JP2018519523A - 測定デバイス、システム、方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像ユニットを有する市販のモバイル端末を使用して、再帰性反射係数を容易に測定できるデバイス、システム、方法、及びプログラムを提供すること。
【解決手段】標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、その撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換するための変換用ユニットと、標的物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算するための計算ユニットと、を有するデバイスが提供される。

Description

本開示は、測定デバイス、システム、方法、及びプログラムに関する。

図１３は、再帰性反射材を説明する図である。再帰性反射は、入射光が進入角度とは無関係に入射の方向へと反射して戻される現象と定義される。再帰性反射材８０は、複数の微細粒子（ビーズ）８１を含有する透明な合成樹脂の塗布剤８２の構成物である。再帰性反射材８０に入射する入射光８３は、粒子８１の内側で屈折され、次いで、１点に収束された後で反射されて反射光８４となり、この反射光８４はもう一度粒子８１を通過し、元の方向へと戻る。したがって、光の入射方向から見ると、再帰性反射材は輝いて見えるが、光の入射方向と異なる方向から見ると、輝いては見えない。更に、再帰性反射材８０は、３次元形状などに形成されたプリズムなどの、別の構成を使用して実現することができる。

再帰性反射材は、例えば案内標識、衣服（衣類）などに広く使用されているが、再帰性反射性能は使用とともに低下するので、製品寿命を判定するためにはその特性を調べなければならない。再帰性反射材の１つの特徴は、入射光照度（ｌｘ）に対する再帰性反射輝度（ｃｄ／ｍ^２）の比によって定義される、再帰性反射係数（ｃｄ／ｍ^２ｌｘ）である。再帰性反射係数の値は、特性の定量化において使用されるだけではなく、再帰性反射材に関して製品寿命を判定するための指標としても使用できる。例えば、道路標識、衣服などで使用される再帰性反射材の再帰性反射性能を測定するためのデバイス及び方法が、特許文献１及び２に記載されている。

米国特許出願公開第２０１３／０１９４５６５号 米国特許第７９６１３２８号

再帰性反射係数を測定するための方法は、ＡＮＳＩ１０７−２０１０、ＪＩＳ Ｚ８７１４−１９９５などの工業規格によって定義されている。これらの基準は、輝度の測光値及び照度などを定義するだけでなく、再帰性反射材に入射する照射光の進入角度及び光源と検出器との間の観測角度のようなものの測定における、幾何的条件も定義する。そのような測定条件を満足する再帰性反射係数を測定するには、例えば特許文献１及び２に記載されているもののような、大型で高価な機器が必要とされる。

したがって、本発明の目的は、撮像ユニットを有する市販のモバイル端末を使用して再帰性反射係数を容易に測定できる、デバイス、システム、方法、及びプログラムを提供することである。

標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、その撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換するための変換用ユニットと、標的物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算するための計算ユニットと、を有するデバイスが提供される。

上記したデバイスが、観測角度、進入角度、及び再帰性反射係数の値を出力するための出力ユニットも有することが好ましい。

上記したデバイスが、撮影用の光を放射するための光源である発光ユニットも有することが好ましい。

上記したデバイスが、観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれているかどうかを判定する判定ユニットも有すること、及び、出力ユニットが判定ユニットに従い判定結果も出力することが好ましい。

上記したデバイスが、基準範囲を決定する観測角度と進入角度との間の対応関係を記憶するための記憶ユニットも有することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、記憶ユニットが標的物の種類に基づく複数の対応関係を記録すること、並びに、判定ユニットが撮影される標的物の種類に従って対応関係を参照し、次いで観測角度及び進入角度が得られた基準範囲内に含まれているかどうかを判定することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、記憶ユニットが、光源の種類と、観測角度と、進入角度と、標的物の照度値との間の第２の対応関係も記録することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、撮像ユニットが、撮影用発光を使用して標的物の第１の画像を撮影することに加えて更に、撮影用発光を使用せずに標的物の第２の画像を撮影すること、及び、変換ユニットが、第１の画像の画像データを第１の輝度値に変換することに加えて更に、第２の画像の画像データを第２の輝度値に変換し、次いで第１の輝度値と第２の輝度値との間の差分を計算することによって標的物の輝度値を取得することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、撮像ユニットが標的物以外の部分を含む画像を撮影すること、及び、変換ユニットが、画像の画像データから得られる標的物以外の部分に基づいて標的物の輝度値を補正することが好ましい。

上記したデバイスが、再帰性反射係数が既知である再帰性反射材上に光源から光が照射されるときの再帰性反射材の輝度値に基づいて標的物の照度値を計算するための、照度値計算ユニットも有することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、撮像ユニットが、観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれていると判定されたときに、使用者の操作に関係なく標的物の画像を撮影することが好ましい。

上記したデバイスにおいては、出力ユニットが、撮像ユニットが撮影したエリア、判定ユニットの判定結果、及び計算ユニットによって計算された再帰性反射係数の値を表示するための、表示ユニットであることが好ましい。

上記したデバイスが、撮像ユニットによる撮影中の露出量を調節するための露出補正ユニットも有することが好ましい。

上記したデバイスが、光源からの光の強度を低減するためのフィルタも有することが好ましい。

上記したデバイスが、光源からの光の光経路を偏向させて観測角度を調節するためのプリズムも有することが好ましい。

上記したデバイスが、再帰性反射係数が既知である１つ又は複数の再帰性反射エリアを含む基準標的物も有すること、及び、計算ユニットが１つ又は複数の再帰性反射エリアの特徴値を使用して計算を行うことが好ましい。

上記したデバイスにおいては、基準標的物が再帰性反射係数の値が既知である複数の再帰性反射エリアを含むこと、及び、複数の再帰性反射エリアの再帰性反射係数が全て互いと異なっていることが好ましい。

上記したデバイスにおいては、複数の再帰性反射エリアが前もって決定されたパターンで基準標的物上に配置されていることが好ましい。

通信可能な端末デバイス及びサーバデバイスを含むシステムであって、端末デバイスは、標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、その撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、画像の画像データをサーバデバイスに送信する及び標的物の再帰性反射係数の値をサーバデバイスから受信するための端末通信ユニットと、観測角度、進入角度、及び再帰性反射係数の値を表示するための表示ユニットと、を有し、また、サーバデバイスは、画像データの撮影情報を使用して画像データを標的物の輝度値に変換するための変換ユニットと、標的物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数を計算するための計算ユニットと、端末デバイスから画像データを受信する及び再帰性反射係数の値を端末デバイスに送信するためのサーバ通信ユニットと、を含む、システムが提供される。

更に、標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するためのステップと、標的対象物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するためのステップと、光源から標的物上に光を照射するためのステップと、標的物の画像を撮影するためのステップと、画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換するためのステップと、標的対象物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算するためのステップと、を有する方法が提供される。

更に、標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得し、標的対象物に入射する撮影用発光の進入角度を取得し、撮像ユニットが撮影した標的物の画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換し、標的対象物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算する、プログラムが、コンピュータ内に提供される。

上記したデバイス、システム、方法、及びプログラムによれば、撮像ユニットを有する市販のモバイル端末を使用して、再帰性反射係数を容易に測定できる。

端末デバイス１の概略構成図である。 進入角度θ及び観測角度φを説明するための図である。 進入角度θ及び観測角度φを説明するための図である。 制御ユニット１４の機能ブロック図である。 変換ユニット１４１により使用される全データの関係図である。 差分処理ユニット１４２を説明するための図である。 差分処理ユニット１４２を説明するための図である。 差分処理ユニット１４２を説明するための図である。 基準範囲を決定する観測角度φ及び進入角度θの例を示す表である。 光源の種類と、観測角度φと、進入角度θと、標的物の照度値Ｉとの間の対応関係を示す表である。 端末デバイス１の動作例を示すフローチャートである。 撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。 図８Ａの部分的な拡大図である。 計算された再帰性反射係数の値の表示例を示す図である。 計算された再帰性反射係数の値の表示例を示す図である。 基準標的物を説明する図である。 撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。 撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。 撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。 フィルタ３０及びプリズム４０の例を示す斜視図である。 通信システム２の概略構成図である。 再帰性反射材を説明するための図である。

測定デバイス、システム、方法、及びプログラムが、添付の図面を参照して以下で詳細に記載される。ただし、本発明の技術範囲をこれらの実施形態に限定することは意図しておらず、本発明は、特許請求の範囲及びこれらの等価物に従う発明にまで及ぶことに留意するべきである。

図１は、端末デバイス１の概略構成図である。端末デバイス１は、撮像ユニット１１と、発光ユニット１２と、記憶ユニット１３と、制御ユニット１４と、操作ユニット１５と、表示ユニット１６と、検出ユニット１７と、端末通信ユニット１８と、を有する。端末デバイス１は、内部に搭載されたセンサを使用して、端末デバイス自体と測定されるべき標的との間の位置関係を示す、進入角度及び観測角度を取得する。端末デバイス１は例えば、内部に搭載されたカメラを装備したスマートフォンなどのモバイル端末である。

撮像ユニット１１は、端末デバイス１の内部に搭載されたカメラに対応しており、ＲＡＷ（ＤＮＧ）データ、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データ、ｓＲＧＢデータなどのようなフォーマットを使用して標的物の画像を撮影し、測定されるべき標的の画像データを取得する。これらのデータフォーマットのいずれも受け入れ可能であるが、以下で記載する例のほとんどは、撮像ユニット１１がＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データを取得する場合のものである。例えば、使用者による操作に基づいて、撮像ユニット１１は、撮影用発光を使用して標的物の第１の画像を撮影し、同時に更に、撮影用発光を使用せずに標的物の第２の画像を撮影する。

露出補正ユニット１１Ａは、撮像ユニット１１のカメラの絞り、シャッター速度調節ユニット、又はＩＳＯ感度調節ユニットのうちの少なくとも１つに対応するように、撮像ユニット１１による撮影中の露出量を調節する。例えば、撮影された画像から計算された輝度値が高過ぎる場合、露出補正ユニット１１Ａを使用して、輝度値を好適な範囲内の値に調節する。露出補正ユニット１１Ａを使用する露出量の補正は、使用者が手動で行うことも、撮像ユニット１１によって自動的に行うこともできる。

発光ユニット１２は、撮像ユニット１１による撮影中に必要に応じて光を放射する、撮影用の光を放射するための光源であるＬＥＤ（トーチ又はフラッシュ）である。発光ユニット１２は、撮像ユニット１１のレンズに隣接して配設されることが好ましい。このようにすることにより、撮影用発光が入射し再帰性反射材から反射される方向と、撮像ユニット１１が撮影を行う方向が、ほとんど同じ方向になり、この結果、再帰性反射に起因する反射光の大部分を撮影することができる。

記憶ユニット１３は、例えば、撮像ユニット１１により撮影された画像データ、端末デバイス１の動作に必要なデータなどを記憶する半導体メモリである。制御ユニット１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどから構成されており、端末デバイス１の動作を制御する。操作ユニット１５は、例えばタッチパネル、ボタンキーなどから構成されており、ユーザの操作を受け取る。

表示ユニット１６は、例えば液晶ディスプレイであり、タッチパネルディスプレイとして操作ユニット１５と一体化されていてよい。表示ユニット１６は出力ユニットの例であり、撮像ユニット１１が撮影したエリアを表示する。更に、表示ユニット１６は、測定されるべき標的の輝度値及び再帰性反射係数のうちの少なくとも一方、並びに／又は、進入角度及び観測角度に関連する少なくとも１つの判定結果を表示し、これらの進入角度及び観測角度は、以下で記載する方法によって得られる。

検出ユニット１７は、端末デバイス１の内部に搭載された、全地球測位システム（ＧＰＳ）センサ、ジャイロセンサ、磁気コンパス、加速度センサ、運動センサ、重力センサなどのうちの少なくとも１つから構成されている。検出ユニット１７は、撮像ユニット１１が画像を撮影している間の、標的対象物に対する検出ユニット自体の位置及び姿勢の情報（幾何情報）を測定する。端末通信ユニット１８は、端末デバイス１と外部デバイスとの間でデータの送信及び受信を行うためのインタフェースである。

図２Ａ及び図２Ｂは、進入角度θ及び観測角度φを説明するための図である。観測角度φは、撮像ユニット１１と、発光ユニット１２と、再帰性反射材２０である標的物との間の位置関係によって決定される。観測角度φは、端末デバイス１から再帰性反射材２０である標的物までの距離ｒ、及び撮像ユニット１１のレンズと発光ユニット１２のＬＥＤとの間の距離ｄに基づいて計算される。撮像ユニット１１と発光ユニット１２との間の距離ｄは、定規などを使用して容易に測定できる。撮像ユニット１１のレンズ又は発光ユニット１２のＬＥＤから再帰性反射材２０までの距離ｒは、撮像ユニット１１からのオートフォーカス情報を使用して導出される。発光ユニット１２と再帰性反射材２０との間の距離、及び撮像ユニット１１のレンズと再帰性反射材２０との間の距離はいずれも、光源及びレンズが互いに極めて近くに置かれているモバイル端末ではほぼ同一であり、したがって、いずれも近似的な意味にでは距離ｒを示す。正確に言えば、距離ｒは、撮像ユニット１１からのオートフォーカス情報から導出された距離の値と実際の値との間の回帰曲線（較正曲線）を使用して導出される。更に、観測角度φは、以下の等式を使用して計算される。
φ＝ａｒｃｔａｎ（ｄ／ｒ）．．．（１）
観測角度φは端末デバイス１から標的物までの距離ｒに基づいて変化し、したがって、距離に対応する量である。

進入角度θは、再帰性反射材２０である標的物の法線方向と、光が標的物に入射する入射方向との間の角度である。再帰性反射材２０がテーブル上に水平に置かれるとき、進入角度θは、水平方向に対する端末デバイス１の傾斜角度である。他方で、再帰性反射材２０が鉛直な壁面に取り付けられるとき、進入角度θは、この表面の鉛直方向に対する端末デバイス１の傾斜角度である。例えば、進入角度θは、鉛直表面に対する端末デバイス１の傾斜角度を測定すること、又は検出ユニット１７からの情報を使用する鉛直表面によって、導出される。あるいは、進入角度θは、別個の定規及び／又は分度器を使用して測定されてよい。

再帰性反射係数ＲＡ（ｃｄ／ｍ^２ｌｘ）は以下に示すように、特定の観測角度φ及び進入角度θの下で発光ユニット１２によって照射された再帰性反射材２０上の照度値Ｉ（ｌｘ）、並びに、その時点での再帰性反射材２０からの再帰性反射の輝度値Ｌ（ｃｄ／ｍ^２又はｎｉｔ）を使用して導出される。
ＲＡ＝Ｌ／Ｉ．．．（２）
これらのうち、輝度値Ｌは、撮像ユニット１１が撮影した画像の画像データを使用して、以下で記載する方法によって導出される。

他方で、発光ユニット１２が点光源であると仮定すると、照度値Ｉは以下のように提示され、ここで、Ｌ_Ｓは（ｃｄ／ｍ^２又はｎｉｔ）であり、有効面積Ａは（ｍ^２）である。
Ｉ＝（（Ｌ_Ｓ×Ａ）／ｒ^２））ｃｏｓθ．．．（３）
発光ユニット１２のＬＥＤ光源の特性が既知であり、かつ観測角度φ及び進入角度θが決定されている限り、照度値Ｉを導出可能である。したがって、使用される光源（発光ユニット１２）の種類と、観測角度φと、進入角度θと、照度値Ｉとの間の対応関係を記憶ユニット１３に前もって記憶でき、照度値Ｉはこれを参照して取得できるので、照度値Ｉを毎回測定する必要はない。当然ながら、照度値Ｉ及び／又は輝度値Ｌ_Ｓは、別個の照度計及び／又は輝度計を使用して導出されてよい。

図３は制御ユニット１４の機能ブロック図である。制御ユニット１４は、変換ユニット１４１と、差分処理ユニット１４２と、計算ユニット１４３と、角度取得ユニット１４４と、判定ユニット１４５と、を有する。

変換１４１ユニットは、第１の変換ユニット１４１Ａと、基準輝度値取得ユニット１４１Ｂと、及び第２の変換ユニット１４１Ｃと、を有する。変換ユニット１４１は、撮像ユニット１１が撮影した画像の画像データを取得し、次いでこの画像データを、画像データの撮影情報を使用して、観測角度φにおける標的物の測光情報を含むデータ（輝度値）に変換する。変換ユニット１４１は、撮影用発光の存在下で撮影された第１の画像の画像データを第１の輝度値に変換し、同時に、撮影用発光なしで撮影された第２の画像の画像データを、第２の輝度値に変換する。第１の輝度値Ｌ_１は、発光ユニット１２からの撮影用発光及び周囲光によってもたらされる、再帰性反射の輝度であり、一方、第２の輝度値Ｌ_２は、周囲光のみによってもたらされる再帰性反射の輝度である。これら２つの輝度値の間の差分Ｌ＝Ｌ_１−Ｌ_２は、発光ユニット１２による撮影用発光によってのみもたらされる、実際の再帰性反射の輝度を示す。

変換ユニット１４１は、撮影用発光を使用して撮像ユニット１１により取得された第１の画像データと、撮影用発光を使用せずに撮像ユニット１１により取得された第２の画像データとをリニアスケール輝度値に変換して２つの輝度画像を生成する。したがって、変換ユニット１４１は、第１の画像データ及び第２の画像データのそれぞれについて相対輝度値を導出し、撮像ユニット１１の撮影情報を使用して各々の画像の被写体のそれぞれについて基準輝度値を導出し、次いで基準輝度値を使用して、各々の画像についての相対輝度値を絶対輝度値に変換する。絶対輝度値は、ｎｉｔ、ｃｄ／ｍ^２、又はｆｔＬなどで表される量である。例えば、この時点で、変換ユニット１４１は、撮像ユニット１１により取得された画像データに付随するＥｘｉｆデータから、撮像ユニット１１の実効絞り値（Ｆ値）、シャッター速度、ＩＳＯ感度、焦点距離、及び撮影距離などの、画像データの画像撮影情報を抽出する。更に、変換ユニット１４１は、抽出された撮影情報を使用して、第１の画像データ及び第２の画像データを絶対輝度値を含むデータに変換する。

図４は、変換ユニット１４１により使用される全データの関係図である。

第１の変換ユニット１４１Ａは、撮像ユニット１１によって取得された画像のＪＰＥＧデータを、相対輝度値を含むＹＣｒＣｂデータに変換する（矢印４ａ）。輝度信号Ｙの値は、相対輝度値である。この時点で、第１の変換ユニット１４１Ａは、周知のＩＥＣ６１９６６−２−１規格を使用して確立された変換表に従って、ＪＰＥＧデータをＹＣｒＣｂデータに変換できる。画像データがｓＲＧＢデータであるときでも、第１の変換ユニット１４１Ａは、依然として既知の規格を使用して確立された変換表に従って変換を行える（矢印４ｂ）ことに留意されたい。更に、第１の変換ユニット１４１Ａは、撮像ユニット１１の製造者によって提供される変換表を使用して、ＲＡＷデータを変換できる（矢印４ｃ）。

基準輝度値取得ユニット１４１Ｂは、画像データの撮影情報を使用して、撮像ユニット１１により取得された画像に含まれる被写体の基準輝度値βを導出する。基準輝度値β（ｃｄ／ｍ^２又はｎｉｔ）は、画面全体の平均反射率が１８％であると仮定するとき、及び、撮像ユニット１１に関して、実効絞り値（Ｆ値）がＦ、シャッター速度がＴ（秒）、及びＩＳＯ感度がＳであるとき、以下の等式で表される。
β＝１０×Ｆ^２／（ｋ×Ｓ×Ｔ）．．．（４）
式中、ｋは定数であり、例えば０．６５などの値を使用する。基準輝度値取得ユニット１４１Ｂは、この等式を使用して、実効絞り値（Ｆ値）、シャッター速度Ｔ（秒）、及びＩＳＯ感度Ｓの値から、基準輝度値βを計算する（矢印４ｄ）。

ほとんどの場合、Ｆ、Ｓ、及びＴの撮影情報は、ＲＡＷデータ、ＪＰＥＧデータなどに付随するＥｘｉｆデータ中に記録されている。したがって、基準輝度値取得ユニット１４１Ｂは、ＥｘｉｆデータからＦ、Ｓ、及びＴを抽出して基準輝度値βを計算する。これにより使用者の利便性が高められるが、その理由は、使用者はこの結果、撮影情報の手動での入力を要求されないからである。他方で、Ｅｘｉｆデータが使用できないときは、使用者が、操作ユニット１５を介してＦ、Ｓ、及びＴの値を入力し、次いで基準輝度値取得ユニット１４１Ｂが、これらの入力値を取得する。

第２の変換ユニット１４１Ｃは、基準輝度値βを使用して、相対輝度値Ｙを絶対輝度値に変換する。その時点で、第２変換ユニット１４１Ｃは最初に、相対輝度値Ｙを線形スケールに変換することにより線形相対輝度値_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙを導出する（矢印４ｅ）。更に、第２の変換ユニット１４１Ｃは、基準輝度値取得ユニット１４１Ｂによって計算された基準輝度値βを使用して、測定されるべき標的の各画素の線形相対輝度値_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_{ｔａｒｇｅｔ}を絶対輝度値β_{ｔａｒｇｅｔ}に変換する（矢印４ｆ及び４ｇ）。

一般的に、ディスプレイ上に表示される画素のＲＧＢ値は、ガンマ補正を使用して非線形スケールに変換されて、ディスプレイの非線形性を補償する。したがって、線形スケールの代わりにＲＧＢ値が使用される場合、第２の変換ユニット１４１Ｃは、例えば２．２という代表的なガンマ補正値を使用する、以下の等式を介して、第１の変換ユニット１４１Ａによって計算された輝度信号Ｙ（非線形値）の画素を、線形スケールの_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙに変換する。
_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ＝Ｙ^２．２．．．（５）
このようにガンマ補正を行うことは、複数の点を複数のレベルで容易に高速処理するという利点を有する。当然ながら、第２の変換ユニット１４１Ｃは、等式（５）に限定されることなく、各色空間に固有の方法を使用して、相対輝度値Ｙを線形スケールに変換できる。

反射率が１８％であるときに基準輝度値βが導出される場合、第２の変換ユニット１４１Ｃは、以下の等式を使用して、標的画素の線形相対輝度値_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_{ｔａｒｇｅｔ}から絶対輝度値β_{ｔａｒｇｅｔ}を計算する。
β_{ｔａｒｇｅｔ}＝β×_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_{ｔａｒｇｅｔ}／_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_ｍ．．．（６）
式中、_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_ｍは、画面全体の平均反射率が１８％であると仮定したときの、線形相対輝度値（基準レベル）である。０〜２５５の８ビットシステムの場合、ディスプレイに関する２．２のガンマ標準及び１８％の平均反射率の規定により、基準レベルが４６（最大値２５５×０．１８）になるので、
_{ｌｉｎｅａｒ}Ｙ_ｍ＝４６／２５５
である。

Ｅｘｉｆデータの撮影情報が利用可能であろうと、又は使用者がこれに対応する情報を手入力しようと、上記した手順を使用して、ｓＲＧＢ、ＪＰＥＧデータのＲＧＢ、又はＲＡＷデータのＲＧＢのいずれかの任意の一つから、画像上の各座標の画素に関する絶対輝度値β_{ｔａｒｇｅｔ}を導出できる。絶対輝度値が使用される限り、様々な照明条件下で取得された画像を、互いとより正確に比較することができる。例えば、通常光を使用して撮影された画像をフラッシュなどの補助光により撮影された画像と比較し、これにより、補助光の強度が十分であるかどうかを判定することが可能になる。

第２の変換ユニット１４１Ｃが、撮像ユニット１１の画像センサの焦点距離及びサイズから得られた視角情報を使用する、いわゆるコサイン４乗則などのような既知の方法を使用して、最終的な絶対輝度値β_{ｔａｒｇｅｔ}に対して、周縁光強度の損失（ケラレ）に対する補正を行ってよいことに留意されたい。これにより、絶対輝度値の正確さを向上させることができる。

更に、変換ユニット１４１は、絶対輝度値をわざわざ計算しなくとも、各々の相対輝度値に基づいて第１の画像データ及び第２の画像データの輝度画像をそれぞれ生成できる。この場合、変換ユニット１４１は、第１の変換ユニット１４１Ａさえ含めばよい。相対輝度値の方が絶対輝度値よりも容易に計算でき、かつ正確さが要求されない場合には、相対輝度値で十分である。

差分処理ユニット１４２は、第１の輝度値と第２の輝度値との間の差分を計算することによって、標的物の輝度値を取得する。すなわち、差分処理ユニット１４２は、撮影用発光が存在する状態で撮影が行われていた時点からの画像データを使用する、第１の輝度値と、撮影用発光が存在しない状態で撮影が行われていた時点からの画像データを使用する、第２の輝度値との間の差分を計算する。この差分は、画素ごとの差分、全ての画素の平均値差分、撮影エリアの一部の画素の平均値差分、などであってよい。これにより、周囲光の効果が排除される。

図５Ａから図５Ｃは、差分処理ユニット１４２を説明するための図である。

図５Ａは、発光ユニット１２による撮影用発光を使用して撮像ユニット１１により撮影された、画像５１の例である。更に、図５Ｂは、発光ユニット１２による撮影用発光を使用せずに撮像ユニット１１により撮影された、画像５２の例である。この例では、再帰性反射材が、実線で囲まれたエリア５３の内側の７つの箇所に付着されている。これらの箇所は、撮影用発光が存在しない第２の画像５２ではほとんど見ることができないが、撮影用発光が存在する第１の画像５１では、再帰性反射材によって撮影用発光が撮像ユニット１１に向かって反射されることに起因して、これら７つの箇所がはっきりと識別可能である。

図５Ｃは、第１の画像５１の及び第２の画像５２の各画素の輝度値を計算し次いで各画素の輝度値間の差分をとることによって生成される、差分画像５４である。差分画像５４では、主としてエリア５３の内側の再帰性反射材が付着されている箇所を、はっきりと見ることができる。このように、差分処理ユニット１４２は、第１の画像データに関する及び第２の画像データに関する輝度画像をそれぞれ生成し、次いで２つの輝度画像に関する差分画像を生成する。

差分画像を生成するためにはその２つの画像を精確に位置合わせする必要があるので、撮像ユニット１１は、いわゆる露出ブラケットを使用して、撮影用発光を使用した画像及び撮影用発光を使用しなかった画像をほぼ同時に撮影することに留意されたい。使用者が、例えば端末デバイス１を所定位置に固定するための三脚又は固定された台を使用することによって、露出ブラケットを使用せずに、位置合わせされた第１の画像５１及び第２の画像５２を撮影できることに留意されたい。

差分処理ユニット１４２は、変換ユニット１４１によって変換された、第１の画像データに基づく第１の輝度値と第２の画像データに基づく第２の輝度値との間の差分を、例えば画素ごとのベースで計算して、図５Ｃに示したもののような差分画像を生成する。第１の輝度値及び第２の輝度値は、絶対輝度値又は相対輝度値のいずれかであり得る。撮影用発光の存在又は不在に関わらず輝度値がほとんど変化しないエリアに関しては、画像中に再帰性反射材に関係のない明るいエリアが含まれている場合であっても、この大部分を差分画像を撮影することによって除去できる。

計算ユニット１４３は、輝度値計算ユニット１４３Ａと、係数計算ユニット１４３Ｂと、照度値計算ユニット１４３Ｃと、を有する。

輝度値計算ユニット１４３Ａは、標的エリアの画素に関する変換ユニット１４１によって変換された相対輝度値又は絶対輝度値の平均値を計算する。

輝度値計算ユニット１４３Ａが、標的物及び壁面などのような標的物以外の部分を含む画像の画像データから得られた標的物以外の部分の輝度値に基づいて標的物の輝度値を補正することによって、周囲光の効果を排除できることに留意されたい。例えば、標的物以外の部分の輝度値が前もって確立された範囲の外にあるとき、すなわち、輝度値のデータが飽和して画像全体が過度に明るく又は過度に暗くなる場合は、輝度値計算ユニット１４３Ａは、固定された大きさの度合いを使用することによって画像全体の輝度値を前もって確立された範囲内に適合させるような補正を行ってよく、画像全体の輝度値をより小さく又はより大きくする。

係数計算ユニット１４３Ｂは、観測角度φ及び進入角度θがいずれも前もって確立された基準範囲内に含まれているときに、標的物の照度値Ｉ及び輝度値Ｌに基づいて、標的物の再帰性反射係数の値を計算する。係数計算ユニット１４３Ｂは、計算された再帰性反射係数の値を表示ユニット１６上に表示する。

照度値計算ユニット１４３Ｃは、照度値を較正するために、例えば、再帰性反射係数の値が既知である再帰性反射材上に光源からの光が照射されていた時点からの、再帰性反射材の輝度値に基づいて、標的物の照度値を計算する。参照のために使用される再帰性反射材を使用でき、その再帰性反射係数の値がＲＡ_０である場合、発光ユニット１２からの照度値Ｉは、輝度値計算ユニット１４３Ａによる参照のために使用される再帰性反射材に関して計算された輝度値Ｌ_０を使用して、以下に示すように逆算される。
Ｉ＝Ｌ_０／ＲＡ_０（ｌｘ）．．．（７）
照度値Ｉが得られると、標的物の再帰性反射係数ＲＡが、測定されるべき標的である再帰性反射材に関して輝度値計算ユニット１４３Ａによって計算された輝度値Ｌを使用して、以下のように計算される。
ＲＡ＝Ｌ／Ｉ（ｃｄ／ｍ^２ｌｘ又はｎｉｔ／ｌｘ）．．．（８）

参照のために使用される再帰性反射材を使用できる限り、照度値は、基準としての役割を果たすことになる既知の再帰性反射係数の値を使用することによって、照度計を使用せずに容易に決定及び／又は較正できる。計算された照度値及び記憶ユニット１３に記憶された照度値が異なる場合、照度値計算ユニット１４３Ｃは、計算された照度値を使用して記憶ユニット１３に記憶された照度値を更新する。

角度取得ユニット１４４は、撮像ユニット１１のオートフォーカス情報を使用して導出された、撮像ユニット１１又は発光ユニット１２から再帰性反射材２０までの距離ｒ及び撮像ユニット１１と発光ユニット１２との間の距離ｄに関する、観測角度φを取得する。角度取得ユニット１４４は、撮像ユニット１１のオートフォーカス機能と連携して、観測角度取得ユニットとして機能する。更に、角度取得ユニット１４４は、検出ユニット１７によって計算された端末デバイス１の傾斜角度情報に基づいて、撮影用発光が標的物に入射する際の進入角度θの値を取得する。角度取得ユニット１４４は、検出ユニット１７と連携して、進入角度取得ユニットとして機能する。角度取得ユニット１４４は、取得された観測角度φ及び進入角度θの値を表示ユニット１６上に表示する。

判定ユニット１４５は、記憶ユニット１３に記憶された観測角度φ及び進入角度θに関する基準情報の範囲を参照し、角度取得ユニット１４４によって取得された観測角度φ及び進入角度θの値がいずれも基準範囲内に含まれているかどうかを判定する。基準から確立された観測角度φ及び進入角度θのサイズは撮影された標的物の種類に基づいて異なる傾向があるので、判定ユニット１４５は、角度取得ユニット１４４によって取得された観測角度φ及び進入角度θの値が、測定されるべき標的物に関する基準範囲内に含まれているかどうかを判定する。

判定ユニット１４５は、例えば結果を表示ユニット１６上に表示することによって、使用者に判定結果を通知する。この場合、判定ユニット１４５は、例えば、判定ユニットが観測角度φ及び進入角度θの値が基準範囲内にあると判定するときと、このユニットが観測角度φ及び／又は進入角度θの値が基準範囲内にないと判定するときとの対比に基づいて、表示ユニット１６の表示モードを変更してよい。又は、判定ユニット１４５は、発光ユニット１２とは別個に提供されたＬＥＤを点滅させること、このＬＥＤの色を変えること、内部に搭載された振動機能を駆動すること、内部に搭載されたスピーカを使用して音を生成すること、などのような方法によって、使用者に判定結果を通知してよい。

再帰性反射係数を測定するために、測定ユニット及び撮影用の光を放射するための光源は、任意に又は基準を使用して確立された観測角度φ及び進入角度θに従って配置されねばならない。しかしながら、撮影中に端末デバイス１を手で精確に保持することは、使用者に大きな負担を課す。このため、撮像ユニット１１は、判定ユニット１４５が観測角度φ及び進入角度θの値がいずれも基準範囲内に含まれていると判定するときはいつでも、使用者による操作に関係なく自動的にシャッターを解放して標的物の画像を撮影できる。この自動シャッター機能のおかげで、使用者は、端末デバイス１の角度を手で精確に位置合わせする必要はなく、端末デバイス１を標的範囲内で移動させさえすればよく、このため測定が容易になる。

図６Ａは、基準範囲を決定する観測角度φ及び進入角度θの例を示す表である。記憶ユニット１３は、例えば図６Ａに示すもののような、標的物の種類に対応する基準範囲を決定するために必要な、観測角度φと進入角度θとの間の対応関係を記憶する。図６Ａに示す観測角度φ及び進入角度θは、再帰性反射係数の測定に関してＡＮＳＩ／ＩＳＥＡ １０７−２０１０が推奨する値である。実際に角度を指定された値に精確に位置合わせするのは困難であるので、基準範囲は、指定された値を中心とする固定された範囲内に設定される。例えば、進入角度θが５度である場合、５度±１度が基準範囲として設定される。角度の値に余裕があるということが、図６Ａにおいて記号「±Δφ」及び「±Δθ」によって示されている。例えば、撮像ユニット１１と発光ユニット１２との間の距離ｄが約１ｃｍである場合、観測角度φが１２分（＝０．２度）であるという条件は、標的物を約３ｍ離れたところから撮影することに対応する。

距離ｄが約１ｃｍであり、かつ距離ｒが例えば１ｍ以下などのような極めて短い値である場合、標的物が上に置かれる表面上での拡散光の効果は大きくなる。しかしながら、位置が、拡散光が減衰する１ｍ以上などのように十分遠くに離れている限り、再帰性反射材によって引き起こされる鏡面反射が優勢になり、反射光は平行光になり、したがって観測角度φ（標的物からの距離ｒ）がある程度変更されても、輝度値Ｌは概ね不変のままとなる。実際の測定を通して、位置が標的物から少なくとも１ｍ離れている限り、測定値は例えば約１〜５ｍの範囲内でほとんど変化しないことが確認されている。したがって、観測角度φにおいて固定された余裕を維持することによって、標的物と端末デバイス１との間の距離ｒに関する公差は、約１〜３ｍになる。

図６Ｂは、光源の種類と、観測角度φと、進入角度θと、標的物の照度値Ｉとの間の対応関係を示す表である。記憶ユニット１３は、図６Ｂに示すもののような、光源の種類と、観測角度φと、進入角度θと、標的物の照度値Ｉとの間の対応関係も記憶する。係数計算ユニット１４３Ｂは、記憶ユニット１３中のこれらの対応関係を参照し、次いで、取得された照度値Ｉ及び輝度値計算ユニット１４３Ａによって計算された輝度値Ｌを使用して、標的物の再帰性反射係数ＲＡを計算する。

撮影用の光を放射するための光源が、撮像ユニット１１とは物理的に別個であるデバイスであってよいことに留意されたい。図６Ｂに示すように、撮影中に使用されることになる光源に対応する照度値が記憶ユニット１３に前もって記憶されている限りは、発光ユニット１２以外の光源を使用して撮影された画像からであっても、再帰性反射係数を計算することができる。

図７は、端末デバイス１の動作例を示すフローチャートである。図７における処理のステップは、記憶ユニット１３に記憶されているプログラムに基づいて、制御ユニット１４により、端末デバイス１の各要素と協働して実行される。

最初に、制御ユニット１４の角度取得ユニット１４４は、撮影用の光を放射するための光源と標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得する（ステップＳ１）。このとき、角度取得ユニット１４４は、撮像ユニット１１のオートフォーカス情報を使用して導出された撮像ユニット１１又は発光ユニット１２から再帰性反射材２０までの距離ｒ、及び撮像ユニット１１と発光ユニット１２との間の距離ｄに関する、観測角度φを取得する。更に、角度取得ユニット１４４は、検出ユニット１７によって計算された端末デバイス１の傾斜角度情報に基づいて、撮影用発光が標的物に入射する際の進入角度θの値を取得する（ステップＳ２）。

更に、制御ユニット１４の判定ユニット１４５は、記憶ユニット１３に記憶された観測角度φ及び進入角度θに関する基準情報の範囲を参照し、ステップＳ１及びステップＳ２で取得されたものである、角度取得ユニット１４４によって取得された観測角度φ及び進入角度θの値が、いずれも基準範囲内に含まれているかどうかを判定する（ステップ３）。場合によっては、角度取得ユニット１４４及び判定ユニット１４５は、例えば表示ユニット１６上に、各々に関する判定結果とともに、観測角度φ及び進入角度θを表示する。角度取得ユニット１４４及び判定ユニット１４５は、観測角度φ及び進入角度θが基準範囲内に含まれるまで、ステップＳ１〜Ｓ３の処理を繰り返す。

更に、観測角度φ及び進入角度θが基準範囲内に含まれるように決定される場合（ステップＳ３における、はい）、制御ユニット１４は、撮像ユニット１１及び発光ユニット１２において、撮影用発光を使用して標的物の第１の画像を撮影し（ステップＳ４）、及び次いで、ほぼ同時に、撮影用発光を使用せずに標的物の第２の画像を撮影する（ステップＳ５）。

次に、制御ユニット１４の変換ユニット１４１は、ステップＳ４で撮影された第１の画像の画像データを第１の輝度値に変換し、同時に、ステップＳ５で撮影された第２の画像の画像データを第２の輝度値に変換する（ステップＳ６）。このとき、変換ユニット１４１は、各々の画像データを線形スケールで輝度値に変換して、２つの輝度画像を生成する。これらの輝度値は、第１の変換ユニット１４１Ａにより得られた相対輝度値であってもよく、又はこれらは、第２の変換ユニット１４１Ｃにより得られた絶対輝度値であってもよい。更に、制御ユニット１４の差分処理ユニット１４２は、ステップＳ６で変換された第１の輝度値と第２の輝度値との間の差分を計算することによって、標的物の輝度値を取得する（ステップＳ７）。

更に、制御ユニット１４の計算ユニット１４３は、ステップＳ４及びＳ５における撮影のときに、記憶ユニット１３から、観測角度φ及び進入角度θに対応する照度値を取得する（ステップＳ８）。次に、計算ユニット１４３は、ステップＳ７で取得した標的物の輝度値及びステップＳ８で取得した照度値に基づいて、標的物の再帰性反射係数の値を計算する（ステップＳ９）。最後に、計算ユニット１４３は、ステップＳ９で計算された再帰性反射係数の値を、表示ユニット１６上に表示する（ステップＳ１０）。これにより図７の処理が終了する。

図８Ａは、撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。更に、図８Ｂは図８Ａの拡大図である。撮影中、撮像ユニット１１が撮影した標的物、及び、標的物の背景である標的物以外のエリアが、表示ユニット１６上に表示される。更に、撮像ユニット１１の視界の表示に加えて、表示ユニット１６上には、丸いシンボル６０が画面の中央に表示され、測定ボタン６１が画面の右上に表示され、通知エリア６２が画面の下部に表示される。

丸いシンボル６０は、測定されるべき標的の、再帰性反射係数を有するエリアを、使用者に通知するためのものである。測定ボタン６１は、測定を開始するためのボタンであり、使用者がこのボタンを押すと、撮影用発光を伴うものと伴わないものとの２つの画像が撮影され、次いで再帰性反射係数が計算され、通知エリア６２内に表示される。更に、上記した自動シャッター機能が機能するよう設定されているときに、使用者が測定ボタン６１を押した場合、撮像ユニット１１のシャッターは、観測角度φ及び進入角度θが指定された要件を満足するときはいつでも、自動的に解放されることになり、次いで、このとき撮影された画像データから再帰性反射係数が計算される。通知エリア６２は、観測角度φ、進入角度θ、再帰性反射係数の値などを表示するためのエリアである。

通知エリア６２の表示内容を、以下に記載する。参照番号６３は、発光ユニット１２（トーチ）が点灯されているのか（オン）又は点灯されていないのか（オフ）を示す。参照番号６３を押すことで、使用者は発光ユニット１２のオン及びオフを切り替えることができる。

左上にある参照番号６４が表す輝度値は、撮像ユニット１１の視界の中央のシンボル６０によって取り囲まれたエリアの近傍における平均輝度である。図に示された例においては、標的物である再帰性反射材２０、及びこの再帰性反射材２０以外の部分がシンボル６０の円内に含まれているので、参照番号６４が表す輝度値は基本的に、環境光のレベルに対応している。他方で、右上にある参照番号６５が表す輝度値は、シンボル６０の円内の中心エリア内にあるいくつかの画素の平均輝度である。これらの輝度値が飽和することなどにより、精確な計算が不可能である場合、使用者は、例えば表示の色を緑色から赤色に変えることによってなどで、数字に異常があるとの通知を受け取ることができる。

参照番号６６は、角度取得ユニット１４４によって取得された観測角度の値である。参照番号６７は、制御ユニット１４において回帰曲線（較正曲線）を使用して撮像ユニット１１のオートフォーカス情報から計算された、端末デバイス１と再帰性反射材２０との間の距離ｒである。参照番号６８は、検出ユニット１７からの情報に基づいて計算された、進入角度及びピッチ角度の値を示す。進入角度とピッチ角度の和は９０度であり、これらの角度は、一方が他方の余角となる関係にある。更に、参照番号６９は、係数計算ユニット１４３Ｂによって上記した方法を使用して計算された、最終的な再帰性反射係数ＲＡの値である。

図８Ｃ及び図８Ｄは、計算された再帰性反射係数の値の表示例を示す図面である。制御ユニット１４は、再帰性反射係数に関して計算された値が前もって確立された基準範囲内に含まれているかどうかを判定し、図８Ｃ及び図８Ｄに示すように、結果的に得られる判定結果に基づいて、計算値を様々な方法で表示することができる。例えば、計算値が基準範囲内にあるときには、その値を強調して表示することができ、逆に、計算値が基準範囲の外にあるときには、同様にその値を強調して表示することができる。この図面に示された例では、図８Ｃにおいて参照番号６９で示された再帰性反射係数（ＲＡ）の計算値「８９４．８」は基準範囲内にあり、一方、図Ｄにおいて参照番号６９で示された計算値「９４．８」は基準範囲の外にあり、基準範囲内にある計算されたバルブは、強調して表示されている。便宜上、これらの異なる表示モードは、図８Ｃ及び図８Ｄでは、点線で構成された枠の存在又は不在によって示されている。又は、制御ユニット１４は、計算値が基準範囲内にあるとき、その値を緑色で表示してよく、また、値が基準範囲内にないとき、赤色で表示してよい。これにより、測定されるべき標的物の製品寿命を使用者が容易に判定することが可能になる。

再帰性反射係数の計算値を判定するために、制御ユニット１４は、再帰性反射係数に関する閾値を前もって設定し、この結果、例えば、係数計算ユニット１４３Ｂによって計算された値がこの閾値を満足するか又は超えるとき、値は基準範囲内にあると判定され、一方、計算値が閾値を下回るとき、値は基準範囲の外にあると判定される。例えば、ｃｄ／ｍ^２ｌｘを単位として、再帰性反射係数に関する閾値が２００に設定されるとき、２００以上の値は基準範囲内にあり、一方、例えば１８０、１６０、１４０、１２０、１００、８０、６０、又は４０以下の値は、基準範囲の外にある。更に、例えば、再帰性反射係数に関する閾値が１００に設定されるとき、２００、１８０、１６０、１４０、１２０、又は１００以上の値は基準範囲内にあり、一方、例えば８０、６０、又は４０以下の値は、基準範囲の外にある。

又は、制御ユニット１４は、再帰性反射係数の閾値として２つの閾値、第１の閾値及び第１の閾値よりも低い第２の閾値を設定してよい。この場合、制御ユニット１４は、第１の閾値以上である係数計算ユニット１４３Ｂによって計算された値は基準範囲内にあり、第１の閾値を下回るが第２の閾値以上である計算値は中間範囲内にあり、第２の閾値を下回る計算値は基準範囲の外にある、と判定する。例えば、ｃｄ／ｍ^２ｌｘを単位として、第１の閾値が１８０に設定され第２の閾値が６０に設定されるとき、１８０以上である値は基準範囲内にあり、１８０を下回るが６０以上である値は中間範囲内にあり、６０を下回る値は基準範囲の外にある。基準範囲内にある再帰性反射係数の計算値は、標的物の再帰性反射性能が十分であることを示し、中間範囲内にある計算値は、標的物の再帰性反射性能が低下中であり製品を交換する時期が近いことを示し、基準範囲の外にある計算値は、標的物の再帰性反射性能が不十分であること及び製品を交換する必要があることを示す。

更に、係数計算ユニット１４３Ｂは、観測角度φ及び進入角度θがこれらの仕様の条件（又は任意に設定された条件）を満足するときであっても、再帰性反射係数を計算及び表示してよい。ただしこの場合、参照番号６９として表示された値は仮の数字である。その理由は、材料がその製品寿命を超えていることが明らかであるとき、測定条件が厳密に満足されない場合であっても、再帰性反射係数の値が基準範囲から大幅に外れていると見なすことができるからであり、これにより、使用者は簡単な測定結果の通知を受け取ることが可能になる。

更に、端末デバイス１は付属品として、参照のために使用される再帰性反射材の再帰性反射係数の値が既に知られている、１つ又は複数の基準標的物を有してよい。この場合、端末デバイス１は、基準標的物とともに、測定されるべき標的物を撮像できる。このようにすることにより、操作者は撮影用発光を使用して標的エリアの再帰性反射の強度の違いを検出できるので、これは、単に再帰性反射係数同士の間の大きさの関係を認識することを使用者が望んでいる状況にとって都合がよい。

図９は、基準標的物を説明する図である。図９では、参照番号２０は、測定されるべき標的物である再帰性反射材を示し、参照番号７０は、基準標的物を示している。基準標的物７０は、再帰性反射係数が既知である３つの再帰性反射エリア７１〜７３を含む。例えば、再帰性反射係数の値が、基準範囲内にある、中間範囲内にある、及び基準範囲の外にある、とそれぞれ異なっている再帰性反射材が、再帰性反射エリア７１〜７３内に配置されている。

例えば、この場合、計算ユニット１４３は、再帰性反射材２０及び基準標的物７０が一緒に撮影されている画像から、測定されるべき標的物である再帰性反射材２０の再帰性反射係数の値を計算し、次いで、再帰性反射エリア７１〜７３の再帰性反射係数の値のうちのどれに計算値が最も近いかを判定できる。又は、計算ユニット１４３は、例えば、再帰性反射材２０の再帰性反射係数を計算する前に、再帰性反射材２０及び基準標的物７０が一緒に撮影されている画像から、再帰性反射材２０のエリア及び再帰性反射エリア７１〜７３の輝度値を計算できる。この場合、計算ユニット１４３は、輝度値同士の間の大きさの関係によって、再帰性反射エリア７１〜７３の再帰性反射係数の値のうちのどれに、再帰性反射材２０の再帰性反射係数の値が最も近いかを判定できる。このように、計算ユニット１４３は再帰性反射エリア７１〜７３の再帰性反射係数の値及び輝度値のうちの特徴値を使用して計算を行うことができる。

再帰性反射エリア７１〜７３が、前もって確立されたパターンで基準標的物７０上に配置されていることが好ましい。これにより、制御ユニット１４は、基準標的物７０の全体形状及び再帰性反射エリア７１〜７３の形状によって、既知の画像処理技法を使用して再帰性反射エリア７１〜７３の位置を識別でき、この結果、これらの特徴値を使用して容易に計算を行うことができる。

図に示された例では３つの再帰性反射エリアを使用しているが、基準標的物内に含まれる再帰性反射エリアの数は、１つ、又は２つ、又は４つ以上であってよい。例えば、基準標的物内に１つの再帰性反射エリアが含まれるとき、そのエリアの再帰性反射係数は、再帰性反射係数に関する基準範囲の境界を示す閾値であるのが好ましい。更に、基準標的物内に２つの再帰性反射エリアが含まれるとき、これらのエリアの再帰性反射係数は、上記した再帰性反射係数の基準範囲内と中間範囲との境界を示す第１の閾値、並びに、再帰性反射係数の基準範囲の外と中間範囲内との境界を示す第２の閾値であることが好ましい。このように、複数の再帰性反射エリアにおける再帰性反射係数の値は、互いに異なっているのが好ましい。

図１０Ａから図１０Ｃは、撮影中に表示ユニット１６上に表示される画面の例を示す図である。これらの図は、発光ユニット１２が点灯されている状態において、標的物である再帰性反射材２０に対して端末デバイス１の位置及び角度が変えられているときの、通知エリア６２の表示の変化を示している。

図１０Ａは、観測角度（５．１分）及び進入角度（８２度）の両方が、前もって確立された基準範囲の外にある状態を示している。図１０Ｂは、端末デバイス１が図１０Ａにおける状態から移動されて、参照番号６６の観測角度（１５．９分）が基準範囲内に入った状態を示している。このとき、観測角度の値に関する表示モードが、例えば、テキストの色が赤色から緑色に変わる色の変化によってなどで変更されて、使用者にこの状態を通知する。便宜上、表示モードのこれらの変更は、図１０Ｂ及び図１０Ｃでは、点線で構成された枠で示されている。

図１０Ｃは、端末デバイス１が図１０Ｂにおける状態から更に移動されて、参照番号６６の観測角度（１１．３分）及び参照番号６８のピッチ角度（５．０度）の両方が、基準範囲内に入った状態を示している。このとき同様に、観測角度及びピッチ角度の値に関する表示モードも、これらのテキストの色が緑色などに変わるように変更される。図に示された例では再帰性反射材２０を水平に配置しており、進入角度の８５．０度は基準範囲の外にあるものの、これらの図は、ピッチ角度の５．０度は基準範囲内にあることを示している。図１０Ｃでは、通知エリア６２の右上に参照番号６６として表示された測定エリアの輝度値のデータに関する表示モードも変更されており、これは図１０Ｃにおいて、データ中の飽和していない輝度値（３４．６７ｎｉｔ）が初めて得られたことを示していることに留意されたい。

図１０Ｃから、使用者は、観測角度及びピッチ角度（進入角度）のいずれも、φ±Δφ及びθ±Δθの基準範囲内に含まれていることを認識できる。したがって、このとき使用者が測定ボタン６１を押す場合、端末デバイス１によって再帰性反射材２０の画像を撮影することができ、その再帰性反射係数を導出することができる。上記した自動シャッター機能が動作するように設定されている場合、図１０Ｃにおける状態に達すると自動的に再帰性反射材２０の画像が撮影され、その再帰性反射係数が導出される。使用者が自動シャッター機能を利用する場合、現在の観測角度及び進入角度を何ら考慮することなく、単に端末デバイス１を移動させることによって、再帰性反射係数を測定することが可能になる。

撮像ユニット１１のレンズと発光ユニット１２のＬＥＤとの間の距離ｄが１０．０ｍｍである場合、端末デバイス１から標的物までの距離ｒは、例えば観測角度が１２分に設定されるとき、２８６６ｍｍであるべきである。しかしながら、実際には、より標的物に近い位置から測定する方が容易である。この場合、光源とレンズとの間の距離ｄをより短くすると、観測角度のサイズを変えることなく、端末デバイス１から標的物までの距離ｒをより短くすることができる。例えば、プリズムなどの光学要素を使用して、光源とレンズとの間の距離ｄを短くすることができる。

図１１は、フィルタ３０及びプリズム４０の例を示す斜視図である。プリズム４０は光源からの光の光経路を偏向させ、これにより観測角度のサイズを調節する。図に示された例においては、発光ユニット１２からの光は、プリズム４０の底面上のエリア４１から入射する。黒色フィルム４３がプリズム４０の側面に固着されており、入射光の光線４２がプリズム４０の２つの側面によって２回屈折され、この結果プリズム４０の頂面から外へと放射される。これら２回の屈折により、光軸の位置が、事前の入射から事後の放射までに水平にちょうどΔｄだけ移動される。したがって、この種のプリズム４０を端末デバイス１の発光ユニット１２に取り付けることにより、光源とレンズとの間の距離ｄを短くすることが可能になる。

更に、調光（ＮＤ）フィルタ３０が、図１１においてプリズム４０の頂面に固着されている。端末デバイス１のＬＥＤ光源である発光ユニット１２からの光は特に明るいので、この種のフィルタ３０を、再帰性反射係数の測定が近距離から行われているときに、撮影用発光の強度を低減するために使用してもよい。

上記してきたように、端末デバイス１は、内部に搭載されたセンサを使用して、端末デバイス自体と測定されるべき標的との間の位置関係を示す、進入角度及び観測角度を取得する。これにより、撮像ユニットを有する市販のモバイル端末を使用して、再帰性反射係数を容易に測定することが可能になる。必要なハードウェアが全て組み込まれている携帯式の機器が使用されていれば、端末デバイス１は、単に制御ユニット１４の機能を実現するプログラムをインストールすることで実現できる。

図１２は、通信システム２の概略構成図である。通信システム２は、互いに通信可能な端末デバイス１’及びサーバデバイス３を含む。これらのデバイスは、有線又は無線の通信ネットワーク４を介して１つに接続されている。

端末デバイス１’は、上記した端末デバイス１と同じ構成を有する。端末デバイス１との違いは、端末デバイス１’は撮像ユニット１１が撮影した画像の画像データを、輝度値を変換すること又は画像データから再帰性反射係数を計算することなくサーバデバイス３に送信し、再帰性反射係数の値をサーバデバイス３から受信することにある。端末デバイス１’の端末通信ユニットは、撮像ユニットによって撮影用発光を使用して撮影された第１の画像、撮像ユニットによって撮影用発光を使用せずに撮影された第２の画像、並びに撮影時における観測角度及び進入角度をサーバデバイス３に送信し、再帰性反射係数の値をサーバデバイス３から受信する。端末デバイス１’の表示ユニットは、再帰性反射係数の受信された値、並びに端末デバイス１’内で取得された観測角度及び進入角度を、これらの判定結果とともに、端末デバイス１に関して行ったのと同じように表示する。

サーバデバイス３は、サーバ通信ユニット３１と、記憶ユニット３２と、制御ユニット３３と、を有する。サーバ通信ユニット３１は、第１の画像データ、第２の画像データ、並びに観測角度及び進入角度を端末デバイス１’から受信し、再帰性反射係数の値を端末デバイス１’に送信する。記憶ユニット３２は、端末デバイス１’から受信された、画像データ、撮影情報、並びに図６Ａ及び図６Ｂに示す対応関係データ、並びにサーバデバイス３を動作させるために必要な他の全てのデータを記憶する。制御ユニット３３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどから構成されており、端末デバイス１の制御ユニット１４と同じ機能性を有する。すなわち、制御ユニット３３は、受信された画像データの撮影情報を標的物の輝度値に変換し、次いで、観測角度及び進入角度がいずれも前もって確立された基準範囲とともに含まれているとき、標的物の照度値及び輝度値に基づいて、標的物の再帰性反射係数の値を計算する。

このように、画像の表示及び撮影、画像データを変換するための処理、及び必要な値を計算するための処理は全て、異なるデバイスによって行われてよい。高速処理及び大容量のサーバデバイスによって画像処理が行われる場合、より高速でより正確な処理を実現することが可能になる。

端末デバイス１の制御ユニット１４及びサーバデバイス３の制御ユニット３３の機能をコンピュータ上で実現するためのコンピュータプログラムが、磁気記録媒体、光学記録媒体などのコンピュータを使用して読み取り可能な記録媒体にプログラムが記録される形態で提供されてよい。

例示的な実施形態
項目１．
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、
撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための、観測角度取得ユニットと、
標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、
画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換するための変換用ユニットと、
標的物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算するための計算ユニットと、を備える、デバイス。

項目２．
観測角度の値、進入角度、及び再帰性反射係数を出力するための出力ユニットを更に備える、項目１に記載のデバイス。

項目３．
撮影用の光を放射するための光源である発光ユニットを更に備える、項目２に記載のデバイス。

項目４．
観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれているかどうかを判定するための判定ユニットを更に備え、
出力ユニットは判定ユニットからの判定結果も出力する、項目２又は３に記載のデバイス。

項目５．
基準範囲を決定する観測角度と進入角度との間の対応関係を記憶するための記憶ユニットを更に備える、項目４に記載のデバイス。

項目６．記憶ユニットは標的物の種類に基づく複数の対応関係を記憶し、判定ユニットは、撮影される標的物の種類に従って対応関係を参照し、次いで観測角度及び進入角度が取得された基準範囲内に含まれているかどうかを判定する、項目５に記載のデバイス。

項目７．記憶ユニットは、光源の種類と、観測角度と、進入角度と、標的物の照度値との間の第２の対応関係も記憶する、項目５又は６に記載のデバイス。

項目８．撮像ユニットは、撮影用発光を使用して標的物の第１の画像を撮影することに加えて更に、撮影用発光を使用せずに標的物の第２の画像を撮影し、変換ユニットは、第１の画像の画像データを第１の輝度値に変換することに加えて更に、第２の画像の画像データを第２の輝度値に変換し、次いで第１の輝度値と第２の輝度値との間の差分を計算することによって標的物の輝度値を取得する、項目４〜７のいずれか１つに記載のデバイス。

項目９．撮像ユニットは標的物以外の部分を含む画像を撮影し、変換ユニットは画像の画像データから得られる標的物以外の部分に基づいて標的物の輝度値を補正する、項目４〜８のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１０．
光源から再帰性反射係数が既知である再帰性反射材上に光が照射されるときの再帰性反射材の輝度値に基づいて標的物の照度値を計算するための、照度値計算ユニットを更に含む、項目４〜９のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１１．撮像ユニットは、観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれていると判定されたときに、使用者の操作に関係なく標的物の画像を撮影する、項目４〜１０のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１２．出力ユニットは、撮像ユニットが撮影したエリア、判定ユニットの判定結果、及び計算ユニットによって計算された再帰性反射係数の値を表示するための表示ユニットである、項目４〜１１のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１３．
撮像ユニットによる撮影中に露出量を調節するための露出補正ユニットを更に含む、項目１〜１２のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１４．
光源からの光の強度を低減するためのフィルタを更に含む、項目１〜１３のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１５．
光源からの光の光経路を偏向させ、次いで観測角度を調節するためのプリズムを更に含む、項目１〜１４のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１６．
再帰性反射係数が既知である１つ又は複数の再帰性反射エリアを含む基準標的物を更に含み、
計算ユニットは１つ又は複数の再帰性反射エリアの特徴値を使用して計算を行う、項目１〜１５のいずれか１つに記載のデバイス。

項目１７．基準標的物が再帰性反射係数の値が既知である複数の再帰性反射エリアを含み、複数の再帰性反射エリアの再帰性反射係数が全て互いと異なっている、項目１６に記載のデバイス。

項目１８．複数の再帰性反射エリアが前もって決定されたパターンで基準標的物上に配置されている、項目１７に記載のデバイス。

項目１９．互いに通信可能な端末デバイス及びサーバデバイスを含むシステムであって、端末デバイスは、
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、
撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、
標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、
画像の画像データをサーバデバイスに送信する及び標的物の再帰性反射係数の値をサーバデバイスから受信するための、端末通信ユニットと、
観測角度、進入角度、及び再帰性反射係数の値を表示するための表示ユニットと、を有し、
サーバデバイスは、
画像データの撮影情報を使用して画像データを標的物の輝度値に変換するための変換ユニットと、
標的物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数を計算するための計算ユニットと、
画像データを端末デバイスから受信する及び再帰性反射係数の値を端末デバイスに送信するための、サーバ通信ユニットと、を有する、システム。

項目２０．
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するステップと、
標的対象物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するステップと、
光源から標的物上に光を照射するステップと、
標的物の画像を撮影するステップと、
画像の撮影情報を使用して画像の画像データを標的物の輝度値に変換するステップと、
標的対象物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算するステップと、を含む、方法。

項目２１．
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得し、
標的対象物に入射する撮影用発光の進入角度を取得し、
撮像ユニットが撮影した標的物の画像の撮影情報を使用して、画像の画像データを標的物の輝度値に変換し、
標的対象物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算する、コンピュータ内のプログラム。

項目２１．
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得し、
標的対象物に入射する撮影用発光の進入角度を取得し、
撮像ユニットが撮影した標的物の画像の撮影情報を使用して、画像の画像データを標的物の輝度値に変換し、
標的対象物の照度値及び輝度値に基づいて標的物の再帰性反射係数の値を計算する、コンピュータ内のプログラム。
本発明の実施態様の一部を以下の〔態様１〕−〔態様１６〕に記載する。
〔態様１〕
標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、
前記撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、前記標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、
前記標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、
画像の撮影情報を使用して前記画像の画像データを前記標的物の輝度値に変換するための変換用ユニットと、
前記標的物の照度値及び前記輝度値に基づいて前記標的物の再帰性反射係数の値を計算するための計算ユニットと、
を備える、デバイス。
〔態様２〕
前記観測角度、前記進入角度、及び前記再帰性反射係数の値を出力するための出力ユニットと、
前記観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれているかどうかを判定するための判定ユニットと、を更に備え、
前記出力ユニットは前記判定ユニットからの判定結果も出力する、
態様１に記載のデバイス。
〔態様３〕
前記基準範囲を決定する前記観測角度と前記進入角度との間の対応関係を記憶するための記憶ユニット
を更に備える、態様２に記載のデバイス。
〔態様４〕
前記記憶ユニットは前記標的物の種類に基づく複数の対応関係を記憶し、前記判定ユニットは、撮影される前記標的物の前記種類に従って対応関係を参照し、次いで前記観測角度及び前記進入角度が取得された前記基準範囲内に含まれているかどうかを判定する、態様３に記載のデバイス。
〔態様５〕
前記記憶ユニットは、前記光源の前記種類と、前記観測角度と、前記進入角度と、前記標的物の前記照度値との間の第２の対応関係も記憶する、態様３に記載のデバイス。
〔態様６〕
前記撮像ユニットは、前記撮影用発光を使用して前記標的物の第１の画像を撮影することに加えて更に、前記撮影用発光を使用せずに前記標的物の第２の画像を撮影し、前記変換ユニットは、前記第１の画像の前記画像データを第１の輝度値に変換することに加えて更に、前記第２の画像の前記画像データを第２の輝度値に変換し、次いで前記第１の輝度値と前記第２の輝度値との間の差分を計算することによって前記標的物の輝度値を取得する、態様２に記載のデバイス。
〔態様７〕
前記撮像ユニットは前記標的物以外の部分を含む画像を撮影し、前記変換ユニットは前記画像の前記画像データから得られる前記標的物以外の前記部分に基づいて前記標的物の前記輝度値を補正する、態様２に記載のデバイス。
〔態様８〕
前記光源から再帰性反射係数が既知である再帰性反射材上に光が照射されるときの再帰性反射材の輝度値に基づいて前記標的物の照度値を計算するための、照度値計算ユニット
を更に含む、態様２に記載のデバイス。
〔態様９〕
前記撮像ユニットは、前記観測角度及び前記進入角度が前記基準範囲内に含まれていると判定されたときに、使用者の操作に関係なく前記標的物の画像を撮影する、態様２に記載のデバイス。
〔態様１０〕
前記出力ユニットは、前記撮像ユニットが撮影したエリア、前記判定ユニットの前記判定結果、及び前記計算ユニットによって計算された前記再帰性反射係数の前記値を表示するための表示ユニットである、態様２に記載のデバイス。
〔態様１１〕
前記撮像ユニットによる撮影中に露出量を調節するための露出補正ユニット
を更に含む、態様１に記載のデバイス。
〔態様１２〕
前記光源からの前記光の強度を低減するためのフィルタ
を更に含む、態様１に記載のデバイス。
〔態様１３〕
前記光源からの前記光の光経路を偏向させ、次いで前記観測角度を調節するためのプリズム
を更に含む、態様１に記載のデバイス。
〔態様１４〕
再帰性反射係数が既知である１つ又は複数の再帰性反射エリアを含む基準標的物を更に含み、
前記計算ユニットは前記１つ又は複数の再帰性反射エリアの特徴値を使用して計算を行う、
態様１に記載のデバイス。
〔態様１５〕
前記基準標的物が、再帰性反射係数の値が既知である複数の再帰性反射エリアを含み、前記複数の再帰性反射エリアの前記再帰性反射係数が全て互いと異なっている、態様１４に記載のデバイス。
〔態様１６〕
前記複数の再帰性反射エリアが前もって決定されたパターンで前記基準標的物上に配置されている、態様１５に記載のデバイス。

Claims (16)

1. 標的物の画像を撮影するための撮像ユニットと、
   前記撮像ユニットと、撮影用の光を放射するための光源と、前記標的物との間の位置関係によって決定される観測角度を取得するための観測角度取得ユニットと、
   前記標的物に入射する撮影用発光の進入角度を取得するための進入角度取得ユニットと、
   画像の撮影情報を使用して前記画像の画像データを前記標的物の輝度値に変換するための変換用ユニットと、
   前記標的物の照度値及び前記輝度値に基づいて前記標的物の再帰性反射係数の値を計算するための計算ユニットと、
   を備える、デバイス。
2. 前記観測角度、前記進入角度、及び前記再帰性反射係数の値を出力するための出力ユニットと、
   前記観測角度及び進入角度が基準範囲内に含まれているかどうかを判定するための判定ユニットと、を更に備え、
   前記出力ユニットは前記判定ユニットからの判定結果も出力する、
   請求項１に記載のデバイス。
3. 前記基準範囲を決定する前記観測角度と前記進入角度との間の対応関係を記憶するための記憶ユニット
   を更に備える、請求項２に記載のデバイス。
4. 前記記憶ユニットは前記標的物の種類に基づく複数の対応関係を記憶し、前記判定ユニットは、撮影される前記標的物の前記種類に従って対応関係を参照し、次いで前記観測角度及び前記進入角度が取得された前記基準範囲内に含まれているかどうかを判定する、請求項３に記載のデバイス。
5. 前記記憶ユニットは、前記光源の前記種類と、前記観測角度と、前記進入角度と、前記標的物の前記照度値との間の第２の対応関係も記憶する、請求項３に記載のデバイス。
6. 前記撮像ユニットは、前記撮影用発光を使用して前記標的物の第１の画像を撮影することに加えて更に、前記撮影用発光を使用せずに前記標的物の第２の画像を撮影し、前記変換ユニットは、前記第１の画像の前記画像データを第１の輝度値に変換することに加えて更に、前記第２の画像の前記画像データを第２の輝度値に変換し、次いで前記第１の輝度値と前記第２の輝度値との間の差分を計算することによって前記標的物の輝度値を取得する、請求項２に記載のデバイス。
7. 前記撮像ユニットは前記標的物以外の部分を含む画像を撮影し、前記変換ユニットは前記画像の前記画像データから得られる前記標的物以外の前記部分に基づいて前記標的物の前記輝度値を補正する、請求項２に記載のデバイス。
8. 前記光源から再帰性反射係数が既知である再帰性反射材上に光が照射されるときの再帰性反射材の輝度値に基づいて前記標的物の照度値を計算するための、照度値計算ユニット
   を更に含む、請求項２に記載のデバイス。
9. 前記撮像ユニットは、前記観測角度及び前記進入角度が前記基準範囲内に含まれていると判定されたときに、使用者の操作に関係なく前記標的物の画像を撮影する、請求項２に記載のデバイス。
10. 前記出力ユニットは、前記撮像ユニットが撮影したエリア、前記判定ユニットの前記判定結果、及び前記計算ユニットによって計算された前記再帰性反射係数の前記値を表示するための表示ユニットである、請求項２に記載のデバイス。
11. 前記撮像ユニットによる撮影中に露出量を調節するための露出補正ユニット
    を更に含む、請求項１に記載のデバイス。
12. 前記光源からの前記光の強度を低減するためのフィルタ
    を更に含む、請求項１に記載のデバイス。
13. 前記光源からの前記光の光経路を偏向させ、次いで前記観測角度を調節するためのプリズム
    を更に含む、請求項１に記載のデバイス。
14. 再帰性反射係数が既知である１つ又は複数の再帰性反射エリアを含む基準標的物を更に含み、
    前記計算ユニットは前記１つ又は複数の再帰性反射エリアの特徴値を使用して計算を行う、
    請求項１に記載のデバイス。
15. 前記基準標的物が、再帰性反射係数の値が既知である複数の再帰性反射エリアを含み、前記複数の再帰性反射エリアの前記再帰性反射係数が全て互いと異なっている、請求項１４に記載のデバイス。
16. 前記複数の再帰性反射エリアが前もって決定されたパターンで前記基準標的物上に配置されている、請求項１５に記載のデバイス。

Images