JP2011058878A - 色崩れ定量評価方法、及び色崩れ定量評価装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置の撮像画像に対して、環境パラメータ変動に対する色崩れの定量評価が可能な色崩れ定量評価装置、及び色崩れ定量評価方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る色崩れの定量評価方法は、被写体２０の画像データにおける測定箇所を決定し（Ｓｔｅｐ１）、少なくとも測定箇所について、環境パラメータ毎の被写体２０のＲＧＢ画像情報を取得し（Ｓｔｅｐ２）、ＲＧＢ画像情報を、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくとも１つのＨＳＶ色空間に変換して、このＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成し（Ｓｔｅｐ３）、このグラフの視覚化を行う（Ｓｔｅｐ４）ものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、色崩れ定量評価方法、及び色崩れ定量評価装置に関する。より詳細には、撮像装置の画像データの色崩れ定量評価方法、及び色崩れ定量評価装置に関する。

従来より，様々な画像評価方法が提案されている。特許文献１においては、照明の数や位置、撮影位置によらず、物体の真の色彩を精度よく、かつ、簡便に測定することを目的として、図６に示すような色彩測定装置が提案されている。この色彩測定装置は、図６に示すように、撮像部１００、信号処理部２００、及び表示手段３００を備える。撮像部１００は、ＣＣＤ等の撮像素子を用いたカメラ１０１を備える。カメラ１０１は、例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）にそれぞれ対応し、所定の画素数を有する３枚のＣＣＤを有し、被測定体（被写体）の撮像面についてＲ，Ｇ、Ｂのアナログ信号を独立して発生する。

Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号は、デジタル値に変換される。そして、画素毎にＲ，Ｇ，Ｂ各色のデジタル信号を基に、Ｈ，Ｓ，Ｌ座標系の信号に変換する。次に、統計処理部は、これらの情報に基づいて、濃度頻度分布の解析を行う。濃度頻度分布は、正規分布の重ね合わせであると仮定して正規分布変数を用い、重回帰計算により平均値及び分散、標準偏差を求める。平均値が撮像面の色成分、分散が色班の程度を示す。

特許文献２には、電子部品搭載状態の検査手段として、ＲＧＢ画像情報をＨＳＶ（ＨＳＩ）画像情報に変換したものを利用する方法が提案されている。また、特許文献３には、ノイズに対する被評価画像の画像品質を評価する画像評価装置が提案されている。

特開平８−１０１０６８号公報 特開２００１−１５３６２６号公報 特開平２００１−２４８２１号公報

ところで、カメラ等の撮像装置の色味は、明るさに応じて変化する。低照度においては、特に色味の変化が大きくなる傾向にある。低照度でのセンサ性能を確認する方法としては、照度に対する輝度を定量的に評価する感度測定がある。

照度に対する色崩れについては、Macbeth Chartなどのカラーチャートを被写体とし、照度を変化させた撮影画像から、色味差分を目視観察している。しかしながら、官能的な評価であるため、評価者によって評価結果の差分が生じるという問題があった。また、微小な色の変化を目視で観察するには限界もあった。

上記においては、照度変動に対する色崩れの評価方法における問題点について述べたが、同様の問題が、絶対温度、色温度等の環境パラメータ変動に対する色崩れの評価においても生じ得る。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、撮像装置の撮像画像に対して、環境パラメータ変動に対する色崩れの定量評価が可能な色崩れ定量評価装置、及び色崩れ定量評価方法を提供することである。

本発明に係る色崩れの定量評価方法は、被写体の画像データにおける測定箇所を決定し、少なくとも前記測定箇所について、環境パラメータ毎の被写体のＲＧＢ画像情報を取得し、
前記ＲＧＢ画像情報を、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくとも１つのＨＳＶ色空間に変換し、前記ＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成し、前記グラフを視覚化するものである。

本発明に係る色崩れの定量評価装置は、被写体を撮像した画像データに対して評価を実施する測定箇所を決定する操作部と、少なくとも前記測定箇所のＲＧＢ画像情報を取得する画像メモリ部と、前記ＲＧＢ画像情報から、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくともいずれかのＨＳＶ色空間に変換し、当該変換したＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成する演算処理部と、前記グラフを視覚化するための表示手段とを備えるものである。

本発明によれば、撮像装置の撮像画像に対して、環境パラメータ変動に対する色崩れの定量評価が可能な色崩れ定量評価装置、及び色崩れ定量評価方法を提供することができるという優れた効果を有する。

本発明に係る色崩れの定量評価方法を説明するためのフローチャート図。 本発明に係る撮像装置の色崩れ定量評価装置。 実施形態に係る色崩れの定量評価方法を説明するためのフローチャート図。 実施形態に係る被写体の画像データを表示した表示手段の模式的説明図。 照度と色相（Ｈ）を変数とするグラフの一例を示す説明図。 特許文献１に係る色彩測定装置の模式的説明図。

図１に、本発明に係る色崩れ定量評価方法を説明するためのフローチャート図を示す。まず、Ｓｔｅｐ１において、環境パラメータ変動に対する色崩れ変化量（色味変化量）を調べる被写体の測定箇所を決定する。次いで、Ｓｔｅｐ２において、測定箇所について、環境パラメータ毎の被写体のＲＧＢ画像情報を取得する。その後、Ｓｔｅｐ３において、演算処理を実行する。具体的には、ＲＧＢ画像情報を、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくとも１つのＨＳＶ色空間に変換する。そして、変換されたＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成する。Ｓｔｅｐ４において、表示手段によりグラフを視覚化する。

本発明によれば、上記方法により、色崩れの定量評価を行うことができる。しかも、グラフを用いて視覚化することにより、簡便に評価を行うことができる。また、ＨＳＶ色空間に変換しているので、変化量を認識しやすいという優れた効果がある。

図２に、本発明に係る色崩れ定量評価装置の概略ブロック図を示す。色崩れ定量評価装置５０は、図２に示すように、操作部１、画像メモリ部２、演算処理部３、表示手段４を備える。操作部１は、撮像装置１０を用いて被写体２０を撮像することにより得た撮像画像データに対して、評価を実施する測定箇所を決定したりする役割を担う。画像メモリ部２は、操作部１の指示に基づいて、撮像装置１０からの画像を受信して保存したり、演算処理部３にＲＧＢ画像情報を送信したりする役割を担う。演算処理部３は、ＲＧＢ画像情報を色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくともいずれかに変換して、グラフを作成する役割を担う。表示手段４は、グラフを視覚化する手段である。

以下、本発明を適用した実施形態の一例について説明する。本実施形態においては、変動環境パラメータを「照度」としたときの色崩れ定量評価方法について説明する。すなわち、照度変動による色崩れの定量評価方法について説明する。本実施形態においては、撮像装置１０としてデジタルカメラを、被写体２０としてカラーチャートを適用した例について説明する。

色崩れ定量評価に先立って、色崩れを評価する撮像装置１０及び被写体２０を決定する。また、色崩れ定量評価に先立って、若しくは色崩れ定量評価フローの中で、色崩れを評価する色崩れ評価の環境パラメータを決定する。図３に、本実施形態に係る色崩れ定量評価方法の一例を説明するためのフローチャート図を示す。

まず、被写体２０の色崩れ変化量を調べる測定箇所を決定する。具体的には、Ｓｔｅｐ１Ａとして、定量評価を実施する撮像装置１０であるデジタルカメラを用いて、被写体２０であるカラーチャートを撮像する。Ｓｔｅｐ１Ｂとして、Ｓｔｅｐ１Ａで得た画像データを画像メモリ部２（図２参照）に送信する。Ｓｔｅｐ１Ｃとして、画像メモリ部２で受信したカラーチャートのデータを表示手段４であるディスプレイに表示させる。Ｓｔｅｐ１Ｄとして、画面上で確認しつつ測定箇所を決定する。

図４に、表示手段４であるディスプレイに表示された被写体２０の撮像画像２０Ａの模式的説明図を示す。被写体２０であるカラーチャートの撮像画像２０Ａは、２４色（色Ａ〜色Ｘ）が４×６のマトリクス状に配列されているものとする。本発明では、例えば、色Ａ〜色Ｘのうちの５つの色（例えば、色Ａ，色Ｄ，色Ｊ、色Ｍ，色Ｗ）について色崩れ評価を実施する。表示画像の決定は、例えば、カーソルを合わせて測定箇所を選択したり、エリアを指示したりすることにより行うことができる。

なお、Ｓｔｅｐ１Ａ〜Ｓｔｅｐ１Ｄの工程は、一例であって、環境パラメータ変動に対する色崩れ変化量を調べる被写体２０の測定個所を決定することができる方法であれば、種々の変形が可能である。例えば、既に画像メモリ部２に被写体２０の画像データが格納されている場合には、Ｓｔｅｐ１Ａ〜Ｓｔｅｐ１Ｃの工程を省略し、画像メモリ部２からデータを呼び出して、表示手段４に画像データを表示させて測定箇所を決定してもよい。また、測定箇所を決定する方法として、Ｓｔｅｐ１Ｄの代わりに、予め格納された被写体に対して測定対象とする色を指定することにより測定箇所を決定してもよい。

次に、Ｓｔｅｐ２Ａとして、測定箇所について、照度毎に被写体２０の撮像装置１０によるＲＧＢ画像情報を、撮像装置１０から送信して画像メモリ部１２が取得する。少なくとも測定箇所のＲＧＢ画像情報を取得すればよい。この際、画像メモリ部２０に被写体２０の測定個所のＲＧＢ画像情報、若しくは全ＲＧＢ画像情報を保存しておいてもよい。全ＲＧＢ画像情報を保存してくようにすれば、測定個所を変更したグラフを、測定プロセスを経ずに作成することができる。また、Ｓｔｅｐ２Ａにおいて、測定箇所において、照度毎の被写体２０の撮像装置１０におけるＲＧＢ画像情報を演算処理部３に送信する。

続いて、Ｓｔｅｐ３Ａとして、演算処理部３にて受信したＲＧＢ画像情報を色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくとも１つのＨＳＶ色空間に変換する。変換する方法は、公知の算出方法を制限なく適用することができる。本実施形態においては、下記式によりＨＳＶ色空間を取得する。

ｍａｘをＲＧＢの３つの値の最大値、ｍｉｎをＲＧＢの最小値とすると、Ｖ（明度）は、下記式（１）により表すことができる。

ここで、ｍａｘが０であれば、その色は黒となる。このため、Ｓ（彩度）、Ｈ（色相）共に０を入れる。

また、Ｓ（彩度）は下記式（２）で表すことができる。

Ｈ（色相）は、ＲＧＢの条件により下記の３通りに場合分けされる。
Ｒがｍａｘの場合には、下記式（３）で表すことができる。

Ｇがｍａｘの場合には、下記式（４）で表すことができる。

Ｂがｍａｘの場合には、下記式（５）で表すことができる。

但し、Ｈ（色相）は０〜３５９の値をとる。従って、上記式（３）〜式（５）において、Ｈ（色相）がマイナスの値となる場合には、上記式（３）〜式（５）により得られた値に「３６０」の数値を足す必要がある。

続いて、Ｓｔｅｐ３Ｂとして、ＨＳＶ色空間に対して、環境パラメータをプロットしたグラフを作成する。勿論、作成するグラフは、このパターンに限定されるものではなく、環境パラメータに対して、ＨＳＶ色空間をプロットするようにしてもよいし、環境パラメータに対して、ＨＳＶ色空間の振れ幅をプロットしたグラフでもよい。ＨＳＶ色空間と環境パラメータの関係を示すグラフであり、本発明の趣旨を逸脱しないものであれば制限なく利用することができる。

Ｓｔｅｐ４Ａにおいて、表示手段４によりグラフを視覚化する。ここでは、表示手段４として、液晶ディスプレイを利用する。表示手段４としては、各種ディスプレイに限定されるものではなく、例えば、表示画像を印刷するプリンタ等の出力手段であってもよい。また、表示手段４として、ディスプレイやプリンタ等を持たずに、ディスプレイやプリンタにグラフ情報を有線、若しくは無線により転送するデータ転送手段であってもよい。

図５に、照度と色相（Ｈ）を変数とするグラフを作成した一例を示す。色崩れのない理想は、照度に関わらず同一の色相（Ｈ）の値を示すものである。従って、理想的なグラフ形状は、照度に関わらず色相（Ｈ）が同一となる直線形状のグラフとなる。換言すると、照度によって色相の値が異なるものは、大なり小なりの色崩れがあると判定される。

照度とＳ（彩度）を変数とするグラフ、照度とＶ（明度）を変数とするグラフも図５の要領で作成して表示する。これにより、照度による色崩れ評価をＨ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）の観点から実施することできる。なお、色崩れ評価の実施に際して、これら３つのＨ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）を測定することは必須ではない。目的に応じてＨ（色相）、Ｓ（彩度）、Ｖ（明度）のいずれかのみ、若しくは前記３つのうちの任意の２つを評価パラメータとしてもよい。

本実施形態によれば、照度を変化させた撮影画像から色味差分を目視確認せずに定量評価する。そのため、評価者によって評価結果に差分が生じるという問題がない。しかも、グラフ化することにより、結果を視覚的に簡便に評価することができる。また、グラフ化する際に、ＨＳＶ色空間に変換しているので変化量が認識しやすいという優れた特徴を有する。また、グラフの振れ幅を確認することにより、色崩れの定量評価を簡便に実施することができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。例えば、図１に示す色崩れ定量評価装置５０は、上述した要素以外の他の要素を備えていてもよい。

また、本実施形態においては、環境パラメータとして照度を適用する例を述べたが、色崩れを定量評価したい環境パラメータに対して特に制限なく本発明を適用することができる。例えば、環境パラメータの一例として、絶対温度、色温度、撮像装置への負荷量などを挙げることができる。撮像装置への負荷量の一例としては、使用期間、連続使用時間、温度変化、あるいは荷重を加えた前後等を挙げることができる。

また、本発明の色崩れ定量評価を実施する撮像装置１０は、撮像機能を有するものに対して制限なく適用することができる。デジタルカメラをはじめとするカメラ全般の他、スキャナー、カラーコピー機などの撮像機能を有するものにも本発明を好適に適用することができる。また、撮像装置１０は、撮像機能を主たるものとする装置に限定されず、携帯電話機、ＰＨＳ（Personal Handy-phone System），ＰＤＡ（Personal Data Assistance、 Personal Digital Assistants：個人向け携帯型情報通信機器）等に搭載されるものであってもよい。また、被写体２０は、Macbeth Chartなどのカラーチャートの他、任意のものを制限なく適用することができる。

１ 操作部
２ 画像メモリ部
３ 演算処理部
４ 表示手段
１０ 撮像装置
２０ 被写体
５０ 色崩れ定量評価装置

Claims (5)

1. 被写体の画像データにおける測定箇所を決定し、
   少なくとも前記測定箇所について、環境パラメータ毎の被写体のＲＧＢ画像情報を取得し、
   前記ＲＧＢ画像情報を、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくとも１つのＨＳＶ色空間に変換し、
   前記ＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成し、
   前記グラフを視覚化する色崩れ定量評価方法。
2. 前記環境パラメータは、照度、色温度、絶対温度、撮像装置への負荷量のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の色崩れ定量評価方法。
3. 前記グラフは、前記ＨＳＶ色空間と前記環境パラメータを変数とするグラフであることを特徴とする請求項１又は２に記載の色崩れ定量評価方法。
4. 被写体を撮像した画像データに対して評価を実施する測定箇所を決定する操作部と、
   少なくとも前記測定箇所のＲＧＢ画像情報を取得する画像メモリ部と、
   前記ＲＧＢ画像情報から、色相（Ｈ）信号、彩度（Ｓ）信号、明度（Ｖ）信号の少なくともいずれかのＨＳＶ色空間に変換し、当該変換したＨＳＶ色空間と、環境パラメータの関係を示すグラフを作成する演算処理部と、
   前記グラフを視覚化するための表示手段と
   を備える色崩れ定量評価装置。
5. 前記グラフは、前記ＨＳＶ色空間と前記環境パラメータを変数とするグラフであることを特徴とする請求項４に記載の色崩れ定量評価装置。

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