(57)【要約】【課題】ハードウェアでも実施可能なカラー画像から濃淡画像への画像変換装置を提供する。【解決手段】カメラ１０に内蔵されるカラー／濃淡変換回路１４において、２次多項式  Ｄ＝ａＲ2＋ｂＧ2＋ｃＢ2＋ｄＲＧ＋ｅＧＢ＋ｆＢＲ＋ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢ＋ｊより変換後の画素値Ｄを算出する。パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊは、抽出したい基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値に基づいて決定される。【選択図】図１
2012019415.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像を構成する各画素の色を表わすＲ，Ｇ，Ｂの値を入力する入力部と、
前記入力部が入力したＲ，Ｇ，Ｂの値から、Ｒ，Ｇ，Ｂを変数とする２次多項式
Ｄ＝ａＲ2＋ｂＧ2＋ｃＢ2＋ｄＲＧ＋ｅＧＢ＋ｆＢＲ＋ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢ＋ｊ
に従って、変換後の濃淡画像を構成する各画素の値Ｄを算出することによって、前記カラー画像を濃淡画像に変換する画像変換部とを具備する画像変換装置。
【請求項２】
前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、予め選択された基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値に基づいて、変換前の画素の色が前記基準色と一致するとき変換後の画素値Ｄが最大となり、変換前の画素の色が前記基準色と異なるとき変換前の画素と前記基準色とのＲＧＢ空間における距離の２乗に比例した量だけ最大値よりも小さくなるように決定される請求項１記載の画像変換装置。
【請求項３】
ＲＧＢ空間において、原点から前記基準色を表わす点への方向をＩ（相対明度）方向、該Ｉ方向およびすべての要素の大きさが等しいベクトル（ベクトル（１１１））の双方に直交する方向をＨ（相対色相）方向、該Ｉ方向および該Ｈ方向の双方に直交する方向をＳ（相対彩度）方向と定めるとき、
前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、前記Ｉ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＩR，ＩG，ＩB）、前記Ｓ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＳR，ＳG，ＳB）、前記Ｈ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＨR，ＨG，ＨB）および原点から前記基準点を表わす点までの距離（ＩBase）から決定される請求項２記載の画像変換装置。
【請求項４】
その後の画像処理における抽出範囲に含めるためにＤの値をより大きくする色の範囲の、前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）、前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）、前記Ｉ方向における中心の修正値（ＡｄｊI）、前記Ｓ方向における中心の修正値（ＡｄｊS）、および前記Ｈ方向における中心の修正値（ＡｄｊH）をさらに用いて前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊが決定される請求項３記載の画像変換装置。
【請求項５】
前記Ｄの値をより大きくする色の範囲の中心の修正値（ＡｄｊI，ＡｄｊS，ＡｄｊH）がゼロでないとき、
変換前の画素の色が前記基準色と一致するとき変換後の画素値が前記最大値となるように前記決定された係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊのすべてに共通の定数（Ｇａｉｎ）を乗じたものが前記２次多項式の係数として用いられ、変換後の画素の値Ｄが前記最大値を超えるとき該最大値に置き換えられる請求項４記載の画像変換装置。
【請求項６】
カラー画像を表示する画像表示部と、
前記画像表示部が表示するカラー画像上でユーザが選択した領域内の画素のＲ，Ｇ，Ｂの値の平均値を前記基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値と決定する基準色決定手段と、
前記領域内の画素の色（ベクトル（Ｒi  Ｇi  Ｂi））の前記Ｉ方向成分（Ｉi）、前記Ｓ方向成分（Ｓi）および前記Ｈ方向成分（Ｈi）のバラツキの値から前記Ｄの値をより大きくする色の範囲の、前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）および前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）の初期値をそれぞれ決定する初期値決定手段と、
前記Ｄの値をより大きくする色の範囲の、前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）、前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）、前記Ｉ方向における中心の補正値（ＡｄｊI）、前記Ｓ方向における中心の補正値（ＡｄｊS）、および前記Ｈ方向における中心の補正値（ＡｄｊH）を変更可能とする変更手段とをさらに具備する請求項４または５記載の画像変換装置。
【請求項７】
色が異なる複数の基準色のそれぞれについて前記画像変換部にモノクロ画像を生成させ、生成された複数の濃淡画像を画素ごとに加算して合成濃淡画像を生成する合成濃淡画像生成部をさらに具備する請求項２〜６のいずれか１項記載の画像変換装置。
【請求項８】
第１の基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値をＲ1，Ｇ1，Ｂ1、第２の基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値をＲ2，Ｇ2，Ｂ2とするとき、前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、式
【数１】
2012019415.tif 000010
により決定される請求項１記載の画像変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像を、特定の色の領域を他と識別することが容易な濃淡画像に変換する画像変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、コンベア上で運ばれる製品を識別しロボットがそれを掴んで取り出して例えば箱づめするようなシステムにおいて、コンベア上の製品をカメラで撮影して得られた画像を対象として画像処理を行うことで製品の位置の認識、および必要な場合には製品間の識別が行なわれる。画像処理は通常、処理が比較的簡単な、白黒カメラで得られた白黒画像を対象として行なわれる。この場合、識別対象物とその周辺との間で色の違いがあっても明度差がない場合には識別が難しくなる。
【０００３】
一方、カラーカメラで得られたカラー画像に対して画像処理を行えば、明度差がない色の識別が可能になると考えられる。しかしながらカラー画像を処理の対象とすると、データ量および処理量が増大し、安定した結果を得ることが難しい。また、白黒画像を対象とする画像処理のためのソフトウェア資産が利用できない、という問題もある。
【０００４】
そこで、カラー画像を、特定の色の領域と他の色の領域との間で識別することが容易なように変換した濃淡画像を得ることのできる画像変換技術が必要となる。
【０００５】
下記特許文献１には、基準となる色を登録し、その色と各画素の色との差を求め、得られた差の値に応じた信号レベルからなる単色画像を出力することが記載されている。具体的には、カラー画像の各画素の値である（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）表色系に変換し、基準となる色である（Ｌ＊0，ａ＊0，ｂ＊0）との距離ΔＥを以下の式で計算する。
ΔＥ＝（（Ｌ＊−Ｌ＊0）2＋（ａ＊−ａ＊0）2＋（ｂ＊−ｂ＊0）2）1/2
【０００６】
本先行事例では、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）に変換する必要があり、その変換には割算や累乗の計算を行わなければならず、また、上記ΔＥの計算でも平方根の計算を行っているため、大きな計算コストを必要とする。そのため、装置の小型化や低コスト化、処理の高速化の点で不利である。これらの計算を変換テーブルによって高速に行う方法も記載されているが、処理が固定化されるため、汎用性の点で問題である。さらにその変換テーブルは、２入力−１出力であるため、小型化や低コスト化の点も不利である。
【０００７】
さらに、本先行事例は、上記ΔＥのフルスケールを調整する回路はあるものの、抽出対象の色が（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）空間内で等方に分布していることを前提にしているため、例えば、抽出対象の色がＬ＊軸方向にのみ広く分布しているような場合に、不必要に抽出範囲を広げることなく、対象の色のみを正確に抽出する、ということが出来ない。
【０００８】
特許文献２には、抽出対象とする画素（色）と非抽出対象とする画素（色）を選択して、抽出対象を含み非抽出対象を含まないような閾値範囲を計算し、その範囲内の値を持つ画素を抽出結果として出力することが記載されている。
【０００９】
本先行事例では、抽出対象とする画素や非抽出対象とする画素を複数選択することで、抽出対象の色が特定の方向に偏って分布している場合にも対応できるが、そのためには、抽出結果画像を見ながら、操作員が１点１点最適な画素を選択する必要があり、効率が悪い。加えて、どの画素を選択するかはその時の操作員に判断に任されるため、得られる結果が安定しない、という問題もある。
【００１０】
さらに、本先行事例では、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、および、（Ｒ−Ｇ）値、（Ｇ−Ｂ）値、（Ｂ−Ｒ）値に対して、それぞれ独立な閾値範囲を設定しているため、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）空間での抽出／非抽出の境界は複数の平面で構成される（多面体で近似される）ことになる。そのため、２つの平面の境界（接合）付近が不連続となり、カラー画像には存在しなかった値の不連続（エッジ）が濃淡画像に発生する。この点は、対象物の正確な形状や位置を検出するという用途において問題となる。また、抽出範囲を数値などで直接微調整する方法がないため、例えば、稼動中の製造ラインなど、対象となる画像がない状況では、抽出範囲の微調整を行うことが出来なかった。
【００１１】
特許文献３も同様に、上記問題点を解決するものではない。
【００１２】
抽出対象の色が（Ｒ，Ｇ，Ｂ）空間内で等方に分布していない場合を考慮した先行事例として、下記の特許文献４が挙げられる。
【００１３】
本先行事例では、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値、および、（Ｒ−Ｇ）値、（Ｇ−Ｂ）値、（Ｇ−Ｒ）値に対して、それぞれに重み付けを行うことで、それぞれの値を強調することができるとしているが、その計算式は単なるＲ，Ｇ，Ｂの１次多項式に過ぎず、例えば、抽出対象の色が明るさ（＝輝度）方向にのみ広く分布しているような場合に、前述の重みをどのように調整したら良いのかが直感的には理解できず、試行錯誤することになる。
【００１４】
さらに、本先行事例では、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）空間内だけでなく、（明度、彩度、色相）空間内での適用にも触れているが、一般的に、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値を、明度値、彩度値、色相値に変換する計算は複雑で、多くの計算コストを要するため、処理の高速化の点において不利である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特許第３１５５４１８号
【特許文献２】特許第３９４３６７８号
【特許文献３】特許第３９５９１６０号
【特許文献４】特開２００６−３１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
したがって本発明の目的は、次の様な利点を有する画像変換装置を提供することにある。
・  カラー画像を濃淡画像に変換する処理を加減算と乗算だけで実現すること。
・  カラー画像には存在しなかった値の不連続が濃淡画像に発生するということがないこと。
・  その後の画像処理における抽出対象の色が特定の方向に偏って分布している場合でも、不必要に抽出範囲を拡大することなく、最適な色抽出範囲が設定でき、その操作は容易、且つ、直感的であること。
・  抽出範囲の設定操作は容易で、かつ、再現性があること。
・  稼動中の製造ラインなどでの微調整が容易であること。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明によれば、カラー画像を構成する各画素の色を表わすＲ，Ｇ，Ｂの値を入力する入力部と、前記入力部が入力したＲ，Ｇ，Ｂの値から、Ｒ，Ｇ，Ｂを変数とする２次多項式
Ｄ＝ａＲ2＋ｂＧ2＋ｃＢ2＋ｄＲＧ＋ｅＧＢ＋ｆＢＲ＋ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢ＋ｊ
に従って、変換後の濃淡画像を構成する各画素の値Ｄを算出することによって、前記カラー画像を濃淡画像に変換する画像変換部とを具備する画像変換装置が提供される。
【００１８】
上記の２次多項式の計算は加算（減算）および乗算のみで実現できるのでハードウェア化も容易であり、装置の小型化、および実時間でのカラー／濃淡画像変換処理が可能になる。さらに、上記変換式の入出力関係が連続であるため、カラー画像に存在しなかったエッジ（＝値の不連続）が濃淡画像に発生するという問題がない。
【００１９】
前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、例えば、予め選択された基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値に基づいて、変換前の画素の色が前記基準色と一致するとき変換後の画素値Ｄが最大となり、変換前の画素の色が前記基準色と異なるとき変換前の画素と前記基準色とのＲＧＢ空間における距離の２乗に比例した量だけ最大値よりも小さくなるように決定される。
【００２０】
より詳細には、例えば、ＲＧＢ空間において、原点から前記基準色を表わす点への方向をＩ（相対明度）方向、該Ｉ方向およびすべての要素の大きさが等しいベクトル（ベクトル（１１１））の双方に直交する方向をＨ（相対色相）方向、該Ｉ方向および該Ｈ方向の双方に直交する方向をＳ（相対彩度）方向と定めるとき、前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、前記Ｉ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＩR，ＩG，ＩB）、前記Ｓ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＳR，ＳG，ＳB）、前記Ｈ方向を向く単位長さのベクトルのＲＧＢ成分（ＨR，ＨG，ＨB）および原点から前記基準点を表わす点までの距離（ＩBase）から決定される。
【００２１】
好ましくは、前記画像変換装置において、その後の画像処理における抽出範囲に含めるためにＤの値をより大きくする色の範囲が設定され、その前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）、前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）、前記Ｉ方向における中心の修正値（ＡｄｊI）、前記Ｓ方向における中心の修正値（ＡｄｊS）、および前記Ｈ方向における中心の修正値（ＡｄｊH）をさらに用いて前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊが決定される。
【００２２】
これにより、その後の画像処理における抽出対象の色がＲＧＢ空間において特定の方向に偏って分布している場合でも、不必要に抽出範囲を拡大することなく、最適な色抽出範囲が設定できる。また、前述のＩ方向、Ｓ方向およびＨ方向はその色の基準色方向における明度（相対明度）、基準色に対する相対的な彩度差（相対彩度）、および基準色に対する相対的な色相差（相対色相）によく対応するので、抽出範囲を直感的に把握することができる。
【００２３】
さらに好ましくは、前記画像処理装置は、カラー画像を表示する画像表示部と、前記画像表示部が表示するカラー画像上でユーザが選択した領域内の画素のＲ，Ｇ，Ｂの値の平均値を前記基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値と決定する基準色決定手段と、前記領域内の画素の色（ベクトル（Ｒi  Ｇi  Ｂi））の前記Ｉ方向成分（Ｉi）、前記Ｓ方向成分（Ｓi）および前記Ｈ方向成分（Ｈi）のバラツキの値から前記Ｄの値をより大きくする色の範囲の、前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）および前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）の初期値をそれぞれ決定する初期値決定手段と、前記Ｄの値をより大きくする色の範囲の、前記Ｉ方向における大きさ（ＤｅｖI）、前記Ｓ方向における大きさ（ＤｅｖS）、前記Ｈ方向における大きさ（ＤｅｖH）、前記Ｉ方向における中心の補正値（ＡｄｊI）、前記Ｓ方向における中心の補正値（ＡｄｊS）、および前記Ｈ方向における中心の補正値（ＡｄｊH）を変更可能とする変更手段とをさらに具備する。
【００２４】
これにより、抽出範囲の設定操作が容易になり、稼動中の製造ラインなどでの微調整が容易になる。
【００２５】
或いはまた、前述の画像変換装置において、第１の基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値をＲ1，Ｇ1，Ｂ1、第２の基準色のＲ，Ｇ，Ｂの値をＲ2，Ｇ2，Ｂ2とするとき、前記２次多項式の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよびｊは、式
【００２６】
【数１】
2012019415.tif 000003
【００２７】
により決定される。
【００２８】
この場合には、（Ｒ1  Ｇ1  Ｂ1）に近い色はＤ＜＜０．５になり、（Ｒ2  Ｇ2  Ｂ2）に近い色はＤ＞＞０．５になるので、画像中の色が指定した２色のうちいずれに近い色であるかを判別することが容易な濃淡画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係るシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＧＢ座標系と本発明において新たに導入される座標系の関係を示す図である。
【図３】２次多項式の計算に必要なパラメータを決定する処理のフローチャートである。
【図４】図１のシステムにおける検出処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施形態を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
図１は本発明の一実施形態に係るシステムの構成を示す。カメラ１０には、カラー受光素子１２からのＲＧＢ値を濃淡画像の画素値に変換することでカラー画像を濃淡画像に変換するカラー／濃淡変換回路１４が組み込まれている。画像処理装置１６は、例えば、市販のパーソナルコンピュータとその上で動作するソフトウェアにより実現され、カメラ１０、モニタ１８、マウス２０、キーボード２２および外部装置２４が接続されている。画像処理装置１６のＣＰＵ２６は記憶装置２８に記憶されているソフトウェアプログラムに従って動作することにより、カメラ１０のカラー／濃淡変換回路１４において必要な、後述する２次多項式の係数などのパラメータを計算するパラメータ計算部２９およびカメラ１０からの濃淡画像のデータに対して検出対象物の検出などの画像処理を行う濃淡画像処理部３０を実現する。
【００３１】
カラー／濃淡変換回路１４は好ましくはハードウェアで実現された演算器であり、カラー受光素子１２から出力される各画素の値Ｒ，Ｇ，Ｂを以下の２次多項式を用いて濃淡値Ｄに変換して出力する。
【００３２】
Ｄ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝ａＲ2＋ｂＧ2＋ｃＢ2＋ｄＲＧ＋ｅＧＢ＋ｆＢＲ＋ｇＲ＋ｈＧ＋ｉＢ＋ｊ      （１）
但し、Ｄ＜０の場合はＤ＝０、Ｄ＞１の場合はＤ＝１。
【００３３】
通常、画像データの各画素の値は、デジタル化した０〜２５５の整数値であることが多いが、以下の説明では、簡単のため、Ｒ，Ｇ，ＢおよびＤの値を０〜１の実数に正規化している。
【００３４】
濃淡画像処理部３０における画像処理において抽出したい色の基準値をＲBase，ＧBase，ＢBaseとした場合に、２次多項式（１）の係数ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉおよび定数ｊ（以下、これらを係数またはパラメータと総称する）は以下の式で計算される。
ａ＝−（ＶR・ＶR）      （２）
ｂ＝−（ＶG・ＶG）
ｃ＝−（ＶB・ＶB）
ｄ＝−２（ＶR・ＶG）
ｅ＝−２（ＶG・ＶB）
ｆ＝−２（ＶB・ＶR）
ｇ＝２（ＶR・ＶC）
ｈ＝２（ＶG・ＶC）
ｉ＝２（ＶB・ＶC）
ｊ＝１−ＶC・ＶC
（”・”はベクトルの内積）
但し、上記のベクトルＶR，ＶG，ＶB，ＶCは基準値（ＲBase  ＧBase  ＢBase）に基づいて以下のようにして得られる。
【００３５】
【数２】
2012019415.tif 000004
【００３６】
したがって、パラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊは、上記単位ベクトル（ＩR  ＩG  ＩB）、（ＨR  ＨG  ＨB）および（ＳR  ＳG  ＳB）の各成分およびＩBase，ＳBase，ＨBaseの値から算出されることになる。なお、基準値を表わすベクトル（ＲBase  ＧBase  ＢBase）は単位ベクトル（ＨR  ＨG  ＨB）および（ＳR  ＳG  ＳB）と直交しているから、ＳBaseとＨBaseの値はゼロである。
【００３７】
この様にパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊを設定すると、（１）式に代入される変換前の画素値Ｒ，Ｇ，Ｂが基準値ＲBase，ＧBase，ＢBaseと一致するときＤの値は最大値１となり、画素値Ｒ，Ｇ，Ｂが基準値ＲBase，ＧBase，ＢBaseと異なるとき、両者のＲＧＢ空間における距離の２乗（Ｒ−ＲBase）2＋（Ｇ−ＧBase）2＋（Ｂ−ＢBase）2に比例した量だけ最大値１よりも小さくなる。したがって、濃淡画像処理部３０における画像処理において、例えば適切な閾値を設定することにより、基準値に近い色の領域を抽出することができる。
【００３８】
また、上記単位ベクトル（ＩR  ＩG  ＩB）の方向をＩ方向、上記単位ベクトル（ＨR  ＨG  ＨB）の方向をＨ方向、上記単位ベクトル（ＳR  ＳG  ＳB）の方向をＳ方向とすると、Ｉ方向は基準方向における明度（相対明度）に対応し、Ｈ方向は基準色に対する相対的な色相差（相対色相）に対応し、Ｓ方向は基準色に対する相対的な彩度差（相対彩度）に対応する。なお、図２に示すように、新たに定義される座標系はＲＧＢ座標系を回転させたものであり、Ｉ軸の方向は基準値を表わすベクトルの方向と一致する。
【００３９】
そこで、本発明では、濃淡画像処理部３０が行う画像処理における抽出範囲に含めるためにＤの値をより大きくする色の範囲（以下、抽出範囲）を設定するにあたり、上記のＩ方向、Ｓ方向およびＨ方向に沿って範囲の中心の基準値からの修正値Ａｄｊおよび範囲の大きさＤｅｖを設定することで、抽出範囲を直感に合った形で設定することができる。
【００４０】
この場合、前述の式（３）は以下の式（３′）に置き換えられる。
【００４１】
【数３】
2012019415.tif 000005
【００４２】
ここで、ＤｅｖIは抽出範囲のＩ方向における大きさ、ＤｅｖSは抽出範囲のＳ方向における大きさ、ＤｅｖHは抽出範囲のＨ方向における大きさである。すなわち、前述の距離の計算において、Ｉ，Ｓ，Ｈの各方向に対して、ＤｅｖI，ＤｅｖS，ＤｅｖHの逆数に比例した重み付けがなされることになる。そして、ここでは重み付けしたベクトル（３’）に基づいて求められる距離を重み付き距離と呼ぶことにする。
なお、ＡｄｊIは抽出範囲の中心のＩ方向における修正値、ＡｄｊSは抽出範囲の中心のＳ方向における修正値、ＡｄｊHは抽出範囲の中心のＨ方向における修正値である。
【００４３】
ＡｄｊI，ＡｄｊS，ＡｄｊHに大きい値を設定すると、修正後の中心位置に相当するＲＧＢ値を入力するとＤが最大値１になる一方で、基準値に対して１よりも低い値を与えることになり、画像処理における閾値の与え方によっては基準色に一致する色が抽出できないことになる。そこで、式（１）のすべてに
【００４４】
【数４】
2012019415.tif 000006
【００４５】
を乗算して、
ａ＝−Ｇａｉｎ（ＶR・ＶR）      （１′）
ｂ＝−Ｇａｉｎ（ＶG・ＶG）
ｃ＝−Ｇａｉｎ（ＶB・ＶB）
ｄ＝−２Ｇａｉｎ（ＶR・ＶG）
ｅ＝−２Ｇａｉｎ（ＶG・ＶB）
ｆ＝−２Ｇａｉｎ（ＶB・ＶR）
ｇ＝２Ｇａｉｎ（ＶR・ＶC）
ｈ＝２Ｇａｉｎ（ＶG・ＶC）
ｉ＝２Ｇａｉｎ（ＶB・ＶC）
ｊ＝Ｇａｉｎ（１−ＶC・ＶC）
とすることで、基準値に対してＤの値が最大値１となり抽出できるようになる。なお、修正後の中心位置に相当するＲＧＢ値が入力されるとＤの値が最大値１を超えることになるがこの場合は１に置き換えられる。
【００４６】
上記式に従って、パラメータ計算部２９において計算された１０個のパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊをカメラ１０のカラー／濃淡変換回路１４に送信すると、カラー／濃淡変換回路１４は、このパラメータを用いてカラー画像を濃淡画像に変換し、出力する。この時出力される濃淡画像は、抽出したい色の領域だけが白く抜き出されたものになる。
【００４７】
出力された濃淡画像に対して、濃淡画像処理部３０において様々な既存の濃淡画像処理を施すことで、抽出したい色（ＲBase  ＧBase  ＢBase）の対象物を検出することができる。
【００４８】
ここで、画像処理装置１６のパラメータ計算部２８において行なわれる（ＲBase  ＧBase  ＢBase）、（ＤｅｖI  ＤｅｖS  ＤｅｖH）、および（ＡｄｊI  ＡｄｊS  ＡｄｊH）の計算方法について図１のブロック図および図３のフローチャートを参照しつつ説明する。
【００４９】
まず初めに、抽出したい対象物を撮像したカラー画像を得る（図３：ステップ１０００）。
【００５０】
具体的には、カメラ１０のカラー／濃淡変換回路１４に対して以下のパラメータを設定し（ステップ１００２）対象物を撮像することで（ステップ１００４）、カメラ１０からはＲ画像が出力される（ステップ１００６）。
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆ＝ｈ＝ｉ＝ｊ＝０
ｇ＝１
【００５１】
同様に、以下のパラメータを設定することで（ステップ１００８）、カメラ１０からはＧ画像が出力される（ステップ１０１２）。
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｉ＝ｊ＝０
ｈ＝１
【００５２】
さらに、以下のパラメータを設定することで（ステップ１０１４）、カメラ１０からはＢ画像が出力される（ステップ１０１８）。
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆ＝ｇ＝ｈ＝ｊ＝０
ｉ＝１
【００５３】
上記３回の撮像により、カラー画像（ＲＧＢ画像）が得られる（ステップ１０００）。
【００５４】
本実施例では、簡単のため、３回の撮像を行ってカラー画像を取得する方法を説明したが、撮像したカラー画像を保持しておくためのメモリをカメラ１０内に搭載することで、撮像（露光）回数を１回にできることは言うまでもない（撮像は１回で、画像の変換・出力は３回）。
【００５５】
次に、得られたカラー画像上で、抽出すべき色（＝対象物）の領域を指定する（ステップ１０２０）。
【００５６】
具体的には、モニタ１８に表示されたカラー画像を見ながらマウスなどを用いて、抽出したい色の領域を設定する。さらに、領域内の不要な部分を取り除くためのマスクデータを、モニタに表示されたカラー画像を見ながらマウスなどを用いて作成する（ステップ１０２２）。
【００５７】
設定された領域内で、且つ、マスクされていない領域の色を（Ｒi  Ｇi  Ｂi）（ｉ＝１〜Ｎ）とする。
【００５８】
（Ｒi  Ｇi  Ｂi）の平均値を計算し、その値を（ＲBase  ＧBase  ＢBase）とする（ステップ１０２４）。得られた（ＲBase  ＧBase  ＢBase）を用いて、前述した式に従い、Ｉ，Ｈ，Ｓ方向の基底ベクトル（ＩR  ＩG  ＩB）、（ＨR  ＨG  ＨB）、（ＳR  ＳG  ＳB）を計算する。
【００５９】
さらに、（Ｒi  Ｇi  Ｂi）を以下の式でＲＧＢ座標系から図２に示される本発明において新たに導入された座標系に座標変換し、
【００６０】
【数５】
2012019415.tif 000007
【００６１】
得られた（Ｉi  Ｓi  Ｈi）の標準偏差（σI  σS  σH）を計算し、例えば、（３σI  ３σS  ３σH）を（ＤｅｖI  ＤｅｖS  ＤｅｖH）の初期値とする（ステップ１０２６）。（ＡｄｊI  ＡｄｊS  ＡｄｊH）の初期値は（０  ０  ０）とする（ステップ１０２８）。
【００６２】
その後、ステップ１０３０〜１０４２を繰り返して、必要に応じて、（ＤｅｖI  ＤｅｖS  ＤｅｖH）、および、（ＡｄｊI  ＡｄｊS  ＡｄｊH）の値を変更することで、その後の画像処理において抽出される色の範囲を調整することができる。
【００６３】
例えば、抽出される色の明るさの範囲を広げたい場合はＤｅｖIを大きくすれば良い。抽出される色の明るさの範囲をより明るいほうへシフトしたい場合はＡｄｊIを大きくすれば良い。
【００６４】
抽出したい色が複数指定された場合は、抽出したい色それぞれに対して前述のパラメータを求め、それぞれのパラメータに対応する濃淡画像を生成し、それら複数の濃淡画像を画素毎に足し合わせることで、複数の色を同時に抽出した画像を生成することが出来る。
【００６５】
図４は図１のシステムによる検出処理のフローチャートである。外部装置２４から起動指令を受信すると、画像処理装置１６のＣＰＵ２６は記憶装置２８に格納されているパラメータ（ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊ）を読み込み（ステップ１１００）、それをカメラ１０のカラー／濃淡変換回路１４へ送り（ステップ１１０４）、カメラ１０へ撮像指令を送って（ステップ１１０６）、濃淡画像をカメラ１０から取り込むことで（ステップ１１０８）、濃淡画像を取得する（ステップ１１０２）。そして、この濃淡画像に対して濃淡画像処理部３０において画像処理を行って（ステップ１１１０）、その結果を外部装置２４へ送信する（ステップ１１１２）。
【００６６】
これまでに説明した実施形態では、１つの基準色のＲ，Ｇ，Ｂ値に基づいてパラメータａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈ，ｉ，ｊが決定されて濃淡画像に変換され、基準色に近い色の領域が抽出されるが、以下に説明する第２の実施形態では、例えば、以下のようなパラメータを設定することで、画像中の色が、指定した２色（Ｒ1  Ｇ1  Ｂ1）、（Ｒ2  Ｇ2  Ｂ2）のうちのいずれに近い色であるかを判別するような画像を出力することもできる。
【００６７】
【数６】
2012019415.tif 000008
【００６８】
上記例では、（Ｒ1  Ｇ1  Ｂ1）に近い色はＤ＜＜０．５になり、（Ｒ2  Ｇ2  Ｂ2）に近い色はＤ＞＞０．５になる。
【００６９】
図で説明すると、図５に示すように、ＲＧＢ空間において、上記２色を表わす点を点Ａ，Ｂ、変換前の画素の色を表わす点を点Ｘとすると、点Ｘから直線ＡＢへ下ろした垂線の足をＨとして、
【００７０】
【数７】
2012019415.tif 000009
【００７１】
、すなわち線分ＡＨの長さを線分ＡＢの長さで規格化したものが変換後の画素値Ｄとなる。
【００７２】
さらに、以下のようなパラメータを設定すれば、従来の白黒カメラと同様の、白黒画像を出力することもできる。
ａ＝ｂ＝ｃ＝ｄ＝ｅ＝ｆ＝ｊ＝０
ｇ＝０．３０
ｈ＝０．５９
ｉ＝０．１１
【図１】
2012019415.tif 000011
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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