JP3962825B2 - 画像処理装置、及び、プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像から被写体の画像を抽出する画像処理装置、及び、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像を用いた画像加工処理として、被写体を撮影した画像から背景を除去して被写体の画像を抽出する処理がよく行われる。
このような処理においては、一般に、撮影画像の各画素の色値を取得し、判別分析等の手法を用いて、各画素を、撮影画像を背景領域と被写体領域とに２値化して区分する方法や、隣接する画素間における色の変化量をもとに被写体の画像の輪郭を検出し、背景と被写体を区分する方法があった。
【０００３】
このうち、２値化を行う方法においては、撮影画像の各画素におけるＲＧＢ値を明度若しくは輝度に変換して２値化する手法や、ＲＧＢ値の三原色成分毎に２値化を行う手法、或いは、ＲＧＢ色空間を定義し、各画素の色空間における距離をもとに２値化を行う手法等が用いられていた。
【０００４】
また、被写体の画像の輪郭を検出する方法においては、各画素のＲＧＢ値を明度や輝度に変換してから、隣接する画素間の色の変化量を判定する手法や、ＲＧＢの三原色成分毎に隣接する画素間の色の変化量を判定する手法等があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような方法では、色相に関する情報が処理対象となっていないため、色相を基準とした処理ができず、さらにＲＧＢ三原色データを用いる場合は、限られた帯域の情報をもとに処理を行うので、必ずしも良好な結果を得られるとは限らないという問題があった。このため、例えば、撮影時の照明むら等によって撮影画像中の背景にむらが生じた場合や、透明な部分を有する被写体を用いた場合など、被写体と背景とを区別することが困難な場合があった。
また、ＲＧＢ色空間における色距離は人間の視覚で識別される色の差とは比例しないため、人間が識別可能な色の差を識別できないことがあった。すなわち、被写体と背景とが明らかに区別できると作業者が判断した場合であっても、良好に被写体の画像を抽出できない場合があった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するため、これまで様々な改良が施されてきた。例えば、ＲＧＢ色空間を利用せず、ＹＣＣ色空間やＬａｂ色空間のように人間の視覚に近い特性を持つ色空間を利用して、撮影画像中の画素における輝度や色相を処理する手法が提案されていた。しかしながら、この手法では、撮影画像中の明るさにむらがある場合は著しく大きな色距離が検出されてしまい、撮影画像のむらが処理の障害になるという問題があった。
【０００７】
また、撮影画像中の各画素について、隣り合う画素の色空間における色距離を求めることにより、被写体の画像を検出する手法が提案されていた。しかしながら、この手法では、灰色と黒のように似た色が多く含まれる撮影画像においては、明るさのむらによるノイズが多く検出されてしまうため、ノイズ除去のための処理を行う必要があり、効率が悪いという問題があった。
さらに、撮影画像における色相に関する情報を利用して、被写体の輪郭を検出する手法も提案されていたが、明度が著しく変化している箇所においては的確な検出ができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するために、撮影画像から背景を除去して被写体の画像を抽出する処理を、効率よく正確に行える画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像処理装置は、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から処理対象値を取得する処理対象値取得手段（例えば、図８のステップＳ１１１に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、この処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分する画像区分手段（例えば、図８のステップＳ１１２に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する境界判別手段（例えば、図８のステップＳ１１３に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記区分手段により前記処理対象画像を区分した結果と、前記境界判別手段により判別された境界とをもとに、前記処理対象画像から被写体の画像を抽出する抽出手段（例えば、図８のステップＳ１１５に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記抽出手段により抽出された被写体画像の前記処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、透明な領域として判定する透明領域判定手段と、この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
ここで、処理対象画像における非被写体画像とは、例えば、いわゆる背景であっても良いし、或いは、他の被写体を含む画像であっても良い。また、処理対象値とは、例えば、処理対象画像における色値そのものであっても良いし、或いは、所定の色空間値への変換を行って得られる値であっても良い。さらに、処理対象地のうちの明るさとは、色値における明度成分を指すものと解することもできるが、色値、或いは色値をさらに変換して得られる値などにおいて、明るさに関する情報全般を指すものである。
【００１１】
この請求項１記載の発明によれば、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から、処理対象値取得手段によって処理対象値を取得し、画像区分手段により、処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分し、境界判別手段により、処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別し、区分手段により処理対象画像を区分した結果と、境界判別手段により判別された境界とをもとに、抽出手段によって処理対象画像から被写体の画像を抽出するので、処理対象画像の色値の特性を利用して、効率よく、迅速にかつ正確に被写体の画像を抽出することができる。すなわち、処理対象画像の色みに基づいた処理によって効率よく被写体の画像と非被写体画像とを区分し、さらに、処理対象画像の明るさに基づいて効率よく被写体の画像と非被写体画像の境界を判別する。そして、被写体の画像と非被写体画像とを区分した結果と、被写体の画像と非被写体画像の境界とをもとにして被写体画像を抽出することにより、透明な部分を有する被写体や、周囲の光を良く反射する被写体など、従来の手法では被写体の画像の抽出が困難な場合であっても、効率よく正確に被写体の画像を抽出できる。
【００１２】
請求項４記載の発明の画像処理装置は、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、前記処理対象画像における色値から処理対象値をし、当該処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、前記被写体の画像に含まれる透明な領域として判定する透明領域判定手段（例えば、図１４のステップＳ２０２に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段（例えば、図１４のステップＳ２０５に示す処理を行うＣＰＵ１０１）とを備えることを特徴としている。
【００１３】
この請求項６記載の発明によれば、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、透明領域判定手段により、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、該被写体の画像に含まれる透明な領域を判定し、透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、補正手段によって、予め指定された明るさに補正するので、処理対象画像から抽出される被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１〜図１３を参照して、本発明を適用した第１の実施の形態における撮影システム１について説明する。
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１は、本実施の形態の撮影システム１の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、撮影システム１は、画像処理装置１０と、略箱形形状のケース４０１を有し、ケース４０１の内部に被写体を収容する撮影装置４０と、撮影装置４０に取り付けられ、撮影装置４０内に収容された被写体を撮影するデジタルカメラ２０と、撮影装置４０の側面に設置され、撮影装置４０に設けられた各部の制御を行う撮影制御装置３０と、によって主要部が構成され、画像処理装置１０とデジタルカメラ２０、及び、画像処理装置１０と撮影制御装置３０とは互いに接続されている。
【００１６】
画像処理装置１０は、デジタルカメラ２０による撮影処理、及び、デジタルカメラ２０によって撮影された画像についての画像編集処理を実行するためのアプリケーションプログラムを実行可能なコンピュータシステムであり、本体１１、ディスプレイ１２、キーボード１３及びマウス１４等により構成され、これらのディスプレイ１２、キーボード１３、マウス１４は、それぞれ本体１１に格納された各部に接続されている。
【００１７】
撮影装置４０は、正面及び一側面が開口した略箱形型状のケース４０１と、ケース４０１に対して、底面がケース４０１の正面の開口部を覆うように連結された略四角錐状のフード４０２と、フード４０２の頂点部分に連結されたチルト台４０３と、ケース４０１の側面に設けられた開口部に、開閉自在に取り付けられた側面扉４０６と、側面扉４０６を備えたケース４０１側面の端部に設置された非常停止ボタン４０４と、ケース４０１の内部に設置された被写体台座４０５とによって構成され、さらに非常停止ボタン４０４の下方には撮影制御装置３０が設置され、また、チルト台４０３にはデジタルカメラ２０が固定される。
【００１８】
そして、ケース４０１とフード４０２との連結部分においては、モータ４０９（図６）及びポテンショメータ４１２（図６）とが取り付けられ、同様にフード４０２とチルト台４０３との連結部分にはモータ４０７（図６）とポテンショメータ４１０（図６）とが取り付けられており、被写体台座４０５には、モータ４０８（図６）とポテンショメータ４１１（図６）とが取り付けられている。
【００１９】
ケース４０１の正面は、ほぼ全面にわたって開口し、さらに側面に開口部を有しているが、側面の開口部には側面扉４０６が開閉自在に取り付けられ、正面の開口部には、ケース４０１に連結されたフード４０２の底面に相当する面によって覆われている。このため、側面扉４０６が閉じられた状態では、ケース４０１内部への外光は遮断される。
【００２０】
フード４０２は、底面に相当する面が開口した略四角錐状のフードであり、この底面の開口部がケース４０１の正面の開口部と突き合わされた状態で、図示しない連結軸により、ケース４０１に連結されている。そして、フード４０２は、連結部分に取り付けられたモータ４１０が動作することにより、上記連結軸を中心にして上下／左右に回転可能である。すなわち、モータを回転させることによって、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を変化させることができる。そして、略四角錘状のフード４０２において、角錘の頂点に相当する部分には、チルト台４０３が取り付けられている。
【００２１】
チルト台４０３は、フード４０２に連結される連結部分と、デジタルカメラ２０を固定するための平面部分とを有する台座であり、平面部分にはデジタルカメラ２０を固定するための図示しない固定機構を備え、平面部分からケース４０１の内部に向かって開口部が設けられている。この開口部にレンズが向くように、上記の平面部分にデジタルカメラ２０を載せて固定することにより、デジタルカメラ２０によって、ケース４０１内の被写体台座４０５に載置された被写体５を撮影できる。なお、デジタルカメラ２０は、チルト台４０３の平面部分に底面を下にして固定することができ、また、側面を下にして縦置きすることもできる。
【００２２】
このチルト台４０３は、一端部をフード４０２に対して揺動自在に連結され、連結部分にはモータ４０７が取り付けられており、モータ４０７が回転することによって、上記の連結部分を中心として上下に回転させることが可能である。すなわち、モータを回転させることにより、フード４０２に対するチルト台４０３の取り付け角度を変化させることができる。
【００２３】
ケース４０１の内部の底面上には、被写体台座４０５が設置されている。この被写体台座４０５は、ケース４０１の底面に固定された底板と、撮影の対象となる被写体５を載置するための天板と、天板と底板との間に設置され、上下に伸縮可能な伸縮機構と、この伸縮機構を動作させるためのモータ４０８（図６）と、モータ４０８の回転量を検出するポテンショメータ４１１（図６）とを備え、モータの回転によって、伸縮機構が伸縮して天板の高さを変化させることが可能である。従って、モータ４０８を所定の量だけ回転させることにより、被写体台座４０５の天板に被写体５を、所定の高さに移動させることができる。
【００２４】
側面扉４０６が取り付けられたケース４０１の側面には、非常停止ボタン４０４が設置されている。非常停止ボタン４０４は、後述する停止スイッチ３０２（図６）と連結され、非常停止ボタン４０４が押下されることによって停止スイッチ３０２がＯＮとなり、撮影装置４０の各部に取り付けられたモータ４０７、４０８、４０９の動作を全て停止させることができる。従って、撮影装置４０において、モータ４０７、４０８、４０９の動作によって各部が移動している間に異常が発生した場合は、この非常停止ボタン４０４を押下することにより、全ての動作を停止させて、危険を回避することができる。
【００２５】
非常停止ボタン４０４の下方には、撮影制御装置３０が設置されている。撮影制御装置３０は、画像処理装置１０と、撮影装置４０の各部に設置されたモータ４０７、４０８、４０９及びポテンショメータ４１０、４１１、４１２に接続され、後述するように、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から入力される検出値をＣＰＵ１０１から入力される指示信号に従って、モータ４０７、４０８、４０９を制御する。この撮影制御装置３０の内部構成については後述する。
【００２６】
図２は、ケース４０１内部の構成を示す断面図である。
図２に示すように、ケース４０１内部底面には被写体台座４０５が配置され、この被写体台座４０５には被写体５が載置される。
ここで、被写体５の、デジタルカメラ２０側を前方とし、その反対側を後方とする。
【００２７】
ケース４０１内においては、被写体５の背面側と底面とに跨って、背景材６が配設される。背景材６の一方側は、被写体台座４０５の天面と被写体５の底面とに挟まれており、他方側は、ケース４０１の後方の面に沿って配設されている。従って、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影すると、被写体５の下方及び後方には、一面に背景材６が映ることになる。
【００２８】
背景材６は、紙や布、あるいは合成樹脂等によってなる柔軟なシート状部材であり、任意の色で構成することが可能である。例えば、背景材６の色を被写体５の色の補色とすれば、後述する背景除去処理を効率よく行うことができる。つまり、背景材６の色としては、撮影装置１における各種処理に適した色が望ましい。
【００２９】
なお、ケース４０１への出し入れが可能で、かつ、ケース４０１における被写体５の出し入れを妨げないのであれば、背景材６として、例えば、鉄製や木製の硬質な板状部材を、被写体５の底面と背面とを覆う形状に変形加工したものを用いてもよい。
【００３０】
また、被写体台座４０５の上方に位置するように、ケース４０１の天井には、撮影用鏡４２１が鏡固定台座４２２によって固定される。
撮影用鏡４２１は、被写体台座４０５天面の像をデジタルカメラ２０へ向かって投影する向きで固定されているので、撮影用鏡４２１に映る像をデジタルカメラ２０で撮影することにより、被写体５の上面を撮影できる。
なお、この撮影用鏡４２１を固定する鏡固定台座４２２は、ケース４０１との接合部において移動可能であり、高さのある被写体５を被写体台座４０５に載置する際に、撮影用鏡４２１を上方へ退避させることが可能である。
【００３１】
また、ケース４０１の天井面、底面、及び側面には複数の照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄが、それぞれ被写体５を向いて配設されている。
各照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄは、電球や冷陰極管、ストロボ等の光源を内蔵し、後述する照明制御部３０７によって上記光源の点灯／消灯等の照明状態を制御できる。あるいは、デジタルカメラ２０による被写体５の撮影時に、被写体５を照明する。
【００３２】
なお、ケース４０１は、照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄのメンテナンス等の目的により、その上面において開閉可能な開口部を備えているが、ここでは説明を省略する。
【００３３】
より詳しくは、照明装置４２３ａは、被写体５の前方側でケース４０１の天井面に固定され、照明装置４２３ｂは、被写体５の後方側でケース４０１の天井面に固定される。また、照明装置４２３ｄ、４２３ｄは、被写体５の前方側でケース４０１の両側面にそれぞれ固定されており、さらに、照明装置４２３ｃは、被写体５の前方側でケース４０１の底面に固定される。
【００３４】
また、照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄは、それぞれ、ケース４０１の内面に対して照明固定台座４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄを介して固定されている。
このため、被写体５は、前側から、照明装置４２３ａ、４２３ｃ、４２３ｄによって上方、下方、側方より照明され、また、後ろからは、照明装置４２３ｂによって上方より照明される。
【００３５】
さらに、照明装置４２３ａの近傍には、照明装置４２３ａから被写体５への光を遮るように光拡散部材４２５が配設されている。光拡散部材４２５は、例えば所定のパターンが刻まれた透明の樹脂板や、ガラス球等が封入された透明樹脂製の板状部材等によってなり、照明装置４２３ａからの光を乱反射することで拡散させる。
【００３６】
この光拡散部材４２５によって、被写体５の表面におけるいわゆる「てかり」が生じるのを防止して、デジタルカメラ２０によって良好な撮影画像を得ることができる。なお、ここでは、光拡散部材４２５が照明装置４２３ａの近傍にのみ配設される構成としたが、照明装置４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄと被写体５との間にも、それぞれ光拡散部材４２５が配設される構成としてもよい。
【００３７】
図３は画像処理装置１０の内部構成を示すブロック図である。
図３に示すように、画像処理装置１０は、ＣＰＵ１０１、入力部１０２、ＲＡＭ１０３、伝送制御部１０４、表示部１０５、記憶装置１０６、記憶装置１０６が有する記憶媒体１０７、及びＩ／Ｆ部１０８等により構成され、記憶媒体１０７を除く各部はバス１０９により接続されている。また、画像処理装置１０は、Ｉ／Ｆ部１０８において、後述する撮影制御装置３０内のＩ／Ｆ部３０１と接続されている。
【００３８】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１は、入力部１０２が有するキーボード１３から入力される各種指示に従って、記憶装置１０６内に格納されるアプリケーションプログラムを読み込み、ＲＡＭ１０３内に設けられるメモリエリアに展開して実行し、入力部１０２のキーボード１３またはマウス１４により入力される指示に従って、記憶装置１０６内に格納された撮影条件テーブルファイル１０６ａ（図５）を読み込み、この撮影条件テーブルファイル１０６ａにおいて、入力された指示に該当する撮影条件を参照する。また、ＣＰＵ１０１は、入力部１０２から撮影条件に関する指示入力が行われた場合、入力された条件を取得する。
【００３９】
そして、ＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０によって撮影を実行する際の撮影装置４０の各部の状態、すなわちチルト台４０３のチルト角、フード４０２の角度、被写体台座４０５の天板の高さ、ケース４０１内に備える照明装置の照度等を上記の撮影条件に適合させるための指示信号を撮影制御装置３０に対して出力し、撮影制御装置３０による制御を実行させて、撮影装置４０の各部を上記撮影条件に適合させる。また、撮影制御装置３０からの応答を検知すると、デジタルカメラ２０に対して、撮影時の撮影倍率、焦点位置及び露光量を撮影条件テーブルファイル１０６ａに設定された撮影条件に適合させるための指示信号を出力して撮影条件を実現し、デジタルカメラ２０からの応答を検知すると、デジタルカメラ２０に対して、撮影実行を指示する撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。また、撮影終了後、デジタルカメラ２０から、撮影された画像を示す画像データが入力されると、ＣＰＵ１０１は、当該画像データと、入力部１０２から入力されるファイル名とをもとに撮影画像ファイル１０６ｂ（図４）を生成し、記憶装置１０６内に格納する。
【００４０】
また、ＣＰＵ１０１は、入力部１０２から入力される各種指示に従って、デジタルカメラ２０から出力されるモニタ画像を表示するためのモニタウィンドウを表示画面上に表示させる。
【００４１】
そして、ＣＰＵ１０１は、利用者に対して、入力部１０２のキーボード１３及びマウス１４によって指示入力を実行するように要求する指示選択画面を表示するための表示情報を生成して表示部１０５に出力し、ディスプレイ１２の表示画面上に当該指示選択画面に表示させる他、ＣＰＵ１０１により実行される各種処理によって得られた画像等をディスプレイ１２の表示画面に表示させる。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影処理を実行後、生成された撮影画像データに関して、後述する背景除去処理（図８）を実行し、背景除去画像を取得する。
【００４３】
入力部１０２は、数字キー、文字キー及び各種機能キー等を備えるキーボード１３を有し、キーボード１３においていずれかのキーが押下されたことを検知すると、押下されたキーに対応する押下信号を生成して、ＣＰＵ１０１に対して出力する。また、入力部１０２は、ディスプレイ１２の表示画面上において特定の位置を指定するポインティングデバイスとしてのマウス１４を備え、このマウス１４においてクリック操作が行われると、クリック信号を生成してＣＰＵ１０１に出力するとともに、表示画面上における位置を示す相対位置座標データをＣＰＵ１０１に対して出力する。
【００４４】
ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３は、ＣＰＵ１０１により処理される各種プログラムや、その処理に係るデータを一時的に格納するメモリエリアを形成する。
【００４５】
伝送制御部１０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、あるいはインターネット等の各種ネットワークに接続された伝送媒体に接続可能なインターフェイスである。ここで、伝送媒体とは、電話回線や対金属線や同軸ケーブル、光ファイバーケーブル等により構成され、各種装置と接続されることにより上記ネットワークを形成するものである。
【００４６】
表示部１０５は、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等によって構成される表示画面を有するディスプレイ１２を備え、ＣＰＵ１０１から入力される表示情報に従って、ディスプレイ１２の表示画面に所定のモニタウィンドウなどのウィンドウを表示させて、当該ウィンドウ内に、デジタルカメラ２０により撮影された撮影画像、あるいは、モニタ画像や、ＣＰＵ１０１により実行される各種処理により生成された画像等を表示させる。
【００４７】
記憶装置は１０６、プログラムやデータ等があらかじめ記憶されている記憶媒体１０７を有しており、この記憶媒体１０７は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。記憶媒体１０７は記憶装置１０６内に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものである。
【００４８】
また、この記憶媒体１０７に記憶するプログラム、データ等は、その一部若しくは全部をサーバやクライアント等の他の機器からネットワーク回線等の伝送媒体を介して伝送制御部１０４から受信して記憶する構成にしてもよく、さらに、記憶媒体１０７はネットワーク上に構築されたサーバの記憶媒体であってもよい。さらに、前記プログラムをネットワーク回線等の伝送媒体を介してサーバやクライアントへ伝送してこれらの機器にインストールするように構成してもよい。
【００４９】
Ｉ／Ｆ部１０８は、画像処理装置１０からデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０に対して、各種指示信号や位置情報等を入出力するためのインターフェイスであり、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートやＲＳ−２３２Ｃ端子をはじめとするシリアル入出力端子、パラレル入出力端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準じた赤外線通信装置等が備えられ、有線または無線通信手段によりデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０と接続することが可能である。
【００５０】
デジタルカメラ２０は、内部にＣＣＤ（Charge Coupled Device ：電荷結合素子）を備える受光部、レンズ、絞りの他、撮影倍率や露光量等を調節するためのモータ等を備え、撮影装置４０が有するチルト台４０３において、ケース４０１内に戴置される被写体５の方向にレンズを向けて固定される。そして、デジタルカメラ２０は、画像処理装置１０に接続され、画像処理装置１０のＣＰＵ１０１から入力される撮影指示信号に従って被写体５を撮影し、撮影により得られた画像を示す撮影画像データを画像処理装置１０に対して出力する。
【００５１】
また、デジタルカメラ２０は、内部にＣＣＤ等を備える受光部が動作可能な状態においては、撮影を実行しない状態であっても、受光部によって受像した画像をモニタ画像として出力することができる。このモニタ画像は、撮影された画像とは異なり、画像メモリ２０３に格納されることなく、受光部によって受像した画像がそのままＩ／Ｆ部２０１を介して出力されるものである。画像処理装置１０においては、このモニタ画像を受信して表示することにより、通常のカメラのファインダーと同様に、撮影される範囲のおよその状態を、撮影を実行する前に知ることができる。
【００５２】
図４は、記憶装置１０６内に各種ファイルが格納される構成を模式的に示す図である。記憶装置１０６内には、デジタルカメラ２０によって被写体５の撮影を実行させるための撮影アプリケーションプログラム、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影した撮影画像データや、この撮影画像データと撮影時の撮影条件等が対応付けて設定されている撮影画像ファイル１０６ｂや、撮影を行う際の各種の条件が設定された撮影条件が設定されている撮影条件テーブルファイル１０６ａ等の各種のファイルの他、撮影画像データから背景を除去する背景除去処理により生成された背景除去画像データが格納された背景除去画像ファイル１０６ｃや、撮影画像データから背景を除去するための背景除去プログラム等が格納される。
【００５３】
また、図５は撮影条件テーブルファイル１０６ａの構成を模式的に示す図である。図５に示す撮影条件テーブルファイル１０６ａには、被写体５及び背景画像を撮影する際の撮影システム１における撮影条件が設定されている。撮影条件としては、画像の解像度、デジタルカメラ２０の撮影倍率、デジタルカメラ２０から被写体５までの焦点距離、デジタルカメラ２０の露光量、フード４０２のケース４０１に対する取り付け角度を示すフード角、デジタルカメラ２０が固定されるチルト台４０３のフード４０２に対する取り付け角度を示すチルト角、照明装置４２３ａ〜４２３ｄの明るさを示す照度、及び照明装置４２３ａ〜４２３ｄの中で点灯する照明装置の位置をあらかじめ定められた符号で示す光源点灯位置等の各種情報が設定されている。
【００５４】
図６は、デジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０の内部構成を示すブロック図である。図６に示すように、デジタルカメラ２０は、Ｉ／Ｆ部２０１と、Ｉ／Ｆ部２０１に接続されたカメラ制御部２０２と、カメラ制御部２０２に接続された画像メモリ２０３と、カメラ制御部２０２にそれぞれ接続されたモータ２０４、２０５、２０６と、モータ２０４に接続されたズーム調節部２０７と、モータ２０５に接続されたフォーカス調節部２０８と、モータ２０６に接続された絞り調節部２０９と、それぞれズーム調節部２０７、フォーカス調節部２０８、絞り調節部２０９に接続されたポテンショメータ２１０、２１１、２１２とによって構成される。
なお、デジタルカメラ２０は、図６に示す各部の他、受光部やレンズ等を備えているが、ここでは図示及び説明を省略する。
【００５５】
Ｉ／Ｆ部２０１は、撮影制御装置３０が有するＩ／Ｆ部３０１を介して画像処理装置１０が有するＩ／Ｆ部１０８に接続され、ＣＰＵ１０１（図３）から入力される指示信号及び撮影指示信号の他、画像メモリ２０３内に格納された画像データ等、各種の信号やデータを入出力するための入出力インターフェイスであり、例えば、ＵＳＢポートやＲＳ−２３２Ｃ端子等のシリアル入出力端子、パラレル端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ規格に準じた赤外線ポート等を備えるものである。
【００５６】
カメラ制御部２０２は、デジタルカメラ２０の各部を制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部２０１及び画像メモリ２０３に接続されている。このカメラ制御部２０２は、画像処理装置１０内のＣＰＵ１０１から入力される指示信号に従って、ズーム調節部２０４に接続されたモータ２０４、フォーカス調節部２０５に接続されたモータ２０５及び絞り調節部２０６に接続されたモータ２０６に対して所定の電流を出力して動作させるとともに、ポテンショメータ２１０、２１１、２１２から検出値が出力されると、この検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６に出力する電流を変化させて、被写体５を撮影する倍率、焦点距離、及び露光量を、所定の撮影条件に適合させる。
【００５７】
また、カメラ制御部２０２は、ＣＰＵ１０１から入力される撮影指示信号に従って撮影を実行し、上述のＣＣＤ等を備える受光部によって受像した画像を示す画像データを、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度のデータとして生成し、この画像データを一時的に画像メモリ２０３に格納した後、Ｉ／Ｆ部２０１を介して画像処理装置１０に出力する。
【００５８】
画像メモリ２０３は、磁気的記録媒体、あるいは半導体メモリ等によって構成され、カメラ制御部２０２に接続されており、デジタルカメラ２０において撮影を実行して得られた画像を示す画像データを一時的に格納する。
【００５９】
ズーム調節部２０７は、デジタルカメラ２０において、撮影時の撮影倍率を調節するための調節機構であり、モータ２０４の回転によって動作し、撮影倍率を変化させる。モータ２０４は、ズーム調節部２０７とともに、カメラ制御部２０２と、ポテンショメータ２１０とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、ズーム調整部２０７を作動させる。また、ポテンショメータ２１０は、モータ２０４とＩ／Ｆ部２０１とに接続され、モータ２０４の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出値をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６０】
フォーカス調節部２０８は、デジタルカメラ２０において、撮影時の焦点を調節するための調節機構であり、モータ２０５の回転によって動作し、焦点距離等を変化させる。モータ２０５は、カメラ制御部２０２と、フォーカス調節部２０８と、ポテンショメータ２１１とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、フォーカス調節部２０８を動作させる。また、ポテンショメータ２１１は、モータ２０５とＩ／Ｆ部２０１とに接続されモータ２０５の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出値をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６１】
絞り調節部２０９は、デジタルカメラ２０において、撮影時の露光量を調節するための調節機構であり、モータ２０６の回転によって動作して露光量を変化させる。モータ２０６は、カメラ制御部２０２と、絞り調節部２０９と、ポテンショメータ２１２とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、絞り調節部２０９を動作させ、露光量の調節を実行する。また、ポテンショメータ２１２は、モータ２０６とＩ／Ｆ部２０１とに接続され、モータ２０６の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出量をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６２】
図６に示すように、撮影制御装置３０は、画像処理装置１０及びデジタルカメラ２０に接続されたＩ／Ｆ部３０１と、停止スイッチ３０２と、カメラ向き検出スイッチ３０３と、モータ４０７に接続されたチルト台駆動部３０４と、モータ４０８に接続された被写体台座駆動部３０５と、モータ４０９に接続されたフード駆動部３０６と、照明制御部３０７とによって構成され、各部はバスにより接続されている。なお、図６には、理解の便宜を図るため、撮影装置４０に取り付けられたモータ４０７、４０８、４０９及びポテンショメータ４１０、４１１、４１２の撮影制御装置３０の各部とともに示している。
【００６３】
撮影制御装置３０において、Ｉ／Ｆ３０１は、画像処理装置１０が有するＩ／Ｆ部１０８と、デジタルカメラ２０が有するＩ／Ｆ部２０１とに接続され、Ｉ／Ｆ部１０８あるいはＩ／Ｆ部２０１との間での各種の信号やデータを入出力するための入出力インターフェイスであり、例えば、ＵＳＢポートやＲＳ−２３２Ｃ端子等のシリアル入出力端子、パラレル端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ規格に準じた赤外線ポート等を備えるものである。
【００６４】
停止スイッチ３０２は、撮影装置４０（図１）のケース４０１の側部に設置された非常停止ボタン４０４に連結され、非常停止ボタン４０４が、利用者によって押下された際にＯＮとなり、撮影装置３０に接続された全てのモータ４０７、４０８、４０９を停止させるスイッチである。
【００６５】
カメラ向き検出スイッチ３０３は、撮影装置４０のチルト台４０３に固定されたデジタルカメラ２０の向きが横置きか否かを検出するためのスイッチであり、Ｉ／Ｆ部３０１に接続されている。
【００６６】
通常、チルト台４０３の平面部分にデジタルカメラ２０の底面を固定すると、撮影される画像は横長の画像になる。この状態を横置きとすれば、縦置きは、デジタルカメラ２０の側面をチルト台４０３の平面部分に固定する置き方であり、横置きされたデジタルカメラ２０によって撮影される画像は縦長である。カメラ向き検出スイッチ３０３は、デジタルカメラ２０が縦置きされた場合にこれを検知して、縦置き検知信号を生成してＩ／Ｆ部３０１に出力することにより、ＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０が縦置きされていることを検知することができる。
【００６７】
チルト台駆動制御部３０４は、撮影装置４０のチルト台４０３の位置及び移動を制御する制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０７に接続されている。チルト台駆動部３０４は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から、入力された指示信号に基づいて、モータ４０７に電流を出力してモータ４０７を回転させるとともに、ポテンショメータ４１０から出力される検出値をもとに、モータ４０７に出力される電流を変化させて、フード４０２に対するチルト台４０３の取り付け角度を撮影条件に適した所定のチルト角に調整する。
【００６８】
被写体台座駆動制御部３０５は、撮影装置４０が有するケース４０１の底面に設置された被写体台座４０５の高さを制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０８に接続されている。被写体台座駆動部３０５は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から入力された指示信号に基づいて、モータ４０８に電流を出力してモータ４０８を回転させるとともに、ポテンショメータ４１１から出力される検出値をもとに、被写体台座４０５に載置される被写体５の高さを所定の撮影条件に適合させる。
【００６９】
フード駆動制御部３０６は、撮影装置４０が有するフード４０２と、ケース４０１との連結部分において、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０９に接続されている。フード駆動部３０６は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から入力された指示信号に基づいて、モータ４０９に電流を出力してモータ４０９を回転させるとともに、ポテンショメータ４１２から出力される検出値をもとにモータ４０９に出力される電流を変化させて、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を変化させて、所定の撮影条件に適合させる。
【００７０】
照明制御部３０７は、撮影装置４０のケース４０１内部に設けられている照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度を制御する制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１に接続されている。照明装置４２３ａ〜４２３ｄは、電球やストロボ等の光源を備えて構成され、照明制御部３０７は、ＣＰＵ１０１からＩ／Ｆ部３０１を介して入力された指示信号に従って、照明装置４２３ａ〜４２３ｄの電球に流れる電流量や、点灯する電球の数等を制御することにより、所定の撮影条件に適した照度の照明を実行させる。
【００７１】
以上のように構成される撮影システム１の動作について、図７から図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、各フローチャートで示す各機能を実現するプログラムはＣＰＵ１０１が読み取り可能なプログラムコードの形態で前記記憶媒体１０７に記憶されている。また、このプログラムはプログラムコードの形態でネットワーク回線等の伝送媒体を介して伝送することもできる。
【００７２】
図７は、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影し、撮影画像から背景画像を除去する処理に係るＣＰＵ１０１の動作を示すゼネラルフローである。
【００７３】
図７に示す処理のステップＳ１０１においては、デジタルカメラ２０によって被写体５を撮影する際の撮影条件が指定される。このステップＳ１０１における撮影条件の指定は、例えば、ＣＰＵ１０１は記憶装置１０６内の撮影条件テーブルファイル１０６ａに記憶されている撮影条件を自動的に読み出すようにしても良いし、或いは、撮影条件テーブル１０６ａに設定された条件の中から、キーボード１３やマウス１４における入力操作によって指定された条件を読み出すようにしても良い。なお、撮影条件とは、デジタルカメラ２０及び撮影装置４０の各部の位置等の各種撮影条件である。
【００７４】
続くステップＳ１０２で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０１で指定された撮影条件に従って、カメラ台座駆動制御装置３０４、被写体台座駆動制御部３０５及びフード駆動制御部３０６に対して指示信号を出力し、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から出力される検出値を元にして、モータ４０７、４０８、４０９の制御を実行させ、フード４０２及びチルト台４０３の取り付け角度や、被写体台座４０５の天板の高さを撮影条件に適合するように移動させる。また、ＣＰＵ１１は、照明制御部部３０７に指示信号を出力して、ケース４０１の内部に設けられた照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度及び点灯状態を制御させ、撮影条件に適合する照明を実行させる。さらにＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０において、カメラ制御部２０２に指示信号を出力してポテンショメータ２１０、２１１、２１２から出力される検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６を動作させることにより、ズーム調整部２０７、フォーカス調整部２０８、絞り調節部２０９の制御を実行させ、デジタルカメラ２０の撮影時の撮影倍率、焦点、露光量、光源点灯位置を読み込んだ撮影条件に適合させる。
【００７５】
そして、ＣＰＵ１０１は、撮影システム１の各部の機器が撮影条件に適合するよう移動した後、ステップＳ１０３で、カメラ制御部２０２に対して撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。ここで得られた撮影画像を示す画像データは、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度データとして生成し、カメラ制御部２０２により画像メモリ２０３内に格納される。撮影システム１はデジタルカメラ２０によって、１２８０×９６０ピクセル、６４０×４８０ピクセル、３２０×２４０ピクセル等の解像度での撮影が可能である。
【００７６】
ここで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４において、画像メモリ２０３内に一時的に格納された背景画像の画像データについて、後述する背景除去処理（図８）を実行する。
そして、ＣＰＵ１０１は、背景除去処理が行われた画像を保存するか否かを判別し、入力部１０２からの指示入力によって画像の保存が指示された場合には、ステップＳ１０６へ移行する。また、画像を保存しない旨の指示があった場合は、ステップＳ１０１へ戻る。
【００７７】
ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４における背景除去処理で得られた画像のデータにファイル名を付して、背景除去画像ファイル１０６ｃに当該ファイル名を格納する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ１０７に移行して、画像メモリ２０３内に一時的に格納された画像データをクリアし、ステップＳ１０８へ移行する。
【００７８】
ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影及び背景除去に係る処理が完了したか否かを判別し、さらに被写体５の撮影と背景除去処理を実行する場合はステップＳ１０１に戻り、そうでない場合は処理を終了する。
【００７９】
図８は、図７のステップＳ１０４に示す背景除去処理をより詳細に示すフローチャートである。
図８に示す背景除去処理において、ＣＰＵ１０１は、まず、撮影画像データの色値の変換を実行する（ステップＳ１１１）。
デジタルカメラ２０により被写体５を撮影して得られた画像のデータは、ＲＧＢ色空間における色値として表現されているので、ステップＳ１１１における処理では、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間への変換を実行する。以下、この変換処理について、説明する。
【００８０】
まず最初に、下記式（１）で示されるように、ＲＧＢ値＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＸＹＺ値（ＸＹＺ表色系）＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への変換を行う。なお、下記式（１）〜（１０）中の定数は、種々の昼光条件の平均的特性を代表するものとして、白点の値としてＤ６５の光を使用した場合の一例である。
【数１】
［Ｘ］＝［0.412453 0.357580 0.180423］ ［Ｒ］
［Ｙ］＝［0.212671 0.715160 0.072169］＊［Ｇ］ ・・（１）
［Ｚ］＝［0.019334 0.119193 0.950227］ ［Ｂ］
【００８１】
次いで、下記式（２）〜（１０）で示されるように、ＸＹＺ値からＬａｂ値＝（Ｌ，ａ，ｂ）への変換を実行する。
【数２】
Ｌ＝116ｙ−16 ・・（２）
ａ＝500［x-y］ ・・（３）
ｂ＝200［y-z］ ・・（４）
X/Xn＞0.008856の場合 x=(X/Xn)^(1/3) ・・（５）
X/Xn≦0.008856の場合 x=7.787×(X/Xn)＋16.0/116.0 ・・（６）
Y/Yn＞0.008856の場合 y=(Y/Yn)^(1/3) ・・（７）
Y/Yn≦0.008856の場合 y=7.787×(Y/Yn)＋16.0/116.0 ・・（８）
Z/Zn＞0.008856の場合 z=(Z/Zn)^(1/3) ・・（９）
Z/Zn≦0.008856の場合 z=7.787×(Z/Zn)＋16.0/116.0 ・・（１０）
ただし、上記式において、
Xn=0.959456×255、
Yn=1.000000×255、
Zn=1.088754×255である。
【００８２】
このように、ステップＳ１１１でＬａｂ値への変換が実行された後、ＣＰＵ１０１は、Ｌａｂ値を明度成分（Ｌ）と色み成分（ａｂ）とに分けて、それぞれについて、白と黒のみによってなる２値画像を作成する。ここで、色み成分に関して作成される２値画像を２値画像▲１▼とし、明度成分に関して作成される２値画像を２値画像▲２▼とする。
【００８３】
ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１２で、後述する２値画像▲１▼作成処理（図９）を実行し、さらにステップＳ１１３で、後述する２値画像▲２▼作成処理（図１０）を実行して、２種類の２値画像を作成する。
そして、ステップＳ１１４に移行して、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とをもとにマスク画像を作成する。このステップＳ１１４においては、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和（ＯＲ）を求めることにより、２値画像▲１▼の被写体領域と２値画像▲２▼の被写体領域との和を求め、マスク画像を作成する。
【００８４】
次いで、ステップＳ１１５では、ステップＳ１１４で作成されたマスク画像を、ステップＳ１０３（図７）で得られた撮影画像に適用することにより、背景除去画像を作成する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ１１６へ移行して、ステップＳ１１５で得られた背景除去画像を出力し、ステップＳ１０５（図７）へ戻る。
【００８５】
ここで、図９のフローチャートを参照して、図８のステップＳ１１２に示す２値画像▲１▼作成処理について、詳細に説明する。
図９のステップＳ１２１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１（図８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち、色みを示す成分（ａ，ｂ）を取得する。
【００８６】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ１２２へ移行し、撮影画像における背景の色みについて、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（ａ０，ｂ０）とする。
なお、ステップＳ１２２では、背景の色空間値を取得するため、撮影画像の周縁部や撮影画像の端と中央との中間部分など、およそ一般的に背景が写っている箇所の色空間値を取得するようにしても良いし、或いは、キーボード１３やマウス１４におけるユーザの操作によって指定された領域における平均値を取得するようにしても良い。
【００８７】
そして、ステップＳ１２３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２２で取得した背景の色空間値（ａ０，ｂ０）を用いて、撮影画像の各画素と背景との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（１２）のように求められる。
【数３】
差分パラメータ量＝sqrt(|a-a0|^2+|b-b0|^2) ・・（１２）
【００８８】
このように、ステップＳ１２３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【００８９】
次いで、ステップＳ１２４では、ステップＳ１２３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、背景と被写体とが写った撮影画像においては、差分パラメータ量には、背景に関するものと被写体に関するものとによる双峰性が現れると考えられる。従って、各画素について差分パラメータ量を求めることにより、背景領域と被写体領域との閾値を求めることができる。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２５において、ステップＳ１２４で判定された背景領域を黒、その他の領域を白として表現した２値画像を作成する。これにより、色み成分をもとに背景と被写体とを分けた２値画像▲１▼を得ることができる。
【００９１】
次に、図１０のフローチャートを参照して、図８のステップＳ１１３に示す２値画像▲２▼作成処理について、詳細に説明する。
図１０のステップＳ１３１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１（図８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち明度を示す成分（Ｌ）をもとにして、明度値を取得する。明度を示す色値（Ｌ）は、照明むら等の影響を受けて、背景を一様に識別しにくくなる可能性があるので、ここではＬの微分値を使用する。具体的には、一般的なエッジ検出処理で使用する差分フィルタ等を用いれば実現可能である。
【００９２】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ１３２へ移行し、撮影画像における背景の明度について、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（Ｌ０）とする。なお、背景の色空間値（Ｌ０）として、撮影画像中の平均値を用いても良いし、或いは、定数０（零）としても良い。
【００９３】
ステップＳ１３３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３２で取得した背景の色空間値（Ｌ０）を用いて、背景と撮影画像の各画素との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（１３）のように求められる。
【数４】
差分パラメータ量＝L-L0 ・・（１３）
【００９４】
このように、ステップＳ１３３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【００９５】
次いで、ステップＳ１３４では、ステップＳ１３３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、明度に関する差分パラメータ量には双峰性は現れにくいため、閾値を求めるために公知の判別分析法等を利用しても良い。
【００９６】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３５において、ステップＳ１３４で判定された背景領域を黒、その他の領域を白として表現した２値画像を作成する。これにより、明度成分をもとに背景と被写体との境界、すなわち被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を得ることができる。
【００９７】
このように、図８に示す背景除去処理においては、図９及び図１０に示す処理によって２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを得ることにより、これらの２値画像をもとに撮影画像から背景を除去することができる。
ここで、図８に示す背景除去処理が施された画像の例を、図１１及び図１２に示す。
【００９８】
図１１は、ペットボトルなどの透明部分を有する被写体について、図８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図１１において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図１１（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【００９９】
図１１（ａ）に示す被写体は、透明なボトル形状の物体である。このため、その撮影画像は、図１１（ｂ）に示すように、被写体の一部が背景と似た色となってしまう。
【０１００】
図１１（ｂ）の撮影画像について、図９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図１１（ｃ）のようになる。図１１（ｃ）の２値画像▲１▼において白で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に良く対応しているが、完全なものではない。
【０１０１】
一方、図１１（ｂ）の撮影画像について、図１０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図１１（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図１１（ｄ）の２値画像▲２▼において白で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と対応しているものの、一部が途切れてしまっている。
【０１０２】
そこで、図１１（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図１１（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図１１（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図１１（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図１１（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図１１（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図１１（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１０３】
図１２は、缶などの鏡面部分を有する被写体について、図８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図１２において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図１２（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１０４】
図１２（ａ）に示す被写体は、銀色や金色等の金属面や、鏡面加工された面、非常になめらかな面のように、光を良く反射する表面を有する円柱形状の物体である。このため、その撮影画像では、図１２（ｂ）に示すように、被写体の表面にケース４０１の内面や光が映り込み、よく似た色が複雑に分布する画像となってしまう。
【０１０５】
図１２（ｂ）の撮影画像について、図９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図１２（ｃ）のようになる。図１２（ｃ）の２値画像▲１▼において白で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に一部対応しているものの、完全なものではない。
【０１０６】
一方、図１２（ｂ）の撮影画像について、図１０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図１２（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図１２（ｄ）の２値画像▲２▼において白で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と良く対応している。
【０１０７】
そこで、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図１２（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図１２（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図１２（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図１２（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図１２（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図１２（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１０８】
ここで、撮影画像における色空間値、明度及び色みの特性について、図１３を参照して説明する。図１３は色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。図中の縦軸は画素数を示す。また、図１３中、撮影画像全体のヒストグラムを実線Ａ、被写体のヒストグラムを破線Ｂ、背景のヒストグラムを一点鎖線Ｃで示す。
【０１０９】
図１３（ａ）に示すように、全色空間値のヒストグラムにおいて、背景と被写体とを明確に区別するのは困難である。また、図１３（ｂ）に示す明度のヒストグラムにおいても、明度は双峰性を示さないことが多いため、背景と被写体とを区別するのは難しい。従って、明度に関してはＬ値の微分及び判別分析法等を用いて、被写体の輪郭を検出する手法が有効である。
【０１１０】
一方、図１３（ｃ）に示すように、色みに関するヒストグラムには双峰性が現れており、容易に閾値Ｄを設定することができる。従って、色みについては閾値を設定し、この閾値で各画素を背景と被写体とに区分することが有効である。
【０１１１】
このように、本第１の実施の形態によれば、撮影画像の色値のうち色み成分をもとに２値画像を作成し、さらに、撮影画像の色値のうち明度成分をもとに２値画像を作成し、作成された２つの２値画像を用いて被写体を抽出するので、被写体と背景とを効率よく正確に区分できる。このため、透明な部分を有する被写体についても良好に被写体の画像のみを抽出することができる一方、被写体に背景と似た色が含まれる場合や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体についても、良好に被写体の画像のみを抽出することができる。
【０１１２】
例えば、色みだけを基準として被写体の画像を抽出しようとした場合、似た色の識別を正確に行うことが困難なため、背景と似た色を含む被写体や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体については、正確に画像を抽出できない。また、明度のみを基準として被写体の輪郭を検出しようとした場合、輪郭が途切れてしまった箇所を補正するためには複雑なデータ処理を要し、効率よい処理が困難となる。しかしながら、本発明によれば、色み成分をもとに被写体と背景とを区分する２値画像▲１▼を作成し、さらに、明度成分をもとに被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を作成し、これらの２値画像を組み合わせている。このため、単に複数の方法を組み合わせただけでなく、色値の特性、特に色空間値の特性を生かした非常に効率の良い処理を行って、迅速かつ正確な被写体画像の抽出を可能としているものであり、格別の効果を奏するものである。
【０１１３】
また、図８に示す背景除去処理で作成される２値画像▲１▼と２値画像▲２▼は、それぞれ２値の画像データであり、そのデータ量は非常に少なくて済む。このため、処理に係る時間やハードウェア資源を節約することができ、かつ、迅速で正確な画像処理を行うことができる。
【０１１４】
なお、上記第１の実施の形態においては、マスク画像を作成する処理において、色みに基づく２値画像▲１▼と明度に基づく２値画像▲２▼との論理和を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とに重み付けを行って論理和を求めることにより、色み若しくは明度のいずれかを重視したマスク画像を作成するようにしても良い。また、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とのＡＮＤを求めるようにしても良いし、そのほか、統計的手法を用いて２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを組み合わせて解析するようにしても良い。
【０１１５】
また、撮影画像データのＲＧＢ値をＬａｂ空間値に変換してから、２値画像を作成する構成としたが、Ｌａｂ空間のほか、明度、色相、彩度等の情報や、ＹＣＣ色空間、輝度と色相とに基づくＬｕｖ空間などを利用しても良い。
【０１１６】
さらに、２値画像▲１▼としては、背景領域を黒、被写体領域を白として表現した画像を示し、２値画像▲２▼としては被写体の輪郭を白として表現した画像を用いたが、その逆の配色としても良いし、当然のことながら２値とは黒と白のみを指すものではないので、他の二色を用いても良く、データの表現方法は任意である。
【０１１７】
［第２の実施の形態］
図１４〜図１６を用いて第２の実施の形態を説明する。
なお、本第２の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであり、その構成については図示及び説明を省略する。
【０１１８】
図１４は、本第２の実施の形態における撮影システム１によって実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
図１４に示す背景画像除去処理において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０１で、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１１１〜１１５（図８）と同様の処理を実行する。
【０１１９】
そして、ＣＰＵ１０１はステップＳ２０２に移行して、得られた背景除去画像から、被写体における透明な領域を判定する。
透明な領域の判定は、色みと明度を基準として行う。被写体における透明な領域は、背景と似た色でありながら、背景とは明度が異なっているという特徴を有する。従って、被写体領域において、背景領域と色みが近く、かつ、明度が異なる箇所は、透明な領域として判定できる。
【０１２０】
具体的には、まず、撮影画像中の各画素に対して、背景画像とのＬａｂ値の差（Ｌａｂ空間における距離）と、ａｂ値の差（ａｂ空間における距離）を求める。この処理で、Ｌａｂ値の差が小さく、かつ、ａｂ値の差が大きい画素は、被写体における透明領域であると判定できる。
【０１２１】
ステップＳ２０３で、ＣＰＵ１０１は、背景領域の指定色を取得する。この指定色とは無彩色であり、Ｌａｂ＝（Ｌ０，０，０）と定義される。なお、本第２の実施の形態において、指定色は明度の基準となる色であるから、色みに関する情報は必要とされない。このため、ステップＳ２０３で取得される指定色は無彩色で良い。
【０１２２】
さらに、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０４で背景除去画像を作成し、ステップＳ２０５に移行して、ステップＳ２０２で判定した透明領域の色を補正する。この色補正では、透明領域の明度を、背景領域の指定色に合わせる。例えば、透明領域中のある画素Ｌａｂ値が（Ｌ１，ａ１，ｂ１）であった場合は、そのＬａｂ値を（Ｌ０，ａ１，ｂ１）と補正する。
【０１２３】
この処理によって、透明な部分を有する被写体の画像を抽出した場合に、透明な部分の色は、撮影時の背景の色に左右されず、ステップＳ２０３で取得された指定色に応じた色となる。このため、背景画像を除去した被写体画像は、違和感無く様々な用途に利用できる。
【０１２４】
図１５及び図１６は、透明な部分を有する被写体画像についての補正の様子を説明するための図である。図１５は、図１４に示す背景除去処理における明度の補正を行わなかった場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１２５】
また、図１６は、図１４に示す背景除去処理における明度の補正を行った場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１２６】
なお、図１５（ａ）〜（ｄ）及び図１６（ａ）〜（ｄ）の各図においては、説明の便宜のため、色を模様で模式化して図示している。
【０１２７】
図１５（ａ）〜（ｄ）及び図１６（ａ）〜（ｄ）の各図に例示する被写体は、透明なボトル形状の物体であり、最上部のキャップを除く部分は透明である。
従って、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示すように、撮影画像では、上部を除く部分は背景と同じ色となってしまう。
【０１２８】
まず、図１４に示す背景除去処理において、ステップＳ２０５の補正を行わなかった場合について説明する。
図１５（ａ）に示す撮影画像から被写体の画像を抽出し、背景色をＲＧＢ＝（0,0,0 ）とした場合の例を、図１５（ｂ）に示す。背景色は黒に近い色であるが、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。また、図１５（ｃ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。同様に、図１５（ｄ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。
【０１２９】
このため、図１５（ａ）に示す撮影画像から抽出した被写体画像は、撮影画像の背景色の影響を排除することができず、他の画像と組み合わせた場合に、透明なはずの箇所で色の違いが顕著になり、違和感を生じてしまう。
【０１３０】
一方、図１４のステップＳ２０５における補正を行った場合の例を図１６に示す。図１６（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体の画像を、ＲＧＢ＝（0,0,0 ）の背景と組み合わせた場合に、明度の補正を実行すれば、図１６（ｂ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となり、全体として自然な画像となる。また、被写体画像をＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせる場合も、明度の補正を行えば、図１６（ｃ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。さらに、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、明度の補正を行えば、図１６（ｄ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。
【０１３１】
このように、撮影画像から背景を除去して被写体画像を抽出し、さらに被写体画像における透明な部分について明度の補正を行うことにより、被写体画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現できる。
【０１３２】
従って、本発明によれば、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。例えば、明るさの異なる背景を用いて撮影された複数の撮影画像から、それぞれ被写体画像を抽出すると、被写体における透明部分は異なる明るさになってしまう。本発明によれば、これら複数の被写体画像について、透明部分の明度を統一することも容易であり、抽出した被写体画像を様々な用途に利用する際の利便性を向上させることができる。
【０１３３】
なお、本第２の実施の形態では、被写体の透明部分の色を指定色に合わせる構成としたが、この指定色は、予め指定された色であっても良いし、その都度、キーボード１３若しくはマウス１４の操作によってユーザが指定するものであってもよい。また、被写体における透明領域の判定では、Ｌａｂ値の差とａｂ値の差を利用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｌ値の差とａｂ値の差を利用しても、同様の効果を得ることができる。さらに、上記第１の実施の形態と同様に、撮影システム１において採用される色空間はＬａｂ空間に限られず、Ｌｕｖ空間やＹＣＣ色空間を利用しても良い。
【０１３４】
［第３の実施の形態］
続いて、本発明に係る第３の実施の形態について、図１７から図２０のフローチャートを用いて説明する。なお、本第３の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであるから、その構成についての図示および説明は省略する。
【０１３５】
図１７は、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影し、撮影画像から背景画像を除去する処理に係るＣＰＵ１０１の動作を示すゼネラルフローである。
【０１３６】
図１７に示す処理のステップＳ３０１においては、デジタルカメラ２０によって被写体５を撮影する際の撮影条件が指定される。このステップＳ３０１における撮影条件の指定は、例えば、ＣＰＵ１０１は記憶装置１０６内の撮影条件テーブルファイル１０６ａに記憶されている撮影条件を自動的に読み出すようにしても良いし、或いは、撮影条件テーブル１０６ａに設定された条件の中から、キーボード１３やマウス１４における入力操作によって指定された条件を読み出すようにしても良い。なお、撮影条件とは、デジタルカメラ２０及び撮影装置４０の各部の位置等の各種撮影条件である。
【０１３７】
続くステップＳ３０２で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０１で指定された撮影条件に従って、カメラ台座駆動制御装置３０４、被写体台座駆動制御部３０５及びフード駆動制御部３０６に対して指示信号を出力し、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から出力される検出値を元にして、モータ４０７、４０８、４０９の制御を実行させ、フード４０２及びチルト台４０３の取り付け角度や、被写体台座４０５の天板の高さを撮影条件に適合するように移動させる。また、ＣＰＵ１１は、照明制御部部３０７に指示信号を出力して、ケース４０１の内部に設けられた照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度及び点灯状態を制御させ、撮影条件に適合する照明を実行させる。さらにＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０において、カメラ制御部２０２に指示信号を出力してポテンショメータ２１０、２１１、２１２から出力される検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６を動作させることにより、ズーム調整部２０７、フォーカス調整部２０８、絞り調節部２０９の制御を実行させ、デジタルカメラ２０の撮影時の撮影倍率、焦点、露光量、光源点灯位置を読み込んだ撮影条件に適合させる。
【０１３８】
そして、ＣＰＵ１０１は、撮影システム１の各部の機器が撮影条件に適合するよう移動した後、ステップＳ３０３で、カメラ制御部２０２に対して撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。ここで得られた撮影画像を示す画像データは、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度データとして生成し、カメラ制御部２０２により画像メモリ２０３内に格納される。撮影システム１はデジタルカメラ２０によって、１２８０×９６０ピクセル、６４０×４８０ピクセル、３２０×２４０ピクセル等の解像度での撮影が可能である。
【０１３９】
ここで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０４において、画像メモリ２０３内に一時的に格納された背景画像の画像データについて、後述する背景除去処理（図１８）を実行する。
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０において、背景除去処理が行われた画像を保存するか否かを判別し、入力部１０２からの指示入力によって画像の保存が指示された場合には、ステップＳ３０６へ移行する。また、画像を保存しない旨の指示があった場合は、ステップＳ３０１へ戻る。
【０１４０】
ステップＳ３０６で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０４における背景除去処理で得られた画像のデータにファイル名を付して、背景除去画像ファイル１０６ｃに当該ファイル名を格納する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ３０７に移行して、画像メモリ２０３内に一時的に格納された画像データをクリアし、ステップＳ３０８へ移行する。
【０１４１】
ステップＳ３０８で、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影及び背景除去に係る処理が完了したか否かを判別し、さらに被写体５の撮影と背景除去処理を実行する場合はステップＳ３０１に戻り、そうでない場合は処理を終了する。
【０１４２】
図１８は、図１７のステップＳ３０４に示す背景除去処理をより詳細に示すフローチャートである。
図１８に示す背景除去処理において、ＣＰＵ１０１は、まず、撮影画像データの色値の変換を実行する（ステップＳ３１１）。
デジタルカメラ２０により被写体５を撮影して得られた画像のデータは、ＲＧＢ色空間における色値として表現されているので、ステップＳ３１１における処理では、ＲＧＢ色空間から均等色空間であるＬａｂ色空間への変換を実行する。以下、例として、ＣＩＥ１９７６Ｌａｂ色空間への変換処理について、説明する。
【０１４３】
まず最初に、ＲＧＢ値＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＸＹＺ値（ＸＹＺ表色系）＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への変換を行う。
【０１４４】
次いで、下記式（１４）〜（２２）で示されるように、ＸＹＺ値からＬａｂ値＝（Ｌ，ａ，ｂ）への変換を実行する。
【数５】
【０１４５】
このように、ステップＳ３１１でＬａｂ値への変換が実行された後、ＣＰＵ１０１は、Ｌａｂ値を明度成分（Ｌ）と色み成分（ａｂ）とに分けて、それぞれについて、白（１）と黒（０）のみによってなる２値画像を作成する。ここで、色み成分に関して作成される２値画像を２値画像▲１▼とし、明度成分に関して作成される２値画像を２値画像▲２▼とする。
【０１４６】
ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１２で、後述する２値画像▲１▼作成処理（図１９）を実行し、さらにステップＳ３１３で、後述する２値画像▲２▼作成処理（図２０）を実行して、２種類の２値画像を作成する。
そして、ステップＳ３１４に移行して、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とをもとにマスク画像を作成する。このステップＳ３１４においては、例えば、被写体領域の値を白（１）とすると、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和（ＯＲ）を求めることにより、２値画像▲１▼の被写体領域と２値画像▲２▼の被写体領域との和を求め、マスク画像を作成する。
【０１４７】
次いで、ステップＳ３１５では、ステップＳ３１４で作成されたマスク画像を、ステップＳ３０３（図１７）で得られた撮影画像に適用することにより、背景除去画像を作成する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ３１６へ移行して、ステップＳ３１５で得られた背景除去画像を出力し、ステップＳ３０５（図１７）へ戻る。
【０１４８】
ここで、図１９のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ３１２に示す２値画像▲１▼作成処理について、詳細に説明する。
図１９のステップＳ３２１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１１（図１８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち、色みを示す成分（ａ，ｂ）を取得する。
【０１４９】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ３２２へ移行し、撮影画像における背景の色みについて、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（ａ０，ｂ０）とする。
なお、ステップＳ３２２では、背景の色空間値を取得するため、撮影画像の周縁部や撮影画像の端と中央との中間部分など、およそ一般的に背景が写っている箇所の色空間値を取得するようにしても良いし、或いは、キーボード１３やマウス１４におけるユーザの操作によって指定された領域における平均値を取得するようにしても良い。
【０１５０】
そして、ステップＳ３２３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３２２で取得した背景の色空間値（ａ０，ｂ０）を用いて、撮影画像の各画素と背景との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（２３）のように求められる。
【数６】
【０１５１】
このように、ステップＳ３２３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【０１５２】
次いで、ステップＳ３２４では、ステップＳ３２３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、背景と被写体とが写った撮影画像においては、差分パラメータ量には、背景に関するものと被写体に関するものとによる双峰性が現れると考えられる。従って、各画素について差分パラメータ量を求めることにより、背景領域と被写体領域との閾値を求めることができる。
【０１５３】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３２５において、ステップＳ３２４で判定された背景領域を黒（０）、その他の領域を白（１）として表現した２値画像を作成する。これにより、色み成分をもとに背景と被写体とを分けた２値画像▲１▼を得ることができる。
【０１５４】
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ３１３に示す２値画像▲２▼作成処理について、詳細に説明する。
図２０のステップＳ３３１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１１（図１８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち明度を示す成分（Ｌ）をもとにして、明度値を取得する。明度を示す色値（Ｌ）は、照明むら等の影響を受けて、背景を一様に識別しにくくなる可能性があるので、ここでは明度値としてＬの微分値（ｄＬ）を使用する。Ｌの微分値は、Ｌの変化の大きさを示す量であり、Ｌの変化が大きいところは、被写体の輪郭として考えることができる。具体的には、一般的なエッジ検出処理で使用する差分フィルタ等を用いれば実現可能である。
【０１５５】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ３３２へ移行し、撮影画像における背景の明度について、明度値を取得する。ここで取得した背景の明度値を（ｄＬ０）とする。なお、背景の明度値（ｄＬ０）として、撮影画像中の平均値を用いても良いし、或いは、背景のＬの変化は小さいと考えることができるから、定数０（零）としても良い。
【０１５６】
ステップＳ３３３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３３２で取得した背景の明度値（ｄＬ０）を用いて、背景と撮影画像の各画素との明度を示す成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（２４）のように求められる。
【数７】
【０１５７】
このように、ステップＳ３３３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、明度を示す成分によるエッジの強さとして考えることができる。
【０１５８】
次いで、ステップＳ３３４では、ステップＳ３３３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、明度値に関する差分パラメータ量には双峰性は現れにくいため、閾値を求めるために公知の判別分析法等を利用しても良い。
【０１５９】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３３５において、ステップＳ３３４で判定された背景領域を黒（０）、その他の領域を白（１）として表現した２値画像を作成する。これにより、明度成分をもとに背景と被写体との境界、すなわち被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を得ることができる。
【０１６０】
このように、図１８に示す背景除去処理においては、図１９及び図２０に示す処理によって２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを得ることにより、これらの２値画像をもとに撮影画像から背景を除去することができる。
ここで、図１８に示す背景除去処理が施された画像の例を、図２１及び図２２に示す。
【０１６１】
図２１は、ペットボトルなどの透明部分を有する被写体について、図１８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図２１において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図２１（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１６２】
図２１（ａ）に示す被写体は、透明なボトル形状の物体である。このため、その撮影画像は、図２１（ｂ）に示すように、被写体の一部が背景と似た色となってしまう。
【０１６３】
図２１（ｂ）の撮影画像について、図１９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図２１（ｃ）のようになる。図２１（ｃ）の２値画像▲１▼において白（１）で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に良く対応しているが、完全なものではない。
【０１６４】
一方、図２１（ｂ）の撮影画像について、図２０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図２１（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図２１（ｄ）の２値画像▲２▼において白（１）で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と対応しているものの、一部が途切れてしまっている。
【０１６５】
そこで、図２１（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図２１（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図２１（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図２１（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図２１（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図２１（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図２１（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１６６】
図２２は、缶などの鏡面部分を有する被写体について、図１８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図２２において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図２２（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１６７】
図２２（ａ）に示す被写体は、銀色や金色等の金属面や、鏡面加工された面、非常になめらかな面のように、光を良く反射する表面を有する円柱形状の物体である。このため、その撮影画像では、図２２（ｂ）に示すように、被写体の表面にケース４０１の内面や光が映り込み、よく似た色が複雑に分布する画像となってしまう。
【０１６８】
図２２（ｂ）の撮影画像について、図１９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図２２（ｃ）のようになる。図２２（ｃ）の２値画像▲１▼において白（１）で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に一部対応しているものの、完全なものではない。
【０１６９】
一方、図２２（ｂ）の撮影画像について、図２０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図２２（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図２２（ｄ）の２値画像▲２▼において白（１）で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と良く対応している。
【０１７０】
そこで、図２２（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図２２（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図２２（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去したり、被写体の輪郭で囲まれた領域を塗りつぶすことにより、図２２（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図２２（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図２２（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図２２（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１７１】
ここで、撮影画像における色空間値、明度及び色みの特性について、図２３を参照して説明する。図２３は色空間値のヒストグラムの一例（図２１の被写体）を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。図中の縦軸は画素数を示す。また、図２３中、撮影画像全体のヒストグラムを実線Ａ、被写体のヒストグラムを破線Ｂで示す。
【０１７２】
図２３（ａ）に示すように、全色空間値のヒストグラムにおいて、適当な閾値により、背景と被写体とを明確に区別するのは困難である。また、図２３（ｂ）に示す明度のヒストグラムにおいても、背景と被写体とを区別するのは難しい。従って、明度に関してはＬ値の微分に対して判別分析法等を用いて、被写体の輪郭を検出する手法が有効である。
【０１７３】
一方、図２３（ｃ）に示すように、色みに関するヒストグラムには背景と被写体の２つの山による双峰性が現れており、容易に閾値Ｄを設定することができる。従って、色みについては閾値を設定し、この閾値で各画素を背景と被写体とに区分することが有効である。
【０１７４】
このように、本第３の実施の形態によれば、撮影画像の色値のうち色み成分をもとに２値画像を作成し、さらに、撮影画像の色値のうち明度成分をもとに２値画像を作成し、作成された２つの２値画像を用いて被写体を抽出するので、被写体と背景とを効率よく正確に区分できる。このため、透明な部分を有する被写体についても良好に被写体の画像のみを抽出することができる一方、被写体に背景と似た色が含まれる場合や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体についても、良好に被写体の画像のみを抽出することができる。
【０１７５】
例えば、色みだけを基準として被写体の画像を抽出しようとした場合、似た色の識別を正確に行うことが困難なため、背景と似た色を含む被写体や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体については、正確に画像を抽出できない。また、明度のみを基準として被写体の輪郭を検出しようとした場合、輪郭が途切れてしまった箇所を補正するためには複雑なデータ処理を要し、効率よい処理が困難となる。しかしながら、本発明によれば、色み成分をもとに被写体と背景とを区分する２値画像▲１▼を作成し、さらに、明度成分をもとに被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を作成し、これらの２値画像を組み合わせている。このため、単に複数の方法を組み合わせただけでなく、色値の特性、特に色空間値の特性を生かした非常に効率の良い処理を行って、迅速かつ正確な被写体画像の抽出を可能としているものであり、格別の効果を奏するものである。
【０１７６】
また、図１８に示す背景除去処理で作成される２値画像▲１▼と２値画像▲２▼は、それぞれ２値の画像データであり、そのデータ量は非常に少なくて済む。このため、処理に係る時間やハードウェア資源を節約することができ、かつ、迅速で正確な画像処理を行うことができる。
【０１７７】
なお、上記第３の実施の形態においては、マスク画像を作成する処理において、色みに基づく２値画像▲１▼と明度に基づく２値画像▲２▼との論理和を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とに重み付けを行って論理和を求めることにより、色み若しくは明度のいずれかを重視したマスク画像を作成するようにしても良い。また、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とのＡＮＤを求めるようにしても良いし、そのほか、統計的手法を用いて２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを組み合わせて解析するようにしても良い。
【０１７８】
また、撮影画像データのＲＧＢ値をＬａｂ空間値に変換してから、２値画像を作成する構成としたが、Ｌａｂ空間のほか、明度、色相、彩度等の情報や、輝度と色相とに基づくＹＣＣ色空間、Ｌｕｖ空間などを利用しても良い。
【０１７９】
さらに、２値画像▲１▼としては、背景領域を黒（０）、被写体領域を白（１）として表現した画像を示し、２値画像▲２▼としては被写体の輪郭を白（１）として表現した画像を用いたが、その逆の値又は配色としても良いし、当然のことながら２値とは黒と白のみを指すものではないので、他の二色を用いても良く、データの表現方法は任意である。
【０１８０】
［第４の実施の形態］
図２４〜図２６を用いて、第４の実施の形態を説明する。
なお、本第４の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであり、その構成については図示及び説明を省略する。
【０１８１】
図２４は、本第４の実施の形態における撮影システム１によって実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
図２４に示す背景画像除去処理において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０１で、上記第３の実施の形態におけるステップＳ３１１〜３１５（図１８）と同様の処理を実行する。
【０１８２】
そして、ＣＰＵ１０１はステップＳ４０２に移行して、得られた背景除去画像から、被写体における透明な領域を判定する。
透明な領域の判定は、色みと明度を基準として行う。被写体における透明な領域は、背景と似た色でありながら、背景とは明度が異なっているという特徴を有する。従って、被写体領域において、背景領域と色みが近く、かつ、明度が異なる箇所は、透明な領域として判定できる。
【０１８３】
具体的には、まず、撮影画像中の各画素に対して、背景画像とのＬａｂ値の差（Ｌａｂ空間における距離）と、ａｂ値の差（ａｂ空間における距離）を求める。この処理で、Ｌａｂ値の差が小さく、かつ、ａｂ値の差が大きい画素は、被写体における透明領域であると判定できる。
【０１８４】
ステップＳ４０３で、ＣＰＵ１０１は、背景領域の指定色を取得する。この指定色とは無彩色であり、Ｌａｂ＝（Ｌ０，０，０）と定義される。なお、本第４の実施の形態において、指定色は明度の基準となる色であるから、色みに関する情報は必要とされない。このため、ステップＳ４０３で取得される指定色は無彩色で良い。
【０１８５】
さらに、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０４で背景除去画像を作成し、ステップＳ４０５に移行して、ステップＳ４０２で判定した透明領域の色を補正する。
この色補正では、透明領域の明度を、背景領域の指定色に合わせる。例えば、透明領域中のある画素Ｌａｂ値が（Ｌ１，ａ１，ｂ１）であった場合は、そのＬａｂ値を（Ｌ０，ａ１，ｂ１）と補正する。
【０１８６】
この処理によって、透明な部分を有する被写体の画像を抽出した場合に、透明な部分の色は、撮影時の背景の色に左右されず、ステップＳ４０３で取得された指定色に応じた色となる。このため、背景画像を除去した被写体画像は、違和感無く様々な用途に利用できる。
【０１８７】
図２５及び図２６は、透明な部分を有する被写体画像についての補正の様子を説明するための図である。図２５は、図２４に示す背景除去処理における明度の補正を行わなかった場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１８８】
また、図２６は、図２４に示す背景除去処理における明度の補正を行った場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１８９】
なお、図２５（ａ）〜（ｄ）及び図２６（ａ）〜（ｄ）の各図においては、説明の便宜のため、色を模様で模式化して図示している。
【０１９０】
図２５（ａ）〜（ｄ）及び図２６（ａ）〜（ｄ）の各図に例示する被写体は、透明なボトル形状の物体であり、最上部のキャップを除く部分は透明である。
従って、図２５（ａ）及び図２６（ａ）に示すように、撮影画像では、上部を除く部分は背景と同じ色となってしまう。
【０１９１】
まず、図２４に示す背景除去処理において、ステップＳ４０５の補正を行わなかった場合について説明する。
図２５（ａ）に示す撮影画像から被写体の画像を抽出し、背景色をＲＧＢ＝（0,0,0 ）とした場合の例を、図２５（ｂ）に示す。背景色は黒に近い色であるが、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。また、図２５（ｃ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。同様に、図２５（ｄ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。
【０１９２】
このため、図２５（ａ）に示す撮影画像から抽出した被写体画像は、撮影画像の背景色の影響を排除することができず、他の画像と組み合わせた場合に、透明なはずの箇所で色の違いが顕著になり、違和感を生じてしまう。
【０１９３】
一方、図２４のステップＳ４０５における補正を行った場合の例を図２６に示す。図２６（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体の画像を、ＲＧＢ＝（0,0,0 ）の背景と組み合わせた場合に、明度の補正を実行すれば、図２６（ｂ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となり、全体として自然な画像となる。また、被写体画像をＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせる場合も、明度の補正を行えば、図２６（ｃ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。さらに、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、明度の補正を行えば、図２６（ｄ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。
【０１９４】
このように、撮影画像から背景を除去して被写体画像を抽出し、さらに被写体画像における透明な部分について明度の補正を行うことにより、被写体画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現できる。
【０１９５】
従って、本発明によれば、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。例えば、明るさの異なる背景を用いて撮影された複数の撮影画像から、それぞれ被写体画像を抽出すると、被写体における透明部分は異なる明るさになってしまう。本発明によれば、これら複数の被写体画像について、透明部分の明度を統一することも容易であり、抽出した被写体画像を様々な用途に利用する際の利便性を向上させることができる。
【０１９６】
なお、本第４の実施の形態では、被写体の透明部分の色を背景領域の指定色に合わせる構成としたが、この指定色は、予め指定された色であっても良いし、その都度、キーボード１３若しくはマウス１４の操作によってユーザが指定するものであってもよい。また、被写体における透明領域の判定では、Ｌａｂ値の差とａｂ値の差を利用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｌ値の差とａｂ値の差を利用しても、同様の効果を得ることができる。さらに、上記第３の実施の形態と同様に、撮影システム１において採用される色空間はＬａｂ空間に限られず、Ｌｕｖ空間やＹＣＣ色空間を利用しても良い。
【０１９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像処理装置、及び請求項５記載の発明のプログラムによれば、処理対象画像の色みに基づいた処理によって効率よく被写体の画像と非被写体画像とを区分し、さらに、処理対象画像の明るさに基づいて効率よく被写体の画像と非被写体画像の境界を判別する。そして、被写体の画像と非被写体画像とを区分した結果と、被写体の画像と非被写体画像の境界とをもとにして被写体画像を抽出することにより、透明な部分を有する被写体や、周囲の光を良く反射する被写体など、従来の手法では被写体の画像の抽出が困難な場合であっても、効率よく正確に被写体の画像を抽出できる。
【０１９８】
請求項２記載の発明の画像処理装置によれば、区分手段によって処理対象画像を被写体の画像と非被写体画像とに区分した２値画像を作成し、境界判別手段によって処理対象画像中の被写体の画像と非被写体画像との境界を示す２値画像を作成して、これら複数の２値画像をもとに被写体の画像を抽出するので、処理対象画像の色みに基づく区分の結果と、明るさに基づく境界の判別との結果を効率よく組み合わせることにより、より効率よく被写体の画像を抽出できる。また、２値画像は、その情報量が小さくて済むので、より一層効率よく処理することができる。
【０１９９】
請求項３記載の発明の画像処理装置によれば、処理対象値取得手段は、処理対象画像における色値を色空間値に変換することによって処理対象値を生成し、区分手段及び境界判別手段へ出力するので、処理対象画像を被写体の画像と非被写体画像とに区分する処理と、処理対象画像中の被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する処理は、いずれも色空間への変換によって得られる色空間値に基づいて行われる。例えばＬａｂ空間等の色空間は、人間の目に似た特性を有するので、ユーザが見た目で判断した通りの被写体の画像の抽出を行うことができる。さらに、色区間への変換を行って得られる色空間値を用いることにより、色みを良く反映した処理を行うことができるので、従来の手法によっては被写体の画像を抽出することが困難な場合であっても、より一層正確に、かつ効率よく抽出を行える。
【０２００】
また、請求項１記載の発明の画像処理装置によれば、透明領域判定手段によって、抽出手段により抽出された被写体の画像に含まれる透明な領域を判定し、透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、補正手段により、予め指定された明るさに補正するので、抽出手段によって抽出した被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【０２０１】
請求項１記載の発明の画像処理装置によれば、透明領域判定手段は、抽出手段により抽出された被写体画像の処理対象値のうち、明るさを示す成分が非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が非被写体画像と近似している領域を、透明領域として判定するので、被写体の画像における透明領域を、効率よく、かつ正確に判定できる。特に、色みと明るさとに基づく処理は、区分手段及び境界判別手段による処理と同様の処理であるから、被写体の画像を抽出する際に用いた情報を再度利用して、透明領域の判定を行うことができ、新たな情報の取得や生成を行う必要がない。このため、透明な領域の判定を、被写体の画像の抽出処理と連続する処理として、非常に効率良く実行し、被写体の画像の有用性を高めることができる。
【０２０２】
請求項４記載の発明の画像処理装置、及び請求項６記載の発明のプログラムによれば、処理対象画像から抽出される被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施の形態における画像処理装置の撮影システム１を示す概略斜視図である。
【図２】図１のケース４０１の内部構成を示す断面図である。
【図３】図１の画面処理装置１０の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３の記憶装置１０６の構成を示す図である。
【図５】図４の記憶装置１０６に格納される撮影条件ファイル１０６ａの一例を示す図である。
【図６】図１のデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図３のＣＰＵ１０１により実行される処理を示すフローチャートである。
【図８】図３のＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図９】図３のＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲１▼作成処理を示すフローチャートである。
【図１０】図３のＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲２▼作成処理を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図１２】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図１３】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図として、色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。
【図１４】本発明を適用した第２の実施の形態において図３に示すＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示す背景除去処理における明度補正を行わなかった場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図１６】図１４に示す背景除去処理における明度補正を行った場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図１７】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される処理を示すフローチャートである。
【図１８】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲１▼作成処理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲２▼作成処理を示すフローチャートである。
【図２１】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図２２】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図２３】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図として、色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。
【図２４】本発明を適用した第４の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２４に示す背景除去処理における明度補正を行わなかった場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図２６】図２４に示す背景除去処理における明度補正を行った場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【符号の説明】
１ 撮影システム
５ 被写体
６ 背景材
１０ 画面処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ 入力部
１０３ ＲＡＭ
１０４ 伝送制御部
１０５ 表示部
１０６ 記憶装置
１０７ 記憶媒体
１０８ Ｉ／Ｆ部
１０９ バス
１１ 本体
１２ ディスプレイ
１３ キーボード
１４ マウス
２０ デジタルカメラ
２０１ Ｉ／Ｆ部
２０２ カメラ制御部
２０３ 画像メモリ
２０４、２０５、２０６ モータ
２０７ ズーム
２０８ フォーカス
２０９ 絞り
２１０、２１１、２１２ ポテンショメータ
３０ 撮影制御装置
３０１ Ｉ／Ｆ部
３０２ 停止スイッチ
３０３ カメラ向き検出器
３０４ チルト台駆動制御部
３０５ 被写体台座駆動制御部
３０６ フード駆動制御部
３０７ 照明制御部
４０ 撮影装置
４０１ ケース
４０２ フード
４０３ チルト台
４０４ 非常停止ボタン
４０５ 被写体台座
４０６ 側面扉
４０７、４０８、４０９ モータ
４１０、４１１、４１２ ポテンショメータ
４２１ 撮影用鏡
４２２ 鏡固定台座
４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２４ｄ 照明装置
４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄ 照明固定台座
４２５ 光拡散部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像から被写体の画像を抽出する画像処理装置、及び、プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
デジタル画像を用いた画像加工処理として、被写体を撮影した画像から背景を除去して被写体の画像を抽出する処理がよく行われる。
このような処理においては、一般に、撮影画像の各画素の色値を取得し、判別分析等の手法を用いて、各画素を、撮影画像を背景領域と被写体領域とに２値化して区分する方法や、隣接する画素間における色の変化量をもとに被写体の画像の輪郭を検出し、背景と被写体を区分する方法があった。
【０００３】
このうち、２値化を行う方法においては、撮影画像の各画素におけるＲＧＢ値を明度若しくは輝度に変換して２値化する手法や、ＲＧＢ値の三原色成分毎に２値化を行う手法、或いは、ＲＧＢ色空間を定義し、各画素の色空間における距離をもとに２値化を行う手法等が用いられていた。
【０００４】
また、被写体の画像の輪郭を検出する方法においては、各画素のＲＧＢ値を明度や輝度に変換してから、隣接する画素間の色の変化量を判定する手法や、ＲＧＢの三原色成分毎に隣接する画素間の色の変化量を判定する手法等があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記のような方法では、色相に関する情報が処理対象となっていないため、色相を基準とした処理ができず、さらにＲＧＢ三原色データを用いる場合は、限られた帯域の情報をもとに処理を行うので、必ずしも良好な結果を得られるとは限らないという問題があった。このため、例えば、撮影時の照明むら等によって撮影画像中の背景にむらが生じた場合や、透明な部分を有する被写体を用いた場合など、被写体と背景とを区別することが困難な場合があった。
また、ＲＧＢ色空間における色距離は人間の視覚で識別される色の差とは比例しないため、人間が識別可能な色の差を識別できないことがあった。すなわち、被写体と背景とが明らかに区別できると作業者が判断した場合であっても、良好に被写体の画像を抽出できない場合があった。
【０００６】
そこで、このような問題を解決するため、これまで様々な改良が施されてきた。例えば、ＲＧＢ色空間を利用せず、ＹＣＣ色空間やＬａｂ色空間のように人間の視覚に近い特性を持つ色空間を利用して、撮影画像中の画素における輝度や色相を処理する手法が提案されていた。しかしながら、この手法では、撮影画像中の明るさにむらがある場合は著しく大きな色距離が検出されてしまい、撮影画像のむらが処理の障害になるという問題があった。
【０００７】
また、撮影画像中の各画素について、隣り合う画素の色空間における色距離を求めることにより、被写体の画像を検出する手法が提案されていた。しかしながら、この手法では、灰色と黒のように似た色が多く含まれる撮影画像においては、明るさのむらによるノイズが多く検出されてしまうため、ノイズ除去のための処理を行う必要があり、効率が悪いという問題があった。
さらに、撮影画像における色相に関する情報を利用して、被写体の輪郭を検出する手法も提案されていたが、明度が著しく変化している箇所においては的確な検出ができないという問題があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点を解決するために、撮影画像から背景を除去して被写体の画像を抽出する処理を、効率よく正確に行える画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明の画像処理装置は、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から処理対象値を取得する処理対象値取得手段（例えば、図８のステップＳ１１１に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、この処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分する画像区分手段（例えば、図８のステップＳ１１２に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する境界判別手段（例えば、図８のステップＳ１１３に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記区分手段により前記処理対象画像を区分した結果と、前記境界判別手段により判別された境界とをもとに、前記処理対象画像から被写体の画像を抽出する抽出手段（例えば、図８のステップＳ１１５に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、前記抽出手段により抽出された被写体画像の前記処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、透明な領域として判定する透明領域判定手段と、この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段と、を備えることを特徴としている。
【００１０】
ここで、処理対象画像における非被写体画像とは、例えば、いわゆる背景であっても良いし、或いは、他の被写体を含む画像であっても良い。また、処理対象値とは、例えば、処理対象画像における色値そのものであっても良いし、或いは、所定の色空間値への変換を行って得られる値であっても良い。さらに、処理対象地のうちの明るさとは、色値における明度成分を指すものと解することもできるが、色値、或いは色値をさらに変換して得られる値などにおいて、明るさに関する情報全般を指すものである。
【００１１】
この請求項１記載の発明によれば、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から、処理対象値取得手段によって処理対象値を取得し、画像区分手段により、処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分し、境界判別手段により、処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別し、区分手段により処理対象画像を区分した結果と、境界判別手段により判別された境界とをもとに、抽出手段によって処理対象画像から被写体の画像を抽出するので、処理対象画像の色値の特性を利用して、効率よく、迅速にかつ正確に被写体の画像を抽出することができる。すなわち、処理対象画像の色みに基づいた処理によって効率よく被写体の画像と非被写体画像とを区分し、さらに、処理対象画像の明るさに基づいて効率よく被写体の画像と非被写体画像の境界を判別する。そして、被写体の画像と非被写体画像とを区分した結果と、被写体の画像と非被写体画像の境界とをもとにして被写体画像を抽出することにより、透明な部分を有する被写体や、周囲の光を良く反射する被写体など、従来の手法では被写体の画像の抽出が困難な場合であっても、効率よく正確に被写体の画像を抽出できる。
【００１２】
請求項４記載の発明の画像処理装置は、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、前記処理対象画像における色値から処理対象値をし、当該処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、前記被写体の画像に含まれる透明な領域として判定する透明領域判定手段（例えば、図１４のステップＳ２０２に示す処理を行うＣＰＵ１０１）と、この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段（例えば、図１４のステップＳ２０５に示す処理を行うＣＰＵ１０１）とを備えることを特徴としている。
【００１３】
この請求項６記載の発明によれば、被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、透明領域判定手段により、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、該被写体の画像に含まれる透明な領域を判定し、透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、補正手段によって、予め指定された明るさに補正するので、処理対象画像から抽出される被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
［第１の実施の形態］
図１〜図１３を参照して、本発明を適用した第１の実施の形態における撮影システム１について説明する。
【００１５】
まず、構成を説明する。
図１は、本実施の形態の撮影システム１の構成を示す概略斜視図である。図１に示すように、撮影システム１は、画像処理装置１０と、略箱形形状のケース４０１を有し、ケース４０１の内部に被写体を収容する撮影装置４０と、撮影装置４０に取り付けられ、撮影装置４０内に収容された被写体を撮影するデジタルカメラ２０と、撮影装置４０の側面に設置され、撮影装置４０に設けられた各部の制御を行う撮影制御装置３０と、によって主要部が構成され、画像処理装置１０とデジタルカメラ２０、及び、画像処理装置１０と撮影制御装置３０とは互いに接続されている。
【００１６】
画像処理装置１０は、デジタルカメラ２０による撮影処理、及び、デジタルカメラ２０によって撮影された画像についての画像編集処理を実行するためのアプリケーションプログラムを実行可能なコンピュータシステムであり、本体１１、ディスプレイ１２、キーボード１３及びマウス１４等により構成され、これらのディスプレイ１２、キーボード１３、マウス１４は、それぞれ本体１１に格納された各部に接続されている。
【００１７】
撮影装置４０は、正面及び一側面が開口した略箱形型状のケース４０１と、ケース４０１に対して、底面がケース４０１の正面の開口部を覆うように連結された略四角錐状のフード４０２と、フード４０２の頂点部分に連結されたチルト台４０３と、ケース４０１の側面に設けられた開口部に、開閉自在に取り付けられた側面扉４０６と、側面扉４０６を備えたケース４０１側面の端部に設置された非常停止ボタン４０４と、ケース４０１の内部に設置された被写体台座４０５とによって構成され、さらに非常停止ボタン４０４の下方には撮影制御装置３０が設置され、また、チルト台４０３にはデジタルカメラ２０が固定される。
【００１８】
そして、ケース４０１とフード４０２との連結部分においては、モータ４０９（図６）及びポテンショメータ４１２（図６）とが取り付けられ、同様にフード４０２とチルト台４０３との連結部分にはモータ４０７（図６）とポテンショメータ４１０（図６）とが取り付けられており、被写体台座４０５には、モータ４０８（図６）とポテンショメータ４１１（図６）とが取り付けられている。
【００１９】
ケース４０１の正面は、ほぼ全面にわたって開口し、さらに側面に開口部を有しているが、側面の開口部には側面扉４０６が開閉自在に取り付けられ、正面の開口部には、ケース４０１に連結されたフード４０２の底面に相当する面によって覆われている。このため、側面扉４０６が閉じられた状態では、ケース４０１内部への外光は遮断される。
【００２０】
フード４０２は、底面に相当する面が開口した略四角錐状のフードであり、この底面の開口部がケース４０１の正面の開口部と突き合わされた状態で、図示しない連結軸により、ケース４０１に連結されている。そして、フード４０２は、連結部分に取り付けられたモータ４１０が動作することにより、上記連結軸を中心にして上下／左右に回転可能である。すなわち、モータを回転させることによって、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を変化させることができる。そして、略四角錘状のフード４０２において、角錘の頂点に相当する部分には、チルト台４０３が取り付けられている。
【００２１】
チルト台４０３は、フード４０２に連結される連結部分と、デジタルカメラ２０を固定するための平面部分とを有する台座であり、平面部分にはデジタルカメラ２０を固定するための図示しない固定機構を備え、平面部分からケース４０１の内部に向かって開口部が設けられている。この開口部にレンズが向くように、上記の平面部分にデジタルカメラ２０を載せて固定することにより、デジタルカメラ２０によって、ケース４０１内の被写体台座４０５に載置された被写体５を撮影できる。なお、デジタルカメラ２０は、チルト台４０３の平面部分に底面を下にして固定することができ、また、側面を下にして縦置きすることもできる。
【００２２】
このチルト台４０３は、一端部をフード４０２に対して揺動自在に連結され、連結部分にはモータ４０７が取り付けられており、モータ４０７が回転することによって、上記の連結部分を中心として上下に回転させることが可能である。すなわち、モータを回転させることにより、フード４０２に対するチルト台４０３の取り付け角度を変化させることができる。
【００２３】
ケース４０１の内部の底面上には、被写体台座４０５が設置されている。この被写体台座４０５は、ケース４０１の底面に固定された底板と、撮影の対象となる被写体５を載置するための天板と、天板と底板との間に設置され、上下に伸縮可能な伸縮機構と、この伸縮機構を動作させるためのモータ４０８（図６）と、モータ４０８の回転量を検出するポテンショメータ４１１（図６）とを備え、モータの回転によって、伸縮機構が伸縮して天板の高さを変化させることが可能である。従って、モータ４０８を所定の量だけ回転させることにより、被写体台座４０５の天板に被写体５を、所定の高さに移動させることができる。
【００２４】
側面扉４０６が取り付けられたケース４０１の側面には、非常停止ボタン４０４が設置されている。非常停止ボタン４０４は、後述する停止スイッチ３０２（図６）と連結され、非常停止ボタン４０４が押下されることによって停止スイッチ３０２がＯＮとなり、撮影装置４０の各部に取り付けられたモータ４０７、４０８、４０９の動作を全て停止させることができる。従って、撮影装置４０において、モータ４０７、４０８、４０９の動作によって各部が移動している間に異常が発生した場合は、この非常停止ボタン４０４を押下することにより、全ての動作を停止させて、危険を回避することができる。
【００２５】
非常停止ボタン４０４の下方には、撮影制御装置３０が設置されている。撮影制御装置３０は、画像処理装置１０と、撮影装置４０の各部に設置されたモータ４０７、４０８、４０９及びポテンショメータ４１０、４１１、４１２に接続され、後述するように、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から入力される検出値をＣＰＵ１０１から入力される指示信号に従って、モータ４０７、４０８、４０９を制御する。この撮影制御装置３０の内部構成については後述する。
【００２６】
図２は、ケース４０１内部の構成を示す断面図である。
図２に示すように、ケース４０１内部底面には被写体台座４０５が配置され、この被写体台座４０５には被写体５が載置される。
ここで、被写体５の、デジタルカメラ２０側を前方とし、その反対側を後方とする。
【００２７】
ケース４０１内においては、被写体５の背面側と底面とに跨って、背景材６が配設される。背景材６の一方側は、被写体台座４０５の天面と被写体５の底面とに挟まれており、他方側は、ケース４０１の後方の面に沿って配設されている。従って、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影すると、被写体５の下方及び後方には、一面に背景材６が映ることになる。
【００２８】
背景材６は、紙や布、あるいは合成樹脂等によってなる柔軟なシート状部材であり、任意の色で構成することが可能である。例えば、背景材６の色を被写体５の色の補色とすれば、後述する背景除去処理を効率よく行うことができる。つまり、背景材６の色としては、撮影装置１における各種処理に適した色が望ましい。
【００２９】
なお、ケース４０１への出し入れが可能で、かつ、ケース４０１における被写体５の出し入れを妨げないのであれば、背景材６として、例えば、鉄製や木製の硬質な板状部材を、被写体５の底面と背面とを覆う形状に変形加工したものを用いてもよい。
【００３０】
また、被写体台座４０５の上方に位置するように、ケース４０１の天井には、撮影用鏡４２１が鏡固定台座４２２によって固定される。
撮影用鏡４２１は、被写体台座４０５天面の像をデジタルカメラ２０へ向かって投影する向きで固定されているので、撮影用鏡４２１に映る像をデジタルカメラ２０で撮影することにより、被写体５の上面を撮影できる。
なお、この撮影用鏡４２１を固定する鏡固定台座４２２は、ケース４０１との接合部において移動可能であり、高さのある被写体５を被写体台座４０５に載置する際に、撮影用鏡４２１を上方へ退避させることが可能である。
【００３１】
また、ケース４０１の天井面、底面、及び側面には複数の照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄが、それぞれ被写体５を向いて配設されている。
各照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄは、電球や冷陰極管、ストロボ等の光源を内蔵し、後述する照明制御部３０７によって上記光源の点灯／消灯等の照明状態を制御できる。あるいは、デジタルカメラ２０による被写体５の撮影時に、被写体５を照明する。
【００３２】
なお、ケース４０１は、照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄのメンテナンス等の目的により、その上面において開閉可能な開口部を備えているが、ここでは説明を省略する。
【００３３】
より詳しくは、照明装置４２３ａは、被写体５の前方側でケース４０１の天井面に固定され、照明装置４２３ｂは、被写体５の後方側でケース４０１の天井面に固定される。また、照明装置４２３ｄ、４２３ｄは、被写体５の前方側でケース４０１の両側面にそれぞれ固定されており、さらに、照明装置４２３ｃは、被写体５の前方側でケース４０１の底面に固定される。
【００３４】
また、照明装置４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄは、それぞれ、ケース４０１の内面に対して照明固定台座４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄを介して固定されている。
このため、被写体５は、前側から、照明装置４２３ａ、４２３ｃ、４２３ｄによって上方、下方、側方より照明され、また、後ろからは、照明装置４２３ｂによって上方より照明される。
【００３５】
さらに、照明装置４２３ａの近傍には、照明装置４２３ａから被写体５への光を遮るように光拡散部材４２５が配設されている。光拡散部材４２５は、例えば所定のパターンが刻まれた透明の樹脂板や、ガラス球等が封入された透明樹脂製の板状部材等によってなり、照明装置４２３ａからの光を乱反射することで拡散させる。
【００３６】
この光拡散部材４２５によって、被写体５の表面におけるいわゆる「てかり」が生じるのを防止して、デジタルカメラ２０によって良好な撮影画像を得ることができる。なお、ここでは、光拡散部材４２５が照明装置４２３ａの近傍にのみ配設される構成としたが、照明装置４２３ｂ、４２３ｃ、４２３ｄと被写体５との間にも、それぞれ光拡散部材４２５が配設される構成としてもよい。
【００３７】
図３は画像処理装置１０の内部構成を示すブロック図である。
図３に示すように、画像処理装置１０は、ＣＰＵ１０１、入力部１０２、ＲＡＭ１０３、伝送制御部１０４、表示部１０５、記憶装置１０６、記憶装置１０６が有する記憶媒体１０７、及びＩ／Ｆ部１０８等により構成され、記憶媒体１０７を除く各部はバス１０９により接続されている。また、画像処理装置１０は、Ｉ／Ｆ部１０８において、後述する撮影制御装置３０内のＩ／Ｆ部３０１と接続されている。
【００３８】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１は、入力部１０２が有するキーボード１３から入力される各種指示に従って、記憶装置１０６内に格納されるアプリケーションプログラムを読み込み、ＲＡＭ１０３内に設けられるメモリエリアに展開して実行し、入力部１０２のキーボード１３またはマウス１４により入力される指示に従って、記憶装置１０６内に格納された撮影条件テーブルファイル１０６ａ（図５）を読み込み、この撮影条件テーブルファイル１０６ａにおいて、入力された指示に該当する撮影条件を参照する。また、ＣＰＵ１０１は、入力部１０２から撮影条件に関する指示入力が行われた場合、入力された条件を取得する。
【００３９】
そして、ＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０によって撮影を実行する際の撮影装置４０の各部の状態、すなわちチルト台４０３のチルト角、フード４０２の角度、被写体台座４０５の天板の高さ、ケース４０１内に備える照明装置の照度等を上記の撮影条件に適合させるための指示信号を撮影制御装置３０に対して出力し、撮影制御装置３０による制御を実行させて、撮影装置４０の各部を上記撮影条件に適合させる。また、撮影制御装置３０からの応答を検知すると、デジタルカメラ２０に対して、撮影時の撮影倍率、焦点位置及び露光量を撮影条件テーブルファイル１０６ａに設定された撮影条件に適合させるための指示信号を出力して撮影条件を実現し、デジタルカメラ２０からの応答を検知すると、デジタルカメラ２０に対して、撮影実行を指示する撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。また、撮影終了後、デジタルカメラ２０から、撮影された画像を示す画像データが入力されると、ＣＰＵ１０１は、当該画像データと、入力部１０２から入力されるファイル名とをもとに撮影画像ファイル１０６ｂ（図４）を生成し、記憶装置１０６内に格納する。
【００４０】
また、ＣＰＵ１０１は、入力部１０２から入力される各種指示に従って、デジタルカメラ２０から出力されるモニタ画像を表示するためのモニタウィンドウを表示画面上に表示させる。
【００４１】
そして、ＣＰＵ１０１は、利用者に対して、入力部１０２のキーボード１３及びマウス１４によって指示入力を実行するように要求する指示選択画面を表示するための表示情報を生成して表示部１０５に出力し、ディスプレイ１２の表示画面上に当該指示選択画面に表示させる他、ＣＰＵ１０１により実行される各種処理によって得られた画像等をディスプレイ１２の表示画面に表示させる。
【００４２】
さらに、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影処理を実行後、生成された撮影画像データに関して、後述する背景除去処理（図８）を実行し、背景除去画像を取得する。
【００４３】
入力部１０２は、数字キー、文字キー及び各種機能キー等を備えるキーボード１３を有し、キーボード１３においていずれかのキーが押下されたことを検知すると、押下されたキーに対応する押下信号を生成して、ＣＰＵ１０１に対して出力する。また、入力部１０２は、ディスプレイ１２の表示画面上において特定の位置を指定するポインティングデバイスとしてのマウス１４を備え、このマウス１４においてクリック操作が行われると、クリック信号を生成してＣＰＵ１０１に出力するとともに、表示画面上における位置を示す相対位置座標データをＣＰＵ１０１に対して出力する。
【００４４】
ＲＡＭ（Random Access Memory）１０３は、ＣＰＵ１０１により処理される各種プログラムや、その処理に係るデータを一時的に格納するメモリエリアを形成する。
【００４５】
伝送制御部１０４は、ＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）、あるいはインターネット等の各種ネットワークに接続された伝送媒体に接続可能なインターフェイスである。ここで、伝送媒体とは、電話回線や対金属線や同軸ケーブル、光ファイバーケーブル等により構成され、各種装置と接続されることにより上記ネットワークを形成するものである。
【００４６】
表示部１０５は、ＣＲＴ(Cathode Ray Tube)や、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等によって構成される表示画面を有するディスプレイ１２を備え、ＣＰＵ１０１から入力される表示情報に従って、ディスプレイ１２の表示画面に所定のモニタウィンドウなどのウィンドウを表示させて、当該ウィンドウ内に、デジタルカメラ２０により撮影された撮影画像、あるいは、モニタ画像や、ＣＰＵ１０１により実行される各種処理により生成された画像等を表示させる。
【００４７】
記憶装置は１０６、プログラムやデータ等があらかじめ記憶されている記憶媒体１０７を有しており、この記憶媒体１０７は磁気的、光学的記録媒体、若しくは半導体メモリで構成されている。記憶媒体１０７は記憶装置１０６内に固定的に設けたもの、若しくは着脱自在に装着するものである。
【００４８】
また、この記憶媒体１０７に記憶するプログラム、データ等は、その一部若しくは全部をサーバやクライアント等の他の機器からネットワーク回線等の伝送媒体を介して伝送制御部１０４から受信して記憶する構成にしてもよく、さらに、記憶媒体１０７はネットワーク上に構築されたサーバの記憶媒体であってもよい。さらに、前記プログラムをネットワーク回線等の伝送媒体を介してサーバやクライアントへ伝送してこれらの機器にインストールするように構成してもよい。
【００４９】
Ｉ／Ｆ部１０８は、画像処理装置１０からデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０に対して、各種指示信号や位置情報等を入出力するためのインターフェイスであり、例えば、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ポートやＲＳ−２３２Ｃ端子をはじめとするシリアル入出力端子、パラレル入出力端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準じた赤外線通信装置等が備えられ、有線または無線通信手段によりデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０と接続することが可能である。
【００５０】
デジタルカメラ２０は、内部にＣＣＤ（Charge Coupled Device ：電荷結合素子）を備える受光部、レンズ、絞りの他、撮影倍率や露光量等を調節するためのモータ等を備え、撮影装置４０が有するチルト台４０３において、ケース４０１内に戴置される被写体５の方向にレンズを向けて固定される。そして、デジタルカメラ２０は、画像処理装置１０に接続され、画像処理装置１０のＣＰＵ１０１から入力される撮影指示信号に従って被写体５を撮影し、撮影により得られた画像を示す撮影画像データを画像処理装置１０に対して出力する。
【００５１】
また、デジタルカメラ２０は、内部にＣＣＤ等を備える受光部が動作可能な状態においては、撮影を実行しない状態であっても、受光部によって受像した画像をモニタ画像として出力することができる。このモニタ画像は、撮影された画像とは異なり、画像メモリ２０３に格納されることなく、受光部によって受像した画像がそのままＩ／Ｆ部２０１を介して出力されるものである。画像処理装置１０においては、このモニタ画像を受信して表示することにより、通常のカメラのファインダーと同様に、撮影される範囲のおよその状態を、撮影を実行する前に知ることができる。
【００５２】
図４は、記憶装置１０６内に各種ファイルが格納される構成を模式的に示す図である。記憶装置１０６内には、デジタルカメラ２０によって被写体５の撮影を実行させるための撮影アプリケーションプログラム、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影した撮影画像データや、この撮影画像データと撮影時の撮影条件等が対応付けて設定されている撮影画像ファイル１０６ｂや、撮影を行う際の各種の条件が設定された撮影条件が設定されている撮影条件テーブルファイル１０６ａ等の各種のファイルの他、撮影画像データから背景を除去する背景除去処理により生成された背景除去画像データが格納された背景除去画像ファイル１０６ｃや、撮影画像データから背景を除去するための背景除去プログラム等が格納される。
【００５３】
また、図５は撮影条件テーブルファイル１０６ａの構成を模式的に示す図である。図５に示す撮影条件テーブルファイル１０６ａには、被写体５及び背景画像を撮影する際の撮影システム１における撮影条件が設定されている。撮影条件としては、画像の解像度、デジタルカメラ２０の撮影倍率、デジタルカメラ２０から被写体５までの焦点距離、デジタルカメラ２０の露光量、フード４０２のケース４０１に対する取り付け角度を示すフード角、デジタルカメラ２０が固定されるチルト台４０３のフード４０２に対する取り付け角度を示すチルト角、照明装置４２３ａ〜４２３ｄの明るさを示す照度、及び照明装置４２３ａ〜４２３ｄの中で点灯する照明装置の位置をあらかじめ定められた符号で示す光源点灯位置等の各種情報が設定されている。
【００５４】
図６は、デジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０の内部構成を示すブロック図である。図６に示すように、デジタルカメラ２０は、Ｉ／Ｆ部２０１と、Ｉ／Ｆ部２０１に接続されたカメラ制御部２０２と、カメラ制御部２０２に接続された画像メモリ２０３と、カメラ制御部２０２にそれぞれ接続されたモータ２０４、２０５、２０６と、モータ２０４に接続されたズーム調節部２０７と、モータ２０５に接続されたフォーカス調節部２０８と、モータ２０６に接続された絞り調節部２０９と、それぞれズーム調節部２０７、フォーカス調節部２０８、絞り調節部２０９に接続されたポテンショメータ２１０、２１１、２１２とによって構成される。
なお、デジタルカメラ２０は、図６に示す各部の他、受光部やレンズ等を備えているが、ここでは図示及び説明を省略する。
【００５５】
Ｉ／Ｆ部２０１は、撮影制御装置３０が有するＩ／Ｆ部３０１を介して画像処理装置１０が有するＩ／Ｆ部１０８に接続され、ＣＰＵ１０１（図３）から入力される指示信号及び撮影指示信号の他、画像メモリ２０３内に格納された画像データ等、各種の信号やデータを入出力するための入出力インターフェイスであり、例えば、ＵＳＢポートやＲＳ−２３２Ｃ端子等のシリアル入出力端子、パラレル端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ規格に準じた赤外線ポート等を備えるものである。
【００５６】
カメラ制御部２０２は、デジタルカメラ２０の各部を制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部２０１及び画像メモリ２０３に接続されている。このカメラ制御部２０２は、画像処理装置１０内のＣＰＵ１０１から入力される指示信号に従って、ズーム調節部２０４に接続されたモータ２０４、フォーカス調節部２０５に接続されたモータ２０５及び絞り調節部２０６に接続されたモータ２０６に対して所定の電流を出力して動作させるとともに、ポテンショメータ２１０、２１１、２１２から検出値が出力されると、この検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６に出力する電流を変化させて、被写体５を撮影する倍率、焦点距離、及び露光量を、所定の撮影条件に適合させる。
【００５７】
また、カメラ制御部２０２は、ＣＰＵ１０１から入力される撮影指示信号に従って撮影を実行し、上述のＣＣＤ等を備える受光部によって受像した画像を示す画像データを、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度のデータとして生成し、この画像データを一時的に画像メモリ２０３に格納した後、Ｉ／Ｆ部２０１を介して画像処理装置１０に出力する。
【００５８】
画像メモリ２０３は、磁気的記録媒体、あるいは半導体メモリ等によって構成され、カメラ制御部２０２に接続されており、デジタルカメラ２０において撮影を実行して得られた画像を示す画像データを一時的に格納する。
【００５９】
ズーム調節部２０７は、デジタルカメラ２０において、撮影時の撮影倍率を調節するための調節機構であり、モータ２０４の回転によって動作し、撮影倍率を変化させる。モータ２０４は、ズーム調節部２０７とともに、カメラ制御部２０２と、ポテンショメータ２１０とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、ズーム調整部２０７を作動させる。また、ポテンショメータ２１０は、モータ２０４とＩ／Ｆ部２０１とに接続され、モータ２０４の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出値をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６０】
フォーカス調節部２０８は、デジタルカメラ２０において、撮影時の焦点を調節するための調節機構であり、モータ２０５の回転によって動作し、焦点距離等を変化させる。モータ２０５は、カメラ制御部２０２と、フォーカス調節部２０８と、ポテンショメータ２１１とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、フォーカス調節部２０８を動作させる。また、ポテンショメータ２１１は、モータ２０５とＩ／Ｆ部２０１とに接続されモータ２０５の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出値をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６１】
絞り調節部２０９は、デジタルカメラ２０において、撮影時の露光量を調節するための調節機構であり、モータ２０６の回転によって動作して露光量を変化させる。モータ２０６は、カメラ制御部２０２と、絞り調節部２０９と、ポテンショメータ２１２とに接続され、カメラ制御部２０２から電流が入力されることによって回転し、絞り調節部２０９を動作させ、露光量の調節を実行する。また、ポテンショメータ２１２は、モータ２０６とＩ／Ｆ部２０１とに接続され、モータ２０６の回転量を随時検出して、回転量に応じた検出量をＩ／Ｆ部２０１に出力する。
【００６２】
図６に示すように、撮影制御装置３０は、画像処理装置１０及びデジタルカメラ２０に接続されたＩ／Ｆ部３０１と、停止スイッチ３０２と、カメラ向き検出スイッチ３０３と、モータ４０７に接続されたチルト台駆動部３０４と、モータ４０８に接続された被写体台座駆動部３０５と、モータ４０９に接続されたフード駆動部３０６と、照明制御部３０７とによって構成され、各部はバスにより接続されている。なお、図６には、理解の便宜を図るため、撮影装置４０に取り付けられたモータ４０７、４０８、４０９及びポテンショメータ４１０、４１１、４１２の撮影制御装置３０の各部とともに示している。
【００６３】
撮影制御装置３０において、Ｉ／Ｆ３０１は、画像処理装置１０が有するＩ／Ｆ部１０８と、デジタルカメラ２０が有するＩ／Ｆ部２０１とに接続され、Ｉ／Ｆ部１０８あるいはＩ／Ｆ部２０１との間での各種の信号やデータを入出力するための入出力インターフェイスであり、例えば、ＵＳＢポートやＲＳ−２３２Ｃ端子等のシリアル入出力端子、パラレル端子、ＳＣＳＩインターフェイス、ＩｒＤＡ規格に準じた赤外線ポート等を備えるものである。
【００６４】
停止スイッチ３０２は、撮影装置４０（図１）のケース４０１の側部に設置された非常停止ボタン４０４に連結され、非常停止ボタン４０４が、利用者によって押下された際にＯＮとなり、撮影装置３０に接続された全てのモータ４０７、４０８、４０９を停止させるスイッチである。
【００６５】
カメラ向き検出スイッチ３０３は、撮影装置４０のチルト台４０３に固定されたデジタルカメラ２０の向きが横置きか否かを検出するためのスイッチであり、Ｉ／Ｆ部３０１に接続されている。
【００６６】
通常、チルト台４０３の平面部分にデジタルカメラ２０の底面を固定すると、撮影される画像は横長の画像になる。この状態を横置きとすれば、縦置きは、デジタルカメラ２０の側面をチルト台４０３の平面部分に固定する置き方であり、横置きされたデジタルカメラ２０によって撮影される画像は縦長である。カメラ向き検出スイッチ３０３は、デジタルカメラ２０が縦置きされた場合にこれを検知して、縦置き検知信号を生成してＩ／Ｆ部３０１に出力することにより、ＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０が縦置きされていることを検知することができる。
【００６７】
チルト台駆動制御部３０４は、撮影装置４０のチルト台４０３の位置及び移動を制御する制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０７に接続されている。チルト台駆動部３０４は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から、入力された指示信号に基づいて、モータ４０７に電流を出力してモータ４０７を回転させるとともに、ポテンショメータ４１０から出力される検出値をもとに、モータ４０７に出力される電流を変化させて、フード４０２に対するチルト台４０３の取り付け角度を撮影条件に適した所定のチルト角に調整する。
【００６８】
被写体台座駆動制御部３０５は、撮影装置４０が有するケース４０１の底面に設置された被写体台座４０５の高さを制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０８に接続されている。被写体台座駆動部３０５は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から入力された指示信号に基づいて、モータ４０８に電流を出力してモータ４０８を回転させるとともに、ポテンショメータ４１１から出力される検出値をもとに、被写体台座４０５に載置される被写体５の高さを所定の撮影条件に適合させる。
【００６９】
フード駆動制御部３０６は、撮影装置４０が有するフード４０２と、ケース４０１との連結部分において、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を制御するための制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１及びモータ４０９に接続されている。フード駆動部３０６は、Ｉ／Ｆ部３０１を介してＣＰＵ１０１から入力された指示信号に基づいて、モータ４０９に電流を出力してモータ４０９を回転させるとともに、ポテンショメータ４１２から出力される検出値をもとにモータ４０９に出力される電流を変化させて、ケース４０１に対するフード４０２の取り付け角度を変化させて、所定の撮影条件に適合させる。
【００７０】
照明制御部３０７は、撮影装置４０のケース４０１内部に設けられている照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度を制御する制御部であり、Ｉ／Ｆ部３０１に接続されている。照明装置４２３ａ〜４２３ｄは、電球やストロボ等の光源を備えて構成され、照明制御部３０７は、ＣＰＵ１０１からＩ／Ｆ部３０１を介して入力された指示信号に従って、照明装置４２３ａ〜４２３ｄの電球に流れる電流量や、点灯する電球の数等を制御することにより、所定の撮影条件に適した照度の照明を実行させる。
【００７１】
以上のように構成される撮影システム１の動作について、図７から図１０のフローチャートを用いて説明する。なお、各フローチャートで示す各機能を実現するプログラムはＣＰＵ１０１が読み取り可能なプログラムコードの形態で前記記憶媒体１０７に記憶されている。また、このプログラムはプログラムコードの形態でネットワーク回線等の伝送媒体を介して伝送することもできる。
【００７２】
図７は、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影し、撮影画像から背景画像を除去する処理に係るＣＰＵ１０１の動作を示すゼネラルフローである。
【００７３】
図７に示す処理のステップＳ１０１においては、デジタルカメラ２０によって被写体５を撮影する際の撮影条件が指定される。このステップＳ１０１における撮影条件の指定は、例えば、ＣＰＵ１０１は記憶装置１０６内の撮影条件テーブルファイル１０６ａに記憶されている撮影条件を自動的に読み出すようにしても良いし、或いは、撮影条件テーブル１０６ａに設定された条件の中から、キーボード１３やマウス１４における入力操作によって指定された条件を読み出すようにしても良い。なお、撮影条件とは、デジタルカメラ２０及び撮影装置４０の各部の位置等の各種撮影条件である。
【００７４】
続くステップＳ１０２で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０１で指定された撮影条件に従って、カメラ台座駆動制御装置３０４、被写体台座駆動制御部３０５及びフード駆動制御部３０６に対して指示信号を出力し、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から出力される検出値を元にして、モータ４０７、４０８、４０９の制御を実行させ、フード４０２及びチルト台４０３の取り付け角度や、被写体台座４０５の天板の高さを撮影条件に適合するように移動させる。また、ＣＰＵ１１は、照明制御部部３０７に指示信号を出力して、ケース４０１の内部に設けられた照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度及び点灯状態を制御させ、撮影条件に適合する照明を実行させる。さらにＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０において、カメラ制御部２０２に指示信号を出力してポテンショメータ２１０、２１１、２１２から出力される検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６を動作させることにより、ズーム調整部２０７、フォーカス調整部２０８、絞り調節部２０９の制御を実行させ、デジタルカメラ２０の撮影時の撮影倍率、焦点、露光量、光源点灯位置を読み込んだ撮影条件に適合させる。
【００７５】
そして、ＣＰＵ１０１は、撮影システム１の各部の機器が撮影条件に適合するよう移動した後、ステップＳ１０３で、カメラ制御部２０２に対して撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。ここで得られた撮影画像を示す画像データは、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度データとして生成し、カメラ制御部２０２により画像メモリ２０３内に格納される。撮影システム１はデジタルカメラ２０によって、１２８０×９６０ピクセル、６４０×４８０ピクセル、３２０×２４０ピクセル等の解像度での撮影が可能である。
【００７６】
ここで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４において、画像メモリ２０３内に一時的に格納された背景画像の画像データについて、後述する背景除去処理（図８）を実行する。
そして、ＣＰＵ１０１は、背景除去処理が行われた画像を保存するか否かを判別し、入力部１０２からの指示入力によって画像の保存が指示された場合には、ステップＳ１０６へ移行する。また、画像を保存しない旨の指示があった場合は、ステップＳ１０１へ戻る。
【００７７】
ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４における背景除去処理で得られた画像のデータにファイル名を付して、背景除去画像ファイル１０６ｃに当該ファイル名を格納する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ１０７に移行して、画像メモリ２０３内に一時的に格納された画像データをクリアし、ステップＳ１０８へ移行する。
【００７８】
ステップＳ１０８で、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影及び背景除去に係る処理が完了したか否かを判別し、さらに被写体５の撮影と背景除去処理を実行する場合はステップＳ１０１に戻り、そうでない場合は処理を終了する。
【００７９】
図８は、図７のステップＳ１０４に示す背景除去処理をより詳細に示すフローチャートである。
図８に示す背景除去処理において、ＣＰＵ１０１は、まず、撮影画像データの色値の変換を実行する（ステップＳ１１１）。
デジタルカメラ２０により被写体５を撮影して得られた画像のデータは、ＲＧＢ色空間における色値として表現されているので、ステップＳ１１１における処理では、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間への変換を実行する。以下、この変換処理について、説明する。
【００８０】
まず最初に、下記式（１）で示されるように、ＲＧＢ値＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＸＹＺ値（ＸＹＺ表色系）＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への変換を行う。なお、下記式（１）〜（１０）中の定数は、種々の昼光条件の平均的特性を代表するものとして、白点の値としてＤ６５の光を使用した場合の一例である。
【数１】
［Ｘ］＝［0.412453 0.357580 0.180423］ ［Ｒ］
［Ｙ］＝［0.212671 0.715160 0.072169］＊［Ｇ］ ・・（１）
［Ｚ］＝［0.019334 0.119193 0.950227］ ［Ｂ］
【００８１】
次いで、下記式（２）〜（１０）で示されるように、ＸＹＺ値からＬａｂ値＝（Ｌ，ａ，ｂ）への変換を実行する。
【数２】
Ｌ＝116ｙ−16 ・・（２）
ａ＝500［x-y］ ・・（３）
ｂ＝200［y-z］ ・・（４）
X/Xn＞0.008856の場合 x=(X/Xn)^(1/3) ・・（５）
X/Xn≦0.008856の場合 x=7.787×(X/Xn)＋16.0/116.0 ・・（６）
Y/Yn＞0.008856の場合 y=(Y/Yn)^(1/3) ・・（７）
Y/Yn≦0.008856の場合 y=7.787×(Y/Yn)＋16.0/116.0 ・・（８）
Z/Zn＞0.008856の場合 z=(Z/Zn)^(1/3) ・・（９）
Z/Zn≦0.008856の場合 z=7.787×(Z/Zn)＋16.0/116.0 ・・（１０）
ただし、上記式において、
Xn=0.959456×255、
Yn=1.000000×255、
Zn=1.088754×255である。
【００８２】
このように、ステップＳ１１１でＬａｂ値への変換が実行された後、ＣＰＵ１０１は、Ｌａｂ値を明度成分（Ｌ）と色み成分（ａｂ）とに分けて、それぞれについて、白と黒のみによってなる２値画像を作成する。ここで、色み成分に関して作成される２値画像を２値画像▲１▼とし、明度成分に関して作成される２値画像を２値画像▲２▼とする。
【００８３】
ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１２で、後述する２値画像▲１▼作成処理（図９）を実行し、さらにステップＳ１１３で、後述する２値画像▲２▼作成処理（図１０）を実行して、２種類の２値画像を作成する。
そして、ステップＳ１１４に移行して、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とをもとにマスク画像を作成する。このステップＳ１１４においては、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和（ＯＲ）を求めることにより、２値画像▲１▼の被写体領域と２値画像▲２▼の被写体領域との和を求め、マスク画像を作成する。
【００８４】
次いで、ステップＳ１１５では、ステップＳ１１４で作成されたマスク画像を、ステップＳ１０３（図７）で得られた撮影画像に適用することにより、背景除去画像を作成する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ１１６へ移行して、ステップＳ１１５で得られた背景除去画像を出力し、ステップＳ１０５（図７）へ戻る。
【００８５】
ここで、図９のフローチャートを参照して、図８のステップＳ１１２に示す２値画像▲１▼作成処理について、詳細に説明する。
図９のステップＳ１２１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１（図８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち、色みを示す成分（ａ，ｂ）を取得する。
【００８６】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ１２２へ移行し、撮影画像における背景の色みについて、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（ａ０，ｂ０）とする。
なお、ステップＳ１２２では、背景の色空間値を取得するため、撮影画像の周縁部や撮影画像の端と中央との中間部分など、およそ一般的に背景が写っている箇所の色空間値を取得するようにしても良いし、或いは、キーボード１３やマウス１４におけるユーザの操作によって指定された領域における平均値を取得するようにしても良い。
【００８７】
そして、ステップＳ１２３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２２で取得した背景の色空間値（ａ０，ｂ０）を用いて、撮影画像の各画素と背景との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（１２）のように求められる。
【数３】
差分パラメータ量＝sqrt(|a-a0|^2+|b-b0|^2) ・・（１２）
【００８８】
このように、ステップＳ１２３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【００８９】
次いで、ステップＳ１２４では、ステップＳ１２３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、背景と被写体とが写った撮影画像においては、差分パラメータ量には、背景に関するものと被写体に関するものとによる双峰性が現れると考えられる。従って、各画素について差分パラメータ量を求めることにより、背景領域と被写体領域との閾値を求めることができる。
【００９０】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２５において、ステップＳ１２４で判定された背景領域を黒、その他の領域を白として表現した２値画像を作成する。これにより、色み成分をもとに背景と被写体とを分けた２値画像▲１▼を得ることができる。
【００９１】
次に、図１０のフローチャートを参照して、図８のステップＳ１１３に示す２値画像▲２▼作成処理について、詳細に説明する。
図１０のステップＳ１３１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１１１（図８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち明度を示す成分（Ｌ）をもとにして、明度値を取得する。明度を示す色値（Ｌ）は、照明むら等の影響を受けて、背景を一様に識別しにくくなる可能性があるので、ここではＬの微分値を使用する。具体的には、一般的なエッジ検出処理で使用する差分フィルタ等を用いれば実現可能である。
【００９２】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ１３２へ移行し、撮影画像における背景の明度について、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（Ｌ０）とする。なお、背景の色空間値（Ｌ０）として、撮影画像中の平均値を用いても良いし、或いは、定数０（零）としても良い。
【００９３】
ステップＳ１３３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３２で取得した背景の色空間値（Ｌ０）を用いて、背景と撮影画像の各画素との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（１３）のように求められる。
【数４】
差分パラメータ量＝L-L0 ・・（１３）
【００９４】
このように、ステップＳ１３３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【００９５】
次いで、ステップＳ１３４では、ステップＳ１３３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、明度に関する差分パラメータ量には双峰性は現れにくいため、閾値を求めるために公知の判別分析法等を利用しても良い。
【００９６】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３５において、ステップＳ１３４で判定された背景領域を黒、その他の領域を白として表現した２値画像を作成する。これにより、明度成分をもとに背景と被写体との境界、すなわち被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を得ることができる。
【００９７】
このように、図８に示す背景除去処理においては、図９及び図１０に示す処理によって２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを得ることにより、これらの２値画像をもとに撮影画像から背景を除去することができる。
ここで、図８に示す背景除去処理が施された画像の例を、図１１及び図１２に示す。
【００９８】
図１１は、ペットボトルなどの透明部分を有する被写体について、図８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図１１において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図１１（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【００９９】
図１１（ａ）に示す被写体は、透明なボトル形状の物体である。このため、その撮影画像は、図１１（ｂ）に示すように、被写体の一部が背景と似た色となってしまう。
【０１００】
図１１（ｂ）の撮影画像について、図９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図１１（ｃ）のようになる。図１１（ｃ）の２値画像▲１▼において白で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に良く対応しているが、完全なものではない。
【０１０１】
一方、図１１（ｂ）の撮影画像について、図１０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図１１（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図１１（ｄ）の２値画像▲２▼において白で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と対応しているものの、一部が途切れてしまっている。
【０１０２】
そこで、図１１（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図１１（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図１１（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図１１（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図１１（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図１１（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図１１（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１０３】
図１２は、缶などの鏡面部分を有する被写体について、図８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図１２において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図１２（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１０４】
図１２（ａ）に示す被写体は、銀色や金色等の金属面や、鏡面加工された面、非常になめらかな面のように、光を良く反射する表面を有する円柱形状の物体である。このため、その撮影画像では、図１２（ｂ）に示すように、被写体の表面にケース４０１の内面や光が映り込み、よく似た色が複雑に分布する画像となってしまう。
【０１０５】
図１２（ｂ）の撮影画像について、図９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図１２（ｃ）のようになる。図１２（ｃ）の２値画像▲１▼において白で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に一部対応しているものの、完全なものではない。
【０１０６】
一方、図１２（ｂ）の撮影画像について、図１０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図１２（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図１２（ｄ）の２値画像▲２▼において白で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と良く対応している。
【０１０７】
そこで、図１２（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図１２（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図１２（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図１２（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図１２（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図１２（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図１２（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１０８】
ここで、撮影画像における色空間値、明度及び色みの特性について、図１３を参照して説明する。図１３は色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。図中の縦軸は画素数を示す。また、図１３中、撮影画像全体のヒストグラムを実線Ａ、被写体のヒストグラムを破線Ｂ、背景のヒストグラムを一点鎖線Ｃで示す。
【０１０９】
図１３（ａ）に示すように、全色空間値のヒストグラムにおいて、背景と被写体とを明確に区別するのは困難である。また、図１３（ｂ）に示す明度のヒストグラムにおいても、明度は双峰性を示さないことが多いため、背景と被写体とを区別するのは難しい。従って、明度に関してはＬ値の微分及び判別分析法等を用いて、被写体の輪郭を検出する手法が有効である。
【０１１０】
一方、図１３（ｃ）に示すように、色みに関するヒストグラムには双峰性が現れており、容易に閾値Ｄを設定することができる。従って、色みについては閾値を設定し、この閾値で各画素を背景と被写体とに区分することが有効である。
【０１１１】
このように、本第１の実施の形態によれば、撮影画像の色値のうち色み成分をもとに２値画像を作成し、さらに、撮影画像の色値のうち明度成分をもとに２値画像を作成し、作成された２つの２値画像を用いて被写体を抽出するので、被写体と背景とを効率よく正確に区分できる。このため、透明な部分を有する被写体についても良好に被写体の画像のみを抽出することができる一方、被写体に背景と似た色が含まれる場合や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体についても、良好に被写体の画像のみを抽出することができる。
【０１１２】
例えば、色みだけを基準として被写体の画像を抽出しようとした場合、似た色の識別を正確に行うことが困難なため、背景と似た色を含む被写体や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体については、正確に画像を抽出できない。また、明度のみを基準として被写体の輪郭を検出しようとした場合、輪郭が途切れてしまった箇所を補正するためには複雑なデータ処理を要し、効率よい処理が困難となる。しかしながら、本発明によれば、色み成分をもとに被写体と背景とを区分する２値画像▲１▼を作成し、さらに、明度成分をもとに被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を作成し、これらの２値画像を組み合わせている。このため、単に複数の方法を組み合わせただけでなく、色値の特性、特に色空間値の特性を生かした非常に効率の良い処理を行って、迅速かつ正確な被写体画像の抽出を可能としているものであり、格別の効果を奏するものである。
【０１１３】
また、図８に示す背景除去処理で作成される２値画像▲１▼と２値画像▲２▼は、それぞれ２値の画像データであり、そのデータ量は非常に少なくて済む。このため、処理に係る時間やハードウェア資源を節約することができ、かつ、迅速で正確な画像処理を行うことができる。
【０１１４】
なお、上記第１の実施の形態においては、マスク画像を作成する処理において、色みに基づく２値画像▲１▼と明度に基づく２値画像▲２▼との論理和を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とに重み付けを行って論理和を求めることにより、色み若しくは明度のいずれかを重視したマスク画像を作成するようにしても良い。また、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とのＡＮＤを求めるようにしても良いし、そのほか、統計的手法を用いて２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを組み合わせて解析するようにしても良い。
【０１１５】
また、撮影画像データのＲＧＢ値をＬａｂ空間値に変換してから、２値画像を作成する構成としたが、Ｌａｂ空間のほか、明度、色相、彩度等の情報や、ＹＣＣ色空間、輝度と色相とに基づくＬｕｖ空間などを利用しても良い。
【０１１６】
さらに、２値画像▲１▼としては、背景領域を黒、被写体領域を白として表現した画像を示し、２値画像▲２▼としては被写体の輪郭を白として表現した画像を用いたが、その逆の配色としても良いし、当然のことながら２値とは黒と白のみを指すものではないので、他の二色を用いても良く、データの表現方法は任意である。
【０１１７】
［第２の実施の形態］
図１４〜図１６を用いて第２の実施の形態を説明する。
なお、本第２の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであり、その構成については図示及び説明を省略する。
【０１１８】
図１４は、本第２の実施の形態における撮影システム１によって実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
図１４に示す背景画像除去処理において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０１で、上記第１の実施の形態におけるステップＳ１１１〜１１５（図８）と同様の処理を実行する。
【０１１９】
そして、ＣＰＵ１０１はステップＳ２０２に移行して、得られた背景除去画像から、被写体における透明な領域を判定する。
透明な領域の判定は、色みと明度を基準として行う。被写体における透明な領域は、背景と似た色でありながら、背景とは明度が異なっているという特徴を有する。従って、被写体領域において、背景領域と色みが近く、かつ、明度が異なる箇所は、透明な領域として判定できる。
【０１２０】
具体的には、まず、撮影画像中の各画素に対して、背景画像とのＬａｂ値の差（Ｌａｂ空間における距離）と、ａｂ値の差（ａｂ空間における距離）を求める。この処理で、Ｌａｂ値の差が小さく、かつ、ａｂ値の差が大きい画素は、被写体における透明領域であると判定できる。
【０１２１】
ステップＳ２０３で、ＣＰＵ１０１は、背景領域の指定色を取得する。この指定色とは無彩色であり、Ｌａｂ＝（Ｌ０，０，０）と定義される。なお、本第２の実施の形態において、指定色は明度の基準となる色であるから、色みに関する情報は必要とされない。このため、ステップＳ２０３で取得される指定色は無彩色で良い。
【０１２２】
さらに、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ２０４で背景除去画像を作成し、ステップＳ２０５に移行して、ステップＳ２０２で判定した透明領域の色を補正する。この色補正では、透明領域の明度を、背景領域の指定色に合わせる。例えば、透明領域中のある画素Ｌａｂ値が（Ｌ１，ａ１，ｂ１）であった場合は、そのＬａｂ値を（Ｌ０，ａ１，ｂ１）と補正する。
【０１２３】
この処理によって、透明な部分を有する被写体の画像を抽出した場合に、透明な部分の色は、撮影時の背景の色に左右されず、ステップＳ２０３で取得された指定色に応じた色となる。このため、背景画像を除去した被写体画像は、違和感無く様々な用途に利用できる。
【０１２４】
図１５及び図１６は、透明な部分を有する被写体画像についての補正の様子を説明するための図である。図１５は、図１４に示す背景除去処理における明度の補正を行わなかった場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１２５】
また、図１６は、図１４に示す背景除去処理における明度の補正を行った場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１２６】
なお、図１５（ａ）〜（ｄ）及び図１６（ａ）〜（ｄ）の各図においては、説明の便宜のため、色を模様で模式化して図示している。
【０１２７】
図１５（ａ）〜（ｄ）及び図１６（ａ）〜（ｄ）の各図に例示する被写体は、透明なボトル形状の物体であり、最上部のキャップを除く部分は透明である。
従って、図１５（ａ）及び図１６（ａ）に示すように、撮影画像では、上部を除く部分は背景と同じ色となってしまう。
【０１２８】
まず、図１４に示す背景除去処理において、ステップＳ２０５の補正を行わなかった場合について説明する。
図１５（ａ）に示す撮影画像から被写体の画像を抽出し、背景色をＲＧＢ＝（0,0,0 ）とした場合の例を、図１５（ｂ）に示す。背景色は黒に近い色であるが、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。また、図１５（ｃ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。同様に、図１５（ｄ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図１５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。
【０１２９】
このため、図１５（ａ）に示す撮影画像から抽出した被写体画像は、撮影画像の背景色の影響を排除することができず、他の画像と組み合わせた場合に、透明なはずの箇所で色の違いが顕著になり、違和感を生じてしまう。
【０１３０】
一方、図１４のステップＳ２０５における補正を行った場合の例を図１６に示す。図１６（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体の画像を、ＲＧＢ＝（0,0,0 ）の背景と組み合わせた場合に、明度の補正を実行すれば、図１６（ｂ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となり、全体として自然な画像となる。また、被写体画像をＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせる場合も、明度の補正を行えば、図１６（ｃ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。さらに、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、明度の補正を行えば、図１６（ｄ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。
【０１３１】
このように、撮影画像から背景を除去して被写体画像を抽出し、さらに被写体画像における透明な部分について明度の補正を行うことにより、被写体画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現できる。
【０１３２】
従って、本発明によれば、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。例えば、明るさの異なる背景を用いて撮影された複数の撮影画像から、それぞれ被写体画像を抽出すると、被写体における透明部分は異なる明るさになってしまう。本発明によれば、これら複数の被写体画像について、透明部分の明度を統一することも容易であり、抽出した被写体画像を様々な用途に利用する際の利便性を向上させることができる。
【０１３３】
なお、本第２の実施の形態では、被写体の透明部分の色を指定色に合わせる構成としたが、この指定色は、予め指定された色であっても良いし、その都度、キーボード１３若しくはマウス１４の操作によってユーザが指定するものであってもよい。また、被写体における透明領域の判定では、Ｌａｂ値の差とａｂ値の差を利用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｌ値の差とａｂ値の差を利用しても、同様の効果を得ることができる。さらに、上記第１の実施の形態と同様に、撮影システム１において採用される色空間はＬａｂ空間に限られず、Ｌｕｖ空間やＹＣＣ色空間を利用しても良い。
【０１３４】
［第３の実施の形態］
続いて、本発明に係る第３の実施の形態について、図１７から図２０のフローチャートを用いて説明する。なお、本第３の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであるから、その構成についての図示および説明は省略する。
【０１３５】
図１７は、デジタルカメラ２０により被写体５を撮影し、撮影画像から背景画像を除去する処理に係るＣＰＵ１０１の動作を示すゼネラルフローである。
【０１３６】
図１７に示す処理のステップＳ３０１においては、デジタルカメラ２０によって被写体５を撮影する際の撮影条件が指定される。このステップＳ３０１における撮影条件の指定は、例えば、ＣＰＵ１０１は記憶装置１０６内の撮影条件テーブルファイル１０６ａに記憶されている撮影条件を自動的に読み出すようにしても良いし、或いは、撮影条件テーブル１０６ａに設定された条件の中から、キーボード１３やマウス１４における入力操作によって指定された条件を読み出すようにしても良い。なお、撮影条件とは、デジタルカメラ２０及び撮影装置４０の各部の位置等の各種撮影条件である。
【０１３７】
続くステップＳ３０２で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０１で指定された撮影条件に従って、カメラ台座駆動制御装置３０４、被写体台座駆動制御部３０５及びフード駆動制御部３０６に対して指示信号を出力し、ポテンショメータ４１０、４１１、４１２から出力される検出値を元にして、モータ４０７、４０８、４０９の制御を実行させ、フード４０２及びチルト台４０３の取り付け角度や、被写体台座４０５の天板の高さを撮影条件に適合するように移動させる。また、ＣＰＵ１１は、照明制御部部３０７に指示信号を出力して、ケース４０１の内部に設けられた照明装置４２３ａ〜４２３ｄの照度及び点灯状態を制御させ、撮影条件に適合する照明を実行させる。さらにＣＰＵ１０１は、デジタルカメラ２０において、カメラ制御部２０２に指示信号を出力してポテンショメータ２１０、２１１、２１２から出力される検出値をもとに、モータ２０４、２０５、２０６を動作させることにより、ズーム調整部２０７、フォーカス調整部２０８、絞り調節部２０９の制御を実行させ、デジタルカメラ２０の撮影時の撮影倍率、焦点、露光量、光源点灯位置を読み込んだ撮影条件に適合させる。
【０１３８】
そして、ＣＰＵ１０１は、撮影システム１の各部の機器が撮影条件に適合するよう移動した後、ステップＳ３０３で、カメラ制御部２０２に対して撮影指示信号を出力し、撮影を実行させる。ここで得られた撮影画像を示す画像データは、ＣＰＵ１０１から入力される信号により指定された解像度データとして生成し、カメラ制御部２０２により画像メモリ２０３内に格納される。撮影システム１はデジタルカメラ２０によって、１２８０×９６０ピクセル、６４０×４８０ピクセル、３２０×２４０ピクセル等の解像度での撮影が可能である。
【０１３９】
ここで、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０４において、画像メモリ２０３内に一時的に格納された背景画像の画像データについて、後述する背景除去処理（図１８）を実行する。
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０において、背景除去処理が行われた画像を保存するか否かを判別し、入力部１０２からの指示入力によって画像の保存が指示された場合には、ステップＳ３０６へ移行する。また、画像を保存しない旨の指示があった場合は、ステップＳ３０１へ戻る。
【０１４０】
ステップＳ３０６で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３０４における背景除去処理で得られた画像のデータにファイル名を付して、背景除去画像ファイル１０６ｃに当該ファイル名を格納する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ３０７に移行して、画像メモリ２０３内に一時的に格納された画像データをクリアし、ステップＳ３０８へ移行する。
【０１４１】
ステップＳ３０８で、ＣＰＵ１０１は、被写体５の撮影及び背景除去に係る処理が完了したか否かを判別し、さらに被写体５の撮影と背景除去処理を実行する場合はステップＳ３０１に戻り、そうでない場合は処理を終了する。
【０１４２】
図１８は、図１７のステップＳ３０４に示す背景除去処理をより詳細に示すフローチャートである。
図１８に示す背景除去処理において、ＣＰＵ１０１は、まず、撮影画像データの色値の変換を実行する（ステップＳ３１１）。
デジタルカメラ２０により被写体５を撮影して得られた画像のデータは、ＲＧＢ色空間における色値として表現されているので、ステップＳ３１１における処理では、ＲＧＢ色空間から均等色空間であるＬａｂ色空間への変換を実行する。以下、例として、ＣＩＥ１９７６Ｌａｂ色空間への変換処理について、説明する。
【０１４３】
まず最初に、ＲＧＢ値＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）からＸＹＺ値（ＸＹＺ表色系）＝（Ｘ，Ｙ，Ｚ）への変換を行う。
【０１４４】
次いで、下記式（１４）〜（２２）で示されるように、ＸＹＺ値からＬａｂ値＝（Ｌ，ａ，ｂ）への変換を実行する。
【数５】
このように、ステップＳ３１１でＬａｂ値への変換が実行された後、ＣＰＵ１０１は、Ｌａｂ値を明度成分（Ｌ）と色み成分（ａｂ）とに分けて、それぞれについて、白（１）と黒（０）のみによってなる２値画像を作成する。ここで、色み成分に関して作成される２値画像を２値画像▲１▼とし、明度成分に関して作成される２値画像を２値画像▲２▼とする。
【０１４６】
ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１２で、後述する２値画像▲１▼作成処理（図１９）を実行し、さらにステップＳ３１３で、後述する２値画像▲２▼作成処理（図２０）を実行して、２種類の２値画像を作成する。
そして、ステップＳ３１４に移行して、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とをもとにマスク画像を作成する。このステップＳ３１４においては、例えば、被写体領域の値を白（１）とすると、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和（ＯＲ）を求めることにより、２値画像▲１▼の被写体領域と２値画像▲２▼の被写体領域との和を求め、マスク画像を作成する。
【０１４７】
次いで、ステップＳ３１５では、ステップＳ３１４で作成されたマスク画像を、ステップＳ３０３（図１７）で得られた撮影画像に適用することにより、背景除去画像を作成する。その後、ＣＰＵ１０１はステップＳ３１６へ移行して、ステップＳ３１５で得られた背景除去画像を出力し、ステップＳ３０５（図１７）へ戻る。
【０１４８】
ここで、図１９のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ３１２に示す２値画像▲１▼作成処理について、詳細に説明する。
図１９のステップＳ３２１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１１（図１８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち、色みを示す成分（ａ，ｂ）を取得する。
【０１４９】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ３２２へ移行し、撮影画像における背景の色みについて、色空間値を取得する。ここで取得した背景の色空間値を（ａ０，ｂ０）とする。
なお、ステップＳ３２２では、背景の色空間値を取得するため、撮影画像の周縁部や撮影画像の端と中央との中間部分など、およそ一般的に背景が写っている箇所の色空間値を取得するようにしても良いし、或いは、キーボード１３やマウス１４におけるユーザの操作によって指定された領域における平均値を取得するようにしても良い。
【０１５０】
そして、ステップＳ３２３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３２２で取得した背景の色空間値（ａ０，ｂ０）を用いて、撮影画像の各画素と背景との色み成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（２３）のように求められる。
【数６】
このように、ステップＳ３２３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、色み空間（ａｂ空間）における距離として考えることができる。
【０１５２】
次いで、ステップＳ３２４では、ステップＳ３２３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、背景と被写体とが写った撮影画像においては、差分パラメータ量には、背景に関するものと被写体に関するものとによる双峰性が現れると考えられる。従って、各画素について差分パラメータ量を求めることにより、背景領域と被写体領域との閾値を求めることができる。
【０１５３】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３２５において、ステップＳ３２４で判定された背景領域を黒（０）、その他の領域を白（１）として表現した２値画像を作成する。これにより、色み成分をもとに背景と被写体とを分けた２値画像▲１▼を得ることができる。
【０１５４】
次に、図２０のフローチャートを参照して、図１８のステップＳ３１３に示す２値画像▲２▼作成処理について、詳細に説明する。
図２０のステップＳ３３１において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３１１（図１８）で変換された色値（Ｌ，ａ，ｂ）のうち明度を示す成分（Ｌ）をもとにして、明度値を取得する。明度を示す色値（Ｌ）は、照明むら等の影響を受けて、背景を一様に識別しにくくなる可能性があるので、ここでは明度値としてＬの微分値（ｄＬ）を使用する。Ｌの微分値は、Ｌの変化の大きさを示す量であり、Ｌの変化が大きいところは、被写体の輪郭として考えることができる。具体的には、一般的なエッジ検出処理で使用する差分フィルタ等を用いれば実現可能である。
【０１５５】
続いて、ＣＰＵ１０１はステップＳ３３２へ移行し、撮影画像における背景の明度について、明度値を取得する。ここで取得した背景の明度値を（ｄＬ０）とする。なお、背景の明度値（ｄＬ０）として、撮影画像中の平均値を用いても良いし、或いは、背景のＬの変化は小さいと考えることができるから、定数０（零）としても良い。
【０１５６】
ステップＳ３３３において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３３２で取得した背景の明度値（ｄＬ０）を用いて、背景と撮影画像の各画素との明度を示す成分についての差分パラメータ量を算出する。
この差分パラメータ量は、下記式（２４）のように求められる。
【数７】
このように、ステップＳ３３３では、撮影画像中の各画素について、背景との差分パラメータが求められる。求められた差分パラメータ量は、明度を示す成分によるエッジの強さとして考えることができる。
【０１５８】
次いで、ステップＳ３３４では、ステップＳ３３３で求められた差分パラメータ量をもとに、撮影画像における背景領域を判定する。一般に、明度値に関する差分パラメータ量には双峰性は現れにくいため、閾値を求めるために公知の判別分析法等を利用しても良い。
【０１５９】
そして、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ３３５において、ステップＳ３３４で判定された背景領域を黒（０）、その他の領域を白（１）として表現した２値画像を作成する。これにより、明度成分をもとに背景と被写体との境界、すなわち被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を得ることができる。
【０１６０】
このように、図１８に示す背景除去処理においては、図１９及び図２０に示す処理によって２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを得ることにより、これらの２値画像をもとに撮影画像から背景を除去することができる。
ここで、図１８に示す背景除去処理が施された画像の例を、図２１及び図２２に示す。
【０１６１】
図２１は、ペットボトルなどの透明部分を有する被写体について、図１８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図２１において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図２１（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１６２】
図２１（ａ）に示す被写体は、透明なボトル形状の物体である。このため、その撮影画像は、図２１（ｂ）に示すように、被写体の一部が背景と似た色となってしまう。
【０１６３】
図２１（ｂ）の撮影画像について、図１９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図２１（ｃ）のようになる。図２１（ｃ）の２値画像▲１▼において白（１）で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に良く対応しているが、完全なものではない。
【０１６４】
一方、図２１（ｂ）の撮影画像について、図２０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図２１（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図２１（ｄ）の２値画像▲２▼において白（１）で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と対応しているものの、一部が途切れてしまっている。
【０１６５】
そこで、図２１（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図２１（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図２１（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去することにより、図２１（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図２１（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図２１（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図２１（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１６６】
図２２は、缶などの鏡面部分を有する被写体について、図１８の背景除去処理を適用した例を示す図である。図２２において、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景を除去して得られる画像を示す。なお、図２２（ａ）〜（ｆ）に示す各画像においては、説明の便宜のため、画像中の色を模様として模式化して表現する。
【０１６７】
図２２（ａ）に示す被写体は、銀色や金色等の金属面や、鏡面加工された面、非常になめらかな面のように、光を良く反射する表面を有する円柱形状の物体である。このため、その撮影画像では、図２２（ｂ）に示すように、被写体の表面にケース４０１の内面や光が映り込み、よく似た色が複雑に分布する画像となってしまう。
【０１６８】
図２２（ｂ）の撮影画像について、図１９に示す処理を適用して２値画像▲１▼を作成すると、図２２（ｃ）のようになる。図２２（ｃ）の２値画像▲１▼において白（１）で表現される被写体領域は、実際の被写体領域に一部対応しているものの、完全なものではない。
【０１６９】
一方、図２２（ｂ）の撮影画像について、図２０に示す処理を適用して２値画像▲２▼を作成すると、図２２（ｄ）のようになる。２値画像▲２▼は、被写体領域と背景領域との境界、すなわち被写体の輪郭を示すものである。図２２（ｄ）の２値画像▲２▼において白（１）で表現される被写体の輪郭は、実際の被写体の輪郭と良く対応している。
【０１７０】
そこで、図２２（ｃ）及び（ｄ）に示す２値画像の論理和（ＯＲ）を求めると、図２２（ｅ）に示す２値画像が得られる。そして、図２２（ｅ）に示す画像から、内部のノイズ等を除去したり、被写体の輪郭で囲まれた領域を塗りつぶすことにより、図２２（ｆ）に示すマスク画像が得られる。図２２（ｆ）に示すマスク画像は、実際の被写体領域と非常に良く対応している。
そこで、図２２（ｆ）に示すマスク画像を用いて撮影画像を型抜きするように背景を除去すれば、図２２（ｇ）に示すように、撮影画像から背景を除去した、被写体の画像が抽出される。
【０１７１】
ここで、撮影画像における色空間値、明度及び色みの特性について、図２３を参照して説明する。図２３は色空間値のヒストグラムの一例（図２１の被写体）を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。図中の縦軸は画素数を示す。また、図２３中、撮影画像全体のヒストグラムを実線Ａ、被写体のヒストグラムを破線Ｂで示す。
【０１７２】
図２３（ａ）に示すように、全色空間値のヒストグラムにおいて、適当な閾値により、背景と被写体とを明確に区別するのは困難である。また、図２３（ｂ）に示す明度のヒストグラムにおいても、背景と被写体とを区別するのは難しい。従って、明度に関してはＬ値の微分に対して判別分析法等を用いて、被写体の輪郭を検出する手法が有効である。
【０１７３】
一方、図２３（ｃ）に示すように、色みに関するヒストグラムには背景と被写体の２つの山による双峰性が現れており、容易に閾値Ｄを設定することができる。従って、色みについては閾値を設定し、この閾値で各画素を背景と被写体とに区分することが有効である。
【０１７４】
このように、本第３の実施の形態によれば、撮影画像の色値のうち色み成分をもとに２値画像を作成し、さらに、撮影画像の色値のうち明度成分をもとに２値画像を作成し、作成された２つの２値画像を用いて被写体を抽出するので、被写体と背景とを効率よく正確に区分できる。このため、透明な部分を有する被写体についても良好に被写体の画像のみを抽出することができる一方、被写体に背景と似た色が含まれる場合や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体についても、良好に被写体の画像のみを抽出することができる。
【０１７５】
例えば、色みだけを基準として被写体の画像を抽出しようとした場合、似た色の識別を正確に行うことが困難なため、背景と似た色を含む被写体や、周囲の像や光が反射して映り込む被写体については、正確に画像を抽出できない。また、明度のみを基準として被写体の輪郭を検出しようとした場合、輪郭が途切れてしまった箇所を補正するためには複雑なデータ処理を要し、効率よい処理が困難となる。しかしながら、本発明によれば、色み成分をもとに被写体と背景とを区分する２値画像▲１▼を作成し、さらに、明度成分をもとに被写体の輪郭を示す２値画像▲２▼を作成し、これらの２値画像を組み合わせている。このため、単に複数の方法を組み合わせただけでなく、色値の特性、特に色空間値の特性を生かした非常に効率の良い処理を行って、迅速かつ正確な被写体画像の抽出を可能としているものであり、格別の効果を奏するものである。
【０１７６】
また、図１８に示す背景除去処理で作成される２値画像▲１▼と２値画像▲２▼は、それぞれ２値の画像データであり、そのデータ量は非常に少なくて済む。このため、処理に係る時間やハードウェア資源を節約することができ、かつ、迅速で正確な画像処理を行うことができる。
【０１７７】
なお、上記第３の実施の形態においては、マスク画像を作成する処理において、色みに基づく２値画像▲１▼と明度に基づく２値画像▲２▼との論理和を用いる構成としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とに重み付けを行って論理和を求めることにより、色み若しくは明度のいずれかを重視したマスク画像を作成するようにしても良い。また、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とのＡＮＤを求めるようにしても良いし、そのほか、統計的手法を用いて２値画像▲１▼と２値画像▲２▼とを組み合わせて解析するようにしても良い。
【０１７８】
また、撮影画像データのＲＧＢ値をＬａｂ空間値に変換してから、２値画像を作成する構成としたが、Ｌａｂ空間のほか、明度、色相、彩度等の情報や、輝度と色相とに基づくＹＣＣ色空間、Ｌｕｖ空間などを利用しても良い。
【０１７９】
さらに、２値画像▲１▼としては、背景領域を黒（０）、被写体領域を白（１）として表現した画像を示し、２値画像▲２▼としては被写体の輪郭を白（１）として表現した画像を用いたが、その逆の値又は配色としても良いし、当然のことながら２値とは黒と白のみを指すものではないので、他の二色を用いても良く、データの表現方法は任意である。
【０１８０】
［第４の実施の形態］
図２４〜図２６を用いて、第４の実施の形態を説明する。
なお、本第４の実施の形態における撮影システム１は、上記第１の実施の形態における撮影システム１と同様の構成によってなるものであり、その構成については図示及び説明を省略する。
【０１８１】
図２４は、本第４の実施の形態における撮影システム１によって実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
図２４に示す背景画像除去処理において、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０１で、上記第３の実施の形態におけるステップＳ３１１〜３１５（図１８）と同様の処理を実行する。
【０１８２】
そして、ＣＰＵ１０１はステップＳ４０２に移行して、得られた背景除去画像から、被写体における透明な領域を判定する。
透明な領域の判定は、色みと明度を基準として行う。被写体における透明な領域は、背景と似た色でありながら、背景とは明度が異なっているという特徴を有する。従って、被写体領域において、背景領域と色みが近く、かつ、明度が異なる箇所は、透明な領域として判定できる。
【０１８３】
具体的には、まず、撮影画像中の各画素に対して、背景画像とのＬａｂ値の差（Ｌａｂ空間における距離）と、ａｂ値の差（ａｂ空間における距離）を求める。この処理で、Ｌａｂ値の差が小さく、かつ、ａｂ値の差が大きい画素は、被写体における透明領域であると判定できる。
【０１８４】
ステップＳ４０３で、ＣＰＵ１０１は、背景領域の指定色を取得する。この指定色とは無彩色であり、Ｌａｂ＝（Ｌ０，０，０）と定義される。なお、本第４の実施の形態において、指定色は明度の基準となる色であるから、色みに関する情報は必要とされない。このため、ステップＳ４０３で取得される指定色は無彩色で良い。
【０１８５】
さらに、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ４０４で背景除去画像を作成し、ステップＳ４０５に移行して、ステップＳ４０２で判定した透明領域の色を補正する。
この色補正では、透明領域の明度を、背景領域の指定色に合わせる。例えば、透明領域中のある画素Ｌａｂ値が（Ｌ１，ａ１，ｂ１）であった場合は、そのＬａｂ値を（Ｌ０，ａ１，ｂ１）と補正する。
【０１８６】
この処理によって、透明な部分を有する被写体の画像を抽出した場合に、透明な部分の色は、撮影時の背景の色に左右されず、ステップＳ４０３で取得された指定色に応じた色となる。このため、背景画像を除去した被写体画像は、違和感無く様々な用途に利用できる。
【０１８７】
図２５及び図２６は、透明な部分を有する被写体画像についての補正の様子を説明するための図である。図２５は、図２４に示す背景除去処理における明度の補正を行わなかった場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１８８】
また、図２６は、図２４に示す背景除去処理における明度の補正を行った場合の例を示し、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、さらに別の背景と合成した例を示す。
【０１８９】
なお、図２５（ａ）〜（ｄ）及び図２６（ａ）〜（ｄ）の各図においては、説明の便宜のため、色を模様で模式化して図示している。
【０１９０】
図２５（ａ）〜（ｄ）及び図２６（ａ）〜（ｄ）の各図に例示する被写体は、透明なボトル形状の物体であり、最上部のキャップを除く部分は透明である。
従って、図２５（ａ）及び図２６（ａ）に示すように、撮影画像では、上部を除く部分は背景と同じ色となってしまう。
【０１９１】
まず、図２４に示す背景除去処理において、ステップＳ４０５の補正を行わなかった場合について説明する。
図２５（ａ）に示す撮影画像から被写体の画像を抽出し、背景色をＲＧＢ＝（0,0,0 ）とした場合の例を、図２５（ｂ）に示す。背景色は黒に近い色であるが、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。また、図２５（ｃ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。同様に、図２５（ｄ）に示すように、抽出した被写体画像を、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、被写体の透明部分は、図２５（ａ）の撮影画像における背景に近い色のままである。
【０１９２】
このため、図２５（ａ）に示す撮影画像から抽出した被写体画像は、撮影画像の背景色の影響を排除することができず、他の画像と組み合わせた場合に、透明なはずの箇所で色の違いが顕著になり、違和感を生じてしまう。
【０１９３】
一方、図２４のステップＳ４０５における補正を行った場合の例を図２６に示す。図２６（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体の画像を、ＲＧＢ＝（0,0,0 ）の背景と組み合わせた場合に、明度の補正を実行すれば、図２６（ｂ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となり、全体として自然な画像となる。また、被写体画像をＲＧＢ＝（50,50,50）の背景と組み合わせる場合も、明度の補正を行えば、図２６（ｃ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。さらに、ＲＧＢ＝（255,255,255 ）の背景と組み合わせた場合も、明度の補正を行えば、図２６（ｄ）に示すように、被写体の透明部分は背景色に近い明度となって全体として自然な画像となる。
【０１９４】
このように、撮影画像から背景を除去して被写体画像を抽出し、さらに被写体画像における透明な部分について明度の補正を行うことにより、被写体画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現できる。
【０１９５】
従って、本発明によれば、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。例えば、明るさの異なる背景を用いて撮影された複数の撮影画像から、それぞれ被写体画像を抽出すると、被写体における透明部分は異なる明るさになってしまう。本発明によれば、これら複数の被写体画像について、透明部分の明度を統一することも容易であり、抽出した被写体画像を様々な用途に利用する際の利便性を向上させることができる。
【０１９６】
なお、本第４の実施の形態では、被写体の透明部分の色を背景領域の指定色に合わせる構成としたが、この指定色は、予め指定された色であっても良いし、その都度、キーボード１３若しくはマウス１４の操作によってユーザが指定するものであってもよい。また、被写体における透明領域の判定では、Ｌａｂ値の差とａｂ値の差を利用したが、本発明はこれに限定されるものではなく、Ｌ値の差とａｂ値の差を利用しても、同様の効果を得ることができる。さらに、上記第３の実施の形態と同様に、撮影システム１において採用される色空間はＬａｂ空間に限られず、Ｌｕｖ空間やＹＣＣ色空間を利用しても良い。
【０１９７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明の画像処理装置、及び請求項５記載の発明のプログラムによれば、処理対象画像の色みに基づいた処理によって効率よく被写体の画像と非被写体画像とを区分し、さらに、処理対象画像の明るさに基づいて効率よく被写体の画像と非被写体画像の境界を判別する。そして、被写体の画像と非被写体画像とを区分した結果と、被写体の画像と非被写体画像の境界とをもとにして被写体画像を抽出することにより、透明な部分を有する被写体や、周囲の光を良く反射する被写体など、従来の手法では被写体の画像の抽出が困難な場合であっても、効率よく正確に被写体の画像を抽出できる。
【０１９８】
請求項２記載の発明の画像処理装置によれば、区分手段によって処理対象画像を被写体の画像と非被写体画像とに区分した２値画像を作成し、境界判別手段によって処理対象画像中の被写体の画像と非被写体画像との境界を示す２値画像を作成して、これら複数の２値画像をもとに被写体の画像を抽出するので、処理対象画像の色みに基づく区分の結果と、明るさに基づく境界の判別との結果を効率よく組み合わせることにより、より効率よく被写体の画像を抽出できる。また、２値画像は、その情報量が小さくて済むので、より一層効率よく処理することができる。
【０１９９】
請求項３記載の発明の画像処理装置によれば、処理対象値取得手段は、処理対象画像における色値を色空間値に変換することによって処理対象値を生成し、区分手段及び境界判別手段へ出力するので、処理対象画像を被写体の画像と非被写体画像とに区分する処理と、処理対象画像中の被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する処理は、いずれも色空間への変換によって得られる色空間値に基づいて行われる。例えばＬａｂ空間等の色空間は、人間の目に似た特性を有するので、ユーザが見た目で判断した通りの被写体の画像の抽出を行うことができる。さらに、色区間への変換を行って得られる色空間値を用いることにより、色みを良く反映した処理を行うことができるので、従来の手法によっては被写体の画像を抽出することが困難な場合であっても、より一層正確に、かつ効率よく抽出を行える。
【０２００】
また、請求項１記載の発明の画像処理装置によれば、透明領域判定手段によって、抽出手段により抽出された被写体の画像に含まれる透明な領域を判定し、透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、補正手段により、予め指定された明るさに補正するので、抽出手段によって抽出した被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【０２０１】
請求項１記載の発明の画像処理装置によれば、透明領域判定手段は、抽出手段により抽出された被写体画像の処理対象値のうち、明るさを示す成分が非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が非被写体画像と近似している領域を、透明領域として判定するので、被写体の画像における透明領域を、効率よく、かつ正確に判定できる。特に、色みと明るさとに基づく処理は、区分手段及び境界判別手段による処理と同様の処理であるから、被写体の画像を抽出する際に用いた情報を再度利用して、透明領域の判定を行うことができ、新たな情報の取得や生成を行う必要がない。このため、透明な領域の判定を、被写体の画像の抽出処理と連続する処理として、非常に効率良く実行し、被写体の画像の有用性を高めることができる。
【０２０２】
請求項４記載の発明の画像処理装置、及び請求項６記載の発明のプログラムによれば、処理対象画像から抽出される被写体の画像において、透明な部分の明るさを適切な明るさにすることができる。これにより、抽出された被写体の画像を他の画像や背景と組み合わせた場合に、より自然な仕上がりを実現でき、背景を除去して得られた画像を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した実施の形態における画像処理装置の撮影システム１を示す概略斜視図である。
【図２】図１のケース４０１の内部構成を示す断面図である。
【図３】図１の画面処理装置１０の内部構成を示すブロック図である。
【図４】図３の記憶装置１０６の構成を示す図である。
【図５】図４の記憶装置１０６に格納される撮影条件ファイル１０６ａの一例を示す図である。
【図６】図１のデジタルカメラ２０及び撮影制御装置３０の内部構成を示すブロック図である。
【図７】図３のＣＰＵ１０１により実行される処理を示すフローチャートである。
【図８】図３のＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図９】図３のＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲１▼作成処理を示すフローチャートである。
【図１０】図３のＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲２▼作成処理を示すフローチャートである。
【図１１】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図１２】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図１０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図１３】図８に示す背景除去処理の様子を示す説明図として、色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。
【図１４】本発明を適用した第２の実施の形態において図３に示すＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図１５】図１４に示す背景除去処理における明度補正を行わなかった場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図１６】図１４に示す背景除去処理における明度補正を行った場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図１７】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される処理を示すフローチャートである。
【図１８】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図１９】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲１▼作成処理を示すフローチャートである。
【図２０】本発明を適用した第３の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される２値画像▲２▼作成処理を示すフローチャートである。
【図２１】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図２２】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図であり、（ａ）は被写体を示し、（ｂ）は撮影画像を示す。（ｃ）は、図１９に示す処理で作成される２値画像▲１▼を示し、（ｄ）は図２０に示す処理で作成される２値画像▲２▼を示す。また、（ｅ）は、２値画像▲１▼と２値画像▲２▼との論理和により得られる画像を示し、（ｆ）は、同図（ｅ）に示す画像から作成されるマスク画像を示し、（ｇ）は、同図（ｆ）に示すマスク画像をもとに背景が除去された画像を示す。
【図２３】図１８に示す背景除去処理の様子を示す説明図として、色空間値のヒストグラムの一例を示す図表であり、（ａ）は全色空間値のヒストグラムを示し、（ｂ）は明度に関するヒストグラムを示し、（ｃ）は色みに関するヒストグラムを示す。
【図２４】本発明を適用した第４の実施の形態において、ＣＰＵ１０１により実行される背景除去処理を示すフローチャートである。
【図２５】図２４に示す背景除去処理における明度補正を行わなかった場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【図２６】図２４に示す背景除去処理における明度補正を行った場合の例を示す説明図であり、（ａ）は撮影画像を示し、（ｂ）は（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を別の背景と合成した例を示し、（ｃ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）及び（ｂ）とは別の背景と合成した例を示し、（ｄ）は、（ａ）に示す撮影画像から抽出された被写体画像を、（ａ）〜（ｂ）とは別の背景と合成した例を示す。
【符号の説明】
１ 撮影システム
５ 被写体
６ 背景材
１０ 画面処理装置
１０１ ＣＰＵ
１０２ 入力部
１０３ ＲＡＭ
１０４ 伝送制御部
１０５ 表示部
１０６ 記憶装置
１０７ 記憶媒体
１０８ Ｉ／Ｆ部
１０９ バス
１１ 本体
１２ ディスプレイ
１３ キーボード
１４ マウス
２０ デジタルカメラ
２０１ Ｉ／Ｆ部
２０２ カメラ制御部
２０３ 画像メモリ
２０４、２０５、２０６ モータ
２０７ ズーム
２０８ フォーカス
２０９ 絞り
２１０、２１１、２１２ ポテンショメータ
３０ 撮影制御装置
３０１ Ｉ／Ｆ部
３０２ 停止スイッチ
３０３ カメラ向き検出器
３０４ チルト台駆動制御部
３０５ 被写体台座駆動制御部
３０６ フード駆動制御部
３０７ 照明制御部
４０ 撮影装置
４０１ ケース
４０２ フード
４０３ チルト台
４０４ 非常停止ボタン
４０５ 被写体台座
４０６ 側面扉
４０７、４０８、４０９ モータ
４１０、４１１、４１２ ポテンショメータ
４２１ 撮影用鏡
４２２ 鏡固定台座
４２３ａ、４２３ｂ、４２３ｃ、４２４ｄ 照明装置
４２４ａ、４２４ｂ、４２４ｃ、４２４ｄ 照明固定台座
４２５ 光拡散部材
Claims (6)
- 被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から処理対象値を取得する処理対象値取得手段と、
この処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分する画像区分手段と、
前記処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する境界判別手段と、
前記区分手段により前記処理対象画像を区分した結果と、前記境界判別手段により判別された境界とをもとに、前記処理対象画像から被写体の画像を抽出する抽出手段と、
前記抽出手段により抽出された被写体画像の前記処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、透明な領域として判定する透明領域判定手段と、
この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記区分手段は、前記処理対象値取得手段により取得された処理値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分した２値画像を作成し、
前記境界判別手段は、前記処理対象値取得手段により取得された処理値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を示す２値画像を作成し、
前記抽出手段は、前記区分手段及び前記境界判別手段によりそれぞれ作成された複数の２値画像をもとに、前記処理対象画像から被写体の画像を抽出すること、
を特徴とする請求項１記載の画像処理装置。 - 前記処理対象値取得手段は、前記処理対象画像における色値を色空間値に変換することによって前記処理対象値を生成し、前記区分手段及び前記境界判別手段へ出力することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
- 被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、
前記処理対象画像における色値から処理対象値をし、当該処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、前記被写体の画像に含まれる透明な領域として判定する透明領域判定手段と、
この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段とを備えること、
を特徴とする画像処理装置。 - 入力される被写体を含む画像データに画像処理を施すコンピュータを、
被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像における色値から処理対象値を取得する処理対象値取得手段、
この処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、色みを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像とを区分する画像区分手段、
前記処理対象値取得手段により取得された処理対象値のうち、明るさを示す成分をもとにして、被写体の画像と非被写体画像との境界を判別する境界判別手段、
前記区分手段により前記処理対象画像を区分した結果と、前記境界判別手段により判別された境界とをもとに、前記処理対象画像から被写体の画像を抽出する抽出手段、
前記抽出手段により抽出された被写体画像の前記処理対象値のうち、明るさを示す成分 が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、透明な領域として判定する透明領域判定手段、
この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段、
として機能させるためのプログラム。 - 入力される被写体を含む画像データに画像処理を施すコンピュータを、
被写体の画像と、被写体を除く部分の非被写体画像とを含む処理対象画像から、非被写体画像を除去して得られる被写体の画像について、
前記処理対象画像における色値から処理対象値をし、当該処理対象値のうち、明るさを示す成分が前記非被写体画像とは異なり、かつ、色みを示す成分が前記非被写体画像と近似している領域を、前記被写体の画像に含まれる透明な領域として判定する透明領域判定手段、
この透明領域判定手段により判定された透明な領域の明るさを、予め指定された明るさに補正する補正手段、
として機能させるためのプログラム。
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