JP3855574B2

JP3855574B2 - 画像撮像装置のキャリブレーション方法、当該キャリブレーション方法によって色補正がなされた画像撮像装置および記録媒体

Info

Publication number: JP3855574B2
Application number: JP2000012299A
Authority: JP
Inventors: 淳星井; 直樹鍬田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001204041A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、デジタルカメラによって撮像された実写画像データに対して最適な色補正がなされるようにデジタルカメラを調整するためのキャリブレーション方法、当該キャリブレーション方法による色補正がなされるデジタルカメラおよび記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
コンピュータなどを用いて高品質の画像データを取り扱う画像処理装置として、ＣＣＤ等の撮像手段により光を電気信号に変換し、その電気信号をデジタルデータに変換してフラッシュメモリ等の記録媒体に記録するデジタルカメラが知られている。デジタルカメラを用いると、パーソナルコンピュータ等を用いて画像データの保存や様々な加工を個人で手軽に行えるほか、プリンタに画像データを出力することによりフィルムの現像をすることなく写真を印刷することができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のデジタルカメラにおいては適切な色補正がなされておらず、従来のデジタルカメラによって撮像された画像を出力装置に出力させると、明度・彩度・色相の点において実際の画像とは相違しており、忠実な色再現がなされていなかった。
【０００４】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、忠実な色再現が可能なようにデジタルカメラをキャリブレーションする方法、当該キャリブレーション方法によって色補正がなされたデジタルカメラおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項１に記載の発明は、基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする方法であって、所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第１計算工程と、前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第２計算工程と、第１計算工程によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算工程によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分を、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算する差分計算工程と、を備え、前記差分計算工程によって計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データを色補正処理するように構成される。
【０００６】
以上のように構成された基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする方法によれば、第１計算工程によって、所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角が計算され、第２計算工程によって、前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角が計算される。そして、差分計算工程によって、第１計算工程によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算工程によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分が、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算される。このようにして計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データが色補正処理される。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のキャリブレーション方法であって、前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理前に、画像撮像装置の画像データのグレー軸を前記所定の表色系のグレー軸に一致させ、前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理後に、前記所定の表色系のグレー軸に一致している画像撮像装置の画像データのグレー軸を基準画像データのグレー軸に一致させるグレー軸移動工程をさらに備えて構成される。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載のキャリブレーション方法であって、所定のカラーに対する画像撮像装置の画像データの明度値が大きい程、当該画像撮像装置の画像データの明度値の補正量を大きくする明度補正工程をさらに備えて構成される。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいづれか一項に記載のキャリブレーション方法であって、基準画像データの彩度値と画像撮像装置の画像データの彩度値との差を前記複数の所定カラーに対して計算し、当該計算された彩度差の絶対値の総和が最小となるように彩度値の補正量を決定する彩度補正工程をさらに備えて構成される。
【００１０】
さらに、請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいづれか一項に記載のキャリブレーション方法であって、基準色に対する色相角の補正量に基づき、所定の色相角における画像撮像装置の画像データの補正量を決定する色相補正工程をさらに備えて構成される。
【００１１】
上記課題に鑑み、請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいづれか一項に記載のキャリブレーション方法によって色補正がなされた画像撮像装置として構成される。
【００１２】
上記課題に鑑み、請求項７に記載の発明は、基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第１計算処理と、前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第２計算処理と、第１計算処理によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算処理によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分を、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算する差分計算処理と、を備え、前記差分計算処理によって計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データを色補正する画像撮像装置のキャリブレーション処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録してコンピュータによって読取可能に構成される。
【００１３】
以上のように構成されたコンピュータによって読取可能な記録媒体によれば、基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする処理をコンピュータに実行させるためのプログラムが記録されている。当該プログラムの実行により、第１計算処理によって、所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角が計算され、第２計算処理によって、前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角が計算される。そして、差分計算処理によって、第１計算処理によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算処理によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分が、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算され、前記差分計算処理によって計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データが色補正される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は本発明の一実施形態による画像データの色補正処理を行うデジタルカメラ１０の構造を説明するためのブロック図である。制御部１１、集光レンズ１２、撮像手段としてのCCD（Charge Coupled Device）１３、A／D変換器１４、画像データを一時的に記憶するRAM（Random Access Memory）１５、画像データを記録するフラッシュメモリ１６、画像を表示する液晶表示装置（LCD）１７、液晶表示装置に表示される画像のためのデータが格納されるVRAM（Video RAM）１８、フラッシュメモリ１６の内容を外部機器に出力するためのインターフェイス１９などから構成される。
【００１６】
制御部１１はＣＰＵと、デジタルカメラ１０の画像処理制御用プログラムなどが記録されたＲＯＭと、入出力手段とを備え、デジタルカメラ１０に設けられる他の装置の制御を行う。１つの制御部１１で全ての制御を行うほか、複数の制御部を設けてもよい。集光レンズ１２には集光レンズ１２に入力される光量を調節するための絞り１２１が設けられている。
【００１７】
ＲＡＭ１５としてはセルフリフレッシュ機能をもつDRAM（Dynamic RAM）が用いられる。フラッシュメモリ１６は通電しなくても記録内容を保持することのできる書換え可能な記録媒体であり、デジタルカメラ１０に内蔵されるか、あるいは着脱自在にデジタルカメラ１０に取り付けられている。フラッシュメモリ１６として例えばPCMCIA規格に準拠したメモリカード、またはPCMCIAカードアダプタに取付け可能なメモリカードを用いることにより、PCMCIAカード用スロットを有するパーソナルコンピュータでフラッシュメモリ１６の内容を直接読み書きすることができる。
【００１８】
本発明によるデジタルカメラのキャリブレーション処理を実行するためのプログラムは、通常、コンピュータが読取可能な形態でフロッピーディスク、ＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体に記録されて流通する。当該プログラムは、メディア読取装置によって読み取られてＲＯＭに書き込まれる。そして、ＣＰＵが所望のプログラムを適宜ＲＯＭから読み出して所望の処理を実行するように構成されている。
【００１９】
図２に、本発明の一実施形態による画像処理制御部３０の機能ブロック図を示す。本発明の一実施の形態にかかる、デジタルカメラのキャリブレーションを行う画像処理制御部３０は、デジタルカメラ１０の制御部１１によって構成される。当該キャリブレーションは、デジタルカメラ１０によって撮影されたカラーチャートの各カラーパッチの画像データを、測色計によって測色された各カラーパッチの画像データにほぼ一致させることができるように色補正を行うことによってなされる。なお、カラーチャートのカラーパッチの中で、高明度領域および低明度領域のカラーパッチはノイズが発生するため色補正用のデータとしては使用せず、色相・彩度・明度を一通りカバーしている中明度領域を使用する。
【００２０】
図２に示すように、制御部１１によって構成される画像処理制御部３０は、デジタルカメラのＲＧＢ画像データをＬａｂ画像データに変換するための第１データ変換部３０ａと、第１データ変換部３０ａによって変換されたＬａｂ画像データに適切な明度・色相・彩度補正を施すための色補正部３０ｇと、当該色補正部３０ｇによって色補正が施されたＬａｂ画像データをＲＧＢデータに変換するための第２データ変換部３０ｆと、基準画像データとして測色計によって測色されたカラーチャートのパッチデータ（ＸＹＺデータ）に基づきＬａｂデータを計算して格納している基準画像データ計算・格納部３０ｈと、を備えて構成される。
【００２１】
色補正部３０ｇは、デジタルカメラの色画像データに関するグレー軸をＬ軸に一致させるための第１ホワイトポイント補正部３０ｂと；明度差を補正するための明度補正部３０ｃと；色相および彩度の差を補正するための色相・彩度補正部３０ｄと；第１ホワイトポイント補正部によってＬ軸に一致するように補正されたデジタルカメラの色画像データのグレー軸を、測色計の色画像データのグレー軸に一致させるための第２ホワイトポイント補正部３０ｅと；をさらに備えている。
【００２２】
次に、図２を参照して、画像処理制御部３０の動作を説明する。
【００２３】
デジタルカメラ１０によって撮影された画像はＲＧＢデータであるのに対して、測色計による測色データはＸＹＺデータとして採取しているので、両者を比較するには、まず、両データを同一の色空間（標準色空間）に変換する必要がある。当該実施の形態では、色を定量的に表現する空間としてＬａｂ空間を使用する。Ｌａｂ空間は、色の性質を「明度・彩度・色相」に分けて表現した空間で、明度（Ｌ^*）は色の明るさを０〜１００で表しており、その数値が高いほど明るく低いほど暗い色となる。また、色相および彩度はａ^*ｂ^*の組み合わせによって表現することができる。
【００２４】
図２に示すように、デジタルカメラによって撮像された各カラーパッチに基づき生成されたＲＧＢ画像データは、まず第１データ変換部３０ａによってＬａｂ画像データに変換され、色補正部３０ｇに供給される。色補正部３０ｇは、基準画像データ計算・格納部に格納されたカラーチャートのパッチデータ（Ｌａｂ画像データ）を参照して、デジタルカメラ１０によって撮影されたカラーチャートの各カラーパッチの画像データを、測色計によって測色された対応する各カラーパッチの画像データとほぼ一致するように色補正を行う。
【００２５】
次に、図３を参照して、測色計によって測色されたカラーパッチのＸＹＺデータに基づきＬａｂデータを計算する方法を説明する。当該実施の形態では、外光を遮断した状態で既定の光源下で撮影を行い、光源としてはＤ５０光源（色温度５０００Ｋ）を使用する。
【００２６】
図３のステップ５０に示すように、基本的には、以下の３式
L = 116(Y／Yn)^1/3−16 … （１）
a = 500((X／Xn)^1/3−(Y／Yn)^1/3) … （２）
b = 200((Y／Yn)^1/3−(Z／Zn)^1/3) … （３）
によって、ＸＹＺデータがＬａｂデータに変換される。ここで、Xn、Yn、Znは、Ｄ５０光源下におけるＸＹＺ系の３刺激値である。
【００２７】
但し、X／Xn≦0.008856（ステップ５２、ＹＥＳ）の場合には、式（２）の(X／Xn)^1/3が7.787(X／Xn)+16／116に置換され（ステップ５４）、Y／Yn≦0.008856（ステップ５６、ＹＥＳ）の場合には、式（１）〜（３）の(Y／Yn)^1/3が7.787(Y／Yn)+16／116に置換され（ステップ５８）、Z／Zn≦0.008856（ステップ６０、ＹＥＳ）の場合には、式（３）の(Z／Zn)^1/3が7.787(Z／Zn)+16／116に置換される（ステップ６２）。
【００２８】
このようにして、測色計によって測色されたカラーパッチのＸＹＺデータに基づきＬａｂデータが計算されて、基準画像データ計算・格納部３０ｈに格納される。
【００２９】
次に、色補正部３０ｇによる色補正処理を説明する。図４に、色補正部３０ｇによる色補正処理のフローチャートを示し、図５にグレー軸（ホワイトポイント）の移動を説明するための図を示す。
【００３０】
当該色補正処理は、デジタルカメラの色画像データ値をグラフ化したもの（以下、「デジタルカメラのグラフ」と称する）と、測色計の色画像データ値をグラフ化したもの（以下、「測色計のグラフ」と称する）とを近づけるように行うが、デジタルカメラのグラフと測色計のグラフとの差は、ホワイトポイントの差、明度の差、各カラー毎の色相・彩度の差に分類することができ、これらは以下のように独立して補正される。
【００３１】
当該実施の形態によれば、色補正部３０ｇは、デジタルカメラのグラフのグレー軸をＬａｂ空間のＬ軸に合わせるための第１のホワイトポイント補正処理（ステップ６４）と；前記明度の差を補正するための明度補正処理（ステップ６６）と；前記彩度の差を補正するための彩度補正処理（ステップ６７）と；前記色相の差を補正するための色相補正処理（ステップ６８）と；前記第１のホワイトポイント補正処理によってＬ軸に合わせられたデジタルカメラのグレー軸を測色計のグレー軸に合わせるための第２のホワイトポイント補正処理（ステップ７０）と、からなる。
【００３２】
第１のホワイトポイント補正処理（ステップ６４）
まず、第１ホワイトポイント補正部３０ｂによる処理を説明する。当該処理は、図５の点Ａを点Ｏに移動させるための処理（処理▲１▼）に相当する。
【００３３】
当該実施の形態においては、当該第１のホワイトポイントの補正を行った後に明度補正を行うように構成しているが、明度補正後に第１のホワイトポイントの補正を行なうようにすることもできる。
【００３４】
色相補正の際の回転補正および彩度方向への伸縮補正を原点を中心にして行えるようにして、補正演算を簡易化するために、初めにデジタルカメラのグラフのグレー軸をＬａｂ空間のＬ軸に合わせ（図５の▲１▼の処理）、回転および彩度方向に関する補正を行う。
【００３５】
Ｌａｂ空間のＬ軸に対する、デジタルカメラのグラフのグレー軸の変位の方向および程度は、明度毎に異なるため、明度に応じた補正係数を決定する必要がある。補正係数は、補正の対象となる中心軸（グレー軸）のＬ^*ａ^*平面およびＬ^*ｂ^*平面における近似曲線を導出して、明度Ｌの時の近似曲線の値がａ^*ｂ^*平面における移動距離になる。
【００３６】
図６に、図４のステップ６４における第１のホワイトポイント補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００３７】
Ｌ^*ａ^*平面における中心軸の近似３次曲線の式を
ａ^*＝ａ１×Ｌ³＋ｂ１×Ｌ²＋ｃ１×Ｌ＋ｄ１
（ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１は、それぞれ曲線の係数）とし、
Ｌ^*ｂ^*平面における中心軸の近似３次曲線の式を
ｂ^*＝ａ２×Ｌ³＋ｂ２×Ｌ²＋ｃ２×Ｌ＋ｄ２
（ａ２、ｂ２、ｃ２、ｄ２は、それぞれ曲線の係数）とすると、明度Ｌにおける中心軸のａ^*方向への補正係数ａ^* _reviceと、ｂ^*方向への補正係数ｂ^* _reviceは、
ａ^* _revice＝ａ１×Ｌ³＋ｂ１×Ｌ²＋ｃ１×Ｌ＋ｄ１
ｂ^* _revice＝ａ２×Ｌ³＋ｂ２×Ｌ²＋ｃ２×Ｌ＋ｄ２
となる(ステップ７２)。したがって、補正対象となるデジタルカメラのグラフの中心軸（グレー軸）のａ^*ｂ^*座標を（ａ^* _center，ｂ^* _center）とした場合、補正後のａ^*ｂ^*座標（ａ^* _center’，ｂ^* _center’）は、
ａ^* _center’＝ａ^* _center＋ａ^* _revice
ｂ^* _center’＝ｂ^* _center＋ｂ^* _revice
となる(ステップ７４)。
【００３８】
明度補正処理（ステップ６６）
次に、明度補正部３０ｃによる明度補正処理を説明する。図７に、図４のステップ６６における明度補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００３９】
明度の差は、明度が高い部分では大きく、明度の低い部分では小さい。このため、明度の高い部分での補正量を大きく、明度の低い部分での補正量を小さく設定する必要がある。まず、デジタルカメラの明度の最大値Ｌ_{max_DSC}、および測色計の明度の最大値Ｌ_{max_STD}を算出する(ステップ７６)。そして、明度０の時の明度差がゼロであると仮定すると、補正対象となるデジタルカメラの明度がＬ_{max_DSC}の時の補正量は、Ｌ_{max_STD}−Ｌ_{max_DSC}であり、明度０の時の補正量は０になる。すなわち、明度が低くなるにしたがって、補正量がＬ_{max_STD}−Ｌ_{max_DSC}から０になるような式を求める。なお、この時の補正量の変化は、明度が高いときは大きく、明度が低くなるにしたがって穏やかに変化するように設定することが好ましい。当該実施の形態では、明度Ｌにおける明度補正量Ｌ^* _reviceを
Ｌ^* _revice＝（Ｌ_{max_STD}−Ｌ_{max_DSC}）×（Ｌ²／Ｌ_{max_DSC} ²）
によって算出する(ステップ７８)。
【００４０】
色相・彩度の補正処理（ステップ６７および６８）
次に、色相・彩度補正部３０ｄによる色相・彩度の補正処理を説明する。
【００４１】
第１のホワイトポイント補正処理によって、デジタルカメラのグラフのグレー軸がＬａｂ空間のＬ軸と一致している。そこで、色相の補正は、Ｌａｂ空間のＬ軸を中心として前記デジタルカメラのグラフを回転させることによって行い、彩度方向の補正は、デジタルカメラのグラフを伸縮させることによって行なう。この際、回転させる角度、および伸縮させる度合いが補正係数として必要になる。
【００４２】
彩度方向への伸縮補正(ステップ６７)
図８に、図４のステップ６７における彩度補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００４３】
カラーチャートの所定のカラーパッチ点に対応するデジタルカメラのグラフ上の点Ｃおよび測色計のグラフ上の点Ｄに対して、ａ^*ｂ^*平面上におけるそれぞれの中心から点Ｃおよび点Ｄまでの距離(半径ｒ_DSC、ｒ_STD)を計算して、各カラー毎の演算処理を以下のように行い、彩度方向の伸縮係数を決定する。
【００４４】
デジタルカメラのグラフの座標Ｃ(ａ^* _DSC，ｂ^* _DSC)、デジタルカメラのグラフの中心軸(グレー軸)の座標 (ａ^* _{DSC_center}，ｂ^* _{DSC_center})、測色計のグラフの座標Ｄ(ａ^* _STD，ｂ^* _STD)、および測色計のグラフの中心軸(グレー軸)の座標 (ａ^* _{STD_center}，ｂ^* _{STD_center})より、デジタルカメラのグラフの中心軸から点Ｃまでの距離ｒ_DSCおよび測色計のグラフの中心軸から点Ｄまでの距離ｒ_STDは、
ｒ_DSC＝((ａ^* _DSC−ａ^* _{DSC_center})²＋(ｂ^* _DSC−ｂ^* _{DSC_center})²)^1/2
ｒ_STD＝((ａ^* _STD−ａ^* _{STD_center})²＋(ｂ^* _DSC−ｂ^* _{STD_center})²)^1/2
により算出される(ステップ８０)。さらに、彩度方向への伸縮補正係数をＫとすると、彩度方向への伸縮補正を行なった後のｒ_DSC'は、
ｒ_DSC'＝(((ａ^* _DSC−ａ^* _{DSC_center})×K)²＋((ｂ^* _DSC−ｂ^* _{DSC_center})×K)²)^1/2
となり、各カラー毎の
Σ(ｒ_STD−ｒ_DSC')²
が最小となるように、彩度方向への伸縮補正係数Ｋが算出される(ステップ８２)。
【００４５】
なお、彩度値に応じて、彩度の補正量を調整することもできる。
【００４６】
色相方向への回転補正（ステップ６８）
ステップ６７において伸縮補正係数Ｋを求め、伸縮補正処理を行った後、ａ^*ｂ^*平面上における、各中心軸（デジタルカメラのグラフのグレー軸および測色計のグラフの中心軸）を中心とした＋ａ^*軸からの角度を計算して各カラー毎の角度差の合計が最小になるように色相方向の回転補正係数を決定する。
【００４７】
図９に、図４のステップ６８における色相補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００４８】
色相（補正係数：α）、彩度（補正係数：Ｋ）による補正後のデジタルカメラの座標（ａ^* _DSC’，ｂ^* _DSC’）は、
【００４９】
【数１】

によって求まる（ステップ８４）。座標（ａ^* _DSC’，ｂ^* _DSC’）のＬａｂ空間のグレー軸からの距離をｒ_DSC’とすると、＋ａ^*軸からの角度Ｄ_DSC’は、ａ×ｓｉｎ（ｂ^* _DSC'／ｒ_DSC'）＞０の場合（ステップ８６、Ｙｅｓ）、
Ｄ_DSC’＝ａ×ｃｏｓ（ａ^* _DSC'／ｒ_DSC'）
となる（ステップ８８）。一方、ａ×ｓｉｎ（ｂ^* _DSC'／ｒ_DSC'）＞０でない場合（ステップ８６、Ｎｏ）、
Ｄ_DSC’＝３６０−ａ×ｃｏｓ（ａ^* _DSC'／ｒ_DSC'）
となる（ステップ９０）。そして、測色計のグラフのａ^*軸からの角度をＤ_STDとすると、色相方向への回転補正係数αは、各カラー毎の
Σ|Ｄ_STD −Ｄ_DSC'|
を最小にする値として求まる（ステップ９２）。
【００５０】
補正の対象となるカラーのａ^*ｂ^*座標を（ａ^*，ｂ^*）、色相方向への回転補正係数をα（単位：度）、彩度方向への伸縮補正係数をＫとすると、補正後の座標（ａ^*'，ｂ^*'）は、
【数２】

によって求められる（ステップ９４）。
【００５１】
中間色に対する補正処理
以上で求めた補正係数は、いずれも赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの純色付近の値であるため、そのまま中間色への補正に使用することはできない。そこで、中間色の場合には、以下のように補正係数の調整を行う。
【００５２】
但し、補正係数の調整の際、ある境界線を境に急激な補正係数の変更を行えば当然カラーのジャンプが起こってしまう。したがって、補正係数の変化は色相の変化に伴って滑らかに行う必要がある。
【００５３】
さらに、同一の補正係数を使用する場合であっても、グレー軸付近と外周付近とでは座標の移動距離が異なるため、グレー軸から遠ざかるに連れて補正を抑制しなければならない。
【００５４】
中間色の補正係数を決定するためには、まず補正対象となる色がどのような色であるかを特定する必要がある。具体的には、測色計のグラフにおいて、グレー軸を中心としたときに赤、緑、青、シアン、マゼンタ、黄のグラフの近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度を調べる。
【００５５】
図１０に、ａ^*ｂ^*平面上において、グレー軸を中心としたときの各カラーの近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度（以下、「色相角」と称する）を説明するための図を示す。図１０に示すように、赤の近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は３９°であり、黄の近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は８４°であり、緑の近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は１４８°であり、シアンの近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は２２６°であり、青の近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は２８５°であり、マゼンタの近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度は３４４°である。
【００５６】
当該実施の形態では、補正対象となるカラーの色相角に基づき、上記６色のいずれの２色間に位置しているかを調べ、当該２色の近似曲線からの角度の比率に応じた重み付けを補正係数に対して行う。
【００５７】
補正対象となるデジタルカメラのカラーの＋ａ^*軸からの色相角をθ、当該θを挟む２つのカラー（純色）の色相角、色相回転補正係数、彩度伸縮補正係数をそれぞれθ₁、α₁、ｋ₁、θ₂、α₂、ｋ₂とすると、補正対象となるカラーの補正係数α、ｋは、
【００５８】
【数３】

となる。このようにして得られたαおよびｋの値を式（４）に代入することによって、補正の対象となる上記中間色のａ^*ｂ^*座標（ａ^*，ｂ^*）に基づき、補正後の座標（ａ^*'，ｂ^*'）が算出される。
【００５９】
なお、本処理では、純色の範囲を[各純色の角度]±５°としており、当該範囲のカラーに対しては純色と同一の補正係数を使用する。
【００６０】
第２のホワイトポイント補正処理（ステップ７０）
さらに、第２ホワイトポイント補正部３０ｅによる処理を説明する。当該処理は、図５の点Ｏを点Ｂに移動させるための処理（処理▲２▼）に相当する。
【００６１】
Ｌａｂ空間のＬ軸に対する、測色計のグラフのグレー軸の変位の方向および程度は、明度毎に異なるため、明度に応じた補正係数を決定する必要がある。補正係数は、補正の対象となる中心軸（グレー軸）のＬ^*ａ^*平面およびＬ^*ｂ^*平面における近似曲線を導出して、明度Ｌの時の近似曲線の値がａ^*ｂ^*平面における移動距離になる。
【００６２】
図１１に、図４のステップ７０における第２のホワイトポイント補正処理を説明するためのフローチャートを示す。
【００６３】
Ｌ^*ａ^*平面における中心軸の近似３次曲線の式を
ａ^*＝ａ３×Ｌ³＋ｂ３×Ｌ²＋ｃ３×Ｌ＋ｄ３
（ａ３、ｂ３、ｃ３、ｄ３は、それぞれ曲線の係数）とし、
Ｌ^*ｂ^*平面における中心軸の近似３次曲線の式を
ｂ^*＝ａ４×Ｌ³＋ｂ４×Ｌ²＋ｃ４×Ｌ＋ｄ４
（ａ４、ｂ４、ｃ４、ｄ４は、それぞれ曲線の係数）とすると、明度Ｌにおける中心軸のａ^*方向への補正係数ａ^* _revice ^’と、ｂ^*方向への補正係数ｂ^* _revice ^’は、
ａ^* _revice ^’＝ａ３×Ｌ³＋ｂ３×Ｌ²＋ｃ３×Ｌ＋ｄ３
ｂ^* _revice ^’＝ａ４×Ｌ³＋ｂ４×Ｌ²＋ｃ４×Ｌ＋ｄ４
となる(ステップ９６)。したがって、補正対象となるデジタルカメラのグラフの中心軸（グレー軸）のａ^*ｂ^*座標を（ａ^* _center ^’，ｂ^* _center ^’）とした場合、補正後のａ^*ｂ^*座標（ａ^* _center"，ｂ^* _center"））は、
ａ^* _center"＝ａ^* _center ^’＋ａ^* _revice ^’
ｂ^* _center"＝ｂ^* _center ^’＋ｂ^* _revice ^’
となる(ステップ９８)。
【００６４】
図１２〜１４に、色補正部３０ｇによる色補正処理前（図１２（ａ）、図１３（ａ）および図１４（ａ））および色補正処理後（図１２（ｂ）、図１３（ｂ）および図１４（ｂ））における測色計のグラフとデジタルカメラのグラフを示す。図１２〜１４において、R,Y,G,C,B,M（実線）は、測色計の赤、黄、緑、シアン、青、マゼンタの近似曲線を示し、R',Y',G',C',B',M'は、デジタルカメラの赤、黄、緑、シアン、青、マゼンタの近似曲線を示している。図１２は測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのａ^*ｂ^*平面上への投射を示し、図１３は測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのＬ^*ａ^*平面上への投射を示し、図１４は測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのＬ^*ｂ^*平面上への投射を示している。図１２〜１４より、色補正処理により各純色の近似曲線が接近することが明らかになる。さらに、デジタルカメラのグラフと測色計のグラフとの対応する点間の距離の平均値ΔＥが、色補正前で１２．１であったのに対して、色補正により７．６に減少した。このことも、各純色の近似曲線が色補正処理により互いに接近することを示している。
【００６５】
上記実施の形態においては、図６、図７、図８、図９および図１１のフローチャートに示す数式によって色補正処理を行っているが、上記数式によって求められる色補正処理を色変換テーブルや簡易色変換テーブルによって行うこともできる。
【００６６】
以上のように、色補正が施されたＬａｂ画像データは、第２画像データ変換部３０ｆによってＲＧＢ画像データに変換されて色補正後の画像データとして出力される。そして、キャリブレーション（上記色補正）がなされた画像データがメモリカード１６に記録され、ＬＣＤ１７に供給される。このようにして、忠実な色再現が可能なようにデジタルカメラをキャリブレーションすることができる。
【００６７】
【発明の効果】
本発明による基準画像データに基づきデジタルカメラの画像データを色補正処理することによってデジタルカメラをキャリブレーションする方法、または記録媒体に記録されているプログラムの実行によれば、基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、デジタルカメラの画像データの明度値、彩度値および色相角との差分が、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算され、当該差分が所定の範囲内になるようにデジタルカメラの画像データを色補正処理しているので、所定のカラーに対するデジタルカメラの画像データの各色成分（明度値、彩度値および色相角）を基準画像データの各色成分に近づけることが可能となり、忠実な色再現が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるデジタルカメラを示すブロック図である。
【図２】本発明による画像処理制御部の機能ブロック図である。
【図３】測色計によって測色されたカラーパッチのＸＹＺデータに基づきＬａｂデータを計算する方法を説明するフローチャートである。
【図４】色補正部３０ｇによる色補正処理を説明するフローチャートである。
【図５】グレー軸の移動を説明するための図である。
【図６】図４のステップ６４における第１のホワイトポイント補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図７】図４のステップ６６における明度補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４のステップ６７における彩度補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図９】図４のステップ６８における色相補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１０】グレー軸を中心としたときの各カラーの近似直線と＋ａ^*軸とがなす角度を説明するための図である。
【図１１】図４のステップ７０における第２のホワイトポイント補正処理を説明するためのフローチャートである。
【図１２】測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのａ^*ｂ^*平面上への投射を示し、（ａ）が色補正部３０ｇによる色補正処理前の状態を示し、（ｂ）が色補正処理後の状態を示している。
【図１３】測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのＬ^*ａ^*平面上への投射を示し、（ａ）が色補正部３０ｇによる色補正処理前の状態を示し、（ｂ）が色補正処理後の状態を示している。
【図１４】測色計のグラフおよびデジタルカメラのグラフのＬ^*ｂ^*平面上への投射を示し、（ａ）が色補正部３０ｇによる色補正処理前の状態を示し、（ｂ）が色補正処理後の状態を示している。
【符号の説明】
１０デジタルカメラ
１１制御部
１２集光レンズ
１３ＣＣＤ
１４Ａ／Ｄ変換器
１５ＲＡＭ
１６フラッシュメモリ
１７ＬＣＤ
１８ＶＲＡＭ
１９インターフェイス

Claims

基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする方法であって、
所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第１計算工程と、
前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第２計算工程と、
第１計算工程によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算工程によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分を、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算する差分計算工程と、
を備え、前記差分計算工程によって計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データを色補正処理し、
前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理前に、画像撮像装置の画像データのグレー軸を前記所定の表色系のグレー軸に一致させ、前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理後に、前記所定の表色系のグレー軸に一致している画像撮像装置の画像データのグレー軸を基準画像データのグレー軸に一致させるグレー軸移動工程をさらに備えている、
画像撮像装置のキャリブレーション方法。
請求項１に記載のキャリブレーション方法であって、所定のカラーに対する画像撮像装置の画像データの明度値が大きい程、当該画像撮像装置の画像データの明度値の補正量を大きくする明度補正工程をさらに備えているキャリブレーション方法。
請求項１または２に記載のキャリブレーション方法であって、基準画像データの彩度値と画像撮像装置の画像データの彩度値との差を前記複数の所定カラーに対して計算し、当該計算された彩度差の絶対値の総和が最小となるように彩度値の補正量を決定する彩度補正工程をさらに備えているキャリブレーション方法。
請求項１乃至３のいづれか一項に記載のキャリブレーション方法であって、基準色に対する色相角の補正量に基づき、所定の色相角における画像撮像装置の画像データの補正量を決定する色相補正工程をさらに備えているキャリブレーション方法。
請求項１乃至４のいづれか一項に記載のキャリブレーション方法によって色補正がなされた画像撮像装置。
基準画像データに基づき、画像撮像装置の画像データを色補正処理することによって画像撮像装置をキャリブレーションする処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体であって、
所定の表色系において、複数の所定カラーに対する前記基準画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第１計算処理と、
前記所定の表色系において、画像撮像装置によって撮像された前記複数の所定カラーに対する前記画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角を計算する第２計算処理と、
第１計算処理によって計算された基準画像データの明度値、彩度値および色相角と、第２計算処理によって計算された画像撮像装置の画像データの明度値、彩度値および色相角との差分を、前記複数の所定カラーに対してそれぞれ計算する差分計算処理と、
を備え、前記差分計算処理によって計算された明度値、彩度値および色相角の差分が所定の範囲内になるように画像撮像装置の画像データを色補正し、
前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理前に、画像撮像装置の画像データのグレー軸を前記所定の表色系のグレー軸に一致させ、前記画像撮像装置の彩度値および色相角に関する画像データ処理後に、前記所定の表色系のグレー軸に一致している画像撮像装置の画像データのグレー軸を基準画像データのグレー軸に一致させるグレー軸移動処理をさらに備えている画像撮像装置のキャリブレーション処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。