(57)【要約】【課題】  商品の撮像の時間帯や場所が相違したとしても、ユーザーに忠実色情報を正確に提供し、商品選択のミスマッチを防止する。【解決手段】  。色忠実シミュレーションシステム１は、カメラ２、カメラ２とタブレット３と表示装置４とに接続可能でＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク，バスライン等を備えたコンピュータ５と、を備え、工場などでカメラ２（ＲＣ−５００）により、赤色の車６を撮像し、コンピュータ５の記憶部５１にＸＹＺ色忠実画像（カラー）を記録し、野外でＲＧＢタブレット３により青色の別の車７を撮影し、ＲＧＢカラー画像を記憶部５２に記録し、車７のＲＧＢカラー画像の青色を、車６のＸＹＺ色忠実画像の赤色に差し換えて、赤色の車のＲＧＢカラー画像を作成し、表示装置４に表示する。【選択図】図１
2015179915.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を有し、この三つの分光感度から三刺激値ＸＹＺを演算するカメラと、
前記カメラにより基準色温度での条件下で予め観測対象物を撮像した基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得し、前記基準温度とは別の色温度の条件下における分光感度を演算し、この別の色温度に対応する分光感度のゲインを演算し、このゲインにより、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算部と、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する表示装置と、
を備えた色忠実シミュレーション装置。
【請求項２】
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）に従って観測対象物をカメラで基準色温度での条件下で予め撮像する撮像ステップと、
前記カメラにより撮像された基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得する分光感度取得ステップと、
前記基準温度とは別の色温度の条件下における分光感度を演算するステップと、
この別の色温度に対応する分光感度のゲインを演算し、このゲインにより、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’Ｙ’Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算ステップと、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する差し替えステップと、
を備えた色忠実シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象物の色の忠実なシミュレーションを可能とする色忠実シミュレーション装置および色忠実シミュレーション方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像情報が可視化された場合において、可視化された画像の色を好みの色に容易に、そして自然に変換する画像処理方法を提供するため、たとえば、人物や青空を含んで撮影した場合において、色を変更する対象として人物または青空を特定することにより、変更可能な色の範囲をある程度絞り込め、更に被写体の人種や空の状態によっても、変更可能な色の範囲が更に絞りこれるため、ユーザーは、その絞り込まれた色の中から、変更したい色を選択することができ、それにより色の選択が容易になる発明が提案されている。
【０００３】
また、予算と形を元に初心者に配慮したプレゼンテーションを行なうため、キーボード、スキャナなどの入力装置から入力された、マルチメディア情報を編集し、画像・動画情報に関してはデジタル画像・動画の形態で外部記憶装置に蓄積する。音声についても同様に外部記憶装置に蓄積する。該情報を元に予算や形等から概略選択をし、処理装置を介して、表示装置に表示する。次に履歴情報を携帯記憶媒体から読み込み、前回及び今回の仕様内容を表示する。指示仕様のプレゼンテ−ションと仕様の確定化ではの選択画面から仕様を選択し、必要ならプレゼンテーションを行い、仕様を確定する。仕様が確定したら、履歴情報を元にした査定計算を含む概算見積処理を行う。概算見積処理が了承なら、受注処理を行う発明が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−１６８６２０号公報
【特許文献２】特開平１０−２４０８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
商品の販売、たとえば、車の販売においては、サンプルとして所定色と実車を数台配置し、他の色はミニチュアの車の色を見せることで、車の色の選択を行っている。いろいろな色の実車をカメラで撮像し、このカメラで撮像した車の画像を販売店の表示装置で表示させて、ユーザーに車の色を選択させることも考えられる。
【０００６】
また、例えば、車の販売店には場所の制約から多数種類も実車が置けない事情がある。ユーザーに営業するときに、販売店に置いていない色をその場で見せたいという要望がある。別の場所や別の時間帯に撮像した車の画像データに基づいて販売をすると仮定した場合、そのままの色がそのまま使える場合もあり得るが、時間帯や場所が相違することによるミスマッチのおそれがある。例えば、車を実際に購入してところ、納入された車の色が販売店で見た車の色と相違するおそれがあり、正確に色のシュミレーションをしたいというニーズがある。
【０００７】
コンピュータにより、忠実色のシュミレーションを行い、表示装置の画面に表示することが期待される。
【０００８】
そこで、本発明は、シミュレーションの分野における忠実な色情報の取得、選択の要求に応え、また、人の眼に忠実で正確な色情報を取得してこれに基づいて、ユーザーの好みの色をシミュレーションで表示し、ユーザーの商品選択の用に供するための色忠実シミュレーション装置及び色忠実シミュレーション方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
ところで、色の差し替えは、パーソナルコンピュータで作成した色をCADデータに貼り付けて画面上に表示させる発明が想定される。しかし、これでは、本物の色には見えないという問題がある。また、メーカーは、その他の諸般の事情、たとえば、車の三次元CADデータは出来る限り、外部に公表したくないという事情もあり、未だ十分ではない。
【００１０】
また、複数の色の実車を撮像しておき、コンピュータに車の画像を記憶させておいて、表示装置に表示させることで、車の色の選択を行うことも考えられる。しかし、色情報は、ある特定の時間帯での色温度、たとえば、昼間の6500Kの照明で撮像した時の正確な色を持つことは可能であるが、販売店での色選択の時間帯が相違している場合には、撮影時の色温度によって画像の色が変化するという問題があり、ユーザーの色の選択にミスマッチが生じるおそれがある。
【００１１】
そこで、上記課題に鑑み本発明は、商品の撮像の時間帯や場所が相違したとしても、ユーザーに忠実色情報を正確に提供し、商品選択のミスマッチを防止する色忠実シミュレーション装置及び色忠実シミュレーション方法を提供するものである。
【００１２】
本発明は、
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を有し、この三つの分光感度から三刺激値ＸＹＺを演算するカメラと、
前記カメラにより基準色温度での条件下で予め観測対象物を撮像した基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得し、前記基準温度とは別の色温度の条件下における分光感度を演算し、この別の色温度に対応する分光感度のゲインを演算し、このゲインにより、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算部と、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する表示装置と、
を備えた色忠実シミュレーション装置。
【００１３】
本発明は、
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）に従って観測対象物をカメラで基準色温度での条件下で予め撮像する撮像ステップと、
前記カメラにより撮像された基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得する分光感度取得ステップと、
前記基準温度とは別の色温度の条件下における分光感度を演算するステップと、
この別の色温度に対応する分光感度のゲインを演算し、このゲインにより、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’Ｙ’Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算ステップと、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する差し替えステップと、
を備えた色忠実シミュレーション方法である。
【００１４】
前記カメラの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）は、ＣＩＥ  ＸＹＺ分光特性から負の値を持たない、単独ピークを持つ山形であり、それぞれの分光感度曲線のピーク値が等しく、かつ分光感度の曲線の重なりは最小限にするという条件から等価変換したものであって、分光特性Ｓ１のカーブは、ピーク波長が５８２ｎｍであり、半値幅が５２３〜６２９ｎｍであり、１／１０幅が４９１〜６６３ｎｍである。分光特性Ｓ２のカーブは、ピーク波長が５４３ｎｍであり、半値幅が５０６〜５８９ｎｍであり、１／１０幅が４６４〜６３２ｎｍである。分光特性Ｓ３のカーブは、ピーク波長が４４６ｎｍであり、半値幅が４２３〜４７８ｎｍであり、１／１０幅が４０９〜５０８ｎｍである。
【００１５】
ここでいう表示とは、コンピュータの画面が例として挙げられ、商品の外観と色とを明確に把握できるものとする。
【００１６】
本発明における前記画像とは、静止画であるか動画であるかを問わないものであり、前記撮像ステップ、前記変換処理ステップ、前記演算処理ステップ、および前記表示ステップは即時かつ連続的に行われることが望ましい。
【００１７】
基準色温度は、例えば、人工太陽に近い照明であるキセノンランプを光源とすることが例示できる。
【００１８】
本発明におけるカメラは、三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）により、すなわち、観測対象物を三つのチャンネルに分けて撮像することとなるが、その手段としては、これらの分光感度を得るために設定された光学フィルタまたはダイクロイックミラーもしくはダイクロイックプリズム等のいずれであるかを問わず用いることができる。
【００１９】
本発明の色忠実シミュレーション装置または色忠実シミュレーション方法によれば、人の眼の感度に忠実な基準画像の分光感度をカメラによる撮像から取得し、コンピュータの演算により、この分光感度について温度による補正を行い、画面上に表示された他の画像の色を基準画像の色に差し換えることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の色忠実シミュレーション装置または色忠実シミュレーション方法の典型的な利用として、車などの商品の販売における商品の色の差し換えによるシミュレーションを提供でき、製造、販売に便宜を提供することができる他、商品選択の場と、購入した商品の色が、人間の目から見て近似するようになるので、色の違和感が少なくなる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明実施例の色忠実シミュレーションシステム１のブロック図である。
【図２】本発明実施例の色忠実シミュレーションシステム１による実例を示す説明図である。
【図３】本発明実施例の色忠実シミュレーションシステム１のカメラ２のブロック図である。
【図４】本発明実施例において三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）に従って画像情報を取得する方式の具体例である。（ａ）はダイクロイックミラーを用いる場合の説明図である。（ｂ）はフィルタターレットを用いる場合の説明図である。（ｃ）は光学フィルタ２２ａ，２２ｂ，２２ｃを撮像素子２３に微視的に貼着した場合の説明図である。（ｄ）は（ｃ）におけるベイヤー配列を示す説明図である。
【図５】本発明実施例におけるＸＹＺ表色系カメラであるカメラ２の分光感度を示す関数である。
【図６】本発明実施例のカメラ２におけるフローチャートである。
【図７】本発明実施例の色忠実シミュレーションシステム１のコンピュータ５におけるフローチャートである。
【図８】黒体輻射のスペクトルの相対強度と色温度の関係を示すグラフ（基準色温度６５００K）である。
【図９】黒体輻射の相スペクトルの相対強度と色温度の関係を示すグラフ（基準色温度５０００K）である。
【図１０】本発明実施例の分光感度とスペクトルの相対強度と分光感度ゲインとの関係を示すグラフである。
【図１１】本発明実施例の３つの分光感度についてのスペクトルの相対強度と色温度の関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図1は、色忠実シミュレーションシステム１によるリアルカラー・シミュレーションシステム（ＲＣＳ）と画像処理の流れの概略構成を示すものである。色忠実シミュレーションシステム１は、カメラ２、カメラ２とタブレット３と表示装置４とに接続可能でＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク，バスライン等を備えたコンピュータ５と、を備えている。工場などでカメラ２（ＲＣ−５００）により、赤色の車６を撮像し、コンピュータ５の記憶部５１にＸＹＺ色忠実画像（カラー）を記録する。野外でＲＧＢタブレット３により青色の別の車７を撮影し、ＲＧＢカラー画像を記憶部５２に記録する。車７のＲＧＢカラー画像の青色を、車６のＸＹＺ色忠実画像の赤色に差し換えて、赤色の車のＲＧＢカラー画像を作成し、表示装置４に表示する。
【００２３】
図２（１）〜（３）は表示装置４の画面例である。（１）において、表示装置８の表示画面に表示枠２が形成されており、その左側枠にカラーシミュレーションを行いたい車７のカラー画像を設定する。車７の色は青色である。（２）において、右側枠に色を抽出したい車６のカラー画像を設定する。この場合、車６の色は赤色であり、この赤色を抽出する。（３）において、本実施形態のカラーシミュレーションを実行すると、左側枠に表示される車７の青色が、右側枠に表示される車６の赤色に差し換えられ、車６、７のカラー画像が同じ赤色になる。このため、販売店には実際には存在しない色でも、あたかも、実車の色が存在するような状態に近い環境を提供することができる。
【００２４】
カメラ２は、図３に示すように、撮影レンズ２１と、この撮影レンズ２１の後方に配置された三つの光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと、光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの後方に配置された撮像素子２３（ＣＣＤ、ＣＭＯＳなど）と、を備えている。カメラ２の三つの分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）は、光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの分光透過率と撮像素子２３の分光感度との積により与えられるものである。図９における光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと撮像素子２３との配列的関係は模式的に示したものにすぎないものである。三つの分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）に従って画像情報を取得する方式について以下に具体例を挙げるが、本実施形態ではこれらのうちいずれをも採ることができ、また、その他の方式を採ることもできる。
【００２５】
カメラ２は、図３に示す通り、ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）を有し、撮像した画像を三つの分光感度をＣＩＥ  ＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する演算処理部２５と、画像を表示する画像表示部２６とを備えている。
【００２６】
図４（ａ）に示すものはダイクロイックミラーを用いる方式である。これはダイクロイックミラー２２ｃ´により特定の波長の光を反射し、透過した残りの光について、さらに別のダイクロイックミラー２２ａ´により別の特定の波長の光を反射して分光し、撮像素子２３ａ、２３ｂ、２３ｃを三つ並列にして読み出す方式である。ここでは、ダイクロイックミラー２２ａ´が光学フィルタ２２ａ、２２ｂに相当し、ダイクロイックミラー２２ｃ´が光学フィルタ２２ｃに相当する。撮影レンズ２１から入射する光はダイクロイックミラー２２ｃ´により分光感度Ｓ３に従う光が反射され、残りの光は透過する。ダイクロイックミラー２２ｃ´により反射された光を反射鏡２６により反射して撮像素子２３ｃにより分光感度Ｓ３を得る。一方、ダイクロイックミラー２２ｃ´を透過した光は、ダイクロイックミラー２２ａ´において、分光感度Ｓ１に従う光が反射され、残りの分光感度Ｓ２に従う光は透過するため、それぞれ撮像素子２３ａ、撮像素子２３ｂにより撮像して分光感度Ｓ１、Ｓ２を得る。ダイクロイックミラーに代えて同様な特性を有するダイクロイックプリズムを用いて三つに分光し、それぞれの光が透過する位置に撮像素子２３ａ、２３ｂ、２３ｃを接着することとしてもよい。
【００２７】
図４（ｂ）に示すものはフィルタターレット２７を用いる方式である。撮影レンズ２１からの入射光と同じ方向を回転軸に持つフィルタターレット２７に光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを設けてこれらを機械的に回転させ、順次透過する光について撮像素子２３により三つの分光感度Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を得るものである。
【００２８】
図４（ｃ）に示すものは光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃを撮像素子２３に微視的に貼着する方式である。撮像素子２３上における光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは、図１１（ｄ）に示すように、ベイヤー配列型に設けられる。この配列は、格子状に分けた撮像素子２３上の領域のうち半分に光学フィルタ２２ｂを設け、残りの半分の領域に光学フィルタ２２ａと光学フィルタ２２ｃとをそれぞれ均等に配置するものである。すなわち、配置量は光学フィルタ２２ａ：光学フィルタ２２ｂ：光学フィルタ２２ｃ＝１：２：１となる。光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃの配列をベイヤー配列以外のものとすることは本実施形態１において特に妨げられない。一つ一つの光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃは非常に微細であるため、印刷により撮像素子２３に貼着される。ただし、本発明はこの配列に意味があるのではなく、分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）の特性のフィルタを撮像素子に貼着することにある。
【００２９】
カメラ２の分光感度はルータ条件を満たすものであって、その分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）は、図５に示す通り、ＸＹＺ等色関数から、負の値を持たず、単独ピークを持つ山形であり、それぞれの分光感度曲線のピーク値が等しく、かつ分光感度の曲線の重なりはできるだけ少なくするという条件から等価変換したものである。分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）は具体的には以下の特性を持つ。
記
ピーク波長            半値幅                １／１０幅
Ｓ１    ５８２ｎｍ      ５２３〜６２９ｎｍ      ４９１〜６６３ｎｍ
Ｓ２    ５４３ｎｍ      ５０６〜５８９ｎｍ      ４６４〜６３２ｎｍ
Ｓ３    ４４６ｎｍ      ４２３〜４７８ｎｍ      ４０９〜５０８ｎｍ
【００３０】
上記の分光特性Ｓ１のピーク波長を５８０±４ｎｍ、分光特性Ｓ２のピーク波長を５４３±３ｎｍ、分光特性Ｓ３のピーク波長を４４６±７ｎｍとして取り扱うこともできる。
【００３１】
三つの分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）は、式１を用いて求められるものである。分光特性自体についての詳細は特開２００５−２５７８２７号公報を参照されたい。すなわち、式１と等価な式２により三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚを持つカラーのＸＹＺ色忠実画像を得る。後述する通り、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは補正されて、三刺激値Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’となる。
【数１】
2015179915.tif 000003
【数２】
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【００３２】
カメラ２は分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）により取得した画像情報をＸＹＺ表色系における三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する演算処理部２４、視覚化処理された画像を表示する画像表示装置２５を備える。
【００３３】
表示装置４はコンピュータ５と接続され、コンピュータ５で処理された画像信号を受信して、画像を画面に表示するようになっている。コンピュータ５または表示装置７は、適宜、入力手段（図示略）等を備える。入力手段はキーボード、マウス、画像表示装置に設けられるタッチパネル等である。
【００３４】
色忠実シミュレーションシステム１の動作について具体例を挙げつつ説明する。色忠実シミュレーションシステム１は、図１に示す通り、カメラ２と、タブレット３と、コンピュータ５と、表示装置４とを接続することにより動作する。接続方法は有線・無線を問わず選択できる。カメラ２におけるフローチャートを図６に、コンピュータ５におけるフローチャートを図７に、それぞれ示す。
【００３５】
カメラ２の電源が入ると、図６に示す通り、初期化をする（初期化Ｓ１）。つぎに、分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）により自動車５を撮像し（撮像処理Ｓ２）、その後、撮像された画像データを撮像素子２３により入力し（入力処理Ｓ３）、演算処理部２４にて三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する（変換処理Ｓ４）。分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）はコンピュータ５に送信され、記憶部５１に記憶される（データ送信Ｓ５）。画像が動画である場合には、撮像処理Ｓ２からデータ送信Ｓ５の一連の処理が連続的に行われる。画像は画像表示装置４に表示される。
【００３６】
撮像処理Ｓ２は、三つの分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）を有するカメラ２によって自動車５を撮像する工程である（図５参照）。分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）は後述の式１に従って与えられるものである。撮影レンズ２１と光学フィルタ２２ａ、２２ｂ、２２ｃと撮像素子２３により撮像されると同時に入力処理Ｓ３が連続的に行われる。
【００３７】
入力された画像データは分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）に従った値であるため、カメラ２の演算処理部２４における変換処理Ｓ４によって、撮像された画像の画像データを三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに変換する。この変換は式３に従って行われる。なお、カメラ２からは分光感度（Ｓ１(λ)、Ｓ２(λ)、Ｓ３(λ)）に従った値のままコンピュータ５に送信する。送信はインターネットでもよいし、記憶媒体の運搬、その他の手段によって行われてもよい。
【００３８】
コンピュータ５に電源が入ると、図６に示す通り、初期化をする（Ｓ１１０）。カメラ２やタブレット３と接続された状態において、三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚに基づいたＸＹＺ色忠実画像と、ＲＧＢカラー画像を取得し、それぞれ、記憶部５１，５２に記録する（Ｓ１２０）。
【００３９】
ＸＹＺ色忠実画像とＲＧＢカラー画像に基づいて、ＸＹＺ色忠実画像の色を抽出し、この色でＲＧＢカラー画像の色を差し換える（Ｓ１３０）。このとき、ＸＹＺ色忠実画像の三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚは、式３に示す通り、補正されて三刺激値Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’となり、この補正値に基づいて差し替えられる。
【数３】
2015179915.tif 000005
【００４０】
差し換えられたＲＧＢカラー画像を表示装置４の表示する（Ｓ１４０）。処理を終了するか否かを判断し、処理を終了しない場合には、処理はＳ１２０に戻り、処理を終了する場合にはリターンとなる。
【００４１】
次のＳ１３０の色の差換処理の詳細を説明する前に、前述の野外の夕方での車７の撮像と、工場でのキセノンランプ下での車６の撮像とを、色温度との関係で考察する。
【００４２】
プランクによる熱輻射に関する公式から、スペクトル強度Ｉと絶対温度ｔ（ケルビン：ＫｅＩｖｉｎ；Ｋ）との関係は、強度の最大値を1に正規化して演算すると、図８に示す通り、横軸は波長（入）で単位はメートル（ｍ）、縦軸はスペクトルの相対的強度、数値は絶対温度（Ｋ）である。可視光線の波長（入）は概略0．4μｍ〜0．8μｍである。そして赤色（Ｒ）は0．675μｍ、緑色（Ｇ）は0．525μｍ、青色（Ｂ）は0．475μｍの波長に対応する。ある温度における黒体幅射をその温度での白色光とし、逆に、白色光のスペクトル分布から決まる黒体轄射の温度を色温度（ｃｏlｏｒ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）と定義する。このことから、色温度により三原色（ＲＧＢ）の相対強度がどのようになるのかを演算することができる。
【００４３】
日中、自然光の色温度は6500Ｋに相当する。これは真上からの太陽による光が黒体轄射に換算して絶対温度6500Ｋ相当であることを意味している。工場でのキセノンランプ下での撮像は、日中の自然光を再現したものであり6500Kの色温度である。また、日が少し傾いてくると、太陽からの光は大気層を長い距離通過するため色温度は5000Ｋと低下する。さらに、夕方になると、おおむね色温度は2900Ｋ前後になる。
【００４４】
波長（入）が0．4μｍ〜0．7μｍの可視光線全てに対応する色が全て含まれているという意味で、色温度の日中自然光を白色と考え、これを基準値1にしてスペクトル強度を求めたものである。
【００４５】
色温度5000Ｋのスペクトルを白色の基準にした場合，波長0．525μｍでの値を1に正規化して演算すると、色温度とスペクトル強度との関係は図９に示すようになる。黒体幅射のスペクトルの相対強度と色温度（基準色温度5000Ｋ）との関係を示し、横軸は波長（入）で単位はメートル（ｍ）、縦軸はスペクトルの相対的強度、数値は絶対温度（K）である。このような演算結果から、色温度の下降に伴い、赤くなり、上昇するにつれて青緑がかってくる。照明光の色温度と三原色（ＲＧＢ）との定量的な関係が分かる。このような演算結果を基に、ＲＧＢの輝度を調整して色温度を変更できることから、工場での色温度6500Kの画像から夕方の色温度2900Kの画像を得ることができる。このように、色温度に適合させるための演算を行い、人間の目の感覚に近い忠実な色を作っている。
【００４６】
ここでは、工場内で色温度6500K（Ｄ65）のキセノンランプを車６に照射して、XYZ色忠実画像を作成する。野外で夕方の夕日の中（色温度2900K）で見えるＲＧＢカラー画像を演算する。演算は人の目の感度である分光感度S1，S2，Ｓ3で測っている。分光感度S1，S2，S3の車６の色が画像データとして取得される。そのときに、分光感度S1，S2，S3から色温度2900Kの照明を当てたときの数値換算を行う。
【００４７】
演算式の中に6500Kを基準にして、2900Kに変換する必要がある。色温度6500Kを基準にすると、図１１に示す通り、色温度が2900Kにおける色は、照明光が青成分で、単発の成分は、数値は降下していて、長波長の成分は相対的に高いという演算が成り立つ。色温度6500Kを1に設定し、他の色温度を数値化すると、2900Kの波長の色の分布は図示する関係になる。
【００４８】
この演算の元となるのは黒体放射の関係式である。この関係式は完全に決まる値なので、この値を使う。この値を使って、もともとの感度をマトリクスという補正係数を作るときに、この３つの山のピークを合わせた形でゲインを調整している。真っ白いフラットなものに対して色温度6500Kの照明を当てたときに、この３つの山が合うようにカメラ２のゲインを調整してある（図４参照）。
【００４９】
図８、図９、図１０に示す通り、色温度を2900Kに変えると、照明光が相対的にこのような右肩上がりのカーブになる。波長λが長波長側に行くと、スペクトルの相対強度は大きくなる。そうすると、もともとフラットなものに対して、こういう照明を当て、それに対して、変換すると、図１０の右側の図に示す通り、ゲインが長波長側の方が大きくなった分布をもつ。スペクトルの相対強度Iに応じて、この３つの山の高さがこのように変わる。そうすると、色温度2900Kで撮像したとき、色の３つの分光感度のゲインが、図１０の左下から図１０の右上の図に示す通り、変化する。そうすると、もともとのゲインが変わるので、このゲインを、色温度に応じて、演算で求めなければならない。ここでゲインは積分値であり、曲線内の面積を示す。分光感度S3というカメラのセルが、色温度6500Kから2900Kの照明に変えると、感度がこれだけ落ち、分光感度S1が上がる。分光感度S2を基準として、分光感度S1とS3のスペクトルの相対強度を演算する。それを色温度ごとに演算するため、図１１に示すようなグラフを作成しておく。そうすると、色温度6500K（D65）で車６を撮像したときの分光感度S1，S2，S3の値を、2900KでのS1,S3ゲインを演算し、このゲインで前述の式３の補正を行い演算することで、三刺激値X’，Y’，Z’を求め、正確な色の数値で差し替えが可能となり、このように差し替えられた車７のRGBカラー画像が表示装置４上に表示される。
【００５０】
以上の通り、工場でのキセノンランプ下での車６のＸＹＺ色忠実画像の色データを、野外で夕方に撮像したＲＧＢ画像の色データと差し替え表示すると、まさに、野外で夕方に撮像したと同様の赤い車７の色が表示装置４に表示される。野外での撮像が真昼間であったら、8000K〜9000Kの色温度に高く補正し、演算を行う。これにより、朝、昼、曇りの日など、気象条件は変わっても、適正な色温度に合わせて、画面には、ユーザーが希望する色の車７を自在に表示させることができる。
【００５１】
販売店に現存する実際の車の色は限られており、直接、ユーザーが見ることができない色が多いが、忠実色で正確に再現することができる。予め工場でいろいろな塗装色の車を撮像しておけば、これらの複数のＸＹＺ色忠実画像の撮像データに基づいて、色温度による環境補正も併せて行いつつ、ＲＧＢカラー画像の色を差し替えることができる。
【００５２】
実車６，７の撮像により、色を差し替えるので、リアル感があり、ユーザーにとって、好ましい。き諸王条件の反映することができ、ユーザーの現場に合わせて、違う条件で見たときにも正確に画像の色を見せることができるのである。
【００５３】
上記特性により色忠実カラーシミュレーションシステム１は、ＸＹＺ色忠実画像の色でＲＧＢカラー画像の色を差し替え、色温度を考慮した精度の高い忠実色を反映できるものであるので、メーカー、ユーザーともに便宜を図ることができ、車の他にも家具内装品や衣料品など、建築物の色、その他の汎用的な利用用途がある。
【００５４】
なお、本発明の実施形態は、上記の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲において、改変等を加えることができるものであり、それらの改変、均等物等も本発明の技術的範囲に含まれ、該技術的範囲に属する限り種々の形態を採り得ることは言うまでもない。例えば、三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）に従って画像情報を取得する方式について、本実施例において挙げた方式は具体例に過ぎないものであって、これらに限られず、その他の方式によっても本発明の技術的思想は実施されるものである。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本発明は、車などの商品の販売における商品の色の差し換えによるシミュレーションを提供でき、製造、販売に便宜を提供することができる他、商品選択の場と、購入した商品の色が、人間の目から見て近似し、色の違和感が少なくなるので、産業的利用価値は大である。
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１】
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【図２】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月10日(2015.7.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を有し、この三つの分光感度から三刺激値ＸＹＺを演算するカメラと、
前記カメラにより基準色温度での条件下で予め観測対象物を撮像した基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得し、前記基準温度とは別の色温度の条件下における照明光のスペクトルと前記カメラの三つの分光感度の積分演算によりシミュレーション値を得て、前記基準色温度の光源を直接前記カメラで測定した三つの分光感度に対して、前記シミュレーション値によりゲインの調整値を得て、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算部と、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する表示装置と、
を備えた色忠実シミュレーション装置。
【請求項２】
ＣＩＥ  ＸＹＺ等色関数と等価に線形変換された三つの分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）に従って観測対象物をカメラで基準色温度での条件下で予め撮像する撮像ステップと、
前記カメラにより撮像された基準画像の分光感度（Ｓ１(λ)，Ｓ２(λ)，Ｓ３(λ)）を取得する分光感度取得ステップと、
前記基準温度とは別の色温度の条件下における照明光のスペクトルと前記カメラの三つの分光感度の積分演算によりシミュレーション値を得て、前記基準色温度の光源を直接前記カメラで測定した三つの分光感度に対して、前記シミュレーション値によりゲインの調整値を得るステップと、
このゲインの調整値により、前記分光感度を補正し、補正された分光感度にしたがって、三刺激値Ｘ’Ｙ’Ｚ’を演算するシミュレーション画像演算ステップと、
該補正された三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’に基づいて、別の場所で撮像されたＲＧＢ画像の色を差し替えて画面に表示する差し替えステップと、
を備えた色忠実シミュレーション方法。