(57)【要約】【課題】被写体を照明している光源が、蛍光灯であるかそうでないかを判定する。【解決手段】照明光源で被写体を照明して撮影する際、前記被写体からの光のうち、所定の輝線領域の光を吸収して撮影された画像と、前記所定の輝線領域の光を吸収せずに撮影された画像とを取得し、前記各画像の各画素毎の露光量差を算出し、前記各画素毎の露光量差を用いて前記照明光源が蛍光灯であるか否かを判定することを特徴とする蛍光灯光源判定方法及びこの方法を実施するための装置を提供することにより前記課題を解決する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
照明光源で被写体を照明して撮影する際、前記被写体からの光のうち、所定の輝線領域の光を吸収して撮影された画像と、前記所定の輝線領域の光を吸収せずに撮影された画像とを取得し、
前記各画像の各画素毎の露光量差を算出し、
前記各画素毎の露光量差を用いて前記照明光源が蛍光灯であるか否かを判定することを特徴とする蛍光灯光源判定方法。
【請求項２】
前記各画素毎の露光量差の平均値が所定の閾値を超える場合に、前記照明光源が蛍光灯であると判定し、かつ、前記各画素毎の露光量差の平均値が所定の閾値を超えない場合に、前記照明光源が蛍光灯ではないと判定する請求項１に記載の蛍光灯光源判定方法。
【請求項３】
照明光源で被写体を照明して撮影する際、前記被写体からの光のうち、所定の輝線領域の光を吸収して撮影された画像及び前記所定の輝線領域の光を吸収せずに撮影された画像とを取得する手段と、
前記各画像の各画素毎の露光量差を算出する手段と、
前記露光量差から前記照明光源が蛍光灯であるか否かを判定する光源判定手段と、を有することを特徴とする蛍光灯光源判定装置。
【請求項４】
前記光源判定手段は、前記各画素毎の露光量差の平均値を算出する手段と、該平均値を所定の閾値と比較する手段とを備え、前記平均値が前記閾値を超える場合に、前記照明光源は蛍光灯であると判定し、かつ、前記平均値が前記閾値を超えない場合には、前記照明光源は蛍光灯ではないと判定する請求項３に記載の蛍光灯光源判定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体を照明している光源の種類を判別する光源種判別方法の技術分野に属し、特に、光源が蛍光灯であるか否かを判定する蛍光灯光源判定方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真やビデオ画像の色再現においては、被写体を照明している光源の色が再現画像の色再現に大きな影響を与えている。例えば、タングステンランプで照明された被写体から来る光は、多くの赤味を含んでおり、タングステンランプで照明された被写体を撮影した画像を、通常の昼光下で撮影した画像と同じ手法で再現した場合には、非常に赤味がかった画像となってしまう。すなわち、被写体から来る光が実際には変わっているにもかかわらず、照明光源の光質を一定として再現すると、照明光源の色味が直接再現画像に反映されてしまい、人間の目には不自然に見えてしまう。
【０００３】
このように、ある照明光源の下で、被写体をカメラ等で撮影する場合に、その被写体がどのような光源で照明されているかによって、取得される画像の色情報が大きく異なることがある。照明光源の色温度が異なる場合はもちろんであるが、照明光源の色温度がほぼ等しい場合でも、ある種の蛍光灯と特定の銀塩感光材料を組み合わせた場合に、通常のデイライト下で撮影された場合とは色バランスが異なってしまうことがある。
【０００４】
このことから、被写体の撮影をする際に、被写体がどのような光源で照明されているかを、予め知っておくことで、後の色バランス調整時に非常に役立つことがある。このような観点から、従来、照明光源の色を推定する方法がいろいろ提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明光源の色を推定する方法の多くは、照明光源の色温度を推定するものであり、これでは、色温度が等しい場合の照明種の判別を行うことはできないという問題があった。
一方で、特に蛍光灯は、いわゆるデイライトに対して分光分布特性が大きく異なり、いくつかの銀塩感光材料やＣＣＤセンサ等との組み合わせでは色が異なって取得されることから、蛍光灯と蛍光灯以外の光源とを分離することが強く望まれていた。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、被写体を照明している光源が、蛍光灯であるかそうでないかを判別することのできる蛍光灯光源判定方法及び装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の第一の態様は、照明光源で被写体を照明して撮影する際、前記被写体からの光のうち、所定の輝線領域の光を吸収して撮影された画像と、前記所定の輝線領域の光を吸収せずに撮影された画像とを取得し、前記各画像の各画素毎の露光量差を算出し、前記各画素毎の露光量差を用いて前記照明光源が蛍光灯であるか否かを判定することを特徴とする蛍光灯光源判定方法を提供する。
【０００８】
また、前記各画素毎の露光量差の平均値が所定の閾値を超える場合に、前記照明光源が蛍光灯であると判定し、かつ、前記各画素毎の露光量差の平均値が所定の閾値を超えない場合に、前記照明光源が蛍光灯ではないと判定することが好ましい。
【０００９】
また、同様に前記課題を解決するために、本発明の第二の態様は、照明光源で被写体を照明して撮影する際、前記被写体からの光のうち、所定の輝線領域の光を吸収して撮影された画像及び前記所定の輝線領域の光を吸収せずに撮影された画像とを取得する手段と、前記各画像の各画素毎の露光量差を算出する手段と、前記露光量差から前記照明光源が蛍光灯であるか否かを判定する光源判定手段と、を有することを特徴とする蛍光灯光源判定装置を提供する。
【００１０】
また、前記光源判定手段は、前記各画素毎の露光量差の平均値を算出する手段と、該平均値を所定の閾値と比較する手段とを備え、前記平均値が前記閾値を超える場合に、前記照明光源は蛍光灯であると判定し、かつ、前記平均値が前記閾値を超えない場合には、前記照明光源は蛍光灯ではないと判定することが好ましい。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蛍光灯光源判定方法及び装置について、添付の図面に示される好適実施形態を基に詳細に説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係る蛍光灯光源判定方法を実行する蛍光灯光源判定装置の概略構成を示すブロック図である。
図１に示すように、蛍光灯光源判定装置１０は、照明光源２によって照明された被写体４を撮像手段６によって撮像して得られた画像データから、前記照明光源２の光源種を判定するものであり、露光量算出手段１２、露光量差算出手段１４及び光源種判定手段１６から成る。
また、光源種判定手段１６は、平均露光量差算出手段１８及び比較手段２０を有して構成されている。
【００１３】
照明光源２としては、本発明の蛍光灯光源判定装置１０により、その光源種（特に、蛍光灯であるか否か）が判定されるものであり、後述するように各種の蛍光灯やタングステンランプあるいはデイライト等の蛍光灯以外の各種の光源が用いられる。
被写体４も特に限定はされないが、光源種判定のためには、色のはっきりしたカラーチャート等を用いることが好ましい。
【００１４】
撮影手段６及び蛍光灯光源判定装置１０を構成する各手段の説明をする前に、本発明の蛍光灯光源判定方法の原理について説明する。
図２に一般型蛍光灯の分光分布を、また、図３に３波長型蛍光灯の分光分布をそれぞれ示す。図２及び図３からわかるように、一般型蛍光灯も３波長型蛍光灯も、ともに波長が４３０あるいは５４５付近という同じ領域に輝線を有している。また、図４に、デイライト及び蛍光灯の分光分布に対し、主成分分析を適用した結果得られた第一主成分の波形を示す。
【００１５】
図４と、図２及び図３を比較すると、図４に示す第一主成分の波形の凹んだ部分が、蛍光灯の輝線部分に相当することがわかる。
これから、このような図４の波形の凹み、あるいは図２（あるいは図３）の波形の山を有することが、蛍光灯の特徴であると言える。従って、本発明の方法は、このような蛍光灯の分光分布波形に特有の輝線に相当する山が存在するか否かで、蛍光灯か否かを判定しようというものである。
【００１６】
すなわち、本発明の方法は、被写体からの光のうち、蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収して（その吸収された後の光で）撮影された画像と、前記蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収せずに（その波長領域の光を含んだ光で）撮影された画像とを得て、各画像の露光量差から前記輝線部分に相当する山の存在を判定することにより、照明光源が蛍光灯であるか否か判定するものである。
【００１７】
このため、例えば、波長が５４５付近の輝線部分を検出しようとする場合には、この波長領域に吸収を有するフィルタをカメラの前に装着して撮影するとともに、このフィルタを装着しないで（あるいは、この波長領域に吸収を持たないフィルタを装着して）２つの画像を撮影するようにすればよい。これにより、波長５４５付近の輝線領域の光を吸収して撮影した画像と、吸収しないで撮影した画像とを得ることができる。
【００１８】
また、このように特定の波長領域にのみ吸収を有するフィルタがない場合には、例えば図５に示すように、破線で示す略波長５５０以下の光を吸収（カット）するフィルタと、少し帯域のずれた、実線で示すような略波長５３０以下の光を吸収するフィルタとを用いて、それぞれ撮影し、得られた画像において各露光量を算出してその差をとるようにしてもよい。
【００１９】
あるいは、図５に示すような２枚のフィルタを組み合わせて１枚のフィルタとして用いてもよい。
また、図３のような３波長型蛍光灯の３つの輝線部分のそれぞれに吸収を持つような１つのフィルタがあれば、それを用いて３つの輝線部分を同時に検出することもできる。
【００２０】
以上説明したように、撮像手段６は、被写体４からの光のうち、蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収して撮影された画像と、前記蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収せずに撮影された画像とを得ることのできるものである必要がある。
例えば、撮像手段６としては、ＣＣＤカメラの前に蛍光灯の輝線領域に吸収を持つフィルタを取り付けたもの、及びこの輝線領域に吸収を持たないフィルタを取り付けたものが好適に例示される。このフィルタは取り外し自在とし、種類の異なるフィルタに交換して撮影したり、あるいはフィルタを取り外してフィルタなしで撮影することができるようにすれば、１つのカメラで複数枚の画像を撮影することができる。
また、このようなフィルタを使わずに、撮像手段６として、異なる波長領域に感度を有する複数のＣＣＤセンサを用いるようにしてもよい。
【００２１】
露光量算出手段１２は、撮像手段６から、被写体４からの光のうち、蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収して撮影された画像と、前記蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収せずに撮影された画像とを受け取り、各画像の各画素の値から露光量を算出するものである。
また、露光量差算出手段１４は、各画像の各画素毎の露光量の差を算出するものである。
【００２２】
また、光源種判定手段１６を構成する平均露光量差算出手段１８は、上でもとめた各画素毎の露光量差をその画像の画素全体について足し合わせ、露光量差の総和を算出し、さらに、それを全画素数で除算して、平均露光量差を算出するものである。
また、光源種判定手段１６を構成する比較手段２０は、上で算出した平均露光量差を所定の閾値と比較するものであり、この比較の結果、平均露光量差が前記閾値を超えた場合には、照明光源２は蛍光灯であると判定し、前記閾値を超えない場合には、照明光源２は蛍光灯ではないと判定する。
【００２３】
以下、本実施形態の作用を、図６のフローチャートに沿って説明する。
まず、図６のステップ１００において、照明光源２で被写体４を照明し、特定の輝線領域（蛍光灯の輝線領域）に吸収を有するフィルタを装着した撮像手段６で画像を撮影するとともに、前記輝線領域に吸収を持たないフィルタを装着した（あるいはフィルタを装着しない）ＣＣＤカメラ等の撮像手段６で画像を撮影し、２種類の画像を取得する。撮像手段６で撮影した画像は蛍光灯光源判定装置１０の露光量算出手段１２に送られる。
【００２４】
次に、ステップ１１０で、露光量算出手段１２において各画像について、各画素の値から各画素毎の露光量を算出する。
次に、ステップ１２０で、露光量差算出手段１４において各画素毎の露光量差を算出する。
【００２５】
次に、ステップ１３０で、平均露光量差算出手段１８において画像を構成する画素全体について各画素毎の露光量差を足し合わせてその総和を算出し、それを全画素数で除算し、１画素あたりの平均露光量差を算出する。
次に、ステップ１４０で、比較手段２０において上で求めた１画素あたりの平均露光量差を所定の閾値と比較する。
そして、比較の結果、平均露光量差が前記閾値を超えた場合には、ステップ１５０において、前記照明光源２は蛍光灯であると判定し、また平均露光量差が前記閾値を超えない場合には、ステップ１６０において、前記照明光源２は蛍光灯ではないと判定する。
【００２６】
このように、本実施形態によれば、例えばある輝線領域に吸収を持つようなフィルタを用いて撮影した画像データを基にして、照明光源が蛍光灯であるか否か、判定することが可能となる。また、この光源種に関する情報を後の画像処理ユニットに伝達することにより、その後、適切な色処理を画像に施すことが可能となる。
【００２７】
以下、より具体的な実施例について説明する。
（実施例）
撮像手段６として、モノクロＣＣＤカメラ（ＤＡＬＳＡ社製、ＣＡ−ＤＡ−１０２４Ａ）にＫｏｄａｋ社製ラッテンフィルタＮｏ．１６またはＮｏ．２１を装着したものを用い、被写体４として、ＧｒｅｔａｇＭａｃｂｅｔｈ社製Ｃｏｌｏｒ　Ｃｈｅｃｋｅｒを用い、後述するような各種照明光源の下で撮影した。
なお、上記ラッテンフィルタの分光分布は図５に示すようなものであり、実線のグラフがＮｏ．１６に対応し、破線のグラフがＮｏ．２１に対応している。
【００２８】
また、各フィルタを用いた際の露光量は、色温度５５００Ｋのデイライト下で同一の露光量が得られるように予め調整をしておいた。
撮影した画像の各画像信号Ｇ（０〜２５５の８ビット信号）を、次の式（１）により露光量ｇに変換した。
ｇ＝［｛（Ｇ／２５５．０）＋０．０９９｝／１．０９９］１／０．４５・・・（１）
【００２９】
その後、ラッテンフィルタＮｏ．１６を用いて撮影した画像と、ラッテンフィルタＮｏ．２１を用いて撮影した画像の各画素の露光量ｇの差分値を計算し、それをすべての画素について加算して、全画素数で除算し、１画素あたりの平均値を求め、これをΔｇｍとした。
照明光源として、９種類の蛍光灯Ａ〜Ｉ及び４種類の非蛍光灯（タングステンランプ、日向、明るい日陰、ストロボ）を用いて、上記Δｇｍを求めた。
【００３０】
その結果を図７に示す。図７からわかるように、蛍光灯Ａ〜Ｉについては、Δｇｍは、いずれも正の値となったが、非蛍光灯については、Δｇｍはいずれも負の値となっており、はっきりと蛍光灯と非蛍光灯との差が出ている。
従ってこの場合には、閾値として０をとることにより、蛍光灯か否かを判定することができた。
【００３１】
以上、本発明の蛍光灯光源判定方法及び装置について、詳細に説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の改良や変更を行ってもよいのはもちろんである。
【００３２】
【発明の効果】
以上、説明した通り、本発明によれば、照明光源により照明された被写体からの光のうち、蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収して撮影された画像と、前記蛍光灯が輝線を有する領域の光を吸収せずに撮影された画像の画像データを基にして、その露光量差から照明光源が蛍光灯であるか否かを判定することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る蛍光灯光源判定方法を実行する蛍光灯光源判定装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】一般型蛍光灯の分光分布を示す線図である。
【図３】３波長型蛍光灯の分光分布を示す線図である。
【図４】デイライト及び蛍光灯の分光分布に主成分分析を適用して得た第一主成分を示す線図である。
【図５】吸収波長帯域の異なるフィルタの分光透過率を示す線図である。
【図６】本実施形態の作用を示すフローチャートである。
【図７】本発明の具体的な実施例において算出された各種光源に対する平均露光量差を示す説明図である。
【符号の説明】
２　　照明光源
４　　被写体
６　　撮像手段
１０　蛍光灯光源判定装置
１２　露光量算出手段
１４　露光量差算出手段
１６　光源種判定手段
１８　平均露光量差算出手段
２０　比較手段
【図１】
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【図２】
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【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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