JP3942626B2 - 撮影側装置、画像の記録方法、再生側装置、及び画像の再生方法 - Google Patents
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Description
遠隔地で撮影された画像を正確な色で再現するためには、カメラから表示系まで歪みや誤差がなく処理されるだけでは不十分で、画像が撮影側と同一スペクトルを有する光源で照明された環境で再生される必要があるが、現実的に撮影側と再生側で同一スペクトルを有する照明を用意することは非常に困難である。
一方で、近年のコンピュータの高性能化、小型化やDTPシステム(デスクトップパブリッシング、電子出版)が普及するに従い、TVモニタに表示される表示色と入出力対象である印刷物の色とを合わせる色合わせ技術(例えば、特許文献1、特許文献2等)が提案されている。
本発明の第1の目的は、再生される場所とは異なる遠隔の場所等で被写体を撮影するとともに、撮影現場と再生場所との間で伝送する情報量を増やすことなく正確な色再現で再生(表示、印刷)させることが可能な画像データに変換する撮影側装置及び画像の記録方法を提供することである。また、第2の目的は、再生される場所とは異なる遠隔の場所等で撮影した画像を、撮影現場と再生場所との間で伝送する情報量を増やすことなく、撮影した際の画像を正確な状態で色再現して再生することが可能な再生側装置及び画像の再生方法を提供することにある。
[2] 前記被写体を撮影した地点の照明光のスペクトル分布を検出する撮影光スペクトル検出手段と、前記スペクトル画像撮影手段が撮影した前記スペクトルデータから前記撮影光スペクトル検出手段によって検出した照明光のスペクトルの影響を取り除いて、各画素に対応する被写体の分光反射率分布を算出する分光反射率分布算出手段とをさらに備え、前記表色ベクトルデータ生成手段は、前記分光反射率分布と、前記再生環境光スペクトルデータとに基づいて、再生照明光のもとで前記被写体を撮影したときに得られるスペクトル分布を算出するスペクトル変換手段と、前記スペクトル変換手段により算出された前記各画素に対応するスペクトル分布を3次元の表色ベクトルデータに変換するベクトル変換手段とを有することを特徴とする[1]に記載の撮影側装置を提供する。
[3] 前記スペクトル画像撮影手段は、複数の異なる分光分布特性を有する面順次型フィルタ又は透過波長可変型のフィルタを用いたマルチスペクトルカメラであることを特徴とする[1]または[2]に記載の撮影側装置を提供する。
[4] 前記スペクトル画像撮影手段は、分光特性の異なる複数種類のフィルタを有するモザイクフィルタを用いた撮像素子を使用したマルチスペクトルカメラであることを特徴とする[1]または[2]に記載の撮影側装置を提供する。
[6] 前記撮影光スペクトル検出手段が、前記スペクトル画像撮影手段を用いて、所定の分光反射率分布を有する参照対象を撮影することにより前記被写体を撮影した地点の照明光のスペクトル分布を検出することを特徴とする[2]に記載の撮影側装置を提供する。
[7] 画像の記録と再生とを異なる地点で行う際の画像の記録方法であって、被写体を画素毎にスペクトルデータとして撮影するスペクトル画像撮影ステップと、被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを、前記被写体を再生する再生側地点から受信する撮影側受信ステップと、前記スペクトル画像撮影ステップにおいて撮影した前記スペクトルデータから、被写体を撮影する地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを算出する表色ベクトルデータ生成ステップと、前記表色ベクトルデータ生成ステップで算出した表色ベクトルデータを前記再生側地点へ送信する撮影側送信ステップとを有することを特徴とする画像の記録方法を提供する。
[9] 再生するカラー画像の背景とする画像を撮影するためのカラー画像撮影手段と、前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータに基づくカラー画像と前記カラー画像撮影手段で撮影した前記背景とする画像とを合成するカラー画像合成手段とをさらに備えたことを特徴とする[8]に記載の再生側装置を提供する。
[10] 前記カラー画像撮影手段が撮影した前記背景とする画像から各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを生成する第2の表色ベクトルデータ生成手段を備え、前記カラー画像合成手段は、前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータと前記第2の表色ベクトルデータ生成手段で生成した表色ベクトルデータとを基にして前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータに基づくカラー画像と前記カラー画像撮影手段で撮影した前記背景とする画像とを合成することを特徴とする[9]に記載の再生側装置を提供する。
[11] 画像の記録と再生とを異なる地点で行う際の画像の再生方法であって、被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを検出する再生環境光スペクトル検出ステップと、前記再生環境光スペクトルデータを前記被写体を撮影する撮影側地点に伝送する再生側送信ステップと、被写体の画素毎のスペクトルデータから、前記撮影側地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて算出された、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを前記撮影側地点から受信する再生側受信ステップと、前記撮影側地点から受信した前記表色ベクトルデータに基づきカラー画像を再生するカラー画像再生ステップとを有することを特徴とする画像の再生方法を提供する。
(第1実施形態)
図2は、本発明の第1の実施形態として本システムの全体構成と、その処理の流れを示している。この例は先の図1の概要と処理自体は同じであるが、本実施例のシステム構成では対象物を観察し撮影する「撮影側」の装置とその撮影された像を再生する「再生側」の装置とが離間して存在している。そしてこの撮影側と再生側との装置間は何らかの線または回路で接続されている。この間は何らかの回線等によって相互に伝送可能に構成されている。
即ち、L: L(λ)の略称で、撮影側の照明スペクトル分布の成分を意味し、
E: E(λ)の略称で、再生側の照明スペクトル分布の成分を意味し、
S: S(λ)の略称で、被写体の分光反射率を意味し、
P: P(λ)の略称で、等色関数を意味する。
この式中では、SLとなっているので、Lで割算をしてやると、その被写体の分光反射率Sが求まる。
そしてこの変換の後は、当該画像を再生する側となる相手側の装置に伝送され、再生出力が行われることになる。以上が撮影側(伝送する側)の処理動作である。
以上が、本システムに関するその基本的な本発明の第1実施形態である。
このような第1実施形態のカラー画像記録再生システムによれば、次のような作用効果が得られる。すなわち、再生地点の照明光のスペクトル分布(つまり、再生環境光スペクトルデータ)に基づいて、撮影画像のスペクトルデータを変換して再生するので、再生される場所と異なる場所で撮影された画像を正確な色再現で表示または印刷により忠実に再生することができる。
次に、本発明に係わる第2の実施形態のカラー画像記録再生システムについて説明する。前述の第1実施形態では一方のみ、例えば「撮影側」と「再生側」の立場が運用上決まっている「医療診断」のような一方向のみのシステムであったが、本実施形態ではこれを対等な「双方向」のシステムにしたものである。したがって、装置自体に「撮影側」または「再生側」という区別は無くなり、図9に示すようなA地点、B地点といったような異なる地点間での双方向で通信可能な運用に適するものとなる。
図9には、本発明の第2実施形態としての「双方向」のカラー画像記録再生システムの基本構成がブロック図で示されている。
このような第2実施形態のカラー画像記録再生システムによれば、次のような作用効果が得られる。すなわち、被写体画像を撮影する地点側のデータと、被写体画像を再生する地点側のデータとを相互に伝送するように構成したので、基本的には撮影地点と再生地点との間で双方向に情報伝達が行え、再生側では常に正しい色再現が可能である。しかも、本実施形態の構成では両者が交互に撮影側と再生側の立場を変更することもできる。
本発明に係わる第3の実施形態としてのカラー画像記録再生システムについて説明する。
本実施形態は、撮影側での画像の本当の被写体のみを抽出し、その被写体のみの画像に対し、再生側の背景画像を合成して出力するものであり、例えば、医療現場においては、撮影側では、患者のみの画像を被写体として抽出し、観察する医師側での背景画像を再生側で合成して出力するものである。
基本的に類似しているが、通信インターフェース45を経由して送られてきた画像データが演算器61に入力される。この例では、演算器61により画像データを表示のためのデバイスカラー値に変換し、このデバイス値に変換された画像データをフレームメモリ63に記憶する。
前述の実施形態では、被写体画像と再生環境の背景画像を再生装置のデバイス値に変換して合成しているが、これら画像の合成処理は同一の表色座標系で表現されていれば、どのような座標系を使用してもよい。すなわち、前記カラーカメラ85で撮影された背景画像を被写体の表色ベクトルの座標系(実施形態1ではXYZ表色系)に変換して合成し、その合成結果の画像をディスプレイ90のデバイス値に変換して表示してもよい。また、被写体画像を前記カラーカメラ85の表色座標系に変換して背景と合成し、その合成画像をディスブレイ90のデバイス値に変換して表示してもよい。
このような第3実施形態のカラー画像記録再生システムによれば、次のような作用効果が得られる。すなわち、表示装置の背景のカラー画像を撮影する表示背景撮影手段と、表色ベクトルデータと背景カラー画像を同一の表色系の画像に変換し、その変換された背景カラー画像と被写体画像を合成する画像合成手段とを更に備えて、そのカラー画像再生手段がこの合成された画像を再生することにより、再生地点側の再生装置の背景のカラー画像と、被写体とを同一の照明条件に変換し、これらの画像を合成して再生出力するので、再生側においては、視覚的により正確に被写体の色に忠実な色再現が行われるので、例えば本システムを遠隔医療等に用いれば、遠隔地にいるはずの被写体である患者が、あたかも再生側の医師の目の前に居るかの如くに表示されるので、本来の正確な色で患者の患部を観察することができる。よって、正しい診断を行うことができる遠隔医療システム等が実現できる。
なお、このような複数の実施形態および変形例のほかにも本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形実施も可能である。
[1] 任意の場所で記録された画像を異なる場所(遠隔地等)で再生するカラー画像記録再生システムにおいて、被写体を画素毎にスペクトルデータとして撮影するスペクトル画像撮影手段と、被写体を撮影した地点の照明光のスペクトル分布(以下、撮影光スペクトルデータとする)を検出する撮影光スペクトル検出手段と、前記スペクトル画像撮影手段が撮影した前記スペクトルデータから前記撮影光スペクトルデータの影響を取り除いて被写体の分光反射率分布を算出する分光反射率分布算出手段と、被写体画像を再生する地点の照明光のスペクトル分布(以下、再生環境光スペクトルデータとする)を検出する再生環境光スペクトル検出手段と、前記分光反射率分布と、前記再生環境光スペクトルデータとに基づいて、再生地点側と同一の照明光のもとで前記被写体を撮影した時に得られるスペクトル分布を算出するスペクトル変換手段と、前記スペクトル変換手段により算出された前記各画素に対応するスペクトル分布を3次元の表色ベクトルデータに変換するベクトル画像化手段と、前記表色ベクトルデータに基づきカラー画像を再生するカラー画像再生手段とからなることを特徴とするカラー画像記録再生システム。
再生地点の照明光のスペクトル分布(つまり、再生環境光スペクトルデータ)に基づいて、撮影画像のスペクトルデータを変換して再生するので、再生される場所と異なる場所(遠隔地等)で撮影した画像を正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
再生地点側の再生装置の特性に応じてRGBやYCMK等の適切なデータに変換するので、再生装置の種類によらず再生される場所と異なる場所(遠隔地等)で撮影した画像を正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
被写体画像を撮影する地点側のデータと、被写体画像を再生する地点側のデータとを相互に伝送するようにしたので、撮影地点側にはスペクトル画像撮影手段と撮影光スペクトル検出手段、再生地点側には再生環境光スペクトル検出手段とカラー画像再生手段を最低限装備しておき、他の手段については、撮影地点側と再生地点側の各々の状況に応じて装備することにより、最適なシステム構成を構築することができる。
再生側の照明下で撮影されたように変換された被写体画像を再生側の表示装置の背景画像と合成して表示することにより、視覚的に正確な色表現が実現できる。
被写体画像のスペクトルデータが、複数の面順次フィルタや液晶などからなる透過波長可変型のフィルタを用いることにより、画素毎に高精度に得ることができる。
被写体画像のスペクトルデータを1回または使用するフィルタの分光特性の種類の数より少ない撮影回数で得ることができるので、高速システムを構築でき、さらに撮像装置を小型化できる。
所定表色系での3つの刺激値の等色関数分布(例えば、XYZやL*a*b*など)を用いることにより、スペクトル画像撮影手段の特性に依存することなく正確な色表現を行うことができる。
撮影光スペクトル検出手段としてスペクトル画像撮影手段を用いることにより、装置構成を簡略化できる。
異なる2地点間で撮影した画像を正確な色再現で双方向に伝送することができる。
再生地点側の再生装置の特性に応じてRGBやYCMK等の適切なデータに変換するので、再生装置の種類によらず再生される場所と異なる場所(遠隔地等)で撮影した画像を正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
再生地点側の再生装置の背景のカラー画像と、被写体画像を同一の照明条件に変換して合成し、再生するので、視覚的により正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
被写体画像をデバイスカラー値に変換した後、再生地点側の再生装置の背景のカラー画像データに応じて合成するので、より正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
再生地点側の再生装置の背景のカラー画像データを被写体画像の表色系のデータに変換して合成した後、デバイスカラー値に変換して再生するので、視覚的により正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
被写体の表色ベクトルデータを表示背景撮影手段のデバイスカラー値に変換して合成するので、視覚的により正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
2地点間で伝送されるのは、データ量の少ない再生環境光スペクトルデータと表色ベクトルデータのみであるので、伝送容量を増加させることなく、再生される場所と異なる場所(遠隔地等)で撮影した画像を正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
再生地点側の再生装置の特性に応じてRGBやYCMK等の適切なデータに変換するので、再生装置の種類によらず再生される場所と異なる場所(遠隔地等)で撮影した画像を正確な色再現で再生(表示、印刷)することができる。
双方向システムの場合には、特別の装置を付加することなく視覚的により正確な色表現で再生(表示、印刷)することができる。
Claims (11)
- 異なる地点の再生側装置と伝送手段を介して接続された撮影側装置であって、
被写体を画素毎にスペクトルデータとして撮影するスペクトル画像撮影手段と、
被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを前記再生側装置から前記伝送手段を介して受信する撮影側受信手段と、
前記スペクトル画像撮影手段が撮影した前記スペクトルデータから、被写体を撮影する地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを算出する表色ベクトルデータ生成手段と、
前記表色ベクトルデータ生成手段で算出した表色ベクトルデータを前記伝送手段を介して前記再生側装置へ送信する撮影側送信手段と、
を備えたことを特徴とする撮影側装置。 - 前記被写体を撮影した地点の照明光のスペクトル分布を検出する撮影光スペクトル検出手段と、
前記スペクトル画像撮影手段が撮影した前記スペクトルデータから前記撮影光スペクトル検出手段によって検出した照明光のスペクトルの影響を取り除いて、各画素に対応する被写体の分光反射率分布を算出する分光反射率分布算出手段と、
をさらに備え、
前記表色ベクトルデータ生成手段は、
前記分光反射率分布と、前記再生環境光スペクトルデータとに基づいて、再生照明光のもとで前記被写体を撮影したときに得られるスペクトル分布を算出するスペクトル変換手段と、
前記スペクトル変換手段により算出された前記各画素に対応するスペクトル分布を3次元の表色ベクトルデータに変換するベクトル変換手段と、
を有することを特徴とする請求項1に記載の撮影側装置。 - 前記スペクトル画像撮影手段は、複数の異なる分光分布特性を有する面順次型フィルタ又は透過波長可変型のフィルタを用いたマルチスペクトルカメラであることを特徴とする請求項1または2に記載の撮影側装置。
- 前記スペクトル画像撮影手段は、分光特性の異なる複数種類のフィルタを有するモザイクフィルタを用いた撮像素子を使用したマルチスペクトルカメラであることを特徴とする請求項1または2に記載の撮影側装置。
- 等色関数を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記表色ベクトルデータ生成手段は、前記記憶手段に記憶されている等色関数を用いて、前記スペクトル画像撮影手段が撮影した前記スペクトルデータを前記表色ベクトルデータに変換することを特徴とする請求項1または2に記載の撮影側装置。 - 前記撮影光スペクトル検出手段が、前記スペクトル画像撮影手段を用いて、所定の分光反射率分布を有する参照対象を撮影することにより前記被写体を撮影した地点の照明光のスペクトル分布を検出することを特徴とする請求項2に記載の撮影側装置。
- 画像の記録と再生とを異なる地点で行う際の画像の記録方法であって、
被写体を画素毎にスペクトルデータとして撮影するスペクトル画像撮影ステップと、
被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを、前記被写体を再生する再生側地点から受信する撮影側受信ステップと、
前記スペクトル画像撮影ステップにおいて撮影した前記スペクトルデータから、被写体を撮影する地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを算出する表色ベクトルデータ生成ステップと、
前記表色ベクトルデータ生成ステップで算出した表色ベクトルデータを前記再生側地点へ送信する撮影側送信ステップと、
を有することを特徴とする画像の記録方法。 - 異なる地点の撮影側装置と伝送手段を介して接続された再生側装置であって、
被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを検出する再生環境光スペクトル検出手段と、
前記再生環境光スペクトルデータを前記伝送手段を介して前記撮影側装置に伝送する再生側送信手段と、
被写体の画素毎のスペクトルデータから、被写体を撮影する地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて算出された、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを前記伝送手段を介して前記撮影側装置から受信する再生側受信手段と、
前記撮影側装置から受信した前記表色ベクトルデータに基づきカラー画像を再生するカラー画像再生手段と、
を備えたことを特徴とする再生側装置。 - 再生するカラー画像の背景とする画像を撮影するためのカラー画像撮影手段と、
前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータに基づくカラー画像と前記カラー画像撮影手段で撮影した前記背景とする画像とを合成するカラー画像合成手段と、
をさらに備えたことを特徴とする請求項8に記載の再生側装置。 - 前記カラー画像撮影手段が撮影した前記背景とする画像から各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを生成する第2の表色ベクトルデータ生成手段を備え、
前記カラー画像合成手段は、前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータと前記第2の表色ベクトルデータ生成手段で生成した表色ベクトルデータとを基にして前記撮影側装置から受信した表色ベクトルデータに基づくカラー画像と前記カラー画像撮影手段で撮影した前記背景とする画像とを合成することを特徴とする請求項9に記載の再生側装置。 - 画像の記録と再生とを異なる地点で行う際の画像の再生方法であって、
被写体の画像を再生する照明条件の照明光のスペクトル分布である再生環境光スペクトルデータを検出する再生環境光スペクトル検出ステップと、
前記再生環境光スペクトルデータを前記被写体を撮影する撮影側地点に伝送する再生側送信ステップと、
被写体の画素毎のスペクトルデータから、前記撮影側地点の照明光のスペクトル分布である撮影光スペクトルデータと前記再生環境光スペクトルデータとを用いて算出された、前記各画素に対応する3次元の表色ベクトルデータを前記撮影側地点から受信する再生側受信ステップと、
前記撮影側地点から受信した前記表色ベクトルデータに基づきカラー画像を再生するカラー画像再生ステップと、
を有することを特徴とする画像の再生方法。
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