(57)【要約】  本技術は、正確な測定光補正を行うことができるようにする検査装置、検査方法、及び、プログラムに関する。検査装置は、検査対象物に応じた特性を有する基準反射板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた基準反射板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出し、算出された補正ゲインに基づいて、測定光源下でのセンシングにより得られた検査対象物の測定スペクトル情報を補正する。本技術は、例えば、正規化植生指数(NDVI)等の植生指数を測定する植生検査装置に適用することができる。
2017010258.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する補正部と
を備える検査装置。
【請求項２】
前記基準スペクトル情報は、基準スペクトル比率であり、
前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報は、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率であり、
前記検査対象物の測定スペクトル情報は、前記検査対象物の測定スペクトル比率である
請求項１に記載の検査装置。
【請求項３】
前記基準反射板は、特性の異なる複数の前記検査対象物の分光反射率に応じた特性を有するとともに、前記基準スペクトル比率、前記基準反射板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率の対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに乗じられる調整ゲインを変更した特性を有している
請求項２に記載の検査装置。
【請求項４】
前記調整ゲインは、対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに、その波長帯域内の分光反射率における平均反射率と、最小反射率又は最大反射率との比から求められる
請求項３に記載の検査装置。
【請求項５】
補正された前記検査対象物の測定スペクトル比率に基づいて、前記検査対象物の検査指標を算出する検査指標算出部をさらに備える
請求項２に記載の検査装置。
【請求項６】
前記補正ゲイン算出部は、前記基準反射板又は前記基準透過板の基準スペクトル比率を、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率で除算することで、前記補正ゲインを算出し、
前記補正部は、前記検査対象物の測定スペクトル比率と、前記補正ゲインとを乗算することで、前記検査対象物の測定スペクトル比率を補正する
請求項５に記載の検査装置。
【請求項７】
前記基準反射板と前記基準透過板のうち、前記基準反射板が用いられる場合に、前記測定光源下において、前記検査対象物と前記基準反射板とをセンシングするセンサ部をさらに備える
請求項１に記載の検査装置。
【請求項８】
前記基準反射板は、空間的にモザイク状に配置された２枚以上の反射板を含む
請求項１に記載の検査装置。
【請求項９】
前記検査対象物は、植物であり、
前記基準スペクトル比率、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率は、Ｒ(赤)成分の値とＩＲ(赤外)成分の値との比率であり、
前記検査指標は、正規化植生指数(NDVI：Normalized Difference Vegetation Index)である
請求項２に記載の検査装置。
【請求項１０】
あらかじめ算出された前記基準スペクトル比率を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正ゲイン算出部は、前記記憶部から読み出された前記基準スペクトル比率に基づいて、前記補正ゲインを算出する
請求項２に記載の検査装置。
【請求項１１】
前記センサ部は、前記検査対象物と前記基準反射板を同時にセンシングする
請求項７に記載の検査装置。
【請求項１２】
前記基準反射板は、前記センサ部を有するカメラの画角内に存在するように、所定の位置に取り付けられる
請求項１１に記載の検査装置。
【請求項１３】
前記基準透過板は、特性の異なる複数の前記検査対象物の分光透過率に応じた特性を有するとともに、前記基準スペクトル比率、前記基準透過板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率の対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに乗じられる調整ゲインを変更した特性を有している
請求項２に記載の検査装置。
【請求項１４】
前記調整ゲインは、対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに、その波長帯域内の分光透過率における平均透過率と、最小透過率又は最大透過率との比から求められる
請求項１３に記載の検査装置。
【請求項１５】
前記基準反射板と前記基準透過板のうち、前記基準透過板が用いられる場合に、前記測定光源下において、前記検査対象物をセンシングする第１のセンサ部と、前記基準透過板をセンシングする第２のセンサ部とをさらに備える
請求項１に記載の検査装置。
【請求項１６】
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出し、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する
ステップを含む検査方法。
【請求項１７】
コンピュータを、
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する補正部と
して機能させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、検査装置、検査方法、及び、プログラムに関し、特に、正確な測定光補正を行うことができるようにした検査装置、検査方法、及び、プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、植物等の検査対象物の検査指標の測定を行うに際して、その測定時の測定光源の変化を補正するために、基準反射板を用いることが知られている(例えば、特許文献１参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１０１７６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術であると、検査対象物の検査指標の測定時に、測定光源が変化することで、正確な測定光補正を行うことができない場合がある。そのため、検査対象物の検査指標の測定時に、測定光源が変化しても、正確な測定光補正を行うことが望まれる。【０００５】
本技術はこのような状況に鑑みてなされたものであり、検査対象物の検査指標の測定時における光源依存性を除去して、正確な測定光補正を行うことができるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本技術の一側面の検査装置は、検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する補正部とを備える検査装置である。【０００７】
本技術の一側面の検査装置は、独立した装置であってもよいし、１つの装置を構成している内部ブロックであってもよい。また、本技術の一側面の検査方法又はプログラムは、上述した本技術の一側面の検査装置に対応する検査方法又はプログラムである。【０００８】
本技術の一側面の検査装置、検査方法、及び、プログラムにおいては、検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインが算出され、算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報が補正される。
【発明の効果】
【０００９】
本技術の一側面によれば、正確な測定光補正を行うことができる。【００１０】
なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本技術を適用した植生検査装置の構成例を示す図である。
【図２】検査対象物の分光反射率特性を示す図である。
【図３】基準反射板の分光反射率特性を示す図である。
【図４】センサの分光感度特性を示す図である。
【図５】基準反射板の分光反射率がフラットな場合の測定光補正における各分光特性を示す図である。
【図６】基準反射板の分光反射率が検査対象物に近い場合の測定光補正における各分光特性を示す図である。
【図７】分光反射率設計装置の構成例を示す図である。
【図８】分光反射率の第１の設計処理を説明するフローチャートである。
【図９】分光反射率の第２の設計処理を説明するフローチャートである。
【図１０】植生の異なる植物の分光反射率の測定を説明する図である。
【図１１】平均分光反射率の算出を説明する図である。
【図１２】Rch/IRchの分光感度帯域内の分光反射率の調整を説明する図である。
【図１３】最小反射率を用いた場合の目標分光反射率の決定を説明する図である。
【図１４】分光反射率の第３の設計処理を説明するフローチャートである。
【図１５】植生の異なる植物の分光反射率の測定を説明する図である。
【図１６】平均分光反射率の算出を説明する図である。
【図１７】Rch/IRchの分光感度帯域内の分光反射率の調整を説明する図である。
【図１８】最大反射率を用いた場合の目標分光反射率の決定を説明する図である。
【図１９】基準反射板の測定時における植生検査装置の機能的構成を示す図である。
【図２０】基準光源下における基準反射板の測定処理を説明するフローチャートである。
【図２１】想定される光源の例を示す図である。
【図２２】検査指標の測定時における植生検査装置の第１の機能的構成を示す図である。
【図２３】検査指標の第１の測定処理を説明するフローチャートである。
【図２４】検査指標の測定時における植生検査装置の第２の機能的構成を示す図である。
【図２５】検査指標の第２の測定処理を説明するフローチャートである。
【図２６】３種類の基準反射板の分光反射率特性を示す図である。
【図２７】理想的な基準反射板を用いた場合のNDVI値を示す図である。
【図２８】高性能な基準反射板を用いた場合のNDVI値を示す図である。
【図２９】他の基準反射板を用いた場合のNDVI値を示す図である。
【図３０】２枚の反射板をモザイク状に配した基準反射板を示す図である。
【図３１】２枚の反射板がモザイク状に配された基準反射板の合成反射率特性を示す図である。
【図３２】カメラの前方に基準反射板を取り付けた場合の例を示す図である。
【図３３】植生検査装置の構成例を示す図である。
【図３４】植生検査システムの第１の構成例を示す図である。
【図３５】植生検査システムの第２の構成例を示す図である。
【図３６】植生検査システムの第３の構成例を示す図である。
【図３７】測定装置の具体例を示す図である。
【図３８】単眼の構成を採用した場合の植生検査装置の外観の構成例を示す斜視図である。
【図３９】単眼の構成を採用した場合の植生検査装置の構成例を示す図である。
【図４０】複眼の構成を採用した場合の植生検査装置の外観の構成例を示す斜視図である。
【図４１】複眼の構成を採用した場合の植生検査装置の構成例を示す図である。
【図４２】コンピュータの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら本技術の実施の形態について説明する。なお、説明は以下の順序で行うものとする。
【００１３】
１．システムの構成
２．本技術の基準反射板を用いた検査の原理
３．基準反射板の設計
４．検査対象物の検査
（１）基準光源での基準反射板の測定
（２）測定光源での検査対象物の検査指標の測定
５．変形例
６．コンピュータの構成
【００１４】
＜１．システムの構成＞
【００１５】
（植生検査装置の構成）
図１は、本技術を適用した植生検査装置１０の構成例を示す図である。なお、図１の説明では、図２乃至図４のグラフを適宜参照しながら説明する。
【００１６】
図１の植生検査装置１０は、植物等の検査対象物５０をセンシングして、その検査指標の測定を行うための装置である。ここで、センシングとは、対象物を測定することを意味する。また、センシングには、対象物(被写体)を撮像することを含み、可視光外の波長の光をセンシングする場合についても、撮像に含まれるものとする。
【００１７】
図１において、植生検査装置１０は、基準反射板１０１、レンズ１０２、センサ１０３、露出制御部１０４、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６から構成される。ただし、基準反射板１０１は、植生検査装置１０により、検査対象物５０と同時に又は単独で測定(センシング)可能な所定の位置に設置される。なお、図１において、露出制御部１０４、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６などは、回路を含んで構成されるようにしてもよい。
【００１８】
図１では、検査対象物５０として、植物を対象としており、その検査指標として、植生指数が算出される場合を説明する。植生指数は、植生の分布状況や活性度を示す指標である。以下の説明では、植生指数として、正規化植生指数(NDVI：Normalized Difference Vegetation Index)を説明する。
【００１９】
また、以下の説明においては、スペクトル比率とは、対象物からの光を分光して得られるスペクトルの関係を表した値である。ここで、正規化植生指数(NDVI値)を求める場合には、分光スペクトルとして、Ｒ(赤)成分の値とＩＲ(赤外)成分の値が必要になるので、スペクトル比率は、Ｒ成分とＩＲ成分との関係を表した値とされる。
【００２０】
この場合のスペクトル比率としては、例えば、R/IRを計算した値のほか、IR/Rを計算した値や、RとIRの値をそれぞれ独立して保持するなど、RとIRとの比率を表したもの、又はRとIRとの比率を求めることが可能なものであれば、どのような形式のデータであってもよい。以下の説明では、スペクトル比率として、R/IRを計算した値(以下、「R/IR比率」とも記述する)が用いられる場合を一例に説明する。
【００２１】
また、以下の説明においては、ある特定の光源下での基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR比率)を求めるための測定時における対象物を照射する光源を、基準光源Ｌ０と称する一方で、様々な光源下での検査対象物５０の検査指標の測定時における対象物を照射する光源を、測定光源Ｌ１と称して区別する。
【００２２】
測定光源Ｌ１下において、検査対象物５０からの反射光は、レンズ１０２を介してセンサ１０３に入射される。
【００２３】
図２は、検査対象物５０としての植物の分光反射率特性を示す図である。図２においては、横軸は波長(nm)を表し、縦軸は反射率を表している。また、植物Ａ、植物Ｂ、及び、植物Ｃは、同じ種別の植物(例えば芝)であって、その植物の量や活力を表す植生が異なっている。図２に示すように、植生の異なる植物ごとに、分光反射率特性が異なっている。
【００２４】
また、測定光源Ｌ１下において、基準反射板１０１からの反射光は、レンズ１０２を介してセンサ１０３に入射される。ここで、基準反射板１０１は、検査対象物５０の分光反射率に応じた特性(検査対象物５０の分光反射率に等しい又はそれ近い特性)を有するように作成されている。
【００２５】
図３は、基準反射板１０１の分光反射率特性を示す図である。図３において、横軸は波長(nm)を表し、縦軸は反射率を表している。図３に示すように、基準反射板１０１は、図２に示した植物の分光反射率特性に応じた分光反射率特性を有している。なお、この基準反射板１０１の設計方法の詳細な内容については、図７乃至図１８を参照して後述する。
【００２６】
センサ１０３は、例えば、所定の波長帯域の光を透過する複数の光学フィルタを有する分光器と、複数の画素が行列状にセンサ面に配列されたセンシング素子から構成され、分光センシング機能を有している。センサ１０３は、レンズ１０２を介して入射される、対象物(検査対象物５０と基準反射板１０１)からの光(反射光)を、分光器により分光して、センシング素子によりそのセンサ面に照射される光を検出することで、それぞれの分光成分の明るさに応じた測定信号(測定値)を出力する。
【００２７】
図示するように、センサ１０３の分光器では、例えば、縦×横が２×４となる８画素を１セットとし、その１セットを構成する各画素に対応して、それぞれ異なる波長帯域の光を透過する８種類の光学フィルタが配置される。すなわち、１セットの８画素に対応して、波長の短い方から順に、第１の青色光Ｂ１を透過する光学フィルタ、第２の青色光Ｂ２を透過する光学フィルタ、第１の緑色光Ｇ１を透過する光学フィルタ、第２の緑色光Ｇ２を透過する光学フィルタ、第１の赤色光Ｒ１を透過する光学フィルタ、第２の赤色光Ｒ２を透過する光学フィルタ、第１の赤外光ＩＲ１を透過する光学フィルタ、及び、第２の赤外光ＩＲ２を透過する光学フィルタが配置される。
【００２８】
そして、分光器は、このような８画素の光学フィルタを１セットとして、ｎセット(ｎは１以上の自然数)の光学フィルタが、センシング素子のセンサ面の全面に連続的に配置されて構成されている。なお、光学フィルタのセットは、８画素を１セットとした構成に限定されることなく、例えば、４画素を１セットとした構成などの他の形態を採用することができる。
【００２９】
ここで、植生指数として、正規化植生指数(NDVI値)を測定する場合には、Ｒ(赤)成分とＩＲ(赤外)成分の測定値が必要になるので、センサ１０３は、対象物からの光(反射光)に応じて、Ｒ成分の値(Ｒチャネル(Rch)値)とＩＲ成分の値(ＩＲチャネル(IRch)値)を測定(センシング)し、露出制御部１０４及び補正処理部１０５に供給することになる。
【００３０】
なお、Ｒ成分の値(Ｒチャネル値)とは、例えば、第１の赤色光Ｒ１を透過する光学フィルタに対応する測定値、又は第２の赤色光Ｒ２を透過する光学フィルタに対応する測定値である。また、ＩＲ成分の値(ＩＲチャネル値)とは、例えば、第１の赤外光ＩＲ１を透過する光学フィルタに対応する測定値、又は第２の赤外光ＩＲ２を透過する光学フィルタに対応する測定値である。
【００３１】
図４は、センサ１０３の分光感度特性を示す図である。図４において、横軸は波長(nm)を表し、縦軸は分光感度を表している。ここで、検査対象物５０が植物の場合には、その分光反射率特性は、可視領域での反射が小さくなり、近赤外領域での反射が大きくなることが知られている。これは、植物の光合成と関係しており、光合成に有効である可視領域の波長が吸収されることで、可視領域からの反射が小さくなる一方で、近赤外領域では、反射が相対的に大きくなるからである。センサ１０３は、このような植物の分光反射特性に対応するために、図４に示した分光感度特性を有している。
【００３２】
なお、センサ１０３としては、対象物を面で捉えるエリアセンサのほか、対象物を線で捉えるラインセンサを用いることができる。また、センシング素子に、Ｒ成分の画素とＩＲ成分の画素が１画素ずつしか配置されていない場合でも、センサ又は測定対象物を移動させるための機構を設けることで、対象物をスキャンすることができる。
【００３３】
露出制御部１０４は、センサ１０３において、信号電荷が飽和せずにダイナミックレンジ内に入っている状態で測定(センシング)が行われるように、レンズ１０２等の光学系のシャッタ速度やアイリス(絞り)による開口量、又はセンサ１０３の電子シャッタのシャッタ速度などを制御することで、露出制御を行う。
【００３４】
補正処理部１０５は、センサ１０３から供給されるＲチャネル値とＩＲチャネル値に基づいて、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値とのスペクトル比率(R/IR比率)を補正する補正処理を行い、その補正後のスペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を、検査指標算出部１０６に供給する。
【００３５】
この補正処理では、基準反射板１０１の基準光源Ｌ０下における基準スペクトル比率(R/IR比率)と、測定光源Ｌ１下での測定(センシング)により得られた基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)に基づいて、スペクトル比率(R/IR比率)の補正ゲインが算出され、この補正ゲインを用いて、測定光源Ｌ１下での測定(センシング)により得られた検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)が補正される。
【００３６】
検査指標算出部１０６は、補正処理部１０５から供給される補正後の検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、植生指数を算出して出力する。ここでは、下記の式(１)を演算することで、植生指数として、(補正済みの)NDVI値を求めることができる。
【００３７】
NDVI = (IR - R) / (IR + R) = (1- R/IR) / (1 + R/IR)       ・・・(１)
【００３８】
ただし、式(１)において、IRは、近赤外領域の反射率を表し、Rは、可視領域赤の反射率を表している。なお、この正規化植生指数(NDVI値)を算出するなどの、検査対象物５０の検査方法の詳細な内容については、図１９乃至図２９を参照して後述する。
【００３９】
植生検査装置１０は、以上のように構成される。図１の植生検査装置１０においては、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR=A)を求めておくことで、その後の測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標の測定の際には、基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR=A)と、測定光源Ｌ１での基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)から求められる補正ゲインを用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)が補正される。
【００４０】
例えば、図１の植生検査装置１０において、測定光源Ｌ１での検査対象物５０(特定の植物)のNDVI値として、0.6が測定された場合、0.6であるNDVI値は、基準光源Ｌ０での検査対象物５０のNDVI値に相当するものであって、晴れや曇り、雨などの天候の変化によって光源が変化した場合でも、光源依存性が除去されているため、同一の検査対象物５０(特定の植物)であれば、そのNDVI値として、0.6が測定されることになる。また、別の異なる植生の検査対象物５０について、測定光源Ｌ１でのNDVI値として、例えば、0.3又は0.4などの値が測定された場合も同様であり、これらの値は基準光源Ｌ０での同検査対象物５０のNDVI値に相当するものであって、光源依存性が除去された値として測定される。一方で、仮に、植生検査装置１０とは異なり、光源依存性が除去されていない場合には、例えば、晴れや曇りなどの天候の変化によって光源が変化すると、同一の検査対象物(植物)であっても、NDVI値が異なる値として測定される。
【００４１】
＜２．本技術の基準反射板を用いた検査の原理＞
【００４２】
ここでは、図５及び図６を参照して、光源及び対象物(検査対象物５０と基準反射板１０１)の分光特性が、センサ１０３の出力値、スペクトル比率(R/IR比率)、及び、測定光補正に対して、どのように作用するかを示すことで、植生検査装置１０で行われる検査の原理について説明する。
【００４３】
なお、ここでは、比較のため、図５を参照して、分光反射率特性がフラットな基準反射板(以下、「フラット基準反射板１０１Ｆ」ともいう)を用いた場合を説明してから、図６を参照して、分光反射率特性が検査対象物５０の分光反射率特性と等しい又は近い基準反射板１０１(図１)を用いた場合について説明する。
【００４４】
（基準反射板の分光反射率がフラットな場合）
図５は、基準反射板として、分光反射率がフラットな基準反射板１０１Ｆを用いた場合を説明する図である。なお、図５において、各グラフの横軸は波長を表し、縦軸は強度を表している。
【００４５】
図５のＡのセンサ分光感度特性Ｓ(λ)の基準光源Ｌ０と測定光源Ｌ１の各グラフにおいて、左側の波形はＲチャネルの分光感度特性を表し、右側の波形はＩＲチャネルの分光感度特性を表している。なお、図５のＡの縦軸の強度は、センサ１０３が測定する光強度を表している。
【００４６】
図５のＢの光源分光特性Ｉ(λ)において、基準光源Ｌ０のグラフは、その分光特性がフラットな場合を表し、測定光源Ｌ１のグラフは、その分光特性が、波長が長いほど強度が大きい特性であることを表している。なお、図５のＢの縦軸の強度は、各光源が放射する光強度を表している。
【００４７】
図５のＣの測定系総合分光特性は、Ｓ(λ)×Ｉ(λ)、すなわち、図５のＡのセンサ分光感度特性Ｓ(λ)と、図５のＢの光源分光特性Ｉ(λ)とを乗じた分光特性を表している。これは、それぞれの光源下における、光源の特性とセンサの特性の双方の特性を考慮した測定系の総合的な分光特性を表している。なお、図５のＣの縦軸の強度は、図５のＡの光強度と、図５のＢの光強度とを乗じて得られる強度を表している。
【００４８】
以下の説明では、基準反射板１０１Ｆや検査対象物５０などの対象物の測定(センシング)を想定し、センサ１０３の出力値であるＲチャネル値とＩＲチャネル値を用いながら、説明を進めるものとする。ここでは、センサ１０３の出力値は、測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と、それぞれの対象物(基準反射板１０１Ｆと検査対象物５０)の分光反射率特性であるO_Ref(λ)又はO_ISP(λ)を乗じて、それらを波長軸にて積分した値に比例している。
【００４９】
まず、基準光源Ｌ０下での基準反射板１０１Ｆの測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、測定光源Ｌ１下での基準反射板１０１Ｆの測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、測定光補正で用いられる補正ゲインの算出とを、図５のＤ及び図５のＥを参照しながら説明する。
【００５０】
図５のＤは、基準反射板１０１Ｆの分光反射率特性O_Ref(λ)を表しており、その値は、フラットとなっている。また、図５のＥの基準反射板系総合分光特性は、図５のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と、図５のＤの基準反射板１０１Ｆの分光反射率特性O_Ref(λ)とを乗じて得られる特性を表している。そして、この特性を波長軸にて積分した値(図５のＥの光強度を表す実線と波長軸とで囲まれる部分の面積)に、センサ１０３の出力値は比例することになる。なお、図５のＤの縦軸の強度は、基準反射板１０１Ｆが反射する光の強度を表している。また、図５のＥの縦軸の強度は、図５のＣの光強度と、図５のＤの光強度とを乗じて得られる強度を表している。
【００５１】
ここで、基準反射板１０１Ｆの測定時の基準光源Ｌ０下における、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_Ref_L0_R = 1.0と、D_Ref_L0_IR = 1.0とする。この場合に、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１Ｆのスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(２)により算出される。
【００５２】
R_Ref_L0 = D_Ref_L0_R / D_Ref_L0_IR = 1.0 / 1.0 = 1.0       ・・・(２)
【００５３】
また、検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定における、別の光源下では、基準反射板１０１Ｆのスペクトル比率(R/IR比率)を、式(２)の値に補正するための補正ゲインを算出する。ここで、測定光源Ｌ１下では、基準反射板１０１Ｆの測定時のＲチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_Ref_L1_R = 0.25と、D_Ref_L1_IR = 1.0とする。この場合、測定光源Ｌ１下における基準反射板１０１Ｆのスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(３)により算出される。
【００５４】
R_Ref_L1 = D_Ref_L1_R / D_Ref_L1_IR = 0.25 / 1.0 = 0.25       ・・・(３)
【００５５】
よって、光源変化による補正ゲインは、下記の式(４)により算出される。
【００５６】
G_Ref_L1 = R_Ref_L0 / R_Ref_L1 = 1.0 / 0.25 = 4.0       ・・・(４)
【００５７】
なお、測定光源Ｌ１が、基準光源Ｌ０と一致する場合には、補正ゲインは、下記の式(５)により算出される。すなわち、この場合、下記の式(５)に示すように、非補正の場合と等価とされる。
【００５８】
G_Ref_L0 = R_Ref_L0 / R_Ref_L0 = 1.0 / 1.0 = 1.0       ・・・(５)
【００５９】
次に、それぞれの光源下における、検査対象物５０の測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、式(４)により求めた補正ゲインを用いた測定光補正とを、図５のＦ及び図５のＧを参照しながら説明する。
【００６０】
図５のＦは、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)の一例を表しており、その値は、フラットとはならない。また、図５のＧの検査対象物系総合分光特性は、図５のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と、図５のＦの検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)とを乗じて得られる特性を表している。そして、この特性を波長軸にて積分した値(図５のＧの光強度を表す実線と波長軸とで囲まれる部分の面積)に、センサ１０３の出力値は比例することになる。なお、図５のＦの縦軸の強度は、検査対象物５０が反射する光の強度を表している。また、図５のＧの強度は、図５のＣの光強度と、図５のＦの光強度とを乗じて得られる強度を表している。
【００６１】
ここで、検査対象物５０の測定時の基準光源Ｌ０下における、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_ISP_L0_R = 0.25と、D_ISP_L0_IR = 1.0とする。この場合に、基準光源Ｌ０下における検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(６)により算出される。
【００６２】
R_ISP_L0 = D_ISP_L0_R / D_ISP_L0_IR = 0.25 / 1.0 = 0.25       ・・・(６)
【００６３】
そして、この式(６)により求められるスペクトル比率(R/IR比率)に対する測定光補正は、式(５)により求められる補正ゲインを用いて、下記の式(７)により表され、不変とされる。
【００６４】
R_ISP_L0_comp = R_ISP_L0 × G_Ref_L0 = 0.25 × 1.0 = 0.25       ・・・(７)
【００６５】
一方で、測定光源Ｌ１下での検査対象物５０の測定時のＲチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_ISP_L1_R = 0.05と、D_ISP_L1_IR = 1.0とする。この場合に、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(８)により算出される。
【００６６】
R_ISP_L1 = D_ISP_L1_R / D_ISP_L1_IR = 0.05 / 1.0 = 0.05       ・・・(８)
【００６７】
そして、この式(８)により求められるスペクトル比率(R/IR比率)に対する測定光補正は、式(４)により求められる補正ゲインを用いて、下記の式(９)により表される。
【００６８】
R_ISP_L1_comp = R_ISP_L1 × G_Ref_L1 = 0.05 × 4.0 = 0.2       ・・・(９)
【００６９】
以上のようにして測定光補正が行われるが、検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)に対する、測定光補正における補正精度の観点で見ると、測定光源Ｌ１下での測定値(R_ISP_L1 = 0.05)は、基準光源Ｌ０下での測定値(R_ISP_L0 = 0.25)に対して、大きく異なっているが、式(９)を適用した測定光補正により、より近い値(R_ISP_L1_comp = 0.2)に補正されている。しかしながら、測定光補正を行ったとしても、依然として誤差が伴っている。
【００７０】
その理由であるが、図５のＧの分光特性に対するセンサ１０３の出力値に対応するスペクトル比率(R/IR比率)への補正ゲインを、図５のＥの分光特性に対するセンサ１０３の出力値に対応するスペクトル比率(R/IR比率)から求めているが、図５のＧと図５のＥとの間には、対象物の分光反射率の成分(O_Ref(λ)とO_ISP(λ))に大きな差異が存在することから、適用された補正ゲインが、検査対象物５０に対して精度のよい補正ゲインとなっていないことに起因している。
【００７１】
（基準反射板の分光反射特性が検査対象物と等しい又は近い場合）
図６は、基準反射板として、分光反射率が検査対象物５０の分光反射特性と等しい又は近い基準反射板１０１(図１)を用いた場合を説明する図である。なお、図６において、各グラフの軸は、図５のグラフの軸と同様とされる。
【００７２】
図６のＡのセンサ分光感度特性Ｓ(λ)、図６のＢの光源分光特性Ｉ(λ)、及び、図６のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)は、図５のＡのセンサ分光感度特性Ｓ(λ)、図５のＢの光源分光特性Ｉ(λ)、及び、図５のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と同様であるため、その説明は省略する。
【００７３】
まず、基準光源Ｌ０下での基準反射板１０１の測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、測定光源Ｌ１下での基準反射板１０１の測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、測定光補正で用いられる補正ゲインの算出とを、図６のＤ及び図６のＥを参照しながら説明する。
【００７４】
図６のＤは、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)を表している。ここでは、特性に変動のある検査対象物５０の代表的な特性であるとする。例えば、検査対象物５０が植物である場合に、その植生が特性として変動することになる。また、代表的な特性としては、例えば平均値などを採用することができる。また、図６のＥの基準反射板系総合分光特性は、図６のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と、図６のＤの基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)とを乗じて得られる特性を表している。
【００７５】
ここで、基準反射板１０１の測定時の基準光源Ｌ０下における、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_Ref_L0_R = 0.25と、D_Ref_L0_IR = 1.0とする。この場合に、基準反射板１０１に対する、基準光源Ｌ０下でのスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(１０)により算出される。
【００７６】
R_Ref_L0 = D_Ref_L0_R / D_Ref_L0_IR = 0.25 / 1.0 = 0.25       ・・・(１０)
【００７７】
また、検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定における、別の光源下では、基準反射板１０１のスペクトル比率(R/IR比率)を、式(１０)の値に補正するための補正ゲインを算出する。ここで、測定光源Ｌ１下では、基準反射板１０１の測定時のＲチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_Ref_L1_R = 0.05と、D_Ref_L1_IR = 1.0とする。この場合、測定光源Ｌ１下における基準反射板１０１の比率R/IRは、下記の式(１１)により算出される。
【００７８】
R_Ref_L1 = D_Ref_L1_R / D_Ref_L1_IR = 0.05 / 1.0 = 0.05       ・・・(１１)
【００７９】
よって、光源変化による補正ゲインは、下記の式(１２)により算出される。
【００８０】
G_Ref_L1 = R_Ref_L0 / R_Ref_L1 = 0.25 / 0.05 = 5.0       ・・・(１２)
【００８１】
なお、測定光源Ｌ１が、基準光源Ｌ０と一致する場合には、補正ゲインは、下記の式(１３)により算出される。すなわち、この場合、下記の式(１３)に示すように、非補正の場合と等価とされる。
【００８２】
G_Ref_L0 = R_Ref_L0 / R_Ref_L0 = 0.25 / 0.25 = 1.0       ・・・(１３)
【００８３】
次に、それぞれの光源下における、検査対象物５０の測定(センシング)によるスペクトル比率(R/IR比率)の測定と、式(１２)により求めた補正ゲインを用いた測定光補正とを、図６のＦ及び図６のＧを参照しながら説明する。
【００８４】
図６のＦは、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)の一例を表しており、その値は、フラットとはならない。なお、ここでは、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)は、特性に変動がある検査対象物５０(例えば、植物の植生など)の代表的な特性(例えば平均値など)に一致するように、基準反射板１０１を作成しているため、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)と、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)とは、必ずしも一致するものではない。ただし、ここでは、最も効果的な例として、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)と、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)とが一致している場合について説明する。
【００８５】
図６のＧの検査対象物系総合分光特性は、図６のＣの測定系総合分光特性Ｓ(λ)×Ｉ(λ)と、図６のＦの検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)とを乗じて得られる特性を表している。
【００８６】
ここで、検査対象物５０の測定時の基準光源Ｌ０下における、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_ISP_L0_R = 0.25と、D_ISP_L0_IR = 1.0とする。この場合に、基準光源Ｌ０下における検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(１４)により算出される。
【００８７】
R_ISP_L0 = D_ISP_L0_R / D_ISP_L0_IR = 0.25 / 1.0 = 0.25       ・・・(１４)
【００８８】
そして、この式(１４)により求められるスペクトル比率(R/IR比率)に対する測定光補正は、式(１３)により求められる補正ゲインを用いて、下記の式(１５)により表され、不変とされる。
【００８９】
R_ISP_L0_comp = R_ISP_L0 × G_Ref_L0 = 0.25 × 1.0 = 0.25       ・・・(１５)
【００９０】
一方で、測定光源Ｌ１下での検査対象物５０の測定時のＲチャネル値とＩＲチャネル値を、それぞれ、D_ISP_L1_R = 0.05と、D_ISP_L1_IR = 1.0とする。この場合に、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)は、下記の式(１６)により算出される。
【００９１】
R_ISP_L1 = D_ISP_L1_R / D_ISP_L1_IR = 0.05 / 1.0 = 0.05       ・・・(１６)
【００９２】
そして、この式(１６)により求められるスペクトル比率(R/IR比率)に対する測定光補正は、式(１２)により求められる補正ゲインを用いて、下記の式(１７)により表される。
【００９３】
R_ISP_L1_comp = R_ISP_L1 × G_Ref_L1 = 0.05 × 5.0 = 0.25       ・・・(１７)
【００９４】
以上のようにして測定光補正が行われるが、検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)に対する、測定光補正における補正精度の観点で見ると、測定光源Ｌ１下での測定値(R_ISP_L1 = 0.05)は、基準光源Ｌ０下の測定値(R_ISP_L0 = 0.25)に対して、大きく異なっているが、式(１７)を適用した測定光補正により、同一の値(R_ISP_L1_comp = 0.25)に補正されている。
【００９５】
その理由であるが、図６のＧの分光特性に対するセンサ１０３の出力に対応するスペクトル比率(R/IR比率)への補正ゲインを、図６のＥの分光特性に対するセンサ１０３の出力に対応するスペクトル比率(R/IR比率)から求めているが、図６のＧと図６のＥにおける、対象物の分光反射率の成分(O_Ref(λ)とO_ISP(λ))が、同じ特性であることから、適用された補正ゲインが、検査対象物５０に対して補正誤差を発生しない補正ゲインとなり得ていることに起因している。
【００９６】
なお、図６においては、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)と、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)が等しい場合を説明したが、図６のように分光反射率特性が完全に等しくない場合でも、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)として、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)と相関のないものや低いものではなく、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)と相関の高い代表的な特性を用いることで、測定光補正の誤差を最小限にすることができる。ここで、相関の高い又は低いを判定するための手法としては、例えば、基準反射板１０１の分光反射率特性O_Ref(λ)と、検査対象物５０の分光反射率特性O_ISP(λ)との間の、各波長における差分絶対値を、波長軸にて積分した値の大小関係を用いることができる。
【００９７】
＜３．基準反射板の設計＞
【００９８】
次に、植生検査装置１０(図１)により用いられる基準反射板１０１の設計方法について説明する。
【００９９】
（分光反射率設計装置の構成）
図７は、分光反射率設計装置の構成例を示す図である。
【０１００】
図７の分光反射率設計装置２０は、植生検査装置１０(図１)により用いられる基準反射板１０１の設計を行うための装置である。この分光反射率設計装置２０による設計に応じた基準反射板１０１が作成(生成)されることになる。図７において、分光反射率設計装置２０は、測定部２０１、算出部２０２、及び、決定部２０３から構成される。
【０１０１】
測定部２０１は、植生の異なる植物の分光反射率を測定し、その測定値を、算出部２０２に供給する。
【０１０２】
算出部２０２は、測定部２０１により測定される測定値に基づいて、作成される基準反射板１０１が持つべき分光反射率(目標分光反射率)となり得る分光反射率を算出し、決定部２０３に供給する。
【０１０３】
決定部２０３は、算出部２０２により算出される分光反射率に基づいて、目標分光反射率を決定する。
【０１０４】
次に、図７の分光反射率設計装置２０により実行される、植生検査装置１０(図１)により用いられる基準反射板１０１の設計処理について説明する。ここでは、基準反射板１０１の設計処理として、分光反射率の第１の設計処理乃至第３の設計処理の３つの設計方法を説明する。すなわち、分光反射率の第１の設計処理は、植生の異なる植物の平均分光反射率を目標分光反射率とするものであり、分光反射率の第２の設計処理は、平均分光反射率に、最小反射率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光反射率特性を目標分光反射率とするものであり、分光反射率の第３の設計処理は、最大反射率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光反射率特性を目標分光反射率とするものである。
【０１０５】
（分光反射率の第１の設計処理）
まず、図８のフローチャートを参照して、分光反射率の第１の設計処理を説明する。
【０１０６】
ステップＳ１１において、測定部２０１は、植生の異なる植物の分光反射率O_PLT_i(λ)を測定する。ここでは、測定部２０１は、分光器とセンシング素子から構成され、植生の異なる植物からの光を、プリズム又は回折格子を用いて分光し、分光されたそれぞれの波長ごとの光の強度を、センシング素子で測定(センシング)することになる。このような測定を行うことで、測定部２０１の分光感度帯域内の波長帯域における、各波長ごとの反射率(分光反射率)が測定される。
【０１０７】
ただし、O_PLTの添字であるiは、検査対象物５０に含まれる個体において、特性の異なる個体の番号を指す指標である。ここで、特性とは、例えば、同じ種別の植物(例えば芝)に対して、その植物の量や活力を表す植生を示している。また、λは波長を意味する。
【０１０８】
ステップＳ１２において、算出部２０２は、ステップＳ１１の処理で測定された複数の測定値に基づいて、複数の分光反射率O_PLT_i(λ)の平均値である平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)を算出する。
【０１０９】
ステップＳ１３において、決定部２０３は、ステップＳ１２の処理で算出された平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)を、目標分光反射率に決定する。
【０１１０】
ステップＳ１３の処理が終了すると、図８の分光反射率の第１の設計処理は終了される。
【０１１１】
以上、分光反射率の第１の設計処理について説明した。この分光反射率の第１の設計処理においては、目標分光反射率として、複数の分光反射率の平均値が決定される。そして、このようにして決定された目標分光反射率に応じた基準反射板１０１が作成され、植生検査装置１０(図１)により用いられる。
【０１１２】
（分光反射率の第２の設計処理）
次に、図９のフローチャートを参照して、分光反射率の第２の設計処理を説明する。なお、図９の説明では、図１０乃至図１３のグラフを適宜参照しながら説明する。
【０１１３】
ステップＳ３１において、測定部２０１は、図８のステップＳ１１の処理と同様に、植生の異なる植物の分光反射率O_PLT_i(λ)を測定する。具体的には、図１０に示すように、例えば、植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃは、同じ種別の植物(例えば芝)であって、その植生が異なっており、それらの植生が異なる植物ごとに、異なる分光反射率O_PLT_i(λ)が測定される。
【０１１４】
ステップＳ３２において、算出部２０２は、ステップＳ３１の処理で測定された複数の測定値に基づいて、複数の分光反射率O_PLT_i(λ)の平均値である平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)を算出する。具体的には、図１１に示すように、例えば、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)が測定された場合には、それらの植物の分光反射率O_PLT_i(λ)の平均値が、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)として求められる(図１１の実線のグラフ)。
【０１１５】
ステップＳ３３において、算出部２０２は、ステップＳ３２の処理で算出された平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内の平均反射率PLT_AVE_R，PLT_AVE_IRを算出する。
【０１１６】
ステップＳ３４において、算出部２０２は、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内のそれぞれの平均反射率を算出し、その最小反射率PLT_MIN_R，PLT_MIN_IRを検索する。
【０１１７】
ステップＳ３５において、算出部２０２は、チャネルごとに、ステップＳ３３の処理で算出された平均反射率(PLT_AVE_R，PLT_AVE_IR)と、ステップＳ３４の処理で検索された最小反射率(PLT_MIN_R，PLT_MIN_IR)との比を算出する。以下、この平均反射率と最小反射率との比を、調整ゲインとも称する。ここでは、ＲチャネルとＩＲチャネルのチャネルごとに、調整ゲイン(gain1，gain2)が、下記の式(１８)により算出される。
【０１１８】
gain1 = PLT_MIN_R / PLT_AVE_R
gain2 = PLT_MIN_IR / PLT_AVE_IR       ・・・(１８)
【０１１９】
ステップＳ３６において、算出部２０２は、ステップＳ３２の処理で算出された平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内について、それぞれ、ステップＳ３５の処理で算出された調整ゲイン(gain1，gain2)を乗じた分光反射率特性を算出する。そして、決定部２０３は、このようにして求められる分光反射率特性を、目標分光反射率に決定する。
【０１２０】
具体的には、図１２に示すように、Ｒチャネルの分光感度帯域内では、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して調整ゲイン(gain1)が乗じられ、ＩＲチャネルの分光感度帯域内では、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して調整ゲイン(gain2)が乗じられて、各分光感度帯域内の平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が調整される。
【０１２１】
すなわち、図１３に示すように、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)から求められる平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、最小反射率(PLT_MIN_R，PLT_MIN_IR)に応じた調整ゲイン(gain1，gain2)により調整され、その調整後の分光反射率特性が、目標分光反射率として決定される(図１３の実線のグラフ)。
【０１２２】
ステップＳ３６の処理が終了すると、図９の分光反射率の第２の設計処理は終了される。
【０１２３】
以上、分光反射率の第２の設計処理について説明した。この分光反射率の第２の設計処理においては、各チャネル(ＲチャネルとＩＲチャネル)の分光感度帯域ごとに、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、最小反射率に応じた調整ゲイン(gain1，gain2)を乗じることで算出される分光反射率特性が、目標分光反射率として決定される。そして、このようにして決定された目標分光反射率に応じた基準反射板１０１が作成され、植生検査装置１０(図１)により用いられる。
【０１２４】
ところで、後述する測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第１の測定処理(図２３)又は第２の測定処理(図２５)において、検査対象物５０と基準反射板１０１の測定時には、すべての対象物(例えば、様々な植物や基準反射板１０１)について、それぞれの測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)が、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入っている、すなわち、信号電荷が飽和していないことが望ましい。
【０１２５】
ここで、分光反射率の第２の設計処理においては、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、植物の特性変動の最小値(最小反射率)を保持するように、基準反射板１０１(の分光反射率)の設計を行っている。そのため、上記の検査対象物５０と基準反射板１０１の測定時の露出制御対象を、検査対象物５０(植物)に合わせて露出制御を行うことで、基準反射板１０１の測定値は、必ず飽和しないことが保証されるため、すべての対象物の測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)を、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入れる(飽和させない)ことが可能となる。
【０１２６】
また、測定時の露出制御対象を検査対象物５０(植物)に合わせた露出制御の際に、複数の検査対象物５０の中の測定値が最大となる検査対象物５０(植物)に対して、その測定値が、センサ１０３の出力値の最大値付近となるように露出制御を行うことで、基準反射板１０１又は反射率の低い検査対象物５０(植物)に対しても、アンダー露出とならずに、S/N比の良好な、センサ１０３のダイナミックレンジを最大限に生かした測定(センシング)が可能となる。
【０１２７】
（分光反射率の第３の設計処理）
次に、図１４のフローチャートを参照して、分光反射率の第３の設計処理を説明する。なお、図１４の説明では、図１５乃至図１８のグラフを適宜参照しながら説明する。
【０１２８】
ステップＳ５１において、測定部２０１は、図８のステップＳ１１の処理と同様に、植生の異なる植物の分光反射率O_PLT_i(λ)を測定する。具体的には、図１５に示すように、例えば、植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃは、同じ種別の植物(例えば芝)であって、その植生が異なっており、それらの植生が異なる植物ごとに、異なる分光反射率O_PLT_i(λ)が測定される。
【０１２９】
ステップＳ５２において、算出部２０２は、ステップＳ５１の処理で測定された複数の測定値に基づいて、複数の分光反射率O_PLT_i(λ)の平均値である平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)を算出する。具体的には、図１６に示すように、例えば、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)が測定された場合には、それらの植物の分光反射率O_PLT_i(λ)の平均値が、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)として求められる(図１６の実線のグラフ)。
【０１３０】
ステップＳ５３において、算出部２０２は、ステップＳ５２の処理で算出された平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内の平均反射率PLT_AVE_R，PLT_AVE_IRを算出する。
【０１３１】
ステップＳ５４において、算出部２０２は、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内のそれぞれの平均反射率を算出し、その最大反射率PLT_MAX_R，PLT_MAX_IRを検索する。
【０１３２】
ステップＳ５５において、算出部２０２は、チャネルごとに、ステップＳ５３の処理で算出された平均反射率(PLT_AVE_R，PLT_AVE_IR)と、ステップＳ５４の処理で検索された最大反射率(PLT_MAX_R，PLT_MAX_IR)との比を算出する。以下、この平均反射率と最大反射率との比についても、調整ゲインと称する。ここでは、ＲチャネルとＩＲチャネルのチャネルごとに、調整ゲイン(gain3，gain4)が、下記の式(１９)により算出される。
【０１３３】
gain3 = PLT_MAX_R / PLT_AVE_R
gain4 = PLT_MAX_IR / PLT_AVE_IR       ・・・(１９)
【０１３４】
ステップＳ５６において、算出部２０２は、ステップＳ５２の処理で算出された平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、Ｒチャネル及びＩＲチャネルの各分光感度帯域内について、それぞれ、ステップＳ５５の処理で算出された調整ゲイン(gain3，gain4)を乗じた分光反射率特性を算出する。そして、決定部２０３は、このようにして求められる分光反射率特性を、目標分光反射率に決定する。
【０１３５】
具体的には、図１７に示すように、Ｒチャネルの分光感度帯域内では、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して調整ゲイン(gain3)が乗じられ、ＩＲチャネルの分光感度帯域内では、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して調整ゲイン(gain4)が乗じられて、各分光感度帯域内の平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が調整される。
【０１３６】
すなわち、図１８に示すように、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)の分光反射率O_PLT_i(λ)から求められる平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、最大反射率(PLT_MAX_R，PLT_MAX_IR)に応じた調整ゲイン(gain3，gain4)により調整され、その調整後の分光反射率特性が、目標分光反射率として決定される(図１８の実線のグラフ)。
【０１３７】
ステップＳ５６の処理が終了すると、図１４の分光反射率の第３の設計処理は終了される。
【０１３８】
以上、分光反射率の第３の設計処理について説明した。この分光反射率の第３の設計処理においては、各チャネル(ＲチャネルとＩＲチャネル)の分光感度帯域ごとに、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)に対して、最大反射率に応じた調整ゲイン(gain3，gain4)を乗じることで算出される分光反射率特性が、目標分光反射率として決定される。そして、このようにして決定された目標分光反射率に応じた基準反射板１０１が作成され、植生検査装置１０(図１)により用いられる。
【０１３９】
ところで、後述する測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第１の測定処理(図２３)又は第２の測定処理(図２５)において、検査対象物５０と基準反射板１０１の測定時には、すべての対象物(例えば、様々な植物や基準反射板１０１)について、それぞれの測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)が、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入っている、すなわち、信号電荷が飽和していないことが望ましい。
【０１４０】
ここで、分光反射率の第３の設計処理においては、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、植物の特性変動の最大値(最大反射率)を保持するように、基準反射板１０１(の分光反射率)の設計を行っている。そのため、上記の検査対象物５０と基準反射板１０１の測定時の露出制御対象を、基準反射板１０１に合わせて露出制御を行うことで、検査対象物５０(植物)の測定値は、必ず飽和しないことが保証されるため、すべての対象物の測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)を、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入れる(飽和させない)ことが可能となる。
【０１４１】
また、測定時の露出制御対象を基準反射板１０１に合わせた露出制御の際に、基準反射板１０１の測定値が、センサ１０３の出力値の最大値付近となるように露出制御を行うことで、反射率の低い検査対象物５０(植物)に対しても、アンダー露出とならずに、S/N比の良好な、センサ１０３のダイナミックレンジを最大限に生かした測定(センシング)が可能となる。
【０１４２】
なお、上述した分光反射率の第１の設計処理乃至第３の設計処理は、植生検査装置１０(図１)により用いられる基準反射板１０１の分光反射率を設計するための設計方法の一例であって、植物などの検査対象物５０の分光反射率に応じた特性を有する基準反射板１０１(の分光反射率)を設計可能な方法であれば、他の設計方法を採用するようにしてもよい。
【０１４３】
＜４．検査対象物の検査＞
【０１４４】
次に、上述の設計方法に応じて作成された基準反射板１０１を用いる植生検査装置１０(図１)により行われる、検査対象物５０の検査方法について説明する。ここでは、例えば、植生検査装置１０は、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定を行った後に、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定を行うことになる。したがって、以下、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定と、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標の測定について、その順に説明する。
【０１４５】
（１）基準光源での基準反射板の測定
【０１４６】
（基準光源での基準反射板測定時の植生検査装置の機能的構成）
図１９は、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定時における植生検査装置１０(図１)の機能的構成を示す図である。
【０１４７】
なお、図１９においては、植生検査装置１０(図１)を構成するブロックのうち、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定時に特に関係するブロックである、センサ１０３と補正処理部１０５のみを図示している。また、以下の説明では、基準光源Ｌ０の一例として、5500Kの色温度の光源が用いられる場合について説明する。
【０１４８】
センサ１０３は、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１からの反射光に応じたＲチャネル値(D_Ref_5500K_R)と、ＩＲチャネル値(D_Ref_5500K_IR)を測定し、補正処理部１０５に供給する。なお、ここでは、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値は、例えば、二次元配列構造のデータとして出力される。
【０１４９】
補正処理部１０５は、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定が行われる場合には、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における、基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR比率)を算出して、その値を記憶する。図１９において、補正処理部１０５は、基準反射板R/IR比率算出部１１１と、記憶部１１２から構成される。
【０１５０】
基準反射板R/IR比率算出部１１１は、センサ１０３から供給される、Ｒチャネル値(D_Ref_5500K_R)とＩＲチャネル値(D_Ref_5500K_IR)を用い、基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を算出する。基準反射板R/IR比率算出部１１１は、算出された基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を示す情報を、記憶部１１２に記憶する。
【０１５１】
以上のように、植生検査装置１０では、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定時において、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR比率)が算出され、記憶部１１２にあらかじめ記憶されることになる。
【０１５２】
（基準光源下における基準反射板の測定処理）
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１９の植生検査装置１０により実行される、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定処理について説明する。なお、図２０の基準反射板１０１の測定処理は、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第１の測定処理(図２３)又は第２の測定処理(図２５)に先行して実行される。
【０１５３】
ここで、図２０のフローチャートの処理を実行する前に、基準光源Ｌ０が決定される。ここでは、例えば、ユーザにより、又はあらかじめ規定された値に従い、基準光源Ｌ０として、5500Kの色温度の光源が決定される。例えば、図２１に示すように、2800K，5500K，10000K等の異なる特性を有する色温度の光源の中から、5500Kの色温度の光源が、基準光源Ｌ０として決定される。なお、この場合において、2800Kの色温度の光源と、10000Kの色温度の光源は、測定光源Ｌ１とすることができる。
【０１５４】
図２０に戻り、ステップＳ１１１において、センサ１０３は、事前に決定された基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下で、基準反射板１０１のＲチャネル値(D_Ref_5500K_R)と、ＩＲチャネル値(D_Ref_5500K_IR)を測定(センシング)する。
【０１５５】
ステップＳ１１２において、基準反射板R/IR比率算出部１１１は、ステップＳ１１１の処理で測定されたＲチャネル値(D_Ref_5500K_R)とＩＲチャネル値(D_Ref_5500K_IR)に基づいて、下記の式(２０)を演算することで、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を算出する。
【０１５６】
R_Ref_5500K = D_Ref_5500K_R / D_Ref_5500K_IR       ・・・(２０)
【０１５７】
ステップＳ１１３において、基準反射板R/IR比率算出部１１１は、ステップＳ１１２の処理で算出された基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を示す情報を、記憶部１１２に記憶させる。
【０１５８】
以上、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定処理について説明した。この基準反射板１０１の測定処理においては、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR比率)が算出され、記憶部１１２に記憶される。
【０１５９】
（２）測定光源での検査対象物の検査指標の測定
【０１６０】
次に、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標の測定について説明するが、ここでは、NDVI値を算出するための演算を実行する際に、その演算で用いられる値の正規化を行わない場合の構成と処理(図２２，図２３)について説明してから、その演算で用いられる値の正規化を行う場合の構成と処理(図２４，図２５)についても説明する。
【０１６１】
（測定光源での検査指標測定時の植生検査装置の第１の機能的構成）
図２２は、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定時における植生検査装置１０(図１)の第１の機能的構成を示す図である。
【０１６２】
なお、図２２においては、植生検査装置１０(図１)を構成するブロックのうち、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標の測定時に特に関係するブロックである、センサ１０３、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６のみを図示している。
【０１６３】
センサ１０３は、測定光源Ｌ１(例えば2800Kや10000Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１からの反射光に応じたＲチャネル値(D_Ref_env_R)と、ＩＲチャネル値(D_Ref_env_IR)を測定し、補正処理部１０５に供給する。また、センサ１０３は、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０からの反射光に応じたＲチャネル値(D_ISP_env_R)と、ＩＲチャネル値(D_ISP_env_IR)を測定し、補正処理部１０５に供給する。なお、ここでは、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値は、例えば、二次元配列構造のデータとして出力される。
【０１６４】
また、センサ１０３から供給される値は、所定のセンシングタイミングにおける各画素単位の値であるが、各画素単位でなく複数画素の平均値が供給されてもよいし、所定のタイミングを含む時間方向に出力値を積分した値が供給されてもよい。また、植生検査装置１０は、センサから供給されたデータに基づき、複数画素の平均値や所定のタイミングを含む時間方向に出力値を積分した値を算出して、その値を補正処理に用いてもよい。
【０１６５】
補正処理部１０５は、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標の測定が行われる場合には、基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R/IR比率)と、測定光源Ｌ１での基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)に基づいて、スペクトル比率の補正ゲインを算出し、この補正ゲインを用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を補正する。
【０１６６】
補正処理部１０５は、記憶部１１２、補正ゲイン算出部１１３、及び、測定光補正部１１４から構成される。なお、記憶部１１２には、基準光源Ｌ０下における基準反射板の測定処理(図２０)により、基準光源Ｌ０下の基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を示す情報があらかじめ記憶されている。
【０１６７】
補正ゲイン算出部１１３は、スペクトル比率の補正ゲインを算出する。補正ゲイン算出部１１３は、基準反射板R/IR比率算出部１２１、及び、R/IR比率変動比算出部１２２から構成される。
【０１６８】
基準反射板R/IR比率算出部１２１は、センサ１０３から供給される、Ｒチャネル値(D_Ref_env_R)とＩＲチャネル値(D_Ref_env_IR)を用い、測定光源Ｌ１下の基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R_Ref_env)を算出し、R/IR比率変動比算出部１２２に供給する。
【０１６９】
R/IR比率変動比算出部１２２は、記憶部１１２に記憶された基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を示す情報を読み出す。R/IR比率変動比算出部１２２は、基準反射板R/IR比率算出部１２１から供給される(測定光源Ｌ１下の基準反射板１０１の)測定スペクトル比率(R_Ref_env)と、記憶部１１２から読み出された(基準光源Ｌ０下の基準反射板１０１の)基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)に基づいて、スペクトル比率の補正ゲイン(G_Ref_env)を算出し、測定光補正部１１４に供給する。
【０１７０】
測定光補正部１１４は、スペクトル比率の補正ゲインを用い、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を補正する。測定光補正部１１４は、検査対象物R/IR比率算出部１２３、及び、ゲイン補正部１２４から構成される。
【０１７１】
検査対象物R/IR比率算出部１２３は、センサ１０３から供給される、Ｒチャネル値(D_ISP_env_R)とＩＲチャネル値(D_ISP_env_IR)を用い、測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の測定スペクトル比率(R_ISP_env)を算出し、ゲイン補正部１２４に供給する。
【０１７２】
ゲイン補正部１２４には、補正ゲイン算出部１１３(のR/IR比率変動比算出部１２２)からの補正ゲイン(G_Ref_env)が供給される。ゲイン補正部１２４は、R/IR比率変動比算出部１２２から供給される補正ゲイン(G_Ref_env)に基づいて、検査対象物R/IR比率算出部１２３から供給される(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env)を補正し、その補正後の測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)を、検査指標算出部１０６に供給する。
【０１７３】
検査指標算出部１０６は、補正後の(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率を用い、検査対象物５０の検査指標(NDVI値)を算出する。検査指標算出部１０６は、NDVI値算出部１３１から構成される。
【０１７４】
NDVI値算出部１３１は、補正処理部１０５(の測定光補正部１１４のゲイン補正部１２４)から供給される補正後の(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)に基づいて、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出し、出力する。
【０１７５】
以上のように、植生検査装置１０では、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定において、基準光源Ｌ０と測定光源Ｌ１での基準反射板１０１のスペクトル比率(R/IR比率)に応じた補正ゲインが算出され、この補正ゲインに応じて測定光源Ｌ１での検査対象物５０のスペクトル比率(R/IR比率)が補正され、補正後のスペクトル比率(R/IR比率)から検査指標(NDVI値)が算出される。
【０１７６】
なお、上述した説明では、植生検査装置１０が、基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を算出する場合を示したので、図２２の基準反射板R/IR比率算出部１２１は、図１９の基準反射板R/IR比率算出部１１１と同一のブロックとすることができる。ただし、基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を算出するのは、植生検査装置１０と異なる他の装置であってもよく、その場合には、当該他の装置によって、基準光源Ｌ０下で基準反射板１０１を測定することで算出された基準スペクトル比率が、植生検査装置１０に提供されることになる。そして、植生検査装置１０は、当該他の装置から提供された基準スペクトル比率を記憶して、測定時にその基準スペクトル比率を利用することになる。
【０１７７】
（検査指標の第１の測定処理）
図２３のフローチャートを参照して、図２２の植生検査装置１０により実行される、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第１の測定処理について説明する。なお、この検査指標の第１の測定処理は、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定処理(図２０)が行われた後に実行される。
【０１７８】
ステップＳ１３１において、露出制御部１０４(図１)は、測定光源Ｌ１下で、基準反射板１０１及び検査対象物５０のすべてが飽和しないように露出を決定する。
【０１７９】
この露出制御では、基準反射板１０１のＲチャネル値及びＩＲチャネル値、並びに検査対象物５０のＲチャネル値及びＩＲチャネル値の４つの値のすべてが、センサ１０３からのセンサ出力値として、飽和せずにダイナミックレンジ内に入っている状態で、測定(センシング)が行われるように露出の制御が行われる。
【０１８０】
具体的には、例えば、センサ１０３の電子シャッタのシャッタ速度や、レンズ１０２等の光学系のシャッタ速度及びアイリス(絞り)による開口量のうち、１つ又は複数を変化させることで露出量が決定される。この露出量の決定は、植生検査装置１０が自動で制御してもよいし、あるいは測定者が手動で行うようにしてもよい。
【０１８１】
ステップＳ１３２において、センサ１０３は、測定光源Ｌ１下で、基準反射板１０１のＲチャネル値(D_Ref_env_R)及びＩＲチャネル値(D_Ref_env_IR)を測定する。
【０１８２】
ステップＳ１３３において、基準反射板R/IR比率算出部１２１は、ステップＳ１３２の処理で測定されたＲチャネル値(D_Ref_env_R)及びＩＲチャネル値(D_Ref_env_IR)に基づいて、下記の式(２１)を演算することで、測定光源Ｌ１下における、基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R_Ref_env)を算出する。
【０１８３】
R_Ref_env = D_Ref_env_R / D_Ref_env_IR       ・・・(２１)
【０１８４】
ステップＳ１３４において、R/IR比率変動比算出部１２２は、検査対象物５０の測定スペクトル(R/IR比率)を補正するための、スペクトル比率の補正ゲイン(G_Ref_env)を算出する。
【０１８５】
具体的には、R/IR比率変動比算出部１２２は、基準光源Ｌ０下における基準反射板の測定処理(図２０)によって、記憶部１１２にあらかじめ記憶されている、基準光源Ｌ０下の基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を示す情報を読み出す。そして、R/IR比率変動比算出部１２２は、記憶部１１２から読み出された基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を用いて、下記の式(２２)を演算することで、スペクトル比率の補正ゲイン(G_Ref_env)を算出する。
【０１８６】
G_Ref_env = R_Ref_5500K / R_Ref_env       ・・・(２２)
【０１８７】
ステップＳ１３５において、センサ１０３等は、測定光源Ｌ１下で、検査対象物５０のＲチャネル値(D_ISP_env_R)及びＩＲチャネル値(D_ISP_env_IR)を測定する。
【０１８８】
なお、図２３では、植生検査装置１０がステップＳ１３２の処理において測定光源Ｌ１下で、基準反射板１０１を測定し、ステップＳ１３５の処理において測定光源Ｌ１下で、検査対象物５０を測定する処理の流れとなっているが、基準反射板１０１と検査対象物５０を同時に測定する場合には、ステップＳ１３５の処理は、ステップＳ１３２の処理と同じタイミングで行われる。すなわち、植生検査装置１０は、ステップＳ１３２とステップＳ１３５の測定処理を同時に行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。なお、ステップＳ１３３，Ｓ１３４，Ｓ１３６などの各算出処理で測定結果が必要とされるよりも前のタイミングにおいて、ステップＳ１３２とステップＳ１３５の測定処理が行われる。
【０１８９】
ステップＳ１３６において、検査対象物R/IR比率算出部１２３は、ステップＳ１３５の処理で測定されたＲチャネル値(D_ISP_env_R)及びＩＲチャネル値(D_ISP_env_IR)に基づいて、下記の式(２３)を演算することで、測定光源Ｌ１下における、検査対象物５０の測定スペクトル比率(R_ISP_env)を算出する。
【０１９０】
R_ISP_env = D_ISP_env_R / D_ISP_env_IR       ・・・(２３)
【０１９１】
ステップＳ１３７において、ゲイン補正部１２４は、ステップＳ１３４の処理で算出された補正ゲイン(G_Ref_env)を用い、下記の式(２４)を演算することで、ステップＳ１３６の処理で算出された測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の測定スペクトル比率(R_ISP_env)を補正する。
【０１９２】
R_ISP_env_comp = R_ISP_env × G_Ref_env       ・・・(２４)
【０１９３】
ただし、式(２４)を演算することで求められるR_ISP_env_compは、基準光源Ｌ０下における検査対象物５０のスペクトル比率(R_ISP_5500K)と等しくなる(ほぼ等しくなる)。
【０１９４】
ステップＳ１３８において、NDVI値算出部１３１は、ステップＳ１３７の処理で補正された検査対象物５０の測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)を用いて、下記の式(２５)を演算することで、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出する。
【０１９５】
NDVI = (1 - R_ISP_env_comp) / (1 + R_ISP_env_comp)       ・・・(２５)
【０１９６】
以上、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第１の測定処理について説明した。この検査指標の第１の測定処理においては、基準光源Ｌ０と測定光源Ｌ１での基準反射板１０１のスペクトル比率(R_Ref_5500K，R_Ref_env)に応じた補正ゲイン(G_Ref_env)が算出され、この補正ゲイン(G_Ref_env)を用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０のスペクトル比率(R_ISP_env)が補正され、補正後のスペクトル比率(R_ISP_env_comp)を用いて、検査対象物５０の検査指標(NDVI値)が算出される。
【０１９７】
これにより、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の測定時において、測定光源Ｌ１が変化した場合でも、スペクトル比率の補正ゲイン(G_Ref_env)により、測定光源Ｌ１での検査対象物５０のスペクトル比率(R_ISP_env)を補正(測定光補正)することで、基準光源Ｌ０での検査対象物５０のスペクトル比率(R_ISP_5500K)と等価(同値)になるようにしているため、光源依存性を良好に除去(排除)することができる。その結果、正確な測定光補正を行うことができる。例えば、晴れや曇り、雨などの天候の変化によって光源が変化する場合でも、同一の検査対象物５０(例えば芝などの植物)に対しては、同一の値の検査指標(NDVI値)が測定されることになる。
【０１９８】
（測定光源での検査指標測定時の植生検査装置の第２の機能的構成）
図２４は、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標(NDVI値)の測定時における植生検査装置１０(図１)の第２の機能的構成を示す図である。
【０１９９】
図２４の植生検査装置１０は、上述した図２２の植生検査装置１０の構成と比べて、検査指標算出部１０６の構成が異なっている。すなわち、図２４の検査指標算出部１０６には、NDVI値算出部１３１の前段に、補正後の(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)に対する光源・センサ成分の正規化を行うための正規化部１３２と記憶部１３３がさらに設けられている。
【０２００】
ここで、このような正規化を行う理由であるが、正規化植生指数(NDVI値)等の植生指数は、光源とセンサの測定系には依存せずに、対象物の分光反射率特性のみで定義されるのが、一般的である。すなわち、光源(基準光源Ｌ０)と、センサ(センサ１０３)と、対象物(検査対象物５０)の特性のうち、対象物の特性のみで定義される。
【０２０１】
したがって、基準光源Ｌ０の分光特性(例えば5500Kの色温度の光源の分光が、フラット分光から乖離している要素など)と、センサ１０３の分光特性(例えばＲチャネルとＩＲチャネルの感度比など)を排除することが望ましい。そのため、基準光源Ｌ０の分光特性とセンサ１０３の分光感度特性のみを考慮した正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)をあらかじめ算出(測定)しておいて、記憶部１３３に記憶されるようにする。これにより、補正後の(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)を、正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)により除算することで、基準光源Ｌ０とセンサ１０３の成分が正規化されることになる。
【０２０２】
ただし、基準光源Ｌ０下におけるフラット分光での対象物の測定(センシング)を想定した場合のＲチャネル値とＩＲチャネル値を、D_Flat_5500K_R，D_Flat_5500K_IRとした場合に、正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)は、下記の式（２６）を演算することで求められる。
【０２０３】
R_Flat_5500K = D_Flat_5500K_R / D_Flat_5500K_IR       ・・・(２６)
【０２０４】
図２４の説明に戻り、正規化部１３２は、記憶部１３３に記憶された正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)を示す情報を読み出す。正規化部１３２は、記憶部１３３から読み出された正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)に基づいて、補正処理部１０５(の測定光補正部１１４のゲイン補正部１２４)から供給される補正後の(測定光源Ｌ１下の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)を正規化し、正規化後のスペクトル比率(R_ISP_norm)を、NDVI値算出部１３１に供給する。
【０２０５】
NDVI値算出部１３１は、正規化部１３２から供給される正規化後のスペクトル比率(R_ISP_norm)に基づいて、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出し、出力する。
【０２０６】
なお、図２４においては、補正処理部１０５の記憶部１１２と、検査指標算出部１０６の記憶部１３３は、説明の都合上、別々の記憶部として構成されているが、１つの記憶部として構成されるようにしてもよい。
【０２０７】
（検査指標の第２の測定処理）
次に、図２５のフローチャートを参照して、図２４の植生検査装置１０により実行される、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の第２の測定処理について説明する。
【０２０８】
ステップＳ１５１乃至Ｓ１５７においては、図２３のステップＳ１３１乃至Ｓ１３７と同様に、基準光源Ｌ０と測定光源Ｌ１での基準反射板１０１のスペクトル比率(R_Ref_5500K，R_Ref_env)に応じた補正ゲイン(G_Ref_env)が算出され、この補正ゲイン(G_Ref_env)を用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率(R_ISP_env)が補正される。
【０２０９】
なお、図２５においても、植生検査装置１０がステップＳ１５２の処理において測定光源Ｌ１下で、基準反射板１０１を測定し、ステップＳ１５５の処理において測定光源Ｌ１下で、検査対象物５０を測定する処理の流れとなっているが、基準反射板１０１と検査対象物５０を同時に測定する場合には、ステップＳ１５５の処理は、ステップＳ１５２の処理と同じタイミングで行われる。すなわち、植生検査装置１０は、ステップＳ１５２とステップＳ１５５の測定処理を同時に行ってもよいし、異なるタイミングで行ってもよい。なお、ステップＳ１５３，Ｓ１５４，Ｓ１５６などの各算出処理で測定結果が必要とされるよりも前のタイミングにおいて、ステップＳ１５２とステップＳ１５５の測定処理が行われる。
【０２１０】
ステップＳ１５８において、正規化部１３２は、ステップＳ１５７の処理で補正された(測定光源Ｌ１での検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)に対して、光源・センサ成分の正規化を行う。
【０２１１】
具体的には、正規化部１３２は、記憶部１３３にあらかじめ記憶されている正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)を示す情報を読み出す。そして、正規化部１３２は、記憶部１３３から読み出された正規化用のスペクトル比率(R_Flat_5500K)を用いて、下記の式(２７)を演算することで、補正後の(測定光源Ｌ１での検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_env_comp)に対する光源・センサ成分の正規化を行う。
【０２１２】
R_ISP_norm = R_ISP_env_comp / R_Flat_5500K       ・・・(２７)
【０２１３】
ステップＳ１５９において、NDVI値算出部１３１は、ステップＳ１５８の処理で正規化された(補正後の検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R_ISP_norm)を用いて、下記の式(２８)を演算することで、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出する。
【０２１４】
NDVI = (1 - R_ISP_norm) / (1 + R_ISP_norm)       ・・・(２８)
【０２１５】
以上、検査指標の第２の測定処理について説明した。この検査指標の第２の測定処理においては、基準光源Ｌ０と測定光源Ｌ１での基準反射板１０１のスペクトル比率(R_Ref_5500K，R_Ref_env)に応じた補正ゲイン(G_Ref_env)が算出され、この補正ゲイン(G_Ref_env)を用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０のスペクトル比率(R_ISP_env)が補正され、この補正後のスペクトル比率(R_ISP_env_comp)が正規化され、この正規化後のスペクトル比率(R_ISP_norm)を用いて、検査対象物５０の検査指標(NDVI値)が算出される。
【０２１６】
ここで、図２６乃至図２９を参照して、本技術の基準反射板１０１を用いることによる光源依存性の除去についてより詳細に説明する。図２６は、３種類の基準反射板１０１の分光反射率特性を示す図である。
【０２１７】
図２６において、３種類の基準反射板１０１のうち、理想的な基準反射板１０１Ｉは、その分光反射率特性として、検査対象物５０(植物)の分光反射率に応じた特性(ほぼ等しい特性)を有している。この理想的な基準反射板１０１Ｉを用いて測定光補正を行った場合における、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)のNDVI値を、図２７に示している。
【０２１８】
図２７においては、5500Kの色温度の光源が基準光源Ｌ０となり、2800Kの色温度の光源と10000Kの色温度の光源が測定光源Ｌ１となるが、それらの異なる色温度の光源下において測定された各植物のNDVI値は、近似した値となっている。すなわち、各植物のNDVI値の間に生じる差が小さいほど、各色温度の光源の依存性がより良好に除去されていると言えるため、理想的な基準反射板１０１Ｉを用いることで、光源依存性を良好に除去することができる。
【０２１９】
また、図２６には、比較のために、理想的な基準反射板１０１Ｉの他に、高性能な基準反射板１０１Ｈと、他の基準反射板１０１Ｏの分光反射率特性が示されている。高性能な基準反射板１０１Ｈは、理想的な基準反射板１０１Ｉの分光反射率特性と比べれば、検査対象物５０(植物)の分光反射率特性と同じ特性を有しているとは言えないが、比較的近い特性(許容範囲内の特性)を有している。
【０２２０】
この高性能な基準反射板１０１Ｈを用いて測定光補正を行った場合における、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)のNDVI値を、図２８に示している。図２８においては、基準光源Ｌ０(5500Kの色温度の光源)と、測定光源Ｌ１(2800K，10000Kの色温度の光源)下において測定された各植物のNDVI値は、近似した値となっている。すなわち、高性能な基準反射板１０１Ｈを用いることで、光源依存性を良好に除去することができる。
【０２２１】
図２６に戻り、他の基準反射板１０１Ｏは、検査対象物５０(植物)の分光反射率特性とは、異なる特性を有している。この他の基準反射板１０１Ｏを用いて測定光補正を行った場合における、植生の異なる同じ種別の植物(植物Ａ，植物Ｂ，植物Ｃ)のNDVI値を、図２９に示している。図２９においては、基準光源Ｌ０(5500Kの色温度の光源)と、測定光源Ｌ１(2800K，10000Kの色温度の光源)下において測定された各植物のNDVI値は、大きく差のある値(異なる値)となっている。すなわち、他の基準反射板１０１Ｏを用いた場合には、測定光補正に誤差が生じてしまい、光源依存性を除去することはできない。
【０２２２】
このように、理想的な基準反射板１０１Ｉと、高性能な基準反射板１０１Ｈを用いた場合には、光源依存性を良好に除去することができる。すなわち、分光反射率設計装置２０(図７)により設計される基準反射板１０１としては、理想的な基準反射板１０１Ｉを作成することが理想ではあるが、そのような検査対象物５０の分光反射率特性を正確に反映した基準反射板１０１Ｉを作成することができない場合でも、検査対象物５０の分光反射率特性にある程度近い特性(許容範囲内の特性)を有している高性能な基準反射板１０１Ｈを作成すれば、この基準反射板１０１Ｈによって、光源依存性を除去することが可能となる。つまり、基準反射板１０１は、植物等の検査対象物５０の特性を認識した上で、作成されることになる。
【０２２３】
また、複数の基準反射板１０１が存在する場合には、複数の基準反射板１０１の中から、理想的な基準反射板１０１Ｉ(又は高性能な基準反射板１０１Ｈ)に準じた基準反射板１０１を選択することで、選択された基準反射板１０１によって、光源依存性を除去することが可能となる。
【０２２４】
さらに、分光反射率の第２の設計処理(図９)により決定された目標分光反射率に応じて作成された基準反射板１０１を用いた場合、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、植物の特性変動の最小値(最小反射率)を保持するように、基準反射板１０１の設計が行われているため、検査指標の測定処理(図２３，図２５)において、測定時の露出制御対象を、検査対象物５０(植物)に合わせて露出制御を行うことで、基準反射板１０１の測定値は、必ず飽和しないことが保証されることになる。その結果として、すべての対象物(検査対象物５０(植物)と基準反射板１０１)の測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)を、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入れる(飽和させない)ことが可能となる。
【０２２５】
一方で、分光反射率の第３の設計処理(図１４)により決定された目標分光反射率に応じて作成された基準反射板１０１を用いた場合、平均分光反射率O_PLT_AVE(λ)が、植物の特性変動の最大値(最大反射率)を保持するように、基準反射板１０１の設計が行われているため、検査指標の測定処理(図２３，図２５)において、測定時の露出制御対象を、基準反射板１０１に合わせて露出制御を行うことで、検査対象物５０(植物)の測定値は、必ず飽和しないことが保証されることになる。その結果として、すべての対象物(検査対象物５０(植物)と基準反射板１０１)の測定値(Ｒチャネル値とＩＲチャネル値)を、センサ１０３のダイナミックレンジ内に入れる(飽和させない)ことが可能となる。
【０２２６】
このようなことから、分光反射率の第２の設計処理(図９)又は分光反射率の第３の設計処理(図１４)により決定された目標分光反射率に応じて作成された基準反射板１０１を用いた場合には、検査指標の測定処理(図２３，図２５)において、測定時の露出制御対象を、検査対象物５０(植物)又は基準反射板１０１のいずれか一方とすればよく、検査対象物５０(植物)と基準反射板１０１を別々に露出制御する必要がないため、簡便な露出制御を行うことができる。
【０２２７】
＜５．変形例＞
【０２２８】
（反射板をモザイク状に配置）
上述した説明では、基準反射板１０１は、１つの反射板から構成されるとして説明したが、２枚以上の反射板から構成されるようにしてもよい。図３０は、２枚の反射板をモザイク状に配した基準反射板１０１を示す図である。図３０において、基準反射板１０１は、反射率の異なる反射板１と反射板２が、空間的にモザイク状に配置されて構成されている。
【０２２９】
図３１は、２枚の反射板がモザイク状に配された基準反射板１０１の合成反射率特性を示す図である。図３１において、横軸は波長(nm)を表し、縦軸は反射率を表している。図３１に示すように、反射板１と反射板２は、それぞれ異なる反射率を有しており、これらの反射率を合成することで、合成反射率が得られる(図３１の実線のグラフ)。このようにして得られる合成反射率が、目標分光反射率として決定され、この目標分光反射率に応じた基準反射板１０１が作成される。
【０２３０】
すなわち、分光反射率の設計処理において、基準反射板１０１を作成するための目標分光反射率が、１つの反射板では実現できない場合に、複数の反射板を組み合わせて、それらの反射板の反射率を合成することで、植物等の検査対象物５０の特性に応じた目標分光反射率を実現できるようにする。換言すれば、反射板１と反射板２のＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定して、重み付け加算又は空間的に積分することで、等価的に、それぞれの反射板の分光反射率を重み付け加算した特性を有する反射板(仮想的な反射板)を測定(センシング)して、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値を測定することと等価とされる。
【０２３１】
なお、図３０と図３１においては、反射板１と反射板２の２枚の反射板が配される例を示したが、２枚以上の複数の反射板を組み合わせて、基準反射板１０１が構成されるようにすることができる。また、複数の反射板の配置方法であるが、モザイク状の配置に限らず、目標分光反射率を実現できるような他の配置を採用するようにしてもよい。さらに、例えば、上述した重み付け加算時の重みや、基準反射板１０１に配される反射板１と反射板２との間の面積比を変更するなどにより、基準反射板１０１の合成反射率特性が変更されるようにしてもよい。
【０２３２】
（基準反射板の取り付け例）
基準反射板１０１は、センサ１０３により測定可能な位置に設置されるが、例えば、センサ１０３を搭載したカメラの前方の所定の位置に取り付けることができる。図３２は、カメラの前方に基準反射板１０１を取り付けた場合の例を示す図である。
【０２３３】
図３２のＡにおいて、植生検査装置１０としてのカメラには、棒状の部材が取り付けられ、その先端(対象物側の先端)に、円形の形状からなる基準反射板１０１が取り付けられている。また、図３２のＢには、植生検査装置１０としてのカメラにより測定(センシング)される対象物として、検査対象物５０となるスタジアムの芝(芝生)と、円形の形状からなる基準反射板１０１とが、同一の画角内に存在していることを示している。
【０２３４】
このような、検査対象物５０と基準反射板１０１を同時に測定可能な状態で、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の測定処理(図２３，図２５)は実行される。これにより、例えば、植生検査装置１０としてのカメラにより、スタジアムの芝(芝生)と、基準反射板１０１とを同時に測定(センシング)するだけで、カメラの画角内の芝の正規化植生指数(NDVI値)が得られるので、その結果を表示することで、迅速にスタジアムの芝の状態を確認することができる。
【０２３５】
なお、測定光源Ｌ１下における検査対象物５０の検査指標の測定処理(図２３，図２５)に先行して、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定処理(図２０)を実行しておく必要があるが、この測定処理(図２０)は、基準反射板１０１のみが画角内に存在している状態で実行される。
【０２３６】
ただし、基準光源Ｌ０下における基準反射板１０１の測定処理(図２０)は、基準反射板１０１を作成し、その基準反射板１０１を使用するカメラ(植生検査装置１０)を決定した時点で、一度だけ必要となる処理であり、一旦、記憶部１１２に、基準光源Ｌ０(例えば5500Kの色温度の光源)下における基準反射板１０１の基準スペクトル比率(R_Ref_5500K)を記憶してしまえば、それ以降は、基準反射板１０１とカメラ(植生検査装置１０)との組み合わせを変えない限りは、処理を行う必要はない。
【０２３７】
また、図３２においては、基準反射板１０１の形状が円形であるとして説明したが、基準反射板１０１は、検査対象物５０(図３２の例では芝(芝生))の分光反射率特性に応じた特性を有していれば、その形状は、例えば楕円形や四角形等の他の形状であってもよい。
【０２３８】
なお、上述したカメラ(植生検査装置１０)としては、例えば、レンズを介して入射される光(反射光)を複数の波長帯に分光してそれぞれの光を２次元のセンサ面上に結像することで、マルチスペクトルの信号を得るマルチスペクトルカメラを用いることができる。また、上述したカメラ(植生検査装置１０)には、マルチスペクトルカメラのほか、例えば、いわゆるハイパースペクトルカメラなどの分光センシング機能を有するカメラを用いることができる。
【０２３９】
（検査対象物と検査指標）
上述した説明では、検査対象物５０として、植物(例えば芝など)を例に説明したが、検査対象物５０は、植物以外の対象物であってもよい。例えば、食品の製造工場において、本技術の検査装置(植生検査装置１０)によって、製造される食品を、検査対象物５０として検査指標を測定することで、工場内の光源に依存せずに、食品の検査指標を測定することができる。これにより、例えば、工場内の照明光が変化した場合でも、食品のランク分けを行うことができる。
【０２４０】
また、上述した説明では、植物を検査対象物５０としたときの検査指標として、正規化植生指数(NDVI値)を一例に説明したが、正規化植生指数(NDVI値)以外の他の植生指数が測定されるようにしてもよい。例えば、他の植生指数としては、比植生指数(RVI：Ratio Vegetation Index)や差植生指数(DVI：Difference Vegetation Index)などを用いることができる。
【０２４１】
ここで、比植生指数(RVI値)は、下記の式（２９）を演算することで算出される。
【０２４２】
RVI = IR / R       ・・・（２９）
【０２４３】
また、差植生指数(DVI値)は、下記の式（３０）を演算することで算出される。
【０２４４】
DVI = IR - R       ・・・（３０）
【０２４５】
ただし、式（２９）と、式（３０）において、IRは、近赤外領域の反射率を表し、Rは、可視領域赤の反射率を表している。なお、ここでは、IRとRをパラメータとする植生指数のみを例示しているが、赤以外の他の可視領域の光の反射率などをパラメータとして用いて他の植生指数を測定することは、勿論可能である。スペクトル比率は、RとIRとの組み合わせには限られるものではない。センサ１０３からは、RGBIRの出力として、RとIR以外のGやB等、他の波長帯域の成分が出力されてもよい。
【０２４６】
（植生検査装置の他の構成例）
図３３には、植生検査装置１０が、センサ１０３、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６を有する場合の構成が示されている。この構成は、上述した図２２の構成に対応しており、植生検査装置１０が、センサ１０３や補正処理部１０５、検査指標算出部１０６等のすべての機能を有している場合の構成となる。
【０２４７】
上述した説明では、図３３に示した構成のように、植生検査装置１０がすべての機能を有する場合について説明したが、植生検査装置１０(図１)の一部の機能を、他の装置が有するようにしてもよい。以下、図３４乃至図３６を参照して、植生検査装置１０(図１)の一部の機能を、他の装置が有する場合の構成について説明する。なお、図３４乃至図３６において、上述した図２２を構成するブロックと同一の部分には同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。また、図示はしないが、図２４の構成の場合も同様である。
【０２４８】
（植生検査システムの第１の構成例）
図３４は、植生検査システムの第１の構成例を示す図である。
【０２４９】
図３４において、植生検査システム１１は、測定装置６０及び処理装置７０から構成される。ここで、測定装置６０と処理装置７０は、共に通信機能を有しており、所定の規格に準拠した無線通信又は有線通信を利用して、データをやりとりすることができる。例えば、処理装置７０が、インターネット上に設けられたサーバである場合、測定装置６０は、インターネットを介して処理装置７０にアクセスし、データを送信することになる。
【０２５０】
測定装置６０は、センサ１０３、補正処理部１０５、及び、通信部１０７から構成される。また、補正処理部１０５は、記憶部１１２、補正ゲイン算出部１１３、及び、測定光補正部１１４から構成される。
【０２５１】
補正ゲイン算出部１１３は、記憶部１１２に記憶された基準スペクトル比率(R/IR比率)を参照して、センサ１０３からの出力値から算出される基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)に応じた補正ゲインを算出し、測定光補正部１１４に供給する。
【０２５２】
測定光補正部１１４は、補正ゲイン算出部１１３からの補正ゲインを用い、センサ１０３からの出力値から算出される検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を補正し、通信部１０７に供給する。通信部１０７は、測定光補正部１１４から供給される補正後の(検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を、例えば無線通信等を利用して、処理装置７０に送信する。
【０２５３】
処理装置７０は、検査指標算出部１０６及び通信部１０８から構成される。また、検査指標算出部１０６は、NDVI値算出部１３１から構成される。通信部１０８は、測定装置６０から送信されてくる、補正後の(検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を受信し、NDVI値算出部１３１に供給する。NDVI値算出部１３１は、通信部１０８から供給される補正後の(検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出して出力する。
【０２５４】
（植生検査システムの第２の構成例）
図３５は、植生検査システムの第２の構成例を示す図である。
【０２５５】
図３５において、植生検査システム１１は、測定処理装置８０及び記憶装置９０から構成される。ここで、測定処理装置８０と記憶装置９０は、共に通信機能を有しており、所定の規格に準拠した無線通信又は有線通信を利用して、データをやりとりすることができる。例えば、記憶装置９０が、インターネット上に設けられたサーバである場合、測定処理装置８０は、インターネットを介して記憶装置９０にアクセスし、データを受信することになる。
【０２５６】
測定処理装置８０は、センサ１０３、補正処理部１０５、検査指標算出部１０６、及び、通信部１０７から構成される。また、補正処理部１０５は、補正ゲイン算出部１１３、及び、測定光補正部１１４から構成される。検査指標算出部１０６は、NDVI値算出部１３１から構成される。
【０２５７】
通信部１０７は、検査対象物５０の測定時に、例えば無線通信等を利用して、記憶装置９０から基準スペクトル比率(R/IR比率)を受信し、補正ゲイン算出部１１３に供給する。補正ゲイン算出部１１３は、通信部１０７から供給される基準スペクトル比率(R/IR比率)を参照して、センサ１０３からの出力値から算出される基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)に応じた補正ゲインを算出し、測定光補正部１１４に供給する。
【０２５８】
測定光補正部１１４は、補正ゲイン算出部１１３からの補正ゲインを用い、センサ１０３からの出力値から算出される検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を補正し、検査指標算出部１０６に供給する。NDVI値算出部１３１は、測定光補正部１１４から供給される補正後の(検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出して出力する。
【０２５９】
例えば、基準スペクトル比率(R/IR比率)が、測定処理装置８０と異なる他の装置で算出される場合には、当該他の装置により算出された基準スペクトル比率(R/IR比率)が、記憶装置９０に記憶される。ただし、当該他の装置が直接、基準スペクトル比率(R/IR比率)を、測定処理装置８０に提供するようにしてもよい。また、記憶装置９０は、基準スペクトル比率(R/IR比率)のほか、正規化用のスペクトル比率を記憶するようにしてもよい。また、基準スペクトル比率や正規化用のスペクトル比率は、測定処理装置８０とは異なる別の装置に転用することも可能である。
【０２６０】
（植生検査システムの第３の構成例）
図３６は、植生検査システムの第３の構成例を示す図である。
【０２６１】
図３６において、植生検査システム１１は、測定装置６０及び処理装置７０から構成される。ここで、測定装置６０と処理装置７０は、共に通信機能を有しており、所定の規格に準拠した無線通信又は有線通信を利用して、データをやりとりすることができる。例えば、処理装置７０が、インターネット上に設けられたサーバである場合、測定装置６０は、インターネットを介して処理装置７０にアクセスし、データを送信することになる。
【０２６２】
測定装置６０は、センサ１０３及び通信部１０７から構成される。センサ１０３は、基準反射板１０１と検査対象物５０のＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定し、通信部１０７に供給する。通信部１０７は、センサ１０３から供給されるＲチャネル値とＩＲチャネル値を、例えば無線通信等を利用して、処理装置７０に送信する。
【０２６３】
処理装置７０は、補正処理部１０５、検査指標算出部１０６、及び、通信部１０８から構成される。また、補正処理部１０５は、記憶部１１２、補正ゲイン算出部１１３、及び、測定光補正部１１４から構成される。検査指標算出部１０６は、NDVI値算出部１３１から構成される。
【０２６４】
通信部１０８は、測定装置６０から送信されてくる、基準反射板１０１と検査対象物５０のＲチャネル値とＩＲチャネル値を受信し、基準反射板１０１のＲチャネル値とＩＲチャネル値を補正ゲイン算出部１１３に供給し、検査対象物５０のＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定光補正部１１４に供給する。
【０２６５】
補正ゲイン算出部１１３は、記憶部１１２に記憶された基準スペクトル比率(R/IR比率)を参照して、通信部１０８からの各チャネル値から算出される基準反射板１０１の測定スペクトル比率(R/IR比率)に応じた補正ゲインを算出し、測定光補正部１１４に供給する。
【０２６６】
測定光補正部１１４は、補正ゲイン算出部１１３からの補正ゲインを用い、通信部１０８からの各チャネル値から算出される検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を補正し、NDVI値算出部１３１に供給する。NDVI値算出部１３１は、測定光補正部１１４から供給される補正後の(検査対象物５０の)測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、検査対象物５０の検査指標としての正規化植生指数(NDVI値)を算出して出力する。
【０２６７】
なお、システムとは、複数の装置が論理的に集合した物をいう。また、図３４乃至図３６の構成は、植生検査装置１０が有する機能の一部を他の装置が有する場合の構成の一例であって、他の構成を採用することもできる。例えば、図３５と図３６の構成において、検査指標算出部１０６(のNDVI値算出部１３１)が他の装置により提供されるようにすることができる。
【０２６８】
また、図３３の植生検査装置１０、又は、図３４乃至図３６の植生検査システム１１(の処理装置７０又は測定処理装置８０)において、検査指標算出部１０６の後段に、表示制御部(不図示)を設けて、当該表示制御部が、検査指標算出部１０６(のNDVI算出部１３１)により算出された正規化植生指数(NDVI値)に基づいて、NDVI画像を表示部(不図示)に表示させるようにしてもよい。ただし、NDVI画像を表示する表示部は、植生検査装置１０又は植生検査システム１１(の処理装置７０又は測定処理装置８０)の内部に設けられてもよいし、それらの装置の外部に設けられる表示装置(不図示)であってもよい。
【０２６９】
（測定装置の具体例）
図３７には、図３４又は図３６の測定装置６０の具体例として、定点観測を行う定点測定装置６０Ａと、移動観測を行う移動測定装置６０Ｂと、人工衛星からの測定を行う衛星測定装置６０Ｃを例示している。
【０２７０】
図３７のＡに示した定点測定装置６０Ａは、固定脚６１Ａによって、検査対象物５０を測定（センシング）することが可能な位置に固定され、そこで測定された測定信号（測定値）を、例えば無線通信等を利用して、処理装置７０（図３４又は図３６）に送信する。処理装置７０は、定点測定装置６０Ａから送信されてくる測定信号を処理することで、定点測定装置６０Ａにより定点測定された検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を求めることができる。
【０２７１】
図３７のＢに示した移動測定装置６０Ｂは、例えば無人航空機（UAV：Unmanned Aerial Vehicle）であって、プロペラ状の回転翼６１Ｂが回転することで飛行し、上空から、検査対象物５０を測定（空撮）する。移動測定装置６０Ｂは、そこで測定された測定信号（測定値）を、例えば無線通信等を利用して、処理装置７０（図３４又は図３６）に送信する。処理装置７０は、移動測定装置６０Ｂから送信されてくる測定信号を処理することで、移動測定装置６０Ｂにより移動測定された検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を求めることができる。
【０２７２】
なお、移動測定装置６０Ｂは、無線操縦のほか、例えば、飛行ルートを座標データとしてあらかじめ記憶しておくことで、GPS(Global Positioning System)などの位置情報を用いて自律飛行するようにしてもよい。また、図３７のＢでは、移動測定装置６０Ｂが、回転翼６１Ｂを有する回転翼機であるとして説明したが、移動測定装置６０Ｂは、固定翼機であってもよい。
【０２７３】
図３７のＣに示した衛星測定装置６０Ｃは、人工衛星６１Ｃに搭載される。この人工衛星６１Ｃにおいて、衛星測定装置６０Ｃによる測定（人工衛星６１Ｃからの撮像）で得られる測定信号（例えば衛星画像に応じた測定値）は、所定の通信経路を介して処理装置７０（図３４又は図３６）に送信される。処理装置７０は、衛星測定装置６０Ｃから送信されてくる測定信号を処理することで、人工衛星６１Ｃから測定された検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を求めることができる。
【０２７４】
（基準透過板を用いた測定）
ところで、上述した説明では、植生検査装置１０が、基準反射板１０１を利用して、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を算出する場合について説明したが、基準反射板１０１の反射率特性の代わりに、透過率特性を利用することができる。
【０２７５】
例えば、検査対象物５０の分光反射率特性に近い分光透過率特性を有する透過フィルタ（以下、基準透過板という）を用いることで、基準反射板１０１を用いた場合と同様に、補正ゲインを求めて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率（R/IR比率）を補正して、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定時における光源依存性を除去することができる。
【０２７６】
上述した説明では、基準反射板１０１の設計処理として、分光反射率の第１の設計処理乃至第３の設計処理を説明したが、これらの設計処理と同様にして、基準透過板の設計を行うことができる。
【０２７７】
すなわち、分光反射率の第１の設計処理（図８）では、植生の異なる植物の平均分光反射率を、目標分光反射率として、基準反射板１０１を設計していた。ここで、基準透過板を用いる場合には、植生の異なる植物の平均分光透過率を、目標分光透過率として、基準透過板を設計すればよい。
【０２７８】
また、分光反射率の第２の設計処理（図９乃至図１３）では、平均分光反射率に、最小反射率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光反射率特性を、目標分光反射率として、基準反射板１０１を設計していた。ここで、基準透過板を用いる場合には、平均分光透過率に、最小透過率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光透過率特性を、目標分光透過率として、基準透過板を設計すればよい。
【０２７９】
また、分光反射率の第３の設計処理（図１４乃至図１８）では、平均分光反射率に、最大反射率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光反射率特性を、目標分光反射率として、基準反射板１０１を設計していた。ここで、基準透過板を用いる場合には、平均分光透過率に、最大透過率に応じた調整ゲインを乗じることで算出される分光透過率特性を、目標分光透過率として、基準透過板を設計すればよい。
【０２８０】
以下、基準反射板１０１の代わりに、上述の設計処理で設計される基準透過板を用いて、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定を行う場合の構成について説明する。
【０２８１】
ただし、基準透過板を用いた測定では、基準透過板からの透過光を測定するためのセンサ１０３を設ける必要があるため、複数のセンサ１０３が必要となる。この場合において、複数のセンサ１０３を同一の筐体内に内蔵した構成（以下、単眼の構成という）と、複数のセンサ１０３を別々の筐体内に格納した構成（以下、複眼の構成という）とがある。以下の説明では、単眼の構成と、複眼の構成について、その順に説明する。
【０２８２】
（１）単眼の構成の場合
【０２８３】
（植生検査装置の構成）
図３８は、単眼の構成を採用した場合の植生検査装置の外観の構成例を示す斜視図である。
【０２８４】
図３８において、植生検査装置１２では、その筐体の左側面側と上面側に、光入射部１２Ａと光入射部１２Ｂが形成され、そこから光が入射される。また、植生検査装置１２の内部には、センサ１０３−１とセンサ１０３−２が設けられている。なお、光入射部１２Ａと光入射部１２Ｂは、内部がくり抜かれた円筒状の形状からなるが、カバーとしての役割も有している。
【０２８５】
すなわち、植生検査装置１２において、光入射部１２Ａ側からの光（反射光）は、光軸Ｌａに沿って入射され、センサ１０３−１のセンサ面により受光される。そして、センサ１０３−１は、検査対象物５０からの光（反射光）に応じたＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定し、その結果得られる測定信号（測定値）を、後段の補正処理部１０５に出力する。
【０２８６】
また、植生検査装置１２において、光入射部１２Ｂ側からの光（太陽光）は、光軸Ｌｂに沿って入射される。
【０２８７】
ここで、図３８の点線で表された円Ｃの内側には、植生検査装置１２における光入射部１２Ｂ側の一部を拡大して図示している。ここに示すように、円筒状の形状からなる光入射部１２Ｂの内側には、光軸Ｌｂ上に、基準透過板１５１が設けられる。基準透過板１５１は、例えば、上述した分光反射率の第１の設計処理乃至第３の設計処理（図７乃至図１８）と同様の設計処理で設計され、平均分光透過率特性、最小透過率に応じた分光透過率特性、又は最大透過率に応じた分光透過率特性を有している。なお、光入射部１２Ｂにおいて、基準透過板１５１は、図中の矢印の方向に取り付けられる。
【０２８８】
すなわち、光入射部１２Ｂ側からの光（太陽光）は、基準透過板１５１により透過され、その透過光が、センサ１０３−２のセンサ面により受光される。そして、センサ１０３−２は、基準透過板１５１により透過された光（透過光）に応じたＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定し、その結果得られる測定信号（測定値）を、後段の補正処理部１０５に出力する。
【０２８９】
以上のように、植生検査装置１２では、単眼の構成を採用しているため、同一の筐体内に設けられたセンサ１０３−１とセンサ１０３−２によって、検査対象物５０により反射された反射光と、基準透過板１５１により透過された透過光とが測定される。次に、図３９を参照して、図３８に示した植生検査装置１２の内部の詳細な構成について説明する。
【０２９０】
図３９において、植生検査装置１２は、基準透過板１５１、レンズ１０２、センサ１０３−１及びセンサ１０３−２、露出制御部１０４−１及び露出制御部１０４−２、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６から構成される。
【０２９１】
ただし、図３９の植生検査装置１２において、上述した図１の植生検査装置１０を構成するブロックと同一の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。
【０２９２】
すなわち、図３９においては、図１と比べて、基準反射板１０１の代わりに、基準透過板１５１が設けられ、さらに、レンズ１０２側の系列に設けられるセンサ１０３−１と露出制御部１０４−１とは別に、基準透過板１５１側の系列にも、センサ１０３−２と露出制御部１０４−２が設けられている。なお、上述したように、レンズ１０２とセンサ１０３−１とは、光軸Ｌａ上に設けられる。また、基準透過板１５１とセンサ１０３−２とは、光軸Ｌｂ上に設けられる。
【０２９３】
図３９において、基準透過板１５１は、例えば、ディフューズ板（拡散板）などから構成される。例えば、基準透過板１５１は、上述した分光反射率の第１の設計処理乃至第３の設計処理（図７乃至図１８）と同様の設計処理で設計されることで、平均分光透過率特性、最小透過率に応じた分光透過率特性、又は最大透過率に応じた分光透過率特性を有している。
【０２９４】
なお、基準透過板１５１としては、検査対象物５０の分光反射率特性に近い分光透過率特性を有する透過板を用いることもできるが、図３０に示した基準反射板１０１と同様に、測定したい波長ごとに複数の透過板から構成されるようにしてもよい。
【０２９５】
センサ１０３−１は、センサ１０３（図１）と同様に、レンズ１０２を介して入射される、検査対象物５０からの光（反射光）を検出し、その結果得られる測定信号（測定値）を出力する。露出制御部１０４−１は、露出制御部１０４（図１）と同様に、レンズ１０２やセンサ１０３−１の各部を制御することで、露出制御を行う。
【０２９６】
センサ１０３−２は、センサ１０３（図１）と同様に、基準透過板１５１により透過される光（透過光）を検出し、その結果得られる測定信号（測定値）を出力する。露出制御部１０４−２は、露出制御部１０４（図１）と同様に、センサ１０３−２の各部を制御することで、露出制御を行う。
【０２９７】
補正処理部１０５は、センサ１０３−１及びセンサ１０３−２から供給される測定信号（測定値）に基づいて、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値とのスペクトル比率(R/IR比率)を補正する補正処理を行い、その補正後のスペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を、検査指標算出部１０６に供給する。
【０２９８】
検査指標算出部１０６は、補正処理部１０５から供給される補正後の検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を算出して出力する。
【０２９９】
植生検査装置１２は、以上のように構成される。
【０３００】
ここで、この植生検査装置１２により実行される処理を具体的に説明すると、次のようになる。すなわち、植生検査装置１２においては、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定に先行して、基準光源Ｌ０での基準透過板１５１の基準スペクトル比率（R/IR比率）があらかじめ求められる。ここでは、上述の図１９及び図２０に示した基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定と同様に、基準光源Ｌ０での基準透過板１５１の測定が行われる。
【０３０１】
その後、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定の際に、植生検査装置１２では、基準透過板１５１の基準スペクトル比率（R/IR比率）と、測定光源Ｌ１での基準透過板１５１の測定スペクトル比率（R/IR比率）から求められる補正ゲインを用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率（R/IR比率）が補正され、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）が測定される。
【０３０２】
ここでは、上述の図２２及び図２３、又は図２４及び図２５に示した測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定と同様に、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定が行われる。このように、植生検査装置１２においては、検査対象物５０に応じた特性を有する基準透過板１５１を用いて算出される補正ゲインに基づいた補正が行われることで、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定時における光源依存性を除去することが可能となる。
【０３０３】
また、光源（太陽光）の変化を補正するために、基準反射板１０１を用いた場合には、その鏡面反射の影響を取り除く必要があるが、植生検査装置１２では、基準反射板１０１の代わりに、基準透過板１５１を用いて、光源（太陽光）をダイレクトに測定しているため、基準反射板１０１を用いた場合のような、鏡面反射の影響を考慮する必要はない。
【０３０４】
ただし、植生検査装置１２では、同一の筐体内に、センサ１０３−１とセンサ１０３−２の複数のセンサが設けられているため、センサごとに、例えばＲチャネルとＩＲチャネルの感度比などの分光特性にバラツキが生じることも想定される。そこで、植生検査装置１２では、図２４に示した構成を採用して、例えば、基準光源Ｌ０の分光特性と、センサ１０３−１及びセンサ１０３−２の分光特性を考慮した正規化用のスペクトル比率をあらかじめ算出しておくことが望ましい。これにより、植生検査装置１２では、補正後の測定スペクトル比率を、あらかじめ算出しておいた正規化用のスペクトル比率により除算して、基準光源Ｌ０と各センサの成分を正規化することが可能となり、センサごとの分光特性のバラツキを抑制することができる。
【０３０５】
（２）複眼の構成の場合
【０３０６】
（植生検査装置の構成）
図４０は、複眼の構成を採用した場合の植生検査装置の外観の構成例の斜視図である。
【０３０７】
図４０において、植生検査装置１３は、測定部１４、測定部１５、及び、処理部１６から構成される。また、植生検査装置１３において、測定部１４と処理部１６、及び、測定部１５と処理部１６とは、所定のインターフェースを介して接続されている。
【０３０８】
図４０において、測定部１４には、その筐体の左側面側に、内部がくり抜かれた円筒状の形状からなる光入射部１４Ａが形成され、そこから光が入射される。また、測定部１４の内部には、センサ１０３−１が設けられている。
【０３０９】
すなわち、測定部１４において、光入射部１４Ａ側からの光（反射光）は、光軸Ｌｃに沿って入射され、センサ１０３−１のセンサ面により受光される。そして、センサ１０３−１は、検査対象物５０からの光（反射光）に応じたＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定し、その結果得られる測定値を、所定のインターフェースを介して、処理部１６に出力する。
【０３１０】
測定部１５には、その筐体の上面側に、内部がくり抜かれた円筒状の形状からなる光入射部１５Ａが形成され、そこから光が入射される。また、測定部１５の内部には、センサ１０３−２が設けられている。すなわち、測定部１５において、光入射部１５Ａ側からの光（太陽光）は、光軸Ｌｄに沿って入射される。
【０３１１】
ここで、図４０の点線で表された円Ｃの内側には、測定部１５における光入射部１５Ａ側の一部を拡大して図示している。ここに示すように、円筒状の形状からなる光入射部１５Ａの内部には、光軸Ｌｄ上に、基準透過板１７１が設けられる。基準透過板１７１は、基準透過板１５１（図３８）と同様に、例えば、平均分光透過率特性、最小透過率に応じた分光透過率特性、又は最大透過率に応じた分光透過率特性を有している。
【０３１２】
すなわち、測定部１５において、光入射部１５Ａ側からの光（太陽光）は、基準透過板１７１により透過され、その透過光が、センサ１０３−２のセンサ面により受光される。そして、センサ１０３−２は、基準透過板１７１により透過された光（透過光）に応じたＲチャネル値とＩＲチャネル値を測定し、その結果得られる測定値を、所定のインターフェースを介して、処理部１６に出力する。
【０３１３】
処理部１６は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)やパーソナルコンピュータなどから構成される。処理部１６には、測定部１４と測定部１５から、所定のインターフェースを介して測定値が入力される。処理部１６は、測定部１４と測定部１５からの測定値に基づいて、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を求める。
【０３１４】
以上のように、植生検査装置１３では、複眼の構成を採用しているため、異なる筐体内に設けられたセンサ１０３−１とセンサ１０３−２によって、検査対象物５０により反射された反射光と、基準透過板１７１により透過された透過光とが測定される。次に、図４１を参照して、図４０に示した植生検査装置１３の内部の詳細な構成について説明する。
【０３１５】
図４１において、植生検査装置１３は、測定部１４、測定部１５、及び、処理部１６から構成される。測定部１４は、レンズ１０２、センサ１０３−１、露出制御部１０４−１、及び、I/F部１７２−１から構成される。また、測定部１５は、基準透過板１７１、センサ１０３−２、露出制御部１０４−２、及び、I/F部１７２−２から構成される。また、処理部１６は、補正処理部１０５、及び、検査指標算出部１０６から構成される。
【０３１６】
ただし、図４１の植生検査装置１２において、上述した図１の植生検査装置１０を構成するブロックと同一の部分には、同一の符号が付してあり、その説明は適宜省略する。すなわち、図４１においては、図１と比べて、その構成要素が、測定部１４と、測定部１５と、処理部１６とに分かれて配置されるとともに、測定部１４及び測定部１５と、処理部１６との接続部に、I/F部１７２−１とI/F部１７２−２が設けられている。
【０３１７】
また、図４１においては、図１と比べて、基準反射板１０１の代わりに、基準透過板１７１が設けられ、さらに、レンズ１０２側の系列に設けられるセンサ１０３−１と露出制御部１０４−１とは別に、基準透過板１７１側の系列にも、センサ１０３−２と露出制御部１０４−２が設けられている。なお、上述したように、レンズ１０２とセンサ１０３−１とは、光軸Ｌｃ上に設けられる。また、基準透過板１７１とセンサ１０３−２とは、光軸Ｌｄ上に設けられる。
【０３１８】
測定部１４において、センサ１０３−１は、レンズ１０２を介して入射される、検査対象物５０からの光（反射光）を検出し、その結果得られる測定値を出力する。露出制御部１０４−１は、レンズ１０２やセンサ１０３−１の各部を制御することで、露出制御を行う。I/F部１７２−１は、センサ１０３−１からの測定値を、処理部１６に出力する。
【０３１９】
測定部１５において、センサ１０３−２は、基準透過板１７１により透過される光（透過光）を検出し、その結果得られる測定値を出力する。露出制御部１０４−２は、センサ１０３−２の各部を制御することで、露出制御を行う。I/F部１７２−２は、センサ１０３−２からの測定値を、処理部１６に出力する。
【０３２０】
処理部１６において、補正処理部１０５には、測定部１４のI/F部１７２−１からの測定値と、測定部１５のI/F部１７２−２からの測定値が入力される。
【０３２１】
補正処理部１０５は、測定部１４及び測定部１５から入力される測定値に基づいて、Ｒチャネル値とＩＲチャネル値とのスペクトル比率(R/IR比率)を補正する補正処理を行い、その補正後のスペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を、検査指標算出部１０６に供給する。
【０３２２】
検査指標算出部１０６は、補正処理部１０５から供給される補正後の検査対象物５０の測定スペクトル比率(R/IR比率)を示す情報を用い、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）を算出して出力する。
【０３２３】
植生検査装置１３は、以上のように構成される。
【０３２４】
ここで、この植生検査装置１３により実行される処理を具体的に説明すると、次のようになる。すなわち、植生検査装置１３においては、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定に先行して、基準光源Ｌ０での基準透過板１７１の基準スペクトル比率（R/IR比率）があらかじめ求められる。ここでは、上述の図１９及び図２０に示した基準光源Ｌ０での基準反射板１０１の測定と同様に、基準光源Ｌ０での基準透過板１７１の測定が行われる。
【０３２５】
その後、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定の際に、植生検査装置１３では、基準透過板１７１の基準スペクトル比率（R/IR比率）と、測定光源Ｌ１での基準透過板１７１の測定スペクトル比率（R/IR比率）から求められる補正ゲインを用いて、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の測定スペクトル比率（R/IR比率）が補正され、検査対象物５０の検査指標（NDVI値）が測定される。
【０３２６】
ここでは、上述の図２２及び図２３、又は図２４及び図２５に示した測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定と同様に、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定が行われる。このように、植生検査装置１３においては、検査対象物５０に応じた特性を有する基準透過板１７１を用いて算出される補正ゲインに基づいた補正が行われることで、測定光源Ｌ１での検査対象物５０の検査指標（NDVI値）の測定時における光源依存性を除去することが可能となる。また、植生検査装置１３においても、基準透過板１７１を用いているため、基準反射板１０１を用いた場合のような、鏡面反射の影響を考慮する必要はない。
【０３２７】
ただし、植生検査装置１３では、異なる筐体内に、センサ１０３−１とセンサ１０３−２の複数のセンサが設けられているため、植生検査装置１２と同様に、センサごとに、分光特性にバラツキが生じることが想定される。そこで、植生検査装置１３においても、植生検査装置１２と同様に、図２４に示した構成を採用して、正規化用のスペクトル比率をあらかじめ算出しておくことで、センサごとの分光特性のバラツキを抑制することができる。
【０３２８】
＜６．コンピュータの構成＞
【０３２９】
上述した一連の処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。一連の処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、コンピュータにインストールされる。図４２は、上述した一連の処理をプログラムにより実行するコンピュータのハードウェアの構成例を示す図である。
【０３３０】
コンピュータ９００において、CPU(Central Processing Unit)９０１，ROM(Read Only Memory)９０２，RAM(Random Access Memory)９０３は、バス９０４により相互に接続されている。バス９０４には、さらに、入出力インターフェース９０５が接続されている。入出力インターフェース９０５には、入力部９０６、出力部９０７、記録部９０８、通信部９０９、及び、ドライブ９１０が接続されている。
【０３３１】
入力部９０６は、キーボード、マウス、マイクロフォンなどよりなる。出力部９０７は、ディスプレイ、スピーカなどよりなる。記録部９０８は、ハードディスクや不揮発性のメモリなどよりなる。通信部９０９は、ネットワークインターフェースなどよりなる。ドライブ９１０は、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、又は半導体メモリなどのリムーバブル記憶媒体９１１を駆動する。
【０３３２】
以上のように構成されるコンピュータ９００では、CPU９０１が、ROM９０２や記録部９０８に記録されているプログラムを、入出力インターフェース９０５及びバス９０４を介して、RAM９０３にロードして実行することにより、上述した一連の処理が行われる。
【０３３３】
コンピュータ９００(CPU９０１)が実行するプログラムは、例えば、パッケージメディア等としてのリムーバブル記憶媒体９１１に記録して提供することができる。また、プログラムは、ローカルエリアネットワーク、インターネット、デジタル衛星放送といった、有線又は無線の伝送媒体を介して提供することができる。
【０３３４】
コンピュータ９００では、プログラムは、リムーバブル記憶媒体９１１をドライブ９１０に装着することにより、入出力インターフェース９０５を介して、記録部９０８にインストールすることができる。また、プログラムは、有線又は無線の伝送媒体を介して、通信部９０９で受信し、記録部９０８にインストールすることができる。その他、プログラムは、ROM９０２や記録部９０８に、あらかじめインストールしておくことができる。
【０３３５】
ここで、本明細書において、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に行われる必要はない。すなわち、コンピュータがプログラムに従って行う処理は、並列的あるいは個別に実行される処理(例えば、並列処理あるいはオブジェクトによる処理)も含む。また、プログラムは、１のコンピュータ(プロセッサ)により処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。
【０３３６】
なお、本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、上述した複数の実施の形態の全て又は一部を組み合わせた形態を採用することができる。
【０３３７】
また、本技術は、以下のような構成をとることができる。
【０３３８】
（１）
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する補正部と
を備える検査装置。
（２）
前記基準スペクトル情報は、基準スペクトル比率であり、
前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報は、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率であり、
前記検査対象物の測定スペクトル情報は、前記検査対象物の測定スペクトル比率である
（１）に記載の検査装置。
（３）
前記基準反射板は、特性の異なる複数の前記検査対象物の分光反射率に応じた特性を有するとともに、前記基準スペクトル比率、前記基準反射板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率の対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに乗じられる調整ゲインを変更した特性を有している
（２）に記載の検査装置。
（４）
前記調整ゲインは、対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに、その波長帯域内の分光反射率における平均反射率と、最小反射率又は最大反射率との比から求められる
（３）に記載の検査装置。
（５）
補正された前記検査対象物の測定スペクトル比率に基づいて、前記検査対象物の検査指標を算出する検査指標算出部をさらに備える
（２）乃至（４）のいずれかに記載の検査装置。
（６）
前記補正ゲイン算出部は、前記基準反射板又は前記基準透過板の基準スペクトル比率を、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率で除算することで、前記補正ゲインを算出し、
前記補正部は、前記検査対象物の測定スペクトル比率と、前記補正ゲインとを乗算することで、前記検査対象物の測定スペクトル比率を補正する
（２）乃至（５）のいずれかに記載の検査装置。
（７）
前記基準反射板と前記基準透過板のうち、前記基準反射板が用いられる場合に、前記測定光源下において、前記検査対象物と前記基準反射板とをセンシングするセンサ部をさらに備える
（１）乃至（６）のいずれかに記載の検査装置。
（８）
前記基準反射板は、空間的にモザイク状に配置された２枚以上の反射板を含む
（１）乃至（７）のいずれかに記載の検査装置。
（９）
前記検査対象物は、植物であり、
前記基準スペクトル比率、前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率は、Ｒ(赤)成分の値とＩＲ(赤外)成分の値との比率であり、
前記検査指標は、正規化植生指数(NDVI：Normalized Difference Vegetation Index)である
（２）乃至（８）のいずれかに記載の検査装置。
（１０）
あらかじめ算出された前記基準スペクトル比率を記憶する記憶部をさらに備え、
前記補正ゲイン算出部は、前記記憶部から読み出された前記基準スペクトル比率に基づいて、前記補正ゲインを算出する
（２）乃至（９）のいずれかに記載の検査装置。
（１１）
前記センサ部は、前記検査対象物と前記基準反射板を同時にセンシングする
（７）に記載の検査装置。
（１２）
前記基準反射板は、前記センサ部を有するカメラの画角内に存在するように、所定の位置に取り付けられる
（１１）に記載の検査装置。
（１３）
前記基準透過板は、特性の異なる複数の前記検査対象物の分光透過率に応じた特性を有するとともに、前記基準スペクトル比率、前記基準透過板の測定スペクトル比率、及び、前記検査対象物の測定スペクトル比率の対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに乗じられる調整ゲインを変更した特性を有している
（２）に記載の検査装置。
（１４）
前記調整ゲインは、対象となる各成分に応じた波長帯域ごとに、その波長帯域内の分光透過率における平均透過率と、最小透過率又は最大透過率との比から求められる
（１３）に記載の検査装置。
（１５）
前記基準反射板と前記基準透過板のうち、前記基準透過板が用いられる場合に、前記測定光源下において、前記検査対象物をセンシングする第１のセンサ部と、前記基準透過板をセンシングする第２のセンサ部とをさらに備える
（１）、（２）、（１３）、又は（１４）に記載の検査装置。
（１６）
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出し、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する
ステップを含む検査方法。
（１７）
コンピュータを、
検査対象物に応じた特性を有する基準反射板又は基準透過板の基準光源下における基準スペクトル情報、及び、測定光源下でのセンシングにより得られた前記基準反射板又は前記基準透過板の測定スペクトル情報に基づいて、スペクトルの補正ゲインを算出する補正ゲイン算出部と、
算出された前記補正ゲインに基づいて、前記測定光源下でのセンシングにより得られた前記検査対象物の測定スペクトル情報を補正する補正部と
して機能させるプログラム。
【符号の説明】
【０３３９】
１０，１２，１３  植生検査装置，  １１  植生検査システム，  １４，１５  測定部，  １６  処理部，  ２０  分光反射率設計装置，  ６０  測定装置，  ６０Ａ  定点測定装置，  ６０Ｂ  移動測定装置，  ６０Ｃ  衛星測定装置，  ７０  処理装置，  ８０  測定処理装置，  ９０  記憶装置，  １０１  基準反射板，  １０２  レンズ，  １０３，１０３−１，１０３−２  センサ，  １０４，１０４−１，１０４−２  露出制御部，  １０５  補正処理部，  １０６  検査指標算出部，  １１１  基準反射板R/IR比率算出部，  １１２  記憶部，  １１３  補正ゲイン算出部，  １１４  測定光補正部，  １２１  基準反射板R/IR比率算出部，  １２２  R/IR比率変動比算出部，  １２３  検査対象物R/IR比率算出部，  １２４  ゲイン補正部，  １３１  NDVI値算出部，  １３２  正規化部，  １３３  記憶部，  １５１，１７１  基準透過板，  ９００  コンピュータ，  ９０１  CPU
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【国際調査報告】
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