (n, n, n), and a sensor element whose color changes due to contact with the substance to be measured, An imaging unit that obtains color image data by simultaneously imaging the first color sample, the second color sample, the third color sample, and the sensor element under a predetermined light source; From the color image data of the one color sample, the second color sample, and the third color sample, the respective RGB values given as vectors in the RGB color space by the light source are respectively the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the first First image processing means for obtaining three reference RGB values, and imaging means A second image processing means for obtaining an RGB value as a sensor RGB value from the color image data of the sensor element obtained by imaging, and a reference RGB from the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value; Analyzing means for obtaining a correction value comprising a difference in RGB color space by a light source with respect to the color space, correcting means for calculating a correction sensor RGB value from the sensor RGB value using the correction value, and correction using a set conversion formula The sensor element includes density calculation means for calculating a density value of the substance corresponding to a color change caused by contact of the sensor element with the sensor RGB value.

上記測定装置において、解析手段は、第１基準ＲＧＢ値のＲ値を１行１列の値とし、第１基準ＲＧＢ値のＧ値を２行１列の値とし、第１基準ＲＧＢ値のＢ値を３行１列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＲ値より第１基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行２列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＧ値より第１基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行２列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＢ値より第１基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行２列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＲ値より第２基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行３列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＧ値より第２基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行３列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＢ値より第２基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行３列の値とした３行３列の行列の逆行列を補正値として算出し、補正手段は、逆行列を用いてセンサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出すればよい。   In the measurement apparatus, the analysis unit sets the R value of the first reference RGB value as a value of 1 row and 1 column, the G value of the first reference RGB value as a value of 2 rows and 1 column, and B of the first reference RGB value. The value is a value of 3 rows and 1 column, a value obtained by subtracting the R value of the first reference RGB value from the R value of the second reference RGB value is a value of 1 row and 2 columns, and the value of the G value of the second reference RGB value is A value obtained by subtracting the G value of the first reference RGB value is a value of 2 rows and 2 columns, a value obtained by subtracting the B value of the first reference RGB value from the B value of the second reference RGB value is a value of 3 rows and 2 columns, The value obtained by subtracting the R value of the second reference RGB value from the R value of the third reference RGB value is set to a value of 1 row × 3 columns, and the G value of the second reference RGB value is subtracted from the G value of the third reference RGB value. An inverse matrix of a 3 × 3 matrix with a value of 2 × 3 and a value obtained by subtracting the B value of the second reference RGB value from the B value of the third reference RGB value as a value of 3 × 3 Calculated as correction value And, correction means may calculate the correction sensor RGB values from the sensor RGB values using the inverse matrix.

上記測定装置において、ｎの最大値は２５５であり、第１色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，０，０）であり、第２色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）であり、第３色標本はＲＧＢ値が（２５５，２５５，２５５）であればよい。   In the measuring apparatus, the maximum value of n is 255, the first color sample has an RGB value of (255, 0, 0), and the second color sample has an RGB value of (255, 255, 0). Yes, the third color sample may have an RGB value of (255, 255, 255).

また、本発明に係る測定方法は、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本（ｎ＝自然数）、および測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子を所定の光源のもとで同時に撮像してカラー画像データを得る第１ステップと、第１色標本，第２色標本，および第３色標本のカラー画像データより、光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第２ステップと、センサ素子のカラー画像データよりＲＧＢ値をセンサＲＧＢ値として求める第３ステップと、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、基準ＲＧＢ色空間に対する光源によるＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める第４ステップと、補正値を用いてセンサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出する第５ステップと、設定されている換算式を用いて補正センサＲＧＢ値よりセンサ素子が測定対象とする物質との接触による色変化に対応する物質の濃度値を算出する第６ステップとを備える。   In addition, the measurement method according to the present invention includes a first color sample having an RGB value (n, 0, 0) given as a vector of a reference RGB color space composed of coordinates of the R value, the G value, and the B value. A second color sample of (n, n, 0), a third color sample of RGB value (n, n, n) (n = natural number), and a sensor element whose color changes due to contact with a substance to be measured. As a vector in the RGB color space by the light source from the first step of obtaining color image data by simultaneously capturing images under a predetermined light source and the color image data of the first color sample, the second color sample, and the third color sample A second step of obtaining each given RGB value as a first reference RGB value, a second reference RGB value, and a third reference RGB value; and a third step of obtaining an RGB value as a sensor RGB value from the color image data of the sensor element Step and first unit A fourth step for obtaining a correction value composed of a difference of the RGB color space by the light source with respect to the reference RGB color space from the RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value, and correction from the sensor RGB value using the correction value The fifth step of calculating the sensor RGB value and the concentration value of the substance corresponding to the color change caused by the contact of the sensor element with the substance to be measured from the corrected sensor RGB value using the set conversion formula 6 steps.

上記測定方法において、第１基準ＲＧＢ値のＲ値を１行１列の値とし、第１基準ＲＧＢ値のＧ値を２行１列の値とし、第１基準ＲＧＢ値のＢ値を３行１列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＲ値より第１基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行２列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＧ値より第１基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行２列の値とし、第２基準ＲＧＢ値のＢ値より第１基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行２列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＲ値より第２基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行３列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＧ値より第２基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行３列の値とし、第３基準ＲＧＢ値のＢ値より第２基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行３列の値とした３行３列の行列の逆行列を補正値として算出し、行列の逆行列を用いてセンサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出するようにすればよい。   In the measurement method, the R value of the first reference RGB value is set to a value of 1 row and 1 column, the G value of the first reference RGB value is set to a value of 2 rows and 1 column, and the B value of the first reference RGB value is set to 3 rows. The value obtained by subtracting the R value of the first reference RGB value from the R value of the second reference RGB value as the value of one column is taken as the value of 1 row and 2 columns, and the first reference RGB value from the G value of the second reference RGB value The value obtained by subtracting the G value of the first reference RGB value from the B value of the second reference RGB value is taken as the value of the third reference RGB value, and the value obtained by subtracting the B value of the first reference RGB value from the B value of the second reference RGB value. The value obtained by subtracting the R value of the second reference RGB value from the R value of the value is set to a value of 1 row and 3 columns, and the value obtained by subtracting the G value of the second reference RGB value from the G value of the third reference RGB value is 2 rows. The correction value is calculated as an inverse matrix of a 3 × 3 matrix with a value of 3 columns and a value obtained by subtracting the B value of the second reference RGB value from the B value of the third reference RGB value. And the matrix Matrix may be calculated correction sensor RGB values from the sensor RGB values using.

上記測定方法において、ｎの最大値は２５５であり、第１色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，０，０）であり、第２色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）であり、第３色標本はＲＧＢ値が（２５５，２５５，２５５）であればよい。   In the measurement method, the maximum value of n is 255, the first color sample has an RGB value of (255, 0, 0), and the second color sample has an RGB value of (255, 255, 0). Yes, the third color sample may have an RGB value of (255, 255, 255).

以上説明した本発明によれば、高価な光学測定器と用いることなく、環境の状態に応じて色が変化する検知紙などのセンサ素子を利用して、高い精度で測定が行えるという優れた効果が得られる。   According to the present invention described above, an excellent effect that measurement can be performed with high accuracy using a sensor element such as detection paper whose color changes according to the state of the environment without using an expensive optical measuring instrument. Is obtained.

図１は、本発明の実施の形態における測定装置の構成を示す構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の実施の形態における測定装置の動作（測定方法）について説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart for explaining the operation (measurement method) of the measurement apparatus according to the embodiment of the present invention. 図３は、センサＲＧＢ値による測定濃度と実際の濃度との相関を示す相関図である。FIG. 3 is a correlation diagram showing the correlation between the measured density based on the sensor RGB values and the actual density. 図４は、補正センサＲＧＢ値による測定濃度と実際の濃度との相関を示す相関図である。FIG. 4 is a correlation diagram showing the correlation between the measured density based on the correction sensor RGB values and the actual density.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態における測定装置の構成を示す構成図である。この測定装置は、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本１０１、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本１０２、およびＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本１０３とを備える。ここで、ｎは自然数である。また、基準ＲＧＢ空間は、例えば、正方ＲＧＢ色空間である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a measuring apparatus according to an embodiment of the present invention. This measuring apparatus includes a first color sample 101 having an RGB value (n, 0, 0) given as a vector in a reference RGB color space composed of coordinates of an R value, a G value, and a B value, and an RGB value of (n, n). , 0) and a third color sample 103 having an RGB value of (n, n, n). Here, n is a natural number. The reference RGB space is, for example, a square RGB color space.

また、この装置は、測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子１０４と、所定の光源（不図示）のもとで第１色標本１０１，第２色標本１０２，第３色標本１０３，およびセンサ素子１０４とを同時に撮像してカラー画像データを得る撮像部１０５とを備える。   The apparatus also includes a sensor element 104 that changes color by contact with a substance to be measured, and a first color sample 101, a second color sample 102, and a third color sample under a predetermined light source (not shown). 103 and the sensor element 104 are provided at the same time, and an imaging unit 105 that obtains color image data is provided.

また、この装置は、撮像部１０５が撮像して得られた第１色標本１０１，第２色標本１０２，および第３色標本１０３のカラー画像データより、光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第１画像処理部１０６と、撮像部１０５が撮像して得られたセンサ素子１０４のカラー画像データよりＲＧＢ値をセンサＲＧＢ値として求める第２画像処理部１０７とを備える。   Further, this apparatus is given as a vector in the RGB color space by the light source from the color image data of the first color sample 101, the second color sample 102, and the third color sample 103 obtained by imaging by the imaging unit 105. A first image processing unit 106 that obtains each RGB value as a first reference RGB value, a second reference RGB value, and a third reference RGB value, and a color image of the sensor element 104 obtained by imaging by the imaging unit 105 And a second image processing unit 107 that obtains RGB values from the data as sensor RGB values.

また、この装置は、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、基準ＲＧＢ色空間に対する光源によるＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める解析部１０８と、補正値を用いてセンサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出する補正部１０９と、設定されている換算式を用いて補正センサＲＧＢ値よりセンサ素子１０４が物質との接触による色変化に対応する物質の濃度値を算出する濃度算出部１１０とを備える。   In addition, the apparatus includes an analysis unit 108 that obtains a correction value that is a difference between the RGB color space of the light source with respect to the reference RGB color space from the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value; A correction unit 109 that calculates a correction sensor RGB value from the sensor RGB value using the value, and a sensor element 104 that corresponds to a color change caused by contact with the substance from the correction sensor RGB value using a set conversion formula. A density calculation unit 110 that calculates density values;

ここで、センサ素子１０４は、例えば、ろ紙などの繊維より構成された担体に、オゾンガスと反応して色が変化する色素を含んだ検知成分および保湿剤が担持されたオゾン検知素子（ＮＴＴアドバンステクノロジ株式会社製オゾン検知紙「オゾン見太郎」）である。この場合、センサ素子１０４は、環境の状態としてオゾンにより色が変化し、オゾンの濃度により異なる色の変化を示す。   Here, the sensor element 104 is, for example, an ozone detection element (NTT Advanced Technology) in which a detection component containing a pigment that changes its color by reacting with ozone gas and a moisturizing agent are supported on a carrier composed of fibers such as filter paper. Ozone detection paper “Ozone Mitaro”). In this case, the sensor element 104 changes in color due to ozone as an environmental state, and shows a different color change depending on the ozone concentration.

また、ｎの最大値が２５５であり、第１色標本１０１は、ＲＧＢ値が（２５５，０，０）であり、第２色標本１０２は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）であり、第３色標本１０３は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，２５５）であればよい。この場合、第１色標本１０１は、典型的な赤色となる。また、第２色標本１０２は、Ｂ値が０であり、典型的な黄色となる。また、第３色標本１０３は、白となる。   The maximum value of n is 255, the first color sample 101 has an RGB value of (255, 0, 0), and the second color sample 102 has an RGB value of (255, 255, 0). The third color sample 103 may have an RGB value of (255, 255, 255). In this case, the first color sample 101 is a typical red color. The second color sample 102 has a B value of 0 and becomes a typical yellow color. Further, the third color sample 103 is white.

例えば、コンピュータによる画像処理において、一般にＲＧＢの各色は８ビットで表現され（ｓＲＧＢなど）、各色の輝度範囲は、０〜２５５の２５６（＝２8）段階で表現されている。上述の例では、第１色標本１０１は、Ｒ値が最大（２５５）であり、第２色標本１０２は、Ｒ値およびＧ値が最大（２５５）であり、第３色標本１０３は、Ｒ値，Ｇ値，およびＢ値が最大（２５５）である。これらのＲＧＢ値は、例えば、色温度５０００Ｋの光源を用いて測定されるＲＧＢ値が、上述した値となっている第１色標本１０１，第２色標本１０２，および第３色標本１０３を用いればよい。なお、「ＲＧＢ値が（２５５，０，０）の赤」は、国際照明委員会（ＣＩＥ）のＸＹＺで記述すれば、（３９．３３，２１．２３，１．８２）の赤である。また、「ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）の黄色」は、ＣＩＥのＸＹＺで記述すれば、（７５．８４，９１．３３，１２．９９）の黄色である。 For example, in image processing by a computer, each color of RGB is generally expressed by 8 bits (sRGB, etc.), and the luminance range of each color is expressed in 256 (= 2 8 ) levels from 0 to 255. In the above example, the first color sample 101 has the maximum R value (255), the second color sample 102 has the maximum R value and G value (255), and the third color sample 103 has the R value R The value, G value, and B value are maximum (255). As these RGB values, for example, the first color sample 101, the second color sample 102, and the third color sample 103 in which the RGB values measured using a light source having a color temperature of 5000K are the values described above are used. That's fine. Note that “red with an RGB value of (255, 0, 0)” is red of (39.33, 21.23, 1.82) when described in XYZ of the International Commission on Illumination (CIE). “Yellow with RGB value of (255, 255, 0)” is yellow of (75.84, 91.33, 12.99) when described in XYZ of CIE.

撮像部１０５は、例えば、多色光学フィルターによりカラー化を実現した固体撮像素子を備え、撮像によりカラー画像データを生成するデジタルスチルカメラである。撮像部１０５は、対象物を撮像することにより、対象物のカラー画像データを生成して出力する。例えば、撮像部１０５は、いわゆる携帯電話が備えるカメラ機能部であってもよい。   The imaging unit 105 is, for example, a digital still camera that includes a solid-state imaging device that is colored by a multicolor optical filter and generates color image data by imaging. The imaging unit 105 generates and outputs color image data of the target by imaging the target. For example, the imaging unit 105 may be a camera function unit included in a so-called mobile phone.

以下、本実施の形態における測定装置の動作（測定方法）について、図２のフローチャートを用いて説明する。   Hereinafter, the operation (measurement method) of the measurement apparatus in the present embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、ステップＳ２０１で、撮像部１０５が、第１色標本１０１，第２色標本１０２，第３色標本１０３、およびセンサ素子１０４を所定の光源のもとで同時に撮像してカラー画像データを得る。例えば、撮像部１０５の撮像可能領域内に、第１色標本１０１，第２色標本１０２，第３色標本１０３、およびセンサ素子１０４を配置しておけばよい。また、センサ素子１０４は、対象の環境（空気）に、設定されている時間放置（曝露）した後のものである。従って、環境に測定対象の物質（ガス）が含まれていれば、変色してることになる。   First, in step S201, the imaging unit 105 simultaneously captures the first color sample 101, the second color sample 102, the third color sample 103, and the sensor element 104 under a predetermined light source to obtain color image data. . For example, the first color sample 101, the second color sample 102, the third color sample 103, and the sensor element 104 may be arranged in the imageable area of the imaging unit 105. The sensor element 104 is left after being exposed (exposed) to the target environment (air) for a set time. Therefore, when the substance (gas) to be measured is included in the environment, the color is changed.

次に、ステップＳ２０２で、第１画像処理部１０６が、撮像部１０５が撮像したカラー画像データを処理し、この画像データのなかの第１色標本１０１，第２色標本１０２，および第３色標本１０３の部分より、色標本画像状態を算出する。例えば、第１画像処理部１０６は、各部分より所定の画素数（例えば６０００画素）分の領域を取り出し、取り出した各領域の各々の画素の値の平均値を求める。画素の値は、赤成分（Ｒチャンネル），緑成分（Ｇチャンネル），および青成分（Ｂチャンネル）毎の輝度値であり、第１画像処理部１０６は、取り出した各領域において、複数の画素のＲ成分，Ｇ成分，およびＢ成分毎に、輝度値の平均値を算出し、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値とする。なお、平均値に限らず、最頻値を用いてもよい。また、取り出す領域は、例えば使用者の指示操作により設定すればよい。   Next, in step S202, the first image processing unit 106 processes the color image data captured by the imaging unit 105, and the first color sample 101, the second color sample 102, and the third color in the image data. From the sample 103 portion, the color sample image state is calculated. For example, the first image processing unit 106 extracts an area for a predetermined number of pixels (for example, 6000 pixels) from each part, and obtains an average value of the values of each pixel in each extracted area. The pixel value is a luminance value for each of the red component (R channel), the green component (G channel), and the blue component (B channel), and the first image processing unit 106 includes a plurality of pixels in each extracted region. For each of the R component, G component, and B component, the average value of the luminance values is calculated and set as the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value. The mode value may be used instead of the average value. The area to be extracted may be set by a user's instruction operation, for example.

次に、ステップＳ２０３で、第２画像処理部１０７が、撮像部１０５が撮像したカラー画像データを処理し、この画像データのなかのセンサ素子１０４の部分より、所定の画素数（例えば６０００画素）分の領域を取り出し、上述同様にすることで、センサＲＧＢ値を求める。なお、この場合においても、取り出す領域は、例えば使用者の指示操作により設定すればよい。   Next, in step S203, the second image processing unit 107 processes the color image data captured by the imaging unit 105, and a predetermined number of pixels (for example, 6000 pixels) from the sensor element 104 in the image data. The sensor RGB value is obtained by extracting the minute region and performing the same process as described above. In this case as well, the area to be extracted may be set by an instruction operation by the user, for example.

次に、ステップＳ２０４で、解析部１０８が、上述したようにすることで第１画像処理部１０６が求めた第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、この撮像時の光源によるＲＧＢ色空間が、基準ＲＧＢ色空間よりどの程度ずれている（ゆがんでいる）かを求め（解析し）、補正値を求める。   Next, in step S204, the imaging unit 108 performs the imaging from the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value obtained by the first image processing unit 106 as described above. The degree of deviation (distortion) of the RGB color space by the current light source from the reference RGB color space is obtained (analyzed), and a correction value is obtained.

第１色標本１０１，第２色標本１０２，および第３色標本１０３の各ＲＧＢ値は、基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられている。また、撮像時（測定時）の光源によるＲＧＢ色空間の状態は、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値に現れていることになる。従って、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値により決定されるＲＧＢ色空間を、基準ＲＧＢ色空間に変換できる（戻せる）ような補正値を求めればよい。   The RGB values of the first color sample 101, the second color sample 102, and the third color sample 103 are given as vectors in the reference RGB color space. In addition, the state of the RGB color space by the light source at the time of imaging (measurement) appears in the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value. Therefore, a correction value that can convert (return) the RGB color space determined by the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value to the reference RGB color space may be obtained.

このように、Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本、およびＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本（ｎ＝自然数）を所定の光源のもとで撮像装置により同時に撮像してカラー画像データを取得し、第１色標本，第２色標本，および第３色標本のカラー画像データより、光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第１ステップと、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、基準ＲＧＢ色空間に対する光源によるＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める第２ステップと、補正値を用いて撮像装置が撮像した画像を補正する第３ステップとで色空間の補正をすることが、本発明の要点となる。   Thus, the first color sample with the RGB value (n, 0, 0) given as a vector in the reference RGB color space composed of the coordinates of the R value, G value, and B value, and the RGB value (n, n, 0) ) And a third color sample (n = natural number) of RGB values (n, n, n) are simultaneously imaged by an imaging device under a predetermined light source to obtain color image data, From the color image data of the first color sample, the second color sample, and the third color sample, the respective RGB values given as vectors in the RGB color space by the light source are respectively the first reference RGB value, the second reference RGB value, and Based on the first step for obtaining the third reference RGB value, and the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value, a correction value that is obtained by a difference in the RGB color space by the light source with respect to the reference RGB color space is obtained. Second step and correction value That the correction of the color space in the third step of correcting the image where the imaging device imaged using becomes the gist of the present invention.

例えば、第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値により決定されるＲＧＢ色空間は、以下の数（１）で示される第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値による行列Ｔで表すことができる。なお、第１基準ＲＧＢ値＝（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）、第２基準ＲＧＢ値＝（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）、第３基準ＲＧＢ値＝（Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３）とする   For example, the RGB color space determined by the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value is a first reference RGB value, a second reference RGB value represented by the following number (1), And a matrix T based on the third reference RGB values. Note that the first reference RGB value = (R1, G1, B1), the second reference RGB value = (R2, G2, B2), and the third reference RGB value = (R3, G3, B3).

Figure 2012093277
Figure 2012093277

また、基準ＲＧＢ色空間は、３行３列の単位行列とすることができるので、補正行列として行列Ｔの逆行列Ｔ’を求めればよい。   Further, since the reference RGB color space can be a 3 × 3 unit matrix, an inverse matrix T ′ of the matrix T may be obtained as a correction matrix.

次に、ステップＳ２０５で、補正部１０９が、上述したように求めた逆行列Ｔ’と、センサＲＧＢ値（Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ）を１行３列とした行列との積に、２５５（＝ｎ）をかけることで、補正センサＲＧＢ値（Ｒｓ’，Ｇｓ’，Ｂｓ’）を求める。   Next, in step S205, the correction unit 109 multiplies the product of the inverse matrix T ′ obtained as described above and the matrix with the sensor RGB values (Rs, Gs, Bs) as 1 row × 3 columns to 255 (= By applying n), the correction sensor RGB values (Rs ′, Gs ′, Bs ′) are obtained.

この後、ステップＳ２０６で、濃度算出部１１０が、補正部１０９により求められた補正線センサＲＧＢ値を設定されている換算式に代入し、濃度値を求める。   Thereafter, in step S206, the density calculation unit 110 substitutes the correction line sensor RGB value obtained by the correction unit 109 into the set conversion formula to obtain the density value.

以下、実際に測定した結果を用いて説明する。まず、解析部１０８が求めた補正値による補正部１０９の補正を行わず、センサＲＧＢ値（Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ）を設定されている換算式に代入して濃度値を求めた場合について説明する。このようにして求めた複数の測定サンプルによる測定濃度と、実際の測定サンプルにおける濃度とを比較すると、図３に示すように、両者の間に高い相関は得られていない。   Hereinafter, description will be made using the actual measurement results. First, a description will be given of a case where the density value is obtained by substituting the sensor RGB values (Rs, Gs, Bs) into the set conversion formula without correcting the correction unit 109 with the correction value obtained by the analysis unit 108. . When the measured concentrations of the plurality of measurement samples obtained in this way are compared with the concentrations in the actual measurement sample, a high correlation is not obtained between them as shown in FIG.

上述した補正なしの結果に対し、補正値により求めた補正センサＲＧＢ値（Ｒｓ’，Ｇｓ’，Ｂｓ’）を設定されている換算式に代入して濃度値を求めると、図４に示すように、測定濃度値を実際の濃度値との間には、高い相関が得られるようになる。この場合の相関値は、０．９以上となっている。   When the density values are obtained by substituting the correction sensor RGB values (Rs ′, Gs ′, Bs ′) obtained from the correction values into the set conversion equation for the above-described results without correction, as shown in FIG. In addition, a high correlation can be obtained between the measured density value and the actual density value. In this case, the correlation value is 0.9 or more.

また、以上の測定では、光源として、白色蛍光灯を用い、撮像は、携帯電話機のカメラを用いている。携帯電話機のカメラで撮像（撮影）して得られた画像データを、メモリーカードを利用し、第１画像処理部１０６，第２画像処理部１０７，解析部１０８，補正部１０９，および濃度算出部１１０が実現されているコンピュータに取り込んで処理している。このコンピュータは、ＣＰＵと主記憶装置と外部記憶装置とネットワーク接続装置となどを備え機器であり、主記憶装置に展開されたプログラムによりＣＰＵが動作することで、上述した各機能が実現される。また、各機能は、複数のコンピュータ機器に分散させるようにしてもよい。   In the above measurement, a white fluorescent lamp is used as a light source, and a camera of a mobile phone is used for imaging. Using a memory card, image data obtained by capturing (photographing) with a camera of a mobile phone, a first image processing unit 106, a second image processing unit 107, an analysis unit 108, a correction unit 109, and a density calculation unit 110 is implemented and processed. This computer is a device that includes a CPU, a main storage device, an external storage device, a network connection device, and the like, and each function described above is realized by the CPU operating by a program developed in the main storage device. Each function may be distributed among a plurality of computer devices.

以上に説明した本実施の形態によれば、高価な光学測定器と用いることなく、環境の状態に応じて色が変化する検知紙などのセンサ素子を利用して、高い精度で測定が行える。上述したように、本実施の形態によれば、安価で様々な場面で用いることができるいわゆるデジタルカメラを使用し、測定により色を変えるセンサ素子の状態を数値化することができる。また、数値化の際に問題となる撮影毎に異なる照明の状態や、撮像基材の違いによる画像の色の違いが、補正値により補正されるようになるので、より正確な測定が行える。   According to the present embodiment described above, measurement can be performed with high accuracy by using a sensor element such as detection paper whose color changes in accordance with the state of the environment without using an expensive optical measuring instrument. As described above, according to the present embodiment, a so-called digital camera that can be used in various situations at low cost can be used, and the state of the sensor element that changes color by measurement can be quantified. In addition, since different illumination states and image color differences due to differences in the imaging base material, which are problematic for digitization, are corrected by correction values, more accurate measurement can be performed.

なお、本発明は以上に説明した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想内で、当分野において通常の知識を有する者により、多くの変形が実施可能であることは明白である。例えば、上述では、オゾン検知紙，ＵＶラベルを用いた場合について説明したが、これに限るものではない。例えば、ホルムアルデヒドを検出して色が変化する試験紙，排ガスの粉じんを測定可能とした「空気の汚れチェッカー」，およびｐＨ（水素イオン濃度）試験紙など、環境により色が変化する他のセンサ素子を用いる場合も同様に本発明は適用可能である。また、温度，湿度，オゾンに限らず窒素酸化物や硫黄酸化物などの大気汚染物質の存在（濃度）などの環境により、色が変化する他のセンサ素子を用いる場合も同様である。   It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment described above, and that many modifications can be implemented by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention. It is obvious. For example, in the above description, the case where the ozone detection paper and the UV label are used has been described. However, the present invention is not limited to this. Other sensor elements that change color depending on the environment, such as test paper that changes color by detecting formaldehyde, “air dirt checker” that enables measurement of dust in exhaust gas, and pH (hydrogen ion concentration) test paper Similarly, the present invention can be applied to the case of using. The same applies to other sensor elements that change color depending on the environment such as the presence (concentration) of air pollutants such as nitrogen oxides and sulfur oxides as well as temperature, humidity, and ozone.

また、例えばＧＰＳ機能を備えたカメラ付き携帯電話機を用いることで、容易に環境マップ図が作成可能であり、これに加えて自動画像撮影機能を併用すれば、環境マップの時系列図の作成が容易に可能である。また、特別な改造を必要とせずに、市販されているカメラ付き携帯電話機を用いることが可能である。   In addition, for example, an environment map can be easily created by using a camera-equipped mobile phone equipped with a GPS function. In addition to this, if an automatic image capturing function is used together, a time-series diagram of the environment map can be created. Easily possible. Further, it is possible to use a commercially available camera-equipped mobile phone without requiring any special modification.

１０１…第１色標本、１０２…第２色標本、１０３…第３色標本、１０４…センサ素子、１０５…撮像部、１０６…第１画像処理部、１０７…第２画像処理部、１０８…解析部、１０９…補正部、１１０…濃度算出部。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 ... 1st color sample, 102 ... 2nd color sample, 103 ... 3rd color sample, 104 ... Sensor element, 105 ... Imaging part, 106 ... 1st image processing part, 107 ... 2nd image processing part, 108 ... Analysis 109, a correction unit, 110 ... a density calculation unit.

Claims (6)

Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本、およびＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本（ｎ＝自然数）と、
測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子と、
所定の光源のもとで前記第１色標本，前記第２色標本，前記第３色標本，および前記センサ素子とを同時に撮像してカラー画像データを得る撮像手段と、
前記撮像手段が撮像して得られた前記第１色標本，前記第２色標本，および前記第３色標本のカラー画像データより、前記光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第１画像処理手段と、
前記撮像手段が撮像して得られた前記センサ素子のカラー画像データよりＲＧＢ値をセンサＲＧＢ値として求める第２画像処理手段と、
第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、前記基準ＲＧＢ色空間に対する前記光源による前記ＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める解析手段と、
前記補正値を用いて前記センサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出する補正手段と、
設定されている換算式を用いて前記補正センサＲＧＢ値より前記センサ素子が前記物質との接触による色変化に対応する前記物質の濃度値を算出する濃度算出手段と
を備えることを特徴とする測定装置。 A first color sample having an RGB value (n, 0, 0) given as a vector of a reference RGB color space composed of coordinates of R value, G value, and B value, and a second color sample having an RGB value (n, n, 0). A color sample and a third color sample (n = natural number) with RGB values of (n, n, n);
A sensor element whose color changes upon contact with the substance to be measured;
Imaging means for obtaining color image data by simultaneously imaging the first color sample, the second color sample, the third color sample, and the sensor element under a predetermined light source;
From the color image data of the first color sample, the second color sample, and the third color sample obtained by imaging by the imaging unit, RGB values given as RGB color space vectors by the light source are obtained. First image processing means for obtaining the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value, respectively;
Second image processing means for obtaining RGB values as sensor RGB values from color image data of the sensor elements obtained by imaging by the imaging means;
Analyzing means for obtaining a correction value comprising a difference of the RGB color space by the light source with respect to the reference RGB color space from a first reference RGB value, a second reference RGB value, and a third reference RGB value;
Correction means for calculating a correction sensor RGB value from the sensor RGB value using the correction value;
A concentration calculating means for calculating a concentration value of the substance corresponding to a color change due to contact with the substance from the correction sensor RGB value using the correction sensor RGB value using a set conversion formula; apparatus. 請求項１記載の測定装置において、
前記解析手段は、
前記第１基準ＲＧＢ値のＲ値を１行１列の値とし、
前記第１基準ＲＧＢ値のＧ値を２行１列の値とし、
前記第１基準ＲＧＢ値のＢ値を３行１列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＲ値より第１基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行２列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＧ値より第１基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行２列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＢ値より第１基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行２列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＲ値より第２基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行３列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＧ値より第２基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行３列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＢ値より第２基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行３列の値とし
た３行３列の行列の逆行列を前記補正値として算出し、
前記補正手段は、前記逆行列を用いて前記センサＲＧＢ値より前記補正センサＲＧＢ値を算出する
ことを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1,
The analysis means includes
The R value of the first reference RGB value is a value of 1 row and 1 column,
The G value of the first reference RGB value is a value of 2 rows and 1 column,
The B value of the first reference RGB value is a value of 3 rows and 1 column,
A value obtained by subtracting the R value of the first reference RGB value from the R value of the second reference RGB value is a value of 1 row and 2 columns,
A value obtained by subtracting the G value of the first reference RGB value from the G value of the second reference RGB value is a value of 2 rows and 2 columns,
A value obtained by subtracting the B value of the first reference RGB value from the B value of the second reference RGB value is a value of 3 rows and 2 columns,
A value obtained by subtracting the R value of the second reference RGB value from the R value of the third reference RGB value is a value of 1 row and 3 columns,
A value obtained by subtracting the G value of the second reference RGB value from the G value of the third reference RGB value is a value of 2 rows and 3 columns,
Calculating an inverse matrix of a 3 × 3 matrix obtained by subtracting the B value of the second reference RGB value from the B value of the third reference RGB value as a value of 3 × 3 as the correction value;
The correction device calculates the correction sensor RGB value from the sensor RGB value using the inverse matrix. 請求項１または２記載の測定装置において、
前記ｎの最大値は２５５であり、前記第１色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，０，０）であり、前記第２色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）であり、前記第３色標本はＲＧＢ値が（２５５，２５５，２５５）であることを特徴とする測定装置。 The measuring apparatus according to claim 1 or 2,
The maximum value of n is 255, the first color sample has an RGB value of (255, 0, 0), the second color sample has an RGB value of (255, 255, 0), The third color sample has an RGB value of (255, 255, 255). Ｒ値，Ｇ値，Ｂ値の座標からなる基準ＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられるＲＧＢ値が（ｎ，０，０）の第１色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，０）の第２色標本、ＲＧＢ値が（ｎ，ｎ，ｎ）の第３色標本（ｎ＝自然数）、および測定対象の物質との接触により色が変化するセンサ素子を所定の光源のもとで同時に撮像してカラー画像データを得る第１ステップと、
前記第１色標本，前記第２色標本，および前記第３色標本のカラー画像データより、前記光源によるＲＧＢ色空間のベクトルとして与えられる各々のＲＧＢ値を各々第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値として求める第２ステップと、
前記センサ素子のカラー画像データよりＲＧＢ値をセンサＲＧＢ値として求める第３ステップと、
第１基準ＲＧＢ値，第２基準ＲＧＢ値，および第３基準ＲＧＢ値より、前記基準ＲＧＢ色空間に対する前記光源による前記ＲＧＢ色空間の差からなる補正値を求める第４ステップと、
前記補正値を用いて前記センサＲＧＢ値より補正センサＲＧＢ値を算出する第５ステップと、
設定されている換算式を用いて前記補正センサＲＧＢ値より前記センサ素子が測定対象とする物質との接触による色変化に対応する前記物質の濃度値を算出する第６ステップと
を備えることを特徴とする測定方法。 A first color sample having an RGB value (n, 0, 0) given as a vector of a reference RGB color space composed of coordinates of R value, G value, and B value, and a second color sample having an RGB value (n, n, 0). A color sample, a third color sample (n = natural number) with an RGB value of (n, n, n), and a sensor element that changes color due to contact with the substance to be measured are simultaneously imaged under a predetermined light source. A first step of obtaining color image data;
From the color image data of the first color sample, the second color sample, and the third color sample, each RGB value given as a vector in the RGB color space by the light source is a first reference RGB value, a second reference, respectively. A second step for obtaining an RGB value and a third reference RGB value;
A third step of obtaining RGB values as sensor RGB values from the color image data of the sensor elements;
A fourth step of obtaining a correction value comprising a difference of the RGB color space by the light source with respect to the reference RGB color space from the first reference RGB value, the second reference RGB value, and the third reference RGB value;
A fifth step of calculating a correction sensor RGB value from the sensor RGB value using the correction value;
And a sixth step of calculating a concentration value of the substance corresponding to a color change caused by contact with the substance to be measured by the sensor element from the correction sensor RGB value using a set conversion formula. Measuring method. 請求項４記載の測定方法において、
前記第１基準ＲＧＢ値のＲ値を１行１列の値とし、
前記第１基準ＲＧＢ値のＧ値を２行１列の値とし、
前記第１基準ＲＧＢ値のＢ値を３行１列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＲ値より第１基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行２列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＧ値より第１基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行２列の値とし、
前記第２基準ＲＧＢ値のＢ値より第１基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行２列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＲ値より第２基準ＲＧＢ値のＲ値を減じた値を１行３列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＧ値より第２基準ＲＧＢ値のＧ値を減じた値を２行３列の値とし、
前記第３基準ＲＧＢ値のＢ値より第２基準ＲＧＢ値のＢ値を減じた値を３行３列の値とし
た３行３列の行列の逆行列を前記補正値として算出し、
前記行列の逆行列を用いて前記センサＲＧＢ値より前記補正センサＲＧＢ値を算出する
ことを特徴とする測定方法。 The measurement method according to claim 4, wherein
The R value of the first reference RGB value is a value of 1 row and 1 column,
The G value of the first reference RGB value is a value of 2 rows and 1 column,
The B value of the first reference RGB value is a value of 3 rows and 1 column,
A value obtained by subtracting the R value of the first reference RGB value from the R value of the second reference RGB value is a value of 1 row and 2 columns,
A value obtained by subtracting the G value of the first reference RGB value from the G value of the second reference RGB value is a value of 2 rows and 2 columns,
A value obtained by subtracting the B value of the first reference RGB value from the B value of the second reference RGB value is a value of 3 rows and 2 columns,
A value obtained by subtracting the R value of the second reference RGB value from the R value of the third reference RGB value is a value of 1 row and 3 columns,
A value obtained by subtracting the G value of the second reference RGB value from the G value of the third reference RGB value is a value of 2 rows and 3 columns,
Calculating an inverse matrix of a 3 × 3 matrix obtained by subtracting the B value of the second reference RGB value from the B value of the third reference RGB value as a value of 3 × 3 as the correction value;
The correction method RGB value is calculated from the sensor RGB value using an inverse matrix of the matrix. 請求項４または５記載の測定方法において、
前記ｎの最大値は２５５であり、前記第１色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，０，０）であり、前記第２色標本は、ＲＧＢ値が（２５５，２５５，０）であり、前記第３色標本はＲＧＢ値が（２５５，２５５，２５５）であることを特徴とする測定方法。 The measurement method according to claim 4 or 5,
The maximum value of n is 255, the first color sample has an RGB value of (255, 0, 0), the second color sample has an RGB value of (255, 255, 0), The measurement method according to claim 3, wherein the third color sample has an RGB value of (255, 255, 255).
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