JP2006101231A - ホワイトバランス調整装置、色調整装置、ホワイトバランス調整方法、及び色調整方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源12とデジタルカメラ14との間にIRカットフィルタ15を介さずにビュアー13を撮影し(ステップS61)、この撮影結果に基づいて画像データ1を取得する(ステップS62)。次に、光源12とデジタルカメラ14との間にIRカットフィルタ15を介してビュアー13を撮影し(ステップS63)、この撮影結果に基づいて画像データ1を取得する(ステップS64)。これら画像データ1、画像データ2と、リファレンスデータに基づいてデジタルカメラ14の撮像部における分光感度を検出し(ステップS65)、この分光感度に基づいてホワイトバランス補正値、色補正値を算出する(ステップS66、ステップS67)。
【選択図】図5
Description
図1は、本発明の一実施形態に係るホワイトバランス及び色調整装置(以下、単に装置10と称する)の全体の構成図である。図1の構成を概略的に言えば、外光が入射しないように遮光する遮光部材11内に、光源12を有するビュアー13と、調整対象であるデジタルカメラ14とが配置され、デジタルカメラ14によってビュアー13を撮影することができるようになっている。ここで、光源12には、例えばA光源が用いられる。このA光源の分光感度特性を図2の特性L21に示す。
G=(Gr+Gb)/2 (式1)
とする。これにより、R、G、Bの各色成分の平均値が計算される。この場合、R、B成分はそれぞれ256ピクセル、G成分は512ピクセルのデータの平均となる。
kR=(Data_1_R/Data_1_G)/(Data_R_ref/Data_G_ref)
kB=(Data_1_B/Data_1_G)/(Data_B_ref/Data_G_ref) (式2)
から求める。
R_CCD_est1_x=R_ccd_ref_x×kR(380≦x≦720)
G_CCD_est1_x=G_ccd_ref_x×1(380≦x≦720) (式3)
B_CCD_est1_x=B_ccd_ref_x×kB(380≦x≦720)
から求める。
sR_ccd_est1=R_CCD_est1_380+ R_CCD_est1_381+ … + R_CCD_est1_720 (式4)
から求める。
kIRR=(Data_2_R/Data_2_G)/(Data_IR_R_ref/Data_IR_G_ref) (式5)
から求める。
R_IR_ccd_est_x=R_IR_ccd_ref_x×kIRR(380≦x≦720) (式6)
から求める。
kR_h=R_IR_ccd_est_620/R_ccd_ref_620 (式7)
から求める。このR分光相対感度係数kR_hに基づいて、R分光第2検出データR_CCD_est2_xを、
R_CCD_est2_x=R_ccd_ref_x(380≦x≦540)
R_CCD_est2_x=R_ccd_ref_x×kR_h(541≦x≦720) (式8)
から求める。このR分光第2検出データR_CCD_est2_xを、図8の特性L85に示す。次に、こうして求めたR分光第2検出データから、その積算値sR_ccd_est2を、
sR_ccd_est2=R_CCD_est2_380+ R_CCD_est2_381+ … + R_CCD_est2_720 (式9)
の式から求める。
a=640-shift
b=R_ccd_est3_640
c=620
d=R_ccd_est3_620 (式10)
の式から求める(ステップS83)。
a=640+shift
b=R_ccd_est3_640
c=620
d=R_ccd_est3_620 (式11)
の式から求める(ステップS96)。この場合の点P82は、特性L86として示すR_ccd_est3_xの波長640[nm]における分光感度を示す点P81をR分光移動量shiftだけ長波長側に横シフトさせた点になる。
R_ccd_est4_x={(b-d)/(a-c)}×(x-c)+d(621≦x≦a-1) (式12)
を計算する(ステップS97)。この範囲が直線801の部分となる。次に、点P82における波長から波長720[nm]までのR_ccd_est4_xをR_ccd_est3_xとする(ステップS98)。
R_cam_cal_x=R_ccd_est2_x(380≦x≦620)+R_ccd_est4_x(621≦x≦720)
G_cam_cal_x=G_CCD_est1_x(380≦x≦620)
B_cam_cal_x=B_CCD_est1_x(380≦x≦620) (式13)
から求める。即ち、R成分分光感度特性に関しては、波長380[nm]から620[nm]までの分光感度特性は2度目の検出結果から得られたR分光第2検出データR_ccd_est2_xをそのまま用い、621[nm]から720[nm]までの分光感度特性はR分光第2検出データR_ccd_est2_xから求められたR分光第4検出データR_ccd_est4_xを用いるようにする。これにより、カメラ内部のIRカットフィルタの分光感度特性のばらつきを考慮してR成分分光感度特性を求めることができる。尚、G成分分光感度特性及びB成分分光感度特性についてはカメラ内部のIRカットフィルタのばらつきによる影響が少ないので、IRカットフィルタ15を介さずに得られた分光第1検出データをそのまま用いることができる。
Rゲイン=Gw/Rw
Bゲイン=Gw/Bw (式15)
から求めることができる。これら求められたRゲインとBゲインとが光源が3波長昼白色タイプの蛍光灯の場合のホワイトバランス補正値としてデジタルカメラ14にセットされる。
Claims (24)
- 被写体を撮影するための撮像系部材と、該撮像系部材で得られる信号を複数の色成分毎に分割して出力する色分割手段と、を有するデジタルカメラをセットすることで、上記デジタルカメラにおけるホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整装置であって、
光源と、
上記光源からの光の特定波長帯のみを通過させるフィルタを有し、該フィルタを上記光源と上記撮像系部材との間に挿入又は上記光源と上記撮像系部材との間から退避させることにより、上記光源からの光の透過波長帯を変更する透過波長変更手段と、
上記透過波長変更手段を介して上記光源からの光を上記撮像系部材で受光させた際に上記撮像系部材で得られる信号から、上記撮像系部材の分光感度特性を上記色成分分割手段により分割された色成分毎に検出する分光感度検出手段と、
上記分光感度検出手段で得られた上記色成分毎の分光感度特性に基づいて、上記撮像系部材のホワイトバランス係数を算出する係数算出手段と、
を具備したことを特徴とするホワイトバランス調整装置。 - 被写体を撮影する撮像系部材と、該撮像系部材で得られる信号を複数の色成分毎に分割して出力する色成分分割手段と、を有するデジタルカメラの色再現を調整する色調整装置であって、
光源と、
上記光源からの光の特定波長帯のみを通過させるフィルタを有し、該フィルタを上記光源と上記撮像系部材との間に挿入又は上記光源と上記撮像系部材との間から退避させることにより、上記光源からの光の透過波長帯を変更する透過波長変更手段と、
上記透過波長変更手段を介して上記光源からの光を上記撮像系部材で受光させた際に上記撮像系部材で得られる信号から、上記撮像系部材の分光感度特性を上記色成分分割手段により分割された色成分毎に検出する分光感度検出手段と、
上記分光感度検出手段で得られた上記色成分毎の分光感度特性と目標光源の分光感度特性とから上記複数色それぞれの3刺激値を算出し、該得られた算出結果と目標とする複数色それぞれの3刺激値とに基づいて、上記撮像系部材の色補正係数を算出する係数算出手段と、
を具備したことを特徴とする色調整装置。 - 上記分光感度検出手段は、上記フィルタの分光透過率と、上記透過波長変更手段により上記光源からの光を上記フィルタを介さずに上記撮像系部材で受光させた際に得られる第1の信号と、上記透過波長変更手段により上記光源からの光を上記フィルタを介して上記撮像系部材で受光させた際に得られる第2の信号とに基づいて、上記撮像系部材の分光感度特性を検出することを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記分光感度検出手段は、上記フィルタの分光透過率と、上記透過波長変更手段により上記光源からの光を上記フィルタを介さずに上記撮像系部材で受光させた際に得られる第1の信号と、上記透過波長変更手段により上記光源からの光を上記フィルタを介して上記撮像系部材で受光させた際に得られる第2の信号とに基づいて、上記撮像系部材の分光感度特性を検出することを特徴とする請求項2に記載の色調整装置。
- 上記撮像系部材は、光学的ローパスフィルタとカラーフィルタとを含むことを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記撮像系部材は、光学的ローパスフィルタとカラーフィルタとを含むことを特徴とする請求項2に記載の色調整装置。
- 上記光学的ローパスフィルタは、赤外波長帯の光を遮断する赤外カットフィルタを含むことを特徴とする請求項5に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記光学的ローパスフィルタは、赤外波長帯の光を遮断する赤外カットフィルタを含むことを特徴とする請求項6に記載の色調整装置。
- 上記分光感度検出手段は、
長波長帯に主要な感度を持つ第1の色成分リファレンス分光感度データと、
中間波長帯に主要な感度を持つ第2の色成分リファレンス分光感度データと、
短波長帯に主要な感度を持つ第3の色成分リファレンス分光感度データと、
上記第1の色成分リファレンス分光感度データに上記赤外カットフィルタの分光透過率を積算した第4の色成分ファレンス分光感度データと、
上記光源の分光感度と上記第1の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第1の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第2の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第2の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第3の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第3の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第1の色成分リファレンス分光感度データと上記赤外カットフィルタの分光透過率との積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第4の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第2の色成分リファレンス分光感度データと上記赤外カットフィルタの分光透過率との積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第5の積算リファレンスデータと、
を記憶するリファレンスデータ記憶手段を有し、
上記リファレンス記憶手段に記憶された上記第1、第2、第3、第4の色成分リファレンス分光感度データ、上記第1、第2、第3、第4、第5の積算リファレンスデータと、上記透過波長変更手段によって得られる上記第1の信号と上記第2の信号とに基づいて上記撮像系部材の分光感度特性を検出することを特徴とする請求項3に記載のホワイトバランス調整装置。 - 上記分光感度検出手段は、
長波長帯に主要な感度を持つ第1の色成分リファレンス分光感度データと、
中間波長帯に主要な感度を持つ第2の色成分リファレンス分光感度データと、
短波長帯に主要な感度を持つ第3の色成分リファレンス分光感度データと、
上記第1の色成分リファレンス分光感度データに上記赤外カットフィルタの分光透過率を積算した第4の色成分ファレンス分光感度データと、
上記光源の分光感度と上記第1の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第1の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第2の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第2の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第3の色成分リファレンス分光感度データとの積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第3の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第1の色成分リファレンス分光感度データと上記赤外カットフィルタの分光透過率との積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第4の積算リファレンスデータと、
上記光源の分光感度と上記第2の色成分リファレンス分光感度データと上記赤外カットフィルタの分光透過率との積を可視波長帯の範囲で積分して求めた第5の積算リファレンスデータと、
を記憶するリファレンスデータ記憶手段を有し、
上記リファレンス記憶手段に記憶された上記第1、第2、第3、第4の色成分リファレンス分光感度データ、上記第1、第2、第3、第4、第5の積算リファレンスデータと、上記透過波長変更手段によって得られる上記第1の信号と上記第2の信号とに基づいて上記撮像系部材の分光感度特性を検出することを特徴とする請求項4に記載の色調整装置。 - 上記分光感度検出手段は、
上記第1及び第2の信号と、上記第1、第2、第3、第4、及び第5の積算リファレンスデータとに基づいて上記撮像系部材の分光感度特性の長波長帯と短波長帯との相対感度係数を求める相対感度係数算出手段と、
上記相対感度係数算出手段によって求められた上記相対感度係数を、特定の波長帯域において上記第1、第2、第3、及び第4の色成分リファレンスデータに掛けて積分することで分光感度積分データを得る積和手段と、
上記相対感度係数算出手段によって求められた上記相対感度係数を、特定の波長帯域において上記第1、第2、第3、及び第4の色成分リファレンスデータに掛けて分光感度データを算出する分光感度算出手段と、
上記積和手段によって得られた上記分光感度積分データに基づいて、上記分光感度算出手段によって得られた上記分光感度データの特定波長帯域のデータを短波長側或いは長波長側へシフトさせるためのシフト量を算出し、該算出したシフト量だけ上記分光感度データの特定波長帯域のデータを短波長側或いは長波長側にシフトさせるデータシフト手段と、
上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点との間を滑らかに補間して上記撮像系部材の分光感度特性を算出する補間手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項9に記載のホワイトバランス調整装置。 - 上記分光感度検出手段は、
上記第1及び第2の信号と、上記第1、第2、第3、第4、及び第5の積算リファレンスデータとに基づいて上記撮像系部材の分光感度特性の長波長帯と短波長帯との相対感度係数を求める相対感度係数算出手段と、
上記相対感度係数算出手段によって求められた上記相対感度係数を、特定の波長帯域において上記第1、第2、第3、及び第4の色成分リファレンスデータに掛けて積分することで分光感度積分データを得る積和手段と、
上記相対感度係数算出手段によって求められた上記相対感度係数を、特定の波長帯域において上記第1、第2、第3、及び第4の色成分リファレンスデータに掛けて分光感度データを算出する分光感度算出手段と、
上記積和手段によって得られた上記分光感度積分データに基づいて、上記分光感度算出手段によって得られた上記分光感度データの特定波長帯域のデータを短波長側或いは長波長側へシフトさせるためのシフト量を算出し、該算出したシフト量だけ上記分光感度データの特定波長帯域のデータを短波長側或いは長波長側にシフトさせるデータシフト手段と、
上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点との間を滑らかに補間して上記撮像系部材の分光感度特性を算出する補間手段と、
を更に含むことを特徴とする請求項10に記載の色調整装置。 - 上記光源は、A光源であることを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記光源は、A光源であることを特徴とする請求項2に記載の色調整装置。
- 上記透過波長変更手段が有するフィルタは、赤外カットフィルタであり、該赤外カット、フィルタの赤外カット波長は、上記光学的ローパスフィルタの赤外カットフィルタの赤外カット波長よりも短波長であることを特徴とする請求項7に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記透過波長変更手段が有するフィルタは、赤外カットフィルタであり、該赤外カット、フィルタの赤外カット波長は、上記光学的ローパスフィルタの赤外カットフィルタの赤外カット波長よりも短波長であることを特徴とする請求項8に記載の色調整装置。
- 上記補間手段は、上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点とを特定の値にクリップする若しくは上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点との間を直線補間により補間することを特徴とする請求項11に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記補間手段は、上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点とを特定の値にクリップする若しくは上記データシフト手段によってシフトされた後の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点と上記データシフト手段によってシフトされる前の上記分光感度データの特定波長帯域のデータにおける特徴点との間を直線補間により補間することを特徴とする請求項12に記載の色調整装置。
- 上記係数算出手段は、目標光源の分光感度特性と上記撮像系部材における上記色成分毎の分光感度特性との積を求め、この積から上記ホワイトバランス係数を算出することを特徴とする請求項1に記載のホワイトバランス調整装置。
- 上記係数算出手段は、目標光源の分光感度特性と上記撮像系部材における上記色成分毎の分光感度特性との積を求め、この積から第1の色補正係数を算出すると共に、上記積を特定の3刺激値に色変換し、この特定の3刺激値からから第2の色補正係数を求めることにより、上記色補正係数を算出することを特徴とする請求項2に記載の色調整装置。
- 被写体を撮影するための撮像系部材と、該撮像系部材で得られる信号を複数の色成分毎に分割して出力する可能なデジタルカメラをセットすることで、上記デジタルカメラにおけるホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整方法であって、
光源からの光の特定波長帯のみを通過させるフィルタを上記光源と上記撮像系部材との間に挿入又は上記光源と上記撮像系部材との間からから退避させることにより、上記光源からの光の透過波長帯を変更する透過波長変更工程と、
上記透過波長変更工程において、上記光源からの光を上記撮像系部材で受光させた際の上記撮像系部材の分光感度特性を色成分毎に検出する分光感度検出工程と、
上記分光感度検出工程で得られた上記色成分毎の分光感度特性に基づいて、上記撮像系部材のホワイトバランス係数を算出する係数算出工程と、
を有することを特徴とするホワイトバランス調整方法。 - 被写体を撮影するための撮像系部材と、該撮像系部材で得られる信号を複数の色成分毎に分割して出力する可能なデジタルカメラをセットすることで、上記デジタルカメラにおける色再現を調整する色調整方法であって、
光源からの光の特定波長帯のみを通過させるフィルタを上記光源と上記撮像系部材との間に挿入又は上記光源と上記撮像系部材との間からから退避させることにより、上記光源からの光の透過波長帯を変更する透過波長変更工程と、
上記透過波長変更工程において、上記光源からの光を上記撮像系部材で受光させた際の上記撮像系部材の分光感度特性を色成分毎に検出する分光感度検出工程と、
上記分光感度検出工程において得られた上記色成分毎の分光感度特性と目標光源の分光感度特性とから上記複数色それぞれの3刺激値を算出し、該得られた算出結果と目標とする複数色それぞれの3刺激値とに基づいて、上記撮像系部材の色補正係数を算出する係数算出工程と、
を有することを特徴とする色調整方法。 - 上記透過波長工程は、
上記光源からの光を上記フィルタを介さずに上記撮像系部材で受光させた際に得られる第1の信号を取得する第1の信号取得工程と、
上記フィルタにより透過波長帯を変更した光を上記撮像系部材で受光させた際に得られる第2の信号を取得する第2の信号取得工程と、
を有し、
上記分光感度検出工程における分光感度検出は、上記フィルタの分光透過率と、上記第1及び第2の信号とに基づいて行うことを特徴とする請求項21に記載のホワイトバランス調整方法。 - 上記透過波長工程は、
上記光源からの光を上記フィルタを介さずに上記撮像系部材で受光させた際に得られる第1の信号を取得する第1の信号取得工程と、
上記フィルタにより透過波長帯を変更した光を上記撮像系部材で受光させた際に得られる第2の信号を取得する第2の信号取得工程と、
を有し、
上記分光感度検出工程における分光感度検出は、上記フィルタの分光透過率と、上記第1及び第2の信号とに基づいて行うことを特徴とする請求項22に記載の色調整方法。
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