JP2006046942A - Determining device and surface data recording apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、表面に凹凸を有する略平面形状の物体の表面情報を記録する表面情報記録装置、および、表面に凹凸を有する略平面形状の物体の表面情報に基づいて2つの物体間の同一性を判定する判定装置に関する。 The present invention relates to a surface information recording apparatus that records surface information of a substantially planar object having irregularities on the surface, and identity between two objects based on surface information of a substantially planar object having irregularities on the surface It is related with the determination apparatus which determines.
従来、物体で反射された正反射光および拡散光(散乱光)をCCDカメラで撮像し、撮像された画像データを画像処理することにより、検査対象物の表面状態を検査する装置が知られている(例えば、特許文献1)。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an apparatus for inspecting a surface state of an inspection object by imaging regular reflected light and diffused light (scattered light) reflected by an object with a CCD camera and performing image processing on the captured image data. (For example, Patent Document 1).
しかし、特許文献1の検査装置では、少なくとも、正反射光を検出するためのCCDカメラと、拡散光を検出するためのCCDカメラとを用意する必要があり、検査装置の設置スペースが増大するとともに検査装置の製造コストが増大するという問題が生ずる。
However, in the inspection apparatus of
また、特許文献1の検査装置のCCDカメラ1台で正反射光および拡散光を検出しようとすると、撮像処理を2度実行することが必要となり、検査工数が増大するという問題が生ずる。
In addition, if one CCD camera of the inspection apparatus disclosed in
さらに、特許文献1に記載された着色および画材による検査装置では、欠陥や塗布むらの検出は可能であるが、絵画等の美術品のように表面に凹凸を有しており、略平面形状を有する物体間の同一性を判定することはできない。
Furthermore, in the inspection apparatus using coloring and art materials described in
そこで、本発明では、表面に凹凸を有する略平面形状の物体につき、当該物体の表面情報を良好に取得して記録できる表面情報記録装置、および、当該物体間の同一性を良好に判定できる判定装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, for a substantially planar object having irregularities on the surface, a surface information recording apparatus that can acquire and record the surface information of the object well, and a determination that can satisfactorily determine the identity between the objects An object is to provide an apparatus.
上記課題を解決するため、請求項1の発明は、表面に凹凸を有する略平面形状の物体の表面情報に基づき、2つの前記物体間の同一性を判定する判定装置であって、(a)前記物体に対して光を照射する照射部と、(b)前記照射部から照射されて前記物体で反射された光を検出することにより、前記表面情報を取得する単一の光検出部と、(c)前記単一の光検出部によって取得された前記表面情報を画像データとして記録する記録部と、(d)第1の物体に関して前記単一の光検出部によって取得された第1の表面情報と、第2の物体に関して予め前記単一の光検出部によって検出されて前記記録部に記録された第2の表面情報と、に基づき、前記第1および第2の物体間の同一性を判定する判定部とを備え、前記照射部は、(a-1)前記物体に対して可視光領域外の光を照射する第1の光源と、(a-2)前記物体に対して光の三原色を含む可視光を照射する第2の光源とを有し、前記光検出部は、(b-1)前記第1の光源から照射されて前記物体で正反射された正反射光を受光する正反射光受光部と、(b-2)前記第2の光源から照射されて前記物体で拡散反射された拡散光を前記正反射光と略同時に受光する複数の拡散光受光部とを有し、前記表面情報は、前記第1の光源から照射されて前記物体で反射された反射光に基づく第1の画像データと、前記第2の光源から照射されて前記物体で反射された拡散光に基づく第2の画像データとを含み、前記判定部は、前記第1および第2の表面情報に基づき、(i)両物体の第1の画像データから前記両物体間の凹凸状態の同一性を、(ii)前記両物体の第2の画像データから前記両物体間の色情報の同一性を、それぞれ判定することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明に係る判定装置において、前記複数の拡散光受光部それぞれは、前記光の三原色の構成要素である赤、青、および緑のうち対応する色の光を受光し、前記第2の画像データは、前記光の三原色のうち、赤色光に基づく第1の拡散光画像データと、青色光に基づく第2の拡散光画像データと、緑色号に基づく第3の拡散光画像データとを含み、前記判定部は、前記第1ないし第3の拡散光画像データのそれぞれにつき、前記両物体間の色情報の同一性を判定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the determination apparatus according to the first aspect of the invention, each of the plurality of diffused light receiving units corresponds to a corresponding color among red, blue, and green, which are constituent elements of the three primary colors of the light. Of the three primary colors of the light, the second image data includes first diffused light image data based on red light, second diffused light image data based on blue light, and green Based on the third diffused light image data, and the determination unit determines the identity of the color information between the two objects for each of the first to third diffused light image data. .
また、請求項3の発明は、請求項1の発明に係る判定装置において、前記判定部は、(d-1)前記複数の拡散光受光部のそれぞれによって検出された検出画像データから、前記光の三原色のうち赤色光に対応する成分を抽出して第1の拡散光画像データを生成する第1の生成部と、(d-2)前記光の三原色のうち青色光に対応する成分を抽出して第2の拡散光画像データを生成する第2の生成部と、(d-3)前記光の三原色のうち緑色光に対応する成分を抽出して第3の拡散光画像データを生成する第3の生成部とを含み、前記記録部に記録される前記表面情報は、第1ないし第3の拡散光画像データを含み、前記判定部は、前記第1ないし第3の拡散光画像データのそれぞれにつき、前記両物体間の色情報の同一性を判定することを特徴とする。
Further, the invention of claim 3 is the determination apparatus according to the invention of
また、請求項4の発明は、請求項1ないし請求項3のいずれかの発明に係る判定装置において、(e)前記照射部および前記光検出部に対して前記物体を相対的に移動させる移動手段、をさらに備え、前記正反射光受光部および前記複数の拡散光受光部のそれぞれは、前記移動手段による移動方向に対して略垂直な方向に配列された複数の受光素子を有することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the determination apparatus according to any one of
また、請求項5の発明は、請求項4の発明に係る判定装置において、前記第1の光源から照射された光は、前記移動手段による移動方向に対して略垂直な方向に延伸するスリットを通過して前記物体に到達することを特徴とする。 Further, the invention of claim 5 is the determination device according to claim 4, wherein the light emitted from the first light source has a slit extending in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the moving means. It passes through and reaches the object.
また、請求項6の発明は、請求項4または請求項5の発明に係る判定装置において、前記物体は、水平姿勢に保持されており、前記移動手段は、前記物体を水平方向に移動させることを特徴とする。 The invention according to claim 6 is the determination apparatus according to claim 4 or 5, wherein the object is held in a horizontal posture, and the moving means moves the object in a horizontal direction. It is characterized by.
また、請求項7の発明は、請求項1ないし請求項6のいずれかの発明に係る判定装置において、前記物体は、絵画であることを特徴とする。 According to a seventh aspect of the present invention, in the determination device according to any one of the first to sixth aspects, the object is a painting.
また、請求項8の発明は、表面に凹凸を有する略平面形状の物体の表面情報を記録する表面情報記録装置であって、(a)前記物体に対して光を照射する照射部と、(b)前記照射部から照射されて前記物体で反射された光を検出することにより、前記表面情報を取得する単一の光検出部と、(c)前記単一の光検出部によって取得された前記表面情報を画像データとしてを記録する記録部とを備え、前記照射部は、(a-1)前記物体に対して可視光領域外の光を照射する第1の光源と、(a-2)前記物体に対して光の三原色を含む可視光を照射する第2の光源とを有し、前記光検出部は、(b-1)前記第1の光源から照射されて前記物体で正反射された正反射光を受光する正反射光受光部と、(b-2)前記第2の光源から照射されて前記物体で拡散反射された拡散光を前記正反射光と略同時に受光する複数の拡散光受光部とを有し、前記表面情報は、前記第1の光源から照射されて前記物体で反射された反射光に基づく第1の画像データと、前記第2の光源から照射されて前記物体で反射された拡散光に基づく第2の画像データとを含むことを特徴とする。 The invention of claim 8 is a surface information recording apparatus for recording surface information of a substantially planar object having irregularities on the surface, wherein (a) an irradiation unit for irradiating the object with light; b) a single light detection unit that acquires the surface information by detecting light emitted from the irradiation unit and reflected by the object; and (c) acquired by the single light detection unit. A recording unit that records the surface information as image data, the irradiation unit (a-1) a first light source that irradiates the object with light outside the visible light region; and (a-2) And a second light source that irradiates the object with visible light including three primary colors of light, and the light detection unit is (b-1) regularly reflected by the object irradiated from the first light source. A specularly reflected light receiving unit that receives the specularly reflected light, and (b-2) diffused light that is irradiated from the second light source and diffusely reflected by the object. A plurality of diffused light receiving parts that receive the reflected light substantially simultaneously, and the surface information is first image data based on the reflected light that is irradiated from the first light source and reflected by the object; And second image data based on diffused light emitted from a second light source and reflected by the object.
また、請求項9の発明は、請求項8の発明に係る表面情報記録装置において、前記複数の拡散光受光部それぞれは、前記光の三原色の構成要素である赤、青、および緑のうち対応する色の光を受光し、前記第2の画像データは、前記光の三原色のうち、赤色光に基づく第1の拡散光画像データと、青色光に基づく第2の拡散光画像データと、緑色号に基づく第3の拡散光画像データとを含むことを特徴とする。 The invention according to claim 9 is the surface information recording apparatus according to claim 8, wherein each of the plurality of diffused light receiving units corresponds to red, blue, and green that are constituent elements of the three primary colors of light. The second image data includes first diffused light image data based on red light, second diffused light image data based on blue light, and green light among the three primary colors of light. And the third diffused light image data based on the number.
また、請求項10の発明は、請求項8の発明に係る表面情報記録装置において、(d)前記複数の拡散光受光部のそれぞれによって検出された検出画像データから、(d-1)前記光の三原色のうち赤色光に対応する成分を抽出して第1の拡散光画像データを生成する第1の生成部と、(d-2)前記光の三原色のうち青色光に対応する成分を抽出して第2の拡散光画像データを生成する第2の生成部と、(d-3)前記光の三原色のうち緑色光に対応する成分を抽出して第3の拡散光画像データを生成する第3の生成部とを有する判定部をさらに備え、前記記録部に記録される前記表面情報は、第1ないし第3の拡散光画像データを含むことを特徴とする。 Further, the invention of claim 10 is the surface information recording apparatus according to the invention of claim 8, wherein (d) from the detected image data detected by each of the plurality of diffused light receiving parts, (d-1) the light A first generation unit for generating first diffused light image data by extracting a component corresponding to red light from among the three primary colors, and (d-2) extracting a component corresponding to blue light from among the three primary colors of light A second generation unit that generates second diffused light image data; and (d-3) generating third diffused light image data by extracting a component corresponding to green light from the three primary colors of light. A determination unit including a third generation unit, wherein the surface information recorded in the recording unit includes first to third diffused light image data.
また、請求項11の発明は、請求項8ないし請求項10のいずれかの発明に係る表面情報記録装置において、前記物体は、絵画であることを特徴とする。
The invention according to
請求項1から請求項7に記載の発明によれば、表面に凹凸を有する略平面形状の物体の表面情報につき、反射光に基づく第1の画像データと、拡散光に基づく第2の画像データとを単一の光検出部によって同時に検出することができる。また、検出した画像データを物体の表面情報として記録部に記録することができる。 According to the first to seventh aspects of the invention, the first image data based on the reflected light and the second image data based on the diffused light with respect to the surface information of the substantially planar object having irregularities on the surface. Can be detected simultaneously by a single light detection unit. Further, the detected image data can be recorded on the recording unit as the surface information of the object.
これにより、第1の物体に関して単一の光検出部によって取得した第1の表面情報と、第2の物体に関して予め記録部に記録された第2の表面情報と、に基づき、第1および第2の物体間の同一性を判定することができる。すなわち、両物体間の色情報の同一性だけでなく、両物体間の凹凸状態の同一性についても判定し、両物体間の同一性を判断することができる。そのため、検査者の感覚に依存する官能評価を必要とせず、定量的に両物体間の同一性を判断することができる。 Thereby, based on the first surface information acquired by the single light detection unit with respect to the first object and the second surface information previously recorded in the recording unit with respect to the second object, the first and first The identity between two objects can be determined. That is, not only the identity of the color information between the two objects but also the identity of the uneven state between the two objects can be determined to determine the identity between the two objects. Therefore, sensory evaluation that depends on the sense of the examiner is not required, and the identity between both objects can be determined quantitatively.
また、請求項1から請求項7に記載の発明によれば、第1の光源からは可視光領域外の光が、また、第2の光源からは可視光領域の光がそれぞれ照射される。これにより、正反射光受光部は第2の光源から照射される可視光領域の光の影響を抑制しつつ、また、拡散光受光部は第1の光源から照射される可視光領域外の光の影響を抑制しつつ、それぞれ第1および第2の画像データを取得することができる。そのため、物体の表面情報を良好に取得することができ、物体間の同一性を良好に判定することができる。 According to the first to seventh aspects of the invention, the first light source emits light outside the visible light region, and the second light source emits light in the visible light region. Accordingly, the specular reflection light receiving unit suppresses the influence of light in the visible light region irradiated from the second light source, and the diffused light receiving unit is light outside the visible light region irradiated from the first light source. The first and second image data can be acquired while suppressing the influence of the above. Therefore, the surface information of the objects can be acquired well, and the identity between the objects can be determined well.
また、請求項1から請求項7に記載の発明によれば、単一の光検出部によって物体の表面情報(第1および第2の画像データ)を取得することができる。そのため、複数回の受光動作を必要とせず、判定工数を低減することができる。 According to the first to seventh aspects of the invention, the surface information (first and second image data) of the object can be acquired by a single light detection unit. Therefore, the light receiving operation of a plurality of times is not required, and the determination man-hour can be reduced.
さらに、請求項1から請求項7に記載の発明によれば、光検出部を複数設ける必要がないので、装置の製造コストおよび装置の設置スペースを低減することができる。 Furthermore, according to the first to seventh aspects of the present invention, since it is not necessary to provide a plurality of light detection units, the manufacturing cost of the apparatus and the installation space of the apparatus can be reduced.
特に、請求項2に記載の発明によれば、複数の拡散光受光部のそれぞれによって取得した第1ないし第3の拡散光画像データから物体間の色情報の同一性の判定をすることができる。すなわち、複数の拡散光受光部のそれぞれで取得した画像データを物体の表面情報とすることができる。そのため、複数の拡散光受光部で取得した画像データと各拡散光画像データとを対応付けるための計算コストを低減でき、判定時間を低減することができる。 In particular, according to the second aspect of the present invention, it is possible to determine the identity of the color information between the objects from the first to third diffused light image data acquired by each of the plurality of diffused light receiving units. . That is, the image data acquired by each of the plurality of diffused light receiving units can be used as the surface information of the object. Therefore, the calculation cost for associating the image data acquired by the plurality of diffused light receiving units with each diffused light image data can be reduced, and the determination time can be reduced.
特に、請求項3に記載の発明によれば、複数の拡散光受光部のそれぞれで検出された検出画像データから、(1)赤色光に対応した成分を抽出して足し合わせることにより第1の拡散光画像データを、(2)青色光に対応した成分を抽出して足し合わせることによりり第2の拡散光画像データを、(3)緑色光に対応した成分を抽出して足し合わせることにより第3の拡散光画像データを、それぞれ生成することができる。また、生成した第1および第3の拡散光画像データを物体の表面情報として記録部に記録できる。 In particular, according to the third aspect of the present invention, (1) a component corresponding to red light is extracted from the detected image data detected by each of the plurality of diffused light receiving units and added together to obtain the first The diffused light image data is extracted by adding (2) components corresponding to blue light, and added together. (3) The component corresponding to green light is extracted and added. Third diffused light image data can be generated respectively. Further, the generated first and third diffused light image data can be recorded on the recording unit as the surface information of the object.
そのため、複数の拡散光受光部のそれぞれで検出される光量が少ない場合であっても、良好な拡散光画像データを取得でき、色情報の同一性の判定を精度良く実行することができる。 Therefore, even when the amount of light detected by each of the plurality of diffused light receiving units is small, good diffused light image data can be acquired, and determination of the identity of color information can be performed with high accuracy.
特に、請求項4に記載の発明によれば、照射部および光検出部に対して物体を相対的に移動させることにより、正反射光に基づく第1の画像データと、拡散光に基づく第2の画像データとを同時に取得することができる。そのため、装置の製造コストおよび設置スペースを低減しつつ、1回の受光動作によって物体の表面情報を取得することができる。 In particular, according to the fourth aspect of the present invention, the first image data based on the specularly reflected light and the second based on the diffused light are obtained by moving the object relative to the irradiation unit and the light detection unit. The image data can be acquired simultaneously. Therefore, the surface information of the object can be acquired by one light receiving operation while reducing the manufacturing cost and installation space of the apparatus.
特に、請求項5に記載の発明によれば、第1の光源から照射される光はスリットを通過することにより、直線性の良い可視光領域外の光を物体で正反射されることができる。そのため、凹凸状態に関する第1の画像データを良好に取得することができる。 In particular, according to the fifth aspect of the present invention, the light emitted from the first light source passes through the slit, so that the light outside the visible light region with good linearity can be regularly reflected by the object. . Therefore, the first image data related to the uneven state can be acquired satisfactorily.
特に、請求項6に記載の発明によれば、照射部および光検出部に対して物体を水平方向に移動させることによって、第1および第2の画像データを同時に取得できる。 In particular, according to the invention described in claim 6, the first and second image data can be acquired simultaneously by moving the object in the horizontal direction with respect to the irradiation unit and the light detection unit.
特に、請求項7に記載の発明によれば、絵画のような美術品表面の凹凸状態および色情報を画像データとして取得することができる。また、検出した画像データを絵画の表面情報として記録部に記録することができる。これにより、光検出部によって取得した第1の表面情報と、予め記録部に記録した第2の表面情報と、に基づき、両絵画の同一性を定量的に判定することができる。そのため、絵画の真贋判断を正確に、かつ、容易に行うことができる。 In particular, according to the seventh aspect of the present invention, it is possible to acquire the unevenness state and color information on the surface of a work of art such as a picture as image data. Further, the detected image data can be recorded in the recording unit as the surface information of the painting. Thereby, based on the 1st surface information acquired by the light detection part, and the 2nd surface information previously recorded on the recording part, the identity of both pictures can be determined quantitatively. Therefore, the authenticity of the picture can be determined accurately and easily.
請求項8ないし請求項11に記載の発明によれば、表面に凹凸形状を有する物体の表面情報につき、反射光に基づく第1の画像データと、拡散光に基づく第2の画像データとを単一の光検出部によって同時に取得し、これら画像データを物体の表面情報として記録部に記録することができる。そのため、複数回の受光動作を必要とせず、物体の表面情報の取得工数を低減することができる。さらに、光検出部を複数設ける必要がないので、装置の製造コストおよび装置の設置スペースを低減することができる。 According to the eighth to eleventh aspects of the present invention, the first image data based on the reflected light and the second image data based on the diffused light are simply used for the surface information of the object having an uneven shape on the surface. The image data can be simultaneously acquired by one light detection unit, and these image data can be recorded on the recording unit as surface information of the object. Therefore, it is possible to reduce the man-hours for acquiring the surface information of the object without requiring a plurality of light receiving operations. Furthermore, since it is not necessary to provide a plurality of light detection units, the manufacturing cost of the device and the installation space of the device can be reduced.
また、請求項8ないし請求項11に記載の発明によれば、第1の光源からは可視光領域外の光が、また、第2の光源からは可視光領域の光が、それぞれ照射される。これにより、正反射光受光部は第2の光源から照射される可視光領域の光の影響を抑制しつつ、また、拡散光受光部は第1の光源から照射される可視光領域外の光の影響を抑制しつつ、それぞれ第1および第2の画像データを取得することができる。そのため、物体の表面情報を良好に取得することができる。 According to the invention described in claims 8 to 11, light outside the visible light region is emitted from the first light source, and light in the visible light region is emitted from the second light source. . Accordingly, the specular reflection light receiving unit suppresses the influence of light in the visible light region irradiated from the second light source, and the diffused light receiving unit is light outside the visible light region irradiated from the first light source. The first and second image data can be acquired while suppressing the influence of the above. Therefore, the surface information of the object can be acquired favorably.
特に、請求項9に記載の発明によれば、複数の拡散光受光部で取得した画像データと各拡散光画像データとを対応付けるための計算コストを低減できるため、物体の表面情報を取得するための時間を低減することができる。 In particular, according to the invention described in claim 9, since the calculation cost for associating the image data acquired by the plurality of diffused light receiving units with each diffused light image data can be reduced, the surface information of the object is acquired. Time can be reduced.
特に、請求項10に記載の発明によれば、複数の拡散光受光部のそれぞれで検出される光量が少ない場合であっても、良好な拡散光画像データを取得できる。 In particular, according to the invention described in claim 10, good diffused light image data can be acquired even when the amount of light detected by each of the plurality of diffused light receiving units is small.
特に、請求項11に記載の発明によれば、絵画のような美術品表面の凹凸状態および色情報を画像データとして取得することができる。 In particular, according to the eleventh aspect of the present invention, the unevenness state and color information on the surface of a work of art such as a picture can be acquired as image data.
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<1.第1の実施の形態>
<1.1.判定装置のハードウェア構成>
図1は、本発明の第1の実施の形態における判定装置1の全体構成の一例を示す図である。図2は、本発明の第1の実施の形態のCCD35(35I、35B、35R、35G)によって、光源11からの正反射光、および光源12からの拡散光を受光する方法を説明するための図である。なお、図1およびそれ以降の図には、それらの方向関係を明確にするためZ軸方向を鉛直方向とし、XY平面を水平面とするXYZ直交座標系を付している。
<1. First Embodiment>
<1.1. Hardware configuration of determination device>
FIG. 1 is a diagram showing an example of the overall configuration of the
判定装置1は、絵画21などの美術品のように表面に凹凸を有しており、略平面形状を有する物体につき、その物体の表面情報(すなわち、表面の凹凸状態および色情報)に基づいて物体間の同一性を判定する装置である。図1に示すように、判定装置1は、主として、光の照射部として使用される光源11、12(12a〜12c)と、これら光源11、12から照射されて絵画21にて反射された光を検出するCCDカメラ30と、絵画21を保持しつつ移動方向AR1に沿って移動可能とする保持部22とを備える。
The
光源11は、図1に示すように、判定対象物である絵画21の上方に配設される照明であり、本実施の形態においては赤外領域の光を照射する正反射光光源として使用される。また、光源11は、図1に示すように、絵画21の移動方向AR1に対して略垂直方向に延伸する。
As shown in FIG. 1, the
光源11と絵画21との間には、スリット16を有する遮蔽板15が配設される。ここで、スリット16は、光源11と略平行であり、かつ、絵画21の移動方向AR1に対して略垂直な方向に延伸する。
A shielding
これにより、光源11から照射されて赤外光は、スリット16によって絞られる。そのため、光源11、スリット16およびCCDカメラ30の位置を調整することによって、CCDカメラ30の撮像範囲21bに光源11からの赤外光を照射するとともに、絵画21上で正反射された赤外光をCCDカメラ30で良好に検出することが可能となる。すなわち、光源11から照射された赤外光は、光路P1を有し、絵画21上で反射される。そして、絵画21で反射された赤外光は、CCDカメラ30によって正反射光として受光される。
Thereby, the infrared light emitted from the
光源12(12a〜12c)は、図1に示すように、絵画21の上方に配設される複数(本実施の形態では3本)の照明である。本実施の形態において、光源12a、12b、12cは、それぞれ青色光、赤色光、および緑色光(光の三原色)を照射する拡散光光源として使用される。すなわち、光源12a〜12cから照射された光は、それぞれ光路P2、P3、およびP4を有し、さまざまな方向に拡散して進行して絵画21で反射される。そして、絵画21で反射された光は、CCDカメラ30によって拡散光として受光される。また、図1に示すように、光源12a〜12cのそれぞれは、絵画21の移動方向AR1に対して略垂直な方向に延伸する。
As shown in FIG. 1, the light sources 12 (12 a to 12 c) are a plurality of (three in this embodiment) illuminations arranged above the
保持部22は、判定対象物である絵画21を水平姿勢にて保持する。また、保持部22は駆動部23から駆動力の伝達を受けることにより、矢印AR1の方向(すなわち、Y軸の正方向または負方向)に移動させる。このように、保持部22および駆動部23によって、絵画21は、水平方向に進退運動させられる。
The holding
CCDカメラ30は、光源11および光源12のそれぞれから照射され、絵画21で反射された正反射光および拡散光を受光する光検出部である。図1および図2に示すように、CCDカメラ30は、主として、レンズ31と、CCD35(35R、35G、35R、35I)を有する本体部32とを備える。
The
絵画21で反射された正反射光P1および拡散光P2〜P4は、図2に示すように、レンズ31に入射する。そして、光P1〜P4は、中間リング33を通過して、レンズ31によってCCD35上に結像させられる。
The regular reflection light P1 and diffused light P2 to P4 reflected by the
ここで、CCD35は、図2に示すように、CCD35B、35R、35G、35Iの4つの受光素子群(受光部)によって構成される。各CCD35B、35R、35G、35Iは、駆動部23による絵画21の移動方向AR1に対して略垂直な方向(X軸方向)に、複数の受光素子36B、36R、36G、36Iを配列して構成される。すなわち、CCD35はX軸方向に延伸する4つのラインセンサ35B、35R、35G、35Iによって構成される。
Here, as shown in FIG. 2, the
また、図2に示すように、CCD35Bを構成する各受光素子36Bのレンズ31側の部分には、青色のフィルタ37Bが設けられている。これにより、フィルタ37Bは、フィルタの色に対応した青色光を主として透過することとなる。したがって、各受光素子36Bは、主として青色光を検出する。すなわち、本実施の形態において、CCD35Bは、光源12aから照射されて絵画21で反射した拡散光P2を実質的に受光する受光部として使用される。
Further, as shown in FIG. 2, a
同様に、CCD35Rを構成する各受光素子36Rのレンズ31側の部分には、赤色のフィルタ37Rが、CCD35Gを構成する各受光素子36Gのレンズ31側の部分には、緑色のフィルタ37Gが、それぞれ設けられている。したがって、CCD35R、35Gは、それぞれ光源12b、12cから照射されて絵画21で反射された拡散光P3、P4を実質的に受光する受光部として使用される。
Similarly, a
さらに、図2に示すように、CCD35Iを構成する各受光素子36Iのレンズ31側の部分には、赤外領域の光を透過するのフィルタ37Iが設けられている。したがって、各受光素子36Iは、主として赤外光を検出する。すなわち、本実施の形態において、CCD35Iは光源11から照射されて絵画21で反射された正反射光P1を実質的に受光する受光部として使用される。
Further, as shown in FIG. 2, a filter 37 </ b> I that transmits light in the infrared region is provided at a portion on the
このように、CCD35B、35R、35Gは、拡散光を受光する拡散光受光部として、CCD35Iは正反射光を受光する正反射光受光部として、それぞれ使用される。また、1台のCCDカメラ30によって撮像部分21bにて反射された正反射光P1と拡散光P2〜P4とが同時に受光され、正反射光P1に対応する1ライン分の正反射光に基づく画像データと、拡散光P2〜P4のそれぞれに対応する1ライン分の拡散光に基づく画像データと、が同時に取得される。
As described above, the CCDs 35B, 35R, and 35G are used as diffused light receiving units that receive diffused light, and the CCD 35I is used as a regular reflected light receiving unit that receives specularly reflected light. Further, the specularly reflected light P1 and the diffused lights P2 to P4 reflected by the
したがって、駆動部23によって絵画21を移動させつつ、画像データを取得することにより、絵画21全面にわたる正反射光に基づく画像データおよび拡散光に基づく画像データを同時に取得することができる。すなわち、1度の撮像動作によって、正反射光に基づく画像データと拡散光に基づく画像データとを同時に取得できる。
Therefore, by acquiring image data while moving the
また、本実施の形態では、1台のCCDカメラ30によって正反射光に基づく画像データおよび拡散光に基づく画像データを取得でき、複数の撮像装置は必要とされない。したがって、判定装置1の設置スペースおよび製造コストを低減できる。
In the present embodiment, image data based on specularly reflected light and image data based on diffused light can be acquired by one
表示部41は、図1に示すように、信号線59を介して制御部50と接続されており、制御部50からの画像信号に基づいて、所定の文字列やコマンドボタン等の図形を表示する。これにより、判定装置1のオペレータ(以下、単に「オペレータ」と呼ぶ)は、表示部41に表示された内容に基づいて判定装置1に対して所定の動作を実行させることができる。また、表示部41には後述する絵画21間の同一性の判定結果を表示することもできる。
As shown in FIG. 1, the
制御部50は、図1に示すように、プログラムや変数等を格納するメモリ51と、メモリ51に格納されたプログラムに従った制御を実行するCPU55とを備える。また、図1に示すように、制御部50は、光源11、12、CCDカメラ30、駆動部23、および表示部41と信号線59を介して電気的に接続されている。したがって、CPU55は、メモリ51に格納されるプログラムに従って、光源11、12からの光の照射処理、CCDカメラ30による撮像処理、駆動部23による絵画21の移動処理等に関する制御を所定のタイミングで実行することができる。
As shown in FIG. 1, the
<1.2.判定装置の機能構成>
図3は、判定装置1の機能構成を説明するための図である。図3に示すように、CPU55では、主として、補正処理部56、および判定処理部57によって判定装置1の機能が実現される。また、メモリ51上には、主として、取得データ格納部52、判定データ格納部53、およびパラメータ格納部54の各格納領域が確保され、判定処理で使用されるデータが格納される。
<1.2. Functional configuration of determination device>
FIG. 3 is a diagram for explaining a functional configuration of the
補正処理部56は、CCDカメラ30で撮像された画像データにシェーディング補正等の補正処理を施す。ここで、シェーディング補正では、図示しない白基準板を撮像することによって求められたシェーディングパラメータに基づき、画像データの濃度校正を行う。これにより、レンズ31の周辺減光、光源11、12の照明ムラ、および受光素子36(36B、36R、36G、36I)ごとの感度ムラ等の影響を抑制して良好な画像データを取得することができる。
The
なお、白基準板は、正反射光を受光するCCD35Iと、拡散光を受光するCCD35R、35B、35Gとに2つ用意しても良い。また、正反射光用および拡散光用のいずれか一方に使用する白基準板を用意し、他方については、一方のシェーディングパラメータに対して所定の演算処理を施すことにより得られたシェーディングパラメータによってシェーディング補正を実行しても良い。 Two white reference plates may be prepared for the CCD 35I that receives specularly reflected light and the CCDs 35R, 35B, and 35G that receive diffused light. Also, prepare a white reference plate to be used for either specular reflected light or diffused light, and for the other, use the shading parameters obtained by applying predetermined calculation processing to one shading parameter. Correction may be performed.
取得データ格納部52には、CCDカメラ30で撮像され、補正処理部56でシェーディング補正された検出画像データが格納される。すなわち、CCD35Iで受光されて補正処理部56で補正された検出画像データは取得画像データ52aとして取得データ格納部52に格納される。また同様に、CCD35R、35B、35Gで受光されて補正処理部56で補正された検出画像データは、それぞれ取得画像データ52b、52c、52dとして取得データ格納部52に格納される。なお可能な場合は、シェーディング補正せず各CCD35R、35B、35G、35Iで受光した検出画像データを取得データ格納部52に格納してもよい。
The acquired
判定データ格納部53には、判定処理部57での判定処理に使用される画像データが格納される。すなわち、正反射光に基づく画像データは正反射光画像データ53aとして判定データ格納部53に格納される。また同様に、拡散光のうち赤色光、青色光、および緑色光に基づく画像データは、それぞれ拡散光画像データ53b、53c、53dとして、それぞれ判定データ格納部53に格納される。
The determination
なお、本実施の形態では、上述のように、赤外領域の正反射光はCCD35Iによって、また、拡散光のうち赤色光、青色光、および緑色光はそれぞれCCD35R、35B、35Gによって受光される。したがって、取得画像データ52aと正反射光画像データ53aとは同一画像データとなり、取得画像データ52b〜52dと拡散光画像データ53b〜53dとはそれぞれ同一画像データとなる。
In the present embodiment, as described above, specular reflection light in the infrared region is received by the CCD 35I, and red light, blue light, and green light among the diffused light are received by the CCDs 35R, 35B, and 35G, respectively. . Therefore, the acquired
ここで、図4ないし図6を参照しつつ正反射光画像データ53aおよび拡散光画像データ53b、53c、53dについてさらに説明する。図4(a)は絵画の1つとして油彩画21を鉛直上方から見た図である。図4(b)は線分L1上の各X座標における高さ(Z軸)方向の凹凸状態を示す図である。
Here, the specularly reflected
油彩画とは、油を溶剤とした絵の具によってキャンバス描かれた絵画である。油彩画は、絵の具の塗り方により、その表面に凹凸を有することになる。例えば、図4(a)の凸部分21aは、他の部分より絵の具が盛られた部分である。すなわち、線分L1上の凹凸状態を示す形状曲線61(図4(b)参照)は、凸部分21a、21cのZ軸方向の高さは、他の部分(0≦X<X1、X2<X<X3、X4<X≦X5)の高さ(Z=Z0)より高くなる。
An oil painting is a painting drawn on canvas with a paint using oil as a solvent. The oil painting has irregularities on its surface depending on how the paint is applied. For example, the
図5は、光源12aから照射されて油彩画21で反射された青色の拡散光に基づく拡散光画像データ53bを説明するための図である。図5(b)に示すように、線分L1上の濃度状態を示す拡散光濃度分布曲線62は、凸部分21a、21cで高くなる。
FIG. 5 is a diagram for explaining the diffused
ここで、凸部分21a、21cを比較した場合、図4(b)に示すように、凸部分21aは位置X=X2で高さが最大(Z=Z2)となり、凸部分21cの最大高さの値(X=X3のときにZ=Z1)より大きくなる。一方、濃淡値は、図5(b)に示すように、凸部分21aは位置X=X1で最大濃度(D=D1)となり、凸部分21cの最大濃度値(X=X4のときにD=D2)より小さくなる。このように、凹凸状態と色情報とは独立した評価データとして使用することができる。また同様に、赤色および緑色の拡散光に基づく色情報としての拡散光画像データ53c、53dは、凹凸状態と独立した評価データとして使用できる。
Here, when the
図6は、光源11から照射されて油彩画21で反射された正反射光(赤外光)に基づく正反射光画像データ53aを説明するための図である。図6(b)に示すように、線分L1上の濃度状態を示す正反射光濃度分布曲線63は、凸部分21a、21cの濃度値D3は、その他の部分の濃度値(D=D4)より小さくなる。すなわち、凸部分21a、21cでは、光源11から照射された光が乱反射されることにより、凸部分21a、21c以外の部分の濃度値と比較して小さくなる。したがって、正反射光画像データ53aは、油彩画21の表面の凹凸状態を評価する評価データとして使用できる。
FIG. 6 is a diagram for explaining specular reflection
このように、本実施の形態において、正反射光画像データ53aと、拡散光画像データ53b〜53dとは、油彩画21の表面の状況を示す表面情報として使用することができる。
Thus, in the present embodiment, the specular reflection
図3に戻って、記録処理部58aは、判定データ格納部53に格納された正反射光画像データ53a、拡散光画像データ53b〜53dを、シリコンディスクドライブやハードディスクドライブ等の外部装置によって構成された外部記憶装置71に記録する処理を施す。これにより、予め外部記憶装置71に記録された油彩画21の表面情報と、判定データ格納部53に格納された表面情報とに基づき、後述する判定処理を実行することができる。
Returning to FIG. 3, the
判定処理部57は、予め外部記憶装置71に記録された絵画の表面情報(以下、「事前表面情報」とも呼ぶ)と、CCDカメラ30によって撮像して判定データ格納部53に即時に格納された表面情報(以下、「即時表面情報」とも呼ぶ)とに基づき、事前表面情報によって示される絵画と、即時表面情報によって示される絵画との同一性を判定する処理が実行される。すなわち、判定処理部57では、事前表面情報および即時表面情報の正反射光画像データを比較することによって両絵画の凹凸状態の同一性を、拡散光画像データを比較することによって両絵画の色情報の同一性を、それぞれ判定する。
The
凹凸状態の同一性の判定処理は、まず、判定データ格納部53に格納された即時表面情報の1つである正反射光画像データ53aと、外部記憶装置71に格納された事前表面情報のうち正反射光画像データ53aに対応する画像データ(以下、「事前正反射光画像データ」とも呼ぶ)とにより差画像データを作成する。ここで、差画像データとは、判定画像データ53および事前正反射光画像データについて、対応する画素間の濃度差を濃度値とする画像データをいう。
The determination process of the identity of the uneven state is first performed by using the regular reflected
次に、差画像データに2値化処理を施すことにより、濃度値Dが閾値D6以上となる画素を抽出する。これにより、正反射光画像データ53aのうち事前正反射光画像データと異なる部分(画素)が抽出される。
Next, by performing a binarization process on the difference image data, a pixel having a density value D equal to or greater than a threshold value D6 is extracted. Thereby, a part (pixel) different from the prior specular light image data is extracted from the specular
そして、抽出された画素につき、隣接する画素群の面積Pが許容値P1以上となる場合、両絵画の凹凸状態は同一でないと判定する。一方、隣接する画素群の面積が許容値P1より小さくなる場合、両絵画の凹凸状態は同一であると判定する。 When the area P of the adjacent pixel group is equal to or larger than the allowable value P1 for the extracted pixel, it is determined that the uneven state of both paintings is not the same. On the other hand, when the area of the adjacent pixel group is smaller than the allowable value P1, it is determined that the unevenness state of both paintings is the same.
なお、凹凸状態の判定処理では、差画像データに対してシャープネス処理や階調変換処理等の画像処理を予め施した後に2値化処理を実行してもよい。また、閾値D6および面積の許容値P1は、予め実験等によって求めてもよい。 In the unevenness state determination process, the binarization process may be executed after performing image processing such as sharpness processing and gradation conversion processing on the difference image data in advance. Further, the threshold value D6 and the allowable area value P1 may be obtained in advance through experiments or the like.
また、色情報の同一性の判定処理は、上述した凹凸状態の同一性の判定処理と同様な処理によって実行される。 Further, the color information identity determination process is executed by a process similar to the above-described unevenness state identity determination process.
まず、判定データ格納部53に格納された即時表面情報を構成する拡散光画像データ53b〜53dと、外部記憶装置71に格納された事前表面情報のうち拡散光画像データ53b〜53dのそれぞれに対応する画像データ(以下、「事前拡散光画像データ」とも呼ぶ)とにより、光の三原色のそれぞれの色(青、赤、緑色)の光に対応する3つの差画像データを作成する。
First, it corresponds to each of the diffused
次に、青色光、赤色光、および緑色光に基づく差画像データのそれぞれに2値化処理を施し、拡散光画像データ53b〜53dと対応する事前拡散光画像データとで異なる部分(画素)を抽出する。
Next, binarization processing is performed on each of the difference image data based on blue light, red light, and green light, and a portion (pixel) that is different between the diffuse
そして、抽出された画素につき、隣接する画素群の面積Pが所定の許容値以上となる場合、青、赤、緑色のうち該当する色情報は両絵画で同一でないと判定する。一方、隣接する画素群の面積が所定の許容値より小さくなる場合、両絵画の色情報は同一であると判定する。 When the area P of the adjacent pixel group is equal to or larger than a predetermined allowable value for the extracted pixel, it is determined that the corresponding color information among blue, red, and green is not the same in both paintings. On the other hand, when the area of the adjacent pixel group is smaller than a predetermined allowable value, it is determined that the color information of both pictures is the same.
なお、色情報の判定処理では、凹凸状態の判定処理と同様に、差画像データに対してシャープネス処理や階調変換処理等の画像処理を予め施した後に2値化処理を実行してもよい。また、2値化の際の閾値および面積の許容値は、予め実験等によって求めてもよい。 In the color information determination process, the binarization process may be executed after image processing such as sharpness processing and gradation conversion processing is performed in advance on the difference image data, similarly to the determination process of the uneven state. . In addition, the threshold value and the allowable area value in binarization may be obtained in advance by experiments or the like.
パラメータ格納部54には、判定処理で使用されるデータであって予め実験等によって求められたもの、すなわち、凹凸状態および色情報の判定処理で使用される2値化閾値、隣接する画素群の面積の許容値、およびシェーディング補正処理で使用されるシェーディングパラメータが格納される。
In the
表示処理部58bは、表示部41の表示制御を行うために使用される画像信号を生成する。また、表示部41は、信号線59を介して表示処理部58bと電気的に接続される。したがって、表示部41は、表示処理部58bからの画像信号に基づいて表示処理を実行することになる。
The
<1.3.判定装置による表面情報の格納手順および同一性の判定手順>
ここでは、本実施の形態の判定装置1によって実行される、
(1)絵画の表面情報を事前に記録する手順と、
(2)2つの絵画間の同一性を判定する手順と、
について説明する。
<1.3. Storage procedure of surface information and determination procedure of identity by determination device>
Here, it is executed by the
(1) a procedure for pre-recording the surface information of a painting;
(2) a procedure for determining the identity between two paintings;
Will be described.
図7は、本実施の形態の判定装置1によって絵画21の表面情報を記録する手順の一例を示すフローチャートである。ステップS101では、表面情報の格納処理に先だって、処理で必要となるパラメータ(例えば、シェーディングパラメータ)をパラメータ格納部54(図3参照)から取得する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of a procedure for recording the surface information of the
次に、駆動部23によって保持部22に保持された絵画21を移動させつつ、CCDカメラ30によって絵画21を撮像する。そして、光源11から照射されて絵画21で反射された正反射光に基づく画像データは取得画像データ52aとして、また、光源12a〜12cから照射されて絵画21で反射された拡散光に基づく画像データは、それぞれ取得画像データ52b〜52dとして取得データ格納部52に格納される(S102)。すなわち、取得画像データ52a〜52dは一度の撮像処理によって同時に取得される。ここで、CCDカメラ30によって撮像される際、各画像データは、補正処理部56によってシェーディング補正がなされて濃度校正される。
Next, the
なお、上述のように本実施の形態では、取得画像データ52aと正反射光画像データ53aとは同一画像データとなり、取得画像データ52b〜52dと拡散光画像データ53b〜53dとは、それぞれ同一画像データとなる。したがって、取得画像データ52a〜52dを、それぞれ正反射光画像データ53a、拡散光画像データ53b〜53dとして判定データ格納部53にコピーしても良い。また、判定データ格納部53には実際の画像データはコピーせず、取得画像データ52a〜52dと関連付ける情報を判定データ格納部53に格納してもよい。
As described above, in the present embodiment, the acquired
このように、本実施の形態では、取得画像データ52a〜52dに対して演算処理等のような対応付け処理をすることなく、正反射光画像データ53a、および拡散光画像データ53b〜53dを取得することができる。そのため、計算コストを低減でき、格納処理に要する時間、および後述する判定時間に要する時間を低減できる。
As described above, in the present embodiment, the specular reflected
そして、判定データ格納部53の正反射光画像データ53a、拡散光画像データ53b〜53dを、事前表面情報として外部記憶装置71に記録することにより、絵画21の表面情報を格納する処理を終了する。
And the process which stores the surface information of the
図8は、本実施の形態の判定装置1によって2つの絵画間の同一性を判定する手順の一例を示すフローチャートである。ステップS201では、図7のステップS101と同様に、パラメータ格納部54から処理で必要となるパラメータ(例えば、2値化閾値、隣接する画素群の面積の許容値、シェーディングパラメータ等)をパラメータ格納部54から取得する。
FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of a procedure for determining the identity between two pictures by the
次に、ステップS202では、図7のステップS102と同様に、CCDカメラ30によって絵画21を撮像し、判定データ格納部53に正反射光画像データ53aおよび拡散光画像データ53b〜53dを格納する。なお、CCDカメラ30によって撮像される際、画像データは補正処理部56によってシェーディング補正がなされて濃度校正される。
Next, in step S202, as in step S102 of FIG. 7, the
続いて、ステップS203およびS204が略同時に実行される。すなわち、外部記憶装置71に記録された事前表面情報と判定データ格納部153に格納された即時表面情報とに基づき、絵画21の表面の凹凸状態の同一性の判定処理と絵画21の色情報の同一性の判定処理とが略同時に実行される。
Subsequently, steps S203 and S204 are executed substantially simultaneously. That is, based on the prior surface information recorded in the
そして、ステップS203およびS204による判定結果を表示部41に表示して判定処理を終了する(S205)。すなわち、事前表面情報および即時表面情報を対比することにより、(1)凹凸状態が同一で、かつ、(2)青、赤、緑のそれぞれに対応する色情報のすべてが同一であると判定された場合には、判定結果が「OK」である旨が表示部41に表示される。
And the determination result by step S203 and S204 is displayed on the
一方、凹凸状態および各色情報の1つでも同一でないて判定された場合には、判定結果が「NG」である旨が表示部41に表示され、あわせて事前表面情報と即時表面情報の相違する部分が表示部41に表示される。
On the other hand, when it is determined that even the unevenness state and one of the color information are not the same, the
<1.4.第1の実施の形態の判定装置の利点>
以上のように、第1の実施の形態の判定装置1は、外部記憶装置71に記録された事前表面情報と、CCDカメラ30で撮像して判定データ格納部53に格納された即時表面情報とに基づき、予め表面情報が記録された絵画と撮像された絵画との同一性を判定することができる。すなわち、両絵画の色情報の同一性だけでなく、凹凸状態の同一性についても判定し、両絵画間の同一性を判断することができる。そのため、検査者の感覚に依存する官能評価を必要とせず、絵画間の真贋判断を正確に、かつ、容易に行うことができる。
<1.4. Advantages of the determination apparatus according to the first embodiment>
As described above, the
また、判定装置1では、駆動部23によって絵画21を移動させつつ、1台のCCDカメラ30によって絵画21を撮像することができる。これにより、光源11から照射された正反射光に基づく正反射光画像データ53aと、光源12(12a〜12c)から照射された拡散光に基づく拡散光画像データ53b〜53dとを同時に取得することができる。すなわち、複数の撮像装置を必要とせず、複数のCCD35(35B、35R、35G35I)を有する単一のCCDカメラ30により、両画像データを同時に取得することができる。そのため、判定装置1の製造コストおよび設置スペースを低減することができる。
Further, in the
また、正反射光画像データ53aおよび拡散光画像データ53b〜53dのそれぞれを取得する場合、複数回の撮像動作を必要とせず、一回の撮像動作で両画像データを取得することができる。そのため、判定処理に要する時間を低減し、簡便に両絵画間の同一性の判定処理を実行することができる。
Moreover, when acquiring each of the regular reflection
<2.第2の実施の形態>
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。この第2の実施の形態における判定装置は、第1の実施の形態の判定装置1と比較して、
(1)拡散光の受光方法が異なる点と、
(2)拡散光画像データの取得方法が異なる点と、
を除いては、第1の実施の形態と同様である。そこで、以下ではこの相違点を中心に説明する。なお、以下の説明において、第1の実施の形態の判定装置1における構成要素と同様な構成要素については同一符号を付している。これら同一符号の構成要素は、第1の実施の形態において説明済みであるため、本実施形態では説明を省略する。
<2. Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The determination device according to the second embodiment is compared with the
(1) Diffused light receiving method is different;
(2) Diffused light image data acquisition method is different;
Except for, it is the same as the first embodiment. Therefore, in the following, this difference will be mainly described. In the following description, the same reference numerals are given to the same components as those in the
<2.1.判定装置の機能構成>
図9は、本実施の形態における判定装置1の機能構成を説明するための図である。また、図10は、本実施の形態のCCD135(135I、135C、135M、135Y)によって、光源11からの正反射光、および光源12からの拡散光を受光する方法を説明するための図である。
<2.1. Functional configuration of determination device>
FIG. 9 is a diagram for describing a functional configuration of the
図10に示すように、CCD135は、CCD135C、135M、135Y、135Iの4つの受光素子群(受光部)によって構成される。各CCD135M、135M、135Y、135Iは、駆動部23による絵画21の移動方向AR1に対して略垂直な方向(X軸方向)に、複数の受光素子136C、136M、136Y、136Iを配列して構成される。すなわち、CCD135はX軸方向に延伸する4つのラインセンサ135C、135M、135Y、135Iによって構成される。
As shown in FIG. 10, the
また、図10に示すように、CCD135Cを構成する各受光素子136Cのレンズ31側の部分には、赤色の補色であるシアンのフィルタ137Cが設けられる。これにより、フィルタ137Cは、青色および緑色の光を主として透過することになる。また、CCD135Mを構成する各受光素子136Mのレンズ31側の部分には、緑色の補色であるマゼンタのフィルタ137Mが設けられており、フィルタ137Mは、赤色および青色の光を主として透過することになる。さらに、CCD135Yを構成する各受光素子136Yのレンズ31側の部分には、青色の補色である黄色のフィルタ137Yが設けられており、フィルタ137Yは、緑色および赤色の光を主として透過することになる。
As shown in FIG. 10, a cyan filter 137C, which is a complementary color of red, is provided on the
したがって、本実施の形態では、光源12(12a〜12c)から照射されて絵画21で反射された青色、赤色および緑色の拡散光は、CCD135C、135M、135Yのそれぞれで受光される。
Therefore, in the present embodiment, the blue, red, and green diffused light that is irradiated from the light source 12 (12a to 12c) and reflected by the
さらに、図10に示すように、CCD135Iを構成する各受光素子136Iのレンズ31側の部分には、赤外領域の光を透過するのフィルタ137Iが設けられている。したがって、各受光素子136Iは、第1の実施の形態の受光素子36Iと同様に、主として赤外光を検出する。
Further, as shown in FIG. 10, a filter 137 </ b> I that transmits light in the infrared region is provided in a portion of each light receiving element 136 </ b> I constituting the
取得データ格納部152には、CCDカメラ30で撮像され、補正処理部56でシェーディング補正された検出画像データが格納される。すなわち、CCD135Iで受光されて補正処理部56で補正された画像データは取得画像データ152aとして、CCD135Cで受光されて補正処理部56で補正された画像データは取得画像データ152bとして、CCD135Mで受光されて補正処理部56で補正された画像データは取得画像データ152cとして、CCD135Yで受光されて補正処理部56で補正された画像データは取得画像データ152dとして、それぞれ取得データ格納部152に格納される。なお可能な場合は、シェーディング補正せず各CCD135C、135M、135Y、135Iで受光した画像データを検出画像データとして格納してもよい。
The acquired
判定処理部157は、取得データ格納部152に格納された取得画像データ152b〜152dから拡散光画像データ153b〜153dを生成する。そして、判定処理部157では、生成された判定画像データ153b〜153dのそれぞれに基づき、絵画21の各色情報を判定する処理と、正反射光画像データ153aに基づき、絵画21表面の凹凸状態を判定する処理と、が略同時に実行される。なお、赤外領域の正反射光はCCD135Iによって受光されるため、取得画像データ152aと正反射光画像データ153aとは、第1の実施の形態と同様に、同一画像となる。
The
図11は、取得画像データ152bおよび拡散光画像データ153bを表示部41に表示させた状態の一例を示す図である。なお、図11では、取得画像データ152bおよび拡散光画像データ153bの左上座標を原点とし、紙面に向かって右方向をi軸正方向と、下方向をj軸正方向としている。また、以下では、各画像データ152b〜152d、153b〜153dについても、i軸方向のデータサイズがi0、j軸方向のデータサイズがj0であるものとして説明する。
FIG. 11 is a diagram illustrating an example of a state where the acquired
判定処理部157の第1生成部157aは、絵画21の色情報のうち青色の拡散光に対応する拡散光画像データ153bを生成する。また、第2生成部157bおよび第3正西部157cは、それぞれ絵画21の色情報のうち赤色および緑色の拡散光に対応する拡散光画像データ153c、153dを生成する。
The
ここで、ij平面上の位置(i,j)における取得画像データ152b〜152d、正反射光画像データ153b〜153dの濃度値を、それぞれC(i,j)、M(i,j)、Y(i,j)、B(i,j)、R(i,j)、およびG(i,j)とし、変換係数をk11、k12、k13、k21、k22、k23、k31、k32、k33とすると、拡散光画像データ153b〜153dは、それぞれ数1〜数3によって求められる。
Here, the density values of the acquired
B(i, j)=k11×C(i, j)+k12×M(i, j)+k13×Y(i, j) ・・・ 数1
R(i, j)=k21×C(i, j)+k22×M(i, j)+k23×Y(i, j) ・・・ 数2
G(i, j)=k31×C(i, j)+k32×M(i, j)+k33×Y(i, j) ・・・ 数3
このように、本実施の形態では、図10に示すように、複数のCCD135(135C、135M、135Y)によって受光した拡散光P2〜P4から、拡散光画像データ153b〜153dのそれぞれを生成することができる。これにより、光源12から照射される光の光量が少ない場合であっても、数1から数3によって各CCD135C、135M、135Yで検出された拡散光成分のそれぞれを足し合わせることによって、良好な拡散光画像データ153b〜153dを取得することができる。そのため、絵画21の色情報の判定処理を精度良く実行することができる。
B (i, j) = k11 × C (i, j) + k12 × M (i, j) + k13 × Y (i, j)
R (i, j) = k21 × C (i, j) + k22 × M (i, j) + k23 × Y (i, j)
G (i, j) = k31 × C (i, j) + k32 × M (i, j) + k33 × Y (i, j) (3)
Thus, in this embodiment, as shown in FIG. 10, each of the diffused
<2.2.判定装置による判定手順>
ここでは、本実施の形態の判定装置1によって実行される、
(1)絵画の表面情報を事前に格納する手順と、
(2)2つの絵画間の同一性を判定する手順と、
について説明する。
<2.2. Determination procedure by determination device>
Here, it is executed by the
(1) A procedure for storing the surface information of the painting in advance;
(2) a procedure for determining the identity between two paintings;
Will be described.
図12は、本実施の形態の判定装置1によって絵画21の表面情報を記録する手順の一例を示すフローチャートである。ステップS301では、表面情報の格納処理に先だって、処理で必要となるパラメータ(例えば、シェーディングパラメータ)をパラメータ格納部54(図9参照)から取得する。
FIG. 12 is a flowchart illustrating an example of a procedure for recording the surface information of the
次に、駆動部23によって絵画21を移動させつつ、CCDカメラ30によって絵画21を撮像する。そして、CCD135I、135C、135M、135Yで同時に受光した検出画像データを、それぞれ取得画像データ152a〜152dとして取得データ格納部152に格納する(S302)。その際、各画像データ152a〜152cは、第1の実施の形態と同様に、補正処理部56によってシェーディング補正されて濃度校正されてもよい。
Next, the
ステップS303では、判定処理部157の第1生成部157a、第2生成部157b、および第3生成部157cによって拡散光画像データ153b〜153dを生成し、判定データ格納部153に格納する。
In step S <b> 303, the diffused
なお、上述のように赤外領域の正反射光はCCD135Iによって受光されるため、取得画像データ152aと正反射光画像データ153aとは同一画像となる。したがって、取得画像データ152aを正反射光画像データ153aとして判定データ格納部153にコピーしても良いし、また、判定データ格納部153には実際の画像データはコピーせず、取得画像データ152aと関連付ける情報を判定データ格納部153に格納してもよい。
As described above, the specular reflection light in the infrared region is received by the CCD 135I, and therefore the acquired
そして、判定データ格納部153の正反射光画像データ153a、拡散光画像データ153b〜153dを事前表面情報として外部記憶装置71に記録することにより、絵画21の表面情報を格納する処理を終了する。
And the process which stores the surface information of the
図13は、本実施の形態の判定装置1によって2つの絵画間の同一性を判定する手順の一例を示すフローチャートである。ステップS401では、図11のステップS301と同様に、パラメータ格納部54から処理で必要となるパラメータ(例えば、2値化閾値、隣接する画素群の面積の許容値、シェーディングパラメータ等)をパラメータ格納部54から取得する。
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of a procedure for determining the identity between two pictures by the
次に、ステップS402では、図11のステップS302と同様に、CCDカメラ30によって絵画21を撮像し、撮像された検出画像データを、それぞれ取得画像データ152a〜152dとして取得データ格納部152に格納する。その際、各画像データ152a〜152cは、第1の実施の形態と同様に、補正処理部56によってシェーディング補正されて濃度校正されてもよい。
Next, in step S402, as in step S302 of FIG. 11, the
続いて、ステップS403では、図11のステップS303と同様に、判定処理部157の第1生成部157a、第2生成部157b、および第3生成部157cによって拡散光画像データ153b〜153dのぞれぞれを生成し、判定データ格納部153に格納する。なお、正反射光画像データ153aについては、取得画像データ152aを判定データ格納部153にコピーしてもよいし、取得画像データ152aと関連付ける情報を判定データ格納部153に格納してもよい。
Subsequently, in step S403, similarly to step S303 in FIG. 11, each of the diffused
続いて、ステップS404およびS405が略同時に実行される。すなわち、外部記憶装置71に記録された事前表面情報と判定データ格納部153に格納された即時表面情報とに基づき、絵画21の表面の凹凸状態の同一性の判定処理と、絵画21の色情報の同一性の判定処理とが略同時に実行される。
Subsequently, steps S404 and S405 are executed substantially simultaneously. That is, based on the preliminary surface information recorded in the
そして、ステップS404およびS405による判定結果を表示部41に表示して判定処理を終了する(S406)。すなわち、事前表面情報および即時表面情報を対比することにより、(1)凹凸状態が同一で、かつ、(2)青、赤、緑のそれぞれに対応する色情報のすべてが同一であると判定された場合には、判定結果が「OK」である旨が表示部41に表示される。
And the determination result by step S404 and S405 is displayed on the
一方、凹凸状態および各色情報の1つでも同一でないて判定された場合には、判定結果が「NG」である旨が表示部41に表示され、あわせて事前表面情報と即時表面情報の相違する部分が表示部41に表示される。
On the other hand, when it is determined that even the unevenness state and one of the color information are not the same, the
<2.3.第2の実施の形態の判定装置の利点>
以上のように、第2の実施の形態の判定装置1は、第1の実施の形態と同様に、検査者の感覚に依存する官能評価を必要とせず、定量的に両絵画間の同一性を判断することができる。また、判定装置1の製造コストおよび設置スペースを低減しつつ、検査処理に要する時間を低減することができる。
<2.3. Advantages of determination apparatus according to second embodiment>
As described above, the
さらに、第2の実施の形態では、数1〜数3を用いることにより、複数のCCD135(135C、135M、135Y)で受光した取得画像データ152b〜152dのそれぞれから拡散光成分を抽出して拡散光画像データ153b〜153dのそれぞれを生成することができる。そのため、光源12から照射される光の光量が少ない場合であっても、良好な拡散光画像データ153b〜153dを取得することができ、絵画21の凹凸状態および描画状況の検査を精度良く実行することができる。
Furthermore, in the second embodiment, by using
<3.変形例>
以上、本発明の実施の形態について説明したが、この発明は上記の例に限定されるものではない。
<3. Modification>
While the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above examples.
(1)第1ないし第2の実施の形態において、光源12は、絵画21の移動方向AR1に対して略垂直な方向に延伸する構造を有しているが、これに限定されるものでない。例えば、図14の判定装置100のように、絵画21の上方に配設された略球形の複数の光源112、すなわち、青色光、赤色光、および緑色光の光源112a、112b、112cを拡散光光源として使用してもよい。
(1) In the first and second embodiments, the
(2)また、第1および第2の実施の形態では、光源11、12およびCCDカメラ30を固定し、絵画21を移動させつつCCDカメラ30によって撮像処理を実行しているがこれに限定されるものでなく、絵画21を固定し、絵画21に対して光源11、12、およびCCDカメラ30を移動させつつ撮像処理を実行しても良い。すなわち、光源11、12およびCCDカメラ30に対して絵画21を相対的に移動させつつ撮像処理を実行すればよい。
(2) In the first and second embodiments, the
(3)また、第1および第2の実施の形態において、光源11からは赤外領域の光が照射されるが、これに限定されるものでなく、可視光領域以外の光であれば良い。したがって、光源11からは紫外領域の光を照射してもよい。
(3) In the first and second embodiments, the
(4)さらに、第1および第2の実施の形態において、判定装置1は、事前表面情報と即時表面情報とから両絵画の同一性を判定する装置として使用されているが、これに限定されるものでなく、図7および図12に示されるように、絵画の表面情報を記録する表面情報記録装置として使用してもよい。
(4) Further, in the first and second embodiments, the
1、100 判定装置(表面情報記録装置)
11、12(12a〜12c)、112(112a〜112c) 光源
15 遮蔽板
16 スリット
21 絵画
22 保持部
23 駆動部
30 CCDカメラ
35(35R、35G、35B、35I)、135(135C、135M、135Y、135I) CCD
36(36R、36G、36B、36I)、136(136C、136M、136Y、136I) 受光素子
37(37R、37G、37B、37I)、137(137C、137M、137Y、137I) フィルタ
50 制御部
51 メモリ
52、152 取得データ格納部
52a〜52d、152a〜152d 取得画像データ
53、153 判定データ格納部
53a、153a 正反射光画像データ
53b〜53d、153b〜153d 拡散光画像データ
55 CPU
57 判定処理部
61 形状曲線
62 拡散光濃度分布曲線
63 正反射光濃度分布曲線
71 外部記憶装置
P1 正反射光
P2〜P4 拡散光
1, 100 determination device (surface information recording device)
11, 12 (12a to 12c), 112 (112a to 112c)
36 (36R, 36G, 36B, 36I), 136 (136C, 136M, 136Y, 136I) Light receiving element 37 (37R, 37G, 37B, 37I), 137 (137C, 137M, 137Y, 137I)
57
Claims (11)
(a) 前記物体に対して光を照射する照射部と、
(b) 前記照射部から照射されて前記物体で反射された光を検出することにより、前記表面情報を取得する単一の光検出部と、
(c) 前記単一の光検出部によって取得された前記表面情報を画像データとして記録する記録部と、
(d) 第1の物体に関して前記単一の光検出部によって取得された第1の表面情報と、第2の物体に関して予め前記単一の光検出部によって検出されて前記記録部に記録された第2の表面情報と、に基づき、前記第1および第2の物体間の同一性を判定する判定部と、
を備え、
前記照射部は、
(a-1) 前記物体に対して可視光領域外の光を照射する第1の光源と、
(a-2) 前記物体に対して光の三原色を含む可視光を照射する第2の光源と、
を有し、
前記光検出部は、
(b-1) 前記第1の光源から照射されて前記物体で正反射された正反射光を受光する正反射光受光部と、
(b-2) 前記第2の光源から照射されて前記物体で拡散反射された拡散光を前記正反射光と略同時に受光する複数の拡散光受光部と、
を有し、
前記表面情報は、
前記第1の光源から照射されて前記物体で反射された反射光に基づく第1の画像データと、
前記第2の光源から照射されて前記物体で反射された拡散光に基づく第2の画像データと、
を含み、
前記判定部は、前記第1および第2の表面情報に基づき、
(i) 両物体の第1の画像データから前記両物体間の凹凸状態の同一性を、
(ii) 前記両物体の第2の画像データから前記両物体間の色情報の同一性を、
それぞれ判定することを特徴とする判定装置。 A determination device for determining identity between two objects based on surface information of a substantially planar object having irregularities on a surface,
(a) an irradiation unit that irradiates light to the object;
(b) a single light detection unit that acquires the surface information by detecting light emitted from the irradiation unit and reflected by the object; and
(c) a recording unit that records the surface information acquired by the single light detection unit as image data;
(d) The first surface information acquired by the single light detection unit with respect to the first object, and the second object previously detected by the single light detection unit and recorded in the recording unit A determination unit that determines identity between the first and second objects based on second surface information;
With
The irradiation unit is
(a-1) a first light source that irradiates the object with light outside a visible light region;
(a-2) a second light source that irradiates the object with visible light including the three primary colors of light;
Have
The light detection unit is
(b-1) a regular reflection light receiving unit that receives regular reflection light irradiated from the first light source and regularly reflected by the object;
(b-2) a plurality of diffused light receiving units that receive diffused light emitted from the second light source and diffusely reflected by the object substantially simultaneously with the specularly reflected light;
Have
The surface information is
First image data based on reflected light emitted from the first light source and reflected by the object;
Second image data based on diffused light emitted from the second light source and reflected by the object;
Including
The determination unit is based on the first and second surface information,
(i) From the first image data of both objects, the identity of the uneven state between the objects is determined.
(ii) the identity of the color information between the two objects from the second image data of the two objects,
A determination device characterized by determining each.
前記複数の拡散光受光部それぞれは、前記光の三原色の構成要素である赤、青、および緑のうち対応する色の光を受光し、
前記第2の画像データは、前記光の三原色のうち、
赤色光に基づく第1の拡散光画像データと、
青色光に基づく第2の拡散光画像データと、
緑色号に基づく第3の拡散光画像データと、
を含み、
前記判定部は、
前記第1ないし第3の拡散光画像データのそれぞれにつき、前記両物体間の色情報の同一性を判定することを特徴とする判定装置。 The determination apparatus according to claim 1,
Each of the plurality of diffused light receiving units receives light of a corresponding color among red, blue, and green, which are components of the three primary colors of the light,
The second image data includes the three primary colors of light.
First diffused light image data based on red light;
Second diffused light image data based on blue light;
Third diffused light image data based on the green number,
Including
The determination unit
A determination apparatus characterized by determining the identity of the color information between the two objects for each of the first to third diffused light image data.
前記判定部は、
(d-1) 前記複数の拡散光受光部のそれぞれによって検出された検出画像データから、前記光の三原色のうち赤色光に対応する成分を抽出して第1の拡散光画像データを生成する第1の生成部と、
(d-2) 前記光の三原色のうち青色光に対応する成分を抽出して第2の拡散光画像データを生成する第2の生成部と、
(d-3) 前記光の三原色のうち緑色光に対応する成分を抽出して第3の拡散光画像データを生成する第3の生成部と、
を含み、
前記記録部に記録される前記表面情報は、第1ないし第3の拡散光画像データを含み、
前記判定部は、
前記第1ないし第3の拡散光画像データのそれぞれにつき、前記両物体間の色情報の同一性を判定することを特徴とする判定装置。 The determination apparatus according to claim 1,
The determination unit
(d-1) A first diffused light image data is generated by extracting a component corresponding to red light among the three primary colors of the light from the detected image data detected by each of the plurality of diffused light receiving units. 1 generator,
(d-2) a second generation unit that extracts a component corresponding to blue light from the three primary colors of light to generate second diffused light image data;
(d-3) a third generating unit that extracts a component corresponding to green light from the three primary colors of light to generate third diffused light image data;
Including
The surface information recorded in the recording unit includes first to third diffused light image data,
The determination unit
A determination apparatus characterized by determining the identity of the color information between the two objects for each of the first to third diffused light image data.
(e) 前記照射部および前記光検出部に対して前記物体を相対的に移動させる移動手段、
をさらに備え、
前記正反射光受光部および前記複数の拡散光受光部のそれぞれは、前記移動手段による移動方向に対して略垂直な方向に配列された複数の受光素子を有することを特徴とする判定装置。 In the determination apparatus in any one of Claims 1 thru | or 3,
(e) moving means for moving the object relative to the irradiation unit and the light detection unit;
Further comprising
Each of the regular reflection light receiving unit and the plurality of diffused light receiving units includes a plurality of light receiving elements arranged in a direction substantially perpendicular to a moving direction of the moving unit.
前記第1の光源から照射された光は、前記移動手段による移動方向に対して略垂直な方向に延伸するスリットを通過して前記物体に到達することを特徴とする判定装置。 The determination apparatus according to claim 4,
The light emitted from the first light source passes through a slit extending in a direction substantially perpendicular to the moving direction of the moving means and reaches the object.
前記物体は、水平姿勢に保持されており、
前記移動手段は、前記物体を水平方向に移動させることを特徴とする判定装置。 In the determination apparatus according to claim 4 or 5,
The object is held in a horizontal position;
The determination means characterized in that the moving means moves the object in a horizontal direction.
前記物体は、絵画であることを特徴とする判定装置。 In the determination apparatus in any one of Claims 1 thru | or 6,
The determination apparatus, wherein the object is a painting.
(a) 前記物体に対して光を照射する照射部と、
(b) 前記照射部から照射されて前記物体で反射された光を検出することにより、前記表面情報を取得する単一の光検出部と、
(c) 前記単一の光検出部によって取得された前記表面情報を画像データとしてを記録する記録部と、
を備え、
前記照射部は、
(a-1) 前記物体に対して可視光領域外の光を照射する第1の光源と、
(a-2) 前記物体に対して光の三原色を含む可視光を照射する第2の光源と、
を有し、
前記光検出部は、
(b-1) 前記第1の光源から照射されて前記物体で正反射された正反射光を受光する正反射光受光部と、
(b-2) 前記第2の光源から照射されて前記物体で拡散反射された拡散光を前記正反射光と略同時に受光する複数の拡散光受光部と、
を有し、
前記表面情報は、
前記第1の光源から照射されて前記物体で反射された反射光に基づく第1の画像データと、
前記第2の光源から照射されて前記物体で反射された拡散光に基づく第2の画像データと、
を含むことを特徴とする表面情報記録装置。 A surface information recording apparatus for recording surface information of a substantially planar object having irregularities on the surface,
(a) an irradiation unit that irradiates light to the object;
(b) a single light detection unit that acquires the surface information by detecting light emitted from the irradiation unit and reflected by the object; and
(c) a recording unit that records the surface information acquired by the single light detection unit as image data;
With
The irradiation unit is
(a-1) a first light source that irradiates the object with light outside a visible light region;
(a-2) a second light source that irradiates the object with visible light including the three primary colors of light;
Have
The light detection unit is
(b-1) a regular reflection light receiving unit that receives regular reflection light irradiated from the first light source and regularly reflected by the object;
(b-2) a plurality of diffused light receiving units that receive diffused light emitted from the second light source and diffusely reflected by the object substantially simultaneously with the specularly reflected light;
Have
The surface information is
First image data based on reflected light emitted from the first light source and reflected by the object;
Second image data based on diffused light emitted from the second light source and reflected by the object;
A surface information recording apparatus comprising:
前記複数の拡散光受光部それぞれは、前記光の三原色の構成要素である赤、青、および緑のうち対応する色の光を受光し、
前記第2の画像データは、前記光の三原色のうち、
赤色光に基づく第1の拡散光画像データと、
青色光に基づく第2の拡散光画像データと、
緑色号に基づく第3の拡散光画像データと、
を含むことを特徴とする表面情報記録装置。 In the surface information recording device according to claim 8,
Each of the plurality of diffused light receiving units receives light of a corresponding color among red, blue, and green, which are components of the three primary colors of the light,
The second image data includes the three primary colors of light.
First diffused light image data based on red light;
Second diffused light image data based on blue light;
Third diffused light image data based on the green number,
A surface information recording apparatus comprising:
(d) 前記複数の拡散光受光部のそれぞれによって検出された検出画像データから、
(d-1) 前記光の三原色のうち赤色光に対応する成分を抽出して第1の拡散光画像データを生成する第1の生成部と、
(d-2) 前記光の三原色のうち青色光に対応する成分を抽出して第2の拡散光画像データを生成する第2の生成部と、
(d-3) 前記光の三原色のうち緑色光に対応する成分を抽出して第3の拡散光画像データを生成する第3の生成部と、
を有する判定部
をさらに備え、
前記記録部に記録される前記表面情報は、第1ないし第3の拡散光画像データを含むことを特徴とする表面情報記録装置。 In the surface information recording device according to claim 8,
(d) From the detected image data detected by each of the plurality of diffused light receiving units,
(d-1) a first generation unit that extracts a component corresponding to red light from the three primary colors of light to generate first diffused light image data;
(d-2) a second generation unit that extracts a component corresponding to blue light from the three primary colors of light to generate second diffused light image data;
(d-3) a third generating unit that extracts a component corresponding to green light from the three primary colors of light to generate third diffused light image data;
Further comprising a determination unit having
The surface information recording apparatus, wherein the surface information recorded in the recording unit includes first to third diffused light image data.
前記物体は、絵画であることを特徴とする表面情報記録装置。 In the surface information recording device according to any one of claims 8 to 10,
The surface information recording apparatus, wherein the object is a picture.
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