ＲＧＢ動植物肌色解析装置

【課題】動植物各社カメラメーカー毎の異なるＲＧＢイメージセンサ感度のバラツキや、光源と被写体の角度る誤差を補正可能な肌色解析装置を提供する
【解決手段】動植物の肌に白い紙を貼り、その紙のＲＧＢ各成分の反射輝度と面積を計測することでイメージセンサのセンサ感度と光源スペクトルの影響を補正し、かつ光源と被写体の角度による反射輝度の変化を補正することにより、人肌では鮮明で確度の高いシミ、ソバカス抽出画像とシミ、ソバカスの濃度別面積の推移グラフや、葉煙草、椎茸、海苔など農水産物のカロテン型乾燥過程又は、アントシアニンを含む農産物の成熟過程、又はその乾燥過程の完熟強度信号を出力することが出来る。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、農水産物の乾燥過程における色調の面積変化や人肌のシミ、ソバカス等のビタミンＣやアルブチンよる漂白効果は肉視的で感覚的に計測されている。これらを簡便に数量的且つ経時的に捉える装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
農水産物の乾燥過程における色調の面積変化や人肌のシミ、ソバカス等のビタミンＣやアルブチン入りのメラニン漂白効果のある美白化粧品等の効果を簡便に数量的且つ経時的で客観的に捉える画像処理装置は特に農水産物生産現場の自動工程やエステ市場で多く求められているが、カメラメーカーによるイメージセンサの感度と、光源のスペクトルは固定条件を前提としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−７２７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許特開２０１０−７２７４７号公報はシミやソバカスを抽出するためであったが、カメラのイメージセンサ感度が各カメラメーカーによって異なり、また、光源の可視光スペクトルは一定条件を前提としなければならず、日常光源である蛍光灯や白色ＬＥＤ等はメラニン、アントシアニン、カロテン等の相対反射強度に光源依存性がある。照明計測環境を同じにする必要がある。
【０００５】
また、撮影軸と直交を成すべき被写体面の角度による反射率の変化をＲＧＢ成分毎の反射補正を行う必要がある。
【０００６】
そのうえ、各社カメラメーカー毎の異なるＲＧＢイメージセンサ感度のバラツキがあり、計測データの再現性を保つのが難しい。
【０００７】
農水産物の乾燥過程における色調の面積変化や人肌のシミ、ソバカス等のビタミンＣやアルブチン入りのメラニン漂白効果のある美白化粧品等の効果を簡便に数量的且つ経時的客観的に捉える画像処理装置は特に農水産物生産現場の自動工程やエステ市場で多く求められる。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本画像処理装置は、平面被写体計測対象面のカメラ軸に対する傾きを正すため、ＲＧＢホワイトバランス用を兼ねた真円形白紙を被写体に貼り、定尺真円面積白紙の寸法写り込みより、撮影軸と直交を成すべき被写体面の射影角を補正しＲＧＢ各の成分の反射補正を行い、メラニンシミ強度はＲ自乗をＧたす１とかけるＢたす１で割り得る。ただし、Ｒは赤色、Ｇは緑色、Ｂは青色である。
【０００９】
この局所毎の数値を元画像に乗じたもので元画像から差し引きメラニンシミ強調像を得、カラーメラニンカメラとし、同様にヘモグロビン吸収光Ｂの自乗をＲたす１とかけるＧたす１で割り得る。
【００１０】
この局所毎の数値を元画像に乗じたもので元画像から差し引き、血管強調画像を得る。メラニンの消去画像はメラニンシミ強度をメラニンの局所毎のＧとＢに加え画像を出力し、血管の消去画像は血管強度を血管の局所ごとのＲとＧに加え画像を出力することが出来る解析装置である。
【００１１】
さらに、メラニンシミ強度別積算面積を棒グラフにし、メラニンシミ美白化治療効果歴記録を表示記録する解析装置である。
【００１２】
葉煙草、椎茸や海苔など農水産物のカロテン型乾燥過程は、カロテン吸収色ＧとＢの増加でＲの相対反射光が増え、クロロフィル吸収色ＢとＲが減少し相対反射光Ｇが減少するので、Ｒ割るＧ又はＢが乾燥強度を表すことができる。
【００１３】
アントシアニンを含む農産物の成熟過程又は乾燥過程はＲ割るＧ、Ｒ割るＢ又はＲ自乗をＧかけるＢで割り、成熟又は乾燥強度信号を出力する解析装置である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明はアナログ写真やデジタル写真の機器毎のＲＧＢ変換感度揺らぎと光源の色スペクトル揺らぎの補正が出来、被写体と光源との射影角度を補正出来る事が可能になり、再現性の高いメラニンシミ強度画像データを得ることが出来る。また、メラニン強度やカロテン及びアントシアニン強度を数量化し、強度別面積割合を表示する。
【００１５】
形成外科、美容外科や美白エステサロン等での術前、術後効果をデジタルカメラ等で撮影し、簡便に美白化治療効果歴を提供出来るようになった。同様の画像処理を農水産物に応用し、葉煙草等の乾燥器制御信号が出力出来た。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について詳述する。
【００１７】
農水産物の乾燥過程における色調の面積変化やシミ、ソバカス等の美白化施術効果確認を簡便に数量的且つ経時的で客観的に捉える画像処理装置をデジタルカメラとコンピュータで構成し、請求項１から請求項４のＲＧＢデジタル処理を行った。
【００１８】
ＲＧＢホワイトバランス用と寸法計測を兼ねた真円形白紙を被写体に貼り、定尺真円面積白紙の寸法写り込みにより、被写体の射影角を補正しＲＧＢ各の成分の反射補正を行い、ＲＧＢ輝度強度別累計面積を出力する。定尺真円面積白紙の各ＲＧＢ成分の平均がＲａｖｇ，Ｇａｖｇ，Ｂａｖｇと求められたとすると、各画像データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉにおけるホワイトバランスと光源バランスの補正値Ｒｉ‘，Ｇｉ’，Ｂｉ‘は以下のように求められる。
【数１】

【００１９】
他に数２、数３としてもよい。
【数２】

【数３】

【００２０】
メラニンシミ強度は被写体の撮影角度の影響を小さくするために補正処理を行う。反射光が射影成分を含むとメラニンシミ強度を表すシミ、ソバカス指数が上がることが実験から分かっているので、シミ、ソバカス指数が高いか低いかを判別するための基準値Ｘａｖｇを設定する必要がある。シミ、ソバカスにおける特徴的な吸光特性については特開２０１０−７２７４７号公報図２に記載されている。
【００２１】
この吸光特性を利用して数４により、補正値Ｒｉ‘，Ｇｉ’，Ｂｉ‘を用いてシミ、ソバカス指数Ｘｉを得ることが出来る。
【数４】

【００２２】
さらにシミ、ソバカス抽出領域の全ピクセル数をNとして数５により基準値Ｘａｖｇを得ることが出来る。
【００２３】
【数５】

【００２４】
また、これと併せて、補正値Ｒｉ‘，Ｇｉ’，Ｂｉ‘の平均Ｒａｖｇ’,Ｇａｖｇ‘,Ｂａｖｇ’を数６より求める。
【数６】

【００２５】
次に求めた基準値Ｘａｖｇから傾斜補正のための傾斜判断を行う。シミ、ソバカス指数を抽出する領域内の画像データにおいて、数７を満たす場合は光源と被写体との角度により光源の光が届いていないと判断し、数８を満たす場合は光源と被写体との角度により肌色情報を失わせていると判断できる。
【数７】

【数８】

【００２６】
数７を満たす画像データの各ＲＧＢ成分平均Ｒａｖｇ‘’，Ｇａｖｇ‘’，Ｂａｖｇ‘’は、その数７を満たす全ピクセル数をＮ‘’とすると数９により求められる。
【数９】

【００２７】
同様にして、数８を満たす各Ｒａｖｇ‘’‘，Ｇａｖｇ’‘’，Ｂａｖｇ‘’‘成分平均Ｒａｖｇ‘’‘，Ｇａｖｇ’‘’，Ｂａｖｇ‘’‘は、その数８を満たす全ピクセル数をＮ’‘’とすると数１０により求められる。
【数１０】

【００２８】
次に、シミ、ソバカス抽出領域のシミ、ソバカス指数Ｘｉに対して傾斜補正を行ったＸｉ‘を求める。Ｘｉが数７を満たす場合Ｘｉ’は数１１で求められる。
【数１１】

【００２９】
Ｘｉが数８の場合、Ｘｉ‘は数１２で求められる。
【数１２】

【００３０】
図１は、本発明者による特許第４７０６０６９実施装置によって美白化粧品が注入された被計測者のメラニン強度別面積比の美白化経過改善歴を示す図である。被計測者には一定期間美白治療を行ってもらい、その治療過程におけるメラニン計測領域内のシミ、ソバカス指数をアフリカ人レベル、日本人レベル、ヨーロッパ人レベルに分け、その面積比率を表したグラフである。図1内のＮｏ１は２０１０年１月、Ｎｏ２は２０１１年１月、Ｎｏ３は２０１１年３月上旬、Ｎｏ４は２０１１年３月中旬に計測したものである。シミ、ソバカス指数を点数化したことと、面積計算を行えることになったことで、容易に効果を確認することが出来るようになった。
【００３１】
図２は、葉煙草の乾燥工程に伴うＲＧＢ色素強度成分変化は本発明のＲＧＢ処理で行い得られ、横軸は乾燥工程で温度と時間の積に比例する係数である。
【００３２】
図３は、カロテン型乾燥過程で在る葉煙草に実施し、Ｒ割るＧで乾燥強度を表し、乾燥度過程信号を得た。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】シミ、ソバカス等のビタミンＣやアルブチン入りのメラニン漂白効果のある美白化粧品を注入した美白化経過改善歴のグラフである。
【図２】本発明の実施形態によって得た葉煙草の乾燥工程に伴うＲＧＢ色素強度成分変化グラフである。
【図３】本発明の実施形態によって得た、カロテン型乾燥過程で在る葉煙草の乾燥度過程信号のグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面被写体計測対象面のカメラ軸に対する傾きを正すため、赤色Ｒ、緑色Ｇと青色Ｂのホワイトバランス用を兼ねた真円形白紙を被写体に貼り、定尺真円面積白紙の寸法写り込みより、撮影軸と直交を成すべき被写体面の角度による反射の変化をＲＧＢ成分毎の反射補正を行い、ＲＧＢ輝度強度別累計面積を出力することを特徴とするＲＧＢ動植物肌色解析装置。
【請求項２】
人肌に応用し、メラニンシミ強度はＲ自乗をＧたす１とかけるＢたす１で割り得る。この局所毎の数値を元画像に乗じたもので元画像から差し引きメラニンシミ強調像を得、カラーメラニンカメラとし、同様にヘモグロビン吸収光Ｂの自乗をＲたす１とかけるＧたす１で割り得る。この局所毎の数値を元画像に乗じたもので元画像から差し引き、血管強調画像を得る。メラニンと血管それぞれの消去画像を各の強度をメラニンは局所毎のＧとＢに加え、血管はＲとＧに加え出力することが出来ることを特徴とする請求項１記載のＲＧＢ動植物肌色解析装置。
【請求項３】
人肌に応用し、メラニンシミ強度別積算面積を棒グラフにし、メラニンシミ美白化治療効果歴記録を表示記録することを特徴とする請求項１及び請求項２記載のＲＧＢ動植物肌色解析装置。
【請求項４】
農水産物のカロテン型乾燥過程はＲ割るＧ又はＲ自乗割るＧ自乗が乾燥強度を表し、農水産物のアントシアニンを含む農産物の成熟過程、又は乾燥過程はＲ割るＧ、Ｒ割るＢ、又はＲ自乗をＧたす１とかけるＢたす１で割り乾燥或いは完熟強度信号を出力することが出来ることを特徴とする請求項１から請求項３に記載のＲＧＢ動植物肌色解析装置。

【図１】