JPH04191987A - 色判別システム - Google Patents

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］ 本発明は、被検体の色を判別することができる色判別シ
ステムに関するものである。

［発明の概要］ 本発明の色判別システムは、被検体を撮影し被検体のカ
ラー画像信号を得る画像抽出手段と、この画像抽出手段
によって得られた画像信号なＲ９Ｇ、Ｂの各信号値に分
解し、さらにＲ，Ｇ、Ｂの各信号値からベクトル計算を
行なう演算手段と、演算手段によって求められたベクト
ルの角度データ及び又は長さデータを、判定すべき色に
ついて予め設定されている所定の角度規格値及び又は長
さ規格値と比較することによって、被検体の色を判別す
る判別手段とを備えており、ベクトル値に基づいて色判
別を行なうことにより例えば赤と橙等、近似色の判別も
可能とするものである。

［従来の技術］ 従来より、検査対象物（被検体）をビデオカメラで機影
して映像信号を得、この映像信号に基づいて当該被検体
の色を判別するシステムがある。

このような色判別システムは、具体的には、まず被検体
を撮影して得た映像信号による画像データ（１フイール
ド又は１フレームの映像信号）から特定のエリアを抽出
し、抽出された画像データ中の特定エリア内の各画素に
ついて得られるＲｌＧ、Ｂの各色成分の平均値を求める
。そして、各色成分の値と、それぞれ個別に予め設定さ
れているデータ値範囲（規格値）と比較し、各色成分の
値がそれらを満たすか否かで、被検体が該当色であるか
否かを判別している。

つまりデータ値範囲としては、判別すべき所定の色につ
いての規格値としてＲ，Ｇ、Ｂそれぞれの値に対して、
Ｒ最低値、Ｒ最高値、Ｇ最低値。

Ｇ最高値、Ｂ最低値、Ｂ最高値が決められており、カメ
ラ撮影による画像データから求められたＲ、Ｇ、Ｂの値
が、それぞれ判別すべき色のデータ範囲値に含まれると
いう条件、すなわち、Ｒ最低値≦Ｒ≦Ｒ最高値、Ｇ最低
値≦Ｇ≦Ｇ最高値、Ｂ最低値≦Ｂ≦Ｂ最高値を満たせば
、該当色と判断する。

［発明が解決しようとする問題点］ ところが、被検体の種類、材質、形状等にもよるが、上
記のようなＲ，Ｇ、Ｂの各個に基づいて被検体の色が該
当色か否かを判別するシステムの場合は、例えば赤と青
のようにはっきり違う色の判別はできても、例えば赤と
橙のような同系色については正確な判別が困難であると
いう問題がある。

ここで、成る被検体について、人間の眼で認識したとき
に赤と判定される５つのサンプルと、同じく禮と判定さ
れる５つのサンプルを撮影した際の映像信号から得られ
たＲ、Ｇ、Ｂの各個を第１表に示す。

第１表 第１表から解るように、赤と禮ではＲ，Ｇ、Ｂの各個の
分布範囲は重複している部分が多く、正確な判別ができ
ない。例えば仮に、赤のサンプル１〜サンプル５までが
”赤“と判定されるように、赤色についての規格値を、
Ｒ最低値・４８゜Ｒ最高値：５３、Ｇ最低値：４０．Ｇ
最高値＝４２、Ｂ最低値：３７．Ｂ最高値：４１と設定
されていると、椙のサンプル１，２．３．５についても
その条件を満たすことになって°°青赤−判定されてし
まうことになる。

青と緑についても同様に正確な判別が困難であり、この
ような同系色の判別の不正確さにより従来の色判別シス
テムでは、使用範囲が限られたものとなっている。

［問題点を解決するための手段］ 本発明はこのような問題点にかんがみて、同系色でも正
確に判別できる色判別システムを提供するものであり、
被検体を撮影し被検体のカラー画像信号を得る画像抽出
手段と、この画像抽出手段によって得られた画像信号を
Ｒ，Ｇ、、Ｈの各信号値に分解し、さらにＲ，Ｇ、Ｂの
各信号値からベクトル計算を行なう演算手段と、演算手
段によって求められたベクトルの角度データ及び又は長
さ（量）データを、判定すべき色について予め設定され
ている所定の角度規格値及び又は長さ規格値と比較する
ことによって、被検体の色を判別する判別手段とが設け
られて色判別システムを構成する。

［作用］ 画像データから得たＲ、Ｇ、Ｂの各信号値をベクトル変
換し、そのベクトル角度に基づいて色判別を行なうと、
赤と禮等の近似色の判別を可能とすることができる。

例えば上記第１表に示したＲ、Ｇ、Ｂデータを横軸を（
Ｂ−Ｙ）、縦軸を（Ｒ−Ｙ）にとった座標上のベクトル
（Ｙは輝度成分）として。

（Ｂ　−Ｙ　）　＝−０，３Ｒ−０，５９Ｇ　＋　０．
８９Ｂ　　・・・・・（１）（Ｒ−Ｙ）　＝　０．７Ｒ
−０，５９Ｇ−０，ｌＩＢ　　・・・・・（２）の式で
、座標上に示されるベクトルに変換する。

そして実際のベクトル長さデータし、及びベクトル角度
データθは、 Ｌ＝Ｂ−ＹｌＲ−Ｙ　　　・・・・・・・・（３）θ＝
　ｃｏｓ　（（Ｂ−Ｙｌ　／Ｌ）　　（Ｒ−Ｙ＞０のと
き）−＝−１４ａｌθ＝　３６０−ｃｏｓ　（（Ｂ−Ｙ
ｌ　／Ｌｌ　　（Ｒ−Ｙ）０のとき）−ｆ４ｂｌで求め
る。

この第１式〜第４ｂ式を使用して前記第１表の各サンプ
ルについてベクトル変換した場合の数値を第２表に示す
。

第２表 第２表から解るように赤と橙とは（Ｂ−Ｙｌ　、　（Ｒ
−Ｙ）座標上のベクトル角度のデータによって明らかに
判別できるようになる。

すなわち、第１図に示すようにベクトル角についての規
格値として、１１８°〜１２８°を赤領域、１３０゜〜
１４５°を橢領域と設定してあれば第２表の１０個のサ
ンプルは明確に判別される。

同様に従来判別が困難であった青と緑についても、ベク
トル角が一３０°〜−３６°を青領域、−４２°〜−５
４°を縁領域と設定すれば、Ｒ，Ｇ、Ｂデータのベクト
ル変換により判別可能となる。他の同系色間の判別につ
いても同様である。

また、ｔＢ−Ｙ）　、　ｆＲ−Ｙｌ座標上のベクトルの
長さ（量）データは、短いほど白色に近づくことを示す
ものとなるため、長さデータに基づいて被検体の色の輝
度差による判別も可能となる。

［実施例］ 以下、本発明の色判別システムを、コンパクトカセット
テープのリーダーテープに付加された色によってカセッ
トテープの種類及び磁気テープの裏券／表巻を検出する
システムとして適用した実施例について説明する。

第２図は本実施例のシステムブロック図である。

１は、ベルトコンベアＢで搬送されてくるカセットテー
プＣを正面（ＦｉＢ気ヘッド当接部分）方向から撮影す
るＣＣＤカメラ、２はハロゲンランプによる照明装置、
３はベルトコンベアＢ上のカセットテープＣがＣＣＤカ
メラ１による所定の撮影位置（色判別のための画像取込
位置）に到達したことを検出するフォトセンサ、４はフ
ォトセンサ３の検出信号が入力されたタイミングに基づ
いて、ＣＣＤカメラ１で撮影され供給されている映像信
号から、１画面（１フレーム或はｌフィールドの映像信
号）を抽出して記憶するイメージフリーザである。

ここで、カセットテープＣには、よく知られているよう
にテープトップ及びテープエンドにリーダーテープ部が
設けられており音声記録部となる磁性層が形成された磁
気テープ部はリーダーテープに連続して設けられている
。

リーダーテープ部には第３図（ａ）のテープの平面図に
示すように、磁性層が形成される磁気テープ部から所定
長だけ透明部が形成されているが、透明部に続いてテー
プトップまでの所定長に白パターンと呼ばれる白色の表
面保護剤が塗布された部分（斜線部として示す）と、さ
らに磁気テープの種類（録音時間）の区別等のために種
類毎で色を変えた着色部（点描部として示す）が形成さ
れている。この着色部は例えば４６分テープは橙、６０
分テープは赤、９０分テープは緑、１２０分テープは青
とされている。

このようなリーダーテープ部の層構造は第３図（ｂ）の
拡大断面斜視図に示されるように、透明のＰＥＴ層１０
及び透明のクリーニング層１１上に着色層１２が形成さ
れ、さらにこの着色層１２を覆うようにテープトップま
で白色パターン１３が形成されている６なお、白色パタ
ーン１３は特に、テープをリールハブにクランプする際
に良好な摩擦力を得てクランプ力を十分なものとする作
用を有する。

このようなリーダーテープを有する磁気テープがテープ
カセットに装着され、テープトップまで巻き戻されてい
る状態は、第４図に示されるように、テープカセット前
面においてピンチローラ用窓１４に着色層１２による所
定の色が現われており、磁気ヘッド用窓１５及びピンチ
ローラ用窓１６からはリーダーテープのＰＥＴ層１ｏ及
びクリーニング層１１のみからなる透明部が現われるこ
とになる。

なお、着色層１２よりテープ上面側（記録面側）に白色
パターン１３が形成されているため、第３図の状態で視
認される着色部分の色は実際の着色層１２の色よりも白
みかがった色となっている。また一方、テープ裏面がら
見ると、ＰＥＴ層１０及びクリーニング層１１は無色透
明であるため実際の着色層１２の色が視認される。

このようなカセットテープＣの種類判別を行なうために
は、ベルトコンベアＢで搬送されてくるカセットテープ
Ｃのリーダーテープの着色部分を撮影して色を判別する
ことになる。

従って第２図のイステム構成においてＣＣＤカメラ１に
よって機影され、イメージフリーザ４においてフォトセ
ンサ３からの検出信号の入力タイミングで抽出されて記
憶される画像は、例えば第５図に示すような着色層１２
による着色部を所定位置に含む画像となる。

第２図において５はコンピュータ装置による演算／判別
処理部であり、画像取込ボード６を介してイメージフリ
ーザ４で記憶された画像信号に基づくデータが入力され
、この人力データに基すいて色判別処理を行なう、すな
わち、画像取込ボード６は入力された画像信号をＲ，Ｇ
、Ｂ信号に分解して内部メモリに展開する。そして、演
算／判別処理部５は展開されたＲ、Ｇ、Ｂ信号がら色判
別に必要な部分（例えばを第５図に一点鎖線Ｗで示す部
分）をウィンドウとして切り出し、このウィンドウＷ内
の全画素を対象としてＲ，Ｇ、Ｈの各平均値を算出する
。さらに求められたＲ、Ｇ。

Ｂの各平均値に対して上記第１式〜第４ｂ式を使用して
ベクトル変換し、（Ｂ−Ｙ）　、　（Ｒ−Ｙｌ座標上の
ベクトル角度、及びベクトル長さのデータを算出する。

そして、このベクトルデータを各色について予め設定さ
れでいる規格値と比較することによって、被検体である
リーダーテープの着色部の色を判別するものである。な
お、この演算／判別処理部５からは、判別結果に基づく
制御信号−を出方することができるようになされ、例え
ばベルトコンベアＢの下流に設けられた選別装置を制御
して被検体の自動選別を行なったり、ベルトコンベアＢ
の駆動装置部を制御して不良品発生に基づいて自動的に
停止させたりすることができるようになされている。演
算／判別処理部５の具体的な処理動作例については後述
する。

７はモニタ装置であり、イメージフリーザ４で記憶され
た映像信号、すなわち第４図で示したような画像を出力
する。

８は制御画面、判定結果画面等の出力のためのモニタ装
置であり、演算／判別処理部５の上記判別動作によって
判別された結果を所定の様式の画面で表示する。

このようなシステム構成の本実施例によって、着色部が
橙色とされた４６分テープの搬送コンベア上（二着色部
が赤色とされた６０分テープが混入していないか、さら
にテープが裏券とされた不良品が混入していないかを検
査する際の動作を説明する。

なお、本実施例では上述してきたように、ベルトコンベ
アＢによって搬送されてくる各カセ・ントテーブの正面
方向からの撮影画像からリーダテープの着色部分をウィ
ンドウＷとして抽出して、該当するＲ、Ｇ、Ｈの信号値
のベクトル変換によって得られた値から色の判別を行な
うものであるが、第３図で説明したように、磁気テープ
の表側からは白色パターン１３により着色層１２の色は
白みかかった色として見え、一方磁気テープの裏側から
見ると着色層１２の色がそのまま現われている。従って
、ベクトルの長さデータにより色の明度を判別すれば、
テープカセット内に磁気テープが正確に巻かれているか
、或は裏券にされた不良品であるかを判別できることに
なる。

このため、例えば橙色の着色部を被検体とする場合につ
いては、第６図に斜線部として示すように、層巻不良品
を排除するベクトル長さ規格値として５．０〜１７．０
が設定され、かつ、椙の色としてのベクトル角度規格値
として１３０°〜１５０°が設定されていて、この規格
値に該当したカセットテープが良品と判定される。なお
、ベクトル長さの単位は、画像データ値の表現に依存す
るものであり絶対数値ではない。ここでは最大長さを６
４とする。

具体的動作を第７図及び第９図のフローチャートに基す
いて説明する。

第７図は判別動作開始時における演算／判別処理部５の
初期設定動作フローであり、まず、モニタ装置８に現在
のウィンドウ位置データとともに、位置データの変更を
可能とする制御画面表示がなされ、オペレークはこの制
御画面に基づいて前記第５図に示したようにリーダーテ
ープの着色部がほぼ正確に抽出できるウィンドウＷを設
定するｔＦｌｏｌ、Ｆ１０２）。

次にベクトル角度及び長さの規格値の設定な行なうため
の制御画面が表示され、オペレータは制御画面に基づい
て所定の入力を行なう（Ｆ１０３゜ＦＩ０４１　。４６
分テープの良品判別については、上記第６図の斜線部を
示すデータがロードされることになる。

以上の初期設定により、モニタ装置８には例えば第８図
に示す判別結果出力用の画面３０が表示され、続いて実
行される判別動作による結果が逐次カウントされること
になる。

画面３０においては、第７図のステップＦ１０３゜Ｆ１
０４で設定された規格値（ベクトル長さ５０〜１７．０
、ベクトル角度範囲１３０°〜１５０°）が区分けされ
て各区分に該当する被検体の数の表示枠３１がマトリク
ス状に設けられているとともに、ベクトル角度について
は１３０°以下、及び１５ｏ°以上と判定されたものの
被検体数の表示枠３２が設けられ、また、ベクトル長さ
については、１７．０以上の値であり、はっきりした橙
色であるため磁気テープが裏券にされていると判定され
た被検体の数の表示枠３３、及び５．０以下の値であり
、多少テープがリールに巻かれた状態であってリーダー
テープの透明部が現われているため判別不能とされた被
検体の数の表示枠３４が設けられている。なお、３５は
投入された被検体の総数の表示枠、３６もま規格値に該
当した被検体数の表示枠である。

演算／判別処理部５の色判別動作フローは第９図のとお
りてあり、ベルトコンベアＢで連続して搬送されてくる
各カセットテープＣにつし）でそれぞれイメージフリー
ザ４で抽出された画像データについて、上述したように
画像取込ボード６を介してウィンドウＷ内のＲ，Ｇ、Ｂ
データを取り込みｆＦ２０１）、上記第１式から第４ｂ
式を利用してベクトル長さ、及びベクトル角度を求める
（Ｆ２０２１゜そしてまずベクトル長さデータをベクト
ル長さの規格値と比較しくＦ２０３１、規格値内であれ
ば次にベクトル角度データをベクトル角度規格値と比較
する（Ｆ２０４）。そしてベクトル角度データも規格（
直向であれば、その被検体となったリーダーテープの着
色部の色は白みかかった橙色であるとし、従って当該カ
セットテープＣは適正な４６分テープと判定する。同時
に、画面３０のマトリクス状の表示枠３１の該当部分、
被検体投入数表示枠３５、及び規格値内の被検体表示枠
３６の各数値をインクリメントする（Ｆ２０５）。そし
て、特に動作停止或は終了操作がなされなければ次のカ
セットテープＣの判別を行なう　（Ｆ２０６−　Ｆ２０
１）。

ステップＦ２Ｏ３でベクトル長さデータが規格値外と判
定されたときは、ベクトル長さデータが１７．０以上に
大きい値である場合はその色は明瞭な橙色であると判別
して、磁気テープが裏巻きにされているものとみなす　
（Ｆ２０７→Ｆ２０８１　、そして画面３０において、
投入数表示枠３５とともに裏券数表示枠３３の表示をイ
ンクリメントし、同時に層巻発生時の制御信号を出力す
る（Ｆ２０９）。例えばベルトコンベアＢの下流に設置
された選別装置を制御してベルトコンベアＢから排除し
たり、ベルトコンベアＢを停止させたりする制御が考え
られる。

一方、ベクトル長さデータが５．０以下であった場合は
リーダーテープの透明部分の画像が取り込まれてしまっ
たために判別不能であったとし、画面３０の投入数表示
枠３５、透明数表示枠３４の表示をインクリメントする
とともに、判別不能発生時の所定の制御信号を出力する
　ｆＦ２０７→Ｆ２１０→Ｆ２１１＋。

ステップＦ２０４でベクトル角度データが規格値外と判
定された場合は、これはリーダーテープの着色部が禮以
外の、赤、青、緑等の色であると判別し、他種のカセッ
トテープであるとする　（Ｆ２０４−Ｆ２１２＋。そし
て画面３０では投入数表示枠３５とともに、ベクトル角
度が規格値外である場合の表示枠３２の該当箇所の数値
をインクリメントし、同時に他種のカセットテープ検出
時の制御信号をを所定の装置に対して出力する（Ｆ２１
３１゜演算／判別処理部５の以上の処理動作により、ベ
ルトコンベアＢで搬送されてくるカセットテープが、適
正な４６分テープであるかを判別することができ、それ
以外のカセットテープに対しては選別、排除等所定の処
理を行なうことが可能となる。なお、これら色判別後の
選別、排除等の制御や、規格品と判定された場合の具体
的制御は、本システムの実施現場における各種条件に基
づいて決められたプログラムに基づくものである。

本実施例における上記動作を６０分テープ、９０分テー
プ等他種のカセットテープ用について行なう場合は、そ
れぞれ規格値をその種類のＩＪ−ダーテーブの着色部の
色に該当するものに変更して実行すればよい。

本実施例による色判別システムを利用したカセットテー
プの品質判別動作は、工程上における異種混入検査、製
造後の振り分は動作、ロール裁断動作等、テープ製造の
各種工程においで適用でき、特に、本実施例に適用され
る色判別システムはベクトル角度及びベクトル長さのデ
ータに基づいて色判別を行なうものであるため、赤と橙
や、緑と青などの同系色も明確に判別できるため、応用
範囲は大きく広がるものである。もちろんカセットテー
プ製造工程に限られるものではない。

［発明の効果］ 以上説明しできたように、本発明の色判別システムは画
像データから得たＲ、Ｇ、Ｂの各信号値をベクトル変換
し、そのベクトル角度データ及び又はベクトル長さデー
タに基づいて色判別を行なうように構成されているため
、赤と椙等の近似色の判別を可能とすることができると
いう優れた効果があり、色判別システムを利用した動作
制御装置の応用範囲を大きく広げることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の色判別方式の概念図、第２図は本発明
の一実施例のブロック図、第３図（ａ）（ｂ）はリーダ
ーテープ部の説明図、 第４図はカセットテープの斜視図、 第５図は本実施例における撮影取込画像の説明図、 第６図は本実施例の色判別の規格値の範囲の説明図、 第７図は本実施例における初期設定動作のフローチャー
ト、 第８図は本実施例の判定出力画面の説明図、第９図は本
実施例の判定動作のフローチャートである。 １はＣＣＤカメラ、２は照明装置、３はフォトセンサ、
４はイメージフリーザ、５は演算／判別処理部、６は画
像取込ボード、７はモニタ装置、８はモニタ装置を示す
。 コンパクトカセットテープ 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検体を撮影し前記被検体のカラー画像信号を得
   る画像抽出手段と、 前記画像抽出手段によって得られた画像信号をＲ、Ｇ、
   Ｂの各信号値に分解し、さらに該Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号値
   からベクトル計算を行なう演算手段と、 前記演算手段によって求められたベクトルの角度データ
   を、判定すべき色について予め設定されている所定の角
   度規格値と比較することによって、前記被検体の色を判
   別する判別手段とが設けられていることを特徴とする色
   判別システム。
2. （２）被検体を撮影し前記被検体のカラー画像信号を得
   る画像抽出手段と、 前記画像抽出手段によって得られた画像信号をＲ、Ｇ、
   Ｂの各信号値に分解し、さらに該Ｒ、Ｇ、Ｂの各信号値
   からベクトル計算を行なう演算手段と、 前記演算手段によって求められたベクトルの長さデータ
   を、判定すべき色について予め設定されている所定の長
   さ規格値と比較することによつて、前記被検体の色を判
   別する判別手段とが設けられていることを特徴とする色
   判別システム。