(57)【要約】【課題】本発明は、複数個に並べた被検体をカラー画像入力装置で読み取り、各々の被検体の色特性を計測するシステムにおいて、色特性の計測精度を向上することを目的とした色校正方法を提供する。【解決手段】複数個に並べた被検体の一つ一つについて、階調値の異なる複数の色票パッチを配置した色校正用チャートをカラー画像入力装置で読み取り、被検体ごとに対応する色票パッチについて、測色計で実測した測色値とカラー画像入力装置で読み取ったRGB値から、最小二乗法で被検体ごとの色補正係数を算出し色校正を行う。  【選択図】  図２
2006337181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個に並べた被検体をカラー画像入力装置で読み取り、各々の被検体の色特性を計測するシステムにおいて、それぞれの被検体の位置ごとに階調値が異なる色票パッチを配置した色校正用チャートと、カラー画像入力装置で上記色校正用チャートを読み込み、被検体ごとに対応する上記色票パッチの色（ＲＧＢ）を記憶する色票パッチ読取手段と、測色計によって上記色票パッチを実測した値を記憶する測色値記憶手段と、上記色票パッチ読取手段で得たＲＧＢ値と上記測色値記憶手段で得た測色値から色補正係数を算出する色補正係数算出手段と、上記色補正係数算出手段で得た色補正係数によって、各々の被検体の色を測色計の値に校正する色校正手段とを備えて構成したことを特徴する色校正方法。
【請求項２】
上記色票パッチは、測色計で測定可能な大きさを有し、測色計の測定径の形状に合わせた形状であることを特徴とする請求項１記載の色校正用チャート。
【請求項３】
上記色票パッチは、被検体ごとに対応する色票パッチのグループを特定するために、帯状の色階調スケールで囲まれたことを特徴とする請求項１記載の色校正用チャート。
【請求項４】
上記色階調スケールは、配置した色票パッチ以外の色の測色計実測値を推定するために、測定する色範囲を段階的に分割した帯状の形状で構成したことを特長とする請求項１記載の色校正用チャート。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
複数個に並べた被検体をカラー画像入力装置で撮像し、各々の被検体の色特性を計測するシステムにおいて、測色計の値へ高精度に校正するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、厳密に物体の色特性を測るには、一定の光を照射してその分光反射率を測定する測色計で行われている。しかし、測色計は１回に１つの小領域しか計測できないため，多数の被検体の測定には時間がかかっていた。
【０００３】
スキャナやＣＣＤカメラなどの撮像領域が大きいカラー画像入力装置を、測色計の代わりに使う方法として、前もってカラー画像入力装置の色特性を計測し、その値と測色計の値の対応表をルックアップテーブル（ＬＵＴ）として作成し、そのＬＵＴを参照して校正する方法や、あらかじめ、測色計で分光特性を測定した基準色（色票パッチ）を印刷した色校正用チャートを用いて構成する方法がある。
【０００４】
色校正用チャートを用いる方法では、測定する色の範囲を幾つかに分割した色票パッチを一様に並べ、カラー画像入力装置の入力領域全体に色票パッチが入るように撮像し補正係数を求め、全体領域をこの１つの補正係数で補正している。
【０００５】
また、従来の色校正は、カラー画像入力装置ごとに固有の照明ムラやセンサ感度ムラといった、装置特有の補正を行った後に行われる。この装置特有の補正には、RGB信号のレベルを規格化するためのシェーディング補正や、位置の違いによる色ズレを補正するライン補正などがある。
【特許文献１】特開２００１−２６０４０７  公報
【非特許文献１】「カラー画像複製論」田島譲二著、丸善株式会社発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
複数個に並べた被検体を、カラー画像入力装置で入力し、各々の被検体の色特性を計測するシステムにおいて、カラー画像入力装置の全体領域に配置した色票パッチ群から、１つの補正係数を求めて色校正を行う従来の方法では、バラツキが大きくなる。このバラツキを少なくするためには、色校正を行う前にシェーディング補正やライン補正などの、幾つかの補正係数を求める必要があるため、手間がかかり時間を要している。
【０００７】
本発明は、シェーディング補正やライン補正などの前処理をすることなく、被検体ごとに色補正係数を算出することで、色校正の時間短縮と校正精度の向上を提供する。
【０００８】
従来の色校正用チャートは、色票パッチがカラー画像入力装置の入力領域全体に配置されるように作成される。例えば、カラー画像入力装置が一般用スキャナの場合、色校正用チャートの大きさはA4サイズで、６行４列に２４個の色票パッチが配列されている。この２４個の色票パッチから１つの補正係数を算出する。しかし、一般用スキャナは、読み取り位置の違いによってRGB値が異なるなど、非線形性があるため、この１つの補正係数だけでスキャナの入力領域全体を補正すると誤差が大きくなる。
【０００９】
読み取り位置の違いによるバラツキを補正するには、シェーディング補正やライン補正が行われ、全面が均一の白色校正チャートを用いて行われる。しかし、従来の色校正は、シェーディング補正用の白色校正チャートと色校正用のチャートの２種類を用い、それぞれ別々に行う必要があるため操作に時間がかかっていた。
【００１０】
色校正は、できるだけ多くの色票パッチを配置することで精度を上げることができる。しかし、全ての色域の色票パッチを配置することは不可能であるため、そのうちの代表的な色を選択して色票パッチを作成していた。従来、この色票パッチは四角形で構成されていた。しかし、被検体の形状が円形の場合、四角形の色票パッチでは多くの数の色票パッチを配置することができない。また、色票パッチは、測色計の測定径を覆う大きさが必要であり、測定径が円形である場合、従来の四角形の色票パッチは、測定径の円形を内接するように作成しなければならず、円形の色票パッチよりも多くの面積を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
複数個に並べた被検体を、カラー画像入力装置でデータを取得し、各々の被検体の色特性を計測するシステムにおいて、被検体の位置ごとに階調値が異なる色票パッチを配置した色校正用チャートと、被検体ごとに対応する上記色票パッチのＲＧＢ値を、カラー画像入力装置で読み込む色票パッチ読取手段と、測色計によって上記色票パッチを実測した値を記憶する測色値記憶手段と、上記色票パッチ読取手段で得たＲＧＢ値と上記測色値記憶手段で得た測色値から色補正係数を、被検体ごとに算出する色補正係数算出手段と、被検体ごとに対応する色補正係数によって被検体の色を校正する色校正手段とを備えたものである。
【００１２】
被検体ごとに色票パッチを配置することで、被検体それぞれの色補正係数が求められるため、位置の違いによる色ムラを吸収する補正が行われ、高精度な色校正が実現できる。また、必要に応じ、色票パッチの形状を測色計の測定径の形状に合わせて円形とする構成とした。これによって、縦横が同じサイズであれば、四角形よりも円形のほうが小さい面積となるため、より多くの色票パッチを配置することができる。また、必要に応じ、被検体ごとに対応する上記色票パッチのＲＧＢ値を識別するために、上記色票パッチを囲むような枠を付設される標識を備えた構成とした。更に、必要に応じ、上記色票パッチを囲む枠は、測定したい色の範囲について、幾つかに分割した色階調値を備えた色階調スケールとして構成した。
【００１３】
色票パッチを囲む色階調スケール枠を、幾つかに分割した色階調値は、細い帯状であるため、測色計の入力領域を満たすことができず、正確な分光測色値を測定することができない。
しかし、本発明では、測色計で測定可能な色票パッチが複数個あるため、この色票パッチの分光測色値とスキャナで求めたＲＧＢ値から、色階調スケール枠を分割した細い帯状の測色値を正確に推定できる。  
本発明の測色計で測定可能な色票パッチは、被検体ごとに複数個配置されているため、色票パッチのＲＧＢ値と測色計の実測値ペアを複数個得ることができる。この複数個のＲＧＢ値と測色計の実測値ペアを入力情報とし、最小二乗法の計算によって、色階調スケール枠の細い帯状の測色値を推定することができる。
つまり、最小二乗法の推定式によって、既に配置した色票パッチ以外の測色計の値を、色階調スケール枠の分割された色階調値（ＲＧＢ値）をスキャナで取得するだけで求めることができる。これによると、色校正のための補正係数を算出する際のサンプリング数が増え、色校正精度を向上させることができる。
【００１４】
本発明は、被検体が占める小さな領域において、局所的に色票パッチを配置することから、位置の違いによる色ムラも局所的となり、色ムラを吸収しながら色校正が実行できる。これによって、前処理として必要だったシェーディング補正やライン補正の必要が無くなり、色校正時間の短縮化ができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の色校正方法及び色校正用チャートによれば、複数の被検体の色特性を測定するシステムにおいて、被検体ごとに補正係数を算出することによって測色値への高精度な色校正が可能となる。
更に、シェーディング補正やライン補正の必要が無くなるため、色校正にかかる時間の短縮化ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の色校正方法及び校正用チャートについて、好適な実施例を挙げ、添付の図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は本発明の実施形態の例を示す模式図である。図１の色票パッチ読取手段１３は、カラー画像入力装置１１で色校正用チャート２０を読み込み、被検体ごとに対応する色票パッチのＲＧＢ値を整理して記憶する。測色値記憶手段１２は、測色計１０で色校正チャート２０の各々の色票パッチを実測し測色値を整理して記憶する。色補正係数算出手段１４は、前記RGB値と前記測色値から被検体ごとの色補正係数を算出する。次に、色校正手段１５は、カラー画像入力装置１１で被検体２１を撮像し、色補正係数算出手段１４で得られた各々の補正係数によって被検体ごとの色校正を行う。カラー画像入力装置１１は、スキャナやカメラなどに示されるように、カラー画像を取得できる装置と定義する。
図１の１６は本発明を示すブロック図であり、コンピュータによって実行できるプログラムとして構成されることが望ましい。
【００１８】
色補正係数算出手段１４は、被検体を測定する前に１度実施して、補正係数を記憶しておけばよく、色校正手段１５は、この記憶してある補正係数を使って色校正を行う。
【００１９】
図２は、複数個に並べた被検体をカラー画像入力装置で読み取り、各々の被検体の色特性を計測するシステムの例であり、具体的な被検体の配置とその色校正用チャートを示している。図２（ａ）は被検体（Ｈ１〜Ｈ６）である物質を透明ガラスの円形のシャーレに入れ、スキャナの読み取り面上に３行２列に並べた図である。  図２（ｂ）は図１の色校正用チャート２０の色票パッチ配置を示した例であり、被検体Ｈ１〜Ｈ６に対応する色票パッチのグループはそれぞれＰ１〜Ｐ６であり、１つの色票パッチ・グループＰ１は、階調値が異なる円形の色票パッチＣ１〜Ｃ９で構成される。
【００２０】
上記円形シャーレは、平面プレートに穴を開けてシャーレを固定するなど、位置がずれないように専用の固定用具を使用することが望ましい。また、色校正用チャート２０の作成について、被検体ごとに対応する色票パッチ・グループ（Ｐ１〜Ｐ６）の位置決めは、上記の固定用具の全体寸法と、その固定用具の円形シャーレ位置が分かっているため、容易に位置決めが可能である。
【００２１】
図３は図１の色票パッチ読取手段１１の機能を示すフローチャートであり、カラー画像入力装置１１で、色校正用チャート２０を画像として読み込む（ステップＳ１０）。次に色校正用チャート画像から、全色票パッチのＲＧＢ値と中心座標を算出する（ステップＳ１１）。色票パッチの中心座標の計算は、２値化、エッジ抽出、輪郭線追跡などの画像処理で求める方法の他に、基準となる位置座標を決め、そこからの相対座標を計算することで求める方法がある。また、スキャナで取得した色票パッチのＲＧＢ値は、ノイズが多い輪郭付近（エッジ付近）を含まないように、中心座標からの距離を一定化し、色票パッチの十分内側の領域で、ＲＧＢ値を取得するように設定する。ＲＧＢ値は、上記で設定した領域内の平均値として計算するか、または、必要に応じて、中央値を計算してもよい。
【００２２】
ステップＳ１１で得られた全色票パッチの中から、被検体Ｐｉに対応する色票パッチのグループ（Ｃ１〜Ｃｊ）を特定する（ステップＳ１２）。次に、被検体Ｐｉに対応する色票パッチのＲＧＢ値と中心座標を、プログラムで効率よく処理できるように構造化配列（Ｓ１５）として作成する（ステップＳ１３）。
【００２３】
ステップＳ１１〜ステップＳ１３までを被検体の個数分だけ繰り返す（ステップＳ１４）。これによって、被検体ごとに対応する色票パッチのＲＧＢ値と中心座標の情報を整理して記憶することが可能となる。ステップＳ１１とステップＳ１２は、便宜上別々の機能として記述してあるが、１つの機能として実現してもよい。
【００２４】
図４は測色値記憶手段１２の機能を示すフローチャートであり、測色計１０で色校正用チャート２０の全色票パッチを計測し整理して記憶する（ステップＳ２０）。全色票パッチの測色値から、被検体Ｐｉに対応する色票パッチのグループ（Ｃ１〜Ｃｊ）を特定し（ステップＳ２１）、次に、被検体Ｐｉに対応する色票パッチの測色値を、プログラムで効率よく処理できるように構造化配列（Ｓ２４）として作成する（ステップＳ２２）。ステップＳ２０〜ステップＳ２２までを被検体の個数分だけ繰り返す（ステップＳ２３）。これによって、被検体ごとに対応する色票パッチの測色値の情報を整理して記憶することが可能となる。ステップＳ２１とステップＳ２２は、便宜上別々の機能として記述してあるが、１つの機能として実現してもよい。
【００２５】
図３の構造化配列Ｓ１５と図４の構造化配列Ｓ２４は、１つの構造化配列として構築することが望ましい。
【００２６】
図１の色補正係数算出手段１４は、色票パッチ読取手段１３で記憶した色票パッチの色（ＲＧＢ）と、測色値記憶手段１２で記憶した色票パッチの測色値（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）を、構造化配列から順次に読み込み、数１の線形変換式に当てはめ、色補正係数（ａ１１〜ａ３３）を算出し構造化配列へ記録する。
しかし、実際の色の関係は非線形であるため、色補正係数（ａ１１〜ａ３３）の計算は、最小二乗法による近似値として求める。最小二乗法は、数１と数２から、カラー画像入力装置で得た色（ＲＧＢ）と測色計で得た色（Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´）の差の二乗が最小となるような計算を行う。この計算手法には、幾つかの拘束式を用いて解く方法や、減衰最小二乗法、またはＬｅｖｅｎｂｅｒｇ−Ｍａｒｑｕａｒｄｔ法などを挙げることができる。
【００２７】
【数１】
2006337181.tif 000003
【数２】
2006337181.tif 000004
【００２８】
図１の色校正用チャート２０の色票パッチ作成は、被検体の色範囲の中から、適切な標本値（サンプリング値）を選定し、印刷機で印刷するか、または、経時劣化の少ない色材を用いて作成する。また、色票パッチの背景色は、色票パッチの色相とは反対の色に設定し、色票パッチが強調されるように構成することが好ましい。
【００２９】
測色計の測定径が円形の場合、色票パッチの形状を円形で作成することで、四角形の色票パッチより、多くの色票パッチを配置することができる。市販されている測色計は、ＪＩＳ規格に合わせて円形であることが多い。
【００３０】
色校正用チャートは、図１の色票パッチ読取手段１３で色票パッチを自動的に抽出できるように、色票パッチを行列状に配置し、その行列数をあらかじめ決めて置くことが好ましい。また、色票パッチを行列状に配置できない場合や、より簡単に色票パッチを特定したい場合は、図４（ａ）に示すように、色票パッチを取り囲むような囲み枠Ｋ５０を備えることで解決できる。
【００３１】
図４（ｂ）に示す例は、色票パッチを特定するための囲み枠について、測定する色範囲を幾つかに分割した色階調値を備えた色階調スケール囲み枠Ｋ６０として作成する。図４（ｂ）に記載された数値は色階調値を意味しており、色階調スケール囲み枠Ｋ６０の階調値は、円形の色票パッチ以外の階調値を設定する。
【００３２】
色階調スケール囲み枠Ｋ６０の階調値は、一定の幅を持った細い帯状の枠であるため、測色計の測定径を満たすことができず測定できない。しかし、測色可能な円形の色票パッチから、色階調スケール囲み枠Ｋ６０の測色値を推定することができる。
【００３３】
図４（ｂ）の円形の色票パッチは、測色計で測定可能であり、カラー画像入力装置１１でＲＧＢ値を得ることができるため、この測色値とＲＧＢ値の関係を、最小二乗近似法によって近似式として表すことができる。この近似式から、色階調スケール囲み枠Ｋ６０のそれぞれの色階調値（ＲＧＢ）に対する測色値を推定することが可能となる。これによると、図４（ａ）の円形の色票パッチ以外のＲＧＢ値と測色値を取得することができるため、図１の色補正係数算出手段１４で最小二乗法による補正係数を算出する際のサンプリング数が増え、色校正の精度を向上させることができる。
【００３４】
色階調スケール囲み枠Ｋ６０は、円形の色票パッチ・グループを特定するための情報と、色票パッチ数を増やすための情報を併せて持つことになる。
【００３５】
１つの被検体に対する色票パッチの個数は、被検体のサイズと測色計の測定径によって決まる。そのため、数多くの被検体を測定しようとすると、円形シャーレのサイズが小さくなるため、配置する色票パッチの数も少なくなり、色校正の精度が悪くなる。そこで、必要に応じて、色票パッチの個数を決定する必要がある。
【００３６】
色校正用チャートと被検体の固定用具を一体化し、１回の撮影で色校正する例を説明する。
図６は、透明ガラスの円形シャーレを固定する専用の用具において、円形シャーレの周りに色票パッチと色階調スケールを配置した図である。これによると、カラー画像入力装置により、色票パッチと被検体の色（ＲＧＢ）を１回で撮像できるため、撮像するごとに色補正係数を算出できる。
また、被検体を撮像する前に必要だった、色校正用チャートを別に撮像する手順が無くなり、色校正作業が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の実施形態に係る色校正方法を示す説明図である。
【図２】本発明の実施形態に係る被検体の配置及び色校正用チャートを示す説明図である。
【図３】本発明の実施形態に係る色校正方法における色票パッチ読取手段を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態に係る色校正方法における測色値記憶手段を示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施形態に係る色校正用チャートにおける囲み枠及び色階調スケール囲み枠を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る色校正用チャートと被検体固定用具を一体化したことを示す説明図である。
【図１】
2006337181.tif 000005
【図２】
2006337181.tif 000006
【図３】
2006337181.tif 000007
【図４】
2006337181.tif 000008
【図５】
2006337181.tif 000009
【図６】
2006337181.tif 000010