(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の色信号からなるカラー信号を特徴付ける分光特性を補正する分光特性補正装置において、
撮像素子により複数の色パッチを有する色票を撮像することにより得られた基準カラー信号と、予め記憶され、前記色票の複数の色パッチに対応する参照カラー信号と、に基づいて、上記基準カラー信号を上記参照カラー信号に近似する補正を行うための補正係数を算出する補正係数算出手段と、
上記補正係数算出手段により得られた補正係数を用いて、補正の対象となる対象分光特性を補正する分光特性補正手段と、
上記分光特性補正手段により得られた補正後の対象分光特性と、色再現の目標となる撮像素子の分光特性である目標分光特性と、に基づいて、上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換係数を算出する変換係数算出手段と、
を具備したことを特徴とする分光特性補正装置。
【請求項２】
上記補正係数算出手段は、上記撮像素子により得られたカラー信号から各上記色パッチのカラー信号を上記基準カラー信号として算出する信号算出手段を含んで構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の分光特性補正装置。
【請求項３】
上記補正係数算出手段は、上記基準カラー信号の各色信号と上記参照カラー信号の各色信号とに基づいて、上記基準カラー信号の各色信号を上記参照カラー信号の各色信号に近似する補正を行うための補正関数の係数を算出する補正関数算出手段を含んで構成されたものであることを特徴とする請求項２に記載の分光特性補正装置。
【請求項４】
上記分光特性補正手段は、上記対象分光特性を上記補正関数により補正する関数補正手段を含んで構成されたものであることを特徴とする請求項３に記載の分光特性補正装置。
【請求項５】
上記変換係数算出手段は、上記分光特性補正手段により得られた補正後の対象分光特性と、上記目標分光特性と、に基づいて、上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換関数の係数を算出する変換関数算出手段を含んで構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の分光特性補正装置。
【請求項６】
上記色パッチは、特定の狭帯域波長の光を透過または反射または発色するように構成されたものであることを特徴とする請求項１に記載の分光特性補正装置。
【請求項７】
複数の色信号からなるカラー信号を特徴付ける分光特性を補正する分光特性補正方法において、
撮像素子により複数の色パッチを有する色票を撮像することにより得られた基準カラー信号と、予め記憶され、前記色票の複数の色パッチに対応する参照カラー信号と、に基づいて、上記基準カラー信号を上記参照カラー信号に近似する補正を行うための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、
上記補正係数算出ステップにより得られた補正係数を用いて、補正の対象となる対象分光特性を補正する分光特性補正ステップと、
上記分光特性補正ステップにより得られた補正後の対象分光特性と、色再現の目標となる撮像素子の分光特性である目標分光特性と、に基づいて、上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換係数を算出する変換係数算出ステップと、
を含むことを特徴とする分光特性補正方法。
【請求項８】
上記色票中の複数色の色パッチを撮像してカラー信号を得る撮像ステップをさらに有し、
上記補正係数算出ステップは、上記撮像ステップにより得られたカラー信号から各上記色パッチのカラー信号を上記基準カラー信号として算出する信号算出ステップを含むことを特徴とする請求項７に記載の分光特性補正方法。
【請求項９】
上記補正係数算出ステップは、上記基準カラー信号の各色信号と上記参照カラー信号の各色信号とに基づいて、上記基準カラー信号の各色信号を上記参照カラー信号の各色信号に近似する補正を行うための補正関数の係数を算出する補正関数算出ステップを含むステップであることを特徴とする請求項８に記載の分光特性補正方法。
【請求項１０】
上記分光特性補正ステップは、上記対象分光特性を上記補正関数により補正する関数補正ステップを含むステップであることを特徴とする請求項９に記載の分光特性補正方法。
【請求項１１】
上記変換係数算出ステップは、上記分光特性補正ステップにより得られた補正後の対象分光特性と、上記目標分光特性と、に基づいて、上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換関数の係数を算出する変換関数算出ステップを含むステップであることを特徴とする請求項７に記載の分光特性補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の色信号からなるカラー信号を特徴付ける分光特性を補正する分光特性補正装置、分光特性補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置は、同一の被写体を異なる環境下で撮影した場合に、色再現が異なる場合があることが知られている。しかし実際には、このような場合に限らず、同一の被写体を同一の環境下で撮影した場合であっても、色再現が異なる場合がある。
【０００３】
撮像装置は、例えばカラーフィルタを備えた撮像素子を用いて撮像を行うように構成されているが、カラーフィルタを含む撮像素子はその種類により分光特性等の色再現に係る特性が異なる。また、同一種類の撮像素子であっても、材料や製造過程、経時変化等でその特性が変化してくる。従って、このような特性の違いにより個々の撮像装置での色再現も異なってくる。色再現は、特に医療の分野では重要な要素の一つとして扱われており、色再現が異なると診断の妨げにもなり兼ねない。
【０００４】
このような課題を解決するために、近年様々な色補正技術が開発されていて、例えば、撮像装置個々には依存しない固定の色補正係数を用いて色補正を行う技術が提案されている。しかし、このような技術の場合には、撮像装置毎の特性の違いに対応することはできないために、個々の撮像装置毎に適応的に色補正係数を導出する必要がある。
【０００５】
そこで例えば、特開２００１−３５８９６０号公報には、第１の分光感度分布と第２の分光感度分布とに基づいて、第１の分光感度分布で特徴付けられる信号を第２の分光感度分布で特徴付けられる信号に線形変換するための色補正係数を導出する技術が記載されている。
【０００６】
また、特開２００５−１１７５２４号公報には、複数の撮像装置毎にカラーチャートを撮影し、撮影したカラーチャート間の画像データが一致するように色補正係数を導出する技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００１−３５８９６０号公報
【特許文献２】特開２００５−１１７５２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特開２００１−３５８９６０号公報に記載の技術は、個々の分光感度分布に基づいて色補正係数を導出する技術であるために、２つの分光感度分布間の差を吸収する最適な色補正係数を導出することが可能である。しかし、同一種類の撮像素子であっても、実際の製品においては撮像素子個々の分光感度分布に差があるために、最適な色補正係数を導出するためには、個々の撮像素子の分光感度分布を測定する必要があり、測定の手間を考慮すると煩雑であり、製造コストの上昇につながってしまう。
【０００８】
また、上記特開２００５−１１７５２４号公報に記載の技術は、撮像装置で撮影したカラーチャートの画像データを用いて色補正係数を導出する技術であるが、ここで導出される色補正係数はカラーチャート上に幾つの色数が存在するかに依存することになる。そのために、カラーチャート上にない色に関しては、高い精度で補正することができる保証はない。色域全体の補正を対象とするのであれば、多種多様な色を持つカラーチャートを準備する必要があり、そのような大規模なカラーチャートを作成したり測定したりすることは現実的に困難である。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、撮像素子が異なってもほぼ同一の色再現を簡易的に実現し得る分光特性補正装置、分光特性補正方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するために、本発明による分光特性補正装置は、複数の色信号からなるカラー信号を特徴付ける分光特性を補正する分光特性補正装置において、撮像素子により複数の色パッチを有する色票を撮像することにより得られた基準カラー信号と予め記憶され前記色票の複数の色パッチに対応する参照カラー信号とに基づいて上記基準カラー信号を上記参照カラー信号に近似する補正を行うための補正係数を算出する補正係数算出手段と、上記補正係数算出手段により得られた補正係数を用いて補正の対象となる対象分光特性を補正する分光特性補正手段と、上記分光特性補正手段により得られた補正後の対象分光特性と色再現の目標となる撮像素子の分光特性である目標分光特性とに基づいて上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換係数を算出する変換係数算出手段と、を具備したものである。
【００１１】
補正係数算出手段は、図１，図５において補正係数算出部１０６として、分光特性補正手段は、図１，図８において分光特性補正部１０７として、変換係数算出手段は、図１，図９において変換係数算出部１０８として、それぞれ例示されている。
【００１２】
また、本発明による分光特性補正方法は、複数の色信号からなるカラー信号を特徴付ける分光特性を補正する分光特性補正方法において、撮像素子により複数の色パッチを有する色票を撮像することにより得られた基準カラー信号と予め記憶され前記色票の複数の色パッチに対応する参照カラー信号とに基づいて上記基準カラー信号を上記参照カラー信号に近似する補正を行うための補正係数を算出する補正係数算出ステップと、上記補正係数算出ステップにより得られた補正係数を用いて補正の対象となる対象分光特性を補正する分光特性補正ステップと、上記分光特性補正ステップにより得られた補正後の対象分光特性と色再現の目標となる撮像素子の分光特性である目標分光特性とに基づいて上記補正後の対象分光特性を上記目標分光特性に近似する変換を行うための変換係数を算出する変換係数算出ステップと、を含む方法である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の分光特性補正装置、分光特性補正方法によれば、撮像素子が異なってもほぼ同一の色再現を簡易的に実現することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
［実施形態１］
図１から図１１は本発明の実施形態１を示したものであり、図１は撮像装置の機能を備えた分光特性補正装置の構成を示すブロック図、図２は色票を示す図、図３は色票の色パッチの分光透過率を示す線図、図４はベイヤー型原色カラーフィルタの構成を示す図、図５は補正係数算出部の構成を示すブロック図、図６は光源の分光特性を示す線図、図７は色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性を示す線図、図８は分光特性補正部の構成を示すブロック図、図９は変換係数算出部の構成を示すブロック図、図１０は回転式フィルタの構成を示す図、図１１は分光特性補正処理を示すフローチャートである。
【００１６】
まず図１を参照して、撮像装置の機能を備えた分光特性補正装置の構成について説明する。
【００１７】
この分光特性補正装置は、レンズ系１００と、ＣＣＤ１０１と、Ａ／Ｄ変換部１０２と、バッファ１０３と、補間部１０４と、信号処理部１０５と、補正係数算出部１０６と、分光特性補正部１０７と、変換係数算出部１０８と、出力部１０９と、制御部１１０と、外部Ｉ／Ｆ部１１１と、を備えて構成されている。
【００１８】
レンズ系１００は、被写体の光学像をＣＣＤ１０１に結像するためのものであり、撮像手段を構成している。
【００１９】
ＣＣＤ１０１は、レンズ系１００により結像された光学像を光電変換して映像信号を出力する撮像素子であり、撮像手段を構成している。
【００２０】
このＣＣＤ１０１は、Ａ／Ｄ変換部１０２、バッファ１０３、補間部１０４、信号処理部１０５、補正係数算出部１０６、分光特性補正部１０７、変換係数算出部１０８をこの順に介して、出力部１０９へ接続されている。また、外部Ｉ／Ｆ部１１１は、分光特性補正部１０７へ接続されている。制御部１１０は、Ａ／Ｄ変換部１０２、補間部１０４、信号処理部１０５、補正係数算出部１０６、分光特性補正部１０７、変換係数算出部１０８、出力部１０９、外部Ｉ／Ｆ部１１１と双方向に接続されている。
【００２１】
Ａ／Ｄ変換部１０２は、ＣＣＤ１０１から出力されたアナログの映像信号をデジタルの映像信号に変換するものである。
【００２２】
バッファ１０３は、Ａ／Ｄ変換部１０２により変換されたデジタルの映像信号を一時的に保存するものである。
【００２３】
補間部１０４は、バッファ１０３から転送される映像信号に、単板から三板への補間等の公知の補間処理を施すものである。
【００２４】
信号処理部１０５は、補間部１０４から転送される映像信号に、明るさ補正等の公知の信号処理を施すものである。
【００２５】
補正係数算出部１０６は、信号処理部１０５から転送される映像信号に基づいて、後述するように補正係数を算出する補正係数算出手段である。
【００２６】
分光特性補正部１０７は、補正係数算出部１０６から転送される補正係数に基づいて、後述するように分光特性を補正する分光特性補正手段である。
【００２７】
変換係数算出部１０８は、分光特性補正部１０７から転送される補正された分光特性に基づいて、後述するように変換係数を算出する変換係数算出手段である。
【００２８】
出力部１０９は、変換係数算出部１０８から転送される変換係数を出力して、例えばメモリカード等の記録媒体に記録するものである。
【００２９】
制御部１１０は、例えばマイクロコンピュータ等により構成されていて、この分光特性補正装置全体を統括的に制御するものである。
【００３０】
外部Ｉ／Ｆ部１１１は、電源スイッチ、シャッタボタン、分光特性の情報等を入力するための入力装置等を備えたインターフェースである。
【００３１】
次に、図１に示したような分光特性補正装置の作用を、信号の流れに沿って説明する。
【００３２】
まず、外部Ｉ／Ｆ部１１１の入力装置を介して、補正対象となる撮像素子の分光特性（対象分光特性）が入力される。
【００３３】
次に、レンズ系１００により撮像可能な位置に、レンズ系１００の光軸に対して垂直になるように色票１２０を設置して、外部Ｉ／Ｆ部１１１のシャッタボタンを押すことにより、色票１２０の撮影を行う。
【００３４】
ここに、色票１２０は、本実施形態においては、予め定められた特定の狭帯域波長の光を透過する複数の色パッチを配した透過型の色票であるものとする。この色パッチの分光透過率の波長帯域幅を狭めることによって、撮像素子の分光特性の分布形状の特徴を高精度に抽出することが可能となる。
【００３５】
具体的には、色票１２０は、図２に示すように、分光透過率Ｏ１〜Ｏ１１までの１１個の色パッチを面内に配列して構成されたものである。これらの各分光透過率Ｏ１〜Ｏ１１は、図３に示すようになっている。すなわち、各分光特性Ｏ１〜Ｏ１１は、波長が４００ｎｍ〜７００ｎｍとなる範囲において、各ピーク波長が３０ｎｍ間隔となるように構成されたものとなっている。さらに、各色パッチの分光透過率は、半値全幅３０ｎｍの山形の分布形状をなしているものとする。なお、半値全幅が３０ｎｍの色パッチに限る必要はなく、任意の半値全幅をもった色パッチを利用することも可能である。
【００３６】
そして、このような透過型の色票１２０を用いて撮影を行うときには、色票１２０の背面側にライトボックス光源を設置して発光させる。これにより、色票１２０の背面側からレンズ系１００およびＣＣＤ１０１へ向けて光が照射される。
【００３７】
すると、レンズ系１００を介して色票１２０の光学像がＣＣＤ１０１上に結像され、このＣＣＤ１０１により光電変換が行われて映像信号が出力される。なお、本実施形態においては、ＣＣＤ１０１は、ベイヤー型の原色カラーフィルタを備えた単板ＣＣＤであることを想定している。
【００３８】
ここで、ベイヤー型の原色カラーフィルタは、図４に示すように、２×２画素を基本単位として、対角方向にＧ（緑）画素を２つ、残りの対角方向の２画素にＲ（赤）画素とＢ（青）画素とをそれぞれ１つずつ、配置したものとなっている。
【００３９】
このＣＣＤ１０１からの映像信号は、Ａ／Ｄ変換部１０２によってデジタル信号へ変換され、バッファ１０３に一時的に保存される。従って、Ａ／Ｄ変換部１０２を介してバッファ１０３に保存される映像信号は、１画素についてＲ信号、Ｇ信号、またはＢ信号の何れか１つの色信号のみが得られるＲＧＢ信号（ＲＧＢベイヤー信号）である。このバッファ１０３内のＲＧＢ信号は、補間部１０４へ転送される。
【００４０】
補間部１０４は、公知の補間処理を行うことにより、三板状態のＲＧＢ信号（すなわち、１画素についてＲ信号、Ｇ信号、およびＢ信号の全てがそろった状態のＲＧＢ信号）を生成する。この三板状態のＲＧＢ信号は、補間部１０４から信号処理部１０５へ転送される。
【００４１】
信号処理部１０５は、補間部１０４から転送されるＲＧＢ信号に対して、明るさ補正等の公知の信号処理を行う。この信号処理部１０５により処理された映像信号は、補正係数算出部１０６へ転送される。
【００４２】
補正係数算出部１０６は、信号処理部１０５を介して得られたＲＧＢ信号と、内部に記憶していて上記色パッチに対応して予め定められている参照ＲＧＢ信号と、に基づいて、分光特性を補正するための補正係数を算出する。この補正係数算出部１０６により算出された補正係数は、分光特性補正部１０７へ転送される。
【００４３】
分光特性補正部１０７は、補正係数算出部１０６により算出された補正係数に基づいて、対象分光特性（補正の対象となる分光特性）を補正する。ここで、上述したように外部Ｉ／Ｆ部１１１を介して入力される対象分光特性は、ＣＣＤ１０１の機種を代表する分光特性であるものとする。具体的には、例えばカタログに記載されている分光特性を用いることができる。なお、代表的な分光特性としては、カタログに記載された分光特性に限るものではなく、例えば、所定の機種に属する特定の１つのＣＣＤの分光特性を実際に測定して、この測定結果として得られた分光特性を用いても構わない。この分光特性補正部１０７により補正された後の対象分光特性は、変換係数算出部１０８へ転送される。
【００４４】
変換係数算出部１０８は、内部に予め記憶している目標分光特性と、分光特性補正部１０７から得られた補正後の対象分光特性と、に基づいて、対象分光特性と目標分光特性との相違を補正するための変換係数（対象分光特性を目標分光特性に変換するための変換係数）を算出する。この変換係数算出部１０８により算出された変換係数は、出力部１０９へ転送される。
【００４５】
出力部１０９は、変換係数算出部１０８から得られた変換係数を、例えばメモリカード等の記録媒体に記録して保存する。
【００４６】
次に、図５を参照して、補正係数算出部１０６の構成の一例について説明する。
【００４７】
この補正係数算出部１０６は、バッファ２００と、信号算出手段たる信号算出部２０１と、補正関数算出手段たる補正関数算出部２０２と、参照信号ＲＯＭ２０３と、を備えて構成されている。
【００４８】
信号処理部１０５は、バッファ２００へ接続されている。バッファ２００は、信号算出部２０１へ接続されている。信号算出部２０１は、補正関数算出部２０２へ接続されている。さらに参照信号ＲＯＭ２０３も、補正関数算出部２０２へ接続されている。補正関数算出部２０２は、分光特性補正部１０７へ接続されている。制御部１１０は、信号算出部２０１，補正関数算出部２０２と双方向に接続されていて、これらを制御するようになっている。
【００４９】
信号処理部１０５から転送されたＲＧＢ信号はバッファ２００へ転送され、一時的に保存される。このバッファ２００に保存されたＲＧＢ信号は、信号算出部２０１へ転送される。
【００５０】
信号算出部２０１は、バッファ２００を介して得られたＲＧＢ信号から、図２および図３に示したような色票１２０の各色パッチ毎の平均ＲＧＢ信号（平均Ｒ信号、平均Ｇ信号、および平均Ｂ信号）を算出して（この平均ＲＧＢ信号を基準ＲＧＢ信号とする）、算出した基準ＲＧＢ信号を補正関数算出部２０２へ転送する。
【００５１】
補正関数算出部２０２は、参照信号ＲＯＭ２０３に予め記憶されている上記色パッチに対応する参照ＲＧＢ信号を読み出す。ここに、参照ＲＧＢ信号は、予め実測してあるライトボックス光源の分光特性（図６参照）と、色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性（図７参照）と、各色パッチの分光透過率（図３参照）と、をそれぞれ積算して波長成分毎に足し合わせたものである。この参照ＲＧＢ信号の算出は、具体的には次の数式１に示すように行われる。  
［数１］
0005052286.tif 000002
ここで、ＲｉＴ，ＧｉＴ，ＢｉＴは参照ＲＧＢ信号を、ｉは色票１２０の色パッチの識別番号を、ＴＲλ，ＴＧλ，ＴＢλは色再現の目標となる撮像素子のＲ画素，Ｇ画素，Ｂ画素それぞれの目標分光特性を、Ｌλは光源の分光特性を、Ｏｉλは色パッチｉの分光透過率を、それぞれ示している。
【００５２】
上述において、λは波長を表しており、上記各分光特性は、波長４００ｎｍ〜７００ｎｍの範囲を１０ｎｍ間隔でサンプリングして得られたものであるとする。また、色パッチの総数をｎとすると、色票１２０の色パッチの識別番号ｉが取り得る範囲は１〜ｎであり、本実施形態においては図２および図３に示したようにｎは１１である。
【００５３】
なお、参照ＲＧＢ信号は、上述したような数式１により算出したものに限る必要はない。例えば、所定機種に属する複数個のＣＣＤの内の、特定の１つのＣＣＤを介して撮影した色票１２０の、各色パッチの平均ＲＧＢ信号を、参照ＲＧＢ信号として用いることも可能である。
【００５４】
そして、補正関数算出部２０２は、読み出した参照ＲＧＢ信号と、信号算出部２０１から転送された上記基準ＲＧＢ信号と、に基づいて、基準ＲＧＢ信号を参照ＲＧＢ信号に近似する補正を行うための補正関数として例えば補正マトリックスの係数の算出を行う。
【００５５】
この補正マトリックス係数の算出は、例えば次の数式２に示すように、参照ＲＧＢ信号と基準ＲＧＢ信号との間の最小自乗法により算出する。  
［数２］
0005052286.tif 000003
ここで、ＲｉＳ，ＧｉＳ，ＢｉＳは基準ＲＧＢ信号を示し、ａ１〜ａ９は補正マトリックス係数を表す。
【００５６】
こうして補正関数算出部２０２により算出された補正マトリックス係数ａ１〜ａ９は、分光特性補正部１０７へ転送される。
【００５７】
なお、数式２においては、補正マトリックス係数が線形な３×３のマトリックス係数であるとして算出を行っているが、ＲｉＳ，ＧｉＳ，ＢｉＳを互いに乗算した高次の項（非線形項）を含むような非線形マトリックス係数であっても構わない。このときにも、非線形マトリックス係数を最小自乗法により算出することは、線形マトリックス係数の場合と同様である。すなわち、非線形マトリックス係数の算出は、例えば次の数式３に示すように行うことができる。  
［数３］
0005052286.tif 000004
ここで、ｂ１１〜ｂ３６は３×６の非線形マトリックスの係数を表す。こうして、数式３に示す３つの式がそれぞれ最小になるときのｂ１１〜ｂ３６を算出すれば良い。
【００５８】
さらに、上記数式３では３×６の非線形マトリックス係数を算出しているが、ＲｉＳ，ＧｉＳ，ＢｉＳをそれぞれ自乗した項をさらに含めた３×９の非線形マトリックス係数を適用することも可能である。
【００５９】
次に、図８を参照して、分光特性補正部１０７の構成の一例について説明する。
【００６０】
この分光特性補正部１０７は、関数補正手段たる関数補正部３００を備えて構成されている。
【００６１】
補正係数算出部１０６と外部Ｉ／Ｆ部１１１とは、関数補正部３００に接続されている。関数補正部３００は、変換係数算出部１０８へ接続されている。制御部１１０は、関数補正部３００と双方向に接続されていて、これを制御するようになっている。
【００６２】
関数補正部３００は、補正係数算出部１０６から得られた補正マトリックス係数ａ１〜ａ９を用いて、外部Ｉ／Ｆ部１１１を介して入力した補正対象の対象分光特性ＳＲλ，ＳＧλ，ＳＢλに対して、次の数式４に示すようなマトリックス変換を行う。  
［数４］
0005052286.tif 000005
ここで、Ｓ’Ｒλ，Ｓ’Ｇλ，Ｓ’Ｂλは補正後の対象分光特性を表している。
【００６３】
関数補正部３００からの補正後の対象分光特性は、変換係数算出部１０８へ転送される。
【００６４】
なお、数式３に示したような非線形マトリックス係数を用いた場合の対象分光特性の変換は、例えば次の数式５に示すように行う。  
［数５］
0005052286.tif 000006
【００６５】
続いて、図９を参照して、変換係数算出部１０８の構成の一例について説明する。
【００６６】
この変換係数算出部１０８は、変換関数算出手段たる変換関数算出部４００と、色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性を予め記憶している分光特性ＲＯＭ４０１と、を備えて構成されている。
【００６７】
分光特性補正部１０７は、変換関数算出部４００に接続されている。分光特性ＲＯＭ４０１も変換関数算出部４００に接続されている。変換関数算出部４００は、出力部１０９へ接続されている。制御部１１０は、変換関数算出部４００と双方向に接続されていて、これを制御するようになっている。
【００６８】
変換関数算出部４００は、分光特性補正部１０７から入力される補正後の対象分光特性Ｓ’Ｒλ，Ｓ’Ｇλ，Ｓ’Ｂλと、分光特性ＲＯＭ４０１から読み出した色再現の目標となる目標分光特性ＴＲλ，ＴＧλ，ＴＢλと、に基づいて、補正後の対象分光特性を目標分光特性に近似する変換を行うための変換マトリックス係数ｃ１〜ｃ９を、次の数式６に示すような最小自乗法により算出する。  
［数６］
0005052286.tif 000007
【００６９】
変換関数算出部４００により算出された変換マトリックス係数ｃ１〜ｃ９は、出力部１０９へ転送される。
【００７０】
なお、数式６においては、変換マトリックス係数が線形な３×３のマトリックス係数であるとして算出を行っているが、Ｓ’Ｒλ，Ｓ’Ｇλ，Ｓ’Ｂλを互いに乗算した高次の項（非線形項）を含むような非線形マトリックス係数であっても構わない。このときにも、非線形マトリックス係数を最小自乗法により算出することは、線形マトリックス係数の場合と同様である。すなわち、非線形マトリックス係数の算出は、例えば次の数式７に示すように行うことができる。  
［数７］
0005052286.tif 000008
ここで、ｄ１１〜ｄ３６は３×６の非線形マトリックスの係数を表す。こうして、数式７に示す３つの式がそれぞれ最小になるときのｄ１１〜ｄ３６を算出すれば良い。
【００７１】
なお、上述では、撮像素子としてＣＣＤを例に挙げているが、これに限るものではなく、ＣＭＯＳやその他のタイプの撮像素子であってももちろん構わない。
【００７２】
また、上述ではベイヤー型の原色カラーフィルタを備えた単板撮像素子を用いていたが、これに限定される必要なく、補色カラーフィルタを備えた単板撮像素子であっても構わないし、カラーフィルタが原色あるいは補色であるに限らず、互いに独立な複数の任意のカラー成分を有するカラーフィルタを備えた撮像素子であれば良い。
【００７３】
加えて、撮像素子も単板に限るものではなく、二板、三板、あるいはそれ以上の多板の撮像素子であっても構わない。
【００７４】
また、上述では、透過型の色票１２０を用いているが、これに限定される必要はなく、例えば反射型の色票を用いることも可能である。この場合には、ライトボックス光源ではなく、別途の外部照明器具を用いて照明光を色票に照射することになる。
【００７５】
さらに、図１０に示すような円形状の回転式フィルタ１３０（各フィルタの分光特性は、図３のＯ１〜Ｏ１１に示したようなものであるとする）を分光特性補正装置のレンズ系１００の前に設置して、この回転式フィルタ１３０を回転させることにより各色パッチの映像信号を取得するように構成することも可能である。
【００７６】
加えて、任意の狭帯域波長の光を発光する発光型の色票を適用しても良い。
【００７７】
ところで、上述ではハードウェアによる処理を前提としていたが、このような構成に限定されるものではない。例えば、ＣＣＤ１０１からの映像信号を未処理のままのＲａｗデータとしてコンピュータに入力し、別途のソフトウェアである分光特性補正プログラムをコンピュータに実行させて処理することも可能である。
【００７８】
図１１を参照して、分光特性補正プログラムによる処理の流れについて説明する。
【００７９】
この処理を開始すると、まず、未処理の映像信号、補正対象となる撮像素子の対象分光特性、色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性、光源の分光特性、および色票の分光特性をそれぞれ入力する（ステップＳ１）。
【００８０】
次に、このステップＳ１により得られた映像信号に対して、補間処理を行うことにより、三板状態の映像信号を生成する（ステップＳ２）。
【００８１】
続いて、ステップＳ２により得られた映像信号から、色票１２０の各色パッチの平均ＲＧＢ信号を算出する（ステップＳ３）。なお、ここで算出された平均ＲＧＢ信号を、基準ＲＧＢ信号とする。
【００８２】
そして、色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性と、光源の分光特性と、色票の分光特性と、に基づいて、例えば数式１に示したように参照ＲＧＢ信号の算出を行う（ステップＳ４）。
【００８３】
さらに、基準ＲＧＢ信号の明るさを参照ＲＧＢ信号の明るさに合わせるように補正する（ステップＳ５）。
【００８４】
次に、ステップＳ５により得られた基準ＲＧＢ信号と参照ＲＧＢ信号とに基づいて、例えば数式２（あるいは数式３）に示したように補正係数の算出を行う（ステップＳ６）。
【００８５】
続いて、ステップＳ６により得られた補正係数に基づいて、数式４（あるいは数式５）に示したように対象分光特性の補正を行う（ステップＳ７）。
【００８６】
その後、補正後の対象分光特性と、目標分光特性と、に基づいて、数式６（あるいは数式７）に示したように変換係数の算出を行い（ステップＳ８）、この処理を終了する。
【００８７】
なお、上述では、分光特性補正装置および分光特性補正プログラムについて述べたが、同様の処理を行う分光特性補正方法であっても構わない。
【００８８】
このような実施形態１によれば、色票を撮像して得られた映像信号を用いてまず分光特性を補正し、その後に、補正後の分光特性と色再現の目標となる分光特性とに基づいて変換係数を算出するようにしたために、分光特性を簡易に補正することが可能となる。
【００８９】
また、分光特性を補正することにより、異なる分光特性を持つ２つの撮像素子間で相違の少ない色再現を実現することが可能となる。
【００９０】
さらに、算出した変換係数を、デジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置が有する色変換処理の係数に適用することも可能であるために、高精度な色変換を行うことが可能となる。
【００９１】
なお、本発明は上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化することができる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成することができる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせても良い。このように、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。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の実施形態１の撮像装置の機能を備えた分光特性補正装置の構成を示すブロック図。
【図２】上記実施形態１における色票を示す図。
【図３】上記実施形態１における色票の色パッチの分光透過率を示す線図。
【図４】上記実施形態１におけるベイヤー型原色カラーフィルタの構成を示す図。
【図５】上記実施形態１における補正係数算出部の構成を示すブロック図。
【図６】上記実施形態１における光源の分光特性を示す線図。
【図７】上記実施形態１における色再現の目標となる撮像素子の目標分光特性を示す線図。
【図８】上記実施形態１における分光特性補正部の構成を示すブロック図。
【図９】上記実施形態１における変換係数算出部の構成を示すブロック図。
【図１０】上記実施形態１における回転式フィルタの構成を示す図。
【図１１】上記実施形態１における分光特性補正処理を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００９３】
１００…レンズ系（撮像手段）
１０１…ＣＣＤ（撮像手段）
１０２…Ａ／Ｄ変換部
１０３…バッファ
１０４…補間部
１０５…信号処理部
１０６…補正係数算出部（補正係数算出手段）
１０７…分光特性補正部（分光特性補正手段）
１０８…変換係数算出部（変換係数算出手段）
１０９…出力部
１１０…制御部
１１１…外部Ｉ／Ｆ部
１２０…色票
１３０…回転式フィルタ
２００…バッファ
２０１…信号算出部（信号算出手段）
２０２…補正関数算出部（補正関数算出手段）
２０３…参照信号ＲＯＭ
３００…関数補正部（関数補正手段）
４００…変換関数算出部（変換関数算出手段）
４０１…分光特性ＲＯＭ
【図１】
0005052286.tif 000009
【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】
0005052286.tif 000018
【図１１】
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