JP2002320232A

JP2002320232A - カラー撮像方法および被写体照明装置

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Publication number: JP2002320232A
Application number: JP2001125710A
Authority: JP
Inventors: Motoo Nakashiro; 基雄中城
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2001-04-24
Filing date: 2001-04-24
Publication date: 2002-10-31

Abstract

(57)【要約】【課題】被写体の色を忠実に再現可能なカラー画像を
得るための撮像方法を提供する。【解決手段】積分球２０に予め設けられた第１の開口
部２１に、ＣＩＥの標準光源であるＤ光源１０からの照
明光を積分球に入射させる。積分球２０に予め設けられ
た第２の開口部２２に、被写体ＯＪを位置させると共
に、複数の色を配したカラーチャート４０を当該第２の
開口部２２内に収まる位置に配置する。積分球２０の第
２の開口部２２と対向する位置に予め設けられた第３の
開口部２３に、撮像装置５０を配置する。照明光により
被写体ＯＪおよびカラーチャート４０を照明して、撮像
装置５０により被写体ＯＪおよびカラーチャート４０を
撮像して、カラー画像データを取得する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体のカラー撮
影を行う際に、当該被写体の色合いを忠実に再現できる
ように撮像する技術に係り、特に、普及しているディジ
タルカメラなどの一般的な撮像機材を用いて、撮像され
た被写体の色を忠実に再現できるように撮像する技術に
関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、被写体をカラー撮影することが一
般的に行われている。特に、ディジタルカメラで撮像し
て、それをカラー画像データとして保存し、必要に応じ
て、表示または印刷して出力することが行われている。
その際、できる限り、被写体の色を忠実に再現できるこ
とが望ましい。一般に、赤、緑、青等の原色について
は、比較的容易に色の再現が行われている。しかし、肌
色などの中間的な色については、その微妙な色合いの違
いを再現することは必ずしも容易ではなかった。

【０００３】カラー画像データについて、色バランスを
調整することは、画像処理ソフトウエアにより行われて
いる。例えば、アドビシステムズ社のAdobe Photoshop
5.5Jのレイヤー機能を用いて、カラー補正を行うことが
できる。その際、どのように補正すればよいかについて
は、必ずしも容易ではない。

【０００４】そのため、カラーチャートを被写体と併せ
て撮像し、このカラーチャートに配された色をそれらが
本来の色を呈するように、色補正を行うことで、被写体
が本来持つ色を表示画面上で、また、印刷紙面上で、そ
れぞれ忠実に再現することが試みられている。このため
のカラーチャートとして、大日本印刷株式会社製造、共
和時計工業株式会社発売の商品名「キャスマッチ」と呼
ばれるカラーチャートが存在する。このカラーチャート
は、例えば、１０ｍｍ角の大きさの用紙上に、白、灰、
黒を含む９色の色が、３×３の領域に区画されて配置さ
れている。

【０００５】これによれば、例えば、次のような効果が
期待できる。医療用を例とすると、処置前後の患部の色
の変化を正確に記録することができる。患部の色に基づ
いて病気の診断を行う場合に、その判断の際に参考にす
るための標本の色が正確に表現できる。また、美容分野
では、処置による効果を顧客に説明するための記録が正
確に行える。さらに、歯科の分野では、例えば、義歯を
作成する場合、その色を正確に表現すると共に、記録に
残すことができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した方法
で、治療記録、研究用資料、発表資料等を作成する場合
に、色補正を行っても、本来の色が表現できないことが
ある。これまで、その原因が必ずしも明らかではなかっ
た。例えば、舌は、病気に応じてその色および色分布が
特徴的な態様を示す。このような色およびその分布は、
文章表現では、客観的に記録し、報告することが困難で
ある。そのため、前述したように、写真撮影が行われ
る。ところが、現実には、正確な色表現が行えていな
い。撮影者、撮影場所によって、色が異なって表現され
ている。

【０００７】本発明者は、この点について研究したとこ
ろ、被写体を撮像する際の環境、特に、照明に問題があ
ることをつきとめた。すなわち、屋外で撮像されたもの
は、比較的に色補正が行いやすい。しかし、屋内で撮像
されたものは、色補正が困難となる場合があることが分
かった。

【０００８】本発明は、被写体の色を忠実に再現可能な
カラー画像を得るための撮像方法、および、その撮像の
際に被写体の照明に用いることができる被写体照明装置
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】前記目的を達成するた
め、本発明の第１の態様によれば、被写体についてカラ
ー撮像を行う方法であって、前記積分球に予め設けられ
た第１の開口部に、ＣＩＥの標準光源であるＤ光源から
の照明光を積分球に入射させ、積分球に予め設けられた
第２の開口部に、被写体を位置させると共に、複数の色
を配したカラーチャートを当該第２の開口部内に収まる
位置に配置し、かつ、前記積分球の前記第２の開口部と
対向する位置に予め設けられた第３の開口部に、撮像装
置を配置し、前記照明光により前記被写体および前記カ
ラーチャートを照明して、前記撮像装置により前記被写
体およびカラーチャートを撮像して、カラー画像データ
を取得することを特徴とするカラー撮像方法が提供され
る。

【００１０】また、本発明の第２の態様によれば、被写
体照明装置であって、複数の開口部を有する積分球と、
照明光を出射する照明光発生装置とを備え、前記積分球
は、複数の開口部として、前記照明光発生装置からの照
明光を入射させる第１の開口部と、被写体を配置する第
２の開口部と、前記第２の開口部と対向する位置に設け
られ、撮像装置を配置するための第３の開口部とを有
し、前記照明光発生装置は、ＣＩＥの標準光源であるＤ
光源の照明光を放射する発光体と、その駆動回路とを有
することを特徴とする被写体照明装置が提供される。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態につい
て、それぞれ図面を参照して説明する。図１（Ａ）およ
び図１（Ｂ）に、本発明の一実施形態に係るカラー画像
撮像方法の概要を示す。図１（Ａ）および図１（Ｂ）に
示すように、本実施形態では、照明光を出射する照明光
発生装置１０と、積分球２０と、撮影装置として用いら
れるディジタルカメラ５０と、カラーチャート４０とを
用いる。

【００１２】照明光発生装置１０は、ＣＩＥの標準光源
であるＤ光源の照明光を放射する発光体１１と、その駆
動回路１３と、前記発光体を覆うと共に、発光体１１を
前記積分球２０の第１の開口部２１に連結して、放射さ
れた照明光を積分球２０内に導くための鏡筒部１２とを
有する。

【００１３】ここで、Ｄ光源には、例えば、Ｄ６５があ
る。これは、色温度６５００Ｋの昼光を代表するもの
で、ＣＩＥ昼光といわれる標準照明である。このＤ光源
の照明光を実現するための発光体１１として、例えば、
ダイワライティング社製のサンリームライトTDL-150S
T、セリック株式会社製の人工太陽照明灯ＳＯＬＡＸ１
００ＷシリーズのＸＣ１００Ａ等を用いることができ
る。例えば、セリック社製の発光体ＸＣＡ１００Ａを用
いる場合、ＡＣ１００Ｖ、１．８Ａで点灯すると、３７
０ｎｍ〜７８０ｎｍの放射波長領域を有し、晴天時、正
午±２時間に地表に到達する太陽光とほぼ同じスペクト
ル分布で光を放射することができる。なお、有害な紫外
線および熱線は、フィルタによりカットする。

【００１４】鏡筒１２の一端側は、積分球２０の開口部
２１と連結される。この連結は、開口部２１に密着し
て、かつ、着脱可能であれば、どのような形態であって
もよい。

【００１５】なお、照明光発生装置１０は、照明光を連
続的に発生させず、必要な時点で、短時間に発生させる
ものでもよい。このときは、駆動回路１３において、照
明の発生を、ディジタルカメラ５０の撮像タイミングと
同期させる。

【００１６】積分球２０は、内壁に硫酸バリウム粉末が
均一に塗着された球殻で構成され、内壁面が一様な反射
率を持った完全拡散反射を実現する装置である。一般的
には、二つの半球殻に分割して形成され、それぞれ、半
球殻の開口面にフランジを有する構造となっている。そ
して、二つの半球をその開口面で突き合わせ、突き合わ
せ部分をフランジでねじ止めして固定した構造となって
いる。

【００１７】この積分球２０には、複数の開口部とし
て、第１の開口部２１、第２の開口部２２、第３の開口
部２３が設けられる。開口部２１には、前述した鏡筒１
２が密着連結される。一方、開口部２２には、被写体Ｏ
Ｊの撮影部分が配置される。なお、この積分球２０内に
は、図示していないが、第１の開口部に対向する反射版
が配置されている。これは、第１の開口部２１から入射
する照明光が積分球２０の内壁面でスポット的に反射す
ることを防ぐため、入射照明光を反射させて、より均一
な拡散光を得るためである。

【００１８】カラーチャート４０は、図１（Ｂ）に示す
ように、開口部２２内であって、被写体ＯＪ上に配置さ
れる。被写体ＯＪの大きさによっては、被写体ＯＪ近傍
に配置される。

【００１９】このカラーチャート４０は、例えば、図２
に示すような構造となっている。図２の例では、１０ｍ
ｍ角のシート４１に、参照色となる複数の色を配置する
ための領域４２を設ける。この領域４２は、９個に区画
され、それぞれに異なる色が印刷されている。例えば、
レッド４２１、グリーン４２２、ブルー４２３、ブラッ
ク４２４、グレイ４２５、ホワイト４２６、イエロー４
２７、マゼンタ４２８およびシアン４２９が印刷され、
それぞれの色を呈している。また、このカラーチャート
４０は、例えば、シート４１に粘着材を付着し、その上
に剥離紙を重ねた構造とすることができる。そして、剥
離紙を剥離して、その下層に付着されている粘着材によ
り、台紙を対象物に貼り付けることができる。なお、カ
ラーチャート４０は、本実施形態で示したもの限られな
い。大きさ、配色等について、目的に応じて異なるもの
を用いることができる。

【００２０】ディジタルカメラ５０は、ボディに、レン
ズ、ＣＣＤ撮像素子、記録媒体、それらを制御する制御
部等を収容して構成される。撮像したカラー画像を記録
媒体に格納し、記録媒体に格納された画像データを他の
情報処理装置に転送することができる。このディジタル
カメラ５０は、開口部２３を介して、対向する被写体Ｏ
Ｊを撮影する。したがって、開口部２３に装着される。

【００２１】被写体ＯＪは、カラー画像を撮像する必要
があるものであれば何でもよい。ここでは、人の顔を被
写体としている。人の顔は、その皮膚の色が微妙な色を
持つため、正確に再現することが難しい被写体である。
特に、医療用画像データを取得する場合に、患部を正確
な色で撮像することが必要となる。このような場合のた
めに、カラーチャート４０と共に、前述した照明光発生
装置１０からのＤ光源照明光を積分球２０で拡散した拡
散光により照明を行うこととしている。

【００２２】次に、被写体ＯＪについて撮像する場合の
手順について説明する。まず、駆動回路１３により発光
体１１を点灯させる。一方、被写体ＯＪと積分球２０と
の位置関係を、積分球２０からの照明により被写体ＯＪ
を照明できる距離におく。そして、開口部２３内に、被
写体ＯＪと共に、前述したカラーチャート４０を配置す
る。ここで、カラーチャート４０は、被写体ＯＪに直接
貼り付けてもよい。

【００２３】次に、ディジタルカメラ５０を開口部２３
に装着すると共に、撮影可能とする。すなわち、ディジ
タルカメラ５０の画角内に被写体ＯＪとカラーチャート
４０とが入っていることを確かめ、かつ、焦点を被写体
の整合させる。これは、固定焦点レンズの場合には行わ
ない。また、自動焦点整合機構を有するカメラの場合に
は、自動的に合焦させる。

【００２４】この状態で、前述した照明光発生装置１０
により、発光体１１からの照明光が積分球２０に入射さ
れる。積分球２０に入射した照明光は、積分球２０の内
壁で反射されつつ拡散され、ほぼ完全拡散光となる。そ
して、第２開口部２２において、被写体ＯＪおよびカラ
ーチャート４０を照明する。このとき、照明光は、完全
拡散光といえるため、被写体ＯＪおよびカラーチャート
４０は、いずれも均一の光束分布で照明される。また、
発光体１１からの光がＤ光源の標準照明であるため、紫
外域を含む６５００Ｋの昼光照明となり、被写体ＯＪお
よびカラーチャート４０は、自然光で照明されることと
なる。ディジタルカメラ５０は、対向する位置で、この
状態の被写体ＯＪおよびカラーチャート４０を撮像す
る。したがって、ディジタルカメラ５０は、被写体ＯＪ
およびカラーチャート４０を自然光の下で撮像したと同
様の状態のカラー画像を得ることができる。撮像された
カラー画像は、ディジタルカメラ５０の記録媒体に記録
される。

【００２５】次に、撮像されたカラー画像の再生につい
て述べる。図３に、カラー画像を再生するための典型的
なコンピュータシステムの一例を示す。図３に示すシス
テムは、コンピュータ６１と、それに接続される表示装
置６２と、入力装置６３と、印刷装置６４とを有する。
表示装置６２は、ＣＲＴディスプレイ、液晶ディスプレ
イ等の各種カラーディスプレイを接続することができ
る。入力装置６３は、キーボード、マウス等で構成され
る。印刷装置６４は、インクジェットプリンタ、レーザ
ビームプリンタ等のカラープリンタで構成される。

【００２６】このコンピュータシステム６０に、前述し
たディジタルカメラ５０が接続される。そして、ディジ
タルカメラ５０の記録媒体から、画像データがコンピュ
ータ６１に転送される。なお、ディジタルカメラ５０か
らの画像データのコンピュータへの転送は、前述したケ
ーブルを経由することに限られない。例えば、記録媒体
自体をディジタルカメラから外して、コンピュータ６１
の対応するインタフェースに装着して、カラー画像デー
タを取り込むようにすることができる。また、赤外線、
ブルートゥース等の近距離無線送信によりカラー画像デ
ータをディジタルカメラ５０からコンピュータ６１に送
るようにしてもよい。この他、ＬＡＮを介して、カラー
画像データをディジタルカメラ５０からコンピュータ６
１に転送する構成としてもよい。

【００２７】さて、コンピュータ６１に移されたカラー
画像データについて、前述したように、画像処理ソフト
ウエア、例えば、アドビシステムズ社のAdobe Photosho
p 5.5等により、色補正を行う。例えば、白、グレイ、
黒の３階調において、それぞれＲＧＢについての０から
２５５の階調から適当な値の設定を行う。その設定の
際、表示されている、または、印刷されたカラーチャー
ト４０の各色が本来の色を呈するかを確認して、ＲＧＢ
についての階調の設定を行う。これを、何回か繰り返し
て試行することで、本来の色が表現できることとなる設
定を見つける。そして、一端設定した後は、カメラ、表
示装置、印刷装置等を変更しない限り、その設定を用い
る。

【００２８】ここで、本発明の場合、被写体ＯＪおよび
カラーチャート４０の照明がＤ光源の完全拡散光により
行われている。そのため、照明光による色のバイアスが
かからない。その結果、色補正は、ディジタルカメラ、
表示装置、印刷装置等の機材の分光特性に依存したもの
に限られることとなり、補正が非常に楽になるといえ
る。例えば、Ａ光源のような照明光を用いると、照明光
に、Ａ光源特有の分光分布に依存する色のバイアスがか
かることとなる。そのため、撮像されたカラー画像が全
体的に赤みを帯びるようになる。ところが、色補正は、
補正できる範囲が限られるため、色バイアスがかかった
場合、実際上は、照明の色バイアスと機材の分光特性と
が重畳され、補正すべきレンジが広くなって、ＲＧＢの
階調設定のみでは補正しきれないことが多い。これに対
して、本願発明は、前述したように、照明光が標準昼光
であるため、被写体本来の自然色で、撮像が可能とな
る。したがって、前述したように、色補正が容易に行え
る。

【００２９】以上のように、本発明の実施形態によれ
ば、被写体およびカラーチャートを、標準昼光で照明で
きるため、照明光による被写体に色バイアスが係ること
が防げる。その結果、撮像されたカラー画像データの色
補正を行う際、照明光による影響を考慮せずに、補正が
行える。これにより、撮像に際し、被写体の色を忠実に
再現可能とする撮像が行えることが保証できることとな
る。

【００３０】次に、前述したカラー撮像についての具体
例について説明する。この例は、舌を撮影する際、周囲
の条件の違いにより、舌の色彩が変化してしまい、客観
的評価が得にくいという点に鑑みてなされたものであ
る。再現性と整合性を向上した画像を得るために、積分
球と自然光照明を併用し、カラーマッチングを試みた結
果、舌診の客観化の基本的手法を確立した例である。

【００３１】（方法）まず、第１から第３の開口部を設
けた、直径20cmの積分球(ネムテック社製)に対し、第２
の開口部に被験者の舌を位置させ、第１の開口部から、
自然光の波長を有した、サンリームライトTDL-150ST(ダ
イワライティング社製)を用いて球内に照射し、被験者
の舌の近傍に、画像補正用カラーチャート、キャスマッ
チ(協和時計社製)を付与した上で、第３の開口部におい
て、デジタルカメラCoolpix950(ニコン社製)を用いて舌
を撮影した。

【００３２】そして、Photoshop5.5で補正した画像と実
際の舌の色彩が、どの程度、整合性を有しているか、測
色計CM-503d(ミノルタ社製)の色差判定機能を用いて検
討した。

【００３３】（結果）積分球と自然光照明を用いて撮影
した舌の補正画像は、色差判定において、本来の舌色に
近似した値を呈した。

【００３４】（考察）本手法の有用性は以下の通りと考
える。光源に国際照明委員会(CIE)が規定する、標準の光
である、「Ｄ６５」光源に近似した標準光源を用いてい
る。積分球の特性により、完全拡散光の形で被写体に入
射する。積分球内は閉鎖された状態であることから、外部環
境の変化に対し、撮影条件が、ほとんど影響を受けな
い。

【００３５】以上の結果から、積分球と自然光照明を併
用した撮影手法は、本来の舌の色彩をよく再現し、客観
的評価法として有用であることが示唆された。

【００３６】

【発明の効果】本発明によれば、被写体の色を忠実に再
現可能なカラー画像を得ることができる。また、そのた
めに用いる被写体照明装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（Ａ）は、本発明の一実施形態に係るカ
ラー画像撮像方法の概要を示す説明図、図１（Ｂ）は被
写体とカラーチャートの配置例を示す説明図。

【図２】図２は、本発明においてもいられるカラーチ
ャートの一例を示す平面図。

【図３】図３は、カラー画像を再生するための典型的
なコンピュータシステムの一例を示すブロック図。

【符号の説明】

１０…照明光発生装置、１１…発光体、１２…鏡筒部、
１３…駆動回路、２０…積分球、３０…照明光射出部、
４０…カラーチャート、４１…シート、５０…ディジタ
ルカメラ、６０…コンピュータシステム、６１…コンピ
ュータ、６２、…表示装置、６３…入力装置、６４…印
刷装置。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 1/00 ５１０Ｇ０６Ｔ 1/00 ５１０５Ｃ０７７Ｈ０４Ｎ 1/48 Ｈ０４Ｎ 5/222 Ｚ５Ｃ０７９ 1/60 101:00 5/222 1/46 Ａ // Ｈ０４Ｎ 101:00 1/40 ＤＦターム(参考） 2G020 AA08 DA22 DA31 DA35 DA42 DA66 5B047 AA17 AB04 BC11 5B057 AA07 BA02 BA11 BA15 CE16 5C022 AA08 AA13 AB15 AC52 AC54 AC61 5C065 AA03 AA07 BB01 BB41 FF04 FF05 FF11 HH02 HH04 5C077 LL19 MM27 MP08 PP32 PP71 SS03 TT09 5C079 HB01 JA23 JA25 LA23 LB01 MA10 NA01 NA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体についてカラー撮像を行う方法で
あって、前記積分球に予め設けられた第１の開口部に、ＣＩＥの
標準光源であるＤ光源からの照明光を積分球に入射さ
せ、積分球に予め設けられた第２の開口部に、被写体を位置
させると共に、複数の色を配したカラーチャートを当該
第２の開口部内に収まる位置に配置し、かつ、前記積分球の前記第２の開口部と対向する位置に予め設
けられた第３の開口部に、撮像装置を配置し、前記照明光により前記被写体および前記カラーチャート
を照明して、前記撮像装置により前記被写体およびカラ
ーチャートを撮像して、カラー画像データを取得するこ
とを特徴とするカラー撮像方法。
【請求項２】請求項１に記載のカラー撮像方法におい
て、前記撮像装置により取得したカラー画像データを、記録
媒体に記録することを特徴とするカラー撮像方法。
【請求項３】被写体照明装置であって、複数の開口部を有する積分球と、照明光を出射する照明光発生装置とを備え、前記積分球は、複数の開口部として、前記照明光発生装
置からの照明光を入射させる第１の開口部と、被写体を
配置する第２の開口部と、前記第２の開口部と対向する
位置に設けられ、撮像装置を配置するための第３の開口
部とを有し、前記照明光発生装置は、ＣＩＥの標準光源であるＤ光源
の照明光を放射する発光体と、その駆動回路とを有する
ことを特徴とする被写体照明装置。
【請求項４】請求項３に記載の被写体照明装置におい
て、前記照明光発生装置は、前記発光体からの照明光を、前
記積分球の第１開口部を介して積分球内に導くための鏡
筒部とを有することを特徴とする被写体照明装置。