(57)【要約】【課題】汎用の装置を用いて、分析対象物の色を参照情報と自動的に比較して比色分析を行うことができるようにする。【解決手段】比色分析を行うための装置（１）は、分析対象物を撮像する撮像部（１１）と、分析対象物の特性に応じた分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部（１３）と、撮像部により撮像された分析対象物の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させる変換部（１４２）と、共通の色空間における画像データの色情報と参照情報の色情報を比較することにより分析対象物の特性を判定する判定部（１４６）と、判定部による判定結果を表示する表示部（１６）とを有する。【選択図】図２
2015127682.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
比色分析を行うための装置であって、
分析対象物を撮像する撮像部と、
前記分析対象物の特性に応じた当該分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部と、
前記撮像部により撮像された前記分析対象物の画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより当該画像データの色空間と当該参照情報の色空間を一致させる変換部と、
共通の色空間における前記画像データの色情報と前記参照情報の色情報を比較することにより前記分析対象物の特性を判定する判定部と、
前記判定部による判定結果を表示する表示部と、
を有することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記変換部は、前記画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、前記参照情報の色情報を当該画像データの色空間における色情報の値に変換する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記変換部は、前記画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、前記画像データの色情報を当該参照情報の色空間における色情報の値に変換する、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記変換部は、前記画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、前記画像データの色空間の色情報と前記参照情報の色空間の色情報を共通の色空間の色情報の値に変換する、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記参照情報は、異なる既知の特性を有する分析対象物を前記撮像部で撮像した画像データを用いて予め作成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記参照情報は、異なる既知の特性を有する分析対象物を前記撮像部とは異なる撮影装置で撮像した画像データを用いて予め作成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項７】
前記参照情報は、既知の特性を有する分析対象物の分光スペクトルを予め求め、前記分光スペクトルから計算される色情報を前記画像データの色空間における色情報に変換することにより作成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記撮像部は、前記分析対象物に接触させた試験片を撮像し、
前記記憶部は、前記参照情報として、前記分析対象物の特性に応じて前記試験片が示す色を表す色情報を記憶する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記分析対象物は液体であり、
前記撮像部は、分析される液体に浸された試験片を撮像し、
前記記憶部は、前記参照情報として、前記液体の特性に応じて前記試験片が示す色を表す色情報を記憶する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記液体に浸された試験片が示す色に基づき当該液体の汚染度を判定し、当該汚染度に応じて予め定められた補正を前記変換部により変換された値に実施する汚染度補正部をさらに有し、
前記判定部は、前記汚染度補正部により補正された値を前記参照情報と比較する、請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記撮像部により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の色温度を算出し、当該色温度に応じた補正を前記変換部により変換された値に実施する光源補正部をさらに有し、
前記判定部は、前記光源補正部により補正された値を前記参照情報と比較する、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
前記撮像部により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の露光条件を算出し、当該露光条件に応じた補正を前記変換部により変換された値に実施する露光補正部をさらに有し、
前記判定部は、前記露光補正部により補正された値を前記参照情報と比較する、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１３】
前記判定部は、前記撮像部により撮像された画像上における複数点について前記共通の色空間における色情報の値を前記参照情報と比較することにより、前記分析対象物の特性を判定する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１４】
互いに通信可能な端末装置とサーバを含む、比色分析を行うためのシステムであって、
前記端末装置は、
分析対象物を撮像する撮像部と、
前記撮像部により撮像された前記分析対象物の画像データを前記サーバに送信し、前記サーバから当該画像データの判定結果を受信する端末通信部と、
前記判定結果を表示する表示部と、を有し、
前記サーバは、
前記分析対象物の特性に応じた当該分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部と、
前記端末装置から受信された前記分析対象物の画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより当該画像データの色空間と当該参照情報の色空間を一致させる変換部と、
共通の色空間における前記画像データの色情報と前記参照情報の色情報を比較することにより前記分析対象物の特性を判定する判定部と、
前記画像データを前記端末装置から受信し、前記判定結果を前記端末装置に送信するサーバ通信部と、を有する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
分析対象物の特性に応じた当該分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部を有するコンピュータに、
撮像装置により撮像された前記分析対象物の画像データを取得し、
前記撮像装置により撮像された前記分析対象物の画像データの色空間と前記参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより当該画像データの色空間と当該参照情報の色空間を一致させ、
共通の色空間における前記画像データの色情報と前記参照情報の色情報を比較することにより前記分析対象物の特性を判定し、
前記分析対象物の特性の判定結果を表示する表示データを作成する、
ことを実現させることを特徴とするプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分析装置、システムおよびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、試薬と被検油脂とを混合攪拌し、被検油脂中の油脂酸化物と試薬との反応によって生じた呈色度合を測定して、被検油脂の酸敗度を測定する方法が記載されている。
【０００３】
また、特許文献２には、油脂と反応し油脂の劣化の程度に応じて異なる呈色を生じる呈色体に光を照射し、呈色体による反射光を受光し、反射光の強度の情報と比較情報に基づき油脂の劣化の程度を判断し、その劣化の程度を表示する油脂劣化度測定装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−１７４９６６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２８１６１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
現在は、比色分析が行われる際は、特許文献１のような液体の試薬よりも扱いやすい着色剤付きの試験片が主に用いられる。試験片を用いた比色分析では、分析対象物と反応することによって変化した試験片の色と参照表の色とを比較して、分析対象物の特性を判定する。しかし、こうした色の比較を人間が行うと、判定結果が主観に依存するという不具合がある。
【０００６】
特許文献２のように、試験片の色を自動的に読み出して比較し、結果を数値として表示する測定装置であれば、客観的な比色分析を行うことが可能である。しかし、客観的な測定を行うには、高価な専用の測定装置を使用しなければならず、その保守作業なども必要になる。このため、安価な汎用の装置を用いて簡易に比色分析を行えることが好ましい。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、汎用の装置を用いて、分析対象物の色を参照情報と自動的に比較して比色分析を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る装置は、比色分析を行うための装置であって、分析対象物を撮像する撮像部と、分析対象物の特性に応じた分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部と、撮像部により撮像された分析対象物の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させる変換部と、共通の色空間における画像データの色情報と参照情報の色情報を比較することにより分析対象物の特性を判定する判定部と、判定部による判定結果を表示する表示部とを有する。
【０００９】
上記の装置では、変換部は、画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、参照情報の色情報を画像データの色空間における色情報の値に変換することが好ましい。
【００１０】
上記の装置では、変換部は、画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、画像データの色情報を当該参照情報の色空間における色情報の値に変換することが好ましい。
【００１１】
上記の装置では、変換部は、画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、画像データの色空間の色情報と参照情報の色空間の色情報を共通の色空間の色情報の値に変換することが好ましい。
【００１２】
上記の装置では、参照情報は、異なる既知の特性を有する分析対象物を撮像部で撮像した画像データを用いて予め作成されることが好ましい。
【００１３】
上記の装置では、参照情報は、異なる既知の特性を有する分析対象物を撮像部とは異なる撮影装置で撮像した画像データを用いて予め作成されることが好ましい。
【００１４】
上記の装置では、参照情報は、既知の特性を有する分析対象物の分光スペクトルを予め求め、分光スペクトルから計算される色情報を画像データの色空間における色情報に変換することにより作成されることが好ましい。
【００１５】
上記の装置では、撮像部は、分析対象物に接触させた試験片を撮像し、記憶部は、参照情報として、分析対象物の特性に応じて試験片が示す色を表す色情報を記憶することが好ましい。
【００１６】
上記の装置では、分析対象物は液体であり、撮像部は、分析される液体に浸された試験片を撮像し、記憶部は、参照情報として、液体の特性に応じて試験片が示す色を表す色情報を記憶することが好ましい。
【００１７】
上記の装置では、液体に浸された試験片が示す色に基づき液体の汚染度を判定し、汚染度に応じて予め定められた補正を変換部により変換された値に実施する汚染度補正部をさらに有し、判定部は、汚染度補正部により補正された値を参照情報と比較することが好ましい。
【００１８】
上記の装置では、撮像部により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の色温度を算出し、色温度に応じた補正を変換部により変換された値に実施する光源補正部をさらに有し、判定部は、光源補正部により補正された値を参照情報と比較することが好ましい。
【００１９】
上記の装置では、撮像部により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の露光条件を算出し、露光条件に応じた補正を変換部により変換された値に実施する露光補正部をさらに有し、判定部は、露光補正部により補正された値を参照情報と比較することが好ましい。
【００２０】
上記の装置では、判定部は、撮像部により撮像された画像上における複数点について共通の色空間における色情報の値を参照情報と比較することにより、分析対象物の特性を判定することが好ましい。
【００２１】
本発明に係るシステムは、互いに通信可能な端末装置とサーバを含む、比色分析を行うためのシステムであって、端末装置は、分析対象物を撮像する撮像部と、撮像部により撮像された分析対象物の画像データをサーバに送信し、サーバから画像データの判定結果を受信する端末通信部と、判定結果を表示する表示部とを有し、サーバは、分析対象物の特性に応じた分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部と、端末装置から受信された分析対象物の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させる変換部と、共通の色空間における画像データの色情報と参照情報の色情報を比較することにより分析対象物の特性を判定する判定部と、画像データを端末装置から受信し、判定結果を端末装置に送信するサーバ通信部とを有する。
【００２２】
本発明に係るプログラムは、分析対象物の特性に応じた分析対象物の色情報の参照情報を記憶する記憶部を有するコンピュータに、撮像装置により撮像された分析対象物の画像データを取得し、撮像装置により撮像された分析対象物の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させ、共通の色空間における画像データの色情報と参照情報の色情報を比較することにより分析対象物の特性を判定し、分析対象物の特性の判定結果を表示する表示データを作成することを実現させる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、汎用の装置を用いて、分析対象物の色を参照情報と自動的に比較して比色分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】端末装置１の概略構成図である。
【図２】試験片を用いた端末装置１による測定について説明するための図である。
【図３】参照情報の例を示すグラフである。
【図４】制御部１４の機能ブロック図である。
【図５】試験片の画像２３上の着目領域を示した図である。
【図６】汚染度補正について説明するためのグラフである。
【図７】光源補正および露光補正について説明するためのグラフである。
【図８】端末装置１による比色分析処理の例を示すフローチャートである。
【図９】通信システム２の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、添付図面を参照して、本発明に係る装置、システムおよびプログラムについて詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
【００２６】
図１は、端末装置１の概略構成図である。端末装置１は、撮像部１１と、発光部１２と、記憶部１３と、制御部１４と、操作部１５と、表示部１６とを有する。
【００２７】
端末装置１は、比色分析を行うための装置の一例であり、例えば、カメラが内蔵されたスマートフォンなどの携帯端末である。分析対象物は、例えば、食用油、工場排水などの液体である。端末装置１は、分析対象の液体に浸された試験片の画像を撮影し、試験片が示す色に基づいて分析対象物の特性を判定する。この特性としては、例えば、酸化度や、ｐＨ、特定の無機物または有機物の定量などが挙げられる。以下では、分析対象物が食用油であり、分析対象物の特性として食用油の酸化度を測定する場合の例を説明する。
【００２８】
撮像部１１は、分析対象物に接触させた試験片の画像を撮影し、ＲＡＷ（ＤＮＧ）データ、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データまたはｓＲＧＢデータなどの形式で、画像データを取得する。データの形式はこれらのうちのいずれでもよいが、以下では、撮像部１１がＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データを取得する場合の例を説明する。発光部１２は、撮像部１１を構成するレンズに隣接して配置され、必要に応じて、撮像部１１による撮像時に発光する。
【００２９】
記憶部１３は、例えば半導体メモリであり、撮像部１１が取得した画像データ、端末装置１の動作に必要なデータなどを記憶する。また、記憶部１３は、分析対象物の特性（例えば、食用油の酸化度）に応じた分析対象物の色情報を、参照情報として記憶する。この参照情報は、例えば、異なる酸化度について、酸化度を示すいわゆるＡＶ値（酸価：Acid Value）と、その酸化度の食用油に浸された試験片の色を表すｓＲＧＢデータとを対応付けたものである。
【００３０】
制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等により構成され、端末装置１の動作を制御する。操作部１５は、例えばタッチパネル、キーボタンなどにより構成され、ユーザの操作を受け付ける。表示部１６は、例えば液晶ディスプレイであり、タッチパネルディスプレイとして操作部１５と一体化されていてもよい。表示部１６は、制御部１４による分析対象物の判定結果を表示する。
【００３１】
図２は、試験片を用いた端末装置１による測定について説明するための図である。図２では、試験片２１と、分析対象の食用油に浸された試験片２２と、試験片２２の画像２３を表示した端末装置１を示している。
【００３２】
試験片２１は、分析対象物と反応して色が変化する領域であるＡ帯、Ｂ帯、Ｃ帯およびＤ帯を有する。また、試験片２１には、画像認識のためのマーク２５が上部と底部に１つずつ設けられている。Ａ帯〜Ｄ帯は、分析対象物と反応していない状態では例えば同じ青色であり、試験片２１上のＡ帯〜Ｄ帯以外の領域は白色である。
【００３３】
試験片２１が分析対象の食用油に浸されると、その酸化度に応じて、Ａ帯、Ｂ帯、Ｃ帯およびＤ帯の色が例えば青色から黄色に変化する。その際、酸化度が低い場合にはＤ帯だけが変色するが、酸化度が高くなるにつれて、Ｄ帯、Ｃ帯、Ｂ帯、Ａ帯の順により多くの領域が変色するようになり、酸化度が高い場合にはすべての領域が変色する。図２では、Ｃ帯とＤ帯の色が変化した試験片２２を示している。
【００３４】
端末装置１は、分析対象の食用油に浸された試験片２２の画像２３を撮影し、その画像データから試験片の色情報を取得する。さらに、端末装置１は、必要に応じて、撮影された画像データの色空間と記憶部１３に記憶されている参照情報の色空間とを一致させる変換を行った上で、共通の色空間（例えばｓＲＧＢ色空間）における試験片の色情報と参照情報を比較することにより、試験片の色に対応するＡＶ値を判定する。そして、端末装置１は、得られたＡＶ値２４や、そのＡＶ値が基準範囲内であるか否かを示す情報などを表示部１６に表示する。
【００３５】
なお、試験片を使用すれば、分析対象の液体を直接測定するのではないので取扱い易いという利点がある。また、記憶部１３に参照情報を記憶させておけば、ユーザが色表を持ち歩く必要がないという利点もある。しかし、勿論、ユーザが色表などの参照情報を持参して、その場で検量線を作成することもできる。予知できない照明条件の場合に、その場で正確な補正が可能であるからである。さらに、当然ではあるが、照明特性が既知の発光部１２を現場で使用してもよい。
【００３６】
以下では、参照情報を作成する方法の例を３つ説明する。図２に示した試験片を用いる場合には、Ａ帯〜Ｄ帯のそれぞれについて、以下の方法により予め参照情報を作成して、記憶部１３に記憶させておく。
【００３７】
１つ目の例では、端末装置１の撮像部１１を用いて、既知のＡＶ値を有する食用油に浸された試験片をユーザまたは装置提供者が撮影し、その画像データからＡＶ値と試験片の色を表す色情報（例えばｓＲＧＢデータ）との対応関係を取得する。その際は、異なるＡＶ値を有する食用油に浸された複数の試験片をそれぞれ撮影した複数枚の画像からＡＶ値と色情報との対応関係を取得してもよいし、複数の試験片をまとめて撮影した１枚の画像からその対応関係を取得してもよい。この例では、端末装置１のみを用いて、参照情報を作成することができる。
【００３８】
２つ目の例では、端末装置１の撮像部１１とは異なる別の撮像装置を用いて、既知のＡＶ値を有する食用油に浸された試験片をユーザまたは装置提供者が撮影し、その画像データからＡＶ値と試験片の色を表す色情報（例えばｓＲＧＢデータ）との対応関係を取得する。別の撮像装置で作成した参照情報を端末装置１に組み込む場合には、例えば量子化ビット数の多い記録ができるデジタルカメラなどの性能の良い撮像装置を用いることで、参照情報に含まれる色情報を高精度なものにすることができる。なお、別の撮像装置を用いる場合も、異なるＡＶ値を有する食用油に浸された複数の試験片をそれぞれ撮影した複数枚の画像からＡＶ値と色情報との対応関係を取得してもよいし、複数の試験片をまとめて撮影した１枚の画像からその対応関係を取得してもよい。
【００３９】
３つ目の例では、分光光度計を用いて、既知のＡＶ値を有する食用油に浸された試験片の分光スペクトルをユーザまたは装置提供者が測定し、その分光スペクトルからＡＶ値と試験片の色を表す色情報（例えばｓＲＧＢデータ）との対応関係を取得する。この場合、例えば、分光スペクトルから色情報（ＣＩＥ  ＸＹＺ値）を計算し、さらにその色情報をｓＲＧＢ色空間の色情報に変換することで、上記の対応関係が得られる。
【００４０】
より詳細には、異なる酸化度（ＡＶ値）の食用油に浸された複数の試験片について、それぞれＡ帯〜Ｄ帯のスペクトル反射率を測定する。そして、波長をλとして、得られたスペクトル反射率Ｒ（λ）と、例えばＤ６５光源のスペクトル強度Ｈ（λ）と、ＸＹＺ表色系の等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）とを用いて、Ａ帯〜Ｄ帯のそれぞれについて、次式によりＣＩＥ  ＸＹＺ値を計算する。
【数１】
2015127682.tif 000003
ここで、ｋは規格化の係数である。
【００４１】
そして、得られたＣＩＥ  ＸＹＺ値を、ＩＥＣ６１９６６−２−１の規格に従って、次式により線形のｓＲＧＢ値に変換する。
【数２】
2015127682.tif 000004
ここで、Ｍ１１〜Ｍ３３は定数であり、例えばＭ１１＝３．２４０６，Ｍ１２＝−１．５３７２，Ｍ１３＝−０．４９８６，Ｍ２１＝−０．９６８９，Ｍ２２＝１．８７５８，Ｍ２３＝０．０４１５，Ｍ３１＝０．０５５７，Ｍ３２＝−０．２０４０，Ｍ３３＝１．０５７０である。
【００４２】
そして、例えば、得られた線形のｓＲＧＢ値を、試験片の色を表す色情報として、ＡＶ値と対応付けて記憶部１３に記憶する。
【００４３】
あるいは、さらにＩＥＣ６１９６６−２−１の規格に従って、線形のｓＲＧＢ値をガンマ補正により非線形のｓＲＧＢ値に変換し、得られた非線形のｓＲＧＢ値を、試験片の色を表す色情報として、ＡＶ値と対応付けて記憶部１３に記憶してもよい。このようにして得られた非線形のｓＲＧＢ値はｓＲＧＢ色空間に従うため、その値は、Ｄ６５光源かまたはそれと同様の照明の下で端末装置１により撮影され表示部１６に画像として表示されている試験片のｓＲＧＢ値と一致する。ｓＲＧＢ色空間はデジタル写真のカラーマネジメントの業界標準の１つであるから、ｓＲＧＢ色空間に変換すれば、デジタル写真や映像といった画像ソースにかかわらず、試験片の色を相互に比較することができる。
【００４４】
上記のように分光スペクトルを用いる場合には、撮影条件（照明の色温度、相対輝度など）と画像データが記録された色空間がわかれば、その撮影条件と色空間に合わせて、参照情報を計算で作成することができる。予め色々な撮影条件で試験片の画像を撮影しておかなくても、撮影条件に影響されない参照情報を作成することが可能である。なお、参照情報としては、ｓＲＧＢ色空間に限らず、他の色空間の色情報を用いてもよい。
【００４５】
図３は、参照情報の例を示すグラフである。図３では、上記のいずれかの方法により得られた試験片のＢ帯〜Ｄ帯の色情報とＡＶ値との対応関係を示しており、グラフの横軸はＡＶ値、縦軸は線形のｓＲ値に相当する。なお、図示しないが、試験片のＡ帯についてもＢ帯〜Ｄ帯と同様のグラフが作成され、さらにｓＧ値とｓＢ値についても、ｓＲ値と同様のグラフが作成される。そして、試験片のＡ帯〜Ｄ帯のそれぞれについて、ＡＶ値とｓＲ値、ｓＧ値およびｓＢ値との対応関係が、参照情報として記憶部１３に記憶される。
【００４６】
次に、以上のような参照情報を用いて分析対象物を測定するための制御部１４の各機能について説明する。
【００４７】
図４は、制御部１４の機能ブロック図である。制御部１４は、機能ブロックとして、画素選択部１４１と、変換部１４２と、汚染度補正部１４３と、光源補正部１４４と、露光補正部１４５と、判定部１４６とを有する。
【００４８】
画素選択部１４１は、撮像部１１により取得された試験片の画像から、色情報を算出する画素を選択する。
【００４９】
図５は、試験片の画像２３上の着目領域を示した図である。図５では、画素選択部１４１により選択される各着目領域の画素の集合を、小さな四角で示している。画像２３は、例えば、約１８％の反射率をもつ灰色（無彩色）のシート上に試験片２２が置かれて撮影された画像である。画像２３の横方向にｘ軸をとり、縦方向にｙ軸をとる。
【００５０】
画素選択部１４１は、変換部１４２が色情報を算出する画素を選択するために、例えば、まず画像２３内で、試験片に予め設けられているマーク２５を検出する。そして、画素選択部１４１は、それらのマーク２５を上端および下端とする矩形領域を、Ａ帯〜Ｄ帯を含む領域として検出する。画素選択部１４１は、試験片２２のうちＡ帯〜Ｄ帯以外の領域の白色と、背景の灰色との濃淡差から、Ａ帯〜Ｄ帯を含む矩形領域を検出してもよい。あるいは、画素選択部１４１は、Ａ帯〜Ｄ帯を含む試験片２２の特徴を抽出して画像認識することにより、矩形領域を検出してもよい。あるいは、画素選択部１４１は、ユーザが操作部１５を介して着目領域を指定する操作に応じて、その着目領域を検出してもよい。
【００５１】
矩形領域を検出すると、画素選択部１４１は、試験片上の相対値な位置関係から、Ａ帯〜Ｄ帯の中心点（Ａｘ，Ａｙ）、（Ｂｘ，Ｂｙ）、（Ｃｘ，Ｃｙ）および（Ｄｘ，Ｄｙ）を、Ａ帯〜Ｄ帯の中心画素として選択する。また、画素選択部１４１は、食用油に浸された試験片の下端のマーク２５とＤ帯の間にある白色部分の点（Ｙｘ，Ｙｙ）を、食用油の汚れによる変色の影響を補正するための着目領域の中心画素として選択する。また、画素選択部１４１は、試験片の上側のマーク２５よりさらに上側にある、食用油に浸されていない白色部分の点（Ｗｘ，Ｗｙ）と、背景の灰色シート上の点（Ｇｘ，Ｇｙ）を、光源の色温度と撮影時の露光条件を補正するための着目領域の中心画素として選択する。測定誤差を減らすために、画素選択部１４１は、上記の各点を中心とするｘ，ｙ方向に±２画素または±３画素の５×５画素または７×７画素などの複数の画素を選択するとよい。
【００５２】
変換部１４２は、撮像部１１により撮像された分析対象物の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させる。例えば、変換部１４２は、撮像部１１により撮像された分析対象物の画像データの色空間を、参照情報の色空間に変換するか、または参照情報の色空間を画像データの色空間に変換する。あるいは、変換部１４２は、画像データの色空間と参照情報の色空間の両方を、共通の色空間に変換してもよい。画像データの色空間を参照情報の色空間に変換させるのが最も効率がよい。しかし、分光スペクトルなどから得られる高精度の参照情報を画像データの色空間に変換させる方が、より高精度な比較が可能になる。さらに、適切な効率と精度で比較をするために、参照情報の色空間と画像データの色空間の両方を共通の色空間に変換させてもよい。なお、初めから画像データの色空間と参照情報の色空間が一致している場合は、変換部１４２は色空間の変換を行わなくてもよい。
【００５３】
例えば、画像データの色空間を参照情報の色空間に変換する場合には、変換部１４２は、撮像部１１により取得された画像データであるＪＰＥＧのＲＧＢデータがｓＲＧＢではない場合には、画素選択部１４１により選択された各画素についてのＲＧＢ値を、規格で定められた変換テーブルに従って、線形のｓＲＧＢ値に変換する。なお、撮像部１１により取得された画像データがＲＡＷデータである場合には、変換部１４２は、撮像部１１を製造したメーカが提供する変換テーブルを用いて、線形のｓＲＧＢ値に変換する。
【００５４】
汚染度補正部１４３は、分析対象の液体に浸された試験片が示す色に基づき液体の汚染度を判定し、その汚染度に応じて予め定められた補正を、変換部１４２により変換された値に実施する。使用頻度が高い食用油は汚れて色が茶色がかっており、そのような汚れた食用油を測定する場合には、汚れにより試験片が茶色く変色することがある。汚れによる変色があると、Ａ帯〜Ｄ帯の色が誤って認識されるおそれがあるため、汚染度補正部１４３は、変換部１４２により算出されたＡ帯〜Ｄ帯のｓＲＧＢ値に対し、この汚れの影響を除去する補正を行う。
【００５５】
図６は、汚染度補正について説明するためのグラフである。
【００５６】
図６の左側のグラフ（ＢｏｎＷ）は、測定対象の食用油に汚れがない場合（Ｗｈｉｔｅ）と、汚れの程度が低い場合（Ｂｒｏｗｎｌｉｇｈｔ）と、汚れの程度が高い場合（ＢｒｏｗｎＤａｒｋ）について、試験片の白色部分の点（Ｙｘ，Ｙｙ）における線形のｓＲ値を示したグラフである。試験片の白色部分が茶色がかった色で汚れるほど、ｓＲ値がより減少することがわかる。
【００５７】
図６の右側のグラフは、ＡＶ値と線形のｓＲ値との対応関係を示したグラフである。ここでは、汚れがない場合のＢ帯〜Ｄ帯（Ｂ，Ｃ，Ｄ）と汚れがある場合のＢ帯〜Ｄ帯（ＢｉｎＢ，ＣｉｎＢ，ＤｉｎＢ）のグラフを重ねて示している。汚れがない場合のグラフＢ，Ｃ，Ｄは、図３に示したものと同じである。また、グラフＢｉｎＢ，ＣｉｎＢ，ＤｉｎＢについては、汚れの程度が「ＢｒｏｗｎＤａｒｋ」と同程度である場合のものを示している。ＢとＢｉｎＢ、ＣとＣｉｎＢ、およびＤとＤｉｎＢのグラフをそれぞれ比較すると、Ｂ帯〜Ｄ帯のいずれにおいても、汚れがない場合より汚れがある場合の方が、ｓＲ値が１０〜２０程度減少していることがわかる。
【００５８】
そこで、汚れによるこのｓＲ値の減少量を補償するために、汚染度補正部１４３は、変換部１４２により算出されたｓＲ値に、ΔＬＲＣという量を加算する補正を行う。このΔＬＲＣは、試験片の白色部分における汚れの程度に応じたｓＲ値の減少量ＢｒｏｗｎＬＲ（図６の左側のグラフを参照）およびＡＶ値と対応付けて予め定められる補正量である。
【００５９】
例えば、図６の右側のグラフから、汚れがない（ΔＬＲＣ＝０）の場合Ｃ帯のｓＲ値LinearＲは、おおよそ
LinearＲ＝１０×ＡＶ＋７．０
と表される。したがって、汚れがある（ΔＬＲＣ≠０）場合のＣ帯のｓＲ値LinearＲは、汚染度補正部１４３の補正により、
LinearＲ＋ΔＬＲＣ＝１０×ＡＶ＋７．０
となる。この場合、Ｃ帯のｓＲ値から求まるＡＶ値は、次のように計算される。
ＡＶ＝（LinearＲ＋ΔＬＲＣ−７．０）／１０
【００６０】
なお、図示しないが、ｓＲＧＢデータのうちのＧとＢについても、汚染度補正部１４３は、上記と同様の補正を行う。ただし、汚染度補正部１４３による補正は、ΔＬＲＣの加算に限らず、他の方法で行ってもよい。測定誤差をもたらす背景のノイズである汚染度をこのように補正することにより、測定の精度が向上する。
【００６１】
光源補正部１４４は、撮像部１１により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の色温度を算出し、その色温度に応じた補正を、変換部１４２により変換された値に実施する。
【００６２】
図７は、光源補正および露光補正について説明するためのグラフである。図７では、均一で異なる濃さの５つの無彩色（灰色）のシート上に同じ試験片を置いて撮影したときのｓＲ値、ｓＧ値およびｓＢ値をプロットしている。横軸は、試験片を識別するためのサンプル番号Ｎであり、大きい数値ほど明るいシートに対応している。縦軸は、ｓＲ値、ｓＧ値またはｓＢ値である。グラフＤｒ，Ｄｇ，Ｄｂは、それぞれＤ帯のｓＲ値、ｓＧ値およびｓＢ値の変化に相当し、グラフａｖｅＲ，ａｖｅＧ，ａｖｅＢは、それぞれ画像全体の平均のｓＲ値、ｓＧ値およびｓＢ値の変化に相当する。
【００６３】
例えば、Ｄ６５相当の蛍光灯に代えて白熱電灯の照明光源の下で試験片の画像を撮影すると、その光源の影響を受けて、Ａ帯〜Ｄ帯のｓＲＧＢ値や、画像全体の平均のｓＲＧＢ値が変化する。そこで、図７に示した関係を記憶部１３に記憶しておき、光源補正部１４４は、この図７の関係を用いて、光源によるｓＲＧＢ値の変化を打ち消す補正を行う。その際は、光源補正部１４４は、灰色のシート上に試験片が置かれて撮影された画像全体の平均のｓＲＧＢ値、図５の点（Ｇｘ，Ｇｙ）の部分のｓＲＧＢ値（シートの色を示す値）、および図５の点（Ｗｘ，Ｗｙ）の部分のｓＲＧＢ値（試験片の白色を示す値）の少なくともいずれか１つを取得する。そして、光源補正部１４４は、取得した画像全体の平均のｓＲＧＢ値、シートのｓＲＧＢ値および試験片の白色を示すｓＲＧＢ値の少なくともいずれか１つについて、図７のグラフからのずれを算出し、そのずれを打ち消す量だけ、変換部１４２により得られたＡ帯〜Ｄ帯のｓＲＧＢ値を補正する。なお、背景がこのような均一のものではない場合でも、光源補正部１４４は、いわゆる被写体の全平均反射率は１８％前後の無彩色であるという仮定に基づいて補正してもよく、また、背景色と光源が既知であれば、それに基づいて補正することもできる。また、撮像時の照明の色温度が撮像情報として記録されていれば、光源補正部１４４は、それを抽出して利用してもよい。
【００６４】
色表との比較を目視で行う場合には観察条件が規定されているが、光源補正を導入すれば、色々な光源下でも正確な測定を行うことができる。さらに、フラッシュなどの補助光は、光源の色温度を固定できる。特に、端末装置１に内蔵されている発光部１２の特性がわかっていれば便利である。
【００６５】
露光補正部１４５は、撮像部１１により撮像された画像の全体または一部の画像データに基づき光源の露光条件を算出し、その露光条件に応じた補正を、変換部１４２により変換された値に実施する。
【００６６】
図７のグラフに示した値は、均一で異なる濃さの無彩色を背景として同一の試験片を撮影したときのものであるが、試験片がなければ自動露出機構が働き、本来はすべての画像が同じ明るさ（反射率が約１８％）になるはずである。しかし、灰色の背景の中にほぼ白色の試験片が置かれていると、その分が誤差を与えるため、画像内の試験片の明るさが変化し、試験片の明るさに影響する。
【００６７】
そこで、露光補正部１４５は、光源補正部１４４と同様に、この図７の関係を用いて、自動露出機構によるｓＲＧＢ値の変化を打ち消す補正を行う。その際は、露光補正部１４５は、灰色のシート上に試験片が置かれて撮影された画像全体の平均のｓＲＧＢ値、図５の点（Ｇｘ，Ｇｙ）の部分ｓＲＧＢ値（シートの明るさ（反射率）を示す値）、および図５の点（Ｗｘ，Ｗｙ）の部分のｓＲＧＢ値（試験片の白色を示す値）の少なくともいずれか１つを取得する。そして、露光補正部１４５は、取得した画像全体の平均のｓＲＧＢ値、シートのｓＲＧＢ値および試験片の白色を示すｓＲＧＢ値の少なくともいずれか１つについて、図７のグラフからのずれを算出し、そのずれを打ち消す量だけ、変換部１４２により得られたＡ帯〜Ｄ帯のｓＲＧＢ値を補正する。
【００６８】
露光補正部１４５が背景の輝度レベルや露光レベルの違いを補正することにより、測定精度がさらに向上し、撮影条件の違いによる誤差を克服することができる。
【００６９】
判定部１４６は、変換部１４２により変換され、汚染度補正部１４３、光源補正部１４４および露光補正部１４５により補正されたｓＲＧＢ値を、記憶部１３の参照情報と比較することにより、分析対象物の特性（例えば、食用油の酸化度）を判定する。特に、判定部１４６は、撮像部１１により撮像された試験片の画像におけるＡ帯〜Ｄ帯の複数点のそれぞれについて、例えばｓＲＧＢ色空間での色情報の値を記憶部１３に記憶されている参照情報と比較して、参照情報の中からＡ帯〜Ｄ帯のｓＲＧＢ値に最も近いものを抽出する。
【００７０】
そして、判定部１４６は、抽出したｓＲＧＢ値に対応するＡＶ値を分析対象の食用油の酸化度であると判定する。参照情報として図３のグラフを用いる場合には、判定部１４６は、例えば、Ｂ帯のｓＲ値が４５程度であり、Ｃ帯のｓＲ値が２８程度であり、Ｄ帯のｓＲ値が１３程度であれば、分析対象の食用油の酸化度はＡＶ２であると判定する。判定部１４６は、こうして得られたＡＶ値や、そのＡＶ値が予め設定された基準範囲内であるか否かを示す情報などを、表示部１６に表示させる。判定部１４６が複数点での測定結果から分析対象物の特性を判定することにより、判定精度を向上させることが可能になる。例えば、Ｄ帯とＣ帯の両方を使うことで測定のダイナミックレンジが拡大する。
【００７１】
図８は、端末装置１による比色分析処理の例を示すフローチャートである。図８の各ステップの処理は、記憶部１３に記憶されているプログラムに基づいて、制御部１４により、端末装置１の各要素と協働して実行される。
【００７２】
まず、異なる酸化度を有し、ＡＶ値が既知である複数の食用油とそれぞれ反応させた複数の試験片を用意しておく。制御部１４は、撮像部１１を用いて撮影されたその複数の試験片の画像データを取得するとともに、各画像データに対応するＡＶ値の情報を、ユーザまたは装置提供者からの入力により取得する（ステップＳ１）。そして、制御部１４は、ステップＳ１で得られた画像データから試験片の色を表すｓＲＧＢデータを算出し、そのｓＲＧＢデータとＡＶ値との対応関係を参照情報として記憶部１３に記憶する（ステップＳ２）。
【００７３】
参照情報を用意できたら、制御部１４は、撮像部１１を用いて撮影された、分析対象の食用油に浸された試験片の画像データを取得する（ステップＳ３）。そして、画素選択部１４１は、ステップＳ３で取得した画像データから、試験片が写っている領域を検出し、試験片のＡ帯〜Ｄ帯などに対応する測定対象の画素を選択する（ステップＳ４）。
【００７４】
次に、変換部１４２は、画像データの色空間と参照情報の色空間が一致させる変換を行う。その際、変換部１４２は、例えば、ステップＳ４で画素選択部１４１により選択されたＡ帯〜Ｄ帯の画素に対応する画像データを、参照情報と同じｓＲＧＢ色空間での値（ｓＲＧＢ値）に変換する（ステップＳ５）。あるいは、変換部１４２は、参照情報の色空間を画像データの色空間に変換してもよいし、画像データの色空間と参照情報の色空間の両方を共通の色空間に変換してもよい。なお、初めから画像データの色空間と参照情報の色空間が一致している場合は、ステップＳ５は省略可能である。
【００７５】
ステップＳ５で得られた値には、分析対象の食用油の汚れによる影響や、光源の色温度の違いなどによる影響が含まれている。そこで、ステップＳ５で得られたｓＲＧＢ値に対して、汚染度補正部１４３が汚染度の影響を除く補正を行い（ステップＳ６）、光源補正部１４４が光源の色温度に関する補正を行い（ステップＳ７）、露光補正部１４５が露光条件に関する補正（特に、自動露光機構による明るさの誤差補正など）を行う（ステップＳ８）。
【００７６】
続いて、判定部１４６は、ステップＳ６〜Ｓ８で補正されたｓＲＧＢ値を記憶部１３の参照情報と比較し、補正されたｓＲＧＢ値に最も近いものを参照情報の中から抽出する（ステップＳ９）。そして、判定部１４６は、ステップＳ９で抽出されたｓＲＧＢ値に対応するＡＶ値を判定結果として、表示部１６に表示させる（ステップＳ１０）。なお、ステップＳ１０では、決定されたＡＶ値が予め設定された基準範囲内であるか否かなどの判定情報も併せて出力してもよい。以上で、端末装置１による比色分析処理は終了する。
【００７７】
なお、ステップＳ１では、制御部１４は、上述したように、撮像部１１とは異なる別の撮像装置を用いて撮影された画像データを取得してもよい。あるいは、ステップＳ１で画像データを取得することに代えて、制御部１４は、別途測定された複数の試験片の分光スペクトルのデータ、あるいはそれにより計算された色情報を取得してもよい。分光スペクトルのデータを取得する場合、ステップＳ２では、制御部１４は、分光スペクトルのデータからＣＩＥ  ＸＹＺ値を求め、例えばそれをｓＲＧＢデータに変換することで、参照情報を作成する。
【００７８】
以上説明してきたように、端末装置１によれば、専用の分析装置ではなく、汎用の撮像装置と汎用の情報処理装置を用いて、色表を利用した目視判定より客観性が高い比色分析を行うことができる。必要なハードウェアがすべて組み込まれているハンドヘルド機器であれば、制御部１４の機能を実現するプログラムをインストールするだけで、端末装置１を実現することが可能である。
【００７９】
図９は、通信システム２の概略構成図である。通信システム２は、比色分析を行うためのシステムであり、互いに通信可能な端末装置３およびサーバ４を含む。これらの各装置は、有線または無線の通信ネットワーク６を介して互いに接続されている。
【００８０】
端末装置３は、撮像部３１と、発光部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、端末通信部３５と、表示部３６とを有する。撮像部３１は、分析対象物の画像を撮影し、ＲＡＷ（ＤＮＧ）データ、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データまたはｓＲＧＢデータなどの形式で、試験片の画像データを取得する。発光部３２は、必要に応じて、撮像部３１による撮像時に発光する。記憶部３３は、撮像部３１が取得した画像データ、端末装置３の動作に必要なデータなどを記憶する。制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、端末装置３の動作を制御する。端末通信部３５は、撮像部３１により撮像された画像データをサーバ４に送信し、サーバ４から画像データの判定結果を受信する。表示部３６は、サーバ４から受信された判定結果を表示する。
【００８１】
サーバ４は、サーバ通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを有する。サーバ通信部４１は、画像データを端末装置３から受信し、その画像データの判定結果を端末装置３に送信する。記憶部４２は、端末装置３から受信された画像データ、撮像情報、サーバ４の動作に必要なデータなどを記憶する。特に、記憶部４２は、分析対象物の特性に応じた分析対象物の色情報を参照情報として記憶する。制御部４３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、端末装置１の制御部１４と同様の機能を有する。すなわち、制御部４３は、端末装置３から受信された試験片の画像データの色空間と参照情報の色空間が一致しない場合に、少なくともいずれか一方の色空間を変換することにより画像データの色空間と参照情報の色空間を一致させる。そして、制御部４３は、共通の色空間における画像データの色情報と記憶部４２の参照情報の色情報を比較することにより分析対象物の特性を判定する。
【００８２】
このように、試験片の画像撮影および判定結果の表示と、分析対象物の特性の判定とをそれぞれ別の装置で行ってもよい。サーバ４としてより高速かつ高容量のものを使用すれば、複雑な画像処理によって精度の高い分析を行うことができ、別のデータベースとの協業も楽になる。なお、通信システム２にさらに別個の表示装置を含めて、端末装置３とは別の装置で、サーバ４による判定結果を表示してもよい。
【００８３】
なお、上記では、試験片を用いて液体の分析対象物を測定する場合の例を説明したが、分析対象物は液体に限らず、気体または粉体であってもよい。あるいは、分析対象物は、液晶の温度計、衝撃センサ、色温度計、印刷物（色むらの管理を目的とする）、色差計などでもよく、状態の変化に応じて色が変化するものであれば、例示されているものに限られない。
【００８４】
また、変換部の各機能をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体等のコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録された形で提供してもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１    端末装置
１１    撮像部
１３    記憶部
１４    制御部
１４１    画素選択部
１４２    変換部
１４３    汚染度補正部
１４４    光源補正部
１４５    露光補正部
１４６    判定部
１６    表示部
２    通信システム
３    端末装置
４    サーバ
【図１】
2015127682.tif 000005
【図２】
2015127682.tif 000006
【図３】
2015127682.tif 000007
【図４】
2015127682.tif 000008
【図５】
2015127682.tif 000009
【図６】
2015127682.tif 000010
【図７】
2015127682.tif 000011
【図８】
2015127682.tif 000012
【図９】
2015127682.tif 000013