JPH09159529A - 色分類装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は撮影画像の位置ずれを補正して対象
物の色分類を正確に行うことができるようにした色分類
装置を提供する。 【解決手段】 本発明によると、結像光学系と、この結
像光学系の結像面に配置した撮像素子と、この撮像素子
より光学的な前側に配置され、異なる複数の光の透過波
長帯域を選択可能な光学的バンドパスフィルタと、この
複数の光の透過波長帯域から一つの透過波長帯域を選択
する透過波長選択手段と、この透過波長選択手段が選択
した透過波長帯域を有する前記光学的バンドパスフィル
タを通過し前記撮像素子で撮像した各像情報と前記透過
波長選択手段が選択した透過波長帯域情報とを対応して
格納する記憶手段と、この記憶手段から前記各像情報の
内の対象物に対応する領域を読み出す読み出し手段と、
前記記憶手段に格納された対象物の各像情報の位置ずれ
に応じて、前記読み出し手段が読み出す前記各像情報の
領域を補正する補正手段とを有する対象物の色分類装置
が提供される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色を利用して対象
物を分類，判定または識別する色分類装置及び色分類方
法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、各種工業の生産現場における
塗装色，染色度の管理、または生産物の色測定、あるい
は医療，学術分野における被検体の色測定などにおいて
は、対象物の色を識別する色識別装置が利用されてい
る。

【０００３】例えば、特開平３−２６７７２６号公報に
開示されている色識別装置では、対象物の反射分光スペ
クトルに統計的処理を施すことによって２クラスの分類
を行なっている。

【０００４】具体的には、クラスが既知の対象物の反射
分光スペクトルをＦｏｌｅｙ Ｓａｍｍｏｎ変換（ＦＳ
変換）を利用して統計処理している（Ｑ．Ｔｉａｎ，
Ｍ．Ｂａｒｂａｒｏ他、“Ｉｍａｇｅ ｃｌａｓｓｉｆ
ｉｃａｔｉｏｎ ｂｙ Ｆｏｌｅｙ−Ｓａｍｍｏｎ ｔ
ｒａｎｓｆｏｒｍ”，Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅ
ｒｉｎｇ，Ｖｏｌ．２５，Ｎｏ．７，１９８６参照）。

【０００５】ここで、ＦＳ変換とは、２つのクラスに分
類する手法であり、具体的には、ある対象物が２つ与え
られたときのＳ1 ，Ｓ2 からＦｉｓｈｅｒ ｒａｔｉｏ Ｒ（ｄi ）＝（ｄi ^t Ｓ1 ｄi ）／（ｄi ^t Ｓ2 ｄi ） …（１） ｄi ：分類スペクトル ｄi ^t ：分類スペクトル（転置） Ｓ1 ：クラス間共分散行列 Ｓ2 ：クラス内共分散行列 のＲ（ｄi ）を最大にするときのスペクトルｄi を求め
ることである。

【０００６】以後、この分類のためのスペクトルｄi を
分類スペクトルと呼ぶ。

【０００７】この分類スペクトルｄi は、対象物のスペ
クトルと同じ次元数を有するため、正確にはｄi （λ）
と表記すべきであるが、本明細書では、簡単のためにｄ
i と記すものとする。

【０００８】そして、Ｆｉｓｈｅｒ ｒａｔｉｏを大き
くする分類スペクトルを２種類求める。Ｆｉｓｈｅｒ
ｒａｔｉｏを最大にする分類スペクトルｄi をｄ1 、こ
のｄ1 と直交するスペクトルの中でＦｉｓｈｅｒ ｒａ
ｔｉｏを最大にする分類スペクトルｄi をｄ2 とする。

【０００９】この分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 で構成され
る空間に各データを投影することにより、２つのクラス
が分類される。

【００１０】分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 は次式から求め
る。

【００１１】 ｄ1 ＝α1 Ｓ2 ^-1Δ ｄ2 ＝α2 Ｓ2 ^-1Δ［Ｉ−（Δ^t Ｓ2 ^-2Δ）／（Δ^t Ｓ2 ^-3Δ）Ｓ2 ^-1］Δ …（２） ここで、α1 ，α2 は正規化係数、ΔはＸ1 −Ｘ2 （ク
ラス１とクラス２の差スペクトル）、Ｉは単位行列であ
る。

【００１２】このようにして得た分類スペクトルｄ1 ，
ｄ2 で構成される空間に各データを投影するために、分
類スペクトルと対象物の反射分光スペクトルとの内積を
求める。

【００１３】対象物の反射分光スペクトルをｆ（λ）
（但し、λ＝波長）とすれば、内積ｔ1 ，ｔ2 は次式で
表せられる。

【００１４】 ｔ1 ＝ｆ（λ）・ｄ1 ｔ2 ＝ｆ（λ）・ｄ2 ここで、記号「・」は内積演算を表す。

【００１５】上記特開平３−２６７７２６号公報に開示
された色識別装置では、この内積ｔ1 ，ｔ2 の値から図
３８のように分類境界を決め、この分類スペクトルの特
性を有するフィルタを図４０に示すように回折格子Ｇと
液晶フィルタＦを用いて実現している。

【００１６】ところが、分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 は一
般に、図４１に示すように形状が複雑であり、また、正
負の値をとるため、回折格子Ｇ，液晶フィルタＦなどの
取り付け精度も厳しく要求される。

【００１７】従って、装置の移動等にともなう機械的振
動により、その取り付け位置がずれると、分類精度が著
しく低下してしまう。

【００１８】また、回折格子自体はコストが高いという
問題もある。

【００１９】そのため、装置構成が簡単で、低コスト
で、且つ機械的振動等にも耐えられるような色分類装置
が望まれている。

【００２０】また、上記特開平３−２６７７２６号公報
に開示された色識別装置では、光源をある程度限定して
いる（ランプＬ）ため、異なる光源に対しての分類には
不向きであり、光源のスペクトルが変化する場合には良
好な分類を行なうことが難しい。

【００２１】特に、工場などで色分類を行なう場合に
は、光源を限定することができるが、光源を限定せず
に、そのスペクトルが変化する場合などにも良好に色分
類することができる装置が望まれている。

【００２２】このため、本出願人は既に先願として特開
平７−１２０３２４号公報に開示されているように、装
置構成が簡単で、低コストで、且つ機械的振動等にも耐
えられ、しかも光源を限定せずにそのスペクトルが変化
する場合などにも良好に色分類可能な色分類装置に係る
発明の出願をなしている。

【００２３】すなわち、この先願としての特開平７−１
２０３２４号公報に開示された色分類装置は、対象物の
反射分光スペクトルを撮像する撮像手段と、上記対象物
と撮像手段との間に設置したそれぞれ異なる帯域を持つ
複数のバンドパスフィルタと、上記撮像手段によって撮
像された対象物の反射分光スペクトルから統計的手法を
用いた分類のための分類スペクトルを算出し、この分類
スペクトルを用いて上記対象物の分類を行なう分類手段
とを備えることを特徴としている。

【００２４】この先願の色分類装置によれば、それぞれ
異なる帯域を持つ複数のバンドパスフィルタを用意して
おき、これら複数のバンドパスフィルタのそれぞれを上
記対象物と撮像手段との間に配置する。

【００２５】そして、分類手段によって、上記撮像手段
によって撮像された対象物の反射分光スペクトルから統
計的手法を用いた分類のための分類スペクトルを算出
し、この分類スペクトルを用いて上記対象物の分類を行
なう。

【００２６】先ず、この先願の色分類装置の原理から説
明する。

【００２７】この先願の色分類装置では、分類のための
フィルタを、特開平３−２６７７２６号公報に開示され
た従来の色識別装置のような回折格子及び液晶フィルタ
で構成するのではなく、図３３の（Ａ）に示すような特
定の波長のみを透過させるようなバンドパスフィルタを
複数組み合わせた同図の（Ｂ）や（Ｃ）に示すようなフ
ィルタを用いることにより、簡易で安価な構成の色分類
装置を実現するものである。

【００２８】また、この先願の色分類装置は、異なる光
源のもとでも色分類を行なうために、対象物を撮像する
ときと同じ条件で、適当な参照板の反射分光スペクトル
を計測し、対象物の反射分光スペクトルを参照板の反射
分光スペクトルで補正することによって、光源（照明
光）の影響を除去するようにしている。

【００２９】すなわち、λを波長として、対象物の反射
分光スペクトルをｆ（λ）、参照板の反射分光スペクト
ルをｓ（λ）、照明光の反射分光スペクトルをＬ
（λ）、撮影系の感度スペクトル（撮影レンズの透過ス
ペクトル、撮影素子の感度スペクトル等）をＭ（λ）と
すれば、対象物の撮影スペクトルｇi （λ）、及び参照
板の撮影スペクトルｇs （λ）はそれぞれ、 ｇi （λ）＝ｆ（λ）×Ｌ（λ）×Ｍ（λ） ｇs （λ）＝ｓ（λ）×Ｌ（λ）×Ｍ（λ） で表せられ、対象物のスペクトルｇi ′（λ）は、 ｇi ′（λ）＝ｇi （λ）／ｇs （λ）＝ｆ（λ）／ｓ（λ） …（４） と表すことができる。

【００３０】こうして、照明光の反射分光スペクトルＬ
（λ）の影響を除去でき、ｇi ′（λ）を用いれば、異
なる光源のもとでも分類できることになる。

【００３１】また、さらに照明光の輝度が異なる場合に
は、除去後の信号ｇi ′（λ）のパワーを正規化すれば
良い。

【００３２】次に、この先願による２クラスの対象物の
分類を行なう色分類装置について説明する。

【００３３】図３２は、その構成を示す図で、この先願
の色分類装置は、絞りやレンズを含む光学系１０、図３
３の（Ａ）に示されるような複数枚のバンドパスフィル
タ１２Ａ，１２Ｂ，…，１２Ｅで構成される回転色フィ
ルタ１２、対象物Ｏ及び参照板Ｒの画像を取り込むため
のＣＣＤ１４、Ａ／Ｄ変換器１６、フレームメモリ１
８、撮影している部分を表示するモニタ２０、ＣＣＤ駆
動ドライバ２２、回転色フィルタ１２の駆動モータ２
４、ＣＣＤ駆動ドライバ２２及び回転色フィルタ駆動モ
ータ２４等を制御すると共に分類演算回路２８に命令を
送るコントロール部２６、分類を行なうための分類演算
回路２８から構成される。

【００３４】上記回転色フィルタ１２は、図３３の
（Ｂ）に示すように、何種類かのバンドパスフィルタ１
２Ａ〜１２Ｅから構成されており、各フィルタは同図の
（Ａ）に示すような任意のバンド幅を透過するような特
性を持っている。

【００３５】この場合、図面及び説明の簡単化のため５
枚のバンドパスフィルタで回転色フィルタ１２を構成し
ている。

【００３６】なお、光学系１０と回転色フィルタ１２の
配置は、光学系１０の前に回転色フィルタ１２を配置す
るような逆の配置でも良い。

【００３７】上記分類演算回路２８は、図３４に示すよ
うに、対象物Ｏの輝度成分を抽出するための輝度成分抽
出部３０、分類のための演算（ＦＳ変換等）を行なう分
類演算部３２、及び分類判定のための学習及び分類判定
を行なう分類判定部３４から成る。

【００３８】ここで、上記輝度成分抽出部３０は、図３
５に示すように、撮影した画像の対象物Ｏ及び参照板Ｒ
の測定領域を抽出する３個の測定領域抽出部３６Ａ，３
６Ｂ，３６Ｗ、測定した輝度成分の平均を求める３個の
輝度成分平均化部３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｗ、撮影したク
ラス１またはクラス未知のテータの輝度成分を書き込む
輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａ、撮影したクラス２のデー
タの輝度成分を書き込む輝度成分メモリ“Ｂ”４０Ｂ、
撮影した参照板Ｒのデータの輝度成分を書き込む輝度成
分メモリ“Ｗ”４０Ｗ、光源の影響を補正するための補
正回路４２、補正したクラス１又はクラス未知のデータ
を書き込む輝度スペクトルメモリ“ｄta”４４Ａ、及び
補正したクラス２のデータを書き込む輝度スペクトルメ
モリ“ｄtb”４４Ｂを有している。

【００３９】上記輝度成分メモリ４０Ａ，４０Ｂ，４０
Ｗは、回転色フィルタ１２を構成するバンドパスフィル
タの枚数（この例では、５枚）分だけの輝度成分を書き
込むことができるようになっている。

【００４０】上記補正回路４２は、図３６の（Ａ）に示
すように除算器４２₁ 、または同図の（Ｂ）に示すよう
に除算器４２₁ とパワー正規化回路４２₂ により構成さ
れる。以下の説明では、同図の（Ｂ）に示した構成とし
て説明を行うものとする。

【００４１】上記輝度スペクトルメモリ４４Ａ，４４Ｂ
は、撮影するデータのサンプル数Ｎだけの輝度成分（各
輝度成分はフィルタ枚数個のデータからなる）を書き込
むことができるようになっている。

【００４２】一方、上記分類演算部３２は、図３６の
（Ｃ）に示すように、切り替えスイッチ“Ａ”４６、分
類スペクトルを求める分類スペクトル算出部４８、分類
スペクトルｄ1 を書き込む分類スペクトルｄ1 メモリ５
０、分類スペクトルｄ2 を書き込む分類スペクトルｄ2
メモリ５２、切り替えスイッチ“Ｂ”５４、積算器５
６、加算器５８Ａとラッチ５８Ｂで構成され累積加算を
行なう累積演算部５８とによって構成されている。

【００４３】また、上記分類判定部３４は、同図に示す
ように、切り替えスイッチ“Ｃ”６０、分類境界を決定
する分類境界決定部６２、決定した分類境界を書き込む
分類境界メモリ“ｃ1 ”６４、分類判定を行なう分類決
定部６６とから構成されている。

【００４４】次に、以上のような構成の色分類装置を使
い、２クラスの対象物を分類する処理について説明す
る。

【００４５】この処理では、まず分類境界を求めるため
の学習モードを実行し、次にクラス未知のデータの色分
類を行なうための分類モードを行なう。

【００４６】まず、学習モードについて説明する。

【００４７】これは、図３７に示すような２クラスの対
象物Ｏを分類するための分類スペクトルを求めるもので
ある。

【００４８】最初に、コントロール部２６は、光学系１
０の方向及び焦点距離を、２クラスの対象物を同時に撮
像できるように調節する。

【００４９】そして、図示しない合焦調節機構により合
焦調節を行うと共に、図示しない測光器により測光し光
学系１０の絞り及びＣＣＤ１４の露光時間を設定する。

【００５０】ここで、回転色フィルタ１２の第１のバン
ドパスフィルタ（例えば、１２Ａ）で撮影が行なわれる
ように、回転色フィルタ１２の位置を制御する。

【００５１】そして、ＣＣＤ駆動ドライバ２２に撮影コ
マンドを送ることによって第１の画像を撮影する。

【００５２】ＣＣＤ１４で取り込み、Ａ／Ｄ変換器１６
でＡ／Ｄ変換された画像データは、フレームメモリ１８
に転送され格納される。

【００５３】そして、分類演算回路２８にフレームメモ
リ１８に格納された画像データを読み込ませる。

【００５４】分類演算回路２８においては、画像データ
は、まず、輝度成分抽出部３０へ転送される。

【００５５】この輝度成分抽出部３０においては、各画
像について、測定領域抽出部３６Ａ，３６Ｂにて、取り
込んだ各画像データのなかでそれぞれクラス１，クラス
２に対応する分類対象領域を抽出し、その各画素ごとに
輝度成分を抽出する。

【００５６】そして、輝度成分平均化部３８Ａ，３８Ｂ
にて、各領域での輝度の平均値を検出し、輝度成分メモ
リ４０Ａ，４０Ｂに書き込む。

【００５７】これをデータｄａ1 ，ｄｂ1 とする。

【００５８】次に、回転色フィルタ１２を回転し、第２
のフィルタ（例えば、１２Ｂ）で第２の画像を撮影し、
同様にして平均値を輝度成分メモリ４０Ａ，４０Ｂに書
き込む。

【００５９】これを、データｄａ2 ，ｄｂ2 とする。

【００６０】このような操作を、第５のフィルタ（例え
ば、１２Ｅ）まで行ない、輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａ
にデータｄａ3 ，ｄａ4 ，ｄａ5 を、また輝度成分メモ
リ“Ｂ”４０Ｂにデータｄａ3 ，ｄａ4 ，ｄａ5 を書き
込む。

【００６１】すなわち、この一連の操作で、輝度成分メ
モリ“Ａ”４０Ａにはデータｄａi（但し、ｉ＝１〜
５）を、輝度成分メモリ“Ｂ”４０Ｂにはデータｄｂi
（ｉ＝１〜５）を書き込む。

【００６２】次に、対象物の近傍に参照板Ｒを配置し、
同様に５種類のフィルタで撮影し、輝度成分メモリ
“Ｗ”４０Ｗにデータｄｗi （ｉ＝１〜５）を書き込
む。

【００６３】その後、補正回路４２では、クラス１につ
いては輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａと輝度成分メモリ
“Ｗ”４０Ｗから、またクラス２については輝度成分メ
モリ“Ｂ”４０Ｂと輝度成分メモリ“Ｗ”４０Ｗから、
データを読み出して補正を行なう。

【００６４】この補正は、各フィルタ成分ごとに輝度成
分メモリ“Ａ”４０Ａのデータを輝度成分メモリ“Ｗ”
４０Ｗのデータで除算器４２₁ にて次式のように除算す
る。

【００６５】 ｄａ^m i ′＝ｄａ^m i ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） ｄｂ^m i ′＝ｄｂ^m i ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） …（５ａ） この演算により、異なる光源（スペクトル特性）の影響
を除去できる。

【００６６】ここで、ｉはフィルタ番号、ｍはサンプル
番号を示す。

【００６７】さらに、パワー正規化回路４２₂ にて、上
記除算されたデータのパワー値が一定化されるように、
パワー値Ｃａ^m 及びＣｂ^m により次式の演算が行なわれ
る。

【００６８】 ｄａ^m i ″＝ｄａ^m i ′／Ｃａ^m （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） ｄｂ^m i ″＝ｄｂ^m i ′／Ｃｂ^m （但し、ｉ＝１〜５，ｍ＝１〜Ｎ） …（５ｂ） ここで、パワー値Ｃａ^m 及びＣｂ^m は、

【数１】

【００６９】または、

【数２】

【００７０】である。

【００７１】このパワー正規化により、光源の輝度が異
なる場合の影響を除去することができる。

【００７２】このようにして求められたｄａ^m i ″及び
ｄｂ^m i ″を、輝度スペクトルとして輝度スペクトルメ
モリ“dtａ”４４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂに書き込む。

【００７３】以上の補正を、対象物のサンプル数Ｎだけ
行ない、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ及び“dt
ｂ”４４Ｂに輝度スペクトルを書き込む。

【００７４】この際、対象物のサンプルは、対象物その
ものを交換しても良いし、同一対象物の異なる領域を利
用しても良い。

【００７５】このようにして、輝度スペクトルメモリ
“dtａ”４４Ａ，“dtｂ”４４Ｂには、対象物のサンプ
ル数Ｎだけの輝度スペクトルデータが書き込まれること
になる。

【００７６】また、同時に、２つのクラスの対象物を撮
影できない場合は、１つのクラス毎に対象物、参照板に
ついて上記と同様に撮影及び補正を行い、それぞれ輝度
スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂに
それぞれの輝度スペクトルを書き込む。この操作をサン
プル数Ｎだけ行なうようにする。

【００７７】次に、分類演算部３２おいては、切り替え
スイッチ“Ａ”４６をｂ側に切り替える。

【００７８】そして、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４
４Ａ及び“dtｂ”４４Ｂからそれぞれクラス１及びクラ
ス２に係る輝度スペクトルデータを読み出し、分類スペ
クトル算出部４８にて、前述したＦＳ変換を用いて分類
スペクトルｄ1i（但し、ｉ＝１〜５）、及びこれに直交
するｄ2i（ｉ＝１〜５）を求め、それぞれ分類スペクト
ルｄ1 メモリ５０及びｄ2 メモリ５２にそれぞれ分類ス
ペクトルｄ1i及びｄ2iを書き込む。

【００７９】次に、切り替えスイッチ“Ａ”４６をａ側
に、また分類判定部３４の切り替えスイッチ“Ｃ”６０
をｂ側に切り替える。

【００８０】そして、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をａ
側に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａ
から輝度スペクトルデータｄａ^m i ″を、また分類スペ
クトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトルデータｄ1iを
読み出して、積算器５６及び累積演算部５８により内積
演算

【数３】

【００８１】を行ない、結果を分類判定部３４の分類境
界決定部６２へ転送する。

【００８２】続いて、輝度スペクトルメモリ“dtｂ”４
４Ｂから輝度スペクトルデータｄｂ^m i ″を、また分類
スペクトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトルデータｄ
1iを読み出して、同様に内積演算

【数４】

【００８３】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。

【００８４】次に、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をｂ側
に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａか
ら輝度スペクトルデータｄａ^m i ″を、また分類スペク
トルｄ2 メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを読
み出して、内積演算

【数５】

【００８５】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。続いて、輝度スペクトルメモリ“dtｂ”４４Ｂ
から輝度スペクトルデータｄｂ^m i ″を、また分類スペ
クトルｄ2 メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを
読み出して、内積演算

【数６】

【００８６】を行ない、結果を分類境界決定部６２へ転
送する。

【００８７】このように、各クラスについてサンプル数
分だけ処理を行ない、こうして得た内積値を分類境界決
定部６２で図３８のように分類境界を決定し、分類境界
メモリ“ｃ1 ”６４に書き込む。

【００８８】以上、ここまでが、学習モードである。

【００８９】次に、分類モードについて説明する。

【００９０】この分類モードでは、まず、図３９に示す
ような分類したいクラス未知の対象物Ｏを、学習モード
のときと同様に撮影し、輝度成分メモリ“Ａ”４０Ａに
輝度スペクトルｄｘi （但し、ｉ＝１〜５）を書き込
む。

【００９１】続いて、これと同じ撮影条件で、参照板Ｒ
を同様に撮影し、輝度成分メモリ“Ｗ”４０Ｗに輝度ス
ペクトルｄｗi （但し、ｉ＝１〜５）を書き込む。

【００９２】そして、これら輝度成分メモリ“Ａ”４０
Ａ及び“Ｗ”４０Ｗからデータを読み込んで、補正回路
４２で補正 ｄｘi ′＝ｄｘi ／ｄｗi （但し、ｉ＝１〜５） …（１０） を行ない、更にパワー正規化回路４２₂ にて上記除算さ
れたデータのパワー値が正規化されるように

【数７】

【００９３】を行って、輝度スペクトルメモリ“dtａ”
４４Ａにスペクトルｄｘi ″を書き込む。

【００９４】ここで、分類演算部３２では、切り替えス
イッチ“Ａ”４６をａ側に切り替え、分類判定部３４で
は、切り替えスイッチ“Ｃ”６０をａ側に切り替える。

【００９５】そして、分類演算部３２の切り替えスイッ
チ“Ｂ”５４をまずａ側に切り替えて、輝度スペクトル
メモリ“dtａ”４４Ａから輝度スペクトルｄｘi ″を、
また分類スペクトルｄ1 メモリ５０から分類スペクトル
データｄ1iを読み出して、積算器５６及び累積演算部５
８により内積演算

【数８】

【００９６】を行い、ｔｘ1 を分類判定部３４の分類決
定部６６へ転送する。

【００９７】次に、切り替えスイッチ“Ｂ”５４をｂ側
に切り替えて、輝度スペクトルメモリ“dtａ”４４Ａか
ら輝度スペクトルｄｘi ″を、また分類スペクトルｄ2
メモリ５２から分類スペクトルデータｄ2iを読み出し
て、内積演算

【数９】

【００９８】を行い、ｔｘ2 を分類決定部６６へ転送す
る。

【００９９】そして、分類決定部６６は、分類境界メモ
リ“ｃ1 ”６４から分類境界を読み出して、このデータ
より、上記転送されてきた内積値ｔｘ1 ，ｔｘ2 が分類
境界のどちら側にあるかを判定し、分類結果を出力す
る。

【０１００】ここまでの操作が、分類モードである。

【０１０１】以上のように、この先願の色分類装置で
は、光源のスペクトル特性の相違を除算器４２₁ にて、
また輝度の相違をパワー正規化回路４２₂ にて補正する
ため、異なる光源についても良好な分類を行うことがで
きる。

【０１０２】この際に、さらに図３６の（Ｂ）に示すよ
うに、パワー正規化回路４２₂ を用いているために、光
源の輝度が変化する場合においても良好な分類を行なう
ことができる。

【０１０３】なお、光源のスペクトルが変化せずに、輝
度のみが変化する場合には、除算回路４２₁ は不要で、
パワー正規化回路４２₂ だけで良い。

【０１０４】また、回転色フィルタ１２を用いた簡単な
構成であるため、安価で機械的振動等にも頑健になる。

【０１０５】また、学習モードと分類モードを有するこ
とから、異なる分類目的にも容易に対応することができ
る。

【０１０６】さらに、図４０に示すように、分類演算部
３２を、既に学習済みの分類スペクトルｄ1i，ｄ2iを記
憶する分類スペクトルｄ1 ，ｄ2 メモリ５０，５２の対
とそれらを選択するための切り替えスイッチ“Ｂ”５４
との組を複数設け、それぞれの組の分類スペクトルｄ1
，ｄ2 メモリ５０，５２に異なる学習済みの分類スペ
クトルを記憶しておき、各組を選択するための切り替え
スイッチ“Ｃ′”６８を利用するようにすれば、異なる
分類目的にも瞬時に対応することができる。

【０１０７】なお、この例では回転色フィルタ１２とし
て、図３３の（Ｂ）に示すように、円形のフィルタ１２
Ａ〜１２Ｅを同一円上に配置した構成のものを用い、各
フィルタで停止させるため各フィルタ毎にその位置を制
御するようにしているが、図３３の（Ｃ）に示すよう
に、フィルタ１２Ａ〜１２Ｅを円弧状に構成し、それら
を同一円上に配列してなる回転色フィルタ１２を用いれ
ば、各フィルタ毎に停止させ位置制御する必要がなくな
り、常に動かし続けることができるので、より高速に分
類処理を行なえる。

【０１０８】ただし、当然のことながら、この場合は、
ＣＣＤ１４での露光のタイミングと回転色フィルタ１２
の回転のスピードとの同期をとる必要がある。

【０１０９】また、分類した結果は、分類されたクラス
に応じて異なる色の画像として表示しても良いし、音声
等で撮影者に知らせるようにしても良い。

【０１１０】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
７−１２０３２４号公報に記載の先願による色分類装置
では、それぞれ異なる通過帯域特性を有する複数の光学
バンドパスフィルタを備えた回転フィルタを介して対象
物を撮像することにより得られるマルチスペクトル画像
データから、対象物の色成分を分類している。

【０１１１】この場合、得られるマルチスペクトル画像
データは、回転フィルタの回転に対応して撮像されてい
るので、各データの撮像時刻は全て異なっている。

【０１１２】このため、例えば図４３に示すように、フ
ァクトリオートメーション（ＦＡ）の製品検査ライン等
での使用において、一方向に移動する対象物をＮ個の光
学バンドパスフィルタを備えた回転フィルタを介して撮
像する場合には、得られる画像１、画像２、画像３…画
像Ｎは、対象物の移動に応じて撮像位置がずれてしま
う。

【０１１３】従って、このようにして得られる撮像位置
がずれているマルチスペクトル画像データをそのままの
状態で上述のように分類演算処理したとしても、それら
は互いに異なる画素間で処理されてしまうことになるの
で、対象物の色分類を正確に行うことができない。

【０１１４】つまり、上記特開平７−１２０３２４号公
報に記載の先願による色分類装置では、撮像位置にずれ
が生じるような場合でも、対象物の色分類を正確に行う
ことができるようにする点で改善の余地がある。

【０１１５】そこで、本発明は以上のような点に鑑みて
なされたもので、撮像位置にずれが生じるような場合
に、その撮影画像の位置ずれを補正して得られるマルチ
スペクトル画像データに基いて所望の分類演算を行うよ
うにすることにより、このような場合でも対象物の色分
類を正確に行うことができるようにした色分類装置を提
供することを目的としている。

【０１１６】

【課題を解決するための手段】本発明によると、上記課
題を解決するために、対象物の色成分を分類する色分類
装置において、結像光学系と、この結像光学系の結像面
に配置した撮像素子と、この撮像素子より光学的な前側
に配置され、異なる複数の光の透過波長帯域を選択可能
な光学的バンドパスフィルタと、この複数の光の透過波
長帯域から一つの透過波長帯域を選択する透過波長選択
手段と、この透過波長選択手段が選択した透過波長帯域
を有する前記光学的バンドパスフィルタを通過し前記撮
像素子で撮像した各像情報と前記透過波長選択手段が選
択した透過波長帯域情報とを対応して格納する記憶手段
と、この記憶手段から前記各像情報の内の対象物に対応
する領域を読み出す読み出し手段と、前記記憶手段に格
納された対象物の各像情報の位置ずれに応じて、前記読
み出し手段が読み出す前記各像情報の領域を補正する補
正手段とを有することを特徴とする色分類装置が提供さ
れる。

【０１１７】また、本発明によると、前記補正手段は、
前記透過波長選択手段が前記光学的バンドパスフィルタ
の透過波長帯域を選択するタイミングと、対象物の移動
速度とから、前記読み出し手段が読み出す前記各像情報
の領域を補正することを特徴とする色分類装置が提供さ
れる。

【０１１８】また、本発明によると、上述の色分類装置
において、更に、対象物を一定速度で搬送する対象物搬
送手段と、前記撮像素子の露光タイミングを発生するタ
イミング発生手段と、前記タイミング発生手段のタイミ
ングに同期して前記選択手段が前記光学的バンドパスフ
ィルタの選択を行うように制御する同期制御手段とを有
し、前記補正手段は前記タイミング発生手段が発生する
露光タイミングの周期の間に対象物が移動する距離を前
記対象物搬送手段が対象物を搬送する速度から求め、こ
の求めた移動する距離から前記読み出し手段が読み出す
前記各像情報の領域を補正することを特徴とする色分類
装置が提供される。

【０１１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明によ
る色分類装置の実施の形態につき説明する。

【０１２０】（第１の実施の形態）まず、第１の実施の
形態として等速運動をする搬送部への応用例について説
明する。

【０１２１】［構成］図１に示すように、対象物（以
下、被写体と記す）１１６は、立体的あるいは平面的な
もので、例えばＦＡラインにおけるベルトコンベア等の
等速運動をする搬送部１１４上に乗せられて、所定間隔
（等間隔とは限らない）で搬送されてくる。

【０１２２】この第１の実施の形態の色分類装置は、主
として、回転フィルタ１０２と撮像素子１０７とを有す
る画像入力部１０１とパーソナルコンピュータ等のコン
トロール部１１０から構成されている。

【０１２３】上記ベルトコンベア等の等速運動をする搬
送部１１４上には、光電スイッチ、近接スイッチ等の位
置検出センサ１１５が配設されている。

【０１２４】この位置検出センサ１１５は、被写体１１
６が所定の位置にきたときにそれを検出してトリガ信号
をコントロール部１１０内のインタフェース回路１１２
に出力する。

【０１２５】前記画像入力部１０１内の回転フィルタ１
０２は、前述した先願のそれと同様に通過帯域の異なる
バンドパスフィルタが複数（Ｎ）枚備えられており、モ
ータ駆動回路１０３で制御されるモータ１０４により、
等速度で回転駆動される。

【０１２６】そして、この回転フィルタ１０２の回転路
上に対向して配設されているフイルタ位置検出部１０９
は、現在どのフィルタが結像光学系としてのレンズ１０
８に対向した撮影位置にあるかをモニタリングし、フィ
ルタ位置信号をコントロール部１１０内のインタフェー
ス回路１１２に送る。

【０１２７】なお、回転フィルタ１０２は、コントロー
ル部１１０内のインタフェース回路１１２を介してモー
タ駆動回路１０３によりその回転速度等が制御される。

【０１２８】前記画像入力部１０１内の撮像素子１０７
はＣＣＤ固体撮像素子であり、コントロール部１１０内
のインタフェース回路１１２を介して撮像素子ドライバ
１０５により画像信号の読み出しや電子シャッタ速度設
定が行われる。

【０１２９】そして、この撮像素子１０７により回転フ
ィルタ１０２の各フイルタ毎に撮影された被写体１１６
の像情報としての画像信号は、増幅器１０６を介してコ
ントロール部１１０内のアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）
変換器１１１に送られる。

【０１３０】なお、コントロール部１１０では、インタ
フェース回路１１２及びアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）
変換器１１１を介して画像処理部１１３により後述する
ような所定の処理を行う。

【０１３１】図２に示すように、コントロール部１１０
内の画像処理部１１３に設けられた位置ずれ補正部１２
２には、回転フィルタ１０２の各フィルタにて撮影され
た画像信号をＡ／Ｄ変換後に記憶するためのＮ個のフレ
ームメモリ１，２…Ｎが設けられている。

【０１３２】そして、このコントロール部１１０内の画
像処理部１１３において、アナログ／デジタル（Ａ／
Ｄ）変換器１１１を介して送られてくる画像データは、
インタフェース回路１１２を介して送られてくるフィル
タ位置信号に基ずいて切り替えられる切替スイッチ１１
７により回転フィルタ１０２の各フィルタのフィルタ位
置番号と同じ番号のフレームメモリ１，２…Ｎに記憶さ
れる。

【０１３３】また、このコントロール部１１０内の画像
処理部１１３において、読み出し制御部１１９は、後述
する読出位置計算部１１８からの出力に基ずいてフレー
ムメモリ１，２…Ｎからの読み出し位置を制御する。

【０１３４】この場合、読出位置計算部１１８は、図１
における搬送部１１４の移動速度及び回転フィルタ１０
２の回転速度とに基ずいて後述するような撮影位置の位
置ずれ補正するために必要な所定の読み出し位置を計算
している。

【０１３５】これにより、図３に示すように、分類演算
部１２１に対し、撮影位置の位置ずれを補正し得るよう
に各フレームメモリ１，２…Ｎからの読み出しアドレス
が変更される。

【０１３６】すなわち、図３に示すように、フレームメ
モリ１からは読出開始位置Ｒ１から被写体１１６より大
きな所定の領域（図３の読出領域）を読み出す。

【０１３７】そして、フレームメモリ２からは読出開始
位置Ｒ２から、以下同様に、フレームメモリＮからは読
出開始位置ＲＮから読み出す。

【０１３８】この読出開始位置Ｒ１，Ｒ２，…，ＲＮ
は、搬送部１１４が等速運動することからそれぞれ等間
隔離れた位置であり、搬送部１１４の移動速度と回転フ
ィルタ１０２の回転速度から読出位置計算部１１８にて
予め計算されている。

【０１３９】なお、図２において、制御部１２０は、コ
ントロール部１１０内のインタフェース回路１１２を介
して送られてくる前述した位置検出センサ１１５からの
トリガ信号に基ずいて読出位置計算部１１８、読み出し
制御部１１９及び分類演算部１２１に対し所定の制御信
号を出力している。

【０１４０】［作用］まず、図１における搬送部１１４
の搬送が開始され、被写体１１６が位置検出センサ１１
５の直前に到来したときにトリガ信号が発生される。

【０１４１】そして、このとき画像入力部１０１内の回
転フィルタ１０２が連続回転しているため、図４に示す
ようにトリガ信号がきた直後のフィルタｉが撮像位置に
移動してきたタイミングにおいて、１枚目の撮像が行わ
れる。

【０１４２】このとき、フィルタ位置検出部１０９によ
りフィルタ番号ｉに対応するフィルタ位置信号が切替ス
イッチ１１７に送られるので、その画像信号はフレーム
メモリｉに記憶される。

【０１４３】続いて、同様にしてフィルタｉ＋１が撮像
位置に回転移動してきたときに、２枚目の撮像が行わ
れ、その画像信号はフレームメモリｉ＋１に記憶され
る。

【０１４４】このような処理がフィルタｉ−１まで行わ
れることにより、Ｎ枚の撮影及びそれらの各画像信号の
記憶が終了する。

【０１４５】次に、各フレームメモリ１，２…Ｎから
は、位置ずれを補正するように読み出し制御部１１９を
介して送られてくる読出位置計算部１１８にて予め計算
された読出開始位置Ｒ１，Ｒ２，…，ＲＮから画像信号
が読み出されて分類演算部１２１に送られる。

【０１４６】これにより、分類演算部１２１では互いに
位置ずれのない同じ画素間で所望の分類処理演算が行わ
れ、その分類結果が出力される。

【０１４７】なお、分類判定部１２１における分類処理
演算は、前述した先願のそれと同様であるので、ここに
その記載を編入するものとしてその説明を省略する。

【０１４８】［効果］以上のような第１の実施の形態に
よると、各フレームメモリからの読み出し位置を搬送部
の移動速度および回転フィルタの回転速度から設定する
ため、被写体の移動による位置ずれを良好に補正するこ
とができる。

【０１４９】また、第１の実施の形態によると、回転フ
ィルタのフィルタ位置検出部からのフィルタ位置信号よ
ってフレームメモリを切り替える切り替えスイッチを具
備することから、トリガ信号が発せられた直後の画像信
号を所定のフレームメモリに書き込むことができ、処理
の高速化が図れる。

【０１５０】そして、第１の実施の形態によると、図３
に示すように、被写体の読み出し領域を被写体より大き
くしておくことにより、トリガ信号が発せられてから１
枚目の画像を取り込むまでの時間が異なる場合にも、確
実に被写体を撮像することができる。

【０１５１】なお、第１の実施の形態においては、図５
に示すように分類演算部での演算処理領域を被写体より
小さくしておいてもよい。

【０１５２】（第２の実施の形態）次に、第２の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態における回転フ
ィルタの取り付け誤差による位置ずれを撮影位置の位置
ずれと併せて補正をする場合について説明する。

【０１５３】なお、以下の各実施の形態の説明におい
て、前述した第１の実施の形態と同様に構成されている
と共に、同様な機能を有している部分については、同一
符号又は関連符号を付して援用することにより、それら
の説明又は図示を適宜省略するものとする。

【０１５４】まず、この第２の実施の形態の課題となる
回転フィルタの取り付け誤差による位置ずれについて説
明すると、図６の（ａ）に示すように、図１に示した回
転フィルタ１０２に相当するフィルタ１，２が取り付け
られている円盤１０２Ａ，Ｂが光軸に対して垂直な平面
内で回転しないと各フィルタ１，２に応じて結像位置に
ずれが生じる。

【０１５５】すなわち、図６の（ａ）に示すような場合
には、本来の結像位置Ｐ０に対して、フィルタ１ではＰ
１、フィルタ２ではＰ２に結像し、各々Δ１，Δ２の位
置ずれを生じている。

【０１５６】また、図６の（ｂ）に示すように、フィル
タ１の円盤１０２が光軸に対して垂直であったとして
も、フィルタ１自体が光軸に対して垂直に取り付けられ
ていない場合もある。

【０１５７】すなわち、図６の（ｂ）に示すような場合
にも、上述と同様に位置ずれΔ１が生じる。

【０１５８】そして、この位置ずれ量Δ１，Δ２は各フ
ィルタごとに固定して値となっている。

【０１５９】そこで、第２の実施の形態では、予めこの
ずれ量を計測しておき、それを図７に示すように、コン
トロール部１１０内の画像処理部１１３における位置ず
れ補正部１２２に新たに設けられたフィルタずれ量メモ
リ７０１に記憶させておくものとする。

【０１６０】そして、撮影時に、前述したフィルタ位置
信号に応じてフィルタずれ量メモリ７０１から位置ずれ
量Δを読み出し、読出位置計算部１１８では、この位置
ずれ量Δも補正するように読み出しのアドレスが計算さ
れる。

【０１６１】なお、この第２の実施の形態では、図１の
構成がそのまま援用されると共に、図７の構成において
は、前述したようにフィルタ位置信号に応じてフィルタ
ずれ量メモリ７０１から位置ずれ量Δを読み出し、読出
位置計算部１１８ではこのΔも補正するように読み出し
のアドレスが計算される点のみが図２の構成と異なって
いる。

【０１６２】このような第２の実施の形態によると、一
般に、安価に製作すると、上述のようなフィタルの取り
付け誤差が生じるが、このずれを良好に補正することが
できると言う効用を有している。

【０１６３】（第３の実施の形態）次に、第３の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態の撮像素子に代
えてＣＭＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｄ
ｅｖｉｃｅ）を用いたブロック読み出しを利用する場合
について説明する。

【０１６４】すなわち、この第３の実施の形態では、図
８に示すように、前述した第１の実施の形態の撮像素子
１０７に代えてＣＭＤ１０７Ａを用いると共に、撮像素
子ドライバ１０５に代えてＣＭＤドライバ１０５Ａを用
いている。

【０１６５】ここで、ＣＭＤは、例えば特開平５−１０
８８２２号公報及び特開平５−２６８５２１号公報に開
示されている増幅型ＸＹアドレス方式の撮像素子であっ
て、撮像素子中の任意位置から任意の画素数だけブロッ
ク状に読み出すこともできるものである。

【０１６６】そこで、この第３の実施の形態では、前述
した第１の実施の形態にて行っていたフレームメモリ
１，２…Ｎからの読み出し位置の変更を、ＣＭＤ１０７
Ａの撮像素子から直接読み出し位置を変更することがで
きるようにしたものである。

【０１６７】すなわち、図９に示すように、コントロー
ル部１１０内の画像処理部１１３における位置ずれ補正
部１２２において、読み出し制御部１１９は、前述した
読出位置計算部１１８からの出力に基ずいて図８のＣＭ
Ｄドライバ１０５Ａを介してＣＭＤ１０７Ａからの読み
出し位置を制御するようにしている。

【０１６８】このような第３の実施の形態によると、以
下のような効果がある。

【０１６９】まず、全画素を読み出す必要がなくなり、
読み出しが高速化でき、搬送部の移動速度をさらに向上
させることができる。

【０１７０】また、フレームメモリ１，２…Ｎの容量を
第１の実施の形態の読み出し領域（図５参照）に相当す
る容量に削減することができる。

【０１７１】但し、このような第３の実施の形態による
と、前述した第１の実施の形態の撮像素子１０７に代え
て用いるＣＭＤ１０７Ａには、画素毎に増幅のばらつき
が固定パターンノイズ（Ｆｉｘｅｄ Ｐａｔｔｅｒｎ
Ｎｏｉｓｅ：ＦＰＮ）として現れると言うＣＭＤに特有
な問題がある。

【０１７２】そこで、図８において、画像入力部１０１
Ａの回転フィルタ１０２に備えられる複数（Ｎ）枚の通
過帯域の異なるバンドパスフィルタのうち、少なくとも
１枚は透過率ゼロの暗時画像信号入力用フィルタとす
る。

【０１７３】また、図８に示すように、コントロール部
１１０Ａにおけるアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器
１１１と画像処理部１１３との間に、新たにＦＰＮ除去
部１２３を設ける。

【０１７４】そして、このＦＰＮ除去部１２３におい
て、前記透過率ゼロの暗時画像信号入力用フィルタで撮
像される暗時画像信号を、それ以外の別の各フィルタで
撮像される画像信号から減算処理することにより、ＦＰ
Ｎの除去を行うことができる。 （第４の実施の形態）次に、第４の実施の形態として、
前述した第１の実施の形態の回転フィルタの代わりに波
長可変フィルタを利用する場合について説明する。

【０１７５】すなわち、図１０，１１に示すように、こ
の第４の実施の形態では前述した第１の実施の形態の回
転フィルタ１０２の代えて波長可変フィルタ１２５を用
いるようにしている。

【０１７６】この波長可変フィルタ１２５は、前述した
第１の実施の形態のモータ駆動回路１０３に代えて用い
られる波長可変フィルタ駆動回路１２４による電気的制
御により、その透過波長が制御される。

【０１７７】なお、この波長可変フィルタ１２５は、波
長のチューニングに必要とする時間が数ｍｓ〜数十ｍｓ
かかり、読出位置計算部１１８において読み出し位置を
算出する上での重要なファクターとなる。

【０１７８】このため、画像処理部１１３Ｂでは読出位
置計算部１１８に対して、前述した第１の実施の形態の
回転フィルタの回転速度の代わりに波長チューニング速
度が入力されている。

【０１７９】また、切替スイッチ１１７には、前述した
第１の実施の形態のフィルタ位置信号の代わりにチュー
ニングフィルタ信号が入力されている。

【０１８０】このような第４の実施の形態によると、以
下のような効果がある。

【０１８１】まず、前述した第１の実施の形態の回転フ
ィルタのようなメカニカルな駆動部がないので、画像入
力部を小型軽量化することができる。

【０１８２】また、電気的制御によって撮影時の透過波
長が制御される構成なので、撮影時の透過波長を容易に
且つ任意に選ぶことができる。

【０１８３】すなわち、測定用の被写体が変わる毎にフ
ィルタの通過帯域や枚数を最適化する必要があり、前述
した第１の実施の形態における回転フィルタ１０２の場
合には、回転フィルタの場合にはフィルタそのものを交
換する必要があったが、この第４の実施の形態における
波長可変フィルタの場合には、チューニングする波長を
変えるだけでよく、容易に異なる被写体に対して最適化
できる。

【０１８４】また、可視域をカバーする波長可変フィル
タを用いれば容易に測色値に高精度に変換することがで
きる。

【０１８５】（第５の実施の形態）次に、第５の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態における撮像素
子の前にストライプフィルタを配設する場合について説
明する。

【０１８６】すなわち、この第５の実施の形態では、図
１２の（ａ）に示すように、前述した第１の実施の形態
における回転フィルタ１０２や前述した第４の実施の形
態における波長可変（チューナブル）フィルタ１２５の
変わりに、図示のごとくストライプ状のカラーフィルタ
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを撮像素子１０７Ｂの直前に配置す
る。

【０１８７】なお、この図１２の（ａ）では、説明の便
宜上５種類のストライプフィルタ、つまり、カラーフィ
ルタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅを示しているが、その数は限定
的なものではない。

【０１８８】また、各カラーフィルタＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅの縦横の大きさはそれぞれ等しいものとしている。

【０１８９】図１２の（ｂ）は、この第５の実施の形態
による撮像の様子を示す。

【０１９０】すなわち、図１２の（ｂ）において、領域
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅは各カラーフィルタＡ，Ｂ，Ｃ，
Ｄ，Ｅで撮像される領域を示している。

【０１９１】まず、時刻Ｔ１にてトリガがかかり、被写
体１１６Ａを撮影する。

【０１９２】この例では、被写体１１６Ａの大きさが各
領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅより小さい場合を想定している
ため、時刻Ｔ１において、被写体１１６Ａは領域Ａにの
み存在し、領域Ａの画像信号のみが前述したようにして
図１３に示すような位置ずれ補正部１２２Ｃにおけるフ
レームメモリ１２６に記憶される。

【０１９３】そして、一定時間後の時刻Ｔ２に次の撮影
を行うと、被写体１１６Ａは領域Ｂにのみ存在し、領域
Ｂの画像信号のみが図１３に示すような位置ずれ補正部
１２２Ｃにおけるフレームメモリ１２６に記憶される。

【０１９４】以下同様にして領域Ｃ，Ｄ，Ｅまでの画像
信号が図１３に示すような位置ずれ補正部１２２Ｃにお
けるフレームメモリ１２６に順次に記憶される。

【０１９５】このような第５の実施の形態によれば、フ
レームメモリが僅か１個でよいと共に、前述した第１の
実施の形態における回転フィルタ部がないので、小型、
軽量化が図れるという効果がある。

【０１９６】なお、この第５の実施の形態では、トリガ
信号を被写体１１６Ａが領域Ａにきたときのみ発生する
ようにしたが、前述した第１の実施の形態における位置
検出センサ１１５を複数用いて各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，
Ｅ毎にトリガ信号を発生するようにすることにより、前
述した第１の実施の形態における搬送部１１４の速度が
等速でない場合にも、良好に分類演算を行なうようにす
ることができる。

【０１９７】（変形例）上例は被写体１１６Ａが各領域
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅより小さいことが条件であったが、
図１２の（ｃ）に示すようにシート状の被写体１１６Ｂ
である場合や被写体が多数ある場合には、図１３に示す
ような位置ずれ補正部１２２Ｃに代えて、図１４に示す
ような位置ずれ補正部１２２Ｄとする。

【０１９８】すなわち、図１４に示す位置ずれ補正部１
２２Ｄでは、図１２の（ｃ）に示す各撮影時刻毎に撮像
された画像信号をフレームメモリ１，２…５に対し、そ
の書き込みが切り換えられる。

【０１９９】そして、各フレームメモリ１，２…５の対
応領域がそれぞれ読み出される。

【０２００】つまり、図１２の（ｃ）の場合には、図１
４に示すようにフレームルメモリ１からは領域Ａ、フレ
ームメモリ２からは領域Ｂ、フレームメモリ３からは領
域Ｃ、フレームメモリ４からは領域Ｄ、フレームメモリ
５からは領域Ｅの各画像信号が読み出され分類演算部１
２１へ送られ処理が行われる。

【０２０１】次の所定時間後にはフレームメモリ１から
は領域Ｅ、フレームメモリ２からは領域Ａ、フレームメ
モリ３からは領域Ｂ、フレームメモリ４からは領域Ｃ、
フレームメモリ５からは領域Ｄの各画像信号が読み出さ
れ分類演算部１２１へ送られ処理が行われる。

【０２０２】このように各領域Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ毎に
演算された分類結果は、結果合成部１２７にて合成され
た後、モニタ信号生成部１２８を介してモニタ１２９等
へ表示される。

【０２０３】このような第５の実施の形態の変形例によ
れば、高速で移動するシート状の連続被写体（印刷物、
フィルム等）の分類演算も良好に行うことができる。

【０２０４】（第６の実施の形態）次に、第６の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態におけるトリガ
信号を位置検出センサの代わりに画像信号から得るよう
にした場合について説明する。

【０２０５】まず、この第６の実施の形態では、画像信
号中に図１６に示すような監視領域を用いるものとす
る。

【０２０６】そして、図１５に示すような画像処理部に
おけるフレームメモリ１３０からの画像信号に基ずいて
画像位置検出部１３１により、この監視領域の平均値を
算出する。

【０２０７】この場合、画像位置検出部１３１は、図１
７の（ａ）に示すように、平均値算出部１３２によって
算出された監視領域の平均値と、背景部平均値算出部１
３３によって算出された画像の背景部となる搬送部１１
４そのものの平均値とを比較部１３４によって比較し、
その比較結果がある一定値以上異なる場合には被写体で
あると判定し、トリガ信号を発生する。

【０２０８】なお、背景部平均値算出部１３３は、予め
背景部の平均値を算出して各フィルタ毎に記憶してお
き、それらを測定時に各フィルタ毎に対応付けて読み出
すようにしておいてもよい。

【０２０９】また、画像位置検出部１３１は、図１７の
（ｂ）に示すように、エッジ抽出部１３５によってエッ
ジ信号を抽出し、このエッジ信号の大きさがある一定値
以上になったことを判定部１３６が判定した場合にトリ
ガ信号を発生するようにしておいてもよい。

【０２１０】また、画像位置検出部１３１は、図１７の
（ｃ）に示すように、被写体上に設けられる文字の印刷
や印鑑、手書き文字等でなる特定パターンを特定パター
ン抽出部１３７によって抽出し、この特定パターン抽出
号の大きさがある一定値以上になったことを判定部１３
８が判定した場合にトリガ信号を発生するようにしてお
いてもよい。

【０２１１】これらの図１７の（ｂ）及び図１７の
（ｃ）の場合には、図１７の（ａ）の場合のように、各
フィルタ毎の背景部の平均値を記憶しておく必要はな
い。

【０２１２】さらに、図示は省略しているが、各フィル
タ毎の画像信号の差分をとり動きを検出するようにして
もよい。

【０２１３】このような第６の実施の形態によれば、位
置検出センサが不要になるので、搬送部の構成が煩雑に
はならないと共に、位置検出センサで検出しにくい微小
な被写体でも検出することができるという効果がある。

【０２１４】なお、以上のような第６の実施の形態は、
上述した第３乃至第５の実施の形態におけるトリガ検出
に用いるようにしてもよい。

【０２１５】（変形例）第６の実施の形態では監視領域
が一つであったが、図２０に示すように監視領域を複数
設けるようにしてもよい。

【０２１６】そして、このような第６の実施の形態の変
形例によれば、後述する第７の実施の形態のように位置
検出センサを複数使う場合に比してコストが安価ですむ
という効果がある。

【０２１７】（第７の実施の形態）次に、第７の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態における搬送部
が等速に移動しない場合について説明する。

【０２１８】前述した第１の実施の形態において搬送部
が等速に移動しない場合には、予め計算した読み出し開
始位置Ｒ１，Ｒ２…から読み出すようにしても、それだ
けでは正しく位置ずれを補正することができない。

【０２１９】そこで、この第７の実施の形態では、図１
８に示すように、位置検出センサ１１５Ａを回転フィル
タ１０２の数に対応づけて複数設ける。

【０２２０】なお、この第７の実施の形態では、回転フ
ィルタ１０２は間欠駆動されるものと仮定する。

【０２２１】そして、図１９に示すように、トリガ信号
の発生の直後に撮像を行うようにすると、撮像後直ちに
回転フィルタ１０２は次の撮影用のフィルタに切り換え
られる。

【０２２２】すなわち、これまでの実施の形態では搬送
部が等速で動いているということを仮定していたが、こ
の第７の実施の形態では、搬送部が等速で動いていない
といった場合に対応するための例である。

【０２２３】前述した第１の実施の形態と違う点は、図
１８に示すように、位置検出センサ１１５Ａが複数個あ
るということであり、この場合、回転フィルタ１０２の
フィルタがＮ個であるとすると、位置検出センサ１１５
Ａも図１９に示すセンサ１，２…ＮのようにＮ個あると
いうことになっている。

【０２２４】これは、各撮像するべき位置に対応して位
置検出センサ１１５Ａが置かれている関係になってい
る。

【０２２５】そして、撮像のタイミングが図１９に示す
ようになっている。

【０２２６】まず、被写体１１６がくるとトリガ信号を
出力するが、センサ１で撮像する時のトリガ信号がこの
タイミングで出力する。

【０２２７】次に、センサ２で撮像する時のトリガ信号
がこのタイミングで出力する。

【０２２８】その時に、被写体１１６が等速でなく動い
ていると、それは被写体１１６の間隔すなわち、撮像す
るタイミングの時間が変わってくるということになる。

【０２２９】なお、センサ１によるトリガ信号を出力す
る時には、回転フィルタ１０２のフィルタは予めフィル
タ１にセットされているものとする。

【０２３０】そして、この場合、搬送部１１４が不等速
に動いているので、回転フィルタ１０２の方が等速に動
くということでは撮影タイミングが合わないので、この
場合には回転フィルタ１０２は間欠駆動することが前提
になっている。

【０２３１】まず、センサ１によるトリガ信号が出力さ
れると、すぐに撮像が行われるように、回転フィルタ１
０２のフィルタ１による撮像素子１０７の露光タイミン
グが制御される。

【０２３２】これによって、露光が終わるとすぐに回転
フィルタ１０２のフィルタは、フィルタ１からフィルタ
２に切り替わる。

【０２３３】以下同様にして、回転フィルタ１０２のフ
ィルタ２の設定が終わって、次のセンサ２によるトリガ
信号が出力されるといった形態で進行されて行く。

【０２３４】ただ、この場合、回転フィルタ１０２の駆
動時間があまりにも遅いと、次のトリガーが掛ってしま
うことになるので、この露光タイミングはある所定間隔
が開くように予め設定しておく必要がある。

【０２３５】このため、通常では、搬送部１１４の方の
スピードを少し遅くしておくということが必要になる。

【０２３６】なお、この搬送部のスピードをモニタリン
グして撮影するとか、または、搬送部に適当な等間隔の
パターンを設けておいて、そのパターンの数をカウント
して所定の量だけ進んだと判断してトリガを掛けるとい
うことも可能である。

【０２３７】このようにすると、最初のセンサは必要と
なるが、複数個のセンサは不要となり、１個のセンサだ
けで済むという利点がある。

【０２３８】このような第７の実施の形態によれば、搬
送部が等速に移動しない場合にも確実に位置ずれを補正
することができるという効果がある。

【０２３９】（第８の実施の形態）次に、第８の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態における搬送部
が等速に移動しない場合について説明する。

【０２４０】図２１に示すように、図１に示す搬送部１
１４が等速に移動しない場合には、予め各フィルタ毎に
撮像された画像信号をフレームメモリ１，２…Ｎから読
み出して相関演算回路１３９で相関演算行うことによ
り、撮像時の位置ずれを検出する。

【０２４１】そして、この結果に基ずいて読み出し制御
部１１９Ｄによる読み出しアドレスを変更する。

【０２４２】なお、相関演算回路１３９で相関演算を行
う際に、透過波長が全く離れたフィルタ画像では相関性
が低いので、図２２に示すように回転フィルタ１，２，
３，４，５，６，７，８の透過波長配列がなるべく連続
するように配置する（フィルタ８枚の例）。

【０２４３】さらに、相関性を高めるために、図２３に
示すように、エッジ検出回路１４０によるエッジ検出後
に、相関演算回路１３９での相関演算を行うようにして
もよい。

【０２４４】なお、被写体に特定パターン（例えば十字
マークや所定文字）を設け、この特定パターンから位置
ずれを検出するようにしてもよい。

【０２４５】そして、このような第８の実施の形態によ
れば位置検出センサが不要になるという効果がある。

【０２４６】（第９の実施の形態）次に、第９の実施の
形態として、前述した第１の実施の形態において、被写
体が平行に移動しない場合について説明する。

【０２４７】図２５の（ａ）に示すように、図１に示す
搬送部１１４がベルトコンベアなどの場合、振動により
被写体が回転してしまうことがある。

【０２４８】このような場合には、前述した第１の実施
の形態のように、単に平行移動だけを補正するだけでは
位置ずれを完全に補正することはできない。

【０２４９】そこで、この第９の実施の形態では、図２
４に示すように、相関演算回路１３９Ａ及び補関演算回
路１３９Ｂを用いて、例えば特開平６−１４１２６号公
報に開示されているような手法により、被写体１１６の
平行移動量だけでなく、回転移動量も検出して位置ずれ
の補正を行う。

【０２５０】このようにして補間演算により補正した後
の画像を図２５の（ｂ）に示す。

【０２５１】すなわち、この第９の実施の形態では、被
写体１１６が不等速に動くだけではなくて、ベルトコン
ベア等の搬送部１１４の振動等によって更に回転によっ
て動いてしまうという場合の対処の仕方である。

【０２５２】この場合、相関演算回路１３９Ａによる相
関演算の中で被写体１１６の平行移動量だけではなく
て、回転量を求めると共に、回転角を求めることが特徴
となっている。

【０２５３】このように被写体１１６の平行移動量だけ
でなく、回転量を求めるためには、相関演算回路１３９
Ａによる相関演算はある１箇所ではなくて複数箇所で行
う必要がある。

【０２５４】すなわち、相関演算回路１３９Ａにおい
て、最低２箇所以上の位置でその相関演算を行えば、被
写体１１６の平行移動量と回転量及び回転角を求めるこ
とができる。

【０２５５】そして、この相関演算回路１３９Ａによる
回転角と読み出し位置から補関演算回路１３９Ｂの補関
演算によって正しい画像の並びになるように画像を作り
直して、それをフレームメモリ１４１，１４２…１４Ｎ
に入れる。

【０２５６】そして、以下の処理は前述した第１の実施
の形態と同じとなる。

【０２５７】すなわち、このような第９の実施の形態に
よると、被写体１１６が図２５の（ａ）に示すように、
通常は平行移動するものとして読み出しアドレスを読出
開始位置Ｒ１，Ｒ２．…ＲＮのように順番にずらしてい
くだけであると、被写体１１６が回転した場合に読み出
し領域の中からはみでてしてしまうのを避けることがで
きる。

【０２５８】つまり、第９の実施の形態では、フレーム
メモリ１，２…Ｎから読み出し位置とその読み出しの方
向を、被写体１１６が回転した場合に図２５の（ｂ）に
示すようにその被写体１１６の回転に応じて回転させた
り、平行移動させたりすることによって、常に読み出し
された後は同じように画像が移動するようになっている
のが特徴である。

【０２５９】（第１０の実施の形態）次に、第１０の実
施の形態として、前述した第１の実施の形態における撮
像素子としてのエリアセンサの代わりにラインセンサを
利用する場合について説明する。

【０２６０】すなわち、この第１０の実施の形態では、
図２６に示すように、ラインセンサ１５０を複数用いる
ものであるが、各ラインセンサ１５０の直前には通過波
長帯域の異なる複数のバンドパスフィルタ１５０ａを配
置する。

【０２６１】画像処理部は第１の実施の形態と同様であ
るが、読み出しの位置は配置されたラインセンサ１５０
の間隔にのみ依存する。

【０２６２】このような第１０の実施の形態によれば、
読み出し位置は固定となるので、搬送部の速度が変わっ
ても読み出し位置を変更する必要がないと共に、例えば
１０００×１０００画素以上の高精細な撮像を行うとき
に、エリアセンサは非常に高価であるが、ラインセンサ
を用いることにより非常に安価に実現できるという効果
がある。

【０２６３】（第１１の実施の形態）次に、第１１の実
施の形態として、前述した第１の実施の形態における回
転フィルタの回転数と撮像素子の露光時間との制御につ
いて説明する。

【０２６４】回転フィルタの回転速度が早くなると、い
わゆるケラレが生じて画像を正しく撮像することができ
ない。

【０２６５】図２７の（ａ）は正しく撮像されている状
態で、フィルタが撮影光束を完全にカバーしている。

【０２６６】図２７の（ｂ）は露光時間が長くケラレが
生じている状態で、フィルタが撮影光束を完全にカバー
しきれていない。

【０２６７】これは回転フィルタの回転速度に比較し、
撮像素子の露光時間が長いためである。

【０２６８】そこで、この第１１の実施の形態では、図
２８に示すように、回転フィルタの回転速度と撮像時の
光束の直径を決める光学系のＦナンバーから、ケラレが
生じない最長の露光時間を最長露光時間計算部１４５で
計算し、この最長の露光時間より短くなるように制御部
１２０にて撮像素子の露光時間が設定されることを特徴
とする。

【０２６９】このような第１１の実施の形態によれば、
常にケラレが生ぜずに良好な撮影が行える。

【０２７０】（変形例）但し、被写体が暗い場合等にお
いては、露光時間をある程度長くせざるを得ない状況も
あり、このような場合には、このケラレを補正する必要
がある。

【０２７１】このような場合、ケラレはいわゆる感度ム
ラのように生じるため、図２９に示すように、感度補正
部１４６にてケラレに応じた感度補正を行う。

【０２７２】このような第１１の実施の形態の変形例に
よれば、様々な撮影状況に対応できると言う効用があ
る。

【０２７３】なお、インタレース走査の撮像素子の場合
には、ケラレを生じる位置がフィールド毎に異なるの
で、それも考慮して感度補正部１４６にて補正（フィー
ルド毎に異なる補正）を行うようにしてやればよい。

【０２７４】また、図２７の（ｃ）に示すように、露光
開始時間と露光終了時間が光束に対して非対称の場合、
ケラレが非対称に生じるので、このような場合にも予め
感度補正部１４６にその情報も取り込んでおくことによ
り、補正を行うようにしてやればよい。

【０２７５】（第１２の実施の形態）図３０、３１に第
１２の実施の形態として、複数の位置検出センサ１１５
毎に対応して複数の撮像装置１５１を設け、この複数の
撮像装置１５１からの画像信号をコントロール部１５２
で各別に処理して振り分け装置１５３により振り分ける
ようにした例を示す。

【０２７６】以上、第１乃至第１２の実施の形態１〜１
２に基づいて説明したが、本明細書には以下の発明が含
まれる。

【０２７７】（１）対象物の色成分を分類する色分類装
置において、結像光学系と、この結像光学系の結像面に
配置した撮像素子と、この撮像素子により光学的な前側
に配置され、異なる複数の光の透過波長帯域を選択可能
な光学的バンドパスフィルタと、この複数の光の透過波
長帯域から一つの透過波長帯域を選択する透過波長選択
手段と、この透過波長選択手段が選択した透過波長帯域
を有する前記光学的バンドパスフィルタを通過し前記撮
像素子で撮像した各像情報と前記透過選択手段が選択し
た透過波長帯域情報とを対応して格納する記憶手段と、
この記憶手段から前記各像情報の内の対象物に対応する
領域を読み出す読み出し手段と、前記記憶手段に格納さ
れた対象物の各像情報の位置ずれに応じて、前記読み出
し手段が読み出す前記各像情報の領域を補正する補正手
段とを有することを特徴とする色分類装置。

【０２７８】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１〜１０が対応する。

【０２７９】実施の形態１において、光学的バンドパス
フィルタは回転フィルタが対応し、透過波長選択手段は
モータとモータ駆動回路とフィルタ位置検出部とが対応
している。

【０２８０】（作用効果）この発明の作用効果として
は、各フィルタ毎の撮影時に対象物が動いてしまっても
補正手段によって記憶手段からの読み出し位置を補正す
ることにより、位置ずれのない状態で対象物の情報を読
み出せることが挙げられる。

【０２８１】（２）対象物の色成分を分類する色分類装
置において、結像光学系と、この結像光学系の結像面に
記憶するＸＹアドレス方式の撮像素子と、この撮像素子
より光学的な前側に配置され、異なる複数の光の透過波
長帯域を選択可能な光学的バンドパスフィルタと、この
複数の透過波長帯域から一つの透過波長帯域を選択する
透過波長選択手段と、この透過波長選択手段が選択した
透過波長を有する前記光学的バンドパスフィルタを通過
し前記撮像素子で撮像した各像情報のうち、対象物に対
応する領域を前記撮像素子から読み出す読み出し手段
と、前記撮像素子上に結像する対象物の像の位置ずれに
応じて、前記読み出し手段が読み出す前記撮像素子のア
ドレスを補正する手段とを有することを特徴とする色分
類装置。

【０２８２】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態３が対応する。

【０２８３】実施の形態３において、光学的バンドパス
フィルタは回転フィルタが対応し、透過波長選択手段は
モータとモータ駆動回路とフィルタ位置検出部とが対応
している。

【０２８４】（作用効果）この発明の作用効果として
は、撮像素子として、例えばＣＭＤのようなＸＹアドレ
ス方式の素子を用いていることにより、撮像素子からの
読み出し位置をアドレスによって制御することができる
ので、上記（１）に示すような記憶手段を用いなくても
よいことが挙げられる。

【０２８５】（３）前記補正手段は、前記透過波長選択
手段が前記光学的バンドパスフィルタの透過波長帯域を
選択するタイミングと、対象物の移動速度とから、前記
読み出し手段が読み出す前記各像情報の領域を補正する
ことを特徴とすることを特徴とする上記（１）又は
（２）記載の色分類装置。

【０２８６】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１（特には図２）が対応する。

【０２８７】実施の形態１において、補正手段は図２の
読出し制御部が対応する。

【０２８８】（作用効果）この発明の作用効果として
は、撮像素子で各帯域のフィルタを通過した像情報を順
に取り込むものであるが、この際、撮像のタイミングと
光学的バンドパスフィルタが選択されるタイミングとが
関係を有しているので、光学的バンドパスフィルタが選
択されるタイミングと対象物の移動速度とから、読み出
し手段が読み出す各像情報の領域を補正することができ
る点が挙げられる。

【０２８９】（４）更に、対象物を一定速度で搬送する
対象物搬送手段と、前記撮像素子の露光タイミングを発
生するタイミング発生手段と、前記タイミング発生手段
のタイミングに同期して前記選択手段が前記光学的バン
ドパスフィルタの選択を行うように制御する同期制御手
段とを有し、前記補正手段は前記タイミング発生手段が
発生する露光タイミングの周期の間に対象物が移動する
距離を前記対象物搬送手段が対象物を搬送する速度から
求め、この求めた移動する距離から前記読み出し手段が
読み出す前記各像情報の領域を補正することを特徴とす
る上記（１）又は（２）記載の色分類装置。

【０２９０】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１（特には図４）が対応する。

【０２９１】実施の形態１において、補正手段は図４の
読出し制御部が対応すると共に、同期制御手段は前記光
学的バンドパスフィルタの選択周期に前記タイミング発
生手段のタイミングが同期するように制御しても良い。

【０２９２】（作用効果）この構成によって、図４に示
すように、光学的バンドパスフィルタの選択周期と撮像
素子の露光周期とを同期させ、且つ、フィルタが結像光
学系の光軸上に存在しているときに露光することができ
る。

【０２９３】そして、この露光周期と対象物搬送手段を
搬送する速度から、記憶手段に格納された異なる透過波
長帯域のフィルタを透過し前記撮像素子で撮像した各像
情報のずれ量が求められ、ずれ補正をして読み出すこと
ができる。

【０２９４】（５）前記補正手段は、対象物を検知しト
リガ信号を出力する複数の位置検出手段を有し、前記撮
像手段は前記トリガ信号が出力されたタイミングで撮像
し、前記透過波長選択手段はこの撮像が終了してからフ
ィルタ透過波長の選択を行い、更に、前記補正手段は、
前記複数の位置検出手段の配置間隔から前記読み出し手
段が読み出す前記各像情報の領域を補正することを特徴
とする上記（１）又は（２）記載の色分類装置。

【０２９５】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態７が対応する。

【０２９６】（作用効果）この発明の作用効果として
は、位置検出手段が複数有り、これにより出力されるト
リガ信号で同期を取って像情報を撮像するので、各像情
報のずれ量は各位置検出手段の配置間隔に依存すること
により、この複数の位置検出手段の配置間隔から前記読
み出し手段が読み出す前記各像情報の領域を補正するこ
とができると共に、透過波長選択手段は撮像終了後にフ
ィルタの透過波長帯域を間欠的に選択するので、確実に
フィルタを通過した像情報を撮像することができる点が
挙げられる。

【０２９７】（６）前記補正手段は、対象物を検知しト
リガ信号を出力する位置検出手段と、この位置検出手段
がトリガ信号を出力した後、像情報を格納した前記記憶
手段のうち透過する光の波長帯域が隣り合うフィルタに
対応する記憶手段から像情報を読み出し相関演算を行う
相関演算手段とを有し、前記トリガ信号と相関演算手段
の相関結果とから前記読み出し手段が読み出す前記各像
情報の領域を補正することを特徴する上記（１）記載の
色分類装置。

【０２９８】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態８、９が対応する。

【０２９９】図２３に示すように相関演算手段で相関演
算を行う前に各記憶手段から読み出した像情報に対して
エッジ抽出を行っても良い。エッジ抽出を行うことによ
って、各記憶手段に記憶された像情報のずれ量を更に正
確に把握して補正手段で補正することができる。

【０３００】（作用効果）この発明の作用効果として
は、各記憶手段に記憶されている像情報は単一スペクト
ルによる像情報であり、スペクトルが近い２つの像情報
間で相関を取れるので、より良い相関結果を得ることが
できると共に、対象物が一方向のみに動いた場合は元よ
り、対象物が回転しながら移動するような場合にも補正
手段による補正が可能となる点が挙げられる。

【０３０１】（７）前記光学的バンドパスフィルタは、
電気制御手段と、この電気制御手段により透過する波長
を制御する波長可変フィルタとから構成することを特徴
とする上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載に色分
類装置。

【０３０２】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態４が対応する。

【０３０３】（作用効果）この発明の作用効果として
は、電気制御手段により、対象物が撮像エリアに入った
段階から作用し透過する波長を変える点が挙げられる。

【０３０４】（８）対象物の色成分を分類する色分類装
置において、結像光学系と、この結像光学系の結像面に
配置した撮像素子と、この撮像素子の光学的にすぐ前側
に配置し帯状に形成されたそれぞれ異なる光の透過波長
帯域を有する複数の帯状光学的バンドパスフィルタと、
対象物を搬送させる手段と、この搬送させる手段により
前記撮像素子上の対象物の像が前記帯状光学的バンドパ
スフィルタの幅分だけ動く周期で、前記撮像素子で撮像
した各像情報を格納する記憶手段と、前記各帯域のフィ
ルタを通過した像情報が格納された記憶手段から前記各
像情報の内の対象物の特定部分に対応する領域を読み出
す読み出し手段と、を有することを特徴とする色分類装
置。

【０３０５】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態５（変形例を含む）が対応する。

【０３０６】（作用効果）この発明の作用効果として
は、一つの撮像素子の前面に帯状の光学的バンドパスフ
ィルタを配置することにより、対象物を帯状に分割して
取り込むので、１回で撮像できないような大きな対象物
にも対応できると共に、フィルタを回転させるなどのメ
カニカルな機構が不要になる点が挙げられる。

【０３０７】（９）前記位置検出手段は、対象物の通過
が予想されるエリアを撮像し像情報を得る監視撮像手段
と、この監視撮像手段が対象物の存在しない背景部を撮
像し、得た像情報の輝度情報を平均化し予め格納する背
景情報格納手段と、前記監視撮像手段が撮像し、得た像
情報の輝度情報を平均化する像情報平均化手段と、前記
背景情報格納手段が格納する平均化された背景部の像情
報の輝度情報と、前記像情報平均化手段が平均化した像
情報の輝度情報とを比較する比較手段とを有し、この比
較手段の比較の結果に差が生じた時には前記対象物の通
過が予想されるエリアに対象物が存在するとしてトリガ
信号を出力することを特徴とする上記（５）又は（６）
記載の色分類装置。

【０３０８】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態６（変形例を含む）が対応する。

【０３０９】この発明において、監視撮像手段は撮像手
段の一部を兼用しても良い。

【０３１０】（１０）前記位置検出手段は、対象物の通
過が予想されるエリアを撮像し像情報を得る監視撮像手
段と、前記監視撮像手段が撮像し、得た像情報のパター
ンを抽出する抽出手段と、前記抽出手段が抽出した特定
パターン情報を対象物の特定パターンか否かを判定する
判定手段とを有し、この判定手段が前記特定パターン情
報が対象物のものと判定した時には前記対象物の通過が
予想されるエリアに対象物が存在するとしてトリガ信号
を出力することを特徴とする上記（５）又は（６）記載
の色分類装置。

【０３１１】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態６（変形例を含む）が対応する。

【０３１２】この発明において、特定パターンは例え
ば、エッジ情報で良い。

【０３１３】（１１）対象物の色成分を分類する色分類
装置において、結像光学系と、この結像光学系の結像面
に長手方向が略平行となるように配置した複数のライン
センサと、前記ラインセンサより光学的な前側に各ライ
ンセンサに一色づつ対応して配置したそれぞれ異なる光
の透過波長帯域を有する複数の光学的バンドパスフィル
タと、前記ラインセンサで撮像した各像情報を格納する
記憶手段と、前記各帯域フィルタを通過した像情報が格
納された記憶手段から前記各像情報の内の対象物に対応
する領域を読み出す読み出し手段と、前記記憶手段に格
納された対象物の各像情報の位置ずれに応じて、前記読
み出し手段が読み出す前記各像情報の領域を補正する補
正手段とを有することを特徴とする色分類装置。

【０３１４】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１０が対応する。

【０３１５】（作用効果）この発明の作用効果として
は、記憶手段に複数のラインセンサによって対象物の各
バンドの像情報を格納すると共に、各像情報のずれ量が
各ラインセンサの配置間隔に依存していることによっ
て、この各ラインセンサの配置間隔から前記読み出し手
段が読み出す前記各像情報の領域を補正することができ
る点が挙げられる。

【０３１６】（１２）前記補正手段は、対象物を検知し
トリガ信号を出力する位置検出手段と、前記ラインセン
サの配置間隔を記憶するセンサ間隔記憶手段とから構成
され、前記トリガ信号と記憶された前記ラインセンサの
配置間隔から前記読み出し手段が読み出す前記各像情報
の領域を補正することを特徴とする上記（１１）記載の
色分類装置。

【０３１７】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１０が対応する。

【０３１８】（１３）更に、前記撮像手段の露光時間を
調節する露光時間調節手段と、前記結像光学系のＦナン
バーを制御するＦナンバー制御手段と、前記光学的バン
ドパスフィルタが配置される面上の前記結像光学系の撮
像光束が、前記露光時間調節手段が調節した露光時間の
間、前記光学的バンドパスフィルタをケラレなく通過す
るように、前記透過波長選択手段、前記露光時間調節手
段、前記Ｆナンバー制御手段のうち少なくとも一つを制
御する制御手段とを有することを特徴とする上記（１）
又は（２）記載の色分類装置。

【０３１９】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１１が対応する。

【０３２０】（作用効果）この発明の作用効果として
は、制御手段の制御によって、露光時間中にフィルタが
移動しても移動するフィルタの通過領域がオーバラップ
する部分を撮像光束がケラレなく通過し撮像素子に到達
するが、もし、ケラレが発生するような場合には、フィ
ルタの交換速度を遅くする、又は、露光時間を短くす
る、又は、Ｆナンバーを小さくし入射瞳経を小さくす
る、のうち少なくとも一つを行って、ケラレがなくなる
ように制御すればよい点が挙げられる。

【０３２１】（１４）更に、各光学的バンドパスフィル
タによる撮像光束のケラレ情報を記憶するケラレ情報記
憶手段と、前記撮像素子で撮像した各像情報を前記記憶
手段に格納する前に、前記ケラレ情報記憶手段に記憶さ
れた情報を用いて補正する感度補正手段とを有すること
を特徴とする上記（１３）記載の色分類装置。

【０３２２】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態１１の変形例（図２９）が対応する。

【０３２３】（作用効果）この発明の作用効果として
は、上記（１３）記載の制御手段の制御によっても、何
らかの理由によってケラレが発生することがあり得ると
共に、ケラレが発生する理由としては、例えば、制御に
直接関係しない要因の変化（例えば、回転フィルタの変
形等）が考えられ、ケラレが発生すると照明ムラが発生
したような対象物の像情報中の輝度ムラが生ずるので、
このような場合に、対象物を撮像しない状態で撮像光束
のケラレ情報のみを取り込み、これをケラレ情報記憶手
段に記憶すると共に、この情報を用いて、撮像素子で撮
像した各像情報を記憶手段に格納する前に補正してケラ
レがない像情報に近づける点が挙げられる。

【０３２４】（１５）更に、前記光学的バンドパスフィ
ルタのフィルタ取り付け誤差に伴う前記結像光学系の結
像位置ずれを各透過波長帯域のフィルタに対応して格納
するフィルタずれ量記憶手段を有し、前記読み出し手段
はこのフィルタずれ量記憶手段に格納されている結像位
置ずれ情報を用いて各透過波長帯域ごとに読み出し位置
を補正することを特徴とする上記（１）又は（２）記載
の色分類装置。

【０３２５】（対応する実施の形態）この発明は実施の
形態２が対応する。

【０３２６】

【発明の効果】従って、以上詳述したように本発明によ
れば、撮像位置にずれが生じるような場合に、その撮影
画像の位置ずれを補正して得られるマルチスペクトル画
像データに基いて所望の分類演算を行うようにすること
により、このような場合でも対象物の色分類を正確に行
うことができるようにした色分類装置を提供することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施の形態を示す概略構成
図。

【図２】この発明の第１の実施の形態における位置ずれ
補正部を示す概略構成図。

【図３】この発明の第１の実施の形態における位置ずれ
補正部の動作説明図。

【図４】この発明の第１の実施の形態における位置ずれ
補正部の動作説明図。

【図５】この発明の第１の実施の形態における位置ずれ
補正部の変形例の動作説明図。

【図６】この発明の第２の実施の形態における位置ずれ
の説明図。

【図７】この発明の第２の実施の形態における位置ずれ
補正部を示す概略構成図。

【図８】この発明の第３の実施の形態を示す概略構成
図。

【図９】この発明の第３の実施の形態における位置ずれ
補正部を示す概略構成図。

【図１０】この発明の第４の実施の形態を示す概略構成
図。

【図１１】この発明の第４の実施の形態における位置ず
れ補正部を示す概略構成図。

【図１２】この発明の第５の実施の形態を示す概略構成
図とそれの位置ずれ補正部の動作説明図。

【図１３】この発明の第５の実施の形態における位置ず
れ補正部を示す概略構成図。

【図１４】この発明の第５の実施の形態における位置ず
れ補正部の変形例のを示す概略構成図。

【図１５】この発明の第６の実施の形態における位置ず
れ補正部を示す概略構成図。

【図１６】この発明の第６の実施の形態における監視領
域の説明図。

【図１７】この発明の第６の実施の形態における画像位
置検出部を示す概略構成図。

【図１８】この発明の第７の実施の形態を示す概略構成
図。

【図１９】この発明の第７の実施の形態における位置ず
れ補正部の動作説明図。

【図２０】この発明の第６の実施の形態の変形例におけ
る監視領域の説明図。

【図２１】この発明の第８の実施の形態における位置ず
れ補正部を示す概略構成図。

【図２２】この発明の第８の実施の形態におけるフィル
タ配列の説明図。

【図２３】この発明の第８の実施の形態における位置ず
れ補正部の変形例を示す概略構成図。

【図２４】この発明の第９の実施の形態における位置ず
れ補正部を示す概略構成図。

【図２５】この発明の第９の実施の形態における位置ず
れ補正部の動作説明図。

【図２６】この発明の第１０の実施の形態を示す概略構
成図。

【図２７】この発明の第１１の実施の形態の概念説明
図。

【図２８】この発明の第１１の実施の形態における位置
ずれ補正部を示す概略構成図。

【図２９】この発明の第１１の実施の形態における位置
ずれ補正部の変形例を示す概略構成図。

【図３０】この発明の第１２の実施の形態を示す概略構
成図。

【図３１】この発明の第１２の実施の形態における位置
ずれ補正部を示す概略構成図。

【図３２】本発明の先願による色分類装置の構成を示す
図である。

【図３３】（Ａ）は先願による色分類装置に使用される
回転色フィルタに使用される複数のバンドパスフィルタ
の特性を示す図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）はそれぞれ回
転色フィルタの構成を示す図である。

【図３４】図２７中の分類演算回路のブロック構成図で
ある。

【図３５】図２９中の輝度成分抽出部の構成を示す図で
ある。

【図３６】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ図３５中の補正
回路の構成を示す図であり、（Ｃ）は図３中の分類演算
部及び分類判定部の構成を示す図である。

【図３７】２クラスの対象物を示す図である。

【図３８】先願による色分類装置が学習モードで決定す
る分類境界を示す図である。

【図３９】分類したいクラス未知の対象物を示す図であ
る。

【図４０】先願における分類演算部の別の構成例を示す
図である。

【図４１】従来の色判定装置における分類スペクトルの
特性を有するフィルタの構成を示す図である。

【図４２】分類スペクトルを説明するための図である。

【図４３】本発明の課題を説明するための図である。

【符号の説明】

１〜Ｎ…フレームメモリ（１〜Ｎ）、 １０１…画像入力部、 １０２…回転フィルタ、 １０３…モータ駆動回路、 １０４…モータ、 １０５…撮像素子ドライバ、 １０６…増幅器、 １０７…撮像素子、 １０８…結像光学系（レンズ）、 １０９…フィルタ位置検出部、 １１０…コントロール部、 １１１…アナログ／デジタル変換器、 １１２…インタフェース回路、 １１３…画像処理部、 １１４…搬送部、 １１５…位置検出センサ、 １１６…対象物（被写体）、 １１７…切替スイッチ、 １１８…読出位置計算部、 １１９…読み出し制御部、 １２０…制御部、 １２１…分類演算部、 １２２…位置ずれ補正部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の色成分を分類する色分類装置に
   おいて、 結像光学系と、 この結像光学系の結像面に配置した撮像素子と、 この撮像素子より光学的な前側に配置され、異なる複数
   の光の透過波長帯域を選択可能な光学的バンドパスフィ
   ルタと、 この複数の光の透過波長帯域から一つの透過波長帯域を
   選択する透過波長選択手段と、 この透過波長選択手段が選択した透過波長帯域を有する
   前記光学的バンドパスフィルタを通過し前記撮像素子で
   撮像した各像情報と前記透過波長選択手段が選択した透
   過波長帯域情報とを対応して格納する記憶手段と、 この記憶手段から前記各像情報の内の対象物に対応する
   領域を読み出す読み出し手段と、 前記記憶手段に格納された対象物の各像情報の位置ずれ
   に応じて、前記読み出し手段が読み出す前記各像情報の
   領域を補正する補正手段とを有することを特徴とする色
   分類装置。
2. 【請求項２】 前記補正手段は、 前記透過波長選択手段が前記光学的バンドパスフィルタ
   の透過波長帯域を選択するタイミングと、対象物の移動
   速度とから、前記読み出し手段が読み出す前記各像情報
   の領域を補正することを特徴とする請求項１記載の色分
   類装置。
3. 【請求項３】 更に、対象物を一定速度で搬送する対象
   物搬送手段と、 前記撮像素子の露光タイミングを発生するタイミング発
   生手段と、 前記タイミング発生手段のタイミングに同期して前記選
   択手段が前記光学的バンドパスフィルタの選択を行うよ
   うに制御する同期制御手段とを有し、 前記補正手段は前記タイミング発生手段が発生する露光
   タイミングの周期の間に対象物が移動する距離を前記対
   象物搬送手段が対象物を搬送する速度から求め、この求
   めた移動する距離から前記読み出し手段が読み出す前記
   各像情報の領域を補正することを特徴とする請求項１記
   載の色分類装置。