JP2015070348A - 色むら補正方法及び色むら補正処理部を有した撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像された画像の色むらを色補正マトリクスを用いて補正する方法において、色むらの補正対象とする画素の画素値と基準となる画素の画素値との差が最小となるように色補正マトリクスの係数を作成し、係数を色補正マトリクスを用いた演算に適用して補正することにより色むらの補正対象とする画素の色むらを補正する。
【選択図】図1
Description
撮像装置の例として、図1に示すようにRGBカラーカメラに適用する場合、色むら補正処理は、画像センサから出力された電気信号がプリアンプで増幅され、さらにA/D変換器により画素値としてディジタル化された時点で適用する。
以降の説明においては、Nチャネルの測色値(s1,...sN)をN次元列ベクトルsで表すこととする。
1つは、画像上で測色領域よりも大きく撮像される大きさの放射面から色光Lkを発生させ、その強度が変化しないように制御した上で、画像上の各測色点Pmで撮像されるように放射面または撮像装置を移動させ、測色値s(k,m)を記録することを、すべての測色点Pmとすべての色光Lkについて行う方法である。図5に測色点と色光放射面の配置を、図6にこの方法のフローチャートを示す。色光Lkについて、すべての測色点Pmにおける強度が変化してしまう場合には、色光Lkを撮像装置で測色するたびに別途輝度計で色光Lkの輝度を測定し、測色値を輝度で正規化する。
第1の色補正パラメータ計算方法および色補正方法は、色補正パラメータ計算方法として測色点ごとに色補正マトリクスを求めて測色点座標とともにパラメータ格納部に格納する方法をとり、この場合の色補正方法としては、補正対象画素を取り囲む複数の測色点における色補正マトリクスを参照し、補正対象画素座標における色補正マトリクスを補間により求め、補正対象画素値を補正する方法をとる。これらの方法をとる場合、補正対象画素座標における色補正マトリクスの補間計算を簡単にするため、測色点は格子状に配置されるものとする。格子の行および列の間隔は一様でなくてもよく、色むらの変化が大きい領域の格子の行および列の間隔を狭めれば、色むら補正精度がより高くなる。
この色補正パラメータ計算方法のフローチャートを図10に、色補正方法のフローチャートを図11に示す。
各測色点Pmにおいて、測色したすべての色光Lkについての測色値s(k,m)を、基準測色点Pm_baseにおけるすべての色光Lkについての測色値s(k,m_base)に可能な限り一致するようなs−(k,m)に補正する色補正マトリクスA(m)を以下により求める。なお、測色値s(k,m), s(k,m_base)は列ベクトルとする。
色補正マトリクスA(m)の要素を次式のように並べ替えた次元数N2の列ベクトルa(m)を定義する。なお、上付き添え字Tは行列およびベクトルの転置を表す。
色補正マトリクス処理部に入力された入力画素座標(x,y)について、たとえば図12のように入力画素座標を取り囲む4つの測色点Pm11=(x1,y1),Pm12=(x2,y1),Pm21=(x1,y2),Pm22=(x2,y2)の座標と色補正マトリクスA(m11),A(m12),A(m21),A(m22)を参照する。
入力画素座標を取り囲む測色点がない場合は、近接する2点の測色点と、入力画素から見て近接する2点の測色点をはさんだ反対側にある2点の測色点の4点を参照する。参照する4点の色補正マトリクスの各要素aij (m11),aij (m12),aij (m21),aij (m22)を次式のように線形補間して、入力画素座標(x,y)における色補正マトリクスの各要素aij(x,y)を求める。
bijを次式のように1列に並べたN2個のブロック要素をもつ列ブロックベクトルβを定義する。
すべての色光Lkと測色点Pmにおける行列X(k,m)を、KM行1列のブロック要素をもつブロック行列Vにまとめる。また、基準測色点Pm_baseにおける測色値s(k,m_base)が順番にM回ずつ同じ要素が続くようにした、KM個のブロック要素をもつブロックベクトルvを次式に定義する。
色補正マトリクス処理部に入力された画素座標について、パラメータ格納部から色補正パラメータとして多項式の係数bijを得る。多項式(数13)式または(数15)式に画素座標(x,y)を代入して色補正マトリクスの要素aij(x,y)を計算し、得られた色補正マトリクスA(x,y)を用いて入力画素値を補正する。
なお、色補正パラメータ計算時に、基準測色点の測色値を入力画素値と異なる線形変換にある色空間の測色値に選ぶと、本発明の実施例は色むら補正を行いつつ色空間変換を行うことができる。
Claims (5)
- 撮像された画像の色むらを色補正マトリクスを用いて補正する方法において、
色むらの補正対象とする画素の画素値と基準となる画素の画素値との差が最小となるように該色補正マトリクスの係数を作成し、該係数を該色補正マトリクスを用いた演算に適用して補正することにより該色むらの補正対象とする画素の色むらを補正することを特徴とする色むら補正方法。 - 前記色補正マトリクスは、画素座標によって該色補正マトリクスの係数を変化させ、該色補正マトリクスの係数は該補正対象の画素の座標と色補正パラメータから該補正対象の画素座標の変化に応じて逐次計算されることを特徴とする請求項1記載の色むら補正方法。
- 前記色補正パラメータの校正方法は、人が知覚できるあらゆる色の中から所定の色を複数選び、それぞれの色光を放射する面を撮像装置で撮像される画像上の所定の複数の測色点で測色し、該測色点の一つを基準となる画素の基準測色点とし、該基準測色点以外を色むらの補正対象とする画素として各測色点の画素値から該基準測色点の画素値に近づける色補正マトリクスを求め、該色補正マトリクスと各測色点の座標を色補正パラメータとし、この場合の所定の画素座標における該色補正マトリクスは、所定の画素座標を取り囲む複数の測色点までの距離に応じて、各測色点の該色補正マトリクスの要素に重み付けしたものを加算したものを要素とすることを特徴とする請求項2に記載の色むら補正方法。
- 前記色補正パラメータの校正方法は、人が知覚できるあらゆる色の中から所定の色を複数選び、それぞれの色光を放射する面を撮像装置で撮像される画像上の所定の複数の測色点で測色し、該測色点の一つを基準となる画素の基準測色点とし、前記色補正マトリクスの要素を画素座標の多項式で表したときにすべての測色点の画素値から該基準測色点の画素値に該色補正マトリクスで補正したときの誤差が最小となるように決定された多項式係数を該色補正パラメータとし、この場合の所定の画素座標における該色補正マトリクスは、所定の画像座標を多項式に代入して計算される値を要素とすることを特徴とする請求項2に記載の色むら補正方法。
- 請求項1〜4のいずれか1項に記載の色むら補正方法により演算される色むら補正処理部を有することを特徴とする撮像装置。
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