JP2015184184A - 表面質感評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】人間が用いる感性評価手法を利用して、対象物の表面の質感を的確に評価することができる表面質感評価装置を提供する。【解決手段】表面質感評価装置１０は、対象物１１の表面１１ａに光を照射する光源用ディスプレイ４と、対象物１１を保持し、この対象物１１を揺動させる揺動機構５と、光源用ディスプレイ４によって光が照射され、且つ揺動機構５によって揺動されている対象物１１の表面１１ａを撮影するカメラ６と、カメラ６によって所定時間撮影された画像を画像処理することにより、輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成するＰＣ７の生成手段７ａと、生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンと、所定の対象物を用いて予め生成された基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、対象物１１の表面１１ａの質感を評価するＰＣ７の評価手段７ｂと、を有する。【選択図】図８

Description

本発明は、表面質感評価装置に係わり、特に、対象物の表面の質感を評価する表面質感評価装置に関する。

この種の技術が、例えば特許文献１及び２に開示されている。特許文献１には、メタリック塗膜での反射光の測色を行い、線形結合式によって表現される２つの主成分を得て、これら２つの主成分をそれぞれ輝度感及び白味感に対応させてメタリック感を評価する評価手法が開示されている。また、特許文献２には、物体表面の光反射強度分布に基づいて、視感に基づく光沢感を分類及び等級分けする手法が開示されている。

特開２００４−２８６６７２号公報 特公平２−１９４２０号公報

ところで、一般人にとっては判別することが難しいが、当業者には判別することができる特定の対象物がある。例えば、漆製品は、あまり馴染みのない一般人には、漆製品を模した製品と判別することが困難であるが、漆製品の当業者（製造者や専門家など）は、漆製品と漆製品を模した製品とを適切に判別することができる。したがって、そのような当業者が実際に用いる感性評価手法を、対象物の表面の質感を評価する装置に適用すれば、より的確な評価を行うことができると考えられる。なお、従来技術では、人間の感性評価手法を利用して対象物の評価を行っていない。

本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、人間が用いる感性評価手法を利用して、対象物の表面の質感を的確に評価することができる表面質感評価装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明は、対象物の表面の質感を評価する表面質感評価装置であって、対象物の表面に光を照射する照明手段と、対象物を保持し、この対象物を揺動させるように動作する揺動手段と、照明手段によって光が照射され、且つ揺動手段によって揺動されている対象物の表面を撮影する撮影手段と、撮影手段によって所定時間撮影された画像を画像処理することにより、輝度成分の頻度分布の時間変化を示す輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する生成手段と、生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンと、所定の対象物を用いて予め生成された、基準となる輝度成分の頻度分布の時間変化を示す基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する評価手段と、を有することを特徴とする。
このように構成された本発明においては、揺動手段によって揺動（言い換えると回動）されている対象物の表面を所定時間撮影した画像を画像処理して輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成し、この輝度ヒストグラム時間変化パターンと、所定の対象物（例えば評価の対象となっている対象物が模擬しようとしている物）を用いて予め生成された基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する。そのため、人間が用いる評価手法を模擬した評価を行うことができる、つまり人間の感性評価に近い評価を行うことができる。よって、対象物の表面の質感を的確に評価することができる。

本発明において、好ましくは、評価手段は、生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、頻度が最大となる輝度のばらつき度合いを示す値を求め、このばらつき度合いを示す値と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度のばらつき度合いを示す値とを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する。
このように構成された本発明においては、頻度が最大となる輝度のばらつき度合いに基づいて対象物の表面の質感を評価するので、例えば対象物の表面における「仕上がり感」を評価することができる。

本発明において、好ましくは、評価手段は、生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、輝度値が所定値以上である高輝度成分値のばらつき度合いを示す値を求め、このばらつき度合いを示す値と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて輝度値が所定値以上である高輝度成分値のばらつき度合いを示す値とを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する。
このように構成された本発明においては、高輝度成分値のばらつき度合いに基づいて対象物の表面の質感を評価するので、例えば、黒の蝋色漆を模した対象物について、この対象物の表面における「漆黒感」を評価することができる。

本発明において、好ましくは、評価手段は、生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、頻度が最大となる輝度の平均値を求め、この平均値と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度の平均値とを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する。
このように構成された本発明においては、頻度が最大となる輝度の平均値に基づいて対象物の表面の質感を評価するので、例えば対象物の表面における「艶感」を評価することができる。

本発明の表面質感評価装置によれば、人間が用いる感性評価手法を利用して、対象物の表面の質感を的確に評価することができる。

黒の蝋色漆に対する人間の認知メカニズム及び質感発現メカニズムを解明するために行った実験を説明するための説明図である。 本実験により生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンの具体例であり、図２（Ａ）は、黒の蝋色漆が施された対象物を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示し、図２（Ｂ）は、ＰＣで作られた対象物を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示し、図２（Ｃ）は、ＰＴＴで作られた対象物を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示す。 黒の蝋色漆が施された対象物、ＰＣで作られた対象物及びＰＴＴで作られた対象物について生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンから求められた物理量であり、具体的には、図３（Ａ）は、頻度が最大となる輝度の平均値を示し、図３（Ｂ）は、頻度が最大となる輝度の標準偏差を示し、図３（Ｃ）は。高輝度成分値の標準偏差を示す。 本発明の実施形態による表面質感評価装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態による表面質感評価装置の具体的な動作を説明するための模式図である。 本発明の実施形態による評価時に光源用ディスプレイによって表示させる表示パターン例を示す模式図である。 本発明の実施形態による輝度ヒストグラム時間変化パターンの生成方法を説明するための説明図であり、具体的には、図７（Ａ）は、メッシュ状に分割した画像を示し、図７（Ｂ）は、１フレーム分の画像の輝度の頻度分布を示し、図７（Ｃ）は、複数フレーム分の画像の輝度の頻度分布から生成される輝度ヒストグラム時間変化パターンを示す。 本発明の実施形態による表面質感評価処理を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施形態による表面質感評価装置を説明する。以下では、本発明の実施形態による表面質感評価装置を、黒の蝋色漆が施された対象物及び黒の蝋色漆を模した対象物に適用した例を説明する。

最初に、本発明の実施形態による表面質感評価装置を説明する前に、図１乃至図３を参照して、本発明の発明者らが発見した、黒の蝋色漆に対する人間の認知メカニズム及び質感発現メカニズムについて説明する。

図１は、黒の蝋色漆に対する人間の認知メカニズム及び質感発現メカニズムを解明するために行った実験を説明するための図である。
図１に示すように、本実験では、黒の蝋色漆が塗られた板と、黒の蝋色漆を模すようにＰＣ（ポリカーボネート）やＰＴＴ（ポリトリメチレンテレフタレート）などで作られた板とを含む複数の対象物１を、漆の専門家に評価してもらった。本実験では、専門家の視線方向をカメラ２で撮影した。その他にも、図１には図示していなが、専門家の視線軌跡を計測する装置や、専門家の音声を録音する装置や、各種装置とデータの授受を行い所定の処理を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）などを用いた。また、本実験は、蛍光灯の光と曇天時の自然光とが照らされた環境下で行われた。

このような実験を行ったところ、専門家は、対象物１をわずかな角度だけ揺動させながら観察して、各対象物１を評価した。専門家は、黒の蝋色漆の対象物１に対しては、それが黒の蝋色漆が施されたものであると判別し、「鏡面仕上げ感がある」、「艶が上がる」、「漆独特の風合いがある」といった肯定的なコメントを用いて評価した。他方で、専門家は、ＰＣの対象物１に対しては、それが黒の蝋色漆が施されたものでないと判別し、「黒の蝋色漆に近い」といった肯定的なコメントを用いると共に、「白け感がある」といった否定的なコメントを用いて評価した。また、専門家は、ＰＴＴの対象物１に対しては、それが黒の蝋色漆が施されたものでないと判別し、「塗料のような顔料感がある」、「表面が荒れている」といった否定的なコメントを用いて評価した。
なお、「艶が上がる」とは、漆独特の黒の艶があることを意味する。また、「白け感」は、漆独特の艶やかな黒色（漆黒）からかけ離れた感じであり、プラスチック感と同義である。この「漆黒」は、黒漆塗りの漆器のように艶やかな黒色を指し、無彩色でありながら、光の反射による微妙な彩りを否定しないものである。また、「顔料感」は、内部の塗料などの存在が感じられることを意味し、突き当たり感と同義である。

本発明の発明者らは、専門家が用いた「鏡面仕上げ感」及び「顔料感」を「仕上がり感」の程度として定義した。具体的には、本発明の発明者らは、漆に近い対象物１からは「仕上がり感」として「鏡面仕上げ感」が得られ、漆から遠い対象物１からは「仕上がり感」として「顔料感」が得られものと考えた。また、本発明の発明者らは、専門家が用いた「艶が上がる」感じを「艶感」の程度として定義し、漆に近い対象物１では「艶が上がる」感じが得られ、漆から遠い対象物１では「艶が下がる」感じが得られるものと考えた。更に、本発明の発明者らは、専門家が用いた「漆独特の風合い」及び「白け感」を「漆黒感」の程度として定義した。具体的には、本発明の発明者らは、漆に近い対象物１からは「漆黒感」として「漆独特の風合い」が得られ、漆から遠い対象物１からは「漆黒感」として「白け感」が得られものと考えた。
このように、本発明の発明者らは、「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」を定義して、これらを対象物１を評価するための指標として用いることとした。

そして、本発明の発明者らは、「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」に対応する、光学的特性により表される物理量の決定を試みた。具体的には、本発明の発明者らは、専門家の視線方向を撮影するカメラ２によって所定時間撮影された画像を画像処理することにより、輝度成分の頻度分布の時間変化を示す輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成し、この輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」に対応する物理量の決定を試みた。
なお、輝度ヒストグラム時間変化パターンは、カメラ２によって所定時間撮影された複数フレームの画像の各々について、専門家の焦点近傍の範囲内の画像をグレースケール化（輝度成分化）し、黒を主成分とする範囲（０〜１００）の間の輝度成分についての頻度分布を求めることで生成された。また、専門家がじっくり対象物１を観察している時間帯について求められた輝度成分の頻度分布を、輝度ヒストグラム時間変化パターンに用いた。

図２は、上記のようにして生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンの一例を示す。
図２（Ａ）は、黒の蝋色漆が施された対象物１を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示し、図２（Ｂ）は、ＰＣで作られた対象物１を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示し、図２（Ｃ）は、ＰＴＴで作られた対象物１を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンを示している。
なお、ここでは、黒の蝋色漆の対象物１についての輝度ヒストグラム時間変化パターンと比較的大きな差が生じた、ＰＣ及びＰＴＴの対象物１についての輝度ヒストグラム時間変化パターンを例として挙げている。実験では、ＰＣ及びＰＴＴの対象物１以外にも、黒の蝋色漆を模した種々の対象物１を用いたものとする。
符号Ａ１に示すように、黒の蝋色漆の対象物１と、それ以外の対象物１とでは、頻度が最大となる輝度の大きさやばらつきに関して差があることがわかる。また、符号Ａ２に示すように、黒の蝋色漆の対象物１と、それ以外の対象物１とでは、高輝度成分値（典型的にはスパイク状の波形を有する）に関して差があることがわかる。
したがって、本発明の発明者らは、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差が、「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」を示す物理量に相当するものと考えた。具体的には、本発明の発明者らは、頻度が最大となる輝度の平均値を「艶感」を表す物理量として考え、頻度が最大となる輝度の標準偏差を「仕上がり感」を表す物理量として考え、高輝度成分値の標準偏差を「漆黒感」を表す物理量として考えることとした。

図３は、上述した黒の蝋色漆が施された対象物１、ＰＣで作られた対象物１及びＰＴＴで作られた対象物１について生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンから求められた、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差を示している。
図３（Ａ）では、グラフＧ１１、Ｇ１２、Ｇ１３は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１、ＰＣの対象物１及びＰＴＴの対象物１についての頻度が最大となる輝度の時間変化を示している。また、グラフＧ１４、Ｇ１５、Ｇ１６は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１、ＰＣの対象物１及びＰＴＴの対象物１についての頻度が最大となる輝度の平均値を示している。符号Ｂ１に示すように、ＰＣの対象物１と黒の蝋色漆の対象物１との頻度が最大となる輝度の平均値が近いため、ＰＣの対象物１から、「艶が上がる」といった「艶感」が得られたものと考えられる。他方で、符号Ｂ２に示すように、ＰＴＴの対象物１と黒の蝋色漆の対象物１との頻度が最大となる輝度の平均値が離れているため、ＰＴＴの対象物１から、黒の蝋色漆の対象物１とは異なる「艶感」が得られたものと考えられる。
図３（Ｂ）では、グラフＧ２１、Ｇ２２は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１及びＰＴＴの対象物１についての頻度が最大となる輝度の時間変化を示している。また、グラフＧ２３、Ｇ２４は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１及びＰＴＴの対象物１についての頻度が最大となる輝度の平均値を示している。また、グラフＧ２５、Ｇ２６は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１についての、頻度が最大となる輝度の平均値に標準偏差を加算した値、及び頻度が最大となる輝度の平均値から標準偏差を減算した値を示しており、グラフＧ２７、Ｇ２８は、それぞれ、ＰＴＴの対象物１についての、頻度が最大となる輝度の平均値に標準偏差を加算した値、及び頻度が最大となる輝度の平均値から標準偏差を減算した値を示している。符号Ｂ３に示すように、黒の蝋色漆の対象物１では、頻度が最大となる輝度の標準偏差が小さいため、輝度ムラが小さいと言え、「仕上がり感」として「鏡面仕上げ感」が得られたものと考えられる。他方で、符号Ｂ４に示すように、ＰＴＴの対象物１では、頻度が最大となる輝度の標準偏差が大きいため、「仕上がり感」として「顔料感」が得られたものと考えられる。
図３（Ｃ）では、グラフＧ３１、Ｇ３２、Ｇ３３は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１、ＰＣの対象物１及びＰＴＴの対象物１についての、輝度値が所定値以上である高輝度成分値の時間変化を示している。また、グラフＧ３４、Ｇ３５、Ｇ３６は、それぞれ、黒の蝋色漆の対象物１、ＰＣの対象物１及びＰＴＴの対象物１についての高輝度成分の標準偏差を示している。グラフＧ３４に示すように、黒の蝋色漆の対象物１では、高輝度成分の標準偏差が小さいために、「漆黒感」として「漆独特の風合い」が得られたものと考えられる。他方で、グラフＧ３５に示すように、ＰＣの対象物１では、高輝度成分の標準偏差が大きいために、「漆黒感」として「白け感」が得られたものと考えられる。

以上の結果から、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差の物理量を用いて、「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」を下記のように定義することができる。
（１）「艶感」：頻度が最大となる輝度の平均値が所定値（最適値）であると「艶が上がる感じ」が得られ、頻度が最大となる輝度の平均値が当該所定地値から離れると「漆とは遠い感じ」が得られる。
（２）「仕上がり感」：頻度が最大となる輝度の標準偏差が小さいと「仕上がり感」として「鏡面仕上げ感」が得られ、頻度が最大となる輝度の標準偏差が大きいと「仕上がり感」として「顔料感」が得られる。
（３）「漆黒感」：高輝度成分値の標準偏差が小さいと「漆黒感」として「漆に近い感じ」が得られ、高輝度成分値の標準偏差が大きいと「漆黒感」として「白け感」が得られる。

以下では、本発明の発明者らが発見した、上述した黒の蝋色漆に対する人間の認知メカニズム及び質感発現メカニズムを考慮に入れた、本発明の実施形態による表面質感評価装置について説明する。

図４は、本発明の実施形態による表面質感評価装置の電気的構成を示すブロック図である。
図４に示すように、本実施形態による表面質感評価装置１０は、表面の質感を評価する対象である対象物（図示せず）の表面に光を照射する照明手段としての光源用ディスプレイ４と、この対象物を保持し、対象物を揺動（言い換えると回動）させるように動作する揺動手段としての揺動機構５と、光源用ディスプレイ４によって光が照射され、且つ揺動機構５によって揺動されている対象物の表面を撮影する撮影手段としてのカメラ６と、種々の処理を行うＰＣ（パーソナルコンピュータ）７と、を有する。
ＰＣ７は、ＣＰＵ、ＣＰＵ上で解釈実行される各種のプログラム（ＯＳなどの基本制御プログラムや、ＯＳ上で起動され特定機能を実現するアプリケーションプログラムを含む）、及びプログラムや各種のデータを格納するためのＲＯＭやＲＡＭの如き内部メモリを備えるコンピュータ装置である。ＰＣ７は、光源用ディスプレイ４及び揺動機構５に制御信号を供給して、光源用ディスプレイ４及び揺動機構５を制御する。また、ＰＣ７は、カメラ６の撮影によって生成された画像に対応する画像データ信号を取得して、画像処理を行う。
更に、ＰＣ７は、機能的には、カメラ６によって所定時間撮影された画像を画像処理することにより、輝度成分の頻度分布の時間変化を示す輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する生成部７ａと、生成手段７ａによって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンと、所定の対象物（例えば評価の対象となっている対象物が模擬しようとしている物）を用いて予め生成された、基準となる輝度成分の頻度分布の時間変化を示す基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、対象物の表面の質感を評価する評価部７ｂと、を有する。

次に、図５乃至図７を参照して、本発明の実施形態による、対象物の表面の質感を評価する手法について説明する。図５は、本発明の実施形態による表面質感評価装置の具体的な動作を説明するための模式図を示しており、図６は、本発明の実施形態による評価時に光源用ディスプレイによって表示させる表示パターン例を示し、図７は、本発明の実施形態による輝度ヒストグラム時間変化パターンの生成方法を説明するための図を示す。図７において、図７（Ａ）は、メッシュ状に分割した画像を示し、図７（Ｂ）は、１フレーム分の画像についての輝度の頻度分布を示し、図７（Ｃ）は、複数フレーム分の画像の輝度の頻度分布から生成される輝度ヒストグラム時間変化パターンを示している。

図５に示すように、本実施形態では、光源用ディスプレイ４によって光が照射され、且つ揺動機構５によって揺動されている対象物１１の表面１１ａを、カメラ６で所定時間撮影し、こうしてカメラ６で撮影された画像をＰＣ７で画像処理することにより、対象物１１の表面１１ａの質感を評価する。
具体的には、対象物１１としては、上述した実験と同様に、黒の蝋色漆が塗られた板と、黒の蝋色漆を模すようにＰＣやＰＴＴなどで作られた板を用いる。対象物１１は、揺動機構５のクリップ部分にて保持され、ＰＣ７の制御の元で、揺動機構５内のモータ（クリップ部分を回転可能に構成されている）によって矢印Ｃ１に示すように揺動される。例えば、揺動機構５は、対象物１１を±１度程度揺動させるように動作する。このように揺動機構５によって対象物１１を揺動させるのは、専門家が対象物１を評価する際に対象物１をわずかな角度だけ揺動させながら観察していたためである。
また、カメラ６は、揺動機構５に保持された対象物１１が撮影範囲に含まれるように配置される。加えて、カメラ６は、焦点に応じた距離だけ、揺動機構５に保持された対象物１１と離間して配置される。例えば、カメラ６は、３０フレーム／秒で５秒間撮影を行い、時間的に連続する１５０フレームの画像を生成する。
また、光源用ディスプレイ４は、例えば白色光源であり、自然光と同等の波長及び照度を有する光を対象物１１に向けて照射する。１つの例では、光源用ディスプレイ４は、ＰＣ７の制御の元で、図６に示すような表示パターンを表示させる。

ＰＣ７は、各対象物１１について、カメラ６によって所定時間撮影された画像を取得し、この画像に対して画像処理を行うことにより、輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する。具体的には、ＰＣ７の生成手段７ａは、所定時間撮影された複数フレームの画像の各々について、メッシュ状に画像を分割し（図７（Ａ）参照）、分割された画像の各々をグレースケール化（輝度成分化）し、黒を主成分とする範囲（０〜１００）の間の輝度成分についての頻度分布を求める、つまり輝度ヒストグラムを求める（図７（Ｂ）参照）。そして、生成手段７ａは、複数フレームの各々から求められた輝度ヒストグラムを時間軸方向に配列することにより、輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する（図７（Ｃ）参照）。これにより、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示したような輝度ヒストグラム時間変化パターンが得られる。

この後、ＰＣ７の評価手段７ｂは、上記のように生成手段７ａによって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンと、予め生成されてメモリなどに記憶された基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、対象物１１の表面１１ａの質感を評価する。具体的には、評価手段７ｂは、生成手段７ａによって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンから、頻度が最大となる輝度の平均値と、頻度が最大となる輝度の標準偏差と、輝度値が所定値以上である高輝度成分値の標準偏差とを求める。そして、評価手段７ｂは、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差を、それぞれ、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンについての、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差と比較することで、対象物１１の表面１１ａの質感を評価する。より詳しくは、評価手段７ｂは、頻度が最大となる輝度の平均値に基づいて対象物１１の「艶感」を評価し、頻度が最大となる輝度の標準偏差に基づいて対象物１１の「仕上がり感」を評価し、高輝度成分値の標準偏差に基づいて対象物１１の「漆黒感」を評価する。

なお、上記した基準輝度ヒストグラム時間変化パターンは、黒の蝋色漆が施された対象物１１（又は対象物１）を用いて予め生成されてメモリなどに記憶される。この基準輝度ヒストグラム時間変化パターンは、上述した黒の蝋色漆が施された対象物１を用いた実験より生成された輝度ヒストグラム時間変化パターン、つまり専門家が黒の蝋色漆の対象物１を評価する際にカメラ２で撮影された画像から生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンであってもよいし（図２（Ａ）参照）、或いは、黒の蝋色漆の対象物１１を表面質感評価装置１０に適用して生成された輝度ヒストグラム時間変化パターン、つまり黒の蝋色漆の対象物１１を揺動機構５によって揺動させている際にカメラ６で撮影された画像から生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンであってもよい。

次に、図８を参照して、本発明の実施形態による表面質感評価処理について説明する。図８は、本発明の実施形態による表面質感評価処理を示すフローチャートである。この表面質感評価処理は、ＰＣ７（詳しくはＰＣ７内のＣＰＵ）によって実行される。

まず、ステップＳ１において、ＰＣ７は、自然光と同等の波長及び照度を有する光を照射させるように光源用ディスプレイ４を制御する。例えば、ＰＣ７は、図６に示すような表示パターンを表示させるように光源用ディスプレイ４を制御する。
次いで、ステップＳ２において、ＰＣ７は、対象物１１を揺動させるように揺動機構５を制御する。例えば、ＰＣ７は、対象物１１を±１度程度揺動させるように揺動機構５を制御する。
次いで、ステップＳ３において、ＰＣ７は、カメラ６が撮影により生成した画像を、カメラ６から取得する。

次いで、ステップＳ４において、ＰＣ７は、カメラ６の撮影開始から所定時間（例えば５秒）が経過したか否かを判定する。ステップＳ４の判定の結果、所定時間が経過していない場合には、ステップＳ１に戻り、ＰＣ７は、上述したステップＳ１〜Ｓ３までの処理を再度実行する。

他方で、ステップＳ４の判定の結果、所定時間が経過した場合には、ステップＳ５に進み、ＰＣ７は、カメラ６によって所定時間撮影された画像に対して画像処理を行うことにより、輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する。具体的には、ＰＣ７の生成手段７ａは、所定時間撮影された複数フレームの画像の各々について、メッシュ状に画像を分割し、分割された画像の各々をグレースケール化（輝度成分化）し、黒を主成分とする範囲（０〜１００）の間の輝度成分についての頻度分布（輝度ヒストグラム）を求める。そして、生成手段７ａは、複数フレームの各々から求められた輝度ヒストグラムを時間軸方向に配列することにより、輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する。

次いで、ステップＳ６において、ＰＣ７の評価手段７ｂは、ステップＳ５で生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、対象物１１の表面１１ａの質感を評価する。具体的には、評価手段７ｂは、生成手段７ａによって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンから、頻度が最大となる輝度の平均値と、頻度が最大となる輝度の標準偏差と、高輝度成分値の標準偏差とを求める。評価手段７ｂは、各時刻において頻度が最大となる輝度値に基づいて、頻度が最大となる輝度の平均値と、頻度が最大となる輝度の標準偏差とを求め、また、各時刻において所定値以上である輝度値に基づいて、高輝度成分値の標準偏差を求める。
なお、高輝度成分値を規定する所定値は、予め定めた固定値であってもよいし、輝度ヒストグラム時間変化パターンに応じて変動する値であってもよい。後者の変動する値としては、例えば、頻度が最大となる輝度の平均値よりも少なくとも大きな値（頻度が最大となる輝度の平均値に対して一定値を加算した値など）を用いるとよい。

そして、評価手段７ｂは、上記のようにして求めた、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差を、それぞれ、予め生成されてメモリなどに記憶された基準輝度ヒストグラム時間変化パターンについての、頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差と比較することにより、対象物１１の表面１１ａの質感を評価する。
例えば、評価手段７ｂは、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた、頻度が最大となる輝度の平均値が所定範囲内である場合には、「艶感」として「艶が上がる感じ」が得られると評価する。これに対して、評価手段７ｂは、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた、頻度が最大となる輝度の平均値が所定範囲外である場合には、「艶感」として「漆とは遠い感じ」が得られると評価する。ここで、頻度が最大となる輝度の平均値を判定するための所定範囲は、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度の平均値に基づいて設定される。例えば、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける頻度が最大となる輝度の平均値に対して一定値を加算及び減算することで得られた範囲が用いられる。このような所定範囲を用いることで、求められた頻度が最大となる輝度の平均値と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける頻度が最大となる輝度の平均値とを比較する。
また、評価手段７ｂは、例えば、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた、頻度が最大となる輝度の標準偏差が所定値未満である場合には、「仕上がり感」として「鏡面仕上げ感」が得られると評価する。これに対して、評価手段７ｂは、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた、頻度が最大となる輝度の標準偏差が所定値以上である場合には、「仕上がり感」として「顔料感」が得られると評価する。ここで、頻度が最大となる輝度の標準偏差を判定するための所定値は、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度の標準偏差に基づいて設定される。例えば、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける頻度が最大となる輝度の標準偏差に対して一定値を加算することで得られた値が用いられる。このような所定値を用いることで、求められた頻度が最大となる輝度の標準偏差と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける頻度が最大となる輝度の標準偏差とを比較する。
また、評価手段７ｂは、例えば、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた高輝度成分値の標準偏差が所定値未満である場合には、「漆黒感」として「漆に近い感じ」が得られると評価する。これに対して、評価手段７ｂは、輝度ヒストグラム時間変化パターンから求めた高輝度成分値の標準偏差が所定値以上である場合には、「漆黒感」として「白け感」が得られると評価する。ここで、高輝度成分値の標準偏差を判定するための所定値は、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける高輝度成分値の標準偏差に基づいて設定される。例えば、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける高輝度成分値の標準偏差に対して一定値を加算することで得られた値が用いられる。このような所定値を用いることで、求められた高輝度成分値の標準偏差と、基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおける高輝度成分値の標準偏差とを比較する。

以上説明した本発明の実施形態による表面質感評価装置によれば、輝度ヒストグラム時間変化パターンを用いて、人間（特に専門家）が用いる評価手法を模擬した評価を行うので、対象物１１の表面１１ａの質感を的確に評価することができる。具体的には、本実施形態によれば、人間が用いる評価指標としての「艶感」、「仕上がり感」及び「漆黒感」に対応する物理量、詳しくは頻度が最大となる輝度の平均値、頻度が最大となる輝度の標準偏差、及び高輝度成分値の標準偏差を用いることにより、対象物１１の表面１１ａの質感に対して、人間の感性評価に近い評価を行うことができる。

なお、上述した実施形態では、本発明を、黒の蝋色漆が施された対象物及び黒の蝋色漆を模した対象物に適用する例を示したが、本発明の適用はこれらに限定はされない。本発明は、例えば金属光沢などを評価する場合にも適用可能である。

また、上述した実施形態では、頻度が最大となる輝度及び高輝度成分値についてのばらつき度合いとして標準偏差を用いていたが、標準偏差以外にも、ばらつき度合いを示す種々の値（例えば分散など）を用いてもよい。

１ 対象物
２ カメラ
４ 光源用ディスプレイ
５ 揺動機構
６ カメラ
７ ＰＣ（パーソナルコンピュータ）
１０ 表面質感評価装置
１１ 対象物

Claims (4)

1. 対象物の表面の質感を評価する表面質感評価装置であって、
   対象物の表面に光を照射する照明手段と、
   上記対象物を保持し、この対象物を揺動させるように動作する揺動手段と、
   上記照明手段によって光が照射され、且つ上記揺動手段によって揺動されている対象物の表面を撮影する撮影手段と、
   上記撮影手段によって所定時間撮影された画像を画像処理することにより、輝度成分の頻度分布の時間変化を示す輝度ヒストグラム時間変化パターンを生成する生成手段と、
   上記生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンと、所定の対象物を用いて予め生成された、基準となる輝度成分の頻度分布の時間変化を示す基準輝度ヒストグラム時間変化パターンとを比較することにより、上記対象物の表面の質感を評価する評価手段と、
   を有することを特徴とする表面質感評価装置。
2. 上記評価手段は、上記生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、頻度が最大となる輝度のばらつき度合いを示す値を求め、このばらつき度合いを示す値と、上記基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度のばらつき度合いを示す値とを比較することにより、上記対象物の表面の質感を評価する、請求項１に記載の表面質感評価装置。
3. 上記評価手段は、上記生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、輝度値が所定値以上である高輝度成分値のばらつき度合いを示す値を求め、このばらつき度合いを示す値と、上記基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて輝度値が上記所定値以上である高輝度成分値のばらつき度合いを示す値とを比較することにより、上記対象物の表面の質感を評価する、請求項１又は２に記載の表面質感評価装置。
4. 上記評価手段は、上記生成手段によって生成された輝度ヒストグラム時間変化パターンに基づいて、頻度が最大となる輝度の平均値を求め、この平均値と、上記基準輝度ヒストグラム時間変化パターンにおいて頻度が最大となる輝度の平均値とを比較することにより、上記対象物の表面の質感を評価する、請求項１乃至３の何れか１項に記載の表面質感評価装置。

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