(57)【要約】【課題】撮像素子の感知する光の強さを高精度に算出可能な応答特性モデルを生成する。【解決手段】異なる露光時間にて撮像された撮像データの中から選択された選択撮像データにおいて、等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置を画素位置設定部１１によりグループ化する。次いで、選択撮像データおよび選択撮像データとは異なる露光時間による撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、選択撮像データおよび選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける各グループの撮像素子出力代表値を撮像素子（ＣＣＤセンサ）出力代表値算出部１２により算出する。これら各露光時間での撮像データにおける各グループの撮像素子出力代表値を用いて、撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を撮像素子出力値（ＣＣＤセンサ出力値）と光エネルギとの関係テーブル算出部１３によって算出する。【選択図】図８
2007251485.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成方法であって、
前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、
前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、
前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップと、
を有することを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法において、
前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値は、前記各露光時間での撮像データにおいて、前記各グループの画素位置で取得される撮像素子出力値の平均値又は中央値であることを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法において、
前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する際、前記撮像素子が取り得る撮像素子出力値ごとに、等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化することを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法において、
前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する際、前記撮像素子が取り得る各撮像素子出力値から、複数の撮像素子出力値を選択し、選択した撮像素子出力値ごとに、等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化することを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法において、
前記選択撮像データは、前記露光時間の異なる複数の撮像データの中から、前記撮像素子出力値において黒つぶれ領域及び白飛び領域の少ない撮像画像データを選ぶことによって決定されることを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項６】
請求項１〜６のいずれかに記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法において、
前記撮像素子は、ＣＣＤセンサであることを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成方法。
【請求項７】
感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成装置であって、
前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する機能を有する画素位置設定部と、
前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択画像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出する機能を有する撮像素子出力代表値算出部と、
前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出する機能を有する撮像素子の出力値と光エネルギとの対応関係算出部と、
を有することを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成装置。
【請求項８】
感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成プログラムであって、
前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、
前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、
前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップと、
を有することを特徴とする撮像素子の応答特性モデル生成プログラム。
【請求項９】
感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルから、前記撮像素子出力値に対応する光エネルギを異なる露光時間ごとに取得し、前記異なる露光時間で取得した光エネルギから前記撮像素子が感知した光の強さを算出し、算出した前記撮像素子が感知した光の強さを取得する照度取得装置であって、
前記撮像素子の応答特性モデルは、
前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、
前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、
前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップと、
によって生成されることを特徴とする照度取得装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の照度取得装置において、
前記撮像素子が感知した光の強さを算出する際、前記撮像素子の出力値における黒つぶれ領域及び白飛び領域の影響を軽減する重み付けを行うことを特徴とする照度取得装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子について、前記感知した光の強さと露光時間とにより出力される撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成方法、撮像素子の応答特性モデル生成装置及び撮像素子の応答特性モデル生成プログラムならびに前記撮像素子の応答特性モデルを用いた照度取得装置に関する
【背景技術】
【０００２】
ディスプレイ装置の画質評価を正確に実施し、その評価結果を反映した画質調整処理を実施することで、高品質な映像表示の実現が可能となる。このとき、ディスプレイ装置の表示画面の明るさや色合いを正確かつ高精度に取得できるようにすることが重要であり、このような技術は様々提案されている。
【０００３】
ディスプレイ装置の表示画面の明るさや色合いなどを取得する従来の装置では、正確に校正された輝度計、色度計、ＣＣＤ(Charge Coupled Device）カメラなどの各種センサを用い、実験的に決定される測定条件下でディスプレイ装置が表示している画像を取得し、その出力データを適切に処理して、ディスプレイ装置の表示画面の明るさや色合いを取得する。
【０００４】
しかしながら、このような手法を利用する取得装置では、センサ自体の光強度の分解能やセンサに発生するノイズなどの影響により、人が視覚できる明るさや色合いが高精度に反映された出力データを取得できない場合があり、その出力データの再現性も十分ではないと言われている。
【０００５】
また、より高精度な測定を可能とするために、センサを常温以下に冷却してセンサノイズを抑制した上で表示画面を取得する装置も存在するが、装置が大掛かりとなるとともにきわめて高価であること、装置の動作環境や動作条件の制限が多いことなどの様々な課題がある。
【０００６】
そこで、ディスプレイの表示画面をＣＣＤカメラで露光時間を変更しながら撮像することによって得られる撮像データを用いて、撮像素子の応答特性モデルとしてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギ（光エネルギ＝ＣＣＤセンサの感知した光の強さ×露光時間）との関係を表す関係テーブルから、露光時間とその露光時間でのＣＣＤセンサ出力値を与えることによって光エネルギを取得し、取得した光エネルギからＣＣＤセンサの感知した光の強さ（放射照度という）を計算する手法が従来から提案されている。なお、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの対応関係を表す関係テーブルを、単にＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルと呼ぶことにする。
【０００７】
しかし、この種の従来の手法では、ＣＣＤセンサで発生するノイズの影響が考慮されていないＣＣＤセンサ出力値によって、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルから光エネルギを取得して、取得した光エネルギから放射照度を算出するようにしているので、算出された放射照度にもノイズの影響が含まれてしまい、算出される放射照度が露光時間の設定の仕方によって変化してしまうといった問題がある。
【０００８】
たとえば、特許文献１には、露光条件の異なる複数の画像データを合成して高ダイナミックレンジ画像データを生成することを可能とする技術が開示されている。この特許文献１に開示された技術は、露光条件の異なる複数の画像データを合成して高ダイナミックレンジ画像データを生成するときに、画像データを合成するたびに、画像データから高ダイナミックレンジ画像データへの変換式(倍率)を算出し直すといった処理を行う。
【０００９】
すなわち、特許文献１に開示された技術は、高ダイナミックレンジ画像データの各画素値を、最適露光時間とそのときの画像データの画素値から算出することで、黒つぶれ領域又は白飛び領域の無い高ダイナミックレンジ画像データを合成する。このときに、画像データの合成処理のたびに画像データから高ダイナミックレンジ画像データへの変換式(倍率)を算出し直す。
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１３１７０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、ＣＣＤセンサなどの撮像素子で発生するノイズについて考慮されていないため、露光時間の設定の仕方によって高ダイナミックレンジ画像データの値が大きく変化してしまうという問題がある。
【００１２】
なお、特許文献１に開示された技術は、ディスプレイ装置の画質評価を行うために表示画面の明るさや色合いなどを取得するためのものではなく、ＣＣＤセンサなどの撮像素子を用いたディジタルカメラなどにおけるダイナミックレンジの拡大を主な目的としているものである。このため、ＣＣＤセンサなどの撮像素子で発生するノイズを考慮する必要性がそれほど大きくないと考えられる。
【００１３】
しかし、ディスプレイ装置の画質評価を正確に実施するために表示画面の明るさや色合いなどを取得することを目的とした場合には、ＣＣＤセンサなどの撮像素子で発生するノイズについて考慮することがきわめて重要となる。
【００１４】
特に、前述した撮像素子の応答特性モデルとしてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルを算出する際に、従来においては、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルの算出に用いる画素が適切に選択されていないという問題、ＣＣＤセンサの感知した光の強さとＣＣＤセンサ出力値との対応が適切に設定されていないといった問題がある。このため、ＣＣＤセンサのノイズの影響により、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルの精度が不足するといった課題やＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルを算出する処理の安定性が不足するといった課題がある。
【００１５】
本発明は、撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルをノイズの影響の少ない撮像素子の応答特性モデルとして生成可能な撮像素子の応答特性モデル生成方法、撮像素子の応答特性モデル生成装置及び撮像素子の応答特性モデル生成プログラムを提供するとともに、ノイズの影響の少ない撮像素子の応答特性モデルを用いることにより、撮像素子の感知した光の強さを高精度に取得可能な照度取得装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
（１）本発明の撮像素子の応答特性モデル生成方法は、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成方法であって、前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から所定の露光時間での撮影データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００１７】
本発明の撮像素子の応答特性モデル生成方法によれば、各露光時間での撮像データについて、所定の露光時間の撮影データで等しい撮像素子出力値を有する画素で分類されたグループ毎に撮像素子出力代表値を算出し、前記各グループの各露光時間での撮像素子出力代表値を用いて撮像素子の応答特性モデルとしての撮像素子出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出することにより、ノイズの影響の少ない撮像素子出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出することができる。
【００１８】
このようなノイズの影響の少ない撮像素子出力値と光エネルギとの関係テーブルを用いて、光エネルギを算出し、算出された光エネルギから撮像素子が感知した光の強さ（放射照度という）を取得することにより、取得された放射照度は信頼性の高い高精度な値となる。したがって、取得された放射照度を、ディスプレイ装置の画質評価に用いることで、ディスプレイ装置の画質評価を正確に行うことができる。
【００１９】
（２）前記（１）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法においては、前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値は、前記各露光時間での撮像データにおいて、前記各グループの画素位置における撮像素子出力値の平均値又は中央値であることが好ましい。
このように、各露光時間での撮像データにおいて、前記各グループの画素位置における撮像素子出力値の平均値又は中央値を、各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値とし、それを用いて撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出することにより、ノイズの影響をより少なくした撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出することができる。
【００２０】
（３）前記（１）又は（２）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法においては、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する際、前記撮像素子が取り得る撮像素子出力値ごとに、等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化することが好ましい。
【００２１】
これは、選択撮像データにおいて、等しい撮像素子出力値を出力する画素をグループ化する際、撮像素子の取り得る撮像素子出力値が、たとえば、「０」〜「１０２３」の階調値として出力される場合には、「０」〜「１０２３」のそれぞれの階調値で画素をグループ化することである。これによれば、より高精度な撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出することができる。
【００２２】
（４）前記（１）又は（２）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法においては、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する際、前記撮像素子が取り得る各撮像素子出力値の中から、複数の前記撮像素子出力値を選択し、選択した撮像素子出力値ごとに、等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化することもまた好ましい。
【００２３】
これは、選択撮像データにおいて、等しい撮像素子出力値を出力する画素をグループ化する際、撮像素子の取り得る撮像素子出力値が、前述同様、たとえば、「０」〜「１０２３」の階調値として出力される場合には、「０」〜「１０２３」の階調値のうち、複数の階調値を選択し（撮像素子の取り得る撮像素子出力値を等分した値たとえば「０」、「２５５」、「５１１」、「７６７」、「１０２３」を選択することや、撮像素子の取り得る撮像素子出力値を不等分した値たとえば「２００」、「４００」、「５００」、「６００」、「８００」を選択することを行う）、これら選択された階調値に等しい撮像素子出力値を出力する画素を選択・分類することでグループ化することである。このように、撮像素子の取り得る撮像素子出力値のうち、複数の階調値を選択し、選択された階調値でグループ化することにより演算量を削減することができる効果が得られる。
【００２４】
（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法においては、前記選択撮像データは、前記露光時間の異なる複数の撮像データの中から、撮像素子出力値において黒つぶれ領域及び白飛び領域の少ない撮像データを選ぶことによって決定されることが好ましい。
【００２５】
このように、グループ化するために用いる撮像データとして、黒つぶれ領域及び白飛び領域の少ない撮像データを用いることにより、各露光時間による撮像データにおける各グループの撮像素子出力代表値などを算出する処理において、適切な撮像素子代表値を得ることができ、それによって、ノイズの影響のより少ない撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出することができる。
【００２６】
（６）前記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法においては、前記撮像素子は、ＣＣＤセンサであることが好ましい。
このように、撮像素子としてＣＣＤセンサを用いることにより、ＣＣＤセンサを用いたディジタルカメラなどを用いて放射照度を算出することができる。
【００２７】
（７）本発明の撮像素子の応答特性モデル生成装置は、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成装置であって、前記撮像素子により取得される異なる露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化する機能を有する画素位置設定部と、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択画像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出する機能を有する撮像素子出力代表値算出部と、前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出する機能を有する撮像素子の出力値と光エネルギとの対応関係算出部とを有することを特徴とする。
【００２８】
本発明の撮像素子の応答特性モデル生成装置においても、前記（１）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法と同様の効果を得ることができる。なお、本発明の撮像素子の応答特性モデル生成装置においても、前記（２）〜（６）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法と同様の特徴を有することが好ましい。
【００２９】
（８）本発明の撮像素子の応答特性モデル生成プログラムは、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間とにより出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成を行う撮像素子の応答特性モデル生成プログラムであって、前記撮像素子により取得される露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップとを有することを特徴とする。
【００３０】
本発明の撮像素子の応答特性モデル生成プログラムにおいても、前記（１）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法と同様の効果を得ることができる。なお、本発明の撮像素子の応答特性モデル生成プログラムにおいても、前記（２）〜（６）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法と同様の特徴を有することが好ましい。
【００３１】
（９）本発明の照度取得装置は、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子において、前記光の強さと露光時間により出力される前記撮像素子の撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルから、前記撮像素子出力値に対応する光エネルギを異なる露光時間ごとに取得し、前記異なる露光時間で取得した光エネルギから前記撮像素子が感知した光の強さを算出し、算出した前記撮像素子が感知した光の強さを取得する照度取得装置であって、前記撮像素子の応答特性モデルは、前記撮像素子により取得される露光時間での撮像データの中から、所定の露光時間での撮像データを選択撮像データとして選択し、前記選択撮像データにおいて等しい撮像素子出力値を有する画素の画素位置をグループ化するステップと、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方において、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置での撮像素子出力値から、前記選択撮像データ及び前記選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を算出するステップと、前記各露光時間での撮像データにおける前記各グループの撮像素子出力代表値を用いて、前記撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を算出するステップとによって生成されることを特徴とする。
【００３２】
撮像素子出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルがこのようなステップによって生成されることにより、ノイズの影響の少ない撮像素子の応答特性モデルを生成することができる。このようなノイズの影響の少ない撮像素子の応答特性モデルを用いて、光エネルギを算出し、算出された光エネルギから撮像素子が感知した光の強さ、すなわち放射照度を取得することにより、取得された放射照度は信頼性の高い高精度な値となる。したがって、取得した放射照度を、ディスプレイ装置の画質評価に用いることで、ディスプレイ装置の画質評価を正確に行うことができる。
なお、本発明の照度取得装置においても、前記（２）〜（６）に記載の撮像素子の応答特性モデル生成方法と同様の特徴を有することが好ましい。
【００３３】
（１０）前記（９）に記載の照度取得装置においては、前記撮像素子が感知した光の強さを算出する際、前記撮像素子の出力値における黒つぶれ領域及び白飛び領域の影響を軽減する重み付けを行うことが好ましい。
このように、撮像素子出力値における黒つぶれ領域及び白飛び領域など、撮像素子出力値として安定しない領域における撮像素子出力値の影響が軽減されるような重み付けを行うことにより、信頼性の高い放射照度を算出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の実施形態では、感知した光の強さを電気エネルギに変換して出力する撮像素子としてはＣＣＤセンサを用いるものとする。また、本発明の実施形態では、ＣＣＤセンサの出力値（ＣＣＤセンサ出力値という）は「０」〜「１０２３」の階調値を取るものとする。
【００３５】
まず、ＣＣＤセンサが感知した光の強さを算出する際に用いられるＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの対応関係を表す撮像素子の応答特性モデルの生成について説明する。
【００３６】
本発明の実施形態に係る撮像素子の応答特性モデルの生成処理は、ＣＣＤセンサが異なる露光時間で所定の画像を撮像することによって得られた撮像データの中から所定の露光時間による撮像データを選択し、選択した撮像データ（選択撮像データという）において等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の画素位置をグループ化する。
【００３７】
そして、選択撮像データ及び選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方について、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置でのＣＣＤセンサ出力値から、選択撮像データ及び選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を算出し、算出した各露光時間による撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を用いて、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの対応関係を算出する。
【００３８】
なお、光エネルギは、ＣＣＤセンサが感知した光の強さ（放射照度）と露光時間との積（光エネルギ＝放射照度×露光時間）で表される。したがって、ＣＣＤセンサ出力値を用いて、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの対応関係から光エネルギを取得し、取得した前記光エネルギと、ＣＣＤセンサが所定の画像を撮像した際の露光時間とからＣＣＤセンサが所定の画像を撮像した際に感知した光の強さを算出することができる。
【００３９】
図１はある露光時間での撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素をグループ化する処理を説明する図である。図１（ａ）は、同じ画面を異なる露光時間で撮像して得られた撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・であり、この図１（ａ）に示す複数の異なる露光時間による撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・の中から、任意の露光時間による撮像データを選択し、その撮像データを選択撮像データとする。
【００４０】
なお、異なる露光時間による撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・の中から、任意の露光時間による撮像データを選択し、その撮像データを選択撮像データとする際、撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・の黒つぶれ領域（ノイズレベル領域）及び白飛び領域（飽和領域）のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数を調べる。
【００４１】
そして、撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・のノイズレベル領域又は飽和領域のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数が多い撮像データについては、画素位置データを設定するために用いる撮像データすなわち選択撮像データとすべき候補から除外した上で、幾つかの選択撮像データ候補を設定し、設定された選択撮像データ候補の中からいずれかの撮像データを選択撮像データとして決定する処理を行うことが好ましい。このような処理を行うことによって、ノイズレベル領域及び飽和領域の少ない撮像データを選択撮像データとすることができる。
【００４２】
ここでは、図１（ｂ）に示すように、ある露光時間（たとえば露光時間Δｔｒとする）の撮像データＤＣが選択撮像データとして決定されたとする。そして、選択撮像データＤＣにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素を図１（ｃ）のようにグループ化する。
【００４３】
すなわち、図１（ｃ）に示すように、選択撮像データＤＣにおけるＣＣＤセンサ出力値が「１」の画素の画素位置は「（ｘ１，ｙ１）、・・・、（ｘｐ，ｙ１）」、選択撮像データＤＣにおけるＣＣＤセンサ出力値が「５１１」の画素の画素位置は「（ｘ１，ｙｊ）、・・・、（ｘｐ，ｙｊ）」というように、選択撮像データＤＣにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の位置（画素位置）がグループ化される。これによって、選択撮像データＤＣに存在する各ＣＣＤセンサ出力値について、等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の画素位置を取得することが可能になる。
【００４４】
なお、図１（ｃ）における「Ｎｏ．」はインデクスを表し、これは「０」〜「１０２３」の階調値で表されるＣＣＤセンサ出力値を１６進法で表したものであり、この図１（ｃ）の場合、ＣＣＤセンサ出力値が取り得る「０」〜「１０２３」の階調値に対応したインデクス「０ｘ０」〜「０ｘ３ＦＦ」が与えられ、各インデクス「０ｘ０」〜「０ｘ３ＦＦ」ごとに等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素位置がグループ化される。
【００４５】
次に、選択撮像データ及び選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データの双方について、前記グループ化によって得られた各グループの画素位置でのＣＣＤセンサ出力値から、選択撮像データ及び選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける前記グループのそれぞれのＣＣＤセンサ出力代表値（これについては後に具体的に説明する）を算出する。
【００４６】
図１（ｄ）は選択撮像データ及び選択撮像データとは異なる露光時間での撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を示す図である。なお、図１（ｄ）におけるインデクス「０ｘ０」〜「０ｘ３ＦＦ」は、図１（ｃ）の各グループに対応するインデクス「０ｘ０」〜「０ｘ３ＦＦ」に対応する。
【００４７】
この図１（ｄ）は、選択撮像データ（露光時間Δｔｒによる撮像データ）のＣＣＤセンサ出力値がたとえば「１」であるグループ（インデクス「０ｘ１」のグループ）の各画素位置の他の露光時間（たとえば露光時間Δｔ０）による撮像データのＣＣＤセンサ出力代表値は「０」であることを示している。
【００４８】
同様に、選択撮像データ（露光時間Δｔｒによる撮像データ）のＣＣＤセンサ出力値がたとえば「１」であるグループ（インデクス「０ｘ１」のグループ）の各画素位置の他の露光時間（たとえば露光時間ΔｔＲ）による撮像データのＣＣＤセンサ出力代表値は「４９９」であることを示している。
なお、各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を求める方法については後述する。
【００４９】
次に、図１（ｄ）のように求められた各インデクスに対応する各グループの各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値から、図２に示すような手順で撮像素子の応答特性モデルを生成する。
【００５０】
この撮像素子の応答特性モデルは、ＣＣＤセンサ出力値を入力データとし光エネルギ（放射照度×露光時間）を出力データとするＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの対応関係を表すＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルであり、これは、図２において示されるＣＣＤセンサの感知した光の強さ（放射照度）Ｅと露光時間Δｔとの積すなわち光エネルギとＣＣＤセンサ出力値Ｚとのモデル式、
Ｅ・Δｔ＝ｇ（Ｚ）  ・・・（１）
によって生成することができる。
【００５１】
図３は各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値から、撮像素子の応答特性モデルとしてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する処理を説明する図である。
【００５２】
図３（ａ）は異なる露光時間によって撮像された撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・であり、これは、図１（ａ）と同じものである。また、図３（ｂ）は選択撮像データＤＣ，において等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素位置をグループ化したデータを示すもので、これは、図１（ｃ）と同じものである。
【００５３】
図３（ｂ）に示すように、選択撮像データ（ここでは露光時間Δｔｒによる撮像データ）における画素位置のグループ化がなされると、これに基づいて、各露光時間での撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値が求まる（図１（ｄ）参照）。そして、求められた各露光時間での撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値から、図３（ｃ）に示すように、各インデクス（たとえば、「０ｘ１」，・・・，「０ｘ１ＦＦ」，・・・，「０ｘ３ＦＦ」）に対応するグループごとに、露光時間とＣＣＤセンサ出力代表値との関係が求まる。次に、図３（ｃ）に示す各インデクスに対応するグループごとの露光時間とＣＣＤセンサ出力代表値との関係から（１）式のモデル式を用いて、図３（ｄ）に示すように、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギ（光エネルギ＝放射照度×露光時間）との関係テーブルが求まる。
【００５４】
ところで、各露光時間による撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値は、次のように求めることができる。
すなわち、下記の（２）式から、各露光時間による撮像データにおける前記各グループの画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の平均値を算出し、この平均値を各露光時間による撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値とする。
【数１】
2007251485.tif 000003
（２）式において、Ｚｓ,ｒは、露光時間Δｔｒの撮像データにおけるグループｓのＣＣＤセンサ出力代表値、Ｚi,rは、露光時間Δｔｒの撮像データについてグループｓに分類された画素位置ｉで参照されるＣＣＤセンサ出力値である。ここで、ｉは選択撮像データでグループｓに分類された画素位置を表すインデクス、Ｉは選択撮像データでグループｓに分類された画素位置の総数、ｓは選択撮像データのＣＣＤセンサ出力値によるグループ化した際の各グループを表すインデクス、ｒは露光時間のインデクスである。
【００５５】
各露光時間による撮像データにおける前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値については、各露光時間による撮像データにおける前記各グループの画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の中央値としても良い。これにより、各露光時間による撮像データにおける前記各グループの画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の平均値とした場合と同様の効果が得られる。
【００５６】
図４〜図６は各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を求める具体例を示す図である。なお、図４〜図６においては、説明を簡単化するために、５画素×５画素の撮像データについて説明する。
【００５７】
図４は露光時間Δｔｒによる撮像データである。すなわち、選択撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する例を示す図である。図４（ａ）は選択撮像データの各画素位置におけるＣＣＤセンサ出力値を示すものであり、図４（ａ）に示すＣＣＤセンサ出力値を図１（ｃ）で説明したように等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素位置をグループ化したものが図４（ｂ）である。
【００５８】
図４（ｂ）は、たとえば、ＣＣＤセンサ出力値が「１」（インデクス「０ｘ１」）のグループに属する画素位置（座標値）は、（４，０）、（４，１）、（４，２）、（４，３）、（４，４）、（３，４）、（２，４）、（１，４）、（０，４）であることを示している。同様に、ＣＣＤセンサ出力値が「１０２３」（インデクス「０ｘ３ＦＦ」）のグループに属する画素位置（座標値）は、（０，０）であることを示している。
【００５９】
このように、等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の画素位置がインデクス「０ｘ１」、「０ｘＦＦ」、「０ｘ１ＦＦ］、「０ｘ２ＦＦ」、「０ｘ３ＦＦ」に対応付けられてグループ化される。なお、図４（ｂ）に示す選択撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力値「１」、「２５５」、「５１１」、「７６７」、「１０２３」は、選択撮像データすなわち露光時間Δｔｒによる撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値とする。
【００６０】
図５は露光時間Δｔ０による撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する例を示す図である。図５（ａ）は露光時間Δｔ０による撮像データのＣＣＤセンサ出力値を示すものである。
【００６１】
図５（ａ）において、選択撮像データのインデクス「０ｘ１」のグループに属する画素位置（座標値）と同じ画素位置（座標値）の画素のＣＣＤセンサ出力値は、図５（ａ）に示すようにすべて「０」である。したがって、露光時間Δｔ０による撮像データにおいては、インデクス「０ｘ１」のグループに属する画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力代表値は、（２）式から得られる平均値、又はこのグループに属する画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の中央値により「０」と求めることができる。同様に、図５（ａ）において、選択撮像データのインデクス「０ｘＦＦ」のグループに属する画素位置と同じ画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力値は、図５（ａ）に示すように「２」、「２」、「２」、「１」、「２」、「２」、「３」である。したがって、露光時間Δｔ０による撮像データにおいては、インデクス「０ｘ１」のグループに属する画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力代表値は、（２）式から得られる平均値、又はこのグループに属する画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の中央値により「２」と求めることができる。
【００６２】
同様に、図５（ａ）において、選択撮像データのインデクス「０ｘ１ＦＦ」のグループに属する画素位置と同じ画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力値は、図５（ａ）に示すように「１３」、「１３」、「１２」、「１３」、「１４」である。したがって、したがって、露光時間Δｔ０による撮像データにおいては、インデクス「０ｘ１ＦＦ」のグループに属する画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力代表値は、（２）式から得られる平均値、又はこのグループに属する画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の中央値により「１３」と求めることができる。
【００６３】
以上のようにして、露光時間Δｔ０による撮像データの各グループすなわち各インデクスにおけるＣＣＤセンサ出力代表値を求めることができる。図５（ｂ）は、各インデクス「０ｘ１」〜「０ｘ３ＦＦ」における露光時間Δｔ０での撮像データにおけるＣＣＤセンサ出力代表値と、その画素位置を示す図である。
【００６４】
図６に示す露光時間ΔｔＲによる撮像データについても同様に考えることができる。すなわち、図６（ａ）において、選択撮像データのインデクス「０ｘ１」のグループに属する画素位置と同じ画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力値は、図６（ａ）に示すように「４９９」、「４９９」、「４９８」、「４９８」、「４９８」、「４９９」、「４９９」、「５００」、「５０１」である。したがって、露光時間ΔｔＲによる撮像データにおいては、インデクス「０ｘ１」のグループに属する画素位置の画素のＣＣＤセンサ出力代表値は、（２）式から得られる平均値、又はこのグループに属する画素位置でのＣＣＤセンサ出力値の中央値により「４９９」と求めることができる。
【００６５】
以上のようにして、露光時間ΔｔＲによる撮像データの各グループすなわち各インデクスにおけるＣＣＤセンサ出力代表値を求めることができる。図６（ｂ）は各インデクス「０ｘ１」〜「０ｘ３ＦＦ」における露光時間ΔｔＲによる撮像データにおけるＣＣＤセンサ出力代表値と、その画素位置を示す図である。
【００６６】
図７は図４〜図６によって求められた各露光時間Δｔ０，Δｔｒ，ΔｔＲによる撮像データにおける各グループすなわち各インデクスのＣＣＤセンサ出力代表値を示す図である。
図７に示すような、各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を用いることにより、図３で説明したような手順によって、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出することができる。
【００６７】
図８は本発明の実施形態に係る照度取得装置の構成を示す図である。本発明の実施形態に係る照度取得装置は、その構成を大別すると、撮像素子の応答特性モデルとしてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを生成する撮像素子の応答特性モデル生成装置１と、撮像素子の応答特性モデル生成装置１で生成されたＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルから、ＣＣＤセンサ出力値に対応する光エネルギを異なる露光時間毎に取得し、異なる露光時間で取得した光エネルギからＣＣＤセンサ出力値が感知した光の強さ（放射照度）を算出する照度算出部（図８では放射照度算出部としている）２とを有している。
【００６８】
撮像素子の応答特性モデル生成装置１は、任意に選択した露光時間による撮像データを選択撮像データ（一例として図１（ｂ）参照）とし、その選択撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の画素位置をグループ化し、グループ化された各グループの画素位置を画素位置データとして出力する画素位置設定部１１、各露光時間による撮像データでの前記各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を算出するＣＣＤセンサ出力代表値算出部１２、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出するＣＣＤ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部１３を有している。
【００６９】
また、図８に示す本発明の実施形態に係る照度取得装置が行う各種の処理に必要なデータ及び各構成要素によって算出されるデータとしては、ディスプレイ装置に表示される所定の表示画面を異なる露光時間で撮像することによって得られた各露光時間に対応する撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・を有する撮像データＤ１、画素位置設定部１１で設定された選択撮像データにおける各グループの画素位置データＤ２（一例として図１（ｃ）参照）、ＣＣＤセンサ出力代表値算出部１２から出力されるＣＣＤセンサ出力代表値Ｄ３（一例として図７参照）、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部１３によって算出されるＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルＤ４、放射照度算出部２によって算出される放射照度データＤ５がある。
【００７０】
なお、各露光時間に対応する撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・は、ＣＣＤセンサを撮像素子として用いたディジタルカメラなどにより、所定の表示画面を幾つかの異なる露光時間で撮像することによって得られるデータであり、これら撮像データＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・から得られる各画素のＣＣＤセンサ出力をＣＣＤセンサ出力値とする。なお、異なる露光時間の設定はシャッタースピードの変更で実現できる。
【００７１】
図９は本発明の実施形態に係る照度取得装置が行う全体的な処理手順を説明するフローチャートである。図９において、まず、画素位置設定部１１により、選択撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素位置をグループ化して、各グループに分類された画素の画素位置を示す画素位置データを出力する（ステップＳ１）。次に、ＣＣＤセンサ出力代表値算出部１２により、各露光時間での撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を算出する（ステップＳ２）。
【００７２】
ステップＳ２により算出された各露光時間での撮像データにおけるグループのＣＣＤセンサ出力代表値を用いて、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部１３により、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する（ステップＳ３）。そして、放射照度算出部２により放射照度を算出する（ステップＳ４）。
【００７３】
図１０は画素位置設定部１１が行う画素位置設定の処理手順を説明するフローチャートである。まず、露光時間の異なる撮像データを取得する（ステップＳ１１）。そして、露光時間が異なる撮像データについて、撮像データの黒つぶれ領域（ノイズレベル領域）及び白飛び領域（飽和領域）のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数を調べ、これらの画素の数の大小に基づいて、画素位置を設定するために用いる選択撮像データ候補を幾つか選ぶ（ステップＳ１２）。そして、選択撮像データ候補の中から選択撮像データを選択する（ステップＳ１３）。
【００７４】
ステップＳ１２，Ｓ１３の処理は、具体的には、撮像データのノイズレベル領域及び飽和領域のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数を調べ、撮像データのノイズレベル領域又は飽和領域のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数が多い撮像データを除外した上で選択撮像データ候補を設定する。そして、選択撮像データの候補の中から最適な撮像データを選択して、それを選択撮像データとする。この選択撮像データとしては、選択撮像データ候補のうち、露光時間が中央値となる撮像データを選ぶのが妥当である。
【００７５】
そして、ステップＳ１３により選択された選択撮像データにより、画素位置を設定する（ステップＳ１４）。この画素位置設定処理の具体例については、図４において説明したのでここではその説明は省略する。
【００７６】
図１１はＣＣＤセンサ出力代表値算出部１２が行うＣＣＤセンサ出力代表値算出処理手順を説明するフローチャートである。図１１に示すように、露光時間の異なる撮像データを取得するともに、画素位置設定部１１から出力された画素位置データを取得する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。そして、各露光時間の撮像データごとに、画素位置設定部１１から出力された画素位置データに基づいて各画素位置でのＣＣＤセンサ出力値を取得し、各露光時間でのＣＣＤセンサ出力代表値を算出する（ステップＳ２３）。このＣＣＤセンサ出力代表値の算出の具体例については、図４〜図７において説明したので、ここではその説明は省略する。
【００７７】
図１２はＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部１３が行うＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出処理手順を説明するフローチャートである。
【００７８】
図１２において、まず、ＣＣＤセンサ出力代表値を取得する（ステップＳ３１）。そして、取得したＣＣＤセンサ出力代表値（一例として図７参照）を用いて、図３で説明したように、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する（ステップＳ３２）。このステップＳ３２の処理、すなわち、ＣＣＤセンサ出力代表値を用いて、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する処理は、各露光時間でのＣＣＤセンサ出力代表値を、
【数２】
2007251485.tif 000004
に当てはめることにより、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する。この処理については、色々な手法が提案されている。たとえば、「Paul Debevec, Jitendra Malik : Recovering High Dynamic Range Radiance Maps from Photographs, Computer Graphics (Proceedings of SIGGRAPH 97), ACM, 1997」がその一例として挙げられる。
【００７９】
図１３は放射照度算出部２が行う放射照度算出処理手順を説明するフローチャートである。図１３において、露光時間の異なる撮像データを取得するともに、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを取得する（ステップＳ４１，Ｓ４２）。そして、露光時間の異なる撮像データとそのときの露光時間、ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルと、ノイズデータとを用いて、ＣＣＤセンサの各画素が感知した放射照度を計算する（ステップＳ４３）。このとき、ＣＣＤセンサ出力値に関する重みによる重み計算を行う。これは、ノイズレベル領域及び飽和領域から得られる放射照度の重みを、それ以外の領域から得られる放射照度の重みより小さくすることで、安定的な放射照度の算出を可能とするためである。
【００８０】
ここで、ＣＣＤセンサにおけるある画素ｉにおける放射照度Ｅｉは、ＣＣＤセンサ出力値に対する重みを考慮した重み付き平均を取った式として表わすと、
【数３】
2007251485.tif 000005
で表すことができる。
【００８１】
なお、（４）式において、ｉは撮像データの画素位置を表すインデクス、ｒは露光時間のインデクス、Ｒは露光時間のインデクスの総数である。また、Ｗ（Ｚｉ，ｊ）は重み係数である。この重み係数Ｗ（Ｚｉ，ｊ）は、
【数４】
2007251485.tif 000006
で表される。
【００８２】
図１４は重み係数Ｗ（Ｚｉ,ｊ）を説明する図である。図１４からもわかるように、ＣＣＤセンサ出力値の最小値ＺＭｉｎと最大値ＺＭａｘでそれぞれ重み係数Ｗ（Ｚ）が０．０となるように設定され、ＣＣＤセンサ出力値の中間値ＺＭｉｄで重み係数Ｗ（Ｚ）が１．０となるように設定されている。これは、ＣＣＤセンサ出力値が白飛び領域（飽和領域、ＺＭａｘ付近）と黒つぶれ領域（ノイズ領域、ＺＭｉｎ付近）は、ＣＣＤセンサの特性上、安定しない領域であるので、この領域の影響を小さくするために当該領域に対する重み係数はできるだけ小さくすることが好ましいからである。なお、ＣＣＤセンサ出力値の中間値ＺＭｉｄは、
ＺＭｉｄ＝（ＺＭａｘ＋ＺＭｉｎ）／２  ・・・（６）
で求められるものとする。
【００８３】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、まずは、複数の異なる露光時間による撮像データの中から、任意の露光時間による撮像データを選択して選択撮像データとする。このとき、選択撮像データは、ノイズレベル領域及び飽和領域のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数が少ない撮像データが好ましい。そして、選択撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素位置をグループ化し、各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を算出する。そして、算出された各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を用いてＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出するようにしている。
【００８４】
このように、選択撮像データそのものがノイズレベル領域及び飽和領域のＣＣＤセンサ出力値を有する画素の数が少ない撮像データであり、かつ、その選択撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素の画素位置をグループ化し、各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を用いて、撮像素子の応答特性モデルとしてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出するようにしている。
【００８５】
これにより、ノイズの影響などが除去されたＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出することができ、そのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギの関係テーブルを用いて、光エネルギを算出し、算出された光エネルギからＣＣＤセンサが感知した光の強さすなわち放射照度を取得することにより、取得された放射照度は信頼性の高い高精度な値となる。したがって、取得された放射照度を、ディスプレイ装置の画質評価に用いることで、ディスプレイ装置の画質評価を正確に行うことができる。
【００８６】
なお、本発明は前述の実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変形実施可能となるものである。たとえば、等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する際、ＣＣＤセンサ出力値の取り得るすべての階調について、それぞれの階調ごとにグループ化することが理想的であるが、複数の階調を選択し、選択された階調でグループ化するようにしてもよい。これは、ＣＣＤセンサの取り得るＣＣＤセンサ出力値が、前述の実施形態で用いた階調値、すなわち、「０」〜「１０２３」の階調値として出力される場合には、「０」〜「１０２３」の階調値のうち、ＣＣＤセンサの取り得るＣＣＤセンサ出力値を等分した値（たとえば、「０」、「２５５」、「５１１」、「７６７」、「１０２３」など）を選択することや、ＣＣＤセンサの取り得るＣＣＤセンサ出力値を不等分した値（たとえば、「２００」、「４００」、「５００」、「６００」、「８００」など）を選択することを行い、これら選択された階調値でグループ化することである。このように複数の階調を選択し、選択された階調でグループ化することにより演算量を削減することができる効果が得られる。
【００８７】
また、本発明は前述の実施形態において説明した撮像素子の応答特性モデル生成処理をコンピュータに実行させるためのプログラムとしての撮像素子の応答特性モデル生成プログラムを各種の記録媒体に記録させておくことも可能である。したがって、本発明は、撮像素子の応答特性モデル生成プログラムを記録した記録媒体をも含むものである。また、撮像素子の応答特性モデル生成プログラムはネットワークから取得するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】ある露光時間での撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値を有する画素をグループ化する処理を説明する図。
【図２】ＣＣＤセンサ出力代表値からＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する処理について説明する図。
【図３】各露光時間による撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値から、撮像素子の応答特性モデル生成装置としてのＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブルを算出する処理を説明する図。
【図４】露光時間Δｔｒによる撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する例を示す図。
【図５】露光時間Δｔ０による撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する例を示す図、
【図６】露光時間ΔｔＲによる撮像データにおいて等しいＣＣＤセンサ出力値をグループ化する例を示す図。
【図７】図４〜図６によって求められた各露光時間Δｔ０，Δｔｒ，ΔｔＲによる撮像データにおける各グループのＣＣＤセンサ出力代表値を示す図。
【図８】本発明の実施形態に係る照度取得装置の構成を示す図。
【図９】本発明の実施形態に係る照度取得装置が行う全体的な処理手順を説明するフローチャート。
【図１０】画素位置設定部１１が行う画素位置データ出力処理手順を説明するフローチャート。
【図１１】ＣＣＤセンサ出力代表値算出部１２が行うＣＣＤセンサ出力代表値算出処理手順を説明するフローチャート。
【図１２】ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部１３が行うＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出処理手順を説明するフローチャート。
【図１３】放射照度算出部２が行う放射照度算出処理手順を説明するフローチャート。
【図１４】重み係数Ｗ（Ｚｉ,ｊ）を説明する図。
【符号の説明】
【００８９】
１・・・撮像素子の応答特性モデル生成装置、２・・・放射照度算出部、１１・・・画素位置設定部、１２・・・ＣＣＤセンサ出力代表値算出部、１３・・・ＣＣＤセンサ出力値と光エネルギとの関係テーブル算出部、Δｔ０，Δｔｒ，ΔｔＲ・・・各露光時間、ＤＡ，ＤＢ，ＤＣ，・・・異なる露光時間による撮像データ
【図２】
2007251485.tif 000007
【図４】
2007251485.tif 000008
【図５】
2007251485.tif 000009
【図６】
2007251485.tif 000010
【図７】
2007251485.tif 000011
【図８】
2007251485.tif 000012
【図９】
2007251485.tif 000013
【図１０】
2007251485.tif 000014
【図１１】
2007251485.tif 000015
【図１２】
2007251485.tif 000016
【図１３】
2007251485.tif 000017
【図１４】
2007251485.tif 000018
【図１】
2007251485.tif 000019
【図３】
2007251485.tif 000020