JP4251317B2 - 撮像装置および画像処理プログラム - Google Patents
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Description
【０００１】
本発明は、撮像した画像に少なくとも色再現処理を施す撮像装置および処理対象の画像に画像処理を施す画像処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子カメラなどの撮像装置では、撮像により得られた画像に対して色再現処理が行われている。色再現処理には、色再現マトリックス（例えば、３行３列の行列）が用いられる。
このような色再現処理では、各種光源ごとに、適当な色温度に応じた色再現マトリックスを予め記録しておき、撮影時に光源判定を行って、色再現マトリックスを決定している。
【０００３】
光源判定では、色温度に基づいて判定が行われるが、色温度は連続的に変化する値である。したがって、前述した適当な色温度に応じた色再現マトリックスでは対応しきれない。そのため、複数の色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って新たに色再現マトリックスを得る方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の発明では、光源として自然光（つまり、自然光の単一光源）が想定されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９１３７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の撮影では、被写体は複数種類の光源（以下、「ミックス光源」と称する）により照明されている。このようなミックス光源には、例えば、自然光と蛍光灯とのミックス光源などがある。このため、前述した自然光の単一光源を想定している特許文献１の発明では、適切な色再現処理を行うことができない場合があった。
【０００６】
このような問題に対処するために、各種光源ごとの色再現マトリックスの他に、実際に使用されると考えられるミックス光源ごとの色再現マトリックスを、予めメモリに記録しておくことが考えられる。しかし、様々なミックス光源が考えられるため、考えられる全てのミックス光源ごとに色再現マトリックスを記録しようとすると、記録するためのメモリ容量が増大してしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被写体を照明している光源に合わせて、メモリを増大することなく、適切な色再現処理を行うことができる撮像装置および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像部と、前記被写体の色温度情報を算出する色温度情報算出部と、自然光源および少なくとも１種類の人工光源のそれぞれについて、複数の色再現マトリックスを、前記光源の種類および所定の色空間での位置座標と対応付けて記録する記録部と、前記記録部に記録された前記色再現マトリックスから、前記色空間において前記色温度情報に対応する位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、同種の光源に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスと、前記光源とは異なる光源に対応付けられた２つ以下の前記色再現マトリックスとを選択し、選択した複数の前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する演算部と、前記補正色再現マトリックスを用いて、前記撮像部により生成された前記画像に色再現処理を施す色再現処理部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標をつなぐ軌跡の近傍に位置する場合は、該同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算しても良い。
【００１０】
また、前記記録部は、複数の前記光源のそれぞれについて、複数の所定の色温度に対応する複数の前記色再現マトリックスを記録し、前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標を結んだ等温線の近傍に位置する場合は、該同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、異なる２つの前記光源にそれぞれ対応付けられた前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算しても良い。
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、本発明の撮像装置の一例として、電子カメラを用いて説明を行う。
《第１実施形態》
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。
電子カメラ１は、図１に示すように、撮像部２、制御部３、画像処理部４、表示部５および記録部６を備えており、これらはバスを介して相互に接続されている。
なお、画像処理部４には、ホワイトバランス調整部、色再現処理部など（不図示）が設けられている。また、撮像部２は、不図示の光学系、被写体までの撮影距離などを測定する各種センサ、撮像素子、Ａ／Ｄ変換器などを備えている。また、制御部３内のメモリ８には、各部の動作プログラムが予め記録されている。さらに、メモリ８には、後述する色再現処理に用いられる複数の色再現マトリックスが記録されている（詳細は後述する）。
【００１４】
また、電子カメラ１は、操作部７を備えており、図１において、操作部７の出力は制御部３に接続される。なお、操作部７は、不図示の電源ボタン、レリーズボタンなどを含む。
以上説明したような構成の電子カメラ１において、不図示の電源ボタンが「ＯＮ」されると、制御部３は、各部にスルー画像の撮像および表示を開始するよう指示する。また、制御部３は、撮像されたスルー画像に基づいて、ホワイトバランスゲイン値（以下、「ＷＢゲイン値」と称する）を算出し始める。
【００１５】
そして、操作部７の不図示のレリーズボタンが押圧されると、制御部３は、各部を介して被写体の撮像を行い、画像処理部４を介して、撮影により得られた画像に所定の画像処理（ホワイトバランス調整や色再現処理など）を施す。そして、制御部３は、生成された画像処理後の画像を、記録部６に記録するとともに、表示部５に表示する。
【００１６】
以下、本発明の特徴である色再現処理について説明する。
【００１７】
始めに、メモリ８に記録された複数の色再現マトリックスについて説明する。
図２は、均等色空間Ｙｘｙの座標系に、各光源の種類ごとの色温度の変化の軌跡を表した図である。
図２中の曲線Ａは蛍光灯が光源である場合、曲線Ｂは自然光が光源である場合、曲線Ｃは閃光装置による閃光が光源である場合の色温度の変化の軌跡を示す。破線（以下、「等温線」と称する）は、色温度（２０００Ｋ〜１００００Ｋ）を示す。
【００１８】
そして、曲線Ａ〜曲線Ｃと等温線との交点（●，■，▲）には、それぞれ位置座標に対応付けて、色再現マトリックスが記録されている。ここで、色再現マトリックスは例えば３行３列の行列式である。曲線Ａ上の交点●には、蛍光灯に対応付けられた色再現マトリックスが記録されており、曲線Ｂ上の交点■には、自然光に対応付けられた色再現マトリックスが記録されており、曲線Ｃ上の交点▲には、閃光装置の閃光に対応付けられた色再現マトリックスが記録されている。
【００１９】
次に、撮影時の光源に最適な色再現マトリックスである補正色再現マトリックスの演算方法について図３のフローチャートを用いて説明する。
第１実施形態は、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されている場合の実施例である。
ステップＳ１において、制御部３は、撮影時の光源のＹｘｙ平面上の位置座標を算出する。具体的には、撮像により得られた画像に基づいてＷＢゲイン値を算出し、このＷＢゲイン値に基づいて、Ｙｘｙ平面上の位置座標を算出する。
【００２０】
ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れかの等温線に含まれる（何れかの等温線上の位置座標である）か否かを判定する。制御部３は、ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れかの等温線に含まれる場合には、ステップＳ３に進み、ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れの等温線にも含まれない場合には、ステップＳ４に進む。
【００２１】
ステップＳ３において、制御部３は、補正色再現マトリックスを演算する。
ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れかの等温線に含まれる場合の例を図４に示す。図４は図２の一部を拡大した図である。図４中の点Ｐ１はステップＳ１で算出した位置座標である。図４の例では、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ１は、３０００Ｋの等温線に含まれる。
【００２２】
制御部３は、まず、３０００Ｋの等温線上で色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ１からの距離が最も近い２点を選択する。図４の例では、自然光が光源である場合を示す曲線Ｂ上の点Ｂ１と、閃光装置による閃光が光源である場合を示す曲線Ｃ上の点Ｃ１とを選択する。このように、異なる曲線上から点が選択されるのは、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されているからである。また、異なる曲線上から点が選択されるということは、すなわち、対応付けられた光源の種類が異なる色再現マトリックスが選択されるということである。
【００２３】
そして、制御部３は、点Ｂ１および点Ｃ１から点Ｐ１までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ｂ１および点Ｃ１に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ｂ１および点Ｃ１に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００２４】
一方、図３のステップＳ４において、制御部３は、補正色再現マトリックスを演算する。
ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れの等温線にも含まれない場合の例を図５に示す。図５は図２の一部を拡大した図である。図５中の点Ｐ２はステップＳ１で算出した位置座標である。図５の例では、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ２は、全ての等温線の何れにも含まれない。
【００２５】
制御部３は、まず、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ２からの距離が最も近い４点を選択する。図５の例では、蛍光灯が光源である場合を示す曲線Ａ上の点Ａ１およびＡ２と、自然光が光源である場合を示す曲線Ｂ上の点Ｂ２およびＢ３とを選択する。このように、異なる曲線上から点が選択されるのは、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されているからである。
【００２６】
そして、制御部３は、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３から点Ｐ２までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００２７】
その後、図３のステップＳ５において、制御部３は、ステップＳ３、ステップＳ４の何れかで算出した補正色再現マトリックスを画像処理部４へ出力し、一連の処理を終了する。
そして、画像処理部４は、このようにして演算された補正色再現マトリックスを用いて、撮像部２により撮像された画像に対して色再現処理を施す。
【００２８】
なお、本実施形態では、ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れの等温線にも含まれない場合（図５参照）には、４点を選択して補正色再現マトリックスを演算したが（ステップＳ４参照）、例外について説明する。図６（図６は図２の一部を拡大した図である）に示すように、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ３が４点に囲まれていない場合、制御部３は、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ３からの距離が最も近い３点を選択して、補正色再現マトリックスの演算を実行する。
【００２９】
制御部３は、図６において、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ３からの距離が最も近い４点を選択しようとすると、図６中のＡ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６を選択することになる。この場合、曲線Ｂから３点が選択されることになる。ここで、１つの曲線からは最大２点しか選択しないことを定めておく。そのため、制御部３は、曲線Ｂからは２点のみを選択することとなり、図７中の点Ｂ４は選択されない。
【００３０】
また、本実施形態では、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、ステップＳ１で算出した位置座標からの距離が最も近いものを選択して補正色再現マトリックスを演算する例を示したが、さらに、光源判別を行って演算に加味するようにしても良い。例えば、フリッカ検出を行うことにより光源が蛍光灯であることを判定し、さらに、閃光装置の閃光発光の有無を判定する。そして、光源が蛍光灯と閃光装置の閃光とのミックス光源であることが判定できた場合、これを補正色再現マトリックスの演算に加味する。例えば、ステップＳ１で算出した位置座標が図５中の点Ｐ２であった場合、曲線Ａ（光源が蛍光灯）および曲線Ｃ（光源が閃光装置の閃光）を選択の対象とし（自然光が光源である場合を示す曲線Ｂは対象から排除し）、点Ａ１，Ａ２，Ｃ２，Ｃ３に対応付けて記録されている色再現マトリックスを用いて演算を行うことにより、より適切な色再現処理を行うことができる。
【００３１】
以上説明したように、第１実施形態によれば、予め定められた複数種類の光源（蛍光灯、自然光、閃光装置の閃光）ごとに、それぞれ１つ以上の色再現マトリックスを対応付けて記録しておき、これらの色再現マトリックスのうち、少なくとも２つの色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算し、その補正色再現マトリックスを用いて色再現処理が行われる。そのため、適切な色再現処理を行うことができる。
【００３２】
特に、本実施形態で説明したように、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されている場合にも、対応付けられた光源の種類が異なる少なくとも２つの色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って補正色再現マトリックスが演算されるので、適切な色再現処理を行うことができる。
また、第１実施形態によれば、予めいくつか（本実施形態では１２個）の色再現マトリックスをメモリ８に記録しておき、処理対象の画像に合わせて、補間処理を行うことより最適な補正色再現マトリックスを演算する。そのため、考えられる全てのミックス光源ごとに色再現マトリックスを記録する必要がなく、メモリが増大するという問題を回避することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、自然光および少なくとも１種類の人工光源（本実施形態では、蛍光灯および閃光装置の閃光）ごとに、色再現マトリックスを対応付けて記録する。そのため、被写体が、自然光と人工光源とのミックス光源によって照明されている場合でも、適切な色再現処理を行うことができる。
また、本実施形態によれば、メモリ８に記録された色再現マトリックスに対応付けられている光源の種類を色空間の座標系における軌跡で表し、その座標系における位置座標をもとに、前記色再現マトリックスを加重平均することにより、補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する。そのため、演算を簡略化することができるので、電子カメラ１の制御部３における負荷を軽減することができる。
【００３４】
なお、第１実施形態では、ステップＳ２の判定において、ステップＳ１で算出した位置座標が、各等温線に含まれるか否かを判定したが、これらの判定を以下のように行うようにしても良い。すなわち、判定の対象となる各等温線にそれぞれ幅を持たせ、ステップＳ１で算出した位置座標が、各線を含む所定の範囲に含まれるか否かを判定するようにしても良い
《第２実施形態》
以下、図面に基づいて、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみについて説明を行う。
【００３５】
第２実施形態の電子カメラ１０（不図示）は、第１実施形態の電子カメラ１と同様の構成であるため、図示および説明を省略する。
電子カメラ１０の制御部１３内のメモリ１８（何れも不図示）には、第１実施形態とは異なるプログラムが記録されている。また、メモリ１８には、第１実施形態と同様に、色再現処理に用いられる複数の色再現マトリックスが記録されている。
【００３６】
以下、第２実施形態における補正色再現マトリックスの演算方法について図７のフローチャートを用いて説明する。
第２実施形態では、被写体が単一光源により照明されている場合の実施例である。
ステップＳ１１において、制御部１３は、撮影時の光源のＹｘｙ平面上の位置座標を算出する。具体的には、撮像により得られた画像に基づいてＷＢゲイン値を算出し、このＷＢゲイン値に基づいて、Ｙｘｙ平面上の位置座標を算出する。
【００３７】
ステップＳ１２において、制御部１３は、補正色再現マトリックスを演算する。
撮影時の光源が単一光源である場合、ステップＳ１１で算出した位置座標は曲線Ａ〜曲線Ｃの何れかに含まれることになる。例を図８に示す。図８は図２の一部を拡大した図である。図８中の点Ｐ４はステップＳ１１で算出した位置座標である。図８の例では、ステップＳ１１で算出した位置座標Ｐ４は、閃光装置による閃光が光源である場合を示す曲線Ｃに含まれる。
【００３８】
制御部１３は、まず、曲線Ｃ上で色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ４からの距離が最も近い２点を選択する。図８の例では、曲線Ｃ上の点Ｃ４および点Ｃ５を選択する。そして、制御部１３は、点Ｃ４および点Ｃ５から点Ｐ４までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ｃ４および点Ｃ５に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ｃ４および点Ｃ５に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００３９】
ステップＳ１３において、制御部１３は、ステップＳ１２で算出した補正色再現マトリックスを画像処理部４へ出力し、一連の処理を終了する。
そして、画像処理部４は、このようにして演算された補正色再現マトリックスを用いて、撮像部２により撮像された画像に対して色再現処理を施す。
以上説明したように、第２実施形態によれば、光源が単一光源である場合に、その光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算する。特に、光源が人工光の単一光源である場合でも、その人工光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算する。
【００４０】
従来、光源が人工光源（蛍光灯、閃光装置の閃光）である場合には、適切な色再現処理を行うことができない場合があった。これは、蛍光灯の場合には、劣化によって色温度が著しく変化したり、製造メーカーによって色温度にばらつきがあるためである。また、閃光装置の閃光の場合には、同様に、製造メーカーや閃光装置の個体差による色温度の違いや、閃光発光してからの経過時間によって光が減衰し、色温度が変化するためである。
【００４１】
本実施形態によれば、その人工光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算し、色補正処理を行うので、前述した問題を改善し、光源が人工光の単一光源である場合でも、適切な色補正処理を行うことができる。
なお、上記各実施形態では、補正色再現マトリックスを演算する際（図３ステップＳ３、ステップＳ４および図７ステップＳ１２）に、ユークリッド距離を算出し、その距離に基づいて加重平均する例を示したが、さらに、重み付けを行ってから加重平均するようにしても良い。例えば、ユーザによりホワイトバランスの光源指定が行われていた場合には、指定された光源の色再現マトリックスの性質が強く反映されるように重み付けを行うようにすれば良い。
【００４２】
また、上記各実施形態では、ホワイトバランスゲイン値を、撮像により得られた画像、すなわち撮像素子による画像に基づいて算出する例を示したが、撮像素子の他に、色バランスを測定可能なセンサなどを電子カメラ１または電子カメラ１０に設けるようにしても良い。
また、上記各実施形態では、光源として、蛍光灯、自然光、閃光装置の閃光を用いて説明を行ったが、他の光源を用いるようにしても良い。
【００４３】
また、第１実施形態および第２実施形態で説明した各処理を１つの電子カメラに適用しても良い。その場合、プログラム中に光源が単一光源がミックス光源かを判断するステップを挿入すると良い。光源の判別は、ステップＳ１またはステップＳ１１で算出した位置座標が、曲線Ａ〜曲線Ｃの何れかに含まれるか否かを判定することにより行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、被写体を照明している光源に合わせて、メモリを増大することなく、適切な色再現処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。
【図２】第１実施形態の電子カメラ１のメモリ８に記録される複数の色再現マトリックスを説明する図である。
【図３】第１実施形態の電子カメラ１の動作を説明するフローチャートである。
【図４】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図５】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図６】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図７】第２実施形態の電子カメラ１０の動作を説明するフローチャートである。
【図８】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【符号の説明】
１，１０ 電子カメラ
２ 撮像部
３，１３ 制御部
４ 画像処理部
５ 表示部
６ 記録部
７ 操作部
８，１８ メモリ
本発明は、撮像した画像に少なくとも色再現処理を施す撮像装置および処理対象の画像に画像処理を施す画像処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子カメラなどの撮像装置では、撮像により得られた画像に対して色再現処理が行われている。色再現処理には、色再現マトリックス（例えば、３行３列の行列）が用いられる。
このような色再現処理では、各種光源ごとに、適当な色温度に応じた色再現マトリックスを予め記録しておき、撮影時に光源判定を行って、色再現マトリックスを決定している。
【０００３】
光源判定では、色温度に基づいて判定が行われるが、色温度は連続的に変化する値である。したがって、前述した適当な色温度に応じた色再現マトリックスでは対応しきれない。そのため、複数の色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って新たに色再現マトリックスを得る方法が考えられている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１の発明では、光源として自然光（つまり、自然光の単一光源）が想定されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１９１３７８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、実際の撮影では、被写体は複数種類の光源（以下、「ミックス光源」と称する）により照明されている。このようなミックス光源には、例えば、自然光と蛍光灯とのミックス光源などがある。このため、前述した自然光の単一光源を想定している特許文献１の発明では、適切な色再現処理を行うことができない場合があった。
【０００６】
このような問題に対処するために、各種光源ごとの色再現マトリックスの他に、実際に使用されると考えられるミックス光源ごとの色再現マトリックスを、予めメモリに記録しておくことが考えられる。しかし、様々なミックス光源が考えられるため、考えられる全てのミックス光源ごとに色再現マトリックスを記録しようとすると、記録するためのメモリ容量が増大してしまう。
【０００７】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、被写体を照明している光源に合わせて、メモリを増大することなく、適切な色再現処理を行うことができる撮像装置および画像処理プログラムを提供することを目的とする。
【０００８】
本発明の撮像装置は、被写体を撮像して画像を生成する撮像部と、前記被写体の色温度情報を算出する色温度情報算出部と、自然光源および少なくとも１種類の人工光源のそれぞれについて、複数の色再現マトリックスを、前記光源の種類および所定の色空間での位置座標と対応付けて記録する記録部と、前記記録部に記録された前記色再現マトリックスから、前記色空間において前記色温度情報に対応する位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、同種の光源に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスと、前記光源とは異なる光源に対応付けられた２つ以下の前記色再現マトリックスとを選択し、選択した複数の前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する演算部と、前記補正色再現マトリックスを用いて、前記撮像部により生成された前記画像に色再現処理を施す色再現処理部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
なお、前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標をつなぐ軌跡の近傍に位置する場合は、該同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算しても良い。
【００１０】
また、前記記録部は、複数の前記光源のそれぞれについて、複数の所定の色温度に対応する複数の前記色再現マトリックスを記録し、前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標を結んだ等温線の近傍に位置する場合は、該同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、異なる２つの前記光源にそれぞれ対応付けられた前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算しても良い。
【００１２】
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、本実施形態では、本発明の撮像装置の一例として、電子カメラを用いて説明を行う。
《第１実施形態》
以下、図面に基づいて、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。
【００１３】
図１は、第１実施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。
電子カメラ１は、図１に示すように、撮像部２、制御部３、画像処理部４、表示部５および記録部６を備えており、これらはバスを介して相互に接続されている。
なお、画像処理部４には、ホワイトバランス調整部、色再現処理部など（不図示）が設けられている。また、撮像部２は、不図示の光学系、被写体までの撮影距離などを測定する各種センサ、撮像素子、Ａ／Ｄ変換器などを備えている。また、制御部３内のメモリ８には、各部の動作プログラムが予め記録されている。さらに、メモリ８には、後述する色再現処理に用いられる複数の色再現マトリックスが記録されている（詳細は後述する）。
【００１４】
また、電子カメラ１は、操作部７を備えており、図１において、操作部７の出力は制御部３に接続される。なお、操作部７は、不図示の電源ボタン、レリーズボタンなどを含む。
以上説明したような構成の電子カメラ１において、不図示の電源ボタンが「ＯＮ」されると、制御部３は、各部にスルー画像の撮像および表示を開始するよう指示する。また、制御部３は、撮像されたスルー画像に基づいて、ホワイトバランスゲイン値（以下、「ＷＢゲイン値」と称する）を算出し始める。
【００１５】
そして、操作部７の不図示のレリーズボタンが押圧されると、制御部３は、各部を介して被写体の撮像を行い、画像処理部４を介して、撮影により得られた画像に所定の画像処理（ホワイトバランス調整や色再現処理など）を施す。そして、制御部３は、生成された画像処理後の画像を、記録部６に記録するとともに、表示部５に表示する。
【００１６】
以下、本発明の特徴である色再現処理について説明する。
【００１７】
始めに、メモリ８に記録された複数の色再現マトリックスについて説明する。
図２は、均等色空間Ｙｘｙの座標系に、各光源の種類ごとの色温度の変化の軌跡を表した図である。
図２中の曲線Ａは蛍光灯が光源である場合、曲線Ｂは自然光が光源である場合、曲線Ｃは閃光装置による閃光が光源である場合の色温度の変化の軌跡を示す。破線（以下、「等温線」と称する）は、色温度（２０００Ｋ〜１００００Ｋ）を示す。
【００１８】
そして、曲線Ａ〜曲線Ｃと等温線との交点（●，■，▲）には、それぞれ位置座標に対応付けて、色再現マトリックスが記録されている。ここで、色再現マトリックスは例えば３行３列の行列式である。曲線Ａ上の交点●には、蛍光灯に対応付けられた色再現マトリックスが記録されており、曲線Ｂ上の交点■には、自然光に対応付けられた色再現マトリックスが記録されており、曲線Ｃ上の交点▲には、閃光装置の閃光に対応付けられた色再現マトリックスが記録されている。
【００１９】
次に、撮影時の光源に最適な色再現マトリックスである補正色再現マトリックスの演算方法について図３のフローチャートを用いて説明する。
第１実施形態は、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されている場合の実施例である。
ステップＳ１において、制御部３は、撮影時の光源のＹｘｙ平面上の位置座標を算出する。具体的には、撮像により得られた画像に基づいてＷＢゲイン値を算出し、このＷＢゲイン値に基づいて、Ｙｘｙ平面上の位置座標を算出する。
【００２０】
ステップＳ２において、ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れかの等温線に含まれる（何れかの等温線上の位置座標である）か否かを判定する。制御部３は、ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れかの等温線に含まれる場合には、ステップＳ３に進み、ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れの等温線にも含まれない場合には、ステップＳ４に進む。
【００２１】
ステップＳ３において、制御部３は、補正色再現マトリックスを演算する。
ステップＳ１で算出した位置座標が図２中の何れかの等温線に含まれる場合の例を図４に示す。図４は図２の一部を拡大した図である。図４中の点Ｐ１はステップＳ１で算出した位置座標である。図４の例では、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ１は、３０００Ｋの等温線に含まれる。
【００２２】
制御部３は、まず、３０００Ｋの等温線上で色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ１からの距離が最も近い２点を選択する。図４の例では、自然光が光源である場合を示す曲線Ｂ上の点Ｂ１と、閃光装置による閃光が光源である場合を示す曲線Ｃ上の点Ｃ１とを選択する。このように、異なる曲線上から点が選択されるのは、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されているからである。また、異なる曲線上から点が選択されるということは、すなわち、対応付けられた光源の種類が異なる色再現マトリックスが選択されるということである。
【００２３】
そして、制御部３は、点Ｂ１および点Ｃ１から点Ｐ１までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ｂ１および点Ｃ１に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ｂ１および点Ｃ１に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００２４】
一方、図３のステップＳ４において、制御部３は、補正色再現マトリックスを演算する。
ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れの等温線にも含まれない場合の例を図５に示す。図５は図２の一部を拡大した図である。図５中の点Ｐ２はステップＳ１で算出した位置座標である。図５の例では、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ２は、全ての等温線の何れにも含まれない。
【００２５】
制御部３は、まず、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ２からの距離が最も近い４点を選択する。図５の例では、蛍光灯が光源である場合を示す曲線Ａ上の点Ａ１およびＡ２と、自然光が光源である場合を示す曲線Ｂ上の点Ｂ２およびＢ３とを選択する。このように、異なる曲線上から点が選択されるのは、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されているからである。
【００２６】
そして、制御部３は、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３から点Ｐ２までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ａ１，Ａ２，Ｂ２，Ｂ３に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００２７】
その後、図３のステップＳ５において、制御部３は、ステップＳ３、ステップＳ４の何れかで算出した補正色再現マトリックスを画像処理部４へ出力し、一連の処理を終了する。
そして、画像処理部４は、このようにして演算された補正色再現マトリックスを用いて、撮像部２により撮像された画像に対して色再現処理を施す。
【００２８】
なお、本実施形態では、ステップＳ１で算出した位置座標が、図２中の何れの等温線にも含まれない場合（図５参照）には、４点を選択して補正色再現マトリックスを演算したが（ステップＳ４参照）、例外について説明する。図６（図６は図２の一部を拡大した図である）に示すように、ステップＳ１で算出した位置座標Ｐ３が４点に囲まれていない場合、制御部３は、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ３からの距離が最も近い３点を選択して、補正色再現マトリックスの演算を実行する。
【００２９】
制御部３は、図６において、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ３からの距離が最も近い４点を選択しようとすると、図６中のＡ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６を選択することになる。この場合、曲線Ｂから３点が選択されることになる。ここで、１つの曲線からは最大２点しか選択しないことを定めておく。そのため、制御部３は、曲線Ｂからは２点のみを選択することとなり、図７中の点Ｂ４は選択されない。
【００３０】
また、本実施形態では、色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、ステップＳ１で算出した位置座標からの距離が最も近いものを選択して補正色再現マトリックスを演算する例を示したが、さらに、光源判別を行って演算に加味するようにしても良い。例えば、フリッカ検出を行うことにより光源が蛍光灯であることを判定し、さらに、閃光装置の閃光発光の有無を判定する。そして、光源が蛍光灯と閃光装置の閃光とのミックス光源であることが判定できた場合、これを補正色再現マトリックスの演算に加味する。例えば、ステップＳ１で算出した位置座標が図５中の点Ｐ２であった場合、曲線Ａ（光源が蛍光灯）および曲線Ｃ（光源が閃光装置の閃光）を選択の対象とし（自然光が光源である場合を示す曲線Ｂは対象から排除し）、点Ａ１，Ａ２，Ｃ２，Ｃ３に対応付けて記録されている色再現マトリックスを用いて演算を行うことにより、より適切な色再現処理を行うことができる。
【００３１】
以上説明したように、第１実施形態によれば、予め定められた複数種類の光源（蛍光灯、自然光、閃光装置の閃光）ごとに、それぞれ１つ以上の色再現マトリックスを対応付けて記録しておき、これらの色再現マトリックスのうち、少なくとも２つの色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算し、その補正色再現マトリックスを用いて色再現処理が行われる。そのため、適切な色再現処理を行うことができる。
【００３２】
特に、本実施形態で説明したように、被写体が複数種類の光源（ミックス光源）により照明されている場合にも、対応付けられた光源の種類が異なる少なくとも２つの色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って補正色再現マトリックスが演算されるので、適切な色再現処理を行うことができる。
また、第１実施形態によれば、予めいくつか（本実施形態では１２個）の色再現マトリックスをメモリ８に記録しておき、処理対象の画像に合わせて、補間処理を行うことより最適な補正色再現マトリックスを演算する。そのため、考えられる全てのミックス光源ごとに色再現マトリックスを記録する必要がなく、メモリが増大するという問題を回避することができる。
【００３３】
また、本実施形態によれば、自然光および少なくとも１種類の人工光源（本実施形態では、蛍光灯および閃光装置の閃光）ごとに、色再現マトリックスを対応付けて記録する。そのため、被写体が、自然光と人工光源とのミックス光源によって照明されている場合でも、適切な色再現処理を行うことができる。
また、本実施形態によれば、メモリ８に記録された色再現マトリックスに対応付けられている光源の種類を色空間の座標系における軌跡で表し、その座標系における位置座標をもとに、前記色再現マトリックスを加重平均することにより、補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する。そのため、演算を簡略化することができるので、電子カメラ１の制御部３における負荷を軽減することができる。
【００３４】
なお、第１実施形態では、ステップＳ２の判定において、ステップＳ１で算出した位置座標が、各等温線に含まれるか否かを判定したが、これらの判定を以下のように行うようにしても良い。すなわち、判定の対象となる各等温線にそれぞれ幅を持たせ、ステップＳ１で算出した位置座標が、各線を含む所定の範囲に含まれるか否かを判定するようにしても良い
《第２実施形態》
以下、図面に基づいて、本発明の第２実施形態について詳細に説明する。なお、第２実施形態では、第１実施形態と異なる部分のみについて説明を行う。
【００３５】
第２実施形態の電子カメラ１０（不図示）は、第１実施形態の電子カメラ１と同様の構成であるため、図示および説明を省略する。
電子カメラ１０の制御部１３内のメモリ１８（何れも不図示）には、第１実施形態とは異なるプログラムが記録されている。また、メモリ１８には、第１実施形態と同様に、色再現処理に用いられる複数の色再現マトリックスが記録されている。
【００３６】
以下、第２実施形態における補正色再現マトリックスの演算方法について図７のフローチャートを用いて説明する。
第２実施形態では、被写体が単一光源により照明されている場合の実施例である。
ステップＳ１１において、制御部１３は、撮影時の光源のＹｘｙ平面上の位置座標を算出する。具体的には、撮像により得られた画像に基づいてＷＢゲイン値を算出し、このＷＢゲイン値に基づいて、Ｙｘｙ平面上の位置座標を算出する。
【００３７】
ステップＳ１２において、制御部１３は、補正色再現マトリックスを演算する。
撮影時の光源が単一光源である場合、ステップＳ１１で算出した位置座標は曲線Ａ〜曲線Ｃの何れかに含まれることになる。例を図８に示す。図８は図２の一部を拡大した図である。図８中の点Ｐ４はステップＳ１１で算出した位置座標である。図８の例では、ステップＳ１１で算出した位置座標Ｐ４は、閃光装置による閃光が光源である場合を示す曲線Ｃに含まれる。
【００３８】
制御部１３は、まず、曲線Ｃ上で色再現マトリックスが記録されている位置座標のうち、点Ｐ４からの距離が最も近い２点を選択する。図８の例では、曲線Ｃ上の点Ｃ４および点Ｃ５を選択する。そして、制御部１３は、点Ｃ４および点Ｃ５から点Ｐ４までのユークリッド距離をそれぞれ算出し、その距離に基づいて、点Ｃ４および点Ｃ５に対応付けて記録された色再現マトリックスを加重平均する。このように算出された補正色再現マトリックスは、点Ｃ４および点Ｃ５に対応付けて記録された色再現マトリックスをもとに、補間処理を行って演算されたものである。
【００３９】
ステップＳ１３において、制御部１３は、ステップＳ１２で算出した補正色再現マトリックスを画像処理部４へ出力し、一連の処理を終了する。
そして、画像処理部４は、このようにして演算された補正色再現マトリックスを用いて、撮像部２により撮像された画像に対して色再現処理を施す。
以上説明したように、第２実施形態によれば、光源が単一光源である場合に、その光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算する。特に、光源が人工光の単一光源である場合でも、その人工光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算する。
【００４０】
従来、光源が人工光源（蛍光灯、閃光装置の閃光）である場合には、適切な色再現処理を行うことができない場合があった。これは、蛍光灯の場合には、劣化によって色温度が著しく変化したり、製造メーカーによって色温度にばらつきがあるためである。また、閃光装置の閃光の場合には、同様に、製造メーカーや閃光装置の個体差による色温度の違いや、閃光発光してからの経過時間によって光が減衰し、色温度が変化するためである。
【００４１】
本実施形態によれば、その人工光源に対応付けて記録された色再現マトリックスを補間して補正色再現マトリックスを演算し、色補正処理を行うので、前述した問題を改善し、光源が人工光の単一光源である場合でも、適切な色補正処理を行うことができる。
なお、上記各実施形態では、補正色再現マトリックスを演算する際（図３ステップＳ３、ステップＳ４および図７ステップＳ１２）に、ユークリッド距離を算出し、その距離に基づいて加重平均する例を示したが、さらに、重み付けを行ってから加重平均するようにしても良い。例えば、ユーザによりホワイトバランスの光源指定が行われていた場合には、指定された光源の色再現マトリックスの性質が強く反映されるように重み付けを行うようにすれば良い。
【００４２】
また、上記各実施形態では、ホワイトバランスゲイン値を、撮像により得られた画像、すなわち撮像素子による画像に基づいて算出する例を示したが、撮像素子の他に、色バランスを測定可能なセンサなどを電子カメラ１または電子カメラ１０に設けるようにしても良い。
また、上記各実施形態では、光源として、蛍光灯、自然光、閃光装置の閃光を用いて説明を行ったが、他の光源を用いるようにしても良い。
【００４３】
また、第１実施形態および第２実施形態で説明した各処理を１つの電子カメラに適用しても良い。その場合、プログラム中に光源が単一光源がミックス光源かを判断するステップを挿入すると良い。光源の判別は、ステップＳ１またはステップＳ１１で算出した位置座標が、曲線Ａ〜曲線Ｃの何れかに含まれるか否かを判定することにより行うことができる。
【００４４】
以上説明したように、本発明によれば、被写体を照明している光源に合わせて、メモリを増大することなく、適切な色再現処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１施形態の電子カメラ１の機能ブロック図である。
【図２】第１実施形態の電子カメラ１のメモリ８に記録される複数の色再現マトリックスを説明する図である。
【図３】第１実施形態の電子カメラ１の動作を説明するフローチャートである。
【図４】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図５】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図６】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【図７】第２実施形態の電子カメラ１０の動作を説明するフローチャートである。
【図８】補正色再現マトリックスの演算について説明する図である。
【符号の説明】
１，１０ 電子カメラ
２ 撮像部
３，１３ 制御部
４ 画像処理部
５ 表示部
６ 記録部
７ 操作部
８，１８ メモリ
Claims (6)
- 被写体を撮像して画像を生成する撮像部と、
前記被写体の色温度情報を算出する色温度情報算出部と、
自然光源および少なくとも１種類の人工光源のそれぞれについて、複数の色再現マトリックスを、前記光源の種類および所定の色空間での位置座標と対応付けて記録する記録部と、
前記記録部に記録された前記色再現マトリックスから、前記色空間において前記色温度情報に対応する位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、同種の光源に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスと、前記光源とは異なる光源に対応付けられた２つ以下の前記色再現マトリックスとを選択し、選択した複数の前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する演算部と、
前記補正色再現マトリックスを用いて、前記撮像部により生成された前記画像に色再現処理を施す色再現処理部と
を備えたことを特徴とする撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置において、
前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標をつなぐ軌跡の近傍に位置する場合は、該同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算する
ことを特徴とする撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置において、
前記記録部は、複数の前記光源のそれぞれについて、複数の所定の色温度に対応する複数の前記色再現マトリックスを記録し、
前記演算部は、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標を結んだ等温線の近傍に位置する場合は、該同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、異なる２つの前記光源にそれぞれ対応付けられた前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算する
ことを特徴とする撮像装置。 - 処理対象の画像を取得する取得ステップと、
前記画像に基づいて、色温度情報を算出する色温度情報算出ステップと、
自然光源および少なくとも１種類の人工光源のそれぞれについて、複数の色再現マトリックスを、前記光源の種類および所定の色空間での位置座標と対応付けて予め記録した記録部から、前記色空間において前記色温度情報に対応する位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、同種の光源に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスと、前記光源とは異なる光源に対応付けられた２つ以下の前記色再現マトリックスとを選択し、選択した複数の前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補 間処理を行って補正色再現マトリックスを演算する演算ステップと、
前記補正色再現マトリックスを用いて、前記取得ステップにおいて取得した前記画像に色再現処理を施す色再現処理ステップと
をコンピュータで実現することを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項４に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記演算ステップでは、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標をつなぐ軌跡の近傍に位置する場合は、該同種の光源に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた２つの前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算する
ことを特徴とする画像処理プログラム。 - 請求項４に記載の画像処理プログラムにおいて、
前記記録部は、複数の前記光源のそれぞれについて、複数の所定の色温度に対応する複数の前記色再現マトリックスを予め記録し、
前記演算ステップでは、前記色空間において前記色温度情報に対応する前記位置座標が、前記記録部に記録された同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスの前記位置座標を結んだ等温線の近傍に位置する場合は、該同じ色温度に対応付けられた複数の前記色再現マトリックスから、前記色温度情報に対応する前記位置座標に近い前記位置座標に対応付けられた前記色再現マトリックスであって、異なる２つの前記光源にそれぞれ対応付けられた前記色再現マトリックスを選択し、選択した２つの前記色再現マトリックスをもとに、該色再現マトリックスの前記位置座標および前記色温度情報に対応する前記位置座標に基づいて補間処理を行って前記補正色再現マトリックスを演算する
ことを特徴とする画像処理プログラム。
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