JPWO2018021048A1 - 色校正装置、色校正システム、色校正用ホログラム、色校正方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2016年7月27日に日本に出願された特願2016−147311号及び2016年10月18日に日本に出願された特願2016−204397号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
例えば、画像撮像装置は取り込んだ被写体のカラー画像である撮像画像データの色情報を、光の3原色で示したRGB(Red、Green、Blue)信号に変換して、これを表示装置や印刷装置(プリンタ)等の画像出力装置に出力する。そして、画像出力装置においては、供給(入力)されるRGB信号の信号値に基づいて、カラー画像を再現することが一般的に行われている。
また、画像出力装置にも様々な再現の仕方や機器の個体差が存在している。このため、画像撮像装置で撮像した画像を画像出力装置から出力する際、分光レベルで同じ色情報が入力されても、実際に再現される色(RGB信号の信号値)が異なり正確な色再現が行えない場合がある。
しかし、各メーカが画質向上のために様々な特性を持った独自の光学フィルタを作成していることが多く、光学フィルタの分光特性を光学的にsRGB規格に完全に一致させることは現実には難しい。
また、撮像したRAWデータからsRGB規格の撮像画像データを生成する画像処理についても、各メーカが独自の画像処理エンジンによって、見た目に自然な画像に加工していることが多く、カラー画像の正確な色再現は難しい。
上述したRGB信号をマトリクス演算する電子的な色補正の方法は、色校正用として、マクベスカラーチャートなどのカラーチャートを撮像したRAWデータを用い、画像撮像装置の各々のハードウェア特性のプロファイルを作成することで異なる画像撮像装置間の違いを補正する。
上述したように、カラーチャートを用いて画像撮像装置の色特性を推定できれば、正確に画像撮像装置の色再現を行うことができる。
また、光源の分光分布によっては条件等色(メタメリズム)の現象が起こる場合があるので、画像撮像装置の色特性を正確に把握するため、様々な分光反射率の色票を多数、例えば24種類を並列に並べる必要があり、カラーチャートのサイズが大きくなる。
この結果、カラーチャートを撮像する際の環境光と、撮像対象を撮像する際の環境光とを一致させることが困難なため、作成されるプロファイルが環境光の違いに基づく特性を有してしまう。この結果、このプロファイルを用いて色補正を行なった場合、精度の高い色再現を行なうことができない可能性がある。
以下、本発明の第1の実施形態について、図面を参照して説明する。図1は、第1の実施形態による色校正装置を備える色校正システムの構成例を示すブロック図である。図1において、色校正装置1は、撮像部(画像撮像装置)101、撮像制御部102、露光制御部103、照明部104、観察角度推定部105、回折光分光分布計算部106、分光感度推定部107、色校正部108、表示部109及び画像データ記憶部110を備えている。この第1の実施形態の色校正装置1は、撮像部101と照明部104とが一体化されており、例えば、照明部104から出射される光に対応して、再帰反射方向に回折光を発するホログラム(後述する色校正用ホログラム302)を、色校正の色校正シートとして用いた色校正処理に対応した構成となっている。
本実施形態においては、真贋判定用ホログラム301から出射される回折光の色を正確に判定するため、色校正用ホログラム302により、撮像部101の光学系における分光感度を求める。そして、求めた分光感度を用いて、撮像部101の撮像した回折光の撮像画像データにおける色を、真贋判定を行なう際の標準的な色(標準的な分光感度を有する撮像装置で撮像した際の色)に変更する校正を行なう。
カラーフィルタ202は、RGBの各々のフィルタ領域毎に、被写体からの光をこのフィルタ領域のフィルタ特性に応じた色光(例えば、RGBそれぞれの波長帯域の成分光)それぞれに分光させ、フォトダイオード203に出射する。
また、デジタルカメラの機種によっては、画像処理エンジン205で処理する前のRAWデータをメモリ206に保存することもできる。なお、本実施形態の撮像部101は、メモリを備えていてもよいし、備えていなくてもよい。すなわち、撮像部101は、少なくとも撮像光学系201及び撮像素子204に相当する構成を備えていればよい。
このため、デジタルデータ化されたRAWデータは、被写体300Aから発せられた光に対し、RGB3色の色成分それぞれの分光感度を波長毎に乗じて積分した信号値として記録される。
このため、分光感度の絶対値そのものは重要ではなく、分光された波長の各々の信号値の相対値が撮像画像の色を決定する重要な要素となる。そのため、分光感度は、一般的に、全ての波長の信号値における最大値を1として正規化された比の数値の関数として表されることが多い。
照明部104は、通常の撮像対象に光を連続して照射する照明だけではなく、撮像対象に対して短時間に光を照射するフラッシュあるいはストロボ(登録商標)などと呼ばれる発光装置であってもよい。
ここで、例えば、観察角度推定部105は、法線450に平行な軸をz軸とし、ホログラム色校正シート500の辺の各々がx軸及びy軸の各々と平行となるように、ホログラム色校正シートを3次元座標系において配置する。例えば、ホログラム色校正シート500の各辺により形成される頂点のいずれかが、3次元座標系の原点Oと一致するように、3次元座標系において、ホログラム色校正シート500をx軸及びy軸からなる2次元平面に配置する。このため、ホログラム色校正シート500の厚さ方向がz軸に対して平行となる。このホログラム色校正シート500の3次元形状は、予め既知の情報として、すでに述べた座標変換の式とともに、予め画像データ記憶部110に書き込まれて記憶されている。
ホログラム色校正シート500を用いる場合、撮像装置の光学系に対する分光感度を求める処理を行なう。その後、被写体300Aを撮像し、この撮像画像データが、求めた分光感度により校正される。
すなわち、撮像画像データにおいて、被写体300Aとホログラム色校正シート500との画像の位置が、座標変換式により検出される。そして、ホログラム色校正シート500の画素のRGBの色成分の各々により分光感度を求め、この分光感度を用いて被写体300Aの画素の色が校正される。したがって、ホログラム色校正シート500を単独で色校正のために撮像する必要がなく、校正に用いる分光感度を求める処理をユーザが意識する必要はない。
回折光分光分布計算部106は、異なる周波数の回折光の各々の回折光分光分布を求める。
同様に、距離が伸びることによる光の減衰等により、光源400の放射光の分光分布全体の強度が一様に低下する現象については考慮する必要がない。従って、回折光の強度は、光源400の分光分布における放射光の強度と色校正用ホログラム302の回折効率特性とを求めておけば、容易に計算できる。
なお、光源400及び撮像部101のレンズの大きさを考慮すると、実際に回折光分光分布を測定した場合、回折光は特定の波長付近の狭帯域において山形状の強度を持つ分光分布として測定される。
回折光は、図7に示すように、特定の波長付近の狭帯域において山形状の強度(相対強度)を持つ回折光分光分布として測定される。この回折光分光分布は、単一波長の光の分光分布として近似して、以降の分光感度を求める計算に用いることができる。山形状の強度を持つ回折光分光分布を用いて、後述する分光感度を計算しても、単一波長として近似できる狭帯域であれば、分光感度の計算結果に大きな影響、すなわち実際に単一波長の光を用いて計算した場合に比較して、色校正の精度に影響を与える大きさの誤差は生じない。上述した理由から、本実施形態においては、図7に示す回折光分光分布を単一波長の分光分布として色校正に用いている。
一方、環境光の影響が少ない状態において色校正用ホログラム302を撮像する等、撮像の条件次第では、色校正用ホログラム302から出射されるn次(n≧2)の回折光でも、回折光分光分布の推定は可能である。
この分光感度の推定において、RAWデータから得られる色成分RGBそれぞれの信号値をcR、cG及びcBとする。また、撮像部101のRGBの各々の波長帯域の分光感度を光の波長λの関数として、それぞれSR(λ)、SG(λ)、SB(λ)とする。そして、撮像部101に入射される回折光の回折光分光分布を、光の波長λの関数としてL(λ)とした場合、以下に示す(2)式が成り立つ。
他の信号値cG及び信号値cBの各々も、上記信号値cRと同様に、分光感度推定部107により算出される。
したがって、数値Liにより、行ベクトルの信号値cR、cG、cBの各々の波長λiにおける数値を除算することにより、RGB成分の各々の波長λiにおける分光感度を得ることができる。すなわち、波長λiにおいて入力した回折光の信号値cR、cG、cBの各々を、波長λiの回折光の強度を示す数値Liにより除算することにより、RGB成分の各々の波長λiにおける分光感度を得ることができる。ここで、波長λiの分光感度SRi,SGi,SBiの各々は、それぞれcR/Li,cG/Li,cB/Liで求められる。
分光感度推定部107は、色校正用ホログラム302に対応する画素からRGBの各々の色成分の信号値(例えば(3)式のcR、cG、cBに相当)を求める。
本実施形態においては、分光感度推定部107が推定した分光感度S1を持つ撮像部101で撮像したRAWデータをデモザイク処理のみで変換した撮像画像データP1を、撮像部101と異なる(例えば、標準的な)分光感度S2を持つ撮像装置で撮像したRAWデータをデモザイク処理のみで変換した撮像画像データP2へと色変換する処理、すなわち分光感度S1と分光感度S2が既知の状態で、撮像画像データP1の信号値から撮像画像データP2の信号値に色変換を行うことを色校正と定義する。すなわち、分光感度S1が、画像データ記憶部110に記憶されている分光感度の関数SR(λ)、SG(λ)及びSB(λ)の各々であり、分光感度S2が、標準的な撮像装置のRGBの各々の色成分の分光感度の関数である。なお、標準的な撮像装置における分光感度の関数(分光感度S2)は、色校正装置1の内部または外部の記憶部(図示せず)に記憶されていてもよいよいし、画像データ記憶部110に記憶されていてもよい。
すでに述べたように、撮像画像データP1から撮像画像データP2への色変換は、撮像画像データにおける全ての画素のRGBの色成分の信号値C1の各々を、信号値C2それぞれへの変換を行うことと等価である。
例えば、分光感度S1の擬似逆行列をS1+とし、上記(4)式の2つの方程式から分光分布の光強度Lsを消去することにより、以下に示す(5)式が成り立つ。
画像データ記憶部110には、すでに説明したように、撮像画像データ、校正用撮像画像データテーブル及び分光感度推定用撮像画像データテーブルの各々が書き込まれて記憶されている。
このとき、撮像制御部102は、撮像部101の撮像方向である観察角度を、観察角度推定部105に推定させる。そして、撮像制御部102は、観察角度推定部105が推定した観察角度が角度範囲に入っている場合に撮像処理における角度条件を満たし、一方、推定された観察角度が角度範囲に入っていない場合に撮像処理における角度条件を満たさないとする表示を表示部109の表示画面に表示し、ユーザに対して撮像部101の観察角度を角度範囲内の観察角度に調整することを促す。
撮像制御部102は、輝度ヒストグラムの階調度の分布に基づき、照明の調整が必要か否かの判定を行う。撮像制御部102は、黒つぶれが発生することが推定され、輝度ヒストグラムの分布を高階調度側にシフトさせる照明の調整が必要な場合、露光制御部103に対して照明部104の撮像時における色校正用ホログラム302の照明を所定の強度で行わせる(例えばフラッシュ光を撮像方向に照射させる)。また、撮像制御部102は、色校正装置1が露光制御部103及び照明部104を有していない場合、ユーザに対して必要な光強度の照明を色校正用ホログラム302に対して照射することを促す表示を表示部109の表示画面に表示する。
以下の撮像画像データは、撮像部101が動画として撮像するフレーム単位の画像を示している。
撮像制御部102は、撮像画像データにおける色校正用ホログラム302の撮像位置を抽出する。すなわち、撮像制御部102は、撮像部101の撮像範囲内におけるクレジットカード300の形状を得る。そして、撮像制御部102は、得られたクレジットカード300の形状と、予め記憶されているクレジットカード300の3次元形状とを比較し、撮像部101の撮像範囲内における色校正用ホログラム302の領域を抽出する。このとき、撮像制御部102は、撮像方向の撮像画像とともに、クレジットカード300の画像を入れる画像枠を表示部109に表示し、ある程度の撮像位置及び撮像角度にてユーザがクレジットカード300を撮像するように促すようにしても良い。
撮像制御部102は、観察角度推定部105から入力される撮像部101によるホログラムの観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っているか否かの判定を行う。
このとき、撮像制御部102は、撮像部101による色校正用ホログラム302の観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っている場合、処理をステップS14へ進める。
一方、撮像制御部102は、撮像部101による色校正用ホログラム302の観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っていない場合、処理をステップS13へ進める。
撮像制御部102は、観察位置及び観察角度が回折光を撮像する条件を満たしていないことを表示部109に表示し、ユーザに調整を促す。ユーザは、表示部109に表示された指示に従って撮像部101の撮像方向及び位置の調整を行う。また、撮像制御部102は、撮像部101の焦点距離及び露光条件などの撮像条件の調整が必要な場合に表示部109に表示しても良い。その場合、ユーザは109に表示された指示に従って撮像部101の焦点距離及び露光条件などの撮像条件の調整を行う。
回折光分光分布計算部106は、予め与えられた光源400の放射光の分光分布と、同じく予め与えられた色校正用ホログラム302の空間周波数や回折効率といった回折光特性と、観察角度及び観察位置から、回折光分光分布を計算する。
回折光分光分布計算部106は、画像データ記憶部110の所定の領域に対して、撮像部101が撮像している撮像画像データを書き込んで記憶させる。また、回折光分光分布計算部106は、画像データ記憶部110における撮像画像データを書き込んだ領域のアドレスである撮像画像データアドレスと回折光分光分布を画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルに対して書き込んで記憶させる。
撮像制御部102は、画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている回折光分光分布が分光感度推定に十分な種類数であるか判定する。十分な種類数であるかの判定基準は、分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている波長の種類の数でも良いし、分光感度推定に必要な予め設定された波長における回折光分光分布が全て得られたかどうかでも良い。例えば、撮像制御部102は、可視波長域の波長帯域380nmから780nmまでを4nm毎の間隔で離散化した、100個の波長λのデータが全て得られたか否かなどにより、分光感度の推定に十分な回折光分光分布が取得できたか否かの判定を行なう。
一方、撮像制御部102は、分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている回折光分光分布が分光感度の推定に十分な種類数でない場合、処理をステップS17に進める。
撮像制御部102は、分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている回折光分光分布と異なる回折光を撮像させる処理を行なう。すなわち、撮像制御部102は、観察角度を変更する指示を表示部109に表示し、ユーザに対してクレジットカード300の撮像を行なう観察角度の変更を促す。そして、撮像制御部102は、処理をステップS11に進める。
分光感度推定部107は、画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている撮像画像データアドレスと回折光分光分布を全て読み出す。また、分光感度推定部107は、撮像画像データアドレスにより撮像画像データを画像データ記憶部110から読み出す。
色校正部108は、分光感度推定部107が推定した撮像部101の分光感度に基づき、撮像部101が撮像した撮像画像データP1を、標準的な撮像装置で撮像した撮像画像データP2の色に合うように色校正を行う。
また、上記真贋判定部は、すでに説明した分光感度推定部107が推定した分光感度により、撮像画像データにおける真贋判定用ホログラム301の画素領域のRGBの各々の色成分の色校正を行なう。真贋判定部は、色校正を行なった撮像画像データの回折光のパターンと、読み出した上記参照パターンとの類似度を比較し、類似度が所定の閾値以上の場合に真と判定し、一方、類似度が所定の閾未満の場合に偽と判定する。上記参照パターンは、標準的な撮像装置で撮像した色によりパターンが形成されている。
しかしながら、本実施形態によれば、マクベスカラーチャートと比べ、撮像対象であるホログラムに保護フィルムを設けることができるため汚れに強く、回折格子からなる一つの領域で様々な色の回折光を取得可能なためサイズを小さくできる。
しかしながら、一個のホログラムを、色校正に用いる回折光のパターンと真贋判定に用いる回折光のパターンとの各々を出射する色校正真贋判定ホログラムとして構成しても良い。すなわち、回折光のパターンが出射される観察角度範囲が、予め、色校正用の回折光のパターンの角度範囲と、真贋判定用の回折光のパターンの角度範囲との各々に設定されている。これにより、色校正真贋判定ホログラムにおける上記観察角度範囲内で撮像画像データを撮像することにより、色校正に用いる分光感度を求める回折光のパターンと、真贋判定に用いる回折光のパターンとの各々は、一括して得られる。
以下、本発明の第2の実施形態について、図面を参照して説明する。
図10は、第2の実施形態による色校正システムの構成例を示すブロック図である。図10において、色校正システム5Aは、色校正装置1A及び画像撮像装置3を備えている。色校正装置1Aは、撮像制御部102、観察角度推定部105、回折光分光分布計算部106、分光感度推定部107、色校正部108、表示部109及び画像データ記憶部110を備えている。また、画像撮像装置3は、撮像部101、露光制御部103、照明部104を備えている。本実施形態においては、色校正装置1Aと色校正用ホログラム302とにより、色校正システム5Aが構成される。図10において、第1の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してある。
また、色校正装置1Aはクラウド構成として、図示してはいないが、デジタルカメラあるいは携帯端末とインターネットなどの情報通信回線を用いて通信できるようにしてもよい。そして、色校正装置1Aは、すでに述べた第1の実施形態と同様に、デジタルカメラあるいは携帯端末から送信される撮像画像データを用いて、当該撮像装置の色校正処理を行う構成としてもよい。
この第2の実施形態においても、上述した第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
以下、本発明の第3の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、前記第1実施形態と同様の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。図11は、第3の実施形態による色校正装置を備える色校正システムの構成例を示すブロック図である。図11において、色校正装置1Bは、撮像部101、撮像制御部102、露光制御部103、照明部104、観察角度推定部105、回折光分光分布計算部106、撮像動作指示部111、分光感度推定部107、色校正部108、表示部109及び画像データ記憶部110を備えている。色校正装置1Bと色校正用ホログラム302とにより、色校正システム5Bが構成される。
図12は、画像データ記憶部110に記憶されている回折光分光分布取得完了テーブルの構成例を示す図である。
そして、撮像動作指示部111は、設定回折光分光分布の分光波長に対応する分光波長の回折光分光分布が取得されていることを検出すると、回折光分光分布取得完了テーブルにおけるこの設定回折光分光分布の分光波長に対応する完了フラグの欄に対して完了フラグを立てる、すなわち「0」から「1」にフラグを書き換える。
また、例えば、撮像画像を撮像する際における観察角度の変化速度が速く、必要な波長周期で回折光分光分布が取得できない場合、表示領域109_3には、撮像画像を撮像する際における観察角度の変化速度を遅くするようにユーザに促すために、「撮像する方向をゆっくり変えて、撮像を再度行なってください」等との文字列の画像が、撮像動作指示部111により表示される。
ここで、取得観察角度確認領域109_4に対応して、現在の観察角度、すなわち撮像画像の撮像方向を示す矢印109_5が表示されている。これにより、ユーザには、現在の撮像方向に対していずれの方向に取得すべき回折光分光分布の分光波長に対応する観察角度が存在するかが確認できる。ここで、例えば、表示領域109_3には、撮像画像を再撮像させることをユーザに促すために、「矢印の表示が点滅表示している部分をなぞるように、点滅しなくなるまで、撮像する方向をゆっくり変えて、撮像を再度行なってください」等との文字列の画像が、撮像動作指示部111により表示される。
そして、撮像部101を動画モードで起動し、撮像方向にある撮像対象の撮像を開始する。以下の撮像画像データは、撮像部101が動画として撮像するフレーム単位の画像を示している。
撮像制御部102は、撮像画像データにおける色校正用ホログラム302の撮像位置を抽出する。すなわち、撮像制御部102は、撮像部101の撮像範囲内におけるクレジットカード300の形状を得る。そして、撮像制御部102は、得られたクレジットカード300の形状と、予め記憶されているクレジットカード300の3次元形状とを比較し、撮像部101の撮像範囲内における色校正用ホログラム302の領域を抽出する。このとき、撮像制御部102は、撮像方向の撮像画像とともに、クレジットカード300の画像を入れる画像枠を表示部109に表示し、ある程度の撮像位置及び撮像角度にてユーザがクレジットカード300を撮像するように促すようにしても良い。
撮像制御部102は、観察角度推定部105から入力される撮像部101によるホログラムの観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っているか否かの判定を行う。
このとき、撮像制御部102は、撮像部101による色校正用ホログラム302の観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っている場合、処理をステップS24へ進める。
一方、撮像制御部102は、撮像部101による色校正用ホログラム302の観察位置及び観察角度が、予め設定されている設定観察位置及び設定観察角度のそれぞれの範囲に入っていない場合、処理をステップS23へ進める。
撮像制御部102は、観察位置及び観察角度が回折光を撮像する条件を満たしていないことを表示部109に表示し、ユーザに調整を促す。ユーザは、表示部109に表示された指示に従って撮像部101の撮像方向及び位置の調整を行う。また、撮像制御部102は、撮像部101の焦点距離及び露光条件などの撮像条件の調整が必要な場合に表示部109に表示しても良い。その場合、ユーザは108に表示された指示に従って撮像部101の焦点距離及び露光条件などの撮像条件の調整を行う。
回折光分光分布計算部106は、予め与えられた光源400の放射光の分光分布と、同じく予め与えられた色校正用ホログラム302の空間周波数や回折効率といった回折光特性と、観察角度及び観察位置から、回折光分光分布を計算する。
回折光分光分布計算部106は、画像データ記憶部110の所定の領域に対して、撮像部101が撮像している撮像画像データを書き込んで記憶させる。また、回折光分光分布計算部106は、画像データ記憶部110における撮像画像データを書き込んだ領域のアドレスである撮像画像データアドレスと回折光分光分布を画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルに対して書き込んで記憶させる。
撮像動作指示部111は、画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルを参照して、取得された回折光分光分布の分光波長を抽出する。そして、撮像動作指示部111は、画像データ記憶部110の回折光分光分布取得完了テーブルを参照し、抽出した回折光分光分布の分光波長と一致する設定回折光分光分布の分光波長を検出し、その完了フラグ欄のフラグを立てる(すなわち、「0」から「1」に変更する)。
撮像動作指示部111は、画像データ記憶部110の回折光分光分布取得完了テーブルを参照し、予め設定されている設定回折光分光分布の分光波長の完了フラグ欄の全てに、「1」が記載されているか否かの判定、すなわち、分光感度の推定に対して十分な回折光分光分布が取得されたか否かの判定を行なう。ここで、撮像動作指示部111は、例えば、380nmから780nmを、10nmの周期で分割して離散化された、380nm、390nm、…、770nm、780nmの分光波長として設定された設定回折光分光分布の全ての分光波長の各々と一致する分光波長それぞれが回折光分光分布に含まれている否かの判定を行なう。すなわち、撮像動作指示部111は、取得された回折光分光分布が予め設定された設定回折光分光分布の分光波長の全てを含んでいるか否かの判定を行なう。
このとき、撮像動作指示部111は、分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている回折光分光分布が分光感度の推定に必要な、設定回折光分光分布の分光波長の全てを含んでいる場合、処理をステップS27に進める。一方、撮像制御部102は、分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている回折光分光分布が分光感度の推定に必要な、設定回折光分光分布の分光波長の全てを含んでいない場合、処理をステップS29に進める。
そして、分光感度推定部107は、画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルに記憶されている撮像画像データアドレスと回折光分光分布を全て読み出す。また、分光感度推定部107は、撮像画像データアドレスにより撮像画像データを画像データ記憶部110から読み出す。分光感度推定部107は、画像データ記憶部110から読み出した撮像画像データにおいて、色校正用ホログラム302の画素位置を、座標変換式により抽出する。分光感度推定部107は、色校正用ホログラム302の画素から回折光のRGBの各々の色成分の信号値を取得し、それぞれ対応する波長の回折光分光分布と組み合わせて撮像部101の分光感度を推定する。
色校正部108は、分光感度推定部107が推定した撮像部101の分光感度に基づき、撮像部101が撮像した撮像画像データP1を、標準的な撮像装置で撮像した撮像画像データP2の色に合うように色校正を行う。
撮像動作指示部111は、分光感度の推定に十分な回折光分光分布が取得できていない場合、設定回折光分光分布における取得されていない分光波長を取得するため、図13あるいは図14で示した撮像画像の再撮像を促す画像を表示部109の表示画面に対して表示する。
すなわち、撮像動作指示部111は、観察角度を変更する指示を表示部109に表示し、ユーザに対してクレジットカード300の撮像を行なう観察角度の変更を促す。
ユーザは、表示部109の表示画面に表示された画像に従い、撮像画像の撮像方向を調整、すなわち観察角度の調整を行なう。
また、上記真贋判定部は、すでに説明した分光感度推定部107が推定した分光感度により、撮像画像データにおける真贋判定用ホログラム301の画素領域のRGBの各々の色成分の色校正を行なう。真贋判定部は、色校正を行なった撮像画像データの回折光のパターンと、読み出した上記参照パターンとの類似度を比較し、類似度が所定の閾値以上の場合に真と判定し、一方、類似度が所定の閾未満の場合に偽と判定する。上記参照パターンは、標準的な撮像装置で撮像した色によりパターンが形成されている。
また、本実施形態によれば、ハードウェア特性のプロファイルの校正に用いる回折光分光分布の取得において、校正に不足する分光波長が存在する場合、校正に必要な全てを取得するための撮像画像の撮像の仕方を通知するため、校正に必要な回折光分光波長の全ての分光波長を漏れなく得ることが可能となり、精度の高いハードウェア特性のプロファイルの校正を行なうことができる。
また、本実施形態によれば、校正に必要であるが取得されていない分光波長の存在を、ユーザにビジュアル的に画像表示して通知するため、意識的にユーザが不足している分光波長を認識して取得する動作を行なうため、校正に必要な回折光分光波長の全ての分光波長を漏れなく得ることが可能となり、精度の高いプロファイルの校正を行なうことができる。
また、ユーザがホログラムの特性を把握していても、目的のパターンや色彩が現在の観察角度及び観察位置からどのように動かせば観察できるかは、撮像装置と光源、及びホログラムの3次元的な位置関係を正確に把握している必要がある。このため、ホログラムから放射される各分光波長の光を撮像することは難しい。
しかしながら、設定回折光分光分布を設定せずに、回折光分光分布が分光感度を推定するために十分であるか否かを、例えば、画像データ記憶部110の分光感度推定用撮像画像テーブルを参照し、これまでに撮像した回折光分光分布における分光波長が可視波長域内において均一の周期毎に取得できているか否かに判定する構成としても良い。例えば、10nm等で設定された周期で分光波長の領域を設定し、撮像動作指示部111は、各領域内で少なくとも1個以上の該当する分光波長の回折光が取得されていれは、分光感度の推定に十分な回折光分光分布が得られたと判定する。一方、撮像動作指示部111は、得られている回折光分光分布が分光感度の推定に十分でない、つまり回折光が撮像できていない分光波長の領域が存在する場合、その波長領域内の回折光を分光感の度推定に必要な回折光として求める。そして、撮像動作指示部111は、求めた分光波長の回折光を撮像するための観察角度を計算し、すでに述べたように撮像方向を指示することで、分光感の度推定に必要な分光波長の回折光をユーザが撮像できるように誘導する。
以下、本発明の第4の実施形態について、図面を参照して説明する。本実施形態の説明において、上記第1〜第3の実施形態と同様の構成要素に対しては同一の符号を付し、その説明を省略する。
図16は、第4の実施形態による色校正システムの構成例を示すブロック図である。図16において、色校正システム5Cは、色校正装置1C及び画像撮像装置3を備えている。色校正装置1Cは、撮像制御部102、観察角度推定部105、回折光分光分布計算部106、撮像動作指示部111、分光感度推定部107、色校正部108、表示部109及び画像データ記憶部110を備えている。また、画像撮像装置3は、撮像部101、露光制御部103、照明部104を備えている。本実施形態においては、色校正装置1Cと色校正用ホログラム302とにより、色校正システム5Cが構成される。図16において、第3の実施形態と同様の構成については同一の符号を付してある。
また、色校正装置1Cはクラウド構成として、図示してはいないが、デジタルカメラあるいは携帯端末とインターネットなどの情報通信回線を用いて通信できるようにしてもよい。そして、色校正装置1Aは、すでに述べた第3の実施形態と同様に、デジタルカメラあるいは携帯端末から送信される撮像画像データを用いて、当該撮像装置の色校正処理を行う構成としてもよい。
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(World Wide Web)システムも含む。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(Read Only Memory)、CD−ROM(Compact Disc - Read Only Memory)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(Random Access Memory))のように、一定時間プログラムを保持している媒体も含む。
観察角度推定部105は、撮像部101が撮像した撮像画像データから観察角度及び観察位置を推定しているが、撮像部101の現在の観察角度及び観察位置をセンサやエンコーダ等の検出機器によって取得可能である場合は、この検出機器が取得した観察角度及び観察位置を用いて、回折光分光分布計算部106が観察角度毎の回折光の分光分布を計算してもよい。
2,3 画像撮像装置
101 撮像部(画像撮像装置)
102 撮像制御部
103 露光制御部
104 照明部
105 観察角度推定部
106 回折光分光分布計算部
107 分光感度推定部
108 色校正部
109 表示部
110 画像データ記憶部
300 クレジットカード
301 真贋判定用ホログラム(偽造防止媒体、撮像対象)
302 色校正用ホログラム
500 ホログラム色校正シート
Claims (18)
- 観察角度に対応した異なる周波数の回折光を発するホログラムにより、異なる画像撮像装置間における一方の画像撮像装置の撮像画像の各々の色を校正する色校正装置であり、
前記ホログラムからの前記回折光の各々の回折光分光分布を求める回折光分光分布計算部と、
前記回折光の各々の前記回折光分光分布と、前記回折光それぞれの撮像画像とから、前記画像撮像装置の分光感度を推定する分光感度推定部と、
推定された前記分光感度を用いて、前記画像撮像装置の、当該画像撮像装置と異なる他の画像撮像装置に対する色の異なりを校正する色校正部と
を備える色校正装置。 - 前記画像撮像装置が前記ホログラムを撮像する観察角度及び観察位置を、当該画像撮像装置が撮像した撮像画像から推定する観察角度推定部をさらに備え、
前記回折光分光分布計算部が、前記回折光の各々の前記撮像画像から推定した前記観察角度及び前記観察位置を用いて、当該回折光の各々の回折光分光分布を計算する
請求項1に記載の色校正装置。 - 前記分光感度推定部が、
前記回折光の各々の前記回折光分光分布と、周波数が対応する前記回折光の前記撮像画像それぞれの光強度とから前記画像撮像装置の前記分光感度を推定する
請求項1または請求項2に記載の色校正装置。 - 予め設定された複数の設定回折光分光分布に各々対応する回折光分光分布を有する撮像画像を、全て撮像するための動作を示す情報を出力する撮像動作指示部をさらに備える請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の色校正装置。
- 前記撮像動作指示部が、
前記設定回折光分光分布に対応する回折光分光分布を有する撮像画像が撮像されているか否かの判定を行ない、前記回折光分光分布の撮像画像が撮像されていない場合に、前記回折光分光分布を有する撮像画像の撮像を促す通知を、前記画像撮像装置の表示部に出力する
請求項4に記載の色校正装置。 - 前記撮像動作指示部が、
前記設定回折光分光分布に対応し且つ得られていない回折光分光分布の撮像画像を撮像する撮像方向を、前記表示部に表示する
請求項5に記載の色校正装置。 - 前記撮像動作指示部が、
前記設定回折光分光分布に対応する回折光分光分布を有する撮像画像を撮像する際に、前記撮像画像の撮像位置を規定する、前記ホログラムの撮像枠を前記表示部の表示画面に表示する
請求項5または請求項6に記載の色校正装置。 - 観察角度に対応した異なる周波数の回折光を発する色校正用ホログラムと、
前記色校正用ホログラムからの前記回折光の各々の分光分布を求める分光分布計算部と、
前記回折光の各々の前記分光分布と、前記回折光それぞれの撮像画像とから、画像撮像装置の分光感度を推定する分光感度推定部と、
推定された前記分光感度を用いて、前記画像撮像装置の、当該画像撮像装置と異なる他の画像撮像装置に対する色の異なりを校正する色校正部と
を備える色校正システム。 - 前記色校正用ホログラムが、
前記色の異なりを校正する撮像画像として撮像される撮像対象に隣接して設けられている
請求項8に記載の色校正システム。 - 前記撮像対象が、
物品の真贋判定に用いられる、照射される光の特性である光特性の変化により観察される光のパターンが変化する偽造防止媒体である
請求項9に記載の色校正システム。 - 予め設定された複数の設定回折光分光分布に各々対応する回折光分光分布を有する撮像画像を、全て撮像するための動作を示す情報を出力する撮像動作指示部をさらに備える請求項8から請求項10のいずれか1項に記載の色校正システム。
- 観察角度に対応した異なる周波数の回折光を発するホログラムであり、異なる画像撮像装置間における一方の画像撮像装置の撮像画像の各々の色を校正する分光感度を求めるために用いられる
色校正用ホログラム。 - 前記色の異なりを校正する撮像画像として撮像される撮像対象に隣接して設けられている
請求項12に記載の色校正用ホログラム。 - 前記撮像対象が、
物品の真贋判定に用いられる、照射される光の特性である光特性の変化により観察される光のパターンが変化する偽造防止媒体である
請求項13に記載の色校正用ホログラム。 - 観察角度に対応した異なる周波数の回折光を発するホログラムにより、異なる画像撮像装置間における一方の画像撮像装置の撮像画像の各々の色を校正する色校正方法であり、
前記ホログラムからの前記回折光の各々の回折光分光分布を求める回折光分光分布計算過程と、
前記回折光の各々の前記回折光分光分布と、前記回折光それぞれの撮像画像とから、前記画像撮像装置の分光感度を推定する分光感度推定過程と、
推定された前記分光感度を用いて、前記画像撮像装置の、当該画像撮像装置と異なる他の画像撮像装置に対する色の異なりを校正する色校正過程と
を含む色校正方法。 - 予め設定された複数の設定回折光分光分布に各々対応する回折光分光分布を有する撮像画像を、全て撮像するための動作を示す情報を出力する撮像動作指示過程をさらに含む請求項15に記載の色校正方法。
- 観察角度に対応した異なる周波数の回折光を発するホログラムにより、異なる画像撮像装置間における一方の画像撮像装置の撮像画像の各々の色を校正する動作をコンピュータに実行させるプログラムであり、
前記コンピュータを、
前記ホログラムからの前記回折光の各々の回折光分光分布を求める回折光分光分布計算手段、
前記回折光の各々の前記回折光分光分布と、前記回折光それぞれの撮像画像とから、前記画像撮像装置の分光感度を推定する分光感度推定手段、
推定された前記分光感度を用いて、前記画像撮像装置の、当該画像撮像装置と異なる他の画像撮像装置に対する色の異なりを校正する色校正手段
として動作させるためのプログラム。 - 前記コンピュータを、
予め設定された複数の設定回折光分光分布に各々対応する回折光分光分布を有する撮像画像を、全て撮像するための動作を示す情報を出力する撮像動作指示手段としてさらに動作させるための請求項17に記載のプログラム。
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