JP7308443B2 - Evaluation device, authenticity evaluation method and program - Google Patents
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本発明は、評価装置、本物感評価方法およびプログラムに関する。 The present invention relates to an evaluation device, a real feeling evaluation method, and a program.
従来、天然皮革の質感を模倣した人工または合成皮革(以下、合皮という)は、安価な衣類、靴等に用いられている。加えて、合皮は、近年の天然皮革価格の高騰などにより、従来は天然皮革が用いられてきた製品にまで採用されるようになっている。そのため、合皮については、より天然皮革に質感を近づけることが求められている。 Conventionally, artificial or synthetic leather (hereinafter referred to as "synthetic leather") imitating the texture of natural leather has been used for inexpensive clothing, shoes and the like. In addition, due to the recent surge in the price of natural leather, synthetic leather has come to be used even in products that have traditionally used natural leather. Therefore, synthetic leather is required to have a texture closer to that of natural leather.
特許文献1には、合皮の質感を高めることを目的として、スエード調の合皮表面の樹脂塊によって生じる「イラツキ」という質感を、画像特徴量に基づいて評価する技術が開示されている。 Japanese Patent Laid-Open No. 2002-200000 discloses a technique for evaluating the texture of "irritation" caused by resin lumps on the surface of suede-like synthetic leather based on an image feature amount for the purpose of enhancing the texture of the synthetic leather.
しかしながら、合皮の質感については、あくまでも人間が天然皮革を見た際に感じる定性的な「らしさ」で判断しているが、人間が感じる天然皮革らしさを構成している特徴についてはまだ明らかになっていない。人間が天然皮革を見た際に感じる定性的な「らしさ」を、「本物感」と呼ぶ。 However, the texture of synthetic leather is judged by the qualitative “likeness” that humans perceive when looking at natural leather, but the characteristics that make up the natural leather-likeness that humans perceive are still unclear. is not. The qualitative “likeness” that humans feel when looking at natural leather is called “genuine feeling”.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、定性的な本物感を構成している特徴を明らかにし、定性的な本物感を、物理特徴量を用いて目視と合うように定量的に評価することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above. The purpose is to evaluate
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、皮革の表面を撮像した画像に基づいて前記皮革の本物感を評価する評価装置において、前記皮革の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、前記皮革の撮像画像内の前記皮革のシボまたはムラとしての表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記皮革の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、本物感の主観評価実験によって得られた複数の主観評価点に基づいてそれぞれ決定される係数を用い、前記統計量および前記積分値から前記皮革の本物感の評価式を構築して、前記皮革の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、前記皮革の撮像画像内の色度分布を取得する色度分布取得手段と、前記皮革の撮像画像内の表面性状を取得する表面性状取得手段と、を備え、前記色度分布取得手段と前記表面性状取得手段とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された前記皮革の撮像画像を取得する、ことを特徴とする。 In order to solve the above-mentioned problems and achieve the object, the present invention provides an evaluation device for evaluating the authenticity of the leather based on an image of the surface of the leather , wherein the chromaticity distribution in the captured image of the leather is and a statistic calculation means for calculating a statistic based on the spatial frequency characteristic based on the variation amount of the surface texture of the leather as grain or unevenness in the captured image of the leather , at least 2 according to the surface texture of the leather Divided into one or more frequency bands and integrated, using divided integral value obtaining means for obtaining respective integral values, and coefficients determined based on a plurality of subjective evaluation points obtained by subjective evaluation experiments for authenticity, Evaluation value calculation means for constructing an evaluation formula for the authenticity of the leather from the statistic and the integrated value to calculate an evaluation value indicating the authenticity of the leather ; and a surface texture acquisition means for acquiring the surface texture in the captured image of the leather, wherein the chromaticity distribution acquisition means and the surface texture acquisition means are at least two angles or more. A captured image of the leather acquired from the measurement angle condition is acquired .
本発明によれば、計測した物理特徴量から、定性的であった本物感を定量的に評価することができる、という効果を奏する。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is effective in the ability to quantitatively evaluate a qualitative sense of authenticity from the measured physical feature amount.
以下に添付図面を参照して、評価装置、本物感評価方法およびプログラムの実施の形態を詳細に説明する。 Embodiments of an evaluation device, a method for evaluating authenticity, and a program will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
図1は、実施の形態に係る評価システム100の構成例を示す概略図である。図1に示すように、評価システム100は、第1の画像取得装置10と、第2の画像取得装置20と、制御部5と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of an
第1の画像取得装置10は、サンプルの表面性状に関する特徴量を得る画像を取得する。第1の画像取得装置10は、投影部の一例である光源1と、サンプル台3と、光源1のサンプル台3に対する照射角を可変とする角度変更部2と、撮像部の一例であるカメラ4と、を備えている。
A first
光源1としては、分光分布が太陽光に近いキセノン光源が用いられている。光源1は、サンプル台3の法線L方向に対して、角度変更部2により移動されて所望の角度方向に適宜位置づけられる。
As the
サンプル台3には、表面性状を評価するサンプルOが取り付けられている。カメラ4は、サンプル台3の法線L方向に配置されている。
A sample O for evaluating the surface properties is attached to the
カメラ4は、サンプル台3に取り付けられたサンプルOを撮影して2次元画像を取得する。本実施形態では、カメラ4として一般的なデジタルカメラやCCD等であるRGBカメラを用いている。
The
一方、第2の画像取得装置20は、サンプルの色度分布に関する特徴量を得る画像を取得する。第2の画像取得装置20は、投影部の一例である光源11と、サンプル台13と、光源11のサンプル台13に対する照射角を可変とする角度変更部12と、撮像部の一例であるカメラ14と、を備えている。
On the other hand, the second
光源11としては、分光分布が太陽光に近いキセノン光源が用いられている。光源11は、サンプル台3の法線L方向に対して、角度変更部2により移動されて所望の角度方向に適宜位置づけられる。
As the
サンプル台13には、色度分布を評価するサンプルOが取り付けられている。カメラ14は、サンプル台13の法線L方向に対して45°傾けた方向に配置されている。
A sample O for evaluating the chromaticity distribution is attached to the sample table 13 . The camera 14 is arranged in a direction inclined by 45° with respect to the normal line L direction of the
カメラ14は、サンプル台13に取り付けられたサンプルOを撮影して2次元画像を取得する。本実施形態では、カメラ14としてハイパースペクトルカメラ(分光カメラ)を用いている。ハイパースペクトルカメラとは、光の波長ごとの輝度を計測できるカメラであり、各画素で分光スペクトルを得ることができる。本実施形態の分光カメラは、波長400nm~700nmの範囲を10nm毎に取得することができる。 The camera 14 captures the sample O attached to the sample table 13 to obtain a two-dimensional image. In this embodiment, a hyperspectral camera (spectral camera) is used as the camera 14 . A hyperspectral camera is a camera that can measure the brightness of each wavelength of light, and can obtain a spectral spectrum at each pixel. The spectroscopic camera of this embodiment can acquire a wavelength range of 400 nm to 700 nm every 10 nm.
なお、カメラ14がハイパースペクトルカメラに限定されることはなく、デジタルカメラやCCD等のRGBカメラを用いることもできる。ただし、スペクトルではなくではなくRGBの3chのみの情報からL*a*b*に変換するため、測色精度は悪くなる。 Note that the camera 14 is not limited to a hyperspectral camera, and may be a digital camera or an RGB camera such as a CCD. However, since the information of only three channels of RGB is converted to L*a*b* instead of the spectrum, the colorimetric accuracy is degraded.
ここで、図2は制御部5のハードウェア構成を示すブロック図である。図2に示すように、制御部5は、CPU5a(Central Processing Unit)5aや、ROM(Read Only Memory)5b、RAM(Random Access Memory)5c、HDD5d等を備えている。制御部5は、ROM5bやHDD5dに予め記憶されている本物感評価プログラムに従って、RAM5cをワークメモリとして用いて、光源1、角度変更部2、カメラ4等、第1の画像取得装置10の各部を駆動制御する。また、制御部5は、ROM5bやHDD5dに予め記憶されている本物感評価プログラムに従って、RAM5cをワークメモリとして用いて、光源11、角度変更部12、カメラ14等、第2の画像取得装置20の各部を駆動制御する。制御部5として、例えば、パーソナルコンピュータ(ディスクトップ、ノートパソコン)を用いることができる。
Here, FIG. 2 is a block diagram showing the hardware configuration of the
本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでCD-ROM、フレキシブルディスク(FD)、CD-R、DVD(Digital Versatile Disk)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
The real feeling evaluation program executed by the
さらに、本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の制御部5で実行される本物感評価プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
Furthermore, the authenticity evaluation program executed by the
制御部5は、カメラ4やカメラ14で撮影した2次元画像に基づいて、サンプルOの表面性状および色度分布を評価する。すなわち、制御部5は、評価装置としても機能する。
The
制御部5の評価装置としての機能について、図3の機能ブロック図を用いて説明する。この図3に示すように、制御部5は、CPU5aが本物感評価プログラムに従って動作することにより、統計量算出手段51、分割積分値取得手段52、評価値算出手段53、色度分布取得手段54、表面性状取得手段55、空間周波数特性算出手段56、記憶部57として機能する。
The function of the
色度分布取得手段54は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布を取得する。また、表面性状取得手段55対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状を取得する。色度分布取得手段54と表面性状取得手段55とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された対象物となるサンプルOの撮像画像を取得する。 The chromaticity distribution acquisition means 54 acquires the chromaticity distribution in the captured image of the sample O, which is the object. In addition, the surface texture acquisition means 55 acquires the surface texture of the captured image of the sample O, which is the object. The chromaticity distribution acquisition means 54 and the surface texture acquisition means 55 acquire captured images of the sample O, which is an object, acquired under measurement angle conditions of at least two angles or more.
統計量算出手段51は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する。 The statistic calculation means 51 calculates a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the sample O, which is the object.
空間周波数特性算出手段56は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状の変動量に基づいて空間周波数特性を算出し、視覚の空間周波数特性で重み付けをする。空間周波数特性算出手段56は、対象物となるサンプルOの観察距離に応じて視覚の空間周波数特性を変化させ、表面性状の変動量の空間周波数特性に対して重み付けする。 The spatial frequency characteristic calculating means 56 calculates the spatial frequency characteristic based on the variation amount of the surface texture in the captured image of the sample O, which is the object, and weights it with the visual spatial frequency characteristic. The spatial frequency characteristic calculation means 56 changes the visual spatial frequency characteristic according to the observation distance of the sample O, which is the target object, and weights the spatial frequency characteristic of the variation amount of the surface texture.
分割積分値取得手段52は、対象物となるサンプルOの撮像画像内の表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、対象物となるサンプルOの表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る。
The divided integral
評価値算出手段53は、本物感に対する主観評価点を用い、対象物となるサンプルOの撮像画像内の色度分布に基づく統計量および積分値に基づいて対象物となるサンプルOの本物感を示す評価値を算出する。 The evaluation value calculation means 53 uses the subjective evaluation points for the authenticity, and calculates the authenticity of the sample O as the object based on the statistic amount and the integrated value based on the chromaticity distribution in the captured image of the sample O as the object. Calculate the evaluation value shown.
記憶部57には、予め取得された官能評価情報が記憶される。
Sensory evaluation information obtained in advance is stored in the
本発明の評価システム100で本物感評価を行うにあたり、サンプルOの物理的量計測のほかに、尺度化された官能評価点(主観評価点)が必要となる。そこで、予め本物感の主観評価実験を行い、実験によって得られた官能評価点(主観評価点)を、官能評価情報として記憶部57に記憶する。
When the
以下、主観評価実験について説明する。主観評価実験には、一対比較法と呼ばれる手法を用いた。一対比較法は、被験者に対し、評価対象の物体を1対ずつランダムで提示し、例えば左の物体に対して、右の物体は本物感があるかどうか被検者に点数を付けて貰う手法である。 The subjective evaluation experiment will be described below. A method called paired comparison method was used for the subjective evaluation experiment. In the paired comparison method, one pair of objects to be evaluated is presented to the subject at random, and the subject is asked to score whether or not the right object feels real compared to the left object. is.
このような一対比較法であるシェッフェ法による主観評価実験を行うため、天然皮革と合皮の計10種類のサンプルを作成し、用意した。下記に示す表1に、今回用いたサンプル一覧を示す。 In order to conduct a subjective evaluation experiment by the Scheffe method, which is a paired comparison method, a total of 10 types of samples of natural leather and synthetic leather were created and prepared. Table 1 below shows a list of the samples used this time.
今回用いたサンプルの色はすべて最も流通量の多い黒、サンプルの大きさはA4サイズ(縦:約300mm,横:約210mm)とした。図4は、主観評価実験のための装置例を示す図である。図4に示すように、皮革は観察する角度によって質感が変化するため、冶具50にサンプルOを湾曲させて設置した。観察距離は、300mmとした。被験者は、提示された湾曲された状態の一対の左側サンプルA及び右側サンプルBを比較し、左側サンプルAに対する右側サンプルBの表面から視覚的に認知される本物感に基づいて、下記のように点数を付与した。
The color of the samples used this time was black, which is the most widely distributed, and the size of the samples was A4 size (length: about 300 mm, width: about 210 mm). FIG. 4 is a diagram showing an example of an apparatus for subjective evaluation experiments. As shown in FIG. 4, the texture of the leather changes depending on the angle at which it is observed, so the sample O was bent and placed on the
AよりもBの方が非常に強く本物感を感じたとき +3点
AよりもBの方が強く本物感を感じたとき +2点
AよりもBの方が本物感を感じたとき +1点
A=Bのとき 0点
BよりもAの方が本物感を感じたとき -1点
BよりもAの方が強く本物感を感じたとき -2点
BよりもAの方が非常に強く本物感を感じたとき -3点
When B feels much more authentic than A +3 points When B feels more authentic than A +2 points When B feels more authentic than A +1 point A = When
なお、本実験では7段階で点数付けをさせたが、例えば9段階、11段階等、そのほかの段階数でもよい。段階数を増やすほど、より微小な差を検出できるが、被験者への負担が大きくなる。 In this experiment, the score was given in 7 levels, but other levels such as 9 levels, 11 levels, etc. may be used. As the number of steps is increased, finer differences can be detected, but the burden on the subject is increased.
被験者は、300mm離れた位置から評価を行った。本実験では、10種類の観察条件があるため全部で10C2=45対を評価させた。被験者として画像評価技術者計8名に対して実験を実施した。各サンプル物体に対する評価点は、上記評価実験の結果に数量化III類の解析手法を適用し算出した。 The subject evaluated from a position 300 mm away. In this experiment, 10 C 2 =45 pairs were evaluated in total because there were 10 types of observation conditions. The experiment was conducted with a total of eight image evaluation engineers as subjects. The evaluation score for each sample object was calculated by applying the quantification type III analysis method to the results of the evaluation experiment described above.
評価結果を図5に示す。図5の横軸は、サンプル物体に付した番号(通番)であり、サンプル物体を主観評価点順に並べている。縦軸は、各サンプル物体の主観評価点を示しており、値が小さいほど人工的に感じられることを意味している。つまり、サンプル物体「1」が最も本物に、サンプル物体「4」が最も人工的に感じられるといった評価結果になった。 Evaluation results are shown in FIG. The horizontal axis of FIG. 5 is the number (serial number) given to the sample objects, and the sample objects are arranged in the order of the subjective evaluation points. The vertical axis indicates the subjective evaluation score of each sample object, meaning that the smaller the value, the more artificial it feels. That is, the evaluation result was that the sample object "1" felt the most real, and the sample object "4" felt the most artificial.
以下、上記構成の評価システム100により実行される本物感評価方法の動作について説明する。
The operation of the authenticity evaluation method executed by the
まず、第1の画像取得装置10で取得する画像について説明する。
First, images acquired by the first
評価対象のサンプルOは、サンプル台3にセットされる。第1の画像取得装置10は、光源1を点灯し、サンプル台3に取り付けられたサンプルOに対して光を照射し、サンプル台3の法線方向Lに設置したカメラ4で計測を行う。皮革は、観察する角度によって質感が変化することから、光源1は、角度変更部2によって移動され、カメラ4に対してハイライト角とシェード角に傾けて照明した。ここで、ハイライトとはカメラ4(サンプルOの法線方向L)に対して10~25°傾けた範囲、シェードとはカメラ4(サンプルOの法線方向L)に対して45~60°傾けた範囲を指す。このように正反射条件に近いハイライト角条件と正反射条件から遠いシェード角条件とを計測角度条件とすることにより、角度変化による質感変化がより大きい2角度の特徴量を用いて評価することができる。本実施形態では、15°と60°での計測値を用いた(ジオメトリ:15°/0°、60°/0°)。これにより、観察角度による質感の変化を考慮することができる。第1の画像取得装置10で取得した画像は、計測サイズ:3000×3000pixel(撮像範囲:約75mm×75mm)、解像度:約1000dpiである。
A sample O to be evaluated is set on the
次に、第2の画像取得装置20で取得する画像について説明する。
Next, images acquired by the second
評価対象のサンプルOは、サンプル台13にセットされる。第2の画像取得装置20は、光源11を点灯し、サンプル台13に取り付けられたサンプルOに対して光を照射し、サンプル台13の法線方向Lから45°傾けて設置したカメラ14で計測を行う。皮革は、観察角度によって色が変化することから、光源11は、角度変更部2によって移動され、カメラ14と正反射角および正反射角に対して法線方向Lにハイライト角、シェード角と傾けて照明した。ここで、ハイライトとはサンプルOの法線方向Lに対して20~35°傾けた範囲、シェードとはサンプルOの法線方向Lに対して0~-15°傾けた範囲を指す。このように正反射条件に近いハイライト角条件と正反射条件から遠いシェード角条件とを計測角度条件とすることにより、角度変化による質感変化がより大きい2角度の特徴量を用いて評価することができる。本実施形態では、ハイライトは30°、シェードは-15°での計測値を用いた(ジオメトリ:45°/45°、30°/45°、-15°/45°)。これにより、観察角度による質感の変化を考慮することができる。第2の画像取得装置20で取得した画像は、計測サイズ:600×600pixel(撮像範囲:約15mm×15mm)、解像度:約1000dpiである。
A sample O to be evaluated is set on the
続いて、制御部5により実行される本物感評価処理の流れについて説明する。
Next, the flow of real feeling evaluation processing executed by the
ここで、図6は制御部5による本物感評価処理の流れを概略的に示すフローチャートである。図6に示すように、制御部5は、第1の画像取得装置10および第2の画像取得装置20を用いて計測画像(撮像画像)を取得する(ステップS1)。
Here, FIG. 6 is a flow chart schematically showing the flow of real feeling evaluation processing by the
次に、制御部5は、計測画像(撮像画像)をL*a*b*表色系におけるL*a*b*画像に変換し、色度分布を取得する(ステップS2)。より詳細には、制御部5は、L*a*b*を算出するために、下記に示す式(1)、式(2)を用いてRGB画像または分光画像をXYZ画像に変換する。
Next, the
ここで、S(λ)は照明の分光分布、x(λ)、y(λ)、z(λ)は等色関数、R(λ)は分光反射率、kは係数である。kは、下記に示す式(3)から算出される。なお、分光反射率は、反射率が100%で完全拡散放射に近い反射特性を持つ白色基準板の撮影データを用いて、サンプルの撮影データを規格化し、反射率化した。 Here, S(λ) is the spectral distribution of illumination, x(λ), y(λ), and z(λ) are color matching functions, R(λ) is spectral reflectance, and k is a coefficient. k is calculated from the following equation (3). Note that the spectral reflectance was obtained by normalizing the photographed data of the sample using the photographed data of a white reference plate having a reflectance of 100% and a reflection characteristic close to perfectly diffuse radiation, and converted into a reflectance.
そして、制御部5は、下記に示す式(4)を用いてXYZ画像からL*a*b*画像に変換する。
Then, the
ここで、Xn、Yn、Znは国際照明委員会(CIE)で定められた完全拡散反射面での3刺激値であり、Xn=96.42、Yn=100、Zn=82.49である。なお、本実施形態では、S(λ)はD65の分光分布とした。このように人間の感覚に合う等色系に変換することで、目視評価との相関を向上させることができる。 Here, Xn, Yn, and Zn are tristimulus values on a perfect diffuse reflection surface defined by the Commission Internationale de l'Eclairage (CIE), where Xn=96.42, Yn=100, and Zn=82.49. In this embodiment, S(λ) is the spectral distribution of D65. By converting into a color matching system that matches human senses in this way, it is possible to improve the correlation with visual evaluation.
図6に戻り、制御部5(統計量算出手段51)は、第2の画像取得装置20で得られたL*a*b*画像のうち、L*画像を用いて尖度と歪度を算出する(ステップS3)。尖度と歪度は統計量の一種であり、母集団が正規分布からどれだけずれているかを表す指標である。
Returning to FIG. 6, the control unit 5 (statistics calculation means 51) calculates kurtosis and skewness using the L* image among the L*a*b* images obtained by the second
尖度は、分布が正規分布からどれだけ尖っているかを表す統計量で、山の尖り度と裾の広がり度を示す。正規分布より尖った分布のときには正の値を、正規分布より扁平な分布のときには負の値となる(正規分布の場合には0)。 Kurtosis is a statistic that indicates how sharp a distribution is from a normal distribution, and indicates the degree of kurtosis and the spread of tails. A positive value is given when the distribution is sharper than the normal distribution, and a negative value is given when the distribution is flatter than the normal distribution (0 in the case of a normal distribution).
一方、歪度は分布が正規分布からどれだけ歪んでいるかを表す統計量であり、左右対称性を示す指標である。右裾が長いもしくは左に偏った分布のときには正の値を、左裾が長いもしくは右に偏った分布のときには負の値をとる(左右対称の分布の場合には0)。 Skewness, on the other hand, is a statistic indicating how much the distribution is skewed from the normal distribution, and is an indicator of left-right symmetry. It takes a positive value when the right tail is long or skewed to the left, and it takes a negative value when the left tail is long or skewed to the right (0 for a symmetrical distribution).
次に、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、第1の画像取得装置10で得られたL*a*b*画像のうち、L*画像を用いて空間周波数特性を算出する(ステップS4)。より詳細には、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、L*画像の各画素における値からL*画像平均値を差し引き、L*偏差画像を取得する。 Next, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) calculates the spatial frequency characteristic using the L* image among the L*a*b* images obtained by the first image acquisition device 10 ( step S4). More specifically, the controller 5 (spatial frequency characteristic calculator 56) subtracts the L* image average value from the value of each pixel of the L* image to acquire the L* deviation image.
L*の偏差ΔL*は、全体的に反射する金属のようなサンプルでは平均値が上昇するために一様に低い値をとり、平均値に影響の少ない程度の小さな部位が局所的に特に強く反射する、所謂きらきらと光って見える状態のときには、光って見える画素の部分において大きい値をとる。すなわち、このように局所的に反射が強くなる画素が、シボやムラとして人の目には感知される。制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、取得したL*偏差画像を全ての画素における偏差Δについてフーリエ変換する。制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、フーリエ変換後、振幅を各周波数で平均化して、1次元化された空間周波数特性を算出する。 The deviation ΔL* of L* takes a uniformly low value in a sample such as a metal that reflects as a whole because the average value rises, and a small portion that has little effect on the average value is particularly strong locally. When the light is reflected, that is, in a so-called glittering state, the portion of the pixel that appears to shine has a large value. In other words, the human eye perceives such a pixel where the reflection is locally strong as grain or unevenness. The control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) Fourier-transforms the acquired L* deviation image with respect to the deviation Δ in all pixels. After the Fourier transform, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) averages the amplitude at each frequency to calculate a one-dimensional spatial frequency characteristic.
次いで、制御部5(空間周波数特性算出手段56)は、ステップS4で得られた空間周波数特性に対して、「観察距離に対する視覚の空間周波数特性(VTF)」で重み付けを行う(ステップS5)。本実施形態では、視覚の空間周波数特性として、下記に示す式(5)に示す関数を用いている。なお、視覚の空間周波数特性としては、既に知られた他の視覚特性についての関数を利用しても良い。 Next, the control unit 5 (spatial frequency characteristic calculation means 56) weights the spatial frequency characteristic obtained in step S4 with "visual spatial frequency characteristic (VTF) with respect to observation distance" (step S5). In this embodiment, the function shown in the following equation (5) is used as the visual spatial frequency characteristic. It should be noted that, as the visual spatial frequency characteristic, a function regarding other known visual characteristics may be used.
ここでυの単位は、cycle/degreeである。cycle/degreeは、式(5)によって求めることができることから、サンプルの観察距離に応じて計算した式(5)を1次元化された空間周波数特性に掛け合わせることで、視覚特性を考慮したシボやムラの評価を行うことができる。これにより、想定する観察距離による人間の眼の解像度に応じて、空間周波数特性を算出することができる。 Here, the unit of ν is cycle/degree. Since the cycle/degree can be obtained by the formula (5), by multiplying the one-dimensional spatial frequency characteristic by the formula (5) calculated according to the observation distance of the sample, the texture considering the visual characteristics can be obtained. and unevenness can be evaluated. Thereby, the spatial frequency characteristic can be calculated according to the resolution of the human eye at the assumed observation distance.
次いで、制御部5(分割積分値取得手段52)は、ステップS5で取得した重み付け空間周波数特性を、皮革の表面性状に応じていくつかの周波数帯に分割する(ステップS6)。本実施形態では、使用する皮革サンプルを元に3つの周波数帯に分割した。1つ目は、0~0.1cycle/mmであり、これは皮革のムラに相当する。2つ目は、0.1~1cycle/mmであり、これは粗いシボに相当する。最後に、3つ目は1~4cycle/mmであり、これは細かなシボに相当する。このようにすることで、分ける周波数帯の範囲をある程度規定できるとともに、それぞれの表面性状の特徴に対応した積分値を算出することができる。 Next, the control unit 5 (divided integral value obtaining means 52) divides the weighted spatial frequency characteristics obtained in step S5 into several frequency bands according to the surface properties of the leather (step S6). In this embodiment, the leather sample to be used is divided into three frequency bands. The first is 0 to 0.1 cycle/mm, which corresponds to leather unevenness. The second is 0.1 to 1 cycle/mm, which corresponds to rough grain. Finally, the third is 1 to 4 cycles/mm, which corresponds to fine texture. By doing so, it is possible to define the range of the divided frequency bands to some extent, and to calculate the integrated value corresponding to each feature of the surface texture.
次いで、制御部5(分割積分値取得手段52)は、ステップS6にて分割した周波数帯に対して、積分値取得手段として、それぞれ積分を行う(ステップS7)。 Next, the control unit 5 (divided integral value acquisition means 52) performs integration as the integral value acquisition means on the frequency bands divided in step S6 (step S7).
最後に、制御部5(評価値算出手段53)は、主観評価点と、ステップS2、ステップS3、ステップS6それぞれで算出した特徴量を用いて、以下に示す式(6)にて本物感評価値を算出する(ステップS8)。評価式の算出には、ステップワイズ法を用いた回帰分析を使用した。しかし、ステップワイズ法では、決定係数が最良になるモデルを出力するため、評価式の意味、つまり、説明変数選択のロジックに関しては考慮されていない。そこで、ステップワイズ法の出力に対して、統計的有意を保持しつつ、意味が通る評価式になるよう調整した。 Finally, the control unit 5 (evaluation value calculation means 53) uses the subjective evaluation score and the feature amounts calculated in steps S2, S3, and S6 to evaluate authenticity using the following equation (6). A value is calculated (step S8). Regression analysis using a stepwise method was used to calculate the evaluation formula. However, since the stepwise method outputs a model with the best coefficient of determination, it does not consider the meaning of the evaluation formula, that is, the logic for selecting explanatory variables. Therefore, we adjusted the output of the stepwise method so that it becomes a meaningful evaluation formula while maintaining statistical significance.
下記の表2に示すように、x1、x2、x3、x4、x5、x6はそれぞれ説明変数であり、45°/45°L*、60°/0°空間周波数特性(0.1~1cycle/mm)、-15°/45°尖度、15°/0°空間周波数特性(0~0.1cycle/mm)、60°/0°空間周波数特性(0~0.1cycle/mm)、60°/0°空間周波数特性(1~4cycle/mm)である。 As shown in Table 2 below, x1, x2, x3, x4, x5, and x6 are explanatory variables, respectively, and 45°/45° L*, 60°/0° spatial frequency characteristics (0.1 to 1 cycle/ mm), -15°/45° kurtosis, 15°/0° spatial frequency characteristics (0 to 0.1 cycle/mm), 60°/0° spatial frequency characteristics (0 to 0.1 cycle/mm), 60° /0° spatial frequency characteristics (1 to 4 cycles/mm).
また、下記の表3に示すように、p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p9は係数である。係数は、それぞれ主観評価点に基づいて決定されるパラメータである。そのため、主観評価実験の評価段階を例えば7段階から9段階に変えて主観評価点を算出した場合、パラメータは変化する。本実験では、下記の表3に示すように、p1=0.3、p2=-0.02、p3=5.37、p4=-1.06、p5=-0.06、p6=0.69、p7=13.21、p8=-0.5、p9=-0.5(p<0.05)である。 Also, as shown in Table 3 below, p1, p2, p3, p4, p5, p6, p7, p8, and p9 are coefficients. Each coefficient is a parameter determined based on a subjective evaluation score. Therefore, when the subjective evaluation score is calculated by changing the evaluation stage of the subjective evaluation experiment from, for example, seven stages to nine stages, the parameters change. In this experiment, as shown in Table 3 below, p1=0.3, p2=-0.02, p3=5.37, p4=-1.06, p5=-0.06, p6=0. 69, p7=13.21, p8=−0.5, p9=−0.5 (p<0.05).
式(6)から本物感は、シェード条件で撮影した時の0.1~1cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上の粗いシボに相当する特徴量と正反射条件での明度値とを足し合わせた値の絶対値と、ハイライト条件とシェード条件で撮影した時の0~0.1cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上のムラに相当する特徴量がそれぞれ大きいほど、値は大きくなることがわかる。 From the equation (6), the real feeling is obtained by combining the frequency band of 0.1 to 1 cycle/mm when photographing under the shade condition, that is, the feature amount corresponding to the rough texture on the sample surface and the brightness value under the specular reflection condition. The larger the absolute value of the sum and the frequency band of 0 to 0.1 cycle/mm when shooting under highlight and shade conditions, that is, the feature amount corresponding to the unevenness on the sample surface, the larger the value. you know it will get bigger.
一方、シェード条件で撮影した時の1~4cycle/mmの周波数帯、つまり、サンプル表面上の細かなシボに相当する特徴量が大きいと値は小さくなることがわかる。シェードの粗いシボと正反射条件での明度の項が絶対値となっているのは、主観評価結果から、絶対値項の正負の値が大きいほど、本物感の点数が大きくなることが分かったためである。 On the other hand, it can be seen that the value becomes smaller when the frequency band of 1 to 4 cycles/mm when photographed under shade conditions, that is, when the feature amount corresponding to the fine texture on the sample surface is large. The reason why the lightness term is given as an absolute value under the condition of rough texture and specular reflection is that subjective evaluation results show that the greater the positive or negative value of the absolute value term, the higher the score for the feeling of authenticity. is.
図7に本物感と絶対値項の関係性を示す。図7の横軸は、サンプル物体に付した番号(通番)であり、サンプル物体を主観評価点順に並べている。縦軸は、各サンプル物体の主観評価点(本物感)および絶対値項を示している。絶対値項の正負の値が大きいほど、本物感の点数が大きくなっている。 FIG. 7 shows the relationship between the sense of authenticity and the absolute value term. The horizontal axis of FIG. 7 is the number (serial number) given to the sample objects, and the sample objects are arranged in the order of subjective evaluation points. The vertical axis indicates the subjective evaluation score (authenticity) and the absolute value term of each sample object. The greater the positive or negative value of the absolute value term, the greater the score of the sense of authenticity.
上述のような本物感評価方法によって算出された本物感評価量(評価値)と予め行った主観評価点との相関図を図8に示す。寄与率R2は0.92となり、本実施形態で得られた評価量が、人間の主観と極めて近いことがわかる。以上のことから、本発明により、目視と相関の高い本物感評価方法を開発できた。 FIG. 8 shows a correlation diagram between the authenticity evaluation amount (evaluation value) calculated by the above-described authenticity evaluation method and subjective evaluation scores obtained in advance. The contribution rate R2 is 0.92, and it can be seen that the evaluation amount obtained in this embodiment is extremely close to human subjectivity. As described above, according to the present invention, a method for evaluating authenticity that is highly correlated with visual observation has been developed.
このように本実施の形態によれば、計測した物理特徴量から、定性的であった本物感(天然皮革らしさ)を定量的に評価することができる。要するに、従来評価法とは異なり、あらかじめ取得した本物感に対する主観評価点に対して、皮革サンプルに対して多角度条件計測で得た物理特徴量から、本物感の評価式を構築することで、今まで定性的であった本物感を定量的に評価することができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to quantitatively evaluate the authenticity (likeness of natural leather), which was previously qualitative, from the measured physical feature amount. In short, unlike the conventional evaluation method, by constructing an evaluation formula for authenticity from the physical feature values obtained by multi-angle measurement of the leather sample against the subjective evaluation score for authenticity obtained in advance, Reality, which has been qualitative until now, can be quantitatively evaluated.
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記各実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, the above embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited only to the configurations of the above embodiments. . Even if there is a change in design without departing from the scope of the present invention, it is included in the present invention.
5 評価装置
51 統計量算出手段
52 分割積分値取得手段
53 評価値算出手段
54 色度分布取得手段
55 表面性状取得手段
56 空間周波数特性算出手段
5
Claims (7)
前記皮革の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、
前記皮革の撮像画像内の前記皮革のシボまたはムラとしての表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記皮革の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、
本物感の主観評価実験によって得られた複数の主観評価点に基づいてそれぞれ決定される係数を用い、前記統計量および前記積分値から前記皮革の本物感の評価式を構築して、前記皮革の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
前記皮革の撮像画像内の色度分布を取得する色度分布取得手段と、
前記皮革の撮像画像内の表面性状を取得する表面性状取得手段と、
を備え、
前記色度分布取得手段と前記表面性状取得手段とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された前記皮革の撮像画像を取得する、
ことを特徴とする評価装置。 In an evaluation device that evaluates the authenticity of the leather based on an image of the surface of the leather ,
a statistic calculation means for calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the leather ;
The spatial frequency characteristics based on the amount of variation in the surface texture of the leather as wrinkles or unevenness in the captured image of the leather are divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the leather, and integrated. divided integral value acquisition means for obtaining an integral value;
Using coefficients respectively determined based on a plurality of subjective evaluation points obtained by subjective evaluation experiments for authenticity, constructing an evaluation formula for the authenticity of the leather from the statistic and the integrated value, evaluation value calculation means for calculating an evaluation value indicating authenticity;
Chromaticity distribution acquisition means for acquiring the chromaticity distribution in the captured image of the leather;
a surface texture acquisition means for acquiring the surface texture in the captured image of the leather;
with
The chromaticity distribution acquisition means and the surface texture acquisition means acquire captured images of the leather acquired under measurement angle conditions of at least two angles,
An evaluation device characterized by:
ことを特徴とする請求項1に記載の評価装置。 The two or more measurement angle conditions include a highlight angle condition close to the specular reflection condition and a shade angle condition far from the specular reflection condition,
The evaluation device according to claim 1 , characterized by:
前記空間周波数特性算出手段は、前記皮革の観察距離に応じて前記視覚の空間周波数特性を変化させ、前記表面性状の変動量の空間周波数特性に対して重み付けする、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の評価装置。 Spatial frequency characteristic calculating means for calculating a spatial frequency characteristic based on the variation amount of the surface texture and weighting it with a visual spatial frequency characteristic,
The spatial frequency characteristic calculation means changes the visual spatial frequency characteristic according to the observation distance of the leather , and weights the spatial frequency characteristic of the variation amount of the surface texture.
3. The evaluation device according to claim 1 or 2 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項1ないし3の何れか一項に記載の評価装置。 The divided integral value acquisition means includes a frequency band with a longer wavelength than 0.1 cycle / mm and a frequency band with a shorter wavelength than 0.1 cycle / mm as the frequency band divided into at least two or more,
4. The evaluation device according to any one of claims 1 to 3 , characterized in that:
ことを特徴とする請求項1ないし4の何れか一項に記載の評価装置。 The chromaticity distribution in the captured image of the leather and the surface texture in the captured image of the leather use L*, a*, and b* values in the L*a*b* color system.
5. The evaluation apparatus according to any one of claims 1 to 4 , characterized in that:
前記皮革の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出工程と、
前記皮革の撮像画像内の前記皮革のシボまたはムラとしての表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記皮革の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得工程と、
本物感の主観評価実験によって得られた複数の主観評価点に基づいてそれぞれ決定される係数を用い、前記統計量および前記積分値から前記皮革の本物感の評価式を構築して、前記皮革の本物感を示す評価値を算出する評価値算出工程と、
前記皮革の撮像画像内の色度分布を取得する色度分布取得工程と、
前記皮革の撮像画像内の表面性状を取得する表面性状取得工程と、
を含み、
前記色度分布取得工程と前記表面性状取得工程とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された前記皮革の撮像画像を取得する、
ことを特徴とする本物感評価方法。 A method for evaluating authenticity in an evaluation device for evaluating the authenticity of the leather based on an image of the surface of the leather , comprising:
A statistic calculation step of calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the leather ;
The spatial frequency characteristics based on the amount of variation in the surface texture of the leather as wrinkles or unevenness in the captured image of the leather are divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the leather , and integrated. a divided integral value obtaining step of obtaining an integral value;
Using coefficients respectively determined based on a plurality of subjective evaluation points obtained by subjective evaluation experiments for authenticity, constructing an evaluation formula for the authenticity of the leather from the statistic and the integrated value, an evaluation value calculation step of calculating an evaluation value indicating authenticity;
A chromaticity distribution acquisition step of acquiring a chromaticity distribution in the captured image of the leather;
A surface texture acquisition step of acquiring the surface texture in the captured image of the leather;
including
The chromaticity distribution acquisition step and the surface texture acquisition step acquire captured images of the leather acquired under measurement angle conditions of at least two angles,
A genuine feeling evaluation method characterized by:
前記皮革の撮像画像内の色度分布に基づく統計量を算出する統計量算出手段と、
前記皮革の撮像画像内の前記皮革のシボまたはムラとしての表面性状の変動量に基づく空間周波数特性を、前記皮革の表面性状に応じて少なくとも2つ以上の周波数帯に分けて積分し、それぞれの積分値を得る分割積分値取得手段と、
本物感の主観評価実験によって得られた複数の主観評価点に基づいてそれぞれ決定される係数を用い、前記統計量および前記積分値から前記皮革の本物感の評価式を構築して、前記皮革の本物感を示す評価値を算出する評価値算出手段と、
前記皮革の撮像画像内の色度分布を取得する色度分布取得手段と、
前記皮革の撮像画像内の表面性状を取得する表面性状取得手段と、
として機能させ、
前記色度分布取得手段と前記表面性状取得手段とは、少なくとも2角度以上の計測角度条件から取得された前記皮革の撮像画像を取得する、
ためのプログラム。 A computer that controls an evaluation device that evaluates the authenticity of the leather based on an image of the surface of the leather ,
a statistic calculation means for calculating a statistic based on the chromaticity distribution in the captured image of the leather ;
The spatial frequency characteristics based on the amount of variation in the surface texture of the leather as wrinkles or unevenness in the captured image of the leather are divided into at least two or more frequency bands according to the surface texture of the leather , and integrated. divided integral value acquisition means for obtaining an integral value;
Using coefficients respectively determined based on a plurality of subjective evaluation points obtained by subjective evaluation experiments for authenticity, constructing an evaluation formula for the authenticity of the leather from the statistic and the integrated value, evaluation value calculation means for calculating an evaluation value indicating authenticity;
Chromaticity distribution acquisition means for acquiring the chromaticity distribution in the captured image of the leather;
a surface texture acquisition means for acquiring the surface texture in the captured image of the leather;
function as
The chromaticity distribution acquisition means and the surface texture acquisition means acquire captured images of the leather acquired under measurement angle conditions of at least two angles,
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