JP3410332B2 - 真珠の色分類装置 - Google Patents
真珠の色分類装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は微妙な色合いを有す
る真珠の色を自動的に分類することのできる色分類装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】自然界において育成される真珠は、人工
核の周りに、厚さが僅か０．３μｍ前後の半透明の薄膜
が１０００層以上も積層した真珠層を備えてなるもので
あり、母貝の種類，海水条件等の自然環境に左右されて
その色合い，光沢，大きさ等が異なる。殊に、真珠層の
多層膜が引き起こす表面反射，多重反射，干渉等の光学
現象により、その色合いは各真珠で微妙に異なる。した
がって、ネックレス等の装飾品とする場合にはその商品
価値の面から各真珠の色合いを統一する必要があり、ま
た、その色合いに応じて個別にも市場における商品価値
が異なるため、これを幾つかに分類する必要がある。 【０００３】従来、白色系真珠の分類基準として図６に
示す６区分に分類するものがある。この区分は色合いを
微妙，複雑に感じる人間の視覚感性を考慮したものであ
って、ＷＮは赤みが強く且つ黄みが弱いもの、ＷＧは緑
みが強く且つ黄みが弱いもの、ＭＮは赤みが強く且つ黄
みが中程度であるもの、ＭＧは緑みが強く且つ黄みが中
程度であるもの、ＬＮは赤みが強く且つ黄みが強いも
の、ＬＧは緑みが強く且つ黄みが強いものを意味する。 【０００４】そして、従来は、照明の影響によって真珠
色が本来の色と異なって見える、所謂光の演色性を考慮
し、より一般的な光源である自然光の下に真珠をおき、
熟練検査員が肉眼によりこれを観察して如上のような色
分類を行っていた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した自
然光を用いた熟練検査員による分類においては、自然光
の強さ，照射角度等により、真珠色が微妙に異なって検
査員に感じられるため、一定の精度の分類結果を得るた
めには、均一な自然光が得られるように、検査作業の場
所及び時間を特定する必要があり、また、天候にも左右
されやすいことから検査効率の向上が図れないという問
題があった。更に、人間の感覚に依存する検査であるの
で誤りを生じやすく、正確な分類ができないという問題
もある。 【０００６】他方、特開昭５６−６１６３５号公報，特
開昭６１−２３０７７８号公報，特開昭６３−１０１７
１７号公報には人の判断に依らない真珠の色分類方法が
開示されている。特開昭５６−６１６３５号公報及び特
開昭６１−２３０７７８号公報に開示される分類方法は
真珠からの反射光の分光特性のパターンを基に分類する
ものであり、特開昭６３−１０１７１７号公報に開示さ
れる分類方法はＲＧＢの３原色（混色系表記）に基づい
た分類方法である。 【０００７】しかしながら、分光特性のパターンを基に
分類する方法においては、白真珠，ピンク真珠，グリー
ン真珠といった比較的単純な色合いについては前記パタ
ーン化が可能であるものの、上述した緑みが強く且つ黄
みが弱いといった微妙且つ複雑な色合いをパターン化す
ることは不可能であり、人間の視覚感性に則した分類が
できないものであった。また、ＲＧＢの３原色に基づい
た分類方法は、ＲＧＢ３原色が心理物理色を表示する混
色系のデータであることから、これについても同様に、
微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性に則した
微妙な分類ができないものであった。 【０００８】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性
に則した微妙な分類が可能な真珠の色分類装置の提供を
目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、適宜載置される真珠を照明する照明手段
と、該真珠を撮像してＲＧＢのアナログ画像データを得
る撮像手段と、得られたアナログ画像データをデジタル
画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換されたデ
ジタル画像データを記憶する記憶手段と、記憶されたデ
ジタル画像データから背景部分及びハレーション部分を
除去して処理データを抽出する処理データ抽出手段と、
得られた処理データを色相データ，彩度データ及び明度
データからなるＨＳＩデータに変換するＨＳＩデータ変
換手段と、得られた色相データを基に色相に関するヒス
トグラムを算出するヒストグラム演算手段と、得られた
ヒストグラムから補色関係にある色相同士についての度
数比を演算する補色度数比演算手段と、得られた度数比
を基に真珠色を分類する色分類手段とから構成したこと
を特徴とするものである。 【００１０】以上の構成を備えた本発明によれば、真珠
を撮像位置に載置し、これを照明手段により照明しなが
ら、撮像手段により撮像してＲＧＢ各成分の階調に関す
るアナログ画像データを得る。ついで、得られたアナロ
グ画像データをＡ／Ｄ変換手段によりデジタル画像デー
タに変換し、変換したデジタル画像データを記憶手段に
記憶する。そして、処理データ抽出手段によりデジタル
画像データから背景部分及びハレーション部分にかかる
データを除去して処理データを抽出する。即ち、Ａ／Ｄ
変換手段により得られたデジタル画像データのうち、背
景に係る部分及びハレーションを生じている部分に係る
データは、真珠本来の色合いを示さない部分のデータで
あり、この部分のデータを取り除くことで真珠本来の色
合いを示す部分のみのデータを処理データとして抽出す
る。 【００１１】ついで得られた処理データをＨＳＩデータ
変換手段により色相データ，彩度データ及び明度データ
からなるＨＳＩデータに変換する。ＲＧＢはある色と等
色にするのに必要な色光の混合量に基づいた心理物理色
を表示する混色系の表色値であり、このＲＧＢに関する
データをもってしては色合いが微妙に異なる真珠の色分
類を行うことができない。換言すれば、ＲＧＢ値をもっ
てしては真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって表す
ことは不可能なのである。一方、色相，彩度及び明度に
関する各値は、物体標準色の色の見えに基づいた知覚色
を表示する顕色系の表色値であり、人間の感性に則した
表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって
表し易い。 【００１２】ＨＳＩデータ変換手段により変換された色
相データは角度データとして与えられる。そして、ヒス
トグラム演算手段はＨＳＩデータ変換手段により変換さ
れた色相データを基に、所定の範囲で区分けされた角度
毎に、該当区分に属する画素数を度数としたヒストグラ
ムを算出する。 【００１３】ついで、前記補色度数比演算手段はヒスト
グラム演算手段により算出された各区分の度数を基に相
互に補色関係にある区分同士の度数比を算出する。そし
て、この度数比を基に色分類手段により真珠色を分類す
る。一般に赤色のリンゴを描く場合に、赤色の絵の具
を１００％用いて描いた場合と、赤色の絵の具を９８
％及び緑色の絵の具を２％用いて描いた場合とでは、
による方が圧倒的に赤色の鮮やかなものになることが知
られている。したがって、真珠のように人間が微妙な色
合いを感じるようなものについては、人間の感性に合わ
せるように補色を考慮して分類するのが好ましい。前述
した従来の赤，緑，黄の色合いに関する区分であるＷ
Ｎ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，ＬＧの６区分に分類する
場合についてみると、まず、予めマスターピースになる
真珠を熟練検査員により目視検査するとともに、同一の
真珠について上述の一連のプロセスにより補色関係にあ
る赤／緑と黄／青についての前記度数比を算出し、両者
を考慮して前記度数比のしきい値を決定する。そして、
検査対象の真珠について上述の一連のプロセスにより赤
／緑と黄／青について度数比を算出し、前もって決定し
たしきい値によりこれを分類するのである。 【００１４】以上のように、本発明によれば、色相の補
色関係を考慮して分類しているので、微妙な色合いを有
する真珠を確実に分類することができるとともに、人間
の視覚感性にあった分類を行うことができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。尚、真珠色をＷ
Ｎ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，ＬＧの６区分に分類する
ものとする。 【００１６】図１は本発明の一実施形態たる真珠の色分
類装置を示すブロック図である。同図に示すように、こ
の装置は真珠Ｓを撮像する撮像装置１と、この撮像装置
１の撮像位置に真珠Ｓを搬送する搬送装置２と、撮像位
置にある真珠Ｓを照明する照明装置３と、前記撮像装置
１により得れられた画像データを処理する処理装置４と
からなる。 【００１７】前記撮像装置１は例えばＣＣＤカメラ等か
らなるものであり、撮像位置にある真珠Ｓからの反射光
を入力して、ＲＧＢ各成分の階調に関するアナログ画像
データを出力する。また、前記搬送装置２は、如上のよ
うに真珠Ｓを前記撮像装置１の撮像位置に搬送するもの
であり、ベルトコンベア等を適用できるが、搬送中に真
珠Ｓが振動しないように、吸引する等してこれを保持し
搬送するものが好ましい。 【００１８】また、前記照明装置３は、如上のように撮
像位置にある真珠Ｓを照明するものであり、太陽光に近
いスペクトル特性を備えたものが好ましく、この装置に
おいてはＲＧＢ３色のＬＥＤからなるランプを用いた。
尚、この他にキセノンランプ等を用いることができる。
この照明装置３の照明方向、即ち、撮像装置１からの照
明装置３の角度α（図１）は３０゜〜６０゜の範囲とす
るのが好ましい。上述したように、真珠Ｓは人工核の周
りに、厚さが僅か０．３μｍ前後の半透明の薄膜が１０
００層以上も積層した真珠層を備えてなるものであり、
この多層膜が引き起こす表面反射，多重反射，干渉等の
光学現象が真珠Ｓの複雑な色合いを生んでいる。したが
って、単に上方から真珠を照明するだけでは、このよう
な真珠Ｓが本来備える複雑な色合いを発現させることは
不可能である。本発明者等は試行錯誤の結果上述した照
明方向が真珠Ｓの複雑な色合いを発現させるのに最も適
していることを知見するに至ったものである。 【００１９】前記処理装置４はＣＰＵ，ＲＡＭ，フレー
ムメモリ，ＲＯＭ及びＩ／Ｏポート等を備えたマイクロ
コンピュータからなり、その機能から区分けされるＡ／
Ｄ変換部５，画像データ記憶部６，処理データ抽出部
７，ＨＳＩデータ変換部８，ヒストグラム演算部９，補
色度数比演算部１１及び色分類部１２とを備えてなるも
のである。 【００２０】Ａ／Ｄ変換部５は前記撮像装置１から出力
されたＲＧＢのアナログ画像データを空間サンプリング
した後、ＲＧＢの８ｂｉｔデジタル画像データに変換す
るものであり、これによりＲＧＢ各色について階調数２
５６のデジタル階調データが得られる。 【００２１】画像データ記憶部６はフレームメモリを備
えてなるものであり、このフレームメモリに前記Ａ／Ｄ
変換部５によって変換されたデジタル画像データを記憶
する。 【００２２】処理データ抽出部７は前記記憶部６に記憶
されたデータのうち、真珠Ｓの本来の色合いを示さない
データ、即ち画像の背景に係る部分及びハレーションを
生じている部分についてのデータを削除して、真珠Ｓの
本来の色合いを示している部分のデータのみを処理デー
タとして抽出するものである。具体的には、まず、前記
記憶部６に記憶されたカラー画像データを下式数式１に
より階調画像データに変換する。但し、Ｙは輝度デー
タ、Ｉ及びＱは色差データであり、Ｒ，Ｇ，Ｂは各画素
のＲＧＢの階調値である。背景部分は暗色であり輝度デ
ータＹが極めて低く、一方ハレーション部分は輝度デー
タＹが極めて高い。したがって、この輝度データＹを基
に背景に係る部分及びハレーションを生じている部分に
係るデータを削除することが可能であり、本例では輝度
データＹが０≦Ｙ＜５０であれば背景に係るデータと
し、２５０＜Ｙ≦２５５であればハレーションの部分に
係るデータであるとして、これに該当する画素のＲＧＢ
データを削除することとした。そして、処理データ抽出
部７は残った画素のＲＧＢデータを処理データとして前
記ＨＳＩデータ変換部８に出力する。 【００２３】 【数１】 【００２４】前記ＨＳＩ変換部８は前記処理データ抽出
部７により抽出されたＲＧＢの階調データを受けてこれ
を色相Ｈ（Ｈｕｅ），彩度Ｓ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏ
ｎ），明度Ｉ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）に関する各データ
に変換するものである。上述したように、色相Ｈ，彩度
Ｓ及び明度Ｉに関する各値は、物体標準色の色の見えに
基づいた知覚色を表示する顕色系の表色値であり、人間
感性に則した表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有
意差をもって表し易いものである。 【００２５】このＨＳＩデータに変換する手法として
「ＨＳＩ６角錐カラーモデルによる変換」、「ＨＳＩ双
６角錐カラーモデルによる変換」、「Ｈａｙｄｎの定義
に基づく変換」及び「Ｒａｉｎｅｓの定義に基づく変
換」等が知られているが、本例では「ＨＳＩ双６角錐カ
ラーモデルによる変換」に基づくこととした。この変換
手法による「ＨＳＩ双６角錐カラーモデル」はマンセル
色の立体モデルに最も近く、最も人間の感性に則した表
色に属するからである。「ＨＳＩ双６角錐カラーモデル
による変換」は図２に示すように、６角錐を上下に重ね
たモデルに基づくものであり、色相値Ｈは図３に示す如
く０〜２πの値を取り、彩度値Ｓ及び明度値Ｉは０〜１
の値を取る。具体的には各画素についてのＲＧＢ値を下
式数式２によりＨＳＩ値に変換する。 【００２６】 【数２】【００２７】ヒストグラム演算部９は前記ＨＳＩデータ
変換部８により変換された各画素の色相値Ｈを基に、所
定の範囲で区分けされた角度毎に、該当区分に属する画
素数を度数としたヒストグラムを算出する。具体的に
は、図３に示す色相環のうち、θが１１π／６〜π／６
である範囲を赤の区分とし、π／６〜π／２である範囲
を黄の区分とし、１／２π〜５π／６である範囲を緑の
区分とし、５π／６〜７π／６である範囲を青緑の区分
とし、７π／６〜３π／２である範囲を青の区分とし、
３π／２〜１１π／６である範囲を紫の区分として、各
区分に属する画素の度数を算出する。算出したヒストグ
ラムの一例を図４に示す。 【００２８】前記補色度数比演算部１１はヒストグラム
演算部９において算出した各区分の度数を基に、各区分
の補色関係にある区分同士の度数比を算出するものであ
る。具体的には赤の区分と青緑の区分、黄の区分と青の
区分、緑の区分と紫の区分とが相互に補色関係にあり、
これらについて度数比を算出するのであるが、本例の分
類区分は赤，緑，黄の色合いに関するものであるので、
青緑区分の代わりに緑区分を用い、赤区分と緑区分との
度数比及び黄区分と青区分との度数比を算出することと
した。例えば、図４に示すヒストグラムについて見る
と、Ｒ（赤区分の度数）／Ｇ（緑区分の度数）は、Ｒ／
Ｇ＝１０８３／１９２１＝０．５６４となり、Ｙ（黄区
分の度数）／Ｂ（青区分の度数）は、Ｙ／Ｂ＝９１４４
／１１２９＝８．０９９となる。 【００２９】前記色分類部１２は予め設定したしきい値
を用いて、前記補色度数比演算部１１において算出した
度数比から、真珠色をＷＮ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，
ＬＧの６区分に分類するものである。しきい値は経験的
に求められるもので、熟練検査員が分類した前記６区分
に属する真珠をマスターピースとして上記一連のプロセ
スによりＲ／Ｇ値及びＹ／Ｂ値を算出する。このように
して算出した結果の一例を図５に示す。同図に示すよう
に、Ｒ／Ｇ値を縦軸に、Ｙ／Ｂ値を横軸にとって前記６
区分に属する真珠についての各値をプロットすると、各
区分に属する真珠毎に一定の範囲でもって分布する。本
例ではこれを基にして、０≦Ｒ／Ｇ＜１であり且つ０
≦Ｙ／Ｂ＜１である場合にＷＧに分類し、０≦Ｒ／Ｇ
＜１であり且つ１≦Ｙ／Ｂ＜２．５である場合にＭＧに
分類し、０≦Ｒ／Ｇ＜１であり且つ２．５≦Ｙ／Ｂで
ある場合にＭＧに分類し、１≦Ｒ／Ｇであり且つ０≦
Ｙ／Ｂ＜０．６である場合にＷＮに分類し、１≦Ｒ／
Ｇであり且つ０．６≦Ｙ／Ｂ＜１．８である場合にＭＮ
に分類し、１≦Ｒ／Ｇであり且つ１．８≦Ｙ／Ｂであ
る場合にＬＮに分類することとした。 【００３０】以上の構成を備えた色分類装置によれば、
検査対象の真珠Ｓが搬送装置 ２により順次撮像装置１の
撮像位置に向けて搬送され、同撮像位置においてこの撮
像装置１により撮像され、得られた画像データが前記処
理装置４に入力される。そして、この処理装置４により
前述した一連の処理が行われて当該真珠Ｓの色が上記６
区分に分類される。斯くして、この装置によれば、色相
の補色関係を考慮して色分類を行うので、微妙な色合い
を有する真珠を確実に分類することができるとともに、
人間の視覚感性に則した分類を行うことができる。 【００３１】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
カラー画像データをＨＳＩデータに変換した後、色相に
関するヒストグラムを算出した後、補色関係にある色相
同士についての度数比を算出し、この度数比を基に真珠
色を分類しているので、微妙な色合いを感じ得る人間の
視覚感性に則した色分類を行うことができる。 【００３２】そして、本発明においては、人間が関与せ
ず、しかも自動的に真珠の色分類を行うことができるの
で、正確に分類を行うことができ、また、検査効率を高
めることができるという効果が奏される。
る真珠の色を自動的に分類することのできる色分類装置
に関する。 【０００２】 【従来の技術】自然界において育成される真珠は、人工
核の周りに、厚さが僅か０．３μｍ前後の半透明の薄膜
が１０００層以上も積層した真珠層を備えてなるもので
あり、母貝の種類，海水条件等の自然環境に左右されて
その色合い，光沢，大きさ等が異なる。殊に、真珠層の
多層膜が引き起こす表面反射，多重反射，干渉等の光学
現象により、その色合いは各真珠で微妙に異なる。した
がって、ネックレス等の装飾品とする場合にはその商品
価値の面から各真珠の色合いを統一する必要があり、ま
た、その色合いに応じて個別にも市場における商品価値
が異なるため、これを幾つかに分類する必要がある。 【０００３】従来、白色系真珠の分類基準として図６に
示す６区分に分類するものがある。この区分は色合いを
微妙，複雑に感じる人間の視覚感性を考慮したものであ
って、ＷＮは赤みが強く且つ黄みが弱いもの、ＷＧは緑
みが強く且つ黄みが弱いもの、ＭＮは赤みが強く且つ黄
みが中程度であるもの、ＭＧは緑みが強く且つ黄みが中
程度であるもの、ＬＮは赤みが強く且つ黄みが強いも
の、ＬＧは緑みが強く且つ黄みが強いものを意味する。 【０００４】そして、従来は、照明の影響によって真珠
色が本来の色と異なって見える、所謂光の演色性を考慮
し、より一般的な光源である自然光の下に真珠をおき、
熟練検査員が肉眼によりこれを観察して如上のような色
分類を行っていた。 【０００５】 【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した自
然光を用いた熟練検査員による分類においては、自然光
の強さ，照射角度等により、真珠色が微妙に異なって検
査員に感じられるため、一定の精度の分類結果を得るた
めには、均一な自然光が得られるように、検査作業の場
所及び時間を特定する必要があり、また、天候にも左右
されやすいことから検査効率の向上が図れないという問
題があった。更に、人間の感覚に依存する検査であるの
で誤りを生じやすく、正確な分類ができないという問題
もある。 【０００６】他方、特開昭５６−６１６３５号公報，特
開昭６１−２３０７７８号公報，特開昭６３−１０１７
１７号公報には人の判断に依らない真珠の色分類方法が
開示されている。特開昭５６−６１６３５号公報及び特
開昭６１−２３０７７８号公報に開示される分類方法は
真珠からの反射光の分光特性のパターンを基に分類する
ものであり、特開昭６３−１０１７１７号公報に開示さ
れる分類方法はＲＧＢの３原色（混色系表記）に基づい
た分類方法である。 【０００７】しかしながら、分光特性のパターンを基に
分類する方法においては、白真珠，ピンク真珠，グリー
ン真珠といった比較的単純な色合いについては前記パタ
ーン化が可能であるものの、上述した緑みが強く且つ黄
みが弱いといった微妙且つ複雑な色合いをパターン化す
ることは不可能であり、人間の視覚感性に則した分類が
できないものであった。また、ＲＧＢの３原色に基づい
た分類方法は、ＲＧＢ３原色が心理物理色を表示する混
色系のデータであることから、これについても同様に、
微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性に則した
微妙な分類ができないものであった。 【０００８】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性
に則した微妙な分類が可能な真珠の色分類装置の提供を
目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明は、適宜載置される真珠を照明する照明手段
と、該真珠を撮像してＲＧＢのアナログ画像データを得
る撮像手段と、得られたアナログ画像データをデジタル
画像データに変換するＡ／Ｄ変換手段と、変換されたデ
ジタル画像データを記憶する記憶手段と、記憶されたデ
ジタル画像データから背景部分及びハレーション部分を
除去して処理データを抽出する処理データ抽出手段と、
得られた処理データを色相データ，彩度データ及び明度
データからなるＨＳＩデータに変換するＨＳＩデータ変
換手段と、得られた色相データを基に色相に関するヒス
トグラムを算出するヒストグラム演算手段と、得られた
ヒストグラムから補色関係にある色相同士についての度
数比を演算する補色度数比演算手段と、得られた度数比
を基に真珠色を分類する色分類手段とから構成したこと
を特徴とするものである。 【００１０】以上の構成を備えた本発明によれば、真珠
を撮像位置に載置し、これを照明手段により照明しなが
ら、撮像手段により撮像してＲＧＢ各成分の階調に関す
るアナログ画像データを得る。ついで、得られたアナロ
グ画像データをＡ／Ｄ変換手段によりデジタル画像デー
タに変換し、変換したデジタル画像データを記憶手段に
記憶する。そして、処理データ抽出手段によりデジタル
画像データから背景部分及びハレーション部分にかかる
データを除去して処理データを抽出する。即ち、Ａ／Ｄ
変換手段により得られたデジタル画像データのうち、背
景に係る部分及びハレーションを生じている部分に係る
データは、真珠本来の色合いを示さない部分のデータで
あり、この部分のデータを取り除くことで真珠本来の色
合いを示す部分のみのデータを処理データとして抽出す
る。 【００１１】ついで得られた処理データをＨＳＩデータ
変換手段により色相データ，彩度データ及び明度データ
からなるＨＳＩデータに変換する。ＲＧＢはある色と等
色にするのに必要な色光の混合量に基づいた心理物理色
を表示する混色系の表色値であり、このＲＧＢに関する
データをもってしては色合いが微妙に異なる真珠の色分
類を行うことができない。換言すれば、ＲＧＢ値をもっ
てしては真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって表す
ことは不可能なのである。一方、色相，彩度及び明度に
関する各値は、物体標準色の色の見えに基づいた知覚色
を表示する顕色系の表色値であり、人間の感性に則した
表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって
表し易い。 【００１２】ＨＳＩデータ変換手段により変換された色
相データは角度データとして与えられる。そして、ヒス
トグラム演算手段はＨＳＩデータ変換手段により変換さ
れた色相データを基に、所定の範囲で区分けされた角度
毎に、該当区分に属する画素数を度数としたヒストグラ
ムを算出する。 【００１３】ついで、前記補色度数比演算手段はヒスト
グラム演算手段により算出された各区分の度数を基に相
互に補色関係にある区分同士の度数比を算出する。そし
て、この度数比を基に色分類手段により真珠色を分類す
る。一般に赤色のリンゴを描く場合に、赤色の絵の具
を１００％用いて描いた場合と、赤色の絵の具を９８
％及び緑色の絵の具を２％用いて描いた場合とでは、
による方が圧倒的に赤色の鮮やかなものになることが知
られている。したがって、真珠のように人間が微妙な色
合いを感じるようなものについては、人間の感性に合わ
せるように補色を考慮して分類するのが好ましい。前述
した従来の赤，緑，黄の色合いに関する区分であるＷ
Ｎ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，ＬＧの６区分に分類する
場合についてみると、まず、予めマスターピースになる
真珠を熟練検査員により目視検査するとともに、同一の
真珠について上述の一連のプロセスにより補色関係にあ
る赤／緑と黄／青についての前記度数比を算出し、両者
を考慮して前記度数比のしきい値を決定する。そして、
検査対象の真珠について上述の一連のプロセスにより赤
／緑と黄／青について度数比を算出し、前もって決定し
たしきい値によりこれを分類するのである。 【００１４】以上のように、本発明によれば、色相の補
色関係を考慮して分類しているので、微妙な色合いを有
する真珠を確実に分類することができるとともに、人間
の視覚感性にあった分類を行うことができる。 【００１５】 【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
について添付図面に基づき説明する。尚、真珠色をＷ
Ｎ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，ＬＧの６区分に分類する
ものとする。 【００１６】図１は本発明の一実施形態たる真珠の色分
類装置を示すブロック図である。同図に示すように、こ
の装置は真珠Ｓを撮像する撮像装置１と、この撮像装置
１の撮像位置に真珠Ｓを搬送する搬送装置２と、撮像位
置にある真珠Ｓを照明する照明装置３と、前記撮像装置
１により得れられた画像データを処理する処理装置４と
からなる。 【００１７】前記撮像装置１は例えばＣＣＤカメラ等か
らなるものであり、撮像位置にある真珠Ｓからの反射光
を入力して、ＲＧＢ各成分の階調に関するアナログ画像
データを出力する。また、前記搬送装置２は、如上のよ
うに真珠Ｓを前記撮像装置１の撮像位置に搬送するもの
であり、ベルトコンベア等を適用できるが、搬送中に真
珠Ｓが振動しないように、吸引する等してこれを保持し
搬送するものが好ましい。 【００１８】また、前記照明装置３は、如上のように撮
像位置にある真珠Ｓを照明するものであり、太陽光に近
いスペクトル特性を備えたものが好ましく、この装置に
おいてはＲＧＢ３色のＬＥＤからなるランプを用いた。
尚、この他にキセノンランプ等を用いることができる。
この照明装置３の照明方向、即ち、撮像装置１からの照
明装置３の角度α（図１）は３０゜〜６０゜の範囲とす
るのが好ましい。上述したように、真珠Ｓは人工核の周
りに、厚さが僅か０．３μｍ前後の半透明の薄膜が１０
００層以上も積層した真珠層を備えてなるものであり、
この多層膜が引き起こす表面反射，多重反射，干渉等の
光学現象が真珠Ｓの複雑な色合いを生んでいる。したが
って、単に上方から真珠を照明するだけでは、このよう
な真珠Ｓが本来備える複雑な色合いを発現させることは
不可能である。本発明者等は試行錯誤の結果上述した照
明方向が真珠Ｓの複雑な色合いを発現させるのに最も適
していることを知見するに至ったものである。 【００１９】前記処理装置４はＣＰＵ，ＲＡＭ，フレー
ムメモリ，ＲＯＭ及びＩ／Ｏポート等を備えたマイクロ
コンピュータからなり、その機能から区分けされるＡ／
Ｄ変換部５，画像データ記憶部６，処理データ抽出部
７，ＨＳＩデータ変換部８，ヒストグラム演算部９，補
色度数比演算部１１及び色分類部１２とを備えてなるも
のである。 【００２０】Ａ／Ｄ変換部５は前記撮像装置１から出力
されたＲＧＢのアナログ画像データを空間サンプリング
した後、ＲＧＢの８ｂｉｔデジタル画像データに変換す
るものであり、これによりＲＧＢ各色について階調数２
５６のデジタル階調データが得られる。 【００２１】画像データ記憶部６はフレームメモリを備
えてなるものであり、このフレームメモリに前記Ａ／Ｄ
変換部５によって変換されたデジタル画像データを記憶
する。 【００２２】処理データ抽出部７は前記記憶部６に記憶
されたデータのうち、真珠Ｓの本来の色合いを示さない
データ、即ち画像の背景に係る部分及びハレーションを
生じている部分についてのデータを削除して、真珠Ｓの
本来の色合いを示している部分のデータのみを処理デー
タとして抽出するものである。具体的には、まず、前記
記憶部６に記憶されたカラー画像データを下式数式１に
より階調画像データに変換する。但し、Ｙは輝度デー
タ、Ｉ及びＱは色差データであり、Ｒ，Ｇ，Ｂは各画素
のＲＧＢの階調値である。背景部分は暗色であり輝度デ
ータＹが極めて低く、一方ハレーション部分は輝度デー
タＹが極めて高い。したがって、この輝度データＹを基
に背景に係る部分及びハレーションを生じている部分に
係るデータを削除することが可能であり、本例では輝度
データＹが０≦Ｙ＜５０であれば背景に係るデータと
し、２５０＜Ｙ≦２５５であればハレーションの部分に
係るデータであるとして、これに該当する画素のＲＧＢ
データを削除することとした。そして、処理データ抽出
部７は残った画素のＲＧＢデータを処理データとして前
記ＨＳＩデータ変換部８に出力する。 【００２３】 【数１】 【００２４】前記ＨＳＩ変換部８は前記処理データ抽出
部７により抽出されたＲＧＢの階調データを受けてこれ
を色相Ｈ（Ｈｕｅ），彩度Ｓ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏ
ｎ），明度Ｉ（Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）に関する各データ
に変換するものである。上述したように、色相Ｈ，彩度
Ｓ及び明度Ｉに関する各値は、物体標準色の色の見えに
基づいた知覚色を表示する顕色系の表色値であり、人間
感性に則した表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有
意差をもって表し易いものである。 【００２５】このＨＳＩデータに変換する手法として
「ＨＳＩ６角錐カラーモデルによる変換」、「ＨＳＩ双
６角錐カラーモデルによる変換」、「Ｈａｙｄｎの定義
に基づく変換」及び「Ｒａｉｎｅｓの定義に基づく変
換」等が知られているが、本例では「ＨＳＩ双６角錐カ
ラーモデルによる変換」に基づくこととした。この変換
手法による「ＨＳＩ双６角錐カラーモデル」はマンセル
色の立体モデルに最も近く、最も人間の感性に則した表
色に属するからである。「ＨＳＩ双６角錐カラーモデル
による変換」は図２に示すように、６角錐を上下に重ね
たモデルに基づくものであり、色相値Ｈは図３に示す如
く０〜２πの値を取り、彩度値Ｓ及び明度値Ｉは０〜１
の値を取る。具体的には各画素についてのＲＧＢ値を下
式数式２によりＨＳＩ値に変換する。 【００２６】 【数２】【００２７】ヒストグラム演算部９は前記ＨＳＩデータ
変換部８により変換された各画素の色相値Ｈを基に、所
定の範囲で区分けされた角度毎に、該当区分に属する画
素数を度数としたヒストグラムを算出する。具体的に
は、図３に示す色相環のうち、θが１１π／６〜π／６
である範囲を赤の区分とし、π／６〜π／２である範囲
を黄の区分とし、１／２π〜５π／６である範囲を緑の
区分とし、５π／６〜７π／６である範囲を青緑の区分
とし、７π／６〜３π／２である範囲を青の区分とし、
３π／２〜１１π／６である範囲を紫の区分として、各
区分に属する画素の度数を算出する。算出したヒストグ
ラムの一例を図４に示す。 【００２８】前記補色度数比演算部１１はヒストグラム
演算部９において算出した各区分の度数を基に、各区分
の補色関係にある区分同士の度数比を算出するものであ
る。具体的には赤の区分と青緑の区分、黄の区分と青の
区分、緑の区分と紫の区分とが相互に補色関係にあり、
これらについて度数比を算出するのであるが、本例の分
類区分は赤，緑，黄の色合いに関するものであるので、
青緑区分の代わりに緑区分を用い、赤区分と緑区分との
度数比及び黄区分と青区分との度数比を算出することと
した。例えば、図４に示すヒストグラムについて見る
と、Ｒ（赤区分の度数）／Ｇ（緑区分の度数）は、Ｒ／
Ｇ＝１０８３／１９２１＝０．５６４となり、Ｙ（黄区
分の度数）／Ｂ（青区分の度数）は、Ｙ／Ｂ＝９１４４
／１１２９＝８．０９９となる。 【００２９】前記色分類部１２は予め設定したしきい値
を用いて、前記補色度数比演算部１１において算出した
度数比から、真珠色をＷＮ，ＷＧ，ＭＮ，ＭＧ，ＬＮ，
ＬＧの６区分に分類するものである。しきい値は経験的
に求められるもので、熟練検査員が分類した前記６区分
に属する真珠をマスターピースとして上記一連のプロセ
スによりＲ／Ｇ値及びＹ／Ｂ値を算出する。このように
して算出した結果の一例を図５に示す。同図に示すよう
に、Ｒ／Ｇ値を縦軸に、Ｙ／Ｂ値を横軸にとって前記６
区分に属する真珠についての各値をプロットすると、各
区分に属する真珠毎に一定の範囲でもって分布する。本
例ではこれを基にして、０≦Ｒ／Ｇ＜１であり且つ０
≦Ｙ／Ｂ＜１である場合にＷＧに分類し、０≦Ｒ／Ｇ
＜１であり且つ１≦Ｙ／Ｂ＜２．５である場合にＭＧに
分類し、０≦Ｒ／Ｇ＜１であり且つ２．５≦Ｙ／Ｂで
ある場合にＭＧに分類し、１≦Ｒ／Ｇであり且つ０≦
Ｙ／Ｂ＜０．６である場合にＷＮに分類し、１≦Ｒ／
Ｇであり且つ０．６≦Ｙ／Ｂ＜１．８である場合にＭＮ
に分類し、１≦Ｒ／Ｇであり且つ１．８≦Ｙ／Ｂであ
る場合にＬＮに分類することとした。 【００３０】以上の構成を備えた色分類装置によれば、
検査対象の真珠Ｓが搬送装置 ２により順次撮像装置１の
撮像位置に向けて搬送され、同撮像位置においてこの撮
像装置１により撮像され、得られた画像データが前記処
理装置４に入力される。そして、この処理装置４により
前述した一連の処理が行われて当該真珠Ｓの色が上記６
区分に分類される。斯くして、この装置によれば、色相
の補色関係を考慮して色分類を行うので、微妙な色合い
を有する真珠を確実に分類することができるとともに、
人間の視覚感性に則した分類を行うことができる。 【００３１】 【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
カラー画像データをＨＳＩデータに変換した後、色相に
関するヒストグラムを算出した後、補色関係にある色相
同士についての度数比を算出し、この度数比を基に真珠
色を分類しているので、微妙な色合いを感じ得る人間の
視覚感性に則した色分類を行うことができる。 【００３２】そして、本発明においては、人間が関与せ
ず、しかも自動的に真珠の色分類を行うことができるの
で、正確に分類を行うことができ、また、検査効率を高
めることができるという効果が奏される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る真珠の色分類装置を
示すブロック図である。 【図２】ＨＳＩ変換に係る「ＨＳＩ双６角錐カラーモデ
ル」を示す説明図である。 【図３】「ＨＳＩ双６角錐カラーモデルによる変換」に
関する色相環を示す説明図である。 【図４】色相に関するヒストグラムを示すグラフであ
る。 【図５】マスター真珠の補色度数比に関する分布図であ
る。 【図６】真珠の従来の分類区分を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 撮像装置 ２ 搬送装置 ３ 照明装置 ４ 処理装置 ５ Ａ／Ｄ変換部 ６ 画像データ記憶部 ７ 処理データ抽出部 ８ ＨＳＩデータ変換部 ９ ヒストグラム演算部 １１ 補色度数比演算部 １２ 色分類部
示すブロック図である。 【図２】ＨＳＩ変換に係る「ＨＳＩ双６角錐カラーモデ
ル」を示す説明図である。 【図３】「ＨＳＩ双６角錐カラーモデルによる変換」に
関する色相環を示す説明図である。 【図４】色相に関するヒストグラムを示すグラフであ
る。 【図５】マスター真珠の補色度数比に関する分布図であ
る。 【図６】真珠の従来の分類区分を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 撮像装置 ２ 搬送装置 ３ 照明装置 ４ 処理装置 ５ Ａ／Ｄ変換部 ６ 画像データ記憶部 ７ 処理データ抽出部 ８ ＨＳＩデータ変換部 ９ ヒストグラム演算部 １１ 補色度数比演算部 １２ 色分類部
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(56)参考文献 特開 昭63−101717（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−29007（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−273876（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−93535（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−340877（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−230778（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−61635（ＪＰ，Ａ)
実開 昭63−94588（ＪＰ，Ｕ)
熊本大学工学部研究報告，日本，熊本
大学工学部，1990年 １月31日，第39巻
第１号，ｐ．13〜20
熊本大学工学部研究報告，日本，熊本
大学工学部，1989年 ９月25日，第38巻
第２号，ｐ．199〜207
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01J 3/46 - 3/51
G01N 21/00 - 21/01
G01N 21/17 - 21/61
G01N 21/84 - 21/954
B07C 5/342
A01K 61/00
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 適宜載置される真珠を照明する照明手段
と、 該真珠を撮像してＲＧＢのアナログ画像データを得る撮
像手段と、 得られたアナログ画像データをデジタル画像データに変
換するＡ／Ｄ変換手段と、 変換されたデジタル画像データを記憶する記憶手段と、 記憶されたデジタル画像データから背景部分及びハレー
ション部分を除去して処理データを抽出する処理データ
抽出手段と、 得られた処理データを色相データ，彩度データ及び明度
データからなるＨＳＩデータに変換するＨＳＩデータ変
換手段と、 得られた色相データを基に色相に関するヒストグラムを
算出するヒストグラム演算手段と、得られたヒストグラムから補色関係にある色相同士につ
いての度数比を演算する補色度数比演算手段と、 得られた度数比 を基に真珠色を分類する色分類手段とか
ら構成したことを特徴とする真珠の色分類装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17531297A JP3410332B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 真珠の色分類装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17531297A JP3410332B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 真珠の色分類装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH116765A JPH116765A (ja) | 1999-01-12 |
| JP3410332B2 true JP3410332B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=15993900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17531297A Expired - Fee Related JP3410332B2 (ja) | 1997-06-16 | 1997-06-16 | 真珠の色分類装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3410332B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523180A (ja) * | 2007-04-03 | 2010-07-15 | オパール プロデューサーズ オーストラリア リミテッド | 宝石用原石を査定、評価及び等級付けする装置及び方法 |
| CN113301319A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-24 | 大连东软信息学院 | 一种在fpga上实现的图像色彩增强方法及设备 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7274453B2 (en) | 2004-10-14 | 2007-09-25 | The Procter & Gamble Company | Methods and apparatus for calibrating an electromagnetic measurement device |
| EP2257778A1 (fr) * | 2008-01-23 | 2010-12-08 | Leads France Production | Dispositif et procédé de mesure spatio-colorimétrique d'un objet tridimensionnel |
| WO2015118576A1 (ja) * | 2014-02-07 | 2015-08-13 | 株式会社真珠科学研究所 | 真珠評価システム、真珠評価装置、及び真珠評価方法 |
| CN110057825B (zh) * | 2019-04-30 | 2024-02-09 | 中国地质大学（武汉） | 一种翡翠蛋面透明度效果分级仪器及其分级方法 |
| CN111696065B (zh) * | 2020-06-16 | 2023-06-02 | 桂林电子科技大学 | 一种基于图像处理的宝石图像高光去除方法 |
-
1997
- 1997-06-16 JP JP17531297A patent/JP3410332B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 熊本大学工学部研究報告，日本，熊本大学工学部，１９８９年 ９月２５日，第３８巻 第２号，ｐ．１９９〜２０７ |
| 熊本大学工学部研究報告，日本，熊本大学工学部，１９９０年 １月３１日，第３９巻 第１号，ｐ．１３〜２０ |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010523180A (ja) * | 2007-04-03 | 2010-07-15 | オパール プロデューサーズ オーストラリア リミテッド | 宝石用原石を査定、評価及び等級付けする装置及び方法 |
| CN113301319A (zh) * | 2021-04-27 | 2021-08-24 | 大连东软信息学院 | 一种在fpga上实现的图像色彩增强方法及设备 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH116765A (ja) | 1999-01-12 |
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