JP2001078224A - 画像変換方法 - Google Patents

画像変換方法

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JP2001078224A
JP2001078224A JP25135999A JP25135999A JP2001078224A JP 2001078224 A JP2001078224 A JP 2001078224A JP 25135999 A JP25135999 A JP 25135999A JP 25135999 A JP25135999 A JP 25135999A JP 2001078224 A JP2001078224 A JP 2001078224A
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color
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rgb image
image data
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JP25135999A
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Takashi Noguchi
高史 野口
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】カラー画像撮像系において、撮影光源によら
ず、撮影した画像を高精度に色再現したモニタ表示等を
安定して行える画像変換方法を提供する。 【解決手段】イメージセンサによって撮影されたカラー
画像データに白バランス調整を行い、この白バランス調
整を終了したカラー画像データを、前記白バランス調整
量に応じた色変換マトリクス係数を用いる色変換マトリ
クスによって変換して、出力に対応するカラー画像デー
タとする、あるいは、イメージセンサによって撮影され
たカラー画像データを、色変換マトリクスによって変換
して出力に対応するカラー画像データとし、この出力に
対応するカラー画像データに白バランス調整を行うこと
により、前記課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラ等
のカラー画像撮像系における画像変換の技術分野に属す
る。
【0002】
【従来の技術】デジタルカメラ等のカラー画像撮像系で
は、通常、CCDセンサ等のイメージセンサによって撮
影シーンを光電的に読み取り、撮像したカラー画像を液
晶ディスプレイ等のモニタに表示している。ここで、カ
ラー画像の表示には、CCIR(国際無線通信諮問委員
会)のrec709等の各種の規格があって、デジタル
カメラ等のモニタでは、規格に準拠して、表示を行うの
が通常である。例えば、rec709に準拠するモニタ
であれば、rec709に規定された分光感度で読み取
った、R(赤)、G(緑)およびB(青)の画像とし
て、表示を行うのが通常である。
【0003】ところが、CCDセンサの感度やフィルタ
の分光透過率、すなわち、CCDセンサの出力特性は、
必ずしもモニタの規格には一致してはいない。従って、
同じR、GおよびBで表現される画像(RGB画像)で
あっても、イメージセンサから出力される画像と、モニ
タにおける画像とは、異なる画像である。そのため、デ
ジタルカメラ等のカラー画像撮像系においては、例え
ば、イメージセンサから出力されたRGB画像を、モニ
タによる画像表示に対応するRGB画像にする、画像変
換を行う必要がある。
【0004】このような画像変換は、一般的に、白(ホ
ワイト)バランスの調整と、色変換(イメージセンサの
色空間から、モニタ表示の色空間への変換)とによって
行われるが、ハードウエア構成上の理由から、「白バラ
ンス調整→色変換」「色変換→白バランス調整→色変
換」のように、通常、白バランス調整後に、最終的な色
変換が行われる。例えば、特開平3−160891号公
報には、CCDセンサの出力信号(R0,G0 ,B0
を下記式によってゲイン調整して白バランス調整し、白
バランス調整された信号(R1 ,G1 ,B1 )を色変換
回路に供給する方法が例示されている。
【数1】
【0005】しかしながら、これらの方法は、照明光が
変動した場合に、色再現精度が劣化するという問題があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
従来技術の問題点を解決することにあり、デジタルカメ
ラ等のカラー画像撮像系において、撮影光源(照明光)
によらず、撮影した画像を高精度に色再現したモニタ表
示等を安定して行うことができる画像変換方法を提供す
ることにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、イメージセンサによって撮影されたカラ
ー画像データに白バランス調整を行い、この白バランス
調整を終了したカラー画像データを、前記白バランス調
整量に応じた色変換マトリクス係数を用いる色変換マト
リクスによって変換して、出力に対応するカラー画像デ
ータとすることを特徴とする画像変換方法を提供する。
【0008】また、本発明の別の態様は、イメージセン
サによって撮影されたカラー画像データを、色変換マト
リクスによって変換して出力に対応するカラー画像デー
タとし、この出力に対応するカラー画像データに白バラ
ンス調整を行うことを特徴とする画像変換方法を提供す
る。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の画像変換方法につ
いて、添付の図面に示される好適実施例を基に、詳細に
説明する。
【0010】図1に、本発明の画像変換方法の流れの複
数例をブロック図として示す。図示例のカラー画像撮像
系は、被写体(撮影シーン)10を、CCDセンサ12
を用いるデジタルカメラで撮影して、前記「CCIR
rec709」等の規格に準拠するモニタ表示に対応す
るR、GおよびBで表される画像データ(以下、RGB
画像とする)である、出力RGB画像14に変換するも
のである。
【0011】CCDセンサ12で撮影された被写体10
の画像データは、撮影RGB画像16として出力され
る。なお、本発明の画像変換方法において、変換源とな
るCCDセンサ等のイメージセンサによる撮影画像は、
RGB画像に限定はされず、例えば、C(シアン)、M
(マゼンタ)およびY(黄)で表される画像であっても
よく、あるいはC、M、YおよびGで表される画像であ
ってもよい。
【0012】本発明の画像変換方法の一例においては、
撮影RGB画像16に白バランス調整を行い、白バラン
スが調整された補正RGB画像18とし、次いで、この
補正RGB画像18を輝度色差信号(CL ,Cr
b )に色変換して、出力RGB画像14の変換源とな
る輝度色差信号20とする。この処理方法(処理手順)
は、白バランス調整をハードウエアのゲイン調整等で行
うことができるので、処理を行うソフトウエアにかかる
負担を軽くでき、コストや処理速度等の点で有利であ
る。
【0013】一方、本発明の別の例においては、撮影R
GB画像16を、白バランス調整を行うことなく輝度色
差信号22(白バランス未調整)に色変換した後、この
輝度色差信号22で白バランス調整を行って(すなわ
ち、前述の従来技術の手順)、出力RGB画像14の変
換源となる輝度色差信号20とする。
【0014】なお、本発明において、白バランス調整方
法には、特に限定はなく、例えば、あるグレーを基準と
して、この色におけるR、GおよびBのバランスが1:
1:1となる調整係数を算出して画像の補正を行う方法
等、処理を行う画像(画像データ)に応じて、公知の白
バランス調整アルゴリズムを用いればよい。また、RG
B画像を輝度色差信号に変換する方法にも、特に限定は
なく、公知の方法によればよい。
【0015】次いで、この輝度色差信号20(CL ,C
r ,Cb )を、3×3の色変換マトリクスによって色変
換して、出力RGB画像14とする。ここで、本発明の
画像変換方法においては、この色変換を、先に行った白
バランス調整の調整量に応じたマトリクス係数を用いて
行う。
【0016】本発明者の検討によれば、本態様のよう
に、白バランス調整を行った後に、色変換マトリクスを
用いて最終的な色変換を行って、モニタ表示に対応する
出力RGB画像14とするカラー画像撮像系において、
高精度な色再現を実現するためには、この最終的な色変
換において、CCDセンサ12とモニタの分光特性の相
違と、撮影光源(照明光)の分光積の相違(標準の白バ
ランスを設定した光源との相違)との、両者を吸収する
必要がある。従って、色変換に最適なマトリクス係数
は、撮影光源によって異なる。
【0017】従来のカラー撮像系においては、撮影光源
によらず、一定のマトリクス係数を用いて色変換を行っ
ていたため、色変換マトリクスのマトリクス係数を算出
する際に想定した撮影光源(すなわち、標準の白バラン
スを設定した光源)と、実際の撮影光源との相違の大き
さに応じて、変換精度が低下して、モニタに再生した画
像の色再現の精度が低下してしまっている。
【0018】ここで、白バランス調整量は撮影光源種に
依存するものであり、すなわち、白バランス調整が適正
に行われていれば、白バランスの調整量と撮影光源とは
対応している。本発明においては、白バランス調整量す
なわち撮影光源に応じて、色変換マトリクスのマトリク
ス係数を変え、撮影光源に応じた適正なマトリクス係数
を用いて、輝度色差信号20を出力RGB画像14に色
変換する。そのため、本発明の画像変換方法によれば、
撮影光源によらず、安定して、高精度の色再現を行った
画像をモニタに再現することができる。
【0019】下記表1に、デジタルカメラ(富士写真フ
イルム社製 FinePix 700)における、各種光源に対
する適正な白バランス調整量と、その際の最適な色変換
マトリクス係数とを示す。このデジタルカメラは「撮影
RGB画像16→補正RGB画像18→輝度色差信号2
0」の処理を行うもので、この輝度色差信号20に、色
変換マトリクスによって色変換を行って、「CCIR
rec709」に準拠するモニタの出力RGB画像14
に変換する処理を行う。また、この例は、標準の白バラ
ンスをCIE D55光源に設定した例で、従って、こ
の光源に対応する白バランス調整量(調整係数)は、
R:G:B=1:1:1となっている。
【0020】
【0021】なお、このような各光源(色バランス調整
量)に対する最適なマトリクス係数は、標準的な被写
体、例えばマクベスチャート(24色)に対する、前記
「CCIR rec709」等の規格の分光感度による
露光量と、撮影機、例えば前記「富士写真フイルム社製
FinePix 700」の分光感度による露光量の差が最小
になるように決定すればよい。すなわち、与えられた光
源の下において、rec709の分光感度による露光量
を(Ri ,Gi ,Bi )i=1…24、FinePix 700
の分光感度による露光量を(ri ,gi ,bi )i=1
…24、また、完全拡散面(分光反射率が、全て1.
0)に対する露光量を、それぞれ(R0 ,G0
0 )、(r0 ,g0 ,b0 )とした場合、下記式の左
辺と右辺とが最も一致するように、a11,a12,…a33
を決定すればよい。
【数2】
【0022】前記表1においては、左辺と右辺の24色
に亘る二乗誤差Eが最小になるように、マトリクス係数
を最適化している。
【数3】
【0023】前述のように、本態様においては、輝度色
差信号20の出力RGB画像14への変換に先立ち、白
バランス調整が行われる。従って、輝度色差信号20の
色変換を行う際に、白バランス調整量を用いて適正な色
変換マトリクス係数を取得し、これを用いて色変換マト
リクスによって色変換を行えばよい。
【0024】ここで、白バランス調整量に応じたマトリ
クス係数の取得方法としては、例えば、表1に示される
ような、適宜選択した複数種の光源に対する色バランス
調整量とマトリクス係数との関係を、例えばルックアッ
プテーブル(LUT)等として設定しておき、撮影RG
B画像16に施した白バランス調整の調整量に最も近い
白バランス調整量(光源種)をLUTから選択して、そ
のマトリクス係数を用いて色変換を行う方法が例示され
る。あるいは、同様に、表1に示されるようなLUTを
設定しておき、撮影RGB画像16に施した色バランス
調整量と、LUTに設定された白バランス調整量から、
内挿法や外挿法を用いて最適なマトリクス係数を算出し
てもよい。また、表1より明らかなように、各マトリク
ス係数は、全て単純増加あるいは単純減少であるので、
白バランス調整量からマトリクス係数を算出する関数
(演算式)を作成して、マトリクス係数を算出してもよ
い。
【0025】上述の例は、白バランス調整を行った後
に、色変換マトリクスを用いて最終的な色変換を行っ
て、出力RGB画像14を得ているが、本発明の別の態
様においては、先に、撮影RGB画像16を変換して、
規格に準拠するモニタ表示に対応するRGB画像(以
下、規格RGB画像とする)とした後に、白バランス調
整を行って、出力RGB画像14とする。すなわち、図
1において、まず、撮影RGB画像16を先と同様に色
変換して、輝度色差信号22(CL ,Cr ,Cb )と
し、次いで、色変換マトリクスを用いて輝度色差信号2
2を色変換して、規格RGB画像24とする。その後、
規格RGB画像24に、白バランス調整を施して、出力
RGB画像14とする。
【0026】この態様では、色変換を行った後に白バラ
ンス調整を行うので、ハードウエア的な付加は大きくな
るものの、出力RGB画像14への色変換はCCDセン
サ12とモニタとの分光感度間の相違のみを吸収すれば
よいので、適正なマトリクス係数は撮影光源種に依存し
なくなり、一種類で済む。言い換えれば、この態様によ
れば、色変換を行った後に白バランス調整を行うことに
より、1つの色変換マトリクスによって、撮影光源によ
らず、安定して、高精度の色再現を行った画像をモニタ
に再現することができる。色変換マトリクスとしては、
例えば、前記デジタルカメラ(富士写真フイルム社製
FinePix 700)であれば、下記の色変換マトリクスM
が例示される。
【0027】
【数4】
【0028】以上、本発明の画像変換方法について詳細
に説明したが、本発明は上述の例に限定はされず、本発
明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の変更や改良
を行ってもよいのは、もちろんである。
【0029】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、デジタルカメラ等のカラー画像撮像系におい
て、適正な画像変換を行って、撮影光源種(照明光)に
よらず、高精度に色再現されたモニタ画像の表示等を行
うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の画像変換方法を説明するためのブロ
ック図である。
【符号の説明】
10 被写体 12 CCDセンサ 14 出力RGB画像 16 撮影RGB画像 18 補正RGB画像 20 輝度色差信号 22 輝度色差信号(白バランス未調整) 24 規格RGB画像
フロントページの続き Fターム(参考) 5B057 AA20 BA02 CA01 CA08 CA12 CB01 CB08 CB12 CC01 CE17 DA16 DB02 DB06 DB09 5C066 AA01 CA08 EA14 GA02 JA01 KM01 KM11 5C077 LL19 MM03 MP08 PP31 PP32 PP34 PP37 SS06 TT09 5C079 HB01 JA23 LA23 LB02 LB04 MA11 MA17 NA03 PA00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】イメージセンサによって撮影されたカラー
    画像データに白バランス調整を行い、この白バランス調
    整を終了したカラー画像データを、前記白バランス調整
    量に応じた色変換マトリクス係数を用いる色変換マトリ
    クスによって変換して、出力に対応するカラー画像デー
    タとすることを特徴とする画像変換方法。
  2. 【請求項2】イメージセンサによって撮影されたカラー
    画像データを、色変換マトリクスによって変換して出力
    に対応するカラー画像データとし、この出力に対応する
    カラー画像データに白バランス調整を行うことを特徴と
    する画像変換方法。
JP25135999A 1999-09-06 1999-09-06 画像変換方法 Withdrawn JP2001078224A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004145773A (ja) * 2002-10-28 2004-05-20 Japan Science & Technology Agency 通信ネットワークを介した商品画像の色再現方法
WO2008013088A1 (fr) * 2006-07-27 2008-01-31 Panasonic Corporation Processeur de signal vidéo
JP2011223452A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 色補正装置

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