JP2008185354A - 色識別装置および色識別方法 - Google Patents

Abstract

【課題】少ないデータ量で、反応面の色を識別可能な色識別装置および色識別方法を提供する。
【解決手段】参照データ記憶部５ａは、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢのいずれか１つと他の２つとの各々の差にて表された参照用色情報と、その反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持する。撮像部４は、保持部１内の色サンプル板１０の反応面１０３を撮像して、その反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する。演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢのいずれか１つと他の２つとの各々の差にて表された色情報を生成し、生成された色情報と複数の参照用色情報とを照合して、生成された色情報に該当する参照用色情報を特定し、その参照用色情報と関連するカテゴリを表示部６に出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、色識別装置および色識別方法に関し、例えば、ガスとの呈色反応にて生じた反応面の色を識別してガスを特定する色識別装置および色識別方法に関する。

従来、毒ガス等のガスと試薬とを化学反応させて試薬の色を変化させるガス検知装置が知られている。例えば、特許文献１（ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報）には、Ｍ２５６キットが記載されている。

このガス検知装置は、互いに異なる種類の試薬を内蔵する複数のアンプルと、そのアンプルが破壊されたときにアンプル中の試薬が流れ込む紙等の複数の反応面と、を含む。

試薬は、反応面に流れ込むと、反応面に接触しているガスと化学反応する。試薬は、その化学反応により色が変わり、その試薬の色の変化に応じて、反応面の色も変わる。

ユーザは、複数の反応面のそれぞれに、異なる試薬を流し込み、各反応面の色の変化に基づいて、ガスの強さを認識する。

また、特許文献１には、ＲＧＢ（赤、緑、青）の色に感度を有する３つのフォトダイオードまたは１つのカラーＣＣＤを用いて、１つの反応面の色に応じた信号を出力する読取装置が記載されている。
ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報

ガスとの呈色反応によって生じる反応面の色の明るさ（明度）は、ガスの濃度に応じて変化する。よって、同じ成分のガスであっても濃度が異なれば、反応面の明度は変化する。

このため、あらかじめ登録しておいた反応面の色のデータと、実際の反応面から読み取られた色のデータとを照合して、実際の反応面の色を特定しようとすると、あらかじめ１種類のガスを濃度別に反応面と呈色反応させた際に生じる色のデータが予め登録される必要があり、データ量が大きくなるという問題が生じてしまう。

本発明の目的は、少ないデータ量で、反応面の色を識別可能な色識別装置および色識別方法を提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明の色識別装置は、特定対象のガスと呈色反応した反応面の色を識別する色識別装置であって、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像のＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された参照用色情報と、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持する参照データ記憶部と、前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像部と、前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された色情報を生成し、当該生成された色情報と、前記複数の参照用色情報を照合して、当該生成された色情報に該当する参照用色情報を特定し、当該特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定する演算部と、前記演算部にて特定された識別情報を出力する出力部と、を含む。

また、本発明の色識別方法は、参照データ記憶部を含む色識別装置が行う色識別方法であって、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像のＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された参照用色情報と、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて前記参照データ記憶部に複数保持する保持ステップと、前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像ステップと、前記生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された色情報を生成する生成ステップと、前記生成された色情報と、前記複数の参照用色情報を照合して、当該生成された色情報に該当する参照用色情報を特定する参照用色情報特定ステップと、前記特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定する識別情報特定ステップと、前記特定された識別情報を出力する出力ステップと、を含む。

上記発明によれば、反応面の色は、反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成された色情報を利用して識別される。この色情報は、ＲＧＢのいずれか１つ信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表される。

反応面のＲＧＢビットマップ画像では、色相が同じ場合に明度が変化すると、ＲＧＢの各信号強度は、明度に応じた分だけオフセット量が変化する。

ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差、すなわち、色情報では、明度の応じたオフセット分が相殺される。このため、この色情報は、明度が変化しても変化せず、色相が変化すると変化する。

反応面の試薬が、同じガスと呈色反応する場合、呈色反応によって生じる色相は同じになるが、同じガスであってもガスの濃度が異なると、呈色反応によって生じる明度は変化する。このため、上記色情報は、ガス濃度の違いによっては変化せず、ガスの種類に応じて変化することになる。

よって、参照用色情報は、ガスの濃度別に参照データ記憶部に保持される必要がなく、少ないデータ量で、反応面の色を識別することが可能になる。

なお、前記演算部は、前記生成された色情報と前記複数の参照用色情報のそれぞれとの誤差を演算し、当該誤差が最も小さい参照用色情報を、前記生成された色情報に最も似ている前記参照用色情報として特定し、当該特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定することが望ましい。

上記発明によれば、少ないデータ量で、多くの反応面の色を識別可能になる。

また、前記演算部は、前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢごとに画素全体の信号強度の平均を算出し、ＲＧＢの各信号強度の平均のいずれか１つと他の２つとのそれぞれの差にて表された前記色情報を生成することが望ましい。

上記発明によれば、例えば、撮像部の個々の撮像素子の特性のばらつきを平均化することができる。このため、反応面の色識別を高精度で行うことが可能になる。

また、前記演算部は、前記参照データ記憶部は、前記参照用色情報として、予め、前記撮像部がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から前記演算部が生成した色情報を保持することが望ましい。

上記発明によれば、参照データ記憶部内の複数の参照用色情報は、撮像部の特性に応じた情報となり、参照データ記憶部内の複数の参照用色情報と撮像部の撮像特性との整合性を容易に取ることが可能になる。

また、前記識別情報は、前記反応面を、当該反応面で化学反応したガスによって識別する情報であることが望ましい。

上記発明によれば、反応面で化学反応したガスの識別情報を出力することが可能になる。このため、反応面で化学反応したガスの特定が容易になる。

本発明によれば、少ないデータ量で、反応面の色を識別することが可能になる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態の色識別装置を示したブロック図である。

図１において、色識別装置１００は、保持部１と、操作部２と、制御部３と、撮像部４と、処理部５と、表示部６とを含む。撮像部４は、発光部４ａと、光学系４ｂと、ＣＣＤ４ｃと、ＣＣＤ駆動部４ｄと、ＣＣＤ信号処理部４ｅとを含む。処理部５は、参照データ記憶部５ａと、メモリ５ｂと、バスライン５ｃと、演算部５ｄとを含む。

保持部１には、色サンプル板１０が所定の位置に搭載される。

色サンプル板１０には、反応面１０３が設けられている。反応面１０３は、色サンプル板１０の予め定められた位置に設けられている。

図２は、色サンプル板１０の一例を示した斜視図である。

図２において、色サンプル板１０は、複数種類の試薬１０１と、互いに異なる種類の試薬１０１を内蔵する複数のアンプル１０２と、アンプル１０２が破壊されたときにそのアンプル中の試薬１０１が流れ込む紙等の複数の媒体１０３とを含む。なお、各媒体１０３が反応面１０３となる。

試薬１０１は、媒体１０３に流れ込むと、媒体１０３に接触しているガス（例えば、特定対象のガス）と呈色反応する。なお、色サンプル板１０は、例えば、特許文献１に記載のＭ２５６キットである。

図１に戻って、色識別装置１００は、呈色反応した反応面１０３の色に基づいて、特定対象のガスを特定する。

操作部２は、ユーザにて操作可能な操作開始ボタン（不図示）を有する。操作部２は、操作開始ボタンが操作された場合、発光指示を制御部３に提供する。

制御部３は、操作部２からの発光指示に応じて、撮像部４および処理部５の動作を制御する。具体的には、制御部３は、発光指示を受け付けた場合、発光部４ａを発光させ、ＣＣＤ駆動部４ｄに駆動信号を提供し、処理部５を動作させる。

撮像部４は、制御部３からの指示に基づいて、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３を撮像して、その反応面のＲＧＢビットマップ画像（以下、「ＲＧＢビットマップデータ」と称する。）を生成する。なお、Ｒは赤を表し、Ｇは緑を表し、Ｂは青を表す。

発光部４ａは、制御部３にて制御され、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３に光を照射する。発光部４ａは、例えば、ハロゲンランプまたはＬＥＤである。なお、発光部４ａは、ハロゲンランプまたはＬＥＤに限らず適宜変更可能である。

反応面１０３は、発光部４ａから照射された光を反射する。反応面１０３が特定対象のガスと呈色反応した場合、反応面１０３にて反射された光は、その呈色反応にて生成された色を示す。

なお、保持部１は、発光部４ａから発光された照射光と異なる光が色サンプル板１０に照射されることを防止する。

光学系４ｂは、例えば、レンズであり、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３の像をＣＣＤ４ｃ上に形成する。

ＣＣＤ４ｃは、カラー撮像素子の一例である。なお、カラー撮像素子は、ＣＣＤに限らず適宜変更可能であり、例えば、ＣＭＯＳセンサでもよい。

ＣＣＤ駆動部４ｄは、制御部３からの駆動信号に基づいてＣＣＤ４ｃを動作させて、ＣＣＤ４ｃ上に形成された反応面１０３の像をカラーで撮像する。ＣＣＤ４ｃは、その撮像された反応面１０３の像を表すアナログカラー映像信号を、ＣＣＤ信号処理部４ｅに提供する。

ＣＣＤ信号処理部４ｅは、ＣＣＤ４ｃからのアナログカラー映像信号をデジタル信号（ＲＧＢビットマップデータ）に変換し、そのＲＧＢビットマップデータを処理部５に提供する。

なお、ＲＧＢビットマップデータでは、１つのビット（画素）が、Ｒ、ＧおよびＢの信号からなり、Ｒ、ＧおよびＢの信号は、信号強度が０〜２５５のいずれかの値をとる。なお、Ｒ、ＧおよびＢの各信号強度のレンジは、０〜２５５に限らず適宜変更可能である。

処理部５は、ＣＣＤ信号処理部４ｅからのＲＧＢビットマップデータを処理して反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する。

参照データ記憶部５ａは、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像のＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された参照用色情報と、その反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持する。

メモリ５ｂは、演算部５ｄの作業メモリとして使用される。

演算部５ｄは、例えば、プログラムを実行することによって動作する。また、演算部５ｄは、バスライン５ｃを介して参照データ記憶部５ａおよびメモリ５ｂと接続する。

演算部５ｄは、撮像部４にて生成されたＲＧＢビットマップデータから、ＲＧＢの各信号強度のいずれか１つと他の２つとの各々の差にて表された色情報を生成する。

例えば、演算部５ｄは、撮像部４にて生成されたＲＧＢビットマップデータから、ＲＧＢごとに画素全体の信号強度の平均を算出し、ＲＧＢの各信号強度の平均のいずれか１つと他の２つとのそれぞれの差にて表された色情報を生成する。

演算部５ｄは、その生成された色情報と、参照データ記憶部５ａ内の複数の参照用色情報を照合して、その生成された色情報に該当する参照用色情報を特定する。例えば、演算部５ｄは、その生成された色情報に最も似ている参照用色情報を特定する。

演算部５ｄは、その特定された参照用色情報と関連づけられている識別情報を特定し、その識別情報を表示部６に出力する。

表示部６は、出力部の一例であり、演算部５ｄにて特定された識別情報を表示する。出力部は、表示部に限らず適宜変更可能であり、例えば、演算部５ｄにて特定された識別情報を音声報知する音声出力部でもよい。

なお、参照データ記憶部５ａに保持される参照用色情報は、予め、撮像部４がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップデータから演算部５ｄが生成した色情報であることが望ましい。

しかしながら、参照データ記憶部５ａ内の参照用色情報は、演算部５ｄが生成した色情報に限るものでない。

次に、演算部５ｄが行う色識別の原理を説明する。

図３（ａ）は、ＲＧＢビットマップデータから得られたＲ、ＧおよびＢの信号強度（輝度値）を表したグラフである。

具体的には、図３（ａ）には、３つのＲＧＢビットマップデータのそれぞれから得られた３つの参照データＤ（１）〜Ｄ（３）におけるＲ、ＧおよびＢの輝度値と、１つのＲＧＢビットマップデータから得られた測定データＤ（ｒ）におけるＲ、ＧおよびＢの輝度値が表示されている。

なお、参照データＤ（１）で示される色と参照データＤ（２）で示される色は、異なる色相を表す。また、参照データＤ（２）で示される色と参照データＤ（３）で示される色は、同じ色相を表すが明度が異なる。

図３（ａ）に示した参照データＤ（２）および参照データＤ（３）を参照すると、ＲＧＢビットマップデータでは、色相が同じで明度が異なる場合、ＲＧＢの各信号強度は、明度に応じた分だけオフセット量が異なる。

このため、ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差（例えば、Ｇ−ＲとＢ−Ｇ）では、明度の応じたオフセット分が相殺される。よって、この色情報は、明度が変化しても変化せず、色相が変化すると変化する。

反応面の試薬が、同じガスと呈色反応する場合、呈色反応によって生じる色相は同じになるが、同じガスであってもガスの濃度が異なると、呈色反応によって生じる明度は異なる。このため、上記色情報は、ガスの濃度の違いにかかわらず、ガスの種類に応じて変化することになる。

そのため、上記色情報に基づく分類では、参照データＤ（１）と参照データＤ（２）は、異なるカテゴリに分類されるが、参照データＤ（２）と参照データ（３）は、同類のカテゴリになる。

図４は、参照データＤ（１）の詳細を示した説明図であり、図５は、参照データＤ（２）の詳細を示した説明図であり、図６は、参照データＤ（３）の詳細を示した説明図であり、図７は、測定データＤ（ｒ）の詳細を示した説明図である。

図４に示した参照データＤ（１）では、ＲＧＢビットマップデータの各画素の座標値（ｘ、ｙ）（図８参照）における各Ｒ、Ｇ、Ｂの信号強度と、画素全体のＲＧＢごとの信号強度の平均値と、色情報Δｒｇ（１）およびΔｇｂ（１）とが示されている。

なお、色情報Δｒｇ（１）＝（Ｇの信号強度の平均値）−（Ｒの信号強度の平均値）であり、色情報Δｇｂ（１）＝（Ｂの信号強度の平均値）−（Ｇの信号強度の平均値）である。また、各画素の座標値は、上記に限らず適宜変更可能である。

図５に示した参照データＤ（２）では、ＲＧＢビットマップデータの各画素の座標値（ｘ、ｙ）における各Ｒ、Ｇ、Ｂの信号強度と、画素全体のＲＧＢごとの信号強度の平均値と、色情報Δｒｇ（２）およびΔｇｂ（２）とが示されている。

なお、色情報Δｒｇ（２）＝（Ｇの信号強度の平均値）−（Ｒの信号強度の平均値）であり、色情報Δｇｂ（２）＝（Ｂの信号強度の平均値）−（Ｇの信号強度の平均値）である。また、各画素の座標値は、上記に限らず適宜変更可能である。

図６に示した参照データＤ（３）では、ＲＧＢビットマップデータの各画素の座標値（ｘ、ｙ）における各Ｒ、Ｇ、Ｂの信号強度と、画素全体のＲＧＢごとの信号強度の平均値と、色情報Δｒｇ（３）およびΔｇｂ（３）とが示されている。

なお、色情報Δｒｇ（３）＝（Ｇの信号強度の平均値）−（Ｒの信号強度の平均値）であり、色情報Δｇｂ（３）＝（Ｂの信号強度の平均値）−（Ｇの信号強度の平均値）である。また、各画素の座標値は、上記に限らず適宜変更可能である。

図７に示した測定データＤ（ｒ）では、ＲＧＢビットマップデータの各画素の座標値（ｘ、ｙ）における各Ｒ、Ｇ、Ｂの信号強度と、画素全体のＲＧＢごとの信号強度の平均値と、色情報Δｒｇ（ｒ）およびΔｇｂ（ｒ）とが示されている。

なお、色情報Δｒｇ（ｒ）＝（Ｇの信号強度の平均値）−（Ｒの信号強度の平均値）であり、色情報Δｇｂ（ｒ）＝（Ｂの信号強度の平均値）−（Ｇの信号強度の平均値）である。また、各画素の座標値は、上記に限らず適宜変更可能である。

色情報（ΔｒｇおよびΔｇｂ）は、ＲＧＢのいずれか１つ（Ｇ）と他の２つ（Ｒ、Ｂ）との各々の信号強度の差を表す。なお、色情報は、ＲとＧの信号強度の差およびＧとＢの信号強度の差の組に限らず、ＧとＢの信号強度の差およびＢとＲの信号強度の差の組でもよく、ＢとＲの信号強度の差およびＲとＧの信号強度の差の組でもよい。

演算部５ｄは、測定データＤ（ｒ）の色情報と、最も一致する色情報を有する参照データを求めることにより、測定データＤ（ｒ）にて表された色を同定できる。

また、色相が同一で明度が異なる場合、色情報（ΔｒｇおよびΔｇｂ）は同じになるため、参照データ記憶部５ａに保持される参照用色情報は、ガスの濃度別に参照データ記憶部５ａ内に保持される必要がなく、少ないデータ量で、反応面の色を識別することが可能になる。

次に、動作を説明する。

本実施形態の色識別装置１００は、まず、参照データ記憶部５ａに、参照用色情報と識別情報とを格納し、その後、撮像部４が生成した反応面１０３のＲＧＢビットマップデータと、参照データ記憶部５ａ内の参照用色情報と、に基づいて、反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する。

図９は、色識別装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。

まず、図９を参照して、参照データ記憶部５ａにデータを保持する動作を説明する。

予め特定されているガスと呈色反応した反応面１０３を有する色サンプル板１０が、保持部１内の所定の位置に挿入される。

続いて、操作部２にある参照データ保持ボタン（不図示）が操作されて参照データ保持モードが設定される（ステップ９０１）。

参照データ保持モード下で、操作部２にある操作開始ボタンが、ユーザによって操作されると（ステップ９０２）、操作部２は、発光指示を制御部３に提供する。

制御部３は、発光指示を受け付けると、発光部４ａを発光させるとともに、ＣＣＤ駆動部４ｄに駆動信号を提供し、処理部５を動作させる。

反応面１０３は、発光部４ａから照射された光を反射し、光学系４ｂは、反応面１０３の像をＣＣＤ４ｃ上に形成し、ＣＣＤ駆動部４ｄは、制御部３からの駆動信号に基づいてＣＣＤ４ｃを動作させて、ＣＣＤ４ｃ上に形成された反応面１０３の像を撮像する。

ＣＣＤ４ｃは、その撮像された反応面１０３の像を表すアナログカラー映像信号を、ＣＣＤ信号処理部４ｅに提供し、ＣＣＤ信号処理部４ｅは、そのアナログカラー映像信号をＲＧＢビットマップデータに変換し、そのＲＧＢビットマップデータを演算部５ｄに提供する。

演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータ（参照用データ）を取得する（ステップ９０３）。

続いて、演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータを、Ｒ、Ｇ、Ｂ各領域の信号強度データに分割し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各領域の信号強度データを、バスライン５ｃを経由してメモリ５ｂに保持する（ステップ９０４）。

続いて、演算部５ｄは、各画素のＲ領域における信号強度を求め、その後、Ｒ領域の信号強度の平均を算出する（ステップ９０５）。

続いて、演算部５ｄは、各画素のＧ領域における信号強度を求め、その後、Ｇ領域の信号強度の平均を算出する（ステップ９０６）。

続いて、演算部５ｄは、各画素のＢ領域における信号強度を求め、その後、Ｂ領域の信号強度の平均を算出する（ステップ９０７）。

続いて、演算部５ｄは、参照用色情報（Δｒｇ（ｉ）、Δｇｂ（ｉ））を算出する。具体的には、演算部５ｄは、ステップ９０６で算出されたＧ領域の信号強度の平均からステップ９０５で算出されたＲ領域の信号強度の平均を差し引いてΔｒｇ（ｉ）を算出し、ステップ９０７で算出されたＢ領域の信号強度の平均からステップ９０６で算出されたＧ領域の信号強度の平均を差し引いてΔｇｂ（ｉ）を算出する（ステップ９０８）。

続いて、演算部５ｄは、データの名称などのカテゴリ（識別情報）を入力する旨のメッセージを表示部６に表示する。ユーザが、そのメッセージに応じて操作部２を操作してカテゴリを入力すると、そのカテゴリは、操作部２から制御部３に提供され、制御部３から演算部５ｄに提供される。

なお、このカテゴリは、最終的に識別したデータを表示部６に表示する際に名称として使用される。

演算部５ｄは、カテゴリを受け付けると、そのカテゴリを、各Ｒ、Ｇ、Ｂにおける信号強度と、ステップ９０８で算出した参照用色情報（Δｒｇ（ｉ）、Δｇｂ（ｉ））と関連づけて一塊にして、バスライン５ｃを経由して参照データ記憶部５ａに保存する（ステップ９０９）。なお、参照データ記憶部５ａ内のデータは、例えば、図４に示したような構成をとる。

以降、ユーザが、保持部１内の色サンプル板１０を、反応面１０３で化学反応したガスの成分が異なるものに変えながら、上記動作が繰り返えされる（ステップ９１０）。

次に、図９を参照して、演算部５ｄが、撮像部４にて生成された反応面１０３のＲＧＢビットマップデータと、参照データ記憶部５ａ内の参照用色情報と、に基づいて、反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する動作を説明する。

特定対象のガスと呈色反応した反応面１０３を有する色サンプル板１０が、保持部１内の所定の位置に挿入される。

続いて、操作部２にある参照データ保持ボタン（不図示）が操作されて参照データ保持モードが解除される（ステップ９０１）。

参照データ保持モードが解除された状況で、操作部２にある操作開始ボタンが操作されると（ステップ９０２）、発光部４ａは発光し、ＣＣＤ４ｃは、反応面１０３の像を撮像し、その像を表すアナログカラー映像信号をＣＣＤ信号処理部４ｅに提供し、ＣＣＤ信号処理部４ｅは、そのアナログカラー映像信号をＲＧＢビットマップデータに変換して演算部５ｄに提供する。

演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータ（測定用データ）を取得する（ステップ９１１）。

以降、演算部５ｄは、ステップ９１２からステップ９１５を実行する。ステップ９１２は、ステップ９０４と同一の処理であり、ステップ９１３はステップ９０５と、ステップ９１４はステップ９０６と、ステップ９１５はステップ９０７と同一の処理である。

続いて、演算部５ｄは、測定用データの色情報（Δｒｇ（ｒ）、Δｇｂ（ｒ））を算出する。具体的には、演算部５ｄは、ステップ９１４で算出したＧ領域の信号強度の平均からステップ９１３で算出したＲ領域の信号強度の平均を差し引いてΔｒｇ（ｒ）を算出し、ステップ９１５で算出したＢ領域の信号強度の平均からステップ９１４で算出したＧ領域の信号強度の平均を差し引いてΔｇｂ（ｒ）を算出する（ステップ９１６）。

続いて、演算部５ｄは、変数ｉを１に設定し、演算の際の初期値を０（ＥＲＲ（０）＝０、ＥＲＲ_min＝０）に設定する（ステップ９１７）。

続いて、演算部５ｄは、変数ｉに対応する参照データＤ（ｉ）を参照データ記憶部５ａから読み出し、その参照データＤ（ｉ）を、バスライン５ｃを経由してメモリ５ｂに保持する（ステップ９１８）。

続いて、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、図１０に示す演算を行い、測定用データの色情報と、参照データＤ（ｉ）の参照用色情報と、の誤差ＥＲＲ（ｉ）を算出する（ステップ９１９）。なお、色情報と参照用色情報とが似ているほど、誤差ＥＲＲ（ｉ）は小さくなる。

続いて、演算部５ｄは、ｉ＝１であるか判断し（ステップ９２０）、ｉ＝１であると、ＥＲＲ_min＝ＥＲＲ（ｉ）とし、Ｄmatch＝ｉとする（ステップ９２１）。

一方、ｉ＝１でないと、演算部５ｄは、ＥＲＲ_minがＥＲＲ（ｉ）より大きいか判断する（ステップ９２２）。

ＥＲＲ_minがＥＲＲ（ｉ）より大きい場合、演算部５ｄは、ステップ９２１を実行する。

続いて、演算部５ｄは、ｉ＝ｎであるか判断する（ステップ９２３）。なお、ｎは、参照データ記憶部５ａ内の参照用色情報の数を示す。

ｉ＝ｎでないと、演算部５ｄは、変数ｉに１を加算し（ステップ９２４）、ステップ９１８の処理を実行する。

なお、ステップ９２２で、ＥＲＲ_minがＥＲＲ（ｉ）より大きくない場合、演算部５ｄは、ステップ９２４を実行する。

また、ステップ９２３で、ｉ＝ｎである場合、演算部５ｄは、保持部１内の反応面１０３に該当するデータとして、Ｄmatchに示されたｉに対応するカテゴリを表示部６に表示する（ステップ９２５）。

図１１は、図７に示した測定用データＤ（ｒ）の色情報（Δｒｇ（ｒ）、Δｇｂ（ｒ））と図４に示した参照データＤ（ｉ＝１）の色情報（Δｒｇ（１）、Δｇｂ（１））との誤差ＥＲＲ（１）と、図７に示した測定用データＤ（ｒ）の色情報（Δｒｇ（ｒ）、Δｇｂ（ｒ））と図５に示した参照データＤ（ｉ＝２）の色情報（Δｒｇ（２）、Δｇｂ（２））との誤差ＥＲＲ（２）とを示した説明図である。

図１１を参照すると、誤差ＥＲＲ（１）＝８３、誤差ＥＲＲ（２）＝２であるため、演算部５ｄは、測定用データＤ（ｒ）の色情報は、参照データＤ（２）の参照用色情報に最も似ており、参照データＤ（２）の参照用色情報に該当すると、判定する。

本実施形態によれば、演算部５ｄは、撮像部４からのＲＧＢビットマップデータから生成された色情報と、複数の参照用色情報とを照合して、その生成された色情報に該当する参照用色情報を特定し、その特定された参照用色情報と関連づけられているカテゴリを特定する。この色情報は、ＲＧＢのいずれか１つと他の２つとの各々の信号強度の差にて表される。

反応面１０３のＲＧＢビットマップデータでは、色相が同じ場合に明度が変化すると、ＲＧＢの各信号強度は、明度に応じた分だけオフセット量が変化する。

ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差、すなわち、上記色情報では、明度の応じたオフセット分が相殺される。このため、この色情報は、明度が変化しても変化せず、色相が変化すると変化する。

反応面１０３の試薬が、同じガスと呈色反応する場合、呈色反応によって生じる色相は同じになるが、同じガスであってもガスの濃度が異なると、呈色反応によって生じる明度は異なる。このため、上記色情報は、ガス濃度の違いによっては変化せず、ガスの種類に応じて変化することになる。

よって、参照用色情報は、ガスの濃度別に参照データ記憶部５ａに保持される必要がなく、演算部５ｄは、少ないデータ量で、反応面の色を識別することが可能になる。

また、本実施形態では、演算部５ｄは、生成された色情報と複数の参照用色情報のそれぞれとの誤差を演算し、その誤差が最も小さい参照用色情報を、生成された色情報に最も似ている参照用色情報として特定し、その特定された参照用色情報と関連づけられているカテゴリを特定する。

この場合、少ないデータ量で、多くの反応面の色を識別可能になる。

また、本実施形態では、演算部５ｄは、撮像部４にて生成されたＲＧＢビットマップデータから、画素全体のＲＧＢごとの信号強度の平均を算出し、ＲＧＢの各信号強度の平均のいずれか１つと他の２つとの各々の差にて表された色情報を生成する。

この場合、例えば、ＣＣＤ４ｃの個々の撮像素子の特性のばらつきを平均化することができる。このため、反応面１０３の色識別を高精度で行うことが可能になる。

また、本実施形態では、参照データ記憶部５ａは、参照用色情報として、予め、撮像部４がガスと呈色反応した反応面１０３を撮像した際のＲＧＢビットマップデータから演算部５ｄが生成した色情報を保持する。

この場合、参照データ記憶部５ａ内の複数の参照用色情報は、撮像部４の特性に応じた情報となり、参照データ記憶部５ａ内の複数の参照用色情報と撮像部４の撮像特性との整合性を容易に取ることが可能になる。

また、参照データ記憶部５ａ内のカテゴリは、反応面を、その反応面で化学反応したガスによって識別する情報（例えば、ガスの名称等のガス識別情報）であってもよい。

この場合、反応面１０３で化学反応したガスの識別情報を出力することが可能になる。このため、反応面で化学反応したガスの特定が容易になる。

以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。

本発明の一実施形態の色識別装置を示したブロック図である。 色サンプル板１０の一例を示した斜視図である。 演算部５ｄが行う色識別の原理を説明するための説明図である。 参照データＤ（１）の詳細を示した説明図である。 参照データＤ（２）の詳細を示した説明図である。 参照データＤ（３）の詳細を示した説明図である。 測定データＤ（ｒ）の詳細を示した説明図である。 ＲＧＢビットマップデータの各画素の座標値を説明するための説明図である。 色識別装置１００の動作を説明するためのフローチャートである。 誤差ＥＲＲを演算するために用いる式を示した説明図である。 誤差ＥＲＲの演算結果の一例を示した説明図である。

符号の説明

１００ 色識別装置
１ 保持部
２ 操作部
３ 制御部
４ 撮像部
４ａ 発光部
４ｂ 光学系
４ｃ ＣＣＤ
４ｄ ＣＣＤ駆動部
４ｅ ＣＣＤ信号処理部
５ 処理部
５ａ 参照データ記憶部
５ｂ メモリ
５ｃ バスライン
５ｄ 演算部
６ 表示部
１０ 色サンプル板
１０３ 反応面

Claims (10)

1. 特定対象のガスと呈色反応した反応面の色を識別する色識別装置であって、
   ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像のＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された参照用色情報と、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持する参照データ記憶部と、
   前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像部と、
   前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された色情報を生成し、当該生成された色情報と、前記複数の参照用色情報を照合して、当該生成された色情報に該当する参照用色情報を特定し、当該特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定する演算部と、
   前記演算部にて特定された識別情報を出力する出力部と、を含む色識別装置。
2. 請求項１に記載の色識別装置において、
   前記演算部は、前記生成された色情報と前記複数の参照用色情報のそれぞれとの誤差を演算し、当該誤差が最も小さい参照用色情報を、前記生成された色情報に最も似ている前記参照用色情報として特定し、当該特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定する、色識別装置。
3. 請求項１または２に記載の色識別装置において、
   前記演算部は、前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢごとに画素全体の信号強度の平均を算出し、ＲＧＢの各信号強度の平均のいずれか１つと他の２つとのそれぞれの差にて表された前記色情報を生成する、色識別装置。
4. 請求項１ないし３のいずれか１項に記載の色識別装置において、
   前記参照データ記憶部は、前記参照用色情報として、予め、前記撮像部がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から前記演算部が生成した色情報を保持する、色識別装置。
5. 請求項１ないし４のいずれか１項に記載の色識別装置において、
   前記識別情報は、前記反応面を、当該反応面で化学反応したガスによって識別する情報である、色識別装置。
6. 参照データ記憶部を含む色識別装置が行う色識別方法であって、
   ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像のＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された参照用色情報と、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて前記参照データ記憶部に複数保持する保持ステップと、
   前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像ステップと、
   前記生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢのいずれか１つの信号強度と他の２つの信号強度とのそれぞれの差にて表された色情報を生成する生成ステップと、
   前記生成された色情報と、前記複数の参照用色情報を照合して、当該生成された色情報に該当する参照用色情報を特定する参照用色情報特定ステップと、
   前記特定された参照用色情報と関連づけられている前記識別情報を特定する識別情報特定ステップと、
   前記特定された識別情報を出力する出力ステップと、を含む色識別方法。
7. 請求項６に記載の色識別方法において、
   前記参照用色情報特定ステップでは、前記生成された色情報と前記複数の参照用色情報のそれぞれとの誤差を演算し、当該誤差が最も小さい参照用色情報を、前記生成された色情報に最も似ている前記参照用色情報として特定する、色識別方法。
8. 請求項６または７に記載の色識別方法において、
   前記生成ステップでは、前記生成されたＲＧＢビットマップ画像から、ＲＧＢごとに画素全体の信号強度の平均を算出し、ＲＧＢの各信号強度の平均のいずれか１つと他の２つとのそれぞれの差にて表された前記色情報を生成する、色識別方法。
9. 請求項６ないし８のいずれか１項に記載の色識別方法において、
   前記保持ステップでは、前記参照用色情報として、予め、前記色識別装置が生成した色情報を保持する、色識別方法。
10. 請求項６ないし９のいずれか１項に記載の色識別方法において、
    前記識別情報は、前記反応面を、当該反応面で化学反応したガスによって識別する情報である、色識別方法。

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