JP6907766B2 - Measuring equipment and measuring system - Google Patents
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Description
本発明は、計測装置および計測システムに関する。 The present invention relates to a measuring device and a measuring system.
近年、家電等で高級感を出すためにアルミフレークやマイカフレーク等の光輝材を混入した塗料が知られている。かかる構成の塗料は、光輝材特有のきらきらした見た目が付与された見た目となる。
このような光輝材入りの塗料においては、所謂きらきら感を評価するために、塗装された表面を計測して、きらきら感を粒子特性として数値化する方法が知られている(例えば特許文献1参照)。
In recent years, paints mixed with a bright material such as aluminum flakes and mica flakes have been known in order to give a high-class feeling to home appliances and the like. The paint having such a structure has an appearance to which the glittering appearance peculiar to the bright material is given.
In such a paint containing a glittering material, in order to evaluate the so-called glittering feeling, a method of measuring the painted surface and quantifying the glittering feeling as a particle characteristic is known (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、従来の計測方法では、塗装面の色や、照明条件の影響が考慮されておらず、サンプルの色によるきらきら感の見えの差異が評価できないことや、晴れ/曇り/夕方などの実際の環境の変化によって、評価値と見た目との間に乖離が生じるおそれがあった。 However, the conventional measurement method does not consider the influence of the color of the painted surface and the lighting conditions, and it is not possible to evaluate the difference in the appearance of glitter depending on the color of the sample, and the actual situation such as sunny / cloudy / evening. Due to changes in the environment, there was a risk that there would be a discrepancy between the evaluation value and the appearance.
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、塗装色および照明条件を考慮して、見た目と評価値との相関の高い計測装置の提供を目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a measuring device having a high correlation between appearance and evaluation value in consideration of coating color and lighting conditions.
上述した課題を解決するため、本発明の計測装置は、被対象物の2次元分光画像と、前記被対象物に照射する照明の分光分布及び強度の分布とに基づいて、前記2次元分光画像を色度情報へと変換する色度変換手段と、前記色度変換手段が導き出した前記色度情報に基づいて前記被対象物の表面の粒子特性を評価する粒子特性評価手段と、を有し、前記粒子特性評価手段は、前記面内色度分布の変動量に対して、当該面内色度分布の平均値で重み付けすることで、前記粒子特性を評価する。 In order to solve the above-mentioned problems, the measuring device of the present invention has the two-dimensional spectroscopic image based on the two-dimensional spectroscopic image of the object and the spectral distribution and intensity distribution of the illumination irradiating the object. was closed and chromaticity conversion means for converting into chromaticity information, and particle characteristics evaluating means for evaluating the particle properties of the surface of the subject matter on the basis of the chromaticity information the chromaticity converter is derived, the The particle characteristic evaluation means evaluates the particle characteristics by weighting the fluctuation amount of the in-plane chromaticity distribution with the average value of the in-plane chromaticity distribution .
本発明の計測装置によれば、塗装色および照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。 According to the measuring device of the present invention, since the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the coating color and the lighting conditions, the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
本発明の実施形態の一例として図1に粒子特性を評価するための計測システム200の概略構成を示す。
As an example of the embodiment of the present invention, FIG. 1 shows a schematic configuration of a
計測システム200は、粒子特性を測定される被対象物たるサンプルPが載置されるホルダ201と、サンプルPに照射光Lを照射するための光源202と、サンプルPに当たって反射された反射光L’を受光して、2次元分光画像を取得する撮像装置あるいは撮像部たるカメラ装置203と、を有している。
計測システム200は、カメラ装置203によって撮影されたサンプルPの2次元分光画像を元にサンプルPの表面の粒子特性すなわち光輝材特有のきらきらした見た目を定量的に評価するための計測装置100を有している。
なお、以降の説明においては、簡単のため、図1に示すように鉛直上方を+Z方向とし、Z方向に対して垂直な平面のうち、紙面奥側に向かってY方向、紙面左右方向をX方向として、サンプルPはXY平面に平行に置かれた板状のサンプルであるとする。
The
The
In the following description, for the sake of simplicity, as shown in FIG. 1, the vertical upper direction is set to the + Z direction, and among the planes perpendicular to the Z direction, the Y direction toward the back side of the paper surface and the left and right direction of the paper surface are X. As a direction, it is assumed that the sample P is a plate-shaped sample placed parallel to the XY plane.
光源202は、本実施形態ではキセノン光源を用いており、サンプルPの表面における照度が約10万luxになるように設定した。
As the
カメラ装置203は、計測波長範囲400nm〜700nmの間を5nmのバンド幅で測定可能なハイパースペクトルカメラである。
カメラ装置203は、200×200pixelの範囲で1pixelが30μmとなるようにレンズを用いて倍率調整を行い、サンプルPの表面状態を計測して2次元分光画像を撮影する。なお、カメラ装置203は、かかる構成に限定されるものではなく、複数の波長幅で2次元分光画像を撮影可能なマルチスペクトルカメラや分光カメラであっても良い。
また、2次元分光画像とは、通常の3原色を用いた写真等の画像とは異なり、それぞれの画素における色合いが、所定のバンド幅で刻まれた波長成分として記録された画像を示している。
The
The
Further, the two-dimensional spectroscopic image is different from an image such as a photograph using ordinary three primary colors, and shows an image in which the hue in each pixel is recorded as a wavelength component engraved with a predetermined bandwidth. ..
カメラ装置203と、光源202とは、何れもホルダ201に対して角度が自由に変えられるように回動可能に設置されており、サンプルPの位置に応じて、最も粒子特性が強調される角度で測定を行うことができる。
Both the
サンプルPは、少なくとも+Z方向側の面にパール塗装面を備えた板状部材である。
サンプルPは、本実施形態ではXY平面に平行に載置され、図1に示すように、照明光Lの入射角度25°、カメラ装置203の設置角度0°として測定を行う。
なお、かかる角度は何れも限定されるものではなく、また当該角度を変更して複数回撮影するとしても良い。
サンプルPは、図6に示して後述するように、下地層である基材300と、基材300の上面に形成された塗装面たる塗装層301とを有し、塗装層301には、光輝材としてのアルミフレーク302が点在する。なお、ここではアルミフレークとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、マイカフレーク等であっても良いし、その他の金属片を用いても良い。
かかるアルミフレーク302の位置や角度によって、サンプルPを見たとき、局所的な金属光沢や反射の強弱がつくことにより光輝材特有の所謂「きらきら感」が生じる。
本実施形態においては、かかるきらきら感の度合いを、粒子特性として評価する。
Sample P is a plate-shaped member having a pearl-coated surface on at least the surface on the + Z direction side.
In the present embodiment, the sample P is placed parallel to the XY plane, and as shown in FIG. 1, the measurement is performed with the incident angle of the illumination light L being 25 ° and the installation angle of the
It should be noted that the angle is not limited, and the angle may be changed to take a plurality of shots.
As shown in FIG. 6, the sample P has a
Depending on the position and angle of the
In the present embodiment, the degree of such glittering feeling is evaluated as a particle characteristic.
計測装置100は、図2に示すように、カメラ装置203によって撮影された2次元分光画像を色度情報へと変換する色度変換手段たる色度変換部10と、色度変換部10が導き出した色度情報に基づいてサンプルPの表面の粒子特性を評価する粒子特性評価手段たる粒子性評価部20と、を有している。
As shown in FIG. 2, the
色度変換部10は、図3に示して後述する分光反射率取得ステップと3刺激値変換ステップと色度取得ステップとによって2次元分光画像を色度情報へと変換する一連のプログラムを備えた情報処理部である。
同様に、粒子性評価部20は、後述するように、色度変換部10によって得られた色度情報を用いて、Lab色空間の偏差画像を取得する偏差画像取得ステップと、偏差画像をフーリエ変換することによって周波数成分を抜き出して粒子性評価値を算出する評価値算出ステップとを実行する情報処理部である。
なお、色度変換部10と粒子特性評価部20とは、本実施形態では何れも計測装置100内に設けられた情報処理部であるとしたが、上述のような構成のプログラムをインストールしたパソコンなどの外部装置であるとしても良い。
The
Similarly, as will be described later, the particle
Although the
以上のような構成の計測装置100を用いて、サンプルPの粒子特性を評価する方法について説明する。
A method for evaluating the particle characteristics of the sample P will be described using the
まず、光源202から照射された照射光Lがカメラ装置203に入射するように光源202とカメラ装置203との間の位置関係を調整し、初期状態とする(ステップS101)。
初期状態において、まず、較正用の標準試料を用いて2次元分光画像の撮影を行う(ステップS102)。このとき、カメラ装置203の露光時間は、飽和する画素がないように調整し、露光時間を記録することが望ましい。
なお、本実施形態では標準試料として反射率が100%で完全拡散放射に近い反射特性を持つ白色基準板を用いている。
First, the positional relationship between the
In the initial state, first, a two-dimensional spectroscopic image is taken using a standard sample for calibration (step S102). At this time, it is desirable to adjust the exposure time of the
In this embodiment, a white reference plate having a reflectance of 100% and a reflection characteristic close to that of completely diffused radiation is used as a standard sample.
次に、ホルダ201上にサンプルPを載置して、ステップS102と同様に2次元分光画像の撮影を行う(ステップS103)。かかるステップS103は、被対象物たるサンプルPの2次元分光画像を取得する撮像ステップである。このとき、カメラ装置203の露光時間はステップS102で記録された露光時間と同様に、飽和する画素がないように調整して記録される。
Next, the sample P is placed on the
色度変換部10は、ステップS103で得られた2次元分光画像の各画素・各波長を、ステップS102で得られた標準試料の2次元分光画像の各画素・各波長で除算し、サンプルPの2次元分光反射率を算出する(ステップS104)。
なお、サンプルPの撮影時と標準試料の撮影時とで露光時間が異なる場合には、露光時間の比をサンプルPの計測値に乗算して露光時間の差を補正することが望ましい。
The
When the exposure time differs between when the sample P is photographed and when the standard sample is photographed, it is desirable to multiply the ratio of the exposure times by the measured value of the sample P to correct the difference in the exposure time.
使用者は、サンプルPの粒子特性を知りたい任意の照明条件を設定する(ステップS105)。
本実施形態では特に後述するA状態(D50光源を用いた分光分布)と、B状態(標準光源を用いた分光分布)と、の2パターンの照明条件を設定する。
色度変換部10は、ステップS104で得られたサンプルPの2次元分光反射率と、ステップS105で設定した分光分布と、等色関数と、によって各画素における3刺激値XYZを算出する。
ステップS104で得られたサンプルPの2次元分光反射率は、サンプルPに光が当てられたときに反射する反射光L’の波長分布を示している。
ステップS105で設定した分光分布は、サンプルPへと照射される照射光Lの波長分布を示している。
したがって、サンプルPの2次元分光反射率と、分光分布と、を掛け合わせることで、サンプルPから人の目に入射する光がどのような波長分布を示すかが模擬される。
The user sets an arbitrary lighting condition for which he / she wants to know the particle characteristics of the sample P (step S105).
In this embodiment, two patterns of illumination conditions, A state (spectral distribution using a D50 light source) and B state (spectral distribution using a standard light source), which will be described later, are set.
The
The two-dimensional spectral reflectance of the sample P obtained in step S104 indicates the wavelength distribution of the reflected light L'reflected when the sample P is exposed to light.
The spectral distribution set in step S105 shows the wavelength distribution of the irradiation light L applied to the sample P.
Therefore, by multiplying the two-dimensional spectral reflectance of the sample P and the spectral distribution, what kind of wavelength distribution the light incident on the human eye from the sample P shows is simulated.
さて、ここで等色関数は、人の目のR・G・Bに対応する感覚組織の感度の差を表す関数である。すなわち、3刺激値XYZは、人の目に入射する光の波長と、人の目のR・G・Bに対応する感覚組織の感度の差と、を用いて、人の目にどのような色として見えるかを表現する数値である。
本実施形態では、数式1において式(1)〜式(3)として示す3刺激値XYZを、色を定量的に表現する色度情報の一部として扱う。
なお、人の色感覚は、個人差のみならず、視角(物体の大きさ)が変わっても変化することが知られている。そこで、本実施形態においては、10°視野に対応する等色関数を用いて計算を行った。
Here, the color matching function is a function that expresses the difference in sensitivity of the sensory tissues corresponding to R, G, and B of the human eye. That is, what kind of tristimulus value XYZ is used in the human eye by using the wavelength of light incident on the human eye and the difference in sensitivity of the sensory tissue corresponding to R, GB, and B of the human eye. It is a numerical value that expresses whether it can be seen as a color.
In the present embodiment, the tristimulus values XYZ represented by the formulas (1) to (3) in the
It is known that a person's color sensation changes not only due to individual differences but also when the viewing angle (size of an object) changes. Therefore, in the present embodiment, the calculation is performed using the color matching function corresponding to the 10 ° field of view.
数式1において、S(λ):照明の分光分布、x(λ)、y(λ)、z(λ):等色関数、R(λ):分光反射率、k:係数である。
また、係数kは、従来の3刺激値変換では、数式2の式(4)のように表される。
In
Further, the coefficient k is expressed by the equation (4) of the
さて、従来の係数kを用いるときには、照射光Lの強さによって3刺激値が異なると、光源の強度までを規定する必要があり、測定条件が制限されてしまう。そこで従来は、照射光Lの強度によらずに見え方を表現するために、係数kによって照射光Lの強さが規格化されている。
すなわち、S(λ)がどのような関数であったとしても、3刺激値XYZは|S(λ)|に依存しない。
By the way, when the conventional coefficient k is used, if the three stimulus values differ depending on the intensity of the irradiation light L, it is necessary to specify the intensity of the light source, which limits the measurement conditions. Therefore, conventionally, the intensity of the irradiation light L is standardized by the coefficient k in order to express the appearance regardless of the intensity of the irradiation light L.
That is, no matter what function S (λ) is, the tristimulus value XYZ does not depend on | S (λ) |.
しかしながら、発明者の検討により、粒子性評価部20において粒子特性を評価する上では、後述するように、照射光Lの強度で実際の見え方が大きく異なることがわかった。
そこで、本実施形態においては、数式3に式(5)として示すように、照明の強度係数αを含む係数k’として3刺激値XYZを算出する(ステップS106)。
However, according to the study of the inventor, it has been found that when the particle
Therefore, in the present embodiment, as shown in
照明の強度係数αは、言い換えるならば標準試料の3刺激値のうち、Yが100となるときの照明強度を基準として、それに対して何倍の照明強度を設定するかを決めていることと等しい。
例えば、基準となる光源202のハロゲンランプの光の50%の強度の照明を想定して、粒子特性を評価したいときには、α=0.5として3刺激値を計算する。
このように3刺激値XYZの算出に、強度係数αを用いることとすれば、3刺激値XYZは|S(λ)|に依存する。
In other words, the illumination intensity coefficient α determines how many times the illumination intensity should be set based on the illumination intensity when Y becomes 100 out of the three stimulation values of the standard sample. equal.
For example, assuming illumination with an intensity of 50% of the light of the halogen lamp of the
As described above, if the intensity coefficient α is used for the calculation of the tristimulus value XYZ, the tristimulus value XYZ depends on | S (λ) |.
次に、色度変換部10は、3刺激値XYZをL*、a*、b*に変換する(ステップS107)。
このときの変換式は、例えば完全拡散反射面での3刺激値Xn、Yn、Znを用いて国際照明委員会(CIE)で定められた数式4に示すように表される。
Next, the
The conversion formula at this time is expressed as shown in the
数式4において、Xn=96.42、Yn=100、Zn=82.49である。
ステップS107に示すように、色度変換部10は、3刺激値XYZからLab表色系におけるL*、a*、b*の各成分を色度情報として算出する。
かかるステップS107は、2次元分光画像と、サンプルPに照射する照明光Lの分光分布及び強度の分布とに基づいて、2次元分光が像を色度情報へと変換する色度変換ステップである。
In
As shown in step S107, the
Step S107 is a chromaticity conversion step in which two-dimensional spectroscopy converts an image into chromaticity information based on the two-dimensional spectroscopic image and the spectral distribution and intensity distribution of the illumination light L irradiating the sample P. ..
続いて、粒子性評価値の算出方法について説明する。
まず、粒子性評価部20は、ステップS107において算出されたLab表色系におけるL*、a*、b*の各成分の画像のうち、L*画像の平均値を算出する(ステップS201)。
粒子性評価部20は、ステップS201で算出されたL*画像の各画素におけるL*の値から平均値を差し引き、L偏差画像を取得する(ステップS202)。
L偏差画像は、L*画像全体の平均に対して、各画素がどれだけ乖離しているかの変動量、言い換えると偏差Δを示す画像である。かかるLの偏差Δ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、きらきら感、粒子感として人の目には感知される。
Subsequently, a method of calculating the particle quality evaluation value will be described.
First, the particle
The particle
The L deviation image is an image showing the amount of fluctuation of how much each pixel deviates from the average of the entire L * image, in other words, the deviation Δ. The deviation Δ of L takes a uniformly low value because the average value rises in a sample such as a metal that reflects as a whole, and a small part that has little influence on the average value is locally particularly strongly reflected. In the so-called glittering state, 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 a glittering feeling and a grainy feeling.
粒子性評価部20は、ステップS202において取得した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。フーリエ変換後、振幅を各周波数で平均化して、1次元化された周波数特性を得る(ステップS203)。
ここでいう振幅は、フーリエ変換後の強度の平方根で求められる。周波数は、計算される画像のサイズ(200×200pixel)と計測時の解像度(1pixel=30μm)で決まる。
The particle
The amplitude here is obtained by the square root of the intensity after the Fourier transform. The frequency is determined by the calculated image size (200 × 200pixel) and the measurement resolution (1pixel = 30 μm).
粒子性評価部20は、ステップS203で求められた偏差Δのフーリエ変換結果に、「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S204)。本実施形態では、視覚の空間周波数特性として、数式5に示す関数を用いている。
なお、かかる構成に限定されるものではなく、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。
The particle
The configuration is not limited to this, and as the spatial frequency characteristic of vision, a function related to other visual characteristics already known may be used.
ここでuの単位は[cycle/degree]である。サンプルPの観察距離に応じて、Cycle/mmに変換すれば、ステップS203で求めた1次元化された周波数特性に掛け合わせて近く、あるいは遠くでの粒子感の評価を行うことができる。本実施形態では観察距離を350mmとした。 Here, the unit of u is [cycle / degree]. By converting to Cycle / mm according to the observation distance of the sample P, it is possible to evaluate the grain feeling near or far by multiplying the one-dimensional frequency characteristic obtained in step S203. In this embodiment, the observation distance is 350 mm.
かかる重み付けの意義について説明する。
人の目は、一般に見る対象物が近いほど解像度が高く(細かい部分まで見えやすく)、遠くのものを見るときには解像度が低く(細かい部分はつぶれて見え難く)なる視覚特性が知られている(例えば非特許文献1等を参照)。
このとき、粒子感は、「局所的に反射が強くなる画素」を視覚的に認識することで得られるから、近い場所からの観察では微小な画素であっても正確にカウントされる一方で、遠い場所からの観察では、ある程度以上の大きさを持つ画素しか認識されない、ということになり得る。
そこで、本実施形態では、ステップS204で、ステップS203において取得したL偏差画像の全画素についてのフーリエ変換結果から、観察距離に応じて認識され難い画素サイズについては評価値に与える影響が小さくなるように処理を行っている。
かかるステップS204は、変動量を視覚の周波数特性で重み付けした値を算出する重み付けステップである。
The significance of such weighting will be described.
It is generally known that the human eye has a visual characteristic that the closer the object is to the object, the higher the resolution (easy to see even the finer parts), and the lower the resolution when looking at a distant object (the finer parts are crushed and hard to see) ( For example, see
At this time, since the graininess is obtained by visually recognizing "pixels whose reflection becomes stronger locally", even minute pixels are accurately counted when observed from a close location. When observing from a distant place, it can be said that only pixels having a certain size or larger are recognized.
Therefore, in the present embodiment, from the Fourier transform results for all the pixels of the L deviation image acquired in step S203 in step S204, the influence on the evaluation value of the pixel size that is difficult to recognize according to the observation distance is reduced. Is being processed.
The step S204 is a weighting step for calculating a value obtained by weighting the fluctuation amount with the visual frequency characteristic.
このようにして得られた各周波数の振幅値を積分し、粒子性評価値とする(ステップS205)。すなわちステップS205は、色度情報からサンプルPの表面の粒子特性を評価する粒子特性評価ステップである。かかる粒子性評価値は、「局所的に反射が強くなる画素」を観察距離に応じて認識のし易さ/し難さによって重み付けを行い、数え上げたことに対応する。すなわち、粒子性評価値は、大きいほど粒子感が強く(≒きらきらとして見えて)、小さいほど粒子感が弱い。 The amplitude values of the respective frequencies obtained in this way are integrated to obtain the particle quality evaluation value (step S205). That is, step S205 is a particle characteristic evaluation step for evaluating the particle characteristics on the surface of the sample P from the chromaticity information. The particle quality evaluation value corresponds to the fact that "pixels whose reflection is locally strengthened" are weighted according to the ease / difficulty of recognition according to the observation distance and counted. That is, as for the particle quality evaluation value, the larger the value, the stronger the particle feeling (appearing as glittering), and the smaller the particle property evaluation value, the weaker the particle feeling.
なお、本実施形態においては、Lab色空間のうち、Lの偏差画像についてのみ説明したが、粒子の色づきや、サンプルPの色合いによっては、a*、b*についても同様にステップS201〜ステップS205の操作を行う。 In the present embodiment, only the deviation image of L in the Lab color space has been described. However, depending on the coloring of the particles and the hue of the sample P, a * and b * are similarly described in steps S201 to S205. Perform the operation of.
ISAMU社製の原色見本帳の白色パールサンプル9種類について、見本帳に記載の粒子の粗さ順に本実施形態の計測装置を用いて計測を行った例について図4に示す。
図4にAで示したものは、昼光の分布を示す特定波長の光源を用いて、真昼の太陽光の元でサンプルPを観察したときを想定している。同様に図4に斜線でBと示したものは、全波長において一様な光を発する標準光源の照射光Lの光量を20%へと低減し、太陽光が暗くなった夕方にサンプルPを観察したときを想定している。
FIG. 4 shows an example in which nine types of white pearl samples of the primary color sample book manufactured by ISAMU were measured using the measuring device of the present embodiment in the order of particle roughness described in the sample book.
The one shown by A in FIG. 4 assumes the case where the sample P is observed under the sunlight at noon using a light source having a specific wavelength showing the distribution of daylight. Similarly, in FIG. 4, the shaded B indicates that the amount of the irradiation light L of the standard light source that emits uniform light at all wavelengths is reduced to 20%, and the sample P is sampled in the evening when the sunlight becomes dark. It is supposed to be when observed.
図4から明らかなように、A状態、B状態の何れも、見本帳に書かれた順位から逆転はしないものの、粒子性評価値は、各サンプルP1〜P9について、A状態ではP1〜P4の間で0.1以上の差が出てくるが、B状態ではP1〜P4の間で0.05程度の範囲内に収まっている。
また、A状態に比べてB状態では全体的に粒子性評価値が半分程度に抑えられることがわかる。
すなわち、B状態のように太陽光が暗くなった状態では、P1〜P4の粒子感の差が少なくなり、またきらきら感のような粒子性は弱まるということを示している。
As is clear from FIG. 4, neither the A state nor the B state is reversed from the order written in the sample book, but the particle quality evaluation values are P1 to P4 for each sample P1 to P9 and P1 to P4 in the A state. There is a difference of 0.1 or more between them, but in the B state, it is within the range of about 0.05 between P1 and P4.
Further, it can be seen that the particle quality evaluation value is suppressed to about half as a whole in the B state as compared with the A state.
That is, it is shown that in a state where the sunlight is dark as in the B state, the difference in the graininess of P1 to P4 is small, and the graininess such as the glittering feeling is weakened.
このように、照明の強度によって粒子性評価値が大きく影響を受けるために、色度変換部10は、分光反射率を3刺激値XYZへと変換する際の変換式に、照明光Lの強度に依存する強度係数αを付加している。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
In this way, since the particle quality evaluation value is greatly affected by the intensity of illumination, the
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
本実施形態では、計測装置100は、サンプルPの2次元分光画像と、サンプルPに照射する光源202の分光分布及び強度の分布とに基づいて、2次元分光画像を色度情報へと変換する色度変換部10と、色度変換部10が導き出した色度情報に基づいてサンプルPの表面の粒子特性を評価する粒子性評価部20と、を有している。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
In the present embodiment, the measuring
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
本実施形態では、色度情報は、Lab表色系におけるL*、a*、b*の変動量たる偏差Δを含む。
かかる構成により、偏差Δが局所的に反射が強くなる画素を示すため、きらきら感、粒子感として人の目には感知される。
In the present embodiment, the chromaticity information includes a deviation Δ which is a fluctuation amount of L *, a *, and b * in the Lab color system.
With this configuration, since the deviation Δ indicates a pixel whose reflection is locally strong, it is perceived by the human eye as a glittering feeling and a grainy feeling.
本実施形態では、偏差Δは、Lab表色系におけるL*、a*、b*の各平均値から差分をとったときの偏差画像の周波数特性を示す値である。
かかる構成により、局所的な反射をより実際の見え方に近い状態で評価することができて、見た目と評価値との相関が高い。
In the present embodiment, the deviation Δ is a value indicating the frequency characteristic of the deviation image when the difference is taken from each average value of L *, a *, and b * in the Lab color system.
With such a configuration, the local reflection can be evaluated in a state closer to the actual appearance, and the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
また本実施形態では、粒子性評価部20は、偏差Δを視覚の空間周波数特性で重み付けした値に基づいて粒子特性を評価する。
かかる構成により、「局所的に反射が強くなる画素」を観察距離に応じて認識のし易さ/し難さによって重み付けを行う。そのため観察距離までをも考慮した見え方を評価値に反映することができる。
Further, in the present embodiment, the particle
With this configuration, "pixels whose reflection is locally strong" are weighted according to the ease / difficulty of recognition according to the observation distance. Therefore, it is possible to reflect the appearance in consideration of the observation distance in the evaluation value.
また本実施形態では、計測システム200は、色度変換部10及び粒子性評価部20を備えた計測装置100と、サンプルPに照射光Lを照射する光源202と、照射光LのサンプルP表面における反射光L’から2次元分光画像を取得するためのカメラ装置203と、を有している。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
Further, in the present embodiment, the
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
また本実施形態で用いた粒子特性評価方法では、取得されたサンプルPの2次元分光画像と、サンプルPに照射する照射光Lの分光分布及び強度の分布とに基づいて、2次元分光画像を色度情報へと変換する色度変換ステップS107と、色度情報からサンプルPの表面の粒子特性を評価する粒子特性評価ステップS205と、を有している。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
Further, in the particle characteristic evaluation method used in the present embodiment, a two-dimensional spectroscopic image is obtained based on the acquired two-dimensional spectroscopic image of the sample P and the spectral distribution and intensity distribution of the irradiation light L irradiating the sample P. It has a chromaticity conversion step S107 for converting into chromaticity information, and a particle characteristic evaluation step S205 for evaluating the particle characteristics on the surface of the sample P from the chromaticity information.
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
次に、本発明の第2の実施形態として、図5に示すような計測システム200bについて説明する。
なお、第2の実施形態において、第1の実施形態と同様の構成については、適宜説明を省略する。
計測システム200bは、サンプルPに照射光Lを照射するための2つの光源202a、202bと、サンプルPに照射され反射した反射光L’を受光して、2次元カラー画像を撮影する撮像装置たる撮像部としてのカメラ装置203bと、カメラ装置203bが取得した画像から粒子特性を評価するための計測装置100bと、を有している。
Next, as a second embodiment of the present invention, the
In the second embodiment, the description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted as appropriate.
The
光源202aと、光源202bとは、何れも白色LED光源であり、互いにサンプルPに対する照明角すなわち照射光La、Lbそれぞれの入射角度が異なるように配置されている。
本実施形態では特に、光源202aの照明角度が、カメラ装置203bの正反射方向に対して傾斜角−10°になるように位置する。また、光源202bの照明角度が、正反射方向に対して傾斜角+45°になるように配置されている。
すなわち本実施形態において、複数ある光源202a、202bの少なくとも1つが、正反射方向に対して傾斜角−25°〜+25°の間に配置される。
Both the
In this embodiment, in particular, the illumination angle of the
That is, in the present embodiment, at least one of the plurality of
この点についてさらに詳しく説明する。図6に示すように、サンプルPは、塗装層301と基材300とを有しており、塗装層301の中にはアルミフレーク302が、図7に示すように、塗装層301の水平方向に対して様々な配向角θをもって点在している。かかる配向角θによって、照射光La、Lbが塗装層301の内部のアルミフレーク302に照射されたとき、正反射とは異なる方向に反射を生じて、きらきら感が見た目に現れる。
また、塗装層301の塗装において、かかるアルミフレーク302は、極度に大きい配向角θにはなり辛いことが知られ、一般的には、±25°の範囲の配向角θとなることが知られている。
そのため、複数ある光源202a、202bの少なくとも1つが、正反射方向に対して傾斜角−25°〜+25°の間に配置されることで、正反射近傍の粒子性の強い反射光L’が得られるから、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価することが容易となる。
This point will be described in more detail. As shown in FIG. 6, the sample P has a
Further, in coating the
Therefore, by arranging at least one of the plurality of
さらに、複数ある光源202a、202bのうち、他の一方(本実施形態では光源202b)が、正反射方向に対して傾斜角+45°となるように配置されている。
このとき、光源202bの反射光は、拡散条件になるから、正反射近傍の反射強度の強い反射光L’と、拡散条件付近の反射強度の弱い反射光L’とがカメラ装置203bへと入射する。
かかる構成により、サンプルPへ複数の異なる照明条件によって光を照射することで、カメラ装置203bは異なる複数の照明条件に対応した2次元カラー画像である第1の画像と第2の画像とを取得する。
かかる構成により、実際の人の目視の感覚と照明条件とに基づいて、サンプルPの表面の粒子特性を評価することができる。
Further, of the plurality of
At this time, since the reflected light of the
With this configuration, by irradiating the sample P with light under a plurality of different lighting conditions, the
With such a configuration, the particle characteristics on the surface of the sample P can be evaluated based on the actual human visual sensation and the lighting conditions.
また、本実施形態においては、特に照明角度は、少なくとも正反射方向に対して傾斜角−25°〜+25°の範囲の照明角度を含むように配置したが、かかる構成に限定されるものではなく、例えば図16に変形例として示すように、複数の光源202a、202bの配置は、種々に変えても良い。
さらに、図16のように、カメラ装置203bをサンプルPの直上に、傾斜角0°となるように配置すれば、照明条件によらずサンプルPの全体にカメラ装置203bのフォーカスが合った状態となり、画像の取得がさらに容易になる。
Further, in the present embodiment, the illumination angle is arranged so as to include at least an illumination angle in the range of an inclination angle of −25 ° to + 25 ° with respect to the specular reflection direction, but the present invention is not limited to this configuration. For example, as shown as a modification in FIG. 16, the arrangement of the plurality of
Further, as shown in FIG. 16, if the
なお、本実施形態では、光源202a、202bの2つの光源を用いたが、図8に示すように、サンプルPの上方に、反射型のドーム照明205を設けるとしても良い。
かかる構成とすれば、光源202aが正反射近傍の反射強度の強い反射光L’としてカメラ装置203に入射するとともに、光源202bからの照射光Lbは、ドーム照明205の内壁面に反射して、拡散光として全面からサンプルPに照射され、特定の拡散角のものがカメラ装置203bへと到達する。
言い換えれば、図8に示すような変形例であっても、図5に示したのと同様に、光源202aからの反射光L’が正反射光に近い光強度でカメラ装置203へと届き、光源202bからの反射光L’が拡散条件付近の反射強度の弱い反射光L’としてカメラ装置203bへと届く。
In this embodiment, two
With such a configuration, the
In other words, even in the modified example as shown in FIG. 8, the reflected light L'from the
カメラ装置203bは、RGBカラーカメラであり、1pixel=30μmとなるようにレンズを用いて倍率調整を行い、サンプルPの表面状態を計測して2次元カラー画像たるRGB画像を撮影する。
このとき、正反射近傍に配置された光源202aと、拡散条件に配置された光源202bとではカメラ装置203bへと到達する反射光L’の光強度が大きく異なることが懸念される。
The
At this time, there is a concern that the light intensity of the reflected light L'that reaches the
そのため、光強度の差が大きい時には、反射光量がカメラ装置203bのダイナミックレンジに収まりきらない場合がある。
このような場合には、計測システム200bに光強度調整手段を設けても良い。光強度調整手段の例としては、例えば光源202a、202bの光強度を調整したり、カメラ装置203bの入射側にNDフィルタを取り付けたり、カメラ装置203bの露光時間を調整したりすることで光量を落とす構成などが挙げられる。
Therefore, when the difference in light intensity is large, the amount of reflected light may not fit within the dynamic range of the
In such a case, the
計測装置100bは、第1の実施形態において述べた計測装置100とほぼ同様の構成を有する粒子特性評価手段としての機能を有している。
また計測装置100bは、図9に示すように、カメラ装置203bが撮影した2次元画像からサンプルPの塗装層301における面内色度分布を取得する色度変換部10と、面内色度分布の変動量に基づいて、粒子特性を評価するための粒子特性評価値を算出する粒子特性評価手段たる粒子特性評価部20と、を有している。
The measuring
Further, as shown in FIG. 9, the measuring
色度変換部10は、第1の実施形態と同様の機能を有しているが、第2の実施形態においては、用いる画像が2次元カラー画像である点で異なっている。
色度変換部10は、図10に示すように、2次元カラー画像であるRGB画像を取得する画像取得ステップS301と、RGB画像を3刺激値であるXYZ画像に変換する3刺激値変換ステップS302と、XYZ画像を均等色空間であるL*a*b*空間に変換するための色度取得ステップS303とによって2次元カラー画像を色度情報へと変換する一連のプログラムを備えた情報処理部である。
すなわち、色度変換部10は、少なくとも2つ以上の照明条件、又は、受光条件でサンプルPの面内色度分布を取得する色度分布取得手段としての機能を有している。
The
As shown in FIG. 10, the
That is, the
同様に、粒子性評価部20は、L*偏差画像をフーリエ変換するフーリエ変換ステップS304と、視覚特性による重み付けを行うステップS305と、色による重み付けを行うステップS306と、粒子性評価値を算出する評価値算出ステップS307と、を実行する情報処理部である。
なお、色度変換部10と粒子特性評価部20とは、本実施形態では何れも計測装置100内に設けられた情報処理部であるとしたが、上述のような構成のプログラムをインストールしたパソコンなどの外部装置であるとしても良い。
Similarly, the particle
Although the
かかる構成を用いて粒子性評価値を算出する方法について説明する。
まず、光源202aのみを点灯させた状態でカメラ装置203bが2次元カラー画像である第1の画像を撮影する。次に、光源202bのみを点灯させた状態で、カメラ装置203bを用いて同様に第2の画像を撮影する。
第1の画像と、第2の画像とは何れもサンプルPの表面の少なくとも一部を撮影したものを含んでおり、かかる撮影範囲が第1の画像と第2の画像とで一致するように撮影される。例えば、本実施形態では、512×512pixelの正方形の撮影範囲である。
このとき、カメラ装置203bによって撮影された第1の画像と、第2の画像とは、光源の照射条件が異なる2つのRGB画像である(ステップS301)。
A method of calculating the particle quality evaluation value using such a configuration will be described.
First, the
Both the first image and the second image include a photograph of at least a part of the surface of the sample P so that the photographed range coincides with the first image and the second image. Be photographed. For example, in the present embodiment, it is a shooting range of a square of 512 × 512 pixel.
At this time, the first image and the second image captured by the
色度変換部10は、かかる第1の画像と、第2の画像とのそれぞれについて、RGB画像から3刺激値であるXYZ画像に変換する(ステップS302)。
一般的には、sRGB(D65)におけるRGB→XYZ変換式を用いれば良い。
次に、国際照明委員会(CIE)で定められた数式4を用いて、XYZ画像からLab画像に変換する(ステップS303)。
The
Generally, the RGB → XYZ conversion formula in sRGB (D65) may be used.
Next, the XYZ image is converted into a Lab image using the
なお、本実施形態においては、カメラ装置203bとしてRGBカメラを用いてRGB画像を取得したが、XYZカメラを用いても良い。その場合には、ステップS302のRGB→XYZ変換を省略することができる。
In the present embodiment, the RGB image is acquired by using the RGB camera as the
次に、色度変換部10は、L*画像の画像面内のL*の平均値L*aveを算出し、第1の画像に対応したL*画像の各画素におけるL*値から平均値L*aveを差引し、L*の偏差画像を計算する。
ここでいうL*の偏差画像は、L*画像全体の平均に対して、各画素がどれだけ乖離しているかの変動量を表している。
つまり、撮像領域内において、局所的にきらきらしている画素のみ偏差が大きくなり、その局所的な偏差の強弱が、粒子感の強さとして人の目には感知される。
Next, the
The deviation image of L * referred to here represents the amount of fluctuation of how much each pixel deviates from the average of the entire L * image.
That is, in the imaging region, the deviation becomes large only for the locally glittering pixels, and the strength of the local deviation is perceived by the human eye as the strength of the particle feeling.
次に、粒子特性評価部20は、偏差画像を2次元フーリエ変換する(ステップS304)。フーリエ変換後、振幅を各周波数で平均化して、1次元化された周波数特性を得る。
Next, the particle
このとき、粒子感は、「局所的に反射が強くなる画素」を視覚的に認識することで得られるから、ステップS304において得られた各周波数の振幅値を積分してGL値とする。ステップS304は、色度情報からサンプルPの表面の粒子特性を評価する粒子特性評価ステップである。 At this time, since the graininess is obtained by visually recognizing "pixels whose reflection is locally strengthened", the amplitude values of the respective frequencies obtained in step S304 are integrated to obtain the GL value. Step S304 is a particle characteristic evaluation step for evaluating the particle characteristics on the surface of the sample P from the chromaticity information.
このようなGL値は、サンプルPの表面の局所的に反射が強くなる画素の数え上げに相当するが、人が感じる粒子感の強弱は、第1の実施形態のステップS205等で述べたように、視覚特性によって変動する。
そこで、本実施形態でも、ステップS305に示したように視覚特性による重み付けを行うことで、後述する粒子特性評価値Sが、より人の感じる粒子感と相関が深くなる。なお、かかる重み付けは、ステップS204における説明と重複するため省略する。
Such a GL value corresponds to the counting of pixels in which the reflection is locally strong on the surface of the sample P, but the strength of the graininess felt by a person is as described in step S205 of the first embodiment. In addition, it varies depending on the visual characteristics.
Therefore, also in the present embodiment, by weighting by the visual characteristics as shown in step S305, the particle characteristic evaluation value S, which will be described later, has a deeper correlation with the particle feeling felt by humans. Note that such weighting is omitted because it overlaps with the description in step S204.
さて、かかる粒子感の強弱は、視覚特性のみならず、色味によっても影響を受けること、すなわちサンプルPがシルバーのような無色の場合と、有色である場合とでは、見え方が異なることが知られている。
具体的には、人はサンプルPが白くかつ明るいほど、粒子感を認知しにくく、サンプルPが暗く濃い色であるほど、粒子感を認知しやすいことが、発明者らの研究により明らかになっている。
すなわち、粒子特性評価部20は、ステップS306に示した重み付けにおいて、面内色度分布の平均明度が高いほど、または面内色度分布の平均彩度が低いほど、粒子特性評価値Sが低くなるように重み付けを行うことが望ましい。
By the way, the strength of the graininess is affected not only by the visual characteristics but also by the color, that is, the appearance of the sample P is different depending on whether it is colorless such as silver or colored. Are known.
Specifically, research by the inventors has revealed that the whiter and brighter the sample P, the harder it is to perceive the graininess, and the darker and darker the sample P, the easier it is to perceive the graininess. ing.
That is, in the weighting shown in step S306, the particle
具体的には、計測したL*a*b*画像の面内の各平均値から、数式6を用いて白色度Wを算出して、白色度Wに応じて粒子特性評価値Sを算出する。
Specifically, the whiteness W is calculated from each in-plane average value of the measured L * a * b * image using the
かかる白色度Wは、画像面内におけるL*の寄与が大きいほど、大きくなり、画像面内のa*、b*の寄与が大きいほど小さくなる。かかる白色度Wを、数式7に示すように補正することで、粒子特性評価値Sは、より人の粒子感と相関の深い指標となる。すなわち、かかる構成において「面内色度分布の平均値」は、当該面内における白色度の平均値であると言える。 The whiteness W increases as the contribution of L * in the image plane increases, and decreases as the contribution of a * and b * in the image plane increases. By correcting the whiteness W as shown in Equation 7, the particle characteristic evaluation value S becomes an index having a deeper correlation with the human grain feeling. That is, in such a configuration, the "average value of the in-plane chromaticity distribution" can be said to be the average value of the in-plane whiteness.
なおp1、p2、p3は合わせこみ係数であり、それぞれ官能評価点に基づいて非線形回帰分析により決定されるパラメータである。
また、本実施形態では、L*の偏差画像を用いているためにGL値を用いて粒子特性評価値Sを算出したが、a*、b*それぞれの偏差画像を併せて用いた場合には、数式7を数式8のように改変して取り扱うことが望ましい。
Note that p1, p2, and p3 are integration coefficients, which are parameters determined by nonlinear regression analysis based on the sensory evaluation points, respectively.
Further, in the present embodiment, since the deviation image of L * is used, the particle characteristic evaluation value S is calculated using the GL value, but when the deviation images of a * and b * are used together. It is desirable to modify Equation 7 as in Equation 8 and handle it.
このように、視覚特性と色による重み付けを行い(ステップS305)(ステップS306)、粒子特性評価値Sを算出する(ステップS307)。 In this way, weighting by visual characteristics and color is performed (step S305) (step S306), and the particle characteristic evaluation value S is calculated (step S307).
上述したように、本実施形態では、光源202aを点灯して撮影した第1の画像と、光源202bを点灯して撮影した第2の画像と、のそれぞれについて粒子特性評価値Sを算出する。
ここで第1の画像の粒子特性評価値S1、第2の画像の粒子特性評価値S2とすると、粒子特性評価値S1はハイライトで観察したときの粒子のきらきら感を表し、粒子特性評価値S2はすかしで観察したときの粒子のきらきら感を表す指標であると言える。
As described above, in the present embodiment, the particle characteristic evaluation value S is calculated for each of the first image taken with the
Here, assuming that the particle characteristic evaluation value S1 of the first image and the particle characteristic evaluation value S2 of the second image are used, the particle characteristic evaluation value S1 represents the glittering feeling of the particles when observed at the highlight, and the particle characteristic evaluation value. It can be said that S2 is an index showing the glittering feeling of the particles when observed in a short time.
それぞれの粒子特性評価値S1と粒子特性評価値S2とを、官能評価点との相関を明らかにするべく合わせて図示したものが図11である。ここで官能評価点とは、観察者にISAMU社製の色見本帳を提示し、ハイライト、すかし、それぞれの照射条件の下で観察距離350mmにて観察者15人に観察してもらったときの各サンプルのきらきら感を10段階評価してもらったときの各サンプルの平均点である。
図11から明らかなように、粒子特性評価値S1と粒子特性評価値S2とは、観察者によって観察されるきらきら感の評価に対して明らかに相関が認められ、官能評価点に対する寄与率が高いことがわかる。
FIG. 11 shows the respective particle characteristic evaluation values S1 and the particle characteristic evaluation value S2 combined to clarify the correlation with the sensory evaluation points. Here, the sensory evaluation points are defined by presenting a color sample book manufactured by ISAMU to the observer, and having 15 observers observe the color sample book by highlighting, shaving, and observing at an observation distance of 350 mm under each irradiation condition. This is the average score of each sample when the glittering feeling of each sample was evaluated on a 10-point scale.
As is clear from FIG. 11, the particle characteristic evaluation value S1 and the particle characteristic evaluation value S2 are clearly correlated with the evaluation of the glittering feeling observed by the observer, and the contribution rate to the sensory evaluation point is high. You can see that.
なお、粒子特性評価値S1と粒子特性評価値S2とはそれぞれ、対応する角度から見たときの粒子性を評価することが可能ではあるが、実際には観察者は、様々な角度、様々な環境下において観察するために、粒子特性評価値も、総合的な粒子感の強弱により定量化されることが望ましい。
そこで、本実施形態では、粒子特性評価部20は、数9、数10を用いて、きらきら度Skと、ギラギラ度Sgとを評価する。
It should be noted that the particle property evaluation value S1 and the particle property evaluation value S2 can each evaluate the particle property when viewed from the corresponding angles, but in reality, the observer can evaluate the particle properties at various angles and various angles. In order to observe in an environment, it is desirable that the particle characteristic evaluation value is also quantified by the overall strength and weakness of the particle feeling.
Therefore, in the present embodiment, the particle
かかる数9はハイライトで見たときに粒子感が強く、すかしで見たときに粒子感が弱いほど、観察者は塗装面をきらきらしていると感じることを表ししている。また数10は、ハイライトでもすかしでも粒子感が強い場合に観察者は塗装面をぎらぎらしていると感じることを表ししている。 The number 9 indicates that the stronger the graininess when viewed at the highlight and the weaker the graininess when viewed at the watermark, the more the observer feels that the painted surface is shining. The number tens indicate that the observer feels that the painted surface is glaring when the graininess is strong in both the highlight and the watermark.
数9、数10に示すそれぞれのきらきら度Skとギラギラ度Sgとは、図12のような官能評価点との相関関係がみられる。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
さらに、サンプルPの同一箇所の計測画像を用いてハイライトの粒子特性評価値S1と、すかしの粒子特性評価値S2とを用いて被対象物の表面の粒子特性を評価するから、計測のばらつきが小さくなる。
Each of the glitter degree Sk and the glare degree Sg shown in the
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
Further, since the particle characteristics of the surface of the object are evaluated using the highlight particle characteristic evaluation value S1 and the watermark particle characteristic evaluation value S2 using the measurement image of the same location of the sample P, the measurement is performed. The variation becomes smaller.
なお、本実施形態では、照明色を白色としたが、夕方時の評価等、特定の波長に合わせて各種照明色を用いても良い。 In the present embodiment, the illumination color is white, but various illumination colors may be used according to a specific wavelength such as evaluation in the evening.
また、図13に示すように、計測システム200cは、光源202をそれぞれ照射角度の条件が異なる2点、位置a、位置bへと移動可能な回転機構たる移動部204を有するとしても良い。
かかる構成によれば、位置aにおいて光源202を点灯させた状態で第1の画像が、位置bにおいて光源202を点灯させた状態で第2の画像が、それぞれ撮影される。
かかる第1の画像と第2の画像とを用いて粒子特性評価値を算出する方法については、上述した第2の実施形態と同様であるために説明を省略する。
Further, as shown in FIG. 13, the
According to this configuration, the first image is taken with the
The method of calculating the particle characteristic evaluation value using the first image and the second image is the same as that of the second embodiment described above, and thus the description thereof will be omitted.
あるいは、図14に示すように、複数のカメラ装置203a、203bを用いて撮影する計測システム200dとしても良い。
かかる実施形態の場合には、少なくとも1つのカメラ装置203aを、光源202の正反射方向近傍に配置することが望ましい。ここでいう「正反射方向近傍」とは、サンプルPのアルミフレーク302の配向に応じて適宜設定するとして良いが、一般に正反射方向に対して−25°〜+25°の範囲内を示している。
かかる構成によれば、光源202よりもカメラ装置203の方がコストが安価である場合には、コストダウンに寄与する。
Alternatively, as shown in FIG. 14, the measurement system 200d may be used for taking pictures using a plurality of
In the case of such an embodiment, it is desirable to arrange at least one
According to such a configuration, when the cost of the
また、本実施形態ではカメラ装置203a、203bはそれぞれ有線で計測装置100bと接続されるが、かかる構成に限定されるものではなく、無線での接続であっても良い。
Further, in the present embodiment, the
また、本発明の第3の実施形態について説明する。
第3の実施形態では、計測システム200は、粒子特性を測定される被対象物たるサンプルPが載置されるホルダ201と、サンプルPに照射光Lを照射するための光源202と、サンプルPに当たって反射された反射光L’を受光して、2次元分光画像を取得する撮像装置あるいは撮像部たるカメラ装置203と、を有している。
なお、第3の実施形態において、図1に示した第1の実施形態と同様の構成の部分については説明を省略する。
第3の実施形態では、第1の実施形態におけるステップS101〜S205において行った操作に加えて、第2の実施形態で示した数式9、数式10を用いて、きらきら度Skと、ギラギラ度Sgとを評価する点で異なっている。
In addition, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the
In the third embodiment, the description of the portion having the same configuration as that of the first embodiment shown in FIG. 1 will be omitted.
In the third embodiment, in addition to the operations performed in steps S101 to S205 in the first embodiment, the
すなわち、第3の実施形態において、計測装置100は、少なくとも2つ以上の照明条件、又は、受光条件でサンプルPの面内色度分布を取得する色度分布取得手段たる色度変換部10と、面内色度分布の変動量に基づいて、粒子特性を評価するための粒子特性評価値を算出する粒子特性評価手段20と、を有している。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、見た目と評価値との相関が高い。
That is, in the third embodiment, the measuring
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the lighting conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is high.
また、第3の実施形態においては、粒子特性評価手段20を用いて算出した少なくとも2つ以上の粒子特性評価値Sk、Sgを用いてサンプルPの粒子特性を評価する。
かかる構成により、照明条件を考慮して被対象物の表面の粒子特性を評価するから、さらに見た目と評価値との相関が高い。
Further, in the third embodiment, the particle characteristics of the sample P are evaluated using at least two or more particle characteristic evaluation values Sk and Sg calculated by using the particle characteristic evaluation means 20.
With this configuration, the particle characteristics on the surface of the object are evaluated in consideration of the illumination conditions, so that the correlation between the appearance and the evaluation value is higher.
なお、第1の実施形態でも用いたISAMU社製の色見本帳の白色パールサンプルについて、きらきら度Skの評価を行った例について図15に示す。
図15においては、図4と同様に、昼間の光を模したD50の照明条件としてA状態を、標準光源の光量を20%に低減し、夕暮れの光を模した状態をB状態として、それぞれ表示した。
図15から、A状態とB状態を比較すると、きらきら度Skが半分程度に抑えられることがわかる。
既に述べたように、数6は、ハイライトで見たときに粒子感が強く、すかしで見たときに粒子感が弱い状態を示す指標である。すなわち、観察者は、夕暮れを模したB状態においては、ハイライトとすかしとの差が強く認識できず、きらきら感Skの差が見えにくくなることを示している。
以上述べたように、少なくとも2つ以上の粒子特性評価値を用いて粒子特性を評価することにより、計測装置100は、より実際の人の目視の感覚と相関性の高い評価を行うことができる。
FIG. 15 shows an example in which the glitter degree Sk was evaluated for the white pearl sample of the color sample book manufactured by ISAMU, which was also used in the first embodiment.
In FIG. 15, similarly to FIG. 4, the A state is set as the illumination condition of the D50 that imitates the daytime light, the light amount of the standard light source is reduced to 20%, and the state that imitates the dusk light is set as the B state. displayed.
From FIG. 15, when comparing the A state and the B state, it can be seen that the glitter degree Sk can be suppressed to about half.
As already described,
As described above, by evaluating the particle characteristics using at least two or more particle characteristic evaluation values, the measuring
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to such a specific embodiment, and unless otherwise specified in the above description, the present invention described in the claims. Various modifications and changes are possible within the scope of the above.
例えば、本実施形態では、計測システムが撮像装置を有し、2次元分光画像が当該撮像装置によって撮影される場合について述べたが、2次元分光画像が計測システムの外部から送信されるとしても良い。
また、本実施形態では、1つの2次元分光画像から粒子性評価を行う場合について述べたが、複数の2次元分光画像を用いるものであっても良い。
For example, in the present embodiment, the case where the measurement system has an image pickup device and the two-dimensional spectroscopic image is captured by the image pickup device has been described, but the two-dimensional spectroscopic image may be transmitted from the outside of the measurement system. ..
Further, in the present embodiment, the case where the particle nature is evaluated from one two-dimensional spectroscopic image has been described, but a plurality of two-dimensional spectroscopic images may be used.
また、第1の実施形態において示した計測システム200に、第2の実施形態において示したような様々な照明角度、分光分布、照明の強度などの条件や、撮像装置の位置の変化による受光角度の条件等を変更する構成を付け加えても良い。
Further, the
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects described in the embodiments of the present invention merely list the most preferable effects arising from the present invention, and the effects according to the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. is not it.
10 色度変換手段(色度変換部)
20 粒子特性評価手段(粒子性評価部)
100 計測装置
200 計測システム
201 ホルダ
202 光源部(光源)
203 撮像装置(カメラ装置)
302 光輝材
L 照明(照射光)
L’ 反射光
P 被対象物(サンプル)
S107 色度変換ステップ
S205 粒子特性評価ステップ
W 白色度
XYZ 3刺激値
Δ 偏差(変動量)(色度情報)(面内色度分布の変動量)
α 係数(強度係数)
10 Color conversion means (color conversion unit)
20 Particle property evaluation means (particle property evaluation unit)
100
203 Imaging device (camera device)
302 Bright material L Lighting (irradiation light)
L'Reflected light P Object (sample)
S107 Chromaticity conversion step S205 Particle characteristic evaluation step
α coefficient (strength coefficient)
Claims (20)
少なくとも2つ以上の照明条件、又は、受光条件で被対象物の面内色度分布を取得する色度分布取得手段と、
前記面内色度分布の変動量に基づいて、粒子特性を評価するための粒子特性評価値を算出する粒子特性評価手段と、を有し、
前記粒子特性評価手段は、前記面内色度分布の変動量に対して、当該面内色度分布の平
均値で重み付けすることで、前記粒子特性を評価することを特徴とする計測装置。 In a measuring device that evaluates the particle characteristics of a painted surface containing a bright material
A chromaticity distribution acquisition means for acquiring an in-plane chromaticity distribution of an object under at least two or more lighting conditions or light receiving conditions.
Based on the amount of change of the in-plane chromaticity distribution, possess a particle characterization means for calculating the particle characterization value for evaluating the particle properties, a,
The particle characteristic evaluation means has a flatness of the in-plane chromaticity distribution with respect to the fluctuation amount of the in-plane chromaticity distribution.
A measuring device characterized in that the particle characteristics are evaluated by weighting with an average value.
前記粒子特性評価手段を用いて算出した少なくとも2つ以上の粒子特性評価値を用いて前記被対象物の粒子特性を評価することを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 1,
A measuring device characterized in that the particle characteristics of the object are evaluated using at least two or more particle characteristic evaluation values calculated by using the particle characteristic evaluation means.
前記粒子特性評価手段は、前記平均値の重み付けにおいて、前記面内色度分布の平均明度が高いほど、または前記面内色度分布の平均彩度が低いほど、前記粒子特性評価値が低くなるように重み付けを行うことを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 1 or 2.
In the weighting of the average value, the particle characteristic evaluation means has a lower particle characteristic evaluation value as the average brightness of the in-plane chromaticity distribution is higher or the average saturation of the in-plane chromaticity distribution is lower. A measuring device characterized in that weighting is performed as described above.
前記面内色度分布の平均値は、当該面内における白色度の平均値であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 3.
A measuring device characterized in that the average value of the in-plane chromaticity distribution is the average value of the in-plane whiteness.
前記照明条件とは、照明方式であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 4.
The lighting condition is a measuring device characterized by being a lighting method.
前記照明方式とは、平行光と拡散光の違いであることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 5,
The illumination method is a measuring device characterized in that it is a difference between parallel light and diffused light.
前記照明条件とは、照明角度であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 6.
The lighting condition is a measuring device characterized by being a lighting angle.
色度分布取得手段は、前記照明角度が異なる2つ以上の面内色度分布を取得し、
前記照明角度は、互いに25°以上異なることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 7.
The chromaticity distribution acquisition means acquires two or more in-plane chromaticity distributions having different illumination angles, and obtains the in-plane chromaticity distribution.
A measuring device characterized in that the illumination angles differ from each other by 25 ° or more.
前記照明条件とは、分光分布あるいは照明色であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 8.
The illumination condition is a measuring device characterized by having a spectral distribution or an illumination color.
前記照明条件とは、照明強度であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 9.
The lighting condition is a measuring device characterized in that it is a lighting intensity.
前記受光条件とは、受光角度であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 10.
The light receiving condition is a measuring device characterized by a light receiving angle.
前記面内色度分布とは、Lab表色系におけるL*、a*、b*の変動量を含むことを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 11.
The in-plane chromaticity distribution is a measuring device including the amount of fluctuation of L *, a *, and b * in the Lab color system.
前記面内色度分布の変動量は、前記Lab表色系におけるL*、a*、b*の周波数特性を示す値であることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 12,
The measuring device characterized in that the fluctuation amount of the in-plane chromaticity distribution is a value indicating the frequency characteristics of L *, a *, and b * in the Lab color system.
前記面内色度分布の前記変動量の取得に、前記塗装面の2次元カラー画像を用いることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 13.
A measuring device characterized in that a two-dimensional color image of the painted surface is used for acquiring the fluctuation amount of the in-plane chromaticity distribution.
前記面内色度分布の前記変動量の取得に、前記塗装面の2次元分光画像を用いることを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 13.
A measuring device characterized in that a two-dimensional spectroscopic image of the painted surface is used for acquiring the fluctuation amount of the in-plane chromaticity distribution.
前記被対象物に照射する照明を有し、
前記2次元分光画像と、前記照明の分光分布及び前記照明の強度に基づいて、前記2次元分光画像を色度情報へと変換する色度変換手段を有することを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 15,
It has an illumination that illuminates the object and
A measuring device comprising the two-dimensional spectroscopic image, a chromaticity conversion means for converting the two-dimensional spectroscopic image into chromaticity information based on the spectral distribution of the illumination and the intensity of the illumination.
前記色度変換手段は、分光反射率を3刺激値へと変換する際の変換式に、前記照明の前記強度に依存する係数を付加したことを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to claim 16,
The chromaticity conversion means is a measuring device characterized in that a coefficient depending on the intensity of the illumination is added to a conversion formula for converting the spectral reflectance into three stimulus values.
前記粒子特性評価手段は、前記変動量を視覚の空間周波数特性で重み付けした値に基づいて前記粒子特性を評価することを特徴とする計測装置。 In the measuring device according to any one of claims 1 to 17.
The particle characteristic evaluation means is a measuring device for evaluating the particle characteristics based on a value obtained by weighting the fluctuation amount with a visual spatial frequency characteristic.
前記被対象物に光を照射する光源部と、
前記光の前記被対象物における反射光から画像を取得する撮像部と、
を有し、前記光源部の照明角度または照明方式に対応して前記撮像部の露光時間または照明強度を変えることを特徴とする計測システム。 The measuring device according to any one of claims 1 to 18 .
A light source unit that irradiates the object with light,
An imaging unit that acquires an image from the reflected light of the light in the object,
The measurement system is characterized in that the exposure time or the illumination intensity of the imaging unit is changed according to the illumination angle or the illumination method of the light source unit.
前記被対象物に異なる角度から光を照射する少なくとも2つの光源部と、At least two light source units that irradiate the object with light from different angles,
前記光の前記被対象物における反射光から画像を取得する撮像部と、An imaging unit that acquires an image from the reflected light of the light in the object,
を有し、Have,
前記光源部は、前記撮像部から見たとき、少なくとも1つが当該光源部から前記被対象物へ照射された光の正反射光が前記撮像部へと入射する位置から±25°の範囲の内に配置され、When viewed from the imaging unit, at least one of the light source units is within a range of ± 25 ° from the position where the specularly reflected light of the light emitted from the light source unit to the object is incident on the imaging unit. Placed in
他の光源部が、前記範囲の外に配置されることを特徴とする計測システム。A measurement system in which another light source unit is arranged outside the above range.
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