JPH116765A - 真珠の色分類装置 - Google Patents

真珠の色分類装置

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JPH116765A
JPH116765A JP17531297A JP17531297A JPH116765A JP H116765 A JPH116765 A JP H116765A JP 17531297 A JP17531297 A JP 17531297A JP 17531297 A JP17531297 A JP 17531297A JP H116765 A JPH116765 A JP H116765A
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Shinji Yamada
慎治 山田
Koichi Nakagawa
孝一 中川
Norio Taneda
規男 種田
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OOTSUKI SHINJIYU KK
Kanebo Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性
に則した微妙な分類が可能な真珠の色分類装置を提供す
る。 【解決手段】適宜載置される真珠Sを照明する照明手段
3と、真珠Sを撮像してRGBのアナログ画像データを
得る撮像手段1と、得られたアナログ画像データをデジ
タル画像データに変換するA/D変換手段5と、変換さ
れたデジタル画像データを記憶する記憶手段6と、記憶
されたデジタル画像データから背景部分及びハレーショ
ン部分を除去して処理データを抽出する処理データ抽出
手段7と、得られた処理データを色相データ,彩度デー
タ及び明度データからなるHSIデータに変換するHS
Iデータ変換手段8と、得られた色相データを基に色相
に関するヒストグラムを算出するヒストグラム演算手段
9と、得られたヒストグラムを基に真珠色を分類する色
分類手段10とから構成する。色相データを基に分類す
るので微妙な色合いの真珠を確実に分類することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は微妙な色合いを有す
る真珠の色を自動的に分類することのできる色分類装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】自然界において育成される真珠は、人工
核の周りに、厚さが僅か0.3μm前後の半透明の薄膜
が1000層以上も積層した真珠層を備えてなるもので
あり、母貝の種類,海水条件等の自然環境に左右されて
その色合い,光沢,大きさ等が異なる。殊に、真珠層の
多層膜が引き起こす表面反射,多重反射,干渉等の光学
現象により、その色合いは各真珠で微妙に異なる。した
がって、ネックレス等の装飾品とする場合にはその商品
価値の面から各真珠の色合いを統一する必要があり、ま
た、その色合いに応じて個別にも市場における商品価値
が異なるため、これを幾つかに分類する必要がある。
【0003】従来、白色系真珠の分類基準として図7に
示す6区分に分類するものがある。この区分は色合いを
微妙,複雑に感じる人間の視覚感性を考慮したものであ
って、WNは赤みが強く且つ黄みが弱いもの、WGは緑
みが強く且つ黄みが弱いもの、MNは赤みが強く且つ黄
みが中程度であるもの、MGは緑みが強く且つ黄みが中
程度であるもの、LNは赤みが強く且つきみが強いも
の、LGは緑みが強く且つ黄みが強いものを意味する。
【0004】そして、従来は、照明の影響によって真珠
色が本来の色と異なって見える、所謂光の演色性を考慮
し、より一般的な光源である自然光の下に真珠をおき、
熟練検査員が肉眼によりこれを観察して如上のような色
分類を行っていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した自
然光を用いた熟練検査員による分類においては、自然光
の強さ,照射角度等により、真珠色が微妙に異なって検
査員に感じられるため、一定の精度の分類結果を得るた
めには、均一な自然光が得られるように、検査作業の場
所及び時間を特定する必要があり、また、天候にも左右
されやすいことから検査効率の向上が図れないという問
題があった。更に、人間の感覚に依存する検査であるの
で誤りを生じやすく、正確な分類ができないという問題
もある。
【0006】他方、特開昭56−61635号公報,特
開昭61−230778号公報,特開昭63−1017
17号公報には人の判断に依らない真珠の色分類方法が
開示されている。特開昭56−61635号公報及び特
開昭61−230778号公報に開示される分類方法は
真珠からの反射光の分光特性のパターンを基に分類する
ものであり、特開昭63−101717号公報に開示さ
れる分類方法はRGBの3原色(混色系表記)に基づい
た分類方法である。
【0007】しかしながら、分光特性のパターンを基に
分類する方法においては、白真珠,ピンク真珠,グリー
ン真珠といった比較的単純な色合いについては前記パタ
ーン化が可能であるものの、上述した緑みが強く且つ黄
みが弱いといった微妙且つ複雑な色合いをパターン化す
ることは不可能であり、人間の視覚感性に則した分類が
できないものであった。また、RGBの3原色に基づい
た分類方法は、RGB3原色が心理物理色を表示する混
色系のデータであることから、これについても同様に、
微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性に則した
微妙な分類ができないものであった。
【0008】本発明は以上の実情に鑑みなされたもので
あって、微妙且つ複雑な色合いを感じる人間の視覚感性
に則した微妙な分類が可能な真珠の色分類装置の提供を
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の請求項1に係る発明は、適宜載置される真珠
を照明する照明手段と、該真珠を撮像してRGBのアナ
ログ画像データを得る撮像手段と、得られたアナログ画
像データをデジタル画像データに変換するA/D変換手
段と、変換されたデジタル画像データを記憶する記憶手
段と、記憶されたデジタル画像データから背景部分及び
ハレーション部分を除去して処理データを抽出する処理
データ抽出手段と、得られた処理データを色相データ,
彩度データ及び明度データからなるHSIデータに変換
するHSIデータ変換手段と、得られた色相データを基
に色相に関するヒストグラムを算出するヒストグラム演
算手段と、得られたヒストグラムを基に真珠色を分類す
る色分類手段とから構成したことを特徴とするものであ
る。
【0010】以上の構成を備えた請求項1に係る発明に
よれば、真珠を撮像位置に載置し、これを照明手段によ
り照明しながら、撮像手段により撮像してRGB各成分
の階調に関するアナログ画像データを得る。ついで、得
られたアナログ画像データをA/D変換手段によりデジ
タル画像データに変換し、変換したデジタル画像データ
を記憶手段に記憶する。そして、処理データ抽出手段に
よりデジタル画像データから背景部分及びハレーション
部分にかかるデータを除去して処理データを抽出する。
即ち、A/D変換手段により得られたデジタル画像デー
タのうち、背景に係る部分及びハレーションを生じてい
る部分に係るデータは、真珠本来の色合いを示さない部
分のデータであり、この部分のデータを取り除くことで
真珠本来の色合いを示す部分のみのデータを処理データ
として抽出する。
【0011】ついで得られた処理データをHSIデータ
変換手段により色相データ,彩度データ及び明度データ
からなるHSIデータに変換する。RGBはある色と等
色にするのに必要な色光の混合量に基づいた心理物理色
を表示する混色系の表色値であり、このRGBに関する
データをもってしては色合いが微妙に異なる真珠の色分
類を行うことができない。換言すれば、RGB値をもっ
てしては真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって表す
ことは不可能なのである。一方、色相,彩度及び明度に
関する各値は、物体標準色の色の見えに基づいた知覚色
を表示する顕色系の表色値であり、人間の感性に則した
表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有意差をもって
表し易い。
【0012】HSIデータ変換手段により変換された色
相データは角度データとして与えられる。ヒストグラム
演算手段はHSIデータ変換手段により変換された色相
データを基に、所定の範囲で区分けされた角度毎に、該
当区分に属する画素数を度数としたヒストグラムを算出
する。
【0013】そして、算出されたヒストグラムに基づい
て色分類手段は真珠色の色分類を行う。即ち、例えば、
上述した従来の分類、WN,WG,MN,MG,LN,
LGについて分類する場合には、まず、赤色に区分され
る度数と緑色に区分される度数とを比較して、赤色の度
数が多い場合には赤みが強いと判断し、緑色の度数が多
い場合には緑みが強いと判断する。ついで、黄色に区分
される度数を2つのしきい値でもって黄みが弱い,中程
度,強いの3区分に分類し、計6区分に分類するのであ
る。
【0014】以上のように、請求項1に係る発明によれ
ば、色相データを基に分類しているので微妙な色合いを
有する真珠を確実に分類することができる。
【0015】また、請求項2に係る発明は、適宜載置さ
れる真珠を照明する照明手段と、該真珠を撮像してRG
Bのアナログ画像データを得る撮像手段と、得られたア
ナログ画像データをデジタル画像データに変換するA/
D変換手段と、変換されたデジタル画像データを記憶す
る記憶手段と、記憶されたデジタル画像データから背景
部分及びハレーション部分を除去して処理データを抽出
する処理データ抽出手段と、得られた処理データを色相
データ,彩度データ及び明度データからなるHSIデー
タに変換するHSIデータ変換手段と、得られた色相デ
ータを基に色相に関するヒストグラムを算出するヒスト
グラム演算手段と、得られたヒストグラムから補色関係
にある色相同士についての度数比を演算する補色度数比
演算手段と、得られた度数比を基に真珠色を分類する色
分類手段とから構成したことを特徴とするものである。
【0016】以上の構成を備えた請求項2に係る発明に
よれば、まず、請求項1に係る発明におけると同様にし
て、真珠のデジタル画像データを得た後このデジタル画
像データから処理データを抽出し、ついでこれをHSI
データに変換し、変換された色相データを基に、所定の
範囲で区分けされた角度毎に、該当区分に属する画素数
を度数としたヒストグラムを算出する。
【0017】ついで、前記補色度数比演算手段はヒスト
グラム演算手段により算出された各区分の度数を基に相
互に補色関係にある区分同士の度数比を算出する。そし
て、この度数比を基に色分類手段により真珠色を分類す
る。一般に赤色のリンゴを描く場合に、赤色の絵の具
を100%用いて描いた場合と、赤色の絵の具を98
%及び緑色の絵の具を2%用いて描いた場合とでは、
による方が圧倒的に赤色の鮮やかなものになることが知
られている。したがって、真珠のように人間が微妙な色
合いを感じるようなものについては、人間の感性に合わ
せるように補色を考慮して分類するのが好ましい。前述
した従来の赤,緑,黄の色合いに関する区分であるW
N,WG,MN,MG,LN,LGの6区分に分類する
場合についてみると、まず、予めマスターピースになる
真珠を熟練検査員により目視検査するとともに、同一の
真珠について上述の一連のプロセスにより補色関係にあ
る赤/緑と黄/青についての前記度数比を算出し、両者
を考慮して前記度数比のしきい値を決定する。そして、
検査対象の真珠について上述の一連のプロセスにより赤
/緑と黄/青について度数比を算出し、前もって決定し
たしきい値によりこれを分類するのである。
【0018】以上のように、請求項2に係る発明によれ
ば、補色関係を考慮して分類しているので、人間の視覚
感性にあった分類を行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施形態
たる第1の実施形態及び第2の実施形態について添付図
面に基づき説明する。尚、真珠色をWN,WG,MN,
MG,LN,LGの6区分に分類するものとする。
【0020】A.第1の実施形態
【0021】図1は第1の実施形態たる真珠の色分類装
置を示すブロック図である。同図に示すように、この装
置は真珠Sを撮像する撮像装置1と、この撮像装置1の
撮像位置に真珠Sを搬送する搬送装置2と、撮像位置に
ある真珠Sを照明する照明装置3と、前記撮像装置1に
より得れられた画像データを処理する処理装置4とから
なる。
【0022】前記撮像装置1は例えばCCDカメラ等か
らなるものであり、撮像位置にある真珠Sからの反射光
を入力して、RGB各成分の階調に関するアナログ画像
データを出力する。また、前記搬送装置2は、如上のよ
うに真珠Sを前記撮像装置1の撮像位置に搬送するもの
であり、ベルトコンベア等を適用できるが、搬送中に真
珠Sが振動しないように、吸引する等してこれを保持し
搬送するものが好ましい。
【0023】また、前記照明装置3は、如上のように撮
像位置にある真珠Sを照明するものであり、太陽光に近
いスペクトル特性を備えたものが好ましく、この装置に
おいてはRGB3色のLEDからなるランプを用いた。
尚、この他にキセノンランプ等を用いることができる。
この照明装置3の照明方向、即ち、撮像装置1からの照
明装置3の角度α(図1)は30゜〜60゜の範囲とす
るのが好ましい。上述したように、真珠Sは人工核の周
りに、厚さが僅か0.3μm前後の半透明の薄膜が10
00層以上も積層した真珠層を備えてなるものであり、
この多層膜が引き起こす表面反射,多重反射,干渉等の
光学現象が真珠Sの複雑な色合いを生んでいる。したが
って、単に上方から真珠を照明するだけでは、このよう
な真珠Sが本来備える複雑な色合いを発現させることは
不可能である。本発明者等は試行錯誤の結果上述した照
明方向が真珠Sの複雑な色合いを発現させるのに最も適
していることを知見するに至ったものである。
【0024】前記処理装置4はCPU,RAM,フレー
ムメモリ,ROM及びI/Oポート等を備えたマイクロ
コンピュータからなり、その機能から区分けされるA/
D変換部5,画像データ記憶部6,処理データ抽出部
7,HSIデータ変換部8,ヒストグラム演算部9及び
色分類部10とを備えてなるものである。
【0025】A/D変換部5は前記撮像装置1から出力
されたRGBのアナログ画像データを空間サンプリング
した後、RGBの8bitデジタル画像データに変換す
るものであり、これによりRGB各色について階調数2
56のデジタル階調データが得られる。
【0026】画像データ記憶部6はフレームメモリを備
えてなるものであり、このフレームメモリに前記A/D
変換部5によって変換されたデジタル画像データを記憶
する。
【0027】処理データ抽出部7は前記記憶部6に記憶
されたデータのうち、真珠Sの本来の色合いを示さない
データ、即ち画像の背景に係る部分及びハレーションを
生じている部分についてのデータを削除して、真珠Sの
本来の色合いを示している部分のデータのみを処理デー
タとして抽出するものである。具体的には、まず、前記
記憶部6に記憶されたカラー画像データを下式数式1に
より階調画像データに変換する。但し、Yは輝度デー
タ、I及びQは色差データであり、R,G,Bは各画素
のRGBの階調値である。背景部分は暗色であり輝度デ
ータYが極めて低く、一方ハレーション部分は輝度デー
タYが極めて高い。したがって、この輝度データYを基
に背景に係る部分及びハレーションを生じている部分に
係るデータを削除することが可能であり、本例では輝度
データYが0≦Y<50であれば背景に係るデータと
し、250<Y≦255であればハレーションの部分に
係るデータであるとして、これに該当する画素のRGB
データを削除することとした。そして、処理データ抽出
部7は残った画素のRGBデータを処理データとして前
記HSIデータ変換部8に出力する。
【0028】
【数1】
【0029】前記HSI変換部8は前記処理データ抽出
部7により抽出されたRGBの階調データを受けてこれ
を色相H(Hue),彩度S(Saturatio
n),明度I(Intensity)に関する各データ
に変換するものである。上述したように、色相H,彩度
S及び明度Iに関する各値は、物体標準色の色の見えに
基づいた知覚色を表示する顕色系の表色値であり、人間
感性に則した表色であって真珠のもつ微妙な色合いを有
意差をもって表し易いものである。
【0030】このHSIデータに変換する手法として
「HSI6角錐カラーモデルによる変換」、「HSI双
6角錐カラーモデルによる変換」、「Haydnの定義
に基づく変換」及び「Rainesの定義に基づく変
換」等が知られているが、本例では「HSI双6角錐カ
ラーモデルによる変換」に基づくこととした。この変換
手法による「HSI双6角錐カラーモデル」はマンセル
色の立体モデルに最も近く、最も人間の感性に則した表
色に属するからである。「HSI双6角錐カラーモデル
による変換」は図2に示すように、6角錐を上下に重ね
たモデルに基づくものであり、色相値Hは図3に示す如
く0〜2πの値を取り、彩度値S及び明度値Iは0〜1
の値を取る。具体的には各画素についてのRGB値を下
式数式2によりHSI値に変換する。
【0031】
【数2】
【0032】ヒストグラム演算部9は前記HSIデータ
変換部8により変換された各画素の色相値Hを基に、所
定の範囲で区分けされた角度毎に、該当区分に属する画
素数を度数としたヒストグラムを算出する。具体的に
は、図3に示す色相環のうち、θが11π/6〜π/6
である範囲を赤の区分とし、π/6〜π/2である範囲
を黄の区分とし、1/2π〜5π/6である範囲を緑の
区分とし、5π/6〜7π/6である範囲を青緑の区分
とし、7π/6〜3π/2である範囲を青の区分とし、
3π/2〜11π/6である範囲を紫の区分として、各
区分に属する画素の度数を算出する。算出したヒストグ
ラムの一例を図4に示す。
【0033】色分類部10は前記ヒストグラム演算部9
により算出したヒストグラムを基に、該当の真珠色がW
N,WG,MN,MG,LN,LGのどの区分に属する
かを分類するものであり、具体的には次のような処理を
行う。
【0034】即ち、まず、前記ヒストグラムの赤の区分
に属する度数と緑の区分に属する度数とを比較し、赤の
区分に属する度数が多い場合には当該真珠がWN,M
N,LNのいずれかに分類されるものと判断し、緑の区
分に属する度数が多い場合には当該真珠がWG,MG,
LGのいずれかに分類されるものと判断する。
【0035】ついで、予め経験に基づいて設定したしき
い値を用い、黄の区分に属する度数を基に、黄みが弱
い,中程度,強いの3区分に分類し、WN,WG,M
N,MG,LN,LGの計6区分に分類する。
【0036】以上の構成を備えた色分類装置によれば、
検査対象の真珠Sは搬送装置2により順次撮像装置1の
撮像位置に向けて搬送され、同撮像位置においてこの撮
像装置1により撮像され、得られた画像データが前記処
理装置4に入力される。そして、この処理装置4により
前述した一連の処理が行われて当該真珠Sの色が分類さ
れる。斯くしてこの装置によれば、得られたカラー画像
データをHSI変換した後、色相値を基に分類している
ので、微妙な色合いを有する真珠を確実に所望の区分に
分類することができる。
【0037】B.第2の実施形態
【0038】次に第2の実施形態に係る真珠の色分類装
置について説明する。図5は第2の実施形態に係る真珠
の色分類装置を示すブロック図である。同図に示すよう
に、この装置は、前述した第1の実施形態に係る装置と
処理装置4の構成が若干異なるものであり、補色度数比
演算部11と、第1の実施形態に係る色分類部10とは
機能の異なる色分類部12とを備えてなる。したがっ
て、第1の実施形態に係る装置と同じ構成については同
一の符号を付してその詳しい説明を省略する。
【0039】前記補色度数比演算部11はヒストグラム
演算部9において算出した各区分の度数を基に、各区分
の補色関係にある区分同士の度数比を算出するものであ
る。具体的には赤の区分と青緑の区分、黄の区分と青の
区分、緑の区分と紫の区分とが相互に補色関係にあり、
これらについて度数比を算出するのであるが、本例の分
類区分は赤,緑,黄の色合いに関するものであるので、
青緑区分の代わりに緑区分を用い、赤区分と緑区分との
度数比及び黄区分と青区分との度数比を算出することと
した。例えば、図4に示すヒストグラムについて見る
と、R(赤区分の度数)/G(緑区分の度数)は、R/
G=1083/1921=0.564となり、Y(黄区
分の度数)/B(青区分の度数)は、Y/B=9144
/1129=8.099となる。
【0040】前記色分類部12は予め設定したしきい値
を用いて、前記補色度数比演算部11において算出した
度数比から、真珠色をWN,WG,MN,MG,LN,
LGの6区分に分類するものである。しきい値は経験的
に求められるもので、熟練検査員が分類した前記6区分
に属する真珠をマスターピースとして上記一連のプロセ
スによりR/G値及びY/B値を算出する。このように
して算出した結果の一例を図6に示す。同図に示すよう
に、R/G値を縦軸に、Y/B値を横軸にとって前記6
区分に属する真珠についての各値をプロットすると、各
区分に属する真珠毎に一定の範囲でもって分布する。本
例ではこれを基にして、0≦R/G<1であり且つ0
≦Y/B<1である場合にWGに分類し、0≦R/G
<1であり且つ1≦Y/B<2.5である場合にMGに
分類し、0≦R/G<1であり且つ2.5≦Y/Bで
ある場合にMGに分類し、1≦R/Gであり且つ0≦
Y/B<0.6である場合にWNに分類し、1≦R/
Gであり且つ0.6≦Y/B<1.8である場合にMN
に分類し、1≦R/Gであり且つ1.8≦Y/Bであ
る場合にLNに分類することとした。
【0041】以上の構成を備えた色分類装置によれば、
ヒストグラム演算部9において算出したヒストグラムを
基に、補色度数比演算部11及び色分類部において一連
の処理を実施することにより、真珠色を上記6区分に分
類することができる。斯くして、この装置によれば、色
相の補色関係を考慮して色分類を行うので、人間の視覚
感性に則した分類を行うことができる。
【0042】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の請求項1
に係る発明によれば、カラー画像データをHSIデータ
に変換した後、色相に関するヒストグラムを算出し、得
られたヒストグラムを基に真珠色を分類しているので、
微妙な色合いをもつ真珠色を確実且つ明確に分類するこ
とができる。
【0043】また、請求項2に係る発明によれば、色相
に関するヒストグラムを算出した後、補色関係にある色
相同士についての度数比を算出し、この度数比を基に真
珠色を分類しているので、微妙な色合いを感じ得る人間
の視覚感性に則した色分類を行うことができる。
【0044】そして、請求項1及び2に係る発明におい
ては、人間が関与せず、しかも自動的に真珠の色分類を
行うことができるので、正確に分類を行うことができ、
また、検査効率を高めることができるという効果を備え
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る真珠の色分類装
置を示すブロック図である。
【図2】HSI変換に係る「HSI双6角錐カラーモデ
ル」を示す説明図である。
【図3】「HSI双6角錐カラーモデルによる変換」に
関する色相環を示す説明図である。
【図4】色相に関するヒストグラムを示すグラフであ
る。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る真珠の色分類装
置を示すブロック図である。
【図6】マスター真珠の補色度数比に関する分布図であ
る。
【図7】真珠の従来の分類区分を示す説明図である。
【符号の説明】
1 撮像装置 2 搬送装置 3 照明装置 4 処理装置 5 A/D変換部 6 画像データ記憶部 7 処理データ抽出部 8 HSIデータ変換部 9 ヒストグラム演算部 10 色分類部 11 補色度数比演算部 12 色分類部

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 適宜載置される真珠を照明する照明手段
    と、 該真珠を撮像してRGBのアナログ画像データを得る撮
    像手段と、 得られたアナログ画像データをデジタル画像データに変
    換するA/D変換手段と、 変換されたデジタル画像データを記憶する記憶手段と、 記憶されたデジタル画像データから背景部分及びハレー
    ション部分を除去して処理データを抽出する処理データ
    抽出手段と、 得られた処理データを色相データ,彩度データ及び明度
    データからなるHSIデータに変換するHSIデータ変
    換手段と、 得られた色相データを基に色相に関するヒストグラムを
    算出するヒストグラム演算手段と、 得られたヒストグラムを基に真珠色を分類する色分類手
    段とから構成したことを特徴とする真珠の色分類装置。
  2. 【請求項2】 適宜載置される真珠を照明する照明手段
    と、 該真珠を撮像してRGBのアナログ画像データを得る撮
    像手段と、 得られたアナログ画像データをデジタル画像データに変
    換するA/D変換手段と、 変換されたデジタル画像データを記憶する記憶手段と、 記憶されたデジタル画像データから背景部分及びハレー
    ション部分を除去して処理データを抽出する処理データ
    抽出手段と、 得られた処理データを色相データ,彩度データ及び明度
    データからなるHSIデータに変換するHSIデータ変
    換手段と、 得られた色相データを基に色相に関するヒストグラムを
    算出するヒストグラム演算手段と、 得られたヒストグラムから補色関係にある色相同士につ
    いての度数比を演算する補色度数比演算手段と、 得られた度数比を基に真珠色を分類する色分類手段とか
    ら構成したことを特徴とする真珠の色分類装置。
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