JP5105806B2

JP5105806B2 - 色補正装置及び色補正方法

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Publication number: JP5105806B2
Application number: JP2006248244A
Authority: JP
Inventors: 俊彦三須; 昌秀苗村; 真人藤井; 伸行八木
Original assignee: Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2006-09-13
Filing date: 2006-09-13
Publication date: 2012-12-26
Anticipated expiration: 2026-09-13
Also published as: JP2008072337A

Description

本発明は、撮像装置に入力される映像信号に対して、局所的な色補正を行う色補正装置及び色補正方法に関する。

従来から、撮像時または撮像した後の写真焼き付け時において、映像の写り具合（色合い）に対応して、映像に対して色補正が行われている。この色補正を行う手段としては、一般的には光学フィルタが用いられている。
上記光学フィルタは、可視光の広い波長範囲において、一様な減衰特性を有する減光フィルタ（ＮＤフィルタ：Neutral Density Filter）や、特定の波長を選択的に吸収する色補正フィルタ（ＣＣフィルタ：Color Compensation Filter）、低域通過型フィルタ、帯域通過型フィルタ、高域通過型フィルタ、帯域除去フィルタなどが用いられている。
上述した各光学フィルタは、映像全体に対応する構成であるが、映像における局所的な色補正を実現するため、部分的に着色された光学フィルタ（例えば、ハーフＮＤフィルタなど）も実用化されている。

また、写真焼き付け時において、局所的な色補正を行う手段として、不透明または半透明の遮蔽物（例えば、黒紙や色セロハンなど）により、焼き付けに用いる光の光路を一時的かつ部分的に覆う焼き込み、あるいは覆い焼きと呼ばれる技法がある。
アナログＶＴＲ等により電子的かつアナログ的に撮像された映像（静止画もしくは動画）に対しては、電気的に輝度信号や色信号の振幅を増幅したり減衰させることにより、あるいは空間的に変調することにより、局所的に色補正を行うことができる。

ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等により電気的かつデジタル的に撮像された映像（静止画もしくは動画）に対しては、各色の輝度値を予め設定された関数処理により、所定の色となるように変換し、さらに上記関数処理において空間的に異なる関数を用いることにより、局所的な色補正を行うことができる。
このデジタル的な映像に対する補正処理を自動化した手法として、入力された映像の局所的なカラー値に対応した画像マスクを生成し、画像マスクの局所的な変換係数に応じて上記関数のパラメータを調整する手法がある（例えば、特許文献１参照）。

各素子毎の輝度変調を演算する撮像素子、例えば素子としてフォトトランジスタを用い、局所的な輝度に応じて各画素の感度を調整することにより、映像のダイナミックレンジの拡大を可能とする色補正方法もある。

一方、濃度や色調を調整可能な光学フィルタとして、一定の規則にて空間的に濃度の変化する光学フィルタを、複数枚重ね合わせることによりその濃度の変化する位置関係を調整することにより、複数の空間的な濃度の変化に対応させる構成の光学フィルタがある。
また、偏光板を複数枚組み合わせて、各偏光板の光を透過する偏光面を相対的に調整することにより、映像の色調を変化させるフィルタも存在する。
さらに、透過型の液晶素子からなる液晶パネルを用い、その液晶パネル全体の透過率を電子的に調整可能とした透過型液晶フィルタも存在する。
特開２００１−３１３８４４号公報

しかしながら、上述した従来のＮＤフィルタ，ＣＣフィルタ及びハーフＮＤフィルタなどにあっては、色つきのガラス，ゼラチン，アセテート及びアクリルなどの板状の基材を用いており、撮像する映像の変化に対応して、その濃度や色調、局所的なパターンなどを変化させることができない欠点を有している。
また、これら従来のフィルタには、色変調に用いる際に、さまざまな撮影環境に適時対応させるため、濃度やパターンの異なるフィルタを複数用意する必要性があり、かつこれらフィルタを撮影環境に応じて、撮像装置に対して付け替える手間を要するという問題がある。

また、従来の色変調の手法としての焼き込みや覆い焼きは、焼付け処理の存在する写真の焼き付け時における色補正を行う場合のみに適用可能であり、撮像装置（カメラ）に装填したフィルムが鑑賞等の媒体の最終形態とするビデオなどに対して適用できず、さらに、メモリやハードディスクなどの媒体に記録される電子的な撮像形態にも適用できない。

また、従来の電子的あるいは数値的に局所的な色補正を行う方法は、撮像装置内に各撮像素子の感度を適時制御する演算機能を有するものを除いた、撮影後の映像信号や量子化後のカラー値などに対して変換処理を施すため、画像の空間的なダイナミックレンジを向上することは本質的に不可能である。
このため、従来の電子的あるいは数値的に局所的な色補正を行う方法は、撮像段階において、すでに撮像装置のダイナミックレンジにおいて、輝度値が飽和している（白トビ）場合や、輝度値が最小量子化ステップあるいはノイズレベルに達しないレベルの光量（黒潰れ）の場合に、色補正における輝度値の変換処理を行うことにより、画像の階調を復元することは不可能であり、また、大きな輝度値変化を伴う変換処理を施すことにより、画像全体の画質が低下する問題がある。
例えば、サッカー場などにおいて、太陽が照りつけて明るい場所と、スタンドの陰となって暗いところとを同時に撮像した場合、入力する画像の輝度値を量子化する際に、上述したような問題が起こる。

また、撮像素子の感度を制御する演算機能を有する撮像装置は、撮像素子の構成を工夫したものであり、既存の撮像装置における撮像素子を置き換えることが技術的に難しいという欠点を有する。
この撮像素子は、オンチップにおける演算であるため、製造時にオンチップに実装可能な色補正に対する処理方法が限定され、作成後にこの処理方法を変更するが困難であり、かつ、処理方法を空間的かつ動的に切り替えることがさらに困難である欠点を有している。

従来の複数の光学フィルタを組み合わせたフィルタは、全面的な濃度変化を行うことは可能であるが、さまざまな局所的な濃度変化を作り出すことは、膨大な組合せを作成する必要があり、このような組合せを作成することは実際上不可能である。
また、光学フィルタを組み合わせたフィルタは、濃度変化を行う際、機械的な駆動を要するため、環境の変化に対する応答性や摩耗などによるキズなどの耐久性の課題もある。

従来の液晶パネルを用いた色補正方法は、環境の変化に対する応答性を向上させることはできるが、上記光学フィルタを組み合わせたフィルタと同様に、局所的なパターンによる濃度変化を生成することはできない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、局所的に濃度を可変な空間光変調素子を用い、撮像する画像の局所的な（画像空間における部分的な）色補正を行い、画像のダイナミックレンジを向上させることができる色補正装置及び色補正方法を提供する。

本発明の色補正装置は、撮像装置に装着され、当該撮像装置に入力される画像の色補正を行う色補正装置であり、前記撮像装置のレンズの前に配置され、空間的に複数の変調領域に分割され、該変調領域毎に光変調を行う空間光変調素子と、該空間光変調素子の各変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成するパターン生成手段と、前記２次元制御パターンにより、前記空間光変調素子を制御する空間光変調素子駆動手段と、前記撮像装置と同様の画像を撮像する他の撮像装置と、前記他の撮像装置から入力される画像の色分布を、前記変調領域に対応付けられ、空間光変調素子と同様に空間的に分割された設定領域毎に抽出する色分布抽出手段とを有し、前記パターン生成手段が、前記色分布抽出手段から入力される前記色分布と、前記設定領域とを対応付けて、前記２次元制御パターンを生成する際、前記他の撮像装置が予め設定されたサンプル周期においてサンプル画像を取得し、前記パターン生成手段が直前のサンプル周期で生成された前記２次元制御パターンの前記変調領域毎の濃度情報に対する補正量を、現在のサンプル周期におけるサンプル画像の色分布から求め、直前のサンプル周期における前記２次元制御パターンの前記濃度情報と、前記補正量とにより、現在のサンプル周期の２次元制御パターンの前記変調領域毎の濃度情報を生成することを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、パターン生成手段により生成された２次元制御パターンを用いて、空間光変調素子における各変調領域の光変調を制御することにより、本装置を装着した撮像装置の撮像光路において、被写界から入射する光の輝度値あるいは波長（色）毎の分光を空間的に変調することができるため、画像の局所的な色補正を容易に行うことができる。
また、この本発明の色補正装置によれば、色補正を行う対象の撮像装置と異なる他の撮像装置を設け、この他の撮像装置が入力した画像に対し、色分布の局所的な偏りを検出し、この偏りから設定領域毎の濃度や分光特性を含む変調情報を求めることにより、この設定領域に対応する変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成することでき、入力される画像に対して、空間的に局所的な色補正を行うことができる。
この結果、本発明の色補正装置は、電気的な映像出力がリアルタイムに得られない撮像装置、例えば各種カメラ（銀塩式のカメラを含む）であっても、容易にこれら各種カメラの撮像光路において入射する被写界からの光に対する色補正を実現することが可能となる。

本発明の色補正装置は、前記変調領域に対応付けられ、空間光変調素子と同様に空間的に分割された設定領域を有したパターン入力手段をさらに有し、前記パターン生成手段が、前記パターン入力手段から入力される、ユーザの指定した設定領域毎の濃度及び分光特性を含む変調情報により、前記２次元制御パターンを生成することを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、ユーザがパターン入力手段により入力する、設定領域毎の濃度や分光特性を含む変調情報により、この設定領域に対応する変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成するため、入力される画像に対して、空間的に局所的な色補正を行うことができる。

本発明の色補正装置は、前記撮像装置から入力される画像の色分布を、前記変調領域に対応付けられ、空間光変調素子と同様に空間的に分割された設定領域毎に抽出する色分布抽出手段とをさらに有し、前記パターン生成手段が、前記色分布手段から入力される前記色分布と、前記設定領域とを対応付けて、前記２次元制御パターンを生成することを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、色補正を行う対象の撮像装置が入力した画像に対し、色分布の局所的な偏りを検出し、この偏りから設定領域毎の濃度や分光特性を含む変調情報を求めることにより、この設定領域に対応する変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成することでき、入力される画像に対して、空間的に局所的な色補正を行うことができる。

本発明の色補正装置は、前記撮像装置と同様の画像を撮像する他の撮像装置と、前記他の撮像装置から入力される画像の色分布を、前記変調領域に対応付けられ、空間光変調素子と同様に空間的に分割された設定領域毎に抽出する色分布抽出手段とをさらに有し、前記パターン生成手段が、前記色分布抽出手段から入力される前記色分布と、前記設定領域とを対応付けて、前記２次元制御パターンを生成することを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、色補正を行う対象の撮像装置と異なる他の撮像装置を設け、この他の撮像装置が入力した画像に対し、色分布の局所的な偏りを検出し、この偏りから設定領域毎の濃度や分光特性を含む変調情報を求めることにより、この設定領域に対応する変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成することでき、入力される画像に対して、空間的に局所的な色補正を行うことができる。
この結果、本発明の色補正装置は、電気的な映像出力がリアルタイムに得られない撮像装置、例えば各種カメラ（銀塩式のカメラを含む）であっても、容易にこれら各種カメラの撮像光路において入射する被写界からの光に対する色補正を実現することが可能となる。

本発明の色補正装置は、前記空間光変調素子が透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、すでに実用化されている透過型の液晶表示パネルを利用することとなり、安価な空間光変調素子を用いることによる製造コストの削減を実現できる。

本発明の色補正装置は、前記空間光変調素子駆動手段が前記空間光変調素子に対し、予め設定した周期により、前記２次元制御パターンを更新して、光変調を行うことを特徴とする。
この本発明の色補正装置によれば、天候，日照及び陰影など、時々刻々変化する照明条件、すなわち撮像環境に追随して、色補正の制御を行う２次元制御パターンを動的に変化させたり（リアルタイムに２次元制御パターンを生成したり）、あるいはユーザの作成意図に対応させて、２次元制御パターンを動的に変化させることが可能となるため、特に動画像の撮影において、経時的に連続して変化する撮像環境に対応させて局所的な色補正を行うことができる。
また、本発明の色補正装置によれば、静止画像の撮影においても、動画像と同様に、時々刻々変化する撮像環境に対して、各撮像環境に適合する２次元制御パターンがリアルタイムに得られるため、色補正を行いつつ、迅速な撮影を行うことができる。

以上説明したように、本発明によれば、局所的に画像空間の濃度（色分布）を可変な空間光変調素子を、撮像装置の撮像光路上に配置することにより、撮像装置によって撮像する画像の局所的な色補正を行い、画像のダイナミックレンジを向上させるという効果が得られる。

以下、本発明の一実施形態による色補正装置を図面を参照して説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は第１の実施形態の構成例を示す概念図である。
この図において、撮像装置１は、フィルムカメラ，デジタルカメラ，アナログビデオカメラ、デジタルビデオカメラなどである。
色補正装置２は、上記撮像装置１の撮像光路上のいずれかの位置、例えばレンズの前、撮像素子の間、あるいは複数のレンズがある場合、レンズ間などに配置され、空間光変調素子２と、パターン生成部４と、パターン入力部５とから構成されている。ここで、撮像素子とは、ＣＭＯＳ型固体撮像素子またはＣＣＤ型固体撮像素子などである。

空間光変調素子３は、格子状の画素配列を有する単板で構成され、各構成画素毎に透過率を任意に制御することができる透過型の表示素子であり、外部からの駆動制御信号により、２次元的に透過特性（濃度や色調）を制御する。すなわち、上記構成画素各々が濃度（透過率）可変の灰色のＮＤフィルタとして動作することになる。
また、空間光変調素子３は、複数の変調領域に分割されており、この変調領域毎に透過特性が制御される。この変調領域は、画像の色変調を行う空間の分解能に対応させ、適時、任意の分解能（分割数）に設定することができる。また、変調領域は、１構成画素としてもよいし、任意の数の構成画素からなるブロックとして設定してもよい。

例えば、平面の透明基板上に格子状に画素を配置した透過型の液晶表示パネルを用い、外部からの駆動制御信号により、２次元パターンを表示（２次元的に透過率を制御）させるようにし、透過特性を制御するようにし、空間光変調素子３として用いる。
また、空間光変調素子３は、色補正において減色法を用いる場合に適用可能なものとして、上記液晶表示パネルだけではなく、液晶に換えて、エレクトロクロミック材料と呼ばれる酸化タングステン，プルシアンブルー，ビオロゲン系化合物，希土類ジフタロシアニン等を充填した単板パネルを構成し、液晶表示パネルと同様に、格子状に電圧を印加することにより、透過率（透明〜シアン，マゼンタ，イエロー，赤，緑，青などの発色）を変化させることが可能な材料、例えば後述するゲスト−ホスト型液晶パネルを用いてもよい。
なお、以下の説明においては、透過率を制御して撮像装置に入射する光量あるいは濃度値を調整することにより説明するが、入射光を透過させる（あるいは色の濃度値を変化させる）時間と、入射光を遮蔽する（あるいは透明とする）時間との割合、すなわちデューティ比を調整して、入射する光量（あるいは透過する光の色変調時間）を制御するようにしてもよい。

パターン入力部５は、空間光変調素子３と同様に、変調領域と空間的に対応した設定領域に分割され、各設定領域毎に変調情報（濃度値及び分光情報を含む濃度情報）がユーザにより入力され、パターン生成部４に生成させる２次元制御パターンを生成する際に用いる、変調領域（すなわち設定領域）の座標及びその変調領域の濃度値（及びカラー画像の場合に分光情報）を濃度情報として出力する。ここで分光情報とは光の３原色（Ｒ：赤、Ｇ：緑、Ｂ：青）のいずれの色であるか、あるいは色の３原色（Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー）のいずれの色であるかを示しており、減色法においては色の３原色、加色法においては光の３原色を用いる。

パターン生成部４は、上記パターン入力部５から入力される各変調領域の座標及びその濃度値を順次記憶し、ユーザからの制御により、空間光変調素子３に対して２次元制御パターンを出力し、空間光変調素子駆動部７を駆動することにより、空間光変調素子３に２次元パターンを表示させる。
空間光変調素子駆動部７は、上記２次元制御パターンにより、空間光変調素子３の２次元的に配置された各構成面素にアクセスする（または１次元的に走査する）ためのアドレス信号（変調領域の座標）、同期信号もしくはクロックと、各構成画素が所定の濃度となるよう制御するための駆動信号（用いる空間光変調素子３の種類に応じて適切な電圧値、電流値、変調方式、あるいは磁界による電磁的な信号）を出力する。

次に、各部を詳細に説明する。
図２及び図３により、パターン入力部５の説明を行う。図２は、パターン入力部５の構成例を示すブロック図である。図３は、図２のパターン入力部５における、ユーザが変調情報を入力するユーザインターフェースの制御パネル面を示す概念図である。
パターン入力部５は、図２に示すように、濃度値及び座標を指定するためのユーザインターフェース５１と、パターン生成部４内の記憶領域に対して、各設定領域の濃度値を上記座標に対応したアドレスに書き込む制御部５４とから構成されている。

ここで、ユーザインターフェース５１には、少なくとも設定領域の座標及びその座標に対応する設定領域の濃度値（及び分光情報）を指定する入力部５２が設けられている。
また、ユーザインターフェース５１には、現在設定されている（パターン生成部４内の記憶領域に記憶されている）濃度情報に対応した２次元パターンを表示する表示部５３が設けられている。

入力部５２は、例えば機械的なスイッチ、マウス、ペンタブレット、タッチパネルなどの位置を指定して、データ入力が可能な入力手段で有ればいずれでも良い。
表示部５３は、ＣＲＴ、液晶表示パネル、ＥＬ（Electro Luminescent）素子、発光ダイオード、プラズマディスプレイなどの任意の表示装置を用いることができる。
また、入力部５２及び表示部５３は、液晶ペンタブレットや、液晶タッチパネル、ＣＲＴタッチパネルなどの、入力手段と表示手段とが一体化されたものを用いても良い。

図３に示すユーザインターフェース５１は、スイッチ５１１と、スタイラスペン及び液晶ペンタブレット５１２とからなる入力部５２と、この液晶ペンタブレットによる表示部５３を用いて構成されている。表示部５３はパターン表示部５３１と設定状態表示部５３２とから構成されている。
スイッチ５１１は、各スイッチが例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）及びイエロー（Ｙ）の各色の濃度値を増減させたり、ＮＤの露出倍数を増減するために用いられる。この各スイッチに示されている色を示すＣ，Ｍ及びＹの文字の後ろの「＋」または「−」は、「＋」の示されたスイッチを押下げると、対応する文字の示す色の濃度値が増加し、一方、「−」の示されたスイッチを押下げると、対応する文字の示す色の濃度値が減少する。
例えば、「Ｃ＋」の示されたスイッチを押下げると、シアンの濃度値が１ステップ増加し、一方、「Ｃ−」の示されたスイッチを押下げると、シアンの濃度値が１ステップ減少する。

上記表示部５３は、すでに述べたように、制御部５４により色補正装置に現在設定されている（パターン生成部４内の記憶領域に記憶されている）、空間光変調素子３を制御する２次元制御パターンを生成するための濃度情報に対応する２次元パターンが画像として表示される。
すなわち、制御部５４は、パターン生成部４内の記憶領域に記憶されている濃度値（２次元制御パターン）により、パターン表示部５３１における上記記憶領域のアドレスに対応した座標の画素を駆動し、濃度値に対応する２次元パターンの画像として表示する。
ここで、パターン表示部５３１には、前記２次元パターンを構成する各画素において、シアン、マゼンタ、イエロー及びＮＤの各濃度に応じた色彩で彩色された画像が表示される。

すなわち、入力部５２は、スタイラスペンが液晶ペンタブレット５１２表面に触れた際、スタイラスペンが触れた液晶ペンタブレット５１２上の座標（ｘ．ｙ）を検出し、取得された座標（ｘ，ｙ）と、上記スイッチ５１１により設定された濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）を制御部５４へ出力する。
また、制御部５４は、スタイラスペンが液晶ペンタブレット５１２表面に触れた際に取得された座標をパターン記憶部４１におけるアドレスに変換し、このアドレスに対して、スイッチ５１１にて設定された上記濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）を書き込む。
また、制御部５４は、パターン記憶部４１に記憶されている、２次元制御パターンを生成する濃度情報（座標ごとの各濃度値）を読み出し、パターン表示部５３１に表示する。

例えば、シアン，マゼンタ及びイエローの各濃度値をそれぞれＣ，Ｍ及びＹとし、ＮＤの露出倍数をＤ倍としたとき、パターン表示部５３１に表示する画像の各画素値の赤、緑及び青色の各値をＲ、Ｇ及びＢを、下記の（１）式により設定することができる。

なお、上記（１）式において、Ｃ、Ｍ及びＹの各値は０以上１以下とし、数値が大きいほど濃度が高く、数値が小さいほど無色透明に近づくものとする。Ｄは露出倍数をあらわし、１のときに減光なし（透過率１００％）、０のときに入射光を遮断する。
一方、Ｒ，Ｇ及びＢの各値は０以上１以下とし、数値が大きいほど輝度が高いものとする。
なお、このほか、パターン表示部５３１に表示する画像として、２次元パターン内における同濃度値の領域の境界線を表示したり、該境界線の内部に数値で各濃度値を表示することもできるし、またこれらを複合して表示してもよい。
また、設定状態表示部５３２には、色補正装置に現在設定されているシアン、マゼンタ、イエロー及びＮＤの各濃度値が数値にて表示される。

上記説明において、パターン表示部５３１には、２次元制御パターンに対応する２次元パターンが表示されるとして説明した。上記説明においては、２次元制御パターンの座標値の入力はユーザがスタイラスペンにより、自身の撮像しようとしている対象（色補正を行う対象）を、対象に合わせて大まかに（直感的に）描画することにより、色補正を行う設定領域が選択される。
すなわち、入力部５２は、ユーザの描画した描画領域に含まれる設定領域の座標を、色補正を行う対象として検出し、その描画領域単位にて、ユーザの入力する濃度値が設定される。

また、他の入力方法１として、制御部５４は、入力部５２を介して入力される、カメラ１が撮像した画像から輪郭を抽出し、下絵として読み込んだ画像を塗り絵のように白黒の枠線のみで、パターン表示部６３１に表示させ、かつ設定された濃度値による２次元パターンを各枠線が残るように、パターン表示部６３１に表示するように構成してもよい。
そして、ユーザは下絵に対応した各描画領域の濃度値のみを設定することにより、各設定領域の座標及びその座標に対応する濃度値を設定することができる。この構成とすることにより、ユーザは、精度の高い色補正の対象となる設定領域に対する濃度値の設定を容易に行うことができる。

また、他の入力方法２として、制御部５４が輪郭を抽出して、２次元制御パターンにて色補正された入射光による画像を、各枠線が残るように、パターン表示部６３１に表示するように構成してもよい。
この構成とすることにより、ユーザは、精度の高い色補正の対象となる設定領域に対する濃度値の設定を、容易にかつリアルタイムに行うことができる。

次に、図４によりパターン生成部４を説明する。図４はパターン生成部４の構成を示すブロック図である。
パターン生成部４は、パターン記憶部４１及びパターン演算部４２から構成されている。
パターン記憶部４１はＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）などの高速な半導体記憶装置にて構成されており、空間光変調素子３における格子状配列の各構成画素それぞれの座標（アドレス）に対応して濃度情報が記憶される。

例えば、この濃度情報は、例えば１次元の数値とし、数値の大小により画素の濃度値を表現するものである。すなわち、この１次元の数値はＮＤフィルタの露出倍数を表す数値として定義することができる。
また、例えば、濃度情報として、多次元（複数）の数値を用いて、波長毎または原色毎の濃度値をベクトル量として表すものとしてもよい。すなわち、色補正装置２がＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の原色によりカラー画像を撮像する撮像装置１に装着される場合、Ｃ（シアン）、Ｙ（イエロー）及びＭ（マゼンタ）の３原色の各濃度値を濃度情報として用いたり、またＲ、Ｇ及びＢの３原色の各濃度値を濃度情報として用いたりすることができる。これらの構成については、詳細に後述する。

パターン演算部４２は、パターン記憶部４１から濃度情報を読み出し、この濃度情報に基づいて、空間光変調素子３の各構成画素の濃度値を、色補正に必要とする濃度値（色分布の補正に必要な）に制御する２次元制御パターンを生成する。
また、パターン演算部４２は、空間光変調素子３の各構成画素において、光学的な濃度と適切に対応するように、読み出した濃度情報に対して数値変換の演算を行うようにしても良い。
上記数値変換は、空間光変調素子３の構成によって異なるため、後に詳述する、

以下、順次、空間光変調素子３の構成と、その構成画素の制御を行う際の濃度情報の数値変換について説明する。
i．空間光変調素子３がＮＤフィルタ
図５に示す構成の空間光変調素子３は、格子状の画素配列を有する単板にて構成されており、各構成画素の各々が濃度可変の灰色（グレー）のＮＤフィルタとして用いられる。
この場合ユーザが上記入力部５２を介して、色補正装置２に入力する濃度情報は、画像の輝度値の高い部分を暗い方向へ遷移させ、輝度値の低い部分を明るい方向へ遷移させる濃度値（露出倍数Ｄ）となっている。

すなわち、パターン生成部４は、濃度値が最小の場合、無色透明（透過率１００％）とし、濃度値が最大の場合、入射光を遮蔽して撮像装置１に入射されない状態として、空間光変調素子３の各構成画素の濃度の制御を行う。
例えば、輝度値の低い部分の設定領域の濃度値はそのまま（透過率１００％）とし、輝度値の高い部分の設定領域における透過率を、ユーザの設定する値にし、入力される光量を低下させ、画像表示のダイナミックレンジを名目的に広げる処理を行う。
このとき、パターン演算部４２は、濃度情報が露出倍数を表している場合、各構成画素が設定された露出倍数相当の灰色となるよう、この露出倍数となる濃度値からなる２次元制御パターンを生成する。
そして、空間光変調素子駆動部７は、上記２次元制御パターンに対応した駆動信号を、空間光変調素子３の各構成画素に対して出力し、空間光変調素子３に所定の濃度値の２次元パターンを表示し、各構成画素の透過率の制御を行い、撮像装置１に入射する光量の制御を行う。

ii．空間光変調素子３がＣ，Ｍ，Ｙ各色の変調フィルタ
図６に示す構成の空間光変調素子３は、格子状の画素配列を有する単板にて構成された、シアン，マゼンタ及びイエローの各色に対応したフィルタ３枚を、それぞれの変調領域が対応するように重ねて構成された合成フィルタであり、各色のフィルタ毎、かつフィルタにおける各構成画素の各々が濃度可変の光変調フィルタとして用いられる。
ここで、３枚の各フィルタの構成画素が対応する座標にて重なりあっているため、濃度情報としての座標は１つで表現することができ、変調フィルタの構成画素の各座標に対して、シアン，マゼンタ及びイエローの３つの色の濃度値として、３次元ベクトルの濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ）となる。

上記各フィルタは、良く知られているゲスト−ホスト型液晶パネルを用いることにより、形成することができる。
すなわち、アゾ系，アントラキノン系，キノフタロン系，ペリレン系などの二色性色素を用い、減色法に用いる３原色のＣ，Ｍ，Ｙの色素をそれぞれ合成して変調フィルタの生成を行う。
液晶分子（ホスト）に二色性色素（ゲスト）を溶解させて液晶パネルを生成し、各構成画素毎に電界を印加させることで、液晶分子の配向を変化させることにより、その動きに対応して色素の配向が変化する。例えば、電圧を印加した場合に無色透明、一方、電圧を印加しない場合にそれぞれの色に着色させて、光の透過制御を行うことができる。

ここで、図６において、シアンに対応するフィルタは３Ｃであり、マゼンタに対応するフィルタは３Ｍであり、イエローに対応するフィルタは３Ｙである。
この構成によれば、Ｃ，Ｍ，Ｙ各々の濃度値の組合せにより、減光及び色補正の２つのフィルタ処理を実現することができる。
すなわち、この構成によると、各フィルタの構成画素は、濃度値を最小とした場合、理想的に無色透明となり、濃度値を最大とした場合、理想的に各色の補色を完全に遮断する半透明となるものとする。したがって、減色法による混色を用いて、変調フィルタの減光及び色補正を行う。ここで、Ｒの補色はＣであり、Ｇの補色はＭであり、Ｂの補色はＹである。

この図６の光変調フィルタを用いる場合、パターン記憶部４１には、ユーザにより入力された濃度情報として、各構成画素の座標（アドレス）毎に、上述した３次元ベクトルの濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ）が記憶されている。
そして、空間光変調素子３の各構成画素に対して設定するシアン，マゼンタ及びイエローの各濃度値（Ｃ0，Ｍ0，Ｙ0）は下記の（２）式にて設定される。
すなわち、パターン演算部４２は、パターン記憶部４１から入力される濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ）を、この（２）式により変換する。

ここで、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｃ0，Ｍ0，Ｙ0の各濃度値は、０以上であり、かつ１以下と設定され、数値が大きいほど（１に近づくほど）各色の濃度値が高くなり、数値が小さいほど（０に近づくほど）濃度値が低くなり無色透明に近づく値とする。
また、Ｄは露出倍数を示し、「１」のときに減光無し（透過率１００％）であり、「０」のときに遮断とし、０．５であると透過率５０％となる。
上述したように、パターン演算部４２は、空間変調素子３のフィルタ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ各々に対して、（２）式により演算した濃度値に対応したそれぞれの２次元制御パターンを生成する。

iii．空間光変調素子３がＣ，Ｍ，Ｙ各色及びＮＤの変調フィルタ
図７に示す空間光変調素子３は、格子状の画素配列を有する単板にて構成された、シアン，マゼンタ，イエローの各色及びＮＤ（減色）に対応したフィルタ４枚を、それぞれの変調領域が対応するように重ねて構成された合成フィルタであり、各色及び減色のフィルタ毎、かつフィルタにおける各構成画素の各々が濃度可変の光変調フィルタとして用いられる。ここで、４枚の各フィルタの構成画素が対応する座標にて重なりあっているため、濃度情報としての座標は１つで表現することができ、変調フィルタの構成画素の各座標に対して、シアン，マゼンタ，イエローの３つの色及び減色の濃度値として、４次元ベクトルの濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）となる。

ここで、図７において、シアンに対応するフィルタは３Ｃであり、マゼンタに対応するフィルタは３Ｍであり、イエローに対応するフィルタは３Ｙであり、減色に対応するフィルタは３ＮＤである。
すなわち、上述した構成によると、各フィルタの構成画素は、濃度値を最小とした場合、理想的に無色透明となり、濃度値を最大とした場合、理想的に減色及び各色の補色を完全に遮断する半透明となるものとする。

この構成により、各色及び減色の濃度の組合せである濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）により、iiですでに説明した変調フィルタと同様に、減光及び色補正の２つのフィルタ処理を実現することができる。
上記iiの構成に対して、本構成の方が、灰色の制御を、Ｃ，Ｍ，Ｙの各色の制御と分離して（独立して）指定することができるため、３枚のフィルタの場合に比較して、補正量の演算が容易となる。

すなわち、この図７の光変調フィルタを用いる場合、パターン記憶部４１には、ユーザにより入力された濃度情報として、各構成画素の座標（アドレス）毎に、上述した４次元ベクトルの濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）が記憶されている。
そして、空間光変調素子３の各構成画素に対して設定するシアン，マゼンタ及びイエローの各濃度値（Ｃ0，Ｍ0，Ｙ0，Ｋ0）は下記の（３）式にて設定される。
すなわち、パターン演算部４２は、パターン記憶部４１から入力される濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）を、この（３）式により変換する。

ここで、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ，Ｃ0，Ｍ0，Ｙ0，Ｋ0の各濃度値は、０以上であり、かつ１以下と設定され、数値が大きいほど（１に近づくほど）各色の濃度値が高くなり、数値が小さいほど（０に近づくほど）濃度値が低くなり無色透明に近づく値とする。
また、Ｄは露出倍数を示し、「１」のときに減光無し（透過率１００％）であり、「０」のときに遮断とし、０．５であると透過率５０％となる。
上述したように、パターン演算部４２は、空間変調素子３のフィルタ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ，３ＮＤ各々に対して、（３）式により演算した濃度値に対応したそれぞれの２次元制御パターンを生成する。

また、図６に示す変調フィルタにおいては、減光のために灰色を実現するため、シアン，マゼンタ，イエローを等しい濃度値にて重ねる必要があり、各構成画素の重なりにおいて、色の濁りや視差による色ずれに留意する必要があるが、独立して灰色の濃度値を制御することができるため、色の濁りや視差による色ずれを、iiの構成に比較して抑制することができる。
上述したii，iiiについては、空間光変調素子駆動部７がフィルタ３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ及び３ＮＤ各々に、それぞれ対応する駆動信号を出力し、各フィルタに２次元パターンを表示させる。

iv．空間光変調素子３がＣ，Ｍ，Ｙ各色のフィルタが単板に形成された変調フィルタ
図８に示す空間光変調素子３’は、格子状の画素配列を有する単板にて構成されており、レッド，グリーン，ブルーの各構成画素（それぞれ構成画素に３色いずれかのカラーフィルムを貼着）を、Ｒ，Ｇ，Ｂの構成画素の組を、図の平面にて上下方向にて同一の色が重ならないように周期的に配列、すなわち水平及び垂直の各方向において、各色を２構成画素おきに配列したものである。
この構成によれば、iiですでに説明した変調フィルタと同様な減光及び色補正の２つのフィルタ処理を、単板にて実現することができる。

また、この構成によれば、各構成画素は、濃度値を最小とした場合、理想的に各色のみを完全に透過する半透明となり、濃度値を最大とした場合、理想的に光を完全に遮断する状態となるものとする。したがって、加色法による混色を用いて、変調フィルタの減光及び色補正を行う。
この図８の光変調フィルタを用いる場合、パターン記憶部４１には、ユーザにより入力された濃度情報として、各構成画素の座標（アドレス）毎に、上述した４次元ベクトルの濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）が記憶されている。
そして、空間光変調素子３’の各構成画素に対して設定するシアン，マゼンタ及びイエローの各濃度値（Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0）は下記の（４）式にて設定される。
すなわち、パターン演算部４２は、パターン記憶部４１から入力される濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）を、この（４）式により変換する。

ここで、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ，Ｒ0，Ｇ0，Ｂ0の各濃度値は、０以上であり、かつ１以下と設定され、数値が大きいほど（１に近づくほど）、原色の各色を透過し、数値が小さいほど（０に近づくほど）透過率が低下して入射する光を遮断する値とする。
また、Ｄは露出倍数を示し、「１」のときに減光無し（透過率１００％）であり、「０」のときに遮断とし、０．５であると透過率５０％となる。
上述したように、パターン演算部４２は、空間変調素子３’に対して、（４）式により演算した濃度値に対応した２次元制御パターンを、ｉと同様に濃度値を電圧値などに変換して生成する。

v．空間光変調素子３がアンバー及びブルーのフィルタにより形成された変調フィルタ
図９に示す空間光変調素子３は、格子状の画素配列を有する単板にて構成された、アンバー（琥珀），ブルーの各色に対応したフィルタ２枚を、それぞれの変調領域が対応するように重ねて構成された合成フィルタであり、各色のフィルタ毎、かつフィルタにおける各構成画素の各々が濃度可変の光変調フィルタとして用いられる。ここで、２枚の各フィルタの構成画素が対応する座標にて重なりあっているため、濃度情報としての座標は１つで表現することができ、変調フィルタの構成画素の各座標に対して、アンバー，ブルーの２つの色の濃度値として、２次元ベクトルの濃度情報（アンバー，Ｂ）が対応する。

図９に示す空間光変調素子３は、上述したように、アンバー及び青色に対応する２板で構成され、各色の各構成画素の濃度が可変である。
本構成によれば、各色の濃度の組み合わせにより、減光及び色温度補正の両動作を実現することができる。
この構成による場合、各構成画素は、濃度値を最小としたとき、理想的には無色透明となり、濃度値を最大としたとき、理想的には各色の補色を完全に遮断する半透明となるものとする。したがって、減色法による混色を用いて、変調フィルタの減光及び色補正を行う。
さらに、上述したi〜vにて説明した例のほかに、特定の波長または色のみを選択的に吸収する特性を有する空間光変調素子を重ねて用いたり、特定の波長または色のみを選択的に透過する画素を格子状に配列したり、あるいはそれらの両者を組み合わせることにより空間光変調素子３を構成してもよい。

＜第２の実施形態＞
次に、図２に示すパターン入力部５を、図１０に示すパターン入力部５’に換えた第２の実施形態による色補正装置２を説明する。本実施形態は、減色法を用いた色補正に対応するものである。
パターン入力部５をパターン入力部５’に変更した以外、第２の実施形態による色補正装置２は第１の実施形態と同様である。
この第２の実施形態が第１の実施形態と異なる点は、ユーザが濃度情報（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｄ）を入力するのではなく、パターン入力部５’が撮像された画像から抽出するＲ，Ｇ，Ｂの濃度値から、各変調領域の構成画素の濃度情報を求め、すなわち、画像における空間的な色分布の局所的な偏りを検出（分析）することにより、この偏りを補正するよう空間変調素子３を制御する２次元制御パターンを生成することにある。

第２の実施形態におけるパターン入力部５’は、画像解析部５５及び制御部５４から構成されている。これに、第１の実施形態にて説明したユーザインターフェース５１を付加してもよい。ユーザインターフェース５１により、ユーザが計数を入力したり、以下の構成において色補正の微調整（第３及び第４の実施形態における係数ｋや補正値ｌの制御を含む）を行うようにしても良い。
上記インターフェース部５１及び制御部５４は、第１の実施形態と同様であるため、説明を省略し、第１の実施形態の色補正装置２と異なる構成及び動作のみ説明する。
画像解析部５５は、撮像装置１（この場合、デジタルビデオやデジタルカメラなど）から、入力される画像を解析し、すなわち、画像の各画素における各色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の階調度を求め、この階調度から各画素における色の濃度値に対する補正量（色補正量）を求め、この補正量から２次元制御パターンにおける濃度値を算出して出力する。

第２の実施形態における色補正装置２が撮像光路に設けられた撮像装置１を、上記画像解析部５５に入力させる画像をモニタ画像として出力するモニタ画像撮像装置と兼用させる場合を以下説明する。
画像解析部５５は、撮像装置１から入力されるモニタ画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））における座標（ｘ，ｙ）の周囲に設定した局所的な評価領域Ｓ（ｘ，ｙ）の各色の統計量を算出する。例えば、この統計量として、局所的な評価領域Ｓ（ｘ，ｙ）に含まれる画素の階調度の平均値として、平均色（Ｒm（ｘ，ｙ），Ｇm（ｘ，ｙ），Ｂm（ｘ，ｙ））を下記（５）式から算出する。

なお、局所的な領域Ｓ（ｘ，ｙ）は、例えば、下記（６）式に示すように、座標（ｘ，ｙ）を中心とした半径ｒ（ユーザにより任意に設定される）の領域として設定してもよいし、あるいは座標（ｘ，ｙ）が重心位置となる矩形上の領域として設定してもよい。

そして、画像解析部５５は、上記統計量に基づいて、各画素（ｘ，ｙ）毎の色補正量を、例えば、局所的な平均色（Ｒm（ｘ，ｙ），Ｇm（ｘ，ｙ），Ｂm（ｘ，ｙ））により、下記（７）式により求める。

上記式におけるｋ_Ｃ，ｋ_Ｍ，ｋ_Ｙはそれぞれ正の係数（ゲイン）であり、画像における補色をどの程度キャンセルするか（画像の空間的な色分布の偏りを補正する補正量）を設定するものであり、ユーザが任意に設定するものである。
上記（７）式におけるＣ（ｘ，ｙ）において、例えば、ｋ_Ｃ＝１とした場合、赤が色として強い場合、Ｃ（ｘ，ｙ）をＲm（ｘ，ｙ）とすることにより、赤の補色であるシアンを強めて赤を弱くする制御を行うことができる。
制御部５４は、画像解析部５５が上記（７）式にて求めたＣ（ｘ，ｙ），Ｍ（ｘ，ｙ），Ｙ（ｘ，ｙ）各々を、パターン記憶部４１に対し、座標値（ｘ，ｙ）に対応するアドレスに書き込も、２次元制御パターンとする。
この後の空間光変調素子３の駆動の処理については、第１の実施形態と同様である。この処理により、パターン演算部４２は、濃度情報（Ｃ（ｘ，ｙ），Ｍ（ｘ，ｙ），Ｙ（ｘ，ｙ））の２次元制御パターン値を用い、空間光変調素子３に所望の２次元パターンを表示する駆動信号を、各構成画素毎に順次生成する。この結果、色の偏りをユーザの好みに合わせて任意に調整することができる。

また、色の偏りを調整するのではなく、より局所的な領域（変調領域の集合）において、各色を強調する場合、下記に示す（８）式を用いて、任意に各領域における変調領域における強調したい色の補色の濃度を強調する。

上記式におけるｋ_Ｃ１，ｋ_Ｃ２，ｋ_Ｍ１，ｋ_Ｍ２，ｋ_Ｙ１，ｋ_Ｙ２はそれぞれ正の係数（ゲイン）であり、画像における補色をどの程度強調するかを設定するものであり、ユーザが任意に設定するものである。
例えば、赤を強調したい場合、赤の補色であるマゼンタとイエローとを強調するよう、上記係数ｋ_Ｃ１，ｋ_Ｃ２，ｋ_Ｍ１，ｋ_Ｍ２，ｋ_Ｙ１，ｋ_Ｙ２を設定する。
上述した（７）式及び（８）式の一般式として、例えば、以下に示す（９）式を用いることができる。

行列Ａは上記係数であり、ベクトルｂは定数であり、以下の（１０）式にて示される。

上記行列Ａにおける各係数は、ユーザの所望する色補正が行われるように、ユーザが予め設定しておく。
上述した処理において、サンプル画像を取得する際、空間光変調素子２の色補正の影響を受けないように、色補正装置２における色補正の処理を行わず、空間光変調素子２の構成画素の全てを透過率１００として、新たに、サンプル画像を取得するまで、直前に取得したサンプル画像を原画像として、（７）式から（９）式いずれかにより、色補正に用いる２次元制御パターンを生成する。すなわち、色補正を行って入力される画像をフィードバックして補正のための原画像として使用しない。

また、色補正の影響を受けない画像をサンプル画像として初期値に用い、以後、色補正を行った後の画像を逐次フィードバックし、色補正の２次元制御パターンを生成する原画像として用いる場合、色補正のフィードバックループにおける発散等の悪影響を防止する必要がある。このため、色補正装置２における色補正処理全体のループゲインが１を超えないように、行列Ａの係数及びベクトルｂの定数を設定する。
これにより、撮像装置１から入力される色補正後の画像から、パターン入力部５’がリアルタイムに２次元制御パターンを生成し、パターン生成部４が空間光変調素子３の制御を行うことができる。このリアルタイムにサンプル画像を得て、２次元制御パターンを生成する構成については第３の実施形態において述べる。

＜第３の実施形態＞
次に、撮像装置１からリアルタイムに色補正後の画像を入力し、これをサンプル画像として、２次元制御パターンを生成する第３の実施形態による色補正装置２を説明する。
第２の実施形態においては、２次元制御パターンを生成するモニタ画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））を、色補正が行われない状態において、撮像装置１からサンプル画像として入力した。
一方、第３の実施形態による色補正装置２は、撮像装置１から色補正を行った画像を入力して、これをサンプル画像として、２次元制御パターンを生成する原画像として用いている。これにより、第３の実施形態による色補正装置２は、撮像装置１からサンプル画像をリアルタイムに得ることができ、２次元制御パターンを生成することができる。

上述したように、第３の実施形態による色補正装置２の第２の実施形態と異なる点は、サンプル画像を、撮像装置１からリアルタイムに得ることであり、他の構成については第２の実施形態と同様である。以下、第２の実施形態と異なる構成及び動作についてのみ、第３の実施形態による色補正装置２の説明を行う。
上記センサカメラ６は、デジタル画像を撮像するデジタルビデオカメラやデジタルカメラなどである。
画像解析部５５は、入力画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））を、センサカメラ６から入力する。

画像解析部５５は、撮像装置１から入力されるモニタ画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））を、予め設定したサンプル周期Δｔにおいてサンプル画像としてサンプリングし、各画素位置における座標（ｘ，ｙ）の周囲に設定した局所的な評価領域Ｓ（ｘ，ｙ）の各色の統計量を算出する。
例えば、この統計量として、サンプル周期Δｔ毎に求められる、所的な評価領域Ｓ（ｘ，ｙ）に含まれる画素の階調度の平均値として、平均色（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））を下記（１１）式から算出する。

そして、画像解析部５５は、上記平均色（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））から、以下に示す（１２）式から、２次元制御パターンにおける濃度情報（Ｒ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂ（ｘ，ｙ，ｔ））を求める。

上記（１２）式における濃度情報（Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｍ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｙ（ｘ，ｙ，ｔ））は現在のサンプル周期にて生成される２次元制御パターンの濃度情報であり、濃度情報（Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ−Δｔ），Ｍ（ｘ，ｙ，ｔ−Δｔ），Ｙ（ｘ，ｙ，ｔ−Δｔ））は直前のサンプル周期にて生成された濃度情報である。
また、（１２）式における関数Ｌ（Ｘ）は、濃度情報が制御可能な所定の範囲（０以上かつＬmax以下の範囲）内に収まるよう制限する制限関数であり、引数Ｘが０以上かつＬmax以下にある場合に引数Ｘの値をそのまま出力し、引数Ｘが０未満である場合に「０」を出力し、また引数ＸがＬmaxを超える場合にＬmaxを出力する。
さらに、（１２）式におけるｇ_Ｃ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ）），ｇ_Ｍ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））及びｇ_Ｙ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））は直前の濃度情報に対する補正量であり、それぞれ下記に示す（１３）式の構成となっている。

上記（１３）式におけるｌ_Ｒ，ｌ_Ｇ及びｌ_Bはそれぞれ平均色に対する制御目標値（時刻ｔの経過とともに観測される平均色が収束すべき、ユーザにより設定された所望の設定値）である。
また、ｋ_Ｃ，ｋ_Ｍ及びｋ_Ｙはそれぞれ平均色と制御目標値との誤差を（１２）式に対してフィードバックする際に乗ずる正の係数（制御ループにおけるゲイン）である。

例えば、ｇ_Ｃ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））が（１３）式に示すように平均色Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ）を考慮した線形関数とすると、以下の様な制御が行われる。
（１３）式において、係数ｋcは正の値であるため、平均色Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ）が制御目標値ｌ_Ｒより大きい場合、すなわち位置（ｘ，ｙ）において赤みが強い場合、ｇ_Ｃ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））は正の値となり、（１２）式によりシアンの濃度が増加する。
一方、平均色Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ）が制御目標値ｌ_Ｒより小さい場合、すなわち位置（ｘ，ｙ）においてシアンのみが強い場合、ｇ_Ｃ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））は負の値となり、（１２）式によりシアンの濃度が減少する。

また、平均色Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ）が制御目標値ｌ_Ｒと同一の場合、すなわち位置（ｘ，ｙ）において目標の色味が達成されている場合、ｇ_Ｃ（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））は「０」の値となり、（１２）式によりシアンの濃度の変化はない。
なお、（１２）式における制限関数Ｌ（Ｘ）の効果により（１３）式により求められる濃度値Ｃ（ｘ，ｙ，ｔ）は常に予め設定されている０以上かつＬmax以下の範囲内に保たれることとなる。
また、（１３）式における他の濃度値Ｍ（ｘ，ｙ，ｔ）及びＹ（ｘ，ｙ，ｔ）についても上述した処理により、常に予め設定されている０以上かつＬmax以下の範囲内に保たれることとなる。

上述した画像解析部５５の２次元制御パターンの生成処理により、係数ｋ_Ｃ，ｋ_Ｍ及びｋ_Ｙをと補正値ｌ_Ｒ，ｌ_Ｇ，ｌ_Ｂとを、予めユーザの好みに合うように実験を行い設定しておくことにより、撮像素子１からリアルタイムに入力される画像をサンプル画像とし、このサンプル画像から（１２）式により求められる各色の濃度情報が、予め設定された最大値Ｌmaxと０との間にて、ユーザの所望する色補正を行う数値に収束させることができる。

＜第４の実施形態＞
次に、図１１に示す構成の第４の実施形態による色補正装置２を説明する。第３の実施形態においては、２次元制御パターンを生成するモニタ画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））を、上述したように、色補正を行う対象の撮像装置１の出力する画像を用いた。
一方、第４の実施形態による色補正装置２は、図１１に示すように、撮像装置１に対して別に設けられた他の撮像装置、例えばセンサカメラ６の出力する画像をサンプル画像として用いている。これにより、色補正の影響を受けないサンプル画像を得ることができ、リアルタイムに２次元制御パターンを生成することができる。

上述したように、第４の実施形態による色補正装置２の第３の実施形態と異なる点は、サンプル画像を、撮像装置１ではなく他の撮像装置から得ることであり、他の構成については第３の実施形態と同様である。以下、第２の実施形態と異なる構成及び動作についてのみ、第４の実施形態による色補正装置２の説明を行う。
上記センサカメラ６は、デジタル画像を撮像するデジタルビデオカメラやデジタルカメラなどである。
画像解析部５５は、入力画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））を、センサカメラ６から入力する。

そして、画像解析部５５は、上記入力画像（Ｒ（ｘ，ｙ），Ｇ（ｘ，ｙ），Ｂ（ｘ，ｙ））により、上記（１１）式により、平均色（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））を算出する。
次に、画像解析部５５は、上記（１１）式により算出した平均色（Ｒm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇm（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂm（ｘ，ｙ，ｔ））から、以下に示す（１４）式により、２次元制御パターンにおける濃度情報（Ｒ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｇ（ｘ，ｙ，ｔ），Ｂ（ｘ，ｙ，ｔ））を求める。

この（１４）式は、（７）式と同様に、強い色を抑制させるための２次元制御パターンを生成する。
また、（８）式と同様に、有る色を強調させる場合、画像解析部５５は以下の（１５）式を用いて、２次元制御パターンとしての濃度情報の計算を行う。

第４の実施形態による色補正装置２は、２次元制御パターンを生成するサンプル画像に、色補正が行われていない他の撮像装置からの画像を用いるため、精度の高い色補正を行うことができる。

なお、図１における色補正装置におけるパターン演算部４２，画像解析部５５の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによりパターン演算及び画像解析の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）を備えたＷＷＷシステムも含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。

また、上記プログラムは、このプログラムを記憶装置等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により他のコンピュータシステムに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。

本発明の第１〜第３の実施形態の構成例を示す概念図である。図１における第１の実施形態におけるパターン入力部５の構成例を示すブロック図である。図２のユーザインターフェース５１の構成例を示す概念図である。図１におけるパターン生成部４の構成例を示すブロック図である。図１における空間光変調素子３を単板のＮＤフィルタとして構成した概念図である。図１における空間光変調素子３を３色の色補正を行うフィルタ３枚にて、減光を同時に行う構成した概念図である。図１における空間光変調素子３を３色の色補正を行うフィルタ３枚と、減光を行うＮＤフィルタとの４枚にて構成した概念図である。図１における空間光変調素子３を単板にて、色補正及び減光を行うフィルタとして構成した概念図である。図１における空間光変調素子３を、色温度補正及び減光を行う２枚のフィルタとして構成した概念図である。第２、第３及び第４の実施形態におけるパターン入力部５’を示すブロック図である。第４の実施形態による色補正装置２の構成例を示す概念図である。

符号の説明

１…撮像装置
２…色補正装置
３，３Ｃ，３Ｍ，３Ｙ…空間光変調素子
４…パターン生成部
５，５’…パターン入力部
６…センサカメラ
７…空間光変調素子駆動部
４１…パターン記憶部
４２…パターン演算部
５１…ユーザインターフェース
５２…入力部
５３…表示部
５４…制御部
５５…画像解析部
５１１…スイッチ
５３１…パターン表示部
５３２…設定状態表示部

Claims

撮像装置に装着され、当該撮像装置に入力される画像の色補正を行う色補正装置であり、
前記撮像装置のレンズの前に配置され、空間的に複数の変調領域に分割され、該変調領域毎に光変調を行う空間光変調素子と、
該空間光変調素子の各変調領域の変調制御を行う２次元制御パターンを生成するパターン生成手段と、
前記２次元制御パターンにより、前記空間光変調素子を制御する空間光変調素子駆動手段と、
前記撮像装置と同様の画像を撮像する他の撮像装置と、
前記他の撮像装置から入力される画像の色分布を、前記変調領域に対応付けられ、空間光変調素子と同様に空間的に分割された設定領域毎に抽出する色分布抽出手段と
を有し、
前記パターン生成手段が、前記色分布抽出手段から入力される前記色分布と、前記設定領域とを対応付けて、前記２次元制御パターンを生成する際、前記他の撮像装置が予め設定されたサンプル周期においてサンプル画像を取得し、前記パターン生成手段が直前のサンプル周期で生成された前記２次元制御パターンの前記変調領域毎の濃度情報に対する補正量を、現在のサンプル周期におけるサンプル画像の色分布から求め、直前のサンプル周期における前記２次元制御パターンの前記変調領域毎の濃度情報と、前記補正量とにより、現在のサンプル周期の２次元制御パターンの前記変調領域毎の濃度情報を生成することを特徴とする色補正装置。
前記空間光変調素子が透過型の液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１に記載の色補正装置。
前記空間光変調素子駆動手段が前記空間光変調素子に対し、予め設定した周期により、前記２次元制御パターンを更新して、光変調を行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の色補正装置。