(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の測光エリアにおける輝度情報から露出条件を設定し、前記各測光エリアに対応したエリアの焦点検出を行い合焦点を決定する画像撮影装置であって、
前記合焦点の決定に使用した前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける順応領域の輝度を示す順応輝度情報を求め、前記合焦点の決定に使用しなかった前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける背景領域の輝度を示す背景輝度情報を求める手段と、
前記順応輝度情報と前記背景輝度情報とを画像の付加情報として画像ファイルに格納する格納手段とを有することを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
前記合焦点の決定に使用した前記測光エリアにおける前記輝度情報と、前記合焦点の決定に使用しなかった前記測光エリアにおける前記輝度情報は、前記各測光エリアから得られる輝度情報に当該測光エリアの面積及び位置に応じた重み付け係数を乗算することにより求められることを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
【請求項３】
前記順応輝度情報と前記背景輝度情報は、前記画像に対してカラーマッチングを行う際に入力側の観察条件として使用されることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像撮影装置。
【請求項４】
複数の測光エリアにおける輝度情報から露出条件を設定し、前記各測光エリアに対応したエリアの焦点検出を行い合焦点を決定する画像撮影装置における画像処理方法であって、
前記合焦点の決定に使用した前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける順応領域の輝度を示す順応輝度情報を求め、前記合焦点の決定に使用しなかった前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける背景領域の輝度を示す背景輝度情報を求める工程と、
前記順応輝度情報と前記背景輝度情報とを画像の付加情報として画像ファイルに格納する格納工程とを有することを特徴とする画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像のカラーマッチングを行う画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１は、一般的な異なるデバイス間のカラーマッチングを示した概念図である。
【０００３】
RGBデータである入力データは、入力プロファイルによりデバイスに依存しない色空間のXYZデータに変換される。出力デバイスの色再現範囲外の色は出力デバイスによって表現できないため、その全色が出力デバイスの色再現範囲内に収まるように、色空間圧縮が施される。そして、色空間圧縮が施された後、入力データはデバイスに依存しない色空間から出力デバイスに依存する色空間のCMYKデータへ変換される。
【０００４】
しかし、図１に示されるような系では異なる観察条件下のカラーマッチングを行うことが困難である。異なる観察条件下において色の見えを一致させるためには、人間の色知覚モデルを導入する必要がある。
【０００５】
人間の色知覚モデルは視野角２°の色票が与えられた場合に人間の色の見えが正しく予測できるように設計されており、図２に示すように人間の視野を定義している。一般に、CIE1931測色標準観察者は視野角１°から４°までの範囲で適用可能なので、この適用可能な領域を視野角２°以内の刺激領域と視野角４°以内の隣接領域として区別する。そして、隣接領域から視野角１０°までの領域を背景領域とし、その背景領域の周囲の領域を周囲領域とする。更に、刺激領域、隣接領域、背景領域及び周囲領域を全て含めた視界領域を順応領域とする。
【０００６】
代表的な色知覚モデルとしてはCIE CAM97sやCIE CAM02があり、これらのモデルでは色票の相対XYZ値を観察条件に依存しない色知覚空間上のJCh値やQMh値へ変換するために必要な観察条件パラメータを以下のように定義している。
LA:順応領域の絶対輝度（以下、順応輝度）[cd/m2]
Xw,Yw,Zw:白色点の相対X,Y,Z値
Yb:背景領域の相対輝度（以下、背景輝度[%]）
Surround:周囲光レベル
-Average Surround
-Dim Surround
-Dark Surround
ここで、順応輝度は通常、順応領域における白色点絶対輝度の20%が設定され、周囲光レベルは周囲領域における相対輝度が順応領域における白色点の20%以上ならばAverage、20%より小さいならばDim、ほとんど0%ならばDarkが設定される。
【０００７】
色知覚モデルが単色の色票を利用した実験結果から導出されたことから、複数の色が混在する画像に対して、どのような観察条件パラメータを適用すれば良いのかということは、これまで確立されていなかった。つまり、ニュートラルなグレーが白色点の20%であることから、Ybを20%として設定してしまうのが一般的であった。
【０００８】
また、画像に対して色知覚モデルを適用する場合には、全画素に対して一つの観察条件パラメータを利用するのが一般的であった。
【０００９】
図３は異なるデバイス間のカラーマッチングにおいて入出力観察条件（白色点、順応輝度、背景輝度、周囲光レベル）を考慮できるように拡張した概念図である。
【００１０】
D50光源下のRGBデータである入力データは、入力プロファイルによりD50光源下のXYZデータへ変換される。D50光源下のXYZデータは色知覚モデル順変換に入力側観察条件を与えることによって観察条件に依存しない色空間のJChデータまたはQMhデータへ変換される。JChデータまたはQMhデータは色知覚モデル逆変換に出力側観察条件を与えることによってA光源下のXYZデータへ変換される。さらに、A光源下のXYZデータは出力プロファイルによってA光源下のCMYKデータへ変換される。ここで、色空間圧縮は観察条件に依存しない色空間上で行われても、A光源下のXYZ空間上で行われても構わない。
【００１１】
従来、入出力観察条件パラメータ（白色点、順応輝度、背景輝度、周囲光レベル）の設定は、ユーザインターフェイスによる設定や予めプロファイル内に格納された観察条件パラメータを利用することによって行われていた。しかし、ユーザインターフェイスによる設定は一般ユーザにとって煩雑でわかりにくいものであり、プロファイルを選択する方法は観察条件の数だけプロファイルを用意する必要があった。プロファイル数の増大を防ぐために、ユーザインターフェイスによってプロファイル内の観察条件パラメータを更新することもできるが、ユーザにとっての煩雑さは解消されなかった。
【００１２】
また、特にデジタルカメラ画像に対する観察条件の設定は、撮影現場の観察条件が不明であり、撮影条件も異なっていることから適切な観察条件パラメータを設定することが困難だった。
【特許文献１】特開２０００−０５００８６公報
【特許文献２】特開２０００−０５００８８公報
【特許文献３】特開２０００−０５００８９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
このように、従来の観察条件パラメータの設定方法においては、
（１）観察条件設定について専門知識を必要とした。
（２）複数の観察条件を格納するために観察条件の数だけプロファイルを必要とした。
（３）撮影現場の観察条件が不明である。
という問題があった。
【００１４】
本発明は、画像撮影時の状況に応じた適切な順応輝度情報と背景輝度情報とを自動的に設定でき、カラーマッチングの観察条件設定に対するユーザ負担を軽減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明の画像撮影装置は、複数の測光エリアにおける輝度情報から露出条件を設定し、前記各測光エリアに対応したエリアの焦点検出を行い合焦点を決定する画像撮影装置であって、前記合焦点の決定に使用した前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける順応領域の輝度を示す順応輝度情報を求め、前記合焦点の決定に使用しなかった前記測光エリアにおける前記輝度情報から人間の色知覚モデルにおける背景領域の輝度を示す背景輝度情報を求める手段と、前記順応輝度情報と前記背景輝度情報とを画像の付加情報として画像ファイルに格納する格納手段とを有する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、画像撮影時の状況に応じた適切な順応輝度情報と背景輝度情報とを自動的に設定できるようになり、カラーマッチングの観察条件設定に対するユーザ負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下に、本発明に係る実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２２】
尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の実現手段としての一例であり、以下に例示される構成要素の寸法、形状、それらの相対配置等は、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜修正又は変更されるべきものであり、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではない。
【００２３】
また、本発明は、後述する実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記憶した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
［デジタルカメラにおける観察条件の算出］
図４にデジタルカメラ内の分割された測距点対応測光センサを示す。ここで、該測距点対応測光センサは分割された測光エリアS0〜S20に対応した焦点検出点S0〜S20を持つものとする。
【００２４】
焦点検出の原理は、撮影レンズの異なる領域を通った光束により一対のラインセンサとして形成されたCCDの上に夫々像を結像させ、これらの結像された像の相対的な位置の差（以下、デフォーカス量）が、合焦点と、検出された撮影レンズの焦点状態とのずれ量に比例的な関係にあることを利用して、上記２像の空間的な位相差を表わす像信号に適当な演算を施して、その時点での焦点状態、すなわち合焦状態からのずれ方向や合焦点までに必要な撮影レンズの移動距離を算出するようにしたものである。
【００２５】
図５に観察条件算出フローを示す。
【００２６】
先ず、被写体に対して測光を行い、各測光エリアS0〜S20から得られる輝度情報から露出条件（絞り、シャッタースピード）の演算を行う（Ｔ１）。
【００２７】
次に、被写体に対して各焦点検出点S0〜S20での焦点検出を行い（Ｔ２）、その検出結果から合焦点を決定する（Ｔ３）。合焦点が決定すれば、その結果に基づいてレンズ駆動量の計算が行われ、レンズ駆動を行う（Ｔ４，Ｔ５）。
【００２８】
次に、ステップＴ６，Ｔ７では、合焦点に利用されたエリア（デフォーカス量が小）と合焦点に利用されなかったエリア（デフォーカス量が大）に分類し、デフォーカス量が大きいエリアは背景とみなす。例えば、合焦点に利用されたエリアをS0,S5,S6,S7,S8,S9,S12、合焦点に利用されなかったエリアをS1,S2,S3,S4,S10,S11,S13,S14,S15,S16,S17,S18,S19,S20とすると、合焦点に利用されたエリアに対応する測光エリアの平均輝度Yaf [cd/m2]、合焦点に利用されなかったエリアに対応する測光エリアの平均輝度Ynaf [cd/m2]は、各エリアの面積や位置に応じた重み付けを考慮して、以下のように算出することができる。
Yaf=Cs0・Ys0＋Cs5・Ys5＋Cs6・Ys6＋Cs7・Ys7＋Cs8・Ys8＋Cs9・Ys9＋Cs12・Ys12 [cd/m2]
Ynaf=Cs1・Ys1＋Cs2・Ys2＋Cs3・Ys3＋Cs4・Ys4＋Cs10・Ys10＋Cs11・Ys11＋Cs13・Ys13＋Cs14・Ys14＋Cs15・Ys15＋Cs16・Ys16＋Cs17・Ys17＋Cs18・Ys18＋Cs19・Ys19＋Cs20・Ys20 [cd/m2]
ここで、Ysiは測光エリアiから出力される輝度情報であり、Csiは測光エリアiの面積や位置に応じた重み付けを考慮すると共に、該輝度情報の単位を[cd/m2]への変換するための係数である。
【００２９】
デジタルカメラの場合、被写体に対する測光情報から順応輝度は、
LA=Yaf [cd/m2]
として実測できる。
【００３０】
しかし、白色点の絶対輝度は同時に実測することができないため、背景輝度Yb[%]の決定は以下の方法によって行う。
（１）マニュアル露出設定時（Ｔ９）
マニュアル露出設定を利用する場合には、被写体と同一の観察条件下で設定された露出条件（絞り、シャッタースピード）及びフィルム感度から18%グレーに対する輝度を推測して背景輝度Ybを求める。露出計のEv値から決定された露出条件（絞りAv、シャッタースピードTv）とフィルムISO感度Sv及び輝度Bvの間には、APEX(Additive Photographic Exposure)値でEv=Av+Tv=Bv+Svの関係が成立することから、
Bv=Av+Tv-Sv
=2log2(F)-log2(T)-log2(ISO/3.125)
例えば、絞りF2.8、シャッタースピード1/160秒、ISO200ならば、
Bv=2log2(2.8)-log2(1/160)-log2(200/3.125)=4.32 [APEX]
更に、18%グレーに対する輝度B[cd/m2]との関係は、
Bv=log2(B/NK),NK=3.426
であるから、
B=3.426・(2Bv)=65.11 [cd/m2]
ちなみに、白色点の絶対輝度はB/0.18=65.11/0.18=361.73 [cd/m2]となる。
【００３１】
これより、背景輝度は、
Yb=18・Ynaf/B [%]
として算出することができる。また、全てのエリアが合焦点に利用されて、Ynafを算出できなかった場合には、Yb=20 [%]を設定する。
（２）AE設定時（Ｔ１０）
AE（自動露出）設定を利用する場合には、被写体と同一の観察条件下において既知の反射率を持つグレーチャート等をデジタルカメラで測光し、求められた平均輝度を予め基準値として登録しておく必要がある。
【００３２】
例えば、予めグレーチャート（18%グレー）に対する平均輝度Yg [cd/m2]をデジタルカメラ本体のメモリ中にマニュアル登録しておけば、背景輝度は、
Yb=18・Ynaf/Yg [%]
として算出することができる。
【００３３】
また、全てのエリアが合焦点に利用されて、Ynafを算出できなかった場合には、Yb=20 [%]を設定する。
【００３４】
デジタルカメラの場合、周囲光レベルSurroundは背景の延長と考え、Ybと連動するように設定する（Ｔ１１）。つまり、Ybが20%以上ならばAverage、20%より小さいならばDim、ほとんど0%ならばDarkとする。
【００３５】
白色点の相対X,Y,Z値Xw,Yw,Zwは、デジタルカメラのホワイトバランス情報（Auto/プリセット/マニュアル/色温度）に設定されている色温度等から換算する（Ｔ１２）。
【００３６】
以上の方法により、デジタルカメラの内部情報から撮影現場の撮影条件に対する観察条件パラメータを決定し、画像の付加情報として画像ファイルに格納する（Ｔ１３）。
【００３７】
画像ファイルへの観察条件パラメータの格納は、Exifタグのメーカ依存データ情報として観察条件のみを格納しても、ICCプロファイルのようなデバイス・プロファイルのプライベートタグとして格納し、画像への埋め込みプロファイルとして格納しても構わない。
【００３８】
画像ファイルへ格納された観察条件パラメータは、図２に示されるような観察条件を考慮したカラーマッチングを行う際に、画像ファイルから抽出され、入力側観察条件として利用される。
【００３９】
上記実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）画像の付加情報として観察条件パラメータを画像ファイルに格納することにより、入力側観察条件の設定を自動化できる。
（２）観察条件パラメータをプロファイルの付加情報として格納し、該プロファイルを画像ファイルに埋め込むことにより、入力観察条件の設定、及びプロファイル選択を自動化できる。
（３）撮影条件から観察条件を算出することにより、撮影現場に応じた観察条件パラメータを算出できる。
（４）分割された測距点対応測光センサから送られてくる出力や測距点情報を利用することにより、撮影現場に応じた正確な観察条件パラメータを算出できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】異なるデバイス間のカラーマッチングの従来例を示す図である。
【図２】人間の視野の定義を説明する図である。
【図３】異なるデバイス間のカラーマッチングにおいて入出力観察条件を考慮できるように拡張した概念図である。
【図４】デジタルカメラ内の分割された測距点対応測光センサを示す図である。
【図５】観察条件算出のためのフローチャートである。
【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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