JPH05306955A - 色差判定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ＣＩＥ色差式等の標準的な表色系を用いて
も、単純な色差許容量を設定するだけで色差合否判定の
行い得る装置を提供すること。 【構成】 予め定められた基準色と測定色との色差が、
定められた許容基準内にあるか否かを判定する装置であ
って、被測定物体の色を測色する測色手段と、基準色を
記憶する基準色記憶手段と、被測定物体の種類に対応し
て予め定められた補正値を記憶する補正値記憶手段と、
測色手段により測定された値を補正値記憶手段及び基準
色記憶手段に記憶された値に基づいて少なくともその明
度を補正する補正手段と、該補正手段により補正された
補正色彩３属性計測値を基準色記憶手段に記憶された値
と比較して補正色彩３属性計測値の各要素の総ての値が
予め定められた許容範囲内にあるか否かで合否判定を行
う比較手段とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、物体の色を測定し基準
色との色差が許容範囲内か否かを判定する装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に染色工場、塗料工場では、目標と
する色を製品に表現することが、重要な技術的必要条件
となっている。これらの製品の色は、目標色と完全に一
致させることが困難であっても、人が見て同一と判別で
きる範囲内であることが必要である。

【０００３】従来、例えば染色工場では、染め上がり評
価物（以下サンプルと称す）が目標色に対して同一であ
ると見なすための合否判定を行う場合、長年の経験を有
した技術者が、目視と勘により合否判定を行っている。
また、近年、分光光度計、色差計等の測色器を用いて、
目標色とサンプルの表色値（色を数値を用いて表す値）
を求め、その測定結果と熟練者の目視判定を併用するこ
とにより、サンプルの合否判定を行う二重の判定方式を
行っている。

【０００４】しかし、測色機から出力される表色値は、
必ずしも人間の感覚と相関しているとはいえないため、
より人の目視判定に相関させるために、従来より種々の
提案がなされている。例えば、特開昭５７−７２０２７
号公報では、色彩３属性計測値（以下メトリック３属性
と称す）のうちＸＹＺをＬａｂを経て色相値Ｈ^* 、彩度
値Ｃ^* に変換し色判定を行う方法が開示されている。ま
た、特開平２−７４８３２号公報では、メトリック３属
性のうちＲＧＢをＬａｂに変換した後、色調角Ｔ゜、色
調長ＴＲ、色相角Ｈ゜を要素とするベクトルに変換し色
判定を行っている。

【０００５】以上は、ＣＩＥ（国際照明委員会）が推奨
した色差式（１９７６ＣＩＥ）Ｌ^*ａ^* ｂ^* をメトリッ
ク３属性として用いているが、他に３属性の相互間の許
容差を整合するＣＭＣ（Ｃｏｌｏｕｒ Ｍｅａｓｕｒｅ
ｍｅｎｔ Ｃｏｍｍｉｔｔｅ）色差式も考案されてい
る。

【０００６】

【数１】 ΔＥ=(（ΔL ^* /l・S_l)² ＋（ΔC ^* /l_c・S_c)² ＋（ΔH/S_H)² ）^0.5 これは、ＣＩＥ１９７６Ｌ^* ａ^* ｂ^* が完全な均等色差
空間ではないために、３属性の差について目視に合うよ
うに伸長、圧縮する係数でＬ^* ａ^* ｂ^* を補正したもの
である。

【０００７】また、英国ＩＣＳ社のマークス＆スペンサ
ー色差式や、特開昭６３−１４２２２５号公報、特開昭
６４−２６１１５号公報では、メトリック３属性を、濃
度、色相差、鮮明度差として、独自の色差式を提案して
いる。更に、特開平３−２０９１３７号公報では、（１
９７６ＣＩＥ）Ｌ^* ａ^* ｂ^*色差を基にしながらファジ
イ推論を併用して合否判定を行っている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
５７−７２０２７号や特開平２−７４８３２号は、メト
リック３属性のスケールの調整や、変換のみであって、
その変換値をもって機械的に合否判断が行えるものでな
い。このため、これらの従来技術を用いて、合否判定を
する場合は、メトリック３属性それぞれについて、個別
に許容色差を決めなければならない。ところが、このよ
うな方法では、判定の対象となる色が変わるたびに許容
範囲を設定し直さなければならないので、精度の高い色
彩管理を簡易に行うことは困難である。更に、独自の色
差式を用いる方法は、世界的な標準となりつつあるＣＩ
Ｅ推奨のＬ^* ａ^* ｂ^* を用いていないために、第３者へ
合否判断の根拠を説明することが困難である。これは、
合否判断にファジイや、ニューラル・ネットワーク等の
知的情報処理技術を適用する場合も同様である。このよ
うに、色差式は未だ目視と完全に相関するものが導かれ
ておらず、各種各様の合否判定方法を採用しているのが
現状である。

【０００９】本発明はかかる問題点を解決するためのも
のであり、ＣＩＥ色差式等の標準的な表色系を用いて
も、単純な色差許容量を設定するだけで色差合否判定の
行い得る装置を提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、予め定められ
た基準色と測定色との色差が、定められた許容基準内に
あるか否かを判定する装置であって、被測定物体の色を
測色する測色手段と、基準色を記憶する基準色記憶手段
と、被測定物体の種類に対応して予め定められた補正値
を記憶する補正値記憶手段と、測色手段により測定され
た値を補正値記憶手段及び基準色記憶手段に記憶された
値に基づいて少なくともその明度を補正する補正手段
と、該補正手段により補正された補正色彩３属性計測値
を基準色記憶手段に記憶された値と比較して補正色彩３
属性計測値の各要素の総ての値が予め定められた許容範
囲内にあるか否かで合否判定を行う比較手段とからなる
ことを特徴とする色差判定装置である。

【００１１】

【作用】本発明は、試料の表面形状が、目視に与える色
差錯覚をキャンセルするために、（ＣＩＥ１９７６）明
度Ｌ^* 相当分を補正する。次に、サンプルの全色差を、
メトリック３属性の各要素に分解し、それぞれの属性に
ついて、それぞれに一定の色差を基準として、判断を行
う。

【００１２】

【実施例】以下、図面を用いながら本発明を説明する。
図１は本発明の装置を示す構成図である。同図におい
て、１は被測定物体であり、その色は測色手段２によっ
て測色される。

【００１３】測色手段としては、種々のものが公知であ
りその多くが本発明でも使用可能であるが、本実施例に
おいては、光学センサー（２１）によって、物体１から
の反射光を計測しこれを、Ｌａｂ変換部（２２）にて公
知の変換公式を用いてＬ^* ａ^* ｂ^* に変換して出力する
ものである。一方、基準となる色は基準色記憶手段３に
ＸＹＺ、ＲＧＢ又はＬ^* ａ^* ｂ^* 等のメトリック３属性
で記憶されているが、直接Ｌ^* ａ^* ｂ^* にて記憶しない
場合は、測色手段２と同様にＬａｂ変換部を設けること
が好ましい。基準色の設定は、キーボード等の公知の入
力装置４によって行ってもよいし、測色手段２と同様の
ものによって、基準サンプルを測色しその出力値を記憶
しても良い。

【００１４】かかる測定手段２により測色された値はこ
れを補正した後、基準色と比較することが必要である。
かかる測色値の補正は、補正手段５によってなされる。
補正手段５は、前期測色値を基準色を基に全色差ベクト
ルに変換する全色差ベクトル変換部（５１）と、該全色
差ベクトルに対し明度補正を行う明度補正部（５２）、
更に補正された全色差からメトリック３属性の各色差を
算出する色差算出部（５３）からなるものである。

【００１５】以下、各部の詳細について説明を行う。図
２は全色差ベクトル変換部（５０１）の機能を説明する
ために、測色値と基準色の一例をプロットしたプロット
図であり、（ＣＩＥ１９７６）Ｌ^* ａ^* ｂ^*の３次元直
交座標に、基準色とサンプルの計測色度をプロットして
いる。次に、該３次元直交座標を円筒座標に変換する。
これにより、円筒座標の円筒座標の円周方向が、色相値
（Ｈ^* ）、原点からの放射線方向が彩度値（Ｃ^* ）とな
る。基準色とサンプル、それぞれのＬ^* ａ^* ｂ^* 値のＨ
^* 軸、Ｃ^* 軸上の投影点（色相値、彩度値）および、無
投影のＬ^* 値を、本発明の色差判定に用いる表色値とし
て、採用する。ここで、基準色の計測色相値、彩度値、
明度値をそれぞれ、Ｈ^* _S 、Ｃ^* _S 、Ｌ^* _S 、またサン
プルの計測色相値、彩度値、明度値をそれぞれ、
Ｈ^* _t 、Ｃ^* _t 、Ｌ^* _t とする。

【００１６】更に、Ｈ^* 、Ｌ^* 、Ｃ^* 円筒座標のうち、
Ｌ^* −Ｃ^* 平面を図３に示す。図中のＸは基準色の計測
点、Ｙはサンプルの計測点であり、ＹからＸへと向かう
ベクトルが全色差ベクトルであって、ＹとＸとの距離が
全色差を表す。この全色差値には、試料の表面形状の凹
凸が、測定値に与える色差も含んでいるため、これを、
キャンセルすることが必要である。このため、かかる計
測全色差のうち少なくとも明度を明度補正部５２によ
り、補正して、補正後のサンプルの色度を求める。

【００１７】該補正は、補正値記憶手段６に予め記憶さ
れた補正値ｍを用いて行う。補正値ｍは、被測定物体の
種類、例えば使用素材や加工条件等に起因する表面形状
の状態に応じて設けられた対応テーブル等によって記憶
され、例えば、羊毛糸を用いた平織物の場合「３」と設
定すればよい。また、その設定は基準色記憶手段３と同
様に公知の入力手段４に行えばよい。

【００１８】明度補正部５２による補正は例えば以下の
如く行う。

【００１９】

【数２】ΔＬ^* ａ＝ΔＬ^* ×ｍ／（Ｌ^* _s ）^0.5 但し、ΔＬ^* ＝Ｌ^* _t −Ｌ^* _s

【００２０】すると、サンプルの、補正明度値（Ｌ_t ^*
ａ）は次の式で求められる。

【数３】Ｌ_t ^* ａ＝Ｌ_s ^* ＋ΔＬ^* ａ 該補正明度値（Ｌ_t ^* ａ）を用いて、各補正色差が逐次
求められるが、かかる処理を行うのが色差算出部（５
３）である。

【００２１】すなはち、補正後のサンプルの色度のＣ^*
軸への投影から、サンプルの補正彩度差（ΔＣ^* ａ）が
次の式で求められる。

【００２２】

【数４】ΔＣ^* ａ＝ΔＬ^* ａ／tan(α） 但し、α：計測全色差ベクトルとＣ^* 軸とで挟む角。 tan(α）＝（Ｌ^* _t −Ｌ^* _s ）／（Ｃ^* _t −Ｃ^* _S ） Ｃ^* _t ＝（（ａ^* _t ）² ＋（ｂ^* _t ）² ）^0.5 Ｃ^* _s ＝（（ａ^* _s ）² ＋（ｂ^* _s ）² ）^0.5

【００２３】すると、サンプルの補正彩度値（Ｃ
^* _t ａ）は次の式で求められる。

【数５】Ｃ^* _t ａ＝Ｃ^* _t ＋ΔＣ^* ａ

【００２４】更に、色相差（ΔＨ^* ）の求め方を、図５
を用いて説明する。図５は、Ｈ^* 、Ｌ^* 、Ｃ^* 円筒座標
のうち、Ｈ^* −Ｃ^* 平面である。図中のＳは基準色の計
測点、Ｔは上述２の方法によるサンプルの色度である。
ＳとＴの距離が色差を表す。円弧１Ｓ−２Ｓ−３Ｓは、
基準色の等彩度曲線、円弧１ｕ−２ｕ−３ｕは、サンプ
ルの等彩度曲線となる。

【００２５】次に、この色差の色相成分の分解方法を説
明する。先ず、基準色（Ｓ）と座標の原点Ｏとを直線で
結ぶ。（Ｓ−Ｏ）これが、基準色の色相線となる。同様
に、サンプル（Ｔ）と座標の原点Ｏとを直線で結ぶ。
（Ｔ−Ｏ）これが、サンプルの色相線となる。この２直
線で挟む角、すなわち色相角差をΔαとする。

【００２６】円弧１ｓ−２ｓ−３ｓ上の基準色（Ｓ）に
おける、接線１Ｒ−２Ｒを引く。サンプルの色相線（Ｔ
−Ｏ）と、基準色の等彩度線（１Ｓ−２Ｓ−３Ｓ）の交
点をＰとする。Ｐから、接線１Ｒ−２Ｒへの垂線がＱ点
となり、距離Ｑ−Ｓが、色相差（ΔＨ^* ａ）となり、全
色差の色相成分である。色相差（ΔＨ^* ａ）は、次の式
で求められる。

【００２７】

【数６】 ΔＨ^* ａ＝Ｃ^* _S ×Δα 但し Δα＝tan ^(-1)（ｂ^* _t ／ａ^* _t ）−tan ^(-1)（ｂ^* _s ／ａ^* _s ） Ｃ^* _S は、次に述べる式８と同様の方法で求める。

【００２８】以上のごとくして、補正メトリック３属性
が得られたら、基準色記憶手段３に記憶された基準色と
補正メトリック３属性に基づいて色差許容範囲を求め、
これと比較して合否判定を行う。

【００２９】色差許容範囲は許容範囲算出手段７により
算出されるが、次にその内容を説明する。図４に、Ｌ^*
−Ｃ^* 平面上の全色差許容範囲ΔＥ_lim を示す。ΔＥ
_lim は、基準色とサンプルとの距離であり、通常０．３
以内であれば、目視上同色と判定される。

【００３０】このΔＥを明度軸（Ｌ^* ）、彩度軸
（Ｃ^* ）に投影し、明度値（Ｌ^* ）、彩度値（Ｃ^* ）の
色差許容範囲ΔＬ_lim,ΔＣ_lim,を、それぞれ次の式で求
める。

【００３１】

【数７】 ΔＬ_lim,＝ΔＥ_lim ×sin(α） 但し α＝tan ^(-1)（（Ｌ^* _t −Ｌ^* _s ）／（Ｃ^* _t −Ｃ^* _S ）） Ｃ^* _t ＝（（ａ^* _t ）² ＋（ｂ^* _t ）² ）^0.5 Ｃ^* _s ＝（（ａ^* _s ）² ＋（ｂ^* _s ）² ）^0.5

【００３２】

【数８】ΔＣ_lim,＝ΔＥ_lim ×cos(α）

【００３３】また、Ｈ^* −Ｃ^* 平面上の全色差許容範囲
ΔＥ_lim を図６に示す。先ず、原点と結ぶ直線（Ｅ−
Ｏ）を引く。Ｅ−Ｏと円弧１Ｓ−２Ｓ−３Ｓとの交点、
及び、基準色の接線（１Ｒ−２Ｒ）との関係から、ΔＥ
_lim の色相成分ΔＨ^* _lim （Ｆ−Ｇ）を求める。ΔＨ^*
_lim は、ΔＥ_lim の色相線（Ｅ−Ｏ）と、基準色の等彩
度線１Ｓ−２Ｓ−３Ｓの交点から、接線１Ｒ−２Ｒへの
垂線Ｇと基準色Ｓの距離となる。この算出は、次の式で
行う。

【００３４】

【数９】ΔＨ^* _lim ＝Ｃ^* _S ａ×θ 但し、 θ：Ｏ−ＥとＯ−Ｓとが、挟む角。 θ＝ψ−φ ここに、ψ：ｂ^* 軸とＯ−Ｅの挟む角 φ：ｂ^* 軸とＯ−Ｓの挟む角 φ＝tan ^(-1)（ｂ^* _S ／ａ^* _S ） ψ＝tan ^(-1)（（ｂ^* _S ＋ΔＥ×cos β）／（ａ^* _S ＋ΔＥ×sin β）） ここで、β：Ｅ点からの、ｂ^* 軸への垂線Ｅ−Ｊと、Ｅ
−Ｓの挟む角 β＝tan ^(-1)（Δａ^* ／Δｂ^* ） Δａ^* ＝ａ^* _t −ａ^* _s Δｂ^* ＝ｂ^* _t −ｂ^* _s

【００３５】以上のごとくして、許容範囲と補正色差が
各メトリック３属性について得られたなら、これを、比
較手段８に入力して次の条件判断を行い、これらが全て
成立する場合、合格と判定する。

【００３６】 ΔＬ^* ａ＜Ｌ^* _lim ΔＨ^* ａ＜Ｈ^* _lim ΔＣ^* ａ＜Ｃ^* _lim ΔＥ^* ａ＜Ｅ^* _lim 但し、ΔＥ^* ａ、ΔＥ^* _lim は、次の式で求める。

【００３７】

【数１０】 ΔＥ^* ａ＝（（ΔＬ^* ａ）² ＋（ΔＨ^* ａ）² ＋（ΔＣ^* ａ）² ）^0.5

【００３８】

【数１１】 ΔＥ^* _lim ＝（（ΔＬ^* _lim ）² ＋（ΔＨ^* _lim ）² ＋（ΔＣ^* _lim ）² ）^0.5

【００３９】判定された結果は、ＣＲＴディスプレイ９
等の公知の出力装置を通じて出力を行う。

【００４０】次に、具体例を用いて、本発明が目視判定
とよく近似していることを説明する。１３対の羊毛糸２
／６０の基準色とサンプルを用意し、目視判定と（ＣＩ
Ｅ１９７６）Ｌａｂによる測定を行った。その値を表１
に示す。

【００４１】

【表１】

【００４２】次に、前述の如くして、補正明度差（ΔＬ
^* ａ）、補正彩度差（ΔＣ^* ａ）、補正色相差（ΔＨ^*
ａ）及び、補正全色差ΔＥ^* ａを得、更に、明度許容値
（ΔＬ^* _lim ）、彩度許容値（ΔＣ^* _lim ）、色相許容
値（ΔＨ^* _lim ）、及び全色差許容値ΔＥ^* _lim を得
た。その結果と、目視判定結果を表２に示す。

【００４３】

【表２】

【００４４】ΔＥ^* _lim 内の（ ）は、色差合否判定
結果。この結果から、本発明による色差判定方法が、目
視判定によく相関していることがわかる。

【００４５】一方、従来の色差では、許容基準を色ごと
に個別に設定する必要がある。例えば、濃い藍色の許容
限界値は、０．２２１程度に、ベージュでは０．４７７
程度にしなくてならず、管理が煩雑になる。

【００４６】更に、他の具体例を示す。図７に、従来の
色差計測法では基準色との全色差が等しいサンプルをプ
ロットした。

【００４７】線Ｏ−Ｐが、基準色の等色相線である。サ
ンプル、Ｑ、Ｒ、Ｓ共に、基準色Ｐから等しい距離であ
る円周上（Ｔ）にある。すなわち、サンプルは全て全色
差ΔＥ＝０．５４となり、目視上等しい色差に見えなら
なければならない。ところが、実際はサンプルは、Ｑ、
Ｒ、Ｓの順に、基準色に近いと目視判定される。

【００４８】一方、本発明を用いて、補正色相差（ΔＨ
^* ａ）、補正明度差（ΔＬ^* ａ）、補正彩度差（ΔＣ^*
ａ）及び、補正全色差（ΔＥ^* ａ）を得た結果を、表４
に、サンプル、Ｑ、Ｒ、Ｓの色度を表３に示す。

【００４９】

【表３】

【００５０】

【表４】

【００５１】表３の結果から、補正全色差ΔＥ^* ａは、
Ｑ、Ｒ、Ｓの順に基準色との色差が少なく、本発明が目
視とよく相関していることが確認できる。

【００５２】

【発明の効果】本発明によれば、色彩３属性をそれぞれ
軸とする３次元空間内の基準色と比較色の計測全色差か
ら、試料の表面形状による計測明度、彩度が目視判定に
あたえる色差の錯覚補正を計測全色差に施し、目視判定
とよく相関した色彩３属性の各要素に色差を分解でき、
一定全色差を基準にして、色彩３属性のそれぞれに分解
された各許容色差で判定でき、極めて目視判定に相関の
高い色差合否判定が行える。

【００５３】また、多くの経験を有する熟練者でなくて
も自動的に判定するため、染め上がりサンプルの合否判
定を簡単かつ正確に行える。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置を示す構成図

【図２】基準色とサンプルのメトリック３属性座標上の
プロット

【図３】サンプルの明度（Ｌ^* ）、彩度（Ｃ^* ）補正の
内容を示す説明図

【図４】サンプルの明度許容範囲（Ｌ^* _lim ）、彩度許
容範囲（Ｃ^* _lim ）の算出方法の内容を示す説明図

【図５】サンプルの色相（Ｈ^* ）の補正の内容を示す説
明図

【図６】サンプルの色相許容範囲（Ｈ^* _lim ）の算出方
法の内容を示す説明図

【図７】本発明による、色差補正結果

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定められた基準色と測定色との色差
   が、定められた許容基準内にあるか否かを判定する装置
   であって、被測定物体の色を測色する測色手段と、基準
   色を記憶する基準色記憶手段と、被測定物体の種類に対
   応して予め定められた補正値を記憶する補正値記憶手段
   と、測色手段により測定された値を補正値記憶手段及び
   基準色記憶手段に記憶された値に基づいて少なくともそ
   の明度を補正する補正手段と、該補正手段により補正さ
   れた補正色彩３属性計測値を基準色記憶手段に記憶され
   た値と比較して補正色彩３属性計測値の各要素の総ての
   値が予め定められた許容範囲内にあるか否かで合否判定
   を行う比較手段とからなることを特徴とする色差判定装
   置。