JPH01313723A - 自然石素材の色調判定方法およびその装置 - Google Patents

自然石素材の色調判定方法およびその装置

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JPH01313723A
JPH01313723A JP14646288A JP14646288A JPH01313723A JP H01313723 A JPH01313723 A JP H01313723A JP 14646288 A JP14646288 A JP 14646288A JP 14646288 A JP14646288 A JP 14646288A JP H01313723 A JPH01313723 A JP H01313723A
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岡部 政之
Kuniomi Suzuki
鈴木 邦臣
Akihiro Furuido
古井戸 昭紘
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Mitsui Mining and Smelting Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、自然石素材表面から得られた画像データか
ら、その素材の色調、色ムラ(斑点)などを判別する方
法および装置に関する。
[従来の技術] 花崗岩や大理石などの自然石素材は、ビルなどの建造物
の内外壁の建築仕上げ材として用いられている。例えば
、1メートル角の花崗岩板を一枚一枚壁面に張り付けて
仕上げられている。
自然石素材の表面は、産地により、また岩の部位により
色調を異にし、また、斑点、傷、縞、不純物混入なども
異なる。従って、切出された各板が不統一であると、出
来上がった壁面には色ムラなどが生じて自然に均一な仕
上げ面を得ることができない。
従来、花崗岩や大理石などの自然石素材、特に建築用仕
上げ材の色調のバラツキをなくすために、仕上げ材を一
枚一枚、基準となる見本と見較べて規格外の板を外すと
いう目視検査法が採られていた。また、より揃った仕上
げ面が要求される場合には、広い石材ヤードにすべての
仕上げ材を実際に敷き詰め、ヤグラの上から検査員が目
視検査を行い、規格外品を除外すると共に、規格内品を
並び変えて均質度を高めていた。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来の目視検査には、人間の視覚に頼っ
ているので、自ずとそこに個人差があり、自然石素材を
壁などに実際に張り合わせると、施主、設計者、施工者
の間で仕上げ面の均質性評価に関して食い違うことが多
かった。
光学的な明度、色相、彩度という指標を定量化数値化す
る色彩色差計を用いて、物体の色調を判定することが考
えられるが、この色差計では、被検体表面を点として数
値化するに過ぎず、広い面積の被検体表面を全体として
検査し、かつ色調判別することができない。
この発明は、上述の背景に基づきなされたものであり、
その目的とするところは、自然石素材表面から得た画像
データより、自然石の色調などを的確に表す指標を求め
て定量化数値化し、局所的でなく素材表面全体的に色調
、色ムラ(斑点)などを、主観的でなく客観的に判別す
る方法およびよび装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記の課題はこの発明の色調判定方法およびその装置に
より解決される。
すなわち、この発明の色調判定方法は、次の過程を含む
ことを更に計算するものである。
(イ) 自然石素材表面の光学的画像をカラー撮像装置
で撮影して、その画像の各画素毎に赤、緑および青の濃
度に対応する電気信号に変換する過程 (ロ) 得られた電気信号より、赤の濃度値R1緑の濃
度値Gおよび青の濃度値B、並びにこれら値の平均値と
して定義される画素の明度■を計算する過程 (ハ) 各画素の赤の濃度値R1緑の濃度値G1青の濃
度値B並びに明度■のデータから、各画素の鉱物成分を
鉱物学的設定値に基づき分類する過程 (ニ) 撮影された全面画像または部分画像について、
全画素の明度の平均値AIと、各鉱物成分に分類された
画素数の全体の画素数に占める割合である各鉱物成分の
面積比とを計算し、好ましくは更に白色系鉱物成分の面
積比に対する赤色系鉱物成分の面積比の割合である赤味
補正値を計算して、自然石素材の色調判定に用いる指標
を得る過程 この発明の好ましい態様において、各画素の鉱物成分の
分類判定を、次の基準に基づいて行うことができる。す
なわち、 標準石から予め設定された明度Iに関するしきい値が、
小さい順にIM$、IP$、IK$であり、標準石から
予め設定された赤の濃度値Rに関するしきい値が、小さ
い順にRK$、RF$であると定義する。
この基準を、RSGSB、および■の空間を示す添付図
面を用いて具体的に説明する。
第2図は、直交座標R,GおよびBと、対角軸Iとの色
立方体を示す。
有色鉱物に属する画素は次の条件を満たす。
1:51M$ (R,、G、B)の空間では、第3図の部分体で示され
る。
斜長石に属する画素は次の条件を満たす。
(R<RF$  AND  IP$≦I<IK$)OR
IK$≦I (R,GSB)の空間では、第4図の部分体で示される
カリウム長石に属する画素は次の条件を満たす。
(RF$≦RAND  IM$<I<IK$)OR(R
F$≦ AND  IM$<I<IK$)(R,G、B
)の空間では、第5図の部分体で示される。
灰色石英に属する画素は次の条件を満たす。
R<RK$  AND  IM$<1<IP$(RSG
、B)の空間では、第6図の部分体で示される。
この発明の好ましい態様では、有色鉱物、斜長石、カリ
ウム長石、灰色石英と分類される画素数の総画素数に占
める割合である各鉱物成分の面積比が、各々、MMD、
PLD、KFD、およびGQDと定義され、赤味補正値
BIが次の様に定義される。
B I−KFD/PLD この発明の好ましい態様では、撮影された画像全体を処
理せず、部分画像について、平均明度AIと、各鉱物成
分の面積比と、赤味補正値とを計算することができる。
この発明による自然石素材の色調判定装置は、次の手段
を備えることを更に計算するものである。
自然石素材表面の光学的画像をカラー撮像装置で撮影・
変換して得られた、その画像の各画素についての赤、緑
および青の濃度に対応する電気信号より、赤の濃度値R
1緑の濃度値Gおよび青の濃度値B、並びにこれら値の
平均値として定義される画素の明度Iを計算する計算手
段 各画素の赤の濃度値R1緑の濃度値G1青の濃度値B並
びに明度■のデータから、各画素の鉱物成分を鉱物学的
設定値に基づき分類する分類手段撮影された全面画像ま
たは部分画像についての全画素の明度の平均値AIと、
各鉱物成分に分類された画素の割合である各鉱物成分の
面積比とを計算し、好ましくは更に白色系鉱物成分の面
積比に対する赤色系鉱物成分の面積比の割合である赤味
補正値BIを計算して、自然石素材の色調判定に用いる
指標を得る指標算出手段 この発明による装置の好ましい態様では、得られた指標
と予め設定された限界範囲とを比較して自然石素材の品
質を判定する判定手段と、判定結果を出力する出力手段
と、自然石素材表面の光学的画像を撮影して、該画像を
分割した各画素についての赤、緑および青の濃度に対応
する電気信号に変換するカラー撮像装置と、を更に備え
ることができる。
この発明による測定装置例の構成図を第1図に示す。
この例では、撮像装置としてのカラー小形テレビカメラ
CITV)と、計算手段、分類手段および指標算出手段
として機能する画像処理プロセッサと、各種の演算指令
、制御および判定をするホストコンピュータと、プリン
タおよびCRTなどの出力装置と、カラーテレビモニタ
とからなる。
[作 用] 上記のように構成されたこの発明による自然石素材の色
調判定方法およびその装置の作用を、その方法に代表さ
せて、下記に説明する。
この発明の色調判定方法では、先ず、自然石素材表面の
光学的画像をカラー撮像装置で撮影してその画像データ
に対応する電気的信号に変換される。この撮像装置では
、画像を、例えば、512×512画素(ピクセル)に
分割して、各画素毎に赤、緑および青の濃度に対応する
電気信□号に変換する。ここで、赤、緑および青は光の
三原色である。
次いで、得られた電気信号より、赤の濃度値R1緑の濃
度値Gおよび青の濃度値B1並びに下記に定義される画
素の明度工を計算する。
!−(R+G+B)/3 (ハ)の過程では、各画素の赤の濃度値R1緑の濃度値
G、青の濃度値B並びに明度Iのデータから、各画素の
鉱物成分を鉱物学的設定値に基づき分類する。これは、
自然石は、一般に、成分が均一ではなく、数種または数
十種の鉱物粒の集合であり、例えば、花崗岩は、主に、
有色鉱物、斜長石、カリウム長石および灰色石英の鉱物
からなり、その鉱物粒の寸法は1關以上と比較的大きく
、それぞれ固有の色を持っている。したがって、実測さ
れた各画素の色情報と代表的な標準鉱物の色情報とを対
比することにより各画素がどの鉱物に属するかを判断す
ることができる。
次過程の(ニ)では、撮影された全面画像または部分画
像についての全画素の明度の平均値AIと、各鉱物成分
に分類された画素の割合である各鉱物成分の面積比とを
計算し、好ましい態゛様においては更に白色系鉱物成分
の面積比に対する赤色系鉱物成分の面積比の割合である
赤味補正値を計算して、自然石素材の色調判定に用いる
指標を算出する。
ここで、撮影画像の平均明度AIは、光学的な明るさを
示す指標であり、この指標を用いて被検体である自然石
素材の色調が、概ね判定される。
更に、算出される赤味補正値は、光学的には白色が多い
と明るいが人間の目には白色が多くても桃(赤)色が少
ないとかえって暗く感じる傾向があることから導入され
た補正項であり、この補正項の導入により、人間の主観
を排除して色調を定量化数値化したことによる誤差が低
く抑えられる。
算出された指標を用いて、所望の品質を有する素材につ
いて前もって限界範囲を設定しておき、これと被検体の
指標とを比較して、自然石素材の色調、色ムラなどを判
定する。
[発明の効果]  ゛ この発明の測定法およびその装置により、次の効果を得
ることができる。
(a)  請求項1記載の自然石素材の色調判定方法に
よって、自然石の色調などを的確に表す指標を求めて定
量化数値化し、局所的でなく素材表面全体的に色調、色
ムラ(斑点)などを、個人差なく客観的に判別すること
ができる。
(b)  請求項2記載の自然石素材の色調判定方法に
おいて、光学的な明るさだけを色調の指標とせず、人間
の視覚特性を考慮した赤味補正値が導入され、目視との
対応が良くとれる。
(c)  請求項8記載の色調判定装置において、演算
および制御をコンピュータで行うことができ、短時間で
色調などの判定を行うことができる。
(d)  請求項10および11記載の色調判定装置に
おいて、カラーテレビカメラや各種の機能を果たす手段
を一体化することにより、携帯用色調判定装置を得るこ
とができ、簡便な計測器となる。
(e)  請求項8〜11記載の色調判定装置において
、得られた画像データをメモリーに蓄積し、コンピュー
タグラフィックスを用いてこのデータから自然石素材表
面を再現し、更に、建築仕上げ材を並び変えるシミュレ
ーションを行うことができる。
(f)  請求項5記載の方法では、全面を分割して各
部分面に対して指標を算出して、各部分面について色調
を判定するので、全面での不均一(バラツキ)を検知す
ることができ、更に、精度を高めることにより、自然石
素材の傷やクラックの方向、幅なども判別することがで
きる。
(g)  請求項1記載の自然石素材の色調判定方法を
、また、自然石素材に類似する塗装面などにも応用でき
る。
(h)  従来とは違って検査だけのために重い自然石
素材を人手で動かす必要がなくなるなどの利点がある。
[実施例〕 この発明を実施例により具体的に説明する。
第1図に示す測定装置を用いて、カナダ産御影石カレド
ニアのビル外壁仕上げ材を本発明に基づいて色調判別し
た。
先ず、カナダ産御影石カレドニアのビル外壁仕上げ材表
面をカラー撮像装置(CCDカラーテレビカメラ)で撮
影して、その画像を512×512の画素に分割し、各
画素毎に赤、緑および青の濃度に対応する電気信号に変
換し、得られた画像データをイメージメモリに取り込む
次いで、画像処理プロセッサで、得られたデータより、
赤の濃度値R1緑の濃度値Gおよび青の濃度値B1並び
にこれら値の平均値として定義される画素の明度■を計
算した。明度工に関するしきい値を、および赤の濃度値
Rに関するしきい値を、標準石から次のように予め設定
した。
IM$−36 IP$讃77 1に$−96 RK$−79 RF$−99 下記の基準を用いて各画素に対応する部分の鉱物成分を
分類した。
有色鉱物に属する画素は次の条件を満たす。
l51M$ 斜長石に属する画素は次の条件を満たす。
(R<RF$  AND  IP$≦T<IK$)OR
IK$≦I カリウム長石に属する画素は次の条件を満たす。
(RF$≦RAND  IM$<I<IK$)OR(R
F$≦ AND  IM$<I<IK$)灰色石英に属
する画素は次の条件を満たす。
R<RK$  AND  IM$<I<IP$全画素の
明度の平均値AIと、各鉱物成分に分類された画素の割
合である各鉱物成分の面積比MMD、PLDSKFD、
およびGQDと、白色系鉱物成分の面積比に対する赤色
系鉱物成分の面積比の割合である赤味補正値BI (−
KFD/PLD)とを計算した。
その結果を第7図に示す。
この図は、縦軸が赤味補正値BIを、横軸が平均明度A
Iを示し、各カレドニア板の測定結果を黒点で示す。基
準力レドニア板に就いて目視検査で許容されるとして予
め設定された範囲は、図の長方形内部領域である。
長方形内部領域に含まれる試験力レドニア板は、目視検
査でも良好な結果を示し、それ以外の試験板は、目視検
査でも良好な結果を示さなかった。
このことから目視検査と良好な対応を有することが判っ
た。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による測定装置例の構成図、第2図は
直交座標R,GおよびBと、対角軸Iとの色覚方体を説
明するための説明図、第3図は有色鉱物についての部分
体を示す説明図、第4図は斜長石に属する部分体を示す
説明図、第5図はカリウム長石に属する部分体を示す説
明図、第6図は灰色石英に属する部分体を示す説明図、
第7図はカナダ産御影石カレドニアの測定結果を示す図
である。 出願人代理人  佐  藤  −雄 第1図 らO6264G6       68    A 1第
7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、自然石素材表面の光学的画像をカラー撮像装置で撮
    影して、該画像の各画素についての赤、緑および青の濃
    度に対応する電気信号に変換し、得られた電気信号より
    、赤の濃度値R、緑の濃度値Gおよび青の濃度値B、並
    びにこれら値の平均値として定義される画素の明度Iを
    計算し、各画素の赤の濃度値R、緑の濃度値G、青の濃
    度値B並びに明度Iのデータから、各画素の鉱物成分を
    鉱物学的設定値に基づき分類し、 撮影された全面画像または部分画像についての全画素の
    明度の平均値AIと、各鉱物成分に分類された画素の割
    合である各鉱物成分の面積比とを計算して、自然石素材
    の色調判定に用いる指標を算出することを特徴とする自
    然石素材の色調判定方法。 2、白色系鉱物成分の面積比に対する赤色系鉱物成分の
    面積比の割合である赤味補正値を更に計算する請求項1
    記載の方法。 3、各画素の鉱物成分への分類を、次の基準に基づいて
    行う請求項1または2記載の方法。 標準石から予め設定された明度Iに関するしきい値が、
    小さい順にIM$、IP$、IK$であり、標準石から
    予め設定された赤の濃度値Rに関するしきい値が、小さ
    い順にRK$、RF$であり、 有色鉱物に属する画素は次の条件を満たし、I≦IM$ 斜長石に属する画素は次の条件を満たし、 (R<RF$ANDIP$≦I<IK$) ORIK$≦I カリウム長石に属する画素は次の条件を満たし、(RF
    $≦RANDIM$<I<IK$) OR(RF$≦ANDIM$<I<IK$)灰色石英に
    属する画素は次の条件を満たす。R<RK$ AND 
    IM$<I<IP$ 4、有色鉱物、斜長石、カリウム長石、灰色石英の各鉱
    物成分の面積比が、各々、MMD、PLD、KFD、お
    よびGQDとすると、赤味補正値BIが次の様に定義さ
    れる請求項3記載の方法。 BI=KFD/PLD 5、撮影された全面画像を複数個に分割した部分画像に
    ついて、平均明度AIと、各鉱物成分の面積比と、赤味
    補正値とを計算する請求項2記載の方法。 6、自然石が花崗岩である請求項1、2、3、4または
    5記載の方法。 7、自然石が大理石である請求項1、2、3、4または
    5記載の方法。 8、自然石素材表面の光学的画像をカラー撮像装置で撮
    影して変換された該画像の各画素についての赤、緑およ
    び青の濃度に対応する電気信号より、赤の濃度値R、緑
    の濃度値Gおよび青の濃度値B、並びにこれら値の平均
    値として定義される画素の明度Iを計算する計算手段と
    、 各画素の赤の濃度値R、緑の濃度値G、青の濃度値B並
    びに明度Iのデータから、各画素の鉱物成分を鉱物学的
    設定値に基づき分類する分類手段と、 撮影された全面画像または部分画像についての全画素の
    明度の平均値AIと、各鉱物成分に分類された画素の割
    合である各鉱物成分の面積比とを計算して、自然石素材
    の色調判定に用いる指標を得る指標算出手段とからなる
    自然石素材の色調判定装置。 9、指標算出手段が、更に白色系鉱物成分の面積比に対
    する赤色系鉱物成分の面積比の割合である赤味補正値B
    Iを計算する請求項8記載の色調定装置。 10、得られた指標と予め設定された限界範囲とを比較
    して自然石素材の品質を判定する判定手段と、判定結果
    を出力する出力手段とを備える請求項8または9記載の
    色調判定装置。 11、自然石素材表面の光学的画像を撮影して、該画像
    を分割した各画素についての赤、緑および青の濃度に対
    応する電気信号に変換するカラー撮像装置を備える請求
    項8、9または10記載の色調判定装置。
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