JP4385292B2

JP4385292B2 - カラー画像データの補正方法とこの方法を実施する補正システム

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Publication number: JP4385292B2
Application number: JP2004191534A
Authority: JP
Inventors: 謙二村上
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2009-12-16
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: JP2006014178A

Description

本発明は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術に関する。

大量の熱を発生することで発光効率が悪いハロゲンランプに代えて、赤色、緑色、青色の複数のＬＥＤ（発光ダイオード）を光源として採用したスキャナが登場している。各ＬＥＤの発光輝度や発光時間はその制御信号によって制御され、スキャニング対象に対して適切な光量が照射される。このようなＬＥＤ光源タイプのフィルムスキャナとして、ＬＥＤ光源によってスキャニング対象を面状に照射してその透過光量をイメージエリアセンサ（光電変換センサ）で検出して画像データを取得するエリアスキャンスキャナ（例えば、特許文献１参照。）と、ＬＥＤ光源によってスキャニング対象を線状に照射してその主走査方向の透過光量をイメージラインセンサ（光電変換センサ）で検出しながらスキャニング対象を副走査方向に移動させることで画像データを取得するリニアスキャンスキャナ（例えば、特許文献２参照。）が存在する。

このような赤色成分（以下Ｒと略称する）と緑色成分（以下Ｇと略称する）と青色成分（以下Ｂと略称する）のそれぞれに対応するＲ・Ｇ・Ｂ光源とＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データには、光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差が含まれることになる。理想的なスキャナを想定するならば、Ｒ光源から光ビームを照射されたＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサにおいてＲ光電変換センサのみ応答してＲ画像データの画素値として受光量に対応する値を作り出し、他のＧ光電変換センサとＢ光電変換センサは応答せずにＧ画像データとＢ画像データの画素値は０となるはずである（照明光ビームが照射されていない状態での画像データの値を０としている）。しかしながら、実際のスキャナでは、各光源の波長特性は該当する色成分を中心としてある程度広がった波長領域を有しているとともに、各光電変換センサの応答波長特性も該当する色成分を中心としてある程度広がった波長領域を有していることから、Ｒ光源から光ビームを照射された場合Ｇ光電変換センサとＢ光電変換センサもある程度応答し、その結果Ｇ画像データとＢ画像データの画素値にもある程度の数値が生じることになる。

このような現象は、Ｇ光源又はＢ光源から光ビームを照射した際にも類似して生じる。しかも、実際のスキャニング時にはＲ・Ｇ・Ｂ光源を全て点灯させた状態（これを全光源点灯状態と呼び全灯状態と略称する）で行われるのでそのような誤差は倍加される。従って、実際上、上述したようなスキャナによって取得されたカラー画像データに、Ｒ・Ｇ・Ｂの混じり込みによる誤差が入り込むことは避けられない。さらに、上述したようなＲ・Ｇ・Ｂ光源とＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサに内在する波長特性はスキャナ毎に異なっているため、スキャナ毎に異なる誤差がそのカラー画像データに含まれることになる。なお、このような問題点は、Ｒ・Ｇ・Ｂ以外の色成分を用いたり、Ｒ・Ｇ・Ｂにさらなる色成分を加えたりした構成を採用したスキャナにも同様に生じる。

特開平８−２２０８１号公報（段落番号００２０−００２４、００３６、図７）特開平１１−３４１２２３号公報（段落番号００１０−００１７、図３）

上記実状に鑑み、本発明の課題は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに内在する、上述した光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術を提供することである。

少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する本発明による方法は、各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて、当該各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合を求めるステップと、前記各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合に基づき、前記各光源の照射光量値から当該各色成分に適応する前記光電変換センサの前記測定光量値に変換する変換行列を規定するステップと、全光源点灯時の前記各光電変換センサの前記測定光量値から各光源の照射光量値を推定する関係式として前記変換行列の逆行列を求めるステップと、前記関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めるステップと、前記補正式を用いて入力カラー画像データを補正するステップとからなる。

この方法では、まず、使用するスキャナに対して、各光源を順次単独点灯しながら各光源毎に各光電変換センサによって取得されたそれぞれの測定光量値に基づいて、全ての光源を同時に点灯させた状態で各光電変換センサに取得された測定光量値から、各光源のための他の光源からは独立した光量値を推定する関係式を求める。上記関係式において、測定光量値とは光電変換センサに取得されたＲ・Ｇ・Ｂ画像データの画素値（輝度値）と考えられ、各光源の光量値とは光電変換センサに入射する光ビームの光量と考えられるので、この関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めることができる。このような補正式が作成されると、後はこの補正式を利用して入力カラー画像データを補正することで、対象となっているスキャンにおける光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を簡単に抑制することができる。このような補正処理はスキャニング画像データを画像処理する際の前処理として行うと好都合である。

上記構成では、例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂ毎の光源とＲ・Ｇ・Ｂ毎の光電変換センサを備えたスキャナの場合、Ｒ光源単独点灯時の各Ｒ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得された輝度値（画像データの画素値）をＲ光電変換センサによる輝度値で正規化する工程を、ＧとＢに対しても行い、その結果得られるＲ・Ｇ・Ｂ光源の光量をＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得される光量値（光電変換によって得られた測定光量値）に変換する変換行列（３×３）の逆行列を、Ｒ・Ｇ・Ｂ光電変換センサによって取得される光量値から実際のＲ・Ｇ・Ｂ光源の光量を求めるための変換行列とすることができる。従ってこの最終的に得られた変換行列を用いた変換式がスキャニング画像データのための補正式となる。なお、このような補正式は、コンピュータ上で扱われる場合、通常予めテーブル化されて用いられることから、本願明細書での補正式なる用語は、数学的な数式及びその関係式の値をテーブル化したもの等を含む広義な用語として用いられている。

使用されるスキャナのための前記補正式の中核となる変換行列の行列要素を求める非常に簡単な方法が本発明で提案されている。すなわち、その変換行列が、（βrr，βrg，βrb）を第１行目の行列要素とし、（βgr，βgg，βgb）を第２行目の行列要素とし、（βbr，βbg，βbb）を第３行目の行列要素とする３行３列行列であるとして、各行列要素が以下のように求められる；
βrr＝Ｒ光源単独点灯時のＲ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βgr＝Ｒ光源単独点灯時のＧ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βbr＝Ｒ光源単独点灯時のＢ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βrg＝Ｇ光源単独点灯時のＲ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βgg＝Ｇ光源単独点灯時のＧ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βbg＝Ｇ光源単独点灯時のＢ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βrb＝Ｂ光源単独点灯時のＲ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βgb＝Ｂ光源単独点灯時のＧ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βbb＝Ｂ光源単独点灯時のＢ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値。

なお、光電変換センサによって取得されるカラー画像データを構成する画素値である輝度データにはどうしてもノイズが含まれるが、そのようなノイズの影響をできるだけ低減するため、本発明の好適な実施形態の１つでは、測定光量値として、光源からの光を光電変換センサが複数ライン分ラインスキャニングして得られた輝度データに対して平均化フィルタをかけた後平均演算した得られた値が用いられる。

本発明では、さらに、上述したスキャニング画像データの補正方法を実施する補正システムも権利の対象としており、そのような補正システムは、各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて得られる当該各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合に基づいて規定される前記各光源の照射光量値から当該各色成分に適応する前記光電変換センサの前記測定光量値に変換する変換行列の逆行列を、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式として格納する補正式格納部と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部とを備えている。当然ながら、このような補正システムも上述した補正方法で述べたすべての実施態様を備えるとともに、上述した全ての作用効果を得ることができる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。

図１に、本発明による、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに内在する、光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術を採用した写真プリントシステムの一例が模式的に示されている。このシステムは、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源とＲ・Ｇ・Ｂ光電変換センサとを備えたフィルムスキャナ１として構成されているスキャナと、このフィルムスキャナ１によって取得されたカラー画像データ（以後単に画像データと称する）を処理するコントローラ６０と、このコントローラ６０によって処理された画像データに基づいて写真プリントを出力する写真プリント装置７０から構成されている。

フィルムスキャナ１は、主な構成要素として、照明光学系２０、撮像光学系３０、ラインＣＣＤセンサを用いた光電変換部４０、写真フィルム（以後単にフィルムと称する）２に対する光の照射範囲を決定するとともにフィルム２を光電変換部４０によるスキャニングのために副走査方向に搬送するフィルムキャリヤユニット５０を備えている。このフィルムキャリヤユニット５０は、１３５フィルムやＩＸ２４０フィルム（ＡＰＳフィルム）やブローニフィルムなどのフィルムの種類毎に用意されており、この実施形態では１３５フィルム用のフィルムキャリヤユニット５０が装着されているとする。

照明光学系２０は、光源部２１と光源部２１からの光ビームを調整する平行化レンズ２２、ミラー２３、ＮＤフィルタ２４、ディフューザ２５などから構成されている。光源部２１は、主に赤色成分（以下単にＲと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＲ光源２１ａと、主に緑色成分（以下単にＧと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＧ光源２１ｂと、主に青色成分（以下単にＢと略称する）の光ビームを放射するＬＥＤ素子列からなるＢ光源２１ｃを備えている。フィルム２からの透過光ビームを処理する撮像光学系３０は、ズームレンズユニット３１から構成されているが、必要に応じて投射光の方向を変える方向変換光学系が追加される。

撮像光学系３０によって導かれた光ビームを光電変換する光電変換部４０は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各色を検出するために割り当てられた、Ｒ光電変換センサ４１ａ、Ｇ光電変換センサ４１ｂ、Ｂ光電変換センサ４１ｃを備えており（色成分別に特に区別する必要がない場合には単に光電変換センサ４１と呼ぶ）、この実施形態では各光電変換センサ４１は多数（例えば５０００個）のＣＣＤ素子が主走査方向、つまりフィルム２の幅方向に配列されるラインアレイ型のＣＣＤセンサであり、センサ駆動回路４２により主走査時に電荷蓄積動作や電荷蓄積時間の制御が行われる。このため、以後光電変換センサはＣＣＤセンサと言い換えることにする。

Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に赤色成分のみを通過させるカラーフィルタが、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に緑色成分のみを通過させるカラーフィルタが、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃの撮像面にはフィルム２を透過した光の主に青色成分のみを通過させるカラーフィルタが設けられており、それぞれ、透過光のうちの青色成分、赤色成分、緑色成分のみを光電変換する。それぞれのＣＣＤセンサ４１から出力される各画素信号はサンプルホールドされ各画素信号が連続した画像信号となり、この各画素信号は所定のビット数（例えば１２ビット）のデジタル信号に変換される。このようにデジタル信号化された画像信号はカラー画像データ（Ｒ・Ｇ・Ｂ輝度データ）としてコントローラ６０に送り込まれる。

このコントローラ６０には写真プリント装置７０が接続されており、コントローラ６０内で処理されたカラー画像データに基づいて生成されたプリントデータを用いて、写真プリント装置７０に内蔵されているレーザ露光プリントエンジンやインクジェットプリントエンジンが駆動されることでフィルム２の撮影画像コマに対応する写真プリントが出力される。

次に、フィルムスキャナ１の具体的な構造を図２〜４を用いて説明する。
図２に示すように、照明光学系２０を下部に内蔵するとともに撮像光学系３０と光電変換部４０を上部に内蔵する筐体１０によりフィルムスキャナ１の外観が構築されており、筐体１０の中央部に形成されている凹部の下面にフィルムキャリヤユニット５０が装着されるベース面１０ａが形成されている。

フィルムキャリアユニット５０は、フィルム搬送方向を横断する方向（主走査方向）に延びているスリット状のスキャンゲート５２が形成されたケース５１を備えるとともに、そのケース５１内に、写真フィルム２をフィルム搬送方向（副走査方向）に往復搬送するための複数の圧着型の搬送ローラ５３と、ベース面１０ａに対向している集光レンズ５４とを備えている。

照明光学系２０は、樹脂成形品で成る上壁部１１と、アルミニウム合金で成る側壁部１２と、同じくアルミニウム合金で成る底壁部１３とでケース状に形成されている。前記上壁部１１の内部には、基板にチップ状の多数の赤色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＲ光源２１ａと、基板にチップ状の多数の緑色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＧ光源２１ｂと、基板にチップ状の多数の青色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたＢ光源２１ｃとが取り付けられている。各光源２１に対応する位置に各光源２１からの光線を平行光線化するように各光源２１に焦点位置を設定した平行化レンズ２２を取り付けられ、これらの平行化レンズ２２を介して送り出された光ビームを合流させるダイクロイック型のミラー２３として第１ミラー２３ａと第２ミラーｂが用意されている。

Ｇ光源２１ｂからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第１光軸Ｌ１上に平行化レンズ２２と第１ミラー２３ａとが配置され、Ｂ光源２１ｃからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第２光軸Ｌ２上に平行化レンズ２２と第２ミラー２３ｂとが配置され、Ｒ光源２１ａからの光ビームを水平方向に送る横向き姿勢の第３光軸Ｌ３上に平行化レンズ２２と前記第１・第２ミラー２３ａ、２３ｂとが位置するようになっている。また、第１光軸Ｌ１の延長上で上壁１１部の壁面の近傍位置には光線を拡散させて光量の分布を平均化させるディフューザ２５が配置されている。つまり、第１、第２、第３光軸Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、各色の光源２１の形成方向（主走査方向）での中央位置で、かつ、基板に垂直となる仮想直線として設定されたものであり、第１光軸Ｌ１の延長上方にフィルムキャリヤユニット５０の集光レンズ５４とスキャンゲート５２が位置し、第２光軸Ｌ２は第１ミラー２３ａにおいて第３光軸Ｌ３と合流する位置となっている。

図３に示すように、第１光軸Ｌ１に沿って上方に送り出される光線の光量を低減する減光フィルタとしてのＮＤフィルタ２４がフィルムキャリヤユニット５０の集光レンズ５４と向き合うように第１光軸Ｌ１上に選択的に位置決め可能に設けられている。このため、ＮＤフィルタ２４を支持する作動プレート１４と、この作動プレート１４に往復作動力を揺動アーム１５を介して伝える駆動部としての電気モータ１６が配置されている。このＮＤフィルタ２４を図３に示す如く照明光学系２０の光路中（第１光軸Ｌ１中）の減光位置にセットすることにより、照明光学系２０から送り出される光線の光量を大きく減じ、このＮＤフィルタ２４を光路外の待避位置に待避させることにより、照明光学系２０からの光ビーム全てを送り出せる。

なお、図３では、フィルム２がスキャンゲート５２の近傍位置に存在する状態を示しており、この状態ではＮＤフィルタ２４が待避位置に設定されるべきものであるが、ＮＤフィルタ２４よって光量を制限する状態を理解しやすくするため、同図では、ＮＤフィルタ２４を制限位置にセットした状態を示している。

前記第１ミラー２３ａはＧ光源２１ｂに用いられている緑色の発光ダイオードからの波長（５２０〜５６０ｎｍ）の光線を透過し、これ以外の光線を反射する性能のものであり、前記第２ミラー２３ｂはＲ光源２１ａに用いられている赤色の発光ダイオードからの波長（６２０〜７５０ｎｍ）の光線を透過し、Ｂ光源２１ｃに用いられている青色の発光ダイオードからの波長（４００〜４８０ｎｍ）の光線を反射する特性のものを使用している。

このような照明光学系２０のレイアウトから、Ｇ光源２１ｂから第１光軸Ｌ１に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に、第１ミラー２３ａを透過して第１光軸Ｌ１に沿って上方に送られ、Ｂ光源２１ｃから第２光軸Ｌ１に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に、第２ミラー２３ｂで反射して第３光軸Ｌ３と合流し、Ｒ光源２１ａから第３光軸Ｌ３に沿って送り出される光線は、平行化レンズ２２で平行光線化した後に第２ミラー２３ｂを透過するものとなり、このように第３光軸Ｌ３に沿って送られる青色成分の光ビームと、赤色成分の光ビームとは第１ミラー２１ａで反射され、第１光軸Ｌ１に沿って上方に送られる結果、この第１光軸Ｌ１ではＲ・Ｇ・Ｂの各光ビームが合流した白色の光ビームが送られ、ディフューザ２５で拡散され、スキャンゲート５２に導かれる。

このフィルムスキャナ１でスキャニングを行う際には、取り込む画像の画素数に基づいてズームレンズ３１による拡大率（主走査方向での画素数）を設定し、取り込む画像の画素数に基づいて搬送速度（副走査方向での画素数）を設定した後に、フィルムキャリアユニット５０にフィルム２をセットし、フィルム２に対して照明光学系２０からの光ビームを照射する状態で、搬送ローラ５３の駆動でフィルム２を設定された速度で搬送し、この搬送速度と同期したタイミングで光電変換部４０の各ＣＣＤセンサ４１において主走査方向に沿うライン状に画像を取り込み、画像データ（輝度データ）として取得され、コントローラ６０に送り込まれる。送り込まれた画像データ、つまりＲ画像データとＧ画像データとＢ画像データに対しては、前処理を経て種々の画像処理が施される。

コントローラ６０は、ＣＰＵを中核部材として、種々の動作を行うための機能部をハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築しているが、本発明に特に関するものとして、フィルムスキャナ１から送られてくる画像データをメモリ６１に展開する画像入力部６２と、フィルムキャリアユニット５０の搬送ローラ５３を含むフィルムスキャナ１のスキャニング動作を制御するスキャナ制御部６３と、メモリ６１に展開された入力画像データに対し画像入力デバイスに依存しない色再現を実現するための変換などを行う前処理手段８０と、この前処理手段８０によって前処理された画像データに対して種々の画像処理を施す画像処理部６４と、最終的に得られた撮影画像のための画像データを写真プリント装置７０に対するプリントデータに変換生成するプリントデータ生成部６５などが挙げられる。

前処理手段８０の代表的な機能の１つは、前述したＲ・Ｇ・Ｂの光源２１とＲ・Ｇ・ＢのＣＣＤセンサ４１を備えたフィルムスキャナ１によって取得された画像データに内在する、光源２１とＣＣＤセンサ４１の波長特性に基づく誤差を補正することであり、その目的のために、各光源の単独点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を利用して求められるところの、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式を格納する補正式格納部８１と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部８２を備えている。前処理手段８０には、その他に、画像入力機器プロファイルなどを利用して色変換を行う機能も用意されているが、それ自体は公知であるので、ここでの説明は省略する。

補正式格納部８１に格納される補正式とは、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃ全てを同時に点灯させた状態で各ＣＣＤセンサ４１（Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃ）で取得された測定光量値から、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃそれぞれの光量値、つまりＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃを個別に点灯させた際に取得されるであろう光量値を推定する関係式を利用して、つまりその変換方法を利用して画像データを補正するものであり、色変換の一種である。

この補正式の一例を求める方法を、図６のフローチャートを参照しながら説明する。この補正式を求める原理は次の通りである。
まず、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値をＲ_led、Ｇ_led、Ｂ_ledとし、Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃそれぞれの受光光量値をＲ_ccd、Ｇ_ccd、Ｂ_ccdとして、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＲ成分の割合をβrbとすると、
Ｒ_ccd＝βrr・Ｒ_led＋βrg・Ｇ_led＋βrb・Ｂ_led
が成立する。この式は、Ｒ・ＣＣＤセンサ４１ａで取得される光量値にはＧ光源２１ｂやＢ光源２１ｃの照射光に含まれているＲ成分も付加されることを意味している。同様に、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβｇr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβgg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＧ成分の割合をβgbとし、Ｒ光源２１ａの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbr、Ｇ光源２１ｂの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbg、Ｂ光源２１ｃの照射光ビームに含まれているＢ成分の割合をβbbとすると、
Ｇ_ccd＝βgr・Ｒ_led＋βgg・Ｇ_led＋βgb・Ｂ_led、
Ｂ_ccd＝βbr・Ｒ_led＋βbg・Ｇ_led＋βbb・Ｂ_led
も成立する。
これらの式を行列を用いてまとめると次の第１式が得られる。

ここで、βに関する行列をβ変換行列と名付ける。
第１式を、β変換行列の逆行列を用いてＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値を表すＲ_led、Ｇ_led、Ｂ_ledで解くと、次の第２式が得られる。

この第２式は、全光源点灯時のＲ・ＣＣＤセンサ４１ａ、Ｇ・ＣＣＤセンサ４１ｂ、Ｂ・ＣＣＤセンサ４１ｃそれぞれの受光光量値を表すＲ_ccd、Ｇ_ccd、Ｂ_ccdによってＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの照射光量値を求めることができる式となっているので、この式のβ変換行列の逆行列をα変換行列と置き換えると、ＣＣＤセンサ４１の受光光量値から各光源２１の照射光量値を求めることができる。さらに、ＣＣＤセンサ４１の受光光量値は、ＣＣＤセンサ４１によって取得された上述した誤差を内在する画像データの画素値に対応させることができ、かつ各光源２１の照射光量値は、上述した誤差を抑制した画像データの画素値に対応させることができるので、α変換行列の各要素の値（β変換行列の逆行列の値）を予め求めておくことで、フィルムスキャナ１によって取得された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した画像データに変換することが可能となる。つまり、上述した第２式は、以下のように、フィルムスキャナ１によって取得された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した画像データに変換する変換式に置き換えることができる。なお、Ｒ_corとＧ_corとＢ_corはそれぞれ各色成分の画像データの補正された画素値であり、Ｒ_errとＧ_errとＢ_errはそれぞれ各色成分の画像データの修正された画素値である。

このα変換行列の各要素の値を求めるために、まずＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれに対する初期駆動電流量（ここでは初期制御量とも呼んでいる）をＲＯＭから読み出して設定する（＃０１）。Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃの内の１つの光源（例えばＲ光源２１ａ）を選択して単独点灯する（＃０２）。点灯された光源２１からの光ビームを各ＣＣＤセンサ４１で１００ライン分スキャニングし（＃０３）、取得した画像データをメモリ６１に展開する（＃０４）。突出したノイズを抑制するため、メモリ６１に展開された画像データ（Ｒ・Ｇ・Ｂ輝度データ）に対して平均値フィルタを用いて平滑化処理を施す（＃０５）。全画像データの値から暗データの値を差し引いて画素値を光源２１による照射光に対応させる（＃０６）。なお、暗データはスキャナ技術においてよく知られているように、光源非点灯時におけるＣＣＤセンサ４１の読取信号値（画像データの画素値）である。この暗データは予め取得しておくが、よく知られているプロセスなのでここでの説明は省略する。そこで得られたＲ・Ｇ・Ｂ各画像データに含まれる全画素の値を平均して得られたＲ値とＧ値とＢ値を単独点灯された光源に対する各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値の基準として記憶する（＃０７）。単独点灯された光源に対する各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値の基準を記憶するルーチンをＲ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれに対して実行する（＃０８）。

記憶されている値群を各光源２１の単独点灯時における各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値群として、正規化のための以下の式を用いてβ変換行列の要素を演算する。
βrr＝Ｒ光源単独点灯時のＲ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βgr＝Ｒ光源単独点灯時のＧ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βbr＝Ｒ光源単独点灯時のＢ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βrg＝Ｇ光源単独点灯時のＲ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βgg＝Ｇ光源単独点灯時のＧ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βbg＝Ｇ光源単独点灯時のＢ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βrb＝Ｂ光源単独点灯時のＲ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βgb＝Ｂ光源単独点灯時のＧ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βbb＝Ｂ光源単独点灯時のＢ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値。
例えば、Ｒ・Ｇ・Ｂ光源２１ａ、２１ｂ、２１ｃのそれぞれの単独点灯において得られたＲ値とＧ値とＢ値が、

とすると、
そのβ変換行列は、

となる（＃０９）。
その逆行列であるα変換行列は、

となる（＃１０）。
上述したように、α変換行列が得られるとその要素をテーブル化して補正式格納部８１に格納する（＃１１）。

上述したようにして予めα変換行列の要素がテーブル化されていると、入力された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した光画像データに変換する演算が以下の式で表現される簡単な線形演算ですむ。

上述した実施形態の説明では、スキャナとしてＲ・Ｇ・Ｂタイプのフィルムスキャナを採用していたが、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなる全てのスキャナに本発明は適用可能である。

本発明による画像データ補正技術を採用した写真プリントシステムの一例を模式的に示す模式図図１による写真プリントシステムに用いられたフィルムスキャナの外観を示す斜視図フィルムスキャナの照明光学系を示す断面図フィルムスキャナの内部要素を説明するための説明図写真プリントシステムに用いられたコントローラ内に構築された本発明に関係する機能要素を説明する機能ブロック図全灯状態での各ＣＣＤセンサ４１の受光光量値から各Ｒ・Ｇ・Ｂ光源の照射光量値を求める関係式を通じて画像データ補正式を作成するためのフローチャートを示す図

符号の説明

１：フィルムスキャナ（スキャナ）
６０：コントローラ
６１：メモリ
８０：画像データ前処理手段
８１：補正式格納部
８２：補正実行部

Claims

少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する方法において、
各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて、当該各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合を求めるステップと、
前記各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合に基づき、前記各光源の照射光量値から当該各色成分に適応する前記光電変換センサの前記測定光量値に変換する変換行列を規定するステップと、
全光源点灯時の前記各光電変換センサの前記測定光量値から各光源の照射光量値を推定する関係式として前記変換行列の逆行列を求めるステップと、
前記関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めるステップと、
前記補正式を用いて入力カラー画像データを補正するステップと、
からなることを特徴とするカラー画像データ補正方法。
前記変換行列が、（βrr，βrg，βrb）を第１行目の行列要素とし、（βgr，βgg，βgb）を第２行目の行列要素とし、（βbr，βbg，βbb）を第３行目の行列要素とする３行３列行列であり、各行列要素が以下のように、
βrr＝Ｒ光源単独点灯時のＲ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βgr＝Ｒ光源単独点灯時のＧ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βbr＝Ｒ光源単独点灯時のＢ値／Ｒ光源単独点灯時のＲ値、
βrg＝Ｇ光源単独点灯時のＲ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βgg＝Ｇ光源単独点灯時のＧ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βbg＝Ｇ光源単独点灯時のＢ値／Ｇ光源単独点灯時のＧ値、
βrb＝Ｂ光源単独点灯時のＲ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βgb＝Ｂ光源単独点灯時のＧ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
βbb＝Ｂ光源単独点灯時のＢ値／Ｂ光源単独点灯時のＢ値、
で求められることを特徴とする請求項１に記載のカラー画像データ補正方法。
前記測定光量値は、前記光源からの光を前記光電変換センサが複数ライン分ラインスキャニングして得られた輝度データに対して平均化フィルタをかけた後平均演算して得られた値であることを特徴とする請求項１又は２に記載のカラー画像データ補正方法。
少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正するカラー画像データ補正システムにおいて、
各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて得られる当該各光源の照射光に含まれる各色成分の光の割合に基づいて規定される前記各光源の照射光量値から当該各色成分に適応する前記光電変換センサの前記測定光量値に変換する変換行列の逆行列を、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式として格納する補正式格納部と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部とを備えたカラー画像データ補正システム。