WO2014021449A1 - 撮影補助具、撮影装置及び撮影方法 - Google Patents

撮影補助具、撮影装置及び撮影方法 Download PDF

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    • G01B11/24Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring contours or curvatures

Definitions

  • the present invention relates to an imaging aid, an imaging apparatus, and an imaging method for imaging an object having an uneven surface with strong specular reflection.
  • a system has been devised that captures irregularities on the surface of an object and uses the captured image for inspection or authentication.
  • Patent Document 1 discloses a light diffusing member having a light transmission property and a light diffusing property, and having a substantially flat plate shape or a dome shape so as to cover an inspection region photographed by an inspection camera, and its light diffusion.
  • a plurality of light irradiating members that are spaced apart from the member and radiate light through the light diffusing member through the inspection region, and extend from the periphery of the imaging observation hole provided in the light diffusing member toward the camera.
  • a cylindrical body, and the camera is configured so that the inspection area can be photographed through the cylindrical body and the observation hole, and direct light from the light irradiation member does not enter the camera side opening of the cylindrical body.
  • a light irradiation apparatus configured as described above is described.
  • Patent Document 1 is a photographing auxiliary tool for photographing unevenness of an object, it is a technique aimed at eliminating insufficient illumination and uneven illumination, and irradiates light from all directions and all irradiation solid angles. For this reason, when a minute unevenness of an object is photographed, the difference in shading of the unevenness becomes almost invisible.
  • the present invention has been made in view of the above-described problems, and the contrast is enhanced with respect to the unevenness of the surface of the object, for example, a satin pattern applied to the article, and a minute difference in the position and orientation of the object unavoidable at the time of shooting It is an object of the present invention to provide a photographing auxiliary tool, a photographing apparatus, and a photographing method that can acquire a photographed image that is less affected by the image and that can extract a stable feature point.
  • the present invention is a photographing auxiliary tool for assisting in photographing a predetermined area of a surface having a fine unevenness of an object and having a strong specular reflection, and has a light source part for irradiating light and a shape covering the predetermined area of the object surface.
  • a part of the surface corresponding to the predetermined angle range from the normal direction facing the predetermined region is a black background, and a surface corresponding to the other angle range diffuses and emits light emitted from the light source unit.
  • the present invention is a photographing apparatus for photographing a pear ground with a pear texture applied to an object, having a shape that covers a predetermined area of the pear ground, a light source unit that irradiates light, a camera, and the pear ground
  • a part of the surface corresponding to a predetermined angle range from the normal direction of the predetermined region is a black background
  • a surface corresponding to the other angle range is a surface that diffuses light emitted from the light source unit, the black background
  • a cover portion provided with a photographing hole for mounting the camera in the center of the surface.
  • the present invention is an imaging method for assisting imaging of a predetermined area of a surface having fine irregularities and a strong specular reflection, and is opposed to the predetermined area in a cover portion formed so as to cover the predetermined area of the object surface.
  • This is a photographing method in which a part of the surface corresponding to a predetermined angle range from the normal direction is a black background, and a surface corresponding to the other angle range is a light source region surface that diffuses and emits light emitted from the light source unit. .
  • the present invention it is possible to acquire a photographed image in which the contrast is enhanced with respect to the unevenness of the surface of the object, for example, a satin pattern provided on the surface of the object.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a black background region of the cover portion.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an image when the pear ground is photographed using the present invention and an image when the pear ground is photographed without using the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the photographing assisting tool according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a state in which an object is fitted to the photographing auxiliary tool according to the first embodiment.
  • FIG. 6 is a view showing a modification of the photographing assistance tool according to the first embodiment.
  • FIG. 7 is a view showing a modification of the photographing assisting tool according to the first embodiment.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the outline of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram for explaining a black background region of the cover portion.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining an image when the pear ground is photographed using the present invention and
  • FIG. 8 is a view showing a modification of the photographing assistance tool according to the first embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing a configuration of an imaging apparatus according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a photographing auxiliary tool according to the third embodiment.
  • FIG. 11 is a view showing a photographing auxiliary tool according to the fourth embodiment.
  • the present invention relates to a photographing auxiliary tool and a photographing device for photographing irregularities on the surface of an object, for example, a satin pattern provided on the surface of the object.
  • a photographing auxiliary tool and a photographing device for photographing irregularities on the surface of an object, for example, a satin pattern provided on the surface of the object.
  • An imaging assisting tool is an imaging assisting tool that assists in photographing a predetermined area of a surface having a fine unevenness of an object and having a strong specular reflection, for example, a satin-patterned satin, and is a light source that emits light Part 1 and a shape that covers a predetermined area of the object surface, and a part of the surface that falls within a predetermined angle range from the normal direction that directly faces the predetermined area is a black background that absorbs light, and other angles
  • a surface corresponding to the range includes the light source unit 1 or a cover unit 2 formed of a light source region surface that diffuses and emits light emitted from the light source unit 1.
  • the cover 2 is formed, for example, in parallel with the pear ground, provided with a shooting hole for taking an image from the normal direction of the pear ground, and an upper surface where the area facing the pear ground is a black background And a side surface portion formed of a member configured to diffuse light from the light source unit 1.
  • the black background region of the cover 2 is determined by the angle range ⁇ of the dark region and the angle range ⁇ of the bright region with respect to the normal line of the surface in the collation region of the object surface (for example, the peak surface of the convex portion at the center of the collation region). .
  • the distribution of the surplus and diffusion surfaces is defined only by the range of angles with respect to the normal direction of the matte ground, and the shape and angle of the surfaces are arbitrary. That is, in the above paragraph 0015, the surface of the diffusing member is perpendicular to the black ground, but this is merely an example, and the shape and arrangement angle are arbitrary.
  • the black ground does not have to be a flat surface, and may have an arbitrary shape as long as it covers the entire range of the angle ⁇ from the normal of the pear ground.
  • the black background area of the cover 2 does not reflect the illumination light from the light source 1, the peak portion of the pear ground convex portion facing the camera mounted in the upper surface shooting hole appears black.
  • FIG. 2 there is a relationship between the size of the black area of the cover 2 and the angle range ⁇ of the dark area, and as the angle range ⁇ of the black dark area increases, the black area of the cover 2 also increases.
  • the angle range ⁇ becomes smaller, the black background area of the cover portion 2 also becomes smaller.
  • the black background area of the cover part 2 becomes larger, the portion of the pear ground appearing black becomes larger, and when the black background area becomes smaller, the portion of the pear ground appearing black becomes smaller.
  • the angle ranges ⁇ and ⁇ are adjusted so that the number of black pixels in the collation area or the luminance value separation of the pixels in the collation area in a photographed image of the pear ground is a predetermined value (for example, 25%).
  • a predetermined value for example, 25%
  • the size of the black background region of the cover portion 2 may be changed, and the height of the side surface of the cover portion 2 may be changed.
  • various methods can be used.
  • a screw mechanism that moves up and down the black background region is provided, and the height of the side surface of the cover portion 2 can be adjusted by rotating the screw mechanism. This is merely an example, and other methods can be used.
  • the brightness distribution of the photographed image is optimized by adjusting the angle ranges ⁇ and ⁇ to make the black background region an appropriate size.
  • a luminance value that maximizes the first derivative of the luminance change histogram is used as the threshold for binarization.
  • the top part of the pear ground convex part with the normal line in the direction facing the camera appears black, and the pear ground concave part that does not face the camera appears white as light is reflected from various directions. Can be obtained, and it becomes easy to stably extract the top portion as a feature point.
  • FIG. 3 shows an example of a binarized image obtained by photographing the pear ground using the present invention and a binarized image obtained by photographing the pear ground without using the present invention.
  • Example 1 taken without using the present invention
  • the concave portion of the collation area also appears white, and the feature point cannot be seen.
  • example 2 taken without using the present invention
  • the degree of separation between the concave portion and the convex portion of the photographed image is high. It is hard to change and is stable. Even if the object is not sufficiently fixed during shooting and the direction of the pear ground changes slightly, if the angle is sufficiently smaller than ⁇ , the top can always be clearly extracted as a dark area, so it is stable. A point can be extracted.
  • the photographing auxiliary tool 10 includes the light source unit 1 and the cover unit 2 described above.
  • the photographing assisting unit 10 is formed so as to be fitted to the pear ground side of the object to be photographed, and is formed so as to cover the pear ground.
  • the inner surface of the upper surface portion of the cover portion 2, that is, a part of the surface facing the pear ground in a state in which the object to be photographed is fitted is a black background.
  • FIG. 5 shows an example of a state where an object is fitted to the photographing assisting tool 10.
  • the object is a slide fastener.
  • the pear ground of the object is photographed by the camera mounted in the photographing hole of the cover 2 in a state where the object is fitted to the photographing auxiliary tool 10. Since the black background area inside the cover 2 does not reflect the illumination light from the light source unit 1, the top portion of the pear ground convex portion facing the camera mounted in the photographing hole on the upper surface appears black.
  • the pear ground concave portion that does not face the camera is reflected in white from various directions, a photographed image in which the contrast of the light and darkness is enhanced for the concave and convex portions can be obtained.
  • the matching area on the satin surface is not particularly limited as long as it is an area having a satin pattern, but it is desirable to determine the matching area in advance in consideration of ease of matching.
  • a collation area it is conceivable that an area at a position determined with reference to a reference portion that is common to articles is used as a collation area.
  • the reference part of an article includes a trademark, a logo, a manufacturer name, a manufacturer, a brand name, a product name, a product number, and the like of a product affixed, printed, stamped, or baked on the article.
  • These reference parts have the same pattern regardless of the individual if they are the same article, and have a characteristic appearance on the appearance. And if the position and orientation of these reference parts are defined as a reference and the characteristics are stored, the matching region of the article can be automatically detected.
  • the satin pattern includes, for example, not only a case where a satin pattern is formed as a design, but also a case where a satin pattern is intentionally formed in a collation area for identification or collation of articles. Furthermore, the satin pattern is not only a satin pattern that has been applied to metal or synthetic resin (plastic, etc.), but also a wrinkle pattern that is obtained by surface treatment (for example, wrinkle processing) on leather products. ) Etc. For example, in the case of a leather bag that has been subjected to graining, minute irregularities are randomly formed on the surface of the leather of the bag, and these minute irregularities can be regarded as being similar to a satin pattern.
  • the photographing assisting device 10 may further include a fixing unit 4 that sandwiches and fixes an object fitted to the cover 2 from below.
  • the light source unit 1 may be disposed on the upper surface of the cover unit 2.
  • the side surface portion may be composed of a member that reflects the irradiation light (for example, the inside is a white background).
  • the first embodiment described above is formed so that an object is fitted, it is not limited to this.
  • it is good also as a shape which inserts an object to the inner wall back of a photography auxiliary tool.
  • the black area of the cover 2 may be configured to be replaceable.
  • the size of the black area (the angle range of the dark area ⁇ and the bright area ⁇ ) is stored in advance in the storage device, and the photographing aid is replaced according to the kind of object to be photographed. You may comprise so that the size of a black background area
  • the number of black pixels in the collation area in the photographed image of the satin background has been described as, for example, 25% of the whole, but this numerical value is an example, It is possible to use an optimum value that provides the highest authentication performance through experiments.
  • the predetermined optimum value can be defined for each type of article to be collated.
  • the size of the black background region can be adjusted so that the product is identified by the shape and design of the reference portion of the product and becomes a value determined for the product.
  • FIG. 9 shows a configuration of an imaging apparatus 20 according to the second embodiment of the present invention.
  • the photographing apparatus 20 according to the second embodiment is configured so that the photographing auxiliary tool 10 of the first embodiment and the camera 5 are integrated, and is formed in a photographing hole provided in the cover portion 2 of the photographing auxiliary tool 10.
  • the camera 5 is fixed, and the camera 5 captures the surface of the object.
  • the camera 5 may include a macro lens.
  • the second embodiment can obtain the same effects as those of the first embodiment.
  • the mechanism for taking an image of the pear ground from the normal direction is not limited to providing a shooting hole for mounting the camera on the cover, for example, as a structure for providing a half mirror and shooting through this half mirror Also good.
  • FIG. 10 shows the configuration of the photographing assisting tool 30 according to the third embodiment.
  • the cover portion 3 of the photographing auxiliary tool 30 further includes a mechanism for detecting that an object fitted to the cover portion 3 is in close contact.
  • a + electrode and a ⁇ electrode, or a switch or sensor that reacts to pressure is provided at a portion where the fitted object comes into contact (fitting portion), so that the object is properly adhered.
  • the light source unit 1 is turned on (turned on) when it is present, and the light source unit 1 is turned off (extinguished) when there is poor adhesion.
  • a positive electrode is provided on one of the fitting parts and a negative electrode is provided on the other, and when the positive and negative electrodes are short-circuited, current is supplied to the light source unit 1 and turned on. It is good also as a structure.
  • a switch or a sensor that reacts to pressure is provided on one or both of the fitting portions, and when the switch detects a certain pressure, current is supplied to the light source unit 1 and turned on. It is good also as composition which becomes.
  • the camera detects the brightness of the light source 1 and shoots, so that shooting is not performed when the contact is incorrect, and is shot at an appropriate timing (when contact is good). can do.
  • the present embodiment can be used as an independent part without being wired or connected to a camera or a photographing device, and can be manufactured at low cost.
  • FIG. 11 shows the configuration of the photographing assisting tool 40 according to the fourth embodiment.
  • the photographing assisting tool 40 is provided with a macro lens at a portion where the camera is mounted. Accordingly, it is not necessary to use a dedicated recognition camera, and any commonly used smartphone, camera-equipped mobile phone, or the like can be used, so that costs can be reduced.
  • the first to fourth embodiments may be combined.
  • a photographing aid that assists in photographing a predetermined area of a surface having fine irregularities and a strong specular reflection of an object,
  • a light source unit that emits light;
  • the object surface has a shape covering a predetermined area, a part of the surface corresponding to a predetermined angle range from a normal direction facing the predetermined area is a black background, and a surface corresponding to another angle range is the surface
  • a photographing auxiliary device comprising: a cover portion comprising a light source region surface that diffuses and emits light emitted from a light source portion.
  • the covering lid part is The photographing auxiliary tool according to supplementary note 1, wherein a mechanism for photographing an image of a predetermined region from the normal direction is provided in the black background region.
  • Appendix 3 The imaging assistance tool according to appendix 1 or 2, wherein the region that becomes the black background is defined based on a predetermined angle range that is defined with respect to a normal line in a predetermined region of the pear ground of the object.
  • the angle range of the black area is determined for each article to be imaged, If it is the same article, specify the type of article to be photographed by the characteristic appearance on the appearance that holds the same pattern regardless of the individual,
  • the photographing auxiliary tool according to any one of supplementary notes 1 to 4, further comprising a mechanism for adjusting an angle range of the black background region to a predetermined value determined for the article type.
  • Appendix 6 The photographing auxiliary tool according to any one of appendices 1 to 5, having a shape for fitting and fixing a part including at least one of a fastening part, a slide fastener, a bolt, a nut, and an emblem.
  • the cover portion has a shape for fitting and fixing an object
  • the photographing auxiliary tool according to any one of supplementary notes 1 to 6, further comprising a mechanism for turning on the light source unit when the fitted object is in close contact with the fitting portion of the cover lid.
  • the photographing auxiliary tool has a shape that is appropriately fitted to each article for each type of article to be photographed, and a predetermined black area range is set for each article.
  • the photographing auxiliary tool according to any one of appendices 1 to 7, wherein the camera is replaceable with respect to the camera.
  • a photographing device for photographing a pear ground with a pear texture applied to an object A light source unit that emits light;
  • a camera It has a shape that covers a predetermined area of the matte ground, a part of the surface corresponding to a predetermined angle range from the normal direction of the predetermined area of the matte ground is a black background, and a surface corresponding to the other angular range is the surface
  • a cover part comprising a surface for diffusing light emitted from the light source part and provided with a photographing hole for mounting the camera at the center of the surface of the black background;
  • An imaging device comprising:
  • Appendix 12 An imaging method for assisting in photographing a predetermined area of a surface having fine unevenness of an object and having strong specular reflection, In the cover part formed so as to cover the predetermined area of the object surface, a part of the surface corresponding to the predetermined angle range from the normal direction facing the predetermined area is a black background, and the surface corresponding to the other angle range An imaging method for forming a light source region surface that diffuses and emits light emitted from a light source unit.
  • Appendix 13 The imaging method according to appendix 12, wherein a mechanism is provided for capturing an image of a predetermined area from the normal direction in the black background area of the cover.
  • Appendix 14 14. The photographing method according to appendix 12 or 13, wherein a region to be the black background is determined based on a predetermined angle range defined with respect to a normal line in a predetermined region of the object on the pear ground.
  • Appendix 15 The angle range of the black background region so that the degree of separation of the luminance values of the pixels in the predetermined region in the photographed image obtained by photographing the pear ground of the object or the number of pixels having a luminance equal to or lower than a predetermined threshold value is a predetermined value. 15. The photographing method according to any one of appendices 12 to 14, which defines
  • the angle range of the black area is determined for each article to be imaged, If it is the same article, specify the type of article to be photographed by the characteristic appearance on the appearance that holds the same pattern regardless of the individual, The imaging method according to any one of appendices 12 to 15, wherein the angle range of the black background region is adjusted to a predetermined value determined for the article type.
  • Appendix 17 The imaging method according to any one of appendices 12 to 16, wherein a part including at least one of a fastening part, a slide fastener, a bolt, a nut, and an emblem is fitted and fixed to the cover part.
  • Appendix 20 20.
  • Appendix 21 The imaging method according to any one of appendices 12 to 20, wherein the cover is attached to a camera.

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Abstract

本発明は、物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影補助具であって、光を照射する光源部と、物体表面の所定領域を覆うように形成され、所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に該当する面が光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面からなる覆蓋部とを備える。

Description

撮影補助具、撮影装置及び撮影方法
 本発明は、鏡面反射の強い凹凸面を有する物体を撮影するための撮影補助具、撮影装置及び撮影方法に関する。
 物体の表面にある凹凸部を撮影し、撮影画像を検査や認証等に用いるシステムが考案されている。
 例えば特許文献1には、光透過性及び光拡散性を有し、検査用カメラが撮影する検査領域を覆うように近接配置される概略平板状又はドーム状をなす光拡散部材と、その光拡散部材の外側に離間して配置され、検査領域に光拡散部材を透過させて光を照射する複数の光照射部材と、光拡散部材に設けられた撮影用観測孔の周囲からカメラの方向に延びる筒状体と、を備え、カメラが、それら筒状体及び観測孔を介し検査領域を撮影できるように構成するとともに、筒状体のカメラ側開口に、光照射部材からの直射光が入らないように構成された光照射装置が記載されている。
 一方、物の微小な凹凸の個体差を認証や照合に利用する試みがなされている。
特開2008-102103号公報
 しかし、物の微小な凹凸の個体差を認証や照合に利用する場合、安定した照合結果を得るためには、登録時と後の照合時のそれぞれにおいて、同一の特徴点を安定して抽出できるような撮影画像を得る必要がある。そのためには、物の微小な表面凹凸のコントラストがはっきりした撮影画像が取得できればよい。
 しかし、特許文献1の技術は物の凹凸を撮影する為の撮影補助具であるが、照度不足や照明ムラを解消することが目的の技術であり、全方位、全照射立体角度から光を照射することから、物の微小な凹凸を撮影すると、その凹凸の濃淡差がほとんど見えなくなってしまう。
 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、物体の表面の凹凸、例えば物品に施された梨地模様についてコントラストが強調され、かつ、撮影時に不可避な物体の位置や向きの微小な差異に影響されにくく安定した特徴点を抽出可能な撮影画像を取得することができる撮影補助具、撮影装置及び撮影方法を提供することを目的とする。
 本発明は、物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影補助具であって、光を照射する光源部と、前記物体表面の所定領域を覆う形状を有し、前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に該当する面が前記光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面からなる覆蓋部とを備える撮影補助具である。
 本発明は、物体に施された梨地模様の梨地面を撮影する撮影装置であって、光を照射する光源部と、カメラと、前記梨地面の所定領域を覆う形状を有し、前記梨地面の所定領域の法線方向から所定の角度範囲に対応する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に対応する面が前記光源部から照射された光を拡散する面からなり、前記黒地の面中央に前記カメラを装着する撮影穴が設けられている覆蓋部と、を備える撮影装置である。
 本発明は、物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影方法であって、前記物体表面の所定領域を覆うよう形成された覆蓋部における前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面を黒地とし、その他の角度範囲に該当する面を光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面とする撮影方法である。
 本発明によれば、物体の表面の凹凸、例えば物体の表面に施された梨地模様についてコントラストが強調された撮影画像を取得することができる。
図1は本発明の本発明の概要を説明する図である。 図2は覆蓋部の黒地領域を説明する図である。 図3は本発明を用いて梨地面を撮影した場合の画像と本発明を用いずに梨地面を撮影した場合の画像を説明する図である。 図4は本発明の第1の実施形態に係る撮影補助具の構成を示す図である。 図5は第1の実施形態に係る撮影補助具に物体が嵌合されている状態を例示する図である。 図6は第1の実施形態に係る撮影補助具の変形例を示す図である。 図7は第1の実施形態に係る撮影補助具の変形例を示す図である。 図8は第1の実施形態に係る撮影補助具の変形例を示す図である。 図9は本発明の第2の実施形態に係る撮影装置の構成を示す図である。 図10は第3の実施形態に係る撮影補助具を示す図である。 図11は第4の実施形態に係る撮影補助具を示す図である。
 本発明は物体の表面の凹凸、例えば物体の表面に施された梨地模様を撮影するための撮影補助具及び撮影装置に関する。以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
 本発明の概要を図1を参照して説明する。本発明の実施の形態の撮影補助具は、物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面、例えば梨地模様の梨地面の所定領域撮影を補助する撮影補助具であって、光を照射する光源部1と、物体表面の所定領域を覆う形状を有し、その所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面が光を吸収する黒地であり、その他の角度範囲に該当する面が光源部1、あるいは光源部1から照射された光を拡散して発する光源領域面からなる覆蓋部2とを備える。
 覆蓋部2は、例えば、梨地面と平行となるよう形成され、当該梨地面の法線方向から画像撮影を行うための撮影穴が設けられており、梨地面と対向する領域が黒地である上面部と、上面部に垂直に構成され、光源部1の光を拡散する部材からなる側面部とを備える。
 覆蓋部2の黒地領域は、物体の梨地面の照合領域における面(例えば照合領域の中心にある凸部の山頂面)の法線に対する暗領域の角度範囲θや明領域の角度範囲φにより定まる。このように、黒字と拡散の面の分布は、梨地面の法線方向に対する角度の範囲のみで規定されるものであり、当該面の形状や角度は任意である。つまり、上記段落0015で、拡散する部材の面は黒地面に垂直としたがこれはあくまで一例にすぎず、その形状や配置角度は任意である。黒地面も同様に、平面である必要もなく、前記梨地面の法線から角度θの範囲をすべてカバーしていれば、任意の形状でよい。
 覆蓋部2の黒地領域は光源部1からの照明光を反射しないため、上面の撮影穴に装着されたカメラに正対する梨地面凸部の山頂部分は黒く写る。図2に示すように、覆蓋部2の黒地領域のサイズと暗領域の角度範囲θには関係があり、黒暗領域の角度範囲θが大きくなると覆蓋部2の黒地領域も大きくなり、暗領域の角度範囲θが小さくなると覆蓋部2の黒地領域も小さくなる。そして、覆蓋部2の黒地領域が大きくなると梨地面の黒く写る部分も大きくなり、黒地領域が小さくなると梨地面の黒く写る部分も小さくなる。本発明では、梨地面を撮影した画像における照合領域内の黒画素数あるいは照合領域中の画素の輝度値の分離度が所定値(例えば25%等)になるように角度範囲θやφを調整する。具体的には、覆蓋部2の黒地領域のサイズを変化させてもよく、また、覆蓋部2の側面の高さを変化させてもよい。それには様々な方法が利用可能であるが、一例として、黒地領域を上下させるネジ機構を備え、当該ネジ機構を回転させることによって、覆蓋部2の側面の高さを調整することができる。これはあくまで一例であり、その他の方法も利用可能である。
 梨地凹凸の実寸は認証対象物の加工時のパラメータによって変動するため、角度範囲θ、φを調整して黒地領域を適切なサイズとすることで撮影画像の輝度分布を最適化する。なお、2値化のときの閾値は輝度変化のヒストグラムの1次微分が最大となる輝度値を用いる。
 これにより、カメラに正対する方向の法線を持つ梨地面凸部の頂部分は黒く写り、正対しない梨地面凹部は光が多様な方向から反射されて白く写るため、凹凸部について明暗のコントラストが強調された撮影画像を得ることができ、頂部を特徴点として安定に抽出しやすくなる。
 本願発明を用いて梨地面を撮影した場合の画像を2値化したものと、本発明を用いずに梨地面を撮影した場合の画像を2値化したものの例を図3に示す。本発明を用いずに撮影した例1の場合、照合領域の凹部も白く写ってしまい、特徴点が見えない。また、本発明を用いずに撮影した他の例(例2)場合、撮影画像を2値化するときの閾値の設定が難しく、閾値がずれると特徴点が変化してしまう。これ対して本発明を用いて梨地面を撮影した例3では、撮影画像の凹部と凸部の分離度が高いため、2値化の閾値が多少ずれても2値化した画像の特徴点は変化しにくく安定している。また、撮影時の物体の固定が不十分で、梨地面の向きが微小変化したとしても、その角度がθより十分小さければ、頂上部は常に暗領域として明確に抽出できるので、安定して特徴点を抽出可能である。
(第1の実施形態)
 本発明の第1の実施形態に係る撮影補助具10の構成を図4に示す。
 第1の実施形態に係る撮影補助具10は、上述の光源部1と覆蓋部2とを備える。撮影補助部10は、撮影対象の物体の梨地面側に嵌合するように形成され、梨地面を覆うような形に形成されている。覆蓋部2の上面部の内側面、すなわち撮影対象の物体が嵌合された状態でその梨地面と対向する面の一部は黒地である。
 物体を撮影補助具10の覆蓋部2にはめ込むことにより、物体の位置・姿勢が固定される。物体は、ファスニング部品、スライドファスナー、ボルト、ナット、エンブレム等の部品を含む。撮影補助具10に物体が嵌合されている状態の例を図5に示す。この例では、物体はスライドファスナーである。このように、物体が撮影補助具10に嵌合された状態で、覆蓋部2の撮影穴に装着されたカメラにより物体の梨地面が撮影される。覆蓋部2の内側の黒地領域は光源部1からの照明光を反射しないため、上面の撮影穴に装着されたカメラに正対する梨地面凸部の頂部分は黒く写ることとなる。また、カメラに正対しない梨地面凹部は光が多様な方向から反射されて白く写るため、凹凸部について明暗のコントラストが強調された撮影画像を得ることができる。
 なお、梨地面の照合領域は梨地模様の領域であれば特に限定されないが、照合の容易さを考慮し、予め照合領域を定めておくことが望ましい。照合領域としては、物品に共通して存在する基準部位を基準として定められる位置の領域を照合領域とすることが考えられる。例えば、物品の基準部位とは、物品に貼付、印刷、刻印、焼印された製品の商標、ロゴ、製造者名、製造会社、ブランド名、製品名、製品番号等である。これらの基準部位は、同一物品であれば個体によらず同一のパターンを保有しており、外観上の特徴的な見え方をする。そして、これらの基準部位の位置姿勢を基準として定め、その特徴を記憶しておけば、物品の照合領域を自動的に検出することができる。
 梨地模様は、例えば、デザインとして梨地模様が形成されている場合のみならず、物品の識別又は照合のために、故意に照合領域に梨地模様を形成した場合も含む。更に、梨地模様は、金属や合成樹脂(プラスチック等)等への加工処理によって施された梨地模様のみならず、皮革製品に表面処理(例えば、シボ加工)することにより得られたシワ模様(シボ)等も含む概念である。例えば、シボ加工が施された皮革のバックの場合、バックの皮の表面には微少な凹凸がランダムに形成されており、これらの微少な凹凸は梨地模様と同様とみなすことができる。
 なお、撮影補助装置10は、図6に示すように、覆蓋部2に嵌合された物体を下方から挟み込んで固定する固定部4をさらに備えてもよい。
 また、図7に示すように、覆蓋部2の上面部に光源部1を配置してもよい。この場合、側面部は照射光を反射する部材(例えば、内側が白地)から構成されてもよい。
 また、上述した第1の実施形態は、物体が嵌合されるよう形成されているが、これに限られない。例えば図8に示すように、物体を撮影補助具の内壁奥まで挿入するような形状としてもよい。
 これらの変形例のような構成であっても、上記第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
 また、覆蓋部2の黒地領域は取り換え可能に構成されてもよい。物体の各品種について黒地領域のサイズ(暗領域θ、明領域φの角度範囲)を予め記憶装置に記憶しておき、撮影対象の物体の品種に応じて、当該撮影補助具を取り換える等して黒地領域のサイズを切り替えるように構成してもよい。これにより、物品の多様な品種に対して最高性能での認証が可能となる。
 また、黒地領域のサイズの設定(角度範囲θやφの設定)に関し、梨地面の撮影画像における照合領域内の黒画素数について例えば全体の25%として説明したが、この数値は一例であり、予め実験によって最高認証性能が得られる最適値を用いることができる。
また、前記所定最適値は、照合対象となる物品の種類毎に、それぞれ規定することができる。当該所定値を切り替えるために、前記物品の基準部位の形状やデザインによって物品を識別し、当該物品に対して定められた値になるよう、黒地領域のサイズを調整することができる。
(第2の実施形態)
 本発明の第2の実施形態に係る撮影装置20の構成を図9に示す。第2の実施形態に係る撮影装置20は、第1の実施形態の撮影補助具10と、カメラ5が一体型に構成されており、撮影補助具10の覆蓋部2に設けられた撮影穴にカメラ5が固定され、このカメラ5により物体の梨地面が撮影される。カメラ5は、マクロレンズを備えてもよい。
 このような構成により、第2の実施形態は第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
 なお、梨地面の画像撮影を法線方向から行うための機構は、覆蓋部にカメラを装着する撮影穴を設けることに限定されず、例えばハーフミラーを設け、このハーフミラー越しに撮影する構造としてもよい。
(第3の実施形態)
 第1の実施形態に係る撮影補助具10において、物体と覆蓋部における嵌合部分の密着度合いが弱いと、ピンボケや、照明の角度変化による画像の変化が生じ、認識性能が低下する虞がある。このような問題に対応しうる本発明の第3の実施形態について説明する。
 第3の実施形態に係る撮影補助具30の構成を図10に示す。撮影補助具30の覆蓋部3は、第1の実施形態の構成に加え、覆蓋部3に嵌合された物体が正しく密着されていることを検知するための機構をさらに備える。
 具体的には、覆蓋部3において、嵌合された物体が接する部分(嵌合部分)に+電極と-電極、又は、圧力に反応するスイッチやセンサー等を設けて、物体が正しく密着している場合には光源部1をオン(点灯)させ、密着不良の場合には光源部1をオフ(消灯)させる構成とする。例えば、物体が金属部品の場合は、嵌合部分の一方に+電極、他方に-電極を設け、この+-両電極間が短絡されると、電流が光源部1に供給されてオンになる構成としてもよい。また、物体が非金属の場合は、嵌合部分の一方又は両方に、圧力に反応するスイッチやセンサーを設け、スイッチ等が一定の圧力を検出すると、電流が光源部1に供給されてオンになる構成としてもよい。
 これにより、カメラ側では、光源部1がオン(点灯)となったときにその明るさを検知して撮影することで、密着不正時には撮影を行わず、適切なタイミング(密着良好時)で撮影することができる。
 また、本実施形態によれば、カメラや撮影装置との配線、接続を行わなくても、独立の部品として利用可能であり、安価で製造することができる。
(第4の実施形態)
 本発明の第4の実施形態について説明する。
 第4の実施形態に係る撮影補助具40の構成を図11に示す。撮影補助具40は、カメラが装着される部分にマクロレンズが設けられている。これにより、専用の認識用カメラを用いる必要がなく、一般的に普及している任意のスマートフォン、カメラ付き携帯電話等を用いることができるため、コストを抑えることができる。
 なお、上記第1から第4の実施形態を組み合わせてもよい。
 上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載されうるが、以下には限られない。
 (付記1)
 物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影補助具であって、
 光を照射する光源部と、
 前記物体表面の所定領域を覆う形状を有し、前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に該当する面が前記光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面からなる覆蓋部と
を備える撮影補助具。
 (付記2)
 前記覆蓋部は、
 前記黒地領域内に所定領域の画像撮影を法線方向から行うための機構が設けられている付記1に記載の撮影補助具。
 (付記3)
 前記物体の梨地面の所定領域における法線に対して定められる所定の角度範囲に基づいて前記黒地となる領域を定める
付記1又は2に記載の撮影補助具。
 (付記4)
 前記物体の梨地面を撮影した撮影画像における前記所定領域中の画素の輝度値の分離度、あるいは、所定閾値以下の輝度となる画素の数、が所定値となるように前記覆蓋部の黒地領域の角度範囲を定める
付記1から3のいずれかに記載の撮影補助具。
 (付記5)
 前記黒地領域の角度範囲が撮影対象となる物品毎に定められており、
 同一物品であれば個体によらず同一のパターンを保有する外観上の特徴的な見え方によって撮影対象の物品の種類を特定し、
 前記黒地領域の角度範囲を当該物品種類に対して定められた所定値に調整するための機構を備える
付記1から4のいずれかに記載の撮影補助具。
 (付記6)
 ファスニング部品、スライドファスナー、ボルト、ナット、エンブレムの少なくともいずれかを含む部品を嵌合して固定する形状を有する付記1から5のいずれか1項に記載の撮影補助具。
 (付記7)
 前記覆蓋部は物体を嵌合して固定する形状を有し、
 嵌合された物体が前記覆蓋部の嵌合部分と密着する場合には、前記光源部をオンにする機構をさらに備える
付記1から6のいずれかに記載の撮影補助具。
 (付記8)
 前記撮影補助具が、撮影対象物品の種類毎に、それぞれの物品に対して適切に嵌合する形状であり、かつ、物品毎に所定の黒地領域の範囲が設定されており、当該撮影補助具をカメラに対して取り替え可能としている、付記1から7のいずれか1項に記載の撮影補助具。
 (付記9)
 前記覆蓋部のカメラが装着される部分にマクロレンズが設けられている
付記1から8のいずれかに記載の撮影補助具。
 (付記10)
 付記1から9のいずれかに記載の撮影補助具を装着したカメラである撮影装置。
 (付記11)
 物体に施された梨地模様の梨地面を撮影する撮影装置であって、
 光を照射する光源部と、
 カメラと、
 前記梨地面の所定領域を覆う形状を有し、前記梨地面の所定領域の法線方向から所定の角度範囲に対応する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に対応する面が前記光源部から照射された光を拡散する面からなり、前記黒地の面中央に前記カメラを装着する撮影穴が設けられている覆蓋部と、
を備える撮影装置。
 (付記12)
 物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影方法であって、
 前記物体表面の所定領域を覆うよう形成された覆蓋部における前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面を黒地とし、その他の角度範囲に該当する面を光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面とする
撮影方法。
 (付記13)
 前記覆蓋部の前記黒地領域内に所定領域の画像撮影を法線方向から行うための機構が設けられている付記12に記載の撮影方法。
 (付記14)
 前記物体の梨地面の所定領域における法線に対して定められる所定の角度範囲に基づいて前記黒地となる領域を定める
付記12又は13に記載の撮影方法。
 (付記15)
 前記物体の梨地面を撮影した撮影画像における前記所定領域中の画素の輝度値の分離度、あるいは、所定閾値以下の輝度となる画素の数、が所定値となるように前記黒地領域の角度範囲を定める
付記12から14のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記16)
 前記黒地領域の角度範囲が撮影対象となる物品毎に定められており、
 同一物品であれば個体によらず同一のパターンを保有する外観上の特徴的な見え方によって撮影対象の物品の種類を特定し、
 前記黒地領域の角度範囲を当該物品種類に対して定められた所定値に調整する
付記12から15のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記17)
 ファスニング部品、スライドファスナー、ボルト、ナット、エンブレムの少なくともいずれかを含む部品を前記覆蓋部に嵌合して固定する
付記12から16のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記18)
 部品を前記覆蓋部に嵌合して固定し、
 嵌合された物体が前記覆蓋部の嵌合部分と密着する場合には、前記光源部をオンにする
付記12から17のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記19)
 撮影対象物品の種類毎に、それぞれの物品に対して適切に嵌合し、かつ、物品毎に所定の黒地領域の範囲が設定されており、前記黒地領域の範囲をカメラに対して取り替え可能としている、付記12から18のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記20)
 前記覆蓋部のカメラが装着される部分にマクロレンズが設けられている
付記12から19のいずれかに記載の撮影方法。
 (付記21)
 カメラに前記覆蓋部を装着する付記12から20のいずれかに記載の撮影方法。
 以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも上記実施の形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形し実施することが出来る。
 この出願は、2012年8月3日に出願された日本出願特願2012-172701を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
 1   光源部
 2   覆蓋部
 5   カメラ
 10  撮影補助具
 20  撮影装置

Claims (21)

  1.  物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影補助具であって、
     光を照射する光源部と、
     前記物体表面の所定領域を覆う形状を有し、前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に該当する面が前記光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面からなる覆蓋部と
    を備える撮影補助具。
  2.  前記覆蓋部は、
     前記黒地領域内に所定領域の画像撮影を法線方向から行うための機構が設けられている請求項1に記載の撮影補助具。
  3.  前記物体の梨地面の所定領域における法線に対して定められる所定の角度範囲に基づいて前記黒地となる領域を定める
    請求項1又は2に記載の撮影補助具。
  4.  前記物体の梨地面を撮影した撮影画像における前記所定領域中の画素の輝度値の分離度、あるいは、所定閾値以下の輝度となる画素の数、が所定値となるように前記覆蓋部の黒地領域の角度範囲を定める
    請求項1から3のいずれかに記載の撮影補助具。
  5.  前記黒地領域の角度範囲が撮影対象となる物品毎に定められており、
     同一物品であれば個体によらず同一のパターンを保有する外観上の特徴的な見え方によって撮影対象の物品の種類を特定し、
     前記黒地領域の角度範囲を当該物品種類に対して定められた所定値に調整するための機構を備える
    請求項1から4のいずれかに記載の撮影補助具。
  6.  ファスニング部品、スライドファスナー、ボルト、ナット、エンブレムの少なくともいずれかを含む部品を嵌合して固定する形状を有する請求項1から5のいずれか1項に記載の撮影補助具。
  7.  前記覆蓋部は物体を嵌合して固定する形状を有し、
     嵌合された物体が前記覆蓋部の嵌合部分と密着する場合には、前記光源部をオンにする機構をさらに備える
    請求項1から6のいずれかに記載の撮影補助具。
  8.  前記撮影補助具が、撮影対象物品の種類毎に、それぞれの物品に対して適切に嵌合する形状であり、かつ、物品毎に所定の黒地領域の範囲が設定されており、当該撮影補助具をカメラに対して取り替え可能としている、請求項1から6のいずれか1項に記載の撮影補助具。
  9.  前記覆蓋部のカメラが装着される部分にマクロレンズが設けられている
    請求項1から8のいずれかに記載の撮影補助具。
  10.  請求項1から6のいずれかに記載の撮影補助具を装着したカメラである撮影装置。
  11.  物体に施された梨地模様の梨地面を撮影する撮影装置であって、
     光を照射する光源部と、
     カメラと、
     前記梨地面の所定領域を覆う形状を有し、前記梨地面の所定領域の法線方向から所定の角度範囲に対応する一部の面が黒地であり、その他の角度範囲に対応する面が前記光源部から照射された光を拡散する面からなり、前記黒地の面中央に前記カメラを装着する撮影穴が設けられている覆蓋部と、
    を備える撮影装置。
  12.  物体の微細な凹凸があり鏡面反射の強い面の所定領域撮影を補助する撮影方法であって、
     前記物体表面の所定領域を覆うよう形成された覆蓋部における前記所定領域に正対する法線方向から所定の角度範囲内に該当する一部の面を黒地とし、その他の角度範囲に該当する面を光源部から照射された光を拡散して発する光源領域面とする
    撮影方法。
  13.  前記覆蓋部の前記黒地領域内に所定領域の画像撮影を法線方向から行うための機構が設けられている請求項12に記載の撮影方法。
  14.  前記物体の梨地面の所定領域における法線に対して定められる所定の角度範囲に基づいて前記黒地となる領域を定める
    請求項12又は13に記載の撮影方法。
  15.  前記物体の梨地面を撮影した撮影画像における前記所定領域中の画素の輝度値の分離度、あるいは、所定閾値以下の輝度となる画素の数、が所定値となるように前記黒地領域の角度範囲を定める
    請求項12から14のいずれかに記載の撮影方法。
  16.  前記黒地領域の角度範囲が撮影対象となる物品毎に定められており、
     同一物品であれば個体によらず同一のパターンを保有する外観上の特徴的な見え方によって撮影対象の物品の種類を特定し、
     前記黒地領域の角度範囲を当該物品種類に対して定められた所定値に調整する
    請求項12から15のいずれかに記載の撮影方法。
  17.  ファスニング部品、スライドファスナー、ボルト、ナット、エンブレムの少なくともいずれかを含む部品を前記覆蓋部に嵌合して固定する
    請求項12から16のいずれかに記載の撮影方法。
  18.  部品を前記覆蓋部に嵌合して固定し、
     嵌合された物体が前記覆蓋部の嵌合部分と密着する場合には、前記光源部をオンにする
    請求項12から17のいずれかに記載の撮影方法。
  19.  撮影対象物品の種類毎に、それぞれの物品に対して適切に嵌合し、かつ、物品毎に所定の黒地領域の範囲が設定されており、前記黒地領域の範囲をカメラに対して取り替え可能としている、請求項12から18のいずれかに記載の撮影方法。
  20.  前記覆蓋部のカメラが装着される部分にマクロレンズが設けられている
    請求項12から19のいずれかに記載の撮影方法。
  21.  カメラに前記覆蓋部を装着する請求項12から20のいずれかに記載の撮影方法。
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