JP2571195B2 - レンガ色識別方法 - Google Patents
レンガ色識別方法Info
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Description
色識別装置などのための識別対象レンガの色空間の斜め
しきい平面により切り出された空間に基づく色識別処理
であり、曖昧で、複雑な色を持つレンガの色識別法に関
する。更に詳しく言えば、この発明はRGB座標色空間
を斜めに区切る平面を最低でも1枚用いることにより切
り出された識別対象色空間データをマッチングのための
データベースとして用いたレンガ色識別方法に関する。
色計を用いたレンガ表面に分布する色の絶対値計測(ハ
ンターなどの表色系での演算)による識別があるが、計
測応答時間が速いものでも0.5msかかり、移動体の
色分布パターン計測に用いるのが難しいため、一般に、
選別時間が毎秒1個以上を要求されるレンガの選別工程
の自動化に用いることが困難である。また、計測器を複
数個用いて、同時にレンガ表面の複数カ所を色計測する
ことにより、色分布パターンを求め自動化のための速度
を得ることが考えられるが、レンガタイル程度の大きさ
で20カ所以上の計測が必要であり、計測計自体の価格
が高価なことから、非常に高価な自動化システムになっ
てしまい、中小のレンガ工場が導入するのが難しい。ま
た、機構的にも計測時に停止する機構が必要な場合があ
り、複雑になり、さらなる時間を要する。
判定する装置が市販されているが、レンガのように非常
に曖昧で、複雑な色を持つ場合、同じアカと選別された
レンガでも個々に混在している色が微妙に異なり、結果
として、学習すべき色の数が何百色にもなり、市販品に
はこの学習に対応し、高速処理可能な機種はない。
ンを解析してレンガ色識別判定を行うことが考えられる
が、カラーCCDカメラをセンサーとして用いた場合、
微妙な色の差を検出する能力に欠けるとともに、2次元
データのRGBについての処理になるので多くの処理時
間を必要とする。したがって、選別の自動化などに用い
ることができる高速性を得ることは難しい。また、その
高速化を図った場合には、非常に高価なシステムにな
る。
では、レンガ表面全体の色分布に基づいて色識別判定を
しなければならない。このため、表面に分布している各
色を識別し、その分布パターンを求めなければならな
い。これら色と色分布パターンのためのマッチング用の
データベースを正確に構築し、かつ高速に処理しなけれ
ばならない。しかし、レンガ色は非常に曖昧で、複雑な
ことから、特に、各色識別のためのデータベース構築と
高速化は非常に難しい。
は、色識別において良く用いられる色空間の6しきい値
による切り出し技術を応用することが考えられる。R、
G、Bに各々上下限値を設定し、それら値に囲まれた領
域をマッチングのためのデータとする。しかし、この技
術では、単純な色識別は可能であるが、レンガのような
複雑色の識別には用いることは難しい。
は、細かく見ると非常に他種類の色が混在しているレン
ガ色において、どのような色がどの程度どの位置に存在
しているかを瞬時に判断し、色選別していると考えられ
る。本発明では、このうちのどのような色かを識別する
ために、色空間の6しきい値の切り出し技術ではなく、
RGB色空間に斜めに設定した平面であるしきい平面に
より切り出した領域をデータベースとしてマッチングに
用いている。
域を示す。1は6しきい値により切り出された色空間領
域である。第1図で、RmaxとRmin、GmaxとGmin、B
maxとBminがそれぞれR、G、Bについての上限値と下
限値である。第2図にしきい平面を1つ設定し、切り出
された領域を示す。2がしきい平面で、R−G座標平面
に対して、α°斜めに傾いた平面である。また、この延
長平面がB−G座標面と交わった線が座標軸Gと平行
で、R−G座標面と交わった線も座標軸Gと平行であ
る。3はこのしきい平面を用いて切り出された色空間領
域である。このような斜め平面は複数枚を設定すること
ができ、複雑色のための領域を正確に設定することが可
能である。
実際の色空間領域が球状であればその切り出しの誤差は
小さいと考えられるが、領域が例えば、円すい状でかつ
斜めに傾いている場合にはその誤差は非常に大きくな
る。しかし、斜め平面による切り出しによるとその誤差
は非常に小さくなる。このことは第2図の切り出しの様
子からも明らかである。
よる切り出し技術を導入し、その処理においても通常の
不等号とif・・・then・・・else方式を用い
ることで、複雑な計算を含まない高速な処理が可能であ
る。また、斜め平面を利用しているので、これを組み合
わせることによってレンガ表面の複雑色のデータベース
構築が可能となり、結果として正確なマッチングが可能
となる。
色識別判定を説明する。
をおいてセンサーを配置する。光源としてハロゲンラン
プを用い、センサーの出力は投光したハロゲン光の当た
ったレンガ表面部分の反射光のR、G、B各フィルター
を通した各値r、g、bである。各出力値は色差計で計
測したような絶対値ではなく相対値である。センサーの
応答速度は移動してくるレンガ上面を複数点にわたりサ
ンプリング可能な高速性を有しているものとする。
チと呼ばれるレンガ色とする。したがって、センサーに
より赤、茶、黒、あまの各系統色の識別が必要になる。
以下、レンガ色はカタカナ名で呼ぶこととする。ここ
で、例えば、レンガ色のアカには赤、茶、黒、あまなど
の各系統色が混在しており、比率的に赤系統色が多く占
めていることになる。この割合によっては、ブチのレン
ガとしても選別されることになる。他のレンガ色につい
ても同様なことが言える。この表面全体の各系統色パタ
ーンを知るため、センサーからの出力値をデータベース
とマッチングし、各計測カ所の色を識別する。この各系
統色識別のためのデータベース構築については、すでに
色選別され、各系統色についても識別済みのレンガを用
い、それらレンガの各系統色を計測したデータに基づい
て、斜め平面を用いた色切り出しにより各系統色につい
ての色空間領域を設定する。
間領域を構成している。この領域に領域が大きくなる方
向または小さくなる方向へ余裕を持たせることも可能で
ある。このような斜め平面の利用はプログラム上では一
次関数により表すことができ、計算時間がかからず、セ
ンサー出力値に対する高速識別処理が可能である。
ーを第3図に示す。4の対象物であるレンガをセンサー
5により捉え、6では反射強度のRGB値であるr、
g、bを求め、7にてGにより正規化したr/g、b/
g、gの各値をセンサー出力値として以下、マッチング
を行う。色マッチング用の辞書であるデータベースは本
発明の斜め平面を利用して、この正規化された値により
作成される。8にて、計測カ所すべてについての計測値
と各系統色について設定された9の色空間辞書とのマッ
チングを行う。10にて、識別された色についての分布
と11の各レンガ色について作成されている色分布パタ
ーン辞書とのマッチングを行う。12において、総合的
に評価判定して色識別判定を行う。この結果に従って、
13において16の仕分け分別装置を動作させる制御信
号が出力される。14にてレンガ個数が管理され、15
にてディスプレー上に結果が表示される。
別すべき色の空間領域が複雑な形状になっていても、斜
めしきい平面を組み合わせることによって、その形状に
合った空間領域を近似的に構築することができる。した
がって、曖昧で、複雑な色を持つレンガ色識別のための
データベースを正確に構築することができ、また、複雑
な計算式を用いないことから、一般のマイクロコンピュ
ータを用いても計算時間のかからない非常に実用性の高
い方法として動作する。
なっている。これら工程の中で、人手によって行われて
いる色選別工程を自動化するための色識別に本方法を用
いた。
ーとして、ハロゲンランプを光源として持ち、RGB3
色センサーによる反射率検出が可能な光ファイバーセン
サーを用いた。繰り返しの出力応答速度は10msであ
る。このセンサーを2本用い、第5図に示すように、レ
ンガ上面に対して30゜傾け、距離は19.6mmとし
た。レンガの大きさは、長さ×幅×厚さ=210×60
×30(単位:mm)である。レンガは長手方向の向き
でコンベア上を移動し、レンガの移動速度は、上面長手
方向において、第5図に示すようにサンプリング間隔1
9.6mmで、1個のセンサーにより10カ所、計20
カ所の計測が可能な速度とした。なお、センサ間隔は2
8mmとした。17、18はセンサーで、19はレンガ
で、20に示すような丸い部分は、レンガ計測カ所で、
21、22のセンサー投光部を含めて20カ所ある。セ
ンサー投光部のスポット直径は約12mmである。第5
図の長さを示す数字の単位はmmである。
マ、ブチの5種類とする。したがって、レンガ表面上の
識別対象となる系統色は赤、茶、黒、あまの4系統色で
ある。あまについての斜めしきい平面による切り出しの
グラフを第6図に示す。第6図で縦軸がR/G、横軸右
がB/Gで、左がGである。この座標系についてはFL
Xと書かれ、斜線にて示された領域が切り出された色空
間領域であり、r/g≧−1.2b/g+33 の一次関
数を左辺に持つ不等号と74≦b/g≦124、−85
≦r/g≦−49及び400≦g≦500の不等号によ
り定義される。各系統色についての切り出し領域をデー
タベースとして、センサーからの出力値がそのいずれか
の領域に含まれたならば、その含まれた領域を構成する
系統色名が、センサーにより計測された部分の識別色名
である。例えば、第5図の20の計測カ所のセンサー出
力値が(r/g、b/g、g)=(−70、110、4
50)であったとすると、第6図の切り出しグラフから
あま色系統色と識別できる。識別処理は32ビット、ク
ロック20MHzのマイクロプロセッサ搭載のノートパ
ソコンにより行った。識別プログラムは、不等号とif
・・・then・・・else方式の判別式より構成さ
れ、不等号の右辺には最も複雑な式であってもたかだか
一次関数である。したがって、色分布パターンについて
の処理を含めた最終的なレンガ色識別判定速度は500
ms程度と高速に行うことができ、自動化ラインに組み
込むことが可能となった。
が割り機により1枚づつに分離されて、搬送コンベアに
よって識別判定工程へ送られ、判定処理後、その信号に
従って仕分け用のチャネライザーが制御され、5種類に
分別されて、各ラインに流れて行く。
に斜め平面による切り出し技術を用いたレンガ色の識別
方法である。色選別工程の自動化に最も多く用いられて
いる色識別方法は、学習した色についての識別であり、
基準色に対して同じ色であると判断する限界値である許
容色差値を大きくとったとしても、曖昧で、複雑な色を
持つレンガ表面に分布する色を学習することは、単純に
許容色差値を大きくとったり、小さくとったりすること
により行うことは難しい。本発明は、この学習データに
相当するマッチングのためのデータベースを斜め平面を
用いた領域により構築でき、かつ、それを用いた識別判
定処理の簡便さから、一般に普及しているマイクロコン
ピュータによっても、高速処理が可能である。したがっ
て、従来、開発が難しかった複雑色であるレンガ色の識
別装置を特別な処理系を用いることなく提供することが
できるとともに、レンガ色自動選別システムの開発を可
能にし、製品の計数管理に基づく安定供給と高精度選別
による高品質基準の維持に著しく貢献する。
により切り出された色空間領域を示す。
面を1つ設定することによって切り出された色空間領域
を示す。
のフローを示す。
別工程を含むレンガ製造工程を示す。
と2本のセンサーとの位置関係と測定カ所を示す。
の本発明による色切り出しのグラフである。
る。R、G、Bはそれぞれ赤、緑、青の3原色である。
第1図で、RmaxとRmin、GmaxとGmin、
BmaxとBminがそれぞれR、G、Bについての切
り出された色空間領域の上限値と下限値である。 第2図の座標系は色座標系の中のR−G−B座標系であ
る。R、G、Bはそれぞれ赤、緑、青の3原色である。
第2図で、RmaxとRmin、GmaxとGminが
それぞれR、Gについての切り出された色空間領域の上
限値と下限値である。 第6図の座標系は色座標系の中のR/G−G−B/G座
標系で、縦軸がR/G軸、右横軸がB/G軸、左横軸が
G軸である。R、G、Bはそれぞれ赤、緑、青の3原色
である。r、g、bはセンサーのR、G、B各フィルタ
ーを通った各出力値である。
Claims (1)
- 【請求項1】 レンガ表面に投光した光の反射光をR、
G、Bの各フィルターにより受けて、その反射強度に応
じた各フィルター出力値r、g、bの各値を得て、これ
ら値との色マッチングのためのデータベースである色空
間領域として、対向する座標面に対して斜めのある一定
の傾きを持った平面で、その延長面が座標面と交わって
できる2本の線と1つの座標軸とが平行である平面を最
低でも1枚用いて、RGB座標空間を切り出すことによ
り設定したいくつかのレンガ色識別対象色空間のいづれ
の空間に存在するかを知ることによって、投光したレン
ガ表面部分の色識別を行い、最終的に、そのレンガ表面
の色分布パターンを得て、レンガの色識別判定を行うこ
とを特徴とするレンガ色識別方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6317480A JP2571195B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レンガ色識別方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6317480A JP2571195B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レンガ色識別方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08166381A JPH08166381A (ja) | 1996-06-25 |
JP2571195B2 true JP2571195B2 (ja) | 1997-01-16 |
Family
ID=18088702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6317480A Expired - Fee Related JP2571195B2 (ja) | 1994-08-26 | 1994-08-26 | レンガ色識別方法 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2571195B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
US6757428B1 (en) * | 1999-08-17 | 2004-06-29 | National Instruments Corporation | System and method for color characterization with applications in color measurement and color matching |
US6963425B1 (en) | 2000-08-14 | 2005-11-08 | National Instruments Corporation | System and method for locating color and pattern match regions in a target image |
-
1994
- 1994-08-26 JP JP6317480A patent/JP2571195B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPH08166381A (ja) | 1996-06-25 |
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