(57)【要約】【課題】人間の感覚により近く、より正確に物体の質感を評価することを可能とする。【解決手段】質感評価装置１００を、光源１及びエッジ成分を有する２次元パターンが設けられた拡散板２と、評価対象の物体Ｏがセットされたサンプル台３と、カメラ４と、制御部５とを備えて構成する。制御部５は、明度画像変換部１１、２値化処理部１２、エッジ成分線形近似部１３、偏差算出部１４、標準偏差算出部１５、評価量算出部１６、記憶部１７を備え、カメラ４で撮影した物体Ｏの画像に写りこんだエッジ成分を有する２次元パターンの変動量を算出し、この変動量と予め取得した官能評価情報に基づいて、物体Ｏの質感を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の表面を撮像した画像に基づいて前記物体の質感を評価する質感評価装置であって、
エッジ成分を有する２次元パターンを前記物体に投影する投影部と、
前記物体の表面の画像を撮影する撮像部と、
前記画像に写りこんだ前記２次元パターンの虚像の形状の変動量を算出し、前記変動量及び予め取得した官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する評価部と、
を有することを特徴とする質感評価装置。
【請求項２】
前記評価部は、前記変動量から前記虚像の形状の周波数特性を算出し、前記周波数特性及び前記官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する、
ことを特徴とする請求項１に記載の質感評価装置。
【請求項３】
前記評価部は、前記周波数特性に対して人間の視覚特性を表わすのに用いられる視覚伝達関数（ＶＴＦ）で重み付けを行う、
ことを特徴とする請求項２に記載の質感評価装置。
【請求項４】
前記撮像部が、分光カメラであり、
前記評価部は、前記分光カメラで前記物体を撮影した分光画像データを、明度画像データに変換し、前記明度画像データに基づいて前記物体の質感を評価する、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の質感評価装置。
【請求項５】
前記評価部は、前記撮像部で撮影した前記虚像の前記エッジ成分の歪みを評価することによって、前記物体の質感を評価する、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の質感評価装置。
【請求項６】
前記評価部は、前記分光画像データを前記明度画像データへ変換するときに、前記物体の分光画像データを、基準白色板の分光画像を各画素で除算した分光反射率画像データと、分光分布及び等色関数と、を用いて変換する、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の質感評価装置。
【請求項７】
前記評価部は、前記分光分布として、前記物体の観察条件に応じた分光分布を用いる、
ことを特徴とする請求項６に記載の質感評価装置。
【請求項８】
物体の表面を撮像した画像に基づいて前記物体の質感を評価する質感評価装置における質感評価方法であって、
エッジ成分を有する２次元パターンを前記物体に投影する工程と、
前記物体の表面の画像を撮像する工程と、
前記画像に写りこんだ前記２次元パターンの虚像の形状の変動量を算出し、前記変動量及び予め取得した官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する工程と、
を含むことを特徴とする質感評価方法。
【請求項９】
前記評価する工程は、前記変動量から前記虚像の形状の周波数特性を算出し、前記周波数特性及び前記官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する、
ことを特徴とする請求項８に記載の質感評価方法。
【請求項１０】
物体の表面を撮像した画像に基づいて前記物体の質感を評価する質感評価装置を制御するコンピュータを、
官能評価情報を記憶する記憶手段と、
エッジ成分を有する２次元パターンが投影された前記物体の画像を取得し、前記画像に写りこんだ前記２次元パターンの虚像の形状の変動量を算出し、前記変動量及び前記官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する評価手段と、
として機能させるためのプログラム。
【請求項１１】
前記評価手段は、前記変動量から前記虚像の形状の周波数特性を算出し、前記周波数特性及び前記官能評価情報に基づいて、前記物体の質感を評価する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、質感評価装置、質感評価方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、塗装板、アルミニウム板、漆器等の品質の評価項目として、これらの物体の表面の質感を評価することが行われている。質感の評価は、主に判定者による目視での判定によって行われていた。
【０００３】
一方、写像性測定装置を用いて物体の質感を評価する技術も開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１には、照明とサンプルの間にすりガラスを配置して照度のムラをなくし、サンプルに写しこんだチャートを目視で検査し、物体の表面のつや感を数値で表現する技術が開示されている。特許文献２には、リング状の基準パターンの反射像を物体に投影し、この反射像を撮像して、画像データの輝度分布の振幅の標準偏差を求め、基準鏡面の標準偏差との相対値に基づいて写像性を評価する技術が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の測定方法等の目視による判定では、判定者の体調によって、または判定者が代わることで異なる判定結果が出るなど、判定結果にばらつきを生じるとともに、人件費もかかっていた。一方で、明るさ等の観察環境が変わると、人間が受ける質感も変化する。そのため、人間の感覚も重視しつつ、ばらつき等のない質感の評価が可能な技術の開発が望まれている。これに対して特許文献２に記載の発明では、予め求めておいた基準鏡面の標準偏差との相対値で物体の写像性を評価しているため、人間の感覚に対応した柔軟な評価はできていない。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、人間の感覚により近く、より正確に物体の質感を評価することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本願に係る質感評価装置は、物体の表面を撮像した画像に基づいて前記物体の質感を評価する質感評価装置であって、エッジ成分を有する２次元パターンを物体に投影する投影部と、物体の表面の画像を撮影する撮像部と、画像に写りこんだ２次元パターンの虚像の形状の変動量を算出し、変動量及び予め取得した官能評価情報に基づいて、物体の質感を評価する評価部と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、人間の感覚により近く、より正確に物体の質感を評価することができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、第１の実施の形態に係る質感評価装置の構成例を示す概略図である。
【図２】図２は、図１における制御部の機能ブロック図である。
【図３】図３は、主観評価試験の結果を示す図である。
【図４】図４は、第１の実施の形態に係る質感評価方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図５】図５は、２値化した画像データにおける近似直線を示す概略図である。
【図６】図６は、第１の実施の形態の質感評価方法によって算出された評価量と主観評価点との相関図である。
【図７】図７は、比較例１の写像性測定器の概略構成を示す図である。
【図８】図８は、比較例１においてプレートによって変化する反射光の大きさを示す図である。
【図９】図９は、比較例１において、遮光部と透過部の幅が１．０ｍｍの場合の写実性の計測結果と主観評価点との相関図である。
【図１０】図１０は、比較例１において、遮光部と透過部の幅が０．５ｍｍの場合の写実性の計測結果と主観評価点との相関図である。
【図１１】図１１は、比較例１の光沢度計での光沢度の測定結果と主観評価点との相関図である。
【図１２】図１２は、第２の実施の形態に係る質感評価装置の制御部の機能ブロック図である。
【図１３】図１３は、主観評価実験での視覚伝達関数（ＶＴＦ）を示す図である。
【図１４】図１４は、第２の実施の形態に係る質感評価方法の手順の一例を示すフローチャートである。
【図１５】図１５は、第２の実施の形態の質感評価方法によって算出された評価量と主観評価点との相関図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に添付図面を参照して、質感評価装置、質感評価方法、及びプログラムの実施の形態を詳細に説明する。
【００１０】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係る質感評価装置及び質感評価方法の第１の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は第１の実施の形態に係る質感評価装置１００の構成例を示す概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る質感評価装置１００は、投影部の一例である光源１及び拡散板２と、サンプル台３と、撮像部の一例であるカメラ４と、制御部５とを備えている。
【００１１】
光源１としては、ＬＥＤ光源等を用いることができるが、これに限定されることはない。光源１は、サンプル台３の法線Ｌ方向に対して角度θの方向に配置されている。
【００１２】
拡散板２には、質感の有無による形状の変動量が分かるように、エッジ成分を有する２次元パターン６が取り付けられている。「エッジ成分を有する」とは、階調差（色の濃淡の差）のあることを意味し、する。エッジ成分を有する２次元パターン６として、図１に示すように、白と黒の２階調で表された矩形からなるパターンを用いている。２次元パターン６が、白と黒の矩形に限定されることはなく、階調差があれば、直線、曲線であってもよいし、円形、格子形、十字形、放射線形等であってもよい。２次元パターン６の色も白と黒に限定されることはなく、他の色を用いることもできる。
【００１３】
サンプル台３には、質感を評価する物体Ｏが取り付けられている。カメラ４は、サンプル台３の法線Ｌ方向に対して光源１と正反射の角度−θの方向に配置されている。
【００１４】
カメラ４は、２次元パターン６が投影された物体Ｏを撮影して２次元画像を取得する。本実施形態では、カメラ４としてハイパースペクトルカメラ（分光カメラ）を用いている。ハイパースペクトルカメラとは、光の波長ごとの輝度を計測できるカメラであり、各画素で分光スペクトルを得ることができる。なお、カメラ４がハイパースペクトルカメラに限定されることはなく、デジタルカメラやＣＣＤ等を用いることもできる。
【００１５】
制御部５は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）や、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＨＤＤ等を備えている。制御部５は、ＲＯＭに予め記憶されている質感評価プログラムに従って、ＲＡＭをワークメモリとして用いて、光源１、カメラ４等、質感評価装置１００の各部を駆動制御する。制御部５として、例えば、パーソナルコンピュータ（ディスクトップ、ノートパソコン）を用いることができる。
【００１６】
本実施形態の質感評価装置１００で実行される質感評価プログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital  Versatile  Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【００１７】
さらに、本実施形態の質感評価装置１００で実行される質感評価プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施形態の質感評価装置１００で実行される質感評価プログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
【００１８】
制御部５は、カメラ４で撮影した２次元画像に基づいて、２次元パターン６の形状の変動量を算出し、する。制御部５は、算出した変動量と予め測定された官能評価情報に基づいて、物体Ｏの質感を評価する。すなわち、制御部５は、評価部としても機能する。「質感」とは、材料の性質の違いから受ける感じであり、材質が持つ視覚的な感じ等を意味する。「質感」としては、例えば、「つや」、「光沢」、「鮮明さ」等があるが、本実施形態では、一例として物体Ｏの「つや」を評価する。
【００１９】
制御部５の評価部としての機能について、図２の機能ブロック図を用いて説明する。この図２に示すように、制御部５は、ＣＰＵが質感評価プログラムに従って動作することにより、明度画像変換部１１、２値化処理部１２、エッジ成分線形近似部１３、偏差算出部１４、標準偏差算出部１５、評価量算出部１６、記憶部１７として機能する。
【００２０】
明度画像変換部１１は、カメラ４で撮像した２次元画像データをＬ＊画像データ（明度画像データ）へと変換する機能を有する。２値化処理部１２は、Ｌ＊画像データを２値化し、２次元パターン６の変動量を数値化する機能を有する。エッジ成分線形近似部１３は、２値化された画像データに基づいて、エッジ成分の変動位置に対して近似直線を算出する機能を有する。偏差算出部１４は、近似直線に対して、エッジが変動している量（偏差）をラインごとにそれぞれ算出する機能を有する。標準偏差算出部１５は、各ラインの偏差を用いて標準偏差を算出する。評価量算出部１６は、算出された標準偏差と記憶部１７に記憶された官能評価情報に基づいて、物体Ｏの質感の評価量を算出する。記憶部１７には、予め取得された官能評価情報が記憶されている。
【００２１】
本発明の質感評価装置１００で質感評価を行うにあたり、物体Ｏの物理的量計測のほかに、尺度化された官能評価点（主観評価点）が必要となる。そこで、予め質感の主観評価実験を行い、実験によって得られた官能評価点（主観評価点）を、官能評価情報として記憶部１７に記憶する。
【００２２】
以下、主観評価実験について説明する。主観評価実験には、一対比較法と呼ばれる手法を用いた。一対比較法は、被験者に対し、評価対象の物体を１対ずつランダムで提示し、例えば左の物体に対して、右の物体は質感があるかどうか被検者に点数を付けて貰う手法である。
【００２３】
このような一対比較法による主観評価実験を行うため、表面の質感の異なる９種類のサンプル物体を作成し、用意した。サンプル物体の大きさはレターサイズとした。被験者は、提示された一対のサンプル物体Ａ及びＢを比較し、Ａの表面の質感に対するＢの表面の質感に基づいて、下記のように点数を付与した。
【００２４】
Ａ＜＜Ｂのとき  ＋２点
Ａ＜Ｂのとき    ＋１点
Ａ＝Ｂのとき      ０点
Ａ＞Ｂのとき    −１点
Ａ＞＞Ｂのとき  −２点
【００２５】
被験者は、５００ｍｍ離れた位置から、サンプル物体の表面に写りこんだ蛍光灯や自分の顔の虚像が見られるように設定された観察環境のもとで評価を行った。被験者として画像評価技術者計２５名に対して実験を実施した。各サンプル物体に対する評価点は、上記評価実験の結果に数量化ＩＩＩ類の解析手法を適用し算出した。
【００２６】
評価結果を図３に示す。図３の横軸は、サンプル物体に付した番号（通番）であり、サンプル物体を主観評価点順に並べている。縦軸は、各サンプル物体の主観評価点を示しており、値が小さいほど質感がないことを意味している。つまり、サンプル物体「１」が最も質感が悪く、サンプル物体「９」が最も質感がよいといった評価結果になった。
【００２７】
図３によれば、各サンプル物体の順位間には、得点差が近い部分がある。そこで、得点が近いサンプル物体間で順位に有意差があるかを調べるため、有意差検定を行った。その結果、サンプル物体「２」と「４」、「４」と「５」、「７」と「８」、「８」と「９」に、それぞれ有意差がないという結果となった。
【００２８】
以下、上記構成の第１の実施の形態に係る質感評価装置１００により実行される質感評価方法の動作について、図４のフローチャートを参照しながら説明する。評価対象の物体Ｏは、サンプル台３にセットされる。質感評価装置１００は、光源１を点灯し、ステップＳ１の投影処理を実行する。光源１から照射された光は、拡散板２に結像され、拡散板２に設けられた２次元パターン６の虚像６’が、物体Ｏに投影される。
【００２９】
次に、ステップＳ２の撮像処理では、質感評価装置１００は、カメラ４によってサンプル台３の物体Ｏに投影された虚像６’を撮影し、２次元画像データを取得する。本実施形態では、カメラ４としてハイパースペクトルカメラを用いているため、２次元画像データとして５ｎｍ毎の分光画像データを取得することができる。
【００３０】
また、ステップＳ３の白色板撮像処理として、質感評価装置１００は、物体Ｏを撮影するのと並行して基準白色板の撮影を行い、その２次元画像データを取得する。この処理は、質感評価の前に予め行っておき、得られた２次元画像データを記憶部１７に記憶しておいてもよい。
【００３１】
次に、ステップＳ４の明度画像変換処理において、人間の感度と対応させるために、明度画像変換部１１は、分光画像データをＬ＊ａ＊ｂ＊表色系の明度（Ｌ＊）に変換する。より詳細には、明度画像変換部１１は、物体Ｏの分光画像データと予め測定した基準白色板の分光画像データを分光反射率画像データに変換し、照明の分光分布と等色関数を合わせてＸＹＺ表色系に変換する。次いで、ＸＹＺ表色系の画像データを、刺激値Ｙを用いてＬ＊画像データ（明度画像データ）へと変換する。Ｌ＊画像データへと変換することで、より人間の見え方に近いデータにすることができる点で好適である。
【００３２】
なお、分光分布は、物体Ｏの観察条件に応じて変更することができる。例えば、オフィス空間で物体Ｏを観察したときを想定した質感を計算する場合は、明度画像変換部１１は、Ｄ５０光源の分光分布を用いる。また、天候の良い屋外での観察を想定した場合は、明度画像変換部１１は、Ｄ６５光源の分光分布を用いる。このように、観察条件に応じて分光分布を変更することで、観察条件も含めた評価値を算出することができ、より人間の感覚に近い評価が可能となる。
【００３３】
次に、ステップＳ５の２値化処理において、２値化処理部１２は、ステップＳ４で得られた明度画像を２値化することで、２次元パターン６のエッジ成分の形状の変動量を数値化する。２値化処理では、Ｌ＊画像データを、所定の閾値で２値化することで、２次元パターン６の変動をはっきりと見る（数値化する）ことができる。
【００３４】
その後のステップＳ６のエッジ成分線形近似処理では、エッジ成分線形近似部１３が、ステップＳ５で２値化した画像データのエッジ成分の変動位置に対して、最小二乗法により、近似直線を算出する。図５の概略図に示すＬ１が近似直線である。図５の計測サイズは約３０ｍｍ×３０ｍｍ、解像度は約７００ｄｐｉである。
【００３５】
次に、ステップＳ７の偏差算出処理では、偏差算出部１４は、ステップＳ６で算出した近似直線に対して、歪み、すなわちエッジが変動している量（偏差）をラインごとにそれぞれ算出する。
【００３６】
ステップＳ８の標準偏差算出処理では、標準偏差算出部１５は、各ラインの偏差を２乗したものの総和を画像データの画素数分で割り、その値の平方根をとる。すなわちこれが標準偏差である。
【００３７】
最後に、ステップＳ９の評価量算出処理において、評価量算出部１６は、ステップＳ８で算出された標準偏差と予め行った主観評価点（記憶部１７等に記憶）から、評価量ｙを算出するための評価式、即ち、本実施形態では下記評価式（Ａ）を得る。得られた評価式（Ａ）を用いて、物体Ｏの質感（つや感）の評価量ｙを算出する。なお、下記評価式（Ａ）中、ｘは標準偏差を示す。下記評価式（Ａ）では、「人は刺激に対して感度が対数変化する」というウェーバー・フェヒナーの法則を考慮して対数式としている。
【００３８】
ｙ  ＝  −１．３５×ｌｏｇｘ＋０．９３          （Ａ）
【００３９】
上述のような質感評価方法によって算出された評価量（評価値）と予め行った主観評価点との相関図を図６に示す。寄与率Ｒ２は０．９７４となり、本実施形態で得られた評価量が、人間の主観と極めて近いことがわかる。なおかつ、主観評価での順位と有意差がある物体Ｏ間で逆転がないことが確認できた。
【００４０】
以上、本実施形態では、物体Ｏを撮影した２次元画像に写りこんだエッジ成分を有する２次元パターンの虚像の形状の変動量を算出し、その変動量と予め測定した官能評価情報に基づいて物体Ｏの質感を評価している。そのため、人間の感覚により近く、かつ判定者の体調や個人差によるばらつき等がなく、より正確に物体Ｏの質感を評価することが可能な質感評価装置、質感評価方法を提供することができる。
【００４１】
また、本実施形態のプログラムは、コンピュータを、官能評価情報としての官能評価点（主観評価点）を記憶する記憶手段（記憶部１７）、明度画像変換処理、２値化処理、エッジ成分線形近似処理、偏差算出処理、標準偏差算出処理、及び評価量算出処理を行って物体Ｏの質感を評価する評価手段（制御部５）として機能させる。そのため、人間の感覚により近く、かつ判定者の体調や個人差によるばらつき等がなく、より正確に物体Ｏの質感を評価することが可能な評価方法をコンピュータに実行させるプログラムを提供することができる。
【００４２】
また、本実施形態では、ハイパースペクトルカメラを用いていて、分光画像データを、明度画像データに変換し、この明度画像データに基づいて評価値を算出している。そのため、人間の色感度に対応した評価が可能となる。また、分光画像データが取得できるため、例えば、所望の観察環境に応じて分光分布を変更することも可能となる。
【００４３】
また、本実施形態では、撮影した虚像６’のエッジ成分の歪みの変動量を評価することによって、質感を評価している。そのため、従来のような点計測ではなく、２次元画像データにおけるエッジ成分の歪みに基づいて、主観と相関の高い評価値を算出することができる。
【００４４】
なお、本実施形態では、虚像６’のエッジ成分の歪みの変動量を評価するのに標準偏差を用いているが、本発明がこれに限定されることはなく、他の方法によって変動量を評価することもできる。
【００４５】
また、本実施形態では、明度画像変換部１１は、分光画像データの明度画像データへの変換は、物体Ｏの分光画像データを、基準白色板の分光画像データを各画素で除算した分光反射率画像データと、分光分布及び等色関数とを用いて変換している。そのため、撮影した画像内の照明ムラも補正しつつ、分光反射率画像データに変換することが可能となる。また、分光反射率画像データに変換することで、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系に変換することができ、より人間の見え方に近いデータにすることができる。
【００４６】
また、本実施形態では、物体Ｏの観察条件に応じた分光分布を用いていることから、観察条件も含めたより人間の感性に合った評価値を算出することができる。
【００４７】
以下、比較例１、２として、既存の写像性測定器及び光沢度計を用いた質感評価について図面を参照しながら説明する。
【００４８】
（比較例１）
比較例１の写像性測定器について、図７を参照しながら説明する。比較例１の写像性測定器５０は、ＪＩＳ  Ｋ  ７３７４に基づき、サンプル物体５２の写像性の良さを測定する装置であり、その測定結果から質感の良し悪しを判断する。
【００４９】
図７に示すように、比較例１の写像性測定器５０では、サンプル物体５２に対して光源５１から光を照射し、サンプル物体５２からの正反射光の大きさを受光器５３で判断する。比較例１の写像性測定器５０は、サンプル物体５２と受光器５３の間に、サンプル物体５２からの反射光を遮光する遮光部５４ａと反射光を透過する透過部５４ｂとが、くし状に交互に設けられたプレート５４を配置している。プレート５４は、進行方向Ｓに向かって運動し、受光器５３に入射する反射光の大きさを変化させる。
【００５０】
プレート５４によって変化させたときの反射光の大きさは、図８のように周期を持った形状になる。比較例１の写像性測定器５０は、その中で最大値Ｍと最小値ｍを、以下の式（１）に当てはめることによって写像性を評価する。つまり、写像性が良いサンプル物体５２では、正反射が強いため、最大値Ｍの値が高くなり、最小値ｍの値が小さくなる。しかし、写像性が悪いサンプル物体５２では、拡散光が強くなるため最大値Ｍの値は小さくなり、最小値ｍの値は大きくなる。
【００５１】
【数１】
2017173300.tif 000003
【００５２】
また、上記プレート５４の遮光部５４ａと透過部５４ｂの幅は５段階に分かれている。図９、図１０に遮光部５４ａと透過部５４ｂの幅が１．０ｍｍの場合と、０．５ｍｍの場合の、それぞれの写実性の計測結果及び主観評価点の相関図を示す。なお、サンプル物体５２として、第１の実施の形態の主観評価実験で用いた９つのサンプル物体と同じものを使用した。
【００５３】
図９、図１０に示すように、寄与率Ｒ２は、それぞれ０．７０２と０．６６２（０．６６１９）であり、低くはない結果となった。しかし、質感が良いサンプル物体「５〜９」の順位が主観評価の結果と合っておらず、これでは寄与率が高くても正しい評価とは言えないと考えられる。これは、１次元測定で明暗のコントラストのみを計算していることが原因であり、つやの差がわずかなサンプル物体間では、計測値の逆転や差がないといったことが起こると考えられる。
【００５４】
（比較例２）
比較例２として、ＪＩＳ  Ｚ  ８７４１に基づき、サンプル物体の光沢度を測定する光沢度計を用い、その結果から質感の良し悪しを判断した。図１１に、光沢度計で計測した２０度光沢の測定結果と主観評価点との相関図を示す。２０度光沢とは、光源５１と受光器５３が、サンプル物体５２の法線方向に対してそれぞれ２０度の方向に配置されたときの光沢度のことである。
【００５５】
図１１に示すように、寄与率Ｒ２は、０．００１（０．０００７）で主観評価点と相関がないことが分かった。これは、平均値な反射率（点）で１次元計測した反射率の強さのみの情報であるため、質感の差までは検知できないためと考えられる。
【００５６】
以上、第１の実施の形態、比較例１、比較例２の結果より、本発明の質感評価装置１００及び質感評価方法は、従来に比べて、人間の感覚により近く、より正確に物体の質感を評価できることがわかる。
【００５７】
（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。なお、前述した第１の実施の形態と同じ部分は同じ符号で示し説明も省略する。
【００５８】
本実施の形態においては、画像に写りこんだ前記２次元パターンの虚像の形状の変動量から虚像の形状の周波数特性を算出し、周波数特性及び官能評価情報に基づいて物体の質感を評価するようにしたものである。
【００５９】
ここで、図１２は第２の実施の形態に係る制御部の機能ブロック図である。図１２に示すように、制御部５は、ＣＰＵが質感評価プログラムに従って動作することにより、明度画像変換部１１、２値化処理部１２、エッジ成分線形近似部１３、偏差画像算出部１８、空間周波数特性算出部１９、視覚特性乗算部２０、積分部２１、評価量算出部２２、記憶部１７として機能する。なお、明度画像変換部１１、２値化処理部１２、エッジ成分線形近似部１３、記憶部１７については、前述した第１の実施の形態と同様なので、説明を省略する。
【００６０】
偏差画像算出部１８は、エッジ成分線形近似部１３による近似直線に対して、エッジが変動している量（偏差画像）をラインごとにそれぞれ算出する。
【００６１】
空間周波数特性算出部１９は、偏差画像算出部１８で得られた偏差画像に対してフーリエ変換を行い、エッジ変動部の周波数特性を算出する。
【００６２】
視覚特性乗算部２０は、空間周波数特性算出部１９で得られた周波数特性に対して人間の視覚特性を表わすのに用いられる視覚伝達関数（ＶＴＦ：Visual  Transfer  Function）で重み付けをする。
【００６３】
ここで、視覚伝達関数（ＶＴＦ）について説明する。視覚伝達関数（ＶＴＦ）とは、人間の視覚の空間周波数特性のことである。視覚伝達関数（ＶＴＦ）は、エッジ変動部の周波数特性に乗算されて重み付けされる。これにより、主観評価での観察距離における人間の視覚の感度で補正された周波数特性を算出することができ、人間が物体表面を観察した距離に応じた周波数特性で質感を評価できるので、より主観評価と寄与率の高い評価値を得ることができる。視覚伝達関数（ＶＴＦ）に関しては多くの報告があるが、Dooleyらの用いた明度変動の視覚伝達関数（ＶＴＦ）が有名である。
【００６４】
ここで、図１３は主観評価実験での視覚伝達関数（ＶＴＦ）を示す図である。なお、図１３は、主観評価実験での観察距離５００ｍｍでの視覚伝達関数（ＶＴＦ）を示すものである。図１３に示すように、約０．３cycle／ｍｍ付近に感度のピークがあり、４cycle／ｍｍ付近から感度が０に近づくことがわかる。
【００６５】
積分部２１は、視覚特性乗算部２０で重み付けされた周波数特性に対して積分を行う。
【００６６】
評価量算出部２２は、積分部２１で算出された各サンプルの積分値と記憶部１７に記憶された主観評価点に基づいて、物体Ｏの質感の評価量を算出する。
【００６７】
以下、上記構成の第２の実施の形態に係る質感評価装置１００により実行される質感評価方法の動作について、図１４のフローチャートを参照しながら説明する。なお、図１４に示すステップＳ１〜Ｓ６については、図４で説明したステップＳ１〜Ｓ６と同じ処理であるので、説明を省略する。
【００６８】
次に、ステップＳ１０の偏差画像算出処理では、偏差画像算出部１８は、ステップＳ６で算出した近似直線に対して、エッジが変動している量（偏差画像）をラインごとにそれぞれ算出する。
【００６９】
次に、ステップＳ１１の空間周波数特性算出処理では、空間周波数特性算出部１９は、ステップＳ１０で得られた偏差画像に対してフーリエ変換を行い、エッジ変動部の周波数特性を算出する。
【００７０】
次に、ステップＳ１２の視覚特性乗算処理では、視覚特性乗算部２０は、ステップＳ１１で得られた周波数特性に対して人間の視覚特性を表わすのに用いられる視覚伝達関数（ＶＴＦ）で重み付けをする。
【００７１】
次に、ステップＳ１３の積分処理では、積分部２１は、ステップＳ１２で重み付けされた周波数特性に対して積分を行う。
【００７２】
最後に、ステップＳ１４の評価量算出処理において、評価量算出部２２は、ステップＳ１３で算出された各サンプル（物体Ｏ）の積分値と記憶部１７に記憶された主観評価点から、評価量ｙを算出するための評価式、即ち、本実施形態では下記評価式（Ｂ）を得る。得られた評価式（Ｂ）を用いて、物体Ｏの質感（つや感）の評価量ｙを算出する。なお、下記評価式（Ｂ）中、ｘは積分値を示す。下記評価式（Ｂ）では、「人は刺激に対して感度が対数変化する」というウェーバー・フェヒナーの法則を考慮して対数式としている。
【００７３】
ｙ  ＝  −１．４９×ｌｏｇｘ＋９．８１          （Ｂ）
【００７４】
上述のような質感評価方法によって算出された評価量（評価値）と予め行った主観評価点との相関図を図１５に示す。寄与率Ｒ２は０．９５９８となり、本実施形態で得られた評価量が、人間の主観と極めて近いことがわかる。なおかつ、主観評価での順位と有意差がある物体Ｏ間で逆転がないことが確認できた。
【００７５】
以上、本実施形態では、物体Ｏを撮影した２次元画像に写りこんだエッジ成分を有する２次元パターンの虚像の形状の周波数特性を算出し、虚像の形状の周波数特性を人間の視覚特性で重み付けをして物体Ｏの質感を評価している。そのため、人間の感覚により近く、かつ判定者の体調や個人差によるばらつき等がなく、より正確に物体Ｏの質感を評価することが可能な質感評価装置、質感評価方法を提供することができる。
【００７６】
以上、本発明の実施形態を図面により詳述してきたが、上記各実施形態は本発明の例示にしか過ぎないものであり、本発明は上記各実施形態の構成にのみ限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００７７】
１        光源（投影部）
２        拡散板（投影部）
４        カメラ（撮像部）
５        制御部（評価部）
６        ２次元パターン
６’      虚像
１７      記憶部
１００    質感評価装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７８】
【特許文献１】特公平２−３３０９１号公報
【特許文献２】特開２００７−１５５７０９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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