JP2021135102A - Color and texture measurement device and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光沢、艶感、メタリック感等の質感を測定する色・質感測定装置及び方法に関する。 The present invention relates to a color / texture measuring device and method for measuring textures such as gloss, glossiness, and metallic feeling.
測定対象として、最近、メタリック感や艶感などを色と同時に定量化したいニーズが多くなっている。メタリック塗装や、髪の毛や食品の色と艶、光沢感のある建材の色と艶等がある。こうした中で現状では色は、分光測色計、艶感は艶計を用いて定量化を行っている。人の目には艶感は色と同時に見て評価をしているので、これを同じ目線で定量化できる方法が望ましい。例えば、台所、マンション或いはホテルの大理石調のセラミック等の艶感が、施工したあと問題になることがある。建材は実際には、色と艶感、光沢感を同時測定したいという要望がある。色は、表面に照明を当てて測る分光測色計により測定し、艶感・光沢感は、表面に照明を当てて測る艶計・光沢計があり、それと併合して測定することが一般的である。色と質感を画像処理により評価する特許文献1もある。
Recently, there is an increasing need to quantify metallic and glossy feelings at the same time as colors as measurement targets. There are metallic paint, the color and luster of hair and food, and the color and luster of glossy building materials. Under these circumstances, at present, color is quantified using a spectrophotometer and glossiness is quantified using a gloss meter. Since the luster is evaluated by the human eye at the same time as the color, it is desirable to have a method that can quantify this from the same point of view. For example, the luster of marble-like ceramics in kitchens, condominiums, or hotels can be a problem after construction. In reality, there is a demand for building materials to measure color, luster, and luster at the same time. Color is measured by a spectrophotometer that illuminates the surface, and glossiness and luster are measured by illuminating the surface. Is. There is also
艶感や光沢については、見た目の感覚に近い、新たな評価手法が求められているが、従来技術では、いまだ十分な評価を得られていない。例えば、建材等の分野では、タイルから構成される壁面のうち一部のタイルだけに艶感がないと、大部分は艶で光っているにもかかわらず、一部には艶がないため、一部が浮き上がってしまい、壁面全体にアンバランスが生じる。特許文献1において、メタリック感をある程度は、測定できるが、光沢や艶感を生じる材料、例えば、アルミニウムフレークの粒子径、粒数等による質感の相違までは把捉できないおそれがあり、また、検査照明等が画一的であるので、見た目に近い感覚のきめ細かな艶感の評価は困難である。
With regard to luster and luster, a new evaluation method that is close to the appearance is required, but the conventional technique has not yet obtained sufficient evaluation. For example, in the field of building materials, if only some of the tiles on the wall surface made of tiles are not glossy, most of them are glossy and some of them are not glossy. A part of it floats up, causing an imbalance on the entire wall surface. In
本発明は、外殻体と、該外殻体の下端部に沿って設けられ、前記外殻体の内壁面を間接照明する間接照明部と、前記外殻体の天井部に設けられ、被測定物に所定の角度で直接照明する直接照明部と、前記天井部に設けられ、被測定物を撮像する色彩計と、前記間接照明と前記直接照明を切り替え、前記色彩計で取得される間接照明画像と、直接照明画像に基づいて、色と質感を演算する色・質感演算部と、を備えている。 The present invention is provided on the outer shell body, an indirect lighting unit provided along the lower end portion of the outer shell body and indirectly illuminating the inner wall surface of the outer shell body, and a ceiling portion of the outer shell body. A direct illumination unit that directly illuminates the object to be measured at a predetermined angle, a colorimeter provided on the ceiling portion that captures an image of the object to be measured, and an indirect illumination that is switched between the indirect illumination and the direct illumination and acquired by the colorimeter. It is equipped with an illumination image and a color / texture calculation unit that calculates color and texture based on the direct illumination image.
図4に示す通り、当該色・質感演算部が、前記直接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された直接照明画像について、XYZ表色系の第1明度Ld(x,y)を演算する第1明度演算部と、前記間接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された間接照明画像について、XYZ表色系の第2明度Lr(x,y)を演算する第2明度演算部と、前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像の明度のうち、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の閾値Tを演算する閾値演算部と、前記閾値Tにより、前記直接照明画像の正反射成分に対応する明度を有する画素と、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度を有する画素を分け、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度LdT(x,y)の指数Mean(LdT(x,y))と、前記第2明度LrT(x,y)の指数Mean(LrT(x、y))との比率を演算し、当該比率に基づいて、前記第2明度LrT(x,y)を前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度LdT(x、y)に合わせて調整した調整明度Lr1T(x,y)を演算する明度調整部と、前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像のXYZ表色系の第1明度Ld(x,y)と、調整明度Lr1T(x,y)の差分を演算する差分演算部と、を備えた高解像度色・質感測定装置である。(x,y)は画素を特定するための位置(座標)情報である。 As shown in FIG. 4, the color / texture calculation unit images the object to be measured with the colorimeter under the direct illumination, and the captured direct illumination image has the first brightness Ld (x) of the XYZ color system. , Y) is calculated by the first brightness calculation unit and the indirect illumination image obtained by imaging the object to be measured with the colorimeter under the indirect illumination, and the second brightness Lr (x, Of the brightness of the direct illumination image calculated by the second brightness calculation unit for calculating y) and the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit, the brightness corresponding to the normal reflection component and the brightness threshold T corresponding to the diffuse reflection component. A pixel having a brightness corresponding to the positive reflection component of the direct illumination image and a pixel having a brightness corresponding to the diffuse reflection component of the direct illumination image are separated by the threshold calculation unit for calculating the above and the threshold T. The index Mean (LdT (x, y)) of the brightness LdT (x, y) corresponding to the diffused reflection component of the illumination image and the index Mean (LrT (x, y)) of the second brightness LrT (x, y). The second brightness LrT (x, y) is adjusted to match the brightness LdT (x, y) corresponding to the diffused reflection component of the direct illumination image based on the ratio. A brightness adjustment unit that calculates 1 T (x, y), a first brightness Ld (x, y) of the XYZ color system of the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit, and an adjustment brightness Lr 1 It is a high-resolution color / texture measuring device including a difference calculation unit for calculating a difference of T (x, y). (X, y) is position (coordinate) information for specifying a pixel.
直接照明に関する三帯域視覚感度値はi、間接照明に関する三帯域視覚感度値はj、直接照明に関するL値はd、間接照明に関するL値はr、直接照明の閾値T以下のL値、又はこれに対応する間接照明のL値はT、のサフィックスを、それぞれ、付す。(x、y)は撮像素子53における画素の位置を整数の組み合わせで示すもの(x=1〜s、y=1〜t、sは撮像素子53の一行の総画素数、tは一列の総画素数)である。Mean(LdT(x、y))=Σ(LdT(x、y))/nT、Mean(LrT(x、y))=Σ(LrT(x、y))/nT、nTは閾値以下の総画素数である。
The three-band visual sensitivity value for direct lighting is i, the three-band visual sensitivity value for indirect lighting is j, the L value for direct lighting is d, the L value for indirect lighting is r, the L value below the threshold T for direct lighting, or this. The L value of the indirect lighting corresponding to is T, and the suffix is attached to each. (X, y) indicates the position of the pixel in the
直接照明だけで間接照明を用いずに、閾値を用いて正反射成分を抽出することは、限られた場合に適用されるだけであるので、本発明の対象としない。一般の対象として、明るさの相違や凹凸のある建材や、髪の毛などのように、艶がいろいろな部分に局在したり、さらに、冷凍焼きおにぎりのように、艶が局在してそれほど大きく出なかったりする場合などを扱うには、間接照明画像を完全に艶消しした状態として使うことが、正反射成分の抽出、定量化には適している。平板など単純な形のもので大きく艶があるものに限り、近似的には、間接照明画像を用いずに、直接照明画像だけで、閾値を用いて正反射成分を抽出することは可能である。 Extracting a specular component using a threshold value using only direct illumination and not indirect illumination is not a subject of the present invention because it is applied only in a limited case. As a general object, the luster is localized in various parts such as building materials with different brightness and unevenness, hair, etc., and the luster is localized so much like frozen grilled rice balls. In order to handle cases where the image does not appear, it is suitable to use the indirect illumination image as a completely matte state for extracting and quantifying the specular reflection component. Approximately, it is possible to extract the specular reflection component using the threshold value only with the direct illumination image without using the indirect illumination image, as long as it is a simple shape such as a flat plate and has a large gloss. ..
「第1明度演算部」、「第2明度演算部」のXYZ表色系の明度としては、色彩計で測定される三帯域視覚感度値S1i,S2i,S3iから、3刺激値XYZに変換し、3刺激値XYZからLabを演算し、明度Lとする例が挙げられる。撮像の露光時間は、間接照明と直接照明で値は同じでも相違してもよい。 The brightness of the XYZ color system of the "first brightness calculation unit" and the "second brightness calculation unit" is 3 from the three-band visual sensitivity values S 1 i, S 2 i, S 3 i measured by the colorimeter. An example is given in which the stimulus value is converted to XYZ, the Lab is calculated from the three stimulus values XYZ, and the brightness is L. The exposure time for imaging may be the same or different for indirect illumination and direct illumination.
「直接照明部」、「間接照明部」には、LED、ランプ、人工太陽灯等が挙げられる。照明部は1〜数台以上を並置することができる。 Examples of the "direct lighting unit" and the "indirect lighting unit" include LEDs, lamps, artificial sun lamps, and the like. One to several or more lighting units can be arranged side by side.
「正反射成分」、「拡散反射成分」は、JISZ8722:2000 色の測定方法−反射及び透過物体色 解説 解5、https://www.konicaminolta.jp/instruments/knowledge/color/section4/02.html等の記載を参照されたい。
"Specular reflection component" and "diffuse reflection component" are JIS Z8722: 2000 Color measurement method-Reflective and transmitted object
「明度」は、基本的には、XYZ表色系の測定値である。「XYZ表色系」とは、RGB表色系を単純な一次変換で負の値が現れないように、CIEが1931年にRGB表色系と同時に定めたものである。 The "brightness" is basically a measured value of the XYZ color system. The "XYZ color system" was defined by the CIE in 1931 at the same time as the RGB color system so that a negative value does not appear in the RGB color system by a simple first-order transformation.
「被測定物」は、車両、建材、電気製品、毛髪、食品等が挙げられる。車両は自動車、二輪自動車、自転車、人力車、そり、手押し車、荷車、馬車、リヤカ等が挙げられる。 Examples of the "object to be measured" include vehicles, building materials, electric appliances, hair, foods and the like. Vehicles include automobiles, two-wheeled vehicles, bicycles, rickshaws, sleds, wheelbarrows, carts, carriages, rear mosquitoes, and the like.
「色彩計」とは、物体の色度分布を2次元で計測する装置等である。株式会社パパラボのPPLB−400、PPLB−600等が例示され、測定範囲内の色差ΔEの変化と、Lab値の各値を示したグラフを表示できる。始点からの色差ΔEを得られることで、被測定物における発色の違いや色ムラ等を検証・検査ができる。Lab系の場合、L値、a値、b値のグラフ変化から、どのように色が変化しているのかを読み取ることができる。 A "chromaticity meter" is a device or the like that measures the chromaticity distribution of an object in two dimensions. PPLB-400, PPLB-600, etc. of Paparabo Co., Ltd. are exemplified, and a graph showing the change of the color difference ΔE within the measurement range and each value of the Lab value can be displayed. By obtaining the color difference ΔE from the starting point, it is possible to verify and inspect the difference in color development and color unevenness in the object to be measured. In the case of the Lab system, it is possible to read how the color is changing from the graph changes of the L value, the a value, and the b value.
「色彩計」は、図6に示す三つの特定の規格化感度(S1(λ),S2(λ),S3(λ))により、三つのチャンネルに分けて撮像対象物を撮像するものが例示される。これらの分光感度を得るために設定された光学フィルタ又はダイクロイックミラーもしくはダイクロイックプリズム等のいずれであるかを問わず用いることができる。 The "colorimeter" images an image-imaging object by dividing it into three channels according to the three specific standardized sensitivities (S 1 (λ), S 2 (λ), S 3 (λ)) shown in FIG. Things are illustrated. It can be used regardless of whether it is an optical filter, a dichroic mirror, a dichroic prism, or the like set to obtain these spectral sensitivities.
「色彩計」の分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))は、CIE XYZ分光感度から負の値を持たない、単独ピークを持つ山形であり、それぞれの分光感度曲線のピーク値が等しく、分光感度の曲線の重なりは最小限にするという条件から等価変換したものが例示される。例えば、分光感度S1のカーブは、ピーク波長が582nmであり、半値幅が523〜629nmであり、1/10幅が491〜663nmである。分光感度S2のカーブは、ピーク波長が543nmであり、半値幅が506〜589nmであり、1/10幅が464〜632nmである。分光感度S3のカーブは、ピーク波長が446nmであり、半値幅が423〜478nmであり、1/10幅が409〜508nmである。 The spectral sensitivities of the "colorimeter" (S 1 (λ), S 2 (λ), S 3 (λ)) are chevrons with single peaks that do not have a negative value from the CIE XYZ spectral sensitivities. An example is an equivalent conversion from the condition that the peak values of the spectral sensitivity curves are equal and the overlap of the spectral sensitivity curves is minimized. For example, the curve of the spectral sensitivity S 1 has a peak wavelength of 582 nm, a half width of 523 to 629 nm, and a 1/10 width of 491 to 663 nm. The curve of the spectral sensitivity S 2 has a peak wavelength of 543 nm, a half width of 506 to 589 nm, and a 1/10 width of 464 to 632 nm. Curve of the spectral sensitivity S 3 is a peak wavelength of 446 nm, the half value width is 423~478nm, 1/10 width is 409~508Nm.
「制御部」は、いわゆるパソコン、コントローラ等の適宜の制御装置である。 The "control unit" is an appropriate control device such as a so-called personal computer or controller.
「XYZ表色系」には、例えば、Yxy、XYZ、Lab、Luv等のCIE表色系を含み、2次元色度図又は3次元色空間を含む概念である。 The "XYZ color system" is a concept including, for example, a CIE color system such as Yxy, XYZ, Lab, and Luv, and a two-dimensional chromaticity diagram or a three-dimensional color space.
xyY表色系(Yxy表色系ともいう)とは、XYZ表色系では数値と色の関連がわかりにくいので、XYZ表色系から絶対的な色合いを表現するために定められたものである。 The xyY color system (also referred to as the Yxy color system) is defined to express an absolute hue from the XYZ color system because it is difficult to understand the relationship between numerical values and colors in the XYZ color system. ..
Luv表色系とは、CIEが1976年に定めた均等色空間のひとつであり、CIELuvは光の波長を基礎に、XYZ表色系のxy色度図の波長間隔の均等性を改善したものであり、日本ではJIS Z8518に規定されている。 The Luv color system is one of the uniform color spaces defined by CIE in 1976, and CIELuv is based on the wavelength of light and improves the uniformity of the wavelength interval in the xy chromaticity diagram of the XYZ color system. In Japan, it is stipulated in JIS Z 8518.
Lab表色系とは、CIE Labなどがあり、XYZ表色系から知覚と装置の違いによる色差を測定するために派生したものであり、日本ではJIS Z 8729に規定されている。 The Lab color system includes CIE Lab, etc., which is derived from the XYZ color system to measure the color difference due to the difference in perception and device, and is specified in JIS Z 8729 in Japan.
「XYZ表色系」には、2次元座標と3次元座標で規定される色空間が含まれる。色空間の代表例としては、XYZ色空間と、Lab色空間等の構成例がある。2次元の色空間の場合、例えば、Yxy色空間、Luv色空間の場合、2次元平面であるxy色度図(Yxy色空間で正規化したxy色度値(平面))、uv色度図、u’v’色度図が挙げられる。平面上での2次元色度図の画素の密度として表現されるxy色度ヒストグラム分布又はLuv色度ヒストグラム分布等が対応する。3次元の色空間の場合、例えば、XYZ色空間、Lab色空間の場合、3次元空間であるXYZ色空間、Lab色空間が挙げられる。3次元での色空間上の画素の密度として表現されるXYZ色空間ヒストグラム、又はLab色空間ヒストグラム分布等が対応する。 The "XYZ color system" includes a color space defined by two-dimensional coordinates and three-dimensional coordinates. Typical examples of the color space include a configuration example such as an XYZ color space and a Lab color space. In the case of a two-dimensional color space, for example, in the case of a Yxy color space and a Luv color space, an xy chromaticity diagram (xy chromaticity value (plane) normalized in the Yxy color space) and a uv chromaticity diagram which are two-dimensional planes. , U'v' chromaticity diagram. The xy chromaticity histogram distribution or the Luv chromaticity histogram distribution, which is expressed as the density of pixels in the two-dimensional chromaticity diagram on a plane, corresponds to this. In the case of a three-dimensional color space, for example, in the case of an XYZ color space and a Lab color space, there are an XYZ color space and a Lab color space which are three-dimensional spaces. The XYZ color space histogram represented by the density of pixels in the color space in three dimensions, the Lab color space histogram distribution, and the like correspond.
2次元のxy色度平面、uv色度図、u’v’色度図での色と質感の分離に対して、他のXYZ色空間とLab色空間等は3次元色空間上で色と質感の分離となる。xy色度ヒストグラムに対して、XYZ色空間ヒストグラム、Lab色空間ヒストグラム等のように、区別して定義している。 In contrast to the separation of color and texture in the two-dimensional xy chromaticity plane, uv chromaticity diagram, and uv'chromaticity diagram, other XYZ color spaces and Lab color spaces are colored in the three-dimensional color space. The texture is separated. The xy chromaticity histogram is defined separately as in the XYZ color space histogram, the Lab color space histogram, and the like.
前記閾値演算部において、明度を示す画素数の分布である明度ヒストグラムを作成し、該明度ヒストグラムから前記閾値が演算されることが好ましい。 It is preferable that the threshold value calculation unit creates a brightness histogram, which is a distribution of the number of pixels indicating the brightness, and calculates the threshold value from the brightness histogram.
XYZ明度ヒストグラムとLab明度ヒストグラムが例示される。 An XYZ lightness histogram and a Lab lightness histogram are exemplified.
前記明度調整部において、前記明度の指数は、各画素の明度の積分値又は平均値であることが好ましい。 In the lightness adjusting unit, the index of lightness is preferably an integral value or an average value of lightness of each pixel.
露光時間の調整あり(再撮影)でも、調整なし(再撮影なし)で本発明を適用できる。露光時間の調整は、画像を取り込む画像素子53のS/N(信号対雑音比)をより改善して取り込むために必要な処理である。露光時間の調整を行わなくても充分なS/Nが得られれば、演算のみで、算出しても充分な場合もある。露光時間を調整する場合、前記第2明度演算部において、間接照明下で、前記色彩計で第1露光時間にて被測定物を撮像し、撮像された間接照明画像について、XYZ表色系の明度を演算し、前記第2明度演算部において、前記第1明度演算部で演算された前記直接照明画像の明度の最大値及び間接照明画像の第2明度の最大値が同じになるように第2露光時間tr´を設定することが好ましい。
The present invention can be applied with or without adjustment of the exposure time (re-photographing) or without adjustment (without re-imaging). The adjustment of the exposure time is a process necessary for further improving the S / N (signal-to-noise ratio) of the
前記明度調整部において、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の2値化により、前記画素を分けて記憶することが好ましい。 In the lightness adjusting unit, it is preferable to store the pixels separately by binarizing the lightness corresponding to the specular reflection component and the lightness corresponding to the diffuse reflection component.
もう一つの発明は、外殻体と、該外殻体の下端部に沿って設けられ、前記外殻体の内壁面を間接照明する間接照明部と、前記外殻体の天井部に設けられ、被測定物に所定の角度で直接照明する直接照明部と、前記天井部に設けられ、被測定物を撮像する色彩計と、前記間接照明と前記直接照明を切り替え、前記色彩計で取得される間接照明画像と、直接照明画像に基づいて、色と質感を演算する色・質感演算部と、を備えた高解像度色・質感測定装置を用い、前記直接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された直接照明画像について、XYZ表色系の第1明度Ld(x,y)を演算する第1明度演算ステップと、前記間接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された間接照明画像について、XYZ表色系の第2明度Lr(x,y)を演算する第2明度演算ステップと、前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像の明度のうち、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の閾値Tを演算する閾値演算ステップと、前記閾値Tにより、前記直接照明画像の正反射成分に対応する明度を有する画素と、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度を有する画素を分け、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する第1明度LdT(x,y)の指数Mean(LdT(x,y))と、前記第2明度LrT(x,y)の指数Mean(LrT(x、y))との比率を演算し、当該比率に基づいて、前記第2明度LrT(x,y)を前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する第1明度LdT(x、y)に合わせて調整した調整明度Lr1(x,y)を演算する明度調整ステップと、前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像のXYZ表色系の明度LdT(x,y)と、調整明度Lr1T(x,y)の差分を演算する差分演算ステップと、を含む高解像度色・質感測定方法である。 Another invention is provided on the outer shell body, an indirect lighting unit provided along the lower end portion of the outer shell body and indirectly illuminating the inner wall surface of the outer shell body, and a ceiling portion of the outer shell body. A direct illumination unit that directly illuminates the object to be measured at a predetermined angle, a colorimeter provided on the ceiling portion that captures the object to be measured, and the indirect illumination and the direct illumination are switched and acquired by the colorimeter. Using a high-resolution color / texture measuring device equipped with an indirect illumination image and a color / texture calculation unit that calculates colors and textures based on the direct illumination image, the chromatic meter covers the subject under the direct illumination. With respect to the directly illuminated image obtained by imaging the object to be measured, the first brightness calculation step for calculating the first brightness Ld (x, y) of the XYZ color system and the measurement with the colorimeter under the indirect illumination. The second brightness calculation step for calculating the second lightness Lr (x, y) of the XYZ color system and the direct illumination calculated by the first lightness calculation unit for the indirect illumination image obtained by imaging an object. Of the brightness of the image, the brightness corresponding to the normal reflection component, the threshold calculation step for calculating the threshold T of the brightness corresponding to the diffused reflection component, and the brightness T corresponding to the normal reflection component of the direct illumination image. And the pixel having the brightness corresponding to the diffused reflection component of the direct illumination image are separated, and the index Mean (LdT (x, y) of the first brightness LdT (x, y) corresponding to the diffused reflection component of the direct illumination image is separated. , Y)) and the exponent Mean (LrT (x, y)) of the second lightness LrT (x, y) are calculated, and the second lightness LrT (x, y) is calculated based on the ratio. By the brightness adjustment step for calculating the adjustment brightness Lr 1 (x, y) adjusted according to the first brightness LdT (x, y) corresponding to the diffused reflection component of the direct illumination image, and the first brightness calculation unit. High-resolution color / texture measurement including a difference calculation step for calculating the difference between the calculated brightness LdT (x, y) of the XYZ color system of the direct illumination image and the adjusted brightness Lr 1 T (x, y). The method.
本発明は、艶感や光沢感等について、見た目の感覚に近い、表面の凹凸、明るさ分布、艶分布、等に対応できる、きめ細かな正確な評価手法を確立できる。例えば、インラインでの測定において、正確な光沢感が測定できる。 The present invention can establish a fine and accurate evaluation method for glossiness, glossiness, etc., which can deal with surface irregularities, brightness distribution, gloss distribution, etc., which are close to the appearance. For example, in in-line measurement, accurate glossiness can be measured.
図1〜図11を参照して、本発明実施形態1の高解像度色・質感測定装置1を説明する。この高解像度色・質感測定装置1は、図1、2に示す通り、入口2Aと、出口2Bを有し、コンベア2Cが入口2Aと出口2Bを通り、下端部2Dと、内壁2E、天井部2F、凹部2G、遮光壁2Hを有するトンネル状の外殻体2と、下端部2Dに沿って設けられ、内壁2Eに対して間接照明を行う間接照明部3と、前記外殻体の天井部2Fに設けられ、被測定物Mに対して所定の角度θで直接照明する直接照明部4と、天井部2Fに設けられ、被測定物Mを撮像する2次元色彩計5と、前記間接照明と前記直接照明を切替えたり、前記2次元色彩計で取得される間接照明画像と、直接照明画像に基づいて、色と質感の演算等を行う色・質感演算部60等を有する制御部6と、表示部7と、を有する。内壁2Eの内側壁面には、積分球などで良く用いられている、白色の硫酸バリウムを塗布している。2次元色彩計5の光軸の角度が垂直方向から15°である。JIS Z8722解説5に記載の条件Cや条件Dに近づけるため、角度を設定する。
The high-resolution color /
図3、図4を参照して色・質感演算部60を説明する。色・質感演算部60は、直接照明下、2次元色彩計5で露光時間tdにて被測定物Mを撮像し、前記直接照明画像について、XYZ表色系の第1明度Ld(x,y)を演算する第1明度演算部60Aと、間接照明下で、2次元色彩計5で露光時間trにて被測定物Mを撮像し、前記間接照明画像について、XYZ表色系の第2明度Lr(x,y)を演算する第2明度演算部60Bと、直接照明画像の明度のうち、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の閾値Tを演算する閾値演算部60Cと、閾値Tにより、直接照明画像の正反射成分に対応する明度を有する画素と、直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度を有する画素を分け、直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度LdT(x,y)の指数(本実施形態においては平均値)Mean(LdT(x,y))と、間接照明画像の対応する画素における第2明度LrT(x,y)の指数(本実施形態においては平均値)Mean(Lr1T(x,y))との比率を演算し、当該比率に基づいて、第2明度Lr(x,y)を直接照明の拡散反射成分を示す明度LdT(x,y)に合わせて調整した調整明度Lr1T(x,y)を演算する明度調整部60Dと、直接照明画像のXYZ表色系の明度LdT(x,y)と、調整明度Lr1T(x,y)の差分を演算する差分演算部60Eと、を備えている。明度は、XYZ表色系の測定値から演算したLabのL値である。
The color / texture calculation unit 60 will be described with reference to FIGS. 3 and 4. The color / texture calculation unit 60 images the object M to be measured with the two-
本実施形態では、間接照明の再撮影を行ってもよい。Ld(x,y)とLr(x,y)の最大値が一致するように第1露光時間trを補正した第2露光時間tr´を設定し、間接照明下で、2次元色彩計5で第2露光時間tr´にて被測定物を撮像し、間接照明画像について、XYZ表色系の調整明度Lr1(x,y)を演算する明度調整部を備えている。
In the present embodiment, the indirect lighting may be rephotographed. The second exposure time tr', which is obtained by correcting the first exposure time tr so that the maximum values of Ld (x, y) and Lr (x, y) match, is set, and the two-
本発明実施形態においては、明るさの相違や凹凸のある建材や、髪の毛などのように、艶がいろいろな部分に局在したり、さらに、冷凍焼きおにぎりのように、艶が局在してそれほど大きく出なかったりする場合などを扱うことを主目的としており、間接照明画像を完全に艶消しした状態として使うことが、正反射成分の抽出と定量化には必要である。 In the embodiment of the present invention, the luster is localized in various parts such as building materials having different brightness and unevenness, hair, etc., and further, the luster is localized like frozen grilled rice balls. The main purpose is to handle cases where the image does not appear so large, and it is necessary to use the indirect illumination image as a completely matte state in order to extract and quantify the specular reflection component.
外殻体2の断面はかまぼこ形状ないし半円筒形状である。外殻体2内のコンベアー2Cで被測定物Mを搬送しながら撮像してもよいし、所定箇所で被測定物Mを停止させて、被測定物Mの撮像を行ってもよい。コンベア2Cでの搬送速度を遅く設定すれば、位置補正は問題ない。
The cross section of the
間接照明部3、直接照明部4の照明源はキセノンランプ(擬似太陽光)を採用し、搬送コンベア2の搬送方向と平行に線状に配置されている。照明部はキセノンランプのほかに、フレネルレンズ・アセンブリを備えている。キセノンランプ以外にLED人工太陽灯でもよい。照明源は高指向性高演色LEDとする。演色性とは、色の見え方の指標である。演色性が高いほど、色は鮮やかに美しく見える。指向角とは、LEDの光が広がる角度を表す。高指向性高演色LEDは、LEDの発光面の前に、視野角制限フィルム(https://www.shinpoly.co.jp/product/automotive/vcf/n-vcf.html)を貼り、発光視野角を制限した状態で、高指向を実現している。
Xenon lamps (pseudo-sunlight) are used as the illumination sources of the
2次元色彩計5の分光感度はルータ条件を満たすものであって、その分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))は、図6に示す通り、XYZ等色関数から、負の値を持たず、単独ピークを持つ山形であり、それぞれの分光感度曲線のピーク値が等しく、かつ分光感度の曲線の重なりはできるだけ少なくするという条件から等価変換したものである。分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))は具体的には以下の特性を持つ。
記
ピーク波長 半値幅 1/10幅
S1 582nm 523〜629nm 491〜663nm
S2 543nm 506〜589nm 464〜632nm
S3 446nm 423〜478nm 409〜508nm
The spectral sensitivity of the two-
Peak wavelength Width at half maximum 1/10 width S 1 582 nm 523 to 629 nm 491 to 663 nm
S 2 543nm 506-589nm 464-632nm
S 3 446nm 423-478nm 409-508nm
上記の分光感度S1のピーク波長を580±4nm、分光感度S2のピーク波長を543±3nm、分光感度S3のピーク波長を446±7nmとして取り扱うこともできる。 The peak wavelength of the spectral sensitivity S 1 can be treated as 580 ± 4 nm, the peak wavelength of the spectral sensitivity S 2 can be treated as 543 ± 3 nm, and the peak wavelength of the spectral sensitivity S 3 can be treated as 446 ± 7 nm.
三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))は次の数式1を用いて求められるものである。分光感度自体についての詳細は特開2005−257827号公報を参照されたい。
2次元色彩計5の高解像度は、4K解像度、8K解像度以上の解像度を有する。2次元色彩計5は、通常の4K解像度では、800万画素となり、最大1200万画素まで対応することができる。4K解像度とは、横4,000×縦2,000前後の画面解像度に対応することをいう。例えば、2次元色彩計5の仕様は、有効頻度値約800万画素、有効面積9.93mm×8.7mm、画像サイズ3.45μm×3.45μm、ビデオ出力12bit、2次元色彩計5のインターフェイスGigE、フレームレート30フレーム/sec、シャッタースピード1/15,600sec〜1/15sec、積算時間3秒まで、S/N比60DB以上、レンズマウントFマウント、動作温度0℃〜40℃、動作湿度20%〜80%が例示される。
The high resolution of the two-
2次元色彩計5は、図7に示すように、撮影レンズ51と、この撮影レンズ51の後方に配置された三つの光学フィルタ52a、52b、52c(又は52a´、52c´)と、光学フィルタ52a、52b、52c(又は52a´、52c´)の後方に配置された撮像素子53(CCD、CMOSなど)と、を備えている。2次元色彩計5の三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))は、光学フィルタ52a、52b、52c(又は52a´、52c´)の分光透過率と撮像素子53の分光感度との積により与えられる。図7における光学フィルタ52a、52b、52cと撮像素子53との配列的関係は模式的に示したものにすぎない。三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))に従って画像情報を取得する方式について以下に具体例を挙げるが、本実施形態1では、その他の方式を採ることもできる。
As shown in FIG. 7, the two-
図7(a)に示すものはダイクロイックミラーを用いる方式である。これはダイクロイックミラー52c´により特定の波長の光を反射し、透過した残りの光について、さらに別のダイクロイックミラー52a´により別の特定の波長の光を反射して分光し、撮像素子53a、53b、53cを三つ並列にして読み出す方式である。ダイクロイックミラー52a´が光学フィルタ52a、52bに相当し、ダイクロイックミラー52c´が光学フィルタ52cに相当する。撮影レンズ51から入射する光はダイクロイックミラー52c´により分光感度S3に従う光が反射され、残りの光は透過する。ダイクロイックミラー52c´により反射された光を反射鏡56により反射して撮像素子53cから分光感度S3を得る。一方、ダイクロイックミラー52c´を透過した光は、ダイクロイックミラー52a´において、分光感度S1に従う光が反射され、残りの分光感度S2に従う光は透過するため、それぞれ撮像素子53a、撮像素子53bにより撮像して分光感度S1、S2を得る。ダイクロイックミラーに代えて同様な特性を有するダイクロイックプリズムを用いて三つに分光し、それぞれの光が透過する位置に撮像素子53a、53b、53cを接着してもよい。
The method shown in FIG. 7A is a method using a dichroic mirror. This reflects light of a specific wavelength by the
図7(b)はフィルタターレット57を用いる方式を示す。撮影レンズ51からの入射光と同じ方向を回転軸に持つフィルタターレット57に、光学フィルタ52a、52b、52cを設けて、これらを機械的に回転させ、順次透過する光について撮像素子53により三つの分光感度S1、S2、S3を得る。
FIG. 7B shows a method using the
図7(c)に示すものは光学フィルタ52a、52b、52cを撮像素子53に微視的に貼着する方式である。撮像素子53上における光学フィルタ52a、52b、52cは、ベイヤー配列型に設けられる。この配列は、格子状に分けた撮像素子53上の領域のうち半分に光学フィルタ52bを設け、残りの半分の領域に光学フィルタ52aと光学フィルタ52cとをそれぞれ均等に配置するものである。すなわち、配置量は光学フィルタ52a:光学フィルタ52b:光学フィルタ52c=1:2:1となる。光学フィルタ52a、52b、52cの配列をベイヤー配列以外のものとすることは本実施形態1において特に妨げられない。個々の光学フィルタ52a、52b、52cは非常に微細であるため、印刷により撮像素子53に貼着される。本発明はこの配列に意味があるのではなく、分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))の特性のフィルタを撮像素子に貼着することにある。
The method shown in FIG. 7C is a method in which the
図8を参照して色・質感演算を司る制御部6を説明する。この制御部6は、CPU61、RAM62、ROM63、カウンタ64、タイマ65、入出力インタ−フェース68をバス69により相互に接続したものである。入出力インタ−フェース68には、コンベア2C、間接照明部3、直接照明部4、2次元色彩計5、表示部7等が接続されている。CPU61が初期設定、或いは入力信号を受けて所定の演算等を行い、それらに対して、制御信号が送信されるようになっている。
The
CPU61は、各部に出力する制御信号を生成し、プログラム制御によって、制御信号を出力することで、色・質感制御を実行する。RAM62は、色・質感制御などのデータを一時的に読み書きするものである。ROM63に色・質感制御などのプログラムが読み出し専用で格納されている。CPU61の内部演算は、64ビットの浮動小数点で演算する。途中の演算でオーバーフロ−等のトラブルがない。プログラム制御に代えて、LSIロジック等のハードウェア制御によっても実施が可能である。
The
カウンタ64は、閾値T、画素数、明度L、明度ヒストグラム等のカウント値や累計値等を示す計数部等として機能するものであり、電源投入後、カウンタ64のカウント値、累計値の初期値を「0」とし、各種入力信号を参照して、カウントやインクリメントするものである。
The
タイマ65は第1露光時間tr、第2露光時間tr´等の時間演算処理等を行なうものである。
The
表示部7は制御部6と接続され、制御部6で処理された画像信号を受信して、画像を画面に表示するようになっている。制御部6又は表示部7は、適宜、入力手段(図示略)等を備える。入力手段はキーボード、マウス、表示部7に設けられるタッチパネル等である。
The
図4、図9等を参照し、高解像度色・質感測定装置1の動作の具体例を挙げて説明する。
A specific example of the operation of the high-resolution color /
2次元色彩計5、制御部6、表示部7に電源が入ると、図9に示す通り、初期化をした後、第1明度演算部60A、第2明度演算部60Bにおいて、それぞれ、露光時間を第1露光時間td、trに設定し、間接照明と直接照明のON/OFFを切り替え、それぞれの点灯に対応して、2次元色彩計5で被測定物Mを撮像し、それぞれの直接照明三帯域視覚感度値S1i,S2i,S3i(i=1〜n:nは総画素数)と、間接照明三帯域視覚感度値S1j,S2j ,S3j(j=1〜n:nは総画素数)を得る(S1)。
When the power is turned on to the two-
S1で取得した三帯域視覚感度値S1i,S2i,S3i、及び、S1j,S2j ,S3jから、対応する、XiYiZi、及び、XjYjZjを演算し、XiYiZi、XjYjZjから、それぞれ、Lab値を演算し、直接照明Ld(x,y)、間接照明Lr(x,y)とする(S2)。 From the three-band visual sensitivity values S 1 i, S 2 i, S 3 i, and S 1 j, S 2 j, S 3 j acquired in S1, the corresponding XiYiZi and XjYjZj are calculated, and XiYiZi, The Lab value is calculated from XjYjZj, respectively, and used as direct illumination Ld (x, y) and indirect illumination Lr (x, y) (S2).
閾値演算部60Cにおいて、直接照明画像の明度ヒストグラムを作成する(S3)。図11に示す通り、横軸がLd(x,y)、縦軸が画素数であり、横軸の各明度に属する画素数を積算することにより、直接照明画像の明度ヒストグラムを作成する。
The threshold
図11に示す通り、L値に対する画素数の分布のヒストグラムを取ると、拡散反射成分と正反射成分の2つの山ができる。反射率が高い対象の場合、正反射成分の画素数が大きくなるため、拡散反射成分の画素数が小さくなる。反射率が低い対象の場合、正反射成分の画素数が小さくなるため、拡散反射成分の画素数が大きくなる。拡散反射成分が全部又はほとんどである場合には、この処理の意味はなくなるため、艶感の計測は必要ない。艶感であるので、明度Lの処理となるが、最終結果としては、L値、a値、b値のそれぞれの平均を算出してもよい。艶感のL値と、艶感のあるところのa値、b値も計測できる。図示は略すが、間接照明明度ヒストグラムは拡散反射成分の1つの山を持つ。間接照明では全方位より光が集まるため、間接照明だけにすると正反射成分はなくなり、拡散反射成分だけになる。 As shown in FIG. 11, when the histogram of the distribution of the number of pixels with respect to the L value is taken, two peaks of a diffuse reflection component and a specular reflection component are formed. In the case of an object having a high reflectance, the number of pixels of the specular reflection component is large, so that the number of pixels of the diffuse reflection component is small. In the case of an object having a low reflectance, the number of pixels of the specular reflection component is small, so that the number of pixels of the diffuse reflection component is large. When all or most of the diffuse reflection components are present, this treatment is meaningless, and it is not necessary to measure the glossiness. Since it is glossy, it is processed with a lightness of L, but as a final result, the average of each of the L value, the a value, and the b value may be calculated. The L value of the glossy feeling and the a value and the b value of the glossy place can also be measured. Although not shown, the indirect illumination brightness histogram has one peak of diffuse reflection component. Indirect lighting collects light from all directions, so if only indirect lighting is used, the specular reflection component disappears and only the diffuse reflection component is used.
閾値演算部60Cにおいて、S6で作成した直接照明明度ヒストグラムから、Ohtsu等の手法により、図11の閾値Tを演算する(S4)。
The threshold
明度調整部に60Dにおいて、直接照明画像で閾値T以下の値を有する画素のLdT(x,y)の平均値と、間接照明画像における、LdT(x,y)に対応する画素のLrT(x,y)の平均値を演算し、比率を演算する。平均値に代えて、積分値でもよい。これらの平均値又は積分値を、本発明においては指数と呼ぶ。この指数の比率により、図4の下部に記載の計算式例に従い、間接照明画像の第2明度LrT(x,y)の指数を直接照明画像の明度LdT(x,y)の指数に揃えて、間接照明画像の調整明度Lr1T(x,y)を演算する(S8)。下付きの「1」は比率で補正されたことを示すサフィックスである。 At 60D in the brightness adjustment unit, the average value of LdT (x, y) of pixels having a value equal to or less than the threshold T in the direct illumination image and LrT (x) of the pixel corresponding to LdT (x, y) in the indirect illumination image. , Y) is calculated, and the ratio is calculated. An integral value may be used instead of the average value. These average values or integral values are referred to as exponents in the present invention. According to the calculation formula example shown at the bottom of FIG. 4, the index of the second brightness LrT (x, y) of the indirect illumination image is aligned with the index of the brightness LdT (x, y) of the direct illumination image according to the ratio of this index. , The adjustment brightness Lr 1 T (x, y) of the indirect illumination image is calculated (S8). The subscript "1" is a suffix indicating that the ratio has been corrected.
指数は平均値であるが積分値で代替してもよい。閾値T等の演算に当たっては、あらかじめ、直接照明明度の2値化、例えば、フラグ0又は1を設定し、直接照明の正反射成分に対応する明度を有する画素の場合は「1」、直接照明の拡散反射成分に対応する明度を有する画素の場合は「0」を設定し、フラグとL値をセットで記憶し、正反射成分と拡散成分とを区別しする。
The exponent is an average value, but an integral value may be used instead. In the calculation of the threshold value T and the like, the direct illumination brightness is binarized in advance, for example, a
画素すべてについて、差分ΔF=LdT(x,y)−Lr1T(x,y)を演算すると、図4に示す通り、正反射成分のL値が抽出され(S6)、リターンとする。正反射成分のL値、又は、当該L値の指数(平均値若しくは積分値)等が艶感を示す指標となる。差分ΔFの演算により、拡散反射成分がキャンセルされる。拡散反射成分が残る可能性があるが、数値としては小さいので、艶感の評価には影響しない。 When the difference ΔF = LdT (x, y) -Lr 1 T (x, y) is calculated for all the pixels, the L value of the specular reflection component is extracted (S6) as shown in FIG. 4, and the return is obtained. The L value of the specular reflection component, the index (average value or integral value) of the L value, or the like is an index showing the glossiness. The diffuse reflection component is canceled by the calculation of the difference ΔF. There is a possibility that the diffuse reflection component remains, but since it is a small numerical value, it does not affect the evaluation of glossiness.
3刺激値XYZ、Lab、明度ヒストグラム作成等については、特許文献1、特開2019-20311、特開2018-141687、特開2018-115877等も併せて参照されたい。
For tristimulus values XYZ, Lab, creation of brightness histogram, etc., also refer to Patent
図5は図4の実施形態の変更形態を示すので、主に相違点について説明し、共通処理は説明を援用する。共通する処理は説明を援用し、追加されたS2−1〜S2−3を説明する。第2明度演算部60Bにおいて、直接照明画像の第1明度Ld(x,y)の最大値と間接照明画像の第2明度Lr(x,y)の最大値が一致するように、第1露光時間trを調整して、第2露光時間tr´を設定する(S2−1)。間接照明をONとし、直接照明をOFFとし、S3で延長した第2露光時間tr´で被測定物Mを再撮像する(S2−2)。
Since FIG. 5 shows a modified embodiment of the embodiment of FIG. 4, the differences will be mainly described, and the description will be used for the common processing. The common processing will be referred to the description, and the added S2-1 to S2-3 will be described. In the second
第2明度演算部60Bにおいて、Lab再演算により、図5の下部の計算式例により、間接照明画像の調整明度Lr2T(x,y)を再演算する(S5)。 In the second brightness calculation unit 60B, the adjustment brightness Lr 2 T (x, y) of the indirect illumination image is recalculated by the Lab recalculation according to the calculation formula example at the lower part of FIG. 5 (S5).
S1、S2、S3〜S6は、図4と同様の処理を行う。画素すべてについて、差分ΔF=LdT(x,y)−Lr2T(x,y)を演算すると、図5に示す通り、正反射成分のL値が抽出され(S6)、リターンとする。下付きの「1」は、第2露光時間tr´の再撮影により得られるL値、下付きの「2」は、比率で補正されたことを示すサフィックスである。 S1, S2, and S3 to S6 perform the same processing as in FIG. When the difference ΔF = LdT (x, y) -Lr 2 T (x, y) is calculated for all the pixels, the L value of the specular reflection component is extracted (S6) as shown in FIG. 5, and the return is obtained. The subscript "1" is the L value obtained by re-shooting the second exposure time tr', and the subscript "2" is a suffix indicating that the ratio has been corrected.
本発明実施形態の高解像度色・質感測定装置によれば、見た目の感覚に近い、艶感や光沢のきめ細かな新たな評価手法を確立できる。例えば、建材等の分野では、タイルから構成される壁面のうち一部のタイルだけに艶感がないという事態を解消でき、壁面全体にバランスのとれた光沢感が生じる。インライン測定であっても、正確な光沢感が測定できる。例えば、メタリック感はメタリック成分の粒量と粒の分布が関係するが、それらも考慮して測定ができる。例えば、アルミニウムのフレークを塗料に混ぜるとメタリック感が出る。フレークを多量に塗料に混ぜると、キラキラ感が増加する。フレームの粒度を大きくして、ゴツゴツ感をつける。メタリック感は、密度が少なくなっても、メタリック感は強くなる。フレークの細かい粒を多量に混ぜるときもある。ゴツゴツ感など、人間の目では微妙に違って見える。このようなフレークの粒子の大小、フレークの混合量の多寡により、メタリック感を精密に定量化できるので、精密なメタリック感の制御が可能である。 According to the high-resolution color / texture measuring device according to the embodiment of the present invention, it is possible to establish a new evaluation method having a glossiness and glossiness that is close to the appearance. For example, in the field of building materials and the like, it is possible to eliminate the situation where only some of the tiles of the wall surface composed of tiles do not have a glossy feeling, and a well-balanced glossy feeling is generated on the entire wall surface. Accurate glossiness can be measured even with in-line measurement. For example, the metallic feeling is related to the grain amount of the metallic component and the grain distribution, and these can be taken into consideration when measuring. For example, mixing aluminum flakes with paint gives a metallic feel. Mixing a large amount of flakes with the paint will increase the glitter. Increase the grain size of the frame to give it a rugged feel. As for the metallic feeling, even if the density decreases, the metallic feeling becomes stronger. Sometimes a large amount of fine flakes are mixed. The ruggedness looks slightly different to the human eye. Since the metallic feeling can be precisely quantified by the size of the flake particles and the amount of the flake mixed, it is possible to precisely control the metallic feeling.
実施形態2の高解像度色・質感測定装置201について図面を参照して説明する。基本的には共通する構成については説明を援用し、相違する構成について図12等を参照し説明する。部品番号は基本的には200番台として、実施形態1に対応させている。以下、実施形態2を詳細に説明する。
The high-resolution color /
実施形態2は、インライン測定ではなく、オフライン測定に基づくので、外殻体に半球ドームを用いている。毛髪、食品等の艶感に適用できる。高解像度色・質感測定装置201は、ドーム型筐体202と、毛髪等を照明するLEDを有する単数又は複数の間接照明部203と、直接照明部204と、対象物である毛髪等を撮像する2次元色彩計205と、照明電源のオン/オフ、色・質感演算等を行い、2次元色彩計205等と接続する制御部206と、表示部207と、把持部208と、を備えている。
Since the second embodiment is based on the offline measurement rather than the in-line measurement, a hemispherical dome is used for the outer shell. It can be applied to the luster of hair and food. The high-resolution color /
ドーム型筐体202は、図12に示す通り、円形の開口部202A、下端部202D、ドーム形状(例えば、半球状)の内壁202E、円弧状の天井部202F、環状の凹部202G、環状の遮光壁202H、天井部202Fの中心縦軸に対して2次元色彩計205に角度をもたせて傾斜して固定するための取付部202Kを備えている。取付部202Kの位置を中心からずらした理由は、対象物に艶があるものは、レンズが画像に直接うつりこむため、これを防ぐことにある。その角度(中心から傾斜した角度)は、例えば、傾斜角度10°〜30°が例示される。
As shown in FIG. 12, the dome-shaped
間接照明部203は、図12に示す通り、ドーム型筐体202の内壁の内周辺部に円環状に分散配置され、上方の内壁面に光を照射する間接的な照明となる。実施形態2はオフラインへの応用であり、毛髪、食品等へ展開する形態で実施する場合、リング状の間接照明部203を配置する。
As shown in FIG. 12, the
把持部208は、図12に示す通り、手で握られるようなグリップの形状に形成されており、手動で被測定物を撮像できるようにする。その近傍に2次元色彩計205の撮像ボタン(図示略)が設けてある。
As shown in FIG. 12, the
対象物は建材、毛髪、化粧品、食品(冷凍食品の焼きおにぎり、柿の種等)、自動車、電機製品等の幅広い分野で光沢感、艶感、照感等の質感を色と共に測定できる。 In a wide range of fields such as building materials, hair, cosmetics, foods (baked rice balls of frozen foods, persimmon seeds, etc.), automobiles, electric appliances, etc., textures such as luster, luster, and shine can be measured together with colors.
本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができ、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれ、技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、三つの分光感度(S1(λ)、S2(λ)、S3(λ))に従って画像を取得する方式、明度としてL値を演算する方式について、本実施形態において挙げた方式は具体例に過ぎないものであって、これらに限られず、その他の方式によっても本発明の技術的思想は実施される。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and the like can be added as long as the technical idea of the present invention is not deviated. Needless to say, it is included in the technical scope of the above and can take various forms as long as it belongs to the technical scope. For example, regarding the method of acquiring an image according to three spectral sensitivities (S 1 (λ), S 2 (λ), S 3 (λ)) and the method of calculating the L value as the brightness, the methods mentioned in this embodiment are: These are merely specific examples, and the technical idea of the present invention is implemented not only by these but also by other methods.
1 高解像度色・質感測定装置
2 外殻体
2A 入口
2B 出口
2C コンベア
2D 下端部
2E 内壁
2F 天井部
2G 凹部
2H 遮光壁
3 間接光源部
M 被測定物
θ 角度
4 直接照明部
5 2次元色彩計
6 制御部
7 表示部
1 High-resolution color /
Claims (6)
該外殻体の下端部に沿って設けられ、前記外殻体の内壁面を間接照明する間接照明部と、
前記外殻体の天井部に設けられ、被測定物に所定の角度で直接照明する直接照明部と、
前記天井部に設けられ、被測定物を撮像する色彩計と、
前記間接照明と前記直接照明を切り替え、前記色彩計で取得される間接照明画像と、直接照明画像に基づいて、色と質感を演算する色・質感演算部と、を備え、
当該色・質感演算部が、前記直接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された直接照明画像について、XYZ表色系の明度を演算する第1明度演算部と、
前記間接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された間接照明画像について、XYZ表色系の第2明度を演算する第2明度演算部と、
前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像の明度のうち、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の閾値を演算する閾値演算部と、
前記閾値により、前記直接照明画像の正反射成分に対応する明度を有する画素と、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度を有する画素を分け、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度の指数と、前記第2明度の指数との比率を演算し、当該比率に基づいて、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度に合わせて調整した調整明度を演算する明度調整部と、
前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像のXYZ表色系の明度と、前記調整明度の差分を演算する差分演算部と、
を備えた高解像度色・質感測定装置。 With the outer shell
An indirect lighting unit provided along the lower end portion of the outer shell body and indirectly illuminating the inner wall surface of the outer shell body.
A direct illumination unit provided on the ceiling of the outer shell and directly illuminating the object to be measured at a predetermined angle.
A colorimeter provided on the ceiling to image the object to be measured,
A color / texture calculation unit that switches between the indirect lighting and the direct lighting and calculates the color and texture based on the indirect lighting image acquired by the colorimeter and the direct lighting image is provided.
The color / texture calculation unit captures an object to be measured with the colorimeter under the direct illumination, and calculates the brightness of the XYZ color system for the captured direct illumination image.
Under the indirect illumination, the object to be measured is imaged by the colorimeter, and the second brightness calculation unit that calculates the second brightness of the XYZ color system with respect to the captured indirect illumination image.
Of the brightness of the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit, a threshold calculation unit that calculates a lightness corresponding to a specular reflection component and a lightness threshold corresponding to a diffuse reflection component.
A pixel having a brightness corresponding to the normal reflection component of the direct illumination image and a pixel having a brightness corresponding to the diffuse reflection component of the direct illumination image are separated by the threshold, and correspond to the diffuse reflection component of the direct illumination image. A lightness adjustment unit that calculates the ratio between the lightness index and the second lightness index, and calculates the adjusted lightness adjusted according to the lightness corresponding to the diffuse reflection component of the direct illumination image based on the ratio. ,
A difference calculation unit that calculates the difference between the XYZ color system brightness of the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit and the adjustment brightness calculation unit.
High-resolution color / texture measuring device equipped with.
前記第1明度演算部で演算された前記直接照明画像の第1明度の最大値及び間接照明画像の第2明度の最大値が同じになるように第2露光時間を設定し、再度、被測定物を撮像し、前記第2明度を再演算する請求項1〜4いずれかの高解像度色・質感測定装置。 In the second brightness calculation unit, the object to be measured is imaged with the colorimeter at the first exposure time under indirect illumination, and the brightness of the XYZ color system is calculated for the captured indirect illumination image.
The second exposure time is set so that the maximum value of the first brightness of the direct illumination image and the maximum value of the second brightness of the indirect illumination image calculated by the first brightness calculation unit are the same, and the measurement is performed again. The high-resolution color / texture measuring device according to any one of claims 1 to 4, which images an object and recalculates the second brightness.
該外殻体の下端部に沿って設けられ、前記外殻体の内壁面を間接照明する間接照明部と、
前記外殻体の天井部に設けられ、被測定物に所定の角度で直接照明する直接照明部と、
前記天井部に設けられ、被測定物を撮像する色彩計と、
前記間接照明と前記直接照明を切り替え、前記色彩計で取得される間接照明画像と、直接照明画像に基づいて、色と質感を演算する色・質感演算部と、を備えた高解像度色・質感測定装置を用い、
前記直接照明下で、前記色彩計で被測定物を撮像し、撮像された直接照明画像について、XYZ表色系の明度を演算する第1明度演算ステップと、
前記間接照明下で、前記色彩計で第2露光時間にて被測定物を撮像し、撮像された間接照明画像について、XYZ表色系の第2明度を演算する第2明度演算ステップと、
前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像の第1明度のうち、正反射成分に対応する明度と、拡散反射成分に対応する明度の閾値を演算する閾値演算ステップと、
前記閾値により、前記直接照明画像の正反射成分に対応する明度を有する画素と、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度を有する画素を分け、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度の指数と、当該反射成分に対応する画素に関する前記第2明度の指数との比率を演算し、当該比率に基づいて、前記直接照明画像の拡散反射成分に対応する明度に合わせて調整した調整明度を演算する明度調整ステップと、
前記第1明度演算部によって演算された前記直接照明画像のXYZ表色系の明度と、前記調整明度の差分を演算する差分演算部ステップと、
を含む高解像度色・質感測定方法。 With the outer shell
An indirect lighting unit provided along the lower end portion of the outer shell body and indirectly illuminating the inner wall surface of the outer shell body.
A direct illumination unit provided on the ceiling of the outer shell and directly illuminating the object to be measured at a predetermined angle.
A colorimeter provided on the ceiling to image the object to be measured,
High-resolution color / texture provided with an indirect illumination image acquired by the colorimeter by switching between the indirect illumination and the direct illumination, and a color / texture calculation unit for calculating color and texture based on the direct illumination image. Using a measuring device
Under the direct illumination, the object to be measured is imaged by the colorimeter, and the first brightness calculation step for calculating the brightness of the XYZ color system with respect to the captured direct illumination image.
Under the indirect illumination, the object to be measured is imaged with the colorimeter at the second exposure time, and the captured indirect illumination image is subjected to a second brightness calculation step for calculating the second brightness of the XYZ color system.
Of the first brightness of the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit, a threshold calculation step for calculating a lightness corresponding to a specular reflection component and a lightness threshold corresponding to a diffuse reflection component.
A pixel having a brightness corresponding to the normal reflection component of the direct illumination image and a pixel having a brightness corresponding to the diffuse reflection component of the direct illumination image are separated by the threshold, and correspond to the diffuse reflection component of the direct illumination image. The ratio of the lightness index to the second lightness index for the pixel corresponding to the reflection component is calculated, and the adjustment is adjusted according to the lightness corresponding to the diffuse reflection component of the direct illumination image based on the ratio. A lightness adjustment step that calculates the lightness, and
A difference calculation unit step for calculating the difference between the XYZ color system brightness of the direct illumination image calculated by the first brightness calculation unit and the adjustment brightness calculation unit.
High resolution color / texture measurement method including.
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