(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部照明としてストロボ光を用いて被写体画像を撮影する画像取得方法であって、
ストロボ光を使用せずに取得した画像と、異なる種類のストロボ光を用いて取得した複数の画像との各画素について、色の差分値を算出し、前記差分値の総和を算出して、各画像の前記差分値の総和を比較することにより、色変化を比較し、
前記差分値の総和が最も小さい画像の取得に用いられているストロボ光色を、前記色変化が最も小さいストロボ光色として選択して、最終的に画像を取得することを特徴とする画像取得方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像取得方法に係り、特に、ストロボ等の外部照明を用いて被写体を撮影する際、被写体を照明する周囲光の色温度がデーライトから離れている場合の画像取得方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、銀塩カメラやデジタルカメラを用いて被写体を撮影する場合、被写体が暗いときにはストロボ光等の外部照明を用いるのが一般的である。通常、ストロボ光はいわゆる白色光であり、デーライトタイプのフィルムを使用した場合やデジタルカメラのホワイトバランス設定を昼光にした場合には、特に色補正を行うことなく、満足な色再現が得られた。
【０００３】
近年、銀塩フィルムやデジタルカメラの高感度化が進み、室内でストロボ撮影を行うような場合において、ストロボ光の届かない背景でも、わずかに明るさがあれば、背景が黒くつぶれてしまうことはなく、画像として記録されるようになった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、室内照明とストロボ光の種類が違う場合に、室内でストロボ撮影を行うと、得られた画像の色が画像中の場所によって異なって再現され、画像が不自然に見えてしまうという問題があった。
例えば、タングステンランプで照明された室内においてストロボを用いて被写体を撮影した場合、ストロボ光の届く部分は白色光で照明され、一方、ストロボ光の届かない領域はタングステン光で照明されることになる。
【０００５】
一般に、カラーネガフィルムに撮影された画像はプリント時に色補正を施すことで照明光が白色光でないような場合においても、良好な色再現が得られるように補正を施すことは可能である。しかし、この場合のように、画像中の場所によって照明光の色が異なっているような場合には、どちらかの色に合わせて補正するしかなく、最終的に得られる画像は、場所によって色が異なるため、見た目上非常に不自然に見えてしまう結果となる。
結局このような場合には、不自然な色の画像となることは避けられず、このことはデジタルカメラのホワイトバランス補正の場合についても同様である。
【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、被写体が白色光以外の照明光で照明されている際に、ストロボ光等の外部照明を用いて被写体を撮影する場合においても、ストロボ光の届く領域と届かない領域で色が異なることなく、自然な色再現の画像を得ることのできる画像取得方法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、本発明は、外部照明としてストロボ光を用いて被写体画像を撮影する画像取得方法であって、ストロボ光を使用せずに取得した画像と、異なる種類のストロボ光を用いて取得した複数の画像との各画素について、色の差分値を算出し、前記差分値の総和を算出して、各画像の前記差分値の総和を比較することにより、色変化を比較し、前記差分値の総和が最も小さい画像の取得に用いられているストロボ光色を、前記色変化が最も小さいストロボ光色として選択して、最終的に画像を取得することを特徴とする画像取得方法を提供する。
【０００８】
また、前記複数の異なる種類のストロボ光の光色は、黒体放射軌跡に沿って変化させたものであり、前記ストロボ光を使用せずに取得した画像とストロボ光を用いて取得した画像との色変化が最も少なくなるストロボ光の光色に相当する黒体放射軌跡上の点を求め、この点から決まるストロボ光色のストロボ光を用いて最終的に画像を取得することが好ましい。
【０００９】
また、前記最終的に画像を取得する際に使用したストロボ光の逆数相関色温度が、前記色変化が最も少なくなるストロボ光の光色に相当する黒体放射軌跡の逆数相関色温度に対して±５０ミレッドの範囲にあることが好ましい。
【００１０】
また、前記色変化を求める際に、各画像の色を輝度信号と色信号に分解し、色信号の差のみを使用して、前記色変化の大きさを求めるようにしたことが好ましい。
【００１１】
また、前記画像取得方法を実施するための装置は、外部照明としてストロボ光を用いて被写体画像を撮影する画像取得装置であって、被写体画像を撮影する撮像手段と、複数の異なる種類の光色を発するストロボと、ストロボ光を使用せずに取得した画像と、複数の異なる種類のストロボ光を用いて取得した画像の色変化を求める手段と、前記色変化が最も小さいストロボ光色のストロボ光を、最終的に画像を取得するためのストロボ光として選択するストロボ光色選択手段と、を有して構成される。
【００１２】
また、前記画像取得装置において、前記複数の異なる種類の光色を発するストロボは、その光色を黒体放射軌跡に沿って変化させたものであり、前記ストロボ選択手段は、ストロボ光を使用せずに取得した画像とストロボ光を用いて取得した画像との色変化が最も少なくなるストロボ光の光色に相当する黒体放射軌跡上の点に基づいて、最終的に画像を取得するストロボ光を選択することが好ましい。
【００１３】
また、前記画像取得装置において、前記ストロボ光色選択手段が選択したストロボ光は、その逆数相関色温度が、前記色変化が最も少なくなるストロボ光の光色に相当する黒体放射軌跡の逆数相関色温度に対して±５０ミレッドの範囲にあることが好ましい。
【００１４】
さらに、前記画像取得装置において、各画像の色を輝度信号と色信号に分解する手段を備え、前記色変化を求める際に、色信号の差のみを使用して、前記色変化の大きさを求めるようにしたことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像取得方法について、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。
【００１６】
図１は、本発明に係る画像取得方法を実行する画像取得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、画像取得装置１は、照明光源１０の下で、基準物体１２あるいは被写体１４を、ストロボ１６によるストロボ光を用いて撮像するものである。
【００１７】
画像取得装置１は、画像を撮像する画像撮像手段としてのＣＣＤ２０、撮像した画像データを格納する画像メモリ２２、各画像の色変化を求める手段としての、輝度・色度分離手段２４、差分値算出手段２６及び差分値総和算出手段２８、最終的に画像を取得するためのストロボ光を選択するストロボ光色選択手段３０、さらに取得された画像に対し各種画像処理を施す画像処理手段３２とを有して構成される。また、画像取得装置１には、この他に画像を表示したり、様々なメッセージを表示するディスプレイ３４が接続されている。
【００１８】
本発明は、被写体が白色光以外の照明で照明されている際に、ストロボ光等の外部照明を用いて被写体を撮影する場合においても、画像の場所によって色が異なり不自然に見えることなく、自然な色再現の画像を得ることができるようにするものであり、照明光源１０としては特に限定はされない。
基準物体１２は、ストロボ１６の光色を変化させて複数の撮影を行い、最終的に撮影に用いるストロボを選択するために用いるものである。はじめから被写体１４により、この複数のストロボ光による（試験的な）撮影を行う場合には、基準物体１２は特に必要はない。
【００１９】
ストロボ１６は、複数の光色を発光できるものとする。ストロボ１６の光色を変化させる方法としては、特に限定はされず、例えば次のような方法がある。
一つは、ストロボ１６の前にフィルタ１８を配置して、そのフィルタ１８を切り換えて使用することにより、光色を変化させる方法である。この場合、例えば、複数のフィルタを円盤の周に沿って配置し、これを回転させることで高速にフィルタを切り換えて使用する方法が実用的である。なお、このようなフィルタとしては、後述するようなコダック社のラッテンフィルタや、あるいは富士写真フイルム社の富士フィルタ等の色フィルタが好適に例示される。
【００２０】
また、他の方法として、ＢＧＲのストロボを使用する方法がある。
これは、Ｂ（青）、Ｇ（緑）、Ｒ（赤）に光るストロボを用意し、これらの発光量をそれぞれコントロールすることにより、所望の光色を得る方法である。この方法によれば、上記フィルタを用いる方法に比べて、より細かくストロボ光色を調節することが可能である。
なお、変化させるストロボ光色としては、例えば黒体放射軌跡に沿って変化させるようにすることが好ましい。
【００２１】
画像取得装置１は、具体的にはデジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）であるが、ＤＳＣに限定されるものではなく、ＣＣＤ等の画像撮像部と画像データに対して以下説明するような処理を施すマイクロコンピュータ及びディスプレイによって構成される撮像装置でもよい。
また、ＳＰＤ等の受光素子にＢＧＲのフィルタを組み合わせた３つのセンサーで、被写体全体からの光を平均化して取得することも可能である。この場合、後の差分値の総和を求める手順は不要となる。
【００２２】
画像メモリ２２は、ストロボ１６を用いない撮影あるいは、フィルタ１８を切り換えて複数の撮影を行って得た画像データを格納するものである。
また、輝度・色度分離手段２４、差分値算出手段２６、差分値総和算出手段２８は、ストロボ光を使用せずに取得した画像と、複数の異なる種類のストロボ光を用いて取得した画像の色変化を求める手段を構成する。
【００２３】
すなわち、これらの手段で、ストロボを使用しないで取得した画像と、ストロボの光色を変化させながら取得した複数の画像の色変化を求め、その結果から、照明光源に最も近いストロボ光を選択し、そのストロボ光で最終的に被写体１４を撮影して画像を取得しようというものである。
このときストロボをたいているか否かで、色が変わるだけでなく、明るさも変わってしまうため、まず、輝度・色度分離手段２４で、輝度と色度を分離して、明るさの差を除外する。この分離方法は特に限定されないが、例えば、撮影で得られたＲＧＢデータに、後述する所定の変換式で変換を施し、Ｙ、Ｃr 、Ｃb 値データとすればよい。 ここで値Ｙは輝度データであり、値Ｃr 、Ｃb だけを用いるようにすればよい。
【００２４】
差分値算出手段２６は、ストロボを使用しないで取得した画像と、ストロボの光色を変化させながら取得した複数の画像の各画素について、その色の差分値を算出する。差分値総和算出手段２８では、各画素の差分値の総和を算出する。
ストロボ光色選択手段３０では、この総和の値が最も小さくなるストロボ光色を求め、そのストロボ光を選択する。
【００２５】
このとき、複数のストロボ光色を黒体放射軌跡に沿って変化させていた場合には、前記総和の値が最も小さくなる点に相当する黒体放射軌跡上の点を求め、その点に相当するストロボ光を選択するようにする。
あるいは、前記総和の値が最も小さくなる黒体放射軌跡上の点に相当するストロボ光そのものではなく、その点に相当する黒体放射軌跡の逆数相関色温度に対して±５０ミレッドの範囲にあるような光色を持つストロボ光を選択して、撮影に使用するようにしてもよい。
ここで５０ミレッドとしたのは、これが識別可能なミレッド差約５の１０倍であり、実用的にこの範囲に入っていないと色の差が認知されて問題となると想定される値だからである。
【００２６】
このようにして選択されたストロボ光を用いて被写体１４の撮影が行われる。このとき、基準物体１２でなく、最初から被写体１４を複数のストロボで撮影していた場合には、すでに、選択されたストロボによる被写体１４の撮影が行われているため、再度撮影を行うことは不要である。
画像処理手段３２は、このようにして、最終的に取得された被写体画像に対し、必要に応じてホワイトバランス調整等の所定の画像処理を施し、最終的な画像として出力する。
【００２７】
以下、図２のフローチャートに沿って、本実施形態に係る画像取得方法について説明する。
まず、図２のステップ１００において、ストロボ１６を用いないで、基準物体１２あるいは被写体１４を撮影する。
次に、ステップ１１０において、フィルタ１８を切り換えてストロボ光色を変化させながら、上と同一の対象に対し、複数の撮影を行う。このストロボ１６を使用しない撮影、及びフィルタ１８を切り換えて行う複数の撮影は自動で行うことが好ましい。
これらの撮影によって得られた画像データは画像メモリ２２に格納される。
【００２８】
ステップ１２０において、輝度・色度分離手段２４は、各撮影画像データから輝度値と色度値を分離する。この方法は特に限定されず、例えば上述したように、ＲＧＢ信号データをＹＣr Ｃb 信号データに変換するようにすればよい。
ステップ１３０において、差分値算出手段２６において、いま分離した色度データ（例えばＣr 、 Ｃb ）を用いて、各画素の色の差分値を算出する。
そして、ステップ１４０において、差分値総和算出手段２８において、いま算出された差分値の総和を算出する。
【００２９】
ステップ１５０において、ストロボ光色選択手段３０において、上で算出された差分値の総和が最も小さくなる黒体放射軌跡上の点を求め、この点に相当する光色のストロボ光を選択する。
ストロボ光が選択されると、ステップ１６０において、このストロボ光を使用することにより被写体１４の撮影が行われ、最終的な画像が取得される。
最後に、ステップ１７０において、最終的に取得された画像データに対し、画像処理手段３２で、必要に応じてホワイトバランス調整等の所定の画像処理が施され、最終的な画像が得られる。
【００３０】
以下、より具体的な実施例について説明する。
照明光源としてタングステン色蛍光ランプを用い、これで照明された被写体を富士写真フイルム社製デジタルカメラFinePix4700 を用いて、まずストロボ光を用いないで撮影した。なお、この撮影は、カメラのホワイトバランス調整をデーライトに固定して行った。
以下、同カメラを用いた撮影は、全てホワイトバランスをデーライト固定条件にて行った。
【００３１】
次に上と同じ被写体をストロボ光を用いて上記カメラで撮影した。このストロボ光を用いた撮影においては、ストロボの前面に、コダックラッテンフィルタ８１Ｄ、８５Ｃ、８５Ｂ、８５Ｂ＋８１Ｄ、８２Ｃ、８０Ｃ、８０Ａを装着してストロボ光色を変化させ、またフィルタなしでストロボをたいて、計８種類の撮影を行い、それぞれのストロボ光を用いた画像を取得した。
【００３２】
次に、上記ストロボ光を用いないで撮影した画像の各点のＲＧＢ値（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を、以下の式（１）により、ＹＣＣ値（Ｙ、Ｃr 、Ｃb ）に変換して、画像信号を輝度信号と色度信号に分離した。
【数１】
0003986349.tif 000002
【００３３】
また同様に、上記ストロボ光を用いて撮影した各画像の各点のＲＧＢ値（Ｒ’、Ｇ’、Ｂ’）を、以下の式（２）により、ＹＣＣ値（Ｙ’、Ｃr'、Ｃb') に変換し、画像信号を輝度信号と色度信号に分離した。
【数２】
0003986349.tif 000003
【００３４】
次に、上で算出した、各画像の各点の、Ｃr 、 Ｃb 値、及びＣr'、 Ｃb'値から、以下の式（３）により、色の差（差分値）Ｄc を計算した。
Ｄc ＝［（Ｃｒ−Ｃr')2＋（Ｃb −Ｃb')2］1/2     ・・・（３）
このようにして得られた各画素の差分値Ｄc を画像全体に亙って加算し、それぞれの画像についての差分量の総和を算出した。次の表１に、上で用いた各フィルタ毎の画像に対するＤc の総和値を示す。
【００３５】
0003986349.tif 000004
【００３６】
このようにして得られた各画像の差分値Ｄc の総和値を比較し、この総和値が最も少なくなる画像、この場合には表１よりフィルタ８５Ｂを用いた画像について、公知のホワイトバランス補正を行い、画像全体のホワイトバランスを調整することで、ストロボの届く領域と届かない領域とで色が異なることのない、自然な色再現の画像を得ることができた。
【００３７】
なお、ここで説明した実施例では、単に画像の色の差分値の総和値が最も少なくなるようなストロボ光によって撮影された画像を選択したが、このようなストロボ光の光色に相当する黒体放射軌跡上での点から、撮影に用いるストロボ光を選択するようにしてもよい。例えば、このような黒体放射軌跡上の点から、その逆数相関色温度が±５０ミレッドの範囲にあるような逆数相関色温度を有するストロボ光を用いて被写体を撮影するようにしてもよい。
また、実際に与えたストロボ光の相関色温度と差分の総和値の関係から最も適切な相関色温度を求め、これに対応するストロボ光を用いるようにしてもよい。例えば、図３に示すように、実際に与えたストロボ光の相関色温度と差分の総和値の関係をプロットした点Ｓ１、Ｓ２、・・・、Ｓｋをなめらかに結んだ曲線において、最小となる点（必ずしも与えられたストロボ光とは対応しない）を、相関色温度の最適値Ｔとし、これに対応するストロボ光を用いるようにする。
【００３８】
以上、本発明の画像取得方法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。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、被写体が白色光以外の照明光で照明されている際に、ストロボ光等の外部照明を用いて被写体を撮影する場合においても、ストロボ光の届く領域と届かない領域で色が異なることなく、自然な色再現の画像を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る画像取得方法を実行する画像取得装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】  本実施形態の画像取得方法の処理の流れを示すフローチャートである。
【図３】  相関色温度と差分総和値との関係を示す線図である。
【符号の説明】
１  画像取得装置
１０  照明光源
１２  基準物体
１４  被写体
１６  ストロボ
１８  フィルタ
２０  ＣＣＤ
２２  画像メモリ
２４  輝度・色度分離手段
２６  差分値算出手段
２８  差分値総和算出手段
３０  ストロボ光色選択手段
３２  画像処理手段
３４  ディスプレイ
【図１】
0003986349.tif 000005
【図２】
0003986349.tif 000006
【図３】
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