JP2020153759A - Evaluation device, genuine feeling evaluation method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、評価装置、本物感評価方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an evaluation device, an authenticity evaluation method and a program.
従来、天然皮革の質感を模倣した人工または合成皮革(以下、合皮という)は、安価な衣類、靴等に用いられている。加えて、合皮は、近年の天然皮革価格の高騰などにより、従来は天然皮革が用いられてきた製品にまで採用されるようになっている。そのため、合皮については、より天然皮革に質感を近づけることが求められている。 Conventionally, artificial or synthetic leather (hereinafter referred to as synthetic leather) that imitates the texture of natural leather has been used for inexpensive clothing, shoes, and the like. In addition, synthetic leather has come to be adopted in products in which natural leather has been conventionally used due to the recent rise in the price of natural leather. Therefore, it is required that the texture of synthetic leather is closer to that of natural leather.
特許文献1には、合皮の質感を高めることを目的として、スエード調の合皮表面の樹脂塊によって生じる「イラツキ」という質感を、画像特徴量に基づいて評価する技術が開示されている。
しかしながら、合皮の質感については、あくまでも人間が天然皮革を見た際に感じる定性的な「らしさ」で判断しているが、人間が感じる天然皮革らしさを構成している特徴についてはまだ明らかになっていない。人間が天然皮革を見た際に感じる定性的な「らしさ」を、「本物感」と呼ぶ。 However, although the texture of synthetic leather is judged only by the qualitative "likeness" that humans feel when they see natural leather, the characteristics that make up the natural leather-likeness that humans feel are still clear. is not. The qualitative "likeness" that humans feel when they see natural leather is called "genuine feeling".
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定性的な本物感を構成している特徴を明らかにし、定性的な本物感を、物理特徴量を用いて目視と合うように定量的に評価することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, clarifies the features constituting the qualitative authenticity, and quantitatively adjusts the qualitative authenticity to the visual inspection using physical features. The purpose is to evaluate.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、対象物の表面を撮像した画像に基づいて前記対象物の本物感を評価する評価装置において、前記対象物の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、前記対象物の撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記対象物の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、本物感に対する主観評価点を用い、前記統計量および前記積分値に基づいて前記対象物の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention is an evaluation device for evaluating the authenticity of the object based on an image of the surface of the object, in the captured image of the object. A statistic calculation means for calculating a statistic based on a chromaticity distribution and a spatial frequency characteristic based on a fluctuation amount of the surface texture in a captured image of the object are at least two or more depending on the surface texture of the object. An evaluation value indicating the real feeling of the object based on the statistic and the integrated value by using a divided integrated value acquisition means for dividing into frequency bands and obtaining each integrated value and a subjective evaluation point for the real feeling. It is characterized in that it is provided with an evaluation value calculation means for calculating.
本発明によれば、計測した物理特徴量から、定性的であった本物感を定量的に評価することができる、という効果を奏する。 According to the present invention, it is possible to quantitatively evaluate the qualitative real feeling from the measured physical features.
以下に添付図面を参照して、評価装置、本物感評価方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。 The evaluation device, the authenticity evaluation method, and the embodiment of the program will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態に係る評価システム100の構成例を示す概略図である。図1に示すように、評価システム100は、第1の画像取得装置10と、第2の画像取得装置20と、制御部5と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration example of the
第1の画像取得装置10は、サンプルの表面性状に関する特徴量を得る画像を取得する。第1の画像取得装置10は、投影部の一例である光源1と、サンプル台3と、光源1のサンプル台3に対する照射角を可変とする角度変更部2と、撮像部の一例であるカメラ4と、を備えている。
The first
光源1としては、分光分布が太陽光に近いキセノン光源が用いられている。光源1は、サンプル台3の法線L方向に対して、角度変更部2により移動されて所望の角度方向に適宜位置づけられる。
As the
サンプル台3には、表面性状を評価するサンプルOが取り付けられている。カメラ4は、サンプル台3の法線L方向に配置されている。
A sample O for evaluating the surface texture is attached to the sample table 3. The
カメラ4は、サンプル台3に取り付けられたサンプルOを撮影して2次元画像を取得する。本実施形態では、カメラ4として一般的なデジタルカメラやCCD等であるRGBカメラを用いている。
The
一方、第2の画像取得装置20は、サンプルの色度分布に関する特徴量を得る画像を取得する。第2の画像取得装置20は、投影部の一例である光源11と、サンプル台13と、光源11のサンプル台13に対する照射角を可変とする角度変更部12と、撮像部の一例であるカメラ14と、を備えている。
On the other hand, the second
光源11としては、分光分布が太陽光に近いキセノン光源が用いられている。光源11は、サンプル台3の法線L方向に対して、角度変更部2により移動されて所望の角度方向に適宜位置づけられる。
As the
サンプル台13には、色度分布を評価するサンプルOが取り付けられている。カメラ14は、サンプル台13の法線L方向に対して45°傾けた方向に配置されている。 A sample O for evaluating the chromaticity distribution is attached to the sample table 13. The camera 14 is arranged in a direction inclined by 45 ° with respect to the normal L direction of the sample table 13.
カメラ14は、サンプル台13に取り付けられたサンプルOを撮影して2次元画像を取得する。本実施形態では、カメラ14としてハイパースペクトルカメラ(分光カメラ)を用いている。ハイパースペクトルカメラとは、光の波長ごとの輝度を計測できるカメラであり、各画素で分光スペクトルを得ることができる。本実施形態の分光カメラは、波長400nm〜700nmの範囲を10nm毎に取得することができる。 The camera 14 photographs the sample O attached to the sample table 13 to acquire a two-dimensional image. In this embodiment, a hyperspectral camera (spectral camera) is used as the camera 14. The hyperspectral camera is a camera capable of measuring the brightness of each wavelength of light, and can obtain a spectral spectrum at each pixel. The spectroscopic camera of the present embodiment can acquire a wavelength range of 400 nm to 700 nm every 10 nm.
なお、カメラ14がハイパースペクトルカメラに限定されることはなく、デジタルカメラやCCD等のRGBカメラを用いることもできる。ただし、スペクトルではなくではなくRGBの3chのみの情報からL*a*b*に変換するため、測色精度は悪くなる。 The camera 14 is not limited to the hyperspectral camera, and an RGB camera such as a digital camera or a CCD can also be used. However, since the information of only RGB 3ch is converted to L * a * b * instead of the spectrum, the color measurement accuracy is deteriorated.
ここで、図2は制御部5のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示すように、制御部5は、CPU5a(Central Processing Unit)5aや、ROM(Read Only Memory)5b、RAM(Random Access Memory)5c、HDD5d等を備えている。制御部5は、ROM5bやHDD5dに予め記憶されている本物感評価プログラムに従って、RAM5cをワークメモリとして用いて、光源1、角度変更部2、カメラ4等、第1の画像取得装置10の各部を駆動制御する。また、制御部5は、ROM5bやHDD5dに予め記憶されている本物感評価プログラムに従って、RAM5cをワークメモリとして用いて、光源11、角度変更部12、カメラ14等、第2の画像取得装置20の各部を駆動制御する。制御部5として、例えば、パーソナルコンピュータ(ディスクトップ、ノートパソコン)を用いることができる。
Here, FIG. 2 is a block diagram showing a hardware configuration of the
本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD−R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
The authenticity evaluation program executed by the
さらに、本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
Further, the authenticity evaluation program executed by the
制御部5は、カメラ4やカメラ14で撮影した2次元画像に基づいて、サンプルOの表面性状および色度分布を評価する。すなわち、制御部5は、評価装置としても機能する。
The
制御部5の評価装置としての機能について、図3の機能ブロック図を用いて説明する。この図3に示すように、制御部5は、CPU5aが本物感評価プログラムに従って動作することにより、統計量算出手段51、分割積分値取得手段52、評価値算出手段53、色度分布取得手段54、表面性状取得手段55、空間周波数特性算出手段56、記憶部57として機能する。
The function of the
色度分布取得手段54は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布を取得する。また、表面性状取得手段55対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状を取得する。色度分布取得手段54と表面性状取得手段55とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された対象物となるサンプルOの撮像画像を取得する。 The chromaticity distribution acquisition means 54 acquires the chromaticity distribution in the captured image of the sample O as an object. In addition, the surface texture acquisition means 55 acquires the surface texture in the captured image of the sample O as the object. The chromaticity distribution acquisition means 54 and the surface texture acquisition means 55 acquire captured images of the sample O as an object acquired from measurement angle conditions of at least two angles or more.
統計量算出手段51は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する。 The statistic calculation means 51 calculates a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the sample O as the object.
空間周波数特性算出手段56は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状の変動量に基づいて空間周波数特性を算出し、視覚の空間周波数特性で重み付けをする。空間周波数特性算出手段56は、対象物となるサンプルOの観察距離に応じて視覚の空間周波数特性を変化させ、表面性状の変動量の空間周波数特性に対して重み付けする。 The spatial frequency characteristic calculating means 56 calculates the spatial frequency characteristic based on the amount of variation in the surface texture in the captured image of the sample O as the object, and weights the spatial frequency characteristic by the visual spatial frequency characteristic. The spatial frequency characteristic calculation means 56 changes the visual spatial frequency characteristic according to the observation distance of the sample O as an object, and weights the spatial frequency characteristic of the fluctuation amount of the surface texture.
分割積分値取得手段52は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、対象物となるサンプルOの表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る。 The division integral value acquisition means 52 obtains spatial frequency characteristics based on the amount of variation in the surface texture of the sample O to be the object in the captured image, and at least two or more frequency bands according to the surface texture of the sample O to be the object. Integrate separately to obtain the integrated value of each.
評価値算出手段53は、本物感に対する主観評価点を用い、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布に基づく統計量および積分値に基づいて対象物となるサンプルOの本物感を示す評価値を算出する。 The evaluation value calculation means 53 uses the subjective evaluation points for the real feeling to obtain the real feeling of the target sample O based on the statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the target sample O and the integrated value. Calculate the indicated evaluation value.
記憶部57には、予め取得された官能評価情報が記憶される。
The sensory evaluation information acquired in advance is stored in the
本発明の評価システム100で本物感評価を行うにあたり、サンプルOの物理的量計測のほかに、尺度化された官能評価点(主観評価点)が必要となる。そこで、予め本物感の主観評価実験を行い、実験によって得られた官能評価点(主観評価点)を、官能評価情報として記憶部57に記憶する。
In order to evaluate the authenticity with the
以下、主観評価実験について説明する。主観評価実験には、一対比較法と呼ばれる手法を用いた。一対比較法は、被験者に対し、評価対象の物体を1対ずつランダムで提示し、例えば左の物体に対して、右の物体は本物感があるかどうか被検者に点数を付けて貰う手法である。 The subjective evaluation experiment will be described below. For the subjective evaluation experiment, a method called a paired comparison method was used. The paired comparison method randomly presents a pair of objects to be evaluated to the subject, and asks the subject to score whether the object on the right has a real feeling with respect to the object on the left, for example. Is.
このような一対比較法であるシェッフェ法による主観評価実験を行うため、天然皮革と合皮の計10種類のサンプルを作成し、用意した。下記に示す表1に、今回用いたサンプル一覧を示す。 In order to carry out a subjective evaluation experiment by the Scheffe method, which is a paired comparison method, a total of 10 types of samples of natural leather and synthetic leather were prepared and prepared. Table 1 below shows a list of samples used this time.
今回用いたサンプルの色はすべて最も流通量の多い黒、サンプルの大きさはA4サイズ(縦:約300mm,横:約210mm)とした。図4は、主観評価実験のための装置例を示す図である。図4に示すように、皮革は観察する角度によって質感が変化するため、冶具50にサンプルOを湾曲させて設置した。観察距離は、300mmとした。被験者は、提示された湾曲された状態の一対の左側サンプルA及び右側サンプルBを比較し、左側サンプルAに対する右側サンプルBの表面から視覚的に認知される本物感に基づいて、下記のように点数を付与した。
The colors of the samples used this time were all black, which is the most widely distributed, and the size of the samples was A4 size (length: about 300 mm, width: about 210 mm). FIG. 4 is a diagram showing an example of an apparatus for a subjective evaluation experiment. As shown in FIG. 4, since the texture of leather changes depending on the observation angle, the sample O was placed on the
AよりもBの方が非常に強く本物感を感じたとき +3点
AよりもBの方が強く本物感を感じたとき +2点
AよりもBの方が本物感を感じたとき +1点
A=Bのとき 0点
BよりもAの方が本物感を感じたとき −1点
BよりもAの方が強く本物感を感じたとき −2点
BよりもAの方が非常に強く本物感を感じたとき −3点
When B feels more authentic than A +3 points When B feels more authentic than A +2 points When B feels more authentic than A +1 point A =
なお、本実験では7段階で点数付けをさせたが、例えば9段階、11段階等、そのほかの段階数でもよい。段階数を増やすほど、より微小な差を検出できるが、被験者への負担が大きくなる。 In this experiment, the score was given in 7 steps, but other steps such as 9 steps and 11 steps may be used. As the number of steps increases, smaller differences can be detected, but the burden on the subject increases.
被験者は、300mm離れた位置から評価を行った。本実験では、10種類の観察条件があるため全部で10C2=45対を評価させた。被験者として画像評価技術者計8名に対して実験を実施した。各サンプル物体に対する評価点は、上記評価実験の結果に数量化III類の解析手法を適用し算出した。 The subject evaluated from a position 300 mm away. In this experiment, since there are 10 kinds of observation conditions, a total of 10 C 2 = 45 pairs was evaluated. Experiments were conducted on a total of eight image evaluation engineers as subjects. The evaluation points for each sample object were calculated by applying the analysis method of quantification type III to the results of the above evaluation experiment.
評価結果を図5に示す。図5の横軸は、サンプル物体に付した番号(通番)であり、サンプル物体を主観評価点順に並べている。縦軸は、各サンプル物体の主観評価点を示しており、値が小さいほど人工的に感じられることを意味している。つまり、サンプル物体「1」が最も本物に、サンプル物体「4」が最も人工的に感じられるといった評価結果になった。 The evaluation results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 is a number (serial number) assigned to the sample object, and the sample objects are arranged in the order of subjective evaluation points. The vertical axis shows the subjective evaluation points of each sample object, and the smaller the value, the more artificially felt it is. That is, the evaluation result was that the sample object "1" was the most genuine and the sample object "4" was the most artificial.
以下、上記構成の評価システム100により実行される本物感評価方法の動作について説明する。
Hereinafter, the operation of the authenticity evaluation method executed by the
まず、第1の画像取得装置10で取得する画像について説明する。
First, the image acquired by the first
評価対象のサンプルOは、サンプル台3にセットされる。第1の画像取得装置10は、光源1を点灯し、サンプル台3に取り付けられたサンプルOに対して光を照射し、サンプル台3の法線方向Lに設置したカメラ4で計測を行う。皮革は、観察する角度によって質感が変化することから、光源1は、角度変更部2によって移動され、カメラ4に対してハイライト角とシェード角に傾けて照明した。ここで、ハイライトとはカメラ4(サンプルOの法線方向L)に対して10〜25°傾けた範囲、シェードとはカメラ4(サンプルOの法線方向L)に対して45〜60°傾けた範囲を指す。このように正反射条件に近いハイライト角条件と正反射条件から遠いシェード角条件とを計測角度条件とすることにより、角度変化による質感変化がより大きい2角度の特徴量を用いて評価することができる。本実施形態では、15°と60°での計測値を用いた(ジオメトリ:15°/0°、60°/0°)。これにより、観察角度による質感の変化を考慮することができる。第1の画像取得装置10で取得した画像は、計測サイズ:3000×3000pixel(撮像範囲:約75mm×75mm)、解像度:約1000dpiである。
The sample O to be evaluated is set on the sample table 3. The first
次に、第2の画像取得装置20で取得する画像について説明する。
Next, the image acquired by the second
評価対象のサンプルOは、サンプル台13にセットされる。第2の画像取得装置20は、光源11を点灯し、サンプル台13に取り付けられたサンプルOに対して光を照射し、サンプル台13の法線方向Lから45°傾けて設置したカメラ14で計測を行う。皮革は、観察角度によって色が変化することから、光源11は、角度変更部2によって移動され、カメラ14と正反射角および正反射角に対して法線方向Lにハイライト角、シェード角と傾けて照明した。ここで、ハイライトとはサンプルOの法線方向Lに対して20〜35°傾けた範囲、シェードとはサンプルOの法線方向Lに対して0〜−15°傾けた範囲を指す。このように正反射条件に近いハイライト角条件と正反射条件から遠いシェード角条件とを計測角度条件とすることにより、角度変化による質感変化がより大きい2角度の特徴量を用いて評価することができる。本実施形態では、ハイライトは30°、シェードは−15°での計測値を用いた(ジオメトリ:45°/45°、30°/45°、−15°/45°)。これにより、観察角度による質感の変化を考慮することができる。第2の画像取得装置20で取得した画像は、計測サイズ:600×600pixel(撮像範囲:約15mm×15mm)、解像度:約1000dpiである。
The sample O to be evaluated is set on the sample table 13. The second
続いて、制御部5により実行される本物感評価処理の流れについて説明する。
Subsequently, the flow of the authenticity evaluation process executed by the
ここで、図6は制御部5による本物感評価処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図6に示すように、制御部5は、第1の画像取得装置10および第2の画像取得装置20を用いて計測画像(撮像画像)を取得する(ステップS1)。
Here, FIG. 6 is a flowchart schematically showing the flow of the authenticity evaluation process by the
次に、制御部5は、計測画像(撮像画像)をL*a*b*表色系におけるL*a*b*画像に変換し、色度分布を取得する(ステップS2)。より詳細には、制御部5は、L*a*b*を算出するために、下記に示す式(1)、式(2)を用いてRGB画像または分光画像をXYZ画像に変換する。
Next, the
ここで、S(λ)は照明の分光分布、x(λ)、y(λ)、z(λ)は等色関数、R(λ)は分光反射率、kは係数である。kは、下記に示す式(3)から算出される。なお、分光反射率は、反射率が100%で完全拡散放射に近い反射特性を持つ白色基準板の撮影データを用いて、サンプルの撮影データを規格化し、反射率化した。 Here, S (λ) is the spectral distribution of illumination, x (λ), y (λ), and z (λ) are color matching functions, R (λ) is the spectral reflectance, and k is a coefficient. k is calculated from the formula (3) shown below. As for the spectral reflectance, the imaging data of the sample was standardized and the reflectance was obtained by using the imaging data of the white reference plate having the reflectance of 100% and the reflection characteristics close to the perfect diffused radiation.
そして、制御部5は、下記に示す式(4)を用いてXYZ画像からL*a*b*画像に変換する。
Then, the
ここで、Xn、Yn、Znは国際照明委員会(CIE)で定められた完全拡散反射面での3刺激値であり、Xn=96.42、Yn=100、Zn=82.49である。なお、本実施形態では、S(λ)はD65の分光分布とした。このように人間の感覚に合う等色系に変換することで、目視評価との相関を向上させることができる。 Here, Xn, Yn, and Zn are tristimulus values on the perfect diffuse reflection surface defined by the International Commission on Illumination (CIE), and are Xn = 96.42, Yn = 100, and Zn = 82.49. In this embodiment, S (λ) is a spectral distribution of D65. By converting to a color matching system that suits human senses in this way, the correlation with visual evaluation can be improved.
図6に戻り、制御部5(統計量算出手段51)は、第2の画像取得装置20で得られたL*a*b*画像のうち、L*画像を用いて尖度と歪度を算出する(ステップS3)。尖度と歪度は統計量の一種であり、母集団が正規分布からどれだけずれているかを表す指標である。
Returning to FIG. 6, the control unit 5 (statistical calculation means 51) uses the L * image of the L * a * b * images obtained by the second
尖度は、分布が正規分布からどれだけ尖っているかを表す統計量で、山の尖り度と裾の広がり度を示す。正規分布より尖った分布のときには正の値を、正規分布より扁平な分布のときには負の値となる(正規分布の場合には0)。 Kurtosis is a statistic that indicates how sharp the distribution is from the normal distribution, and indicates the degree of kurtosis of the mountain and the degree of spread of the hem. A positive value is obtained when the distribution is sharper than the normal distribution, and a negative value is obtained when the distribution is flatter than the normal distribution (0 in the case of the normal distribution).
一方、歪度は分布が正規分布からどれだけ歪んでいるかを表す統計量であり、左右対称性を示す指標である。右裾が長いもしくは左に偏った分布のときには正の値を、左裾が長いもしくは右に偏った分布のときには負の値をとる(左右対称の分布の場合には0)。 On the other hand, skewness is a statistic that shows how much the distribution is distorted from the normal distribution, and is an index that shows left-right symmetry. A positive value is taken when the right tail is long or biased to the left, and a negative value is taken when the left tail is long or biased to the right (0 in the case of a symmetrical distribution).
次に、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、第1の画像取得装置10で得られたL*a*b*画像のうち、L*画像を用いて空間周波数特性を算出する(ステップS4)。より詳細には、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、L*画像の各画素における値からL*画像平均値を差し引き、L*偏差画像を取得する。 Next, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) calculates the spatial frequency characteristic using the L * image among the L * a * b * images obtained by the first image acquisition device 10 (spatial frequency characteristic calculation means 56). Step S4). More specifically, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) subtracts the L * image average value from the value at each pixel of the L * image to acquire the L * deviation image.
L*の偏差ΔL*は、全体的に反射する金属のようなサンプルでは平均値が上昇するために一様に低い値をとり、平均値に影響の少ない程度の小さな部位が局所的に特に強く反射する、所謂きらきらと光って見える状態のときには、光って見える画素の部分において大きい値をとる。すなわち、このように局所的に反射が強くなる画素が、シボやムラとして人の目には感知される。制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、取得したL*偏差画像を全ての画素における偏差Δについてフーリエ変換する。制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、フーリエ変換後、振幅を各周波数で平均化して、1次元化された空間周波数特性を算出する。 The deviation ΔL * of L * is uniformly low in a sample such as a metal that reflects as a whole because the average value rises, and the small part that has little influence on the average value is locally particularly strong. In the state of reflection, so-called glittering appearance, a large value is taken in the portion of the pixel that appears to shine. That is, the pixels whose reflection is locally strengthened are perceived by the human eye as grain or unevenness. The control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) Fourier transforms the acquired L * deviation image with respect to the deviation Δ in all the pixels. After the Fourier transform, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) averages the amplitudes at each frequency and calculates the one-dimensional spatial frequency characteristics.
次いで、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、ステップS4で得られた空間周波数特性に対して、「観察距離に対する視覚の空間周波数特性(VTF)」で重み付けを行う(ステップS5)。本実施形態では、視覚の空間周波数特性として、下記に示す式(5)に示す関数を用いている。なお、視覚の空間周波数特性としては、既に知られた他の視覚特性についての関数を利用しても良い。 Next, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) weights the spatial frequency characteristic obtained in step S4 with the “visual spatial frequency characteristic (VTF) with respect to the observation distance” (step S5). In this embodiment, the function shown in the following equation (5) is used as the spatial frequency characteristic of vision. As the spatial frequency characteristic of vision, a function related to other visual characteristics already known may be used.
ここでυの単位は、cycle/degreeである。cycle/degreeは、式(5)によって求めることができることから、サンプルの観察距離に応じて計算した式(5)を1次元化された空間周波数特性に掛け合わせることで、視覚特性を考慮したシボやムラの評価を行うことができる。これにより、想定する観察距離による人間の眼の解像度に応じて、空間周波数特性を算出することができる。 Here, the unit of υ is cycle / degree. Since the cycle / degree can be obtained by the equation (5), the grain calculated in consideration of the visual characteristics is taken into consideration by multiplying the equation (5) calculated according to the observation distance of the sample by the one-dimensional spatial frequency characteristic. And unevenness can be evaluated. Thereby, the spatial frequency characteristic can be calculated according to the resolution of the human eye according to the assumed observation distance.
次いで、制御部5(分割積分値取得手段52)は、ステップS5で取得した重み付け空間周波数特性を、皮革の表面性状に応じていくつかの周波数帯に分割する(ステップS6)。本実施形態では、使用する皮革サンプルを元に3つの周波数帯に分割した。1つ目は、0〜0.1cycle/mmであり、これは皮革のムラに相当する。2つ目は、0.1〜1cycle/mmであり、これは粗いシボに相当する。最後に、3つ目は1〜4cycle/mmであり、これは細かなシボに相当する。このようにすることで、分ける周波数帯の範囲をある程度規定できるとともに、それぞれの表面性状の特徴に対応した積分値を算出することができる。 Next, the control unit 5 (division integral value acquisition means 52) divides the weighted spatial frequency characteristic acquired in step S5 into several frequency bands according to the surface texture of the leather (step S6). In this embodiment, the leather sample used is divided into three frequency bands. The first is 0 to 0.1 cycle / mm, which corresponds to unevenness of leather. The second is 0.1 to 1 cycle / mm, which corresponds to a coarse grain. Finally, the third is 1 to 4 cycles / mm, which corresponds to fine grain. By doing so, the range of the frequency band to be divided can be defined to some extent, and the integrated value corresponding to each surface texture feature can be calculated.
次いで、制御部5(分割積分値取得手段52)は、ステップS6にて分割した周波数帯に対して、積分値取得手段として、それぞれ積分を行う(ステップS7)。 Next, the control unit 5 (divided integration value acquisition means 52) integrates the frequency bands divided in step S6 as integration value acquisition means (step S7).
最後に、制御部5(評価値算出手段53)は、主観評価点と、ステップS2、ステップS3、ステップS6それぞれで算出した特徴量を用いて、以下に示す式(6)にて本物感評価値を算出する(ステップS8)。評価式の算出には、ステップワイズ法を用いた回帰分析を使用した。しかし、ステップワイズ法では、決定係数が最良になるモデルを出力するため、評価式の意味、つまり、説明変数選択のロジックに関しては考慮されていない。そこで、ステップワイズ法の出力に対して、統計的有意を保持しつつ、意味が通る評価式になるよう調整した。 Finally, the control unit 5 (evaluation value calculating means 53) evaluates the authenticity by the following equation (6) using the subjective evaluation points and the feature amounts calculated in each of steps S2, S3, and S6. The value is calculated (step S8). Regression analysis using the stepwise method was used to calculate the evaluation formula. However, in the stepwise method, since the model with the best coefficient of determination is output, the meaning of the evaluation formula, that is, the logic of selecting the explanatory variables is not considered. Therefore, we adjusted the output of the stepwise method so that it would be a meaningful evaluation formula while maintaining statistical significance.
下記の表2に示すように、x1、x2、x3、x4、x5、x6はそれぞれ説明変数であり、45°/45°L*、60°/0°空間周波数特性(0.1〜1cycle/mm)、−15°/45°尖度、15°/0°空間周波数特性(0〜0.1cycle/mm)、60°/0°空間周波数特性(0〜0.1cycle/mm)、60°/0°空間周波数特性(1〜4cycle/mm)である。 As shown in Table 2 below, x1, x2, x3, x4, x5, and x6 are explanatory variables, respectively, and are 45 ° / 45 ° L * and 60 ° / 0 ° spatial frequency characteristics (0.1 to 1 cycle /). mm), -15 ° / 45 ° sharpness, 15 ° / 0 ° spatial frequency characteristic (0 to 0.1 cycle / mm), 60 ° / 0 ° spatial frequency characteristic (0 to 0.1 cycle / mm), 60 ° / 0 ° spatial frequency characteristic (1 to 4 cycles / mm).
また、下記の表3に示すように、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9は係数である。係数は、それぞれ主観評価点に基づいて決定されるパラメータである。そのため、主観評価実験の評価段階を例えば7段階から9段階に変えて主観評価点を算出した場合、パラメータは変化する。本実験では、下記の表3に示すように、p1=0.3、p2=−0.02、p3=5.37、p4=−1.06、p5=−0.06、p6=0.69、p7=13.21、p8=−0.5、p9=−0.5(p<0.05)である。 Further, as shown in Table 3 below, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8 and p9 are coefficients. The coefficient is a parameter determined based on each subjective evaluation point. Therefore, when the evaluation stage of the subjective evaluation experiment is changed from, for example, 7 stages to 9 stages and the subjective evaluation score is calculated, the parameters change. In this experiment, as shown in Table 3 below, p1 = 0.3, p2 = -0.02, p3 = 5.37, p4 = -1.06, p5 = -0.06, p6 = 0. 69, p7 = 13.21, p8 = −0.5, p9 = −0.5 (p <0.05).
式(6)から本物感は、シェード条件で撮影した時の0.1〜1cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上の粗いシボに相当する特徴量と正反射条件での明度値とを足し合わせた値の絶対値と、ハイライト条件とシェード条件で撮影した時の0〜0.1cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上のムラに相当する特徴量がそれぞれ大きいほど、値は大きくなることがわかる。 From equation (6), the real feeling is the frequency band of 0.1 to 1 cycle / mm when photographed under shade conditions, that is, the feature amount corresponding to the rough grain on the sample surface and the brightness value under specular reflection conditions. The larger the absolute value of the added value and the frequency band of 0 to 0.1 cycle / mm when shooting under the highlight condition and shade condition, that is, the larger the feature amount corresponding to the unevenness on the sample surface, the higher the value. You can see that it gets bigger.
一方、シェード条件で撮影した時の1〜4cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上の細かなシボに相当する特徴量が大きいと値は小さくなることがわかる。シェードの粗いシボと正反射条件での明度の項が絶対値となっているのは、主観評価結果から、絶対値項の正負の値が大きいほど、本物感の点数が大きくなることが分かったためである。 On the other hand, it can be seen that the value becomes smaller when the frequency band of 1 to 4 cycles / mm when photographed under the shade condition, that is, the feature amount corresponding to the fine grain on the sample surface is large. The reason why the term of brightness under the rough grain of the shade and the specular reflection condition is an absolute value is that the subjective evaluation result shows that the larger the positive and negative values of the absolute value term, the larger the score of the real feeling. Is.
図7に本物感と絶対値項の関係性を示す。図7の横軸は、サンプル物体に付した番号(通番)であり、サンプル物体を主観評価点順に並べている。縦軸は、各サンプル物体の主観評価点(本物感)および絶対値項を示している。絶対値項の正負の値が大きいほど、本物感の点数が大きくなっている。 FIG. 7 shows the relationship between the authenticity and the absolute value term. The horizontal axis of FIG. 7 is a number (serial number) assigned to the sample object, and the sample objects are arranged in the order of subjective evaluation points. The vertical axis shows the subjective evaluation points (real feeling) and absolute value terms of each sample object. The larger the positive and negative values of the absolute value argument, the larger the score of authenticity.
上述のような本物感評価方法によって算出された本物感評価量(評価値)と予め行った主観評価点との相関図を図8に示す。寄与率R2は0.92となり、本実施形態で得られた評価量が、人間の主観と極めて近いことがわかる。以上のことから、本発明により、目視と相関の高い本物感評価方法を開発できた。 FIG. 8 shows a correlation diagram between the authenticity evaluation amount (evaluation value) calculated by the authenticity evaluation method as described above and the subjective evaluation points performed in advance. The contribution rate R 2 is 0.92, and it can be seen that the evaluation amount obtained in this embodiment is extremely close to the human subjectivity. From the above, the present invention has made it possible to develop a method for evaluating the feeling of authenticity, which has a high correlation with visual inspection.
このように本実施の形態によれば、計測した物理特徴量から、定性的であった本物感(天然皮革らしさ)を定量的に評価することができる。要するに、従来評価法とは異なり、あらかじめ取得した本物感に対する主観評価点に対して、皮革サンプルに対して多角度条件計測で得た物理特徴量から、本物感の評価式を構築することで、今まで定性的であった本物感を定量的に評価することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to quantitatively evaluate the qualitative real feeling (natural leather-likeness) from the measured physical features. In short, unlike the conventional evaluation method, the evaluation formula for the authenticity is constructed from the physical features obtained by multi-angle condition measurement for the leather sample for the subjective evaluation points for the authenticity acquired in advance. It is possible to quantitatively evaluate the authenticity that has been qualitative until now.
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記各実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, each of the above embodiments is merely an example of the present invention, and the present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments. .. Even if there is a design change or the like within a range that does not deviate from the gist of the present invention, it is included in the present invention.
5 評価装置
51 統計量算出手段
52 分割積分値取得手段
53 評価値算出手段
54 色度分布取得手段
55 表面性状取得手段
56 空間周波数特性算出手段
5
Claims (8)
前記対象物の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、
前記対象物の撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記対象物の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、
本物感に対する主観評価点を用い、前記統計量および前記積分値に基づいて前記対象物の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
を備えることを特徴とする評価装置。 In an evaluation device that evaluates the authenticity of an object based on an image of the surface of the object.
A statistic calculation means for calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the object, and
The spatial frequency characteristic based on the fluctuation amount of the surface texture in the captured image of the object is divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the object and integrated to obtain the integrated value of each. Value acquisition method and
An evaluation value calculation means for calculating an evaluation value indicating the authenticity of the object based on the statistic and the integral value using the subjective evaluation points for the real feeling.
An evaluation device characterized by comprising.
前記対象物の撮像画像内の表面性状を取得する表面性状取得手段と、
を備え、
前記色度分布取得手段と前記表面性状取得手段とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された前記対象物の撮像画像を取得する、
ことを特徴とする請求項1に記載の評価装置。 A chromaticity distribution acquisition means for acquiring the chromaticity distribution in the captured image of the object, and
A surface texture acquisition means for acquiring the surface texture in the captured image of the object, and
With
The chromaticity distribution acquisition means and the surface texture acquisition means acquire captured images of the object acquired from measurement angle conditions of at least two angles or more.
The evaluation device according to claim 1, wherein the evaluation device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項2に記載の評価装置。 The measurement angle condition of two or more angles includes a highlight angle condition close to the specular reflection condition and a shade angle condition far from the specular reflection condition.
The evaluation device according to claim 2, wherein the evaluation device is characterized by the above.
前記空間周波数特性算出手段は、前記対象物の観察距離に応じて前記視覚の空間周波数特性を変化させ、前記表面性状の変動量の空間周波数特性に対して重み付けする、
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の評価装置。 A spatial frequency characteristic calculation means for calculating the spatial frequency characteristic based on the fluctuation amount of the surface texture and weighting with the visual spatial frequency characteristic is provided.
The spatial frequency characteristic calculating means changes the visual spatial frequency characteristic according to the observation distance of the object, and weights the spatial frequency characteristic of the fluctuation amount of the surface texture.
The evaluation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the evaluation device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の評価装置。 The divided integral value acquisition means includes a frequency band having a wavelength longer than 0.1 cycle / mm and a frequency band having a wavelength shorter than 0.1 cycle / mm as the frequency band divided into at least two or more.
The evaluation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the evaluation device is characterized by the above.
ことを特徴とする請求項1ないし5の何れか一項に記載の評価装置。 For the chromaticity distribution in the captured image of the object and the surface texture in the captured image of the object, the L *, a *, b * values in the L * a * b * color system are used.
The evaluation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the evaluation device is characterized by the above.
前記対象物の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出工程と、
前記対象物の撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記対象物の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得工程と、
本物感に対する主観評価点を用い、前記統計量および前記積分値に基づいて前記対象物の本物感を示す評価値を算出する評価値算出工程と、
を含むことを特徴とする本物感評価方法。 This is a method for evaluating the authenticity of an object in an evaluation device that evaluates the authenticity of the object based on an image of the surface of the object.
A statistic calculation step for calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the object, and
The spatial frequency characteristic based on the fluctuation amount of the surface texture in the captured image of the object is divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the object and integrated to obtain the integrated value of each. Value acquisition process and
An evaluation value calculation step of calculating an evaluation value indicating the authenticity of the object based on the statistic and the integral value using the subjective evaluation points for the authenticity.
Authenticity evaluation method characterized by including.
前記対象物の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、
前記対象物の撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記対象物の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、
本物感に対する主観評価点を用い、前記統計量および前記積分値に基づいて前記対象物の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
として機能させるためのプログラム。 A computer that controls an evaluation device that evaluates the authenticity of the object based on an image of the surface of the object.
A statistic calculation means for calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the object, and
The spatial frequency characteristic based on the fluctuation amount of the surface texture in the captured image of the object is divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the object and integrated to obtain the integrated value of each. Value acquisition method and
An evaluation value calculation means for calculating an evaluation value indicating the authenticity of the object based on the statistic and the integral value using the subjective evaluation points for the real feeling.
A program to function as.
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