(57)【要約】【課題】呈色反応の過程で反応面に色むらが生じても、反応面の色を高精度で識別可能な色識別装置および色識別方法を提供する。【解決手段】ヒストグラム記憶部５ａは、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度とその頻度に関する参照用ヒストグラムと、その反応面のカテゴリとを関連づけて複数保持する。撮像部４は、保持部１内の色サンプル板１０の反応面１０３を撮像して、その反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する。演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢそれぞれの信号強度とその頻度に関するヒストグラムを生成し、生成されたヒストグラムと複数の参照用ヒストグラムとを照合して、生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定し、その参照用ヒストグラムと関連するカテゴリを表示部６に出力する。【選択図】図１
2008185352.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定対象のガスと呈色反応した反応面の色を識別する色識別装置であって、
ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関する参照用ヒストグラムと、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持するヒストグラム記憶部と、
前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像部と、
前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを生成し、当該生成されたヒストグラムと前記複数の参照用ヒストグラムとを照合して、当該生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定し、当該特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する演算部と、
前記演算部にて特定された識別情報を出力する出力部と、を含む色識別装置。
【請求項２】
請求項１に記載の色識別装置において、
前記演算部は、前記複数の参照用ヒストグラムの中から、前記頻度のピーク値が現れる信号強度が、前記生成されたヒストグラムと最も似ている参照用ヒストグラムを特定し、当該特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する、色識別装置。
【請求項３】
請求項２に記載の色識別装置において、
前記演算部は、前記参照用ヒストグラムごとに、前記生成されたヒストグラムと当該参照用ヒストグラムでの同一信号強度の頻度同士の積を取り当該積を加算し、当該加算値が最大となる前記参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する、色識別装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれか１項に記載の色識別装置において、
前記ヒストグラム記憶部は、前記参照用ヒストグラムとして、予め、前記撮像部がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から前記演算部が生成したＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを保持する、色識別装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれか１項に記載の色識別装置において、
前記識別情報は、当該識別情報にて識別された反応面で化学反応したガスを識別するためのガス識別情報である、色識別装置。
【請求項６】
ヒストグラム記憶部を含む色識別装置が行う色識別方法であって、
ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関する参照用ヒストグラムと、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて前記ヒストグラム記憶部に複数保持する保持ステップと、
前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像ステップと、
前記生成されたＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、
前記生成されたヒストグラムと前記複数の参照用ヒストグラムとを照合して、当該生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定する参照用ヒストグラム特定ステップと、
前記特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する識別情報特定ステップと、
前記特定された識別情報を出力する出力ステップと、を含む色識別方法。
【請求項７】
請求項６に記載の色識別方法において、
前記参照用ヒストグラム特定ステップでは、前記複数の参照用ヒストグラムの中から、前記頻度のピーク値が現れる信号強度が、前記生成されたヒストグラムと最も似ている参照用ヒストグラムを特定する、色識別方法。
【請求項８】
請求項７に記載の色識別方法において、
前記参照用ヒストグラム特定ステップでは、前記参照用ヒストグラムごとに、前記生成されたヒストグラムと当該参照用ヒストグラムでの同一信号強度の頻度同士の積を取り当該積を加算し、当該加算値が最大となる前記参照用ヒストグラムを特定する、色識別方法。
【請求項９】
請求項６ないし８のいずれか１項に記載の色識別方法において、
前記保持ステップでは、前記参照用ヒストグラムとして、予め、前記色識別装置が生成したＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを保持する、色識別方法。
【請求項１０】
請求項６ないし９のいずれか１項に記載の色識別方法において、
前記識別情報は、当該識別情報にて識別された反応面で化学反応したガスを識別するためのガス識別情報である、色識別方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色識別装置および色識別方法に関し、例えば、ガスとの呈色反応にて生じた反応面の色を識別してガスを特定する色識別装置および色識別方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、毒ガス等のガスと試薬とを化学反応させて試薬の色を変化させるガス検知装置が知られている。例えば、特許文献１（ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報）には、Ｍ２５６キットが記載されている。
【０００３】
このガス検知装置は、互いに異なる種類の試薬を内蔵する複数のアンプルと、そのアンプルが破壊されたときにアンプル中の試薬が流れ込む紙等の複数の反応面と、を含む。
【０００４】
試薬は、反応面に流れ込むと、反応面に接触しているガスと化学反応する。試薬は、その化学反応により色が変わり、その試薬の色の変化に応じて、反応面の色も変わる。
【０００５】
ユーザは、複数の反応面のそれぞれに、異なる試薬を流し込み、各反応面の色の変化に基づいて、ガスの強さを認識する。
【０００６】
また、特許文献１には、ＲＧＢ（赤、緑、青）の色に感度を有する３つのフォトダイオードまたは１つのカラーＣＣＤを用いて、１つの反応面の色に応じた信号を出力する読取装置が記載されている。
【特許文献１】ＵＳＰ６２２８６５７Ｂ１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反応面では、呈色反応の過程で色むらが生じる場合がある。例えば、反応面上で、異なる色の領域が発生する場合がある。
【０００８】
特許文献１に記載の読取装置には、この色むらへの対策が施されていない。このため、この読取装置は、例えば、反応面上の異なる色を平均化した際に得られる色、つまり、実際の反応面の色とは異なる色を、反応面の色として認識する可能性を有する。
【０００９】
本発明の目的は、呈色反応の過程で反応面に色むらが生じても、反応面の色を高精度で識別可能な色識別装置および色識別方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明の色識別装置は、特定対象のガスと呈色反応した反応面の色を識別する色識別装置であって、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関する参照用ヒストグラムと、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持するヒストグラム記憶部と、前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像部と、前記撮像部にて生成されたＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを生成し、当該生成されたヒストグラムと前記複数の参照用ヒストグラムとを照合して、当該生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定し、当該特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する演算部と、前記演算部にて特定された識別情報を出力する出力部と、を含む。
【００１１】
また、本発明の色識別方法は、ヒストグラム記憶部を含む色識別装置が行う色識別方法であって、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関する参照用ヒストグラムと、当該反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて前記ヒストグラム記憶部に複数保持する保持ステップと、前記反応面を撮像して当該反応面のＲＧＢビットマップ画像を生成する撮像ステップと、前記生成されたＲＧＢビットマップ画像からＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを生成するヒストグラム生成ステップと、前記生成されたヒストグラムと前記複数の参照用ヒストグラムとを照合して、当該生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定する参照用ヒストグラム特定ステップと、前記特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定する識別情報特定ステップと、前記特定された識別情報を出力する出力ステップと、を含む。
【００１２】
上記発明によれば、反応面の色は、反応面のＲＧＢビットマップ画像から生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度とその信号強度の頻度に関するヒストグラムを利用して識別される。このヒストグラムは、反応面上の異なる色の特徴を個別に表す。このため、反応面に色むらが生じても、このヒストグラムは、その反応面の個々の色の特徴を表すことができる。
【００１３】
よって、呈色反応の過程で反応面に色むらが生じても、反応面の色を高精度で識別することが可能になる。
【００１４】
なお、前記演算部は、前記複数の参照用ヒストグラムの中から、前記頻度のピーク値が現れる信号強度が、前記生成されたヒストグラムと最も似ている参照用ヒストグラムを特定し、当該特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定することが望ましい。
【００１５】
頻度のピーク値が現れる信号強度は、反応面に現れる色が同じであれば、その色の面積が変わっても変動しない。
【００１６】
このため、上記発明によれば、呈色反応の過程で反応面に現れる色の面積割合が変動しても、その変動の影響を受けずに、反応面の色を高精度で識別することが可能になる。
【００１７】
また、前記演算部は、前記参照用ヒストグラムごとに、前記生成されたヒストグラムと当該参照用ヒストグラムでの同一信号強度の頻度同士の積を取り当該積を加算し、当該加算値が最大となる前記参照用ヒストグラムと関連づけられている前記識別情報を特定することが望ましい。
【００１８】
上記発明によれば、ヒストグラム記憶部内の複数の参照用ヒストグラムの中から、頻度のピーク値が現れる信号強度が、撮像部のＲＧＢビットマップ画像のヒストグラムと最も似ている参照用ヒストグラムを、演算によって特定することが可能になる。
【００１９】
また、前記ヒストグラム記憶部は、前記参照用ヒストグラムとして、予め、前記撮像部がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から前記演算部が生成したＲＧＢそれぞれの信号強度と当該信号強度の頻度に関するヒストグラムを保持することが望ましい。
【００２０】
上記発明によれば、ヒストグラム記憶部内の複数の参照用ヒストグラムは、撮像部の特性に応じた情報となり、ヒストグラム記憶部内の複数の参照用ヒストグラムと撮像部の撮像特性との整合性を容易に取ることが可能になる。
【００２１】
また、前記識別情報は、当該識別情報にて識別された反応面で化学反応したガスを識別するためのガス識別情報であることが望ましい。
【００２２】
上記発明によれば、反応面で化学反応したガスの識別情報を出力することが可能になる。このため、反応面で化学反応したガスの特定が容易になる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、呈色反応の過程で反応面に色むらが生じても、反応面の色を高精度で識別することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態の色識別装置を示したブロック図である。
【００２６】
図１において、色識別装置１００は、保持部１と、操作部２と、制御部３と、撮像部４と、処理部５と、表示部６とを含む。撮像部４は、発光部４ａと、光学系４ｂと、ＣＣＤ４ｃと、ＣＣＤ駆動部４ｄと、ＣＣＤ信号処理部４ｅとを含む。処理部５は、ヒストグラム記憶部５ａと、メモリ５ｂと、バスライン５ｃと、演算部５ｄとを含む。
【００２７】
保持部１には、色サンプル板１０が所定の位置に搭載される。
【００２８】
色サンプル板１０には、反応面１０３が設けられている。反応面１０３は、色サンプル板１０の予め定められた位置に設けられている。
【００２９】
図２は、色サンプル板１０の一例を示した斜視図である。
【００３０】
図２において、色サンプル板１０は、複数種類の試薬１０１と、互いに異なる種類の試薬１０１を内蔵する複数のアンプル１０２と、アンプル１０２が破壊されたときにそのアンプル中の試薬１０１が流れ込む紙等の複数の媒体１０３とを含む。なお、各媒体１０３が反応面１０３となる。
【００３１】
試薬１０１は、媒体１０３に流れ込むと、媒体１０３に接触しているガス（例えば、特定対象のガス）と呈色反応する。なお、色サンプル板１０は、例えば、特許文献１に記載のＭ２５６キットである。
【００３２】
図１に戻って、色識別装置１００は、呈色反応した反応面１０３の色に基づいて、特定対象のガスを特定する。
【００３３】
操作部２は、ユーザにて操作可能な操作開始ボタン（不図示）を有する。操作部２は、操作開始ボタンが操作された場合、発光指示を制御部３に提供する。
【００３４】
制御部３は、操作部２からの発光指示に応じて、撮像部４および処理部５の動作を制御する。具体的には、制御部３は、発光指示を受け付けた場合、発光部４ａを発光させ、ＣＣＤ駆動部４ｄに駆動信号を提供し、処理部５を動作させる。
【００３５】
撮像部４は、制御部３からの指示に基づいて、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３を撮像して、その反応面のＲＧＢビットマップ画像（以下、「ＲＧＢビットマップデータ」と称する。）を生成する。なお、Ｒは赤を表し、Ｇは緑を表し、Ｂは青を表す。
【００３６】
発光部４ａは、制御部３にて制御され、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３に光を照射する。発光部４ａは、例えば、ハロゲンランプまたはＬＥＤである。なお、発光部４ａは、ハロゲンランプまたはＬＥＤに限らず適宜変更可能である。
【００３７】
反応面１０３は、発光部４ａから照射された光を反射する。反応面１０３が特定対象のガスと呈色反応した場合、反応面１０３にて反射された光は、その呈色反応にて生成された色を示す。反応面１０３では、呈色反応の過程で、異なる色の領域が発生する色むらが生じる場合がある。
【００３８】
なお、保持部１は、発光部４ａから発光された照射光と異なる光が色サンプル板１０に照射されることを防止する。
【００３９】
光学系４ｂは、例えば、レンズであり、保持部１に搭載された色サンプル板１０の反応面１０３の像をＣＣＤ４ｃ上に形成する。
【００４０】
ＣＣＤ４ｃは、カラー撮像素子の一例である。なお、カラー撮像素子は、ＣＣＤに限らず適宜変更可能であり、例えば、ＣＭＯＳセンサでもよい。
【００４１】
ＣＣＤ駆動部４ｄは、制御部３からの駆動信号に基づいてＣＣＤ４ｃを動作させて、ＣＣＤ４ｃ上に形成された反応面１０３の像をカラーで撮像する。ＣＣＤ４ｃは、その撮像された反応面１０３の像を表すアナログカラー映像信号を、ＣＣＤ信号処理部４ｅに提供する。
【００４２】
ＣＣＤ信号処理部４ｅは、ＣＣＤ４ｃからのアナログカラー映像信号をデジタル信号（ＲＧＢビットマップデータ）に変換し、そのＲＧＢビットマップデータを処理部５に提供する。
【００４３】
なお、ＲＧＢビットマップデータでは、１つのビット（画素）が、Ｒ、ＧおよびＢの信号からなり、Ｒ、ＧおよびＢの信号は、信号強度が０〜２５５のいずれかの値をとる。なお、Ｒ、ＧおよびＢの各信号強度のレンジは、０〜２５５に限らず適宜変更可能である。
【００４４】
処理部５は、ＣＣＤ信号処理部４ｅからのＲＧＢビットマップデータを処理して反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する。
【００４５】
ヒストグラム記憶部５ａは、ガスと呈色反応した反応面のＲＧＢビットマップデータから生成されたＲＧＢそれぞれの信号強度とその信号強度の頻度に関する参照用ヒストグラムと、その反応面を識別するための識別情報と、を関連づけて複数保持する。
【００４６】
メモリ５ｂは、演算部５ｄの作業メモリとして使用される。
【００４７】
演算部５ｄは、例えば、プログラムを実行することによって動作する。また、演算部５ｄは、バスライン５ｃを介してヒストグラム記憶部５ａおよびメモリ５ｂと接続する。
【００４８】
演算部５ｄは、撮像部４にて生成されたＲＧＢビットマップデータから、ＲＧＢそれぞれの信号強度とその信号強度の頻度に関するヒストグラムを生成する。なお、信号強度は、ＲＧＢそれぞれのビッドごとに付与されており、本実施形態では、ある信号強度の頻度は、その信号強度を示すビットの数を示す。
【００４９】
演算部５ｄは、その生成されたヒストグラムと、ヒストグラム記憶部５ａ内の複数の参照用ヒストグラムとを照合して、その生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定する。
【００５０】
例えば、演算部５ｄは、ヒストグラム記憶部５ａ内の複数の参照用ヒストグラムの中から、頻度のピーク値が現れる信号強度が、その生成されたヒストグラムと最も似ているヒストグラムを特定する。
【００５１】
具体的には、演算部５ｄは、参照用ヒストグラムごとに、生成されたヒストグラムと参照用ヒストグラムでの同一信号強度の頻度同士の積を取りその積を加算し、その加算値が最大となる参照用ヒストグラムと関連づけられている識別情報を特定する。
【００５２】
演算部５ｄは、その特定された参照用ヒストグラムと関連づけられている識別情報を特定し、その識別情報を表示部６に出力する。
【００５３】
表示部６は、出力部の一例であり、演算部５ｄにて特定された識別情報を表示する。出力部は、表示部に限らず適宜変更可能であり、例えば、演算部５ｄにて特定された識別情報を音声報知する音声出力部でもよい。
【００５４】
なお、ヒストグラム記憶部５ａに保持される参照用ヒストグラムは、予め、撮像部４がガスと呈色反応した反応面を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から演算部５ｄが生成したＲＧＢそれぞれの信号強度とその信号強度の頻度に関するヒストグラムであることが望ましい。
【００５５】
しかしながら、ヒストグラム記憶部５ａ内の参照用ヒストグラムは、演算部５ｄが生成したヒストグラムに限るものでない。
【００５６】
次に、色サンプル板１０の反応面１０３と、演算部５ｄが生成するヒストグラムとの関係について説明する。
【００５７】
図３は、あるガス（例えば、ガスＡ）と呈色反応した反応面１０３の一例を示した説明図である。
【００５８】
図３では、ガスＡとの呈色反応により、白色の反応面１０３に、色１Ａと色２Ａと色３Ａとが存在する円形の反応領域（色むら）１０３ａが生じている。以下、反応領域（色むら）１０３ａを、色サンプルＡと称する。
【００５９】
撮像部４は、色サンプルＡを撮像すると、色サンプルＡを有する反応面１０３に応じたＲＧＢビットマップデータを得る。演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップ画像を、Ｒ、Ｇ、Ｂの各領域における各画素の信号強度とその信号強度の頻度のデータであるヒストグラムに変換する。
【００６０】
なお、演算部５ｄは、まず、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヒストグラムを生成し、その後、信号強度を共通軸にして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヒストグラムを重ねた１つのヒストグラムを生成する。
【００６１】
図４は、色サンプルＡの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【００６２】
図５は、ガスＡとの呈色反応により、図３に示した色１Ａ、色２Ａ、色３Ａの面積比が異なる円形の反応領域（色むら）１０３ｂが生じた例を示した説明図である。以下、反応領域（色むら）１０３ｂを、色サンプルＢと称する。
【００６３】
図６は、色サンプルＢの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【００６４】
色サンプルＡと色サンプルＢでは、双方とも反応面１０３がガスＡと呈色反応したため、反応領域内の色の種類は同じである。このため、図４に示したヒストグラムと図６に示したヒストグラムでは、頻度がピークとなる信号強度は一致する。しかしながら、色サンプルＡと色サンプルＢでは、反応領域内の各色の面積比が異なるため、頻度の値は異なる。
【００６５】
このため、同じガスと呈色反応した複数の反応面の中で、呈色反応の過程で各色の面積比が他の反応面と異なるものがあっても、それらのヒストグラムにおいて、頻度がピークとなる信号強度が一致していれば、各色の面積比が他の反応面と異なるものを、同一の呈色反応をした反応面として特定することが可能になる。
【００６６】
一方、図７は、ガスＢとの呈色反応により、白色の反応面１０３に、色４Ａと色５Ａと色６Ａとが存在する円形の反応領域（色むら）１０３ｃが生じた例を示した説明図である。以下、反応領域（色むら）１０３ｃを、色サンプルＣと称する。
【００６７】
図８は、色サンプルＣの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【００６８】
色サンプルＣと色サンプルＡでは、化学反応したガスが異なるため、呈色反応により生じる色は異なる。よって、図４に示したヒストグラムと、図８に示したヒストグラムでは、頻度がピークとなる信号強度は異なる。
【００６９】
図９は、例えば呈色反応の過程により、図５に示した色サンプルＣがぼけた状態の反応領域１０３ｄを示した説明図である。以下、反応領域（色むら）１０３ｄを、色サンプルＤと称する。
【００７０】
図１０は、色サンプルＤの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【００７１】
色サンプルＣと色サンプルＤとは、主要な色が同じであるため、頻度のピークとなる信号強度は一致する。しかしながら、色サンプルＤには、色サンプルＣがぼけて色サンプルＣにはない色成分が生じたために、色サンプルＤの方が信号強度の値に分散が生じ、ピーク値も小さくなっている。
【００７２】
このため、同じガスと呈色反応した複数の反応面の中で、呈色反応の過程で各色がぼけてしまったものがあっても、それらのヒストグラムにおいて、頻度がピークとなる信号強度が一致していれば、各色がぼけてしまったものを、同一の呈色反応をした反応面として特定することが可能になる。
【００７３】
図１１は、ヒストグラム記憶部５ａに保持された色サンプルＡ（ｉ＝１）の参照用ヒストグラムの一例を示した説明図である。この参照用ヒストグラムは、演算部５ｄにて生成され、色サンプルＡ（ｉ＝１）を識別するための識別情報であるカテゴリ「色サンプルＡ（ｉ＝１）」と関連づけて保持されている。
【００７４】
なお、図１１に示した参照用ヒストグラムは、色サンプルＡに応じたＲＧＢビットマップデータの各信号強度（０〜２５５）に対する頻度を表している。
【００７５】
図１１において、信号強度が５０の場合は頻度が２００となっており、この位置（信号強度５０）が頻度のピークとなっている。このため、演算部５ｄは、参照データＤ（ｉ＝１）の信号強度５０の値を１に設定し、その前後のデータを規格化して、参照データＤ（１）の信号強度４９の値を１／２００×５０＝０．２５に設定し、参照データＤ（１）の信号強度が５１の値を１／２００×３０＝０．１５に設定する。
【００７６】
また、図１１において、信号強度が１８０の場合は頻度が８００となっており、この位置（信号強度１８０）も頻度のピークとなっている。このため、演算部５ｄは、参照データＤ（１）の信号強度１８０の値を１に設定し、その前後のデータを規格化して、参照データＤ（１）の信号強度１７９の値を１／８００×３５０＝０．４４に設定し、参照データＤ（１）の信号強度が１８１の値を１／８００×１５０＝０．１９に設定する。
【００７７】
なお、図１１において、参照データＤ（１）も信号強度の頻度を表す。
【００７８】
図１２は、ヒストグラム記憶部５ａに保持された色サンプルＢ（ｉ＝２）の参照用ヒストグラムの一例を示した説明図である。この参照用ヒストグラムも、演算部５ｄにて生成され、色サンプルＢ（ｉ＝２）を識別するための識別情報であるカテゴリ「色サンプルＢ（ｉ＝２）」と関連づけて保持されている。
【００７９】
なお、図１２に示した参照用ヒストグラムは、色サンプルＢに応じたＲＧＢビットマップデータの各信号強度（０〜２５５）に対する頻度を表している。
【００８０】
図１２において、信号強度が５０の場合は頻度が９００となっており、この位置（信号強度５０）が頻度のピークとなっている。このため、演算部５ｄは、参照データＤ（ｉ＝２）の信号強度５０の値を１に設定し、その前後のデータを規格化して、参照データＤ（２）の信号強度４９の値を１／９００×４００＝０．４４に設定し、参照データＤ（２）の信号強度が５１の値を１／９００×３００＝０．３３に設定する。
【００８１】
また、図１２において、信号強度が１８０の場合は頻度が２５０となっており、この位置（信号強度１８０）も頻度のピークとなっている。このため、演算部５ｄは、参照データＤ（２）の信号強度１８０の値を１に設定し、その前後のデータを規格化して、参照データＤ（２）の信号強度１７９の値を１／２５０×４０＝０．１６に設定し、参照データＤ（２）の信号強度が１８１の値を１／２５０×５０＝０．２に設定する。
【００８２】
なお、図１２において、参照データＤ（２）も信号強度の頻度を表す。
【００８３】
図１１に示した参照用ヒストグラムと図１２に示した参照用ヒストグラムでは、ピークが現れる信号強度の位置は同じであるが、頻度は異なっている。
【００８４】
図１３は、ヒストグラム記憶部５ａに保持された色サンプルＣ（ｉ＝３）の参照用ヒストグラムの一例を示した説明図であり、図１４は、ヒストグラム記憶部５ａに保持された色サンプルＤ（ｉ＝４）の参照用ヒストグラムの一例を示した説明図である。
【００８５】
色サンプルＤはぼやけているため、図１４に示したヒストグラムは、図１３に示したヒストグラムよりも分散が大きくなって（拡がって）いる。
【００８６】
図１５は、ガスＢの濃度が色サンプルＣ発生時の濃度と異なる場合の反応面１０３の参照用ヒストグラムの一例を示した説明図である。ガスの濃度は、呈色反応領域の明るさと関係するため、同じガスであっても濃度が異なれば、頻度のピーク値が現れる信号強度は異なる。
【００８７】
このため、本実施形態では、ユーザが、反応面１０３で化学反応したガスおよびそれらの濃度が異なる複数の色サンプル板１０を用意し、それら色サンプル板１０を順番に保持部１に搭載し、演算部５ｄが、各色サンプル板１０の反応面１０３のヒストグラムを生成していき、それらのヒストグラムを、参照用ヒストグラムとして、ヒストグラム記憶部５ａに保持していく。
【００８８】
次に、動作を説明する。
【００８９】
本実施形態の色識別装置１００は、まず、ヒストグラム記憶部５ａに、参照用ヒストグラムと識別情報とを格納し、その後、撮像部４が生成した反応面１０３のＲＧＢビットマップデータと、ヒストグラム記憶部５ａ内の参照用ヒストグラムと、に基づいて、反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する。
【００９０】
まず、ヒストグラム記憶部５ａにデータを保持する動作を説明する。この動作は、例えば、操作部２にある参照データ作成ボタン（不図示）が操作されて参照データ作成モードとなった後に実行される。
【００９１】
図１６は、ヒストグラム記憶部５ａにデータを保持する動作を説明するためのフローチャートである。
【００９２】
予め特定されているガスと呈色反応した反応面１０３を有する色サンプル板１０が、保持部１内の所定の位置に挿入される。なお、このガスの濃度も予め特定されている。
【００９３】
参照データ作成モード下で、操作部２にある操作開始ボタンが、ユーザによって操作されると、操作部２は、発光指示を制御部３に提供する。
【００９４】
制御部３は、発光指示を受け付けると、発光部４ａを発光させるとともに、ＣＣＤ駆動部４ｄに駆動信号を提供し、処理部５を動作させる。
【００９５】
反応面１０３は、発光部４ａから照射された光を反射し、光学系４ｂは、反応面１０３の像をＣＣＤ４ｃ上に形成し、ＣＣＤ駆動部４ｄは、制御部３からの駆動信号に基づいてＣＣＤ４ｃを動作させて、ＣＣＤ４ｃ上に形成された反応面１０３の像を撮像する。
【００９６】
ＣＣＤ４ｃは、その撮像された反応面１０３の像を表すアナログカラー映像信号を、ＣＣＤ信号処理部４ｅに提供し、ＣＣＤ信号処理部４ｅは、そのアナログカラー映像信号をＲＧＢビットマップデータに変換し、そのＲＧＢビットマップデータを演算部５ｄに提供する。
【００９７】
演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータを取得する（ステップ１６０１）。
【００９８】
続いて、演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータを、Ｒ、Ｇ、Ｂ各領域の信号強度データに分割し、Ｒ、Ｇ、Ｂ各領域の信号強度データを、バスライン５ｃを経由してメモリ５ｂに保持する（ステップ１６０２）。
【００９９】
続いて、演算部５ｄは、Ｒ領域における信号強度に対する頻度データ（Ｒに関するヒストグラム）を得るために、Ｒ領域での信号強度のヒストグラムを演算する。例えば、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、信号強度０〜２５５の各信号強度を示すＲ領域のビット（画素）の数を計数して、Ｒ領域での信号強度のヒストグラムを演算する（ステップ１６０３）。
【０１００】
続いて、演算部５ｄは、Ｇ領域における信号強度に対する頻度データ（Ｇに関するヒストグラム）を得るために、Ｇ領域での信号強度のヒストグラムを演算する。例えば、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、信号強度０〜２５５の各信号強度を示すＧ領域のビット（画素）の数を計数して、Ｇ領域での信号強度のヒストグラムを演算する（ステップ１６０４）。
【０１０１】
続いて、演算部５ｄは、Ｂ領域における信号強度に対する頻度データ（Ｂに関するヒストグラム）を得るために、Ｂ領域での信号強度のヒストグラムを演算する。例えば、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、信号強度０〜２５５の各信号強度を示すＲ領域のビット（画素）の数を計数して、Ｒ領域での信号強度のヒストグラムを演算する（ステップ１６０５）。
【０１０２】
続いて、演算部５ｄは、信号強度を共通軸にして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヒストグラムを合成して１つのヒストグラムを生成し、その合成されたヒストグラムをメモリ５ｂに保持する（ステップ１６０６）。
【０１０３】
続いて、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、その合成されたヒストグラムでの頻度のピーク値を検出する（ステップ１６０７）。
【０１０４】
続いて、演算部５ｄは、ピーク値が現れる信号強度の参照データＤ（ｉ）に「１」を設定し、その前後の信号強度の参照データＤ（ｉ）については、その信号強度の頻度をピーク値に応じて規格化した値を設定する（ステップ１６０８）。
【０１０５】
続いて、演算部５ｄは、データの名称などのカテゴリを入力する旨のメッセージを表示部６に表示する。ユーザが、そのメッセージに応じて操作部２を操作してカテゴリを入力すると、そのカテゴリは、操作部２から制御部３に提供され、制御部３から演算部５ｄに提供される（ステップ１６０９）。
【０１０６】
なお、このカテゴリは、最終的に識別したデータを表示部６に表示する際に名称として使用される。
【０１０７】
演算部５ｄは、カテゴリを受け付けると、そのカテゴリを、ここまでのデータ（ステップ１６０６で生成したヒストグラムと、ステップ１６０８で生成した参照データ）と関連づけて一塊にして、バスライン５ｃを経由してヒストグラム記憶部５ａに保存する（ステップ１６１０）。なお、ステップ１６０６で生成したヒストグラムと、ステップ１６０８で生成した参照データとで、参照用ヒストグラムが構成される。
【０１０８】
以降、ユーザが、保持部１内の色サンプル板１０を、反応面１０３で化学反応したガスおよびそれらの濃度が異なるものに変えながら、図１６に示した動作が繰り返えされる。
【０１０９】
次に、演算部５ｄが、撮像部４にて生成された反応面１０３のＲＧＢビットマップデータと、ヒストグラム記憶部５ａ内の参照用ヒストグラムと、に基づいて、反応面１０３の色を識別し、その識別結果に応じた情報を出力する動作を説明する。この動作は、例えば、操作部２にある参照データ作成ボタンの操作により参照データ作成モードが解除された後に実行される。
【０１１０】
図１７は、この動作を説明するためのフローチャートである。なお、図１７において、図１６に示した処理と同一の処理には同一符号を付してある。
【０１１１】
特定対象のガスと呈色反応した反応面１０３を有する色サンプル板１０が、保持部１内の所定の位置に挿入される。
【０１１２】
参照データ作成モードが解除された状況で、操作部２にある操作開始ボタンが操作されると、発光部４ａは発光し、ＣＣＤ４ｃは、反応面１０３の像を撮像し、その像を表すアナログカラー映像信号をＣＣＤ信号処理部４ｅに提供し、ＣＣＤ信号処理部４ｅは、そのアナログカラー映像信号をＲＧＢビットマップデータに変換して演算部５ｄに提供する。
【０１１３】
演算部５ｄは、そのＲＧＢビットマップデータを取得する（ステップ１６０１）。以降、演算部５ｄは、ステップ１６０２からステップ１６０５を実行する。
【０１１４】
続いて、演算部５ｄは、信号強度を共通軸にして、Ｒ、Ｇ、Ｂの各ヒストグラムを合成して１つのヒストグラムＤｘを生成し、ヒストグラムＤｘをメモリ５ｂに保持する（ステップ１７０１）。
【０１１５】
続いて、演算部５ｄは、変数ｉを１に設定し、演算の際の初期値を０（Ｄmulti（０）＝０、Ｄmulti_max＝０）に設定する（ステップ１７０２）。
【０１１６】
続いて、演算部５ｄは、変数ｉに対応するヒストグラム記憶部５ａ内のデータを読み出し、そのデータを、バスライン５ｃを経由してメモリ５ｂに保持する（ステップ１７０３）。
【０１１７】
続いて、演算部５ｄは、メモリ５ｂを参照して、同一信号強度ごとに、ＤｘとＤ（ｉ）の積をとり、その積を加算していく（ステップ１７０４）。なお、演算部５ｄは、その加算値をＤmulti（ｉ）とする。
【０１１８】
続いて、演算部５ｄは、Ｄmulti（ｉ）がＤmulti（ｉ−１）より大きいか判断する（ステップ１７０５）。
【０１１９】
Ｄmulti（ｉ）がＤmulti（ｉ−１）より大きい場合、演算部５ｄは、Ｄmulti_max＝Ｄmulti（ｉ）とし、Ｄmatch＝ｉとする（ステップ１７０６）。
【０１２０】
続いて、演算部５ｄは、ｉ＝ｎであるか判断する。なお、ｎは、ヒストグラム記憶部５ａ内の参照用ヒストグラムの数を示す。
【０１２１】
ｉ＝ｎでないと、演算部５ｄは、変数ｉに１を加算し（ステップ１７０８）、ステップ１７０３の処理を実行する。
【０１２２】
なお、ステップ１７０５で、Ｄmulti（ｉ）がＤmulti（ｉ−１）より大きくない場合、演算部５ｄは、ステップ１７０８を実行する。
【０１２３】
また、ステップ１７０７で、ｉ＝ｎである場合、演算部５ｄは、保持部１内の反応面１０３に該当するデータとして、Ｄmatchに示されたｉに対応するカテゴリを表示部６に表示する（ステップ１７０９）。
【０１２４】
図１８は、Ｄ（１）とＤｘとの信号強度ごとの積算値およびＤmulti（１）の算出値を示した説明図であり、図１９は、Ｄ（５）とＤｘとの信号強度ごとの積算値およびＤmulti（５）の算出値を示した説明図である。
【０１２５】
図１８ではＤmulti（１）＝２．３１であり、図１９ではＤmulti（５）＝０．１６であるため、Ｄ（１）のほうが保持部１内の反応面１０３との一致度が高くなる。
【０１２６】
本実施形態によれば、演算部５ｄは、撮像部４からのＲＧＢビットマップデータから生成されたヒストグラムと、複数の参照用ヒストグラムとを照合して、その生成されたヒストグラムに該当する参照用ヒストグラムを特定し、その特定された参照用ヒストグラムと関連づけられているカテゴリを特定する。
【０１２７】
このヒストグラムは、反応面１０３上の異なる色の特徴を個別に表す。このため、反応面１０３に色むらが生じても、このヒストグラムは、その反応面の個々の色の特徴を表すことができる。
【０１２８】
よって、呈色反応の過程で反応面１０３に色むらが生じても、反応面１０３の色を高精度で識別することが可能になる。
【０１２９】
また、本実施形態では、演算部５ｄは、複数の参照用ヒストグラムの中から、頻度のピーク値が現れる信号強度が、撮像部４からのＲＧＢビットマップデータから生成されたヒストグラムと最も似ている参照用ヒストグラムを特定し、その特定された参照用ヒストグラムと関連づけられているカテゴリを特定する。
【０１３０】
頻度のピーク値が現れる信号強度は、反応面に現れる色が同じであれば、その色の面積が変わっても変動しない。
【０１３１】
このため、呈色反応の過程で反応面に現れる色の面積割合が変動しても、その変動の影響を受けずに、反応面の色を高精度で識別することが可能になる。
【０１３２】
また、本実施形態では、演算部５ｄは、参照用ヒストグラムごとに、生成されたヒストグラムと参照用ヒストグラムでの同一信号強度の頻度同士の積を取りその積を加算し、その加算値が最大となる参照用ヒストグラムと関連づけられているカテゴリを特定する。
【０１３３】
この場合、ヒストグラム記憶部５ａ内の複数のヒストグラムの中から、頻度のピーク値が現れる信号強度が、撮像部４のＲＧＢビットマップ画像のヒストグラムと最も似ているヒストグラムを、演算によって特定することが可能になる。
【０１３４】
また、本実施形態では、ヒストグラム記憶部５ａは、参照用ヒストグラムとして、予め、撮像部４がガスと呈色反応した反応面１０３を撮像した際のＲＧＢビットマップ画像から演算部５ｄが生成したＲＧＢそれぞれの信号強度とその信号強度の頻度に関するヒストグラムを保持する。
【０１３５】
この場合、ヒストグラム記憶部５ａ内の複数の参照用ヒストグラムは、撮像部４の特性に応じた情報となり、ヒストグラム記憶部５ａ内の複数の参照用ヒストグラムと撮像部４の撮像特性との整合性を容易に取ることが可能になる。
【０１３６】
また、ヒストグラム記憶部５ａ内のカテゴリは、そのカテゴリにて識別された反応面で化学反応したガスを識別するためのガス識別情報（例えば、ガスの名称とその濃度）であってもよい。
【０１３７】
この場合、反応面１０３で化学反応したガスの識別情報を出力することが可能になる。このため、反応面で化学反応したガスの特定が容易になる。
【０１３８】
以上説明した実施形態において、図示した構成は単なる一例であって、本発明はその構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【０１３９】
【図１】本発明の一実施形態の色識別装置を示したブロック図である。
【図２】色サンプル板１０の一例を示した斜視図である。
【図３】ガスＡと呈色反応した反応面１０３の一例を示した説明図である。
【図４】色サンプルＡの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【図５】ガスＡとの呈色反応により反応領域（色むら）１０３ｂが生じた例を示した説明図である。
【図６】色サンプルＢの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【図７】ガスＢとの呈色反応により反応領域（色むら）１０３ｃが生じた例を示した説明図である。
【図８】色サンプルＣの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【図９】呈色反応の過程により反応領域１０３ｄが生じた例を示した説明図である。
【図１０】色サンプルＤの信号強度に関するヒストグラムを示した説明図である。
【図１１】色サンプルＡのヒストグラムの一例を示した説明図である。
【図１２】色サンプルＢのヒストグラムの一例を示した説明図である。
【図１３】色サンプルＣのヒストグラムの一例を示した説明図である。
【図１４】色サンプルＤのヒストグラムの一例を示した説明図である。
【図１５】ガスＢの濃度が色サンプルＣ発生時の濃度と異なる場合の反応面のヒストグラムの一例を示した説明図である。
【図１６】ヒストグラム記憶部５ａにデータを保持する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】反応面１０３の色を識別する動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】Ｄ（１）とＤｘとの信号強度ごとの積算値およびＤmulti（１）の算出値を示した説明図である。
【図１９】Ｄ（５）とＤｘとの信号強度ごとの積算値およびＤmulti（５）の算出値を示した説明図である。
【符号の説明】
【０１４０】
１００  色識別装置
１      保持部
２      操作部
３      制御部
４      撮像部
４ａ    発光部
４ｂ    光学系
４ｃ    ＣＣＤ
４ｄ    ＣＣＤ駆動部
４ｅ    ＣＣＤ信号処理部
５      処理部
５ａ    ヒストグラム記憶部
５ｂ    メモリ
５ｃ    バスライン
５ｄ    演算部
６      表示部
１０      色サンプル板
１０３    反応面
【図１】
2008185352.tif 000003
【図２】
2008185352.tif 000004
【図３】
2008185352.tif 000005
【図４】
2008185352.tif 000006
【図５】
2008185352.tif 000007
【図６】
2008185352.tif 000008
【図７】
2008185352.tif 000009
【図８】
2008185352.tif 000010
【図９】
2008185352.tif 000011
【図１０】
2008185352.tif 000012
【図１１】
2008185352.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
2008185352.tif 000015
【図１４】
2008185352.tif 000016
【図１５】
2008185352.tif 000017
【図１６】
2008185352.tif 000018
【図１７】
2008185352.tif 000019
【図１８】
2008185352.tif 000020
【図１９】
2008185352.tif 000021