JP2016206760A - 色判別方法及び色判別装置、並びに印刷機色調制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】色の再現性等の点で精密さや厳密さが求められる印刷物や立体塗装品に対して、迅速で正確な色判別を行うことができる色判別方法及び色判別装置、並びに印刷機色調制御方法を提供する。【解決手段】本発明の色判別方法は、印刷物の色を数値化して面で判別するため、印刷物の色を平面で読み取る工程と、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各値を取得する工程と、前記各値の差の大小によって無彩色及び有彩色を分ける工程と、有彩色に対応した個別の色を指定色とし、有彩色のピクセルごとに取得した赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換し、指定色の標準輝度値が含まれるように設定した輝度範囲内で平均化する工程と、平均化した輝度値が設定した輝度値の許容範囲内に含まれるか否かによって所望の色であるか否かを判定する工程とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、一般の印刷物だけでなく、医療機器や自動車部品等の分野で使用する工業用のシール・ラベル等の２次元印刷物又は立体物塗装品等の３次元印刷物の色を平面で読み取ることによって一括して短時間に色を判別するとともに、基材や色の種別又は照明等の外的環境によって起こりやすい色ブレの影響を低減することができる色判別方法及び色判別装置、並びに前記色判別方法を利用して印刷機の色調制御を行う印刷機色調制御方法に関する。

工業用のシールやラベル等の印刷物や塗装された自動車等の立体物は大量生産されており、それらの色を製品ごとに一括して短時間に、且つ、高精度で判別することができれば、色の管理が容易になる。それによって、検査工程の効率化及び製品管理への迅速なフィードバックを図ることができる。製品ごとに色の管理を行う場合には、局所的な狭小領域の色のばらつきによって起きやすい色判別のブレを低減することが求められる。狭小領域の色は基材や色の種別又は照明等の外的環境によって変動しやすく、２次元印刷物や立体物等の３次元印刷物の表面に形成された色を平面で一括して判別するときに正確な判別が難しいためである。例えば、平面で読み取る色が実質的に製品規格内の合格品であるのに対して、測定上では規格外の色が存在するという判別エラーが発生するという問題が起きる。

また、シールやラベルを医療機器や自動車部品等の分野に使用する場合は、単なる表示の目的だけでなく、取扱い方法や危険を知らせるために混色で使用される場合が多い。例えば、黄色やオレンジ等に黒色が混色されていると、黄色やオレンジが黒色によって影響を受け、実際の色よりも濃い色として判別されるようになり、不良品としてみなされる場合がある。したがって、工業用のシールやラベル等の印刷物は、一般的な印刷物に比べて、色の再現性等の点で精密さや厳密さが求められる。

色の評価法としては、例えば、印刷物の微小な部分（ピンポイント）を反射率等で測定する方法が知られており、ピンポイント計測のために使用する分光光度計又は分光測色計等が市販されている。しかしながら、これらの方法や装置は、シールやラベル等又は塗装品のように一定面積を有する面全体で色の評価する場合、測定及びデータ処理等が非常に煩雑で複雑となり、実用に適さない。

印刷物や立体物の色は、これまで見本色との照合を目視観測で行う方法が中心であるが、目視観測は十分な経験が必要とされるため、検査結果にバラツキが生じて正確性に問題が生じるだけでなく、検査工程の省力化に対して大きな制約がある。印刷物の色を、例えば、一定面積での平均値として数値等に置き換えて定量化すれば誰もが迅速で正確に色判別できるようになる。この方法は、検査工程の自動化による大幅な省力化を図ることができることから期待が大きく、実現化が強く望まれている。

色の判別方法としては、上記の反射率測定以外にも従来から様々な方法が提案されている。例えば、特許文献１には、サンプリング手段で抽出された画素が有彩色か無彩色かを判別し、有彩色と判別された画素について、色成分判別部によって当該画素の色を判別する方法が開示されている。ここで、色判別は、入力した画素データの輝度と彩度が、あらかじめ記憶している上限値と下限値に入っているか否かで判定して行われる。

また、特許文献２には、基準画像と被検画像について、輝度成分と色成分を分離して、色成分のみの全体積分処理、ブロック積分値及びブロック微分処理をそれぞれ比較することによって、基準画像と比較画像が一致しているか否かを判定する画像識別方法が開示されている。

一方、特許文献３には、赤色、青色等で着色された用紙に黒色で文字が印刷された文書、パンフレット等の画像処理装置が開示されており、文字を見易くするために、黒色で印刷された文字と着色部（背景）とのコントラストを高くする方法が提案されている。

特開２００９−１９８７９２号公報 特開２０１０−１８３４７１号公報 特開２００１−２５１５２６号公報

しかしながら、前記の特許文献１及び２に記載の色判別方法は、それぞれ２色カラーコピーで使用する色を自動的に選択する方法、及びオリジナルの印刷物とは異なる印刷形態で作成された複製物を検出する方法としてサンプリング手段で抽出された画素について色の判別を行う方法であり、狭小領域の色バラツキによる影響を排除しながら、色を平面で読み取って一括処理で色判別を行う方法とは異なる。したがって、工業用のシールやラベル等の印刷物や塗装された自動車等の立体物の色を製品ごとに短時間に、且つ、高精度で判別する用途には適さない。

また、特許文献３に記載の画像処理装置は、有彩色の画素を白色の画素に置き換える変換手段と変換された無彩色画像に対して諧調手段を施す手段とを有するものであるが、着色された有彩色部分の色判別方法については記載も示唆もされていない。したがって、工業用のシールやラベル等の印刷物や塗装された自動車等の立体物の色として一般的に使用される有彩色の色判別用として、その技術をそのまま適用を図ることは困難である。

本発明は、係る問題を解決するためになされたものであり、一般的な印刷物に比べて色の再現性等の点で精密さや厳密さが求められる工業用のシールやラベル等の２次元印刷物又は立体物塗装品等の３次元印刷物に対して、迅速で正確な色判別を行うことができる印刷物の色判別方法及び色判別装置、並びに前記色判別方法を利用して印刷機の色調制御を行う印刷機色調制御方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記の課題を解決するために、印刷物の色の判別を面全体で行うときに基材や色の種別又は照明等の外的環境による影響を低減して本質的な色判別を行なう方法として、印刷物の色を面で読み取ったバイナリーデータから赤、緑、青の各値をピクセルごとに取得し、該赤、緑、青の各値に基づいて無彩色と区別して分離した有彩色を有するピクセルについて平均輝度値を求め、あらかじめ設定した指定色の輝度値の範囲に含まれるか否かを判定することによって、迅速で正確な色判別を行うことができることを見出し発明に到った。

すなわち、本発明の構成は以下の通りである。
［１］本発明は、平面又は立体の印刷物又は塗装品の色を数値化して面で判別する方法であって、前記の印刷物又は立体物の色を平面で読み取る工程と、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各値を取得する工程と、該赤、緑、青の各値の差が大きいピクセル及び小さいピクセルを、それぞれ有彩色及び無彩色として判定する工程と、前記有彩色の個別の色を指定色とし、前記有彩色として判定されたピクセルごとの前記赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換する工程と、前記グレースケール輝度値を前記指定色の標準輝度値が含まれるようにあらかじめ設定した輝度値の範囲内で平均化する工程（仮平均化工程）と、該平均化した輝度値が、あらかじめ設定した指定色の輝度値の許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定する工程とを有することを特徴とする色判別方法を提供する。
［２］本発明は、前記仮平均化工程において、前記あらかじめ設定した輝度値の範囲が、前記指定色の標準輝度に応じて勾配をつけて設定されており、前記指定色の標準輝度が０から２５５と大きくなるに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする前記［１］に記載の色判別方法を提供する。
［３］本発明は、前記仮平均化工程に続いて、前記仮平均化工程で採用した前記輝度値の範囲内よりも狭い範囲内に属する前記有彩色のピクセルごとのグレースケール輝度値について、さらに平均化を行う工程（修正平均化工程）を有することを特徴とする前記［１］又は［２］に記載の色判別方法を提供する。
［４］本発明は、前記ピクセルごとに有彩色及び無彩色として判定する工程に続いて、前記無彩色と判定されたすべての輝度値を、臨界輝度値に基づいて白色及び黒色の輝度値である２５５及び０のどちらか近い方の値に振り分けることによって、前記無彩色と判定されたピクセルを色判別対象から除外する工程を有することを特徴とする前記［１］〜［３］の何れかに記載の色判別方法を提供する。
［５］本発明は、前記［１］〜［４］の何れかに記載の色判別方法が、前記輝度値に加えて、さらに、前記平面上に読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから取得した前記赤、緑、青の各値をＨＬＳ色空間の色相及び彩度の少なくとも一つに変換する工程と、前記有彩色と判定されたピクセルごとの色相値及び彩度値の少なくとも一つを、前記指定色の標準色相値が含まれるようにあらかじめ設定した色相値の範囲内又は前記指定色の標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した彩度値の範囲内で平均化する工程（仮平均化工程）と、前記仮平均化工程で算出された平均色相値及び平均彩度値の少なくとも一つが、あらかじめ設定した色相値及び彩度値の少なくとも一つにおいてそれぞれの許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定する工程とを有する色判別方法を提供する。
［６］本発明は、前記の印刷物の色を平面で読み取る工程が、印刷物をスキャナー、固体撮像素子、カメラ及び面受光用バンドル光ファイバーの少なくとも何れかの手段によって画像化して行われることを特徴とする前記［１］〜［５］の何れかに記載の色判別方法を提供する。
［７］本発明は、前記無彩色が白及び黒若しくは灰色であって、前記無彩色の輝度値の測定毎のバラツキを小さくするために、前記印刷物が有する無彩色部分の輝度測定値を、あらかじめ基準輝度値が設定された無彩色と対比することによって、前記輝度測定値の較正を行うことを特徴とする前記［１］〜［６］の何れかに記載の色判別方法を提供する。
［８］本発明は、平面又は立体の印刷物又は塗装物の色を数値化して面で判別する装置であって、前記の印刷物又は立体物の色を平面で読み取る手段と、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各値を取得するステップ、前記赤、緑、青の各値の差が小さいピクセル及び大きいピクセルを、それぞれ有彩色及び無彩色として判定するステップ、該有彩色の個別の色を指定色とし、前記有彩色として判定されたピクセルごとの前記赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換するステップ、前記グレースケール輝度値を指定色の標準輝度が含まれるようにあらかじめ設定した輝度値の範囲内で仮平均化するステップ、及び該仮平均化した輝度値が、あらかじめ設定した輝度値の許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定するステップを有する計算手段と、該計算手段によって判定された結果を表示する表示手段とを備える色判別装置を提供する。
［９］本発明は、前記仮平均化のステップにおいて、前記あらかじめ設定した輝度値の範囲が、前記指定色の標準輝度に応じて勾配をつけて設定されており、前記指定色の標準輝度が０から２５５と大きくなるに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする前記［８］に記載の色判別装置を提供する。
［１０］本発明は、前記の計算手段が、前記仮平均化のステップに続いて、前記仮平均化のステップで採用した輝度範囲内よりも狭い範囲内に属する前記有彩色のピクセルごとのグレースケール輝度値について、さらに平均化を行うステップ（修正平均化のステップ）を有することを特徴とする前記［８］又は［９］に記載の色判別装置を提供する。
［１１］本発明は、前記計算手段が、前記ピクセルごとに有彩色及び無彩色として判定するステップに続いて、前記無彩色と判定されたすべての輝度値を、臨界輝度値に基づいて白色及び黒色の輝度値である２５５及び０のどちらか近い方の値に振り分けることによって、前記無彩色と判定されたピクセルを色判別対象から除外するステップを有することを特徴とする前記［８］〜［１０］の何れかに記載の色判別装置を提供する。
［１２］本発明は、前記［８］〜［１１］の何れかに記載の色判別装置が、前記輝度値を測定する手段に加えて、さらに、前記平面上に読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから取得した前記赤、緑、青の各値をＨＬＳ色空間の色相及び彩度の少なくとも一つに変換するステップ、前記有彩色と判断されたピクセルごとの色相値及び彩度値の少なくとも一つを前記指定色の標準色相値が含まれるようにあらかじめ設定した色相値の範囲内又は前記指定色の標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した彩度値の範囲内で仮平均化するステップ、及び該仮平均化によって算出された前記指定色が有する平均色相値及び平均彩度値の少なくとも一つが、あらかじめ設定した色相値及び彩度値の少なくとも一つにおいてそれぞれの許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定するステップを有する計算手段を備える色判別装置を提供する。
［１３］本発明は、前記の印刷物の色を平面で読み取る手段が、スキャナー、固体撮像素子、カメラ及び面受光用バンドル光ファイバーの少なくとも何れかであることを特徴とする前記［８］〜［１２］の何れかに記載の色判別装置を提供する。
［１４］本発明は、前記無彩色が白及び黒若しくは灰色であって、前記印刷物が有する無彩色部分の輝度測定値の較正を行うことによって前記無彩色の輝度値の測定毎のバラツキを小さくするために、あらかじめ基準輝度値が設定された無彩色印刷物を内部に有することを特徴とする前記［８］〜［１３］の何れかに記載の色判別装置を提供する。
［１５］本発明は、サンプリングした印刷物と校了紙又は基準画像を有する紙との比較を行い、両者の色調が一致するように印刷物の色調を制御すること、又は別の色調を改めて設定することによって、各色印刷ユニットのインキキーを操作してインキ供給量を調整する方法において、前記サンプリングした印刷物及び前記校了紙又は基準画像を有する紙の少なくとも何れかの色調を判別する方法として、前記［１］〜［７］の何れかに記載の色判別方法を用いることを特徴とする印刷機色調制御方法を提供する。

本発明による印刷物の色判別方法によれば、一般的な印刷物だけでなく、医療機器や自動車部品等の分野で使用する工業用シール・ラベル等の２次元印刷物や立体塗装品等の３次元印刷物に着色されている有彩色の色の判別を、精密さと正確さを保持しながら、迅速に、且つ簡便に行うことができる。また、印刷物の図案、模様及び文字や照明等の外的環境が変化しても、それらの因子による影響を受けない正確な色判別を行うことができる。それによって、色判別検査の自動化による大幅な省力化を図ることができる。

本発明による印刷物の色判別装置は、印刷物を読み取って画像化する手段と、読み取った画像データから輝度、さらに色彩と彩度の少なくとも何れかの値に変換する手段と、これらの光学物性値を解析して色判別を行うコンピュータ等の計算手段と、色判別結果を表示する手段とからなる単純な構成であるため、機能的には高い色判別性能を有しながら、汎用性に富む安価な装置を提供することができる。

また、本発明による印刷機色調制御方法は、上記の色判別方法を利用して正確で迅速な色判別によって高精度の色調制御ができるだけでなく、印刷物の品質面での大幅な向上を図ることができる。

輝度値を用いて行う本発明による色判別方法の工程を示す図である。 本発明の工程において行う有彩色及び無彩色の判定方法を説明するための模式図である。 本発明の工程において有彩色と判定された画像ピクセルで取得したＲＧＢの各値をグレースケール輝度値に変換した例を示す図である。 本発明の色判別方法の各工程で行った解析手順を模式的に示す図である。 本発明の色判別方法における輝度値の設定範囲及び許容範囲を示す模式図である。 本発明による測定輝度値の較正方法の例を示す図である。 輝度値及び色相値又は彩度値を用いて行う本発明による色判別方法の工程を示す図である。 本発明の色判別方法における色相値及び彩度値の設定範囲及び許容範囲を示す模式図である。 輝度値を用いて行う本発明による色判別装置の構成を示す図である。 輝度値及び色相値又は彩度値を用いて行う本発明による色判別装置の構成を示す図である。 本発明の色判別方法を用いた印刷機色調制御方法を実施するための装置構成の一例を示す概要図である。 本発明の実施例１で使用する画像取り込み部の概略図である。 本発明の実施例１で実施する色判別方法による黄色の画像解析手順とその解析結果を示す図である。 本発明の実施例２で実施する色判別方法によるオレンジ色の画像解析手順とその解析結果を示す図である。 本発明の実施例３で実施する色判別方法による青色の画像解析手順とその解析結果を示す図である。 本発明の実施例４で実施する色判別方法による青色の画像解析手順とその解析結果を示す図である。 本発明の実施例５で実施する色判別方法による混色の画像解析手順とその解析結果を示す図である。

図１は本発明による印刷物又は塗装品の色判別方法の工程を示す図であり、色判別は印刷物又は塗装品の輝度値を用いて行われる。図１に示すように、本発明による印刷物の色判別方法はＳ１〜Ｓ１７の各工程を有する。

まず、平面又は立体の印刷物又は塗装品を設置し（Ｓ１）、それらの色を平面で画像として読み取り（Ｓ２）、該平面で読み取った画像データからビットマップ画像を形成して（Ｓ３）、該ビットマップ画像のピクセル位置に保存されるバイナリ―データをピクセルごとに光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）のそれぞれの値を取得する（Ｓ４）。次いで、取得した赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各値の差が予め設定した許容値と対比して（Ｓ５）、該許容値よりも大きい部分及び小さい部分を、それぞれ有彩色及び無彩色として判定する（Ｓ６及びＳ７）。ここで、無彩色として判定された場合は色識別対象から除外する処理を行い（Ｓ８）、有彩色として判定された場合は前記有彩色の輝度値に対応した個別の色を、所定の標準輝度値を有する指定色として選定する（Ｓ９）。なお、指定色は前記印刷物又は塗装品の配色に応じて決っており、それ以外の色を考慮する必要がないことから、従来から蓄積してある指定色の輝度値データから標準輝度値をあらかじめ設定することができる。

次いで、前記有彩色のＲ、Ｇ、Ｂの各輝度値をグレースケール輝度値へ変換する（Ｓ１０）。Ｓ１０の工程で変換したグレースケール輝度値を、前記標準輝度値が含まれる所定の輝度値の範囲内（指定色の標準輝度値±α）で平均化する（Ｓ１１：仮平均化工程）。そして、Ｓ１１の仮平均化工程で平均化した輝度値（仮平均値）は、あらかじめ設定した輝度値の許容範囲内（標準輝度値±Ｒ）に含まれるか否かを判定する（Ｓ１２）。

その後、ルートＡ又はルートＢの２つに分けて判別を行う。ルートＡにおいて、前記グレースケール輝度値が許容範囲の（±α）内に含まれる場合は規格内品（合格品）として選別し（Ｓ１３）、一方で、含まれない場合は規格外品（不合格品）としてそれぞれ選別する（Ｓ１４）。このルートＡは、Ｓ１１及びＳ１２の仮平均化工程において１回の判定だけで色選別を行うものである。他方、ルートＢは、より正確な選別を行うために色判別の精度を向上させる目的を以て、さらに、修正平均化工程（Ｓ１５）及び修正平均値の判定を行う工程（Ｓ１６）を追加した色判別方法である。ここで、Ｓ１５の修正平均化工程は、前記指定色の標準輝度値が含まれる輝度範囲として、Ｓ１１の工程で示すαよりも小さな範囲（±β）を設定する。Ｓ１２の工程において測定輝度値の中から（標準輝度値±α）の範囲内に含まれる測定輝度を抽出してそれらの平均値を求めて仮平均値とし、さらに、Ｓ１６の工程において、（標準輝度値±β）の輝度範囲内に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各値だけを抽出してそれらの平均化を行って修正平均値とする。このようにして求めた修正平均値が輝度値の許容範囲内（基準輝度値±Ｒ）に含まれる場合を規格内品（合格品）として選別し（Ｓ１３）、一方、含まれない場合は規格外品（不合格品）として選別して除外する（Ｓ１４）。

図１に示すＳ８〜Ｓ１６の工程は、印刷又は塗装が行われている全有彩色の色判別が完了するまで繰り返して行う。最後に、Ｓ１７の工程で色判別を完了し、全工程を終了する。

図１に示すＳ４〜Ｓ７の工程で行う有彩色及び無彩色の判定方法を、図２の模式図を用いて説明する。図２には、例として、印刷物１の多分割されたピクセル中から選択した任意の一つピクセル２を抜き出して取得した、光の三原色である赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）のそれぞれの値を示す。

図２に示すように、Ｓ４の工程でピクセル２について測定したＲ、Ｇ、Ｂの各値の差が小さい場合は、所定の許容値内に含まれる。その結果、Ｓ５の工程によって「ＮＯ」と判断され、Ｓ７の工程で無彩色として判定されて色判別を行うための解析用データから除外される。仮に、ＲＧＢの各値の差が許容値を超える場合は「ＹＥＳ」と判断され、Ｓ６の工程でピクセル２の部分は有彩色として判定されることによって解析用データとして使用される。ここで、輝度値の差の許容値は、従来の測定データの解析に基づいて３０以内とするのが実用的である。

本発明の無彩色の判定方法において、黒画像又は白画像の場合にはＲ、Ｇ、Ｂの各値は差がほとんどみられない。また、無彩色がグレー画像である場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各値が小さくなる。例えば、グレー画像は、バイナリ―データからのＲ、Ｇ、Ｂの各値がそれぞれＲ＝１１５、Ｇ＝１２１及びＢ＝１１９となる。

それに対して、有彩色である場合、例えば有彩色が青であるカラー画像のときは、Ｒ＝７７、Ｇ＝１０９及びＢ＝２４３となり、各値の差が大きくなる。この特徴を利用して、印刷物又は塗装品等のすべてのピクセルを前記の許容値に基づいて有彩色又は無彩色に分離することができる。

図２に示す方法によって無彩色と判定されたピクセル画像は、グレースケール輝度値として変換後の輝度値が０である黒色、若しくは輝度値が２５５である白色のどちらか近い方の両端に振り分けられる。ここで、無彩色と判定されたピクセル画像のすべてについて、変換後の輝度値は臨界輝度値に基づいて２５５若しくは０のどちらかの輝度値に振り分ける。この臨界輝度値は無彩色の測定輝度値を振り分けるときの基準となり、０〜２５５の輝度値の中間領域である１２０〜１３０の範囲の何れかの値、一般的には０〜２５５の中間値である１２７に設定する。

Ｓ６の工程において有彩色と判定されたピクセル画像、例えば、有彩色が青であるカラー画像の場合は、前記で述べたようにＲ＝７７、Ｇ＝１０９及びＢ＝２４３となり、最も高い値を有する色である青（Ｂ）が指定色となる。なお、この指定色は印刷物又は塗装品に配色される色として事前に決められており、指定色に固有の輝度値が標準輝度値としてあらかじめ設定される（Ｓ９の工程）。

次に、Ｓ１０の工程で行うグレースケール輝度値への変換方法について説明する。本発明は、ＲＧＢ色空間やＨＳＶ色空間等いくつかの色空間の中で、ＨＬＳ色空間を使用する。ＨＬＳ色空間において、Ｈは色の色相を表す色相、Ｌは明るさを表す輝度、Ｓは色の鮮やかさを表す彩度である。この中で、輝度値Ｌは、平面で読み取った様々な色を一括でデータ処理できるだけでなく、色判別を精度良く、且つ簡便に行なうことができるため、本発明において好適なパラメータである。ＨＬＳ空間における輝度値Ｌは、各画像ピクセルのＲ、Ｇ、Ｂの各値から下記の一般式（１）によって求める。

ここで、ＬはＨＬＳ色空間における輝度を示し、Ｒ、Ｇ及びＢは、それぞれＲＧＢ色空間における赤、緑及び青の値である。図３は、Ｓ６の工程によって有彩色と判定された画像ピクセルで取得したＲ、Ｇ、Ｂの各値を、上記の一般式（１）によってグレースケール輝度値へ変換した例である。

本発明の色判別方法で適用する解析方法及びその特徴について図４を用いて説明する。図４は、全体の約３／４及び約１／４がそれぞれ白色及び黄色で配色された領域に文字が黒色で印字された印刷物について、本発明の色判別方法の各工程で行った解析手順を模式的に示す図である。なお、解析方法の詳細については後述の実施例１で説明する。

図４の（ａ）には、印刷物のそれぞれの画像ピクセルのバイナリ−データから取得したＲ、Ｇ、Ｂの各値を上記の一般式（１）によってグレースケール輝度値に変化したときの輝度値の分布を示す。黒色及び白色又はそれらの色に近い色を有するピクセルは輝度値が０及び２５５の近い部分にそれぞれ分けて分布し、有彩色として黄色を有するピクセルはあらかじめ設定した黄色に固有の標準輝度値の周辺に分布している。ここで、黄色の輝度値の許容範囲、すなわち上記の２Ｒに相当する範囲は斜線部分で示している。図４の（ａ）から、白色、黒色及び黄色を含めたすべての累積ピクセルについてグレースケール輝度値の平均化を行っても、平均輝度値が黄色の許容範囲内に含まれないことが予想できる。そこで、Ｓ５〜Ｓ８の工程において、無彩色ピクセルを色判別対象から除外し、有彩色である黄色を有するピクセルだけを選別する処理を行う。

図４の（ｂ）に、黄色を有するピクセルだけを選別したときのグレースケール輝度値の分布を示す。黄色及びそれに近い色を有するピクセルだけでグレーススケール輝度値の平均化を行えば、平均輝度値が輝度値の許容範囲に含まれる可能性は図４の（ａ）の場合よりも非常に高くなる。しかしながら、黄色及びそれに近い色を有するピクセルの分布は、必ずしも２項分布のような対称形状を有するとは限らない。例えば、黒色の周りに配色された黄色は、黒色によって影響を受け、実際の色よりも濃い色として判別されるようになり、図４の（ｂ）の点線で囲んだ拡大図に示すように、輝度値の小さい方へ偏った分布形状を有する。この非対称な分布形状を有する輝度値について平均化を行った場合、平均輝度値が黄色の許容範囲内に含まれなくなり、本来は規格品として選別されるべきところを不合格の規格品外として扱われる場合が生じる。この問題は、印刷物又は塗装品に配色された様々な色を一括で判別するときに顕著になる。したがって、本発明においては、Ｓ１１及びＳ１２の工程によって輝度値の範囲を狭めて、グレースケール輝度値の仮平均化を行う。

仮平均化工程（Ｓ１１）の解析方法を、図４の（ｃ）に示す。図４の（ｃ）に示すように、輝度値の範囲を狭く設定し、輝度値が低い方に分布するピクセルを除外することによって、実際の色よりも濃い色として判別されやすい黄色の領域（より小さい輝度値を有する領域）を色判別対象から外す処理を行う。ここで、仮平均化工程で設定する輝度値の範囲は２αと規定する。それによって輝度値の範囲内に属するピクセルだけで平均輝度値を求めることができるため、平均輝度値が標準輝度値の範囲内に含まれるようになり、色判別のエラー発生という問題を大幅に低減することができる。

図４の（ｄ）は、輝度値の範囲を（ｃ）の場合よりもさらに狭くしてグレースケール輝度値の平均化を行う修正平均化工程（Ｓ１５）の処理方法を示す図である。図１に示す工程においてルートＢを経るときの解析方法であり、修正平均化工程で設定する輝度値の範囲は２βと規定する。輝度値の範囲をさらに狭めることによって、修正平均輝度値を標準輝度値に近づけることができるため、色判別の精度の一層の向上が図れる。

以上のように、図４に示す解析方法によって本発明の効果を十分に奏することができるが、本発明においては、前記のα、β及びＲの範囲が重要な意味を持ってくる。そこで、前記のα、β及びＲの設定方法について、以下に説明する。

本発明の工程において適用する前記のα、β及びＲは、図５の模式図に示す方法に従って設定する。図５の縦軸及び横軸はそれぞれ輝度値及び輝度値の範囲を表しており、図中には、例として黄色、オレンジ及び青の３色について、それぞれの色の標準輝度値を２０８、１２５及び８０に設定している。これらの値は、色判別において見本色が示す値を参考にして設定した値である。図５の実線で示す仮平均時の輝度範囲（α）は、それぞれの色の標準輝度値を中心にして分布している画素数データ（ピクセルデータ）のグレースケール輝度値を広範囲で平均化するように、任意の値で広く設定する。例えば、黄色、オレンジ及び青のαは、それぞれ絶対値で４０、６０及び８０である。また、図５の点線で示す修正平均時の輝度範囲（β）は、αよりも小さな範囲を設定する。具体的には±βの範囲に含まれる輝度値を有するピクセル数の比率が、仮工程平均の±αの範囲に含まれるピクセル数に対して８０〜９５％となるような範囲を選ぶ。±βに含まれるピクセル数の比率が±αの場合に対して８０％未満の範囲であると、ピクセルデータの中で修正平均において計算時に除かれるデータ量が多くなり、より正確な色判別を行うことが難しくなる。また、この比率が９５％を超える場合は、逆に、標準輝度値から遠く離れたデータまで含めて修正平均を計算することとなり、色判別の精度向上という目的を達成できなくなる。

以上のようにして求めた仮平均値又は修正平均値が、前記のα及びβよりもさらに範囲を狭くした許容範囲内（基準輝度値±Ｒ：図５において一点鎖線で囲まれる斜線部分）に含まれるか否かを、それぞれ図１に示すＳ１２又はＳ１６の工程で判定する。ここで、許容範囲を規定する許容値Ｒは、すべての有彩色について、経験上、絶対値で２〜１５の範囲に設定する。さらに、多色が混在する印刷物又は塗装品の色判別を行なう場合には、厳密な判定を行うために許容範囲を絶対値で２〜１０の何れかの値に設定することが好ましい。

本発明の色判別方法においては、前記のα、β及びＲを図５に示す数値範囲に限定する必要は必ずしもなく、ある程度の幅、具体的には図５に示す数値の６０〜１００％の範囲内で設定することができる。しかしながら、正確で迅速な色判別を行うという本発明の効果を奏するには、α及びＲを図５に示す数値範囲で設定し、βはαの８０〜９５％の範囲内に規定して設定することが好ましい。また、図５には、具体的な色として黄色、オレンジ及び青についてそれぞれα、β及びＲを示しているが、それら以外の色については図５に示す各数値範囲内でそれぞれのα、β及びＲを設定することができる。

図５に示すように、本発明の特徴は、Ｓ１１の仮平均化工程及びＳ１５の修正平均化工程で設定する輝度範囲（α及びβ）を標準輝度のすべての値について一定の値に固定するのではなく、Ｓ６の工程で判定した指定色の標準輝度に応じて勾配をつけて、標準輝度が０に近づくときに広く設定し、２５５に近づくときに狭くなるような設定を行うことにある。そもそも人間は白色（輝度値が２５５に近い色）に対しては感度が高く、黒色（輝度値が０に近い色）では感動が低い。したがって、輝度範囲を指定色の標準輝度値に応じて勾配をつけて設定する方が、人間の目の働きに近い機能を有するようになり、色判別を実情に即して、且つ、効率的に高精度で行うことができるためである。

図１に示すルートＢは、Ｓ１０の工程で変換した輝度値が仮平均化工程及び修正平均化工程の２つの工程によって判定されるため、色判別の精度を大幅に向上させることができる。本発明において、図１に示すルートＡ及びルートＢは、色判別を行う平面又は立体の印刷物又は塗装物の色の種類や内容に応じて選ぶことができる。色判別を高速で行う場合は、通常ルートＡだけで処理を行い、複雑な印刷物又は塗装物について正確な色判別が求められる場合はルートＢの工程を経て色判別を行う。ただし、ルートＢであってもコンピュータ等による処理手段の高速化が急速に進歩しており、色判別に要する時間の短縮化は可能である。そのため、仮に、ルートＡを経た後に規格品として選別したものに色判別の誤認が発生する場合は、Ｓ１２の工程の後、ルートＢを経て修正平均化工程を追加することが好ましい。

本発明は、無彩色と判定されたピクセル画像を、グレースケール輝度値として変換後の輝度値が０である黒色、若しくは輝度値が２５５である白色のどちらか近い方の両端に振り分けるときに設定する前記臨界輝度値を、前記指定色の標準輝度値に応じて、通常使用する中間値（１２７）から変えることが好ましい。具体的には前記指定色の標準輝度値が８０〜２１０の範囲にあるときに、前記臨界輝度値を前記中間値（１２７）よりも小さく設定する。この処理操作は、中間的な輝度値を有する指定色とともに配色された無彩色（淡いグレー色）を人間が視覚する場合、この淡いグレー色は白に偏って覚知されやすいという知見に基づいて、本発明の色判別方法をできるだけ人間の視覚に近づけるために行うものである。中間的な輝度値として厳密な範囲を規定することは難しいが、経験的に前記の８０〜２１０が好適な範囲である。他方、輝度値が８０未満の黒に近い指定色と混在する無彩色、及び輝度値が２２０を超える白に近い指定色と混在する無彩色は、前記臨界輝度値を１２７に設定しても、人間が視覚する場合と同じように、それぞれ黒（輝度値が０）及び白（輝度値が２５５）に振り分けることができる。それに対して、前記標準輝度値が８０〜２１０の範囲にある有彩色と混在する淡いグレー色を、黒（輝度値が０）又は白（輝度値が２５５）に振り分けるときには、前記臨界輝度値を１２７よりもやや小さく設定して白に振り分ける範囲を広く設定することによって、人間の視覚機能に近い状態で無彩色を振り分けることができるようになる。ここで、前記臨界輝度値の範囲は、経験的に１２７未満で１００以上、より好ましくは１２７未満で１１０以上が実用的である。

本発明の色判別方法では白及び黒若しくは灰色の無彩色は画像データとして直接利用されないが、測定毎の外的要因の変動又は測定機器の経年変化等に起因する輝度値のバラツキを小さくするために、印刷物又は塗装品が有する無彩色部分のグレースケール輝度を、あらかじめ輝度値が設定された基準の無彩色と対比することによって、前記輝度値の適用の可否判断及びその較正を行うために利用することができる。図１のＳ４の工程において画像データをピクセルごとにＲ、Ｇ、Ｂの各値として取得するときに、これらの各値は、外的要因、設置場所及び測定機種によって測定ごとに変動することがある。そのような場合は様々な環境下で色判別測定を安定して高精度に行うことが難しくなる。前記輝度値の較正は、その影響を低減するために有効な方法である。特に、無彩色は、有彩色と異なり、輝度値と明確な相関関係を得ることができるため、輝度測定値の較正を行う目的には好適である。

輝度測定値の較正は、例えば、図６に示す方法によって行うことができる。図６において、輝度測定値が基準の無彩色輝度値よりも小さくなる場合の補正方法が（ａ）であり、基準の無彩色輝度値よりも大きくなる場合の補正方法が（ｂ）である。

図６の（ａ）において、輝度値範囲の最も高い値である２５５を有する白色について測定輝度値を基準輝度値と対比することによって、仮に、白色の測定輝度値［ＭＡＸ］が基準輝度値２５５よりも小さくなる場合は、測定輝度値の範囲を基準値２５５まで広げるような処理を行う。すなわち、測定したグレースケール輝度値が例えばａ_１である場合は、下記の（２）式によって較正を行い、較正後のグレースケール輝度値ｂ_１として取り扱う。

逆に、図６の（ｂ）に示すように、白色の測定輝度値が基準輝度値２５５よりも大きくなる場合は、基準輝度値として２４０〜２５５の範囲をそれぞれ有するものを複数枚用意する。それら基準輝度値の何れかが、被測定対象物を測定したときの最も高い輝度値である２５５と一致するとき、その一致する基準の輝度値を［Ｌｉｍｉｔ］とする。そして、測定したグレースケール輝度値が例えばａ_２である場合は、下記の（３）式によって較正を行い、較正後のグレースケール輝度値ｂ_２として取り扱う。

図６の（ｂ）に示す方法では、基準輝度値として２４０〜２５５の範囲を選ぶのが実用的である。通常は被測定対象物と見本品との輝度値の差が小さく、仮に、両者の差が大きい場合は目視でも両者に違いを容易に判別することができる。そのため、あえて基準輝度値が２４０未満である無彩色を有する見本品との対比を行う場合はほとんどなく、基準輝度値が２４０〜２５５の範囲であれば高精度の色判別を行うという本発明の目的を十分に達成することができる。また、基準輝度値として２４０〜２５５の範囲を有する複数枚の見本は、それぞれの輝度値の変化を１とし、１５枚程度を用意すれば高精度の較正を行うことができる。一方、測定時間の短縮化に重点を置く場合は見本の数を減らすことも可能であるが、測定精度を考慮すると、それぞれの輝度値の変化を５とし、少なくとも３枚以上を使用することが好ましい。

輝度測定値の較正と行うための見本となる基準輝度値を有する無彩色は、被測定対象物である印刷物又は塗装品の内部又は周辺に測定画像とは別の箇所に形成することができる。また、前記の印刷物又は塗装品に付属させないで、それらと分離して形成し、色判別測定のときに見本用の印刷物又は塗装品として別体で設けても良い。前記輝度測定値の較正は、見本となる無彩色との対比結果を後述する計算手段によってＳ４又はＳ１０の工程に反映させれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各値又は輝度値のバラツキを低減することができる。

以上のようにして、所定の標準輝度値に対応した色を指定色としたときに、前記標準輝度値から大きく離れた輝度値、すなわち照明等の外的環境や微小境域の色ブレによって影響を受けて大きく変動した輝度値を除外するとともに、各ピクセルごとのグレースケール輝度値を仮平均輝度値、必要であれば修正平均値として一つの輝度値で一括して取り扱うことができる。したがって、印刷物や塗装物の色判別を効率的に短時間で行うことができるだけでなく、外的環境や別の因子による色ブレの影響を排除し、色判別の測定精度を高めることができる。

図１に示す色判別方法は測定パラメータとして輝度値を使用するが、輝度値だけでは測定対象物である印刷物又は塗装物の色判別を高精度、且つ正確に行えない場合がある。例えば、違う色であるのに、輝度値が同じか、又は非常に近い色同士が混色として存在する場合である。シール等では、判別する色の数が一般的に１〜３種類とそれほど多くないため輝度値だけでも正確な色判別が行うことも可能である。しかしながら、４以上の多色や複雑な形状に配色される場合は、輝度値の近い色同士を同時に配色することが多く、近年そのような配色を施した印刷物や塗装物のニーズが益々増えている。その場合は、前記平面上に読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから取得した前記赤、緑、青の各値をＨＬＳ色空間の色相及び彩度の少なくとも一つに変換し、図１に示す輝度値による色判別方法と同じ考え方で、標準色相値又は標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した色相値又は彩度値の範囲内で色相又は彩度の平均値を計算することによって、輝度の平均値のデータと合わせて色判別を行う方法を採用することが好ましい。

図７は、輝度値及び色相又は彩度を用いて行う本発明による印刷物の色判別方法の工程を示す図である。図７に示す方法は、図１に示す方法と基本的に同じであるが、ＨＬＳ色空間の色相又は彩度の変換と、色相値又は彩度値の平均化処理を追加することによって、様々な色が混色として存在する印刷物又は塗装物であっても、高精度で正確な色判別を行うことができる。そのため、本発明の適用範囲を拡大する上で好適である。

図７において、Ｓ１８〜Ｓ２１が、図１に示す工程に追加される工程である。輝度値の差から指定色として認定した色について該指定色の標準色相値又は標準彩度値を設定し（Ｓ１８）、画像データのＲ、Ｇ、Ｂの各値を色相値又は彩度値に変換する（Ｓ１９）。次いで、Ｓ１９の工程で変換した色相値又は彩度値をそれぞれ前記の標準色相値又は標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した範囲内（指定色の標準色相値±γ又は標準彩度値±Δ）で平均化する（Ｓ２０：仮平均化工程）。Ｓ２０の仮平均化工程で平均化した色相値又は彩度値は、既に求めた平均輝度値と合わせて、あらかじめ設定した標準色相値又は標準彩度値の許容範囲内に含まれるか否かを判定する（Ｓ２１）。ここで、標準色相値又は標準彩度値の許容範囲は、それぞれ標準色相値±ＨＨ又は標準彩度値±ＳＳで定義する。

前記Ｓ１９の工程において、画像データのＲ、Ｇ、Ｂの各値は、以下の一般式（４）、（５）及び（６）によってＨＬＳ色空間における色相又は彩度のそれぞれの値に変換を行う。

ここで、Ｈ、Ｌ及びＳは、それぞれ色の種類を表す色相、明るさを表す輝度、及び色の鮮やかさを表す彩度であり、Ｒ及びＢは、それぞれＲＧＢ色空間における赤及び青の値である。

本発明の色判別方法における色相値及び彩度値の設定範囲及び許容範囲を図８に示す模式図によって説明する。図８に示すように、例えば、赤、黄、緑及び青は、標準色相値として、それぞれ０°、６０°、１２０°及び２４０°を基準にする。また、標準彩度値（Ｈ）は０〜１．０の間で決められ、白に近いものほど０に近い彩度値（Ｓ）を有する。色相及び彩度の各標準値は、図８に示す見本となる有彩色が有する値からそれぞれ設定することができる。

図７に示すＳ２０の仮平均化工程において、あらかじめ設定する色相値又は彩度値のそれぞれの範囲（γ又はΔ）は、前記の標準色相値又は標準明度値が含まれるように設定する。例えば、図８に示すオレンジ（図中において☆で示す色）の場合、標準色相値又は標準彩度値として、それぞれ５°又は０．６５を選び、それらの値を基準にして、γ及びΔとしてそれぞれ±３５°以内及び±０．１２以内の範囲を設定する。本発明においては、γ又はΔは、それぞれ±３５°又は±０．１２に限定されず、経験上、絶対値としてγ＝２０°〜４０°の範囲、また、Δ＝０．１〜０．２５の範囲の何れかの値で設定するのが実用的である。オレンジ以外の色についても、γ又はΔとしては同じ範囲を設定する。色相値又は彩度値は、輝度値と比べて人間による感度の違いをそれほど気にする必要がなく、その影響が小さいため、すべての有彩色について色相値及び彩度値の範囲を一定の値に設定して仮平均値を算出することができる。

図７に示すＳ２１の工程で使用する色相又は彩度の許容値（ＨＨ又はＳＳ）としては、経験上、それぞれ絶対値としてＨＨ＝１５°又はＳＳ＝０．０８に設定するのが実用的である。しかしながら、本発明においては、色判別の精度に応じて、前記のＨＨ又はＳＳとしてＨＨ＝３°〜２０°又はＳＳ＝０．０２〜０．１の範囲の何れかの値で選ぶことができる。

図７に示す本発明の色判別方法において、Ｓ１９の工程で変換される色相値及び彩度値は、それぞれＳ２０の工程において仮平均化を行うが、一方で、輝度値による色判別方法とは異なり、修正平均化工程を格別に設ける必要はない。輝度値が同じか、又は非常に近い色同士のそれぞれは、Ｓ２１の工程で明確に選別されており、その以後の修正平均化工程では修正平均工程による輝度値の絞り込みだけで判別精度を十分に確保できるためである。

次に、本発明の色判別方法を実施するために色判別装置について図９及び図１０を用いて説明する。

図９は、輝度値を用いて行う本発明による色判別装置の構成を示す図であり、図１に示す色判別方法を実施するために使用するものである。図９に示す色識別装置１００は、基本的に光源１１０から印刷物又は塗装物に向けて照明光を当て、前記印刷物又は塗装物の色を平面的に読み取ってピクセルごとの画像データとする色の読取り装置１２０、読み取った画像データをピクセルごとに光の三原色である赤、緑、青の値を取得するＲ、Ｇ、Ｂの各値の取得手段１３０、有彩色及び無彩色の判定を行い、有彩色が有するＲ、Ｇ、Ｂの各値をグレースケール輝度値に変換し、その輝度値について仮平均値又は修正平均値を計算し、色の合否判定による被測定物の選別を行うための計算手段１４０、及び計算結果及び選別結果等を表示するための表示手段１５０から構成される。輝度値の測定手段１３０、計算手段１４０及び表示手段１５０は、これらすべての機能を１台のコンピュータに内蔵させることができる。

前記の計算手段１４０においては、コンピュータ等に具備される計算手段のアルゴリズムに従って、有彩色及び無彩色の判定を行うステップ１４１、指定色の判別ステップ１４２、有彩色が有するＲ、Ｇ、Ｂの各値をグレースケール輝度値に変換する変換ステップ１４３及び仮平均化のステップ１４４によって計算された輝度の仮平均値を基に、合否判定による選別ステップ１４５を経て、被測定物の色判別を行う。仮平均化のステップ１４４では、指定色に特有の標準輝度値とともに、仮平均値を計算するときに用いる画像データの輝度値の範囲（α）を予め設定する。図５に示すように、標準輝度値は指定色に応じて決まるものであり、また、輝度値の範囲（α）は指定色の標準輝度値に応じた勾配に基づいて設定される。例えば、黄色の場合は、標準輝度値及び輝度値の範囲（α）が、それぞれ２０８及び絶対値で±４０以内である。なお、標準輝度値及び輝度値の範囲（α）については、図５に示す値及び範囲に固定されるものではなく、測定及び色判別の結果に応じて、測定ごとに１００〜６０％の範囲内で変えることができる。ここで、標準輝度値及び輝度値の範囲（α）は、コンピュータのソフト内で予め設定しても良いし、測定ごとのデータとして表示手段１５０の画面上で測定者が入力して設定しても良い。

また、前記の仮平均化のステップ１４４だけでは高精度の色判別が困難であると判明したときは、次の修正平均化のステップ１４６を経由した後、合否判定による選別ステップ１４５によって、計算した修正平均値から輝度値の許容範囲に含まれるか否かの判定を行う。修正平均化のステップ１４６で設定する輝度値の範囲（β）は、前記で述べたように、αの場合に対して８０〜９５％の範囲内で有彩色ピクセルが含まれるように規定し、有彩色として選ばれた測定輝度値の中からその範囲に含まれる測定輝度値を選択して平均値を算出する。

図９に示す光源１１０としては、蛍光灯、白熱灯又は白色ＬＥＣの少なくとも何れかを用いる。また、色の読取り手段１２０としては、スキャナー、固体撮像素子（ＣＣＤ又はＭＯＳ）、カメラ及び面受光用バンンドルファイバーの少なくとも何れかが使用される。被測定対象物が印刷物の場合は色を平面で画像データとして一括して読み取ることが容易である。他方、３次元の塗装品の場合は色の読取り手段１２０としてスキャナーを使用することはできず、例えば、固体撮像素子（ＣＣＤ又はＭＯＳ）、カメラ及び面受光用バンンドルファイバーを用いて塗装品の表面又は曲面に沿って移動するか、又は読取り手段１２０を固定して被測定物である塗装品を移動することによって色を移動距離の関数として読み取りながら画像データとして収集する。

有彩色及び無彩色の判定ステップ１４１においては、無彩色を前記臨界輝度値に基づいて輝度値０の黒色及び輝度値２５５の白色のどちらか近い方に振り分ける。そのとき、判定ステップ１４１には、前記臨界輝度値を前記有彩色の標準輝度値に応じて調整するステップが含まれることが好ましい。、前記臨界輝度値の調整は、該有彩色の標準輝度値が８０〜２１０の範囲にあるときに相対的に小さくなるように設定する。それによって、被測定物である印刷物又は塗装品に存在する画像の形状や輪郭を正しく反映した高精度の色判別を行うことができる。

また、本発明の色判別装置は、輝度値の較正を行うために、印刷物又は塗装品が有する無彩色部分のグレースケール輝度値と対比することが好ましい。対比は、例えば、図６に示す方法に従って、装置１００の内部にあらかじめ基準輝度値が設定された無彩色を有する印刷物又は塗装品を内部に有することによって行うことができる。この基準輝度値を有する無彩色の印刷物又は塗装品が、輝度値較正のときに利用する見本の役目を果たす。図９に示すステップ１４１において無彩色と判定されたピクセルについてＲ、Ｂ、Ｇの各値から求めたグレースケール輝度値を、前記見本の無彩色が有するグレースケール基準輝度値と対比することによって、取得手段１３０で取得するＲ、Ｂ、Ｇの各値についてバラツキの有無を把握することができる。仮に、外的要因、設置場所及び測定機種や測定機器の経年変化等によってＲ、Ｂ、Ｇの各値が変動する場合は、Ｒ、Ｂ、Ｇの各値の較正や平面画像取込みの再測定等を行うことによって、色判別測定を安定して高精度に行うことができるようになる。

本発明においては、輝度測定値の較正と行うための見本となる無彩色部分を、被測定対象物である印刷物又は塗装品の内部又は周辺に測定画像とは別の箇所に形成しても良いし、また、別体の印刷物又は塗装品として設けてもよい。その中で、見本となる無彩色を前者の被測定物である印刷物又は塗装品の内部又は周辺に設けることが、測定のバラツキを抑え、色判別の精度を高める効果が得られることから好ましい。

図１０は、輝度値及び色相値又は彩度値を用いて行う本発明による色判別装置の構成を示す図であり、図７に示す色判別方法を実施するために使用するものである。図１０に示す色識別装置２００は、基本的に光源２１０から印刷物又は塗装物に向けて照明光を当て、前記印刷物又は塗装物の色を平面的に読み取ってピクセルごとの画像データとする色の読取り装置２２０、読み取った画像データをピクセルごとに光の三原色である赤、緑、青の値を取得するＲ、Ｇ、Ｂの各値の取得手段２３０、有彩色及び無彩色の判定を行い、有彩色が有するＲ、Ｇ、Ｂの各値をグレースケール輝度値及び色相値（又は彩度値）に変換し、その輝度値及び色相値（又は彩度値）について仮平均値又は修正平均値を計算し、色の合否判定による被測定物の選別を行うための計算手段２４０、及び計算結果及び選別結果等を表示するための表示手段２５０から構成される。このように、色相値又は彩度値への変換ステップの追加によって、図７に示す色判別方法を実施することができる。Ｒ、Ｇ、Ｂの各値の取得手段２３０、計算手段２４０及び表示手段２５０は、これらすべての機能を１台のコンピュータに内蔵させることができる。

前記の計算手段２４０においては、コンピュータ等に具備される計算手段のアルゴリズムに従って、有彩色及び無彩色の判定を行うステップ２４１、指定色の判別ステップ２４２、有彩色が有するＲ、Ｇ、Ｂの各値をグレースケール輝度値に変換する変換ステップ２４３と色相値又は彩度値に変換する変換ステップ２４４及び仮平均化のステップ２４５によって計算されたグレースケール輝度値の仮平均値及び色相値（又は彩度値）の仮平均値の両者の値を用いて、合否判定による選別ステップ２４６を経て、被測定物の色判別を行う。仮平均計算ステップでは、指定色に特有の標準輝度値及び輝度値の範囲（α）とともに、標準色相値及び色相値の範囲（γ）又は標準彩度値及び彩度値の範囲（Δ）を予め設定する。標準色相値又は標準彩度値は指定色に応じて決まるものであるが、前記のγ又はΔは、前記のαと異なり、全ての有彩色において一定の範囲が設定される。例えば、γ及びΔは、前記で述べたように、それぞれγ＝２０〜４０の範囲、また、Δ＝０．１〜０．２５の範囲の何れかの値である。なお、標準色相値又は標準彩度値は、見本となる有彩色の色相値又は彩度値を基準にして設定するが、色相値の範囲又は彩度値の範囲については、色判別の測定結果に応じて、測定ごとに前記の絶対値の範囲内で変えて調整する。標準色相値及び色相値の範囲（γ）又は標準彩度値及び彩度値の範囲（Δ）は、標準輝度値及び輝度値の範囲（α）と同様に、コンピュータのソフト内で予め設定しても良いし、測定ごとのデータとして表示手段２５０の画面上で測定者が入力して設定しても良い。

また、前記の仮平均化のステップ２４５だけでは高精度の色判別が困難であると判明したときは、図９に示す色判別装置と同様に、次の輝度値を用いた修正平均化のステップ２４７を経由した後、合否判定による選別ステップ２４６によって、計算した輝度値の修正平均値が許容範囲に含まれるか否かの判定を行う。修正平均化のステップ２４７で設定する輝度値の範囲（β）は、前記で述べたように、αの場合に対して８０〜９５％の範囲内で有彩色ピクセルが含まれるようにに規定し、有彩色として選ばれた測定輝度値の中からその範囲に含まれる測定輝度値を選択して平均値を算出する。

図１０において、光源２１０及び計算手段２４０の修正平均値計算ステップは、図９に示す装置と同じものを使用することができる。また、有彩色及び無彩色の判定ステップ２４１は、図９に示す装置と同じように、無彩色を輝度値０の黒色及び輝度値２２５の白色のどちらかに振り分けるときに、前記有彩色の標準輝度値に応じて、前記の臨界輝度値を調整するステップを有する。さらに、図１０に示す装置は、あらかじめ輝度値が設定された基準の無彩色を有する印刷物又は塗装品を内部に有し、被測定物である印刷物又は塗装品が有する無彩色部分の輝度測定値との対比を行うことによって、輝度測定値の補正機能を有することができる。

本発明の色判別方法は、主に、印刷物又は塗装品の品質を管理するために検査用として使用するものであるが、印刷中に状態変化、温度変化、温度変化等による印刷機の特性変化、又はインキ等の材料物性の変化等によって起こる色調変動を修正するために実施する印刷機色調制御方法の色調監視用として適用することもできる。

印刷工程は各色のインキを用紙に重ね合わせながら塗布して絵柄を連続的に再現することによって行われており、印刷機に所定の箇所に配置された多数のインキキーと呼ばれるインク量を調整する機能によって所望の色再現を行っているのが一般的である。印刷工程においてインクキーの状態が一定に維持されていれば、安定した色調を得ることができるが、印刷機の状態変化、温度、湿度等の環境変化により、印刷物の色調が徐々に変化する場合がある。従来技術の色調監視は、印刷物の絵柄の余白部に色調監視用のカラーパッチを印刷しておいて、濃度計や分光測色等のセンサを用いて走行中の印刷物のカラーパッチを測定し、オンラインで色調の変動を測定・制御することによって行われている。

それ以外にも、前記カラーパッチを使用しないで、所望絵柄領域に対応する分割区間内で測定された分光反射強度の算出、インキのべた濃度偏差の算出、又は特定絵柄の絵柄面積率と検査対象印刷物を印刷する印刷版の絵柄面積率との比率等の様々な方法によってインキ量の補正を行うことが提案されている。しかしながら、従来の印刷機色調制御方法は、精密さや厳密さが求められる印刷物を一括で処理し、迅速で正確な色判別を行うという技術課題はほとんど認識されておらず、そのような用途に対して十分に機能するものではなかった。

それに対して、本発明の色判別方法は、色監視を行うときに前記カラーパッチを使用する必要がなく、印刷物に対して平均化を行った輝度値、さらに必要に応じて平均化した色相値又は彩度値を用いて色判別を迅速で正確に行うことができるという特徴を有する。したがって、サンプリングした印刷物と校了紙又は基準画像を有する紙との比較を行い、両者の色調が一致するように印刷物の色調を制御することによって、各色印刷ユニットのインキキーを操作してインキ供給量を調整する方法において、前記サンプリングした印刷物及び前記校了紙又は基準画像を有する紙の少なくとも何れかの色調を判別する方法として、本発明の色判別方法を用いることができる。それによって、従来にない高性能及び高機能の印刷機色調制御方法を提供することができる。

図１１は、本発明の色判別方法を用いた印刷機色調制御方法を実施するための装置構成の一例を示す概要図である。図１１において、３００はロールに巻き取られた巻取紙、３０１は給紙ユニット、３０２は印刷ユニット、３０３は乾燥ユニット、３０４は排紙ユニット、３０５は排紙された紙を折り畳むための折ユニット、及び３０６は本発明の色分別装置である。印刷ユニット３０２は、ブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各インキを順に紙に重ね合せながら印刷するため、それぞれの独立したユニット単位で構成される。また、本発明の色判別装置３０６は、印刷物の色を平面で読み取る手段として、例えば、ＣＣＤやＭＯＳ等の固体撮像素子を使用するカメラ３０７、照明用光源３０８及び照明用光源３０８の光量を調節するための光量調節手段３０９を備える。照明用光源３０８としては、白熱灯、蛍光灯及びＬＥＤの何れかを使用する。排紙ユニット３０４を通過する印刷物の画像は、カメラ３０７によって画像が読み取られた後、ピクセルごとにビットマップ画像のバイナリーデータからＲ、Ｇ、Ｂの各値を取得する手段（画像処理部）と、Ｒ、Ｇ、Ｂの各値からグレースケール輝度値（必要に応じて色相値又は彩度値）に変換するステップ及びその輝度値（必要に応じて色相値又は彩度値）の平均化等のステップを有する計算手段（演算処理部）とを有する装置３１０によって色判別が行われる。画像処理部で換算された輝度値（必要に応じて色相値又は彩度値）及び演算処理部で計算された結果は、色判別の合否結果とともにモニター３１１に表示する。画像処理部及び演算処理部を有する装置３１０及びモニター３１１は本発明の色判別装置３０６を構成するものであり、両者を一体にしてコンピュータ内に内蔵しても良い。

図１１に示す色判別装置３０６によって、仮に、測定した印刷物が色判別において不合格と判定される場合は、印刷機との通信手段３１２によって印刷機へフィードバックをかけ、各色印刷ユニットのインキキーを操作してインキ供給量を調整し、印刷物の色調を制御する。インキ供給量の調整は、校了紙又は基準画像を有する紙の輝度値（必要に応じて測定色相値又は測定彩度値）との比較を行い、それらの値と一致するようにインキ調整を制御するアルゴリズムに従って行う。このアルゴリズムは、画像処理部及び演算処理部を有する装置３１０に備える。

他方で、不合格品である印刷物は、切替え用の下段ローラ３１３を上に押しあげて切替え用の上段ローラ３１４と接触させることによって排紙の方向を変え、切替え用の下段ローラ３１３及び上段ローラ３１４の間を通して取り除く。印刷物が合格品と判定される場合は、切替え用の下段ローラ３１３を上方向へ可動させないで、そのまま折工程に移行ささせる。ここで、切替え用の下段ローラ３１３及び上段ローラ３１４の操作は、通信手段３１２によって行う。

本発明の色判別方法は迅速な処理が可能であることから、一般的な印刷速度に十分に対応できる処理速度を有する。しかしながら、複雑で多色の画像色調監視を行う場合は通信手段３１２からの制御信号が確実に切替え用の下段ローラ３１３へと到達するまでの時間がやや長くなり、場合によっては印刷速度に対応し切れないことがある。そこで、色判別装置３０６による色判別及び印刷物の色調制御が完了するまでは、例えば、ベルト搬送の速度をやや遅くしたり、又は間欠的な印刷物の搬送を行う方法等を採用しても良い。

図１１には、本発明の印刷機色調制御方法を実施する装置の一例として、カメラ３０７及び照明用光源３０８を排紙ユニット３０４の内部に備える装置を示しているが、本発明においては、カメラ３０７及び照明用光源３０８を排紙ユニット３０４の外部に備え、切替え用の下段ローラ３１３及び上段ローラ３１４の間を通した後の印刷物を用いて、オンラインから分離した形で色判別を行なっても良い。この方法は、印刷の初期において印刷機の調整及び印刷の条件出しに使用することができる。印刷物の色調の調整が完了した後は、切替え用の下段ローラ３１３を下げて元の位置に戻し、合格品と判定された印刷物の連続的な印刷を行うことができる。

このようにして、本発明の色判別方法を、印刷中に状態変化、温度変化、温度変化等による印刷機の特性変化、又はインキ等の材料物性の変化等によって起こる色調変動を修正するために実施する印刷機色調制御方法の色調監視用として用いることができる。

さらに、本発明の色判別方法を同色系統２色（例えば、赤及びオレンジ）の色判別に適用するとき、目視判定において２色として明確に区別して観測される場合、それぞれの輝度値の中間値をデータとしてインプットすれば、同色系統２色の中間の色を図１１に示す装置によって単色で再印刷することが可能となる。このように、本発明の色判別方法は、印刷物の色を輝度値の変更だけで自由に、且つ、容易に変えて印刷することができるため、印刷機色調制御装置としての機能アップに大きく寄与する。

以下の実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
図１２に、本実施例で使用する画像取り込み部の概略図を示す。図１２において、画像取り込み部３は、ＣＣＤ又はＭＯＳ等の撮像デバイス４及び光源５から構成されており、本発明の色判別装置における色の読み取り手段１２０又は２２０の一例である。印刷物等の測定ターゲット６は撮像デバイス４の先端から距離Ｌの位置に配置されており、本実施例においては距離Ｌを６０〜７０ｃｍとしている。また、撮像デバイス４としては、解像度が５（Ｍｐｘ）、撮像速度が７（ｆｐｓ）、視野が１２０×１００（ｍｍ）のＣＣＤを使用する。また、光源５は、６０Ｗ相当の白色ＬＥＤ照明を入射角〜４０°で設置する。

図１３に、本実施例の色判別方法による黄色の画像解析手順とその解析結果を示す。画像解析は、計算手段と表示手段とを具備し、図１２の画像取り込み部３の撮像デバイス４を接続させたパーソナルコンピュータを用いて行った。図１３の（ａ）は測定ターゲット６の例として使用した印刷物であり、この印刷物には全体の約３／４及び約１／４がそれぞれ白色及び黄色で配色された領域に黒色で「警告」と印字されている。図１３の（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、各解析手順に従ってピクセルごとに変換したクレースケール輝度値を図示したものであり、図４に示す（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）に示す解析手順にそれぞれ対応するものである。

図１３の（ａ）に示す印刷物を用いて，図１２に示す画像取り込み部３によって測定を行い、印刷物の色を平面で読み取った後、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各輝度値を取得する。この手順を理解しやすいように、有彩色（黄色）だけでなく、無彩色（白及び黒）を含めて変換後のグレースケール輝度値をピクセルごとに図示したものが図１３の（ｂ）である。

次いで、該赤、緑、青の各値の差が大きいピクセル及び小さいピクセルを、それぞれ有彩色（黄色）及び無彩色（白及び黒）として判定する。そして、黄色を指定色とし、黄色として判定されたピクセルごとの赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換し、他方で、無彩色と判定されたすべての輝度値を、臨界輝度値（１２７）に基づいて白色及び黒色の輝度値である２５５及び０のどちらか近い方の値に振り分ける（図１３の（ｃ））。

次いで、黄色として判定されたすべてのピクセルについて、変換されたグレースケール輝度値を前記指定色の標準輝度値が含まれるように、あらかじめ設定した輝度値の範囲内（±α）で平均化を行い平均輝度値を求める（図１３の（ｄ））。ここで、黄色の標準輝度値としては２０８の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては４０の絶対値を設定する。

このようにして仮平均化工程で求めた平均輝度値は２０７となった。平均輝度値は、あらかじめ設定した黄色輝度値の許容範囲内（Ｒ＝８）である２００〜２１６の範囲内であり、合格と判定される。したがって、図１３の（ａ）に示す印刷物は規格品内として選別されることが分かった。以上の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（黄）］
標準輝度値（合格基準値）＝２０８
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（２０８±α）＝１６８〜２４８
許容範囲（２０８±Ｒ）＝２００〜２１６
当印刷物の平均輝度値（判定値）＝２０７
［判定］ 合格

本実施例においては、色の読み取り手段１２０又は２２０の一例として図１２に示す画像読み取り部３を使用したが、それ以外にも、印刷物をスキャナーによって読取り、画像化してビットマップ画像を形成することもできる。スキャナーで読み取る方法は、本発明の色判別装置を検査又は製造のオンラインで使用する場合には、処理速度や処理時間等の点で図１２に示す画像読み取り部３よりもやや劣るが、装置構成が簡単であり、読取りのための光原の設置や調整等が不要であることから、簡便な色の読み取り手段１２０又は２２として好適である

＜実施例２＞
図１４に、本発明の色判別方法によるオレンジ色の画像解析手順とその解析結果を示す。図１４（ａ）は本実施例で測定した印刷物の例であり、黄色の配色部分がオレンジ色に代わっているだけで、図案そのものは図１３の（ａ）と同じである。また、図１４において、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ各解析手順に従ってピクセルごとに変換したクレースケール輝度値を図示したものである。

図１４の（ａ）に示す印刷物についても、前記実施例１の場合と同じ画像取り込み部３を用い、同様の画像解析方法によって、オレンジ色を指定色にして色判別の分析を行った。オレンジ色は、視覚的にやや色のバラツキを感じるため、状況に応じて、標準輝度値として１２０〜１４５の範囲内にある値を採用する必要がある。本実施例においては、オレンジ色の標準輝度値として図５に示す１２５よりやや小さい１２２の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては６０の絶対値を設定した。分析の結果、図１４の（ａ）に示す印刷物は、仮平均輝度値が１２１と算出され、あらかじめ設定したオレンジ色の輝度値の許容範囲内（Ｒ＝６）である１１６〜１２８の範囲内にあるため、合格と判定される。したがって、規格品内として選別されることが分かった。

本実施例の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（オレンジ）］
標準輝度値（合格基準値）＝１２２
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（１２２±α）＝６２〜１８２
許容範囲（１２２を中心値として±Ｒ）＝１１６〜１２８
仮平均輝度値（判定値）＝１２１
［判定］ 合格

＜実施例３＞
図１５に、本発明の色判別方法による青色の画像解析手順とその解析結果を示す。図１５の（ａ）は本実施例で測定した印刷物の例である。この例は、淡いレモン色の台紙の上に、全体の約２／３及び約１／３がそれぞれ白色及び青色で配色された領域に、それぞれ黒色又は白色で図案又は文字が印字されている印刷物が貼付けられたものである。また、図１５において、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ各解析手順に従ってピクセルごとに変換したクレースケール輝度値を図示したものである。

図１５の（ａ）に示す印刷物についても、前記実施例１の場合と同じ画像取り込み部３を用い、同様の画像解析方法によって、青色を指定色にして色判別の分析を行った。ここで、青色の標準輝度値としては８０の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては８０の絶対値を設定した。

図１５の（ａ）に示す淡いレモン色はＲＧＢの各値の差が小さいため、有彩色及び無彩色として判定する次の工程において、図１５の（ｂ）に示すように無彩色として判定され、輝度値２５５に振り分けられる。分析の結果、図１５の（ａ）に示す印刷物は、仮平均輝度値が８１と算出され、あらかじめ設定した青色の輝度値の許容範囲内（Ｒ＝１０）である７０〜９０の範囲内にあるため、合格と判定される。したがって、規格品内として選別されることが分かった。

本実施例の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（青）］
標準輝度値（合格基準値）＝８０
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（８０±α）＝０〜１６０
許容範囲（８０を中心値として±Ｒ）＝７０〜９０
仮平均輝度値（判定値）＝８１
［判定］ 合格

＜実施例４＞
図１６に、本発明の色判別方法による青色の画像解析手順とその解析結果を示す。図１６の（ａ）は本実施例で測定した印刷物の例であり、この例は、淡いレモン色の台紙の上に、全体が青色で配色された領域に白色で文字が印字された印刷物が貼付けられたものである。また、図１６において、（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ各解析手順に従ってピクセルごとに変換したクレースケール輝度値を図示したものである。

図１６の（ａ）に示す印刷物についても、前記実施例１の場合と同じ画像取り込み部３を用い、同様の画像解析方法によって、青色を指定色にして色判別の分析を行った。ここで、青色の標準輝度値としては８０の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては８０の絶対値を設定した。

図１６の（ｂ）には、淡いレモン色及び青色に加えて、薄い青色が示されていることが分かる。この薄い青色は、青色の領域に印字された白色の文字部分であり、周りの青色によって大きな影響を受ける。この薄い青色はＲＧＢの各値の差が小さいため、有彩色及び無彩色として判定する次の工程において、無彩色として判定され、輝度値２５５に振り分けられる（図１６の（ｃ））。分析の結果、図１６の（ａ）に示す印刷物は、仮平均輝度値が９５と算出され、あらかじめ設定した黄色輝度値の許容範囲内（Ｒ＝１０）である７０〜９０の範囲外であるため、不合格と判定される。したがって、規格品外として選別されることが分かった。

本実施例の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（青）］
標準輝度値（合格基準値）＝８０
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（８０±α）＝０〜１６０
許容範囲（８０を中心値として±Ｒ）＝７０〜９０
仮平均輝度値（判定値）＝９５
［判定］ 不合格

本実施例においては、さらに、修正平均化工程を行うことによって、仮平均化工程による色判別結果の妥当性を調べた。修正平均化工程において輝度値の範囲内であるβとしては３０の値を設定した。分析の結果、修正平均輝度値は仮平均輝度値と同じ９５となり、仮平均化工程による色判別結果の妥当性が確認された。

＜実施例５＞
図１７に、本発明の色判別方法による混色の画像解析手順とその解析結果を示す。図１７（ａ）は本実施例で測定した印刷物の例であり、白地に黄色、オレンジ色及び黒色が図柄又は文字として印刷されており、オレンジ色と黄色の２つの有彩色が混在するものである。また、図１７において、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）及び（ｅ）は、それぞれ各解析手順に従ってピクセルごとに変換したクレースケール輝度値を図示したものである。ここで、図１７の（ｄ）及び（ｅ）は、オレンジ色と黄色の仮平均化工程を別々に行った後の結果であり、それぞれオレンジ色の仮平均輝度値及び黄色の仮平均輝度値を示している。

図１７の（ａ）に示す印刷物についても、前記実施例１の場合と同じ画像取り込み部３を用い、同様の画像解析方法によって、オレンジ色及び黄色を指定色にして色判別の分析を行った。ここで、オレンジ色の標準輝度値としては１２２の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては６０の絶対値を設定した。黄色は、標準輝度値として２０８の値を、また、輝度値の範囲内であるαとして４０の値を設定した。分析の結果、図１７の（ａ）に示す印刷物は、オレンジ色及び黄色の仮平均輝度値がそれぞれ１３０及び２０５と算出され、あらかじめ設定したオレンジ色及び黄色の輝度値の許容範囲内（Ｒ＝９及び８）である１１３〜１３１及び２００〜２１６の範囲内にあるため、両者の色は合格と判定される。したがって、規格品内として選別されることが分かった。

本実施例の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（オレンジ）］
標準輝度値（合格基準値）＝１２２
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（１２２±α）＝６２〜１８２
許容範囲（１２２±Ｒ）＝１１３〜１３１
仮平均輝度値（判定値）＝１３０
［判定］ 合格
［第２目的色（黄）］
標準輝度値（合格基準値）＝２０８
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（２０８±α）＝１６８〜２４８
許容範囲（２０８±Ｒ）＝２００〜２１６
仮平均輝度値（判定値）＝２０５ （許容範囲内）
［判定］ 合格

＜実施例６＞
本実施例は、図１４の（ａ）に示すものと同じ図案を有する印刷物について、オレンジ色に代えて、やや白みがかったオレンジ色（標準輝度値＝１４３）を印刷したものの画像分析を行った。画像解析は、仮平均化工程による平均輝度値の算出だけでなく、修正平均化工程による平均輝度を算出することによって行った。

仮平均化工程において、輝度値の範囲内であるαは図５の示す値より狭い３５の絶対値を設定する。また、あらかじめ設定した輝度値の許容範囲はＲ＝６と規定し、１３７〜１４９の範囲に規定する。修正平均化工程において、輝度値の範囲内である±βは、その範囲に含まれるピクセル数の比率が、前記±αの範囲（１０８〜１７８）に含まれる輝度値を有するピクセル数に対して８６．４％となるような値、すなわちβ＝１０に設定した。分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（白みがかったオレンジ）］
標準輝度値（合格基準値）＝１４３
｛仮平均工程｝
輝度値の範囲（１４３±α）＝１０８〜１７８
許容範囲（１４３±Ｒ）＝１３７〜１４９
仮平均輝度値（判定値）＝１４３
［判定］ 合格
｛修正平均工程｝
輝度値の範囲（１４３±β）＝１３３〜１５３
許容範囲（１４３±Ｒ）＝１３７〜１４９
仮平均輝度値（判定値）＝１４３
［判定］ 合格

分析の結果、本実施例の印刷物は仮平均工程及び修正平均工程の両方で合格となり、規格品内として選別できることが分かった。このように、本実施例においては、仮平均輝度値及び修正平均輝度値の両者が許容範囲内にあり、あえて修正平均化工程を行う必要は無い。しかしながら、今後大きな需要が期待される複雑な印刷物又は塗装物について正確な色判別が求められる場合は、本実施例と同じ解析方法によって、仮平均値だけでなく修正平均値を算出することによって色判別を行うことが好ましい。

＜実施例７＞
前記の実施例５で使用したものと同じ図案（図１７の（ａ）に示す図案）の５枚を、淡いレモン色の台紙の上に貼付けた印刷物について、前記実施例１の場合と同じ画像取り込み部３を用い、同様の画像解析方法によって、オレンジ色及び黄色を指定色にして色判別の分析を行った。ここで、オレンジ色の標準輝度値としては１３０の値を、また、輝度値の範囲内であるαとしては４０の絶対値を設定した。黄色は、標準輝度値として２０８の値を、また、輝度値の範囲内であるαとして３０の絶対値を設定した。

本実施例において、オレンジ色については視覚的にバラツキがあるため、輝度値に加えて、色相及び彩度についても図８に示す方法に従って、平均色相値及び平均彩度値を求めて色判別の分析を行った。ここで、オレンジ色の標準色相値としては５°の値を、また、輝度値の範囲内であるγとしては３５°の絶対値を設定した。オレンジ色の標準彩度値としては０．６５の値を、また、輝度値の範囲内であるΔとしては０．１２の絶対値を設定した。

分析の結果、オレンジ色及び黄色の仮平均輝度値はそれぞれ１２９及び２０６と算出され、あらかじめ設定したオレンジ色及び黄色の輝度値の許容範囲内（Ｒ＝５及び２）である１２５〜１３５及び２０６〜２１０の範囲内にあるため、両者の色は輝度による解析において合格と判定される。さらに、オレンジ色の仮平均色相値及び仮平均彩度値については、それぞれ１９．７°及び０．６３２と算出され、あらかじめ設定したオレンジ色及び黄色の輝度値の許容範囲内（ＨＨ＝±１５°及びＳＳ＝±０．０８）である３５０°〜２０°及び０．５７〜０．７３の範囲内であるため、合格と判定される。したがって、規格品内として選別できることが分かった。

本実施例の分析結果をまとめると次のようになる。
［第１目的色（オレンジ）］
（１）標準輝度値（合格基準値）＝１３０
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（１３０±α）＝９０〜１７０
許容範囲（１３０±Ｒ）＝１２５〜１３５
仮平均輝度値（判定値）＝１２９
［判定］ 合格
（２）標準色相値（合格基準値）＝５°
仮平均工程で設定する色相値の範囲（５°±γ）＝３３０°〜４０°
許容範囲（５±ＨＨ）＝３５０°〜２０°
仮平均輝度値（判定値）＝１９．７°
［判定］ 合格
（３）標準彩度値（合格基準値）＝０．６５
仮平均工程で設定する彩度値の範囲（０．６５±Δ）＝０．５３〜０．７７
許容範囲（０．６５±ＳＳ）＝０．５７〜０．７３
仮平均彩度値（判定値）＝０．６３２
［判定］ 合格
［第２目的色（黄）］
標準輝度値（合格基準値）＝２０８
仮平均工程で設定する輝度値の範囲（２０８±α）＝１７８〜２３８
許容範囲（２０８±Ｒ）＝２０６〜２１０
仮平均輝度値（判定値）＝２０６ （許容範囲内）
［判定］ 合格

このように、本実施例においては、仮平均輝度値、仮平均色相値及び仮平均彩度値のすべてが許容範囲内にあり、結果的には色相又は彩度の仮平均化工程を行う必要は無いことが分かった。しかしながら、多色や複雑な形状に配色される印刷物又は塗装品は、輝度値の近い色同士を同時に配色することが多く、近年そのような配色を施した印刷物や塗装物のニーズが益々増えている。このようなニーズに答える場合は、正確な色判別を行なうために、本実施例と同じ解析方法によって、平均輝度値だけでなく、仮平均色相値又は仮平均彩度値を算出することによって色判別を行うことが好ましい。

以上のように、本発明による印刷物の色判別方法によれば、一般的な印刷物だけでなく、医療機器や自動車部品等の分野で使用する工業用シール・ラベル等の２次元印刷物や立体塗装品等の３次元印刷物に着色されている有彩色の色の判別を、精密さと正確さを保持しながら、迅速に、且つ簡便に行うことができる。また、印刷物の図案、模様及び文字や照明等の外的環境が変化しても、それらの因子による影響を受けない正確な色判別を行うことができるため、色判別検査の自動化による大幅な省力化を図ることができる。さらに、本発明による印刷物の色判別装置は、比較的簡単な構成であるにも関わらず、機能的には高い色判別性能を有するため、汎用性に富む安価な装置を提供することができる。したがって、本発明の色判別方法は、印刷物や塗装品等の色判別を行なう目的だけでなく、印刷機色調制御方法等の様々な分野への利用も可能であるため、その有用性は極めて高い。

１・・・印刷物、２・・・ピクセル、３・・・画像取り込み部、４・・・・撮像デバイス、５・・・光源、６・・・測定ターゲット、１００・・・色判別装置、１１０・・・光原、１２０・・・色の読取り装置、１３０・・・Ｒ、Ｇ、Ｂの各値の取得手段、１４０・・・計算手段、１５０・・・表示手段、２００・・・色識別装置、２１０・・・光源、２２０・・・色の読取り装置、２３０・・・Ｒ、Ｇ、Ｂの各値の取得手段、２４０・・・計算手段、２５０・・・表示手段、３００・・・巻取紙、３０１・・・給紙ユニット、３０２・・・印刷ユニット、３０３・・・乾燥ユニット、３０４・・・排紙ユニット、３０５・・・折ユニット、３０６・・・色分別装置、３０７・・・カメラ、３０８・・・光源、３０９・・・光量調節手段、３１０・・・画像処理部と演算処理部とを有する装置、３１１・・・モニター、３１２・・・通信手段、３１３・・・切替え用の下段ローラ、３１４・・・切替え用の上段ローラ。

Claims (15)

1. 平面又は立体の印刷物又は塗装品の色を数値化して面で判別する方法であって、前記の印刷物又は立体物の色を平面で読み取る工程と、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各値を取得する工程と、該赤、緑、青の各値の差が大きいピクセル及び小さいピクセルを、それぞれ有彩色及び無彩色として判定する工程と、前記有彩色の個別の色を指定色とし、前記有彩色として判定されたピクセルごとの前記赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換する工程と、前記グレースケール輝度値を前記指定色の標準輝度値が含まれるようにあらかじめ設定した輝度値の範囲内で平均化する工程（仮平均化工程）と、該平均化した輝度値が、あらかじめ設定した指定色の輝度値の許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定する工程とを有することを特徴とする色判別方法。
2. 前記仮平均化工程において、前記あらかじめ設定した輝度値の範囲が、前記指定色の標準輝度に応じて勾配をつけて設定されており、前記指定色の標準輝度が０から２５５と大きくなるに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする請求項１に記載の色判別方法。
3. 前記仮平均化工程に続いて、前記仮平均化工程で採用した前記輝度値の範囲内よりも狭い範囲内に属する前記有彩色のピクセルごとのグレースケール輝度値について、さらに平均化を行う工程（修正平均化工程）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の色判別方法。
4. 前記ピクセルごとに有彩色及び無彩色として判定する工程に続いて、前記無彩色と判定されたすべての輝度値を、臨界輝度値に基づいて白色及び黒色の輝度値である２５５及び０のどちらか近い方の値に振り分けることによって、前記無彩色と判定されたピクセルを色判別対象から除外する工程を有することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の色判別方法。
5. 請求項１〜４の何れかに記載の色判別方法が、前記輝度値に加えて、さらに、前記平面上に読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから取得した前記赤、緑、青の各値をＨＬＳ色空間の色相及び彩度の少なくとも一つに変換する工程と、前記有彩色と判定されたピクセルごとの色相値及び彩度値の少なくとも一つを、前記指定色の標準色相値が含まれるようにあらかじめ設定した色相値の範囲内又は前記指定色の標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した彩度値の範囲内で平均化する工程（仮平均化工程）と、前記仮平均化工程で算出された平均色相値及び平均彩度値の少なくとも一つが、あらかじめ設定した色相値及び彩度値の少なくとも一つにおいてそれぞれの許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定する工程とを有する色判別方法。
6. 前記の印刷物の色を平面で読み取る工程が、印刷物をスキャナー、固体撮像素子、カメラ及び面受光用バンドル光ファイバーの少なくとも何れかの手段によって画像化して行われることを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の色判別方法。
7. 前記無彩色が白及び黒若しくは灰色であって、前記無彩色の輝度値の測定毎のバラツキを小さくするために、前記印刷物が有する無彩色部分の輝度測定値を、あらかじめ基準輝度値が設定された無彩色と対比することによって、前記輝度測定値の較正を行うことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の色判別方法。
8. 平面又は立体の印刷物又は塗装物の色を数値化して面で判別する装置であって、前記の 印刷物又は立体物の色を平面で読み取る手段と、該平面で読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから赤、緑、青の各値を取得するステップ、前記赤、緑、青の各値の差が小さいピクセル及び大きいピクセルを、それぞれ有彩色及び無彩色として判定するステップ、該有彩色の個別の色を指定色とし、前記有彩色として判定されたピクセルごとの前記赤、緑、青の各値をグレースケール輝度値に変換するステップ、前記グレースケール輝度値を指定色の標準輝度が含まれるようにあらかじめ設定した輝度値の範囲内で仮平均化するステップ、及び該仮平均化した輝度値が、あらかじめ設定した輝度値の許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定するステップを有する計算手段と、該計算手段によって判定された結果を表示する表示手段とを備える色判別装置。
9. 前記仮平均化のステップにおいて、前記あらかじめ設定した輝度値の範囲が、前記指定色の標準輝度に応じて勾配をつけて設定されており、前記指定色の標準輝度が０から２５５と大きくなるに伴って小さくなるように設定されることを特徴とする請求項８に記載の色判別装置。
10. 前記の計算手段が、前記仮平均化のステップに続いて、前記仮平均化のステップで採用した輝度範囲内よりも狭い範囲内に属する前記有彩色のピクセルごとのグレースケール輝度値について、さらに平均化を行うステップ（修正平均化のステップ）を有することを特徴とする請求項８又は９に記載の色判別装置。
11. 前記計算手段が、前記ピクセルごとに有彩色及び無彩色として判定するステップに続いて、前記無彩色と判定されたすべての輝度値を、臨界輝度値に基づいて白色及び黒色の輝度値である２５５及び０のどちらか近い方の値に振り分けることによって、前記無彩色と判定されたピクセルを色判別対象から除外するステップを有することを特徴とする請求項９〜１１の何れかに記載の色判別装置。
12. 請求項８〜１１の何れかに記載の色判別装置が、前記輝度値を測定する手段に加えて、さらに、前記平面上に読み取った画像のピクセル位置に相当する領域に保存されるバイナリデータから取得した前記赤、緑、青の各値をＨＬＳ色空間の色相及び彩度の少なくとも一つに変換するステップ、前記有彩色と判断されたピクセルごとの色相値及び彩度値の少なくとも一つを前記指定色の標準色相値が含まれるようにあらかじめ設定した色相値の範囲内又は前記指定色の標準彩度値が含まれるようにあらかじめ設定した彩度値の範囲内で仮平均化するステップ、及び該仮平均化によって算出された前記指定色が有する平均色相値及び平均彩度値の少なくとも一つが、あらかじめ設定した色相値及び彩度値の少なくとも一つにおいてそれぞれの許容範囲内に含まれるか否かによって、前記指定色が所望の色であるか否かを判定するステップを有する計算手段を備える色判別装置。
13. 前記の印刷物の色を平面で読み取る手段が、スキャナー、固体撮像素子、カメラ及び面受光用バンドル光ファイバーの少なくとも何れかであることを特徴とする請求項８〜１２の何れかに記載の色判別装置。
14. 前記無彩色が白及び黒若しくは灰色であって、前記印刷物が有する無彩色部分の輝度測定値の較正を行うことによって前記無彩色の輝度値の測定毎のバラツキを小さくするために、あらかじめ基準輝度値が設定された無彩色印刷物を内部に有することを特徴とする請求項８〜１３の何れかに記載の色判別装置。
15. サンプリングした印刷物と校了紙又は基準画像を有する紙との比較を行い、両者の色調が一致するように印刷物の色調を制御すること又は別の色調を改めて設定することによって、各色印刷ユニットのインキキーを操作してインキ供給量を調整する方法において、前記サンプリングした印刷物及び前記校了紙又は基準画像を有する紙の少なくとも何れかの色調を判別する方法として、請求項１〜７の何れかに記載の色判別方法を用いることを特徴とする印刷機色調制御方法。

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