(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において、照明光成分が既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を記録する撮影手段と、
上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求める対応点取得手段と、
上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段と、
を備えた光沢・色再現システムであって、
上記対応点取得手段は、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分の上記複数の撮影条件における成分空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得するものであることを特徴とする光沢・色再現システム。
【請求項２】
上記光沢分離手段は、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分を用いて鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するものであることを特徴とする請求項１に記載の光沢・色再現システム。
【請求項３】
被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において、照明光スペクトルが既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を記録する撮影手段と、
上記被写体撮影画像から被写体スペクトルを推定するスペクトル推定手段と、
上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求める対応点取得手段と、
上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段と、
を備えた光沢・色再現システムであって、
上記対応点取得手段は、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分の上記複数の撮影条件におけるスペクトル空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得するものであることを特徴とする光沢・色再現システム。
【請求項４】
上記光沢分離手段は、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分を用いて、鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するものであることを特徴とする請求項３に記載の光沢・色再現システム。
【請求項５】
上記撮影手段はマルチバンドカメラであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載の光沢・色再現システム。
【請求項６】
コンピュータを用いることにより、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において記録された、照明光成分が既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を処理する光沢・色再現プログラムであって、コンピュータを、
上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求めるにあたって、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分の上記複数の撮影条件における成分空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得する対応点取得手段、
上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段、
として機能させることを特徴とする光沢・色再現プログラム。
【請求項７】
上記光沢分離手段は、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するにあたって、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分を用いて鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段であることを特徴とする請求項６に記載の光沢・色再現プログラム。
【請求項８】
コンピュータを用いることにより、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において記録された、照明光スペクトルが既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を処理する光沢・色再現プログラムであって、コンピュータを、
上記被写体撮影画像から被写体スペクトルを推定するスペクトル推定手段、
上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求めるにあたって、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分の上記複数の撮影条件におけるスペクトル空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得する対応点取得手段、
上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段、
として機能させることを特徴とする光沢・色再現プログラム。
【請求項９】
上記光沢分離手段は、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するにあたって、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分を用いて、鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段であることを特徴とする請求項８に記載の光沢・色再現プログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光沢・色再現システム、光沢・色再現プログラム、より詳しくは、立体感や光沢感といった物体のもつ質感を良好に再現し得る光沢・色再現システム、光沢・色再現プログラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
立体感や光沢感といった物体のもつ質感を忠実に再現するためには、物体を様々な方向から観察したときの視差の変化の様子や光沢の変化の様子を、観察環境に合わせて再現することが有効であると考えられる。そのためには、複数の撮影条件下において光沢を含む画像を複数撮影して、物体表面の各点について画像間で対応点を追跡し、さらに拡散反射と鏡面反射の分離を行った上で、合成する必要がある。なお、ここでは、２色性反射モデルが成り立つか、または近似的に成り立つ物体について考えている。
【０００３】
被写体を回転させて撮影した画像から被写体の形状を推定する手段の一つとして、日浦慎作、佐藤宏介、井口征士による「対象物体の回転による形状と反射率の同時計測」（情報処理学会論文誌  Ｖｏｌ．３６  Ｎｏ．１０（Ｏｃｔ．１９９５）の第２２９５頁から第２３０２頁）（以下、文献１という）に記載されているような、時空間断面画像上での対応点の軌跡を用いる手段がある。
【０００４】
複数の画像間での対応点の追跡は、一般的に、画像中の画素の輝度や色、小領域におけるテクスチャに注目することにより行われ、その軌跡が求められる。
【０００５】
また、異なる方向から被写体に照明をあてて撮影した画像から、被写体の拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離する手段としては、Yoichi Sato、Katsushi Ikeuchiによる「Temporal-color space analysis of reflection」（J.Opt.Soc.Am.A/Vol.11, No.11/November 1994の第２９９０頁から第３００２頁）（以下、文献２という）に記載されているような、鏡面反射の色ベクトルと拡散反射の色ベクトルとを用いて幾何ベクトルを推定することにより、鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段が一例として挙げられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記文献１に記載されたような対応点追跡の手段では、画像中に光沢が含まれる場合には、対応点の軌跡上の点であっても画素の輝度や色が変化する場合があり、このことが形状を推定する際に誤差を生じさせたり、あるいは形状を推定するためのアルゴリズムが複雑化したりする原因となっている。
【０００７】
また、上記文献２に記載されたような鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段では、必要とされる色ベクトルを求めるためには、カメラの分光特性と、照明光スペクトルと、被写体の拡散反射特性と、の情報が必要になるが、これらの情報全てを正確に取得することは難しいために、汎用的に実施するのは困難である。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、光沢があっても簡便に対応点を追跡することができる光沢・色再現システム、光沢・色再現プログラムを提供することを目的としている。
【０００９】
また、本発明は、簡便に拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することができる光沢・色再現システム、光沢・色再現プログラムを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、第１の発明による光沢・色再現システムは、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において、照明光成分が既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を記録する撮影手段と、上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求める対応点取得手段と、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段と、を備えた光沢・色再現システムであって、上記対応点取得手段は、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分の上記複数の撮影条件における成分空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得するものである。
【００１１】
また、第２の発明による光沢・色再現システムは、第１の発明による光沢・色再現システムにおいて、上記光沢分離手段が、被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分を用いて鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するものである。
【００１２】
さらに、第３の発明による光沢・色再現システムは、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において、照明光スペクトルが既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を記録する撮影手段と、上記被写体撮影画像から被写体スペクトルを推定するスペクトル推定手段と、上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求める対応点取得手段と、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段と、を備えた光沢・色再現システムであって、上記対応点取得手段は、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分の上記複数の撮影条件におけるスペクトル空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得するものである。
【００１３】
第４の発明による光沢・色再現システムは、第３の発明による光沢・色再現システムにおいて、上記光沢分離手段が、上記被写体スペクトルの、上記照明光スペクトルと直交する成分を用いて、鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するものである。
【００１５】
第５の発明による光沢・色再現システムは、上記第１から第４の発明による光沢・色再現システムにおいて、上記撮影手段がマルチバンドカメラである。
【００１６】
第６の発明による光沢・色再現プログラムは、コンピュータを用いることにより、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において記録された、照明光成分が既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を処理する光沢・色再現プログラムであって、コンピュータを、上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求めるにあたって被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分の上記複数の撮影条件における成分空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得する対応点取得手段、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段、として機能させるものである。
【００１７】
第７の発明による光沢・色再現プログラムは、第６の発明による光沢・色再現プログラムにおいて、上記光沢分離手段が、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するにあたって被写体撮影画像の上記照明光成分と直交する成分を用いて鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段である。
【００１８】
第８の発明による光沢・色再現プログラムは、コンピュータを用いることにより、被写体との位置関係を異ならせた複数の撮影条件下において記録された、照明光スペクトルが既知である照明光により照明された被写体の複数の被写体撮影画像を処理する光沢・色再現プログラムであって、コンピュータを、上記被写体撮影画像から被写体スペクトルを推定するスペクトル推定手段、上記複数の被写体撮影画像に対して、該被写体画像中の被写体上の同一点となる対応点を求めるにあたって上記被写体スペクトルの上記照明光スペクトルと直交する成分の上記複数の撮影条件におけるスペクトル空間内方向変化量が最も小さい位置を求めることにより、対応点を取得する対応点取得手段、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する光沢分離手段、として機能させるものである。
【００１９】
第９の発明による光沢・色再現プログラムは、第８の発明による光沢・色再現プログラムにおいて、上記光沢分離手段が、上記対応点の色の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離するにあたって上記被写体スペクトルの上記照明光スペクトルと直交する成分を用いて鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離する手段である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を具体的に説明する前に、本発明において用いられている原理について図面を参照して説明する。
【００２１】
本発明に用いられる原理は、観測された反射光スペクトルを、照明光スペクトルの成分と、照明光スペクトルに直交する成分と、に分離し、これらの成分に注目して、対応点の追跡を行い、拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離するようにしたものである。
【００２２】
２色性反射は金属等を除く一般的な物体の多くについて成り立つものであり、物体からの反射光を拡散反射成分と鏡面反射成分とで記述できるモデルである。これらの内の鏡面反射成分（光沢成分）は、照明光スペクトル成分のみに依存するために、観測対象の物体にこの２色性反射が成り立つ場合には、物体の反射光スペクトル成分のうち照明光スペクトルに直交する成分もしくはこれと等価な照明光スペクトルと物体の反射光スペクトルにより張られる面（２つのベクトルの線形和で表される面）は光沢の影響を受けず一定である。従って、この成分に注目することにより、対応点を容易に追跡することが可能となる。
【００２３】
また、これらの成分を用いることにより、拡散反射成分のスペクトル成分を求めることなく、一つの定数を求めることで、拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することが可能になる。
【００２４】
まず、対応点を追跡する原理（基礎となる理論や仮定する条件など）について詳細に説明する。
【００２５】
観測を行う際のシチュエーションは、例えば、後述する実施形態の図２に示すようになっていて、被写体３を回転台２上に載置し、位置が固定された１つの点光源６の照明光により該被写体３を照明し、固定された観測位置（図２の例ではマルチスペクトルカメラ１）から被写体３のスペクトル画像を測定する。回転台２を−π／２〜π／２の範囲で、例えばπ／（Ｍ−１）の角度単位でステップを刻み回転させながら、Ｍ枚の画像を測定する。このとき、上記光源６の照明光のスペクトルは既知であるとする。
【００２６】
以下の説明では、被写体表面上のある１点からの反射光について考える。
【００２７】
スペクトルＥ（λ）（ここにλは波長であり、Ｅ（λ）は、∫Ｅ（λ）2ｄλ＝１となるように規格化されているものとする。）をもつ点光源の下で、被写体を角度φ回転させたときに、観測される被写体表面からの波長λの反射光の強度Ｉ（λ，φ）は、次の数式１に示すように、拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）の和で表され、さらに、これらの各反射成分は、それぞれ、波長λをパラメータとする関数と、幾何条件（ここでは上記角度φ）をパラメータとする関数と、の積で表されるものとする。
【数１】
0004756148.tif 000002
ここに、
Ｉd（λ，φ）＝Ｄ（φ）Ｉdn（λ）
ＩS（λ，φ）＝Ｓ（φ）Ｅ（λ）
であり、Ｉdn（λ）は、∫Ｉdn（λ）2ｄλ＝１となるように規格化されているものとする。
【００２８】
スペクトル空間において、Ｉdn（λ）は拡散反射成分の方向ベクトル、Ｅ（λ）は鏡面反射成分の方向ベクトル、Ｄ（φ）とＳ（φ）は、それぞれの成分の回転角φにおける強度を意味している。
【００２９】
スペクトル空間において、照明光のスペクトルＥ（λ）と直交する平面を考える。観測された被写体表面からの反射光スペクトルをこの平面に投影し、Ｅ（λ）に直交するスペクトル成分Ｐ（λ）を求める。２色性反射を仮定することができる場合には、鏡面反射成分は照明光と同じスペクトル分布をもつために、この直交成分Ｐ（λ）は鏡面反射の影響を受けずに一定である。そこで、反射光Ｉ（λ，φ）から照明光のスペクトルに相当する成分を取り除き、鏡面反射の影響を受けない成分Ｐ（λ）を求める。観測された反射光Ｉ（λ，φ）は、照明光のスペクトルＥ（λ）と、それと直交する成分Ｐ（λ）（ここにＰ（λ）は、∫Ｐ（λ）2ｄλ＝１となるように規格化されているものとする。）と、を用いて、次の数式２のように表される。
【数２】
0004756148.tif 000003
【００３０】
ここで、Ｐ（λ）とＥ（λ）は、スペクトル空間上での直交基底をなす方向ベクトルを表し、ｐ（φ）とｑ（φ）は、回転角φにおけるそれぞれの成分の強度を表している。このとき、ｑ（φ）は、次の数式３に示すように、Ｐ（λ）とＥ（λ）の直交性（∫Ｐ（λ）Ｅ（λ）ｄλ＝０）を用いて、Ｉ（λ，φ）とＥ（λ）の内積値を計算することにより求められる。
【数３】
0004756148.tif 000004
【００３１】
つまり、Ｉ（λ，φ）は観測される量であり、Ｅ（λ）も既知であるために、この数式３を用いることにより、ｑ（φ）が算出される。
【００３２】
そしてｐ（φ）は、数式３で求めたｑ（φ）を用いるとともにＰ（λ）が規格化されていることを利用して、またＰ（λ）は、求めたｑ（φ）とｐ（φ）を用いて数式２を変形することにより、次の数式４によって求められる。
【数４】
0004756148.tif 000005
【００３３】
以上のような処理を画像中の全ての画素に対して行うことにより、鏡面反射の影響を含まない成分の画像が得られる。鏡面反射成分はＥ（λ）のみに依存しており、このＥ（λ）に直交するＰ（λ）は鏡面反射の影響を全く含まないために、画像間での対応点の画素値はスペクトル空間上で同じ向きを向く。従って、Ｐ（λ）の値を調べることにより、撮影した画像中に鏡面反射が含まれる場合でも、その影響を受けることなく、対応点の追跡を容易に行うことが可能である。
【００３４】
対応点の追跡は、全てのφに対して得られたＰ（λ）の画像を用いて、図１（Ｂ）に示すような時空間断面画像を作成し、その画像上において行う。
【００３５】
この図１は、本発明の各実施形態に係る原理を説明するための図であり、（Ａ）被写体を記述する座標系と観測面の座標系との関係を示す図、（Ｂ）対応点の時空間断面画像の様子を示す図である。
【００３６】
この時空間断面画像上における対応点の軌跡について考える。ここでは簡単のために、図１（Ａ）に示すように、被写体のスペクトル画像測定が並行投影である（つまり、物体の回転軸と画像の投影面（観測面）とが平行である）と仮定する。
【００３７】
被写体の形状を円筒座標系で表現するものとし、被写体表面のある点の座標を（θ，ｒ，ｈ）とする。被写体を角度φだけ回転させたとき、その点は（θ＋φ，ｒ，ｈ）へ移動する。このときの観測面上に投影されたその点の像は、次の数式５のように表される。
【数５】
0004756148.tif 000006
ここに、ｙ軸は観測面上における上記回転軸の投影像と一致するように取られ、ｘ軸は該観測面上でこのｙ軸と直交するように取られている。
【００３８】
従って、ｙ＝ｈにおける時空断面画像上での対応点の軌跡は、φを変数とするｓｉｎ曲線となる。数式５に示すパラメータの内、ｈは既知であり、初期位相θはセッティングにより所望の値、例えば０にセットすることができ、φは測定時に制御する値であるために、未知数となるのは振幅ｒのみである。
【００３９】
そこで、振幅ｒを様々に変化させて、Ｐ（λ）の時空間断面画像上におけるｓｉｎ曲線上の画素値を調べ、ｓｉｎ曲線の振幅ｒを求める。上述したようにＰ（λ）の画像を用いることにより、鏡面反射の影響を含まないようにすることができるために、対応点の画素値は、スペクトル空間で全て同じ向きを向く。
【００４０】
そこで、コスト関数Ｃ（ｒ）を、スペクトルＰ（λ）の分散を用いて数式６に示すように定義し、このコスト関数Ｃ（ｒ）の値が最小となる振幅ｒを求める。この数式６においては、時空間断面画像上の位置（ｘ，φ）の画素値をＰｘ，φ（λ）と表記している。また、Ｍは上述した画像の枚数であり、−π／２〜π／２の範囲でΣをとるφは、上述したように、π／（Ｍ−１）を単位として変化するものである。
【数６】
0004756148.tif 000007
【００４１】
なお、オクルージョンが存在する場合には、あるφを境にｅｒｒ（ｒ，φ）の値が急激に変化する。その場合には、それ以降の軌跡上の画素に関する値の計算は行わない。
【００４２】
このようにして未知数であった振幅ｒが算出されることにより、着目点の観測面上における軌跡が、上記数式５に示すように決定される。
【００４３】
ここまでが、対応点を追跡する原理であったが、次に、拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離する手段の原理について詳細に説明する。
【００４４】
ｐ（φ），ｑ（φ）は、上記数式１と数式２を用いることにより、次の数式７，数式８に示すようにそれぞれ表される。
【数７】
0004756148.tif 000008
【数８】
0004756148.tif 000009
【００４５】
これら数式７と数式８からＤ（φ）を消去して整理することにより、Ｓ（φ）に関する次の数式９が得られる。
【数９】
0004756148.tif 000010
【００４６】
さらに、上記数式１とこの数式９を用いることにより、拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）に関する次の数式１０が得られる。
【数１０】
0004756148.tif 000011
【００４７】
この数式１０においては、Ｅ（λ）は既知であり、ｐ（φ）とｑ（φ）は上記数式３と数式４により、観測値から算出されるために、未知となっているのはｂ／ａのみである。
【００４８】
そこで、このｂ／ａを求める手段について考える。上記数式８の両辺を数式７の両辺でそれぞれ割ることによって、次の数式１１が得られる。
【数１１】
0004756148.tif 000012
【００４９】
鏡面反射成分を含まないＩ（λ，φ）が１つ以上あるとすると、Ｓ（φ）≧０，ａＤ（φ）＞０であり、Ｓ（φ）＝０となるφが少なくとも１つは存在することになる。従って、ｂ／ａは、次の数式１２に示すように、Ｉ（λ，φ）が鏡面反射成分を含まないときにとるｑ（φ）/ｐ（φ）の最小値となる。
【数１２】
0004756148.tif 000013
【００５０】
こうして、−π／２〜π／２の範囲でπ／（Ｍ−１）を単位として変化するφのそれぞれについて、ｑ（φ）/ｐ（φ）の値を上記数式３と数式４を用いて算出し、これらＭ個の値の内の最小値を調べることにより、上記ｂ／ａが決定される。
【００５１】
こうして、数式１０の右辺は、既知量や観測値から算出される量のみから構成されるために、拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）とを求めることができる。
【００５２】
このような原理を用いることにより、測定された被写体の反射スペクトルＩ（λ，φ）と照明光スペクトルＥ（λ）とに基づいて、対応点を追跡し、被写体の反射スペクトルを拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）とに分離することが可能となる。
【００５３】
このような原理は、線形な入出力特性をもつカメラの撮影信号に対しても同様に成り立つ。
【００５４】
すなわち、被写体スペクトルＩ（λ，φ）の物体を、分光感度ｈｉ（λ）（ｉ＝１〜Ｎ）のカメラにより撮影したときに得られる撮影信号をｇ（ｉ，φ）（ｉ＝１〜Ｎ）とすると、このｇ（ｉ，φ）は、次の数式１３により表される。
【数１３】
0004756148.tif 000014
【００５５】
また、照明光スペクトルＥ（λ）の光により照明された白色拡散板等を、同じカメラで撮影することにより得られる撮影信号ｅ（ｉ）は、次の数式１４により表される。
【数１４】
0004756148.tif 000015
【００５６】
ここに、ｋは、撮影信号ｅ（ｉ）が次の数式１５のように規格化されるように定められる定数である。
【数１５】
0004756148.tif 000016
【００５７】
被写体撮影信号ｇ（ｉ，φ）を、数式１と同様に、拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）とに各対応する撮影信号ｇd（ｉ，φ）とｇS（ｉ，φ）との線形和により表すと、次の数式１６に示すようになる。
【数１６】
0004756148.tif 000017
【００５８】
ここに、
ｇd（ｉ，φ）＝Ｄ（φ）ｇdn（ｉ）
ｇS（ｉ，φ）＝Ｓ（φ）ｅ（ｉ）
であり、ｇdn（ｉ）は、Σｇdn（ｉ）2＝１となるように規格化されているものとする。
【００５９】
同様に、観測されたｇ（ｉ，φ）を、上記ｅ（ｉ）と、このｅ（ｉ）に直交し次の数式１７に示すように規格化されている成分Ｐg（ｉ）と、を用いて、数式１８のように表す。
【数１７】
0004756148.tif 000018
【数１８】
0004756148.tif 000019
【００６０】
ここでＰg（ｉ）とｅ（ｉ）は撮影信号値空間上での直交基底をなす方向ベクトルを表し、ｐg（φ）とｑg（φ）は、回転角φにおけるそれぞれの成分の強度を表している。
【００６１】
これらの内のｑg（φ）は、ｇ（ｉ，φ）とｅ（ｉ）の内積値を計算することにより、次の数式１９に示すように求められる。
【数１９】
0004756148.tif 000020
【００６２】
そして、上記Ｐg（ｉ）およびｐg（φ）は、ｅ（ｉ）およびｑg（φ）を上記数式１８に代入することにより、次の数式２０に示すように求められる。
【数２０】
0004756148.tif 000021
【００６３】
同様に、対応点の追跡において未知数である振幅ｒを求めるには、時空間断面画像上の位置（ｘ，φ）の画素値をＰｘ，φ（ｉ）と表記し、上述した数式６の代わりに、次の数式２１を用いることにより評価する。
【数２１】
0004756148.tif 000022
【００６４】
また、ｐg（φ）とｑg（φ）は、それぞれ数式２２と数式２３に示すように表される。
【数２２】
0004756148.tif 000023
【数２３】
0004756148.tif 000024
【００６５】
これら数式２２と数式２３からＤ（φ）を消去して整理することにより、Ｓ（φ）に関する次の数式２４が得られる。
【数２４】
0004756148.tif 000025
【００６６】
さらに、上記数式１６とこの数式２４を用いることにより、拡散反射成分ｇd（ｉ，φ）と鏡面反射成分ｇS（ｉ，φ）に関する次の数式２５が得られる。
【数２５】
0004756148.tif 000026
【００６７】
上記数式２３の両辺を数式２２の両辺でそれぞれ割ることによって、次の数式２６が得られる。
【数２６】
0004756148.tif 000027
【００６８】
そして、上述と同様の理由により、ｂ’／ａ’は、数式２６の最小値として、次の数式２７に示すように求められる。
【数２７】
0004756148.tif 000028
【００６９】
こうしてｂ’／ａ’が求められたために、上記数式２５により、拡散反射成分ｇd（ｉ，φ）と鏡面反射成分ｇS（ｉ，φ）が求められる。
【００７０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図２から図７は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図２は光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図、図３は光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図、図４はスペクトル推定処理部の構成を示すブロック図、図５は対応点追跡処理部の構成を示すブロック図、図６は光沢分離処理部の構成を示すブロック図、図７は合成再現処理部の構成を示すブロック図である。
【００７１】
この光沢・色再現システムは、図２に示すように、被写体３と、この被写体３を載置して制御しながら回転させることにより複数の撮影条件を実現する回転台２と、上記被写体３に撮影照明光を照射する点光源６と、照明された被写体を撮影する撮影手段でありマルチバンドカメラたるマルチスペクトルカメラ１と、上記回転台２とマルチスペクトルカメラ１を制御する制御用パーソナルコンピュータ（制御用ＰＣ）４と、この制御用ＰＣ４に接続された表示モニタ５と、を有して構成されている。
【００７２】
上記点光源６は、測定に必要なスペクトル分布の照明光を照射し得る光源となっていて、その位置は固定されている。
【００７３】
上記回転台２は、被写体３を載置する上面が光を反射させない黒となっており、回転角を所定の角度単位でステップ刻みに変化させることができるようになっている。
【００７４】
上記マルチスペクトルカメラ１は、回転式のフィルタ装置に例えば１６種類のフィルタが装填されていて、該フィルタ装置を一回転させながら内蔵される撮像素子等を用いて順次撮影することにより、１回の撮影動作で１６バンドの画像データを取得することができるように構成されている。
【００７５】
このような光沢・色再現システムによる撮影時の動作は次のようになる。
【００７６】
上記図２に示したようにセッティングが完了したら、制御用ＰＣ４により自動制御による撮影動作を開始させる。
【００７７】
すると、上記制御用ＰＣ４が、上記マルチスペクトルカメラ１を制御して、上記フィルタ装置を回転させながら、各色フィルタ毎に撮影を行うことにより、１６バンドのマルチバンド画像データが該マルチスペクトルカメラ１から出力される。
【００７８】
このマルチバンド画像データは、制御用ＰＣ４に入力されて、内蔵するＲＡＭやハードディスク等の記憶媒体に記憶される。
【００７９】
次に、制御用ＰＣ４は、上記回転台２を制御して、一単位角度だけ回転させる。この一単位角度は、上述した原理で説明したように、−π／２〜π／２の範囲で回転台２を回転し、その間にＭ組のマルチバンド画像データを取得する場合には、π／（Ｍ−１）となる。
【００８０】
こうして、一単位角度の回転が行われたら、上述と同様にマルチスペクトルカメラ１を制御して、マルチバンド画像データを取得する。
【００８１】
こうして、Ｍ組のマルチバンド画像データが取得されて、制御用ＰＣ４に時系列的に入力され、記憶される。
【００８２】
一連の撮影動作が終了したら、制御用ＰＣ４は、蓄積された被写体撮影画像たる時系列マルチバンド画像データの処理を行うようになっている。
【００８３】
この制御用ＰＣ４の光沢・色再現処理部１０において行われる光沢・色再現処理について、図３を参照して説明する。
【００８４】
光沢・色再現処理部１０は、図３に示すように、スペクトル推定処理部１１と、対応点追跡処理部１２と、光沢分離処理部１３と、合成再現処理部１４と、を有して構成されている。
【００８５】
上記スペクトル推定処理部１１は、時系列マルチバンド画像データと撮影特性データとを読み込み、画像データの各点の反射スペクトルを推定するスペクトル推定手段であり、より詳しくは、図４に示すように構成されている。
【００８６】
すなわち、スペクトル推定処理部１１は、スペクトル推定行列算出部１６と、スペクトル推定部１７と、を有して構成されている。
【００８７】
上記スペクトル推定行列算出部１６は、撮影特性データを入力して、Wiener推定を行うためのスペクトル推定行列を算出するものである。
【００８８】
上記撮影特性データには、カメラの分光感度と、撮影照明光スペクトルと、被写体の分光反射率の統計データとが含まれており、予め測定されたデータが制御用ＰＣ４に記録されているものとする。
【００８９】
上記スペクトル推定行列は、１６バンドの画像信号値に係る３８０nm〜７８０nmの波長領域を、１nm間隔で刻むことにより４０１次元のスペクトルデータに変換するための４０１×１６の行列である。
【００９０】
マルチバンドカメラの撮影信号値から被写体のスペクトルをWiener推定により算出するための行列の算出手段は、村上百合、小尾高史、山口雅浩、大山永昭、小宮康宏による「正確な色再現が可能なカラー画像システムの開発」（カラーフォーラムJAPAN'99論文集（1999）の第５頁から第８頁）（以下、文献３という）等に記載されており、ここでは説明を省略する。
【００９１】
上記スペクトル推定部１７は、１６バンドの時系列マルチバンド画像データを各画素毎に読み込み、上記スペクトル推定行列算出部１６から入力したスペクトル推定行列を、この１６バンドのデータに掛けて、スペクトル画像データを算出し出力するものである。
【００９２】
また、上記対応点追跡処理部１２は、対応点取得手段であって、図５に示すように、鏡面反射係数算出部２１と、拡散反射成分算出部２２と、対応点算出部２３と、を有して構成されている。
【００９３】
上記鏡面反射係数算出部２１は、上記スペクトル推定部１７から出力されるスペクトル画像データ（上述した原理におけるＩ（λ，φ）に該当する）を各画素毎に読み込み、さらに撮影特性データに含まれる撮影照明光スペクトル（上述した原理におけるＥ（λ）に該当する）を読み込んで、上述した数式３を用いることにより、鏡面反射係数ｑ（φ）を算出するものである。
【００９４】
上記拡散反射成分算出部２２は、各画素毎の上記スペクトル画像データと、上記鏡面反射係数算出部２１により算出されたその鏡面反射係数ｑ（φ）と、上記撮影照明光スペクトルとを読み込んで、上述した数式４を用いることにより、照明光成分と直交する成分として、拡散反射成分Ｐ（λ）および拡散反射係数ｐ（φ）を算出するものである。
【００９５】
上記対応点算出部２３は、上述した数式５のｙ＝ｈで表されるライン毎に、上記拡散反射成分算出部２２により算出したＰ（λ）を入力し、数式６に基づいてコスト関数Ｃ（ｒ）を算出し、このコスト関数Ｃ（ｒ）の値が最小となるような振幅ｒを求める。そして、求めた振幅ｒを用いて、数式５により、各φの画像間の対応関係を与える位置データである対応点情報を算出して出力するものである。
【００９６】
次に、上記光沢分離処理部１３は、光沢分離手段であって、図６に示すように、係数算出部２５と、拡散・鏡面成分算出部２６と、を有して構成されている。
【００９７】
上記係数算出部２５は、上記対応点算出部２３から出力される対応点情報（ｐ（λ），ｑ（λ））を読み込んで、各対応点毎に拡散反射係数ｐ（φ）および鏡面反射係数ｑ（φ）を読み込み、上述した数式１２に基づいて、拡散成分比ｂ／ａを求めるものである。
【００９８】
上記拡散・鏡面成分算出部２６は、撮影照明光スペクトルＥ（λ）を読み込むとともに、各対応点毎に上述した拡散反射係数ｐ（φ）、鏡面反射係数ｑ（φ）、拡散成分比ｂ／ａを読み込んで、数式１０に基づいて拡散反射成分Ｉd（λ，φ）と鏡面反射成分ＩS（λ，φ）とを算出し、拡散・鏡面反射成分画像データとして出力するものである。
【００９９】
さらに、上記合成再現処理部１４は、図７に示すように、拡散・鏡面成分合成処理部２８と、色再現処理部２９と、を有して構成されている。
【０１００】
上記拡散・鏡面成分合成処理部２８は、上記拡散・鏡面成分算出部２６から出力される拡散・鏡面反射成分画像データを読み込むとともに幾何データを読み込んで、拡散・鏡面反射成分画像データから幾何データに基づいて所定の幾何条件における拡散・鏡面反射成分画像データを合成するものである。
【０１０１】
ここに上記幾何データは、撮影照明光の光源と被写体表面の各点と測定点との位置関係を示す情報を含んだものである。
【０１０２】
これらの情報を用いて、様々な照明光の形状、位置、被写体の向きにおける被写体スペクトルを算出する手段の詳細については、土田勝、小尾高史、山口雅浩、大山永昭による「多方向から撮影した画像を用いた異なる照明環境下における画像再現」（３次元画像コンファレンス99（3D Image Conference '99）（1999）講演論文集の第７頁から第１２頁）（以下、文献４という）等に記載されているために、ここでは説明を省略する。
【０１０３】
上記色再現処理部２９は、上記拡散・鏡面成分合成処理部２８により合成された拡散・鏡面反射成分画像データを読み込むとともに色再現データを読み込んで、拡散・鏡面反射成分画像データを所定の観察条件における光沢・色再現画像データに変換して出力するものである。
【０１０４】
ここに上記色再現データは、観察照明光スペクトルと、等色関数データと、ディスプレイプロファイルデータと、を含んだものである。
【０１０５】
合成された拡散・鏡面反射成分画像データＩ（λ，φ’）から、撮影照明光スペクトルＥ（λ）と、観察照明光スペクトルＥ0（λ）と、等色関数データｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）とを用いて、次の数式２８により三刺激値Ｘ（φ’），Ｙ（φ’），Ｚ（φ’）を算出する。
【数２８】
0004756148.tif 000029
【０１０６】
これらの三刺激値Ｘ（φ’），Ｙ（φ’），Ｚ（φ’）は、ディスプレイプロファイルを用いてディスプレイへの入力信号値Ｄr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）に変換される。
【０１０７】
ここに上記ディスプレイプロファイルは、表示モニタ５のＲＧＢ各原色の色度値と、トーンカーブデータとを含んだものである。
【０１０８】
このディスプレイプロファイルを用いてＸＹＺからＤr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）に変換する手段については、田島譲二による「カラー画像複製論」（丸善株式会社発行（１９９６））（以下、文献５という）等に記載されているために、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
こうして生成されたディスプレイへの入力信号値Ｄr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）は、上記表示モニタ５に入力され、該表示モニタ５において、所望の照明条件下における被写体の光沢・色が正確に再現された画像が、表示される。
【０１１０】
このような第１の実施形態によれば、被写体撮影画像の照明光成分と直交する成分から対応点を取得しているために、画像に光沢部分があったとしてもその影響をほぼ受けることなく、正確な対応点の追跡を行うことができる。
【０１１１】
また、被写体撮影画像の照明光成分と直交する成分を用いて、被写体撮影画像の鏡面反射成分と拡散反射成分とを分離しているために、複雑な計算を行うことなく、簡便に分離を行うことができる。
【０１１２】
こうして、光沢の影響をほぼ受けることなく、簡便に、対応点の追跡を行うとともに、拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することができるために、様々な照明条件下における物体の光沢や色を、正確に再現した画像を表示することが可能となる。
【０１１３】
また、本実施形態で説明したような技術を用いることにより、回転台を使用することなく撮影されたステレオ画像を用いた場合に発生する可能性のあった対応点マッチングのミスマッチ（誤認）を、軽減することができる。
【０１１４】
さらに、本実施形態で説明したような技術は、例えばテクスチャ解析や、交通違反等の証拠写真におけるハレーションの除去等にも応用することが可能である。
【０１１５】
図８から図１２は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図８は光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図、図９は光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図、図１０は対応点追跡処理部の構成を示すブロック図、図１１は光沢分離処理部の構成を示すブロック図、図１２は合成再現処理部の構成を示すブロック図である。
【０１１６】
この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【０１１７】
この第２の実施形態の光沢・色再現システムは、図８に示すように、上述した第１の実施形態の光沢・色再現システムとほぼ同様に構成されているが、マルチスペクトルカメラ１の代わりにＲＧＢカメラ３１を使用し、また、被写体３の近傍に白色板３２を載置している点が異なっている。
【０１１８】
上記ＲＧＢカメラ３１は、１回の撮影動作を行うことにより、ＲＧＢ３バンドの画像データを取得する撮影手段である。
【０１１９】
また、制御用ＰＣ４の制御に基づいて、回転台２を回転させながら、ＲＧＢカメラ３１により順次撮影を行っていくのも上述と同様であるが、白色板３２の撮影については、被写体３の撮影と同時に行っても良いし、あるいは被写体３の撮影を行う前後に、点光源６による同一の照明光環境下において行っても構わない。
【０１２０】
こうして撮影された被写体３の画像データは被写体撮影画像たる時系列ＲＧＢ画像データとして、また、白色板３２の画像データは白色板画像データとして、制御用ＰＣ４の内部にそれぞれ記憶される。
【０１２１】
その後に制御用ＰＣ４は、蓄積された時系列ＲＧＢ画像データの処理を行うようになっている。
【０１２２】
この制御用ＰＣ４の光沢・色再現処理部４０において行われる光沢・色再現処理について、図９を参照して説明する。
【０１２３】
光沢・色再現処理部４０は、図９に示すように、対応点追跡処理部４１と、光沢分離処理部４２と、合成再現処理部４３と、を有して構成されている。
【０１２４】
上記対応点追跡処理部４１は、対応点取得手段であって、図１０に示すように、鏡面反射係数算出部４５と、拡散反射成分算出部４６と、対応点算出部４７と、を有して構成されている。
【０１２５】
上記鏡面反射係数算出部４５は、時系列ＲＧＢ画像データを各画素毎に読み込むとともに、白色板画像データから抽出した照明光スペクトルの撮影信号ｅ（ｉ）を読み込んで、上述した数式１９を用いることにより、鏡面反射係数ｑg（φ）を算出するものである。
【０１２６】
上記拡散反射成分算出部４６は、各画素毎にＲＧＢ画像データ（上述した原理におけるｇ（ｉ，φ）に該当する）を読み込むとともに、上記鏡面反射係数算出部４５により算出したその鏡面反射係数ｑg（φ）と、照明光スペクトルの撮影信号ｅ（ｉ）とを読み込み、照明光成分と直交する成分として、拡散反射成分Ｐg（ｉ）および拡散反射係数ｐg（φ）を上述した数式２０より算出するものである。
【０１２７】
上記対応点算出部４７は、上述した数式５のｙ＝ｈで表されるライン毎に、上記拡散反射成分算出部４６により算出したＰg（ｉ）を入力し、上述した数式２１に基づいて、コスト関数Ｃ（ｒ）を算出し、このコスト関数Ｃ（ｒ）の値が最小となる振幅ｒを求める。そして、求めた振幅ｒを用いて、数式５により、各φの画像間の対応関係を与える位置データである対応点情報を算出して出力するものである。
【０１２８】
また、上記光沢分離処理部４２は、光沢分離手段であって、図１１に示すように、係数算出部５１と、拡散・鏡面成分算出部５２と、を有して構成されている。
【０１２９】
上記係数算出部５１は、上記対応点算出部４７から出力される対応点情報（ｐg（ｉ），ｑg（ｉ））を読み込んで、各対応点毎に拡散反射係数ｐg（φ）および鏡面反射係数ｑg（φ）を読み込み、上述した数式２７に基づいて、拡散成分比ｂ’／ａ’を求めるものである。
【０１３０】
上記拡散・鏡面成分算出部５２は、撮影照明光スペクトルの撮影信号ｅ（ｉ）を読み込むとともに、各対応点毎に、上述した拡散反射係数ｐg（φ）、鏡面反射係数ｑg（φ）、拡散成分比ｂ’／ａ’を読み込んで、上述した数式２５に基づいて、拡散反射成分ｇd（ｉ，φ）と鏡面反射成分ｇS（ｉ，φ）とを算出し、拡散・鏡面反射成分画像データとして出力するものである。
【０１３１】
さらに、上記合成再現処理部４３は、図１２に示すように、拡散・鏡面成分合成処理部５５と、色再現処理部５６と、を有して構成されている。
【０１３２】
上記拡散・鏡面成分合成処理部５５は、上記拡散・鏡面成分算出部５２から出力される拡散・鏡面反射成分画像データを読み込むとともに幾何データを読み込んで、拡散・鏡面反射成分画像データから幾何データに基づいて所定の幾何条件における拡散・鏡面反射成分画像データを合成するものである。
【０１３３】
ここに上記幾何データは、撮影照明光の光源と被写体表面の各点と測定点との位置関係を表す情報を含んだものである。
【０１３４】
これらの情報を用いて、様々な照明光の形状、位置、被写体の向きにおける被写体スペクトルを算出する手段の詳細については、上述した文献４に記載されており、ここでも同様の手段を用いることができるために説明を省略する。
【０１３５】
上記色再現処理部５６は、上記拡散・鏡面成分合成処理部５５により合成された拡散・鏡面反射成分画像データを読み込むとともに色再現データを読み込んで、拡散・鏡面反射成分画像データを所定の観察条件における光沢・色再現画像データに変換して出力するものである。
【０１３６】
上記色再現データは、ＲＧＢカメラの分光感度と、撮影照明光スペクトルと、被写体の分光反射率の統計データと、観察照明光スペクトルと、等色関数データと、ディスプレイプロファイルデータとを含んだものである。
【０１３７】
合成された拡散・鏡面反射成分画像データｇ（ｉ，φ’）から、分光反射率画像ｆ（λ，φ’）が推定される。この分光反射率画像ｆ（λ，φ’）の推定手段は、上述した第１の実施形態で用いたWiener推定を用いている。
【０１３８】
こうして推定された分光反射率画像ｆ（λ，φ’）から、観察照明光スペクトルＥ0（λ）と、等色関数データｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）とを用いて、次の数式２９により三刺激値Ｘ（φ’），Ｙ（φ’），Ｚ（φ’）を算出する。
【数２９】
0004756148.tif 000030
【０１３９】
これらの三刺激値Ｘ（φ’），Ｙ（φ’），Ｚ（φ’）は、ディスプレイプロファイルを用いてディスプレイへの入力信号値Ｄr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）に変換される。ここでディスプレイプロファイルを用いてＸＹＺからＤr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）に変換する手段も、上述した第１の実施形態で用いた手段と同様である。
【０１４０】
こうして生成されたディスプレイへの入力信号値Ｄr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）は、上記表示モニタ５に入力され、該表示モニタ５において、所望の照明条件下における被写体の光沢・色が正確に再現された画像が、表示される。
【０１４１】
このような第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、ＲＧＢカメラと白色板を用いることにより、より簡便に計測を行うことが可能となる。
【０１４２】
図１３から図１５は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図１３は光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図、図１４は光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図、図１５は合成再現処理部の構成を示すブロック図である。
【０１４３】
この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。
【０１４４】
この第３の実施形態の光沢・色再現システムは、図１３に示すように、上述した第２の実施形態の光沢・色再現システムとほぼ同様に構成されているが、白色板３２の代わりに色票６１を使用している点が異なっている。
【０１４５】
この色票６１は、白色の領域を含む例えば９色の領域から構成されており、無彩色を除く色は、互いに独立な分光反射率となっている。
【０１４６】
また、この色票６１の撮影については、被写体３の撮影と同時に行っても良いし、あるいは被写体３の撮影を行う前後に、点光源６による同一の照明光環境下において行っても構わないことも上述と同様である。
【０１４７】
こうして撮影された被写体３の画像データは時系列ＲＧＢ画像データとして、また、白色領域の画像は白色板画像データとして、さらに、色票全体の撮影画像は色票画像データとして、制御用ＰＣ４の内部にそれぞれ記憶される。
【０１４８】
その後に制御用ＰＣ４は、光沢・色再現処理部７０において、蓄積された時系列ＲＧＢ画像データの処理を行い、光沢・色再現画像データを出力するようになっている。
【０１４９】
光沢・色再現処理部７０は、図１４に示すように、対応点取得手段たる対応点追跡処理部７１と、光沢分離手段たる光沢分離処理部７２と、合成再現処理部７３と、を有して構成されている。
【０１５０】
これらの内の対応点追跡処理部７１は、上述した第２の実施形態の対応点追跡処理部４１と、また、光沢分離処理部７２は、上述した第２の実施形態の光沢分離処理部４２と、それぞれ同様である。
【０１５１】
また、上記合成再現処理部７３は、図１５に示すように、拡散・鏡面成分合成処理部７５と、色再現処理部７６と、を有して構成されている。
【０１５２】
これらの内の拡散・鏡面成分合成処理部７５は、上述した第２の実施形態の拡散・鏡面成分合成処理部５５と同様である。
【０１５３】
一方、上記色再現処理部７６は、上記拡散・鏡面成分合成処理部７５により合成された拡散・鏡面反射成分画像データを読み込むとともに、色再現データと色票画像データとを読み込んで、拡散・鏡面反射成分画像データを所定の観察条件における光沢・色再現画像に変換する。
【０１５４】
上記色再現データは、観察照明光スペクトルと、等色関数データと、ディスプレイプロファイルデータとを含んだものである。
【０１５５】
合成された拡散・鏡面反射成分画像データｇ（ｉ，φ’）から、分光反射率画像ｆ（λ，φ’）が推定される。この分光反射率画像ｆ（λ，φ’）は、色票画像データから抽出された色票の各色のＲＧＢ信号値と、予め測定されている色票の各色の分光反射率データと、から推定される。
【０１５６】
色票画像データを用いた分光反射率の推定手段は、Yuri Murakami、Takashi Obi、Masahiro Yamaguchi、Nagaaki Ohyama、Yasuhiro Komiyaによる「Spectral reflectance estimation from multi-band image using color chart」（Optics Communications 188（2001）の第４７頁から第５４頁）（以下、文献６という）に記載されているので、説明を省略する。
【０１５７】
分光反射率画像ｆ（λ，φ’）からディスプレイへの入力信号値Ｄr（φ’），Ｄg（φ’），Ｄb（φ’）に変換する手段も上述した第２の実施形態と同様であるために、説明を省略する。
【０１５８】
こうして、上記表示モニタ５において、所望の撮影照明条件下における被写体の光沢・色が正確に再現された画像が、表示される。
【０１５９】
このような第３の実施形態によれば、上述した第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、色票を用いることにより、より忠実な色再現を行うことが可能になる。
【０１６０】
なお、上述した各実施形態におけるブロック図として記載した各処理部は、専用の処理回路として構成しても良いし、あるいはコンピュータにおける処理プログラムとして構成しても構わない。
【０１６１】
また、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【０１６２】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１による本発明の光沢・色再現システムによれば、光沢があっても簡便に対応点を追跡することができる。
【０１６３】
また、請求項２による本発明の光沢・色再現システムによれば、簡便に拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することができる。
【０１６４】
さらに、請求項３による本発明の光沢・色再現システムによれば、光沢があっても簡便に対応点を追跡することができるとともに、スペクトルを推定することにより、精度を向上することができる。
【０１６５】
請求項４による本発明の光沢・色再現システムによれば、簡便に拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することができるとともに、スペクトルを推定することにより、精度を向上することができる。
【０１６６】
請求項５による本発明の光沢・色再現システムによれば、被写体と撮影手段との位置関係を変化させることにより、請求項１から請求項４に記載の発明と同様の効果を奏することができる。
【０１６７】
請求項６による本発明の光沢・色再現システムによれば、請求項１から請求項４に記載の発明と同様の効果を奏するとともに、撮影手段としてマルチバンドカメラを用いることにより、波長毎のスペクトル成分の違いを高精度に検出することが可能となるために、より精度を向上することができる。
【０１６８】
請求項７による本発明の光沢・色再現プログラムによれば、光沢があっても簡便に対応点を追跡することが可能となる。
【０１６９】
請求項８による本発明の光沢・色再現プログラムによれば、簡便に拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することが可能となる。
【０１７０】
請求項９による本発明の光沢・色再現プログラムによれば、光沢があっても簡便に対応点を追跡することが可能となるとともに、スペクトルを推定することにより、精度を向上することができる。
【０１７１】
請求項１０による本発明の光沢・色再現プログラムによれば、簡便に拡散反射成分と鏡面反射成分とを分離することが可能となるとともに、スペクトルを推定することにより、精度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の各実施形態に係る原理を説明するための図であり、（Ａ）被写体を記述する座標系と観測面の座標系との関係を示す図、（Ｂ）対応点の時空間断面画像の様子を示す図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図。
【図３】上記第１の実施形態に係る光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図。
【図４】上記第１の実施形態に係るスペクトル推定処理部の構成を示すブロック図。
【図５】上記第１の実施形態に係る対応点追跡処理部の構成を示すブロック図。
【図６】上記第１の実施形態に係る光沢分離処理部の構成を示すブロック図。
【図７】上記第１の実施形態に係る合成再現処理部の構成を示すブロック図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図。
【図９】上記第２の実施形態に係る光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図。
【図１０】上記第２の実施形態に係る対応点追跡処理部の構成を示すブロック図。
【図１１】上記第２の実施形態に係る光沢分離処理部の構成を示すブロック図。
【図１２】上記第２の実施形態に係る合成再現処理部の構成を示すブロック図。
【図１３】本発明の第３の実施形態に係る光沢・色再現システムの概略的な構成を示す図。
【図１４】上記第３の実施形態に係る光沢・色再現処理部の構成を示すブロック図。
【図１５】上記第３の実施形態に係る合成再現処理部の構成を示すブロック図。
【符号の説明】
１…マルチスペクトルカメラ（撮影手段、マルチバンドカメラ）
２…回転台
３…被写体
４…制御用パーソナルコンピュータ
５…表示モニタ
６…点光源
１０，４０，７０…光沢・色再現処理部
１１…スペクトル推定処理部（スペクトル推定手段）
１２，４１，７１…対応点追跡処理部（対応点取得手段）
１３，４２，７２…光沢分離処理部（光沢分離手段）
１４，４３，７３…合成再現処理部
１６…スペクトル推定行列算出部
１７…スペクトル推定部
２１，４５…鏡面反射係数算出部
２２，４６…拡散反射成分算出部
２３，４７…対応点算出部
２５，５１…係数算出部
２６，５２…拡散・鏡面成分算出部
２８，５５，７５…拡散・鏡面成分合成処理部
２９，５６，７６…色再現処理部
３１…ＲＧＢカメラ（撮影手段）
３２…白色板
６１…色票
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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