(57)【要約】【課題】  物体の反射特性の計測データを得るための工数を削減するための情報処理を提供することを目的とする。【解決手段】  第１計測方法を用いた計測によって得られた物体の光学特性を表すデータに基づいて、前記第１計測方法よりも高精度に光学特性を計測できる第２計測方法を用いた前記物体の光学特性の計測を制御する情報処理装置であって、前記第１計測方法を用いた計測によって得られた前記データを取得する取得手段と、前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段による判定結果に基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定された場合には、前記物体の光学特性が等方性を有しないと判定された場合よりも前記第２計測方法を用いた計測の計測工数が少なくなるように、前記第２計測方法を用いた計測を制御する制御手段と、を有することを特徴とする情報処理装置。【選択図】  図４
2018100908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１計測方法を用いた計測によって得られた物体の光学特性を表すデータに基づいて、前記第１計測方法よりも高精度に光学特性を計測できる第２計測方法を用いた前記物体の光学特性の計測を制御する情報処理装置であって、
前記第１計測方法を用いた計測によって得られた前記データを取得する取得手段と、
前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する第１判定手段と、
前記第１判定手段による判定結果に基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定された場合には、前記物体の光学特性が等方性を有しないと判定された場合よりも前記第２計測方法を用いた計測の計測工数が少なくなるように、前記第２計測方法を用いた計測を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項２】
前記データは前記物体から出射する光の強度分布を表すデータであることを特徴とする請求項１に記載の情報処理装置。
【請求項３】
前記データにおける最大の光の強度を表す位置において、方位角方向の変化に応じた光の強度の変化量と仰角方向の変化に応じた光の強度の変化量を算出する算出手段と、
前記第１判定手段は、前記方位角方向の変化に応じた光の強度の変化量と前記仰角方向の変化に応じた光の強度の変化量と差分が所定の閾値以下である場合に、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の情報処理装置。
【請求項４】
前記光学特性は、前記物体の光の反射特性であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項５】
前記光学特性は、前記物体の光の透過特性であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項６】
前記制御手段が前記第２計測方法を用いた計測を制御することによって得たデータに基づいて、前記物体のＢＲＤＦを表すＢＲＤＦデータを生成する生成手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項７】
前記第１判定手段は、前記物体の領域ごとに等方性を有するか否かを判定し、
前記制御手段は、前記第１判定手段による前記物体の領域ごとの判定結果に基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定された領域では、前記物体の光学特性が等方性を有しないと判定された領域よりも前記第２計測方法を用いた計測の計測工数が少なくなるように、前記第２計測方法を用いた計測を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記第１判定手段による判定結果に基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定された場合には、前記物体の光学特性が等方性を有しないと判定された場合よりも前記第２計測方法を用いた計測の計測位置又は計測時間が少なくなるように、複数の計測位置を計測する前記第２計測方法を用いた計測を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記物体が等方性を有すると判定された場合には、仰角を固定した方位角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の変化と、方位角を固定した仰角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の変化とのどちらか一方の計測のみを行うよう制御することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記物体が等方性を有すると判定された場合には、仰角を固定した方位角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の変化と、方位角を固定した仰角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の変化とのどちらか一方の計測の精度を下げて計測を行うように制御することを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか一項又は請求項９に記載の情報処理装置。
【請求項１１】
前記制御手段は、前記取得手段が取得した前記データに基づいて、方位角方向の変化に応じた光の強度の変化量が所定の閾値以下である場合には、方位角方向の変化に応じた光の強度の変化量が所定の閾値より大きい場合よりも、仰角を固定した方位角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の計測における計測位置の間隔が細かくなるように前記第２計測方法を用いた計測を制御し、
前記取得手段が取得した前記データに基づいて、仰角方向の変化に応じた光の強度の変化量が所定の閾値以下である場合には、仰角方向の変化に応じた光の強度の変化量が所定の閾値より大きい場合よりも、方位角を固定した仰角方向の変化に応じた前記物体の光学特性の計測における計測位置の間隔が細かくなるように前記第２計測方法を用いた計測を制御することを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１２】
前記第１計測方法は第１計測装置によって行われる計測方法であり、
前記第２計測方法は前記第１計測装置とは異なる第２計測装置によって行われる計測方法であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１３】
前記第１計測装置は、半球状の鏡とＣＣＤカメラとを含む計測システムであり、
前記第２計測装置は、輝度計又は光電子増倍管を含むシステムであることを特徴とする請求項１２に記載の情報処理装置。
【請求項１４】
前記第１計測方法と前記第２計測方法とは、同じ計測装置によって行われる計測方法であることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１５】
前記物体の光学特性が対称性を有するか否かを判定する第２判定手段をさらに有し、
前記第１判定手段は、前記第２判定手段の判定結果に基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項１４のいずれか一項に記載の情報処理装置。
【請求項１６】
前記制御手段は、前記第２判定手段によって前記物体の光学特性が対称性を有すると判定された場合、前記第２判定手段によって前記物体の光学特性が対称性を有しないと判定された場合よりも計測工数が少なくなるように前記第２計測方法を用いた計測を制御することを特徴とする請求項１５に記載の情報処理装置。
【請求項１７】
物体の光学特性を計測することによって得られたデータを取得する取得手段と、
前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記物体が等方性を有すると判定された場合には、方位角を固定した仰角方向の変化に応じた光学特性を表す情報又は、仰角を固定した方位角方向の変化に応じた光学特性を表す情報を、前記データから抽出する抽出手段と、
前記抽出手段によって抽出した情報に基づいて、前記物体の光学特性を表すデータを生成する生成手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。
【請求項１８】
コンピュータを請求項１乃至請求項１７のいずれか一項に記載の情報処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
【請求項１９】
第１計測方法を用いた計測によって得られた物体の光学特性を表すデータに基づいて、前記第１計測方法よりも高精度に光学特性を計測できる第２計測方法を用いた前記物体の光学特性の計測を制御する情報処理方法であって、
前記第１計測方法を用いた計測によって得られた前記データを取得する取得ステップと、
前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する第１判定ステップと、
前記第１判定ステップによる判定結果に基づいて、前記物体が等方性を有すると判定された場合には、前記物体が等方性を有しないと判定された場合よりも計測工数が少なくなるように、前記第２計測方法を用いた計測を制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【請求項２０】
物体の光学特性を計測することによって得られたデータを取得する取得ステップと、
前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する判定ステップと、
前記判定ステップによる判定結果に基づいて、前記物体が等方性を有すると判定された場合には、方位角を固定した仰角方向の変化に応じた光学特性を表す情報又は、仰角を固定した方位角方向の変化に応じた光学特性を表す情報を、前記データから抽出する抽出ステップと、
前記抽出ステップによって抽出した情報に基づいて、前記物体の光学特性を表すデータを生成する生成ステップと、
を有することを特徴とする情報処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は物体の光学特性を計測するための情報処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光に対する物体の光の反射特性を表現する方法として、ＢＲＤＦ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）がある。ＢＲＤＦとは、入射光・出射光の角度変化に伴う物体の反射特性を記述したものであり、ＢＲＤＦを再現する事によって、光源・視点に応じた物体の質感を再現する事が出来る。近年では、ＣＧアプリケーションにおけるレンダリングによって物体の質感を再現した画像を生成するためにＢＲＤＦの計測データが利用されている。ＢＲＤＦの計測データを得るためには、さまざまな投光角度と受光角度とで計測を行う必要があり、計測工数が多くなる。ＢＲＤＦを計測する際の工数を削減するための技術として、特許文献１が開示する技術が知られている。特許文献１が開示する技術は、予め設定した受光角度とその移動量（変角ピッチ）によって角度を変化させながら反射光強度の変化率を計算し、計算された変化率が小さい場合は変角ピッチを大きくして測定点数を削減している。
【０００３】
一方で、ベルベット生地のように、見る角度に応じて色や反射光強度などが変化する異方性と呼ばれる反射特性を有する物体がある。また、異方性とは反対に、見る角度に応じて色や反射光強度などが変化しない反射特性は等方性と呼ばれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１７４４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術によって決められた条件においてＢＲＤＦの計測を行う対象の物体が等方性を有していた場合、計測によって同じ反射特性を含むデータを多く取得することになる。物体が異方性を有している場合でも、反射特性に対称性がある場合には同じ反射特性を含むデータを多く取得する。これは、ＢＲＤＦの計測にとって不要なデータを取得していることを意味し、計測効率が悪いという課題があった。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、物体の反射特性の計測データを得るための工数を削減するための情報処理を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係る情報処理装置は、第１計測方法を用いた計測によって得られた物体の光学特性を表すデータに基づいて、前記第１計測方法よりも高精度に光学特性を計測できる第２計測方法を用いた前記物体の光学特性の計測を制御する情報処理装置であって、前記第１計測方法を用いた計測によって得られた前記データを取得する取得手段と、前記データに基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有するか否かを判定する第１判定手段と、前記第１判定手段による判定結果に基づいて、前記物体の光学特性が等方性を有すると判定された場合には、前記物体の光学特性が等方性を有しないと判定された場合よりも前記第２計測方法を用いた計測の計測工数が少なくなるように、前記第２計測方法を用いた計測を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、物体の反射特性の計測データを得るための工数を削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】情報処理装置１のハードウェア構成を表す図
【図２】光源と受光器との位置関係を表す図
【図３】情報処理装置１の機能構成を表す図
【図４】情報処理装置１が実行する処理についてのフローチャート
【図５】第１計測方法の模式図
【図６】等方性の有無を判定する処理についてのフローチャート
【図７】物体が等方性を有する場合の計測条件を決定する処理についてのフローチャート
【図８】物体が異方性を有する場合の計測条件を決定する処理についてのフローチャート
【図９】生成された格納用データの一例を表す図
【図１０】等方性の有無を判定する処理についてのフローチャート
【図１１】等方性を有する物体が対称性を有する場合の計測条件を決定する処理についてのフローチャート
【図１２】情報処理装置１の機能構成を表す図
【図１３】情報処理装置１が実行する処理についてのフローチャート
【図１４】情報処理装置１の機能構成を表す図
【図１５】情報処理装置１が実行する処理についてのフローチャート
【図１６】反射特性データの一例を表す図
【図１７】光源と受光器との位置関係を表す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明する。尚、同一の構成については、同じ符号を付して説明する。
【００１１】
［実施例１］
＜情報処理装置１のハードウェア構成＞
図１に、情報処理装置１のハードウェア構成を表すブロック図を示す。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２が記憶しているオペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、デバイスドライバ等に従い、同図に示す他の構成をシステムバス１０８を介して制御する。尚、後述するフローチャートによる処理は、ＲＯＭ１０２やＨＤＤ１１４などに格納されたプログラムコードがＲＡＭ１０３に展開され、ＣＰＵ１０１によって実行される。ＲＡＭ１０３は、各種制御プログラムやマウスやキーボードなどの入力デバイス１１０から入力されるデータの作業領域及び一時待避領域として利用される。ビデオカード（ＶＣ）１０４には、モニタ１１６が接続される。汎用インタフェース（Ｉ／Ｆ）１０５には、シリアルバス１０９を介して、入力デバイス１１０や第１計測装置１１１、第２計測装置１１２などが接続される。第１計測装置１１１は、簡易的に光学特性を計測するための計測装置であり、半球状の鏡とＣＣＤカメラとにより一括で多くの光源方向からの反射率を計測可能な計測システムである。尚、第１計測装置１１１は、高速に光の強度を計測可能な簡易色度計など、簡易的に光学特性を計測できる計測装置であれば良い。本実施例における第１計測装置１１１の例を図５に示す。図５において、５０１は光源、５０２は物体、５０３は半球状の鏡、５０４は魚眼レンズ、５０５はＣＣＤカメラである。光源５０１は物体５０２に対する投光角度が変えられるようになっており、物体５０２から反射した光は半球状の鏡により反射され魚眼レンズ５０４を通してＣＣＤカメラ５０５に記録される。記録された画像の各画素値は物体に対する計測方向である方位角及び仰角に対応しており、画素値から対応する方位角および仰角での反射強度を得ることができる。このように物体から反射される様々な仰角、方位角の反射強度分布を１枚の撮像で取得することが可能である。しかしながら、一般的にこのような計測方法においては十分な計測精度が得られないため、本実施例では、第２計測装置１１２により再度計測を実施する。第２計測装置１１２は、高精度に光学特性を計測する計測装置であり、物体に照射する光源と反射光を受光する光電子増倍管との計測システムである。尚、第１計測装置１１１及び第２計測装置１１２は共に、光源や受光器の位置を移動するためのステージなどを含む。ＳＡＴＡインタフェース（Ｉ／Ｆ）１０６には、シリアルバス１１３を介して、ＨＤＤ１１４や各種記録メディアの読み書きを行う汎用ドライブ１１５が接続される。ＣＰＵ１０１は、ＨＤＤ１１４や汎用ドライブ１１５にマウントされた各種記録メディアを各種データの格納場所として使用する。ＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）１０７は、外部装置との間で情報の入出力を行う。ＣＰＵ１０１は、プログラムによって提供されるＵＩ（ユーザインターフェース）をモニタ１１６に表示し、入力デバイス１１０を介して受け付けるユーザ指示などの入力を受信する。尚、以下では、第１計測装置１１１による計測を、第１計測方法による計測とも呼ぶ。また、第２計測装置１１２による計測を、第２計測方法による計測とも呼ぶ。
【００１２】
＜第２計測装置による計測における、光源と受光器との位置関係＞
光源と受光器との位置関係について図２を用いて説明する。光源からの投光角度（仰角θｒ、方位角φｒ）を固定とし、受光角度の仰角θｉを０〜１８０度の範囲、方位角φｉを０〜３６０度の範囲でＢＲＤＦを計測する例を説明する。物体に投光する光源としては、白色ハロゲンランプのほか、レーザ等を用いることができる。また受光器としては、光電子増倍管や輝度計、分光輝度計、デジタルカメラ等を用いることができる。尚、計測する光学特性はＢＲＤＦのような反射特性に限らず、ＢＴＤＦ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のような透過特性でも良い。また、ＢＴＦ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｔｅｘｔｕｒｅ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）や、ＢＳＳＲＤＦ（Ｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ  Ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ  Ｓｕｒｆａｃｅ  ｒｅｆｌｅｃｔａｎｃｅ  Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）でも良い。
【００１３】
＜情報処理装置１の機能構成＞
図３に、本実施例における情報処理装置１の機能構成を表すブロック図を示す。情報処理装置１は、第１取得部３０１と、判定部３０２と、決定部３０３と、計測制御部３０４と、第２取得部３０５と、生成部３０６と、格納部３０７とを有する。第１取得部３０１は、予め第１計測装置１１１を用いて得られた光の強度分布を表す分布データを取得する。分布データは直接第１計測装置１１１から取得しても良いし、ＨＤＤ１１４などの記憶装置から取得しても良い。判定部３０２は、第１取得部３０１で取得した分布データをもとに、物体の反射特性が等方性を有するか否かを判定する。決定部３０３は、判定部３０２による判定の結果をもとに第２計測装置１１２の計測条件を決定する。計測制御部３０４は、第２計測装置１１２で計測を行うための受光器と光源との位置を制御し、受光器と光源との位置を変更しながら第２計測装置１１２に物体の光学特性の計測を行わせる。本実施例では、第２計測装置１１２の受光器として分光方射輝度計を用いる。第２取得部３０５は、第２計測装置の計測によって得られたデータを取得する。生成部３０６は、第２取得部３０５で取得したデータから、ＢＲＤＦデータを生成する。格納部３０７は、生成部３０６で生成しＢＲＤＦデータを格納する。
【００１４】
＜情報処理装置１が実行する処理＞
図４に情報処理装置１が実行する処理のフローチャートを示す。尚、図４に示す処理は上述したようにＣＰＵ１０１によって統括的に制御される。以下、各ステップ（工程）は符号の前にＳをつけて表す。
【００１５】
Ｓ４０１において、第１取得部３０１は、物体から出射される光の強度分布を表す分布データを取得する。分布データには、第１計測装置１１１を用いて予め計測して得られた光の強度分布を表すデータを用いる。分布データは２次元の光の強度分布を表し、複数の画素から成るデータである。各画素には、光の強度（反射光強度）と反射方向の仰角及び方位角が記録されている。Ｓ４０２において、判定部３０２は、Ｓ４０１で取得した分布データに基づき、物体の反射特性が等方性を有するか否かを判定する。判定処理の詳細については後述する。Ｓ４０３において、決定部３０３は、Ｓ４０２における判定の結果に基づき、第２計測装置の計測条件を決定する。決定処理の詳細については後述する。
【００１６】
Ｓ４０４において、制御部３０４は、Ｓ４０３で決定した計測条件に基づき、第２計測装置１０７に計測を行わせる。さらに、第２取得手段３０５は、第２計測装置の計測によって得られた計測データを取得する。Ｓ４０５において、生成部３０６は、Ｓ４０４で取得した計測データに基づき、ＢＲＤＦデータを生成する。詳細には、物体の反射特性が等方性を有すると判定された場合に、第２計測装置１１２の計測から得られたデータを用いて、計測しない方向の反射特性を補間することによってＢＲＤＦデータを生成する。Ｓ４０６において、格納部３０７は、Ｓ４０５で生成したＢＲＤＦデータを格納する。
【００１７】
＜等方性の有無を判定する処理（Ｓ４０２）＞
続いて、物体の反射特性が等方性を有するか否かを判定する処理（Ｓ４０２）について、図６のフローチャートを用いて説明する。尚、図６に示す処理は上述したようにＣＰＵ１０１によって統括的に制御される。
【００１８】
Ｓ６０１において、Ｓ４０１で得られた分布データにおいて画素値（反射強度）が最大である画素を探索し、当該画素の仰角θ０、方位角φ０を基準計測位置として設定する。図１７（ａ）は、第１計測装置１１１の計測における光源と受光器との位置関係を示した模式図である。図１７（ｂ）は図１７（ａ）をＹ軸方向から見た場合の光源と受光器との位置関係を表しており、仰角θ０を含むθ１〜θｎまでの計測値が得られる。また、図１７（ｃ）は図１７（ａ）をＺ軸方向から見た場合の光源と受光器との位置関係を表しており、方位角φ０〜φｎまでの計測値が得られる。
【００１９】
次にＳ６０２において、Ｓ６０１で設定した基準計測位置（θ０、φ０）について、仰角を固定し、方位角を変化させた場合の変化量Ｐを取得する。具体的には、（θ０、φ０）における反射強度Ｙについて、方位角の変化に対する１次微分値を計算する。
【００２０】
【数１】
2018100908.tif 000003
ここで、ｉは第１計測装置１１１の計測における計測方向の方位角の位置を表しており、Ｙ０は基準位置（θ０、φ０）における反射強度である。
【００２１】
次にＳ６０３において、Ｓ６０１で設定した基準計測位置（θ０、φ０）について、方位角を固定し、仰角を変化させた場合の変化量Ｑを取得する。具体的には、（θ０、φ０）における反射強度Ｙについて、仰角の変化に対する１次微分値を計算する。
【００２２】
【数２】
2018100908.tif 000004
ここで、ｊは第１計測装置１１１の計測における計測方向の仰角の位置を表しており、Ｙ０は基準位置（θ０、φ０）における反射強度である。
【００２３】
次にＳ６０４において、Ｓ６０２とＳ６０３とによってそれぞれ得られた変化量ＰｉとＱｉとの差分が所定の閾値以下かどうかを判定する。差分が閾値以下の場合はＳ６０５に進み、仰角と方位角とで反射光強度の変化量が同じであるため、物体の反射特性が等方性を有すると判定する。差分が閾値より大きい場合はＳ６０６に進み、仰角と方位角とで反射光強度の変化量が異なるため、物体の反射特性が異方性を有すると判定する。ここで、閾値は受光器の計測精度に応じて設定しておく。例えば、受光器の測定精度が０．１ｃｄ／ｍ２の場合、０．１を閾値として設定する。これにより、ＰとＱとの差分が０．１より大きい場合は仰角と方位角とで反射光強度の変化量が異なると判断できる。
【００２４】
＜計測条件を決定する処理（Ｓ４０３）＞
続いて、第２計測装置１１２による計測の条件を決定する処理について図７を用いて説明する。Ｓ４０２で物体の反射特性が等方性を有すると判定された場合と異方性を有すると判定された場合とで分けて説明する。尚、図７に示す処理は上述したようにＣＰＵ１０１によって統括的に制御される。
【００２５】
＜等方性を有すると判定された場合＞
まず、物体の反射特性が等方性を有すると判定された場合の計測条件の決定処理について説明する。物体の反射特性が等方性を有する場合は、Ｓ６０１で設定した基準計測位置（θ０，φ０）において、仰角と方位角との一方を固定しもう一方を変化させた場合の反射強度の変化量がほぼ同じである。つまり、全計測方向での計測を行う必要がなく、基準計測位置（θ０、φ０）において、仰角と方位角とのどちらか一方の変化について反射光強度を計測することによって得られたデータで、計測しない方向の反射強度を補間することができる。これにより、計測数（計測位置）を減らすことができる。本実施例では、方位角をφ０に設定（固定）し、仰角θの変化について計測を行うように計測条件を設定する。仰角の計測間隔である変角ピッチの決め方は任意である。本実施例では、Ｓ６０３で得られた仰角方向についての反射強度の微分値を用い、微分値が大きいほど細かい変角ピッチに設定するものとする。以下に処理の詳細を説明する。
【００２６】
まずＳ７０１において、Ｓ６０３で取得した方位角φ０における仰角方向についての変化量Ｑｊを取得する。次にＳ７０２において、計測位置の識別係数であるｊを初期値である０に設定する。次にＳ７０３において、Ｑｊの値が閾値ｋより大きいかどうかを決定する。閾値ｋより大きい場合はＳ７０４に進み、Ｑｊを計算した角度範囲であるθｊ＋１〜θｊ間の変角ピッチをΔθａに設定する。閾値ｋ以下の場合はＳ７０５に進み、θｊ＋１〜θｊ間の変角ピッチをΔθｂに設定する。ここで、閾値ｋは光源からの入射光に対する物体の正反射光に基づいて設定しておく。例えば、光源からの入射光に対する物体の正反射光の輝度が１００ｃｄ／ｍ２の場合、その１０パーセントである１０を閾値として設定しておく。尚、θｂはθａよりも大きい値である。次にＳ７０６において、θｉ＋１が第２計測装置１１２の仰角方向の制御範囲（０〜１８０度）を超えたかどうかを判定する。超えた場合は処理を終了する。超えていない場合はＳ７０７に進み、ｊの値を増加させＳ７０３に戻る。
【００２７】
尚、等方性の光学特性をもつ物体に対する計測条件の決定方法はこれに限定しない。例えば、微分値ではなく絶対値に着目し絶対値の大きい位置について、変角ピッチを細かく設定しても良い。または、全ての仰角について同じ変角ピッチで計測しても良く、全計測方向を同じ変角ピッチで計測するよりは計測位置を減らすことができる。また、等方性の光学特性の場合、十分な場合は、第１計測装置１１１の計測データだけで計測を終えても良く、その場合は第２計測装置１１２の計測を行わなくても良い。また、本実施例においては、計測位置を減らすことによって計測工数を削減しているが、これに限定されない。例えば、仰角と方位角とのどちらか一方の変化についての反射光強度の計測については、計測精度を下げることによって計測時間を短縮し、計測工数を削減しても良い。
【００２８】
＜異方性の場合＞
続いて、物体の反射特性が異方性を有すると判定された場合の計測条件の決定処理について図８を用いて説明する。尚、図８に示す処理は上述したようにＣＰＵ１０１によって統括的に制御される。本実施例では、仰角それぞれについて方位角方向における変化量Ｐを計算し、変化量の大きい方位角における方位角方向の変角ピッチを細かく設定する。同様に、方位角それぞれについて仰角方向における変化量Ｑを計算し、変化量の大きい仰角における仰角方向の変角ピッチを細かく設定する。以下に処理の詳細を説明する。
【００２９】
まずＳ８０１において、Ｓ６０２で取得した仰角θ０における方位角方向についての変化量Ｐｉを取得する。次にＳ８０２において、変化量Ｐｉに対して閾値処理を行い、ある閾値以上の変化量をもつ方位角φｖ＝｛φ１，φ２・・・φｎ｝を決定する。ここでの閾値の設定方法は、Ｓ７０３の閾値ｋと同様の方法である。
【００３０】
次にＳ８０３において、方位角方向の識別係数であるｉの初期値を０に設定する。次にＳ８０４において、方位角φｖそれぞれにおける仰角方向の変化量を計算する。次にＳ８０５において、上述したＳ７０２〜Ｓ７０７と同じ処理を行い、仰角方向の変角ピッチを決定する。次にＳ８０６において、ｉの値がＳ８０２で抽出した全ての方位角数かどうかを判定する。全ての方位角で計算を行った場合は処理を終了する。そうでない場合はＳ８０７にてｉを次の値に設定する。
【００３１】
以上、本実施例によると、予め簡易的に計測した物体の反射特性データから、物体の反射特性の等方性の有無を判定して第２計測装置１１２による計測条件を決定する。これにより、従来の計測方法よりも計測工数を削減でき、計測効率を向上することが可能となる。
【００３２】
尚、本実施例では物体の光学特性として反射光を取得する例を用いて説明したが、透過光であっても同様の効果を得ることが可能である。また、本実施例では第１計測装置１１１として、半球状の鏡とＣＣＤカメラとによる計測方法について説明したがこれに限定しない。例えば、第２計測装置１１２とは異なる別の簡易輝度計を用いても、同様の効果を得ることが可能となる。
【００３３】
尚、本実施例では物体の反射特性に基づいて、方位角及び仰角方向の計測位置を決定し、その計測位置を計測することによって得られたデータからＢＲＤＦデータを生成しているが、これに限定されない。Ｓ４０５ではＢＲＤＦデータを生成するために必要な格納用データを生成し、Ｓ４０６で格納用データを格納部３０７に格納しても良い。具体的には、第２計測装置１１２による計測結果と共に、物体の反射特性が等方性を有するか否かの判定結果を合わせて記憶しておく。物体の反射特性が等方性を有すると判定された場合の格納用データの一例を図９に示す。図９では、まず判定部３０２の判定結果に対して等方性か異方性かを示す情報が記憶されている。さらに第２計測装置１１２によって得られた、光源方向の方位角と仰角に対する計測方向の方位角と仰角における反射強度が格納されている。尚、データ形式は等方性か異方性かの条件が含まれていればこれに限定しない。
【００３４】
尚、本実施例では、分布データにおいて画素値（反射強度）が最大である画素を探索し、当該画素の仰角θ０、方位角φ０を基準計測位置として設定することによって等方性の有無を判定しているが、これに限定されない。物体の領域ごとに光学特性の判定を行い、その領域ごとの判定に基づいて、第２計測装置１１２による計測を制御しても良い。
【００３５】
［実施例２］
実施例１では、第１計測方法による計測によって全体の大まかな反射光の強度分布を計測し、計測した強度分布に基づいて物体の反射特性が等方性を有するか否かを判定した。本実施例では、物体の反射特性が対称性を有するか否かを判定することによって、ＢＲＤＦ計測の計測工数を削減する。Ｓ４０２における処理とＳ４０３における処理の詳細について実施例１と異なるため、当該処理を主に説明する。
【００３６】
＜対称性の有無を判定する処理（Ｓ４０２）＞
本実施例における判定部３０２の処理を表すフローチャートを図１０に示す。
【００３７】
Ｓ１００１において、Ｓ４０１で得られた分布データにおいて画素値（反射強度）が最大である画素を探索し、当該画素の仰角θ０、方位角φ０を基準計測位置として設定する。尚、予め光源の投光角度が分かっている場合は、受光角度が正反射の位置を初期値とし、さらに方位角と仰角とをずらした位置で計測を行い最大強度となる位置に移動をしながら計測を繰り返すことで、設定することができる。次にＳ１００２において、基準計測位置の光軸に対する角度差Δεを設定する。次に、Ｓ１００３において、第１計測装置１１１を用いて、計測位置ａ１（仰角θ０，方位角φ０＋Δε）、ａ２（仰角θ０，方位角φ０−Δε）での反射光強度を取得する。次に、Ｓ１００４において、位置ａ１とａ２との光強度の差分を算出し、差分の絶対値が閾値以下かどうかを判定する。閾値を超えた場合はＳ１０１１に進み、物体の反射特性が対称性を有さない異方性であると判定する。ここでの閾値は受光器の計測精度に応じて設定しておく。例えば、受光器の計測精度が０．１ｃｄ／ｍ２の場合、０．１を閾値として設定しておく。
【００３８】
次に、Ｓ１００５において、第１計測装置１１１を用いて、計測位置ａ３（仰角θ０＋Δε，方位角φ０）、ａ４（仰角θ０−Δε，方位角φ０）での反射光強度を取得する。次に、Ｓ１００６において、位置ａ３とａ４との光強度の差分を算出し、差分の絶対値が上記閾値以下かどうかを判定する。閾値を超えた場合はＳ１０１１に進み、物体の反射特性が対称性を有さない異方性と判定する。次に、Ｓ１００７において、第１計測装置１１１を用いて、計測位置ａ５（仰角θ０＋√Δε，方位角φ０＋√Δε）での反射光強度を取得する。次に、Ｓ１００８において、ａ１〜ａ５の反射光強度の標準偏差は閾値以下かどうかを判定する。閾値以下の場合はＳ１００９に進み、物体の反射特性が等方性であると判定する。閾値より大きい場合は、物体の反射特性が対称性を有する異方性であると判定する。次に、Ｓ１０１２においてΔεが閾値以上かどうかを判定する。Δεが閾値以上の場合、処理を終了する。Δεが閾値より小さい場合、Ｓ１０１３に進み、Δεの値を増加させＳ１００３に戻る。ΔεはＳ１００１で定めた基準計測位置と物体とを結ぶ光軸に対する角度差を表しており、Δεを増やすことで広い範囲で反射特性を判定する。Δεは最大でも９０度までの範囲である。
【００３９】
＜計測条件を決定する処理（Ｓ４０３）＞
本実施例において、物体の反射特性が対称性を有する異方性である判定された場合の計測条件の決定処理について説明する。尚、物体の反射特性が等方性であると判定された場合と、対称性を有しない異方性であると判定された場合の決定処理は実施例１と同じである。
【００４０】
＜対称性を有する異方性であると判定された場合＞
対称性を有する異方性の物体と判定された場合の決定部３０３の動作フローを図１１に示す。
【００４１】
まずＳ１１０１において、基準計測位置の光軸に対する角度差εを設定する。次にＳ
１１０２において、第１計測装置１１１を用いて、角度差εを満たす仰角及び方位角に
おいて計測を実施する。角度の設定は式（４）のように行う。
【００４２】
【数３】
2018100908.tif 000005
ここで、式（４）においてθｉ−θ０の範囲は−εからεの範囲とする。また、式（４）より、（θｊ−θ０）２＋（φｉ−φ０）２＝ε２となるため、基準計測位置（仰角θ０，方位角φ０）を中心とし、εの角度差を持つ仰角と方位角とを設定することができる。
【００４３】
次にＳ１１０３において、Ｓ１１０２で計測して得られたデータにおいて、反射強度が最大及び最小となるθ、φを取得する。次にＳ１１０４において、反射強度が最大値および最小値となるθとφとについて、θとφとの比率が同じになる組み合わせを設定する。例えば最大値となる仰角と方位角との組み合わせが（θｍａｘ，φｍａｘ）として、仰角θｋに対する方位角φｋを式（５）のように決定する。尚、最小値の場合も同じである。
【００４４】
【数４】
2018100908.tif 000006
角度範囲および変角ピッチは任意に設定すればよい。
【００４５】
以上、本実施例では、基準計測位置の光軸に対して反射強度が対称性を有するため、角度差εに対して最大値および最小値となる仰角および方位角方向において計測角度を設定した。尚、要求する精度に応じて他の位置での計測を行ってもよい。
【００４６】
以上、本実施例によれば、最大強度をもつ受光角度と物体との光軸を中心に計測を実施し、光軸に対して反射光強度が対称かどうかを判定することによって計測条件を決定した。そのため、反射光強度が異方性であっても対称性を有する物体に対して、対称性に応じて計測数を削減することが可能となる。
【００４７】
［実施例３］
実施例１および２では、第２計測方法による計測条件を決定するまでに複数回の計測作業を行う必要がある。そこで、本実施例では、計測装置には第２計測装置１１２を用い、計測しながら反射特性の方向依存性を判定する。その判定結果に基づいて計測条件を切り替えながら計測作業を行い、反射特性データを取得する方法について説明する。
【００４８】
＜情報処理装置１の機能構成＞
本実施例における情報処理装置１の機能装置を図１２に示す。情報処理装置１は、設定部１２０１と、計測制御部１２０２と、取得部１２０３と、判定部１２０４と、決定部１２０５と、生成部１２０６と、格納部１２０７とを有する。設定部１２０１は、計測の初期条件を設定する。計測制御部１２０２は、設定部１２０１で設定された初期条件に基づき、第２計測装置１１２を制御して計測を行う。取得部１２０３は、第２計測装置１１２に計測結果を取得する。判定部１２０４は、取得部１２０３で取得した計測結果に基づき、物体の反射特性が等方性であるか否かを判定する。決定部１２０５は、判定部１２０４の判定結果に基づき、第２計測装置１１２の計測条件を決定する。生成部１２０６は、取得部１２０３で取得した計測結果に基づき、ＢＲＤＦデータを生成する。格納部１２０７は、生成部１２０６で生成したＢＲＤＦデータを格納する。
【００４９】
＜情報処理装置１が実行する処理＞
本実施例における情報処理装置１が実行する処理のフローを図１３に示す。尚、図１３に示す処理は上述したようにＣＰＵ１０１によって統括的に制御される。
【００５０】
まずＳ１３０１において、設定部１２０１は、第２計測装置１１２の計測範囲である仰角θと方位角φの初期範囲を設定する。次に、Ｓ１３０２において、設定部１２０１は、第２計測装置１１２の角度の刻み幅である変角ピッチΔθ、Δφを設定する。次にＳ１３０３において、計測制御部１２０２は、第２計測装置１１２を制御して、初期設定した角度範囲、変角ピッチで計測を実施する。
【００５１】
次にＳ１３０４において、取得部１２０３は第２計測装置１１２の計測による計測結果を取得する。次にＳ１３０５において、判定部１２０４は、取得した計測結果の計測値について、上述したＳ６０２及びＳ６０３の処理を行い、方位角方向及び仰角方向の反射強度の変化量を算出する。さらにその変化量に対して閾値処理を行い、閾値以上の場合はＳ１３０６に進む。閾値より小さい場合は、反射強度の変化量に対する計測数が十分であると判断されＳ１３０８に進む。
【００５２】
次にＳ１３０６において、判定部１２０４は、取得した計測値が等方性を示すか否かを判定する。詳細は後述する。次にＳ１３０７において、決定部１２０５は、判定部１２０４の判定結果に基づき、第２計測装置１１２による計測の計測範囲を決定する。等方性と判定された場合と異方性と判定された場合の計測条件の決定処理は実施例１のＳ４０３と同じである。尚、等方性又は異方性かを判定するだけではなく、実施例２のように対称性を判定し計測条件を決定しても良い。Ｓ１３０８において、決定部１２０５は、計測制御部１２０２の制御する方位角、仰角の変角ピッチを現在の値に対して半分の値に設定する。
【００５３】
変角ピッチの設定後は、Ｓ１３０３に戻り計測を行う。最後にＳ１３０９において、生成部１２０６は、取得した計測結果から上述したようにＢＲＤＦデータを生成し、格納部１２０７に格納する。
【００５４】
以上、本実施例によれば、初めから計測を行いながら反射特性を判定し計測条件を再設定していくため、複数回の計測を行う必要がなく、データ取得の工数を削減することができる。
【００５５】
［実施例４］
実施例１〜３では、計測前あるいは計測中に物体の反射特性の反射特性を判定し、計測するデータの削減を行っていた。本実施例では、すでに計測された物体の反射特性データから反射特性を判定し、計測データの削減を行う方法について説明する。
【００５６】
＜情報処理装置１の機能構成＞
本実施例における情報処理装置１の機能構成を表すブロック図を図１４に示す。情報処理装置１は、取得部１４０１と、判定部１４０２と、決定部１４０３と、生成部１４０４と、格納部１４０５とを有する。取得部１４０１は、反射特性データを取得する。判定部１４０２は、物体の反射特性が等方性であるか否かを判定する。決定部１４０３は、変角ピッチを決定する。生成部１４０４は、決定した変角ピッチに基づいてデータを生成する。格納部１４０５は、生成部１４０４が生成したデータを格納する。
【００５７】
＜情報処理装置１が実行する処理＞
本実施例における情報処理装置１が実行する処理の流れを図１５に示す。
【００５８】
Ｓ１５０１において、取得手段１４０１は、物体の反射特性データを取得する。取得する反射特性データの例を図１６に示す。図１６に示すように、本実施例で取得する物体の反射特性データは、仰角、方位角共に０度から１８０度までの０．１度刻みで細かく計測されたデータである。このようなデータは、物体の反射特性を精度良く表せているが、データ量が膨大となるため、扱いにくいという欠点がある。
【００５９】
Ｓ１５０２において、判定部１４０２は、Ｓ１５０１で取得した物体の反射特性が等方性か否かを判定する。この判定処理の流れは実施例２における判定部３０２と同様であるため、説明を省略する。Ｓ１５０３において、判定部１４０２は、物体の反射特性が等方性であると判定した場合に、Ｓ１５０４に処理を進める。物体の反射特性が対称性を有する異方性であると判定した場合は、Ｓ１５０５に処理を進める。物体の反射特性が対称性を有しない異方性であると判定された場合は、データの削減を行わず処理を終了する。
【００６０】
Ｓ１５０４において、決定部１４０３は、反射特性データの仰角方向の変角ピッチを決定する。変角ピッチの決定方法については、実施例１の決定部３０３と同様であるため、説明を省略する。Ｓ１５０５において、決定部１４０３は、反射特性データの方位角方向と仰角方向の変角ピッチを決定する。変角ピッチの決定方法については、実施例１の決定部３０３と同様であるため、説明を省略する。Ｓ１５０６において、生成部１４０４は、Ｓ１５０４もしくはＳ１５０５で決定された変角ピッチに対応する方位角及び仰角の反射特性を表す情報を反射特性データから抽出しデータを生成する。さらに、当該データを格納部１４０５に格納する。
【００６１】
以上のように情報処理装置１を構成することで、物体の特徴に必要な情報のみを格納することができる。これにより、物体の反射特性を精度良く表しつつ、データ量を削減することができる。
【００６２】
［その他の実施例］
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１  情報処理装置
３０１  第１取得部
３０２  判定部
３０４  計測制御部
【図１】
2018100908.tif 000007
【図２】
2018100908.tif 000008
【図３】
2018100908.tif 000009
【図４】
2018100908.tif 000010
【図５】
2018100908.tif 000011
【図６】
2018100908.tif 000012
【図７】
2018100908.tif 000013
【図８】
2018100908.tif 000014
【図９】
2018100908.tif 000015
【図１０】
2018100908.tif 000016
【図１１】
2018100908.tif 000017
【図１２】
2018100908.tif 000018
【図１３】
2018100908.tif 000019
【図１４】
2018100908.tif 000020
【図１５】
2018100908.tif 000021
【図１６】
2018100908.tif 000022
【図１７】
2018100908.tif 000023