JP6891403B2 - 変化度合い導出装置、変化度合い導出システム、変化度合い導出方法、これに用いる色既知体及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、変化度合い導出装置、変化度合い導出システム、変化度合い導出方法、これに用いる色既知体及びプログラムに関する。

特許文献１は、色の数値が既知の色既知面を有する色既知体を準備する準備過程と、建物における劣化判定の対象となる外装材と前記色既知体の色既知面とを一緒にカラーのデジタル撮影手段で撮影する撮影過程と、この撮影されたデジタルデータの画像の色を、この画像における前記色既知面の画像の色を用いて色補正し、補正後の色を数値化する色補正過程と、この色補正された外装材の色の数値と定められた色の数値との差である、少なくとも明度差の数値を含む色差を求めてこの色差から汚れの程度の判定を行う汚れ判定過程と、この汚れ判定過程で判定された汚れの程度を用いて前記外装材の劣化を判定する劣化判定過程とを含む、外装材の劣化判定方法を開示する。

特開２０１４−１９６９２６号公報

本発明は、対象物の変化度合いを導出すべき位置を確認することができる変化度合い導出装置、変化度合い導出システム、変化度合い導出方法、これに用いる色既知体及びプログラムを提供することを目的としている。

請求項１に係る本発明は、対象物を撮影した位置を確認するための位置確認手段および色の数値が既知である複数の色見本を有する色既知体と共に対象物を撮影した画像を受け付ける受付手段と、前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる色見本から装置非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する変換規則生成手段と、前記変換規則生成手段により生成された変換規則に従って前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる対象物の色を装置非依存の色空間における数値に変換する変換手段と、を有する変化度合い導出装置である。
である。

請求項２に係る本発明は、前記画像の前記位置確認手段に該当する部分の画像データから、前記色既知体の前記対象物に対する相対位置の適否について判断する判断手段を含む、請求項１記載の変化度合い導出装置である。

請求項３に係る本発明は、前記位置確認手段は、前記色既知体に形成された位置確認用孔であり、前記位置確認用孔を前記対象物に当てて前記対象物に対する前記色既知体の位置を確認する請求項１又は２記載の変化度合い導出装置である。

請求項４に係る本発明は、対象物を撮影した位置を確認するための位置確認手段および色の数値が既知である複数の色見本を有する色既知体と、前記色既知体と共に対象物を撮影した画像を受け付ける受付手段と、前記前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する変換規則生成手段と、前記変換規則生成手段により生成された変換規則に従って前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する変換手段と、を有する変化度合い導出装置と、を有する変化度合い導出システムである。

請求項５に係る本発明は、前記画像の前記位置確認手段に該当する部分の画像データから、前記色既知体の前記対象物に対する相対位置の適否について判断する判断手段を含む、請求項４記載の変化度合い導出システムである。

請求項６に係る本発明は、対象物を撮影した位置を確認するための位置確認手段および色の数値が既知である複数の色見本を有する色既知体と共に対象物を撮影する工程と、撮影した画像を受け付ける工程と、受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する工程と、生成された変換規則に従って前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する工程と、を有する変化度合い導出方法である。

請求項７に係る本発明は、前記画像の前記位置確認手段に該当する部分の画像データから、前記色既知体の前記対象物に対する相対位置の適否について判断する請求項６記載の変化度合い導出方法である。

請求項８に係る本発明は、対象物を撮影した位置を確認するための位置確認手段および色の数値が既知である複数の色見本を有し、前記複数の色見本と共に対象物を撮影し、撮影した画像を受け付け、受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成し、生成された変換規則に従って対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する劣化測定方法に用いられる色既知体である。

請求項９に係る本発明は、前記画像の前記位置確認手段に該当する部分の画像データから、前記色既知体の前記対象物に対する相対位置の適否について判断する請求項８記載の色既知体である。

請求項１０に係る本発明は、前記位置確認手段は、前記色既知体に形成された位置確認用孔であり、前記位置確認用孔を前記対象物に当てて前記対象物に対する位置を確認する請求項８又は９記載の色既知体である。

請求項１１に係る本発明は、前記位置確認用孔は、前記複数の色見本の外側に配置されている請求項１０記載の色既知体である。

請求項１２に係る本発明は、対象物を撮影した位置を確認するための位置確認手段および色の数値が既知である複数の色見本を有する色既知体と共に対象物を撮影した画像を受け付けるステップと、受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成するステップと、生成された変換規則に従って、受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換するステップと、をコンピュータに実行させるためのプログラムである。

請求項１３に係る本発明は、前記画像の前記位置確認手段に該当する部分の画像データから、前記色既知体の前記対象物に対する相対位置の適否について判断する請求項１２記載のプログラムである。

請求項１、請求項４、請求項６、請求項８及び請求項１２に係る本発明によれば、対象物の変化度合いを導出すべき位置を確認することができる変化度合い導出装置、変化度合い導出システム、変化度合い導出方法、これに用いる色既知体及びプログラムを提供することができる。

請求項２、請求項５、請求項７、請求項９及び請求項１３に係る本発明によれば、請求項１、請求項４、請求項６、請求項８及び請求項１２係る本発明の効果に加えて、色既知体の対象物に対する相対位置の適否を判断することができる。

請求項３及び請求項１０に係る発明によれば、目視で対象物の位置を確認する場合と比較して、簡単に対象物の変化度合いを導出すべき位置を確認することができる。

請求項１１に係る本発明によれば、色見本に影響を及ぼすことを防止することができる。

本発明の実施形態に係る劣化測定システムを示す構成図である。 本発明の実施形態に用いた色既知体を示す平面図である。 本発明の実施形態に用いた色既知体と対象物との関係を示す構成図である。 本発明の実施形態に係る劣化測定装置のハードウエアを示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る劣化測定装置の処理フローを示すフローチャートである。

次に、本発明の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る変化度合い導出を示す構成図である。以下、対象物の劣化を測定するものとして説明し、変化度合い導出を「劣化測定」と置き換えて説明する。
色既知体１０は、例えば構造物の壁面である対象物１２に張り付ける等ににより固定される。この色既知体１０は、多数の色見本１４を有する。また、この色既知体１０の中央には、対象物撮影用孔１６が形成されている。

撮影装置１８は、デジタルカメラ、スマートフォン、タブレット等であり、色既知体１０を撮影する。色既知体１０には対象物撮影用孔１６が形成されているので、撮影装置１８は、色既知体１０と共に、対象物撮影用孔１６を介して壁面１２を撮影することになる。

例えばパーソナルコンピュータである劣化測定装置２０は、撮影装置１８で撮影された色既知体１０の画像データを受け付け、この画像データを処理するようになっている。

図２は、色既知体１０の詳細を示す。
色既知体１０には、例えば１１１番〜１７７番までの番号を付しているように、多数の色見本（パッチ）１４が予め定められた位置に規則正しく配列されている。色見本１１１番〜１７７番には、正方形をなしている色見本１１１番、１１３番、１１５番・・・と長方形をなしている色見本１１２番、１１４番、１１６番・・・がある。正方形をなしている色見本１１１番、１１３番、１１５番・・・には、Ｒ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）、Ｃ（サイアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｗ（ホワイト）、Ｂｋ（ブラック）の１００％ベタ及びそれらの中間色が含まれれる。

また、正方形をなしている色見本１１１番、１１３番、１１５番・・・には、劣化系列の色見本が複数含まれている。劣化系列とは、測定しようとする対象物が劣化していく色の系列である。ここでは色見本４２番が対象物の新品時の色であり、色見本２６番が劣化時の色である。劣化系列の色見本４２番と２６番は、対象物測定用孔１６の周囲にあって、周縁よりも内側に配置されている。即ち、対象物測定用孔１６の近傍にあって対象物に近い環境となっている。

長方形をないしている色見本１１２番、１１４番、１１６番・・・は白である。このように白の色見本を多数配置しているのは、影等の照度むらがある場合、確認しやすくするためである。

対象物撮影用孔１６は、正方形をなしている色見本１１１番、１１３番、１１５・・・と同一の形状となっている。

上述した色見本１１１番〜１７７番は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*値として予め測色される。なお、Ｌ^*ａ^*ｂ^*は、以下ではＬａｂと略記する。Ｌａｂは、装置非依存（デバイスインディペンデント）均等色空間である。このように測色されたＬａｂ値は、後述する劣化測定装置２０のメモリ２４に色見本１１１番〜１７７番の位置と対になって記憶される。
なお、対象物撮影用孔１６（図２では１４４番として示す）については、未知のデータであるから測色しないし、測色データとして記憶する対象が無い。

また、色既知体１０の余白部分には、位置確認手段を構成する例えば３つの位置確認用孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃが形成されている。例えば位置確認用孔孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃのそれぞれの近傍には「濃」「中」「淡」という文字が記載されている。

色既知体１０の位置確認用孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃは、対象物１２の劣化状態を定点測定する場合に用いられる。
図３に示すように、対象物１２の行方向に例えば同色で「濃」「中」「淡」に分かれて塗装され、列方向で半周期分ずれているとする。ここで、色既知体１０の位置確認用孔３６ａを対象物１２の「濃」に合わせ、位置確認用孔３６ｂを対象物１２の「中」に合わせ、位置確認用孔３６ｃを対象物１２の「淡」に合わせれば、対象物撮影用孔１６が対象物１２の「濃」部分に合わされることになり、定点測定することができる。

なお、位置確認用孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃは最低限１つで足り、対象物１２の状態に応じて形成すれば良い。また、撮影装置１８により、位置確認用孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃを介して対象物１２の部分が撮影されるので、対象物１２の撮影位置を記録することができる。
なお、この実施形態においては、位置確認手段として位置確認用孔３６ａ，３６ｂ，３６ｃを用いているが、これに限定されるものでは無い。例えば矢印で「濃」「中」「淡」の部分を指示するようにしても良い。また、「濃」「中」「淡」という文字の代わりに対応すべき部分に同じ色を形成するようにしても良く、さらに、「濃」の部分に他の部分よりも淡い色であったり、「淡」の部分に他の部分よりも濃い色があったりした場合は誤った位置に色既知体１０が配置されたというように、判断手段を兼ねることができる。

図４は、劣化測定装置２０を示すブロック図である。
劣化測定装置２０はデータ処理部２１を有する。このデータ処理部２１は、ＣＰＵ２２、メモリ２４、入力インターフェイス２６及び出力インターフェイス２８を有し、これらが制御バス３０を介して接続されている。

ＣＰＵ２２は、メモリ２４に格納された制御プログラムに基づいて予め定められた処理を実行する。入力インターフェイス２６には、入力装置３２が接続されている。入力装置３２としては、前述した撮影装置１８に直接接続して入力するコネクタであったり、通信を用いて無線入力したりするものが含まれる。また、出力インターフェイス２８には出力装置３４が接続されている。この出力装置３４は、ディスプレイやプリンタであり、処理されたデータ等の結果が出力される。

図５は、劣化測定装置２０の処理フローを示すフローチャートである。
まずステップＳ１０において、撮影装置１８で撮影した色既知体１０の色見本１４及び対象物撮影用孔１６内の対象物１２のＲＧＢ画像データを受け付ける。
なお、採用する画像データは、同一色の色見本１４内の中心に近い領域のＲＧＢそれぞれの平均値とする。

次のステップＳ１２においては、マトリックス演算を行う。即ち、ステップＳ１０で受け付けた色見本１４のＲＧＢ画像データを説明変数とし、予め測色してメモリ２４に記憶されている色見本１４の測色値Ｌａｂを目的変数として重回帰によりマトリックスを求める。

例えば次の式（１）で示すように、重回帰に行列を求め、画像データＲＧＢを測色値Ｌａｂに変換する。

具体的には次の式（２）を用いる。

次のステップＳ１４においては、ステップＳ１２で求めた式に、撮影装置１８で撮影した色既知体１０の対象物撮影用孔１６内の画像、即ち、対象物１２の画像のＲＧＢデータを代入し、対象物の予想される測色値Ｌ_tａ_tｂ_tを得る。
なお、この実施形態においては、式（１）で示すように、２次式による重回帰を行っているが、２次式でなくても良いし、色変換方式として、一般的なカラーマネージメントシステムで使われている３次元テーブル方式であっても良い。また、重回帰でなく学習によるニューラルネットワークでも良い。即ち、教師データ（説明変数、目的変数のデータ）を用いて色変換を形成できる方式であればどのような方式であっても良い。

次のステップ１６においては、対象物が新品の場合の測色値Ｌ₀ａ₀b₀とステップＳ１４で求めた測色値Ｌ_tａ_tｂ_tとの色差ΔＥを演算する。新品の場合の測色値Ｌ₀ａ₀b₀は新品時に実際に測色した値を用いても良いし、色既知体１０の色見本４２番の値を用いても良い。

色差ΔＥの演算には例えば次の式（３）を用いる。

なお、この実施例においては、式（２）で示すように、ユークリッド距離で色差ΔＥを求めるようにしているが、例えばΔＥ００等を用いるようにしても良い。

そして、次のステップＳ１８において、測定結果を出力装置３４に出力して処理を終了する。測定結果は、ステップＳ１６で演算したΔＥをそのまま出力しても良いが、ΔＥが予め定められた閾値を超えた場合に修復すべき旨を表示したり、劣化レベル、例えばレベル１、レベル２等として出力するようにしても良い。

なお、上記実施形態においては、劣化測定装置２０をパーソナルコンピュータから構成したが、本発明は、これに限定されるものでは無い。例えば撮影装置１８に劣化測定装置２０の機能の全部又は一部を持たせても良い。

１０ ：色既知体
１２ ：対象物
１４ ：色見本
１６ ：対象物撮影用孔
１８ ：撮影装置
２０ ：劣化測定装置
３６ａ、３６ｂ、３６ｃ ：位置確認用孔

Claims (6)

1. 対象物を撮影するための対象物撮影用孔、前記対象物撮影用孔の周囲に形成され、色の数値が既知である複数の色見本及び前記対象物撮影用孔と共に対象物の色配置に対応して形成された位置確認用孔が形成された色既知体と共に、前記対象物撮影用孔及び前記位置確認用孔を介して対象物を撮影した画像を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる色見本から装置非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する変換規則生成手段と、
   前記変換規則生成手段により生成された変換規則に従って前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる対象物の色を装置非依存の色空間における数値に変換する変換手段と、
   を有する変化度合い導出装置。
2. 対象物を撮影するための対象物撮影用孔、前記対象物撮影用孔の周囲に形成され、色の数値が既知である複数の色見本及び前記対象物撮影用孔と共に対象物の色配置に対応して形成された位置確認用孔が形成された色既知体と、
   前記色既知体と共に、前記対象物撮影用孔及び前記位置確認用孔を介して対象物を撮影した画像を受け付ける受付手段と、前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する変換規則生成手段と、前記変換規則生成手段により生成された変換規則に従って前記受付手段により受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する変換手段と、を有する変化度合い導出装置と、
   をする変化度合い導出システム。
3. 対象物を撮影するための対象物撮影用孔、前記対象物撮影用孔の周囲に形成され、色の数値が既知である複数の色見本及び前記対象物撮影用孔と共に対象物の色配置に対応して形成された位置確認用孔が形成された色既知体と共に、前記対象物撮影用孔及び前記位置確認用孔を介して対象物を撮影する工程と、
   撮影した画像を受け付ける工程と、
   受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成する工程と、
   生成された変換規則に従って受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する工程と、
   を有する変化度合い導出方法。
4. 対象物を撮影するための対象物撮影用孔、前記対象物撮影用孔の周囲に形成され、色の数値が既知である複数の色見本及び前記対象物撮影用孔と共に対象物の色配置に対応して形成された位置確認用孔が形成された色既知体であって、
   前記複数の色見本と共に前記対象物撮影孔及び前記位置確認用孔を介して対象物を撮影し、撮影した画像を受け付け、受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成し、生成された変換規則に従って対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換する劣化測定方法に用いられる色既知体。
5. 前記位置確認用孔は、前記複数の色見本の外側に配置されている請求項４記載の色既知体。
6. 対象物を撮影するための対象物撮影用孔、前記対象物撮影用孔の周囲に形成され、色の数値が既知である複数の色見本及び前記対象物撮影用孔と共に対象物の色配置に対応して形成された位置確認用孔が形成された色既知体と共に、前記対象物撮影用孔及び前記位置確認用孔を介して対象物が撮影された画像を受け付けるステップと、
   受け付けられた画像に含まれる色見本から機器非依存の色空間における数値に変換する変換規則を生成するステップと、
   生成された変換規則に従って、受け付けられた画像に含まれる対象物の色を機器非依存の色空間における数値に変換するステップと、
   をコンピュータに実行させるためのプログラム。
   

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