CN112469978A - 颜色评价装置、颜色评价方法和颜色评价方法中使用的显示物 - Google Patents

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Abstract

运算装置(6)具有颜色评价部(62)，该颜色评价部(62)从在第2拍摄环境下拍摄显示物(7)而得到的测量时的拍摄数据分别获取传感器色和4个以上的参考色，基于自运算装置存储部(61)读取的第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息到自拍摄数据获取的第2拍摄环境下的4个以上参考色的颜色信息的变化量，求取第1拍摄环境与第2拍摄环境之间的颜色的变换系数，基于从测量时的拍摄数据获取的传感器色和颜色的变换系数，计算包含表示仿射变换的平移的项的变换式，来将传感器色修正成与在第1拍摄环境下拍摄的情况一致。

Description

颜色评价装置、颜色评价方法和颜色评价方法中使用的显 示物
技术领域
本发明涉及颜色评价装置、颜色评价方法和颜色评价方法中使用的显示物。
背景技术
用彩色墨水(温度检测墨水)着色后的显示物(纸片等)以颜色的变化表示测量(感测)物理量的结果的测量值。色彩传感器应用于不易将测量值变换为电信号的测量对象，或适用于想要以低成本地进行感测的需要。
色彩传感器的颜色通常表示从变色前至变色程度最大的状态之间的中间某处的颜色。若只要能够获取粗略的测量值即可，则仅以肉眼色确认即可。但是，在要机械地获取准确的测量值的情况下，需要有读取感测到的色彩传感器的中间色而变换为定量的数字值(以下称为“颜色的评价”)的颜色评价装置。
颜色评价装置从拍摄色彩传感器而得到的图像获取颜色信息。此处，所获取的图像中通常受到拍摄环境和拍摄器材的强烈影响而难以进行精度高的中间色评价。对图像产生影响的拍摄环境例如能够列举光源的种类和亮度。照到被摄体的光的光谱根据直射日光、多云天气的外部光、荧光灯、白炽灯泡等光源的种类(照明类型)和来自光源的光的衰减程度发生各种变化。
大多数情况下，光源存在多个，有时这些光会混合。根据拍摄时的状况，传感器所在的场所和朝向、拍摄者的站立位置等时常不同。进一步，拍摄时刻(太阳的位置)和天气等也经常变化。基于这些原因，照到拍摄对象的传感器的照明的亮度和光谱发生各种变化。
因此，在专利文献1中记载了一种测量装置，其包括从同时对颜色发生变化的色彩传感器和3色的颜色标本进行摄像而得到的彩色图像数据求取颜色标本的修正值的分析单元和使用修正值来修正色彩传感器的颜色的修正单元。
由此，即使在各种各样的光源下对色彩传感器进行摄像的情况下，也能够以相同的图像中映现的颜色标本为线索来修正色彩传感器的颜色。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-93277号公报
发明内容
发明所要解决的问题
在专利文献1的颜色修正中，使用3色的颜色标本。因此，在要通过颜色空间的坐标变换对传感器色进行颜色修正时，在专利文献1的方法中，仅能够进行原点不动的线性变换，而不能进行包含平移在内的仿射变换。
由此，即使通过以线性变换的原点为中心的旋转等进行修正，特别是在为传感器色接近黑色的拍摄色时，由于颜色空间内的坐标接近原点，所以相对于该拍摄色的修正量也会变小，不能充分提高修正的精度。例如，在实际的拍摄环境下有赖于照明的角度等而整体稍显发白的情况经常发生，即使原本传感器色显示为黑色，也存在其拍摄色稍显发白的情况。
因此，本发明的主要目的在于从在各种各样的拍摄环境下拍摄的色彩传感器，高精度地求取测量值。
用于解决问题的方式
为了解决所述问题，本发明的颜色评价装置具有以下特征。
本发明在存储部中登记有在第1拍摄环境下拍摄到的4个以上的参考色的颜色信息，
具有颜色评价部，该颜色评价部从在第2拍摄环境下拍摄显示物而得到的测量时的拍摄数据分别获取传感器色和4个以上的参考色，其中所述显示物显示随着要测量的物理量而变化的色彩传感器的传感器色和不随要测量的物理量变化的4个以上的参考色，
基于从所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息到所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息的变化量来求取所述第1拍摄环境与所述第2拍摄环境之间的颜色的变换系数，其中所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述存储部读取的，所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述拍摄数据获取的，
基于从所述测量时的拍摄数据获取的传感器色和所述颜色的变换系数，计算包含表示仿射变换的平移的项的变换式，来将传感器色修正成与在所述第1拍摄环境下拍摄的情况一致。
其它技术方案后述。
发明的效果
根据本发明，能够从在各种各样的拍摄环境下拍摄的色彩传感器高精度地求取测量值。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的颜色评价系统的结构图。
图2是用于说明本发明的一个实施方式的显示物的各区域的结构图。
图3是用于说明在本发明的一个实施方式的图2的显示物着色的结果的结构图。
图4是表示对本发明的一个实施方式的图3的显示物追加第2传感器区域而得到的显示物。
图5表示对于本发明的一个实施方式的图3的显示物，将参考色区域的显示物和传感器区域的显示物作为不同的介质构成的一个例子。
图6表示对于本发明的一个实施方式的图3的显示物，以隔着传感器区域的方式在两侧新设参考色区域而得到的显示物。
图7表示对于本发明的一个实施方式的图3的显示物，显示信息代码而得到的显示物。
图8表示对于本发明的一个实施方式的图3的显示物，取代设置参考色区域而在背景区域涂覆第3参考色而得到的显示物。
图9是说明本发明的一个实施方式的颜色修正的概念的图。
图10是表示本发明的一个实施方式的颜色评价系统的详细情况的结构图。
图11是表示本发明的一个实施方式的颜色评价部的动作的流程图。
图12为了考虑本发明的一个实施方式的伽马修正而进行颜色修正，使用5种参考色的例子。
图13是用于说明本发明的一个实施方式的颜色修正效果高的显示方法的结构图。
具体实施方式
以下，参照附图详细地说明本发明的一个实施方式。
图1是颜色评价系统的结构图。
颜色评价系统通过对照明8照射的显示物7的整体进行拍摄的拍摄器材5与读取显示物7的拍摄图像而对颜色进行评价的运算装置6相连接而构成。
作为颜色评价装置动作的运算装置6，由通用的个人电脑或服务器构成。拍摄器材5例如是数字摄像机、带摄像机的移动电话、智能手机内置摄像机等简便的器材。
另外，用于从拍摄器材5向运算装置6传送拍摄图像的连接既可以是有线也可以是无线，也可以是借助国际互联网等的连接。此外，借助SD存储卡等的数据的移动也可以认为是连接的一种方式。
显示物7例如既可以作为单独的卡片、面板、标签、平板、衬纸预先准备，也可以在测量时刻作为贴纸粘贴在箱子或袋子的表面，还可以从外部印刷。显示物7的表面的材质任意。另外，在本说明书的“显示”中，不仅包含在显示物7的纸面上附着墨水而固定颜色的显示(印刷)(即不仅纸片等)，还可以包含通过使光通过显示物7的显示器的液晶分子而使面板的表面显色的显示(电显色)。
照明8既可以是自然光也可以是人工照明。
图2是用于说明显示物7的各区域的结构图。在该图2的阶段，说明显示物7被划分为多个区域的布局，因此首先说明区域内未着色。1个显示物7划分为作为封闭区域的多个参考色区域11～14、作为封闭区域的1个传感器区域21和该各区域以外的背景区域30。
在传感器区域21，色彩传感器测量的“传感器色”根据测量结果而变化。
在参考色区域11～14，着色“参考色”。该参考色用于求取表示与照明8等的拍摄环境相应的传感器色的变化量的变换系数(详见图9)。
另外，在图1中，作为对显示物7的整体进行拍摄的拍摄器材5进行了说明，不过严格意义上，只要以所有参考色区域11～14与1个传感器区域21处在相同图像内的方式拍摄即可。由此，也可以取代参考色区域11～14的各位置在图2中例示的传感器区域21的上侧成为横向一排，而以处于传感器区域21的附近的方式配置参考色区域11～14。
此外，显示物7的各区域的形状为按参考色区域11～14的长方形和传感器区域21的圆形不同的形状，由此能够用肉眼立刻识别哪个区域是传感器区域21。另外，各区域的形状并不限定于所述的长方形和圆形，也可以为任意的形状。
显示物7的各区域的面积在图像化时以多个像素表示，是能够计算颜色的平均值的程度的面积即可。
图3是用于说明在图2的显示物7着色的结果的结构图。
在显示物71的传感器区域21，涂覆有颜色根据温度发生变化的温度检测墨水等的色彩传感器。即，传感器区域21反映周围的环境而颜色发生变化。例如，传感器区域21作为颜色信息反映温度、温度历史、湿度、光、各种气体浓度等环境条件，检测液体的pH，各种离子浓度、各种药剂浓度、各种氨基酸/蛋白质浓度、病毒/细菌的存在等结果。
另外，在本实施方式中，作为说明用的颜色模型采用RGB(Red、Green、Blue)模型。在RGB模型中，构成图像的1个像素的颜色以R(红)、G(绿)、B(蓝)3色各自的最暗的0至最亮的255之间的数值的组合来表现。以下，将RGB成分如[R，G，B]那样用方括号括起来标明，例如，红色[255，0，0]，最暗的黑色[0，0，0]，最亮的白色[255，255，255]。
参考色区域11～14的各参考色是用常规的彩色墨水等着色的固定的(与传感器色不同，不发生变化的)颜色。以下，例示下面的4个参考色，参考色的可取的组合并不限定于这4个。
·在参考色区域11涂覆红色[250，0，0]。
·在参考色区域12涂覆绿色[0，250，0]。
·在参考色区域13涂覆蓝色[0，0，250]。
·在参考色区域14涂覆灰色[200，200，200]。
进一步，还可以将参考色区域11～14的背景处、传感器区域21的背景处和背景区域30的全部中的至少1处(以下称为全面涂覆处)，以作为与参考色不同的颜色的白色或黑色全面涂覆。由此，能够抑制拍摄出完全的白色[255，255，255]映现为过度曝光(白化，whiteout白飛び)、或完全的黑色[0，0，0]映现为曝光不足(黑化，black crush黒つぶれ)的图像(颜色饱和的图像)。
而且，优选4个种类的参考色均比全面涂覆时的白色更暗，比全面涂覆时的黑色更亮。由此，即使在全面涂覆处发生过度曝光和曝光不足，在参考色区域11～14的参考色和传感器区域21的传感器色中也会不产生过度曝光和曝光不足地结束。
图4表示对图3的显示物71追加第2传感器区域22而得到的显示物72。例如，通过将用于测量关于测量对象的温度的传感器区域21和用于测量湿度的传感器区域22包含于1个显示物7，能够同时测量温度和湿度。
此处，参考色区域11～14在2个传感器区域21、22共用，与分别准备温度测量用的显示物7和湿度测量用的显示物7的方式相比，还能够节约测量空间和拍摄时间。另外，按图4的显示物72以外的传感器区域21为1个进行说明，不过也可以在其它显示物7也设置多个传感器区域21、22。
图5表示对于图3的显示物71，将参考色区域11～14的显示物73a与传感器区域21的显示物73b作为不同的介质构成的一个例子。显示物73b放在要测量物理量的物体和场所继续进行测量。
另一方面，还设想拿着显示物73a和拍摄器材5一起行走，在拍摄时使显示物73a与显示物73b靠近而一起拍摄的用法。由此，能够减小显示物73b的面积，因此，例如即使传感器区域21是在填写单的小框中手写的彩色墨水的区域，也能够与参考色区域11～14在相同图像内进行拍摄。
图6表示对于图3的显示物71，以隔着传感器区域21的方式在两侧设置有参考色区域11～14的显示物74。
由此，即使在显示物74内的照明8的照射不均匀、出现亮的部分与暗的部分的差的情况下，也能够通过使用2处的参考色区域11的参考拍摄色的平均，来抑制传感器色的修正精度的劣化。
进一步，能够如图6所示那样，通过以尽量空出距离的方式(即，隔着传感器区域21地在对角线上)配置相同颜色的参考色区域11，将亮的部分与暗的部分的差平均化。
此外，运算装置6也可以通过对显示物74内的处于不同场所的相同的参考色的数据进行比较，在其差太大的情况下判断为照明8的照射不佳而判断为拍摄错误。
当光源在拍摄图像反射而映入时传感器色和参考色受到强烈影响，因此不优选。由此，在这样的图像中出现反射光强的场所和弱的场所，因此能够适当地判断为拍摄错误。
图7表示对于图3的显示物71，取代涂覆参考色区域13的参考色，而显示QR代码(注册商标)及条码等信息代码31的显示物75。由此，能够从信息代码31的拍摄图像不仅获取作为信息代码31自身的颜色的参考色，而且获取事先在显示物75设定的嵌入信息。嵌入信息例如能够列举使用什么样的颜色模型(RGB模型、HSV模型等)、该颜色模型中的各参考基准色的彩色代码是什么等。
图8表示对于图3的显示物71，取代设置参考色区域13，在背景区域30涂覆了第3参考色的显示物76。由此，成为整个显示物76的全被涂覆了某种颜色的状态，能够省略参考色区域13而节约显示物76的面积。
图9是说明颜色修正的概念的图。在RGB模型中，各像素的颜色位于R轴、G轴、B轴的3维的RGB空间内的(一个边为255的长度的立方体中的)某处。另一方面，在图9中，为了使说明容易明白，将RGB空间虚拟地以2维的图表表现。
图表上的点越位于图表的左下侧，越表示向完全的黑色[0，0，0]靠近而变暗的颜色。另一方面，图表上的点越位于图表的右上侧，越表示向完全的白色[255，255，255]靠近而变得亮的颜色。
关于令参考色区域11～14的各参考色为哪种颜色，在以RGB空间的4个点表示参考基准色C01～C04时，4点全都不包含在一个平面内是必要条件。这是因为，如果包含在一个平面内，则不能将多个变换系数的可取的值的组合唯一地确定。
进一步，通过在RGB空间内使得将4个点构成的4面体的体积足够大，能够提高使用变换系数的传感器色的修正精度。
另外，优选使立方体中的空间旋转或平移而进行的变换的修正后的传感器色处在RGB空间内的立方体的范围内。例如，在修正后成为280的值的情况下，会算成255，测量值的精度因该方式而下降。
如上所述，通过以使得4个点全都不包含在一个平面内，且使得4面体的体积够大，能够作为相同的拍摄色检测参考色的照明造成的影响和传感器色的照明造成的影响，因此能够求得精度高的变换系数。
以下，令在成为基准的拍摄环境(第1拍摄环境)拍摄的参考色为“参考基准色”，令在实际测量的拍摄环境(第2拍摄环境)拍摄的参考色为“参考拍摄色”。
例如，作为成为基准的拍摄环境，使用特定的拍摄器材5和特定的照明8的光源，按可再现地确定的与照明8的距离和角度、拍摄角度拍摄显示物7。特定的拍摄器材5优选为与实际的测量中使用的器材相同，或者以类似的型号得到的图像的质量相近者。能够确定而能够再现是用哪个型号拍摄的是很重要的。此时，在参考色区域11拍摄参考基准色C01。另外，在参考基准色的拍摄中，在不进入自然光的环境下仅利用人工照明照射显示物7，能够再现环境，因此优选。而且此时优选照明8的有色光接近白色光。这是因为，当进行拍摄色的修正时，如果根据基于最普通的白色光得到的基准色进行，则在大多数情况下能够减小修正量，能够减小颜色修正因过大的修正量而失败的风险。
接着，在实际测量的拍摄环境下(智能手机等简易的拍摄器材5或照明8的光源总是变化的车内等)拍摄显示物7。此时，在参考色区域11，拍摄参考拍摄色C1。
在其它参考色区域12～14也一样，作为参考拍摄色C2拍摄参考基准色C02，作为参考拍摄色C3拍摄参考基准色C03，作为参考拍摄色C4拍摄参考基准色C04。
此时，实际测量的拍摄环境为与成为基准的拍摄环境相比更亮的场所，因此与参考基准色C01相比参考拍摄色C1被拍摄得更加亮(图9的朝向右上方的虚线箭头)。
另一方面，传感器区域21、22(参考图4)的各传感器色也受到与参考色区域11～14的各参考色同样的拍摄环境的影响，被拍摄得比成为基准的传感器色更加明亮。以下，令在实际测量的拍摄环境下拍摄的传感器色为“传感器拍摄色”，令传感器色如同是在成为基准的拍摄环境下拍摄的那样修正之后的传感器色为“传感器修正色”。
如果直接将传感器拍摄色C8变换为物理量，则会输出比实际的测量数据大的(亮的)物理量。由此，需要将传感器拍摄色C8修正为传感器修正色C08之后(换言之，返回成为基准的拍摄环境之后)再变换为物理量(图9的朝向左下方的实线箭头)。同样，传感器拍摄色C9也需要在返回传感器修正色C09之后再变换为物理量。
此处，通过使得参考色与传感器色被拍摄在相同拍摄图像中，能够看作2个颜色都受到相同的拍摄环境的影响。由此，能够通过将以图9的朝向右上方的虚线箭头表示的从参考基准色C01到参考拍摄色C1的变化量(即变换系数)直接反方向地应用于从传感器拍摄色C8到传感器修正色C08的修正量(图9的朝向左下方的实线箭头)，间接地求取传感器修正色C08。
图10是表示颜色评价系统的详细情况的结构图。
颜色评价系统的拍摄器材5具有图像调整部51和拍摄器材存储部52。
图像调整部51对作为第2拍摄环境的拍摄器材5拍摄显示物7得到的拍摄图像进行图像调整后，将制作成jpg等图像格式的图像文件存储于拍摄器材存储部52。该图像调整是后述的伽马修正处理和白平衡调整处理等。另外，图像格式以各颜色的数据为1字节＝8位(能够取0～255的值)进行说明，不过也可以为以更多的位数表现的图像格式。
此外，图像格式中除jpg以外还有png、tif、bmp等各种各样的格式，为其中任意格式均可。不过因为颜色数少的图像格式中数据的准确性受损，所以优选使各像素的RGB成分以1个字节以上表示的格式。
颜色评价系统的运算装置6具有运算装置存储部61、作为处理部60的颜色评价部62和物理量变换部63。该运算装置6作为具有CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、存储器和硬盘等存储单元(运算装置存储部61)的计算机构成。该计算机通过CPU执行读入至存储器上的程序(应用程序和智能手机的应用)，使由各处理部60构成的控制部(控制单元)动作。
在运算装置存储部61，存储有在第1拍摄环境下进行拍摄时的参考基准色C01～C04的颜色数据等的处理部60所使用的各种数据。参考基准色C01～C04的颜色数据在拍摄器材5的拍摄前(事先)登记于运算装置存储部61。
颜色评价部62对从拍摄器材5的拍摄器材存储部52传送至运算装置6的第2拍摄环境下的拍摄图像，如图9中说明的那样，基于从参考基准色C01～C04到参考拍摄色C1～C4的变更量，将传感器拍摄色C8、C9修正为传感器修正色C08、C09。该颜色评价部62的修正处理能够不依赖于色彩传感器感测到的物理量的种类，用通用逻辑实现。颜色评价部62的处理的详细情况使用图11后述。
物理量变换部63基于颜色评价部62输出的传感器修正色，变换为对应的物理量(如果是温度传感器则为温度，如果是湿度传感器则为湿度)。
另外，也可以取代在运算装置6具备所有各处理部60的结构，采用在智能手机那样的可程序设计的拍摄器材5具备各处理部60(例如颜色评价部62)的一部分，而在运算装置6具备其余各处理部60(例如物理量变换部63)的结构。进一步，还能够在单个智能手机兼有拍摄器材5和运算装置6两者的功能。
由此，在运算装置6具备所有各处理部60的结构中，与从拍摄器材5向运算装置6传输拍摄图像数据的方式相比，能够以非常少的传输数据量完成，从而缩短通信时间。
图11是表示颜色评价部62的动作的流程图。
作为S11，颜色评价部62从拍摄器材存储部52接收拍摄数据，从该拍摄数据中拍摄到的显示物7的各区域获取拍摄色(参考拍摄色、传感器拍摄色)。另外，颜色评价部62读取根据面积分配给各区域的多个像素各自的颜色信息，并作为各区域的代表值提取这些颜色信息的平均值。
作为S12，颜色评价部62从事先登记的4个参考基准色(图9中说明的参考基准色C01～C04的4个颜色)，向从在S11中本次拍摄到的4个参考拍摄色(图9中说明的参考拍摄色C1～C4的4个颜色)变化的颜色信息的变化量，求取参考色的变换系数。以下的(式1)～(式3)是左边的参考拍摄色C1～C4与右边的参考基准色C01～C04的关系式。
[数学式1]
Figure BDA0002897738870000111
Figure BDA0002897738870000112
Figure BDA0002897738870000113
(式1)～(式3)中共计12个变换系数由表示作为3维空间的坐标变换的仿射变换的缩放、旋转、剪切等的a11～a33的9个变量和表示仿射变换的平移的b1～b3的3个变量构成。
颜色评价部62通过解将参考拍摄色C1～C4和参考基准色C01～C04代入(式1)～(式3)中得到的4个联立线性方程式来求取12个变换系数。
作为S13，颜色评价部62使用在S12中求得的12个变换系数，将传感器拍摄色修正(仿射变换)为传感器修正色。以下的(式4)是左边的传感器修正色C08、右边的传感器拍摄色C8和S12中所述的12个变换系数的关系式。12个变换系数由成为向传感器拍摄色C8变换的系数的a11～a33的9个变量和表示仿射变换的平移的b1～b3的3个变量构成。
[数学式2]
Figure BDA0002897738870000121
传感器拍摄色＝[R，G，B]
传感器修正色＝[RC，GC，BC]
颜色评价部62通过对将传感器拍摄色C8、12个变换系数代入(式4)得到的方程式进行求解来求取传感器修正色C08。另外，如图4所示，在第2传感器色存在于传感器区域22时，颜色评价部62使用与第1传感器色相同的12个变换系数和相同的(式4)，以与第1传感器色相同的方式修正第2传感器色即可。
此外，作为比较例，以下的(式5)是左边的传感器修正色C08、右边的传感器拍摄色C8与9个变换系数的关系式。(式4)的关系式通过在(式5)的关系式中作为第2项追加b1～b3的3个变量，消除照明8和拍摄器材5的影响，由此提高颜色修正的精度。在只使用3种参考色的情况下只能将变换系数决定至9个，只能进行至利用该(式5)的颜色修正为止。
[数学式3]
Figure BDA0002897738870000122
而且，颜色评价部62将在S13中得到的传感器修正色C08存储在运算装置存储部61。进一步，物理量变换部63从传感器修正色C08变换为该颜色表示的物理量，将其变换结果作为物理量的测量值存储于运算装置存储部61。该测量值也可以向作为智能手机的拍摄器材5的显示画面输出。
以上，参考图1～图11说明了颜色评价部62利用追加第4参考色和表示仿射变换的平移的项得到的计算式，提高传感器颜色修正的精度的构造。
以下，参考图12，说明通过进一步在显示物7追加第5参考色、第6的参考色，提高传感器颜色修正的精度的结构。
首先，以图像调整部51在生成图像数据时进行的伽马修正为例，说明拍摄器材5的型号依赖性对图像数据的影响。用数字处理进行拍摄的拍摄器材5，根据其摄像元件的特性，对所得到的原始信号进行线性加工而生成颜色数据时成为暗的图像的情况很多。因此，图像调整部51在进行伽马修正后生成jpg格式等的图像数据。
不过，该伽马修正也是拍摄器材5的制造商按独自的想法如“使用者感觉到自然的亮度”那样进行了调整的，因此只要型号不同伽马修正的量和修正曲线的详细情形就不同。这样的基于型号的伽马修正内容的不同是拍摄器材5的型号依赖性的一个例子。
另外，如果既对参考基准色也对参考拍摄色均进行了伽马修正，则并不一定将该伽马修正还原。另一方面，通过在进行传感器色的颜色修正时考虑到伽马修正，能够吸收型号间的伽马修正量的差，尽量排除从暗的颜色至亮的颜色的整个区域的型号依赖，提高颜色修正的精度。
图12是为了考虑伽马修正地进行颜色修正而使用5种参考色的例子。在显示物77，对图3的显示物71进一步追加第五参考色区域15。
作为用于进行伽马修正的γ系数，既可以使用作为RGB成分全部通用的值的即“单一γ系数”，也可以使用按RGB成分的每个成分不同的值的即“色别γ系数”。首先，说明使用色别γ系数的情况。
(式6)是将从传感器拍摄色C8，使用色别γ系数对数据值进行变换(伽马修正)的结果作为传感器γ修正色的关系式。此处，(式6)的分母“F”是颜色数据可取的最大值，按每色1个字节表现的常规的情况下为F＝255。
[数学式4]
Figure BDA0002897738870000131
传感器γ修正色＝[Rα，Gα，Bα]
色别γ系数＝[γR，γG，γB]
颜色评价部62为了求取(式1)～(式3)中说明的12个变换系数，并且利用非线性方程式求取(式6)的3个(R成分、G成分、B成分各自的)色别γ系数，需要决定共计15个变换系数。
(式7)是从(式6)的传感器γ修正色变换为传感器修正色C08的式子。(式7)是将(式4)的传感器拍摄色C8换成传感器γ修正色的式子。
[数学式5]
Figure BDA0002897738870000141
另外，因为想要哪个型号都很美观地进行修正，所以型号间的色别γ系数的差小的情况很多。此时，正要利用(式7)求取的恰当的色别γ系数的值，3个都取非常接近1的值。此处，γ＝1对应的是不进行伽马修正，通过令γ为比其大或小少许的值，能够修正型号间的中间灰度等级的差。
颜色评价部62求取15个变换系数的方法考虑有多个，不过因为此处能够设想将要应用的γ的合理值非常接近1，所以例如考虑以下的(顺序1)～(顺序5)所示的算法。
(顺序1)首先，作为色别γ系数的初始值预置[γR＝1，γG＝1，γB＝1]。
(顺序2)对第1号至第4号参考色应用(式6)和(式7)，求取对于a11～a33的9个变量和b1～b3的3个变量的方程式，解该方程式，决定这12个变换系数。此时色别γ系数作为已经决定的数值对待。
(顺序3)在按上述(顺序2)求得的12个变换系数中代入数值，对第5号参考色应用(式6)和(式7)，建立对于色别γ系数的3个方程式。此时，色别γ系数作为将要求取的变量对待，不用(顺序2)中使用的数值。这3个变量的解能够容易地求取。令此处求得的解为[ΓR，ΓG，ΓB]。
(顺序4)在[ΓR-γR，ΓG-γG，ΓB-γB]均非常接近0的情况下，看作已经收敛。
(顺序5)在未收敛的情况下，计算新的色别γ系数[γRnew，γGnewγBnew]，返回(顺序2)的顺序重来。
γRnew＝γR+β(ΓR-γR)
γGnew＝γG+β(ΓG-γG)
γBnew＝γB+β(ΓB-γB)
此处，β为混合系数，设定为0＜β≤1的范围的值。当β大时变动量大，因此存在以少的循环数实现收敛的可能性，不过也有可能发生过于减少循环数而发生振动，一直不收敛的事态。当β小时，收敛所需的循环数变多的情况很多，不过能够期待抑制振动现象而实现收敛的可能性的提高。
在能够由非常接近收敛值的解而开始的情况下，能够通过这样的单纯的反复计算来收敛计算的情况很多。
以上对按RGB成分的每个成分决定个别的色别γ系数，按RGB成分的每个成分进行伽马修正的方法进行了说明。
另一方面，还具有只使用1个种类的单一γ系数进行伽马修正的方法。实际上，在修正图像的亮度时，使用单一γ系数进行伽马修正情况也很多。在使用单一γ系数的伽马修正的情况下也需要第5号参考色。不过取代(式6)如(式8)那样仅使用单一γ系数计算传感器γ修正色。
[数学式6]
Figure BDA0002897738870000151
单一γ系数＝[γ，γ，γ]
在上述求取(顺序1)～(顺序5)的色别γ系数的算法中，如果使用单一γ系数，则在(顺序3)中出现3个对于单一γ系数的方程式。通常不能完全满足其所有方程式。
因此，需要以能够近似地认为颜色(亮度)的差异最小的方式决定单一γ系数。作为一个方法，例如有在被称为YUV的格式中将光亮度Y定义为Y＝0.299R+0.587G+0.114B的方法，因此考虑使用该方法将对于单一γ系数的3个方程式补以该系数的权重，通过(式9)决定单一γ系数的方法。
[数学式7]
Figure BDA0002897738870000161
该(式9)在(顺序3)中使用，因此a11～a33的9个变量和b1～b3的3个变量作为已经决定的数值对待。因为在传感器γ修正色中包含单一γ系数，因此只要关于单一γ系数解开(式9)就能够执行(顺序3)。(式9)是出现不同的底的γ次方的和的非线性方程式，因此与求取色别γ系数的情况相比解法稍复杂，不过因为只有1个变量，所以能够利用牛顿法、2分法等一般解法进行数值求解。
将按RGB成分表示的彩色图像变换为灰阶的方法，除上述的求光亮度Y的方法以外，还存在预置色别γ系数[0.2126，0.7152，0.0722]的方法、预置单一γ系数[1/3，1/3，1/3]的方法等多个方法。如果在(式9)的两边从左边起将所涉及的变换系数的向量换成这些系数，则能够容易地改变亮度的评价法。
此外，作为决定单一γ系数的其它方法，还有在(顺序3)照旧使用3个方程式来独立地决定色别γ系数，之后利用色别γ系数的平均值或预先设定的加权平均决定单一γ系数这样的方法。
另外，为了吸收拍摄到基准色数据的器材与拍摄到了参考色数据的器材的伽马修正的差，并不只能够以仅限于单纯以中间色向亮的一方扩张或向暗的一方扩张这样的函数形式进行充分的修正。还可能存在需要进行利用在较暗的中间色时向亮的一方扩张、在较亮的中间色时向暗的方一扩张这样的S字型的函数形式的修正的情况。
在考虑进行利用S字型的函数形式的修正的情况下，进一步导入第6号参考色。在这种情况下，采取使用每色2种变量定义与(式6)对应的传感器拍摄色C8的修正式，还能够将修正曲线取S字型的函数形式。也可以不按RGB成分的每个成分将独立的变量各使用2个，共计6个，而仅使用2个相同的变量。
关于不仅决定a11～a33的9个变量和b1～b3的3个变量、而且决定此处导入的6种或2种变量的顺序，只要采用扩展求取上述的γ的算法而适用于新的变量的形式即可。虽然反复进行循环的算法存在因变量的增加而收敛性有些变差的问题，不过在实用上存在问题一定程度恶化的情况下，只要变更函数形或者采用不是以6个而是以2个变量完成的方法的等即可。
另外，在进行伽马修正的情况下，拍摄参考色区域、取平均值而得到的参考色数据自身也优选记录于拍摄器材存储部52。在进行伽马修正的情况下，如此处所示那样考虑多个方法，因此，只要记录有参考色数据和色彩传感器的颜色数据的组合，就能够在之后再应用别的修正方法对最优的颜色修正的方法进行再验证。
此外，关于从5种以上的参考色中使用哪4种参考色用于颜色修正，以哪种参考色为伽马修正用的参考色，也具有任意性，因此也能够尝试改变它们的组合进行颜色修正。伽马修正用的参考色优选为中间的亮度，不过5种以上参考色中这样的亮度的颜色有多个也很正常。
利用多个方法进行的颜色修正不仅是为了在事后验证其准确性，而且也可以采用从最初就利用多个颜色修正法进行评价，利用平均值或预先确定的加权平均决定修正值这样的方法。由此，存在能够在更多状况下稳定地进行颜色评价的可能性。
以上，对伽马修正给予图像数据的拍摄器材5的型号依赖性进行了说明。另外，作为图像调整部51在摄器材存储部52保存图像数据时的拍摄器材5的型号依赖性，还能够列举自动白平衡为其原因。
自动白平衡是指，以成为恰当的亮度的图像的方式自动计算从原始数据抽取的值的范围，以尽可能排除照明8的影响地使得白的物体映现得白的方式自动调整彩色平衡的处理。
此时，在摄像机中并没有与拍摄的瞬间的光源的光谱相关的准确的信息，因此在自动白平衡中，不过是仅基于图像的内容以“使得很多人感觉到这是自然的颜色的图像”的方式调整颜色。该调整法是摄像机制造商独自按每个型号设定，即使在相同的瞬间拍摄相同的对象，只要型号不同所得到的映像的颜色数据也不同。
即，在自动白平衡中不可能完全排除照明8的影响，在通过拍摄制作的颜色数据中必然会留下摄像机的型号依赖性。进一步，加入制造商独自的画质调整的情况也很多，强调色彩的鲜明、提亮肤色一类的情况也很多，因此颜色数据的型号依赖性很大。
对于这样的自动白平衡，也能够通过与进行伽马修正时一样增加显示物7的参考色地与传感器区域21同时进行拍摄，排除拍摄器材5的型号依赖性而提高颜色修正的精度。
通过在以上说明的在本实施方式中，在显示物7追加第4参考色，颜色评价部62计算包含表示仿射变换的平移的项的(式4)，即使为传感器色接近黑色的拍摄色，也能够恰当地实现平行移动后的颜色修正。
进一步，通过如参考图12说明的那样，在显示物7追加第五参考色，颜色评价部62加入伽马修正等图像调整处理的影响，能够排除拍摄器材5的型号依赖性的影响，进行精度高的颜色评价。
另外，本发明并不限定于上述的实施例，而包括各种各样的变形例。例如，上述的实施例为了将本发明说明得容易明白而进行了详细的说明，但是并不一定限定于包括所说明的所有结构。
此外，能够将一个实施例的结构的一部分替换到另一个实施例的结构，此外，还能够在一个实施例的结构中加入另一个实施例的结构。
此外，能够对各实施例的结构的一部分进行其它结构的追加、删除、替换。此外，上述的各结构、功能、处理部、处理单元等例如也可以通过利用集成电路等进行设计、利用硬件实现其一部分或全部。
此外，上述的各结构、功能等也可以通过对信息处理器实现各自的功能的程序进行解释、执行而以软件实现。
实现各功能的程序、图表、文件夹等信息能够存储于存储器、硬盘、SSD(SolidState Drive：固态硬盘)等记录装置或IC(Integrated Circuit：集成电路)卡、SD卡、DVD(Digital Versatile Disc：数字多功能光盘)等记录介质。
此外，对于控制线和信息线，仅展示在说明上被认为需要的部分，并不一定展示制品上的所有的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎所有的结构相互连接。
进一步，链接各装置的通信方式并不限定于无线LAN，也可以变更为有线LAN或其它通信方式。
此处，作为参考色的显示方法说明颜色修正的效果好的实施例。在拍摄色彩传感器的实际的环境中，不单光源的种类不同，光的照射方式多根据场所而不同。存在具有包含色彩传感器的标示物的一侧亮而相反侧暗的那样的亮度的梯度的情况，以及由于部分投下阴影等理由而亮度存在不均的情况。当传感器区域与参考色区域的距离远时，会产生由于该亮度的不均而不能充分地进行颜色的修正的可能性。
为了最大限度地减少该可能性，最好是以参考色区域与传感器区域相邻的方式进行配置。如果进一步隔着传感器区域配置2个相同参考色区域，并作为参考色利用其平均值，则即使在整个标示物存在一致的亮度的坡度时，也能够尽可能地消除由此产生的误差。
图13是表示这样的颜色修正的效果好的参考色的配置例的图。在显示物78，以各传感器区域21、22为中心包围8个参考色区域(2组的参考色区域11～14)(以相邻的方式配置)，4种参考色各配置2处地配置在点对称的位置。例如，相同颜色的参考色区域11在传感器区域21的左上侧和传感器区域21的右下侧配置。
附图标记的说明
5 拍摄器材
6 运算装置
7 显示物
8 照明
11～15 参考色区域
21、22 传感器区域
30 背景区域
31 信息代码
51 图像调整部
52 拍摄器材存储部
60 处理部
61 运算装置存储部
62 颜色评价部
63 物理量变换部
71、72、73a、73b、74～78 显示物。

Claims (11)

1.一种颜色评价装置，其特征在于：
在存储部中登记有在第1拍摄环境下拍摄到的4个以上的参考色的颜色信息，
所述颜色评价装置具有颜色评价部，该颜色评价部从在第2拍摄环境下拍摄显示物而得到的测量时的拍摄数据分别获取传感器色和4个以上的参考色，其中所述显示物显示随着要测量的物理量而变化的色彩传感器的传感器色和不随要测量的物理量变化的4个以上的参考色，
基于从所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息到所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息的变化量来求取所述第1拍摄环境与所述第2拍摄环境之间的颜色的变换系数，其中所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述存储部读取的，所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述拍摄数据获取的，
基于从所述测量时的拍摄数据获取的传感器色和所述颜色的变换系数，计算包含表示仿射变换的平移的项的变换式，来将传感器色修正成与在所述第1拍摄环境下拍摄的情况一致。
2.如权利要求1所述的颜色评价装置，其特征在于：
在用由表现颜色的参数的组合构成的颜色空间内的坐标来表达显示于所述显示物的4个以上的参考色的每一个时，以4个以上的参考色的点不包含在同一个平面内的方式决定参考色。
3.如权利要求2所述的颜色评价装置，其特征在于：
所述颜色评价部在从所述测量时的拍摄数据分别获取传感器色和4个以上的参考色时，还读取显示于所述显示物的信息代码，在之后的求取所述颜色的变换系数的处理或修正传感器色的处理中使用所述信息代码。
4.如权利要求2所述的颜色评价装置，其特征在于：
在所述颜色评价部求取所述颜色的变换系数的处理中，表示在所述第1拍摄环境和所述第2拍摄环境各自之下要对拍摄数据实施的图像调整处理的颜色的变换系数，也从所述参考色求取。
5.一种颜色评价方法，其特征在于：
颜色评价装置具有存储部和颜色评价部，
在所述存储部中登记有在第1拍摄环境下拍摄到的4个以上的参考色的颜色信息，
所述颜色评价部从在第2拍摄环境下拍摄显示物而得到的测量时的拍摄数据分别获取传感器色和4个以上的参考色，其中所述显示物显示随着要测量的物理量而变化的色彩传感器的传感器色和不随要测量的物理量变化的4个以上的参考色，
基于从所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息到所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息的变化量来求取所述第1拍摄环境与所述第2拍摄环境之间的颜色的变换系数，其中所述第1拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述存储部读取的，所述第2拍摄环境下的4个以上的参考色的颜色信息是从所述拍摄数据获取的，
基于从所述测量时的拍摄数据获取的传感器色和所述颜色的变换系数，计算包含表示仿射变换的平移的项的变换式，来将传感器色修正成与在所述第1拍摄环境下拍摄的情况一致。
6.一种颜色评价方法中使用的显示物，其特征在于：
其是权利要求5所述的颜色评价方法中使用的所述显示物，具有用于显示所述色彩传感器的传感器区域和各自独立地显示4个以上的参考色的参考色区域。
7.如权利要求6所述的显示物，其特征在于：
具有所述传感器区域的介质与具有所述参考色区域的介质为不同的介质。
8.如权利要求6所述的显示物，其特征在于：
4个以上的参考色的所述参考色区域以隔着所述传感器区域的方式，在多处设置有相同参考色的所述参考色区域。
9.如权利要求6所述的显示物，其特征在于：
用于显示所述色彩传感器的所述传感器区域和各参考色的所述参考色区域构成为封闭区域，在不属于任一个封闭区域的背景区域显示与所述参考色区域的参考色不同的参考色。
10.如权利要求6所述的显示物，其特征在于：
用于显示所述色彩传感器的所述传感器区域和各参考色的所述参考色区域构成为封闭区域，在不属于任一个封闭区域的背景区域显示白色的背景色或黑色的背景色。
11.如权利要求6所述的显示物，其特征在于：
4个以上参考色的所述参考色区域以各自与所述传感器区域相邻的方式配置，在多处设置有相同参考色的所述参考色区域。
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