JPH01214725A - 色判別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、色判別装置、特に、検出対象領域内に存在す
る特定色を有する物体を検出する色判別装置に関する。

［従来の技術］ 従来、この種の色判別装置にあっては、例えば撮像手段
から出力される赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色
の色成分の値と、予め設定された判定基準とを比較する
ことにより、特定色の判定か行われている。

また、光源の光の強度変動を補償するためには、例えば
、上記３原色Ｒ，Ｇ、Ｂの総和Ｓ　（−Ｒ＋Ｇ＋８）に
よって規格化された規格化原色信号Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓ、Ｂ
ｕｓを求めて、これら３つの規格化原色信号と、予め設
定された判定基準とを比較することにより、特定色の判
定が行われている。このとき、Ｒ／Ｓ　＋　Ｇ／Ｓ◆Ｂ
／Ｓ　＝　１であるから、判定には３つの規格化された
原色信号のうちの２つか用いられ、例えば、ｒ、Δ’　
＋　ｇ　、Δｇを予め定められた値として、 （長二（）二　二Ｈ／／ｓ　ニド会長 のとき、予め設定された特定の色彩であると判定され、
それ以外の場合は他の色と判定される。

［発明か解決しようとする課題］ 上記従来技術にあっては、規格化した原色信号を用いて
色判定を行うことにより、光源の光の強度変動は補償で
きるか、光源の色温度が変動する場合に問題かあった。

すなわち、例えば、野外において自然光を光源としたと
きに、天候や時刻あるいは日向か日陰かといった外的条
件によって、色温度か変動し、この変動に伴って上記Ｒ
，Ｇ。

ＢおよびＲ／Ｓ、Ｇ／Ｓ、　Ｂｕｓも変動するのて正確
な色判別がてきないという不都合か生じた。

したかって、本発明の目的は、光源の色温度の変動によ
って影響を受けることなく、正確な色判定か行える色判
別装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明は、被検領域内の特
定の色彩を有する被検対象を検出する色判別装置であっ
て、上記被検領域を撮像して３原色成分信号を出力する
撮像手段と、該撮像手段から出力される３原色成分信号
の任意の２つを上記３原色成分信号の総和により規格化
する規格化手段と、該規格化手段から出力される２つの
規格化原色信号について、一画面全体もしくはその一部
分の平均値を求める平均手段と、該平均手段から出力さ
れる２つの平均規格化原色信号および上記規格化手段か
ら出力される２つの規格化原色信号に基づいて、上記特
定の色彩であるか否かの色判定信号を出力する判定手段
とを備えたことを特徴とするものである。

［作用］ 本発明の原理は、光源の色温度の変動によって、検出対
象のＲ／Ｓ、　Ｇ／Ｓ、Ｂｕｓが変動した場合にも、そ
の光源の色温度の変動による検出対象のＲ／Ｓ、　Ｇ／
Ｓ、　Ｂｕｓの変動を、その検出対象を含む一画面全体
もしくはその一部分のＲ／Ｓ、Ｇ／Ｓ、　Ｂｕｓの平均
Ｒ／Ｓ、　Ｇ／Ｓ、　Ｂｕｓのうちの少なくとも２つに
よって補正するものである。すなわち、平均Ｒ／Ｓ、　
Ｇ／Ｓ、Ｂｕｓに基づいて色判定の判定基準を設定する
ことにより、光源の色温度の変動を補償して、正確な色
判定を行う。

ここて、平均値Ｒ／Ｓ、　Ｇ／Ｓ、　Ｂｕｓによって補
正する理由は次のとおりである。本来、色温度の変動は
、Ｒ，Ｇ、Ｂ成分か既知の色、なかでもこれら各成分バ
均等に含まれている白色の対象をｉｌｌすることによっ
て補正することか望ましい。しかしながら、色温度の変
動を補正するための白色対象を参照物として常に撮像す
ることは一般に困難である。一方、一般に被検領域には
さまざまな色の対象か存在し、一画面全体についてみる
と、ＲｌＧ、Ｂ成分がほぼ均等に含まれている。したが
って、一画面全体もしくはその一部分１例えば、一画面
中の周辺部にノイズか多いような場合には。

その部分を除外した部分のＲ／Ｓ、　Ｇ／Ｓ、　８／Ｓ
の平均値によって、白色の対象による場合とほぼ等価な
補正をすることかてきる。

なお、被検領域全体の色合か偏っており、一画面全体の
Ｒ，Ｇ、Ｂ成分か均等でない場合であっても、その偏り
の度合いか既知であれば１判定手段に変更を加えること
により色温度の変動を補正することは可能である。

【実施例１ 次に、添付図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図は、本発明による色判別装置の一実施例を示すブ
ロック図である。

この装置は、撮像手段ｌ、規格化手段２、平均手段３、
色判定手段５およびタイミング発生回路６からなる。

撮像手段１は、カラービデオカメラであり、被検領域を
撮影してＲ，Ｇ、Ｂの３つの原色成分信号と、同期（Ｓ
ＹＮＣ）信号を出力するものである。同期信号は外部か
らカメラに与えられるものてあってもよい。

タイミング発生回路６は、撮像手段ｌから同期信号を受
けて、画素クロックＣＬＫを出力する。

この画素クロックＣＬＫは、規格化手段２および平均手
段３に供給される。タイミング発生回路６は、また、垂
直同期信号Ｖおよび必要に応して水平同期信号Ｈを出力
する。

規格化手段２は、各原色成分信号をデジタル信号に変換
するためのアナログデジタル（Ａ／Ｄ’）変換器２１〜
２３と、これらのＡ／Ｄ変換器２１〜２３の出力を受け
て、各原色成分信号を、原色成分信号の総和Ｓ　（−Ｒ
◆Ｇ十Ｂ）て規格化した規格化原色信号Ｒ／Ｓ、　Ｇ／
Ｓ、　Ｂ／Ｓのうち任意の２つを出力する規格化テーブ
ル２４により構成される。以下、説明のため、この２つ
をＲ／ＳおよびＧ／Ｓとする。

Ａ／Ｄ変換器２１〜２３は、タイミング発生回路６より
供給される画素クロックＣＬＫ毎に原色成分信号Ｒ，Ｇ
、Ｂをそれぞれデジタル信号に変換する。ここで、画素
クロックＣＬには、一画面を、必要とされる分解能て画
素に分解するための信号であり、Ａ／Ｄ変換器２１〜２
３からは各画素毎にデジタル化された原色成分信号Ｒ５
Ｇ、Ｂか順次出力されることになる。以下、説明のため
、一画面の分解能を２５６ｘ　２５５画素とし。

Ａ／Ｄ変換器におけるデジタル化の階調をＲｌＧ、Ｂ各
６ビツトとする。

規格化テーブル２４は、例えば、メモリにより構成され
、上記Ａ／Ｄ変換器２１〜２３から出力される原色成分
信号Ｒ，Ｇ、Ｂをアドレスとするものである。（Ｒ，Ｇ
、Ｂ各６ビツトのとき、アドレスは１８ビツトとなる。

）このメモリの各アドレスにはＲおよびＧをそれぞれＳ
で規格化したＲ／ＳおよびＧ／Ｓがデータとして格納さ
れている。

なお、規格化テーブル２４をメモリにより構成する場合
、Ｒ／ＳおよびＧ／Ｓを１つのデータにまとめて１つの
メモリテーブルとして構成してもよいし、Ｒ，Ｇ、Ｂを
アドレスとする２つのメモリテーブルとして構成し、そ
れぞれＲ／ＳおよびＧ／Ｓをデータとして格納するよう
にしてもよい、このようにして、規格化テーブル２４か
らは各画素の規格化原色信号Ｒ／ＳおよびＧ／Ｓか順次
出力され、これが規格化手段２の出力となる。以下、説
明のため、Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓの階調を各６ビツトとする。

平均手段３は、規格化原色信号Ｒ／Ｓを一画面全体にわ
たって加算する加算器（ＳＵＭ）３１ａ、３１ｂと、こ
の加算器３１ａ、３１ｂの出力を受け、−画面毎にデー
タを取込み、保持するラッチ回路３４ａ、３４ｂとから
なる。

加算器３１ａ、３１ｂは、垂直同期信号Ｖによってクリ
アされて、それぞれ規格化手段２から各画素ごとに順次
出力される規格化原色信号Ｒ／ＳおよびＧ／Ｓを一画面
にわたって累積加算する（タイミンク発生回路６から供
給される画素クロックＣＬＫのタイミングで加算を行う
）ものである。一画面の分解能が２５６Ｘ　　２５６画
素で階調かＲ／Ｓ、Ｇ／Ｓ各６ビツトのとき、加算器３
１ａ、３１ｂは各々２２ビツト長てあればよい。

ラッチ回路３４ａ、３４ｂは、それぞれ、加算器３１ａ
、３１ｂの出力を受けて、垂直同期信号Ｖのタイミング
（加算器３１ａ、３１ｂかクリアされる前）でデータを
取込み、次の垂直同期信号Ｖまてこのデータを保持する
ことによって、一画面にわたる規格化原色信号の平均Ｒ
／Ｓ、Ｇ／Ｓを出力する。ここで、加算器３１ａ、３１
ｂの出力は、　Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓの一画面にわたる合計で
あるから。

一画面（２５６Ｘ　２５６−２’６　ドツト）にわたる
平均を得るために、ラッチ回路３４ａ、３４ｂは加算器
３１ａ、３１ｂの各２２ビツト出力を２１６で割る、す
なわち、２２ビツトの上位６　（−２２−１６）ビット
のみを取込めばよい。このようにして、ラッチ回路３４
ａ、３４ｂから、平均規格化原色信号Ｒ／Ｓ、　Ｇ／Ｓ
が出力され、これが平均手段３の出力となる。

なお、一画面の画素数か２″（ｎは自然数）でないとき
は、上記のように加算器３１ａ、３１ｂの出力の上位６
ビツトをデータとして取込んでも規格化原色信号の一画
面にわたる平均とはならない。このように、平均演算を
行う画素数か２０でないときは、特定の回路やテーブル
を追加して平均を算出するようにしてもよい。ただし、
平均手段３から出力される平均規格化原色信号は一画面
全体もしくはその一部分の規格化原色信号の平均そのも
のでなくとも、その情報を含むものであればよい。この
場合、色判定手段５におけるテーブルデータ設定等を適
切に行うことによって、平均そのものが出力された場合
と等価にすることが可能である。

色判定手段５は、規格化手段２から出力される規格化原
色信号Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓと平均手段３から出力される平均
規格化原色信号Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓとをアドレスとする色判
定テーブルであり、例えば、メモリにより構成される。

色判定テーブルに格納されるデータのビット長は、予め
設定された特定の色彩の個数であって、データの１つの
ビットは１つの特定の色彩に対応し、それぞれ対応する
特定の色彩に対する色判定信号を表わす。なお、色判定
テーブルをこのように１つにまとめず、予め設定された
特定の色彩の個数だけのメモリテーブルにより構成して
もよい。

色判定テーブルの各アドレスには、予め設定された特定
の色彩に対する色判定信号として、特定の色彩であると
判定される場合には“ｌ”を格納し、否と判定された場
合には“Ｏ”を格納しておく。この結果、各画素ごとに
順次入力される規格化原色信号Ｒ／Ｓ　、　Ｇ／Ｓと、
それらの一画面にわたる平均である平均規格化原色信号
Ｒ／Ｓ　、Ｇ／Ｓにより、予め設定された特定の色彩で
あるか否かの判定がなされ、各画素の色判定信号が順次
出力される。

ここで、予め設定された特定の色彩であるか否かの判定
は１例えば、以下のように行われる。。

まず、光源の色温度の変動がない場合を考えると、予め
設定された特定の色彩であるか否かの判定基準として１
例えば、 （；　二　１）会　）／／　員　（ｒ＋ｌＡ　′ｇを用
いればよい。ここで、ｒ、Δｒ、　ｇ、Δｇは予め定め
られた値である。

次に、光源の色温度の変動がある場合を考えると、光源
の色温度の変動によって、対象のＲ／Ｓ。

Ｇ／Ｓも変動することになり、その変動に応じて判定基
準も変える必要がある。そこで、対象のＲ／Ｓ　。

Ｇ／Ｓの色温度による変動を、その対象を含む一画面の
Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓの平均Ｒ／Ｓ　、　Ｇ／Ｓによって補正
する。

例えば、ｄ＋、（Ｌを予め定められた値として、上記判
定基準におけるｒ＋　ｇを ｒ　＝　Ｒ／Ｓ　”　ｄ＋ ｇ　＝　Ｇ／Ｓ◆ｄ２ とすることによって、上記判定基準を満足する場合には
、予め設定された特定の色彩であると判定し、それ以外
の場合は否と判定する。

なお、ｄ＋、Ｌは、撮像手段１の特性、検出すべき特定
の色彩等によって最適に設定される定数である。

このようにして、色判定手段５は、平均規格化原色信号
Ｒ／Ｓ　、Ｇ／Ｓに基づいて予め設定された特定の色彩
であるか否かの判定基準を設定し、この判定基準をもと
に規格化原色信号Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓから色判定を行って、
色判定信号を出力することになる。

したかって、光源の色温度に変動があった場合にも、そ
れに応じた適切な判定基準か設定され、正確な色判別が
行われる。

なお、Ｒ／Ｓ、　Ｇ／Ｓは、それぞれ一画面前のＲ／Ｓ
。

Ｇ／Ｓの一画面にわたる平均であるが、画面周期は通常
１／６０秒程度であって、色温度の変動に対して極めて
短い時間であるので、事実上問題はない。

上記実施例において、規格化手段２から出力される規格
化原色信号を赤（Ｒ／Ｓ）および！　（Ｇ／Ｓ）として
説明したが、Ｒ／Ｓ　、Ｇ／Ｓ　、Ｂ／Ｓのうち他の任
意の２つの場合も同様である。

また、上記実施例においては、平均手段３は、規格化原
色信号の一画面全体にわたる平均を求め、平均規格化原
色信号とするものであったが、次に、規格化原色信号の
一画面の一部分の平均を求め、それを平均規格化原色信
号とする実施例について説明する。

第２図は、規格化原色信号の一画面の一部分における平
均を求め、それを平均規格化原色信号とする一実施例を
示すブロック図である。第２図において、撮像手段ｌ、
規格化手段２１色判定手段５およびタイミング発生回路
６は、第１図に示したものと同様である。

平均手段３は、第１図に示したものにおいて、領域指定
回路７により指定される一画面中の領域内における規格
化原色信号の平均を求めて、それを平均規格化原色信号
として出力するものである。すなわち、領域指定回路７
から出力される領域指定信号が“１パのときのみ規格化
原色信号を平均演算の入力として取入れ、領域指定信号
が“０′°のときは規格化原色信号を平均演算の入力に
加えないものである。

領域指定回路７は、垂直同期信号Ｖ、水平同期信号Ｈと
画素クロックＣＬＫとを入力として、平均手段３におい
て平均演算を行うべき一画面中の領域を指定する領域指
定信号を出力する０例えば、第３図に示すように、水平
同期信号Ｈと画素クロックＣＬＫとを、それぞれカウン
タ７２および７４により計数することにより、平均手段
３に各画素ごとに順次入力される規格化原色信号の一画
面における位置を認識し、予め設定された平均演算を行
うべき領域内であるか否かを比較回路７６で判断して、
該当する画素に対しては領域指定信号に“ｌ”を出力し
、それ以外の画素については°゛Ｏ°゛を出力する。

この場合の平均手段３の構成は、例えば、第４図に示す
ように変更される。すなわち、加算器３１ａ、３１ｂ、
総和ラウチ３４ａ、３４ｂの外に、カウンタ３２、計数
値ラッチ３３および平均演算テーブル３５を設ける。

加算器３１ａ、３１ｂは、領域指定回路７の出力が“１
゛°の画素についてのみ、それぞれＲ／Ｓ。

Ｇ／Ｓを累積加算し、一方、カウンタ３２は領域指定回
路７の出力の“ｌ”を累積加算する。加算器３１ａ、３
１ｂおよびカウンタ３２の値は、垂直同期信号Ｖのタイ
ミングでそれぞれ総和ラッチ３４ａ、３４ｂおよび計数
値ラッチ３３に取込まれた後、クリアされる。総和ラッ
チ３４ａ、３４ｂおよび計数値ラッチ３３の値は次の垂
直同期信号Ｖの発生まで保持される。よって、総和ラッ
チ３４ａ、３４ｂには、それぞれ一画面の期′間、直前
の画面の指定された領域内の各画素のＲ／Ｓ、Ｇ／Ｓの
累積加算値が保持され、計数値ラッチ３３にはその累積
加算の対象となった一画面中の画素数が保持されること
になる。平均演算テーブル３５には、総和ラッチ３４ａ
、３４ｂの各内容をそれぞれ計数値ラッチ３３の各内容
で割った値を、これらの内容で指定されるアドレスに格
納しである。このようにして、平均演算テーブル３５か
ら一画面内の指定領域についての平均規格化原色信号Ｒ
／Ｓ、Ｇ／Ｓが出力される。

領域指定に対応する平均手段３の構成としては、第４図
に示したもの以外にも考えられる。例えば、第５図に示
すように、垂直同期信号■のタイミンつて加算器３１ａ
、３２ｂの出力をカウンタ３２の出力で除算する除算器
３７ａ、３７ｂにより指定領域内のＲ／Ｓ、Ｇ／Ｓの平
均値を求めるようにしてもよい。

以上のように、平均演算を行う領域を指定することによ
り、例えば、一画面中の周辺部にノイズか多い場合には
、その部分を平均演算から除外して平均規格化原色信号
を求めるといったことが可能になる。

さらに、他の実施例として、平均手段３としてマイクロ
プロセッサもしくはＤ　Ｓ　Ｐ　（ＤｉｇｉｔａｌＳｉ
ｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を用いることも可能で
ある。

また、Ａ／Ｄ変換器２１〜２３から出力されるデジタル
化された原色成分信号Ｒ，Ｇ、Ｂをフレームメモリに格
納したあと、上記規格化テーブル２４、平均手段３、色
判定手段５および必要であれば債域指定回路７の機部を
マイクロプロセッサ等を用いてソフトウェアにより実現
することも可能である。

［発明の効果］ 以上、説明したように１本発明において撮像手段により
得られる３つの原色成分信号Ｒ，Ｇ、Ｂをその総和Ｓで
規格化した規格化原色信号Ｒ／Ｓ、Ｇ／Ｓ、　Ｂ／Ｓを
基礎データとして色判定を行うので光源の光の強度変動
を補償することがてきるのみならず、色判定の判定基準
を規格化原色信号の一画面全体もしくはその一部分のに
わたる平均、ＲｌＳ、　Ｇ／Ｓ、Ｂ／Ｓのうちの少なく
とも２つに基づいて設定するため、光源の色温度の変動
をも補償することかてきる。

したかって、自然光を光源とする野外や照明を適切に管
理していない屋内においても正確に色判定を行うことが
可能となり、監視や自動計測・検査等、広範囲の用途に
顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例のブロック図、第２図は
本発明の第２実施例のブロック図、第３図は第２図の領
域指定回路の具体例を示す回路図、第４図および第５図
はそれぞれ領域指定に対応する平均手段の具体例の回路
図である。 １・・・撮像手段　　　　２・・・規格化手段３・・・
平均手段　　　　５・・・色判定手段６・・・タイミン
グ発生回路 ７・・・領域指定回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）被検領域内の特定の色彩を有する被検対象を検出
   する色判別装置であって、 上記被検領域を撮像して３原色成分信号を出力する撮像
   手段と、 該撮像手段から出力される３原色成分信号の任意の２つ
   を上記３原色成分信号の総和により規格化する規格化手
   段と、 該規格化手段から出力される２つの規格化原色信号につ
   いて、一画面全体の平均値を求める平均手段と、 該平均手段から出力される２つの平均規格化原色信号お
   よび上記規格化手段から出力される２つの規格化原色信
   号に基づいて、上記特定の色彩であるか否かの色判定信
   号を出力する判定手段とを備えた ことを特徴とする色判別装置。
2. （２）被検領域内の特定の色彩を有する被検対象を検出
   する色判別装置であって、 上記被検領域を撮像して３原色成分信号を出力する撮像
   手段と、 該撮像手段から出力される３原色成分信号の任意の２つ
   を上記３原色成分信号の総和により規格化する規格化手
   段と、 一画面内の特定領域を指定する領域指定手段と、 上記規格化手段から出力される２つの規格化原色信号に
   ついて、上記領域指定手段により指定された上記特定領
   域内の平均値を求める平均手段と、 該平均手段から出力される２つの平均規格化原色信号お
   よび上記規格化手段から出力される２つの規格化原色信
   号に基づいて、上記特定の色彩であるか否かの色判定信
   号を出力する判定手段とを備えた ことを特徴とする色判別装置。