JP7069724B2 - 評価装置、画像計測装置、評価方法及び評価プログラム - Google Patents

Description

本発明は、評価装置、画像計測装置、評価方法及び評価プログラムに関する。

今日において、例えば車の塗装等に用いられる、光輝材が含まれた塗料が知られている。この光輝材が含まれた塗料が塗布された塗装面は、光輝材により、見る角度等に応じて、見え方が異なる。現在は、光輝材の種類、塗装手法の多様化により、見え方も多様化している。

このような光輝材が含まれた塗料が塗布された塗装面の評価としては、目視での評価が一般的である。しかし、人によって見え方にばらつきがあるため、評価が安定せず、定量化が困難となる問題がある。

ここで、光輝材が含まれた塗料が塗布された塗装面の評価において、質感である粒子感（キラキラ感又は光輝感等とも呼ばれる）を定量化した粒子特性による評価が、特に重要となる。特許文献１（特開２０００－３０４６９６号公報）には、光輝材含有塗膜の計測画像から粒子特性を算出することで、光輝材含有塗膜の粒子特性を評価する光輝感定量評価装置が開示されている。

しかし、粒子特性の評価は、カメラ装置で撮像された計測面の計測画像（輝度画像）を、所定の閾値（輝度値）で二値化することで、粒子が存在する領域を抽出して評価している。このため、特許文献１に開示されている光輝感定量評価装置及び従来の評価装置は、計測面に傾きが生じている場合、計測器が計測面に対して傾いていた場合、計測面が曲面である場合、又は、計測面にキズ又は汚れが生じている場合等に、計測画像内の輝度ムラが大きくなり、粒子が存在する領域を正確に抽出することが困難となり、誤った粒子特性評価値を算出する問題があった。

誤った粒子特性評価値が算出されると、誤った粒子特性評価値に基づいて誤った粒子特性評価が行われることとなり、好ましいことではない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、誤って算出された粒子特性評価値に基づいて、誤った粒子特性評価が行われる不都合を防止可能な評価装置、画像計測装置、評価方法及び評価プログラムの提供を目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、計測物の計測面の輝度値に基づいて、計測面の特性評価を行う評価装置であって、計測面の撮像画像に基づいて、計測面の輝度値を検出する第１の検出部と、撮像画像における所定分離間した位置の輝度値差を検出する第２の検出部と、前記第２の検出部は、前記撮像画像の水平方向のライン上の輝度値の平均値のラインを、前記水平方向のライン上の輝度値に対してフィッティング処理するフィッティング処理部と、前記フィッティング処理されたラインの両端部に相当する各輝度値の差、又は、前記フィッティング処理されたラインの両端部近傍の輝度値の差を、前記所定分離間した位置の輝度値差として検出する変動分検出部を、さらに備え、所定分離間した位置の輝度値差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行う判定部とを有する。

本発明によれば、誤って算出された粒子特性評価値に基づいて、誤った粒子特性評価が行われる不都合を防止することができるという効果を奏する。

図１は、第１の実施の形態の評価装置のハードウェア構成図である。 図２は、第１の実施の形態の評価装置の主となる機能の機能ブロック図である。 図３は、光輝材が含まれた塗料が塗布された光輝材含有塗膜を含む計測サンプルの塗装面の断面図である。 図４は、計測サンプルの撮像形態を説明するための図である。 図５は、正常に撮像された計測サンプルの計測画像（撮像画像）を示す図である。 図６は、粒子領域の抽出後における計測画像を示す図である。 図７は、傾きが生じている計測サンプルの撮像形態を示す図である。 図８は、傾きが生じている計測サンプルの計測画像を示す図である。 図９は、粒子領域の抽出後における、傾きが生じている計測サンプルの計測画像を示す図である。 図１０は、計測画像の各位置の輝度値に対して、平均輝度値を閾値として設定した特性図である。 図１１は、傾きが生じた計測サンプルを計測することで得られた計測画像の部分的な輝度値を示す特性図である。 図１２は、第１の実施の形態の評価装置における計測エラーの通知動作の流れを示すフローチャートである。 図１３は、正常に撮像された計測画像に対して平均輝度値を閾値として設定した場合の特性図である。 図１４は、傾きが生じている計測画像に対して平均輝度値を閾値として設定した場合の特性図である。 図１５は、線キズが含まれる計測画像を示す図である。 図１６は、粒子領域の抽出後における線キズが含まれる計測画像を示す図である。 図１７は、第２の実施の形態の評価装置の主となる機能の機能ブロック図である。 図１８は、第２の実施の形態の評価装置における計測エラーの通知動作の流れを示すフローチャートである。 図１９は、計測画像の各粒子領域の面積をヒストグラム化した図である。 図２０は、第３の実施の形態の評価装置の主となる機能の機能ブロック図である。 図２１は、第３の実施の形態の評価装置における、計測サンプルの傾きに応じた計測画像の輝度値の補正動作の流れを示すフローチャートである。 図２２は、計測画像に生じている傾きに対応する補正係数により補正処理した輝度値を示す特性図である。 図２３は、第３の実施の形態の評価装置の主となる機能の機能ブロック図である。 図２４は、第３の実施の形態の評価装置におけるキズ領域の除去動作の流れを示すフローチャートである。 図２５は、各粒子領域の面積をヒストグラム化した図であり、粒子領域の面積に基づく、キズ領域の判定手法を説明するための図である。

（第１の実施の形態）
（ハードウェア構成）
図１は、第１の実施の形態の評価装置のハードウェア構成図である。この図１に示すように、評価装置は、ＣＰＵ１、ＲＯＭ（Read Only Memory）２、ＲＡＭ（Random Access Memory）３、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４、入出力インタフェース（入出力Ｉ／Ｆ）５及び通信部６を有している。ＣＰＵ１～通信部６は、バスライン７を介して相互に通信可能となるように接続されている。

入出力Ｉ／Ｆ５には、例えばキーボード装置及びマウス装置等の入力部８と、液晶モニタ装置等の表示部９が接続されている。この表示部９は、報知部の一例となっている。また、入出力Ｉ／Ｆ５には、評価対象となる計測サンプルに光を照射する、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源１０が接続されている。また、入出力Ｉ／Ｆ５には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ等の撮像素子を用いたカメラ装置である撮像部１１が接続されている。

ＨＤＤ４には、計測サンプルの粒子感（キラキラ感又は光輝感）を、粒子特性として定量化して評価するための粒子特性算出プログラム（評価プログラムの一例）が記憶されている。なお、この例では、粒子特性算出プログラムはＨＤＤ４に記憶されていることとして説明を進めるが、粒子特性算出プログラムは、ＲＯＭ２、ＲＡＭ３、又は、外部メモリ等の他の記憶部に記憶されていてもよい。

ＣＰＵ１は、例えばＨＤＤ４に記憶されている粒子特性算出プログラムを実行することで、計測画像に基づいて検出した粒子特性を出力制御する。また、詳しくは後述するが、ＣＰＵ１は、粒子特性の算出に用いられた計測画像が、正確な粒子特性の評価が困難な計測画像である場合、エラー通知を行う。これにより、粒子特性の不正確な評価が行われる不都合を防止している。

（粒子特性算出プログラムに基づく機能構成）
図２は、ＣＰＵ１が、粒子特性算出プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図２に示すように、ＣＰＵ１は、粒子特性算出プログラムを実行することで、解像度制御部２１、光源制御部２２、記憶制御部２３、撮像制御部２４、計測画像生成部２５、粒子領域抽出部２６（第１の検出部の一例）、粒子特性検出部２７及び平均値算出部２８の各機能を実現する。また、ＣＰＵ１は、粒子特性算出プログラムを実行することで、回帰直線検出部２９、変動分検出部３０、計測エラー判定部３１（判定部の一例）、通知制御部３２、及び、演算方向制御部３３の各機能を実現する。回帰直線検出部２９及び変動分検出部３０は、第２の検出部の一例である。

なお、解像度制御部２１～演算方向制御部３３は、ソフトウェアで実現することとして説明を進めるが、解像度制御部２１～演算方向制御部３３のうち、一部又は全部を、ＩＣ（Integrated Circuit）等のハードウェアで実現してもよい。

また、粒子特性算出プログラムは、インストール可能な形式また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）などのコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ブルーレイディスク（登録商標）、半導体メモリ等のコンピュータ装置で読み取り可能な記録媒体に記録して提供してもよい。また、粒子特性算出プログラムは、インターネット等のネットワーク経由でインストールするかたちで提供してもよい。また、粒子特性算出プログラムは、機器内のＲＯＭ等に予め組み込んで提供してもよい。

（光輝材含有塗膜）
ここで、図３に、光輝材が含まれた塗料が塗布された光輝材含有塗膜を含む計測サンプル４０の塗装面の断面図を示す。光輝材含有塗膜は、アルミニウムフレーク、パール粉、マイカ粉等の光輝材を含む塗料の塗膜である。光輝材を含む塗料は、車両のフレームの塗装等に用いられる。光輝材含有塗膜は、内部に存在する光輝材４３が入射光を反射し、見る角度によって塗装面の見え方が変化する。

光輝材含有塗膜を含む計測サンプル４０は図３に示す層構造を有しており、金属板等の基材又は基材の上に下塗層（下地４１）等を形成した後、光輝材４３を含む塗料の層（ベース層４２）が形成される。ベース層４２は、光輝材４３の塗料を使用する場合の他、赤色又は青色等の色材を含むカラー塗料及び光輝材４３の塗料を混合した混合塗料を用いることもある。ベース層４２の上に、透明層であるクリア層を形成することで、一般的な光輝材含有塗膜を含む計測サンプル４０の構造となる。

光輝材含有塗膜を評価する場合、光輝材４３により生ずる粒子感（光輝感）の評価が重要となる。この粒子感は、塗装内に含まれる光輝材４３の種類、サイズ、密度又は配置等に応じて反射される光を、人間が網膜を介して認識する感覚であり、塗膜の見た目の、言わばざらざら感又はキラキラ感である。粒子感は、例えば粒子特性、グラデーション、写像性、粒子色、底色、又は、明暗差としても表現される。

このような粒子感は、人間が目測により段階評価することも可能であるが、この場合、粒子感の評価は、目測を行った人間の主観的な評価となる。このため、塗料設計及び品質管理の正確性及び定量性等を実現するために、粒子感の客観的な評価が求められている。

第１の実施の形態の評価装置は、主観的となりがちな「粒子感」の評価を、「粒子特性」として定量化することで、粒子感を客観的に評価している。

（計測サンプルの計測）
図４に、計測サンプル４０の撮像形態を示す。粒子感の評価を行う場合、光源１０から計測サンプルに照射した光の反射光を撮像部１１で撮像（以下、計測という）した計測画像に基づいて、計測サンプル４０の粒子感を評価する。この場合、粒子の輝きを計測しやすい角度で計測を行うことが望ましい。計測角度が正反射方向に近いほうが粒子の輝きを計測しやすい。このため、図４に示すように、光源１０の正反射方向から例えば１５°傾けた角度で計測すると、光源１０の写り込みを防止でき、かつ粒子の輝きをよく計測できる。

なお、以下の説明では、一例としてカメラ装置である撮像部１１により、心理物理量の一つである輝度情報を計測することとして説明を進める。しかし、計測を行う計測機器としては、二次元の心理物理量を計測可能な機器であれば、どのような計測機器を用いてもよい。このため、撮像部１１の他、例えばラインセンサを備えた撮像装置等を用いてもよい。また、計測する心理物理量としては、輝度情報の他、光束情報、光度情報、照度情報又は光量情報等の他の心理物理量を計測してもよい。

また、撮像部１１の解像度としては、１画素（pixel）あたり光輝材４３のサイズ以下の解像度とすることが好ましい。具体的には、例えば光輝材４３のサイズが約２０μｍである場合、図２に示す解像度制御部２１は、１画素あたり約２０μｍ以下の解像度とするように、撮像部１１の解像度を制御する。これにより、粒子を精度よく計測できる。

（計測画像）
図５に、計測サンプル４０をモノクロのカメラ装置である撮像部１１で計測した計測画像の一例を示す。この計測画像は、縦×横が５１２画素×５１２画素のサイズで、１画素あたり約２０μｍに、解像度を制御して計測している。図５において、白点は光を反射している粒子を示しており、黒、灰、白の順に輝度が高い領域となる。

粒子特性の算出時に粒子領域を抽出する場合、例えば計測画像内において、平均輝度値以上の画素を粒子領域とする。図６は、平均輝度値を閾値として粒子領域を抽出した計測画像の一例である。この図６は、理解を容易とするために、粒子領域以外の領域は、輝度値を「０」として表現している。この計測画像における、例えば輝度値の総和、又は、粒子領域の面積で粒子特性を評価することができる。

（傾きが生じた計測画像）
ここで、計測画像を用いた粒子特性の評価では、粒子領域を正しく抽出することが重要となる。図７は、傾いた状態の計測サンプル４０が計測されている様子を示す図である。この図７に示すように、傾いた状態の計測サンプル４０を計測した場合、得られる計測画像は、例えば図８に示すように上部の輝度に対して下部の輝度が低い等のように、輝度が偏った計測画像となる。

この輝度が偏った計測画像に対して、平均輝度値以上の輝度値の画素を粒子領域として抽出する処理を施すと、図９に示すように略々下半分に粒子領域が存在しない計測画像となる。なお、この図９は、理解を容易とするために、粒子領域以外の領域（画素）は、輝度値を「０」として表現している。このように粒子領域の抽出が偏って行われると、正確な粒子特性の評価が困難となる。

（平均輝度値に基づく粒子領域の分離）
すなわち、図１０は、傾きが生じていない計測サンプル４０を計測することで得られた計測画像（正常計測画像）の部分的な輝度値を示すラインプロファイルである。また、図１０に示す点線は、平均輝度値である閾値である。この平均輝度値を閾値としてラインプロファイルを区切ることにより、粒子の輝度が高い領域と粒子の輝度が低い領域とに、正常計測画像を分離することができる。

一方、図１１は、傾きが生じた計測サンプル４０を計測することで得られた計測画像（傾き計測画像）の部分的な輝度値を示すラインプロファイルである。図１１に点線で示すように、傾き計測画像に対して平均輝度値を閾値として設定すると、図９に示したように、略々下半分に粒子が存在しない傾き計測画像が形成される。

このような傾き計測画像に基づいて行われた粒子特性の評価結果は、計測サンプル４０の目視結果と合致せず、また、再現性が低い評価結果となる。そして、このような評価結果が、傾き計測画像による評価結果であると気づかない場合（計測エラーであると気づかない場合）、その後の解析又は品質管理に悪影響を与える。

（計測エラーの通知動作）
このようなことから、第１の実施の形態の評価装置は、計測画像の輝度値分布における、一定方向の平均輝度値の変動分に基づいて、計測エラーを検出して通知する。図１２は、計測エラーの通知動作の流れを示すフローチャートである。評価装置のＣＰＵ１は、ＨＤＤ４等の記憶部に記憶されている粒子特性算出プログラムに基づいて、図２に示した各機能を実行する。

図１２のフローチャートは、ＣＰＵ１１が、入力部８を介して行われる、ユーザからの粒子特性の算出指示を検出することでスタートとなり、ＣＰＵ１は、ステップＳ１から順に各処理を実行する。ステップＳ１では、計測サンプル４０の光輝材４３のサイズが例えば約２０μｍである場合、図２に示す解像度制御部２１が、１画素あたり約２０μｍ以下の解像度とするように、撮像部１１の解像度を制御する。

また、ステップＳ１では、光源制御部２２が、図４に示すように計測サンプル４０に対して、例えば１５°の角度で光を照射するように、光源１０を点灯制御する。また、ステップＳ１では、光源１０からの光が照射された計測サンプル４０を撮像するように、撮像制御部２４が撮像部１１を制御する。また、ステップＳ１では、撮像部１１で撮像された計測サンプル４０の撮像画像を、記憶制御部２３が、例えばＲＡＭ３又はＨＤＤ４等の記憶部に記憶制御する。さらに、ステップＳ１では、計測画像生成部２５が、記憶部に記憶された撮像画像から輝度画像である計測画像を生成する。

次に、ステップＳ２では、演算方向制御部３３が、平均値算出部２８に対して、例えば水平方向等の所定の一方向を設定する。平均値算出部２８は、演算方向制御部３３により設定された計測画像の例えば水平方向等の一方向のラインの輝度値を平均化した平均輝度値を算出する。

なお、平均値算出部２８で算出された平均輝度値は、粒子領域抽出部２６に供給される。粒子領域抽出部２６は、例えば図５に示した計測画像から、平均輝度値以上の画素である粒子領域を分離することで、例えば図６に示したように平均輝度値以上の画素からなる計測画像を形成する。粒子特性検出部２７は、平均輝度値以上の粒子領域からなる計測画像に基づいて、例えば各画素の輝度値の総和情報、又は、粒子領域の面積を示す粒子面積情報を、計測画像の粒子特性を評価した評価値として出力する。この評価値は、表示部９に表示される。これにより、計測画像の粒子特性の評価情報を定量化してユーザに提供できる。

次にステップＳ３では、回帰直線検出部２９が、水平方向等の一方向のラインの輝度値に対して、閾値となる平均輝度値を、例えば最小二乗法で線形にフィッティングした回帰直線を検出する。また、ステップＳ３では、変動分検出部３０が、フィッティングされた回帰直線の両端部（各端部近傍でもよい）に相当する輝度値の差分である輝度値の変動分（回帰直線の両端部の輝度差）を検出する。ステップＳ４では、計測エラー判定部３１が、回帰直線の両端部の輝度差が、所定の閾値以上の場合に、計測画像の計測エラーと判断する。

図１３は、傾き等が生じていない計測サンプル４０を計測することで得られた計測画像（正常計測画像）の所定ラインの輝度値を示すラインプロファイルである。また、図１３に示す点線は、回帰直線検出部２９により、ラインプロファイルに対して閾値として設定された回帰直線（所定ラインの平均輝度値）である。正常計測画像の場合、フィッティングした回帰直線の両端部に大きな差（変動分）はない。

これに対して、傾きが生じた計測サンプル４０を計測することで得られた傾き計測画像の場合、図１４に示すように、回帰直線が大きく傾いてフィッティングされるため、回帰直線の両端部の差が所定以上に大きくなる。計測画像生成部２５により生成される計測画像が、例えば８ビット（輝度値０～２５５）のモノクロ輝度画像である場合、計測エラー判定部３１は、フィッティングされた回帰直線の両端間で２０以上の輝度値の変動分が、変動分検出部３０で検出された際に、計測サンプル４０に傾きが生じている状態で計測が行われたと判断し、計測エラーの判定を行う。これにより、ユーザに対して計測画像の再計測を促すことができ、粒子特性の正確な評価を可能とすることができる。

（計測面が曲面の場合）
この例では、撮像部１１の撮像方向に対する、計測サンプル４０の計測面の傾きにより、粒子特性の正確な評価が困難な場合に計測画像のエラー判定を行うこととしたが、計測サンプル４０の計測面が曲面である場合も同様である。

すなわち、計測サンプル４０の計測面が曲面である場合、回帰直線検出部２９は、曲面の水平方向のラインの輝度値の最大値及び最小値の平均値となる閾値を算出する。また、回帰直線検出部２９は、算出した閾値を、例えば２次関数等を用いて、曲面の水平方向のラインの輝度値に対してフィッティング処理する。なお、算出した閾値をフィッティング処理する以外に、曲面の水平方向のラインの輝度値に対して、移動平均線をフィッティング処理してもよい。

変動分検出部３０は、計測面の曲面の曲率に応じてフィッティング処理されたラインの輝度値の最大値及び最小値の差分を検出する。計測エラー判定部３１は、この最大値及び最小値の差分が所定以上の差分である場合に、粒子特性の正確な評価は困難であるとして、計測エラーの判定を行う。

例えば、車の外装は曲面が多く、粒子特性の正確な評価を行うことは困難となる。しかし、第１の実施の形態の評価装置のように、曲面に起因する計測エラーの判定を行うことで、ユーザに対して計測画像の再計測を促すことができ、粒子特性の評価の正確性を向上させることができる。

次に、通知制御部３２は、計測エラー判定部３１により計測エラーと判断されると、ステップＳ４において、通知部の一例である表示部９に対して、例えば「計測サンプルを再計測してください」等のエラーメッセージを表示制御する。また、粒子特性検出部２７は、計測エラー判定部３１により計測エラーと判断された場合、粒子特性の評価動作を停止する。

ユーザは、表示部９にエラーメッセージが表示されると、計測サンプル４０の傾き等を調整して、撮像部１１で再計測を行う。これにより、計測サンプル４０の光輝材含有塗膜の正確な評価を可能とすることができる。換言すると、計測エラーと判断された場合、粒子特性検出部２７で粒子特性を算出せず、計測画像の傾き又は曲率により粒子感を正しく評価できないため、傾き又は曲率を是正した再計測を促す内容のエラーメッセージを表示部９に表示する。これにより、誤った粒子特性に基づいて、計測画像の計測面が評価される不都合を防止できる。

なお、上述の実施の形態の説明では、光輝材含有塗膜を評価することとして説明したが、光輝材を含まない塗膜である、いわゆるソリッド塗膜に対する評価において、上述の計測エラー判定を行ってもよい。ソリッド塗膜の場合は、粒子感の評価ではなく、色の評価を行う。計測サンプルが傾いた状態で計測された計測画像では、画像内輝度値が大きく変動することで、正確な色の評価が困難となる。しかし、上述の計測エラー判定を行うことで、不正確な色の評価が行われる不都合を防止できる。

（第１の実施の形態の効果）
以上の説明から明らかなように、第１の実施の形態の評価装置は、計測画像の所定ラインの心理物理量（例えば、輝度値）に対して、例えば平均値等の閾値をフィッティングする。そして、フィッティングした閾値の両端部の差分が所定以上であった場合に、計測画像を得た計測サンプルの計測エラーと判定し、粒子特性の評価動作を停止すると共に、計測エラーの発生を示す通知動作を行う。

これにより、計測エラーが発生している計測画像から算出された粒子特性に基づいて、誤った粒子特性評価が行われる不都合を防止することができる。

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態の評価装置の説明をする。第２の実施の形態の評価装置は、計測画像から所定以上の線キズが検出された場合に、計測エラーの通知を行う例である。なお、上述の第１の実施の形態と以下に説明する第２の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異のみ説明を行い、重複説明は省略する。

まず、図１５は、複数の線キズが生じている計測画像の一例である。キズに相当する領域の輝度値は、高い輝度値を示す。このため、平均輝度値を閾値として粒子領域を抽出した際に、図１６に示すようにキズに相当する領域が、粒子領域として高い確率で誤抽出される。すなわち、図１５及び図１６を見比べて分かるように、平均輝度値を閾値として粒子領域を抽出すると、キズに相当する領域が、殆どそのまま抽出される。このため、キズが含まれる計測画像に基づいて粒子特性を評価することとなるため、正しい評価が困難となる。

（第２の実施の形態の機能）
図１７は、第２の実施の形態の評価装置のＣＰＵ１が、ＨＤＤ４等の記憶部に記憶されている粒子特性算出プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図１７において、第１の実施の形態の説明で用いた図２と同じ動作を示す箇所には同じ符号を付している。図１７からわかるように、第２の実施の形態の評価装置の場合、粒子領域抽出部２６により計測画像から抽出された粒子領域に基づいて、キズに相当する領域の面積を算出する粒子面積算出部５１を有している。

すなわち、キズは、計測画像から抽出された粒子領域の粒子面積に基づいて検出することができる。通常、キズ以外の粒子領域が、２つ又は３つ程度結合することで、粒子領域の面積が大きくなることはあるが、それ以上多くの粒子領域が結合することは希である。これは、光輝材の配合量が多くなっても同じである。従って、光輝材の量が増加し、塗装面から反射する光量が増加しても、多数結合した粒子領域が検出されることは希である。

第２の実施の形態の評価装置においては、粒子面積算出部５１が、輝度値が閾値以上で、それぞれ結合している複数の粒子領域により形成された、一塊とみなせる粒子の面積を算出する。そして、粒子面積算出部５１で算出された粒子面積が所定以上ある場合に、計測エラー判定部３１が、粒子面積算出部５１で算出された粒子面積に対応する粒子領域を、キズに相当する領域として判断する。

図１８は、第２の実施の形態における計測エラーの通知動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ１１では、計測画像生成部２５が、計測サンプル４０の撮像画像から形成した例えば輝度画像を計測画像として取得する。ステップＳ１２では、粒子領域抽出部２６が、平均値算出部２８により設定された平均輝度値以上の輝度の画素を粒子領域として抽出する。

ステップＳ１３では、粒子面積算出部５１が、粒子領域抽出部２６で抽出された各粒子領域の面積（又は画素数）を算出する。ステップＳ１４では、計測エラー判定部３１が、粒子面積算出部５１で算出された面積の各粒子領域のうち、所定の閾値（キズ領域抽出閾値）以上の面積の粒子領域を、キズに相当する領域としてカウントする。

図１９は、横軸を粒子面積、縦軸を頻度（粒子領域の個数）として、各粒子領域の面積をヒストグラム化した図である。この図１９において、点線は、キズ領域抽出閾値であり、このキズ領域抽出閾値以上の面積の粒子領域を、キズとして判定する。計測エラー判定部３１は、ステップＳ１５において、キズ領域抽出閾値以上の面積であり、かつ、一塊とみなせる各粒子領域の面積を加算処理することで、キズ領域の総面積を算出する。そして、計測エラー判定部３１は、キズ領域の総面積がキズ判別閾値以上である場合に、その計測画像は、粒子特性を正しく評価することが困難な計測エラーが生じている計測画像であると判定する。

計測エラー判定部３１により計測エラーの判定がされると、粒子特性検出部２７は、計測画像の粒子特性の評価を停止する。また、通知制御部３２は、「計測画像にキズを検出したため、粒子特性を正しく評価できません。計測する領域を変更して再計測してください」等の、ユーザに再計測を促す計測エラー通知を、表示部９に表示する。これにより、不正確な計測画像に基づいて計測面の粒子特性の不正確な評価が行われる不都合を防止できる。

（第２の実施の形態の効果）
光輝材の配合量が少ない塗膜、又は、粒子の輝きが弱い塗膜は、キズ領域の面積が粒子領域の面積に比べて大きく。また、キズ領域の輝度値が、粒子領域の輝度値よりも遥かに高い。このため、キズが粒子特性の評価に大きく影響する。第２の実施の形態の評価装置は、このようなキズの影響を回避することができるため、計測画像の粒子特性を不正確に評価する不都合を防止できる他、上述の第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態の評価装置の説明をする。この第３の実施の形態の評価装置は、計測画像に対して、計測サンプル４０の傾きに応じた輝度値の補正処理を施したうえで、粒子領域の抽出処理を行うことで、粒子特性の正確な評価を可能とした例である。なお、上述の各実施の形態と第３の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、以下、両者の差異の説明のみ行い、重複説明は省略する。

（第３の実施の形態の機能構成）
図２０は、第３の実施の形態の評価装置のＣＰＵ１が、ＨＤＤ４等の記憶部に記憶されている粒子特性算出プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図２０に示すように、第３の実施の形態の評価装置の場合、近時直線検出部６１、補正係数算出部６２及び補正部６３を有している。

近時直線検出部６１は、平均化された輝度値の近似直線を検出する。補正係数算出部６２は、平均輝度値及び近似直線の値との比率に基づいて輝度値の補正係数を算出する。補正部６３は、算出された補正係数に基づいて、計測画像の各輝度値を補正処理する。粒子領域抽出部２６は、輝度値が補正された計測画像から粒子領域を抽出する。これにより、粒子特性を正確に抽出して、粒子特性の正確な評価を可能とすることができる。

（計測画像の補正動作）
このような第３の実施の形態の評価装置における計測画像の補正動作の流れは、図２１のフローチャートのようになる。このフローチャートのステップＳ２１において、計測画像生成部２５で生成された輝度画像である計測画像が取得されると、ステップＳ２２において、近似直線検出部６１が、計測画像内の輝度値を一定方向に平均化する。また、近似直線検出部６１は、ステップＳ２３において、平均化した輝度値の近似直線（Ｙ＝ａｘ＋ｂ）を検出する。さらに、ステップＳ２３では、平均値算出部２８が、計測画像の全画素（又は所定範囲の画素）の平均輝度値（Ｃ）を算出する。

ステップＳ２４では、補正係数算出部６２が、近似直線の各位置の値と、全画素の平均輝度値との比率（Ｃ／ａｘ＋ｂ）を、各位置の輝度値の補正係数として算出する。ステップＳ２５では、補正部６３が、計測画像の各輝度値に対して、算出された補正係数を乗算処理することで、計測画像の各輝度値を補正する。すなわち、例えば計測画像の水平方向の輝度値に基づいて近似直線が形成された場合、補正部６３は、この水平方向の全ての画素に対して、補正係数を乗算処理することで各輝度値を補正する。これにより、計測サンプル４０の傾きによる輝度変動を補正した計測画像を得ることができる。

粒子領域抽出部２６は、このように輝度値が補正された計測画像に対して、上述のように平均値算出部２８で算出された平均輝度値を閾値として、粒子領域を抽出した計測画像を形成する（ステップＳ２６）。

図１１に示した、傾きが生じた計測サンプルを計測することで得られた計測画像の部分的な輝度値を、上述の補正係数で補正処理すると、例えば図２２に示す補正処理結果を得ることができる。図１１と図１２を見比べてわかるように、上述の補正処理により、計測サンプル４０に生じていた傾きによる不正確な輝度値を正確な輝度値に補正することができる。このため、図２２に点線で示す平均輝度値の閾値により、正確に粒子領域を抽出して粒子特性の正確な評価を可能とすることができる。

なお、この例では、計測サンプル４０に傾きが生じている場合を例として説明したが、計測サンプル４０が曲率を有する場合でも、上述と同様に、正確に粒子領域を抽出可能とすることができる。

（第３の実施の形態の効果）
以上の説明から明らかなように、第３の実施の形態の評価装置は、計測サンプル４０の傾き又は曲率による輝度変動を補正した計測画像を生成し、この補正した計測画像に基づいて粒子領域を抽出する。これにより、正確に抽出した粒子領域に基づいて、粒子特性の正確な評価を行うことができる他、上述の各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態の評価装置を説明する。上述の第２の実施の形態の場合、キズに相当する領域の面積が所定面積以上であった場合に、計測画像の計測エラーと判断する例であった。これに対して、第４の実施の形態の評価装置は、計測画像中のキズに相当する領域を除外することで、キズに影響されることなく、粒子特性の正確な評価を可能とした例である。

（第４の実施の形態の機能構成）
図２３は、第４の実施の形態の評価装置のＣＰＵ１が、ＨＤＤ４等の記憶部に記憶されている粒子特性算出プログラムを実行することで実現される各機能の機能ブロック図である。この図２３に示すように、第４の実施の形態の評価装置の場合、評価エラー判定部３１が、キズに相当する領域の位置情報を粒子領域抽出部２６に通知することで、キズに相当する領域を除外した計測画像を形成する。そして、このキズに相当する領域を除外した計測画像に基づいて、再度、粒子領域を抽出する。これにより、キズに相当する輝度値を除外して、光輝材４３の輝度値に相当する粒子領域で粒子特性を評価可能とすることができる。このため、粒子特性の評価の正確性を向上させることができる。

（キズに相当する輝度値の除去及び粒子領域の抽出動作）
図２４は、キズに相当する輝度値の除去及び粒子領域の抽出動作の流れを示すフローチャートである。このフローチャートにおいて、ステップＳ１では、計測画像生成部２５で生成された輝度画像である計測画像が取得される。この計測画像は、計測画像生成部２５から、直接的に粒子領域抽出部２６に供給され、又は、第３の実施の形態で説明したように、補正部６３により、計測サンプル４０の傾き又は曲率等に対応する輝度値の補正処理が施されたうえで、粒子領域抽出部２６に供給される。

粒子領域抽出部は、まず、平均輝度値を粒子領域抽出閾値とし、ステップＳ３２において、この粒子領域抽出閾値以上の輝度の画素を粒子領域として抽出する。ステップＳ３３では、粒子面積算出部５１が、各粒子領域の面積を算出する。図２５は、図１９と同様、計測画像内の粒子面積をヒストグラム化した図であり、図２５の点線は、キズ領域抽出閾値である。計測エラー判定部３１は、ステップＳ３４において、このキズ領域抽出閾値以上の粒子領域を、キズに相当する領域として検出する。また、計測エラー判定部３１は、キズに相当する領域の計測画像上におけるアドレス情報（＝キズの位置情報）を粒子領域抽出部２６に供給する。

粒子領域抽出部２６は、ステップＳ３５において、計測画像からキズの位置情報で示される位置の粒子領域を除去し（輝度値を除外し）する。粒子領域抽出部２６は、キズに相当する輝度値を除外した計測画像を平均値算出部２８に供給する。平均値算出部２８は、キズに相当する輝度値を除外した計測画像に基づいて平均輝度値を算出し、粒子画像抽出部２６に通知する。ステップＳ３６では、粒子画像抽出部２６が、通知された平均輝度値を粒子領域抽出閾値として用いて、キズに相当する輝度値を除外した計測画像から粒子領域を抽出する。

（第４の実施の形態の効果）
これにより、粒子特性検出部２７において、キズを除外した計測画像に基づいて粒子特性を評価でき、キズに影響されない粒子特性の正確な評価を可能とすることができる。

また、例えば計測画像の粒子領域の輝度値とキズに相当する輝度値に大きな差があった場合、キズ領域の輝度値を含めた平均輝度値を閾値として粒子領域を抽出すると、キズの影響で設定する粒子領域抽出閾値が好ましい値とはならず、粒子領域の正確な抽出が困難となる。

しかし、第４の実施の形態の評価装置の場合、キズに相当する領域を除外した計測画像に基づいて平均輝度値を算出し、この平均輝度値を閾値として、キズに相当する領域を除外した計測画像から粒子領域を抽出している。このため、計測画像に対して、好ましい値の閾値を設定することができ、粒子領域を正確に抽出可能とすることができる。そして、計測サンプル４０がキズを有する場合でも、キズを含めて評価するよりも正確に粒子特性を評価可能とすることができる。

（変形例）
最後に、上述の各実施の形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施の形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。

例えば、上述の各実施の形態の説明では、本発明を評価装置に適用した例を説明したが、本発明は、この他、コピー機能、プリンタ機能、ファクシミリ機能及びスキャナ機能等の一つ又は複数の画像形成機能を有する複合機、コピー機又はプリンタ装置等の画像形成装置等に適用してもよい。この場合でも、上述と同様の効果を得ることができる。また、本発明は、画像形成装置以外でも、例えばプロジェクタ装置、テレビ会議システム又はデジタルカメラ装置等に適用してもよい。

また、上述の各実施の形態は、情報処理技術分野における通常の知識を有した技術者であれば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuits）の他、従来の回路モジュールを接続して構成した装置によって実施することも可能である。

このような各実施の形態及び各実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ ＣＰＵ
４ ＨＤＤ
９ 表示部
１０ 光源
１１ 撮像部
２５ 計測画像生成部
２６ 粒子領域抽出部
２７ 粒子特性検出部
２８ 平均値算出部
２９ 回帰直線検出部
３０ 変動分検出部
３１ 計測エラー判定部
３２ 通知制御部
５１ 粒子面積算出部
６１ 近似直線検出部
６２ 補正係数算出部
６３ 補正部

特開２０００－３０４６９６号公報

Claims (7)

1. 計測物の計測面の輝度値に基づいて、前記計測面の特性評価を行う評価装置であって、
   前記計測面の撮像画像に基づいて、前記計測面の輝度値を検出する第１の検出部と、
   前記撮像画像における所定分離間した位置の輝度値差を検出する第２の検出部と、
   前記第２の検出部は、
   前記撮像画像の水平方向のライン上の輝度値の平均値のラインを、前記水平方向のライン上の輝度値に対してフィッティング処理するフィッティング処理部と、
   前記フィッティング処理されたラインの両端部に相当する各輝度値の差、又は、前記フィッティング処理されたラインの両端部近傍の輝度値の差を、前記所定分離間した位置の輝度値差として検出する変動分検出部を、さらに備え、
   前記所定分離間した位置の輝度値差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行う判定部と
   を有することを特徴とする評価装置。
2. 前記判定部により、前記エラー判定が行われた際に、所定の通知動作を行うように通知部を制御する通知制御部を、さらに備えること
   を特徴とする請求項１に記載の評価装置。
3. 前記計測面が曲率を有する場合、
   前記フィッティング処理部は、曲面の水平方向のライン上の輝度値に対して、曲面に対応する閾値のフィッティング処理を行い、
   前記変動分検出部は、前記曲面にフィッティング処理された前記ラインの輝度値の最大値及び最小値の差を検出し、
   前記判定部は、前記水平方向のラインの輝度値の最大値及び最小値の差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行うこと
   を特徴とする請求項１に記載の評価装置。
4. 計測物の計測面の撮像画像を撮像する撮像部と、
   前記撮像画像に基づいて、前記計測面の輝度値を検出する第１の検出部と、
   前記第１の検出部で検出された前記輝度値を、前記計測面の評価値として出力する評価部と、
   前記撮像画像における所定分離間した位置の輝度値差を検出する第２の検出部と、
   前記第２の検出部は、
   前記撮像画像の水平方向のライン上の輝度値の平均値のラインを、前記水平方向のライン上の輝度値に対してフィッティング処理するフィッティング処理部と、
   前記フィッティング処理されたラインの両端部に相当する各輝度値の差、又は、前記フィッティング処理されたラインの両端部近傍の輝度値の差を、前記所定分離間した位置の輝度値差として検出する変動分検出部を、さらに備え、
   前記所定分離間した位置の輝度値差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行う判定部と
   を有する画像計測装置。
5. 計測物の計測面の輝度値に基づいて、前記計測面の特性評価を行う評価方法であって、
   第１の検出部が、前記計測面の撮像画像に基づいて、前記計測面の輝度値を検出する第１の検出ステップと、
   第２の検出部が、前記撮像画像における所定分離間した位置の輝度値差を検出する第２の検出ステップと、
   前記第２の検出ステップは、
   フィッティング処理部が、前記撮像画像の水平方向のライン上の輝度値の平均値のラインを、前記水平方向のライン上の輝度値に対してフィッティング処理するフィッティングステップと、
   変動検出部が、前記フィッティング処理されたラインの両端部に相当する各輝度値の差、又は、前記フィッティング処理されたラインの両端部近傍の輝度値の差を、前記所定分離間した位置の輝度値差として検出する変動分検出ステップと、をさらに有し、
   判定部が、前記所定分離間した位置の輝度値差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行う判定ステップと
   を有することを特徴とする評価方法。
6. コンピュータを、
   計測物の計測面の撮像画像に基づいて、前記計測面の輝度値を検出する第１の検出部と、
   第１の検出部で検出された前記輝度値を、前記計測面の評価値として出力する評価値出力部と、
   前記撮像画像における所定分離間した位置の輝度値差を検出する第２の検出部と、
   前記第２の検出部は、
   前記撮像画像の水平方向のライン上の輝度値の平均値のラインを、前記水平方向のライン上の輝度値に対してフィッティング処理するフィッティング処理部と、
   前記フィッティング処理されたラインの両端部に相当する各輝度値の差、又は、前記フィッティング処理されたラインの両端部近傍の輝度値の差を、前記所定分離間した位置の輝度値差として検出する変動分検出部を、さらに機能させ、
   前記所定分離間した位置の輝度値差が所定以上の差分であった場合に、エラー判定を行う判定部として機能させること
   を特徴とする評価プログラム。
7. 前記コンピュータを、
   前記判定部により、前記エラー判定が行われた際に、所定の通知動作を行うように通知部を制御する通知制御部として、さらに機能させること
   を特徴とする請求項６に記載の評価プログラム。

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