JP2013124990A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】分光測定装置で測定された基準光の分光データよりゴーストを検出し、入力光の波長ごとに、対応するゴーストとの光量比(または強度比)αと、対応するゴーストとの波長差を示すシフト量di、を取得しておく。そして、測定光の分光波長ごとに、対応するシフト量di分の波長シフトおよび光量比(または強度比)αの乗算を行うことでゴーストを推定し、これを測定光から除去することで、演算量およびメモリ量を削減した高精度なゴースト補正が可能となる。
【選択図】 図14
Description
本実施形態では、試料に対して光源からの光を照射し、その反射光を測定する分光測定装置において測定された分光データから、本来測定されるべきでない迷光成分(以下、ゴースト)を除去する画像処理装置について説明する。詳細にはまず、分光測定装置における入力光とゴーストとの対応関係を示す補正パラメータを、予め保持しておく。そして、分光測定装置が試料を測定して得た測定分光データに含まれるゴーストを補正パラメータを用いて推定し、該推定されたゴーストを測定分光データから除く。なお、補正パラメータとしては、分光波長ごとに、入力光と迷光成分との光量比または強度比を示す比率情報と、入力光と迷光成分との波長差を示すシフト情報を含む。
まず、本実施形態における分光測定装置の構成および動作について、図3を用いて説明する。本実施形態の分光測定装置は、凹面回折格子と撮像センサ(ラインセンサ)を組み合わせたローランド型光学系から構成される。なお、分光測定装置には様々な機能部位が存在するが、ここでは本実施形態に直接関係しない構成についての説明を省略する。
以下、本実施形態において検出されるゴーストの数式モデルを構築し、該モデルから、本実施形態におけるゴースト補正に用いられる補正式を導出する。
本実施形態の分光測定装置300では、上記図4に示したように画素と波長が対応づけられているため、上式(1)において画素を波長に置き換えることができる。すなわち、式(1)ではパラメータとして画素iと画素シフト量diを用いる例を示したが、これに代えて波長λと波長シフト量dλを用いても良い。
式(2)を変形することで、以下の式(3)が得られる。
式(3)を式(1)に代入すると、以下の式(4)が得られる。
-α(i+di)・α(i+2di)・T(i+2di) …(4)
上記式(2)〜式(4)の操作を繰り返すことで、以下の式(5)が得られる。
-α(i+di)・α(i+2di)・Q(i+2di)
+α(i+di)・α(i+2di)・α(i+3di)・T(i+3di)
+… …(5)
ここで、実際に検出される程度のゴースト比α≒1%を仮定すると、式(5)の右辺第2項α(i+di)・α(i+2di)・Q(i+2di)以降の項については、その影響は0.01%以下となる。したがって、分光波長成分T(i)に対する影響は非常に小さいため、右辺第2項以降の項については無視できるとみなす。したがって、上式(5)より以下の式(6)が得られる。
以上の(6)式によれば、センサ出力Q(i)とゴースト補正パラメータ(ゴースト比α、シフト量di)から、ゴーストを取り除いた分光波長成分T(i)を導出することが可能となる。すなわち、式(6)が本実施形態で用いるゴースト補正式である。
以下、本実施形態において補正パラメータ(α,di)を取得する処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。この処理は分光測定装置300の製造時に実行され、取得された補正パラメータがメモリ部315に保持される。
以下、上記処理によって取得された補正パラメータを用いたゴースト補正処理について、図13のフローチャートを用いて説明する。ここでは、パッチの測色データに対し、ゴースト比とシフト量の情報を用いたゴースト補正を行う。
次にS1203では、S1202で算出した乗算後のデータを、メモリ部315に保持されているシフト量diの分、画素方向(波長方向)へシフトさせることで、ゴーストGを得る。この算出式を式(8)に示す。なお、式(8)に示すシフト計算では、実際の入力データQが離散データであるため、シフト後のデータを算出するのに補間演算(線形補間等)が必要となる。
上記S1202におけるゴースト比乗算処理、およびS1203における画素シフト処理によって、ゴーストGが推定される。なお、S1202とS1203の実行順序は入れ替えても良い。ここで図14に、上式(7),(8)によってゴーストGが推定される様子を示す。同図において、測定された分光データに対し、横矢印が式(8)によるシフト処理を示し、さらに縦矢印が式(7)によるゴースト比の乗算を示す。図14によればこの測定光に対するシフト、乗算処理(または乗算、シフト処理)により、ゴーストが推定されることが分かる。
以上説明したように本実施形態によれば、分光測定装置300で測定したパッチの分光データから、正規の入射光成分からずれた位置で検出されるゴーストを除去することができる。したがって、分光測定時に撮像センサにおいて検出される不要光成分を補正し、パッチに対して高精度な測色を行うことが可能となる。
以下、本発明に係る第2実施形態について説明する。上述した第1実施形態では、撮像センサ内での多重反射や回折格子の光学特性により生じるゴースト(以下、第1のゴースト)を補正する例を示した。第2実施形態では該第1実施形態に加えて、分光測定装置の筺体での内面反射により生じるゴースト(以下、第2のゴースト)の補正を行う例を示す。なお、第2実施形態における分光測定装置の構成は上述した第1実施形態と同様であるため図3を参照することとし、説明を省略する。
上述したように、第2実施形態における分光測定装置300の構成は第1実施形態と同様である。ここで図15に、第2実施形態の信号処理部316における処理概要のフローチャートを示す。図15に示すように第2実施形態においては、第1のゴースト補正工程(S1401)と第2のゴースト補正工程(S1402)を有する。第1のゴースト補正工程(S1401)としては、第1実施形態で図5に示したS502と同様の手順による第1の補正処理を行う。また第2のゴースト補正工程(S1402)としては、以下に説明する手順による第2の補正処理を行う。なお、他の工程については図5と同様である。
第2実施形態におけるゴースト補正式は、下式(10)のように導出される。
式(10)において、iは撮像センサ304の画素位置、T(i)は入射光の分光波長成分、Q(i)はセンサ出力、P(i)は第2のゴースト、α(i)はゴースト比、diは画素シフト量を示す。式(10)は、第1実施形態で示したゴースト補正式(6)に対し、分光測定装置300の内面反射に起因する第2のゴーストP(i)の減算処理が追加されている。第2実施形態においてはすなわち、第1のゴースト補正工程で式(10)における右辺第2項までの演算(Q(i)-α(i+di)・Q(i+di))を行い、さらに第2のゴースト補正工程で式(10)における第3項の演算(-P(i))を行う。
以下、第2実施形態における補正パラメータの取得処理について説明する。
以下、第2実施形態におけるゴースト補正処理について説明する。
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。
Claims (9)
- 分光測定装置における入力光とその迷光成分との対応関係を示す補正パラメータを保持する保持手段と、
前記分光測定装置が試料を測定して得た測定分光データを取得する取得手段と、
前記補正パラメータを用いて、前記測定分光データに含まれる迷光成分を推定する推定手段と、
該推定された迷光成分を前記測定分光データから除く補正手段と、を有し、
前記補正パラメータは、分光波長ごとに、前記入力光と前記迷光成分との光量比または強度比を示す比率情報と、前記入力光と前記迷光成分との波長差を示すシフト情報と、を含むことを特徴とする画像処理装置。 - 前記推定手段は、前記測定分光データに前記比率情報を乗じ、さらに、前記シフト情報に応じた波長シフトを行って得られた分光データを、前記迷光成分として推定することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
- 前記保持手段は、前記比率情報および前記シフト情報を、前記入力光の波長の関数として保持することを特徴とする請求項1または2に記載の画像処理装置。
- 前記推定手段は、前記試料に依存して変化する迷光成分を推定することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
- 前記推定手段は、前記分光測定装置における撮像センサ内での多重反射や回折格子の光学特性により発生する迷光成分を推定することを特徴とする請求項4に記載の画像処理装置。
- 前記分光測定装置は、試料に光源の光を照射して前記試料の反射光の分光データを測定し、
前記保持手段はさらに、前記分光測定装置において測定された前記光源の分光データより検出された、前記試料に依存しない迷光成分を保持し、
前記補正手段はさらに、前記光源の分光データより検出された迷光成分を前記測定分光データから除くことを特徴とする請求項4または5に記載の画像処理装置。 - 前記保持手段は、前記光源からの光が前記分光測定装置の筺体内で内面反射することにより発生する迷光成分を、前記試料に依存しない迷光成分として保持することを特徴とする請求項6に記載の画像処理装置。
- 保持手段、取得手段、推定手段、および補正手段を有する画像処理装置における画像処理方法であって、
前記保持手段が、分光測定装置における入力光とその迷光成分との対応関係を示す補正パラメータを保持し、
前記取得手段が、前記分光測定装置が試料を測定して得た測定分光データを取得し、
前記推定手段が、前記補正パラメータを用いて、前記測定分光データに含まれる迷光成分を推定し、
前記補正手段が、該推定された迷光成分を前記測定分光データから除き、
前記補正パラメータは、分光波長ごとに、前記入力光と前記迷光成分との光量比または強度比を示す比率情報と、前記入力光と前記迷光成分との波長差を示すシフト情報と、を含むことを特徴とする画像処理方法。 - コンピュータ装置で実行されることにより、該コンピュータ装置を請求項1乃至7のいずれか1項に記載の画像処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。
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