CN101828404B - 分光特性校正装置、分光特性校正方法 - Google Patents

Abstract

一种分光特性校正装置，其校正对由多个颜色信号构成的彩色信号赋予特征的分光特性，该分光特性校正装置具有：校正系数计算部，其根据对应于多个基准颜色的基准彩色信号和对应于基准彩色信号的预定的参照彩色信号，计算用于进行使基准彩色信号近似于参照彩色信号的校正的校正系数，所述多个基准颜色是根据拍摄例如多个颜色的色标得到的彩色信号而计算出的；以及分光特性校正部，其使用通过校正系数计算部得到的校正系数，校正对基准彩色信号赋予特征的分光特性。

Description

分光特性校正装置、分光特性校正方法

技术领域

本发明涉及校正对由多个颜色信号构成的彩色信号赋予特征的分光特性的分光特性校正装置、分光特性校正方法。 

背景技术

公知有数字相机等摄像装置在不同的环境下拍摄相同的被摄体时，有颜色再现不同的情况。但是实际上，不限于这种情况，即使在相同的环境下拍摄相同的被摄体时，也有颜色再现不同的情况。 

摄像装置构成为使用具有例如滤色器的摄像元件进行摄像，但是包括滤色器的摄像元件根据其种类不同，分光特性等与颜色再现相关的特性也不同。此外，即使是相同种类的摄像元件，其特性也由于材料、制造过程、随着时间变化等而变化。由此，由于这种特性的不同，各个摄像装置中的颜色再现也不同。尤其在医疗领域中，将颜色再现作为一个重要的要素进行处理，当颜色再现不同时，可能会妨碍诊断。 

为了解决这种问题，近年来开发了各种颜色校正技术，例如提出了使用不依赖于各个摄像装置的固定的颜色校正系数来进行颜色校正的技术。但是，在这种技术的情况下，不能应对每个摄像装置的特性差异，因此需要对各个摄像装置的每一个适当导出颜色校正系数。 

因此，例如在日本特开2001-358960号公报中，记载了如下的技术：根据第一分光灵敏度分布和第二分光灵敏度分布，导出用于将在第一分光灵敏度分布上被赋予特征的信号线性转换为在第二分光灵敏度分布上被赋予特征的信号的颜色校正系数。 

此外，在日本特开2005-117524号公报中，记载了如下的技术：按照多个摄像装置的每一个拍摄比色图表，导出颜色校正系数以使所拍摄的比色图表间的图像数据一致。 

在上述日本特开2001-358960号公报中记载的技术是根据各个分光灵敏度分布而导出颜色校正系数的技术，因此能够导出吸收两个分光灵敏度分布之间的差的最佳的颜色校正系数。但是，即使是相同种类的摄像元件，但在实际的产品中，各个摄像元件的分光灵敏度分布也存在差异，因此为了导出最佳的颜色校正系数，需要测定各个摄像元件的分光灵敏度分布，考虑到测定所需劳力的话比较繁杂，并关系到制造成本的上升。 

此外，在上述日本特开2005-117524号公报中记载的技术是使用由摄像装置所拍摄的比色图表的图像数据来导出颜色校正系数的技术，但是此处所导出的颜色校正系数取决于在比色图表上存在几个色调。因此，对于在比色图表上没有的颜色，不能保证用高精度进行校正。如果以整个色域的校正为对象，则需要准备具有多种多样的颜色的比色图表，制作或测定这种大规模的比色图表实际上比较困难。 

发明内容

本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于提供一种即使摄像元件不同也能够简单实现大致相同的颜色再现的分光特性校正装置、分光特性校正方法。 

为了达到上述目的，本发明一个方式的分光特性校正装置校正对由多个颜色信号构成的彩色信号赋予特征的分光特性，该分光特性校正装置具有：校正系数计算部，其根据对应于多个基准颜色的基准彩色信号和对应于上述基准彩色信号的预定的参照彩色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号近似于上述参照彩色信号的校正的校正系数；分光特性校正部，其使用通过上述校正系数计算部得到的校正系数，校正对上述基准彩色信号赋予特征的分光特性；以及转换系数计算部，其根据通过上述分光特性校正部得到的校正后的分光特性、和对上述参照彩色信号赋予特征的分光特性，计算用于进行使上述校正后的分光特性近似于对上述参照彩色信号赋予特征的分光特性的转换的转换系数。 

此外，本发明另一个方式的分光特性校正方法校正对由多个颜色信 号构成的彩色信号赋予特征的分光特性，该分光特性校正方法包括以下步骤：校正系数计算步骤，根据对应于多个基准颜色的基准彩色信号和对应于上述基准彩色信号的预定的参照彩色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号近似于上述参照彩色信号的校正的校正系数；分光特性校正步骤，使用通过上述校正系数计算步骤得到的校正系数，校正对上述基准彩色信号赋予特征的分光特性；以及转换系数计算步骤，根据通过上述分光特性校正步骤得到的校正后的分光特性、和对上述参照彩色信号赋予特征的分光特性，计算用于进行使上述校正后的分光特性近似于对上述参照彩色信号赋予特征的分光特性的转换的转换系数。 

附图说明

图1是示出本发明实施方式1的具有摄像装置功能的分光特性校正装置的结构的框图。 

图2是示出上述实施方式1中的色卡的图。 

图3是示出上述实施方式1中的色卡的色标的分光透射率的线图。 

图4是示出上述实施方式1中的拜尔型原色滤色器的结构的图。 

图5是示出上述实施方式1中的校正系数计算部的结构的框图。 

图6是示出上述实施方式1中的光源的分光特性的线图。 

图7是示出上述实施方式1中的成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光特性的线图。 

图8是示出上述实施方式1中的分光特性校正部的结构的框图。 

图9是示出上述实施方式1中的转换系数计算部的结构的框图。 

图10是示出上述实施方式1中的旋转式滤波器的结构的图。 

图11是示出上述实施方式1中的分光特性校正处理的流程图。 

具体实施方式

以下，参照附图说明本发明的实施方式。 

[实施方式1] 

图1到图11示出本发明的实施方式1，图1是示出具有摄像装置功能的分光特性校正装置的结构的框图，图2是示出色卡的图，图3是示出色卡的色标的分光透射率的线图，图4是示出拜尔型原色滤色器的结构的图，图5是示出校正系数计算部的结构的框图，图6是示出光源的分光特性的线图，图7是示出成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光 特性的线图，图8是示出分光特性校正部的结构的框图，图9是示出转换系数计算部的结构的框图，图10是示出旋转式滤波器的结构的图，图11是示出分光特性校正处理的流程图。 

首先，参照图1，说明具有摄像装置功能的分光特性校正装置的结构。 

该分光特性校正装置构成为具有透镜系统100、CCD(电荷耦合器件)101、A/D转换部102、缓冲器103、插值部104、信号处理部105、校正系数计算部106、分光特性校正部107、转换系数计算部108、输出部109、控制部110和外部I/F部111。 

透镜系统100用于将被摄体的光学图像成像在CCD 101上，其构成摄像部。 

CCD 101是对由透镜系统100成像的光学图像进行光电转换从而输出影像信号的摄像元件，其构成摄像部。 

该CCD 101依次经由A/D转换部102、缓冲器103、插值部104、信号处理部105、校正系数计算部106、分光特性校正部107、转换系数计算部108而连接到输出部109。此外，外部I/F部111与分光特性校正部107连接。控制部110与A/D转换部102、插值部104、信号处理部105、校正系数计算部106、分光特性校正部107、转换系数计算部108、输出部109以及外部I/F部111双向连接。 

A/D转换部102将从CCD 101输出的模拟的影像信号转换为数字影像信号。 

缓冲器103临时保存通过A/D转换部102转换的数字影像信号。 

插值部104对从缓冲器103传送的影像信号实施从单板到三板的插值等公知的插值处理。 

信号处理部105对从插值部104传送的影像信号实施亮度校正等公 知的信号处理。 

校正系数计算部106根据从信号处理部105传送的影像信号，如后所述计算校正系数。 

分光特性校正部107根据从校正系数计算部106传送的校正系数，如后所述校正分光特性。 

转换系数计算部108根据从分光特性校正部107传送的校正后的分光特性，如后所述计算转换系数。 

输出部109输出从转换系数计算部108传送的转换系数，并记录在例如存储卡等记录介质中。 

控制部110由例如微型计算机等构成，统一控制该分光特性校正装置整体。 

外部I/F部111是具有电源开关、快门按钮、用于输入分光特性的信息等的输入装置等的接口。 

接着，依照信号的流程说明图1所示的分光特性校正装置的作用。 

首先，经由外部I/F部111的输入装置，输入成为校正对象的摄像元件的分光特性(对象分光特性)。 

接着，在能通过透镜系统100拍摄的位置上，以与透镜系统100的光轴垂直的方式设置色卡120，通过按下外部I/F部111的快门按钮，进行色卡120的摄影。 

此处，在本实施方式中，假设色卡120是配置了使预先确定的特定窄频带波长的光透射的多个色标的透射型色卡。通过减小该色标的分光透射率的波长频带宽度，能够高精度地提取摄像元件的分光特性的分布形状特征。 

具体而言，如图2所示，色卡120是在面内排列分光透射率O¹～O¹¹这11个色标而构成的。这些各分光透射率O¹～O¹¹如图3所示。即，各分光特性O¹～O¹¹构成为：在波长为400nm～700nm的范围内，各峰值波长处于30nm的间隔。此外，各色标的分光透射率形成半值全宽为30nm的山形的分布形状。此外，不必限定于半值全宽为30nm的色标，还可以利用具有任意的半值全宽的色标。 

此外，在使用这种透射型的色卡120进行摄影时，在色卡120的背面侧设置灯箱光源使其发光。由此，从色卡120的背面侧朝向透镜系统100和CCD 101照射光。 

于是，经由透镜系统100，色卡120的光学图像成像在CCD 101上， 通过该CCD 101进行光电转换而输出影像信号。此外，在本实施方式中，假定CCD 101是具有拜尔型的原色滤色器的单板CCD。 

此处，如图4所示，拜尔型的原色滤色器以2×2像素为基本单位，在对角方向上配置了两个G(绿色)像素，在余下的对角方向的两个像素上各配置一个R(红色)像素和B(蓝色)像素。 

来自该CCD 101的影像信号通过A/D转换部102转换为数字信号，并临时保存在缓冲器103中。由此，经由A/D转换部102保存到缓冲器103的影像信号是针对一个像素仅能够到R信号、G信号或B信号中的任意一个颜色信号的RGB信号(RGB拜尔信号)。该缓冲器103内的RGB信号被传送到插值部104。 

插值部104通过进行公知的插值处理，生成三板状态的RGB信号(即，针对一个像素而言R信号、G信号及B信号全部齐备的状态下的RGB信号)。该三板状态的RGB信号从插值部104被传送到信号处理部105。 

信号处理部105针对从插值部104传送的RGB信号，进行亮度校正等公知的信号处理。通过该信号处理部105处理的影像信号被传送到校正系数计算部106。 

校正系数计算部106根据经由信号处理部105得到的RGB信号、和存储在内部并与上述色标对应地预先确定的参照RGB信号，计算用于校正分光特性的校正系数。通过该校正系数计算部106计算出的校正系数被传送到分光特性校正部107。 

分光特性校正部107根据由校正系数计算部106计算出的校正系数，校正对象分光特性(成为校正对象的分光特性)。此处，如上所述，假定经由外部I/F部111输入的对象分光特性是代表CCD 101的设备种类的分光特性。具体而言，能够使用记载例如在目录中的分光特性。此外，作为代表性分光特性，不限于记载在目录中的分光特性，例如也可以实际测定属于预定设备种类的特定的一个CCD的分光特性，使用在该测定结果中得到的分光特性。通过该分光特性校正部107校正后的对象分光特性被传送到转换系数计算部108。 

转换系数计算部108根据预先存储在内部的目标分光特性、和从分光特性校正部107得到的校正后的对象分光特性，计算用于校正对象分光特性和目标分光特性的差异的转换系数(用于将对象分光特性转换为目标分光特性的转换系数)。通过该转换系数计算部108计算的转换系数被传送到输出部109。 

输出部109将从转换系数计算部108得到的转换系数记录到例如存储卡等记录介质中进行保存。 

接着，参照图5，说明校正系数计算部106的结构的一个例子。 

该校正系数计算部106构成为具有缓冲器200、信号计算部201、校正函数计算部202和参照信号ROM 203。 

信号处理部105与缓冲器200连接。缓冲器200与信号计算部201连接。信号计算部201与校正函数计算部202连接。此外，参照信号ROM203也连接到校正函数计算部202。校正函数计算部202与分光特性校正部107连接。控制部101与信号计算部201、校正函数计算部202双向连接，对它们进行控制。 

从信号处理部105传送的RGB信号被传送到缓冲器200，进行临时保存。保存在该缓冲器200中的RGB信号被传送到信号计算部201。 

信号计算部201根据经由缓冲器200得到的RGB信号，计算图2和图3所示那样的色卡120的每个色标的平均RGB信号(平均R信号、平均G信号和平均B信号)(将该平均RBG信号设为基准RGB信号)，并将计算出的基准RGB信号传送到校正函数计算部202。 

校正函数计算部202读出预先存储在参照信号ROM 203中的与上述色标对应的参照RGB信号。此处，参照RGB信号分别对预先实测的灯箱光源的分光特性(参照图6)、成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光特性(参照图7)、各色标的分光透射率(参照图3)进行求积并按照每个波长分量进行求和。具体而言，如下面的数式1所示，进行该参照RGB信号的计算。 

[数式1] 

$R_i^T=\underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{\mathrm{\λ}}^R\·L_{\mathrm{\λ}}\·O_{\mathrm{\λ}}^i$

$G_i^T=\underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{\mathrm{\λ}}^G\·L_{\mathrm{\λ}}\·O_{\mathrm{\λ}}^i$

$B_i^T=\underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{T}_{\mathrm{\λ}}^B\·L_{\mathrm{\λ}}\·O_{\mathrm{\λ}}^i$

此处，R_i ^T、G_i ^T、B_i ^T表示参照RGB信号，i表示色卡120的色标的识别编号，T_λ ^R、T_λ ^G、R_λ ^B表示成为颜色再现目标的R像素、G像素、B像素各自的目标分光特性，L_λ表示光源的分光特性，O_λ ⁱ表示色标i的分光透射率。 

在上述中，假定λ表示波长，上述各分光特性是以10nm间隔对波长400nm～700nm的范围进行取样而得到的。此外，在设定色标的总数为n时，色卡120的色标的识别编号i可取的范围为1～n，在本实施方式中，如图2和图3所示，n为11。 

此外，参照RGB信号不必限定于通过上述数式1计算的信号。例如，还可以将经由属于预定设备种类的多个CCD中的特定的一个CCD所拍摄的色卡120的各色标的平均RGB信号用作参照RGB信号。 

此外，校正函数计算部202根据所读取的参照RGB信号、和从信号计算部201传送的上述基准RGB信号，计算例如校正矩阵系数，将该系数作为用于进行使基准RGB信号近似于参照RGB信号的校正的校正函数。 

例如以下的数式2所示，利用参照RGB信号和基准RGB信号之间的最小二乘法进行该校正矩阵系数的计算。 

[数式2] 

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{|R_i^T-(a_1\·R_i^S+a_2\·G_i^S+a_3\·B_i^S)|}^2$

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{|G_i^T-(a_4\·R_i^S+a_5\·G_i^S+a_6\·B_i^S)|}^2$

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{|B_i^T-(a_7\·R_i^S+a_8\·G_i^S+a_9\·B_i^S)|}^2$

此处，R_i ^S、G_i ^S、B_i ^S表示基准RGB信号，a₁～a₉表示校正矩阵系数。 

如此通过校正函数计算部202计算出的校正矩阵系数a₁～a₉被传送到分光特性校正部107。 

此外，在数式2中，假定校正矩阵系数是线性的3×3的矩阵系数而进行了计算，但也可以是包含使R_i ^S、G_i ^S、B_i ^S彼此相乘的高次项(非线性项)的非线性矩阵系数。此时，通过最小二乘法计算非线性矩阵系数的情况也与线性矩阵系数的情况相同。即，能够按照例如以下的数式3所示进行非线性矩阵系数的计算。 

[数式3] 

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|R_i^T-(b_{11}\·R_i^S+b_{12}\·G_i^S+b_{13}\·B_i^S$

$+b_{14}\·R_i^S\·G_i^S+b_{15}\·G_i^S\·B_i^S+b_{16}\·B_i^S\·R_i^S){|}^2$

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|G_i^T-(b_{21}\·R_i^S+b_{22}\·G_i^S+b_{23}\·B_i^S$

$+b_{24}\·R_i^S\·G_i^S+b_{25}\·G_i^S\·B_i^S+b_{26}\·B_i^S\·R_i^S){|}^2$

$\min \underset{i=1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}|B_i^T-(b_{31}\·R_i^S+b_{32}\·G_i^S+b_{33}\·B_i^S$

$+b_{34}\·R_i^S\·G_i^S+b_{35}\·G_i^S\·B_i^S+b_{36}\·B_i^S\·R_i^S){|}^2$

此处，b₁₁～b₃₆表示3×6的非线性矩阵的系数。由此，只要计算出数式3所示的三个式子分别成为最小时的b₁₁～b₃₆即可。 

此外，在上述数式3中，计算了3×6的非线性矩阵系数，但是也能够应用3×9的非线性矩阵系数，该3×9的非线性矩阵系数还包含分别使R_i ^S、G_i ^S、B_i ^S进行平方后的项。 

接着，参照图8，说明分光特性校正部107的结构的一个例子。 

该分光特性校正部107构成为具有函数校正部300。 

校正系数计算部106及外部I/F部111连接于函数校正部300。函数校正部300连接到转换系数计算部108。控制部110与函数校正部300双 向连接，对其进行控制。 

函数校正部300使用从校正系数计算部106得到的校正矩阵系数a₁～a₉，针对经由外部I/F部111输入的校正对象的对象分光特性S_λ ^R、S_λ ^G、S_λ ^B，进行以下的数式4所示的矩阵转换。 

[数式4] 

$\left(\begin{array}{ccc}{S}_{\mathrm{\λ}=400}^{\′R}& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^{\′R}\\ S_{\mathrm{\λ}=400}^{\′G}& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^{\′G}\\ S_{\mathrm{\λ}=400}^{\′B}& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^{\′B}\end{array}\right)=\left(\begin{array}{ccc}{a}_1& a_2& a_3\\ a_4& a_5& a_6\\ a_7& a_8& a_9\end{array}\right)\·\left(\begin{array}{ccc}{S}_{\mathrm{\λ}=400}^R& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^R\\ S_{\mathrm{\λ}=400}^G& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^G\\ S_{\mathrm{\λ}=400}^B& ...& S_{\mathrm{\λ}=700}^B\end{array}\right)$

此处，S′_λ ^B、S′_λ ^G、S′_λ ^B表示校正后的对象分光特性。 

来自函数校正部300的校正后的对象分光特性被传送到转换系数计算部108。 

关于使用数式3所示的非线性矩阵系数时的对象分光特性的转换，例如按照以下的数式5所示那样进行。 

[数式5] 

$S_{\mathrm{\λ}}^{\′R}=b_{11}\·S_{\mathrm{\λ}}^R+b_{12}\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{13}\·S_{\mathrm{\λ}}^B$

$+b_{14}\·S_{\mathrm{\λ}}^R\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{15}\·S_{\mathrm{\λ}}^G\·S_{\mathrm{\λ}}^B+b_{16}\·S_{\mathrm{\λ}}^B\·S_{\mathrm{\λ}}^R$

$S_{\mathrm{\λ}}^{\′G}=b_{21}\·S_{\mathrm{\λ}}^R+b_{22}\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{23}\·S_{\mathrm{\λ}}^B$

$+b_{24}\·S_{\mathrm{\λ}}^R\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{25}\·S_{\mathrm{\λ}}^G\·S_{\mathrm{\λ}}^B+b_{26}\·S_{\mathrm{\λ}}^B\·S_{\mathrm{\λ}}^R$

$S_{\mathrm{\λ}}^{\′B}=b_{31}\·S_{\mathrm{\λ}}^R+b_{32}\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{33}\·S_{\mathrm{\λ}}^B$

$+b_{34}\·S_{\mathrm{\λ}}^R\·S_{\mathrm{\λ}}^G+b_{35}\·S_{\mathrm{\λ}}^G\·S_{\mathrm{\λ}}^B+b_{36}\·S_{\mathrm{\λ}}^B\·S_{\mathrm{\λ}}^R$

接着，参照图9，说明转换系数计算部108的结构的一个例子。 

该转换系数计算部108构成为具有：转换函数计算部400；以及预先存储有成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光特性的分光特性ROM 401。 

分光特性校正部107与转换函数计算部400连接。分光特性ROM 401也与转换函数计算部400连接。转换函数计算部400连接到输出部109。控制部110与转换函数计算部400双向连接，对其进行控制。 

转换函数计算部400根据从分光特性校正部107输入的校正后的对 象分光特性S′_λ ^B、S′_λ ^G、S′_λ ^B、和从分光特性ROM 401读出的成为颜色再现目标的目标分光特性T_λ ^R、T_λ ^G、T_λ ^B，通过以下数式6所示的最小二乘法计算用于进行使校正后的对象分光特性近似于目标分光特性的转换的转换矩阵系数c₁～c₉。 

[数式6] 

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{|T_{\mathrm{\λ}}^R-(c_1\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′R}+c_2\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′G}+c_3\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′B})|}^2$

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{|T_{\mathrm{\λ}}^G-(c_4\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′R}+c_5\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′G}+c_6\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′B})|}^2$

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}{|T_{\mathrm{\λ}}^B-(c_7\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′R}+c_8\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′G}+c_9\·S_{\mathrm{\λ}}^{\′B})|}^2$

通过转换函数计算部400计算出的转换矩阵系数c₁～c₉被传送到输出部109。 

此外，在数式6中，假设了转换矩阵系数是线性的3×3的矩阵系数而进行了计算，但也可以是包含S′_λ ^B、S′_λ ^G、S′_λ ^B彼此相乘的高次项(非线性项)的非线性矩阵系数。此时，通过最小二乘法计算非线性矩阵系数的情况也与线性矩阵系数的情况相同。即，非线性矩阵系数的计算能够例如按照以下的数式7那样进行。 

[数式7] 

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}|T_{\mathrm{\λ}}^R-(d_{11}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R+d_{12}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{13}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B$

$+d_{14}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{15}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B+d_{16}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R{\left)\right|}^2{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R{S^{\′B}}_{\mathrm{\λ}}{S}_{\mathrm{\λ}}^{\′B}$

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}|T_{\mathrm{\λ}}^G-(d_{21}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R+d_{22}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{23}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B$

$+d_{24}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{25}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B+d_{26}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R{\left)\right|}^2$

$\min \underset{\mathrm{\λ}=400}{\overset{700}{\mathrm{\Σ}}}|T_{\mathrm{\λ}}^B-(d_{31}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R+d_{32}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{33}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B$

$+d_{34}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G+d_{35}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^G\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B+d_{36}\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^B\·{S^{\′}}_{\mathrm{\λ}}^R{\left)\right|}^2$

此处，d₁₁～d₃₆表示3×6的非线性矩阵的系数。由此，只要计算数式 7所示的三个式子分别成为最小时的d₁₁～d₃₆即可。 

此外，在上述中，作为摄像元件列举了CCD为例，但是不限于此，当然可以是CMOS或其他类型的摄像元件。 

此外，在上述中，使用了具有拜尔型的原色滤色器的单板摄像元件，但是没有必要限定于此，可以是具有补色滤色器的单板摄像元件，而且滤色器不限于原色或补色，只要是具有滤色器的摄像元件、且该滤色器具备互相独立的任意的彩色分量即可。 

除此以外，摄像元件不限于单板，也可以是二板、三板或这以上的多板的摄像元件。 

此外，在上述中，使用了透射型的色卡120，但是没有必要限定于此，还能够使用例如反射型的色卡。此时，不使用灯箱光源，而使用另外的外部照明器具来向色卡照射照明光。 

此外，还能够构成为在分光特性校正装置的透镜系统100的前方设置图10所示那样的圆形的旋转式滤波器130(各滤波器的分光特性如图3的O¹～O¹¹所示)，通过使该旋转式滤波器130旋转来取得各色标的影像信号。 

除此以外，还能够应用发出任意的窄频带波长的光的发光型色卡。 

但是，在上述中，以利用硬件的处理为前提，但是不限于这种结构。例如，还能够将来自CCD 101的影像信号作为未处理状态的原始数据输入到计算机，使计算机执行另外的软件即分光特性校正程序来进行处理。 

参照图11，对利用分光特性校正程序的处理流程进行说明。 

开始该处理后，首先，分别输入未处理的影像信号、成为校正对象的摄像元件的对象分光特性、成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光特性、光源的分光特性以及色卡的分光特性(步骤S1)。 

接着，针对通过该步骤S1得到的影像信号，通过进行插值处理来生成三板状态的影像信号(步骤S2)。 

接着，根据通过步骤S2得到的影像信号，计算色卡120的各色标的平均RGB信号(步骤S3)。此外，将此处所计算的平均RGB信号设为基准RGB信号。 

并且，根据成为颜色再现目标的摄像元件的目标分光特性、光源的分光特性以及色卡的分光特性，例如按照算式1所示那样进行参照RGB信号的计算(步骤S4)。 

然后，校正基准RGB信号的亮度以使其与参照RGB信号的亮度一致。 

接着，根据通过步骤S5得到的基准RGB信号和参照RGB信号，例如按照算式2(或算式3)所示那样进行校正系数的计算(步骤S6)。 

接着，根据通过步骤S6得到的校正系数，如算式4(或算式5)所示那样进行对象分光特性的校正(步骤S7)。 

之后，根据校正后的对象分光特性、目标分光特性，如算式6(或算式7)所示那样进行转换系数的计算(步骤S8)，结束该处理。 

此外，在上述中，叙述了分光特性校正装置和分光特性校正程序，但是也可以是进行相同处理的分光特性校正方法。 

根据这种实施方式1，首先使用拍摄色卡得到的影像信号来校正分光特性，之后，根据校正后的分光特性和成为颜色再现目标的分光特性计算转换系数，因此能够简单地校正分光特性。 

此外，通过校正分光特性，在具有不同的分光特性的两个摄像元件之间能够实现差异较少的颜色再现。 

此外，还能够将所计算的转换系数应用于数字相机或视频相机等摄像装置所具有的颜色转换处理的系数，因此能够进行高精度的颜色转换。 

Claims (11)

1.一种分光特性校正装置，其校正对由多个颜色信号构成的彩色信号赋予特征的分光特性，该分光特性校正装置的特征在于具有：

校正系数计算部，其根据由摄像元件对具有多个色标的色卡进行摄像而得到的基准彩色信号和预先存储的与上述色卡的多个色标对应的参照彩色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号近似于上述参照彩色信号的校正的校正系数；

分光特性校正部，其使用由上述校正系数计算部得到的校正系数，校正成为校正对象的对象分光特性；以及

转换系数计算部，其根据通过上述分光特性校正部得到的校正后的对象分光特性、和成为颜色再现目标的摄像元件的分光特性即目标分光特性，计算用于进行使上述校正后的对象分光特性近似于上述目标分光特性的转换的转换系数。

2.根据权利要求1所述的分光特性校正装置，其特征在于，上述校正系数计算部具有：

信号计算部，其根据通过上述摄像元件得到的彩色信号计算各上述色标的彩色信号来作为上述基准彩色信号。

3.根据权利要求2所述的分光特性校正装置，其特征在于，上述校正系数计算部构成为包括校正函数计算部，该校正函数计算部根据上述基准彩色信号的各颜色信号和上述参照彩色信号的各颜色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号的各颜色信号近似于上述参照彩色信号的各颜色信号的校正的校正函数的系数。

4.根据权利要求3所述的分光特性校正装置，其特征在于，上述分光特性校正部构成为包括函数校正部，该函数校正部利用上述校正函数来校正上述对象分光特性。

5.根据权利要求1所述的分光特性校正装置，其特征在于，上述转换系数计算部构成为包括转换函数计算部，该转换函数计算部根据通过上述分光特性校正部得到的校正后的对象分光特性、和上述目标分光特性，计算用于进行使上述校正后的对象分光特性近似于上述目标分光特性的转换的转换函数的系数。

6.根据权利要求1所述的分光特性校正装置，其特征在于，上述色标构成为使特定的窄带波长的光透射或反射或显现颜色。

7.一种分光特性校正方法，其校正对由多个颜色信号构成的彩色信号赋予特征的分光特性，该分光特性校正方法的特征在于包括：

校正系数计算步骤，根据由摄像元件对具有多个色标的色卡进行摄像而得到的基准彩色信号和预先存储的与上述色卡的多个色标对应的参照彩色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号近似于上述参照彩色信号的校正的校正系数；

分光特性校正步骤，使用由上述校正系数计算步骤得到的校正系数，校正成为校正对象的对象分光特性；以及

转换系数计算步骤，根据通过上述分光特性校正步骤得到的校正后的分光特性、和成为颜色再现目标的摄像元件的分光特性即目标分光特性，计算用于进行使上述校正后的对象分光特性近似于上述目标分光特性的转换的转换系数。

8.根据权利要求7所述的分光特性校正方法，其特征在于，该分光特性校正方法还包括摄像步骤，拍摄上述色卡中的多个颜色的色标而得到彩色信号，

上述校正系数计算步骤还包括信号计算步骤，根据通过上述摄像步骤得到的彩色信号计算各色标的彩色信号来作为上述基准彩色信号。

9.根据权利要求8所述的分光特性校正方法，其特征在于，上述校正系数计算步骤是包括校正函数计算步骤的步骤，该校正函数计算步骤根据上述基准彩色信号的各颜色信号和上述参照彩色信号的各颜色信号，计算用于进行使上述基准彩色信号的各颜色信号近似于上述参照彩色信号的各颜色信号的校正的校正函数的系数。

10.根据权利要求9所述的分光特性校正方法，其特征在于，上述分光特性校正步骤是包括函数校正步骤的步骤，该函数校正步骤利用上述校正函数来校正上述对象分光特性。

11.根据权利要求7所述的分光特性校正方法，其特征在于，上述转换系数计算步骤是包括转换函数计算步骤的步骤，该转换函数计算步骤根据通过上述分光特性校正步骤得到的校正后的对象分光特性、和上述目标分光特性，计算用于进行使上述校正后的对象分光特性近似于上述目标分光特性的转换的转换函数的系数。

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