JP3720714B2

JP3720714B2 - 被測定物の状態評価方法および状態評価装置

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Publication number: JP3720714B2
Application number: JP2001024277A
Authority: JP
Inventors: 康裕松井; 憲一岡安
Original assignee: Japan Vilene Co Ltd
Current assignee: Japan Vilene Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2021-01-31
Also published as: JP2002228594A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙、不織布等の被測定物の状態を評価する方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
繊維で構成されるシート状物は、その構成繊維の偏在によって外観上の良否を生じることは周知の事実である。しかし、構成繊維の偏在は、単に外観上の良否に留まらず、例えば貼付薬基材における伸縮性、電池用基材（セパレータ）や不織布を熱圧着して絶縁基板に用いる絶縁基板用基材における耐ショート性などといった用途上の機能にも大きく影響するものである。従って、構成繊維の偏在を解消するため、シート状物の生産技術自体の向上は勿論のこと、その指標となる偏在評価技術も重要度を増している。
【０００３】
かかる繊維の偏在（地合）を評価する技術として、予め用意された数段階の偏在度合いを有するシート状物と測定対象とを対比し、これらの繊維の偏在状態（地合）を単に目視により比較するといった主観評価が従来より行われてきたが、近年の電子機器の発達により、この繊維の偏在状態の評価は電子機器を利用した客観評価へと移り替わってきている。
【０００４】
このような電子機器を利用した繊維の偏在状態の評価技術としては種々のものが提案されており、その多くは測定対象であるシート状物に光を照射し、その反射光若しくは透過光を、例えば２５６階調（８ｂｉｔ）の濃淡で識別し得る固体撮像素子（ＣＣＤ）などによって輝度情報として数値化し、この数値を演算処理するという手法が採られている。
【０００５】
このようなＣＣＤを利用した測定技術として、”１９９６ Nonwovens Conference”予稿集Ｐ２３９〜２４４（「CHARACTERIZING NONWOVEN WEB STRUCTURE USING IMAGE ANALYSIS TECHNIQUES」、R.R.Breseeら、１９９６年３月１１〜１３日に米国で開催）には、対象となるシート状物から得られた輝度情報を種々に演算処理した結果が報告されている。特に、Fig.９には、測定対象となる不織布をスキャンする際の測定面積を種々に変え、各解像度で得られた輝度情報（２５６階調）の標準偏差σを算術平均Ｘで割った変動係数ＣＶ（％）を求め、測定面積を正方形とみなした場合の一辺の寸法に相当する画像サイズ（ｍｍ）に対して変動係数ＣＶをプロットした測定結果が示されている。そして測定結果が示されたグラフを検討し、ＣＶ値を見比べることで、対比される不織布のうちいずれの不織布がより均一性に優れているかの判断が可能となる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した従来の繊維の偏在状態（地合）の評価方法では、対比される不織布の均一性の優劣の判断は可能であっても、均一性の度合いを具体的な数値として表すことができなかったため、繊維の偏在状態の評価手段としては不十分なものであった。
【０００７】
また、特殊金属箔の表面状態を評価する場合や、プリントされたシートのプリント状態を評価する場合にも同様の問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、前記測定技術を応用し、被測定物の状態の評価を具体的な数値として表すことにより、被測定物の状態の定量化を図ることができる状態評価方法および状態評価装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討した結果、小さな構造上の特徴は、その測定面積が増加するにつれて物理的に均一化されるため、種々の測定寸法とＣＶ値との相関を採り、その相関関係に基づいて被測定物の状態を評価できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
即ち、本発明に係る被測定物の状態評価方法は、（１）被測定物の所定領域に光を照射し所定領域からの反射光または透過光を受光して輝度情報を取得する工程と、（２）被測定物の所定領域を所定の画像サイズにより分割し、分割された各区画の輝度値を輝度情報に基づいて算出し、各区画の輝度値を平均して所定領域全体の輝度平均及び標準偏差を算出し、当該所定の画像サイズについて輝度平均に対する標準偏差の比である変動係数を算出する工程と、（３）所定の画像サイズの大きさを変えながら変動係数の算出を繰り返す工程と、（４）複数の画像サイズの対数と複数の変動係数とに基づいて測定結果群座標を生成し、生成された測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積を算出する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１１】
また本発明に係る被測定物の状態評価装置は、（１）被測定物に対して光を照射する光源と、（２）被測定物の所定領域において反射または透過された反射光または透過光を受光して輝度情報を取得するための受光手段と、（３）被測定物の所定領域を所定の画像サイズにより分割し、分割された各区画の輝度値を輝度情報に基づいて算出し、各区画の輝度値を平均して所定領域全体の輝度平均及び標準偏差を算出し、当該所定の画像サイズについて輝度平均に対する標準偏差の比である変動係数を算出する第１の演算手段と、（４）所定の画像サイズの大きさを変更するための変更手段と、（５）複数の画像サイズの対数と複数の変動係数とに基づいて測定結果群座標を生成し、生成された測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積を算出する第２の演算手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
かかる構成としたことにより、光源から被測定物に対して照射された光のうち、被測定物の所定領域において反射または透過された反射光または透過光が受光手段によって受光され輝度情報が取得される。次いで、第１の演算手段により、被測定物の所定領域が所定の画像サイズにより分割され、分割された各区画の輝度値が上記輝度情報に基づいて算出され、当該各区画の輝度値を平均して所定領域全体の輝度平均及び標準偏差が算出され、当該所定の画像サイズについて輝度平均に対する標準偏差の比である変動係数が算出される。そして、変更手段により上記所定の画像サイズの大きさが変更されながら、上記変動係数の算出が繰り返される。
【００１３】
その後、第２の演算手段により、複数の画像サイズの対数と複数の変動係数とに基づいて測定結果群座標が生成され、生成された測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積が算出される。このようにして算出された面積に基づいて、被測定物の状態の客観的な評価が可能となる。
【００１４】
特に、生成された測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積を算出するため、所定の基準線との間に形成される面積の算出が容易になる。
【００１５】
また本発明に係る被測定物の状態評価方法および評価装置では、測定結果群座標の一次直線への回帰を最小二乗法により行うことを特徴としてもよい。このようにすれば、測定結果群座標の一次直線への回帰が最小二乗法により行われる。
【００１６】
また本発明に係る被測定物の状態評価方法は、算出された面積と、予め得られた他の被測定物についての面積との比を算出する工程を更に含むことを特徴としてもよい。また本発明の被測定物の状態評価装置は、第２の演算手段により算出された面積と、予め得られた他の被測定物についての面積との比を算出する第３の演算手段を更に備えることを特徴としてもよい。
【００１７】
このようにすれば、第３の演算手段により、被測定物について第２の演算手段により算出された面積と、予め得られた他の被測定物についての面積との比に基づいて、被測定物の状態の相対的な評価が可能となる。特に、他の被測定物が基準となるサンプルである場合は、その基準に対する状態の優劣の度合いを客観的な数値として得ることができる。
【００１８】
また本発明に係る被測定物の状態評価方法および状態評価装置では、輝度情報は、上記反射光または上記透過光を赤、緑、及び青の光成分に分光して得られた各光成分ごとの輝度情報を含むことを特徴としてもよい。このようにすれば、各光成分ごとの輝度情報、すなわち各色ごとの輝度情報を用いて、被測定物の状態の評価をより詳細に行うことが可能となる。
【００１９】
また本発明に係る被測定物の状態評価方法および状態評価装置では、被測定物は、繊維で構成されるシート状物であることを特徴としてもよい。このように、本発明の被測定物の状態評価方法および状態評価装置は、例えば紙、不織布等の繊維で構成されるシート状物の地合の評価に好適に用いることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づき、本発明の被測定物の状態評価方法および状態評価装置の好適な実施形態について説明する。尚、図面において同一の要素には同一の符号を附し、重複する説明を省略する。ここで本明細書において被測定物とは、主として紙、不織布、特殊金属箔、プリントされたシート等のシート状物を意味し、被測定物の状態とは、被測定物構造の状態や被測定物表面の状態を意味する。具体的には、例えば紙、不織布などの繊維で構成されるシート状物の繊維の偏在状態（地合）、特殊金属箔の表面状態、プリントされたシートのプリント状態などを意味する。以下の実施形態では、特に紙、不織布等の繊維で構成されるシート状物の地合を評価する場合について説明する。
【００２１】
図１は、本発明にかかる被測定物の状態評価装置（以下、評価装置ともいう）の第１実施形態を示す斜視図である。
【００２２】
図１に示すように、紙、不織布等の繊維で構成されたシート状物（被測定物）３は、生産された後に図示しない搬送手段により矢印５で示す方向に搬送される。
【００２３】
その際、シート状物３の繊維の偏在、いわゆる地合を評価するために、評価装置１はシート状物３の所定領域の輝度情報を測定可能な光学測定手段を備えている。光学測定手段は、シート状物３の下側に配置された光源、例えば蛍光灯７と、シート状物３の上方に配置されシート状物３を透過した光を受光する受光手段、例えばＣＣＤカメラ９とを備えている。このＣＣＤカメラ９は、透過光を分光することなくそのまま受光して輝度情報を生成する構成としてもよいし、透過光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光成分に分光し、これら光成分を受光して各光成分ごとの輝度情報を生成する構成としてもよい。
【００２４】
また評価装置１は、ＣＣＤカメラ９からの透過映像信号を処理するためのコンピュータ１１と、処理結果を表示するためのディスプレイ１５を備えている。このＣＣＤカメラ９とコンピュータ１１とは電気的に接続されており、ＣＣＤカメラ９からの透過映像信号はコンピュータ１１に伝送され、所定領域における輝度情報として蓄積される。コンピュータ１１は内部に種々の演算を行うための演算部１３を備えており、所定領域における輝度情報は演算部１３において画像処理ソフトを用いて処理され、その結果として地合の評価がディスプレイ１５上に表示されるようになっている。
【００２５】
なお、本実施形態の評価装置１では、蛍光灯７とＣＣＤカメラ９とをシート状物３に対して同一の側に配置し、ＣＣＤカメラ９はシート状物３において反射された反射光を検出する構成としてもよい。また、シート状物３の所定領域における輝度情報をページスキャナで読み取る構成としてもよい。
【００２６】
コンピュータ１１の演算部１３は、図２に示すように、変動係数演算部（第１の演算手段）１７、画像サイズ変更部（変更手段）１９、面積演算部（第２の演算手段）２１および比演算部（第３の演算手段）２３を備えている。
【００２７】
変動係数演算部１７は、ＣＣＤカメラ９から伝送されてきた輝度情報に基づいて、シート状物３の所定領域を所定の画像サイズにより分割して各区画の輝度値を算出し、当該各区画の輝度値に基づいて当該所定の画像サイズに対応する変動係数を算出する。
【００２８】
画像サイズ変更部１９は、変動係数演算部１７と接続されており、シート状物３の所定領域を分割する画像サイズを変更するための信号を変動係数演算部１７に伝送する。
【００２９】
面積演算部２１は、変動係数演算部１７と接続されており、画像サイズを変更することにより得られた複数の画像サイズと、それに対応するように算出された複数の変動係数とに基づいて測定結果群座標を生成し、生成された測定結果群座標を所定平面上にプロットして得られるグラフと、所定の基準線との間に形成される面積を算出する。
【００３０】
比演算部２３は、面積演算部２１と接続されており、面積演算部２１において算出された面積と、記憶手段２５において記憶されている他のシート状物（他の被測定物）についての面積との比を算出する。
【００３１】
このＲＡＭ等により構成される記憶手段２５は、演算部１３と接続されており、演算部１３において演算された種々の値を記憶したり、予め記憶されているデータを演算部１３に供給したりする。
【００３２】
次に、上記した構成の本実施形態に係る評価装置１を用いたシート状物３の地合の評価方法について、図３のデータ処理手順を示すフローチャートに沿って説明する。
【００３３】
まず、生産ライン中で光源７からシート状物３に光を当て、その透過光をＣＣＤカメラ９により受光して所定領域における輝度情報をコンピュータ１１に蓄積する（Ｓ１）。この場合、解像度は任意に設定可能であるが、通常４００dpi程度の精度で解析を行う。各画素における輝度を構成する数値は、８bitの場合０〜２５５のデジタル化された階調で表される。なお輝度情報としては、透過光を分光することなくそのまま受光して生成された輝度情報を用いてもよいし、透過光を赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の光成分に分光し、これら光成分を受光して生成された各光成分ごとの輝度情報を用いてもよい。ただし、各光成分ごとの輝度情報、すなわち各色ごとの輝度情報を用いれば、シート状物３の地合の評価をより詳細に行うことが可能となる。例えば、色のついた繊維の分布状態などの評価が可能となる。
【００３４】
次に、コンピュータ１１の演算部１３において、より詳細には変動係数演算部１７において、上記方法により得られた所定領域分のbitmapデータを、画像処理ソフトを用いて所定の同一画像サイズに等分割する（Ｓ２）。この場合、好ましくは正方形状の少なくとも２区画以上、より好ましくは４区画以上に等分割する。そして、画像サイズ変更部１９から変動係数演算部１７に対して画像サイズを変更する信号を送り、所定領域の分割作業を少なくとも２種以上の画像サイズＳ_nについて行って複数の分割パターンを得る。なお、画像サイズＳ_nの数（分割パターン）が、最低２つあれば地合の評価は可能であるが、画像サイズＳ_nの数が増えれば後述する地合指数Ｐの信頼性が増すため、３種類以上の画像サイズＳ_nについて分割作業を行うことが好ましい。また、各区画が互いに重畳しないように上記所定領域を分割すれば、変動係数ＣＶを有意に求めることができ、その結果、後述する地合指数Ｐの信頼性がより一層向上する。また、分割された各区画の輝度情報は、以下の処理において必ずしもすべて用いる必要はない。更に、所定領域を非正方形状に等分割してもよい。例えば、長方形状、円形状に等分割してもよい。
【００３５】
次に、同じく変動係数演算部１７において、ｎ個の画像サイズＳ₁〜Ｓ_nに対応するｎ個の分割パターンの各分割パターンごとに、等分割された正方形の各区画の輝度値を算出し、輝度値群Ｇ₁〜Ｇ_nを求める（Ｓ３）。
【００３６】
ここで、簡単のためｎ＝２の場合、すなわち２種類の画像サイズで所定領域を等分割して、２つの輝度値群を求める場合について、図４を参照して説明する。図４（ａ）は、１５cm角のシート状物３をページスキャナによりスキャンし、画像サイズＳ₁（分割パターン１）として７．５cm角の４個の同一画像サイズに分割した場合を示し、図４（ｂ）は１５cm角のシート状物３を画像サイズＳ₂（分割パターン２）として５cm角の９個の同一画像サイズに分割した場合を示している。例えば、スキャナの精度が４００dpiであり、画像サイズがＳ₁の場合を考えると、各区画の輝度値ｇ₁₁〜ｇ₁₄は、それぞれ約１１８０×１１８０（｛４００÷２５．４×７５｝²）個の画素における輝度の平均値で代表され、画像サイズＳ₁（分割パターン１）に対応する輝度値群Ｇ₁＝（ｇ₁₁，ｇ₁₂，ｇ₁₃，ｇ₁₄）が得られる。また、画像サイズがＳ₂の場合を考えると、各区画の輝度値ｇ₂₁〜ｇ₂ ₉は、それぞれ約７８７×７８７（｛４００÷２５．４×５０｝²）個の画素における輝度の平均値で代表され、画像サイズＳ₂（分割パターン２）に対応する輝度値群Ｇ₂＝（ｇ₂₁，ｇ₂₂，・・・，ｇ₂₈，ｇ₂₉）が得られる。
【００３７】
次に、各輝度値群Ｇ₁〜Ｇ_nごとの輝度平均Ｘ₁〜Ｘ_nを算出する。（Ｓ４）
これは、単純に輝度値の算術平均として求められる。例えば、前述の画像サイズがＳ₁の場合を考えると、輝度平均Ｘ₁は、
Ｘ₁＝（ｇ₁₁+ｇ₁₂+ｇ₁₃+ｇ₁₄）／４
として求めることができる。
【００３８】
次に、各輝度値群Ｇ_１〜Ｇ_ｎごとの標準偏差σ_１〜σ_ｎを算出する（Ｓ５）。例えば、前述の画像サイズがＳ_１の場合を考えると、標準偏差σ_１は、
として求めることができる。
【００３９】
次に、標準偏差σ₁〜σ_nを輝度平均Ｘ₁〜Ｘ_nで割った変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_n（ＣＶ_n＝σ_n／Ｘ_n）を算出する（Ｓ６）。例えば、前述の画像サイズがＳ₁の場合を考えると、変動係数ＣＶ₁は、
ＣＶ₁＝σ₁／Ｘ₁
として求められる。なお、変動係数ＣＶ_nは百分率で求めるのが一般的であるが、本実施形態では後述するように地合指数として面積ｋ_Mとｋ_Rとの比を採るため、変動係数ＣＶ_nとして単に標準偏差σ_nを輝度平均Ｘ_nで割ったものを用いても同一の地合指数が得られる。
【００４０】
次に、面積演算部２１において画像サイズＳ₁〜Ｓ_nの対数をｘ座標、変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_nをｙ座標とした測定結果群座標｛（Log_aＳ₁，ＣＶ₁），・・・・，（Log_aＳ_n，ＣＶ_n）｝（但し、ａは１を除く正数）を生成し、生成された測定結果群座標を最小二乗法により一次直線に回帰する（Ｓ７）。なお、ｘ座標として画像サイズの対数を採っているため、読み取り領域の面積を画像サイズの代わりに用いることもできる。
【００４１】
そして、図５に示すように、ｘ軸と一次直線との間に形成された面積ｋ_Mを算出する（Ｓ７）。面積ｋ_Mを算出する際の画像サイズの変域は、例えばＣＶ値を求めた画像サイズの最小値Ｓ_minから最大値Ｓ_maxまでとする。
【００４２】
最後に、比演算部２３において、面積演算部２１で算出された面積ｋ_Mと、記憶手段２５に予め記憶されている基準サンプル（他の被測定物）の面積ｋ_Rとの比を採り、これを地合指数Ｐとして算出する（Ｓ８）。即ち、Ｐは、
Ｐ＝ｋ_M／ｋ_R
として表される。
【００４３】
このように本実施形態では、画像サイズＳ_nの対数と変動係数ＣＶ_nとにより得られる測定結果群座標｛（Log_aＳ₁，ＣＶ₁），・・・・，（Log_aＳ_n，ＣＶ_n）｝を一次直線に回帰することによって、変動係数ＣＶ_nの平均化の度合いはｘ軸と一次直線との間に形成される面積という形で定量化されるため、シート状物３の地合を具体的な数値として客観的に評価することができる。例えば、シート状物３の均一性が高ければ、その面積ｋ_Mは小さくなるという結果として反映される。また、この面積ｋ_Mと、基準サンプルについて予め得られた面積ｋ_Rとの比を採り、この比を地合指数Ｐとして算出することにより、所定基準に対する客観的な地合の評価を高い再現性で実現することができる。
【００４４】
また本実施形態では、生産ライン中で連続的に流れてくるシート状物３を一定時間ごとにスキャンし、面積ｋ_Mを一定時間ごとに算出することで、シート状物３の品質の変化を監視するようにしてもよい。また、地合指数Ｐを、所定基準に対する地合の評価として用いるだけでなく、互いに異なるシート状物の地合の状態の相対的な評価に用いてもよい。
【００４５】
なお、本実施形態に係る被測定物の状態評価方法及び評価装置では、画像サイズＳ₁〜Ｓ_nの対数をｘ座標、変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_nをｙ座標とする測定結果群座標を生成し、これを一次直線に回帰して得られた一次直線とｘ軸との間に形成される面積を算出した。しかし、これに限られず、図６（ａ）に示すように、画像サイズＳ₁〜Ｓ_nの対数をｘ座標、変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_nをｙ座標とする測定結果群座標を一次直線に回帰することなく、ｘ−ｙ平面にプロットされた座標を直線等でそれぞれ結び、得られたグラフとｘ軸との間に形成される面積を算出するようにしてもよい。
【００４６】
また、図６（ｂ）に示すように、画像サイズＳ₁〜Ｓ_nの対数でなく画像サイズＳ₁〜Ｓ_nそのものをｘ座標、変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_nをｙ座標とする測定結果群座標を生成し、これを曲線に回帰して得られた曲線とｘ軸との間に形成される面積を算出するようにしてもよい。
【００４７】
さらに、図６（ｃ）に示すように、画像サイズＳ₁〜Ｓ_nそのものをｘ座標、変動係数ＣＶ₁〜ＣＶ_nをｙ座標とする測定結果群座標を生成し、これを曲線に回帰することなく、ｘ−ｙ平面にプロットされた座標を直線等でそれぞれ結び、得られたグラフとｘ軸との間に形成される面積を算出するようにしてもよい。
【００４８】
このように、図６（ａ）〜（ｃ）を参照して説明した手法で面積を算出する方法も、本発明の技術思想の範囲に含まれるものである。よって、本願において「生成された該測定結果群座標を所定平面上にプロットして得られるグラフ」には、図６（ａ）〜（ｃ）に示すようにして測定結果群座標に基づいて生成されるグラフが含まれる。
【００４９】
ただし、図５に示すように、x軸と1次直線との間に形成される面積を算出するようにすれば、単なる台形の面積を算出するだけで済むため、演算が簡素化され演算速度が速くなる。
次に、本発明に係る被測定物の状態評価装置を用いた状態評価方法を実施例によりさらに詳細に説明する。
【００５０】
【実施例】
シート状物として水流絡合された地合の異なる２つの不織布を測定サンプル１，２とした。
【００５１】
サンプル１は、（１）繊維軸を中心として、ポリエチレン成分とポリプロピレン成分とが交互に配列した、オレンジ状の繊維断面形状を有する、繊度１．４３ｄｔｅｘ、繊維長２５ｍｍの複合繊維４０ｍａｓｓ％、（２）ポリプロピレン成分を芯成分とし、ポリエチレン成分を鞘成分とした、繊度１．６５ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍの芯鞘型複合繊維２５ｍａｓｓ％、（３）繊度１．３２ｄｔｅｘ、繊維長４５ｍｍのポリプロピレン繊維３５ｍａｓｓ％、とからなる乾式熱融着不織布（面密度：２０ｇ／ｍ²、厚さ：０．１２ｍｍ）であった。
【００５２】
またサンプル２は、（１）ポリプロピレン成分を芯成分とし、ポリエチレン成分を鞘成分とした、繊度０．８ｄｔｅｘ、繊維長５ｍｍの芯鞘型複合繊維８０ｍａｓｓ％、（３）繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長１０ｍｍのポリプロピレン繊維２０ｍａｓｓ％、とからなる湿式熱融着不織布（面密度：５２ｇ／ｍ²、厚さ：０．２２ｍｍ）であった。
【００５３】
サンプル１及び２の状態をそれぞれ図７及び図８に示す。図７及び図８から分かるように、サンプル２の方がサンプル１に比べて目視上の地合に優れている。
【００５４】
これら２つのサンプルを市販のページスキャナにかけ、分解能を４００dpiに設定し、画像サイズ３ｍｍ角〜２４ｍｍ角の４つの分割パターンで輝度情報を取得・演算処理した。なお、この際の演算は、ページスキャナからパソコンに輝度情報を送り、その情報をMicrosoft Excelで処理した。
【００５５】
図９は、画像サイズの対数をｘ座標とし、変動係数をｙ座標とした場合に、演算の結果得られた測定結果群座標をプロットしたグラフである。
【００５６】
サンプル１の測定結果群座標（図中白丸で示す）を最小二乗法により一次直線に回帰した場合の直線Ｌ１の式は、
ｙ＝−０．８８３９ｘ＋４．８７６５
と求められる。よって、ｘ軸と直線Ｌ１との間に形成される面積ｋ_Mは約８と求められる。ここでは、画像サイズ間の目盛りを１として面積ｋ_Mを算出した。
【００５７】
また、基準となるサンプル２の測定結果群座標（図中三角で示す）を最小二乗法により一次直線に回帰した場合の直線Ｌ２の式は、
ｙ＝−０．１５５ｘ＋０．９３８５
と求められる。よって、ｘ軸と直線Ｌ２との間に形成される面積ｋ_Rは約１．６５と求められる。ここでも、画像サイズ間の目盛りを１として面積ｋ_Rを算出した。
【００５８】
その結果、図７及び図８の目視比較からも分かるとおり、地合が優れているほど面積が小さくなることが分かった。また、地合指数Ｐ（＝ｋ_M／ｋ_R）は約４．８５となった。この地合指数Ｐにより、基準となるサンプル２に対するサンプル１の地合を相対的に判断することができた。
【００５９】
【発明の効果】
本発明によれば、被測定物の状態評価を具体的な数値として表すことにより、被測定物の状態の定量化を図ることができる状態評価方法及び状態評価装置が得られる。従って、目視による主観評価と比較してより客観的な指標が得られるとともに、電子機器を利用して多数の被測定物の状態評価を、高い信頼性の下で行うことが可能となる。
【００６０】
また本発明によれば、被測定物に大きなムラがある場合であっても、目視と前記面積との間に高い相関関係があるため、前記面積から状態を評価することができる。
【００６１】
更に、本発明によれば、測定サイズが小さくても大きくても、被測定物の状態評価にはあまり影響がなく、小さい測定サイズで被測定物全体の状態を評価できるため、特殊な装置を必要としない、簡易な状態評価装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態にかかる被測定物の状態評価装置の構成を概略的に示す斜視図である。
【図２】コンピュータの演算部の構成を模式的に示すブロック図である。
【図３】本実施形態において、地合を評価する際のデータ処理手順を示すフローチャートである。
【図４】図４（ａ）は、所定領域を４つの区画に等分割した分割例を示す説明図である。また図４（ｂ）は、所定領域を９つの区画に等分割した分割例を示す説明図である。
【図５】測定結果群座標（Log_aＳ_n，ＣＶ_n）を一次直線に回帰したときの、x軸と一次直線との間に形成される面積を模式的に示す図である。
【図６】測定結果群座標に基づくグラフとｘ軸との間に形成される面積の算出方法の他の例を示す図である。
【図７】実施例におけるサンプル１の状態のイメージを示す写真である。
【図８】実施例におけるサンプル２の状態のイメージを示す写真である。
【図９】実施例において演算処理して得られた両サンプルの測定結果群座標（Log_aＳ_n，ＣＶ_n）をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
１…被測定物の状態評価装置、３…シート状物、７…光源、９…ＣＣＤカメラ、１１…コンピュータ、１３…演算部、１５…ディスプレイ、１７…変動係数演算部、１９…画像サイズ変更部、２１…面積演算部、２３…比演算部、２５…記憶手段。

Claims

被測定物の所定領域に光を照射し該所定領域からの反射光または透過光を受光して輝度情報を取得する工程と、
前記被測定物の前記所定領域を所定の画像サイズにより分割し、分割された各区画の輝度値を前記輝度情報に基づいて算出し、当該各区画の輝度値を平均して前記所定領域全体の輝度平均及び標準偏差を算出し、当該所定の画像サイズについて該輝度平均に対する該標準偏差の比である変動係数を算出する工程と、
前記所定の画像サイズの大きさを変えながら前記変動係数の算出を繰り返す工程と、
複数の前記画像サイズの対数と複数の前記変動係数とに基づいて測定結果群座標を生成し、生成された該測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積を算出する工程と、
を含むことを特徴とする被測定物の状態評価方法。
前記測定結果群座標の一次直線への回帰を最小二乗法により行うことを特徴とする請求項１に記載の被測定物の状態評価方法。
算出された前記面積と、予め得られた他の被測定物についての面積との比を算出する工程を更に含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の被測定物の状態評価方法。
前記輝度情報は、前記反射光または前記透過光を赤、緑、及び青の光成分に分光して得られた各光成分ごとの輝度情報を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の被測定物の状態評価方法。
前記被測定物は、繊維で構成されるシート状物であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の被測定物の状態評価方法。
被測定物に対して光を照射する光源と、
前記被測定物の所定領域において反射または透過された反射光または透過光を受光して輝度情報を取得するための受光手段と、
前記被測定物の前記所定領域を所定の画像サイズにより分割し、分割された各区画の輝度値を前記輝度情報に基づいて算出し、当該各区画の輝度値を平均して前記所定領域全体の輝度平均及び標準偏差を算出し、当該所定の画像サイズについて該輝度平均に対する該標準偏差の比である変動係数を算出する第１の演算手段と、
前記所定の画像サイズの大きさを変更するための変更手段と、
複数の前記画像サイズの対数と複数の前記変動係数とに基づいて測定結果群座標を生成し、生成された該測定結果群座標を所定平面上にプロットし一次直線に回帰して得られる直線と所定の基準線との間に形成される面積を算出する第２の演算手段と、
を備えることを特徴とする被測定物の状態評価装置。
前記測定結果群座標の一次直線への回帰を最小二乗法により行うことを特徴とする請求項６に記載の被測定物の状態評価装置。
前記第２の演算手段により算出された前記面積と、予め得られた他の被測定物についての面積との比を算出する第３の演算手段を更に備えることを特徴とする請求項６又は７に記載の被測定物の状態評価装置。
前記輝度情報は、前記反射光または前記透過光を赤、緑、及び青の光成分に分光して得られた各光成分ごとの輝度情報を含むことを特徴とする請求項６〜８のいずれかに記載の被測定物の状態評価装置。
前記被測定物は、繊維で構成されるシート状物であることを特徴とする請求項６〜９のいずれかに記載の被測定物の状態評価装置。