(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マルチバンド画像を写真材料に出力する際に施す画像処理方法であって、
前記出力用写真材料の対数露光量と画像濃度を関係づける第１の３次元ルックアップテーブルと、露光濃度と対数露光量を関係づける第２のテーブルを有し、
マルチバンド画像から得た露光濃度を前記第２のテーブルを用いて対数露光量に変換し、さらにこの対数露光量を前記第１の３次元ルックアップテーブルを用いて画像濃度に変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記第１のテーブルは、露光装置により所定の出力用写真材料を露光して作成したチャートを、画像収録装置により収録し、作成した３次元ルックアップテーブルである請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記第２のテーブルは、所定のチャートを撮影して得られるマルチバンド画像から求めた露光濃度と、前記撮影において測定された濃度値から前記第１の３次元ルックアップテーブルを介して得られる対数露光量と、を用いるものである請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記所定のチャートとして、無彩色チャートを用いる請求項３に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記マルチバンド画像から露光濃度を得るにあたり、出力用写真材料の分光感度データと、光源データを参照する請求項１乃至４のいずれかに記載の画像処理方法。
【請求項６】
マルチバンド画像の画像処理装置であって、
出力用写真材料の対数露光量と画像濃度を関係づける第１の３次元ルックアップテーブルと、
露光濃度と対数露光量を関係づける第２のテーブルと、
マルチバンド画像から露光濃度を算出する手段と、
該露光濃度を、前記第２のテーブルおよび前記第１の３次元ルックアップテーブルを用いて画像濃度に変換する手段と、
を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マルチバンド画像の処理に係り、特にマルチバンド画像からの色変換処理技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、撮影技術の進歩により、撮影対象の分光波形を実用上十分な精度で復元できる程度のチャンネル数を有する撮影機（マルチバンドカメラ）が実用化されつつある。これは、複数種類（多くは４種類以上）の光を透過する波長領域（マルチバンド）で、被写体を撮影して複数の画像（マルチバンド画像）を得るカメラである。
収録したマルチバンド画像から写真ライクな画像を得るために、従来、マルチバンド画像から露光濃度（Ｅxposure Ｄensity）を求め、マトリクス演算、一次元ＬＵＴ変換等の画像処理の手法を用いることが考えられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像処理の手法では、色の忠実性の観点で不十分であるという問題があった。
本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、マルチバンド画像から精度良く、写真ライクな画像を得ることのできる画像処理方法および装置を提供することを課題とする。
【０００４】
【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、マルチバンド画像を写真材料に出力する際に施す画像処理方法であって、前記出力用写真材料の対数露光量と画像濃度を関係づける第１の３次元ルックアップテーブルと、露光濃度と対数露光量を関係づける第２のテーブルを有し、マルチバンド画像から得た露光濃度を前記第２のテーブルを用いて対数露光量に変換し、さらにこの対数露光量を前記第１の３次元ルックアップテーブルを用いて画像濃度に変換することを特徴とする画像処理方法を提供する。
【０００５】
また、前記第１のテーブルは、露光装置により所定の出力用写真材料を露光して作成したチャートを、画像収録装置により収録し、作成した３次元ルックアップテーブルであることが好ましい。
【０００６】
また、前記第２のテーブルは、所定のチャートを撮影して得られるマルチバンド画像から求めた露光濃度と、前記撮影において測定された濃度値から前記第１の３次元ルックアップテーブルを介して得られる対数露光量と、を用いるものであることが好ましい。
【０００７】
また、前記所定のチャートとして、無彩色チャートを用いることが好ましい。
【０００８】
さらに、前記マルチバンド画像から露光濃度を得るにあたり、出力用写真材料の分光感度データと、光源データを参照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、マルチバンド画像の画像処理装置であって、出力用写真材料の対数露光量と画像濃度を関係づける第１の３次元ルックアップテーブルと、露光濃度と対数露光量を関係づける第２のテーブルと、マルチバンド画像から露光濃度を算出する手段と、該露光濃度を、前記第２のテーブルおよび前記第１の３次元ルックアップテーブルを用いて画像濃度に変換する手段と、を備えたことを特徴とする画像処理装置を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の画像処理方法および装置について、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。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像処理装置の概略を示すブロック図である。
画像処理装置１０には、マルチバンド画像を撮影するマルチバンドカメラ１２、スキャナ１４およびレーザプリンタ１６が接続されている。また、画像処理装置１０は、露光濃度算出部１８、露光濃度画像保持部２０、濃度画像変換部２２および出力用写真材料の対数露光量と画像濃度を関係づける第１のテーブルである３次元ルックアップテーブル（３ＤＬＵＴ）２４と、露光濃度と対数露光量を関係づける第２のテーブルである１次元ルックアップテーブル（１ＤＬＵＴ）２６を含んでいる。
なお、画像処理装置１０は、これら以外にも通常の画像処理を行うための手段を有しているが、ここでは、図示および説明を省略する。
【００１２】
マルチバンドカメラ１２は、光源２８によって照射された被写体３０を撮影波長領域を複数チャンネルに分割する分光フィルタを用いて複数チャンネル毎にスペクトル画像を撮影し、マルチバンド画像を得るものである。
マルチバンドカメラ１２内の分光フィルタは、光学フィルタでもよいが、液晶チューナブルフィルタが好ましい。
液晶チューナブルフィルタは、被写体３０からの反射光を複数のチャンネル毎に設定された波長領域で透過することができるように、画像処理装置１０を形成するコンピュータから制御信号を受け取って所望のバンドパスフィルタとして機能する波長可変フィルタである。
【００１３】
このような液晶チューナブルフィルタを用いて撮影波長領域を複数チャンネル、例えば１６チャンネルに分割し、同一の被写体３０を撮影して複数のスペクトル画像からなるマルチバンド画像をＣＣＤカメラによって撮影する。
すなわち、ＣＣＤカメラは、所望の分光透過率分布に制御された液晶チューナブルフィルタを透過した透過光を、光学系のレンズを介してエリア状に配列したＣＣＤ素子の受光面で結像させ、波長領域の異なる各チャンネル毎に撮影被写体を撮影したスペクトル画像信号を得る撮影手段である。すなわち、チャンネル数が１６チャンネルであれば、１６枚のスペクトル画像の画像信号が得られる。
得られたスペクトル画像の画像信号は、画像処理装置１０に送られる。画像処理装置１０では、ＣＣＤカメラで受光して得られた出力信号をＡ／Ｄ変換してデジタル画像データを得る。必要によりＤＣオフセットの補正等が施される。
【００１４】
スキャナ１４は、前記第１のテーブルである３ＤＬＵＴ２４を作成するために用意されたチャート３２を読み込むものである。このチャート３２は、レーザプリンタ１６によって、所定の出力用写真材料に露光される。
レーザプリンタ１６は、画像処理装置１０によってマルチバンド画像から作成された濃度画像を、所定の出力用写真材料に写真ライクな画像３４として出力するものである。
また、前記第２のテーブルである１ＤＬＵＴを作成するために標準出力用写真材料に作成されたチャート３６が別途用意されている。本実施形態では、チャート３６としてグレーチャート（無彩色チャート）を用いる。
【００１５】
以下、本実施形態の作用を説明する。
まず、第１のテーブルである３ＤＬＵＴ２４を作成する。これは、レーザプリンタ１６により、所定の出力用写真材料を露光する場合の、露光光量Ｅの対数（対数露光量Log Ｅ）と、出力用写真材料の画像濃度Ｄとの関係を示す、３次元ルックアップテーブルである。
【００１６】
レーザプリンタ１６により、所定の出力用写真材料に３ＤＬＵＴ２４を作成するためのチャート３２を露光する。現像後このチャート３２をスキャナ１４によって収録する。そして、レーザプリンタ１６の光量（対数露光量Log Ｅ）と、出力用写真材料に出力された画像の濃度Ｄとの関係、Log Ｅ−Ｄを示す、３ＤＬＵＴ２４を作成する。
【００１７】
次に、第２のテーブルである１ＤＬＵＴ２６を作成する。これは、露光濃度と対数露光量との対応を表すものである。
標準写真材料で反射率Ｒn(λ )（ｎはチャートの番号、λは波長）が既知のチャート３６（ここではグレーチャート）をマルチバンドカメラ１２によりマルチバンド撮影する。
このマルチバンド画像に対し、事前にあるいは処理時にオペレータによって与えられる等によって取得された写真材料の分光感度データＳk(λ) （ｋ＝Ｒ、Ｇ、Ｂ）、光源データＬ（λ）を用いて、次の（１）式により露光濃度ＥＤn を算出する。
0003943296.tif 000002
【００１８】
一方、撮影により得られるチャート３６の画像濃度Ｄを、前記３ＤＬＵＴ２４に通して、対数露光量Log Ｅに変換する。
画像濃度Ｄと、上で算出された露光濃度ＥＤnkとは対応しているため、これにより、標準写真材料に作成された反射率既知のチャート（グレーチャート）３６から得られたマルチバンド画像についての露光濃度ＥＤnkと、それをレーザプリンタ１６で前記所定の写真材料に再現するための対数露光量Log Ｅk との関係、ＥＤnk  −  Log Ｅk を示す１次元ルックアップテーブル１ＤＬＵＴ２６が作成される。
【００１９】
次に、光源２８によって照射された被写体３０をマルチバンドカメラ１２で撮影して、マルチバンドデジタル画像データを得る。
このマルチバンドデジタル画像データについて、各画素ごとの分光反射率Ｒij( λ )、画像を再現しようとする感材の分光感度データＳk(λ）、および光源データＬ（λ）を用いて、次の（２）式により、各画素毎の露光濃度ＥＤijk を算出し、露光濃度画像ＥＤを得る。
0003943296.tif 000003
【００２０】
濃度画像変換部２２は、前記１ＤＬＵＴ２６および３ＤＬＵＴを用いて露光濃度を画像濃度に変換する。
すなわち、この露光濃度ＥＤijk に対し、前記１ＤＬＵＴ２６を用い、露光濃度ＥＤijk を対数露光量Log Ｅijk に変換する。さらに、この対数露光量Log Ｅijk に対し、前記３ＤＬＵＴ２４を用い、対数露光量Log Ｅijk を画像濃度Ｄijk に変換し、最終的に露光濃度ＥＤijk を画像濃度Ｄijk に変換する。
このようにして得られた画像濃度Ｄijk を各画素値として有する濃度画像Ｄを、レーザプリンタ１６によって所定の写真材料に、画像３４として出力する。これによってマルチバンド画像から色再現性にすぐれた写真ライクな画像が得られる。
【００２１】
以下、具体的な実施例について説明する。
（実施例）
本実施例では、以下のようなマルチバンドカメラによる撮影を行った。
ＣＣＤカメラとしてＤＡＬＳＡ社製CA-D4-1024A(ピクセル数１０２４×１０２４、ピクセルサイズ１２×１２ミクロン、ＰＣＩインターフェース付き、モノクロ）を用い、液晶チューナブルフィルタとして、ＣＲＩ社製Varispec Tunable Filter(液晶チューナブルフィルタ）を用いた。この液晶チューナブルフィルタは、４００〜７２０nmのフィルタ波長範囲内で、分光透過率分布の中心波長を任意に選択でき、その分布の波長の半値幅が３０nmであり、分光透過率は波長によって変化し、６〜６０％であった。
画像処理装置として、ＰＲＯＳＩＤＥ社製ブック型ＰＣ（パーソナルコンピュータ、ＣＰＵは１６６ＭHz、ＲＡＭは１２８Ｍbyte）を用いた。
【００２２】
撮影の光源として、メタルハライドランプを用い、撮影被写体の照度を３２０lux とした。撮影に使用した撮影レンズはNikomart（ｆ＝５０mm、Ｆ１．４）を用いた。
また、撮影波長範囲４１０nm〜７１０nmを１６分割して１６チャンネルとし、各波長間隔を２０nmとした。撮影は、液晶チューナブルフィルタの分光透過率分布を各分割したチャンネルに応じて変化させて撮影し、マルチバンド画像を構成する原画像を得た。撮影時の絞り値はＦ２．８であった。撮影時間は１ショット２５ｍ秒であった。
【００２３】
レーザプリンタ１６として、富士写真フイルム社製レーザプリンタＰＨＩＳＵＬ２、標準写真材料として同じく富士写真フイルム社製カラーリバーサルフィルム・フジクロームＰＲＯＶＩＡ１００を用い、また、スキャナ１４としては、大日本スクリーン社製スキャナＳＧ１０００を用いた。
そして、マクベスチャート２４点を２回マルチバンド撮影して上記処理をおこない前記ＰＲＯＶＩＡに出力し、オリジナルの画像と比較した。
【００２４】
その結果を表１および図２に示す。表１は色差の計算結果を示したものであり、図２はそれをプロットしたものである。図２では、矢印の始点がオリジナル、終点がマルチバンド画像から再現した画像を表している。
【００２５】
【表１】
0003943296.tif 000004
【００２６】
表１に示すように、本手法によるものと実物との色差はマクベスチャート２４色の平均で、略色差２．３程度であり、十分な再現レベルの、実物に近い、写真ライクな画像を作成することができた。
また、標準写真材料と出力用写真材料の種類を変え、分光感度データ、３ＤＬＵＴを変更した場合には、変更目標の写真感材に近い画像を得ることができた。
さらに、写真材料を変えるだけでなく、目的に応じて光源を水銀灯等他の光源に変えて同様に画像再現を行うようにしてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、マルチバンド画像から精度よく写真ライクな画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る画像処理装置の概略を示すブロック図である。
【図２】  本実施例の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１０  画像処理装置
１２  マルチバンドカメラ
１４  スキャナ
１６  レーザプリンタ
１８  露光濃度算出部
２０  露光濃度画像保持部
２２  濃度画像変換部
２４  ３ＤＬＵＴ
２６  １ＤＬＵＴ
２８  光源
３０  被写体
３２  ３ＤＬＵＴ作成用のチャート
３４  出力画像（写真ライクな画像）
３６  標準写真材料に作成されたグレーチャート
【図１】
0003943296.tif 000005
【図２】
0003943296.tif 000006