(57)【要約】【課題】繊維の長さを測定する正確度が向上する繊維長測定装置を提供する。【解決手段】繊維長測定装置１００の繊維直線演算部７５は、第１傾斜Ａ１１−１３および第１切片Ｂ１１−１３に基づいて、第１繊維直線Ｆ１を演算可能であり、第２傾斜Ａ２１−２２および第２切片Ｂ２１−２２に基づいて、第２繊維直線Ｆ２を演算可能である。繊維交点演算部８０は、第１繊維直線Ｆ１と第１繊維との交点である第１繊維交点の座標を演算可能であり、第２繊維直線Ｆ２と第２繊維との交点である第２繊維交点の座標を演算可能である。繊維長演算部８５は、第１繊維交点に基づいて、第１繊維の長さＬｆ１を演算可能であり、第２繊維交点に基づいて、第２繊維の長さＬｆ２を演算可能である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延びている第１繊維（１）の長さおよび前記第１繊維に交差する方向に延びている第２繊維（２）の長さを測定可能な繊維長測定装置（１００）であって、
前記第１繊維および前記第２繊維が写された画像である繊維画像（Ｉｆ）を抽出可能な画像抽出部（１５）と、
前記繊維画像において、前記第１繊維の側部（１１）上で前記第１繊維が延びている方向に沿う線分である第１線分および前記第２繊維の側部（１２）上で前記第２繊維が延びている方向に沿う線分である第２線分を検出可能な線分検出部（２０）と、
前記第１線分の端点である第１端点の座標、および、前記第２線分の端点である第２端点の座標を演算可能な端点座標演算部（２５）と、
前記第１端点に基づいて、前記第１線分の傾きである第１傾斜を演算可能であり、前記第２端点に基づいて、前記第２線分の傾きである第２傾斜を演算可能な傾斜演算部（３０）と、
前記第１端点に基づいて、前記第１線分に沿う直線の切片である第１切片を演算可能であり、前記第２端点に基づいて、前記第２線分に沿う直線の切片である第２切片を演算可能な切片演算部（４０）と、
前記第１傾斜および前記第１切片に基づいて、第１繊維直線（Ｆ１）を演算可能であり、前記第２傾斜および前記第２切片に基づいて、第２繊維直線（Ｆ２）を演算可能な繊維直線演算部（７５）と、
前記第１繊維直線と前記第１繊維との交点である第１繊維交点の座標を演算可能であり、前記第２繊維直線と前記第２繊維との交点である第２繊維交点の座標を演算可能な繊維交点演算部（８０）と、
前記第１繊維交点に基づいて、前記第１繊維の長さ（Ｌｆ１）を演算可能であり、前記第２繊維交点に基づいて、前記第２繊維の長さ（Ｌｆ２）を演算可能である繊維長演算部（８５）と、
を備える繊維長測定装置。
【請求項２】
前記第１傾斜に基づき、前記第１傾斜の平均値（Ａ１＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第２傾斜に基づき、前記第２傾斜の平均値（Ａ２＿ａｖｅ）を演算可能な平均傾斜演算部（６５）と、
前記第１切片に基づき、前記第１切片の平均値（Ｂ１＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第２切片に基づき、前記第２切片の平均値（Ｂ１＿ａｖｅ）を演算可能な平均切片演算部（７０）と、
をさらに備え、
前記繊維直線演算部は、前記第１傾斜の平均値および前記第１切片の平均値に基づいて、前記第１繊維直線を演算し、前記第２傾斜の平均値および前記第２切片の平均値に基づいて、前記第２繊維直線を演算する請求項１に記載の繊維長測定装置。
【請求項３】
前記第１繊維の長さ、前記第２繊維の長さおよび前記第２繊維に交差する方向に延びている第３繊維（３）の長さ（Ｌｆ３）を測定可能な繊維長測定装置（１００）であって、
前記画像抽出部は、前記第１繊維、前記第２繊維および前記第３繊維を含む前記繊維画像を抽出可能であり、
前記線分検出部は、前記第３繊維の側部（１３）上で前記第３繊維が延びている方向に沿う線分である第３線分を検出可能であり、
前記端点座標演算部は、前記第３線分に基づいて、前記第３線分の端点である第３端点の座標を演算可能であり、
前記傾斜演算部は、前記第３端点に基づいて、前記第３線分の傾きである第３傾斜を演算可能であり、
前記切片演算部は、前記第３端点に基づいて、前記第３線分の切片である第３切片を演算可能であり、
前記繊維直線演算部は、前記第３傾斜および前記第３切片に基づいて、第３繊維直線（Ｆ３）を演算可能であり、
前記繊維交点演算部は、前記第３繊維直線に基づいて、前記第３繊維直線と前記第３繊維との交点である第３繊維交点の座標を演算可能であり、
前記繊維長演算部は、前記第３繊維交点の座標に基づいて、前記第３繊維の長さ（Ｌｆ３）を演算可能である請求項１に記載の繊維長測定装置。
【請求項４】
前記第１繊維が延びている方向および前記第３繊維が延びている方向は、同一方向であり、
前記第１線分から前記第３線分までの距離である線分間距離を演算可能な線分間距離演算部（５０）と、
前記第１繊維の径（Ｄｆ１）または前記第３繊維の径（Ｄｆ３）と前記線分間距離と比較可能な繊維比較部（５５）と、
前記繊維比較部の比較結果に基づいて、前記第１線分および前記第３線分を分類する繊維判定部（６０）と、
をさらに備える請求項３に記載の繊維長測定装置。
【請求項５】
前記第１傾斜の平均値（Ａ１＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第２傾斜の平均値（Ａ２＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第３傾斜の平均値（Ａ３＿ａｖｅ）を演算可能な平均傾斜演算部（６５）と、
前記第１切片の平均値（Ｂ１＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第２切片の平均値（Ｂ２＿ａｖｅ）を演算可能であり、前記第３切片の平均値（Ｂ３＿ａｖｅ）を演算可能な平均切片演算部（７０）と、
をさらに備え、
前記繊維直線演算部は、前記第１傾斜の平均値および前記第１切片の平均値に基づいて、前記第１繊維直線を演算し、前記第２傾斜の平均値および前記第２切片の平均値に基づいて、前記第２繊維直線を演算し、前記第３傾斜の平均値および前記第３切片の平均値に基づいて、前記第３繊維直線を演算する請求項３または４に記載の繊維長測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維長測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載されているように、画像処理により、複数の繊維の重なりを分離する方法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２５９９５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の方法では、複数の繊維の交差箇所を意図的に除去して分離している。分離後、各繊維の角度によって、繊維の分類または繊維の交差箇所の再連結をしている。複数の繊維の交差箇所は、１つの交差点ではなく、複数の交差点の集合体であり、長さを有する。このため、複数の繊維の重なり方または繊維径によっても、交差箇所は変化する。特許文献１の方法では、意図的に除去するので、交差箇所の正確度が低下し、繊維の長さを正確に測定できない虞がある。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、繊維の長さを測定する正確度が向上する繊維長測定装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の繊維長測定装置（１００）は、一方向に延びている第１繊維（１）の長さおよび第１繊維に交差する方向に延びている第２繊維（２）の長さを測定する。繊維長測定装置は、画像抽出部（１５）、線分検出部（２０）、端点座標演算部（２５）、傾斜演算部（３０）、切片演算部（４０）、繊維直線演算部（７５）、繊維交点演算部（８０）および繊維長演算部（８５）を備える。
【０００７】
画像抽出部は、第１繊維および第２繊維が写された画像である繊維画像（Ｉｆ）を抽出可能である。
線分検出部は、繊維画像において、第１繊維の側部（１１）上で第１繊維が延びている方向に沿う線分である第１線分および第２繊維の側部（１２）上で第２繊維が延びている方向に沿う線分である第２線分を検出可能である。
端点座標演算部は、第１線分の端点である第１端点の座標、および、第２線分の端点である第２端点の座標を演算可能である。
【０００８】
傾斜演算部は、第１端点に基づいて、第１線分の傾きである第１傾斜を演算可能であり、第２端点に基づいて、第２線分の傾きである第２傾斜を演算可能である。
切片演算部は、第１端点に基づいて、第１線分に沿う直線の切片である第１切片を演算可能であり、第２端点に基づいて、第２線分に沿う直線の切片である第２切片を演算可能である。
【０００９】
繊維直線演算部は、第１傾斜および第１切片に基づいて、第１繊維直線（Ｆ１）を演算可能であり、第２傾斜および第２切片に基づいて、第２繊維直線（Ｆ２）を演算可能である。
繊維交点演算部は、第１繊維直線と第１繊維との交点である第１繊維交点の座標を演算可能であり、第２繊維直線と第２繊維との交点である第２繊維交点の座標を演算可能である。
繊維長演算部は、第１繊維交点に基づいて、第１繊維の長さ（Ｌｆ１）を演算可能であり、第２繊維交点に基づいて、第２繊維の長さ（Ｌｆ２）を演算可能である。
【００１０】
繊維の位置情報を演算することにより、複数の繊維の交差箇所を意図的に除去して分離する必要がない。このため、交差箇所に影響を受けず、繊維の長さを測定できる。したがって、繊維の長さを測定する正確度が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施形態による繊維長測定装置を示すブロック図。
【図２】一実施形態による繊維長測定装置の画像抽出部および画像処理部の処理を説明するための図。
【図３】一実施形態による繊維長測定装置の線分検出部、端点座標演算部および中心座標演算部の処理を説明するための図。
【図４】一実施形態による繊維長測定装置の角度分類部の処理を説明するための図。
【図５】一実施形態による繊維長測定装置の線分間距離演算部および繊維比較部の処理を説明するための図。
【図６】一実施形態による繊維長測定装置の繊維判定部の処理を説明するための図。
【図７】一実施形態による繊維長測定装置の繊維直線演算部、繊維交点演算部および繊維長演算部の処理を説明するための図。
【図８】他の実施形態による繊維長測定装置を説明するための図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施形態による繊維長測定装置を図面に基づいて説明する。複数の実施形態の説明において、実質的に同一の構成には、同一の符号を付して説明する。本実施形態という場合、複数の実施形態を包括する。本実施形態の繊維長測定装置は、天然繊維または化学繊維等の細い糸状の物質である繊維を測定するのに用いられる。
【００１３】
（一実施形態）
繊維長測定装置１００は、マイコンを主体として構成されており、ＣＰＵ、読み出し可能な非一時的有形記録媒体、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。繊維長測定装置１００の各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
【００１４】
図１に示すように、繊維長測定装置１００は、繊維１−３の長さを測定可能であり、カメラ１０、画像抽出部１５、画像処理部１６、線分検出部２０および端点座標演算部２５を備える。また、繊維長測定装置１００は、傾斜演算部３０、角度分類部３５、切片演算部４０、中心座標演算部４５、線分間距離演算部５０、繊維比較部５５および繊維判定部６０を備える。さらに、繊維長測定装置１００は、平均傾斜演算部６５、平均切片演算部７０、繊維直線演算部７５、繊維交点演算部８０および繊維長演算部８５を備える。
【００１５】
カメラ１０は、ＣＣＤ型またはＣＭＯＳ型等の撮像素子を有し、複数の繊維１−３を撮像可能である。一実施形態では、３本の繊維１−３が撮像されており、それぞれ第１繊維１、第２繊維２および第３繊維３とする。第１繊維１の径を第１繊維径Ｄｆ１とする。第２繊維２の径を第２繊維径Ｄｆ２とする。第３繊維３の径を第３繊維径Ｄｆ３とする。
【００１６】
第１繊維１は、一方向に延びており、第３繊維３と同一方向に延びている。第１繊維１と第３繊維３とは、平行に並んでいる。なお、本明細書中、「同一」および「平行」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。また、第２繊維２は、第１繊維１および第３繊維３に交差している。図において、第１繊維１と第２繊維２とが交差する箇所は、第１繊維１および第２繊維２の両方を含むものとする。第２繊維２と第３繊維３とが交差する箇所は、第２繊維２および第３繊維３の両方を含むものとする。
【００１７】
図２に示すように、画像抽出部１５は、カメラ１０が撮像した画像から第１繊維１、第２繊維２および第３繊維３が写された画像である繊維画像Ｉｆを抽出可能である。抽出された繊維画像Ｉｆは、画像処理部１６に出力される。繊維画像Ｉｆにおいて、基準点Ｏが設定されており、基準点ＯからＸ、Ｙのデカルト座標が設定されている。図において、Ｘ軸は、紙面左から右に延びており、紙面左から右に向かう方向をＸ軸の正方向とする。Ｙ軸は、紙面下から上に延びており、紙面下から上に向かう方向をＹ軸の正方向とする。基準点Ｏの座標を（Ｘ０、Ｙ０）とする。Ｘ０は、Ｘ軸の基準点Ｏの座標を示し、Ｙ０は、Ｙ軸の基準点Ｏの座標を示す。以下、各座標を（Ｘ０、Ｙ０）のように、適宜記載し、座標と単に記載する場合、基準点Ｏに対する相対座標を表すものとする。
【００１８】
画像処理部１６は、繊維画像Ｉｆに対して２値化等の画像処理を行い、繊維１−３の各エッジを検出する。画像処理部１６は、繊維１−３の各エッジを検出し、第１繊維１の側部１１、第２繊維２の側部１２および第３繊維３の側部１３を検出する。また、画像処理部１６は、繊維１−３の各エッジの座標を演算する。画像処理部１６により演算された繊維１−３の各エッジの座標は線分検出部２０に出力される。
【００１９】
図３に示すように、線分検出部２０は、２値化した繊維画像Ｉｆにおいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を検出可能である。第１線分Ｌｐ１１−１３は、第１繊維１の側部１１上で第１繊維１が延びている方向に沿う線分である。第２線分Ｌｐ２１−２２は、第２繊維２の側部１２上で第２繊維２が延びている方向に沿う線分である。第３線分Ｌｐ３１−３３は、第３繊維３の側部１３上で第３繊維３が延びている方向に沿う線分である。図において、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３が明確となるように、繊維１−３を適宜破線で記載している。
【００２０】
線分検出部２０は、Ｈｏｕｇｈ変換等を用いて、２値化した繊維画像Ｉｆから第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を検出する。なお、一実施形態では、３つの第１線分Ｌｐ１１−１３が検出され、２つの第２線分Ｌｐ２１−２２が検出され、３つの第３線分Ｌｐ３１−３３が検出されている。検出された第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３は、端点座標演算部２５に出力される。
【００２１】
以下、説明をわかりやすくするため、第１線分Ｌｐ１１−１３を第１１線分Ｌｐ１１、第１２線分Ｌｐ１２および第１３線分Ｌｐ１３と適宜記載する。また、第２線分Ｌｐ２１−２２を第２１線分Ｌｐ２１および第２２線分Ｌｐ２２と適宜記載する。さらに、第３線分Ｌｐ３１−３３を第３１線分Ｌｐ３１、第３２線分Ｌｐ３２および第３３線分Ｌｐ３３と適宜記載する。
【００２２】
なお、図において、第１１線分Ｌｐ１１は、紙面に対して上側に位置する第１繊維１の側部１１に記載されている。第１２線分Ｌｐ１２は、紙面に対して左下側に位置する第１繊維１の側部１１に記載されている。第１３線分Ｌｐ１３は、紙面に対して右下側に位置する第１繊維１の側部１１に記載されている。第２１線分Ｌｐ２１は、紙面に対して左側に位置する第２繊維２の側部１２に記載されている。第２２線分Ｌｐ２２は、紙面に対して右側に位置する第２繊維２の側部１２に記載されている。第３１線分Ｌｐ３１は、紙面に対して左上側に位置する第３繊維３の側部１３に記載されている。第３２線分Ｌｐ３２は、紙面に対して右上側に位置する第３繊維３の側部１３に記載されている。第３３線分Ｌｐ３３は、紙面に対して下側に位置する第３繊維３の側部１３に記載されている。
【００２３】
端点座標演算部２５は、基準点Ｏから第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各端点を演算する。第１１線分Ｌｐ１１の一端点をＰｓ１１とする。第１１線分Ｌｐ１１の他端点をＰｅ１１とする。第１２線分Ｌｐ１２の一端点をＰｓ１２とする。第１２線分Ｌｐ１２の他端点をＰｅ１２とする。第１３線分Ｌｐ１３の一端点をＰｓ１３とする。第１３線分Ｌｐ１３の他端点をＰｅ１３とする。
【００２４】
第２１線分Ｌｐ２１の一端点をＰｓ２１とする。第２１線分Ｌｐ２１の他端点をＰｅ２１とする。第２２線分Ｌｐ２２の一端点をＰｓ２２とする。第２２線分Ｌｐ２２の他端点をＰｅ２２とする。なお、一実施形態では、第１２線分Ｌｐ１２の他端点Ｐｅ１２と、第２１線分Ｌｐ２１の一端点Ｐｓ２１と、が一致する。第１３線分Ｌｐ１３の一端点Ｐｓ１３と、第２２線分Ｌｐ２２の一端点Ｐｓ２２と、が一致する。
【００２５】
第３１線分Ｌｐ３１の一端点をＰｓ３１とする。第３１線分Ｌｐ３１の他端点をＰｅ３１とする。第３２線分Ｌｐ３２の一端点をＰｓ３２とする。第３２線分Ｌｐ３２の他端点をＰｅ３２とする。第３３線分Ｌｐ３３の一端点をＰｓ３３とする。第３３線分Ｌｐ３３の他端点をＰｅ３３とする。なお、一実施形態では、第３１線分Ｌｐ３１の他端点Ｐｅ３１と、第２１線分Ｌｐ２１の他端点Ｐｅ２１と、が一致する。第３２線分Ｌｐ３２の一端点Ｐｓ３２と、第２２線分Ｌｐ２２の他端点Ｐｅ２２とが一致する。
【００２６】
以下、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各端点をＰｓｋｌ、または、Ｐｅｋｌと適宜記載する。ｋ、ｌは、自然数である。また、ｋは、繊維１−３の本数で設定される値であり、ｌは、繊維１−３のエッジに沿う線分の数で設定される。
【００２７】
一実施形態では、ｋ、ｌは、１、２、３のいずれかの値があてはまる。例えば、ｋ＝１、ｌ＝１のとき、Ｐｓ１１およびＰｅ１１となる。Ｐｓ１１およびＰｅ１１は、第１１線分Ｌｐ１１に対応している。すなわち、Ｐｓｋｌ、または、Ｐｅｋｌは、第ｋｌ線分の各端点に対応する。以下、同様にして、ｋおよびｌを用いて、繊維長測定装置１００の処理を説明する。
【００２８】
なお、Ｐｓ１１−１３、Ｐｅ１１−１３は、第１線分Ｌｐ１１−１３の第１端点に相当する。また、Ｐｓ２１−２２、Ｐｅ２１−２２は、第２線分Ｌｐ２１−２２の第２端点に相当する。Ｐｓ３１−３３、Ｐｅ３１−３３は、第３線分Ｌｐ３１−３３の第３端点に相当する。
【００２９】
第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各端点の座標は、以下（１−１）、（１−２）のように表される。第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各端点の座標は、傾斜演算部３０、切片演算部４０および中心座標演算部４５に出力される。
Ｐｓｋｌ：（Ｘｓｋｌ、Ｙｓｋｌ）                        ・・・（１−１）
Ｐｅｋｌ：（Ｘｅｋｌ、Ｙｅｋｌ）                        ・・・（１−２）
【００３０】
傾斜演算部３０は、端点座標演算部２５が演算した各端点の座標に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各傾きを演算可能である。第１線分Ｌｐ１１−１３の傾きをそれぞれ第１傾斜Ａ１１−１３とする。第２線分Ｌｐ２１−２２の傾きをそれぞれ第２傾斜Ａ２１−２２とする。第３線分Ｌｐ３１−３３の傾きをそれぞれ第３傾斜Ａ３１−３３とする。第１傾斜Ａ１１−１３、第２傾斜Ａ２１−２２および第３傾斜Ａ３１−３３は、以下関係式（２）のように、表される。演算された第１傾斜Ａ１１−１３、第２傾斜Ａ２１−２２および第３傾斜Ａ３１−３３は、角度分類部３５、切片演算部４０および線分間距離演算部５０に出力される。なお、Ａｋｌは、第ｋｌ線分の傾きを表す。
Ａｋｌ＝（Ｙｅｋｌ−Ｙｓｋｌ）／（Ｘｅｋｌ−Ｘｓｋｌ）    ・・・（２）
【００３１】
図４に示すように、角度分類部３５は、第１傾斜Ａ１１−１３、第２傾斜Ａ２１−２２および第３傾斜Ａ３１−３３に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を分類する。角度分類部３５は、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の傾きが同等であるものを１つの分類とする。本明細書中、「同等」は、常識的な誤差範囲を含むものとする。
【００３２】
なお、角度分類部３５は、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の傾きに基づいて、Ｘ、Ｙ座標に対する第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の角度を演算してもよい。角度分類部３５は、これらの角度に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を分類してもよい。
【００３３】
一実施形態では、第１傾斜Ａ１１−１３および第３傾斜Ａ３１−３３が同等であり、角度分類部３５は、第１線分Ｌｐ１１−１３および第３線分Ｌｐ３１−３３を１つの分類とし、第２線分Ｌｐ２１−２２をもう１つの分類とする。図４において、分類を明確にするため、第１線分Ｌｐ１１−１３および第３線分Ｌｐ３１−３３を実線で記載している。また、第２線分Ｌｐ２１−２２を破線で記載している。分類された第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３は、線分間距離演算部５０および繊維判定部６０に出力される。
【００３４】
切片演算部４０は、端点座標演算部２５が演算した各端点の座標に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３にそれぞれ沿う直線の各切片を演算可能である。第１線分Ｌｐ１１−１３の切片をそれぞれ第１切片Ｂ１１−１３とする。第２線分Ｌｐ２１−２２の切片をそれぞれ第２切片Ｂ２１−２２とする。第３線分Ｌｐ３１−３３の切片をそれぞれ第３切片Ｂ３１−３３とする。第１切片Ｂ１１−１３、第２切片Ｂ２１−２２および第３切片Ｂ３１−３３は、以下関係式（３）のように、表される。なお、Ｂｋｌは、第ｋｌ線分の切片を表す。
Ｂｋｌ＝Ｙｓｋｌ−Ａｋｌ×Ｘｓｋｌ                        ・・・（３）
【００３５】
図３に戻って、中心座標演算部４５は、端点座標演算部２５が演算した各端点の座標に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各中心の座標を演算可能である。第１線分Ｌｐ１１−１３の中心をそれぞれ第１中心Ｐｏ１１−１３とする。第２線分Ｌｐ２１−２２の中心をそれぞれ第２中心Ｐｏ２１−２２とする。第３線分Ｌｐ３１−３３の中心をそれぞれ第３中心Ｐｏ３１−３３とする。
【００３６】
第１中心Ｐｏ１１−１３、第２中心Ｐｏ２１−２２および第３中心Ｐｏ３１−３３の各座標を以下（４−１）のように表すものとする。また、第１中心Ｐｏ１１−１３、第２中心Ｐｏ２１−２２および第３中心Ｐｏ３１−３３の各座標は、以下関係式（４−２）、（４−３）のように、表される。演算された第１中心Ｐｏ１１−１３、第２中心Ｐｏ２１−２２および第３中心Ｐｏ３１−３３の座標は、線分間距離演算部５０に出力される。
【００３７】
Ｐｏｋｌ：（Ｘｏｋｌ、Ｙｏｋｌ）                      ・・・（４−１）
Ｘｏｋｌ＝（Ｘｓｋｌ＋Ｘｅｋｌ）／２                  ・・・（４−２）
Ｙｏｋｌ＝（Ｙｓｋｌ＋Ｙｅｋｌ）／２                  ・・・（４−３）
【００３８】
図５に示すように、線分間距離演算部５０は、角度分類部３５において分類された線分において、各傾き、各切片および各中心の座標に基づいて、各中心から各線分までの距離を演算可能である。一実施形態では、例えば、線分間距離演算部５０は、第１１線分Ｌｐ１１から第１２中心Ｐｏ１２までの距離Ｄ１１＿１２および第１１線分Ｌｐ１１から第１３中心Ｐｏ１３までの距離Ｄ１１＿１３を演算する。また、線分間距離演算部５０は、第１１線分Ｌｐ１１から第３１中心Ｐｏ３１までの距離Ｄ１１＿３１、第１１線分Ｌｐ１１から第３２中心Ｐｏ３２までの距離Ｄ１１＿３２および第１１線分Ｌｐ１１から第３３中心Ｐｏ３３までの距離Ｄ１１＿３３を演算する。同様に、線分間距離演算部５０は、各線分から各中心までの距離をそれぞれ演算する。
【００３９】
すなわち、線分間距離演算部５０は、第ｋｌ線分から第ｋｌ中心までの距離である線分間距離Ｄｋｌ＿ｋｌを演算する。なお、Ｄ１１＿１１、Ｄ２２＿２２およびＤ３３＿３３は、ゼロである。演算された線分間距離Ｄｋｌ＿ｋｌは、繊維比較部５５に出力される。
【００４０】
繊維比較部５５は、第１繊維径Ｄｆ１、第２繊維径Ｄｆ２、第３繊維径Ｄｆ３および線分間距離Ｄｋｌ＿ｋｌに基づいて、角度分類部３５において分類された線分を比較可能である。一実施形態では、例えば、繊維比較部５５は、Ｄ１１＿１２、Ｄ１１＿１３、Ｄ１１＿３１、Ｄ１１＿３２、Ｄ１１＿３３と、第１繊維径Ｄｆ１とを比較する。Ｄ１１＿１１、Ｄ１１＿１２、Ｄ１１＿１３、Ｄ１１＿３１、Ｄ１１＿３２、Ｄ１１＿３３と、第１繊維径Ｄｆ１とは以下関係式（５）になっている。繊維比較部５５の比較結果は、繊維判定部６０に出力される。
【００４１】
Ｄ１１＿１１≦Ｄｆ１
Ｄ１１＿１２≦Ｄｆ１
Ｄ１１＿１３≦Ｄｆ１
Ｄ１１＿３１＞Ｄｆ１
Ｄ１１＿３２＞Ｄｆ１
Ｄ１１＿３２＞Ｄｆ１                                    ・・・（５）
【００４２】
繊維判定部６０は、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２、第３線分Ｌｐ３１−３３および繊維比較部５５の比較結果に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２、第３線分Ｌｐ３１−３３をさらに分類する。
【００４３】
図６に示すように、一実施形態では、繊維判定部６０は、第１１線分Ｌｐ１１から第１中心Ｐｏ１１−１３までの距離Ｄ１１＿１１−１１＿１３が第１繊維径Ｄｆ１以下となっている第１線分Ｌｐ１１−１３を１つの分類とする。また、繊維判定部６０は、第１１線分Ｌｐ１１から第３中心Ｐｏ３１−３３までの距離Ｄ１１＿３１−１１＿３３が第１繊維径Ｄｆ１より大きくなっている第３線分Ｌｐ３１−３３をもう１つの分類とする。なお、図６において、分類を明確にするため、第１線分Ｌｐ１１−１３を実線で記載している。第２線分Ｌｐ２１−２２を破線で記載し、第３線分Ｌｐ３１−３３を二点鎖線で記載している。
【００４４】
繊維判定部６０により、第１線分Ｌｐ１１−１３と第３線分Ｌｐ３１−３３とが分類される。角度分類部３５および繊維判定部６０により分類された第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の各情報は、平均傾斜演算部６５および平均切片演算部７０に出力される。
【００４５】
平均傾斜演算部６５は、分類された第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の中で、傾きの平均値をそれぞれ演算する。第１線分Ｌｐ１１−１３の傾きの平均値を第１平均傾斜Ａ１＿ａｖｅとする。第２線分Ｌｐ２１−２２の傾きの平均値を第２平均傾斜Ａ２＿ａｖｅとする。第３線分Ｌｐ３１−３３の傾きの平均値を第３平均傾斜Ａ３＿ａｖｅとする。
【００４６】
第１平均傾斜Ａ１＿ａｖｅ、第２平均傾斜Ａ２＿ａｖｅおよび第３平均傾斜Ａ３＿ａｖｅは、以下関係式（６−１）のように表される。平均傾斜は、一般式で表すと以下関係式（６−２）のように表される。演算された第１平均傾斜Ａ１＿ａｖｅ、第２平均傾斜Ａ２＿ａｖｅおよび第３平均傾斜Ａ３＿ａｖｅは、繊維直線演算部７５に出力される。
【００４７】
Ａ１＿ａｖｅ＝（Ａ１１＋Ａ１２＋Ａ１３）／３
Ａ２＿ａｖｅ＝（Ａ２１＋Ａ２２）／２
Ａ３＿ａｖｅ＝（Ａ３１＋Ａ３２＋Ａ３３）／３        ・・・（６−１）
Ａｋ＿ａｖｅ＝（ΣＡｋｌ）／ｌ                      ・・・（６−２）
【００４８】
平均切片演算部７０は、分類された第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３の中で、切片の平均値をそれぞれ演算する。第１線分Ｌｐ１１−１３の切片の平均値を第１平均切片Ｂ１＿ａｖｅとする。第２線分Ｌｐ２１−２２の切片の平均値を第２平均切片Ｂ２＿ａｖｅとする。第３線分Ｌｐ３１−３３の切片の平均値を第３平均切片Ｂ３＿ａｖｅとする。
【００４９】
第１平均切片Ｂ１＿ａｖｅ、第２平均切片Ｂ２＿ａｖｅおよび第３平均切片Ｂ３＿ａｖｅは、以下関係式（７−１）のように表される。平均切片は、一般式で表すと以下関係式（７−２）のように表される。演算された第１平均切片Ｂ１＿ａｖｅ、第２平均切片Ｂ２＿ａｖｅおよび第３平均切片Ｂ３＿ａｖｅは、繊維直線演算部７５に出力される。
【００５０】
Ｂ１＿ａｖｅ＝（Ｂ１１＋Ｂ１２＋Ｂ１３）／３
Ｂ２＿ａｖｅ＝（Ｂ２１＋Ｂ２２）／２
Ｂ３＿ａｖｅ＝（Ｂ３１＋Ｂ３２＋Ｂ３３）／３        ・・・（７−１）
Ｂｋ＿ａｖｅ＝（ΣＢｋｌ）／ｌ                      ・・・（７−２）
【００５１】
図７に示すように、繊維直線演算部７５は、各平均傾斜および各平均切片に基づいて、各繊維１−３の近似直線としての繊維直線Ｆ１−Ｆ３を演算する。繊維直線演算部７５は、第１平均傾斜Ａ１＿ａｖｅおよび第１平均切片Ｂ１＿ａｖｅに基づいて、第１繊維１の近似直線として第１繊維直線Ｆ１を演算する。繊維直線演算部７５は、第２平均傾斜Ａ２＿ａｖｅおよび第２平均切片Ｂ２＿ａｖｅに基づいて、第２繊維２の近似直線として第２繊維直線Ｆ２を演算する。繊維直線演算部７５は、第３平均傾斜Ａ３＿ａｖｅおよび第３平均切片Ｂ３＿ａｖｅに基づいて、第３繊維３の近似直線として第３繊維直線Ｆ３を演算する。第１繊維直線Ｆ１、第２繊維直線Ｆ２および第３繊維直線Ｆ３は、以下関係式（８）のように表される。演算された第１繊維直線Ｆ１、第２繊維直線Ｆ２および第３繊維直線Ｆ３は、繊維交点演算部８０に出力される。
【００５２】
Ｆ１：Ｙ＝Ａ１＿ａｖｅ×Ｘ＋Ｂ１＿ａｖｅ
Ｆ２：Ｙ＝Ａ２＿ａｖｅ×Ｘ＋Ｂ２＿ａｖｅ
Ｆ３：Ｙ＝Ａ３＿ａｖｅ×Ｘ＋Ｂ３＿ａｖｅ              ・・・（８）
【００５３】
繊維交点演算部８０は、繊維直線Ｆ１−Ｆ３に基づいて、繊維直線Ｆ１−Ｆ３と繊維１−３との交点である繊維交点の座標を演算する。繊維交点演算部８０は、第１繊維直線Ｆ１と第１繊維１との交点である第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１の座標を演算する。繊維交点演算部８０は、第２繊維直線Ｆ２と第２繊維２との交点である第２繊維交点Ｐｉｓ２、Ｐｉｅ２の座標を演算する。繊維交点演算部８０は、第３繊維直線Ｆ３と第３繊維３との交点である第３繊維交点Ｐｉｓ３、Ｐｉｅ３の座標を演算する。
【００５４】
第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１、第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１および第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１の座標を、以下（９−１）、（９−２）のように表すものとする。演算された第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１、第２繊維交点Ｐｉｓ２、Ｐｉｅ２および第３繊維交点Ｐｉｓ３、Ｐｉｅ３の座標は、繊維長演算部８５に出力される。
Ｐｉｓｋ：（Ｘｉｓｋ、Ｙｉｓｋ）                        ・・・（９−１）
Ｐｉｅｋ：（Ｘｉｅｋ、Ｙｉｅｋ）                        ・・・（９−２）
【００５５】
繊維長演算部８５は、繊維交点の座標に基づいて、繊維１−３の長さとして繊維距離Ｌｆ１−Ｌｆ３を演算する。繊維長演算部８５は、第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１の座標に基づいて、第１繊維交点Ｐｉｓ１、Ｐｉｅ１の間の距離である第１繊維距離Ｌｆ１を第１繊維１の長さとして演算する。
【００５６】
繊維長演算部８５は、第２繊維交点Ｐｉｓ２、Ｐｉｅ２の座標に基づいて、第２繊維交点Ｐｉｓ２、Ｐｉｅ２の間の距離である第２繊維距離Ｌｆ２を第２繊維２の長さとして演算する。
【００５７】
繊維長演算部８５は、第３繊維交点Ｐｉｓ３、Ｐｉｅ３の座標に基づいて、第３繊維交点Ｐｉｓ３、Ｐｉｅ３の間の距離である第３繊維距離Ｌｆ３を第３繊維３の長さとして演算する。
【００５８】
従来、特許文献１に記載されているように、画像処理により、複数の繊維の重なりを分離する方法が知られている。特許文献１の方法では、複数の繊維の交差箇所を意図的に除去して分離している。分離後、各繊維の角度によって、繊維の分類または繊維の交差箇所の再連結をしている。複数の繊維の交差箇所は、１つの交差点ではなく、複数の交差点の集合体であり、長さを有する。このため、複数の繊維の重なり方または繊維径によっても、交差箇所は変化する。特許文献１の方法では、意図的に除去するので、交差箇所の正確度が低下し、繊維の長さを正確に測定できない虞がある。そこで、本実施形態の繊維長測定装置１００では、繊維１−３の長さを測定する正確度が向上する。
【００５９】
［１］繊維直線演算部７５は、各平均傾斜および各平均切片に基づいて、各繊維１−３の近似直線としての繊維直線Ｆ１−Ｆ３を演算する。繊維交点演算部８０は、繊維直線Ｆ１−Ｆ３に基づいて、繊維直線Ｆ１−Ｆ３と繊維１−３との交点である繊維交点を演算する。繊維交点の座標に基づいて、繊維１−３の長さとして繊維距離Ｌｆ１−Ｌｆ３を演算する。繊維長測定装置１００では、繊維１−３の位置情報を演算することにより、複数の繊維１−３の交差箇所を意図的に除去して分離する必要がない。このため、交差箇所に影響を受けず、繊維１−３の長さを測定できる。したがって、繊維１−３の長さを測定する正確度が向上する。
【００６０】
［２］角度分類部３５は、第１傾斜Ａ１１−１３、第２傾斜Ａ２１−２２および第３傾斜Ａ３１−３３に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を分類する。または、角度分類部３５は、各線分の角度に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を分類する。これにより、平均傾斜演算部６５および平均切片演算部７０による平均値の正確度が向上する。このため、各繊維１−３の近似直線としての繊維直線Ｆ１−Ｆ３の正確度が向上し、繊維１−３の長さを測定する正確度がより向上する。
【００６１】
［３］繊維比較部５５は、第１繊維径Ｄｆ１、第２繊維径Ｄｆ２、第３繊維径Ｄｆ３および線分間距離Ｄｋｌ＿ｋｌに基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３を比較する。繊維判定部６０は、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２、第３線分Ｌｐ３１−３３および繊維比較部５５の比較結果に基づいて、第１線分Ｌｐ１１−１３、第２線分Ｌｐ２１−２２および第３線分Ｌｐ３１−３３をさらに分類する。これにより、上記［２］と同様に、平均傾斜演算部６５および平均切片演算部７０による各平均値の正確度が向上し、繊維１−３の長さを測定する正確度がより向上する。
【００６２】
（他の実施形態）
［ｉ］図８に示すように、本実施形態の繊維長測定装置１００は、第１繊維１および第１繊維１に交差する第２繊維２の場合にも用いられてもよい。繊維が２本の場合においても、一実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
［ｉｉ］本実施形態の繊維長測定装置は、繊維の本数が３本よりも多いときに用いられてもよい。繊維が３本よりも多いときにおいても、一実施形態と同様の効果を奏する。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  ・・・第１繊維、    ２  ・・・第２繊維、    ３  ・・・第３繊維、
１５  ・・・画像抽出部、
２０  ・・・線分検出部、
２５  ・・・端点座標演算部、
３０  ・・・傾斜演算部、
４０  ・・・切片演算部、
７５  ・・・繊維直線演算部、
８０  ・・・繊維交点演算部、
８５  ・・・繊維長演算部、
１００  ・・・繊維長測定装置。
【図１】
2019132686.tif 000003
【図２】
2019132686.tif 000004
【図３】
2019132686.tif 000005
【図４】
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【図５】
2019132686.tif 000007
【図６】
2019132686.tif 000008
【図７】
2019132686.tif 000009
【図８】
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