WO2019225714A1 - 照明制御装置、照明制御方法、及びプログラム - Google Patents

照明制御装置、照明制御方法、及びプログラム Download PDF

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WO2019225714A1
WO2019225714A1 PCT/JP2019/020542 JP2019020542W WO2019225714A1 WO 2019225714 A1 WO2019225714 A1 WO 2019225714A1 JP 2019020542 W JP2019020542 W JP 2019020542W WO 2019225714 A1 WO2019225714 A1 WO 2019225714A1
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WO
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illumination light
spectrum
light spectrum
illumination
unit
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PCT/JP2019/020542
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勝 土田
薫 平松
柏野　邦夫
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日本電信電話株式会社
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    • Y02B20/40—Control techniques providing energy savings, e.g. smart controller or presence detection

Definitions

  • the present invention relates to an illumination control device, an illumination control method, and a program, and more particularly, to an illumination control device, an illumination control method, and a program for enhancing the saturation of an object.
  • Non-Patent Document 1 A technique for implementing generation / control of illumination light using multicolor LED illumination is known (Non-Patent Document 1).
  • Non-Patent Document 1 even if saturation enhancement is performed only for an arbitrary specific color, other colors are also affected by the saturation enhancement of the specific color. For example, even if the object is irradiated with illumination light that enhances the saturation of red, the white part of the object will also be reddish, so saturation enhancement of only a specific color and adjustment of the degree There was a problem that could not be done.
  • the present invention has been made in view of the above points, and an illumination control apparatus and an illumination control method capable of enhancing the saturation of a specific color for an object without affecting the color of illumination light. And to provide a program.
  • An illumination control device is an illumination control device that generates illumination light to be irradiated to an object, and is an illumination for adding or subtracting to a reference illumination light spectrum that is a reference illumination spectrum Among the plurality of element spectra that are the spectrums for emphasizing the saturation of a specific color without affecting the light color, the element spectrum corresponding to the specified condition relating to the saturation adjustment is compared with the reference illumination light spectrum.
  • an illumination light generation unit that generates illumination light to be applied to the object is provided.
  • the illumination control method is an illumination control method for generating illumination light to be irradiated to an object, and the illumination light generation unit performs a reference illumination light spectrum as a reference illumination spectrum.
  • the element spectrum according to a designated condition related to saturation adjustment Is added to or subtracted from the reference illumination light spectrum to generate illumination light for irradiating the object.
  • the illumination light generation unit affects the illumination light color for addition or subtraction with respect to the reference illumination light spectrum that is a reference illumination spectrum. Without adding or subtracting the element spectrum corresponding to the specified condition related to the saturation adjustment among the plurality of element spectra, which is a spectrum for performing saturation enhancement of a specific color.
  • the illumination light that irradiates the object is generated.
  • a plurality of spectra that are added to or subtracted from the reference illumination light spectrum which is a reference illumination spectrum, for performing saturation enhancement of a specific color without affecting the illumination light color.
  • the illumination control device includes a spectral reflectance acquisition unit that acquires a plurality of spectral reflectances in the object or a reference color chart, and a reference illumination light spectrum acquisition unit that acquires the reference illumination light spectrum. And a designated condition acquisition unit for obtaining a plurality of designated conditions, and for each of the plurality of designated conditions, the designated conditions are determined based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the designated conditions. And an element spectrum calculation unit for calculating the element spectrum to be satisfied.
  • the element spectrum calculation unit of the illumination control device for each of the plurality of specified conditions, based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the specified condition Based on the calculated illumination light spectrum and the reference illumination light spectrum that satisfy the specified condition for each of the plurality of specified conditions, and an illumination light spectrum calculation unit that calculates a calculated illumination light spectrum that is an illumination light spectrum that satisfies the conditions And an illumination light spectrum analyzing unit that generates the element spectrum that satisfies the specified condition.
  • the illumination control apparatus is configured to input the input based on the plurality of element spectra generated by the element spectrum calculation unit, the input reference illumination light spectrum, and the input specified condition.
  • An error between a synthetic illumination light spectrum calculation unit that calculates a synthetic illumination light spectrum, which is an illumination light spectrum that satisfies a specified condition, and the measurement result of the synthetic illumination light spectrum and the spectral spectrum of the illumination light irradiated on the object A feedback processing unit that passes the error to the illumination light generation unit when the difference is equal to or greater than a predetermined reference value, and the illumination light generation unit converts the generated illumination light based on the error It can be corrected.
  • the feedback processing unit of the illumination control device when the error is less than a predetermined reference value, converts the reference illumination light spectrum into a spectrum of the illumination light irradiated on the object.
  • the spectrum measurement result can be updated.
  • the lighting control device selects at least one element spectrum for satisfying the input designated condition from the plurality of element spectra, and for each of the selected at least one element spectrum.
  • the program according to the present invention is a program for causing each unit of the lighting control device to function.
  • the illumination control device illumination control method, and program of the present invention, it is possible to emphasize the saturation of a specific color for an object without affecting the color of illumination light.
  • an element spectrum for performing saturation enhancement of only a specific color i in an illumination control apparatus that performs illumination control for enhancing the color of a drawing or the like. Is calculated and illumination control is performed.
  • 360 and 780 in the above formula indicate wavelengths within the wavelength range of visible light, as well as Indicates each component at 360 nm to 780 nm.
  • i is an index (for example, red (red), green (green), blue), etc.) indicating a specific color that is a target for which saturation is to be changed
  • j is a color for which metamerism is established.
  • An index to be shown for example, white as an illumination light color or the like. A situation in which the appearance of white does not change is also referred to as “metameric white”).
  • Is a color matching function (a function having a wavelength as a parameter. Those having the same tristimulus values obtained by the color matching function look the same color to the human eye)
  • k i is a variable for controlling the saturation.
  • k i may be a negative value. That is, when k i is a negative value, the saturation of only the specific color represented by the index i can be lowered.
  • the illumination light spectrum Can be confirmed from the following formula (4) that the color represented by the index j satisfies the metamerism.
  • the reference illumination light spectrum Element spectrum against The color to be emphasized and its degree can be adjusted only by adding or subtracting.
  • an arbitrary coefficient may be given to the element spectrum.
  • the target color for adjusting saturation and the target color for metamerism are not limited to white, blue, green, red, etc., but may be “blue-green”, “yellow”, “skin color”, “orange”, etc. . If the subject is a painting, or if the subject is in front of a wall or the like, the background color (for example, the color of a large part of the painting, the color of paper / canvas, the wall) May be the target of metamerism.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an illumination control apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the illumination control device 10 is composed of a computer including a CPU, a RAM, and a ROM that stores a program for executing an element spectrum generation processing routine and an illumination control processing routine, which will be described later. It is configured as follows.
  • an illumination control device 10 is an illumination control device that generates illumination light to be irradiated on an object, and includes an element spectrum generation unit 100, a specified condition input unit 200, and the like.
  • the reference illumination light spectrum input unit 400, the weighting processing unit 300, the combined illumination light spectrum calculation unit 500, the illumination light generation unit 600, the output unit 700, and the feedback processing unit 800 are configured.
  • the element spectrum generation unit 100 is a spectrum for performing saturation enhancement of a specific color without affecting the illumination light color for addition or subtraction with respect to the reference illumination light spectrum that is a reference illumination spectrum. Generate an element spectrum.
  • the element spectrum generation unit 100 includes a spectral reflectance acquisition unit 110, an element spectrum calculation unit 120, a characteristic information acquisition unit 130, a reference illumination light spectrum acquisition unit 140, A designated condition acquisition unit 150.
  • the characteristic information acquisition unit 130 acquires statistical information related to the target area, sensitivity characteristics of an imaging device such as a camera, illumination light spectrum at the time of image capturing, and spectral reflectance of the target.
  • the characteristic information acquisition unit 130 includes statistical information (hereinafter collectively referred to as a target area for each color, sensitivity characteristics of the image capturing device, illumination light spectrum at the time of image capturing, and spectral reflectance of the object or color chart. (Referred to as characteristic information) is received in advance, or characteristic information input manually is received.
  • the characteristic information acquisition unit 130 passes the characteristic information to the spectral reflectance calculation unit 112.
  • the reference illumination light spectrum acquisition unit 140 acquires a reference illumination light spectrum that is a reference illumination spectrum used by the illumination control device 10.
  • the reference illumination spectrum is a spectral spectrum of illumination light obtained in advance in an environment for observing an object, and is, for example, sunlight, a fluorescent lamp, an incandescent lamp, LED illumination, or a combination thereof.
  • the reference illumination light spectrum acquisition unit 140 passes the reference illumination light spectrum to the illumination light spectrum calculation unit 121.
  • Specified condition acquisition unit 150 acquires a plurality of specified conditions related to saturation adjustment.
  • the specified condition acquisition unit 150 acquires M possible specified conditions for the specified condition related to the saturation adjustment such as “how to change the appearance of the color of the object”.
  • the designation condition is “maximize blue saturation without changing the appearance and brightness of the white color in the color chart”.
  • the M designated conditions may be prepared manually or may be all designated conditions that can be received by the lighting control device 10.
  • the specified condition acquisition unit 150 passes the acquired M specified conditions to the illumination light spectrum calculation unit 121.
  • the spectral reflectance acquisition unit 110 acquires a plurality of spectral reflectances in an object or a reference color chart.
  • the spectral reflectance acquisition unit 110 includes an image capturing unit 111, a spectral reflectance calculation unit 112, and a spectral reflectance storage unit 113.
  • the image photographing unit 111 uses a photographing device (not shown) to display a predetermined number (X) of color channels (bands) on an object to be observed or an image of a color chart such as a reference color chart. )
  • a photographing device not shown
  • the predetermined number is 3 or more (X ⁇ 3).
  • the image photographing unit 111 uses a spectral radiance meter (spectrum meter, spectrometer, etc.) instead of the photographing device, and performs spot radiation (measurement with a point) on an object or color chart, thereby performing spectral radiation.
  • Luminance spectral spectrum
  • the image capturing unit 111 passes the image data or spectral spectrum of the number of color channels X to the spectral reflectance calculation unit 112.
  • the spectral reflectance calculation unit 112 includes the image data or spectral spectrum of the number of color channels X obtained by the image photographing unit 111, the target area for each color obtained by the characteristic information obtaining unit 130, the sensitivity characteristic of the photographing device, and the image. A plurality of spectral reflectances are calculated based on the illumination light spectrum at the time of shooting and statistical information on the spectral reflectance of the object or color chart.
  • a Wiener estimation matrix is obtained for each color from statistical information regarding sensitivity characteristics of the imaging device, illumination light spectrum at the time of image capture, and spectral reflectance of the object or color chart.
  • a method (Wiener estimation method) for calculating the spectral reflectance of each of the L colors by multiplying the pixel values of the number of color channels X in the target region may be used.
  • the method of calculating the spectral reflectance is not limited to the Wiener estimation method, and other existing techniques may be used.
  • the spectral reflectance calculation unit 112 passes the calculated spectral reflectances of the L colors to the spectral reflectance storage unit 113 as L spectral reflectances.
  • the spectral reflectance storage unit 113 stores the L spectral reflectances calculated by the spectral reflectance calculation unit 112.
  • the spectral reflectance storage unit 113 may record L spectral reflectances on an external storage medium.
  • the spectral reflectance storage unit 113 may store L spectral reflectances in the existing spectral reflectance database. Further, it may be configured to store L spectral reflectances prepared in advance.
  • the element spectrum calculation unit 120 calculates an element spectrum satisfying the specified condition for each of the plurality of specified conditions based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the specified condition.
  • the element spectrum calculation unit 120 includes an illumination light spectrum calculation unit 121, an illumination light spectrum analysis unit 122, and an element spectrum storage unit 123.
  • the illumination light spectrum calculation unit 121 calculates illumination light that is an illumination light spectrum satisfying the designated condition based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the designated condition for each of the plurality of designated conditions. Calculate the spectrum.
  • the illumination light spectrum calculation unit 121 first includes the L spectral reflectances stored in the spectral reflectance storage unit 113, the reference illumination light spectrum obtained by the reference illumination light spectrum acquisition unit 140, The M specified conditions obtained by the specified condition acquisition unit 150 are acquired.
  • the illumination light spectrum calculation unit 121 is based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the designated condition among the L spectral reflectances. A calculated illumination light spectrum that is an illumination light spectrum that satisfies the specified condition is calculated.
  • the calculated illumination light spectrum for red can be represented by the following formula (5).
  • Calculated illumination light spectrum Can be obtained by performing a simulation so that the illumination light spectrum emphasizes only red according to the above equation (5).
  • a generated reduced gradient method GCG: referred to as a generalized simplified gradient method in Japanese
  • GCG generated reduced gradient method
  • other methods may be used.
  • the conditional expression regarding white, blue, and green shown in Expression (5) may be satisfied not only when the right term and the left term are strictly equal, but also when each difference is equal to or less than a certain threshold value.
  • the illumination light spectrum can be expressed by a linear sum of N functions (n k ) (for example, when a light source device that includes LEDs of a plurality of colors and can control the brightness of each LED is used), Can be expressed as the following equation (6).
  • the calculated illumination light spectrum The number of unknown variables when obtaining is N ⁇ k , and the amount of calculation can be reduced.
  • the illumination light spectrum calculation unit 121 passes the M sets of data sets including the specified condition and the calculated illumination light spectrum thus obtained, and the reference illumination light spectrum to the illumination light spectrum analysis unit 122.
  • the illumination light spectrum analyzer 122 generates an element spectrum satisfying the designated condition based on the calculated illumination light spectrum and the reference illumination light spectrum satisfying the designated condition for each of the plurality of designated conditions.
  • the illumination light spectrum analysis unit 122 analyzes the calculated illumination light spectrum, and an element spectrum that “emphasizes only blue”, an element spectrum that “emphasizes only green”, and an element spectrum that “emphasizes only red” P element spectra such as are calculated.
  • each wavelength of the element spectrum may take a negative value.
  • the element spectrum (1) the average of the differences between the calculated illumination spectra when the saturation of red is changed at regular intervals (eg, 10% increase, 20% increase) is defined as the element spectrum. (2) The element spectrum that emphasizes red is calculated based on the condition that the element spectrum that emphasizes red is orthogonal to the illumination light spectrum (white spectrum) and the blue and green spectrums of the color chart ( The same applies to green and blue), but is not limited thereto.
  • the illumination light spectrum analysis unit 122 passes the calculated P element spectra to the element spectrum storage unit 123.
  • the element spectrum storage unit 123 stores a plurality of element spectra obtained by the illumination light spectrum analysis unit 122.
  • the element spectrum storage unit 123 stores P element spectra. You may store in an external storage medium.
  • the element spectrum storage unit 123 passes the stored P element spectra to the weighting processing unit 300.
  • Specified condition input unit 200 receives an input of a specified condition, and passes the received specified condition to weighting processing unit 300.
  • the weighting processing unit 300 selects at least one element spectrum satisfying the input designated condition from the plurality of element spectra, and determines a weight for each of the selected at least one element spectrum.
  • the weighting processing unit 300 selects at least one element spectrum for realizing the input specified condition from the P element spectra. For example, when only one specific color is desired to be emphasized, a method of selecting only the element spectrum corresponding to that color is selected. When two or more colors are desired to be emphasized, a plurality of colors corresponding to the colors constituting them are selected. Selection is performed by a method of selecting an element spectrum.
  • achieving the said specified condition shall be predetermined for every specified condition.
  • the weighting processing unit 300 determines the weight for each of the selected at least one element spectrum according to the specified condition. For example, if you want to emphasize red and blue, and if you want to emphasize red more, increase the weight of the element spectrum for red and the weight of the element spectrum for blue. It is determined by using a method such as determining the weight of the element spectrum according to. It is assumed that the weight of the element spectrum for realizing the specified condition is predetermined for each specified condition.
  • the weighting processing unit 300 passes the selected at least one element spectrum and the weight for each of the selected at least one element spectrum to the combined illumination light spectrum calculation unit 500.
  • the reference illumination light spectrum input unit 400 accepts an input of a reference illumination light spectrum that the illumination control apparatus 10 uses as a reference, or holds the reference illumination light spectrum in advance.
  • the reference illumination light spectrum input unit 400 passes the reference illumination light spectrum to the combined illumination light spectrum calculation unit 500.
  • the combined illumination light spectrum calculation unit 500 satisfies the input specified condition based on the plurality of element spectra generated by the element spectrum calculation unit 120, the input reference illumination light spectrum, and the input specification condition.
  • a composite illumination light spectrum that is an illumination light spectrum is calculated.
  • the composite illumination light spectrum calculation unit 500 calculates a composite illumination light spectrum obtained by weighting and adding each of a plurality of selected element spectra to the reference illumination light spectrum.
  • the combined illumination light spectrum calculation unit 500 passes the calculated combined illumination light spectrum to the illumination light generation unit 600.
  • the illumination light generation unit 600 generates illumination light based on the combined illumination light spectrum calculated so as to add or subtract each selected at least one element spectrum with respect to the reference illumination light spectrum,
  • the output unit 700 irradiates the object with illumination light.
  • the illumination light generation unit 600 generates illumination light having a combined illumination light spectrum.
  • the output unit 700 is an illuminating device including a plurality of color LED light sources
  • the light emission intensity of each color LED light source is determined according to the combined illumination light spectrum.
  • the illumination light output unit 600 corrects the illumination light to be output based on the error and the combined illumination light spectrum, and the output unit 700 emits the corrected illumination light. Is done.
  • the output unit 700 is composed of LED light sources of a plurality of colors, and turns on the LED light sources of the respective colors according to the emission intensity of the LED light sources of the respective colors included in the generated illumination light.
  • the feedback processing unit 800 converts the error into the illumination light generation unit 600. To pass.
  • the feedback processing unit 800 includes an illumination light spectrum measurement unit 810 and an accuracy determination unit 820.
  • the illumination light spectrum measurement unit 810 measures the spectrum of illumination light irradiated by the output unit 700 using a spectral radiance meter or the like. Note that an object receiving illumination light emitted from the output unit 700 may be photographed with a camera having three or more color channels, and a spectral spectrum of the illumination light may be estimated from the image and measured.
  • the illumination light spectrum measurement unit 810 passes the measured spectrum of the illumination light to the accuracy determination unit 820.
  • the accuracy determination unit 820 compares the combined illumination light spectrum acquired by the combined illumination light spectrum calculation unit 500 with the spectral spectrum of the illumination light measured by the illumination light spectrum measurement unit 810, and the error between the two is determined in advance. It is determined whether or not the value is greater than or equal to.
  • the error is greater than or equal to the reference value, it is determined that the accuracy of the output illumination light is not sufficient, and the error is passed to the illumination light generation unit 600.
  • the measurement result of the spectral spectrum of the illumination light applied to the object is converted from the reference illumination light spectrum held by the reference illumination light spectrum input unit 400.
  • the illumination control device 10 uses a light source device including six types of LEDs shown in FIG.
  • the spectral reflectance acquisition unit 110 acquires the spectral reflectance of each color in advance using an existing color chart.
  • FIG. 4 shows the spectral reflectance for each of blue, green, and red obtained from the color chart.
  • the reference illumination light spectrum acquisition unit 140 acquires the reference illumination light spectrum (sunlight synthesized by the LED of FIG. 5) synthesized using the illumination control device 10 as shown in FIG.
  • the illumination light spectrum calculation unit 121 uses GRG to obtain a calculated illumination light spectrum (specifically, parameter ⁇ k in equation (6)).
  • FIG. 6 shows an example of a calculated illumination light spectrum that maximizes the saturation for each of blue, green, and red.
  • the element spectrum generation unit 100 generates element spectra for each of blue, green, and red shown in FIG.
  • FIG. 7 shows element spectra calculated for each of blue, green, and red.
  • the input of the specified condition input unit 200 is set to three specified conditions for emphasizing the saturation of blue, green, and red.
  • the reference illumination light spectrum input unit 400 receives the same reference illumination light spectrum as the reference illumination light spectrum acquisition unit 140.
  • the hue also changes so as to widen a triangle having three points representing blue, green, and red, and the lighting control device 10 according to this embodiment performs white balance and overall color. It was shown that saturation and hue can be enhanced while maintaining balance.
  • FIG. 9 is a flowchart showing an element spectrum generation processing routine according to the embodiment of the present invention.
  • the element spectrum generation unit 100 executes an element spectrum generation processing routine shown in FIG.
  • the characteristic information acquisition unit 130 acquires statistical information regarding the target area, the sensitivity characteristics of the imaging device such as a camera, the illumination light spectrum at the time of image capturing, and the spectral reflectance of the target.
  • the image photographing unit 111 uses a photographing device (not shown) to capture a predetermined number (X) of images of a color chart such as an object to be observed or a reference color chart.
  • a photographing device not shown
  • X a predetermined number
  • a color chart such as an object to be observed or a reference color chart.
  • Shoot with a color channel (band) a color channel
  • step S120 the spectral reflectance calculation unit 112 obtains the image data or spectral spectrum of the number of color channels X obtained in step S110, the target area obtained in step S100, the sensitivity characteristics of the photographing apparatus, and the time of image photographing. A plurality of spectral reflectances are calculated based on the illumination light spectrum and statistical information on the spectral reflectance of the object.
  • step S130 the spectral reflectance storage unit 113 stores the L spectral reflectances calculated in step S120.
  • step S140 the illumination light spectrum calculation unit 121 acquires L spectral reflectances stored in the spectral reflectance storage unit 113.
  • step S150 the illumination light spectrum calculation unit 121 acquires the reference illumination light spectrum obtained by the reference illumination light spectrum acquisition unit 140.
  • step S160 the illumination light spectrum calculation unit 121 acquires M specified conditions obtained by the specified condition acquisition unit 150.
  • step S170 the illumination light spectrum calculation unit 121 uses the illumination light spectrum that satisfies the specified condition for each of the plurality of specified conditions based on the reference illumination light spectrum and the spectral reflectance corresponding to the specified condition. A certain calculated illumination light spectrum is calculated.
  • step S180 the illumination light spectrum analyzer 122 generates an element spectrum satisfying the designated condition based on the calculated illumination light spectrum and the reference illumination light spectrum satisfying the designated condition for each of the plurality of designated conditions.
  • step S190 the element spectrum storage unit 123 stores a plurality of element spectra obtained in step S180.
  • FIG. 10 is a flowchart showing an illumination control processing routine according to the embodiment of the present invention.
  • the illumination control apparatus 10 executes the illumination control processing routine shown in FIG.
  • step S200 the weighting processing unit 300 acquires a plurality of element spectra stored in the element spectrum storage unit 123.
  • step S210 the reference illumination light spectrum input unit 400 accepts an input of a reference illumination light spectrum that the illumination control device 10 uses as a reference.
  • step S220 the specified condition input unit 200 accepts input of specified conditions.
  • step S ⁇ b> 230 the weighting processing unit 300 selects at least one element spectrum that satisfies the input specified condition from the plurality of element spectra, and determines a weight for each of the selected at least one element spectrum. .
  • step S240 the combined illumination light spectrum calculation unit 500 is based on the plurality of element spectra obtained in step S200, the reference illumination light spectrum received in step S210, and the specified condition received in step S220. Then, a combined illumination light spectrum that is an illumination light spectrum that satisfies the specified condition is calculated.
  • step S250 the illumination light generation unit 600 outputs an output based on the combined illumination light spectrum calculated to add or subtract each selected at least one element spectrum with respect to the reference illumination light spectrum.
  • the unit 700 irradiates the object with illumination light.
  • step S260 the illumination light spectrum measurement unit 810 measures the spectrum of the illumination light irradiated in step S250 using a spectral radiance meter or the like.
  • step S270 the accuracy determination unit 820 compares the combined illumination light spectrum acquired in step S240 with the spectral spectrum of the illumination light measured in step S260, and calculates an error between them.
  • step S280 the accuracy determination unit 820 determines whether the error is equal to or greater than a predetermined reference value.
  • step S290 when the error is greater than or equal to a predetermined reference value (YES in step S280), the accuracy determination unit 820 determines that the accuracy of the illumination light being output is not sufficient, and the error is determined as illumination.
  • step S300 when the illumination light generation unit 600 receives an error from the accuracy determination unit 820, the illumination light generation unit 600 corrects the illumination light based on the error and the combined illumination light spectrum, and outputs the output unit 700. By irradiating illumination light, the process returns to step S260, and the processes of steps S260 to S280 are repeated.
  • step S310 the accuracy determination unit 820 determines the reference illumination light spectrum held by the reference illumination light spectrum input unit 400 as the target.
  • the measurement result of the spectral spectrum of the illumination light applied to the object is updated, and the process proceeds to step S320.
  • step S320 the illumination control device 10 determines whether or not to end the process.
  • step S320 If not finished (NO in step S320), the process returns to step S220 and repeats steps S220 to S310. On the other hand, if finished (YES in step S320), the process ends.
  • the illumination light color for adding or subtracting to the reference illumination light spectrum that is the reference illumination spectrum is not affected.
  • Illumination light that irradiates an object so as to add or subtract the element spectrum according to the specified condition relating to saturation adjustment among a plurality of element spectra that are spectra for performing saturation enhancement of a specific color By generating, the saturation of a specific color with respect to the object can be enhanced without affecting the color of the illumination light.
  • each of the plurality of element spectra is weighted based on the specified condition, the composite illumination light spectrum can be obtained by simple calculation. Further, fine adjustment of color saturation and continuous change can be reproduced by weight.
  • the number of spectral reflectances, designated conditions, and element spectra is represented by L, M, and P, respectively, in order to identify a plurality, but they may all be the same.
  • the element spectrum generation unit 100 may be configured to generate the element spectrum again based on the updated reference illumination light spectrum.
  • the specified conditions include the characteristics of illumination used in the illumination light generation unit 600 (in the case of multi-color LED light sources, the spectral spectrum and colorimetry of each color LED light source). Value, brightness, input / output characteristics, etc.). In this case, since the combination of LED light sources is limited, the amount of calculation can be reduced and the calculation time can be shortened.
  • the element spectrum may be calculated based on a region where the color is applied) and a portion where the apparent color is not desired to be changed (for example, a main color region of the subject, a normal region when normality is determined).
  • the program has been described as an embodiment in which the program is installed in advance.
  • the program can be provided by being stored in a computer-readable storage medium.

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  • Circuit Arrangement For Electric Light Sources In General (AREA)

Abstract

対象物に対して特定の色の彩度を、照明光の色に影響を与えることなく強調することができるようにする。照明光生成部は、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた当該要素スペクトルを基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、対象物に対して照射する照明光を生成する。

Description

照明制御装置、照明制御方法、及びプログラム
　本発明は、照明制御装置、照明制御方法、及びプログラムに係り、特に、対象物の彩度を強調するための照明制御装置、照明制御方法、及びプログラムに関する。
　従来から、画像全体の彩度の強調、混入した異物の色彩強調、皮膚下の血管や真珠干渉色の弁別性向上等を目的として、対象物に対して最適な照明光の分光スペクトルを設計し、多色ＬＥＤ照明を用いて照明光の生成・制御を実装する技術が知られている（非特許文献１）。
中内茂樹、「分光スペクトル修飾に基づく機能性ＬＥＤ照明に関する研究」、立石科学技術振興財団　助成研究成果集（第２４号）、２０１５、ｐｐ．３０－３３
　しかし、非特許文献１の技術では、任意の特定の色のみについて彩度強調しようとしても、他の色もその特定の色の彩度強調の影響を受けてしまう。例えば、赤色について彩度強調を行う照明光を対象物に照射しても、その対象物の白色の部分にも赤みがかってしまうため、任意の特定の色のみの彩度強調、及びその度合いの調整を行うことができない、という問題があった。
　また、彩度強調を行うには、事前に多くの計算が必要なことから、インタラクティブな操作が極めて困難である、という問題があった。更に、色の見えの微調整にも多くの計算を要する。
　また、ある色の彩度を連続的に変化させる際に、計算した照明光スペクトルが連続的に変化する保証が無く、照明光スペクトルの不連続な変化により、色の見え方も不連続となる場合がある、という問題があった。
　本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、対象物に対して特定の色の彩度を、照明光の色に影響を与えることなく強調することができる照明制御装置、照明制御方法、及びプログラムを提供することを目的とする。
　本発明に係る照明制御装置は、対象物に対して照射する照明光を生成する照明制御装置であって、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた前記要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、前記対象物に対して照射する照明光を生成する照明光生成部を備えて構成される。
　また、本発明に係る照明制御方法は、対象物に対して照射する照明光を生成する照明制御方法であって、照明光生成部が、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた前記要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、前記対象物に対して照射する照明光を生成する。
　本発明に係る照明制御装置及び照明制御方法によれば、照明光生成部が、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた当該要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、対象物に対して照射する照明光を生成する。
　このように、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた当該要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、対象物に対して照射する照明光を生成することにより、対象物に対して特定の色の彩度を、照明光の色に影響を与えることなく強調することができる。
　また、本発明に係る照明制御装置は、前記対象物又は基準となる色票における複数の分光反射率を取得する分光反射率取得部と、前記基準照明光スペクトルを取得する基準照明光スペクトル取得部と、複数の指定条件を取得する指定条件取得部と、前記複数の指定条件の各々について、前記基準照明光スペクトルと、前記指定条件に対応する前記分光反射率とに基づいて、前記指定条件を満たす前記要素スペクトルを算出する要素スペクトル算出部と、を更に含むことができる。
　また、本発明に係る照明制御装置の前記要素スペクトル算出部は、前記複数の指定条件の各々について、前記基準照明光スペクトルと、前記指定条件に対応する前記分光反射率とに基づいて、前記指定条件を満たす照明光スペクトルである算出照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出部と、前記複数の指定条件の各々について、前記指定条件を満たす前記算出照明光スペクトルと前記基準照明光スペクトルとに基づいて、前記指定条件を満たす前記要素スペクトルを生成する照明光スペクトル分析部と、を更に含むことができる。
　また、本発明に係る照明制御装置は、前記要素スペクトル算出部により生成された前記複数の要素スペクトルと、入力された基準照明光スペクトルと、入力された指定条件とに基づいて、前記入力された指定条件を満たす照明光スペクトルである合成照明光スペクトルを計算する合成照明光スペクトル計算部と、前記合成照明光スペクトルと、前記対象物に照射された前記照明光の分光スペクトルの計測結果との誤差が、予め定めた基準値以上である場合に、前記誤差を前記照明光生成部に渡すフィードバック処理部と、を更に含み、前記照明光生成部は、前記誤差に基づいて、生成した照明光を補正することができる。
　また、本発明に係る照明制御装置の前記フィードバック処理部は、前記誤差が、予め定めた基準値未満である場合に、前記基準照明光スペクトルを、前記対象物に照射された前記照明光の分光スペクトルの計測結果に更新することができる。
　また、本発明に係る照明制御装置は、前記複数の要素スペクトルから、入力された指定条件を満たすための少なくとも１つの要素スペクトルを選択すると共に、前記選択された前記少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを決定する重み付け処理部を更に含み、前記照明光生成部は、前記基準照明光スペクトルに対して、前記選択された前記少なくとも１つの要素スペクトルの各々を重み付けして加算又は減算するように、前記対象物に対して照射する照明光を生成することができる。
　本発明に係るプログラムは、上記の照明制御装置の各部として機能させるためのプログラムである。
　本発明の照明制御装置、照明制御方法、及びプログラムによれば、対象物に対して特定の色の彩度を、照明光の色に影響を与えることなく強調することができる。
本発明の実施の形態に係る照明制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る照明制御装置の要素スペクトル生成部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る照明制御装置で用いるＬＥＤ装置の各色のＬＥＤ分光放射輝度の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る分光反射率の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る基準照明光スペクトルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る青、緑、赤の各々についての彩度を最大にする算出照明光スペクトルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る青、緑、赤の各々について算出された要素スペクトルの一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る青、緑、赤の各々について彩度強調処理を行った際のＣＩＥ－ｕ’ｖ’色度図上での色の分布の一例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る照明制御装置の要素スペクトル生成処理ルーチンを示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る照明制御装置の照明制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。
＜本発明の実施の形態に係る照明制御装置の原理＞
　まず、本発明の実施形態に係る照明制御装置の原理について説明する。
　本実施形態では、図画等の色彩を強調するための照明制御を行う照明制御装置において、特定の色ｉのみの彩度強調を行うための要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001

を算出して、照明制御を行う。
　「照明光スペクトルを変化させても見た目の色が変化しない」というメタメリズム（ｍｅｔａｍｅｒｉｓｍ）は、下記式（１）のように定式化することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ここで、上記式中の“３６０”、“７８０”は可視光の波長域内の波長を示しており、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003

及び
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004

は、３６０ｎｍ～７８０ｎｍにおける各成分を示す。
　また、ｉは、彩度を変化させたいターゲットとなる特定の色を示すインデックス（例えば、赤（ｒｅｄ）、緑（ｇｒｅｅｎ）、青（ｂｌｕｅ）等）であり、ｊはメタメリズムが成立する色を示すインデックス（例えば、照明光色である白（ｗｈｉｔｅ）等。白色の見た目が変化しない状況のことをメタメリック・ホワイト（ｍｅｔａｍｅｒｉｃ　ｗｈｉｔｅ）ともいう）である。
　また、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005

は、等色関数（波長をパラメータに持つ関数。等色関数により得られる三刺激値が等しいもの同士は、人間の目には同じ色に見える）であり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000006

は、インデックスｊで表わされる色に関する複数の分光反射率ｒｊであり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000007

は、照明光の基準となる照明光スペクトルである基準照明光スペクトル（分光放射輝度分布、分光スペクトル）であり、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000008

は、インデックスｉで表わされる特定の色のみの彩度を変化させるための照明光スペクトルである（以下、算出照明光スペクトル）。
　ここで、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009

の値を最大にする算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000010

をシミュレーション等により見つけることにより、インデックスｉで表わされる特定の色のみの彩度を強調することができる。ここで、「強調」は、単に特定の色のみの彩度を上げるのみならず、下げることも含む。
　また、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000011

は、ＣＩＥ－Ｌａ＊ｂ＊値を算出する演算子である。なお、算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000012

の求め方は、この方法に限定されるものではない。
　ここで、インデックスｉで表わされる特定の色の要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000013

を下記式（２）のように定義する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000014
　ここで、要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000015

の要素の中には、負の値を取るものがあっても良い。
　このような要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000016

を用いると、下記式（３）が定義される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000017
　ここで、ｋｉは、彩度を制御するための変数である。照明光スペクトルの値が負にならない範囲において、ｋｉは負の値でもよい。すなわち、ｋｉが負の値の場合は、インデックスｉで表わされる特定の色のみの彩度を下げることができる。
　なお、照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000018

がインデックスｊで表わされる色についてメタメリズムを満たしていることは、下記式（４）から確認することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000019
　すなわち、インデックスｊで表わされる色についてのメタメリズムが式（１）により定義されていることから、式（４）において照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000020

がインデックスｊで表わされる色についてメタメリズムを満たしていることがわかる。
　このような要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000021

　を用いることにより、対象物に対して様々な色の彩度を、インデックスｊで表わされる色に影響を与えることなく強調することができる。
　すなわち、基準照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000022

に対して要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000023

を加減算することのみで、強調する色と、その度合いを調整可能とする。強調する度合いとしては、要素スペクトルに任意の係数を与えればよい。
　なお、彩度を調整するターゲット色やメタメリズムの対象となる色は、白、青、緑、赤等に限定されず、「青緑」、「黄色」、「肌色」、「オレンジ」等でも良い。絵画等が対象の場合や、被写体が壁等の手前にある場合には、見た目に大きく影響を与える背景色（例えば、絵画中の多くの面積を占める部分の色、紙・キャンバスの色、壁の色等）をメタメリズムの対象にしてもよい。
＜本発明の実施の形態に係る照明制御装置の構成＞
　図１を参照して、本発明の実施の形態に係る照明制御装置１０の構成について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る照明制御装置１０の構成を示すブロック図である。
　照明制御装置１０は、ＣＰＵと、ＲＡＭと、後述する要素スペクトル生成処理ルーチン及び照明制御処理ルーチンを実行するためのプログラムを記憶したＲＯＭとを備えたコンピュータで構成され、機能的には次に示すように構成されている。
　図１に示すように、本実施形態に係る照明制御装置１０は、対象物に対して照射する照明光を生成する照明制御装置であって、要素スペクトル生成部１００と、指定条件入力部２００と、基準照明光スペクトル入力部４００と、重み付け処理部３００と、合成照明光スペクトル計算部５００と、照明光生成部６００と、出力部７００と、フィードバック処理部８００とを備えて構成される。
　要素スペクトル生成部１００は、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである要素スペクトルを生成する。
　具体的には、要素スペクトル生成部１００は、図２に示すように、分光反射率取得部１１０と、要素スペクトル算出部１２０と、特性情報取得部１３０と、基準照明光スペクトル取得部１４０と、指定条件取得部１５０とを含む。
　特性情報取得部１３０は、対象領域、カメラ等の撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、及び対象物の分光反射率に関する統計情報を取得する。
　具体的には、特性情報取得部１３０は、色毎の対象領域、撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、及び対象物又は色票の分光反射率に関する統計情報（以下、まとめて特性情報という）を予め保持し、又は人手により入力される特性情報を受け付ける。
　そして、特性情報取得部１３０は、分光反射率算出部１１２に、特性情報を渡す。
　基準照明光スペクトル取得部１４０は、照明制御装置１０が用いる基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルを取得する。基準照明スペクトルは、予め求められた、対象物を観察する環境の照明光の分光スペクトルであり、例えば、太陽光や蛍光灯、白熱灯、ＬＥＤ照明、又はそれらを足し合わされたものである。
　そして、基準照明光スペクトル取得部１４０は、基準照明光スペクトルを、照明光スペクトル算出部１２１に渡す。
　指定条件取得部１５０は、彩度の調整に関する指定条件を複数取得する。
　具体的には、指定条件取得部１５０は、「対象物の色の見えを、どのように変化させるか」等の彩度の調整に関する指定条件について、想定されるＭ個の指定条件を取得する。例えば、「カラーチャートにおいて、白の色の見えと明るさは変えずに、青の彩度を最大にする」を指定条件とする。
　Ｍ個の指定条件は、人手で用意したものでもよいし、照明制御装置１０が受け付けることができる全ての指定条件としてもよい。
　そして、指定条件取得部１５０は、取得したＭ個の指定条件を、照明光スペクトル算出部１２１に渡す。
　分光反射率取得部１１０は、対象物又は基準となる色票における複数の分光反射率を取得する。
　具体的には、分光反射率取得部１１０は、画像撮影部１１１と、分光反射率算出部１１２と、分光反射率記憶部１１３とを含む。
　画像撮影部１１１は、観察対象の被写体となる対象物、又は基準とするカラーチャート等の色票の画像を、撮影装置（図示しない）を用いて、所定の数（Ｘ）のカラーチャンネル（バンド）で撮影する。ここで、一般的な撮影装置であるＲＧＢカメラのカラーチャンネル数が３であるため、当該所定の数は３以上（Ｘ≧３）とする。
　また、画像撮影部１１１は、撮影装置の替わりに、分光放射輝度計（スペクトルメータや、分光計等）を使用して、対象物又は色票に対するスポット計測（点での計測）で、分光放射輝度（分光スペクトル）を取得しても良い。
　そして、画像撮影部１１１は、カラーチャンネル数Ｘの画像データ又は分光スペクトルを、分光反射率算出部１１２に渡す。
　分光反射率算出部１１２は、画像撮影部１１１により得られたカラーチャンネル数Ｘの画像データ又は分光スペクトルと、特性情報取得部１３０により得られた色毎の対象領域、撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、及び対象物又は色票の分光反射率に関する統計情報とに基づいて、複数の分光反射率を算出する。
　算出方法は、例えば、色毎に、撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、対象物又は色票の分光反射率に関する統計情報からウィナー推定行列を求め、それに対して、当該色の対象領域におけるカラーチャンネル数Ｘの画素値を掛け合わせることにより、Ｌ色の各々の分光反射率を算出する方法（ウィナー推定法）を用いればよい。
　なお、分光反射率の算出方法はウィナー推定法に限定されず、他の既存技術を用いても良い。
　そして、分光反射率算出部１１２は、算出したＬ色の各々の分光反射率を、Ｌ個の分光反射率として分光反射率記憶部１１３に渡す。
　分光反射率記憶部１１３は、分光反射率算出部１１２が算出したＬ個の分光反射率を格納する。
　分光反射率記憶部１１３は、外部の記憶メディアにＬ個の分光反射率を記録しても良い。
　また、分光反射率記憶部１１３は、既存の分光反射率データベース内のＬ個の分光反射率を格納しても良い。また、予め用意したＬ個の分光反射率を格納している構成としてもよい。
　要素スペクトル算出部１２０は、複数の指定条件の各々について、基準照明光スペクトルと、当該指定条件に対応する分光反射率とに基づいて、当該指定条件を満たす要素スペクトルを算出する。
　具体的には、要素スペクトル算出部１２０は、照明光スペクトル算出部１２１と、照明光スペクトル分析部１２２と、要素スペクトル記憶部１２３とを含む。
　照明光スペクトル算出部１２１は、複数の指定条件の各々について、基準照明光スペクトルと、当該指定条件に対応する当該分光反射率とに基づいて、当該指定条件を満たす照明光スペクトルである算出照明光スペクトルを算出する。
　具体的には、照明光スペクトル算出部１２１は、まず、分光反射率記憶部１１３に格納されたＬ個の分光反射率と、基準照明光スペクトル取得部１４０により得られた基準照明光スペクトルと、指定条件取得部１５０により得られたＭ個の指定条件とを取得する。
　次に、照明光スペクトル算出部１２１は、Ｍ個の指定条件の各々について、基準照明光スペクトルと、Ｌ個の分光反射率のうちの、当該指定条件に対応する分光反射率とに基づいて、当該指定条件を満たす照明光スペクトルである算出照明光スペクトルを算出する。
　例えば、指定条件が「赤（ｒｅｄ）のみ強調し、照明光色については変わらないようにする」であり、照明光色が白（ｗｈｉｔｅ）、青（ｂｌｕｅ）、緑（ｇｒｅｅｎ）である場合、インデックスｉは｛赤｝、インデックスｊは｛白、青、緑｝となる。このため、赤についての算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000024

は、下記式（５）で表すことができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000025
算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000026

は、上記式（５）に従って赤のみを強調する照明光スペクトルとなるように、シミュレーションを行うことにより求めることができる。例えば、ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ　ｒｅｄｕｃｅｄ　ｇｒａｄｉｅｎｔ　ｍｅｔｈｏｄ　（ＧＲＧ：日本語では、一般化簡約勾配法などと呼ぶ）を用いることができるが、これに限定されるものではなく、他の手法を用いても良い。また、式（５）で示した白、青、緑に関する条件式は、右項と左項とが厳密に等しい場合だけでなく、それぞれの差が、ある閾値以下の場合に成り立つとしてもよい。
　また、照明光スペクトルがＮ個の関数（ｎｋ）の線形和で表現できる場合（例えば、複数の色のＬＥＤから構成され、それぞれのＬＥＤの明るさを制御できる光源装置を用いる場合）、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000027

は、下記式（６）のように表現できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000028
　これにより、算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000029

を求める際の未知の変数がＮ個のαｋとなり、計算量を減らすことができる。
　そして、照明光スペクトル算出部１２１は、指定条件と、求めた算出照明光スペクトルとの組からなるＭ組のデータセット、及び基準照明光スペクトルを照明光スペクトル分析部１２２に渡す。
　照明光スペクトル分析部１２２は、複数の指定条件の各々について、当該指定条件を満たす算出照明光スペクトルと基準照明光スペクトルとに基づいて、当該指定条件を満たす要素スペクトルを生成する。
　具体的には、照明光スペクトル分析部１２２は、算出照明光スペクトルを分析し、「青色のみを強調」する要素スペクトル、「緑色のみを強調」する要素スペクトル、「赤色のみを強調」する要素スペクトル、といった要素スペクトルをＰ個算出する。
　例えば、上記式（５）で求めた算出照明光スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000030

の場合、下記式（７）を用いることで、「赤色のみを強調」する要素スペクトル
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000031

を算出する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000032
　なお、要素スペクトルの各波長の値は、負の値をとる場合もある。
　また、要素スペクトルを算出する方法としては、（１）赤の彩度を一定間隔で変化させる（例：１０％上げる、２０％上げる）場合のそれぞれの算出照明スペクトルの差分の平均を要素スペクトルとする、（２）赤を強調する要素スペクトルは、照明光スペクトル（白色の分光スペクトル）、カラーチャートの青色及び緑色の分光スペクトルと直交するという条件に基づき、赤を強調する要素スペクトルを算出する（緑、青に関しても同様）、等の方法を採用することができるが、これらに限定されるものではない。
　そして、照明光スペクトル分析部１２２は、算出したＰ個の要素スペクトルを、要素スペクトル記憶部１２３に渡す。
　要素スペクトル記憶部１２３は、照明光スペクトル分析部１２２により得られた複数の要素スペクトルを格納する。
　具体的には、要素スペクトル記憶部１２３は、Ｐ個の要素スペクトルを格納する。外部の記憶媒体に格納してもよい。
　そして、要素スペクトル記憶部１２３は、格納してあるＰ個の要素スペクトルを、重み付け処理部３００に渡す。
　指定条件入力部２００は、指定条件の入力を受け付け、受け付けた指定条件を重み付け処理部３００に渡す。
　重み付け処理部３００は、複数の要素スペクトルから、入力された指定条件を満たすための少なくとも１つの要素スペクトルを選択すると共に、選択された少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを決定する。
　具体的には、重み付け処理部３００は、入力された指定条件を実現するための少なくとも１つの要素スペクトルを、Ｐ個の要素スペクトルから選択する。例えば、特定の１色のみを強調したい場合には、その色に対応する要素スペクトルのみを選択する方法、２色以上からなる色を強調したい場合には、それらを構成する色に対応する複数の要素スペクトルを選択する方法等により、選択を行う。なお、指定条件毎に、当該指定条件を実現するための要素スペクトルが、予め定められているものとする。
　また、重み付け処理部３００は、選択した少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを、指定条件に応じて決定する。例えば、赤色と青色とを強調したい場合において、より赤色を強調したい場合には、赤色に対する要素スペクトルの重みと青色に対する要素スペクトルの重みを大きくする、赤色のみを強調したい場合において、赤色の強調度合いに応じた要素スペクトルの重みを決定する、等の方法を用いて決定する。なお、指定条件毎に、当該指定条件を実現するための要素スペクトルの重みが、予め定められているものとする。
　そして、重み付け処理部３００は、選択した少なくとも１つの要素スペクトルと、選択された少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを、合成照明光スペクトル計算部５００に渡す。
　基準照明光スペクトル入力部４００は、照明制御装置１０が基準とする基準照明光スペクトルの入力を受け付け、又は、予め当該基準照明光スペクトルを保持しておく。
　そして、基準照明光スペクトル入力部４００は、基準照明光スペクトルを合成照明光スペクトル計算部５００に渡す。
　合成照明光スペクトル計算部５００は、要素スペクトル算出部１２０により生成された複数の要素スペクトルと、入力された基準照明光スペクトルと、入力された指定条件とに基づいて、入力された指定条件を満たす照明光スペクトルである合成照明光スペクトルを計算する。
　具体的には、合成照明光スペクトル計算部５００は、基準照明光スペクトルに対して、選択された複数の要素スペクトルの各々を重み付け加算した合成照明光スペクトルを計算する。
　そして、合成照明光スペクトル計算部５００は、照明光生成部６００に、計算した合成照明光スペクトルを渡す。
　照明光生成部６００は、基準照明光スペクトルに対して、選択された少なくとも１つの要素スペクトルの各々を重み付けして加算又は減算するように計算した合成照明光スペクトルに基づいて照明光を生成し、出力部７００により、対象物に対して照明光を照射する。
　具体的には、照明光生成部６００は、合成照明光スペクトルを有する照明光を生成する。例えば、出力部７００が、複数の色のＬＥＤ光源から構成される照明装置である場合、合成照明光スペクトルに応じて、各色のＬＥＤ光源の発光強度を決定する。なお、各ＬＥＤ光源の入出力特性データに基づいて、各ＬＥＤ光源の発光を制御する機能を有してもよい。
　また、照明光生成部６００は、精度判定部８２０から誤差を受け取ると、その誤差と、合成照明光スペクトルとに基づいて出力する照明光を補正し、出力部７００により、補正した照明光が照射される。
　出力部７００は、複数の色のＬＥＤ光源から構成され、生成された照明光に含まれる各色のＬＥＤ光源の発光強度により、各色のＬＥＤ光源を点灯させる。
　フィードバック処理部８００は、合成照明光スペクトルと、対象物に照射された照明光の分光スペクトルの計測結果との誤差が、予め定めた基準値以上である場合に、当該誤差を照明光生成部６００に渡す。
　具体的には、フィードバック処理部８００は、照明光スペクトル計測部８１０と、精度判定部８２０とを含む。
　照明光スペクトル計測部８１０は、分光放射輝度計等を用いて、出力部７００により照射された照明光の分光スペクトルを計測する。なお、カラーチャンネル数３以上のカメラにより、出力部７００により照射された照明光を受けている対象物を撮影し、その画像から当該照明光の分光スペクトルを推定して計測しても良い。
　そして、照明光スペクトル計測部８１０は、計測した照明光の分光スペクトルを精度判定部８２０に渡す。
　精度判定部８２０は、合成照明光スペクトル計算部５００により取得した合成照明光スペクトルと、照明光スペクトル計測部８１０により計測された照明光の分光スペクトルとを比較し、両者の誤差が予め定めた基準値以上か否かを判定する。
　当該誤差が基準値以上である場合、出力されている照明光の精度が十分なものでないと判定し、当該誤差を照明光生成部６００に渡す。
　一方、当該誤差が、予め定めた基準値未満である場合に、基準照明光スペクトル入力部４００が保持している基準照明光スペクトルを、対象物に照射された当該照明光の分光スペクトルの計測結果に更新する。
＜本発明の実施の形態に係る照明制御装置の実施例＞
　次に、本実施形態に係る照明制御装置１０の実施例について説明する。
　本実施例では、照明制御装置１０は、図３で表される６種類のＬＥＤから構成される光源装置を出力部７００として用いることとする。
　まず、本実施例では、分光反射率取得部１１０は既存の色票を使用して予め各色の分光反射率を取得することとした。図４は、色票から得られた青、緑、赤の各々について分光反射率である。
　また、基準照明光スペクトル取得部１４０は、図５に示すような照明制御装置１０を用いて合成した基準照明光スペクトル（図５のＬＥＤで合成した太陽光）を取得することとした。
　照明光スペクトル算出部１２１では、ＧＲＧを用いて、算出照明光スペクトル（具体的には式（６）のパラメータαｋ）を求めた。図６に青、緑、赤の各々についての彩度を最大にする算出照明光スペクトルの一例を示す。
　そして、得られた青、緑、赤の各々についての算出照明光スペクトルに基づいて、要素スペクトル生成部１００において、図７に示される青、緑、赤の各々について要素スペクトルを生成した。図７は、青、緑、赤の各々について算出された要素スペクトルである。
　次に、指定条件入力部２００の入力を、青、緑、赤の彩度をそれぞれ強調する３つの指定条件とした。
　また、基準照明光スペクトル入力部４００は、基準照明光スペクトル取得部１４０と同一の基準照明光スペクトルを入力とした。
　上記３つの指定条件に基づいて、得られた要素スペクトルを用いて、式（３）のパラメータｋｉを変化させた際の合成照明光スペクトルの色の分布を色度図ＣＩＥ－ｕ’ｖ’上にプロットした結果を、図８に示す。
　いずれの場合も、白色の色の見えは維持しつつ（ｍｅｔａｍｅｒｉｃ　ｗｈｉｔｅ）、青、緑、赤の彩度がそれぞれ変化する様子が確認できる。
　すなわち、図８の結果では、青、緑、赤を示す３つの点を頂点とする三角形を広げるよう色相も変化しており、本実施形態に係る照明制御装置１０により、ホワイトバランス及び全体のカラーバランスを維持しつつ、彩度・色相を強調することができることが示された。
＜本発明の実施の形態に係る照明制御装置の作用＞
　図９は、本発明の実施の形態に係る要素スペクトル生成処理ルーチンを示すフローチャートである。
　照明制御装置１０に要素スペクトル生成処理命令が入力されると、要素スペクトル生成部１００において、図９に示す要素スペクトル生成処理ルーチンが実行される。
　まず、ステップＳ１００において、特性情報取得部１３０が、対象領域、カメラ等の撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、及び対象物の分光反射率に関する統計情報を取得する。
　ステップＳ１１０において、画像撮影部１１１は、観察対象の被写体となる対象物、又は基準とするカラーチャート等の色票の画像を、撮影装置（図示しない）を用いて、所定の数（Ｘ）のカラーチャンネル（バンド）で撮影する。
　ステップＳ１２０において、分光反射率算出部１１２は、上記ステップＳ１１０により得られたカラーチャンネル数Ｘの画像データ又は分光スペクトルと、上記ステップＳ１００により得られた対象領域、撮影装置の感度特性、画像撮影時の照明光スペクトル、及び対象物の分光反射率に関する統計情報とに基づいて、複数の分光反射率を算出する。
　ステップＳ１３０において、分光反射率記憶部１１３は、上記ステップＳ１２０により算出したＬ個の分光反射率を格納する。
　ステップＳ１４０において、照明光スペクトル算出部１２１は、分光反射率記憶部１１３に格納されたＬ個の分光反射率を取得する。
　ステップＳ１５０において、照明光スペクトル算出部１２１は、基準照明光スペクトル取得部１４０により得られた基準照明光スペクトルを取得する。
　ステップＳ１６０において、照明光スペクトル算出部１２１は、指定条件取得部１５０により得られたＭ個の指定条件を取得する。
　ステップＳ１７０において、照明光スペクトル算出部１２１は、複数の指定条件の各々について、基準照明光スペクトルと、当該指定条件に対応する当該分光反射率とに基づいて、当該指定条件を満たす照明光スペクトルである算出照明光スペクトルを算出する。
　ステップＳ１８０において、照明光スペクトル分析部１２２は、複数の指定条件の各々について、当該指定条件を満たす算出照明光スペクトルと基準照明光スペクトルとに基づいて、当該指定条件を満たす要素スペクトルを生成する。
　ステップＳ１９０において、要素スペクトル記憶部１２３は、上記ステップＳ１８０により得られた複数の要素スペクトルを格納する。
　図１０は、本発明の実施の形態に係る照明制御処理ルーチンを示すフローチャートである。
　指定条件入力部２００に指定条件が入力されると、照明制御装置１０において、図１０に示す照明制御処理ルーチンが実行される。
　まず、ステップＳ２００において、重み付け処理部３００は、要素スペクトル記憶部１２３に格納されている複数の要素スペクトルを取得する。
　ステップＳ２１０において、基準照明光スペクトル入力部４００は、照明制御装置１０が基準とする基準照明光スペクトルの入力を受け付ける。
　ステップＳ２２０において、指定条件入力部２００は、指定条件の入力を受け付ける。
　ステップＳ２３０において、重み付け処理部３００は、複数の要素スペクトルから、入力された指定条件を満たすための少なくとも１つの要素スペクトルを選択すると共に、選択された少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを決定する。
　ステップＳ２４０において、合成照明光スペクトル計算部５００は、上記ステップＳ２００により得られた複数の要素スペクトルと、上記ステップＳ２１０により受け付けた基準照明光スペクトルと、上記ステップＳ２２０により受け付けた指定条件とに基づいて、当該指定条件を満たす照明光スペクトルである合成照明光スペクトルを計算する。
　ステップＳ２５０において、照明光生成部６００は、基準照明光スペクトルに対して、選択された少なくとも１つの要素スペクトルの各々を重み付けして加算又は減算するように計算した合成照明光スペクトルに基づいて、出力部７００により、対象物に対して照明光を照射する。
　ステップＳ２６０において、照明光スペクトル計測部８１０は、分光放射輝度計等を用いて、上記ステップＳ２５０により照射された照明光の分光スペクトルを計測する。
　ステップＳ２７０において、精度判定部８２０は、上記ステップＳ２４０により取得した合成照明光スペクトルと、上記ステップＳ２６０により計測された照明光の分光スペクトルとを比較して、両者の誤差を算出する。
　ステップＳ２８０において、精度判定部８２０は、誤差が予め定めた基準値以上か否かを判定する。
　ステップＳ２９０において、誤差が予め定めた基準値以上である場合（上記ステップＳ２８０のＹＥＳ）、精度判定部８２０は、出力されている照明光の精度が十分なものでないと判定し、当該誤差を照明光生成部６００に渡し、ステップＳ３００において、照明光生成部６００は、精度判定部８２０から誤差を受け取ると、その誤差と、合成照明光スペクトルとに基づいて、照明光を補正し、出力部７００により、照明光を照射して、ステップＳ２６０に戻り、ステップＳ２６０～Ｓ２８０の処理を繰り返す。
　一方、誤差が予め定めた基準値未満である場合（上記ステップＳ２９０のＮＯ）、ステップＳ３１０において、精度判定部８２０は、基準照明光スペクトル入力部４００が保持している基準照明光スペクトルを、対象物に照射された当該照明光の分光スペクトルの計測結果に更新し、ステップＳ３２０に進む。
　ステップＳ３２０において、照明制御装置１０は、当該処理を終了するか否かを判定する。
　終了しない場合（上記ステップＳ３２０のＮＯ）、ステップＳ２２０に戻り、上記ステップＳ２２０～Ｓ３１０を繰り返し、一方、終了する場合（上記ステップＳ３２０のＹＥＳ）、当該処理を終了する。
　以上説明したように、本発明の実施形態に係る照明制御装置によれば、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた当該要素スペクトルを加算又は減算するように対象物に対して照射する照明光を生成することにより、対象物に対して特定の色の彩度を、照明光の色に影響を与えることなく強調することができる。
　また、指定条件に基づいて、複数の要素スペクトルの各々について重み付けを行うため、単純な計算により合成照明光スペクトルを求めることができる。また、重みにより色の彩度の微調整や連続的な変化を再現することができる。
　なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
　上記実施形態では、複数を識別するために分光反射率と、指定条件と、要素スペクトルとの個数をそれぞれＬ、Ｍ、Ｐで表わしたが、これらはすべて同一であってもよい。
　また、精度判定部８２０が、基準照明光スペクトルを更新する場合に、要素スペクトル生成部１００は、当該更新する基準照明光スペクトルに基づいて、要素スペクトルを再度生成するように構成してもよい。
　また、指定条件は、前述のような色彩に関する条件に加え、照明光生成部６００で使用する照明の特性（多色のＬＥＤ光源から構成される場合は、各色のＬＥＤ光源の分光スペクトルや測色値、明るさ、入出力特性等）が含まれていても良い。この場合、ＬＥＤ光源の組み合わせが有限である為、計算量が削減でき、計算時間を短縮できる。
　また、基準照明光スペクトル下における「白色の見た目」は変化しないという条件を満たす要素スペクトルを算出する例を示したが、背景部分（例えば絵画での無着色部分（＝下地の紙）や、背景色を塗布した領域）、見た目の色を変えたくない部分（例えば被写体の主となる色の領域、正常異常判断時の正常領域）を基準に、要素スペクトルを算出しても良い。
　また、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムを、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に格納して提供することも可能である。
１０   照明制御装置
１００ 要素スペクトル生成部
１１０ 分光反射率取得部
１１１ 画像撮影部
１１２ 分光反射率算出部
１１３ 分光反射率記憶部
１２０ 要素スペクトル算出部
１２１ 照明光スペクトル算出部
１２２ 照明光スペクトル分析部
１２３ 要素スペクトル記憶部
１３０ 特性情報取得部
１４０ 基準照明光スペクトル取得部
１５０ 指定条件取得部
２００ 指定条件入力部
３００ 重み付け処理部３００
４００ 基準照明光スペクトル入力部
５００ 合成照明光スペクトル計算部
６００ 照明光生成部
７００ 出力部
８００ フィードバック処理部
８１０ 照明光スペクトル計測部
８２０ 精度判定部

Claims (8)

  1. 　対象物に対して照射する照明光を生成する照明制御装置であって、
    　基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた前記要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、前記対象物に対して照射する照明光を生成する照明光生成部
    　を含む照明制御装置。
  2. 　前記対象物又は基準となる色票における複数の分光反射率を取得する分光反射率取得部と、
    　前記基準照明光スペクトルを取得する基準照明光スペクトル取得部と、
    　複数の指定条件を取得する指定条件取得部と、
    　前記複数の指定条件の各々について、前記基準照明光スペクトルと、前記指定条件に対応する前記分光反射率とに基づいて、前記指定条件を満たす前記要素スペクトルを算出する要素スペクトル算出部と、
    　を更に含む請求項１記載の照明制御装置。
  3. 　前記要素スペクトル算出部は、
    　前記複数の指定条件の各々について、前記基準照明光スペクトルと、前記指定条件に対応する前記分光反射率とに基づいて、前記指定条件を満たす照明光スペクトルである算出照明光スペクトルを算出する照明光スペクトル算出部と、
    　前記複数の指定条件の各々について、前記指定条件を満たす前記算出照明光スペクトルと前記基準照明光スペクトルとに基づいて、前記指定条件を満たす前記要素スペクトルを生成する照明光スペクトル分析部と、
    　を更に含む
    　請求項２記載の照明制御装置。
  4. 　前記要素スペクトル算出部により生成された前記複数の要素スペクトルと、入力された基準照明光スペクトルと、入力された指定条件とに基づいて、前記入力された指定条件を満たす照明光スペクトルである合成照明光スペクトルを計算する合成照明光スペクトル計算部と、
    　前記合成照明光スペクトルと、前記対象物に照射された前記照明光の分光スペクトルの計測結果との誤差が、予め定めた基準値以上である場合に、前記誤差を前記照明光生成部に渡すフィードバック処理部と、
    　を更に含み、
    　前記照明光生成部は、前記誤差に基づいて、生成した照明光を補正する
    　請求項３記載の照明制御装置。
  5. 　前記フィードバック処理部は、前記誤差が、予め定めた基準値未満である場合に、前記基準照明光スペクトルを、前記対象物に照射された前記照明光の分光スペクトルの計測結果に更新する
    　請求項４記載の照明制御装置。
  6. 　前記複数の要素スペクトルから、入力された指定条件を満たすための少なくとも１つの要素スペクトルを選択すると共に、前記選択された前記少なくとも１つの要素スペクトルの各々に対する重みを決定する重み付け処理部
    　を更に含み、
    　前記照明光生成部は、前記基準照明光スペクトルに対して、前記選択された前記少なくとも１つの要素スペクトルの各々を重み付けして加算又は減算することで、前記対象物に対して照射する照明光を生成する
    　請求項１乃至５の何れか１項記載の照明制御装置。
  7. 　対象物に対して照射する照明光を生成する照明制御方法であって、
    　照明光生成部が、基準となる照明スペクトルである基準照明光スペクトルに対して加算又は減算するための、照明光色に影響を与えることなく特定の色の彩度強調を行うためのスペクトルである複数の要素スペクトルのうち、彩度の調整に関する指定条件に応じた前記要素スペクトルを前記基準照明光スペクトルに対して加算又は減算することで、前記対象物に対して照射する照明光を生成する
    　照明制御方法。
  8. 　コンピュータを、請求項１乃至６の何れか１項記載の照明制御装置の各部として機能させるためのプログラム。
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