WO2013145295A1 - カラーチャート検出装置、カラーチャート検出方法及びカラーチャート検出用コンピュータプログラム - Google Patents

カラーチャート検出装置、カラーチャート検出方法及びカラーチャート検出用コンピュータプログラム Download PDF

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WO2013145295A1
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palettes
image
color
pixels
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PCT/JP2012/058689
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明洋 皆川
勝山　裕
武部　浩明
堀田　悦伸
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富士通株式会社
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    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
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    • H04N1/46—Colour picture communication systems
    • H04N1/56—Processing of colour picture signals
    • H04N1/60—Colour correction or control
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    • G09G5/06—Control arrangements or circuits for visual indicators common to cathode-ray tube indicators and other visual indicators characterised by the way in which colour is displayed using colour palettes, e.g. look-up tables
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    • G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
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    • G—PHYSICS
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    • G06V—IMAGE OR VIDEO RECOGNITION OR UNDERSTANDING
    • G06V10/00—Arrangements for image or video recognition or understanding
    • G06V10/40—Extraction of image or video features
    • G06V10/56—Extraction of image or video features relating to colour

Definitions

  • the present invention relates to, for example, a color chart detection apparatus, a color chart detection method, and a computer program for color chart detection that detect a color chart in an image.
  • color charts have been used to perform image color correction.
  • the color chart has a plurality of palettes, and each palette is given a different color.
  • each pallet by comparing the color of the area where the pallet is shown in the image showing the color chart with the actual color of the pallet, the change in hue that occurs during image generation is measured. Then, by correcting the color of the image so as to cancel the color change, the color of the subject in the image becomes a natural color.
  • Patent Document 1 discloses that pattern matching is performed on an image showing a color chart to detect the position of the color chart.
  • Patent Document 2 discloses a technique for determining whether or not a color chart image is obtained by converting a sampled image signal into a chromaticity signal and examining the distribution shape of the chromaticity signal.
  • Patent Document 3 proposes a technique for specifying a color reference pattern from an image obtained by photographing a two-dimensional code in which a color reference pattern is arranged, extracting the color information, and using it for color correction.
  • pattern matching is computationally intensive.
  • the apparatus for detecting the color chart examines the degree of coincidence while changing the position of the template corresponding to the color chart with respect to the image so as to scan the entire image. . Therefore, the amount of calculation for specifying the position of the color chart is enormous.
  • the amount of calculation is as small as possible due to restrictions such as power consumption.
  • the hardware resources that can be used for color chart detection are limited in portable terminals or digital cameras, the greater the amount of calculation, the longer the time required for color chart detection and the lower the convenience for the user. .
  • the technique disclosed in Patent Document 2 determines whether or not a color chart is shown based on a color distribution statistic, and does not specify the position of the color chart on the image. Furthermore, the color chart may be photographed together with another subject. In such a case, the area occupied by the color chart on the image is smaller than the area occupied by the other subject or the background. Since the shape of the color distribution obtained from such an image depends on the color distribution of other subjects or backgrounds rather than the color chart, the technique disclosed in Patent Document 2 determines whether or not the color chart is captured. There was a risk that it could not be determined accurately.
  • an object of the present specification is to provide a color chart detection device capable of detecting a color chart reflected in an image while suppressing a calculation amount.
  • a color chart detection device that detects a color chart from an image showing a color chart having a plurality of palettes arranged according to a predetermined arrangement.
  • the color chart detection device includes a palette color pixel extraction unit that extracts, from an image, a pixel having a color component corresponding to the palette for each of a predetermined number of palettes of at least three of a plurality of palettes, and a predetermined number of palettes.
  • the palettes at least three palettes are set as the first group, and a combination of pixels selected for each palette from the pixels extracted for each of the palettes included in the first group is a predetermined arrangement of the palettes.
  • a combination detection unit that detects pixels included in the combination as a candidate pixel in which the corresponding palette of the first group may be reflected, and corresponds to the candidate pixel based on the candidate pixel Color information representing the color of the palette on the palette and the position information representing the position of the palette on the image
  • a palette information calculator for determining the.
  • the color chart detection apparatus disclosed in this specification can detect a color chart in an image while suppressing the amount of calculation.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of an imaging device in which a color chart detection device is incorporated.
  • FIG. 2 is a diagram illustrating an example of a color chart.
  • FIG. 3 is a configuration diagram of the color chart detection apparatus according to the first embodiment.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of color chart information.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an image in which a color chart is captured.
  • FIG. 5B is a diagram showing a palette candidate area image representing a set of pixels having color components corresponding to the palette with green color extracted from the image shown in FIG.
  • FIG. 5C is a diagram showing a palette candidate area image representing a set of pixels having color components corresponding to a palette with a red color extracted from the image shown in FIG.
  • FIG. 5D is a diagram showing a palette candidate area image representing a set of pixels having color components corresponding to the palette with yellow color extracted from the image shown in FIG.
  • FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams of palette candidate area images each representing a set of pixels extracted for three palettes from an image obtained by photographing a color chart.
  • FIG. 6D is a schematic diagram showing the pixels extracted in the palette candidate region images shown in FIGS. 6A to 6C as one image.
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the combination detection process.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a combination of palettes selected from the color chart
  • FIG. 8B is a schematic diagram of an image in which the color chart is captured.
  • FIG. 9A is a diagram illustrating an example of an output image generated for a palette k2 generated as a result of the combination detection process for a combination of palettes including three palettes k1 to k3.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating another example of the output image generated for the palette k2 generated as a result of the combination detection process for the combination of other palettes including the palette k2.
  • FIG. 9C is a diagram showing an example of a product image of the output image shown in FIG. 9A and the output image shown in FIG. 9B.
  • FIG. 10 is an operation flowchart of color chart detection processing according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a color chart detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is an operation flowchart of extrapolation processing.
  • FIG. 10 is an operation flowchart of color chart detection processing according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a color chart detection apparatus according to the second embodiment.
  • FIG. 12 is an operation
  • FIG. 13 is a configuration diagram of a color chart detection apparatus according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is an operation flowchart of color chart detection processing according to the third embodiment.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of a computer that operates as a color chart detection apparatus by operating a computer program that realizes the functions of each unit of the color chart detection apparatus according to each embodiment or a modification thereof.
  • This color chart detection device extracts regions having colors corresponding to several palettes including a specific palette among a plurality of palettes included in the color chart from an image in which the color chart is captured. And this color chart detection apparatus, as an area where the palette may actually appear in the area corresponding to the palette arrangement among the areas corresponding to the color of each palette of the combination of palettes including a specific palette To detect. And this color chart detection apparatus performs the same processing for a plurality of combinations including a specific pallet, and detects the area detected as the possibility that the specific pallet is reflected for all the combinations. Judged as the area where the palette is reflected.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an imaging device in which a color chart detection device according to each embodiment or a modification thereof is incorporated.
  • the imaging device 1 is, for example, a mobile phone equipped with a camera or a digital camera. As illustrated in FIG. 1, the imaging device 1 includes a camera module 2, an operation unit 3, a display unit 4, a storage unit 5, a color chart detection device 6, and a control unit 7. Furthermore, the imaging device 1 may have an interface circuit (not shown) according to a serial bus standard such as a universal serial bus in order to connect the imaging device 1 to another device such as a computer or a television.
  • the control unit 7 and other units of the imaging device 1 are connected by, for example, a bus.
  • the camera module 2 includes an image sensor having an array of solid-state imaging elements arranged in a two-dimensional manner, and an imaging optical system that forms an image of a subject on the image sensor. Then, the camera module 2 captures a subject with the aperture diameter and shutter speed notified from the control unit 7 and generates an image in which the subject image is reflected. The camera module 2 stores the image in the storage unit 5.
  • the subject includes a color chart.
  • the generated image is a color image that is expressed in the RGB color system and has an 8-bit gradation for each color.
  • the number of bits representing the gradation of each color component is not limited to 8 bits, and may be 4 bits or 10 bits, for example.
  • the image that is the target of color chart detection may be a color image that is expressed in another color system.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a color chart.
  • a total of 24 pallets 201 are arranged in 6 rows ⁇ 4 columns.
  • Each pallet 201 has a rectangular shape and is colored differently.
  • the distance between the centers of two pallets adjacent in the vertical direction is a, while the distance between the centers of the two pallets adjacent in the horizontal direction is b.
  • the operation unit 3 includes, for example, various operation buttons or dial switches for the user to operate the imaging device 1.
  • the operation unit 3 transmits to the control unit 7 a control signal for setting the shutter speed, the aperture diameter, or the like, or a control signal for starting shooting or focusing, in accordance with a user operation.
  • the display unit 4 includes, for example, a display device such as a liquid crystal display device, and displays various types of information received from the control unit 7 or an image generated by the camera module 2. Note that the operation unit 3 and the display unit 4 may be integrally formed using, for example, a touch panel display.
  • the storage unit 5 includes, for example, a readable / writable volatile or nonvolatile semiconductor memory circuit.
  • the storage unit 5 stores the image received from the camera module 2.
  • the storage unit 5 passes the image to the color chart detection device 6 in response to a read request from the color chart detection device 6, and the storage unit 5 receives the color information and position information of each palette received from the color chart detection device 6. You may remember. Further, when each function of the color chart detection device 6 is realized by a computer program executed on the processor of the control unit 7, the computer program and various data used in the color chart detection process are stored. May be.
  • the color chart detection device 6 detects a color chart from the image generated by the camera module 2.
  • the color chart detection device 6 notifies the control unit 7 of position information and color information of each palette of the color chart on the image. The details of the color chart detection device 6 will be described later.
  • the control unit 7 includes at least one processor and its peripheral circuits, and controls the entire imaging apparatus 1. For example, the control unit 7 sets the shutter speed or the aperture diameter according to the setting signal received from the operation unit 3 and the exposure amount of the subject. Further, the control unit 7 may execute processing such as edge enhancement or contrast enhancement on the image generated by the camera module 2. Alternatively, the control unit 7 may adjust the color correction processing on the image based on the color information of the area in which the specific palette received from the color chart detection device 6 is shown.
  • FIG. 3 shows a configuration diagram of the color chart detection device 6.
  • the color chart detection apparatus 6 includes a memory 10, a color conversion unit 11, a palette color pixel extraction unit 12, a combination detection unit 13, an integration determination unit 14, and a palette information calculation unit 15. These units included in the color chart detection device 6 are formed as one integrated circuit in which circuits corresponding to the units are integrated. In addition, each of these units included in the color chart detection device 6 may be formed as a separate circuit.
  • the memory 10 includes, for example, a read-only nonvolatile semiconductor memory circuit and a readable / writable volatile semiconductor memory circuit.
  • the memory 10 stores various data used by the color chart detection device 6 to detect the color chart from the image, for example, information on the color chart to be detected and information indicating a combination of palettes used for detecting the palette.
  • the memory 10 stores various intermediate calculation results obtained during the execution of the color chart detection process, for example, a palette candidate area image representing a palette candidate area that is a set of pixels having colors corresponding to individual palettes. The details of the various information and the palette candidate area image will be described later.
  • the color conversion unit 11 converts the color system of the image generated by the camera module 2 from the RGB color system to the HSV color system.
  • the color conversion unit 11 converts the value of each pixel of the image according to the following equation.
  • R, G, and B represent the red component, green component, and blue component of the pixel before conversion, respectively.
  • MAX and MIN represent the maximum and minimum values of the red, green, and blue components of the pixel before conversion, respectively.
  • H, S, and V represent the hue, saturation, and brightness of the pixel after conversion, respectively.
  • the color conversion unit 11 outputs an image represented in the HSV color system to the palette color pixel extraction unit 12. Note that when the image read by the color chart detection device 6 is represented in the HSV color system from the beginning, the color conversion unit 11 may be omitted.
  • the palette color pixel extraction unit 12 extracts pixels having a color component corresponding to the color of the palette from an image represented by the HSV color system for each palette and showing the color chart.
  • a palette candidate area image representing a palette candidate area which is a set is generated.
  • the palette color pixel extraction unit 12 refers to the color chart information stored in the memory 10 and specifies the representative values of the components H, S, and V of the detection target palette indicated by the color chart information. To do.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of color chart information.
  • the color chart information 400 is represented as a one-dimensional vector.
  • the leading element 401 has a ratio of the distance b between the centers of two pallets adjacent in the horizontal direction to the distance a between the centers of the two pallets adjacent in the vertical direction, that is, the aspect ratio (b / a) of the pallet.
  • information on each palette is stored in a set of five elements, for example, in raster scan order.
  • the five elements that follow the element 401 include the H component, S component, V component representative values H (1), S (1), V (1) of the palette 1 at the upper left corner, and color.
  • the pallet arrangement order from the left end on the chart and the pallet arrangement order from the top end are stored.
  • the palette color pixel extraction unit 12 sets a detection range around the representative value of each component. For example, for the H component, the palette color pixel extraction unit 12 sets a range of ⁇ 10 degrees from the representative value of the H component as the detection range. Similarly, the palette color pixel extraction unit 12 sets a range of ⁇ 50 from the representative value of the S component as the detection range for the S component, and sets a range of ⁇ 80 from the representative value of the V component as the detection range for the V component.
  • the detection range may be set as appropriate so that each component of the pixel in which the palette appears on the image is included in the detection range according to the characteristics of the camera module 2. Need not be symmetrical.
  • the palette color pixel extraction unit 12 determines, for each palette of the image, whether or not each component of the pixel is included in the detection range set for the palette for the palette to be detected. When any component of the pixel is included in the detection range, the palette color pixel extraction unit 12 extracts the pixel for the palette to be detected. The palette color pixel extraction unit 12 generates a palette candidate area image to indicate each pixel extracted for the palette to be detected.
  • the palette candidate area image is, for example, a gray image or a binary image having the same size as the image showing the color chart. The value of the pixel at the same position as the extracted pixel is set to “1”, and the values of the other pixels are set. Set to '0'.
  • FIG. 5A is a diagram illustrating an example of an image in which a color chart is captured.
  • an image 500 includes a color chart 501 to be detected.
  • the color chart 501 includes a palette 502 with a green color, a palette 503 with a red color, and a palette 504 with a yellow color.
  • FIG. 5B shows a palette candidate area image 510 representing a set of pixels having color components corresponding to the palette 502 colored green, extracted from the image 500 shown in FIG.
  • FIG. 5C shows a palette candidate area image 520 representing a set of pixels having color components corresponding to the palette 503 given a red color extracted from the image 500 shown in FIG. Indicates.
  • FIG. 5D shows a palette candidate area image 530 representing a set of pixels having color components corresponding to the palette 504 with a yellow color extracted from the image 500 shown in FIG. .
  • pixels shown in white represent extracted pixels.
  • FIGS. 5B to 5D in each palette candidate area image, pixels in which palettes 502 to 504 to be detected are shown are extracted. It can also be seen that in each palette candidate area image, pixels with a background that has a color close to the color assigned to the palette to be detected are also extracted.
  • the palette color pixel extraction unit 12 stores the palette candidate area image generated for each palette in the memory 10.
  • the pixels in which each palette appears on the image should follow the arrangement.
  • what is reflected in the image other than the color chart may have a color similar to the color of any one of the palettes. Then, a pixel in which an object having a color similar to that of the palette is reflected is also extracted. However, these pixels are arranged regardless of the arrangement of the palette.
  • FIGS. 6A to 6C are palettes representing sets of pixels extracted for palettes k1 to k3 from images obtained by photographing color charts arranged in order of palettes k1, k2, and k3 from the left.
  • FIG. 6 is a schematic diagram of candidate area images 610 to 630. In the palette candidate area image 610, an area 611 where the palette k1 is shown and an area 612 where a background portion having a color similar to the color of the palette k1 is shown are extracted.
  • an area 621 in which the palette k2 is shown and an area 622 in which a background portion having a color similar to the color of the palette k2 is shown are extracted.
  • FIG. 6D is a schematic diagram showing pixels extracted in the palette candidate area images 610 to 630 as one image 640.
  • Arbitrary pixels 615, 625, and 635 extracted from each of the regions 611, 621, and 631 in which the palettes k1 to k3 are shown are arranged in order from the left according to the arrangement of the palettes k1 to k3.
  • arbitrary pixels 616, 626, and 636 extracted from each of the regions 612, 622, and 632 in which the background portion is reflected are arranged in an order different from the arrangement of the palettes k1 to k3. Therefore, it can be seen that the pallets k1 to k3 are not shown in the areas 612, 622, and 632.
  • the combination detection unit 13 selects one pixel from the pixels extracted for each palette for a combination of palettes including three or more palettes, that is, a group of palettes, and whether or not the selected pixels conform to the arrangement of the palettes. Find out. Thereby, the combination detection part 13 detects the pixel which may actually show the palette among the pixels extracted about each palette contained in the combination.
  • the distance from the imaging device 1 to the color chart is unknown, the size of the color chart on the image and the distance between the palettes are unknown. However, the ratio of the distance between two pallets and the distance between the other two pallets is unchanged regardless of the distance from the imaging device 1 to the color chart.
  • the combination detection unit 13 determines other values based on the ratio between the distance between the pixels and the distance between the palettes selected from the palette candidate areas corresponding to two palettes among the palettes included in the combination of the palettes of interest. Estimate the position of the pixel where the palette is shown. Then, when the pixel at the estimated position is included in the palette candidate area of another palette, the combination detection unit 13 determines that the selected pixel and the pixel at the estimated position are highly likely to show the palette. .
  • FIG. 7 is an operation flowchart of the combination detection process executed by the combination detection unit 13.
  • the combination detection unit 13 selects two palette candidate area images from the palette candidate area images in order from the smallest number of pixels included in the palette candidate area. (Step S101). For example, in each pallet candidate area image shown in FIGS. 6A to 6C, the pallet candidate area image 610 corresponding to pallet k1 and the pallet candidate area image 630 corresponding to pallet k3 are displayed. The number is small. Therefore, the palette candidate area image 610 and the palette candidate area image 630 are selected. Thereby, since the number of pixel groups to be selected is minimized, the combination detection unit 13 can suppress an increase in the calculation amount.
  • the combination detection unit 13 selects a set of unselected pixels, one pixel from each of the palette candidate areas of the two selected palette candidate area images (step S102). Then, the combination detection unit 13 estimates the positions of the remaining palettes included in the combination on the image according to the positional relationship between the two selected pixels and the arrangement of the palettes corresponding to the areas including them (step S103). ).
  • the combination detection unit 13 is a vector (x1, y1) representing an amount of shifting in the horizontal direction by one palette on the image and a vector (x2) representing an amount of shifting in the vertical direction by one palette on the image. , y2).
  • Each element x1, x2, y1, and y2 of the vector is expressed in units of pixels.
  • (x1, y1) and (x2, y2) are calculated from the two selected pixels according to the following equation:
  • (j1, i1) represents the horizontal coordinate and the vertical coordinate of the pixel selected for the palette k1, respectively.
  • (j2, i2) represents the horizontal coordinate and the vertical coordinate of the pixel selected for the palette k2.
  • Ph (k1) and Ph (k2) represent the number of palettes from the left end on the color chart of palettes k1 and k2, respectively.
  • Pv (k1) and Pv (k2) represent the number of palettes from the upper end on the color chart of palettes k1 and k2, respectively.
  • FIG. 8A is a diagram illustrating an example of a combination of palettes selected from the color chart 800
  • FIG. 8B is a schematic diagram of an image 810 in which the color chart 800 is captured.
  • the angle ⁇ formed by the vector (x1, y1) and the vector (j2-j1, i2-i1) representing the amount of positional deviation between the palettes k1 and k2 is expressed by the following equation.
  • the relationship between the vectors (x1, y1) and (j2-j1, i2-i1) represented by the equation (3) and the angle ⁇ is as follows when the color chart 800 is tilted as shown in FIG. This also holds on the captured image 810. If the distance between the pallets k1 and k2 is L, the horizontal distance between k1 and k2, and the vertical distance are respectively L ⁇ cos (atan (q ⁇ a / b)) L ⁇ sin (atan (q ⁇ a / b)) It becomes.
  • the distance to shift in the horizontal and vertical directions by one pallet is the horizontal distance and the vertical distance, respectively, which are the number of horizontal pallets and the number of vertical pallets between k1 and k2, respectively.
  • L corresponds to the distance between the pixel (j1, i1) and the pixel (j2, i2). Therefore, the following equation is established.
  • the vector (x1, y1) is calculated by the following equation.
  • the vector (x1, y1) is calculated by the following equation.
  • the vector (x2, y2) is calculated by the following equation.
  • the vector (x2, y2) is calculated by the following equation.
  • the estimated position (j, i) of the pixel in which the palette k3 is shown is calculated by the following equation.
  • the combination detection unit 13 similarly applies the palette for each remaining palette other than the palette corresponding to the two selected pixels according to the equation (9). What is necessary is just to obtain the estimated position of the pixel in which.
  • the combination detection unit 13 determines whether or not the pixel at the estimated position (j, i) is included in the palette candidate area for the remaining palette of the combination (step S104). When four or more palettes are included in the combination, the combination detection unit 13 determines, for each remaining palette, whether the pixel at the estimated position corresponding to the palette is included in the palette candidate area. . If all the pixels at the estimated position (j, i) are included in the palette candidate area (step S104—Yes), the selected two pixels and the pixel at the estimated position each have a palette. This is a possible candidate pixel.
  • the combination detection unit 13 may have the palette showing the values of the two selected pixels and the pixel at the estimated position in the output image representing the candidate pixels that may correspond to the palette. Is rewritten to a value (eg, “1”) (step S105).
  • the output image is, for example, a binary image having the same size as the image showing the palette, and in the initial state, all the pixels are set to a value (for example, “0”) indicating that the palette is not shown. ing.
  • One output image is generated for each palette.
  • any one of the pixels at the estimated position is not included in the palette candidate region (No in step S104), at least one of the two selected pixels and the pixel at the estimated position is not included. There is a high possibility that the palette is not shown. In this case, the combination detection unit 13 does not rewrite the output image.
  • the combination detection unit 13 determines whether or not there is a set of unselected pixels for the two selected palette candidate region images (step S106). If there is a group of unselected pixels (step S106—Yes), the combination detection unit 13 repeats the processing after step S101. On the other hand, if there is no unselected pixel group (No in step S106), the combination detection unit 13 writes the output image of each palette in the memory 10 (step S107).
  • the combination detection unit 13 may change the combination of pallets and execute the combination detection process a plurality of times. In that case, it is preferable that at least two combinations include the same pallet. For example, three types of combinations are set, the first combination G (1) includes palettes k (a), k (b), and k (c), and the second combination G (2) includes palette k The third combination G (3) includes (a), k (d), and k (e), and includes the palettes k (b), k (f), and k (g). In this case, the candidate G (1) and G (2) are used to examine candidate pixels that may appear in the palette k (a), and the combination G (1) and G (3) Candidate pixels that may contain (b) are examined. In the present embodiment, the combination detection unit 13 includes a palette for detecting the color and position on the image in any combination.
  • the combination detection unit 13 may perform the combination detection process for only one combination.
  • the combination detection unit 13 generates an output image for each palette included in the combination for each combination for which the combination detection process has been executed, and stores the output image in the memory 10.
  • the integration determination unit 14 obtains, for each palette, a product of pixels at the same position in a plurality of output images generated for the palette. Then, the integrated determination unit 14 determines that a pixel whose product is “1” is a pixel in which the palette is reflected.
  • FIG. 9A shows an example of an output image generated for the palette k2 generated as a result of the combination detection process for the combination of palettes including the palettes k1 to k3.
  • FIG. 9B shows another example of the output image generated for the palette k2 generated as a result of the combination detection process for the combination of other palettes including the palette k2.
  • FIG. 9C shows a product image of the output image shown in FIG. 9A and the output image shown in FIG.
  • FIG. 9A for example, in the output image 900 for the palette k2, not only the area 621 but also the area 623 is extracted as a set of pixels that may contain the palette.
  • the area 621 may be extracted but the area 623 may not be extracted as in the output image 910 illustrated in FIG. 9B, for example. Increases nature. Therefore, by obtaining a product between pixels at the same position in the output image 900 and the output image 910, only a region 621 in which the palette k2 is actually shown is obtained as in the product image 920 shown in FIG. 9C. The possibility of extraction increases. As a result, pallet detection accuracy is improved.
  • the integrated determination unit 14 For each pallet, the integrated determination unit 14 outputs a product image representing the product of a plurality of output images generated for the pallet to the pallet information calculation unit 15 as pallet detection information representing pixels in which the pallet is reflected. For a palette for which only one output image has been generated, the integrated determination unit 14 outputs the one output image as it is to the palette information calculation unit 15 as palette detection information.
  • the integration determination unit 14 may be omitted.
  • the pallet information calculation unit 15 refers to the pallet detection information received from the integration determination unit 14 for each pallet, and obtains color information representing the color of the pallet on the image and position information representing the position on the image. Therefore, the palette information calculation unit 15 calculates an average value or a median value as color information of the palette for each of the H component, S component, and V component of the pixel in which the palette is shown, which is indicated in the palette detection information. To do. In addition, the palette information calculation unit 15 obtains the center of gravity of the pixel in which the palette is shown, which is indicated in the palette detection information, for each palette, and uses the center of gravity as the position information of the palette.
  • the pallet information calculation unit 15 outputs the color information and the position information to the control unit 7 together with the pallet identification information for each pallet.
  • the palette identification information can be, for example, the number of palettes in raster scan order from the upper left palette on the color chart.
  • FIG. 10 is an operation flowchart of color chart detection processing executed by the color chart detection device 6.
  • the color chart detection device 6 reads an image showing the color chart from the storage unit 5 (step S201). Then, the color converter 11 converts the image from the RGB color system to the HSV color system (step S202).
  • the palette color pixel extraction unit 12 extracts pixels having a color corresponding to the palette for each of a predetermined number of three or more of a plurality of palettes included in the color chart from the image in which the color system is converted. (Step S203).
  • the palette color pixel extraction unit 12 generates a palette candidate area image representing a palette candidate area that is a set of pixels having the palette color for each palette.
  • the combination detection unit 13 performs a combination detection process on a combination of at least one pallet including three or more pallets (step S204). And the combination detection part 13 produces
  • the integrated determination unit 14 determines, for each pallet, that the pallet is captured in all combinations including the pallet by obtaining a product for each pixel between the plurality of output images generated for the pallet. Extracted pixels are extracted (step S205). Then, the integrated determination unit 14 notifies the palette information calculation unit 15 of palette detection information indicating the position of the extracted pixel for each palette.
  • the palette information calculation unit 15 calculates, for each palette, an average value or a median value as color information of the palette for each of the H component, S component, and V component of the pixel in which the palette is reflected. Further, the palette information calculation unit 15 calculates the coordinates of the center of gravity of the pixel in which the palette is reflected as the position information of the palette (step S206). The palette information calculation unit 15 outputs the color information and the position information to the control unit 7 together with the identification information of each palette. Thereafter, the color chart detection device 6 ends the color chart detection process.
  • this color chart detection apparatus uses the information related to the palette arrangement to detect pixels that match the palette arrangement among the pixels having colors corresponding to each palette. Therefore, this color chart detection apparatus can accurately detect individual pallets of the color chart even if the position of the color chart is unknown. Further, this color chart detection apparatus does not need to perform processing with a large amount of calculation such as pattern matching on the entire image, so that the amount of calculation can be reduced.
  • the color chart detection apparatus specifies the position of an undetected pallet that has not been subjected to combination detection from the position of the pallet specified by combination detection according to the arrangement of the pallets, thereby detecting the undetected Detect palettes.
  • FIG. 11 is a configuration diagram of a color chart detection device 61 according to the second embodiment.
  • the color chart detection device 61 includes a memory 10, a color conversion unit 11, a palette color pixel extraction unit 12, a combination detection unit 13, an integration determination unit 14, a palette information calculation unit 15, and an extrapolation unit 16. Have. These units included in the color chart detection device 61 are formed as one integrated circuit in which circuits corresponding to the units are integrated. In addition, each of these units included in the color chart detection device 61 may be formed as a separate circuit.
  • the constituent elements of the color chart detection device 61 are given the same reference numerals as the corresponding constituent elements of the color chart detection device 6 according to the first embodiment shown in FIG. .
  • the color chart detection device 61 according to the second embodiment is different from the color chart detection device 6 according to the first embodiment in that an extrapolation unit 16 is provided. Therefore, in the following, the extrapolation unit 16 and related parts will be described.
  • the extrapolation unit 16 sets (j1, i1) and (j2, i2) as the coordinates of the centroid positions of two pallets among the pallets whose centroids have been obtained by the pallet information calculation unit 15, respectively. Or, input in the equation (6). Thereby, the extrapolation unit 16 calculates the shift amount (x1, y1) for one horizontal pallet on the image. Similarly, the extrapolation unit 16 inputs the coordinates (j1, i1) and (j2, i2) of the center of gravity positions of the two pallets into the equation (7) or (8), so that The shift amount (x2, y2) for one vertical pallet is calculated.
  • the extrapolation unit 16 calculates the coordinates (j, i) of the center position of the detection range of any undetected pallet k according to the equation (9).
  • Ph (k3) and Pv (k3) in the equation (9) are the number of palettes from the left end and the number of palettes from the upper end of the undetected palette k on the color chart.
  • the extrapolation unit 16 determines the detection range of the palette k on the image according to the following equation based on the coordinates (j, i) of the center position of the detection range of the detection target palette k calculated according to the equation (9).
  • the function min (a, b, c, d) is a function that outputs the minimum value of the parameters a, b, c, d.
  • the function max (a, b, c, d) is a function that outputs the maximum value among the parameters a, b, c, d.
  • Xl and Xr are the coordinates of the left end and the right end of the detection range, respectively, and Yt and Yb are the coordinates of the upper end and the lower end of the detection range, respectively.
  • the extrapolation unit 16 detects a pixel included in the detection range among pixels included in the palette candidate area for the palette to be detected as a pixel in which the palette is reflected. Then, the extrapolation unit 16 obtains the center of gravity of the detected pixel, and uses the center of gravity as the position information of the palette. Further, the extrapolation unit 16 calculates an average value or median value for each of the detected H component, S component, and V component of the detected pixel as color information of the palette. Then, the extrapolation unit 16 outputs the pallet position information and color information to the control unit 7 together with the pallet identification information.
  • FIG. 12 is an operation flowchart of extrapolation processing executed by the extrapolation unit 16. This extrapolation process is performed subsequent to step S206 of the color chart detection process shown in FIG. 10, for example.
  • the extrapolation unit 16 shifts one pallet in the horizontal direction (x1, y1) and one pallet in the vertical direction based on the center of gravity of the two pallets detected in step S206. A shift amount (x2, y2) is calculated (step S301). Then, the extrapolation unit 16 sets any of the undetected palettes as a noticed palette (step S302).
  • the extrapolation unit 16 determines the center of the detection range of the target palette on the image based on the shift amounts (x1, y1) and (x2, y2) and the arrangement of the target palette and the detected palette. (Step S303). The extrapolation unit 16 sets the detection range based on the center of the detection range so that the entire pallet of interest is included in the detection range (step S304).
  • the extrapolation unit 16 detects the pixels included in the detection range among the pixels included in the palette candidate area for the target palette as the pixels in which the target palette is reflected (step S305). The extrapolation unit 16 obtains position information and color information of the noticed palette based on the detected center of gravity of the pixel and each color component (step S306). Then, the extrapolation unit 16 outputs position information and color information to the control unit 7 together with the identification information of the palette.
  • the extrapolation unit 16 determines whether or not there is an undetected pallet (step S307). If there is an undetected pallet (step S307—Yes), the extrapolation unit 16 repeats the processing after step S302. On the other hand, if there is no undetected pallet (step S307-No), the extrapolation unit 16 ends the extrapolation process.
  • the color chart detection apparatus can obtain the position information and color information of the palette not detected by the combination detection process with a smaller amount of calculation than the combination detection process.
  • the extrapolation unit 16 detects the maximum set from the set of detected pixels adjacent to each other by performing a labeling process on the pixels detected within the detection range. May be. Then, the extrapolation unit 16 may obtain the color information and the position information based only on the pixels included in the largest set. As a result, the extrapolation unit 16 allows the palette to be detected even when a color close to the color of the palette to be detected (including other palettes adjacent to the palette to be detected) is near the palette. It is possible to more appropriately detect only the pixels in which is shown.
  • the color chart detection apparatus generates a reduced image of a palette candidate area image and performs a combination detection process on the reduced image, thereby reducing the amount of calculation.
  • FIG. 13 shows a configuration diagram of a color chart detection device 62 according to the third embodiment.
  • the color chart detection device 62 includes a memory 10, a color conversion unit 11, a palette color pixel extraction unit 12, a combination detection unit 13, an integration determination unit 14, a palette information calculation unit 15, and an area size counting unit 17.
  • a region size setting unit 18, a reduced image generation unit 19, and an interpolation unit 20 are formed as one integrated circuit in which circuits corresponding to the respective units are integrated.
  • each of these units included in the color chart detection device 62 may be formed as a separate circuit.
  • the constituent elements of the color chart detection device 62 are given the same reference numbers as the corresponding constituent elements of the color chart detection device 6 according to the first embodiment shown in FIG. .
  • the color chart detection device 62 according to the third embodiment has a region size counting unit 17, a region size setting unit 18, a reduced image generation unit 19, and an interpolation unit 20. It is different in having. Therefore, hereinafter, the region size counting unit 17, the region size setting unit 18, the reduced image generation unit 19, the interpolation unit 20, and related portions will be described.
  • the area size counting unit 17 performs a labeling process on pixels having colors corresponding to the corresponding palette for each palette candidate area image, and attaches a different label to each independent palette candidate area. Then, the area size counting unit 17 obtains the number of pixels belonging to the palette candidate area as the size of the palette candidate area for each palette candidate area to which each label is attached. Then, the area size counting unit 17 generates a size table for associating the label with the size of each area for each palette candidate area, and stores the size table in the memory 10. For example, referring to FIG. 6A again, in the palette candidate region image 610, different labels are assigned to the region 611 and the region 612, respectively. The number of pixels included in the region 611 is the size of the region 611, and the number of pixels included in the region 612 is the size of the region 612.
  • the area size setting unit 18 sets, for each reduced image, an upper limit value and a lower limit value of the size of the palette candidate area to be detected in the reduced image. For example, a first reduced image with a reduction ratio of 1/8 (length unit), a second reduced image with a reduction ratio of 1/4 (length unit), and a reduction ratio of 1/2 (length unit). A third reduced image and a fourth reduced image having a reduction ratio of 1/1 are used.
  • the color chart detection device 62 uses each reduced image to detect a color chart having a maximum width from Cmax% to Cmin% with respect to the number of pixels of the original image in which the color chart is captured.
  • the upper limit value of the detection target size for one palette is given by ⁇ Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ , while the lower limit value of the detection target size is , ⁇ Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 4.
  • N is the total number of palettes included in the color chart. Total is the number of pixels of the original image in which the color chart is shown.
  • the upper limit value of the detection target size for one palette is given by ⁇ Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 4, and the lower limit value of the detection target size is ⁇ It is given by Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 16.
  • the upper limit value of the detection target size for one palette is given by ⁇ Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 16
  • the lower limit value of the detection target size is ⁇ It is given by Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 64.
  • the upper limit value of the detection target size for one palette is given by ⁇ Cmax / 100 ⁇ Total / N ⁇ / 64
  • the detection target size The lower limit of is given by ⁇ Cmin / 100 ⁇ Total / N ⁇ .
  • the size to be detected is changed from (number of pixels of the original image / N) to (number of pixels of the original image / N) / 4.
  • the size to be detected is from (number of pixels of the original image / N) / 4 to (number of pixels of the original image / N) / 16.
  • the size to be detected is from (number of pixels of the original image / N) / 16 to (number of pixels of the original image / N) / 64.
  • a palette candidate area having a pixel size smaller than (number of pixels of the original image / N) / 64 is a detection target.
  • the reduced image generation unit 19 generates a reduced image of each palette candidate area image. For example, the reduced image generation unit 19 first generates a first reduced image. At that time, the reduced image generation unit 19 refers to the label and size table of an arbitrary pixel for each palette candidate area, and this label corresponds to the palette candidate area having the detection target size set by the area size setting unit 18. In this case, “1” is stored in the corresponding pixel of the reduced image. The reduced image generation unit 19 stores the first reduced image for each palette candidate area image in the memory 10.
  • the interpolation unit 20 If the number of pixels detected based on the first reduced image is equal to or larger than the number obtained by multiplying the lower limit value of the detection target size by the reduction ratio (1/8), the interpolation unit 20 The coordinates in the image of the original size are obtained by multiplying the coordinate and the horizontal coordinate by 8 respectively. Then, the interpolation unit 20 notifies the palette information calculation unit 15 of the detected coordinates of each pixel. The palette information calculation unit 15 obtains position information and color information from the detected pixels for each palette. Then, the color chart detection device 62 ends the color chart detection process. On the other hand, if the number of detected pixels is less than the lower limit of the detection target size multiplied by the reduction ratio (1/8), the palette is actually reflected in the palette candidate area having the detection target size. It is judged that it is not. Therefore, the color chart detection device 62 doubles the denominator M of the reduction ratio (1 / M) (length unit).
  • the area size setting unit 18 uses the image size used in the second reduced image, the upper limit value ⁇ Cmax / 100 ⁇ (number of pixels of the original image) / N ⁇ / 4 of the detection target size, and the lower limit value ⁇ Cmax / 100 X (number of pixels in the original image) / N ⁇ / 16 is set.
  • the reduced image generation unit 19 has a reduction ratio of 1/4 (length unit) for each pallet candidate region image, and represents only the pallet candidate region having the detection target size set by the region size setting unit 18. 2 reduced images are generated. Then, the reduced image generation unit 19 stores a second reduced image for each palette candidate area image in the memory 10.
  • the color chart detection device 62 performs the processes of the combination detection unit 13, the integration determination unit 14, and the interpolation unit 20 for the second reduced image.
  • the size of the color chart is included in a range from 1/4 of the entire image to 1/16 of the image by area ratio, each palette of the color chart is detected.
  • the interpolation unit 20 If the number of pixels detected based on the second reduced image is equal to or greater than the number obtained by multiplying the lower limit value of the detection target size by the reduction rate (1/4), the interpolation unit 20 The coordinates in the image of the original size are obtained by multiplying the coordinates and the lateral coordinates by 4 times, respectively. Then, the interpolation unit 20 notifies the palette information calculation unit 15 of the detected coordinates of each pixel. The palette information calculation unit 15 obtains position information and color information from the detected pixels for each palette. Then, the color chart detection device 62 ends the color chart detection process.
  • the color chart detection device 62 doubles the denominator M of the reduction ratio (1 / M) (length unit). Thereafter, the reduced image generation unit 19 reduces the reduction ratio for each palette candidate area image to 1/2 (length unit), and the detection target size set for the third reduced image by the area size setting unit 18. A third reduced image that represents only the palette candidate area having is generated.
  • the reduced image generation unit 19 stores the third reduced image for each palette candidate area image in the memory 10.
  • the color chart detection device 62 executes the processes of the combination detection unit 13, the integration determination unit 14, and the interpolation unit 20 for the third reduced image. Thereby, when the size of the color chart is included in a range from 1/16 of the entire image to 1/64 of the image in area ratio, each palette of the color chart is detected.
  • the interpolation unit 20 If the number of pixels detected based on the third reduced image is equal to or larger than the number obtained by multiplying the lower limit of the detection target size by the reduction ratio (1/2), the interpolation unit 20 And the coordinate in the image of an original size is calculated
  • the color chart detection device 62 doubles the denominator M of the reduction ratio (1 / M) (length unit). After that, the color chart detection device 62 uses only the fourth reduced image of the actual image size, and only the palette candidate area having the detection target size set for the fourth reduced image by the area setting unit 18. As a target, the processing of the combination detection unit 13, the integration determination unit 14, and the interpolation unit 20 is executed. Thereby, each palette of the color chart smaller than 1/64 of the entire image is detected.
  • FIG. 14 is an operation flowchart of color chart detection processing executed by the color chart detection device 62 according to the third embodiment.
  • the color chart detection device 62 reads an image showing the color chart from the storage unit 5 (step S401). Then, the color conversion unit 11 converts the image from the RGB color system to the HSV color system (step S402).
  • the palette color pixel extraction unit 12 extracts pixels having a color corresponding to the palette for each of a predetermined number of three or more of a plurality of palettes included in the color chart from the image in which the color system is converted. (Step S403).
  • the palette color pixel extraction unit 12 generates a palette candidate area image representing a palette candidate area that is a set of pixels having the palette color for each palette.
  • the area size counting unit 17 performs a labeling process on pixels having colors corresponding to the corresponding palette for each palette candidate area image, and attaches a different label to each independent palette candidate area. Then, the area size counting unit 17 obtains the number of pixels belonging to the palette candidate area as the size of the palette candidate area for each palette candidate area to which each label is attached (step S404). Then, the area size counting unit 17 generates a size table for associating the label with the size of each area for each palette candidate area, and stores the size table in the memory 10.
  • the area size setting unit 18 sets the upper limit value and the lower limit value of the size of the palette candidate area to be detected in the reduced image (step S405).
  • the reduced image generation unit 19 has a reduction ratio (1 / M) representing only a palette candidate area having a size included in the range between the upper limit value and the lower limit value of the detection target size for each palette candidate area image.
  • a reduced image is generated (step 406).
  • the combination detection unit 13 executes a combination detection process on at least one combination of palettes using the reduced image (step S407). And the combination detection part 13 produces
  • the integrated determination unit 14 determines, for each pallet, that the pallet is captured in all combinations including the pallet by obtaining a product for each pixel between the plurality of output images generated for the pallet. Extracted pixels are extracted (step S408). Then, the integrated determination unit 14 notifies the interpolation unit 20 of palette detection information indicating the extracted pixel position for each palette.
  • the interpolation unit 20 determines whether or not the palette detection information includes more than the number of pixels obtained by multiplying the lower limit of the detection target size by the reduction rate (1 / M), or whether the reduction rate (1 / M) is 1. (Step S409). If the number of pixels corresponding to the lower limit value of the size to be detected is not included in the palette position information and the reduction ratio (1 / M) is not 1 (No in step S409), the color chart detection device 62 reduces M to 1/2 (step S410). Thereafter, the color chart detection device 62 repeats the processing after step S405.
  • the interpolation unit 20 uses the palette.
  • the vertical and horizontal coordinates of each pixel included in the position information are multiplied by M (step S411). Then, the interpolation unit 20 notifies the palette information calculation unit 15 of the coordinates of these pixels.
  • the palette information calculation unit 15 calculates, for each palette, the average value or median value of each of the notified H component, S component, and V component of the notified pixel as color information of the palette. Further, the palette information calculation unit 15 calculates the coordinates of the center of gravity of the pixel in which the palette is reflected as the position information of the palette (step S412). Then, the palette information calculation unit 15 outputs the color information and position information of each palette to the control unit 7. Thereafter, the color chart detection device 62 ends the color chart detection process.
  • the color chart detection apparatus executes combination detection processing on a reduced image, the number of pixel combinations for checking whether or not they match the palette arrangement can be reduced. As a result, this color chart detection apparatus can reduce the amount of calculation.
  • the reduced image generation unit 19 may generate a first reduced image for the HSV color system image created by the color conversion unit 11. .
  • the processes of the palette color pixel extraction unit 12, the combination detection unit 13, and the integration determination unit 14 are performed on the first reduced image.
  • the reduced image generation unit 19 sequentially reduces the reduction rate to generate the second and third reduced images, and the reduced image generation unit 19 generates the second and third reduced images. Processing is executed.
  • the color chart detection device may also include the extrapolation unit according to the second embodiment.
  • the combination detection unit 13 selects the two selected pixels and the estimated position of the palette candidate area image in step S105 of the combination detection process illustrated in FIG.
  • the value of the pixel may be set to “2”.
  • the combination detection unit 13 can distinguish between a pixel that may have a palette and a pixel that has no possibility without generating an output image separately from the palette candidate area image.
  • the combination detection unit 13 has a positive value among the pixels of each palette candidate area image corresponding to each palette included in the palette combination of interest. Subtract 1 from the pixel value.
  • the color chart detection apparatus does not have to generate an output image separately from the palette candidate area image, so that the memory capacity of the memory 10 can be reduced.
  • the combination detection unit 13 may use a palette candidate area image that has been subjected to the combination detection process for one pallet combination for another pallet combination.
  • the pixels that are determined not to show the palette by considering the arrangement of the palettes are deleted from the palette candidate area. The number of pairs can be reduced.
  • the processing performed by the integration determination unit since the processing performed by the integration determination unit is also executed, the palette candidate area image when the combination detection processing is completed for all the combinations of palettes is the product output by the integration determination unit. It is equivalent to an image. Therefore, the integrated determination unit may be omitted. As a result, the calculation amount of the entire color chart detection process is also reduced.
  • the combination detection unit 13 may select two palette candidate area images in order from the smallest number of pixels included in the palette candidate area from among all palette candidate area images. Good. And the combination detection part 13 may perform a combination detection process with respect to the combination containing the two palettes corresponding to the two palette candidate area
  • each unit of the color chart detection device may be realized by a computer program executed on a processor.
  • a computer program may be provided in a form recorded on a computer-readable recording medium such as a magnetic recording medium or an optical recording medium.
  • FIG. 15 is a configuration diagram of a computer that operates as a color chart detection apparatus by operating a computer program that realizes the functions of the respective units of the color chart detection apparatus according to the above-described embodiment or its modification.
  • the computer 100 includes a user interface unit 101, a communication interface unit 102, a storage unit 103, a storage medium access device 104, and a processor 105.
  • the processor 105 is connected to the user interface unit 101, the communication interface unit 102, the storage unit 103, and the storage medium access device 104 via, for example, a bus.
  • the user interface unit 101 includes, for example, an input device such as a keyboard and a mouse, and a display device such as a liquid crystal display. Alternatively, the user interface unit 101 may include a device such as a touch panel display in which an input device and a display device are integrated.
  • the user interface unit 101 outputs, to the processor 105, a signal for selecting an image that is a target for detecting the color chart and an operation signal for starting the color chart detection process, for example, in accordance with a user operation.
  • the communication interface unit 102 may include a communication interface for connecting the computer 100 to an imaging device (not shown) and its control circuit. Such a communication interface can be, for example, Universal Serial Bus (Universal Serial Bus, USB). Furthermore, the communication interface unit 102 may include a communication interface for connecting to a communication network according to a communication standard such as Ethernet (registered trademark) and a control circuit thereof. In this case, the communication interface unit 102 acquires an image showing a color chart from another device connected to the communication network, and stores the image in the storage unit 103. Further, the communication interface unit 102 may output the identification information, position information, and color information of each pallet of the color chart received from the processor 105 to other devices via the communication network.
  • a communication standard such as Ethernet (registered trademark)
  • the storage unit 103 includes, for example, a readable / writable semiconductor memory and a read-only semiconductor memory.
  • the storage unit 103 stores a computer program for executing a color chart detection process executed on the processor 105, an intermediate calculation result obtained during the color chart detection process, and the like.
  • the storage unit 103 stores the image received from the communication interface unit 102 or identification information, position information, color information, and the like of each palette of the color chart detected by the processor 105.
  • the storage medium access device 104 is a device that accesses a storage medium 106 such as a magnetic disk, a semiconductor memory card, and an optical storage medium. For example, the storage medium access device 104 reads a computer program for color chart detection processing executed on the processor 105 stored in the storage medium 106 and passes the computer program to the processor 105.
  • a storage medium 106 such as a magnetic disk, a semiconductor memory card, and an optical storage medium.
  • the processor 105 obtains position information and color information of each palette of the color chart on the image by executing the computer program for color chart detection processing according to the above-described embodiment or modification. Then, the processor 105 stores the identification information, position information, and color information of each pallet in the storage unit 103 or outputs them to other devices via the communication interface unit 102.

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Abstract

　所定の配列に従って配置された複数のパレットを有するカラーチャートが写った画像からそのカラーチャートを検出するカラーチャート検出装置が提供される。このカラーチャート検出装置は、少なくとも３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、そのパレットに相当する色成分を持つ画素を画像から抽出し、所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第１のグループとし、その第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせがパレットの所定の配列に従って並んでいる場合、その組み合わせに含まれる画素を第１のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出し、候補画素に基づいて、その候補画素に対応するパレットの画像上での色を表す色情報及びそのパレットの画像上での位置を表す位置情報を求める。

Description

カラーチャート検出装置、カラーチャート検出方法及びカラーチャート検出用コンピュータプログラム
　本発明は、例えば、画像に写ったカラーチャートを検出するカラーチャート検出装置、カラーチャート検出方法及びカラーチャート検出用コンピュータプログラムに関する。
　従来より、画像の色補正を行うためにカラーチャートが利用されている。カラーチャートは、パレットを複数有し、各パレットには、互いに異なる色が付されている。パレットごとに、カラーチャートが写った画像においてそのパレットが写っている領域の色と、実際のパレットの色とを比較することで、画像生成の際に生じる色合いの変化が測定される。そして、その色合いの変化を打ち消すように画像を色補正することで、画像に写った被写体の色合いが自然な色合いとなる。
　適切な色補正を行うためには、画像上の各パレットの位置が特定される必要がある。従来、ユーザがディスプレイに表示された画像を視認して、画像上でカラーチャートの各パレットが写っている領域を特定し、個々のパレットが写っている位置及び範囲を指定する情報を色補正を実行する装置に入力していた。しかし、ユーザ自身がパレットの位置及び範囲を指定することは、ユーザにとって煩雑である。そこで、画像に写っているカラーチャートを検出するための様々な技術が提案されている（例えば、特許文献１～３を参照）。
　例えば、特許文献１には、カラーチャートが写っている画像に対してパターンマッチングを行ってカラーチャートの位置を検出することが開示されている。
　また、特許文献２には、サンプリングされた画像信号を色度信号に変換し、その色度信号の分布形状を調べることでカラーチャート画像か否かを判定する技術が開示されている。
　さらに、特許文献３には、色参照パターンが配置された二次元コードを撮影した画像からその色参照パターンを特定し、その色情報を抽出して色補正に利用する技術が提案されている。
特開２００２－１５２７６８号公報 特開平６－７０３４５号公報 特開２０１０－２２６５８０号公報
　しかしながら、パターンマッチングは演算量が多い。特に、カラーチャートの位置を特定する情報がなければ、カラーチャートを検出する装置は、画像全体を走査するように、画像に対するカラーチャートに対応するテンプレートの位置を変えつつ一致度合いを調べることになる。そのため、カラーチャートの位置を特定するための演算量は膨大になる。一方、携帯電話機といった携帯端末またはデジタルカメラがカラーチャートを検出する場合には、消費電力などの制約により、極力演算量は少ないことが好ましい。また携帯端末またはデジタルカメラでは、カラーチャートの検出に利用可能なハードウェアリソースも限られているので、演算量が多いほど、カラーチャートの検出に要する時間も長くなり、ユーザの利便性が低下する。
　また、特許文献２に開示されている技術は、色分布の統計量に基づいてカラーチャートが写っているか否かを判定するものであり、画像上のカラーチャートの位置を特定するものではない。さらに、カラーチャートは、他の被写体とともに撮影されることがあり、このような場合、画像上でカラーチャートが占める領域は、他の被写体または背景が占める領域よりも小さくなる。このような画像から求めた色分布の形状は、カラーチャートよりもむしろ他の被写体あるいは背景の色分布に左右されるので、特許文献２に開示されている技術は、カラーチャートが写っているか否かを正確に判定できないおそれがあった。
　さらに、特許文献３に開示されている技術では、画像上のカラーチャートの位置を特定するために、予め形状が分かっている二次元コードが検出される。しかし、この技術では、二次元コードにカラーチャートを設けることが必要となり、カラーチャートそのものだけでは、画像上のカラーチャートの位置は検出できない。また、カラーチャートが有する個々のパレットは矩形といった一般的な形状を有しており、パレットそのものは一様である。そのため、カラーチャートが有する特徴的な形状としては、各パレットのコーナー程度しかなく、そのようなコーナーは、カラーチャートと一緒に撮影される被写体にも含まれることがある。そのため、カラーチャートをその形状の特徴に基づいて画像から検出しようとすると、十分な検出精度が得られないおそれがあった。
　そこで本明細書は、演算量を抑制しつつ、画像に写ったカラーチャートを検出可能なカラーチャート検出装置を提供することを目的とする。
　一つの実施形態によれば、所定の配列に従って配置された複数のパレットを有するカラーチャートが写った画像からそのカラーチャートを検出するカラーチャート検出装置が提供される。このカラーチャート検出装置は、複数のパレットのうちの少なくとも３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、そのパレットに相当する色成分を持つ画素を画像から抽出するパレット色画素抽出部と、所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第１のグループとし、その第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせがパレットの所定の配列に従って並んでいる場合、その組み合わせに含まれる画素を第１のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出する組み合わせ検出部と、候補画素に基づいて、その候補画素に対応するパレットの画像上での色を表す色情報及びそのパレットの画像上での位置を表す位置情報を求めるパレット情報算出部とを有する。
　本発明の目的及び利点は、請求項において特に指摘されたエレメント及び組み合わせにより実現され、かつ達成される。
　上記の一般的な記述及び下記の詳細な記述の何れも、例示的かつ説明的なものであり、請求項のように、本発明を限定するものではないことを理解されたい。
　本明細書に開示されたカラーチャート検出装置は、演算量を抑制しつつ、画像に写ったカラーチャートを検出できる。
図１は、カラーチャート検出装置が組み込まれた撮像装置の構成図である。 図２は、カラーチャートの一例を示す図である。 図３は、第１の実施形態によるカラーチャート検出装置の構成図である。 図４は、カラーチャート情報の一例を表す図である。 図５（Ａ）は、カラーチャートが写った画像の一例を示す図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示された画像から抽出された、緑色が付されたパレットに相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像を示す図である。図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示された画像から抽出された、赤色が付されたパレットに相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像を示す図である。図５（Ｄ）は、図５（Ａ）に示された画像から抽出された、黄色が付されたパレットに相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像を示す図である。 図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、それぞれ、カラーチャートを撮影した画像から３個のパレットについて抽出された画素の集合を表すパレット候補領域画像の模式図である。図６（Ｄ）は、図６（Ａ）～図６（Ｃ）に示されたパレット候補領域画像にて抽出されている画素を一つの画像に表した模式図である。 図７は、組み合わせ検出処理の動作フローチャートである。 図８（Ａ）は、カラーチャートから選択されるパレットの組み合わせの一例を示す図であり、図８（Ｂ）は、カラーチャートが写った画像の模式図である。 図９（Ａ）は、３個のパレットk1～k3を含むパレットの組み合わせに対する組み合わせ検出処理の結果として生成されたパレットk2について生成される出力画像の一例を示す図である。図９（Ｂ）は、パレットk2を含む、他のパレットの組み合わせに対する組み合わせ検出処理の結果として生成されたパレットk2について生成される出力画像の他の一例を示す図である。図９（Ｃ）は、図９（Ａ）に示された出力画像と図９（Ｂ）に示された出力画像との積画像の一例を示す図である。 図１０は、第１の実施形態によるカラーチャート検出処理の動作フローチャートである。 図１１は、第２の実施形態によるカラーチャート検出装置の構成図である。 図１２は、外挿処理の動作フローチャートである。 図１３は、第３の実施形態によるカラーチャート検出装置の構成図である。 図１４は、第３の実施形態によるカラーチャート検出処理の動作フローチャートである。 図１５は、各実施形態またはその変形例によるカラーチャート検出装置の各部の機能を実現するコンピュータプログラムが動作することにより、カラーチャート検出装置として動作するコンピュータの構成図である。
　以下、図を参照しつつ、幾つかの実施形態によるカラーチャート検出装置について説明する。
　このカラーチャート検出装置は、カラーチャートが写った画像から、カラーチャートに含まれる複数のパレットのうちの特定のパレットを含む幾つかのパレットに相当する色を持つ領域をそれぞれ抽出する。そしてこのカラーチャート検出装置は、特定のパレットを含むパレットの組み合わせのそれぞれのパレットの色に相当する領域のうち、パレットの配列と一致する領域を実際にパレットが写っている可能性がある領域として検出する。そしてこのカラーチャート検出装置は、特定のパレットを含む複数の組み合わせについて同様の処理を行って、全ての組み合わせについてその特定のパレットが写っている可能性があるとして検出された領域を、その特定のパレットが写っている領域と判定する。
　図１は、各実施形態またはその変形例によるカラーチャート検出装置が組み込まれた撮像装置の概略構成図である。撮像装置１は、例えば、カメラを搭載した携帯電話機、あるいはデジタルカメラである。図１に示すように、撮像装置１は、カメラモジュール２と、操作部３と、表示部４と、記憶部５と、カラーチャート検出装置６と、制御部７とを有する。さらに撮像装置１は、撮像装置１をコンピュータ、またはテレビといった他の機器と接続するために、ユニバーサルシリアルバスなどのシリアルバス規格に従ったインターフェース回路（図示せず）を有していてもよい。また制御部７と、撮像装置１のその他の各部とは、例えば、バスにより接続されている。
　カメラモジュール２は、２次元状に配置された固体撮像素子のアレイを有するイメージセンサと、そのイメージセンサ上に被写体の像を結像する撮像光学系とを有する。そしてカメラモジュール２は、制御部７から通知された絞り径及びシャッター速度により被写体を撮影して、その被写体の像が写った画像を生成する。そしてカメラモジュール２は、その画像を記憶部５に記憶させる。本実施形態では、被写体にカラーチャートが含まれる。
　また、本実施形態では、生成される画像は、RGB表色系で表され、各色ごとに8ビットの階調を持つカラー画像である。
　なお、各色成分の階調を表すビット数は8ビットに限られず、例えば、4ビットあるいは10ビットでもよい。またカラーチャート検出の対象となる画像は、他の表色系で表されるカラー画像であってもよい。
　図２は、カラーチャートの一例を示す図である。図２に示したカラーチャート２００では、横６列×縦４列に、合計２４個のパレット２０１が配列されている。個々のパレット２０１は、それぞれ、矩形形状を有し、互いに異なる色が付されている。そして、縦方向に隣接する二つのパレットの中心間の距離はaであり、一方、横方向に隣接する二つのパレットの中心間の距離はbである。
　操作部３は、例えば、撮像装置１をユーザが操作するための各種の操作ボタンまたはダイヤルスイッチを有する。そして操作部３は、ユーザの操作に応じて、撮影または合焦の開始などの制御信号またはシャッター速度、絞り径などを設定するための設定信号を制御部７へ送信する。
　表示部４は、例えば、液晶ディスプレイ装置といった表示装置を有し、制御部７から受け取った各種の情報、またはカメラモジュール２により生成された画像を表示する。なお、操作部３と表示部４とは、例えば、タッチパネルディスプレイを用いて一体的に形成されてもよい。
　記憶部５は、例えば、読み書き可能な揮発性または不揮発性の半導体メモリ回路を有する。そして記憶部５は、カメラモジュール２から受け取った画像を記憶する。また記憶部５は、カラーチャート検出装置６からの読み出し要求によって画像をカラーチャート検出装置６へ渡し、また、記憶部５は、カラーチャート検出装置６から受け取った各パレットの色情報及び位置情報を記憶してもよい。さらに、カラーチャート検出装置６が有する各機能が、制御部７が有するプロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現される場合、そのコンピュータプログラム及びカラーチャート検出処理で利用される各種のデータを記憶してもよい。
　カラーチャート検出装置６は、カメラモジュール２により生成された画像から、カラーチャートを検出する。そしてカラーチャート検出装置６は、その画像上でのカラーチャートの各パレットの位置情報及び色情報を制御部７へ通知する。なお、カラーチャート検出装置６の詳細については後述する。
　制御部７は、少なくとも一つのプロセッサ及びその周辺回路を有し、撮像装置１全体を制御する。例えば、制御部７は、操作部３から受け取った設定信号及び被写体の露光量に応じて、シャッタースピードまたは絞り径を設定する。また制御部７は、カメラモジュール２により生成された画像に対して、エッジ強調またはコントラスト強調といった処理を実行してもよい。あるいは、制御部７は、その画像に対して、カラーチャート検出装置６から受け取った特定のパレットが写っている領域の色情報に基づいて色補正処理を調整してもよい。
　以下、カラーチャート検出装置６の各構成要素について説明する。図３に、カラーチャート検出装置６の構成図を示す。カラーチャート検出装置６は、メモリ１０と、色変換部１１と、パレット色画素抽出部１２と、組み合わせ検出部１３と、統合判定部１４と、パレット情報算出部１５とを有する。
　カラーチャート検出装置６が有するこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として形成される。また、カラーチャート検出装置６が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として形成されてもよい。
　メモリ１０は、例えば、読み出し専用の不揮発性の半導体メモリ回路及び読み書き可能な揮発性の半導体メモリ回路を有する。そしてメモリ１０は、カラーチャート検出装置６が画像からカラーチャートを検出するために使用する様々なデータ、例えば、検出対象となるカラーチャートについての情報及びパレットの検出に用いるパレットの組み合わせを表す情報などを記憶する。またメモリ１０は、カラーチャート検出処理の実行中に得られる様々な中間計算結果、例えば、個々のパレットに相当する色を持つ画素の集合であるパレット候補領域を表すパレット候補領域画像を記憶する。なお、上記の各種情報及びパレット候補領域画像の詳細については後述する。
　色変換部１１は、カメラモジュール２により生成された画像の表色系をRGB表色系からHSV表色系に変換する。そのために、色変換部１１は、次式に従って画像の各画素の値を変換する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 ここで、R、G、Bは、それぞれ、変換前の画素の赤色成分、緑色成分、青色成分を表す。またMAX、MINは、それぞれ、変換前の画素の赤色成分、緑色成分、青色成分のうちの最大値及び最小値を表す。そしてH、S、Vは、それぞれ、変換後の画素の色相、彩度、明度を表す。
　色変換部１１は、HSV表色系で表された画像をパレット色画素抽出部１２へ出力する。
　なお、カラーチャート検出装置６が読み込む画像が最初からHSV表色系で表されている場合、色変換部１１は省略されてもよい。
　パレット色画素抽出部１２は、パレットごとに、HSV表色系で表され、カラーチャートが写った画像からそのパレットの色に相当する色成分を持つ画素を抽出して、その抽出された画素の集合であるパレット候補領域を表すパレット候補領域画像を生成する。
　そのために、パレット色画素抽出部１２は、メモリ１０に記憶されているカラーチャート情報を参照し、そのカラーチャート情報に示される、検出対象パレットのH、S、Vそれぞれの成分の代表値を特定する。
　図４は、カラーチャート情報の一例を表す図である。この例では、カラーチャート情報４００は、１次元のベクトルとして表される。そして先頭の要素４０１には、縦方向に隣接する二つのパレットの中心間の距離aに対する横方向に隣接する二つのパレットの中心間の距離bの比、すなわちパレットの縦横比(b/a)が格納される。要素４０１の次から、５個の要素を一組として、例えば、ラスタスキャン順に各パレットの情報が格納される。例えば、要素４０１に後続する５個の要素には、それぞれ、左上端のパレット１のH成分、S成分、V成分の代表値H(1)、S(1)、V(1)と、カラーチャート上の左端からのパレットの配置順及び上端からのパレットの配置順が格納されている。
　パレット色画素抽出部１２は、各成分の代表値を中心として検出範囲を設定する。例えば、パレット色画素抽出部１２は、H成分について、H成分の代表値から±10度の範囲を検出範囲とする。同様に、パレット色画素抽出部１２は、S成分について、S成分の代表値から±50の範囲を検出範囲とし、V成分について、V成分の代表値から±80の範囲を検出範囲とする。なお、検出範囲は、カメラモジュール２の特性に応じて、画像上でパレットが写った画素の各成分がその検出範囲内に含まれるように適宜設定されればよく、各成分の代表値に対して対称でなくてもよい。
　パレット色画素抽出部１２は、検出対象とするパレットについて、画像の各画素ごとに、その画素の各成分がそのパレットについて設定された検出範囲に含まれるか否か判定する。そして画素の何れの成分も検出範囲に含まれる場合、パレット色画素抽出部１２は、検出対象とするパレットについてその画素を抽出する。
　パレット色画素抽出部１２は、検出対象とするパレットについて抽出された各画素を示すために、パレット候補領域画像を生成する。パレット候補領域画像は、例えば、カラーチャートが写った画像と同じサイズのグレー画像または２値画像であり、抽出された画素と同位置の画素の値を'1'とし、その他の画素の値を'0'とする。
　図５（Ａ）は、カラーチャートが写った画像の一例を示す図である。図５（Ａ）において、画像５００には、検出対象となるカラーチャート５０１が写っている。カラーチャート５０１には、緑色が付されたパレット５０２と、赤色が付されたパレット５０３と、黄色が付されたパレット５０４とが含まれている。
　図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示された画像５００から抽出された、緑色が付されたパレット５０２に相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像５１０を示す。同様に、図５（Ｃ）は、図５（Ａ）に示された画像５００から抽出された、赤色が付されたパレット５０３に相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像５２０を示す。また図５（Ｄ）は、図５（Ａ）に示された画像５００から抽出された、黄色が付されたパレット５０４に相当する色成分を持つ画素の集合を表すパレット候補領域画像５３０を示す。各パレット候補領域画像５１０～５３０において、白で示されている画素が抽出された画素を表す。図５（Ｂ）～図５（Ｄ）に示されるように、各パレット候補領域画像では、検出対象となるパレット５０２～５０４が写っている画素が抽出されている。また、各パレット候補領域画像では、検出対象となるパレットに付された色と近い色を持つ背景が写った画素も抽出されていることが分かる。
　パレット色画素抽出部１２は、各パレットについて生成したパレット候補領域画像をメモリ１０に記憶する。
　カラーチャートが有するパレットの配列は予め決まっているので、画像上でも、各パレットが写っている画素は、その配列に従っているはずである。一方、カラーチャート以外に画像に写っているものも、何れかのパレットの色と似た色を有していることがある。すると、そのパレットの色と似た色を有しているものが写っている画素も抽出される。しかし、これらの画素は、パレットの配列とは無関係に並んでいる。
　この様子を図６（Ａ）～図６（Ｄ）を参照しつつ説明する。図６（Ａ）～図６（Ｃ）は、それぞれ、左から順にパレットk1、k2、k3の順に並んでいるカラーチャートを撮影した画像からパレットk1～k3について抽出された画素の集合を表すパレット候補領域画像６１０～６３０の模式図である。パレット候補領域画像６１０において、パレットk1が写っている領域６１１と、パレットk1の色に似た色を持つ背景部分が写っている領域６１２が抽出されている。同様に、パレット候補領域画像６２０において、パレットk2が写っている領域６２１と、パレットk2の色に似た色を持つ背景部分が写っている領域６２２が抽出されている。またパレット候補領域画像６３０において、パレットk3が写っている領域６３１と、パレットk3の色に似た色を持つ背景部分が写っている領域６３２が抽出されている。
　図６（Ｄ）は、パレット候補領域画像６１０～６３０にて抽出されている画素を一つの画像６４０に表した模式図である。パレットk1～k3が写っている領域６１１、６２１及び６３１のそれぞれから取り出された任意の画素６１５、６２５、６３５は、そのパレットk1～k3の配列に従って、左から順に並んでいる。一方、背景部分が写っている領域６１２、６２２及び６３２のそれぞれから取り出された任意の画素６１６、６２６、６３６は、パレットk1～k3の配列とは異なる順序で並んでいる。そのため、領域６１２、６２２及び６３２には、パレットk1～k3が写っていないことが分かる。
　そこで組み合わせ検出部１３は、３個以上のパレットを含むパレットの組み合わせ、すなわちパレットのグループについて、パレットごとに抽出された画素からそれぞれ一画素ずつ選択し、選択した画素がそれらパレットの配列に従っているか否かを調べる。これにより、組み合わせ検出部１３は、その組み合わせに含まれる各パレットについて抽出された画素のうち、実際にパレットが写っている可能性のある画素を検出する。
　なお、撮像装置１からカラーチャートまでの距離は未知であるため、画像上でのカラーチャートのサイズ及びパレット間の距離は不明である。ただし、ある二つのパレット間の距離と、他の二つのパレット間の距離の比は、撮像装置１からカラーチャートまでの距離によらず、不変である。
　そこで、組み合わせ検出部１３は、注目するパレットの組み合わせに含まれるパレットのうちの二つのパレットに対応するパレット候補領域からそれぞれ選択した画素間の距離とパレット間の距離の比に基づいて、他のパレットが写っている画素の位置を推定する。そして組み合わせ検出部１３は、推定した位置の画素が、他のパレットのパレット候補領域に含まれる場合、その選択した画素及び推定した位置の画素は、パレットが写っている可能性が高いと判定する。
　図７は、組み合わせ検出部１３により実行される組み合わせ検出処理の動作フローチャートである。
　組み合わせ検出部１３は、３個以上のパレットを含むパレットの組み合わせについて、それぞれのパレット候補領域画像の中から、パレット候補領域に含まれる画素数が少ない方から順に二つのパレット候補領域画像を選択する（ステップＳ１０１）。例えば、図６（Ａ）～図６（Ｃ）に示された各パレット候補領域画像では、パレットk1に対応するパレット候補領域画像６１０とパレットk3に対応するパレット候補領域画像６３０に含まれる画素の数が少ない。したがって、パレット候補領域画像６１０とパレット候補領域画像６３０が選択される。これにより、選択する画素の組の数が最小となるので、組み合わせ検出部１３は、演算量の増加を抑制できる。
　組み合わせ検出部１３は、選択した二つのパレット候補領域画像のパレット候補領域のそれぞれから一画素ずつ、未選択の画素の組を選択する（ステップＳ１０２）。そして組み合わせ検出部１３は、選択された二つの画素の位置関係と、それらが含まれる領域に対応するパレットの配列に従って、組み合わせに含まれる残りのパレットの画像上での位置を推定する（ステップＳ１０３）。
　ここで、選択された二つの画素から、画像上での残りのパレットが写っている画素の推定位置を算出する方法について説明する。
　先ず、組み合わせ検出部１３は、画像上でパレット一つ分だけ横方向にシフトする量を表すベクトル(x1,y1)及び画像上でパレット一つ分だけ縦方向にシフトする量を表すベクトル(x2,y2)を求める。なお、ベクトルの各要素x1、x2、y1、y2は、それぞれ、画素単位で表される。
　カラーチャートの横方向が画像の横方向と平行となるようにカラーチャートが配置されている場合、選択された二つの画素から、次式に従って(x1,y1)及び(x2,y2)は算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ただし、(j1,i1)は、それぞれ、パレットk1について選択された画素の横方向の座標と縦方向の座標を表す。また(j2,i2)は、それぞれ、パレットk2について選択された画素の横方向の座標と縦方向の座標を表す。またPh(k1)、Ph(k2)は、それぞれ、パレットk1、k2のカラーチャート上の左端からのパレット数を表す。そしてPv(k1)、Pv(k2)は、それぞれ、パレットk1、k2のカラーチャート上の上端からのパレット数を表す。
　次に、カラーチャートの横方向と画像の横方向が平行でない場合について図を参照しつつ説明する。
　図８（Ａ）は、カラーチャート８００から選択されるパレットの組み合わせの一例を示す図であり、図８（Ｂ）は、カラーチャート８００が写った画像８１０の模式図である。この例では、カラーチャート８００の左端から２列目かつ上端から２行目のパレットk1{Ph(k1)=1,Pv(k1)=1}と、左端から６列目かつ上端から３行目のパレットk2{Ph(k2)=5,Pv(k2)=2}と、左端から４列目かつ上端から４行目のパレットk3{Ph(k3)=3,Pv(k3)=3}が選択される。そして、パレットk1についてのパレット候補領域に含まれる画素とパレットk2についてのパレット候補領域に含まれる画素とから、パレットk3が写っている画素の位置が推定される。
　ここで、ベクトル(x1,y1)と、パレットk1、k2間の位置ずれ量を表すベクトル(j2-j1,i2-i1)とのなす角θは、次式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
 （３）式で表されるベクトル(x1,y1)及び(j2-j1,i2-i1)と角度θとの関係は、図８（Ｂ）に示されるようにカラーチャート８００が傾いた状態で写った画像８１０上でも成り立つ。また、パレットk1とk2間の距離をLとすれば、k1、k2間の横方向の距離、縦方向の距離は、それぞれ、
　　L×cos(atan(q×a/b))
　　L×sin(atan(q×a/b))
となる。したがって、パレット一つ分だけ横方向、縦方向にシフトする距離は、上記の横方向の距離及び縦方向の距離を、それぞれ、k1、k2間の横方向のパレット数及び縦方向のパレット数で除した値となる。また画像８１０上では、Lは、画素(j1,i1)と画素(j2,i2)間の距離に相当する。したがって次式が成立する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　したがって、{Ph(k2)-Ph(k1)}が0でない場合、ベクトル(x1,y1)は次式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000005
 　また、{Ph(k2)-Ph(k1)}が0である場合、ベクトル(x1,y1)は次式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000006
 　また、{Pv(k2)-Pv(k1)}が0でない場合、ベクトル(x2,y2)は次式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000007
 　また、{Pv(k2)-Pv(k1)}が0である場合、ベクトル(x2,y2)は次式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000008
　したがって、パレットk3が写っている画素の推定位置(j,i)は、次式で算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000009
　なお、組み合わせに４個以上のパレットが含まれる場合も同様に、組み合わせ検出部１３は、（９）式にしたがって、選択された二つの画素に対応するパレット以外の残りのパレットごとに、そのパレットが写っている画素の推定位置を求めればよい。
　再度図７を参照すると、組み合わせ検出部１３は、推定された位置(j,i)の画素が、組み合わせの残りのパレットについてのパレット候補領域に含まれるか否か判定する（ステップＳ１０４）。なお、組み合わせに４個以上のパレットが含まれる場合には、組み合わせ検出部１３は、残りのパレットごとに、そのパレットに対応する推定位置の画素がそのパレット候補領域に含まれるか否か判定する。推定された位置(j,i)の画素全てがパレット候補領域に含まれれば（ステップＳ１０４－Ｙｅｓ）、選択された２個の画素及び推定された位置の画素は、それぞれ、パレットが写っている可能性がある候補画素となる。そこで組み合わせ検出部１３は、パレットに対応する可能性がある候補画素を表す出力画像において、その選択した二つの画素及び推定された位置の画素の値を、パレットが写っている可能性があることを表す値（例えば'1'）に書き換える（ステップＳ１０５）。なお、出力画像は、例えば、パレットが写っている画像と同サイズの２値画像であり、初期状態では、全ての画素がパレットが写っていないことを表す値（例えば'0'）に設定されている。出力画像は、パレットごとに一つ生成される。
　一方、推定された位置の画素の何れか一つでもパレット候補領域に含まれなければ（ステップＳ１０４－Ｎｏ）、選択された二つの画素及び推定された位置の画素のうちの少なくとも何れかにはパレットが写っていない可能性が高い。この場合には、組み合わせ検出部１３は、出力画像を書き換えない。
　その後、組み合わせ検出部１３は、選択された二つのパレット候補領域画像について、未選択の画素の組があるか否か判定する（ステップＳ１０６）。未選択の画素の組があれば（ステップＳ１０６－Ｙｅｓ）、組み合わせ検出部１３は、ステップＳ１０１以降の処理を繰り返す。
　一方、未選択の画素の組がなければ（ステップＳ１０６－Ｎｏ）、組み合わせ検出部１３は、各パレットの出力画像をメモリ１０に書き込む（ステップＳ１０７）。
　組み合わせ検出部１３は、パレットの組み合わせを変えて、上記の組み合わせ検出処理を複数回実行してもよい。その際、少なくとも二つの組み合わせが同一のパレットを含むことが好ましい。例えば、３種類の組み合わせが設定され、一番目の組み合わせG(1)は、パレットk(a)、k(b)、k(c)を含み、二番目の組み合わせG(2)は、パレットk(a)、k(d)、k(e)を含み、三番目の組み合わせG(3)は、パレットk(b)、k(f)、k(g)を含むものとする。この場合には、組み合わせG(1)とG(2)により、パレットk(a)が写っている可能性のある候補画素が調べられ、組み合わせG(1)とG(3)により、パレットk(b)が写っている可能性のある候補画素が調べられる。
　また、本実施形態では、組み合わせ検出部１３は、画像上での色及び位置を検出するパレットを何れかの組み合わせに含める。
　一方、一つの組み合わせに含まれるパレットの数が多いほど、パレット以外のものが写っている画素を候補画素として検出する可能性が低くなる。そのため、組み合わせ検出処理が実行される組み合わせの数は、一つの組み合わせに含まれるパレットの数が多いほど、少なくすることができる。例えば、一つの組み合わせに含まれるパレットの数がカラーチャートが有するパレットの総数の1/2以上であれば、組み合わせ検出部１３は、一つの組み合わせについてのみ組み合わせ検出処理を実行すればよい。
　組み合わせ検出部１３は、組み合わせ検出処理が実行された組み合わせごとに、その組み合わせに含まれるパレットごとの出力画像を生成し、その出力画像をメモリ１０に記憶する。
　統合判定部１４は、パレットごとに、そのパレットについて生成された複数の出力画像の同位置の画素の積を求める。そして統合判定部１４は、その積が'1'となる画素をそのパレットが写っている画素と判定する。
　再度図６（Ａ）～図６（Ｄ）を参照する。図６（Ｂ）に示されたパレット候補領域画像６２０において、点線で囲まれた位置にもパレットk2の色に似た色を持つ背景部分が写っている領域６２３があるとする。この場合には、背景部分が写っている領域６１２、６２３及び６３２のそれぞれから取り出された任意の画素６１６、６２７、６３６も、パレットk1～k3の配列と同じ順序で並んでいる。そのため、パレットk1～k3のみを含む組み合わせについて組み合わせ検出処理を実行すると、領域６１２、６２３及び６３２も、パレットk1～k3が写っている可能性があると判定されることになる。
　図９（Ａ）は、パレットk1～k3を含むパレットの組み合わせに対する組み合わせ検出処理の結果として生成されたパレットk2について生成される出力画像の一例を示す。また図９（Ｂ）は、パレットk2を含む、他のパレットの組み合わせに対する組み合わせ検出処理の結果として生成されたパレットk2について生成される出力画像の他の一例を示す。そして図９（Ｃ）は、図９（Ａ）に示された出力画像と図９（Ｂ）に示された出力画像の積画像を示す。
　この場合、図９（Ａ）に示されるように、例えば、パレットk2に対する出力画像９００では、領域６２１だけでなく、領域６２３もパレットが写っている可能性がある画素の集合として抽出される。しかし、パレットk2を含む他のパレットの組み合わせについて組み合わせ検出処理が行われると、例えば図９（Ｂ）に示される出力画像９１０のように、領域６２１は抽出されるものの、領域６２３は抽出されない可能性が高くなる。
　したがって、出力画像９００と出力画像９１０とで同位置の画素間の積を求めることにより、図９（Ｃ）に示した積画像９２０のように、実際にパレットk2が写っている領域６２１のみが抽出される可能性が高くなる。その結果、パレットの検出精度が向上する。
　統合判定部１４は、パレットごとに、そのパレットについて生成された複数の出力画像の積を表す積画像を、そのパレットが写っている画素を表すパレット検出情報としてパレット情報算出部１５へ出力する。なお、一つの出力画像しか生成されていないパレットについては、統合判定部１４は、その一つの出力画像をそのままパレット検出情報としてパレット情報算出部１５へ出力する。
　なお、組み合わせ検出部１３が一つの組み合わせについてのみ組み合わせ検出処理を実行する場合には、統合判定部１４は省略されてもよい。
　パレット情報算出部１５は、パレットごとに、統合判定部１４から受け取ったパレット検出情報を参照して、画像上でそのパレットの色を表す色情報及び画像上での位置を表す位置情報を求める。そのために、パレット情報算出部１５は、パレット検出情報に示された、パレットが写っている画素のH成分、S成分、V成分のそれぞれについて、平均値または中央値をそのパレットの色情報として算出する。またパレット情報算出部１５は、パレットごとに、パレット検出情報に示される、パレットが写っている画素の重心を求め、その重心をパレットの位置情報とする。
　パレット情報算出部１５は、パレットごとに、パレットの識別情報とともに色情報及び位置情報を制御部７へ出力する。なお、パレットの識別情報は、例えば、カラーチャート上で左上端のパレットからのラスタスキャン順のパレットの番号とすることができる。
　図１０は、カラーチャート検出装置６により実行されるカラーチャート検出処理の動作フローチャートである。
　カラーチャート検出装置６は、記憶部５からカラーチャートが写った画像を読み込む（ステップＳ２０１）。そして色変換部１１は、その画像をRGB表色系からHSV表色系に変換する（ステップＳ２０２）。
　パレット色画素抽出部１２は、表色系が変換された画像から、カラーチャートが含む複数のパレットのうちの３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、そのパレットに相当する色を持つ画素を抽出する（ステップＳ２０３）。そしてパレット色画素抽出部１２は、パレットごとに、そのパレットの色を持つ画素の集合であるパレット候補領域を表すパレット候補領域画像を生成する。
　組み合わせ検出部１３は、３以上のパレットを含む少なくとも一つのパレットの組み合わせに対して組み合わせ検出処理を実行する（ステップＳ２０４）。そして組み合わせ検出部１３は、その組み合わせに含まれるパレットごとに出力画像を生成する。
　統合判定部１４は、パレットごとに、そのパレットに対して生成された複数の出力画像間の画素ごとの積を求めることで、そのパレットを含む全ての組み合わせにおいて、そのパレットが写っていると判定された画素を抽出する（ステップＳ２０５）。そして統合判定部１４は、パレットごとに、抽出した画素の位置を表すパレット検出情報をパレット情報算出部１５へ通知する。
　パレット情報算出部１５は、パレットごとに、そのパレットが写っている画素のH成分、S成分、V成分のそれぞれについて、平均値または中央値をそのパレットの色情報として算出する。またパレット情報算出部１５は、パレットが写っている画素の重心の座標をパレットの位置情報として算出する（ステップＳ２０６）。そしてパレット情報算出部１５は、各パレットの識別情報とともに、色情報及び位置情報を制御部７へ出力する。その後、カラーチャート検出装置６は、カラーチャート検出処理を終了する。
　以上に説明してきたように、このカラーチャート検出装置は、パレットの配列に関する情報を利用して、各パレットに相当する色を持つ画素のうち、パレットの配列と一致する画素を検出する。そのため、このカラーチャート検出装置は、カラーチャートの位置が不明でもカラーチャートの個々のパレットを正確に検出できる。またこのカラーチャート検出装置は、パターンマッチングのような演算量の多い処理を画像全体に対して行わなくてもよいので、演算量を削減できる。
　次に、第２の実施形態によるカラーチャート検出装置について説明する。第２の実施形態によるカラーチャート検出装置は、組み合わせ検出の対象とならなかった未検出パレットの位置を、パレットの配列に従って、組み合わせ検出によって特定されたパレットの位置から特定することで、その未検出パレットを検出する。
　図１１に、第２の実施形態によるカラーチャート検出装置６１の構成図を示す。カラーチャート検出装置６１は、メモリ１０と、色変換部１１と、パレット色画素抽出部１２と、組み合わせ検出部１３と、統合判定部１４と、パレット情報算出部１５と、外挿部１６とを有する。
　カラーチャート検出装置６１が有するこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として形成される。また、カラーチャート検出装置６１が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として形成されてもよい。
　図１１において、カラーチャート検出装置６１が有する各構成要素には、図３に示された第１の実施形態によるカラーチャート検出装置６が有する対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。第２の実施形態によるカラーチャート検出装置６１は、第１の実施形態によるカラーチャート検出装置６と比較して、外挿部１６を有する点で異なる。そこで以下では、外挿部１６及び関連部分について説明する。
　外挿部１６は、パレット情報算出部１５によって重心が求められた複数のパレットのうち、二つのパレットの重心位置の座標をそれぞれ(j1,i1)、(j2,i2)として、（５）式または（６）式に入力する。これにより、外挿部１６は、画像上での横方向のパレット一つ分のシフト量(x1,y1)を算出する。同様に、外挿部１６は、その二つのパレットの重心位置の座標(j1,i1)、(j2,i2)を、（７）式または（８）式に入力することで、画像上での縦方向のパレット一つ分のシフト量(x2,y2)を算出する。
　次に、外挿部１６は、未検出の任意のパレットkの検出範囲の中心位置の座標(j,i)を、（９）式に従って算出する。ただしこの場合、（９）式におけるPh(k3)、Pv(k3)は、その未検出のパレットkのカラーチャート上での左端からのパレット数及び上端からのパレット数となる。
　外挿部１６は、（９）式に従って算出された検出対象のパレットkの検出範囲の中心位置の座標(j,i)に基づいて、次式に従って、画像上でのパレットkの検出範囲を設定する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000010
 ただし、関数min(a,b,c,d)は、パラメータa,b,c,dのうちの最小値を出力する関数である。また関数max(a,b,c,d)は、パラメータa,b,c,dのうちの最大値を出力する関数である。そしてXl、Xrは、それぞれ、検出範囲の左端及び右端の座標であり、Yt、Ybは、それぞれ、検出範囲の上端及び下端の座標である。
　外挿部１６は、検出対象となるパレットについてのパレット候補領域に含まれる画素のうちで、検出範囲に含まれる画素をそのパレットが写っている画素として検出する。そして外挿部１６は、検出した画素の重心を求め、その重心をパレットの位置情報とする。さらに外挿部１６は、検出した画素のH成分、S成分、V成分のそれぞれについての平均値または中央値をそのパレットの色情報として算出する。そして外挿部１６は、パレットの識別情報とともに、そのパレットの位置情報及び色情報を制御部７へ出力する。
　図１２は、外挿部１６により実行される外挿処理の動作フローチャートである。この外挿処理は、例えば、図１０に示されたカラーチャート検出処理のステップＳ２０６に後続して実行される。
　外挿部１６は、ステップＳ２０６にて検出されたパレットのうちの二つのパレットの重心に基づいて、横方向のパレット一つ分のシフト量(x1,y1)及び縦方向のパレット一つ分のシフト量(x2,y2)を算出する（ステップＳ３０１）。そして外挿部１６は、未検出のパレットの何れかを注目するパレットに設定する（ステップＳ３０２）。
　外挿部１６は、シフト量(x1,y1)及び(x2,y2)と、注目するパレットと検出済みのパレットとの配列に基づいて、画像上での注目するパレットの検出範囲の中心を決定する（ステップＳ３０３）。そして外挿部１６は、検出範囲の中心に基づいて、注目するパレット全体が検出範囲に含まれるように、その検出範囲を設定する（ステップＳ３０４）。
　外挿部１６は、注目するパレットについてのパレット候補領域に含まれる画素のうち、検出範囲に含まれる画素を、その注目するパレットが写っている画素として検出する（ステップＳ３０５）。外挿部１６は、検出された画素の重心及び各色成分に基づいてその注目するパレットの位置情報及び色情報を求める（ステップＳ３０６）。そして外挿部１６は、そのパレットの識別情報とともに、位置情報及び色情報を制御部７へ出力する。
　その後、外挿部１６は、未検出のパレットがあるか否か判定する（ステップＳ３０７）。未検出のパレットがあれば（ステップＳ３０７－Ｙｅｓ）、外挿部１６は、ステップＳ３０２以降の処理を繰り返す。一方、未検出のパレットがなければ（ステップＳ３０７－Ｎｏ）、外挿部１６は、外挿処理を終了する。
　この実施形態によれば、カラーチャート検出装置は、組み合わせ検出処理で検出されていないパレットの位置情報及び色情報を組み合わせ検出処理よりも少ない演算量で求めることができる。
　なお、変形例によれば、外挿部１６は、検出範囲内で検出された画素に対してラベリング処理を実行することにより、互いに隣接する検出された画素の集合の中から最大の集合を検出してもよい。そして外挿部１６は、その最大の集合に含まれる画素のみに基づいて、色情報及び位置情報を求めてもよい。これにより、外挿部１６は、検出対象となるパレットの色と近い色のもの（検出対象のパレットに隣接する他のパレットを含む）がそのパレットの近くにある場合でも、検出対象となるパレットが写っている画素のみをより適切に検出できる。
　次に、第３の実施形態によるカラーチャート検出装置について説明する。第３の実施形態によるカラーチャート検出装置は、パレット候補領域画像の縮小画像を生成して、その縮小画像に対して組み合わせ検出処理を行うことで、演算量の削減を図る。
　図１３に、第３の実施形態によるカラーチャート検出装置６２の構成図を示す。カラーチャート検出装置６２は、メモリ１０と、色変換部１１と、パレット色画素抽出部１２と、組み合わせ検出部１３と、統合判定部１４と、パレット情報算出部１５と、領域サイズ計数部１７と、領域サイズ設定部１８と、縮小画像生成部１９と、補間部２０とを有する。
　カラーチャート検出装置６２が有するこれらの各部は、その各部に対応する回路が集積された一つの集積回路として形成される。また、カラーチャート検出装置６２が有するこれらの各部は、それぞれ、別個の回路として形成されてもよい。
　図１３において、カラーチャート検出装置６２が有する各構成要素には、図３に示された第１の実施形態によるカラーチャート検出装置６が有する対応する構成要素の参照番号と同じ参照番号を付した。第３の実施形態によるカラーチャート検出装置６２は、第１の実施形態によるカラーチャート検出装置６と比較して、領域サイズ計数部１７、領域サイズ設定部１８、縮小画像生成部１９及び補間部２０を有する点で異なる。そこで以下では、領域サイズ計数部１７、領域サイズ設定部１８、縮小画像生成部１９、補間部２０及びその関連部分について説明する。
　領域サイズ計数部１７は、各パレット候補領域画像について、対応するパレットに相当する色を持つ画素に対してラベリング処理を行って、独立したパレット候補領域ごとに異なるラベルを付す。そして領域サイズ計数部１７は、それぞれのラベルが付されたパレット候補領域ごとに、そのパレット候補領域に属する画素数を、そのパレット候補領域のサイズとして求める。そして領域サイズ計数部１７は、パレット候補領域ごとに、ラベルとその領域のサイズを対応付けるサイズテーブルを生成し、そのサイズテーブルをメモリ１０に格納する。例えば、再度図６（Ａ）を参照すると、パレット候補領域画像６１０では、領域６１１と領域６１２に対してそれぞれ異なるラベルが付される。そして領域６１１に含まれる画素数が領域６１１のサイズとなり、領域６１２に含まれる画素数が領域６１２のサイズとなる。
　領域サイズ設定部１８は、縮小画像ごとに、その縮小画像で検出対象とするパレット候補領域のサイズの上限値と下限値とを設定する。例えば、縮小率1/8（長さ単位）となる第１の縮小画像、縮小率1/4（長さ単位）となる第２の縮小画像、縮小率1/2（長さ単位）となる第３の縮小画像、及び縮小率1/1となる第４の縮小画像が用いられる。カラーチャート検出装置６２は、各縮小画像を用いて、カラーチャートが写った元の画像の画素数に対して最大Cmax%からCmin%までの幅を持つカラーチャートを検出する。このとき、縮小率1/8の第１の縮小画像では、一つのパレットについて検出対象サイズの上限値は、{Cmax/100×Total/N}で与えられ、一方、検出対象サイズの下限値は、{Cmax/100×Total/N}/4で与えられる。ただしNは、カラーチャートに含まれるパレットの総数である。またTotalは、カラーチャートが写った元の画像の画素数である。また、縮小率1/4の第２の縮小画像では、一つのパレットについての検出対象サイズの上限値は{Cmax/100×Total/N}/4で与えられ、検出対象サイズの下限値は{Cmax/100×Total/N}/16で与えられる。さらに、縮小率1/2の第３の縮小画像では、一つのパレットについて検出対象サイズの上限値は、{Cmax/100×Total/N}/16で与えられ、検出対象サイズの下限値は{Cmax/100×Total/N}/64で与えられる。最後に、縮小率1/1の第４の縮小画像、すなわち元の画像では、一つのパレットについて検出対象サイズの上限値は{Cmax/100×Total/N}/64で与えられ、検出対象サイズの下限値は{Cmin/100×Total/N}で与えられる。
　例えば、Cmaxを100%、Cminを0%とした場合、第１の縮小画像では、検出対象となるサイズは(元の画像の画素数/N)から(元の画像の画素数/N)/4である。また第２の縮小画像では、検出対象となるサイズは(元の画像の画素数/N)/4から(元の画像の画素数/N)/16までである。同様に、第３の縮小画像では、検出対象となるサイズは(元の画像の画素数/N)/16から(元の画像の画素数/N)/64までである。そして第４の縮小画像では、検出対象となるサイズは(元の画像の画素数/N)/64より少ない画素数を持つパレット候補領域が検出対象となる。
　縮小画像生成部１９は、それぞれのパレット候補領域画像の縮小画像を生成する。例えば、縮小画像生成部１９は、最初に第１の縮小画像を生成する。その際、縮小画像生成部１９は、パレット候補領域ごとの任意の画素のラベルとサイズテーブルを参照し、このラベルが領域サイズ設定部１８で設定された検出対象サイズを持つパレット候補領域に相当する場合には、縮小画像の対応する画素に'1'を格納する。そして縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像についての第１の縮小画像をそれぞれメモリ１０に記憶する。
　カラーチャート検出装置６２は、第１の縮小画像に対して組み合わせ検出部１３及び統合判定部１４の処理を実行する。これにより、カラーチャートのサイズが画像全体のサイズから、面積比で画像の1/4のサイズまでの範囲に含まれる場合、カラーチャートの各パレットが検出される。またこの場合、各パレットの出力画像のサイズも、第１の縮小画像と同じサイズである。この場合、縮小画像生成部１９にて検出対象サイズの上限または下限から外れるサイズを持つパレット候補領域が削除されており、かつ扱う画素数が1/8×1/8=1/64と小さくなる。そのため、図７に示した組み合わせ検出処理におけるステップＳ１０２～Ｓ１０６の処理の実行回数が削減される。
　補間部２０は、第１の縮小画像に基づいて検出された画素の数が、検出対象サイズの下限値に縮小率(1/8)を乗じた数以上であれば、その各画素の縦方向座標及び横方向座標を、それぞれ、8倍することで、元のサイズの画像における座標を求める。そして補間部２０は、検出された各画素の座標をパレット情報算出部１５へ通知する。パレット情報算出部１５は、パレットごとに、検出された画素から位置情報及び色情報を求める。そしてカラーチャート検出装置６２は、カラーチャート検出処理を終了する。
　一方、検出された画素の数が検出対象サイズの下限値に縮小率(1/8)を乗じた数未満の場合には、検出対象サイズを持つパレット候補領域には、実際にはパレットが写っていないと判断される。そこでカラーチャート検出装置６２は、縮小率(1/M)（長さ単位）の分母Mを1/2倍する。
　領域サイズ設定部１８は、第２の縮小画像で使用する画像サイズ、検出対象サイズの上限値{Cmax/100×(元の画像の画素数)/N}/4、及び下限値{Cmax/100×(元の画像の画素数)/N}/16を設定する。
　その後、縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像について、縮小率が1/4（長さ単位）となり、領域サイズ設定部１８で設定された検出対象サイズを持つパレット候補領域のみを表す第２の縮小画像を生成する。そして縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像についての第２の縮小画像をメモリ１０に記憶する。
　カラーチャート検出装置６２は、第２の縮小画像に対しても、同様に、組み合わせ検出部１３、統合判定部１４及び補間部２０の処理を実行する。これにより、カラーチャートのサイズが画像全体の1/4から、面積比で画像の1/16のサイズまでの範囲に含まれる場合、カラーチャートの各パレットが検出される。この場合、縮小画像生成部１９にて検出対象サイズの上限または下限から外れるサイズを持つパレット候補領域が削除されており、かつ扱う画素数が元の画像の1/4×1/4=1/16と小さくなっている。そのため、図７に示した組み合わせ検出処理におけるステップＳ１０２～Ｓ１０６の処理の実行回数が削減される。
　補間部２０は、第２の縮小画像に基づいて検出された画素の数が、検出対象サイズの下限値に縮小率(1/4)を乗じた数以上であれば、その各画素の縦方向座標及び横方向座標を、それぞれ、4倍することで、元のサイズの画像における座標を求める。そして補間部２０は、検出された各画素の座標をパレット情報算出部１５へ通知する。パレット情報算出部１５は、パレットごとに、検出された画素から位置情報及び色情報を求める。そしてカラーチャート検出装置６２は、カラーチャート検出処理を終了する。
　一方、検出された画素の数が検出対象サイズの下限値に縮小率(1/4)を乗じた数未満の場合には、検出対象サイズを持つパレット候補領域には、実際にはパレットが写っていないと判断される。そこでカラーチャート検出装置６２は、縮小率(1/M)（長さ単位）の分母Mを1/2倍する。その後、縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像について、縮小率が1/2（長さ単位）となり、領域サイズ設定部１８にて第３の縮小画像に対して設定された検出対象サイズを持つパレット候補領域のみを表す第３の縮小画像を生成する。そして縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像についての第３の縮小画像をメモリ１０に記憶する。
　カラーチャート検出装置６２は、第３の縮小画像に対しても、組み合わせ検出部１３、統合判定部１４及び補間部２０の処理を実行する。これにより、カラーチャートのサイズが画像全体の1/16から、面積比で画像の1/64のサイズまでの範囲に含まれる場合、カラーチャートの各パレットが検出される。
　補間部２０は、第３の縮小画像に基づいて検出された画素の数が、検出対象サイズの下限に縮小率(1/2)を乗じた数以上であれば、その各画素の縦方向座標及び横方向座標を、それぞれ、2倍することで、元のサイズの画像における座標を求める。そして補間部２０は、検出された各画素の座標をパレット情報算出部１５へ通知する。パレット情報算出部１５は、パレットごとに、検出された画素から位置情報及び色情報を求める。そしてカラーチャート検出装置６２は、カラーチャート検出処理を終了する。
　一方、検出された画素の数が検出対象サイズの下限値に縮小率(1/2)を乗じた数未満の場合には、検出対象サイズを持つパレット候補領域には、実際にはパレットが写っていないと判断される。そこでカラーチャート検出装置６２は、縮小率(1/M)（長さ単位）の分母Mを1/2倍する。その後、カラーチャート検出装置６２は、実画像サイズの第４の縮小画像を用い、かつ、領域設定部１８にて第４の縮小画像に対して設定された検出対象サイズを持つパレット候補領域のみを対象として、組み合わせ検出部１３、統合判定部１４及び補間部２０の処理を実行する。これにより、画像全体の1/64のサイズよりも小さいカラーチャートの各パレットが検出される。
　図１４は、第３の実施形態によるカラーチャート検出装置６２により実行されるカラーチャート検出処理の動作フローチャートである。
　カラーチャート検出装置６２は、記憶部５からカラーチャートが写った画像を読み込む（ステップＳ４０１）。そして色変換部１１は、その画像をRGB表色系からHSV表色系に変換する（ステップＳ４０２）。
　パレット色画素抽出部１２は、表色系が変換された画像から、カラーチャートが含む複数のパレットのうちの３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、そのパレットに相当する色を持つ画素を抽出する（ステップＳ４０３）。そしてパレット色画素抽出部１２は、パレットごとに、そのパレットの色を持つ画素の集合であるパレット候補領域を表すパレット候補領域画像を生成する。
　領域サイズ計数部１７は、各パレット候補領域画像について、対応するパレットに相当する色を持つ画素に対してラベリング処理を行って、独立したパレット候補領域ごとに異なるラベルを付す。そして領域サイズ計数部１７は、それぞれのラベルが付されたパレット候補領域ごとに、そのパレット候補領域に属する画素数を、そのパレット候補領域のサイズとして求める（ステップＳ４０４）。そして領域サイズ計数部１７は、パレット候補領域ごとに、ラベルとその領域のサイズを対応付けるサイズテーブルを生成し、そのサイズテーブルをメモリ１０に格納する。
　領域サイズ設定部１８は、縮小画像で検出対象とするパレット候補領域のサイズの上限値と下限値とを設定する（ステップＳ４０５）。
　縮小画像生成部１９は、各パレット候補領域画像に対して、それぞれ、検出対象サイズの上限値と下限値の範囲内に含まれるサイズを持つパレット候補領域のみを表す縮小率(1/M)の縮小画像を生成する（ステップ４０６）。
　組み合わせ検出部１３は、縮小画像を用いて、少なくとも一つのパレットの組み合わせに対して組み合わせ検出処理を実行する（ステップＳ４０７）。そして組み合わせ検出部１３は、その組み合わせに含まれるパレットごとに出力画像を生成する。
　統合判定部１４は、パレットごとに、そのパレットに対して生成された複数の出力画像間の画素ごとの積を求めることで、そのパレットを含む全ての組み合わせにおいて、そのパレットが写っていると判定された画素を抽出する（ステップＳ４０８）。そして統合判定部１４は、パレットごとに、抽出した画素の位置を表すパレット検出情報を補間部２０へ通知する。
　補間部２０は、検出対象サイズの下限に縮小率(1/M)を乗じた数以上の画素がパレット検出情報に含まれているか、または縮小率(1/M)が1か否か判定する（ステップＳ４０９）。検出対象となるサイズの下限値に相当する数の画素がパレット位置情報に含まれておらず、かつ、縮小率(1/M)が1でなければ（ステップＳ４０９－Ｎｏ）、カラーチャート検出装置６２は、Mを1/2に低下させる（ステップＳ４１０）。その後、カラーチャート検出装置６２は、ステップＳ４０５以降の処理を繰り返す。
　一方、検出対象となるサイズの下限値に相当する数の画素がパレット位置情報に含まれているか、縮小率(1/M)が1であれば（ステップＳ４０９－Ｙｅｓ）、補間部２０はパレット位置情報に含まれる各画素の縦方向及び横方向の座標をM倍する（ステップＳ４１１）。そして補間部２０は、それら画素の座標をパレット情報算出部１５へ通知する。
　パレット情報算出部１５は、パレットごとに、通知された画素のH成分、S成分、V成分のそれぞれについての平均値または中央値をそのパレットの色情報として算出する。またパレット情報算出部１５は、パレットが写っている画素の重心の座標をパレットの位置情報として算出する（ステップＳ４１２）。そしてパレット情報算出部１５は、各パレットの色情報及び位置情報を制御部７へ出力する。その後、カラーチャート検出装置６２は、カラーチャート検出処理を終了する。
　第３の実施形態によるカラーチャート検出装置は、縮小画像に対して組み合わせ検出処理などを実行するので、パレットの配列と一致しているか否かを調べる画素の組み合わせの数を削減できる。その結果として、このカラーチャート検出装置は、演算量を削減できる。
　なお、第３の実施形態の変形例によれば、縮小画像生成部１９は、色変換部１１により作成されたHSV表色系の画像に対して、第１の縮小画像を生成してもよい。この場合には、第１の縮小画像に対して、パレット色画素抽出部１２、組み合わせ検出部１３及び統合判定部１４の処理が実行される。そしてパレットが写っている画素が検出されるまで、縮小画像生成部１９は、縮小率を順次低下させて、第２、第３の縮小画像を生成し、その縮小画像に対して上記の各部の処理が実行される。
　また他の変形例によれば、第３の実施形態によるカラーチャート検出装置も、第２の実施形態による外挿部を有してもよい。
　また、上記の各実施形態の変形例によれば、組み合わせ検出部１３は、図７に示された組み合わせ検出処理のステップＳ１０５において、パレット候補領域画像の選択された二つの画素及び推定された位置の画素の値を'2'にしてもよい。これにより、パレット候補領域画像と別個に出力画像を生成しなくても、組み合わせ検出部１３は、パレットが写っている可能性がある画素と可能性が無い画素とを区別できる。そしてステップＳ１０６にて未選択の画素の組がなくなると、組み合わせ検出部１３は、注目するパレットの組み合わせに含まれる各パレットに対応するそれぞれのパレット候補領域画像の画素のうち、正の値を持つ画素の値から1を減じる。これにより、出力画像と同様に、パレット候補領域画像も、パレットの配列を考慮してパレットが写っている可能性のある画素だけが、'1'の値を持つことになる。
　このような処理を行うことにより、カラーチャート検出装置は、パレット候補領域画像と別個に出力画像を生成しなくてもよくなるので、メモリ１０のメモリ容量を削減することが可能となる。
　さらに、組み合わせ検出部１３は、一つのパレットの組み合わせに対して組み合わせ検出処理が行われたパレット候補領域画像を、他のパレットの組み合わせに対して利用してもよい。これにより、２回目以降の組み合わせ検出処理では、パレット候補領域から、パレットの配列を考慮することでパレットが写っていないと判断された画素が削除されているので、組み合わせ検出処理で調べられる画素の組の数が削減できる。
　またこの場合、統合判定部で行われる処理も併せて実行していることになるので、パレットの組み合わせの全てについて組み合わせ検出処理が終了したときのパレット候補領域画像は、統合判定部が出力する積画像と同等のものとなっている。そのため、統合判定部も省略されてよい。その結果としてカラーチャート検出処理全体の演算量も削減される。
　さらに他の変形例によれば、組み合わせ検出部１３は、全てのパレット候補領域画像の中から、パレット候補領域に含まれる画素の数が少ない方から順に二つのパレット候補領域画像を選択してもよい。そして組み合わせ検出部１３は、その二つのパレット候補領域画像に対応する二つのパレットを含む組み合わせに対して組み合わせ検出処理を行ってもよい。これにより、組み合わせ検出部１３は、パレットの配列と一致しているか否かを調べる画素の組の数を最小にできるので、演算量をより削減できる。
　上記の実施形態またはその変形例によるカラーチャート検出装置の各部の機能は、プロセッサ上で実行されるコンピュータプログラムにより実現されてもよい。そのようなコンピュータプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体といったコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形で提供されてもよい。
　図１５は、上記の実施形態またはその変形例によるカラーチャート検出装置の各部の機能を実現するコンピュータプログラムが動作することにより、カラーチャート検出装置として動作するコンピュータの構成図である。
　コンピュータ１００は、ユーザインターフェース部１０１と、通信インターフェース部１０２と、記憶部１０３と、記憶媒体アクセス装置１０４と、プロセッサ１０５とを有する。プロセッサ１０５は、ユーザインターフェース部１０１、通信インターフェース部１０２、記憶部１０３及び記憶媒体アクセス装置１０４と、例えば、バスを介して接続される。
　ユーザインターフェース部１０１は、例えば、キーボードとマウスなどの入力装置と、液晶ディスプレイといった表示装置とを有する。または、ユーザインターフェース部１０１は、タッチパネルディスプレイといった、入力装置と表示装置とが一体化された装置を有してもよい。そしてユーザインターフェース部１０１は、例えば、ユーザの操作に応じて、カラーチャートを検出する対象となる画像を選択する信号、及びカラーチャート検出処理を開始させる操作信号をプロセッサ１０５へ出力する。
　通信インターフェース部１０２は、コンピュータ１００を撮像装置（図示せず）と接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有してもよい。そのような通信インターフェースは、例えば、Universal Serial Bus（ユニバーサル・シリアル・バス、USB）とすることができる。
　さらに、通信インターフェース部１０２は、イーサネット（登録商標）などの通信規格に従った通信ネットワークに接続するための通信インターフェース及びその制御回路を有してもよい。
　この場合には、通信インターフェース部１０２は、通信ネットワークに接続された他の機器から、カラーチャートが写った画像を取得し、その画像を記憶部１０３に記憶させる。また通信インターフェース部１０２は、プロセッサ１０５から受け取ったカラーチャートの各パレットの識別情報、位置情報及び色情報を通信ネットワークを介して他の機器へ出力してもよい。
　記憶部１０３は、例えば、読み書き可能な半導体メモリと読み出し専用の半導体メモリとを有する。そして記憶部１０３は、プロセッサ１０５上で実行されるカラーチャート検出処理を実行するためのコンピュータプログラム、及びそのカラーチャート検出処理の途中で得られる中間計算結果などを記憶する。また記憶部１０３は、通信インターフェース部１０２から受け取った画像、またはプロセッサ１０５により検出されたカラーチャートの各パレットの識別情報、位置情報及び色情報などを記憶する。
　記憶媒体アクセス装置１０４は、例えば、磁気ディスク、半導体メモリカード及び光記憶媒体といった記憶媒体１０６にアクセスする装置である。記憶媒体アクセス装置１０４は、例えば、記憶媒体１０６に記憶されたプロセッサ１０５上で実行される、カラーチャート検出処理用のコンピュータプログラムを読み込み、プロセッサ１０５に渡す。
　プロセッサ１０５は、上記の実施形態または変形例によるカラーチャート検出処理用コンピュータプログラムを実行することにより、画像上のカラーチャートの各パレットの位置情報及び色情報を求める。そしてプロセッサ１０５は、各パレットの識別情報、位置情報及び色情報を記憶部１０３に保存し、または通信インターフェース部１０２を介して他の機器へ出力する。
　ここに挙げられた全ての例及び特定の用語は、読者が、本発明及び当該技術の促進に対する本発明者により寄与された概念を理解することを助ける、教示的な目的において意図されたものであり、本発明の優位性及び劣等性を示すことに関する、本明細書の如何なる例の構成、そのような特定の挙げられた例及び条件に限定しないように解釈されるべきものである。本発明の実施形態は詳細に説明されているが、本発明の精神及び範囲から外れることなく、様々な変更、置換及び修正をこれに加えることが可能であることを理解されたい。
　１　　撮像装置
　２　　カメラモジュール
　３　　操作部
　４　　表示部
　５　　記憶部
　６、６１、６２　　カラーチャート検出装置
　７　　制御部
　１０　　メモリ
　１１　　色変換部
　１２　　パレット色画素抽出部
　１３　　組み合わせ検出部
　１４　　統合判定部
　１５　　パレット情報算出部
　１６　　外挿部
　１７　　領域サイズ計数部
　１８　　領域サイズ設定部
　１９　　縮小画像生成部
　２０　　補間部
　１００　　コンピュータ
　１０１　　ユーザインターフェース部
　１０２　　通信インターフェース部
　１０３　　記憶部
　１０４　　記憶媒体アクセス装置
　１０５　　プロセッサ
　１０６　　記憶媒体

Claims (8)

  1. 　所定の配列に従って配置された複数のパレットを有するカラーチャートが写った画像から、該カラーチャートを検出するカラーチャート検出装置であって、
    　前記複数のパレットのうちの少なくとも３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、当該パレットに相当する色成分を持つ画素を前記画像から抽出するパレット色画素抽出部と、
    　前記所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第１のグループとし、該第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせが前記所定の配列に従って並んでいる場合、当該組み合わせに含まれる画素を前記第１のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出する組み合わせ検出部と、
    　前記候補画素に基づいて、該候補画素に対応するパレットの前記画像上での色を表す色情報及び当該パレットの前記画像上での位置を表す位置情報を求めるパレット情報算出部と、
    を有するカラーチャート検出装置。
  2. 　前記所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第２のグループとするとともに、前記第１のグループ及び前記第２のグループの何れも第１のパレットを含み、
    　前記組み合わせ検出部は、前記第２のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせが前記所定の配列に従って並んでいる場合、当該組み合わせに含まれる画素を前記第２のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出し、
    　前記第１のグループに関して検出された前記第１のパレットの候補画素のうち、前記第２のグループに関して前記第１のパレットの候補画素として検出された画素を前記第１のパレットが写っている画素と判定する統合判定部をさらに有する、請求項１に記載のカラーチャート検出装置。
  3. 　前記組み合わせ検出部は、前記第１のグループに含まれる前記少なくとも３個のパレットのうちの抽出された画素の数が少ない方から順に二つのパレットについて抽出された画素からそれぞれ選択された第１の画素及び第２の画素と前記所定の配列に従って前記第１のグループ内の他のパレットの前記画像上の位置を推定し、該推定した位置の画素が当該他のパレットについて抽出された第３の画素である場合、前記第１、第２及び第３の画素をそれぞれ前記第１のグループに含まれる各パレットの前記候補画素とする、請求項１または２に記載のカラーチャート検出装置。
  4. 　前記複数のパレットのうち、前記第１のグループに含まれない未検出パレットの前記画像上の位置及び範囲を、前記第１のグループに含まれる第２及び第３のパレットの前記画像上の位置と前記所定の配列に従って推定し、該推定された位置及び範囲に含まれる前記未検出パレットに相当する色を持つ画素に基づいて当該未検出パレットの前記画像上での色を表す色情報を求める外挿部をさらに有する、請求項１～３の何れか一項に記載のカラーチャート検出装置。
  5. 　前記画像及び前記パレット色画素抽出部により前記所定数のパレットのそれぞれについて抽出された画素の集合を表すパレット候補領域画像の何れかを所定の縮小率で縮小した縮小画像を生成する縮小画像生成部をさらに有し、
    　前記組み合わせ検出部は、前記縮小画像に基づいて前記第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて前記候補画素を検出し、
    　前記第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて所定画素数以上の候補画素が検出されない場合、前記縮小画像生成部は、前記縮小率を低下させてさらに前記縮小画像を生成し、前記組み合わせ検出部は、当該低下した縮小率で生成された縮小画像に基づいて前記第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて前記候補画素を検出する、請求項１～４の何れか一項に記載のカラーチャート検出装置。
  6. 　前記組み合わせ検出部は、前記所定数のパレットのうち、前記パレット色画素抽出部により抽出された画素の数が少ない方から順に二つのパレットを前記第１のグループに含める、請求項１～５の何れか一項に記載のカラーチャート検出装置。
  7. 　所定の配列に従って配置された複数のパレットを有するカラーチャートが写った画像から、該カラーチャートを検出するカラーチャート検出方法であって、
    　前記複数のパレットのうちの少なくとも３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、当該パレットに相当する色成分を持つ画素を前記画像から抽出し、
    　前記所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第１のグループとし、該第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせが前記所定の配列に従って並んでいる場合、当該組み合わせに含まれる画素を前記第１のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出し、
    　前記候補画素に基づいて、該候補画素に対応するパレットの前記画像上での色を表す色情報及び当該パレットの前記画像上での位置を表す位置情報を求める、
    ことを含むカラーチャート検出方法。
  8. 　所定の配列に従って配置された複数のパレットを有するカラーチャートが写った画像から、前記複数のパレットのうちの少なくとも３以上の所定数のパレットのそれぞれについて、当該パレットに相当する色成分を持つ画素を抽出し、
    　前記所定数のパレットのうち、少なくとも３個のパレットを第１のグループとし、該第１のグループに含まれるパレットのそれぞれについて抽出された画素の中から、パレットごとに選択した画素の組み合わせが前記所定の配列に従って並んでいる場合、当該組み合わせに含まれる画素を前記第１のグループの対応するパレットが写っている可能性がある候補画素として検出し、
    　前記候補画素に基づいて、該候補画素に対応するパレットの前記画像上での色を表す色情報及び当該パレットの前記画像上での位置を表す位置情報を求める、
    ことをコンピュータに実行させるためのカラーチャート検出用コンピュータプログラム。
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