JP2002529727A - 着色表面の色度測定のための方法と装置 - Google Patents

着色表面の色度測定のための方法と装置

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JP2002529727A
JP2002529727A JP2000581424A JP2000581424A JP2002529727A JP 2002529727 A JP2002529727 A JP 2002529727A JP 2000581424 A JP2000581424 A JP 2000581424A JP 2000581424 A JP2000581424 A JP 2000581424A JP 2002529727 A JP2002529727 A JP 2002529727A
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クリスチャン デュ，
ジャン−ルイ ウビノン，
フィリップ シュヴァリエ，
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Abstract

(57)【要約】 本発明は表面を表す像上の規定された領域の色度測定のための方法に関し、それは前記表面上の前記像がカラーカメラを用いて取られること、前記表面上で測定されたアナログ情報がデジタル形に変形及び変換されること、前記像上の前記規定された領域が範囲を定められること、及び色度値Ｒ、Ｇ、Ｂの測定がこの領域に対し実行されることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】発明の主題 本発明はまず第一に着色表面の色度及び可能な寸法(dimensional)測定を可能
とする方法及び前記表面またはその一部について測定した情報の処理に関する。
【０００２】 本発明はまた前記表面の色度測定のための装置に関する。
【０００３】先行技術 色度測定の三つの色度パラメーター、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）、の値
を三刺激測定により与えることを可能とする多くの色度測定装置が知られている
。この目的のため、測定がなされる表面を照明するように発光体が用いられる。
この測定は通常照明された表面の平均色度値の測定であることは指摘されるべき
である。
【０００４】 特許出願ＦＲ−Ａ−２７４９０７７は測色参照系に関して三色成分を計算する
ことにより色を測定するための方法と装置を提案している。この計算はデータ取
得システムと組み合わされた測色系を測色参照系に伝達するためにマトリックス
を用いてなされる。前記伝達マトリックスは三原色の測色参照系により測定され
た三色成分に基づいて反復工程により計算される。しかし、この測定は三つのＣ
ＣＤセンサ−三つの三色度成分のそれぞれに対し一つのＣＣＤセンサ−を持つ三
つのＣＣＤカメラを用いてなされることが見出される。このカメラの費用は比較
的高い。更に発光体はカメラを含む取得システムの外側に置かれることが見出さ
れる。これは取り囲む（周囲）照明のために撹乱が測定中に取得システムにより
拾い上げられるであろうことを意味する。更に像の寸法的または空間的処理がこ
の刊行物に記載されたシステムでは不可能であることが見出される。
【０００５】 文献ＵＳ−Ａ−５７２４２５９は基板上の印刷像の色を監視するための方法を
記載し、それはカメラを用いて、前記印刷像から基板上に反射された光を測定し
、この測定をコンピュータに送られる信号に変換し、この信号から発する情報を
印刷像から反射された散乱光の影響を修正するために使用することを可能とする
。従ってこの方法の主用途はプリンターのような印刷機の利用の場合のインク濃
度をチェックすることである。この目的のため、反射率（これは入射光の散乱の
百分率である）の常用対数により規定される光学濃度が特に測定される。この目
的のため、装置中に組入れられていない参照表面が測定される印刷像のそばに置
かれる。これはまた測定が接触測定でなく実際に遠隔測定であることを意味する
。
【０００６】 文献ＥＰ−Ａ−０４９１１３１は可変フィルターにより提供される波長の分散
を用いて着色物体により放出されたスペクトルを監視し、較正するための装置を
記載する。これは測色計として直接作動する較正装置である。しかし、この場合
、一次元センサと対象物自体の間の拡散装置及び可変フィルターの存在のために
、かかる装置の使用により空間的情報が得られないと評価される。
【０００７】 文献ＥＰ−Ａ−０３１４３１２は互いに独立してスイッチが切り替えられる異
なる波長の数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）を用いて基板上のインクの存在を検
出することを可能とする方法と装置を記載する。
【０００８】 文献ＵＳ−Ａ−３５９７０９４は色識別を可能とする携帯用装置を記載し、そ
れは視覚観察により直接作動する。この装置は光源と着色表面の間に配置された
複数のフィルターを含む。
【０００９】発明の目的 本発明の一つの目的はドット−マトリックス印刷または捕獲された表面上に現
れる欠陥のような、不均一な表面の像上の規定された領域の色度及び寸法（また
は空間）測定を得ることを可能とする改良された方法及び改良された装置を提案
することである。
【００１０】 これは前記規定された領域の色度パラメーターの再生可能で信頼性ある測定を
得ることを可能とするであろう。
【００１１】 本発明の目的はまた参照基準に関して安定化された測定を得ることを可能とす
る装置と方法を提案することである。
【００１２】 本発明の目的はまた医学、産業、化粧及び食品利用、さもなくば測色技術を用
いる他のあらゆる利用のためにこの情報の使用を可能とすることである。
【００１３】発明の主な特徴要素 本発明はまず第一に表面を表す像上の規定された領域の色度及び可能な寸法測
定のための方法に関する。この方法はカラーカメラを用いて前記表面の像を得る
こと、前記表面上で測定されたアナログ情報をデジタル形に、好ましくはカラー
カメラのボード上のまたはコンピュータ内の処理装置を用いて、変形及び変換す
ること、前記像上の前記規定された領域の範囲を定めること及びこの領域に対し
色度値Ｒ、Ｇ、Ｂの測定を実行することからなる。
【００１４】 字句“表面”は測色形式及び／または寸法形式情報を得ることを望む表面を意
味すると理解されるべきである。
【００１５】 字句“像”は捕獲表面を表し、スクリーンまたはプリンターのようなモニター
に直接伝達されることのできる画素の群を意味すると理解されるべきである。
【００１６】 字句“領域”は色度及び／または寸法測定が実行される前記像の部分を意味す
ると理解されるべきである。
【００１７】 所望により、この方法はまた前記像の二つの画素間の距離を測定すること、ま
たは前記像の領域の周辺トレーシング時に含まれた面積の範囲を定めることにあ
る。
【００１８】 前記領域の規定は周辺トレーシングにより手動的に、または色度パラメーター
が予め決められた窓または間隔内にある像の種々の画素を走査することにより自
動的に、実行されることができる。
【００１９】 本発明はまた前記方法を実行するための装置に関し、その装置はカラーカメラ
と、アナログ情報取得システムと組み合わされた同じ囲い内に置かれている発光
体と、を備えたセンサを含み、その情報は前記センサを用いて測定されかつ処理
装置によりデジタル形に変換される。
【００２０】 好ましくは、カラーカメラは一つのＣＣＤまたは一つのＣＭＯＳカメラである
。
【００２１】 好ましくは、発光体は単一の、白色またはカラーダイオードまたは同じスペク
トル分布を持つ数個の同一の、白色またはカラーダイオードを用いて作られるで
あろう。
【００２２】 好適実施例によれば、センサは更に前記カメラの視野内に置かれた参照基準を
センサの同じ囲い内に含む。これは各測定を安定化することを可能とする。
【００２３】 好適実施例によれば、処理装置により変換された情報はスクリーンまたはプリ
ンターであることができかつ像の正確な表示を与えるモニターに伝達される。所
望により、このモニターを用いて、像は二つの特定の点または画素間の距離を測
定したり、前記領域の面積を測定するなどのために処理されることもできる。
【００２４】 データは好ましくはマトリックス計算による、Ｒ、Ｇ、Ｂパラメーターの三刺
激測定により得られるであろう。
【００２５】図面の簡略説明 図１はこの発明による情報取得システムの全体概略図を示す。 図２は図１に示された取得システムで用いられる測定センサの分解図を示す。 図３は解析される像上で実行される測定のための処理方法のためのフローチャ
ートを示す。
【００２６】本発明の一実施例の詳細な説明 図１は測定された色度値に関するアナログ情報の取得システムの全体概略図を
示す。アナログ情報はエレクトロニクスによりデジタル形に変換されるであろう
。この取得システムはまず以下により詳細に説明されるであろうセンサ１００及
びカメラにより捕獲された情報を処理しそれらをモニター３００に伝達する処理
装置２００を含む。処理装置はカメラカード２１０及びＣＰＵカード２２０から
構成される。情報は二つのカード間でデジタル的に伝達される。測定ヘッドまた
はセンサ１００は低電圧可撓線によりカメラカードに結合される。このセンサは
本質的に、単一囲い内に保たれ、カラーカメラ１５０、好ましくは一つのＣＣＤ
または一つのＣＭＯＳカメラ、及び発光ダイオード（これらは例えば白色または
他のカラーである）からなることができる発光体１２０を含む。発光体を実際の
測定ヘッド中に一体化することにより、たとえカメラが発光体により照明された
像のみにより感応し、外部（周囲）環境に感応しないとしても、環境撹乱の問題
を克服することを可能とする。
【００２７】 図２はこのセンサをより詳細に示す。通常、それは外部環境からカメラ及び光
源を保護することのできる任意の窓１を含む。センサは解析される標本の表面上
に直接置かれるであろう。標本が対物レンズから物体距離にあるように準備がな
され、かくして鋭い像がスクリーンに伝達されるのを可能とする。発光体は好ま
しくは幾何学的にセンサ中に一体化されたダイオードからなり、恐らく拡散体６
を用いて、測定される全表面に渡って完全に均一な光を発生する。発光体の均一
化は更に積分球を用いて達成されることができる。発光体の安定性はダイオード
を通る電流を制御することにより保証される。カメラの光学胴３はレンズの組合
せ並びに良く規定された寸法のダイヤフラムを備えており、それがＣＣＤカラー
カメラ５のセンサの解像度を完全に活用することを可能とする。
【００２８】 特に有利には、例えば窓の内面または外面上のような、恐らくカメラの内部視
野内に、良く規定された色参照基準を置くように準備がなされ、従って測定中の
測定値が常に各測定時の参照基準７に関して測定されることができる。かくして
参照基準を含む得られたデータは得られた各測定で安定化すること、即ちセンサ
装置内の如何なるドリフトも決定しかつ評価すること及びこれを情報及び測定さ
れた色度値の処理時に考慮に入れることを可能とする。
【００２９】 測定は既述の三刺激（Ｒ、Ｇ、Ｂ）法に基づいており、その安定性は安定な参
照表面の使用により確実となる。測定の解釈は必要により、使用者の選択に依存
して、種々の色度座標系（ＸＹＺ、Ｌａｂ、等）で実行される。座標の計算は主
としてセンサにより測定されたＲＧＢ色度値に基づくマトリックス計算により実
施される。例えば他に関して一つの色からの偏差を測定することにより、絶対ま
たは相対測定が得られる。測定の精度は測定のために選ばれた画素の数（及び従
って画素当たりのビットの数）に依存するであろうし、恐らくモニターのスクリ
ーン上で得られた像の解釈を可能とするであろう。
【００３０】 特に有利には、画素の群に対して測定された平均色度値のみならず全体像もか
くして伝達されることができ、それは記憶され、比較されまたは外部に伝達され
ることができる。この技術は更にセンサの非常に精度ある配置並びに繰り返され
た再配置を可能とする。測定時間が一秒のオーダーであること、及び色度値が殆
ど瞬間的にディスプレイ上に、恐らく同時に像を解釈するモニター上に表示され
る。
【００３１】 図３は測定のためのフローチャートを示す。光源Ｓにより照明された、測定さ
れる表面Ｓｍがセンサにより利用可能な像Ｉを与える。
【００３２】 カラーカメラは赤、緑及び青を表す、三つの形式の画素を持つ。（全ての画素
に対する）画素当たりのアナログ情報Ｒａ（ｉ，ｊ）、Ｇａ（ｉ，ｊ）、Ｂａ（
ｉ，ｊ）がエレクトロニクスＥにより（全ての画素に対する）デジタル形Ｒｎ（
ｉ，ｊ）、Ｇｎ（ｉ，ｊ）、Ｂｎ（ｉ，ｊ）に変換されるであろう。センサ及び
発光体の同質性における不完全を補正するために、像補正関数Ｆｃが（全ての画
素に対する）Ｒｎ（ｉ，ｊ）、Ｇｎ（ｉ，ｊ）、Ｂｎ（ｉ，ｊ）から（全ての画
素に対する）補正された値Ｒｃ（ｉ，ｊ）、Ｇｃ（ｉ，ｊ）、Ｂｃ（ｉ，ｊ）を
与える。この画素当たりの補正関数はセンサを均一表面上に置くことにより確立
される。これらの補正された値は次いでビデオ伝達関数Ｆｖにより（全ての画素
に対する）Ｒｖ（ｉ，ｊ）、Ｇｖ（ｉ，ｊ）、Ｂｖ（ｉ，ｊ）の像を表示するこ
とを可能とするために変換される。この像は恐らくモニターの応答を考慮に入れ
ると、現実に最も近い。
【００３３】 （全ての画素に対する）補正された値Ｒｃ（ｉ，ｊ）、Ｇｃ（ｉ，ｊ）、Ｂｃ
（ｉ，ｊ）から（画素Ｎｐｒの群から構成される）参照領域Ｒｒ（ｉ，ｊ）、Ｇ
ｒ（ｉ，ｊ）、Ｂｒ（ｉ，ｊ）が割り付けられ、（画素Ｎｐの群から構成される
）別の測定領域Ｒｍ（ｉ，ｊ）、Ｇｍ（ｉ，ｊ）、Ｂｍ（ｉ，ｊ）が選択関数Ｆ
ｓｅｌを用いて選ばれる。画素Ｎｐの数は、Ｒｍ（ｉ，ｊ）、Ｇｍ（ｉ，ｊ）、
Ｂｍ（ｉ，ｊ）から、及び距離または面積度量衡Ｍを得ることを可能とする寸法
測定関数Ｆｄから得られることができる。これらの測定はモニター上に表示され
ることができる。
【００３４】 （画素Ｎｐｒの群に対する）参照Ｒｒ（ｉ，ｊ）、Ｇｒ（ｉ，ｊ）、Ｂｒ（ｉ
，ｊ）を持つことにより、積分関数Ｆｉを用いて、値Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒを見出す
ことが可能である。多数の画素Ｎｐに対するＲｍ（ｉ，ｊ）、Ｇｍ（ｉ，ｊ）、
Ｂｍ（ｉ，ｊ）の測定は積分によりＲｍ、Ｇｍ、Ｂｍを与える。
【００３５】 Ｒｒ、Ｇｒ、Ｂｒ及びＲｍ、Ｇｍ、Ｂｍにより、この系に特定のＲ、Ｇ、Ｂを
与える安定化関数Ｆｓｔａｂ（これは温度等によるセンサの影響を排除する）を
用いることが可能である。
【００３６】 ＣＩＥ参照系ＸＹＺの色度値を与えることを可能とするために、ＲＧＢからＸ
ＹＺを与える伝達関数Ｆｔが用いられる。このＸＹＺ系は唯一の参照系ではない
。従って、色度関数ＦｃｈｒによりＸＹＺ、Ｌａｂ、ＬＣＨ等において測定され
た色ＣＭを得て表示することが可能である。
【００３７】 幾つかの周辺装置は別のコンピュータ、プリンター、ネットワーク等への連結
のように、このデータを伝達するために用いられることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による情報取得システムの全体概略図を示す。
【図２】 図１に示された取得システムで用いられる測定センサの分解図を示す。
【図３】 解析される像上で実行される測定のための処理方法のためのフローチャートを
示す。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１２年１１月２０日（２０００．１１．２０）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＴＺ，ＵＧ，ＺＷ )，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ， ＴＪ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ， ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，Ｃ Ｒ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＤＭ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ， ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，Ｋ Ｚ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ， ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，Ｓ Ｌ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＴＺ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，ＺＷ Ｆターム(参考） 2F065 AA21 FF01 FF04 FF61 GG07 GG08 JJ03 JJ26 LL04 LL30 QQ42 SS13 UU02 UU05 2G020 AA08 DA02 DA03 DA04 DA13 DA22 DA34 DA43

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 表面を表す像上の規定された領域の色度測定のための方法に
    おいて、前記表面の前記像がカラーカメラを用いてとられること、前記表面上で
    測定されたアナログ情報がデジタル形に変形及び変換されること、前記像上の前
    記規定された領域の範囲が定められること、及びこの領域に対し色度値Ｒ、Ｇ、
    Ｂの測定が実行されることを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 規定された領域の寸法測定が実行されることを特徴とする請
    求項１に記載の方法。
  3. 【請求項３】 領域が手動選択時に周辺トレーシングにより規定されること
    を特徴とする請求項１に記載の方法。
  4. 【請求項４】 測定される領域が予め決められた間隔内に入る色度値を持つ
    画素を走査することにより自動的に選択されることを特徴とする請求項１または
    ２に記載の方法。
  5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか一つに記載の方法を実行するため
    の装置において、その装置がカメラ（１５０）及び発光体（１２０）を含む箱（
    または囲い）からなるセンサ（１００）、及びアナログ情報取得システムを含み
    、その情報がセンサ（１００）を用いて測定され、処理装置（２００）によりデ
    ジタル形に変換されること、前記処理装置により規定された領域に対して知るこ
    とが望まれるその色度パラメーターの範囲が正確に定められることができること
    を特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 カメラ（１５０）がＣＣＤカラーカメラまたはＣＭＯＳカラ
    ーカメラであることを特徴とする請求項５に記載の装置。
  7. 【請求項７】 発光体（１２０）が単一の白色またはカラー発光ダイオード
    を用いてまたは同じスペクトル分布を持つ数個の同一の白色またはカラー発光ダ
    イオードを用いて作られることを特徴とする請求項５または６に記載の装置。
  8. 【請求項８】 規定されたカラーの参照基準（７）がカメラ（５）の視野内
    に置かれることを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の装置。
  9. 【請求項９】 この参照基準（７）がセンサ（１００）の内部が保護される
    ことを可能とする窓（１）上に置かれることを特徴とする請求項８に記載の装置
    。
  10. 【請求項１０】 情報がスクリーンまたはプリンターのような周辺装置（３
    ００）に伝達されることを特徴とする請求項５から９のいずれか一つに記載の装
    置。
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