(57)【要約】【課題】光輝材含有塗膜のベース色と粒子色とを分離して評価することで、測定対象物の色特性を正確に測色する評価方法の提供。【解決手段】測定対象物Ｐの表面の二次元反射光量分布を取得する手段３０２と、二次元反射光量分布の色度情報に基づいて、前記表面を複数の領域２１，２２に分離して判定する判定手段３０と、前記領域２１、２２におけるそれぞれの色度情報に基づいて前記測定対象物Ｐの外観特性を評価する評価手段２０と、を用いる評価方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象物の表面の二次元反射光量分布を取得する手段と、
二次元反射光量分布の色度情報に基づいて、前記表面を複数の領域に分離して判定する判定手段と、
前記領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて前記測定対象物の外観特性を評価する評価手段と、を用いる評価方法。
【請求項２】
請求項１に記載の評価方法において、
前記評価手段は、複数の前記領域のそれぞれの色度情報の平均値を用いて前記測定対象物の外観特性を評価することを特徴とする評価方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の評価方法において、
前記二次元反射光量分布における色度情報の閾値を設定し、
前記判定手段は、前記閾値以上の色度情報を有する画素を粒子領域とし、前記閾値より小さい色度情報を有する画素をベース領域として判定することを特徴とする評価方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の評価方法において、
前記二次元反射光量分布における色度情報から粒子領域抽出閾値と、ベース領域抽出閾値をそれぞれ設定し、
前記粒子領域抽出閾値以上の色度情報を有する画素を粒子領域とし、前記ベース領域抽出閾値以下の明度の画素をベース領域と判定することを特徴とする評価方法。
【請求項５】
請求項３または４に記載の評価方法において、
前記粒子領域の色度情報に基づいて、前記粒子領域の色付き度合いを評価することを特徴とする評価方法。
【請求項６】
請求項３乃至５の何れか１つに記載の評価方法において、
前記評価手段は、前記色度情報から除外閾値を算出する除外手段を有し、
前記評価手段は、前記粒子領域において前記除外閾値以上の色度情報を有する画素を除外して色付き度合いを評価することを特徴とする評価方法。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れか１つに記載の評価方法において、
前記色度情報とは、Ｌａｂ表色系におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊、ｃ＊、ｈであることを特徴とする評価方法。
【請求項８】
請求項７に記載の評価方法において、
前記評価手段は、前記領域における前記色度情報のうち、ａ＊、ｂ＊の標準偏差の合成値を算出し、前記合成値によって前記領域の色付き度合いを評価することを特徴とする評価方法。
【請求項９】
測定対象物の表面の二次元反射光量分布を取得する手段と、
二次元反射光量分布の色度情報に基づいて、前記表面を複数の領域に分離して判定する判定手段と、前記領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて前記測定対象物の外観特性を評価する評価手段と、を有し、
請求項１乃至８の何れか１つに記載の評価方法を行うことを特徴とする評価装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の評価装置と、
前記表面に光を照射する照明部と、
前記光の反射光を単数あるいは複数の露光時間で受光して前記二次元反射光量分布を計測する撮像装置と、を有する計測装置。
【請求項１１】
測定対象物の表面の二次元反射光量分布を取得する取得ステップと、
二次元反射光量分布の色度情報に基づいて、前記表面を複数の領域に分離して判定する判定ステップと、前記領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて前記測定対象物の外観特性を評価する評価ステップと、を実行する評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、評価装置、計測装置、評価方法および評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、家電等で高級感を出すためにアルミフレークやマイカフレーク等の光輝材を混入した塗料が知られている。かかる構成の塗料は、光輝材特有のきらきらした見た目が付与された見た目となる。
このような光輝材入りの塗料においては、所謂きらきら感を評価するために、塗装された表面の測色情報を計測して、きらきら感を粒子特性として数値化して評価する方法が知られている（例えば特許文献１、２等参照）。
【０００３】
しかしながら、従来の評価方法のように、測定対象物となる塗装面の測色情報から塗膜の配合情報を求める方法では、塗膜のベースとなる地肌の色と、光輝材粒子の発する輝きとを一緒くたに測色して評価するため、塗料と光輝材の種類によっては見た目の質感と評価値とが全く異なる結果が出てしまい、配合情報の検索精度の向上が困難であった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、光輝材含有塗膜のベース色と粒子色とを分離して評価することで、測定対象物の色特性を正確に測色する評価方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するため、本発明の評価方法は、測定対象物の表面の二次元反射光量分布を取得する手段と、二次元反射光量分布の色度情報に基づいて、前記表面を複数の領域に分離して判定する判定手段と、前記領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて前記測定対象物の外観特性を評価する評価手段と、を用いる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の評価方法によれば、光輝材含有塗膜のベース色と粒子色とを分離して評価することで、測定対象物の色特性を正確に測色することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態に係る計測システムの全体構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示した撮像装置によって撮影される画像の一例を示す図である。
【図３】図２に示した画像を模式的に表す図である。
【図４】図２に示した画像を模式的に表す図である。
【図５】図１に示した測定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図６】本発明の実施形態に係る計測装置の動作の一例を示すフロー図である。
【図７】本発明の実施形態に係るサンプルの測定結果の一例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係るサンプルとしての塗膜Ａ、塗膜Ｂの概略構成の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るサンプルの概略構成の一例を示す図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る塗膜Ｃの評価結果の一例を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る塗膜Ｄの評価結果の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る計測装置の動作の一例を示すフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明の実施形態の一例として図１に粒子特性を評価するための計測装置たる計測システム２００の概略構成を示す。
【０００９】
計測システム２００は、粒子特性を測定される測定対象物たるサンプルＰが載置されるホルダ２０１と、サンプルＰに照射光Ｌを照射するための照明部たる光源２０２と、サンプルＰに当たって反射された反射光Ｌ’を受光して、２次元反射光量分布を画像として取得する撮像装置たるカメラ装置２０３と、を有している。
計測システム２００は、カメラ装置２０３によって撮影されたサンプルＰの２次元反射光量分布を元にサンプルＰの表面の粒子特性すなわち光輝材特有のきらきらした見た目を定量的に評価するための評価装置１００を有している。
なお、以降の説明においては、簡単のため、図１に示すように鉛直上方を＋Ｚ方向とし、Ｚ方向に対して垂直な平面のうち、紙面奥側に向かってＹ方向、紙面左右方向をＸ方向として、サンプルＰはＸＹ平面に平行に置かれた板状の部材の上面に塗装面としての塗膜が形成されたサンプルであるとする。
【００１０】
光源２０２は、本実施形態では白色ＬＥＤ光源を用いている。
【００１１】
カメラ装置２０３は、一般的なＲＧＢカメラであるが、ラインセンサを用いて２次元反射光量分布を計測する方法であっても良い。
カメラ装置２０３は、５１２×５１２ｐｉｘｅｌの範囲で１ｐｉｘｅｌが２０μｍ以下となるようにレンズを用いて倍率調整を行い、サンプルＰの表面状態を計測して２次元反射光量分布を画像として撮影する。なお、カメラ装置２０３は、かかる構成に限定されるものではなく、複数の波長幅で２次元反射光量分布を撮影可能なマルチスペクトルカメラや分光カメラであっても良いし、解像度もかかる構成に限定されるものではない。しかしながら、一般に広く用いられる光輝材のサイズが約２０μｍであるから、粒子を精度よく計測するためには、１ｐｉｘｅｌあたり約２０μｍ以下の解像度が望ましい。
【００１２】
また、２次元反射光量分布とは、本実施形態においては図２に示すようにカメラ装置２０３を用いて計測されたＲＧＢ画像である。なお、図２においては、説明の都合上明度の高い部分すなわち粒状の光輝材に反射されている部分が白で、それ以外の塗料の部分は黒あるいは灰でグレースケールとして示しているが、実際にはそれぞれの画素において色味のあるカラー画像である。
計測されたＲＧＢ画像は全体的に粒状感のある画像となっており、それぞれの光輝材を模式的に拡大すると、図３に例示するように、ベースとなる塗料の影響が強い部分であるベース領域２２と、光輝材の影響が強い部分である粒子領域２１とに分けられるが、粒子領域２１の中も単色ではなく、光輝材の中でも複数の色味がある部分が混在している。
【００１３】
カメラ装置２０３と、光源２０２とは、何れもホルダ２０１に対して角度が自由に変えられるように回動可能に設置されており、サンプルＰの位置に応じて、最も粒子特性が強調される角度で測定を行うことができる。
【００１４】
サンプルＰは、基材部分３００の少なくとも＋Ｚ方向側の表面に光輝材を含有する塗装面３０１を備えた板状部材である。
サンプルＰの塗装面３０１には、アルミフレークなど光を反射しやすい光輝材３０２が含まれており、図２、図３に示したベース領域２２と粒子領域２１とにおける色味の違いは、それぞれ図４（ａ）、（ｂ）に示すように、光輝材３０２の有無や角度等の様々な要因によって現れている。
サンプルＰは、本実施形態ではＸＹ平面に平行に載置され、照明光Ｌの入射角度１０°〜２５°、カメラ装置２０３の設置角度０°として測定を行う。
なお、かかる角度は何れも限定されるものではなく、また当該角度を変更して複数回撮影するとしても良い。
【００１５】
評価装置１００は、図５に示すように、カメラ装置２０３によって得られたＲＧＢ画像を、所望の色度情報へと変換するための色度変換部１０と、色度変換部１０によって変換された色度情報に基づいて、測定対象物の外観特性を評価する粒子特性評価部２０と、色度変換部１０によって変換された色度情報に基づいて、ＲＧＢ画像で示された領域を光輝材のある粒子領域２１と、光輝材のないベース領域２２とに分離して判別する判定手段たる領域判定部３０と、を有している。
【００１６】
色度変換部１０は、図６に示して後述するように、取得したＲＧＢ画像に基づいてＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換する。なお、本実施形態において、「色度情報」としてＬ＊ａ＊ｂ＊表色系を用いるが、かかる構成に限定されるものではない。「色度情報」は例えばＲＧＢ、Ｌ＊ａ＊ｂ＊など、カメラ装置２０３によって取得された画像の２次元的な色情報を示す文言であり、３刺激値ＸＹＺやＣＭＹＫ等その他の色の情報を含んでよい。
かかる色度変換部１０は、カメラ装置２０３を用いてＲＧＢ画像を取得する画像取得部としての機能を有するとともに、かかるＲＧＢ画像に基づいて色度情報（特に本実施形態においてはＬａｂ値を含む色情報）を取得する機能を有している。
【００１７】
領域判定部３０は、２次元反射光量分布の色度情報に基づいて、塗装面をベース領域２２と粒子領域２１との２つの領域に分離する判定手段としての機能を有している。
具体的には、領域判定部３０は、ＲＧＢ画像が色度変換部１０によってＬ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換された後、計測画像の明度を表す明度Ｌ＊情報を用いて、計測された画像の画素のうち、任意の基準値Ｌ＊以上の明度を持つ画素を粒子領域２１、基準値Ｌ＊より小さい明度の画素をベース領域２２として判別する。
【００１８】
粒子性評価部２０は、ベース領域２２と粒子領域２１とにおけるそれぞれの色度情報を評価値として数値化することで、塗装面の外観特性を評価する。なお、本実施形態ではサンプルＰの表面に塗装面３０１があるため以降の説明において塗装面という文言を用いるが、塗装に限らず測定対象物の表面の外観特性を評価するものであって良い。
【００１９】
このように、評価装置１００は、外部のカメラや、本実施形態に示したようなカメラ装置２０３を用いてＲＧＢ画像などの２次元反射光量分布を取得する取得ステップと、かかるＲＧＢ画像の色度情報に基づいて、塗装面をベース領域２２と粒子領域２１とに分離して判定する判定ステップと、ベース領域２２と粒子領域２１とにおけるそれぞれの色度情報に基づいて塗装面の外観特性を評価する評価ステップと、を実行する情報処理部である。
なお、色度変換部１０と粒子特性評価部２０と領域判定部３０とは、本実施形態では何れも測定装置１００内に設けられた情報処理部であるとしたが、上述のような構成のプログラムをインストールしたＰＣなどの外部装置であるとしても良い。
【００２０】
以上のような構成の測定装置１００を用いて、サンプルＰの塗装面の粒子特性を評価する方法について図６のフローチャートを用いて説明する。
【００２１】
まず、光源２０２から照射された照射光Ｌがカメラ装置２０３に入射するように光源２０２とカメラ装置２０３との間の位置関係を調整し、初期状態とする（ステップＳ１０１）。
初期状態において、まず、校正用の標準試料である白色板Ｑを用いて画像の撮影を行う（ステップＳ１０２）。かかる白色板Ｑは、照明ムラなどの補正のための校正用に撮影し、白色セラミックや光学部品として一般に知られる白色拡散板等を用いる。
このとき、カメラ装置２０３の露光時間は、飽和する画素がないように調整し、露光時間を記録することが望ましい。
【００２２】
次に、ホルダ２０１上にサンプルＰを載置して、ステップＳ１０２と同様にカメラ装置２０３を用いて画像の撮影を行う（ステップＳ１０３）。かかるステップＳ１０３は、被対象物たるサンプルＰの塗装面すなわち＋Ｚ方向側から見た面の２次元反射光量分布を取得する取得ステップである。このとき、カメラ装置２０３の露光時間はステップＳ１０２で記録された露光時間と同様に、飽和する画素がないように調整して記録されることが望ましい。
光輝材は反射率が高いため、単一の露光時間での撮影では、カメラ装置２０３のダイナミックレンジを超えてしまう場合がある。その場合には、複数の露光時間で複数枚のＲＧＢ画像を撮影しても良い。かかる複数枚の画像を用いて、単一の露光時間では飽和してしまった画素成分について、他のＲＧＢ画像から抽出して合成することで、疑似的にダイナミックレンジを増やした画像を生成することができる。その場合には、ステップＳ１０４に示すように、複数の露光時間で撮影するかどうかを選択する選択ステップを挟んでも良い。
【００２３】
色度変換部１０は、ステップＳ１０３で得られたＲＧＢ画像の各画素を、ステップＳ１０２で得られた標準試料のＲＧＢ画像の各画素で除算することで規格化を行う（ステップＳ１０５）。
なお、サンプルＰの撮影時と標準試料の撮影時とで露光時間が異なる場合には、露光時間の比をサンプルＰの計測値に乗算して露光時間の差を補正することが望ましい。
【００２４】
色度変換部１０はＲＧＢ画像の各画素のＲＧＢデータを、Ｌａｂデータへと変換する（ステップＳ１０６）。
ここで、変換方法には一般に知られているRGB→XYZ変換式を用いることで、まずＲＧＢで表された各画素を３刺激値ＸＹＺへと変換する。ここでは、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９で規定されているRGB→XYZ変換式を用いている。
色度変換部１０は、さらにXYZ→Lab変換式を用いて、３刺激値ＸＹＺからＬａｂデータへと変換する。
【００２５】
このときの変換式は、例えば完全拡散反射面での３刺激値Ｘｎ、Ｙｎ、Ｚｎを用いて国際照明委員会（ＣＩＥ）で定められた数式１に示すように表される。
【００２６】
【数１】
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【００２７】
かかる色度変換ステップによって、ＲＧＢ画像から、３刺激値ＸＹＺを経て明度Ｌ＊画像、ａ＊画像、ｂ＊画像をそれぞれ取得することができる。
ステップＳ１０６として示すように、色度変換部１０は、３刺激値ＸＹＺからＬａｂ表色系におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊の各成分を算出する。
かかるステップＳ１０６は、２次元反射光量分布を色度情報へと変換する色度変換ステップである。
【００２８】
次に、領域判定部３０が、明度Ｌ＊画像から、全画素の明度を総和し、全画素数で除算することで明度平均値Ｌ＊ａｖｅを算出する（ステップＳ１０７）。
領域判定部３０は、ステップＳ１０７において算出された明度平均値Ｌ＊ａｖｅを閾値として、Ｌ＊画像を基に各画素が閾値以上の明度を有していれば光輝材のある粒子領域２１、閾値未満の明度であれば光輝材のないベース領域２２であると判別する（ステップＳ１０８）。
かかるステップＳ１０８は、取得された２次元反射光量分布を複数の領域に分離するための判別ステップである。
さらに領域判定部３０は、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、かかる粒子領域２１であると判別された画素の色度情報のみを抽出して、粒子領域２１の画像を抜き出しても良い（ステップＳ１０９）。なお、図７（ａ）は、図２に示した画像から、明度Ｌ＊が閾値以上であった粒子領域２１の色度を残し、ベース領域２２の部分を黒く塗りつぶして形成され、ステップＳ１０９において抽出される粒子領域２１の画像を模擬している。白い部分に関しては、図７（ｂ）に示すように、粒子領域２１の各色度情報（Ｌａｂ値）が残った状態で保持されている。同様に、ベース領域２２のみを抽出した画像を別途作成するとしても良い。その場合には、図７（ａ）、（ｂ）で行うのと同様に、図７（ｃ）に示すように粒子領域２１が黒く塗りつぶされて、ベース領域２２の色度情報が残った状態で保持される。
【００２９】
続いて、評価値の算出方法について説明する。
粒子特性評価部２０は、ステップＳ１０６において得られたＬ＊画像、ａ＊画像、ｂ＊画像のそれぞれから、粒子領域２１の部分を抽出し、抽出した画素値、画素数を基に粒子領域２１におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊のそれぞれの値について平均値を算出する（ステップＳ１１０）。
同様に、粒子特性評価部２０は、ベース領域２２についても同様に抽出を行い、抽出した画素値、画素数を基にベース領域２２におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊のそれぞれの値について平均値を算出する（ステップＳ１１１）。
ステップＳ１１０とステップＳ１１１に示すように、粒子特性評価部２０が、粒子領域２１と、ベース領域２２とに分離したそれぞれのＬａｂ値を別途計算し、かかる平均値を求めることで、粒子領域２１とベース領域２２とのそれぞれの領域において、異なる評価値が入手出来ることとなる。
すなわちステップＳ１１０とステップＳ１１１とが、本実施形態における評価ステップである。
なお、ここではそれぞれのＬａｂ値の平均値を評価値とすることとしたが、かかる構成に限定されるものではなく、中央値、最頻値等、塗装面の状態を評価するために最も適した値を用いて良い。しかしながら、発明者らの詳細な検討によれば、平均値を用いた結果が最も得られる評価値と実際の実験結果とのバランスが良かったため、ここでは平均値とする。
【００３０】
さて、このように取得した２次元反射光量分布を基に領域分けを行い、それぞれの領域について評価値を算出することによる効果について説明する。
まず、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、同一のホワイトのカラー塗料３０１を使用し、光輝材３０２を用いないソリッドホワイト塗膜である塗膜Ａと、カラー塗料３０１にアルミフレークの光輝材３０２を３０％含有させたシルバーメタリック塗膜である塗膜Ｂと、を用意する。
かかる塗膜Ａと、塗膜Ｂとは、同一のカラー塗料であって、光輝材の有無のみが異なっているから、例えば塗膜Ｂの塗装を修復しようと思えば、塗膜Ｂと同一のカラー塗料を用いている塗膜Ａを発見し得ることが、評価値を算出する上で重要である。
【００３１】
しかしながら、例えば人間の目には、塗膜Ａがホワイトに見えるのに対して、光輝材が含まれる塗膜Ｂはきらきらした見え方となり、見た目の印象は異なる。
表１は、本実施形態を用いた比較例として、従来の測色器を用いて塗膜Ａと塗膜Ｂとを測定した場合の測定結果のＬａｂ値を示している。
なお、かかる比較例においては、測色条件を、図１に示した計測システム２００の評価装置１００を従来の測色器１００’と換装して試験を行ったものであり、入射角４５°、受光角３０°としている。なお、かかる比較例の構成については、第１の実施形態における説明と重複するため、説明を省略する。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
さて、表１からも明らかなように、塗膜Ａと塗膜Ｂとの間では、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊のそれぞれが明らかに異なっており、それぞれのＬａｂ値から算出された色空間の距離ΔＥ＝２８．０２である。
このように、従来の測色器を用いた場合には、同一の塗料を用いたとしても、光輝材の有無のみによって、測色結果が大きく異なってしまうことがわかる。
【００３４】
一方、本実施形態における計測システム２００において、表１と同一の塗膜Ａ、塗膜Ｂをそれぞれ測定した結果を表２として示す。
なお、表２に示した結果は、ステップＳ１１１において既に述べたように、カメラ装置２０３によって撮影されたＲＧＢ画像のうち、ベース領域２２について評価したものについて示している。
【００３５】
【表２】
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【００３６】
表２からも明らかなように、ベース領域２２を用いて評価することにより、Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊のそれぞれのＬａｂ値は、色空間における距離ΔＥ＝６．６０となって塗膜Ａと塗膜Ｂとで表１に示した結果に比べて良く一致している。
このように、本実施形態の計測システム２００を用いることで、塗膜Ａと塗膜Ｂとのベース領域２２が良く一致していることが明らかである。
【００３７】
かかる結果は、図２にも既に示したように、光輝材の含まれる塗装面においては、光輝材の存在する位置（画素）における明度が非常に高くなることによる。
すなわち、従来の測色器のようにベース領域２２と粒子領域２１とを分離せずに、得られた画像データに基づいて単に評価値を算出するだけでは、光輝材の存在する位置においてはＬ＊の値が非常に大きくなり、平均値を取ったときには色味の情報のみならず、Ｌ＊成分の影響が大きく残ってしまうためであると考えられる。
しかしながら、ベース領域２２と粒子領域２１とを分離した上で、別途に評価値を算出することとすれば、ベース領域２２のみ、あるいは粒子領域２１のみの色情報を取得することができるので、より精度よく塗装面の色特性を正確に測色することができる。
さらに、かかる色味の評価値に、ａ＊，ｂ＊を用いて、領域判定部３０による領域の分割に色味のないＬ＊を用いることとすれば、光輝材３０２の有無に対しては最も影響力が高く、かつ色味の情報を含まないから、より正確に塗装面の測色を行うことができる。
【００３８】
なお、本実施形態では閾値として、平均明度Ｌ＊ａｖｅを基にベース領域２２と粒子領域２１とを分離したが、かかる構成に限定されるものではなく、ＲＧＢ画像から取得可能な色度情報に基づいていればそれ以外の設定方法でも良い。例えば、画像面内の平均Ｌａｂ値を算出し、各画素におけるＬａｂ値と平均Ｌａｂ値との間の色差を算出し、かかる色差が例えば１０以上の画素を粒子領域２１、色差１０未満の画素をベース領域２２とするとしても良い。
このような色差に基づいた分離を行うとすれば、明度がアルミフレークに比べて低い、パール粒子などを光輝材として用いた場合においても、より精度よく塗装面の色特性を正確に測色することが可能となる。
【００３９】
また、本実施形態におけるカメラ装置２０３は、ＲＧＢカメラ以外にも、ＸＹＺカメラ、マルチスペクトルカメラ、ハイパースペクトルカメラなどを用いても良い。
また、モノクロカメラを用いて、照明部を３色以上のカラー照明にしてそれぞれのカラーについて複数枚の画像を取るとしても良い。ベイヤー配列のＲＧＢカメラでは、デモザイキングの方式に依存して偽色が発生することが知られているが、受光部をモノクロカメラとして、照明部をカラー照明として分光することで、偽色を防ぐことができて、測色精度の向上に寄与する。
【００４０】
本実施形態では、評価装置１００は、カメラ装置２０３を用いて塗装面の２次元反射光量分布を取得し、２次元反射光量分布の色度情報に基づいて、塗装面を複数の領域に分離して判定する領域判定部３０と、複数の領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて塗装面の外観特性を評価する粒子特性評価部２０と、を用いることで塗装面の色度情報について評価を行う。
かかる構成により、光輝材を用いた塗装面においても、精度よく塗装面の色特性を正確に測色することが可能となる。
【００４１】
また本実施形態では、粒子特性評価部２０は、粒子領域２１とベース領域２２とのそれぞれの色度情報の平均値を用いて塗装面の外観特性を評価する。
かかる構成により、光輝材を用いた塗装面においても、精度よく塗装面の色特性を正確に測色することが可能となる。特に、色度情報のうち、平均明度値Ｌ＊ａｖｅを用いることとすれば、より正確に塗装面の色特性を評価することができる。
【００４２】
また本実施形態では、ステップＳ１０８に示したように、２次元反射光量分布における色度情報の閾値を設定し、領域判定部３０は、閾値以上の色度情報を有する画素を粒子領域２１とし、閾値未満の色度情報を有する画素をベース領域２２として判定する。
かかる構成によれば、領域判定部３０が定める領域が光輝材３０２の有無によって区別されるから、光輝材３０２のある部分と、ない部分との間の色評価を別途行うことができるので、正確に塗装面の色特性を評価することができる。
【００４３】
また、かかる閾値は、上述したような構成に限定されるものではなく、複数の閾値を有していても良い。例えば、２次元反射光量分布における色度情報から粒子領域抽出閾値と、ベース領域抽出閾値をそれぞれ設定し、粒子領域抽出閾値以上の色度情報を有する画素を粒子領域とし、ベース領域抽出閾値以下の明度の画素をベース領域と判定するとしても良い。
かかる構成によれば、粒子領域２１とベース領域２２との間の分離精度が向上して、それぞれの領域における色度情報の区別の精度が向上するので、より精度よく塗装面の色特性を評価することができる。
【００４４】
また本実施形態では、色度情報とは、Ｌａｂ表色系におけるＬ＊、ａ＊、ｂ＊、ｃ＊、ｈの少なくとも何れかを用いている。
かかる構成により、サンプルＰの塗装面の色の違いを定量的に評価可能である。
【００４５】
また本実施形態では、計測システム２００は、塗装面に光を照射する照明部と、光の反射光を単数あるいは複数の露光時間で受光して２次元反射光量分布を計測するカメラ装置２０３と、塗装面の色特性を評価する評価装置１００と、を有している。
かかる構成により、光輝材を用いた塗装面においても、精度よく塗装面の色特性を正確に測色することが可能となる。
さらに本実施形態では、図６に示したように、評価装置１００は、塗装面の２次元反射光量分布を取得する取得ステップＳ１０３と、２次元反射光量分布の色度情報に基づいて、塗装面を複数の領域に分離して判定する判定ステップＳ１０８と、複数の領域におけるそれぞれの色度情報に基づいて塗装面の外観特性を評価する評価ステップＳ１１０、Ｓ１１１と、を実行する。
【００４６】
次に、本発明の第２の実施形態として、光輝材にマイカ・パール含有塗膜の色評価について説明する。
アルミフレークを光輝材として用いた場合には、反射率が高く明度が高くなる傾向があるため、人間の目には色度があまり強く認識されないが、マイカ・パールを光輝材として用いた塗膜においては、人が見たときに粒子領域２１の色付きが強く感じられる傾向があることが分かっている。
そこで、第２の実施形態においては、光輝材の材質による色付き度合いの変化を評価することで、より塗装面の色評価を正確に行うことを目的としている。具体的には、マイカ・パール含有の塗膜Ｃ、塗膜Ｃとは異なるマイカ・パール含有塗膜Ｄの比較を行う場合について説明する。なお、第２の実施形態においても、計測システム２００の主な構成は第１の実施形態に於いて説明したものと同様であり、特に必要のない限り、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【００４７】
マイカ・パールは、雲母やＳｉＯ２の表面に、屈折率の異なる透明な酸化膜を有する層構造の光輝材である。そのため、図８に示すように、表面で反射した一次反射光Ｌ１と、内部の酸化膜や層間で反射した二次反射光Ｌ２、Ｌｎ、とが互いに干渉し、特定の波長については強め合うことで色付いて見える。
さらに、この色付きは、マイカ・パールの層構造や入射光の角度、酸化膜の膜厚によっても異なるから、一口にマイカ・パールといっても、色付き度合いの強いものと弱いものとが有り得る。
しかしながら、このようなマイカ・パールの材質などを含めた評価値を算出するのは難しいのが現状であった。
【００４８】
第２の実施形態においても、図６に示したフローチャートに従って、ＲＧＢ画像の取得及びステップＳ１１０、ステップＳ１１１に示したようにベース領域２２と粒子領域２１とのそれぞれにおいてそれぞれのサンプルＰの色の評価値を算出する。
【００４９】
第２の実施形態においてはさらに、粒子領域２１におけるａ＊画像およびｂ＊画像を用いて、粒子領域２１におけるそれぞれの画素のＬａｂ値のうち、ａ＊、ｂ＊の全ての値の組み合わせを、図１０に示すように縦軸ｂ＊、横軸ａ＊となるようにプロットする（図１２のステップＳ２０１）。
次に、粒子領域２１にけるそれぞれの画素のＬａｂ値から、ａ＊，ｂ＊の値について標準偏差を算出する（同ステップＳ２０２）。
最後に、粒子特性評価部２０はステップＳ２０２において算出された標準偏差を合計して、かかる合成値を粒子の色付き度合いを評価するための評価値とする（同ステップＳ２０３）。
【００５０】
かかるステップＳ２０１をサンプルＰを塗膜Ｄに変更した上で再度実行し、同様にプロットしたものが図１１である。
Ｌａｂ値においては、Ｌ＊は実質的に色合いを持たない明度だけを表す指標であり、ａ＊、ｂ＊の値が色合いを示す値である。
すなわち、図１０、図１１の比較により塗膜Ｃと塗膜Ｄとは、粒子領域２１におけるａ＊，ｂ＊が異なっていることから、人が見たときの色付き度合いが異なると考えられる。
【００５１】
例えば、図１１に示した塗膜Ｄは、図１０に示す塗膜Ｃよりもａ＊，ｂ＊のそれぞれのばらつきが小さいことがわかる。すなわち、塗膜Ｄに含まれている光輝材の方が干渉性が弱いと考えられる。
このように、ステップＳ２０１においてプロットした図１０、図１１からは、塗膜に用いた光輝材の色付き度合いを評価することができる。さらに、かかる色付き度合いから、光輝材の干渉性の高低、種類等の判別を行うことが可能となる。
【００５２】
具体的には、ステップＳ２０１で算出されたａ＊，ｂ＊の組合わせから、ａ＊，ｂ＊の標準偏差をそれぞれ算出し、合計する。
粒子特性評価部２０は、かかる標準偏差を、ａ＊，ｂ＊のばらつき具合、すなわち色付き度合いの強弱を示す評価値として用いる。例えば、図１０に示した塗膜Ｃの評価値は２６．４６、図１１に示した塗膜Ｄの評価値は１６．３７であった。
かかる構成によれば、粒子特性評価部２０がａ＊，ｂ＊の標準偏差から塗膜に含まれる光輝材の色付き度合いを評価することができる。
【００５３】
さて、塗装面の色合いは、実際には人間の目に見える色合いの違いに合わせて適宜評価されることが好ましい。しかしながら、人間の目には、色への感度が飽和してしまうために非常に明るい光は色味を感じにくくなる傾向が知られている。
しかしながら、Ｌａｂ値においては、高いＬ値を示す画素も、低いＬ値を示す画素も、区別せずＳ２０１に示したａ＊，ｂ＊のプロットに含まれている。
そこで、本実施形態においては、領域判定部３０が粒子領域２１を更に分割し、特定の高輝度閾値Ｌ＊ｈｉｇｈ＝１００を超える画素については、高輝度領域としてａ＊，ｂ＊の算出部分から排除するとしても良い。
かかる構成によれば、領域判定部３０は、色度情報から粒子領域２１のうち、不要な部分の画素を除外するための除外閾値を算出する除外手段としての機能を有し、高輝度閾値Ｌ＊ｈｉｇｈが除外閾値に該当する。
【００５４】
このように、領域判定部３０は、人の目に合わせて評価値の算出に用いられる画素の取捨選択を行うことで、粒子特性評価部２０に与えられる評価値に含まれる色度情報を制限する。
なお、上述した実施形態においては、ａ＊，ｂ＊についてのみ述べたが、彩度であるｃ＊や、色相であるｈを用いても良い。
【００５５】
上述した２つの実施形態においては、簡単のため、ＲＧＢ画像からＬａｂデータへと変換する構成について述べたが、かかる構成に限定されるものではなく、例えばＲＧＢ画像の各画素を用いて評価するとしても、３刺激値ＸＹＺを用いて評価することとしても良い。
例えば、明度Ｌ＊に変わる指標として、ＲＧＢの各成分を用いる場合には、人の目に最も認識されやすいため、Ｇ成分を用いることが望ましいと考えられる。
【００５６】
しかしながら、このようにＲＧＢ画像のＲ、Ｇ、Ｂ、それぞれの値を用いて評価値を算出するためには、明度Ｌ＊を用いる場合と比べて、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの値が色味を有していることを考慮する必要がある。
例えば領域判定部３０がＧの値を用いてベース領域２２と粒子領域２１とを分離する場合には、ステップＳ１１０、Ｓ１１１における評価値は、Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの値を用いて算出されることが望ましい。あるいは、ステップＳ１０８において抽出されるベース領域２２の画像のＲＧＢ成分の平均値を、粒子領域２１の各画素から除くようにすることでオフセットする等の方法を取っても良い。
このように、粒子領域２１とベース領域２２との分離に明度Ｌ＊以外の指標を用いた場合には、色度変換部１０が不要となる利点もあるが、評価の上での各値の指標化が難しくなる。従って領域判定部３０は、明度Ｌ＊を塗装面の領域の判別に用いることが最も好ましい。
【００５７】
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【００５８】
例えば、本実施形態では、計測システムが撮像装置を有し、ＲＧＢ画像が当該撮像装置によって撮影される場合について述べたが、２次元反射光量分布がわかるような画像が、計測システムの外部から送信されるとしても良い。
また、本実施形態では、１つの２次元反射光量分布から粒子性評価を行う場合について述べたが、複数の２次元反射光量分布を用いるものであっても良い。
【００５９】
また本実施形態では、計測システム２００としての実施形態について示したが、例えばかかる評価方法は、上述した各手段を実行するプログラムあるいは当該プログラムが記憶された各種記憶媒体によって実行されるとしても良い。
【００６０】
本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６１】
１０          色度変換手段（色度変換部）
２０          評価手段（粒子性評価部）
３０          判定手段（領域判定部）
１００        評価装置
２００        計測装置（計測システム）
２０１        ホルダ
２０２        照明部（光源）
２０３        撮像装置（カメラ装置）
Ｌ      照明（照射光）
Ｌ’    反射光
Ｐ、Ｑ      被対象物（サンプル）
Ｓ１０６      取得ステップ
Ｓ１０８      判定ステップ
Ｓ１１０、Ｓ１１１    評価ステップ
ＸＹＺ          ３刺激値（色度情報）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６２】
【特許文献１】特開２０１８−００９９８８号公報
【特許文献２】特開２００４−１２５７１８号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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