JPH09329495A - 色彩評価方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、人間が見ることを目的とした対象画
像についての色彩の自動評価を、人間の色彩感覚特性に
準じて行うことできるとともに、その際の評価基準の設
定を容易にできる色彩評価方法およびその装置を得るこ
とにある。 【解決手段】色彩を持った標準対象画像及び評価対象画
像を、撮像カメラユニット23で撮像して得た撮像画像の
ＲＧＢ信号を、欠陥検出装置24でＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系の
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換し、これら信号変換された
両対象画像の対応する位置の画像信号強度の信号差に基
づき評価対象画像の色彩を評価する色彩評価方法を前提
とする。標準対象画像の色彩や明るさで異なる人間の色
弁別感度を予め計測し、その計測結果を欠陥検出装置24
の色弁別感度に対する補正データとする。このデータで
前記信号差を補正して人間の色弁別感度と色彩を自動評
価する装置系の色弁別感度とを近似ないしは一致させて
正規化された色差を求める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、人間によって視認
されることを目的としたもの、例えば多彩な色彩を用い
て印刷されたカラー印刷物の印刷画像を撮像し、その色
信号を処理して前記印刷画像の色彩欠陥を自動抽出する
印刷物色彩欠陥検査に実施され、または各種のカラー画
像表示装置に表示されるカラー画像の色彩欠陥を自動抽
出するカラーディスプレイ上での色彩欠陥抽出検査に実
施され、若しくは一般のカラー画像処理による検査対象
物の自動外観検査等に実施される色彩評価方法およびそ
の装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば彩色された印刷画像の色彩欠陥
（色合いのトーンの違い等）の自動検査においては、図
１０に示されるように一次元のカラーＣＣＤカメラで撮
像して得た標準の撮像画像（標準対象画像）１と検査対
象撮像画像（評価対象画像）２間で、それらの画像パタ
ーン１ａ、２ａの対応する位置の画像信号強度を計測
し、その信号差が一定値以上の部分を色彩欠陥として抽
出する検査手法が採用されている。こうした検査手法に
おいて前記カメラで得られる両画像１、２についての色
信号は、いずれもＲＧＢ信号である。

【０００３】ところで、人間の色判別感覚に近似する表
色系としては国際照明委員会推奨のＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系
が知られている。この表色系は、色の明度と色調（彩度
および色相）とが分離できるので、色彩の評価に適して
いる。なお、周知のことであるが、前記Ｌ^* は明るさ
（明度）を表し、ａ^* は彩度を表し、ｂ^* 、は色相を表
す。

【０００４】そこで、図１０に示された従来の手法で
は、前記カメラから出力される撮像画像についてのＲＧ
Ｂ信号を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号
に変換した上で、前記対応位置の画像信号強度を計測し
て、その信号差つまり色差ΔＥを検出し、このΔＥの値
で色彩欠陥であるのかないのかということを評価してい
る。

【０００５】なお、図１０中１１は標準画像１のＲＧＢ
信号をＬ^* ａ^* ｂ^* 変換して得たＬ^* ａ^* ｂ^* 標準画
像、１２は検査画像２のＲＧＢ信号をＬ^* ａ^* ｂ^* 変換
して得たＬ^* ａ^* ｂ^* 検査画像である。これら両画像１
１、１２中に示された符号１１ａ、１２ａは、いずれも
前記画像パターン１ａ、２ａがＬ^* ａ^* ｂ^* 変換された
画像パターンである。また、画像パターン１１ａ中s1、
s2および画像パターン中１２ａ中p1、p2は、いずれも対
応する位置の評価対象部分を示しているとともに、これ
らの部分s1、s2、p1、p2に付随して描いた括弧内は、そ
の評価対象部分についてのＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号を示し
ている。

【０００６】そして、前記色彩欠陥の抽出において色差
ΔＥは、図１０中に記載されるとともに下記に示す（式
１）にしたがって計算されるようになっている。

【０００７】 ΔＥ＝［（ΔＬ^* ）² ＋（Δａ^* ）² ＋（Δｂ^* ）² ］の平方根…（式１） しかし、以上のような色彩評価において色差ΔＥを求め
る評価式（式１）は、周囲の光環境条件によって左右さ
れる評価対象部分の明るさ、色相、彩度に拘らず一律の
評価をするものであって、色調や明るさに対する人間に
よる色弁別感度が反映されていないから、すべての色空
間で人間の感覚特性に応じた評価を行うことはできな
い。

【０００８】また、人間の色弁別感度が、明るさ、色
相、彩度によって異なることは、ＭａｃＡｄａｍの色弁
別楕円により知られている（Ｊournal of Ｏptical Ｓ
ociety誌、１９４２年３２巻、５号、第２４７頁〜第２
７４頁、Ｖisuai Ｓensitivities to Ｃoior Ｄiffere
nce ）。この文献に依拠するところにより、図１０の前
記信号強度差による色彩評価が、人間の目視評価と一致
しないこと、および特定の色に対して評価装置の色弁別
感度を調整できるとしても、明るさや色調の異なる部分
には同一基準を適用できないことが明らかである。

【０００９】さらに、類似の研究として、１９９９２年
１１月、精密工学会「第４回外観検査の自動化ワークシ
ョップ」の第３２頁〜第３７頁の「カラー印刷画像の色
調目視判定の自動化」で述べられた人物画像の肌色検査
の例がある。しかし、このものは対象画像の色調や明る
さを規定することで評価基準を設定しているから、すべ
ての色彩に対して同一の基準を適用することはできない
ものである。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように従来知ら
れている色彩欠陥の検出等の色彩評価は、人間の色彩に
対する感覚特性と、使用する各種の色彩センサーの色弁
別感度とが異なっている点を無視しているから、目標と
する評価対象部分についての人間の視覚による評価結果
と計測機器での自動評価による評価結果とが異なるとい
う問題がある。

【００１１】したがって、本発明が解決しようとする課
題は、人間が見ることを目的とした対象画像についての
色彩の自動評価を、人間の色彩感覚特性に準じて行うこ
とできるとともに、その際の評価基準の設定を容易にで
きる色彩評価方法およびその装置を得ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、請求項１の発明方法は、色彩を持った標準対象画像
およびこれと比較される色彩を持った評価対象画像を、
色彩画像撮像手段で撮像して得た撮像画像のＲＧＢ信号
を、画像処理手段によりＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^*
ｂ^* 画像信号に変換し、これら信号変換された前記両対
象画像の対応する位置の画像信号強度を計測して、その
信号差に基づき前記評価対象画像の色彩を評価するもの
であって、サンプル画像の色彩や明るさによって異なる
人間の色弁別感度を予め計測して、その計測による結果
を前記画像処理手段での色弁別感度に対する補正データ
として用い、この補正データで前記信号差を補正して正
規化された色差を求め、この色差によって前記評価対象
画像の色彩を評価することを特徴とするものである。

【００１３】請求項１の発明方法において、予めサンプ
ル画像を用いて計測される人間の色弁別感度は、Ｌ^* ａ
^* ｂ^* 表色系で表される色空間中で色彩画像撮像手段や
画像表示装置などが表現可能な色信号範囲を図１のよう
にまとめた（Ｌ^* ａ^* ｂ^* ）空間での色の３次元的感覚
感度指標を用いて求めたものである。この指標は色信号
空間中で色が存在しうる領域を明らかにしたものであ
る。しかも、この感度指標は、色彩画像撮像手段におけ
るＲＧＢ信号の表現が８ビットでなされることに応じ
て、各色のＲＧＢ信号の夫々の値を０〜２５６段階に変
化させ、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の値に変換し、変換後の
色信号空間中の色の存在範囲を決定して得たものであ
る。そして、決定された色信号空間中の色が存在しうる
領域内のＬ^* ａ^* ｂ^* 各軸上や境界付近に計測点を一様
に分布させて、これらの点の回りで人間の色弁別感度を
計測したものである。

【００１４】この請求項１の発明方法では、こうして得
た人間の色弁別感度の計測結果を、画像処理手段にこの
手段での色弁別感度の補正データとして与えて、このデ
ータにより、標準対象画像と評価対象画像との対応する
位置についての夫々のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の信号強度
差、つまり、色差ΔＥを正規化する。

【００１５】この正規化により、色彩を自動的に評価す
る装置系の色弁別感度の評価基準を人間の色弁別感度に
近似ないしは一致した基準に変換できる。したがって、
こうして正規化された色差で評価対象画像を評価するこ
とにより、人間の色彩感覚特性に準じた色彩評価を行う
ことができる。言換えれば、色彩についての人間の目視
評価結果と色彩画像処理手段での自動評価結果との相違
を小さくして、互いに評価を一致化させることができ
る。また、正規化後の色差ΔＥを用いて評価感度を調整
することで、色空間上の１点（特定の色）で調整した評
価基準を、色彩の明るさの異なる別の色や明るさの箇所
についても適用できる。

【００１６】同様の課題を達成するために、請求項２の
発明方法は、前記補正データが色空間中の各所で計測し
た近似する２色の相違を識別できる信号差からなる色弁
別閾値であることを特徴としている。

【００１７】請求項２の発明方法においては、請求項１
の発明方法の実施に当たり人間の色弁別感度の計測結果
を、似通った２つの近似色の違いを認識できるぎりぎり
の色信号差（つまり、弁別閾値）として表して利用した
ものである。その弁別閾値は、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系にお
いて境界として線を引くと、図２に示されるようにａ^*
ｂ^* 平面上での楕円（つまり色弁別楕円）として表され
る。なお、図２中楕円の中心で示される各計測点に付随
する括弧内は、その計測点についてのＬ^* ａ^*ｂ^* 画像
信号の値を示している。この色弁別楕円は、人間が色を
感じる度合いを表したものである。

【００１８】したがって、この請求項２の発明方法は、
色空間のａ^* ｂ^* 平面についての正規化ができ、それに
より、画像処理手段での自動評価を人間の色彩感覚特性
に準じさせることができる。

【００１９】同様の課題を達成するために、請求項３の
発明方法は、前記人間の色弁別感度の計測において、前
記Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号のすべての組合わせからなる色
信号空間の各所で、前記Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の変化の
組合わせに対してその弁別閾値の境界をなす色弁別楕円
または色弁別楕円体を求めて、それらを色弁別閾値とし
て利用し、この閾値を前記補正データとしたことを特徴
としている。

【００２０】請求項３の発明方法においては、請求項１
の発明方法の実施に当たり人間の色弁別感度の計測結果
を用いて、明るさを含めた総合的評価に適する補正デー
タを得たものである。ここにおいてａ^* ｂ^* 空間での正
規化は、標準対象画像の信号値を用いて、まず、図２に
示される信号空間内の該当する計測点回りの色弁別楕円
を、近隣の計測点からの補間により決定する。また、Ｌ
^* 方向については、図３のように明るさ弁別閾値を示す
矢印の長さで表される信号差になる。なお、図３中黒点
で示された各計測点に付随する括弧内は、その計測点に
ついてのＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の値を示している。次
に、図４に示されるように標準対象画像の色信号データ
（図４では標準データと記載してある。）を色空間上に
おいて、その色彩に対する色弁別閾値を用いて標準対象
画像の色信号データの回りに色弁別楕円を書く。この
後、この標準対象画像に対応する評価対象画像の色信号
データ（図４では検査対象データと記載してある。）を
色空間中に置いて、両対象画像についての色信号データ
の信号点間を直線で結ぶ。そして、前記直線と色弁別楕
円の周との交点と色弁別楕円との中心の距離をΔｌとす
るとき前記（式１）で計算される色信号空間上の前記両
データ間の距離をΔｅと置いたとき、正規化値ΔＥは、
次に記載する（式２）で計算される。この式により、評
価対象の色信号差を感度閾値で正規化でき、それによ
り、ａ^* ｂ^* 空間での人間の色彩感覚強度の差を正規化
できるものである。 ΔＥ＝Δｌ／Δｅ …（式２） また、明るさ差Δｆを含めて総合的な評価をする場合、
図４に示された標準データ点での明るさの弁別閾値をΔ
ｇと置くと、それにより、前記式（２）を次に記載する
（式３）のように修正して正規化値ΔＥを計算できる。 ΔＥ＝［（Δｌ／Δｅ）² ＋（Δｌ／Δｇ）² ］の平方根…（式３） このように請求項３の発明方法は、ａ^* ｂ^* 空間に明る
さを加えた色空間での正規化ができ、それにより、画像
処理手段での自動評価を人間の色彩感覚特性に準させる
ことができる。

【００２１】また、同様の課題を達成するために、請求
項４の発明装置は、色彩を持った標準対象画像およびこ
れと比較される色彩を持った評価対象画像を撮像する色
彩画像撮像手段と、この色彩画像撮像手段で撮像して得
た前記標準対象画像についての撮像画像のＲＧＢ信号
を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換
する第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換部と、前記色彩画像撮像手
段で撮像して得た前記評価対象画像についての撮像画像
のＲＧＢ信号を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^*ｂ^* 画
像信号に変換する第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換部と、前記両
対象画像の対応する位置について前記第１、第２のＬ^*
ａ^* ｂ^* 変換部で得たＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の強度差を
求める信号差検出部と、前記信号差を正規化する信号差
正規化部と、正規化された信号を処理して前記評価対象
画像の色彩を評価する色評価部と、カラーディスプレイ
に表示されたサンプル画像についての人間の判定結果の
入力に基づき人間の色弁別感度を計測し、その計測結果
を前記信号差正規化部に色弁別感度の補正データとして
供給する色弁別感度設定部と、を具備したものである。

【００２２】この請求項４の発明装置において、第１の
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換部は、色彩画像撮像手段で撮像された
標準対象画像についての撮像画像のＲＧＢ信号をＬ^* ａ
^* ｂ^* 画像信号に変換し、同様に第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 変
換部は、前記色彩画像撮像手段で撮像された評価対象画
像についての撮像画像のＲＧＢ信号をＬ^* ａ^* ｂ^* 画像
信号に変換する。信号差検出部は、両対象画像の対応す
る位置についてのＬ^*ａ^* ｂ^* 画像信号を比較して、そ
の信号強度の差（信号差）を求め、信号差正規化部は前
記信号差を正規化する。そして、色評価部は、正規化さ
れた信号を処理して評価対象の色彩が例えば欠陥である
のかどうか判定する評価を行う。また、色弁別感度設定
部は色弁別感度の補正データを前記信号差正規化部に供
給する。ここにおいて、補正データは、カラーディスプ
レイに表示されたサンプル画像について人間が下した判
定結果を入力することに基づいて色弁別感度設定部で計
測したものであって、それは人間の色彩に対する色判別
感度である。

【００２３】したがって、こうした人間の色彩に対する
感覚特性を明るさや色調の評価に基づいて、撮像画像を
以上のように信号処理して得た計測値、つまり、第１、
第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の信号差を補正する請求項
４の発明装置では、前記発明方法を実施して人間の感覚
特性に準じる色彩評価を行うことができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、図５〜図９を参照して本発
明の第１の実施の形態を説明する。図５は第１の実施の
形態に係る色彩欠陥検査方法を実施する色彩欠陥検査シ
ステムの構成を示す斜視図であって、この図中２１は多
彩な色彩を用いたロール状のカラー印刷物であって、図
示しない検反機にセットされ、その繰出し部（なお、図
５中矢印はカラー印刷物２１の繰出し方向を示してい
る。）は次々に巻取ロール２２に巻き取られる。このカ
ラー印刷物２１の印刷面には、その流れ方向に同じパタ
ーンの印刷画像が繰り返し表れるようになっている。な
お、本発明においてカラー印刷物２１は各種の印刷機内
を走行するものであってもよく、ロール状に巻かれた連
続紙に限らず枚葉紙であってもよい。

【００２５】このカラー印刷物２１と対向して色彩画像
撮像手段としての撮像カメラユニット２３が配置されて
いる。このユニット２３はカラー印刷物２１の流れ（走
行）方向と直交する幅方向に延びて設けられ、少なくと
も一台のカラーカメラ２３ａを有していて、カラー印刷
物２１の全幅を視野としている。図５の例ではカラー印
刷物２１の幅方向に並設された３台のカラーカメラ２３
ａを有し、これらカメラ２３ａの視野が互いにカラー印
刷物２１の幅方向に連続されている。これらのカラーカ
メラ２３ａにはその光電変換する受光素子に一次元（リ
ニアアレイ）のＣＣＤイメージセンサを用いたものが採
用されている。また、この撮像カメラユニット２３は、
前記視野を照明する図示しない照明装置を備えている。

【００２６】図５中２４は画像処理手段として欠陥検出
装置、２５は色弁別感度設定部としての画像プロセッ
サ、２６は色評価部としての欠陥判別装置、２７は前記
各装置２４〜２６に対して必要なデータを授受するデー
タベースである。

【００２７】撮像カメラユニット２３が撮像して得たカ
ラー印刷物２１についての撮像画像のＲＧＢ信号が供給
される欠陥検出装置２４は、前記印刷物２１についての
印刷不良（印刷の欠けや跳ね飛び等）、混入異物、孔空
きなどの形状欠陥と色彩不良による色彩欠陥とを自動検
出するものであるが、ここでは後者の色彩欠陥について
の検出要素について説明する。

【００２８】図６に示されるように欠陥検出装置２４
は、画像メモリ３１と、第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換部とし
ての第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３２と、第２のＬ^* ａ
^* ｂ^*変換部としての第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３３
と、ディレー回路３４と、信号差検出部としての信号差
検出回路３５と、信号差正規化部としての信号差正規化
回路３６とを備えている。

【００２９】撮像カメラユニット２３が撮像して得たカ
ラー印刷物２１についての撮像画像のＲＧＢ信号が供給
される画像メモリ３１は、カラー印刷物２１の繰り返し
あらわれる１パターン分の印刷画像を記憶する記憶手段
であり、これに記憶された１パターン分の印刷画像は基
準対象画像として用いられる。そして、この画像メモリ
３１は、後述の色彩欠陥検出動作において１回前の対応
位置の１パターン分の印刷画像を、標準対象画像として
それについてのＲＧＢ信号を第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回
路３２に供給する。

【００３０】撮像カメラユニット２３が撮像して得たカ
ラー印刷物２１についての撮像画像のＲＧＢ信号は第２
のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３３にも供給される。この回路
３３に供給された撮像画像は、後述の色彩欠陥検出動作
において前記記憶された標準対象画像と比較される評価
対象画像として使用される。

【００３１】なお、この第１の実施の形態では以上のよ
うに一回前の印刷パターンを標準対象画像として印刷画
像を記憶して置き、次の印刷パターンを評価対象画像と
して、それらを比較照合して評価することにより欠陥を
検出する標準画像逐次更新方式としたが、これに代えて
本発明においては所定回数の比較照合が行われるごとに
標準対象画像を更新して画像メモリ３１に記憶させても
よく、或いは、はじめに欠陥がないカラー印刷物につい
て撮像した標準対象画像を画像メモリ３１に記憶させ、
それを更新させることなく保持してもよい。

【００３２】前記両変換回路３２、３３は、それに供給
されたＲＧＢ信号をＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^* ｂ^*
画像信号に変換する回路である。これらの回路３２、３
３での変換手順は次の２段階を経て実施される。第１の
段階では、次の（式４）によりＲＧＢ信号をＸＹＺ表色
系変換する。 Ｘ＝０．６２Ｒ＋０．１７Ｇ ＋０．１８Ｂ …（式４） Ｙ＝０．３１Ｒ＋０．６９Ｇ ＋０．１１Ｂ …（式４） Ｚ＝ ０．０６６Ｇ＋１．０２Ｂ…（式４） 第２段階では、予め求めて置いた標準白色（Ｘ₀ 、
Ｙ₀ 、Ｚ₀ ）を用いて、次の（式５）によりＬ^* ａ^* ｂ
^* 画像信号に変換する。 Ｌ^* ＝１１６（Ｙ／Ｙ₀ ）^1-3 −１６ …（式５） ａ^* ＝５００［（Ｘ／Ｘ₀ ）^1-3 −（Ｙ／Ｙ₀ ）］^1-3 …（式５） ｂ^* ＝５００［（Ｙ／Ｙ₀ ）^1-3 −（Ｚ／Ｚ₀ ）］^1-3 …（式５） 第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３３によって得た評価対象
画像についてのＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号が通過するディレ
ー回路３４は、その信号を遅延させて、この信号を信号
差検出回路３５に供する。それにより、前記画像メモリ
３１から第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３２を介して信号
差検出回路３５に供給される標準対象画像についてのＬ
^* ａ^* ｂ^* 画像信号の供給とのタイミングを一致させて
おり、両画像の対応する位置の信号差検出を可能として
いる。

【００３３】信号差検出回路３５は、両画像の対応する
位置について両Ｌ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３２、３３で得た
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号（色信号）の強度さを求めるもの
で、それにより、色差信号ΔＬ^* 、Δａ^* 、Δｂ^* を得
るようになっている。

【００３４】信号差正規化回路３６には、色差信号ΔＬ
^* 、Δａ^* 、Δｂ^* と補正データとが供給される。それ
によって、この回路３６は色差信号ΔＬ^* 、Δａ^* 、Δ
ｂ^*を次のようにして正規化する。

【００３５】信号差正規化回路３６では、図７に示され
るように標準対象画像についての色信号Ｌ^* ａ^* ｂ^* を
基準に、色空間中の標準側色信号位置の回りに隣接する
計測点を設定した（図１参照）後、これら計測点群の色
弁別楕円を求め（図２参照）、計測点の長軸長、短軸
長、長軸方向を補完して、標準側の色信号点回りの弁別
楕円を決定する。そして、この弁別楕円を弁別閾値とし
て用いて前記（式２）によりａ^* ｂ^* 空間での信号差を
正規化する。また、これとともに明るさについても、明
るさ弁別値Δｇを隣接計測点の明るさ弁別値から補間で
求めた後、こうして得た両者の値から前記（式３）によ
り正規化された色差ΔＥを求めるようになっている。

【００３６】また、前記画像プロセッサ２５は、例えば
ワークステーションならなる色弁別閾値決定部としての
色弁別感度測定回路４１と、画像表示機器例えばカラー
テレビ等のモニタ用カラーディスプレイ４２と、前記回
路４１に付属された画像表示ディスプレイ４３とを備え
ている。このプロセッサ２５には、前記画像メモリ３１
に記憶されるサンプル画像についてのＲＧＢ信号が供給
され、それはカラーディスプレイ４２の画面上に表示さ
れる。

【００３７】そして、画像プロセッサ２５の色弁別感度
測定回路４１では、以上のようにカラーディスプレイ４
２の画面上にサンプル画像についての画像を表示させな
がら、その画像についての検査者等による目視判定によ
る判定結果を入力してもらうことにより、図８に示され
る手法で人間の明るさや色調に対する色信号空間での色
弁別感度を測定し、その測定結果を色弁別感度の補正デ
ータとして前記信号差正規化回路３６に供給するもので
ある。

【００３８】図８に示された色弁別感度の測定は次のよ
うに行われる。まず、図５の色彩欠陥検出システムを用
いて、その撮像カメラユニット２３で、図１に示された
前記色空間の適当な信号点に対応する多数の色が印刷さ
れたサンプルを撮像し、その撮像画像のＲＧＢ信号を画
像メモリ３１に記憶させた後、このメモリから前記サン
プルの画像についてのＲＧＢ信号を色弁別感度測定回路
４１に読み出すことで、そのＲＧＢ信号によりサンプル
画像を画像プロセッサ２５においてカラーディスプレイ
４２上に表示する。その表示の一例が図９に示され、カ
ラーディスプレイ４２画面の左右に、同色もしくは微妙
に色合いが異なる２つ色パターンが表示させるととも
に、画像プロセッサ２５はカラーディスプレイ４２上の
いずれか一方の色パターンを生成し様々に変化させるよ
うになっている。

【００３９】このように色合いの程度を微妙に変化させ
ながら、左右の色パターンを操作者等によって見比べて
もらって、隣接した２つ色パターンを違うとみなせるか
らどうかを判定し、その観測結果を色弁別感度測定回路
４１にそのキーボード等の入力部を介して入力する。こ
うした設定のためのテストにおける判定の正誤は画像表
示ディスプレイ４３の画面上に表示され、一定の正解率
が越えたときに、視覚的に色彩欠陥を判別できたとす
る。

【００４０】そして、２つの色パターンが視覚的に違う
とみなせる限界の色パターン相互の色差ΔＬ^* 、Δ
ａ^* 、Δｂ^* を色弁別閾値として設定するものである。
また、色弁別感度測定回路４１は、以上のようにして設
定される色弁別閾値を、計測点回りで画像空間上のいろ
いろな方向に向かって測定して、色判別楕円を決定する
ものであり、それを補正データとして出力するようにな
っている。なお、このような人間の色彩感覚特性に応じ
た色弁別感度の測定において、操作者等が予断を持って
判定しないように、色弁別感度測定回路４１では比較さ
れる２つの色パターンをランダムに生成してカラーディ
スプレイ４２に表示させるようになっている。

【００４１】また、前記色評価部としての欠陥判別装置
２６は欠陥検出回路で形成され、この回路２６では、正
規化後の画像点の色差ΔＥを適当な閾値th eを基準に次
に記載の（式６）で二値化し、その結果が“１”となる
画素の塊りが画素中である一定面積を越えたとき、色彩
欠陥として検出するとともに、前記結果が“０”のとき
には色彩欠陥との判定をしないようになっている。 ΔＥ≧th eのとき“１”…（式６） ΔＥ＜th eのとき“０”…（式６） 前記構成の色彩欠陥検査システムにおいて、その撮像カ
メラユニット２３は、カラー印刷物２１についての標準
対象画像とこれに比較される評価対象画像とを撮像す
る。標準対象画像は評価対象画像の１パターン前の印刷
画像である。

【００４２】標準対象画像を撮像して得た撮像画像のＲ
ＧＢ信号は、画像メモリ３１により前記１パターン分記
憶され、ここに記憶された撮像画像のＲＧＢ信号は第１
のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３２に供給されるから、この変
換回路３２によって標準対象画像についての撮像画像の
ＲＧＢ信号が前記（式４）（式５）に従う計算によって
Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換された後、信号差検出回路
３５に供給される。

【００４３】また、前記撮像カメラユニット２３で撮像
された評価対象画像についての撮像画像のＲＧＢ信号
は、画像メモリ３１を経由することなくを第２のＬ^* ａ
^* ｂ^*変換回路３３に供給される。なお、この画像は画
像メモリ３１にも供給されて次のパターンの評価対象画
像に対する標準対象画像として用いられる。この変換回
路３３においては前記（式４）（式５）に従う計算によ
って、評価対象画像についての撮像画像のＲＧＢ信号
が、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換される。そして、この
信号は、ディレー回路３４により遅延され、信号差検出
回路３５への第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路３２からのＬ
^* ａ^* ｂ^* 画像信号の供給とタイミングを合わせて、信
号差検出回路３５に供給される。

【００４４】そうすると、信号差検出回路３５は標準対
象画像と評価対象画像の対応する位置について前記のよ
うにして得たＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号同志を比較照合し
て、その信号強度の差、つまり、色差信号ΔＬ^* 、Δａ
^* 、Δｂ^* を検出する。そして、この色差信号ΔＬ^* 、
Δａ^* 、Δｂ^* は信号差正規化回路３６に供給される。

【００４５】ところで、信号差正規化回路３６には、色
弁別感度設定回路２５での既述の手順により測定された
人間の視覚に基づいた補正データが予め供給されてい
る。そのため、この信号差正規化回路３６では、図７を
用いて既に説明した手法により、前記（式２）（式３）
にしたがった計算を行って、信号差検出回路３５の検出
出力である信号差を正規化する。前記補正データは、カ
ラーディスプレイ４２に表示されたサンプル画像につい
て人間が下した判定結果を入力することに基づいて計測
された人間の色判別感度である。

【００４６】したがって、撮像画像を以上のように信号
処理して得た計測値、つまり、第１、第２のＬ^* ａ^* ｂ
^* 画像信号の信号差を、前記のように人間の色彩に対す
る感覚特性を周囲の明るさや印刷色調の評価に基づいて
補正する、言い換えれば、色彩欠陥検査装置２４におけ
る感度が人間の目視判定と一致しないにも拘らず、前記
検査装置２４の感度補正を人間の色弁別感度に従って実
施するので、この色彩欠陥検査システムにおいては、カ
ラー印刷物２１の印刷画像の色彩の変動に加えて、周囲
の明るさの変動が人間の感覚に与える影響も同時に考慮
して、人間の色彩特性に対する感度特性（感覚特性）に
準じた色彩評価を行うことができる。

【００４７】しかも、以上の色彩欠陥検出における欠陥
判定の検出閾値の設定を、特定の色で行ってやること
で、異なる明るさや色を持つ部分についても共通の閾値
で検出することができる。すなわち、特定色での色弁別
閾値の設定に基づいて、前記色彩欠陥の評価を行うため
の評価指標を色空間全体に渡って作成できるので、検査
における前記検出閾値の設定が容易である。

【００４８】また、以上のようにして正規化された色差
ΔＥは欠陥検出回路２６に供給されるから、この回路２
６では前記（式６）にしたがった計算を行って、評価対
象画像の色彩が欠陥であるのかどうかの判定を行う。そ
して、この判定結果はテータベース２７等に供給され
る。

【００４９】以上説明した正規化の効果の検証は次のよ
うにして行った。

【００５０】この検証テストは、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 座標上で
の（Ｌ^* 、ａ^* 、ｂ^* ）＝（50,0,0）の点についての色
パターンを、前記カラーディスプレイ４２上の左側に表
示してそれを標準色とした。その標準ポイントでの色の
弁別閾値は、ΔＬ^* ＝ 0.6、Δａ^* ＝ 4.4、Δｂ^* ＝
7.7であった。そして、標準色の色合い変化量は、前記
（式１）にしたがった計算により色差ΔＥ＝ 3.0となる
色を標準とし、異なる色について同程度の強度と感じら
れる色空間上での点を決定してもらい、このときの色差
ΔＥ′を、正規化前と正規化後について標準色側の色差
ΔＥと比較することで、正規化の効果を検証したもので
ある。その検証結果は下記の表１に示される。また、前
記色空間上での点は、例えば（Ｌ^* 、ａ^* 、ｂ^* ）＝
（100,0,0 ）の座標点、（Ｌ^* 、ａ^* 、ｂ^* ）＝（100,
50,0）の座標点、および（Ｌ^* 、ａ^*、ｂ^* ）＝（100,1
00,0 ）の座標点に設定されたものであり、夫々の点に
おける色弁別閾値は表１に示す通りである。

【００５１】

【表１】

【００５２】この表１において、ΔＬ^* 、Δａ^* 、Δｂ
^* は実際の色信号値での色の変化量（色ずれ量）であ
る。ΔＬ^*′／ΔＬ^* は標準色側の色ずれ量を操作者等
の観察者が決定した表示画像での色ずれ量で割った値で
あり、この値が１に近い程ΔＬ^*′、ΔＬ^* の値が近似
していることを表すが、表１に示されるようにＬ^* 、ａ
^* 、ｂ^* のどれについても、前記値が大きく異なってい
ることが分かる。また、ΔＥ、ΔＥ′は、各色付近の色
弁別閾値で現信号差を正規化した値であり、正規化後の
ΔＥ^*′／ΔＥ^* をみると、その値は１程度となってい
て、正規化後はほぼ同程度の色ずれとなっていることが
分かり、正規化の効果があることが検証できた。また、
様々な前記座標点でも同様の結果がでたので、異なる色
調の色彩欠陥に対しても人間の色彩感覚に準じた色彩欠
陥の評価ができることも検証できた。

【００５３】なお、本発明は前記第１の実施の形態には
制約されない。例えば、正規化のための補正データとし
ては、２色の相違を識別できるぎりぎりの色信号差であ
る色空間のａ^* ｂ^* 平面上での色弁別楕円のみを使用し
てもよいし、或いは、Ｌ^* 方向の明るさについての明る
さ弁別閾値のみを使用してもよく、または前記第１の実
施の形態のようにａ^* ｂ^* 平面上での色弁別楕円と明る
さ弁別閾値との双方を用いてもよい。

【００５４】また、前記第１の実施の形態において述べ
た検査装置に対する色彩感度の補正手順もしくは補正要
素を工程もしくは構成とする色彩感度補正方法もしくは
色彩感度補正装置を、新たな実施の形態としてもよい。
また、前記第１の実施の形態において述べた色彩欠陥の
検出・判定の手順もしくはそのための各要素を構成とす
る色彩欠陥検査方法もしくは同検査装置を、新たな実施
の形態としてもよい。

【００５５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００５６】請求項１〜４の発明によれば、人間が見る
ことを目的としたカラー印刷物やカラーディスプレイ上
の表示画像などについての色彩の自動評価において、人
間の色彩に対する感覚特性を明るさや色調の評価に基づ
いて、評価対象画像についての撮像画像を信号処理して
得たＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の信号差を補正して正規化す
るから、前記色彩の自動評価を人間の色彩感覚特性に準
じて行うことできるとともに、その際に画像処理手段で
得る信号差を正規化するのに必要とする補正データを特
定の色で代表して得て、それを他の色にも用いることが
できるので、評価基準の設定を容易にできる色彩評価方
法およびその装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明するためのＬ^* ａ^* ｂ^* 空間での
色の存在領域と計測点との関係を示す図。

【図２】本発明を説明するためのＬ^* ａ^* ｂ^* 空間での
２色間の色信号の弁別閾値を示す図。

【図３】本発明を説明するためのＬ^* ａ^* ｂ^* 空間での
明るさの弁別閾値を示す図。

【図４】本発明を説明するための色信号の信号差を人間
の色弁別感度で正規化する手法を示した図。

【図５】本発明の第１の実施の形態に係る色彩欠陥検査
方法を実施する色彩欠陥検査システムの構成を示す斜視
図。

【図６】第１の実施の形態に係る色彩欠陥検査システム
が備える欠陥検出装置の回路構成を示すブロック図。

【図７】第１の実施の形態に係る色彩欠陥検査システム
が備える色弁別感度設定部で色弁別感度の補正データを
得る場合の処理手順を示す図。

【図８】第１の実施の形態に係る色彩欠陥検査システム
が備える信号差正規化部で計測値を正規化するための処
理手順を示す図。

【図９】第１の実施の形態に係る色彩欠陥検査システム
が備える色弁別感度設定部において色弁別感度の設定お
よび検証を行う方法を示す図。

【図１０】標準対象画像と評価対象画像間での色彩評価
をする従来の評価手法を説明する図。

【符号の説明】

２１…カラー印刷物、 ２３…撮像カメラユニット（色彩画像撮像手段）、 ２４…欠陥検出装置（画像処理手段）、 ２５…画像プロセッサ（色弁別感度設定部）、 ２６…欠陥検出回路（色評価部）、 ３１…画像メモリ、 ３２…第１のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路（第１のＬ^* ａ^* ｂ
^* 変換部）、 ３３…第２のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換回路（第２のＬ^* ａ^* ｂ
^* 変換部）、 ３５…信号差検出回路（信号差検出部）、 ３６…信号差正規化回路（信号差正規化部）、 ４１…色弁別感度設定回路、 ４２…カラーディスプレイ（画像表示機器）。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】色彩を持った標準対象画像およびこれと比
   較される色彩を持った評価対象画像を、色彩画像撮像手
   段で撮像して得た撮像画像のＲＧＢ信号を、画像処理手
   段によりＬ^* ａ^* ｂ^* 表色系のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に
   変換し、これら信号変換された前記両対象画像の対応す
   る位置の画像信号強度を計測して、その信号差に基づき
   前記評価対象画像の色彩を評価するものであって、 サンプル画像の色彩や明るさによって異なる人間の色弁
   別感度を予め計測して、その計測による結果を前記画像
   処理手段での色弁別感度に対する補正データとして用
   い、この補正データで前記信号差を補正して正規化され
   た色差を求め、この色差によって前記評価対象画像の色
   彩を評価することを特徴とする色彩評価方法。
2. 【請求項２】前記補正データが色空間中の各所で計測し
   た近似する２色の相違を識別できる信号差からなる色弁
   別閾値であることを特徴とする請求項１に記載の色彩評
   価方法。
3. 【請求項３】前記人間の色弁別感度の計測において、前
   記Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号のすべての組合わせからなる色
   信号空間の各所で、前記Ｌ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の変化の
   組合わせに対してその弁別閾値の境界をなす色弁別楕円
   体を求めて、それを色弁別閾値として利用し、この閾値
   を前記補正データとしたことを特徴とする前記請求項１
   または２に記載の色彩評価方法。
4. 【請求項４】色彩を持った標準対象画像およびこれと比
   較される色彩を持った評価対象画像を撮像する色彩画像
   撮像手段と、 この色彩画像撮像手段で撮像して得た前記標準対象画像
   についての撮像画像のＲＧＢ信号を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色
   系のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換する第１のＬ^* ａ^* ｂ
   ^* 変換部と、 前記色彩画像撮像手段で撮像して得た前記評価対象画像
   についての撮像画像のＲＧＢ信号を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 表色
   系のＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号に変換する第２のＬ^* ａ^* ｂ
   ^* 変換部と、 前記両対象画像の対応する位置について前記第１、第２
   のＬ^* ａ^* ｂ^* 変換部で得たＬ^* ａ^* ｂ^* 画像信号の強
   度差を求める信号差検出部と、 前記信号差を正規化する信号差正規化部と、 正規化された信号を処理して前記評価対象画像の色彩を
   評価する色評価部と、 カラーディスプレイに表示されたサンプル画像について
   の人間の判定結果の入力に基づき人間の色弁別感度を計
   測し、その計測結果を前記信号差正規化部に色弁別感度
   の補正データとして供給する色弁別感度設定部と、を具
   備した色彩評価装置。