(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
分光反射率が異なる複数の色票を同一の面上に配した標準板を、分光特性を求めたい照明光が照射する空間内の所望する位置に設置し、該標準板の複数の色票を撮像系により撮像した画像データを用いて、該標準板を照射する照明光の分光特性を最適化法を用いて推定する方法であり、
（ア）前記標準板上の各色票に対応する撮像応答値を前記画像データから抽出し、抽出した全ての撮像応答値ｒｉｊを列成分とする目的変数ベクトルｒを作成する目的変数ベクトル作成ステップ；
（イ）前記目的変数ベクトル作成ステップの前後いずれかの順序で行うか、あるいは該目的変数ベクトル作成ステップと並行して行い、前記照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔを作成する説明変数行列作成ステップ；
（ウ）前記目的変数ベクトルｒを、前記説明変数行列Ｔと、照明光分光分布を基底関数の線形結合で表すための重み係数ベクトルｗとの積で表し、最適化法を施すことにより最適な重み係数ベクトルｗを算出し、前記標準板を照射する照明光の分光特性を表現する最適解を照明光の基底関数行列Ｂと、重み係数ベクトルｗとの積として求める分析ステップ；
以上の（ア）〜（ウ）のステップを全て具備することを特徴とする照明光の分光特性推定方法。
【請求項２】
空間内の所望する位置を照射する照明光の分光特性を推定する装置であって、
（エ）分光反射率が異なる複数の色票を同一の面上に配した標準板を前記所望の位置に設置した場合に、撮像特性データが既知である撮像系によって撮像された該複数の色票の画像データを入力する入力手段；
（オ）撮像された前記複数の色票の画像データと、前記撮像系の撮像特性データから、請求項１に記載の照明光の分光特性推定方法によって、前記照明光の分光特性の推定値を算出する解析手段；
以上の（エ）及び（オ）を全て具備することを特徴とする照明光の分光特性推定装置。
【請求項３】
分光特性を求めたい照明光が照射する空間内の所望する位置に設置されてあり、分光反射率が異なり且つ同一の平面上にある複数の色票が、撮像系により撮像されて得られた画像データが入力された場合に、該照明光の分光特性を推定可能なプログラムを記録した情報記録媒体であって、
（カ）前記の各色票に対応する撮像応答値を前記画像データから抽出し、抽出した全ての撮像応答値ｒｉｊを列成分とする目的変数ベクトルｒを作成する処理；
（キ）前記目的変数ベクトルを作成する処理の前後いずれかの順序で処理するか、あるいは該目的変数ベクトルを作成する処理と並行して処理し、前記照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔを作成する処理；
（ク）前記目的変数ベクトルｒを、前記説明変数行列Ｔと、照明光分光分布を基底関数の線形結合で表すための重み係数ベクトルｗとの積で表し、最適化法を施すことにより最適な重み係数ベクトルｗを算出し、前記標準板を照射する照明光の分光特性を表現する最適解を照明光の基底関数行列Ｂと、重み係数ベクトルｗとの積として求める処理；
以上の（カ）〜（ク）の処理を全て行うことを特徴とする照明光の分光特性推定プログラムを記録した情報記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空間内の特定の位置に配した同一平面上の複数の色票をデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラなどのカメラで撮影することによって得られた画像から、その位置を照射する照明光の分光特性を算出する照明光分光推定装置に関する。推定された照明光の分光特性は、例えば、同一の照明下で撮影したシーンや被写体の画像データの色や明るさを補正するカラー画像処理や、環境照明の分析を行う環境調査など好適に利用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
従来、照明光の特性を求めることに関わる技術は、およそ以下のような状況であった。
（ａ）簡易的に照明の特性を得ることができる測定機器やセンサーが提供されている。製品によってはそれらと撮像系や表示系の画像処理機器とが一体化したものや、あるいは撮像系にその機能を持たせたものもある。しかし、これらはいずれも、一つの分光透過率を持つ標準透過面を透過した光か／又は一つの分光反射率を持つ標準反射面から反射した光の少なくともいずれかを測定することによって、その照明光の特性を低次元の推定値で得るものであり、一般には、一次元から三次元で表される輝度、照度、色温度あるいは色彩値などを得る。
【０００３】
（ｂ）照明光の分光特性を推定しようとする場合に利用される機器として、一般に「分光放射計」と称される測定機器があった。従来は、このような分光測定専用の測定機器を用いる必要があった。
【０００４】
（ｃ）また、現実のシーンを撮影した画像の色を、光源の影響を考慮して自動補正する装置もあった。しかし、このような「色の補正」の為には、シーンがどのような種類の光源で照らされていたかが重要な情報である。しかし、撮影されてある画像だけからではそのような情報が得られない為に、一般には、画像補正を行う者が必要なその情報（そのシーンがどのような種類の光源で照らされていたかを示す情報）を自動補正装置に指示する必要があった。
【０００５】
しかしながら、前記（ａ）（ｂ）の測定機器や（ｃ）の色補正装置には、それぞれ以下の問題点を有していた。
【０００６】
（ａ）この簡易的なセンサーや測定機器によって得られた低次元の推定値からでは、多次元の値である分光特性を精度良く推定することは困難であった。特に、分光特性に輝線を持つ照明光（代表例は人工光源）などのように、分光特性が波長により急峻な変化を持つ照明光では、推定結果の誤差が大きく、またこの推定結果を照明光の分光特性として適用した処理を行った場合では、その処理結果の誤差も大きくなり困るといった傾向があった。
【０００７】
また、（ｂ）の高精度な分光放射計の場合では、一般的に、測定機器として高価、重い、大きい、測定に要する時間が長くかかる、測定データを処理する装置との間にインターフェイスを必要とする、といった諸問題があった。また、これらと撮像系との一体化を考慮した場合は、その価格が高くなること、重量が重くなること、サイズが大きくなること、そして需要が乏しいこと（市場規模が小さいこと）、などの観点から普通合理的ではない。そのため、照明光の分光特性の測定データを容易に取得して、適当なアプリケーション技術に応用することは至極困難であった。
【０００８】
また、（ｃ）の色補正装置は、光源の影響を考慮した色補正のための情報を人間が入力することなく行うために、画像から照明光源の種類を自動的に精度良く判別する手段は存在していなかった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記従来の技術がもつ問題点に鑑みなされたものであって、専用の前記測定機器を必要とせず、撮像系を利用することによって、低コストで簡便・迅速にしかも精度のよい推定を可能とする照明光の分光特性推定方法及びそれに好適な推定装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【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が提供する請求項１の発明にあっては、
分光反射率が異なる複数の色票を同一の面上に配した標準板を、分光特性を求めたい照明光が照射する空間内の所望する位置に設置し、該標準板の複数の色票を撮像系により撮像した画像データを用いて、該標準板を照射する照明光の分光特性を最適化法を用いて推定する方法であり、
（ア）前記標準板上の各色票に対応する撮像応答値を前記画像データから抽出し、抽出した全ての撮像応答値ｒｉｊを列成分とする目的変数ベクトルｒを作成する目的変数ベクトル作成ステップ；
（イ）前記目的変数ベクトル作成ステップの前後いずれかの順序で行うか、あるいは該目的変数ベクトル作成ステップと並行して行い、前記照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔを作成する説明変数行列作成ステップ；
（ウ）前記目的変数ベクトルｒを、前記説明変数行列Ｔと、照明光分光分布を基底関数の線形結合で表すための重み係数ベクトルｗとの積で表し、最適化法を施すことにより最適な重み係数ベクトルｗを算出し、前記標準板を照射する照明光の分光特性を表現する最適解を照明光の基底関数行列Ｂと、重み係数ベクトルｗとの積として求める分析ステップ；
以上の（ア）〜（ウ）のステップを全て具備することを特徴とする照明光の分光特性推定方法である。
尚、最適化法としては例えば重回帰分析が挙げられる。重回帰分析の場合、これを解くことにより偏回帰係数を求めることで最適解を得ることが出来る。
【００１１】
尚、標準板の分光反射率が異なる複数の色票を配した前記の面は、好ましくは平面である。但し、本発明の目的にある分光特性の推定に関わる精度上、特に問題に成らない程度であれば、必ずしも平面でなくても良い（一部に又は全部に曲面部が存在しても良い）。
また、その面の一部に又は全部に曲面部が存在したとしても、本発明に関わる推定方法のステップの途中か／又は最後で、または推定装置の撮像手段、解析手段、設定手段、あるいはその他に別途付加する手段で、前記の面が平面ではない為に生じる誤差を補正する為のステップ（又は機能）を備えることにより、本発明を好適に適応可能となる。しかしその場合でも、本発明に関わる照明光の分光特性推定方法あるいは分光特性推定装置を適用して実際に具現化したソフトウェアやハードウェアの開発コスト、開発に要する期間、あるいはソフトウェアやハードウェアの製品としての価格などを考慮すると、前記の標準板の分光反射率が異なる複数の色票を配した前記の面は、やはり平面であることの方が経済性の良さや市場競争力の強さをよりいっそう得やすい、等の理由からより好ましい。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明にあっては、特に、前記（ウ）の分析ステップの後に、前記最適解を、所望する表現形式の分光特性に変換して、前記標準板を照射する照明光の分光特性を表す値を算出する変換ステップを行うとしてもよい。
【００１３】
また、請求項１に記載の発明にあっては、特に、前記（ウ）の分析ステップの前後いずれかの順序で行うか、あるいは該分析ステップと並行して行い、照明光の種類を判別し、判別された種類の照明光がもつ分光特性を特定の次元で表現するための基底関数を選択する基底関数選択ステップを具備するとしてもよい。
【００１４】
また、請求項２の発明にあっては、空間内の所望する位置を照射する照明光の分光特性を推定する装置であって、
（エ）分光反射率が異なる複数の色票を同一の面上に配した標準板を前記所望の位置に設置した場合に、撮像特性データが既知である撮像系によって撮像された該複数の色票の画像データを入力する入力手段；
（オ）撮像された前記複数の色票の画像データと、前記撮像系の撮像特性データから、請求項１に記載の照明光の分光特性推定方法によって、前記照明光の分光特性の推定値を算出する解析手段；
以上の（エ）及び（オ）を全て具備することを特徴とする照明光の分光特性推定装置である。
尚、本発明によると、カメラ（特にはデジタル式）を照明光の分光特性推定装置の一部としても良いし、又はカメラ（特にはデジタル式）自体に必要な手段を備えさせて該カメラ（特にはデジタル式）自体を照明光の分光特性推定装置とすることも好ましい。
【００１７】
また、請求項３に示す発明は、分光特性を求めたい照明光が照射する空間内の所望する位置に設置されてあり、分光反射率が異なり且つ同一の平面上にある複数の色票が、撮像系により撮像されて得られた画像データが入力された場合に、該照明光の分光特性を推定可能なプログラムを記録した情報記録媒体であって、
（カ）前記の各色票に対応する撮像応答値を前記画像データから抽出し、抽出した全ての撮像応答値ｒｉｊを列成分とする目的変数ベクトルｒを作成する処理；
（キ）前記目的変数ベクトルを作成する処理の前後いずれかの順序で処理するか、あるいは該目的変数ベクトルを作成する処理と並行して処理し、前記照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔを作成する処理；
（ク）前記目的変数ベクトルｒを、前記説明変数行列Ｔと、照明光分光分布を基底関数の線形結合で表すための重み係数ベクトルｗとの積で表し、最適化法を施すことにより最適な重み係数ベクトルｗを算出し、前記標準板を照射する照明光の分光特性を表現する最適解を照明光の基底関数行列Ｂと、重み係数ベクトルｗとの積として求める処理；
以上の（カ）〜（ク）の処理を全て行うことを特徴とする照明光の分光特性推定プログラムを記録した情報記録媒体である。
尚、最適化法としては例えば重回帰分析が挙げられる。重回帰分析の場合、これを解くことにより偏回帰係数を求めることで最適解を得ることが出来る。
また、本発明に係わる照明光の分光特性推定プログラムを記録した情報記録媒体としては、例えば磁気、光、光磁気、あるいはその他の技術を利用した媒体であってコンピュータ又は処理装置が記録されてあるプログラムを読み取り可能なものであればよく、具体例はフロッピィディスク類，コンパクトディスク類，光ディスク類，光磁気ディスク，あるいはＤＶＤ類，等のディスク状のもの、磁気テープ類に代表されるテープ状のもの、スマートメディアのようなカード状あるいはアダプタによってカード状の形態をとれるもの、メモリーチップ、ＩＣチップ、あるいはＬＳＩチップのように装置に組み込ませることが出来るもの、等に適用可能である。
【００１８】
そして、請求項３に示す発明にあっては、特に、前記（ク）の処理の後に、前記最適解を、所望する表現形式の分光特性に変換して、前記色票を照射する照明光の分光特性を表す値を算出する処理を行うとしてもよい。
【００１９】
そして、請求項３に示す発明にあっては、特に、前記（ク）の処理の前後いずれかの順序で行うか、あるいは該処理と並行して行い、照明光の種類を判別し、判別された種類の照明光がもつ分光特性を特定の次元で表現するための基底関数を選択する処理を行うとしてもよい。
【００２０】
＜  作用  ＞
本発明によると、色票を設けた標準板を照明光が照射する場所に用意した場合に、標準板を置いた場所で得られたデータにもとづき、そこを照射する当該照明光の分光特性を推定する。ここで、標準板が置かれた場所で得られたデータに基づく推定結果は、通常は、その照明光が照らす空間一帯を代表しているとして扱って支障はない。しかし、もし標準板を置く場所の違いによって、その照明光の推定される分光特性に無視できない違いが見られる場合があるとすれば、その際は、それぞれ必要な場所に標準板を置いたうえで、それぞれの場所における照明光の分光特性を推定する必要が生じる。
本発明によれば、まず（それぞれ独立した請求項である）請求項１に示す推定方法、請求項２に示す推定装置、あるいは請求項３に示すプログラムを記録した情報記録媒体によって、
空間内の測定対象とする位置に標準板を設置し、空間内の測定点とする位置から撮像手段を用いて標準板を撮影することによって得られる画像データを、解析手段において、照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔとに基づいて解析することにより、空間内の測定対象とする位置の照明光の分光特性データを得ることができる。
尚、本発明は分光特性の推定の為に最適化法を用いて最適解を得るわけであるが、具体的な最適化法の手法は適宜に利用して良い。最適化法の具体例としては重回帰分析が最も好適であるが、これ以外でも適当な手法があれば、いわゆる多変量解析あるいはその他の手法を適宜採用して利用することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
＜１．構成＞
以下、本発明に関わる装置構成について例示し、図面を参照しつつより詳細に説明する。
【００２２】
図１は本発明の一実施形態に係わる照明光分光特性推定装置の構成を示す説明図である。
同図において、１は標準板であり、空間内の測定対象位置に撮像手段の方向へ前記色票の面を向けて設置する。その表面上には、分光反射率がそれぞれ異なる（例えば）合計２４個の色票を配列している。
尚、それぞれの色票の表面の反射特性は、拡散性が高く、同一色票内ではその拡散性及び反射率が実質一様であるように作成してある。
【００２３】
また、２はデジタルスチルカメラ（以下、デジタルカメラと呼ぶ）である。ここでは、ＲＧＢの３チャンネルの光センサーが検出した電位信号を処理して、各画素のＲＧＢ階調値をカラー画像データとして画像ファイル記録する撮像手段と、撮像手段の露光条件であるシャッタースピードと絞り値を制御して各露光条件を画像データと共に画像ファイルに記録する設定手段とを兼ね備えたデジタルカメラである。
【００２４】
また、３は撮像手段で得られた標準板の画像ファイルを入力〜解析して、照明光の分光特性データとして、（例えば）波長域３８０〜７８０ｎｍの範囲にわたり５ｎｍ間隔で合計８１個ぶんの分光分布のデータを出力する解析手段であり、計算機（コンピュータ）が用いられる。
【００２５】
＜２．動作＞
２−１．全体動作
以下、本発明に関わる推定方法や推定装置の一例について、図面を参照しつつ、全体の処理のステップあるいは全体の動作について説明する。
【００２６】
図２は、本実施形態に係わる照明光分光特性推定装置を用いた全体の動作フローを示すブロック図である。
【００２７】
（ブロック図のｓ１）
ユーザが、標準板１を測定対象位置に設置し、デジタルカメラ２をデジタルカメラ２の撮像範囲内で標準板１が適切な大きさに撮像されるような測定位置に設置し、標準板１の法線方向とデジタルカメラ２の撮像系の光軸とが一致するように標準板１とデジタルカメラ２の方向を調整する。
【００２８】
（ブロック図のｓ２）
ユーザが、標準板１の表面から反射する光がデジタルカメラ２の適性露光範囲に収まるようにデジタルカメラ２の露光条件であるシャッタースピードと絞り値を設定する。
【００２９】
（ブロック図のｓ３）
ユーザが、デジタルカメラ２のシャッターを切り、デジタルカメラ２が、撮像を行い、画像データと露光条件を画像ファイルに記録する。
【００３０】
（ブロック図のｓ４）
ユーザが、デジタルカメラ２に記録された画像ファイルを計算機３へ入力する。
【００３１】
（ブロック図のｓ５）
ユーザが、計算機３のモニターへ画像ファイル中の画像データを表示させ、観察して、画像内の標準板１が占めている位置を指定する。
【００３２】
（ブロック図のｓ６）
計算機３は、照明光の分光分布を特定の次元で表現するための基底関数と、デジタルカメラ２の撮像特性データ（階調特性、分光感度特性、適正応答範囲）と、標準板１の各色票面の分光反射率データとに基づいて、画像ファイル内に記録された標準板の画像データと、画像ファイル内に記録された標準板撮像時のデジタルカメラ２の露光条件とに対応して解析処理を施し、標準板１を照射した照明光の分光分布データを出力する。
【００３３】
（ブロック図のｓ７）
計算機３が、解析処理で出力される分光分布データを計算機３のモニターに表示する。
【００３４】
尚、上記ｓ１〜ｓ７は、部分的に又は全体的に、ユーザー（人間）の作業によるのではなく、自動で処理することも可能である。省力化や迅速化の為には一般にその方が好ましい。
【００３５】
２−２．解析処理
以下、本発明に関わる推定方法あるいは推定装置の一例について、推定の為の解析の処理について、図３のフローチャートに基づいて説明する。
【００３６】
（フローチャートのｓ８）
デジタルカメラで標準板を含むシーンを撮影した画像データが記載されたファイルを、通信線で接続されたデジタルカメラから入力し、計算機３へ記録する。
【００３７】
（フローチャートのｓ９）
標準板の画像データをモニターへ表示し、撮影された画像内の標準板の位置をユーザに指定させ、この指定位置より特定される各色票内の中心付近の一定領域の画素について（例えば）3 チャンネル（Ｒ，Ｇ，Ｂ）それぞれの平均値を計算し、（例えば）２４個の色票に対応した階調値；
ｇRj ,ｇGj ,ｇBj  （ｊ：色票番号）
から成る（例えば）全７２個の階調値データを得る。
尚、チャンネルは前記（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の３チャンネルが最も一般的である。
【００３８】
（フローチャートのｓ１０）
全色票に対応した（例えば）３×２４個の階調値データから、あらかじめ記録してあるデジタルカメラ２の適正応答範囲内にないデータｎ0 個を除き、全部でｎ個〔＝（７２−ｎ0 ）個〕の階調値データを得る。
【００３９】
（フローチャートのｓ１１）
デジタルカメラ２への入射光のエネルギー量とデジタルカメラ２が出力する階調値との非線形な関係を関数Ｆ（ｘ）としてあらかじめ記録した階調特性データによって、ｎ個の階調値データを、エネルギー量に線形で０〜１に標準化された線形階調値データ；
【００４０】
【数１】
0003783446.tif 000002
【００４１】
（ここで  ｉ：チャンネル（Ｒ，Ｇ，Ｂ），  ｊ：色票番号  ）
へ変換する。
【００４２】
（フローチャートのｓ１２）
標準板を撮影した際にデジタルカメラで設定した露光条件であるシャッタースピード（ｔ）と絞り値（ｆ）とを、画像データが記録されたファイルから読み込み、ｎ個の線形階調値データをこれらの露光条件によりシャッタースピード１あたりかつ絞り値１あたりの階調値に標準化し、応答値データ
【００４３】
【数２】
0003783446.tif 000003
【００４４】
とし、これらをｎ次元の１列の応答値ベクトル
【００４５】
【数３】
0003783446.tif 000004
【００４６】
で表す。
（フローチャートのｓ１３）
あらかじめ記録してある、デジタルカメラ２の入射光の分光エネルギー（例えば）波長域３８０〜７８０ｎｍの範囲で５ｎｍ間隔に対する応答値の関係を記述した３チャンネルそれぞれの分光感度特性データ；
ｃｉ（λ）
と、標準板上の全色票の分光反射率をやはり３８０〜７８０ｎｍの範囲で５ｎｍ間隔で記述した２４個の分光反射率データ；
ｓｊ（λ）
と、照明光の分光分布をｄ次元で表現するためのｄ個の基底関数；
ｂｋ（λ）
とから、ｎ行×８１列の説明変数行列；
Ｔ
を次のように作成する。
【００４７】
【数４】
0003783446.tif 000005
【００４８】
【数５】
0003783446.tif 000006
【００４９】
λ：  波長（λ１，λ２，λ３，‥‥，λ８１）
Ｂ：  各列が基底関数ｂｋ（λ）を示す基底関数行列（８１行×ｄ列）
【００５０】
（フローチャートのｓ１４）
照明の分光分布をｄ個の基底関数；
ｂk （λ）
の線形結合で表すためのｄ個の重み係数から成る重みベクトルを
ｗ
とすると、応答値ベクトル；
ｒ
は、
ｒ  ＝  Ｔｗ
と表わすことができることから、説明変数；
Ｔ
に対して、応答値ベクトル；
ｒ
を目的変数とした線形重回帰分析を施し、得られた偏回帰係数を重みベクトル
【００５１】
【数６】
0003783446.tif 000007
【００５２】
とする。
但し、照明の分光分布を基底関数の線形結合で表すための次数ｄは、適正応答範囲内の応答値の数ｎより小さくなければならない。
【００５３】
（フローチャートのs １５）
ｄ個の基底関数を収めた基底関数行列；
Ｂ
とｄ次元の重みベクトル
【００５４】
【数７】
0003783446.tif 000008
【００５５】
とにより、
【００５６】
【数８】
0003783446.tif 000009
【００５７】
を計算し、未知であった照明光の分光分布データを、３８０〜７８０ｎｍの範囲の５ｎｍ間隔で合計８１個の分光分布の推定値を収めたベクトル
【００５８】
【数９】
0003783446.tif 000010
【００５９】
として得る。
【００６０】
＜３．変形例＞
以上本発明に関わる推定方法及び推定装置について例を挙げてその実施形態を説明したが、それ以外にも例えば次のような変形例も考えられる。
【００６１】
（ａ）解析手段が出力する照明光の分光特性データとしては、分光分布データである必要はなく、分光特性に対応するその他の値もしくは分光分布データから計算される値でも好ましい。
（ｂ）解析手段が出力する照明光の分光特性を利用して、ＣＩＥ１９３１表色系のＸ，Ｙ，Ｚなどの色彩値で照明光の特性を出力することも好ましい。
（ｃ）解析手段において、標準板を撮影した際の露光条件を使用しなくても、照明光の相対的な分光特性を解析し、出力することも好ましい。
【００６２】
（ｄ）色票によっては撮像応答値が撮像系の適正な応答範囲にない場合があるが、同一の撮像手段によって異なる露光条件で撮像した異なる撮像応答値を解析手段で適切に利用することも好ましい。
（ｅ）標準板上の色票の数、照明の分光分布を基底関数で表すための次数、扱う全ての分光データの波長範囲、扱う全ての分光データの波長間隔などは固定ではなく、適正な推定精度を得られる範囲内であれば、必要に応じて選択することも好ましい。
（ｆ）標準板上の色票の分光反射率の組み合わせは、用途や目的に応じて推定精度を高めるために最適化することも好ましい。
【００６３】
（ｇ）固定した露光条件により撮像する場合には、解析手段において露光条件による標準化の補正を、敢えて施さないことも好ましい。
【００６４】
（ｈ）解析手段において、露光条件による標準化の補正は、撮像応答値ではなく説明変数の方に施すことも好ましい。
（ｉ）標準板の画像データには撮像系のノイズ成分が含まれている。その為、解析手段の中に、色票部をサンプリングした後の各種分析値から又は画像データから、ノイズ成分を除去（若しくは低減）する処理を組み込んでおくことも好ましい。
【００６５】
（ｊ）解析手段において、入力する露光条件は、画像データを含むファイルから入力するのではなく、デジタルカメラから露光条件を直接入力するとか、あるいはユーザが入力する、という事も好ましい。
（ｋ）解析手段において、使用する標準板の指定位置の情報をユーザが入力する事を必要とせず、画像データを自動的に分析し標準板の指定位置を検出する処理を行なうよう機能を解析手段の中へ組み込むことも好ましい。
（ｌ）解析手段は、必ずしも電子計算機（コンピュータ）を用意しなくても、独立した専用の装置を設けたり、あるいはマイコンをデジタルカメラの中に撮像系と一体で組み込んでおくことも好ましい。
【００６６】
（ｍ）撮像系は、必ずしもデジタルスチルカメラではなくてもよく、例えばデジタルビデオカメラか又はフィルム撮影用カメラと、イメージスキャナとを組み合わせて利用するなど、画像データを取得できる技術であるならばデジタルスチルカメラ以外の機器を利用することも好ましい。
【００６７】
（ｎ）推定した照明光の分光特性を、ユーザに直接表示せず、その他の用途に利用することも好ましい。
（ｏ）推定した照明光の分光特性を、カラーマネージメントシステムなどのカラー画像処理に利用することも好ましい。
（ｐ）推定した照明光の分光特性を、撮像された物体表面の分光反射率などの反射特性を推定するのに用いることも好ましい。
【００６８】
（ｑ）設定手段として挙げた前記の例は、撮像手段と一体となったデジタルカメラであるが、必ずしも設定手段が撮像手段と一体に組み立てられている必要はなく、撮像手段以外の部分、例えば電子計算機に装備されていることも好ましい。
【００６９】
（ｒ）前記の例では、回帰分析としては線形な重回帰分析を挙げているが、例えば、照明光の分光特性が基底ベクトルと非線形な関係にある場合や、解析手段において画像のデータに線形化をほどこさない場合などには、適宜、非線形な回帰分析を行うことが好ましい場合もある。
（ｓ）本実施例において行う回帰分析では、標準板上の各色票に対する撮像系の各チャンネルの応答値の重みを一様に扱っているが、例えば、撮像系の特定の応答値が照明光の分光特性と相関が低いような場合には、標準板上の色票や撮像系のチャンネルによって異なる重みを置いた回帰分析を行うことも好ましい。
【００７０】
（ｔ）照明光の分光特性を特定の次元で表現するための基底関数については、解析手段が、異なる複数の光源の種類毎にそれぞれ異なる基底関数を保持しておき、推定誤差などを利用して光源の種類を適切に選択する機能も備えておくことによって、その選択結果に対応した、より適切な基底関数を用いて照明光の分光特性を推定できるようにすることも好ましい。
【００７１】
（ｕ）上記変形例（ｔ）に示した「光源の種類を適切に選択する機能」を備えておく場合、解析手段が出力する照明光の分光特性データとしては、「光源の種類を適切に選択する機能」が同定する光源の種類であってもよい。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、空間内の測定対象とする位置に標準板を設置し、空間内の測定点とする位置から撮像手段を用いて標準板を撮影することによって得られる画像を、照明光の分光特性を複数の色票から得られる撮像応答値ｒｉｊの数ｎより小さい次数ｄで表現するための基底関数ｂｋ（λ）を各列の成分とするｄ列の基底関数行列Ｂと、前記標準板上の異なる複数の色票の分光反射率ｓｊ（λ）および前記撮像系の分光感度特性ｃｉ（λ）の各波長の成分における積を成分とする行列との積として説明変数行列Ｔとに基づいて解析することにより、空間内の測定対象とする位置の照明光の分光特性を推定するものであり、これによって前記のような専用の測定機器を敢えて用いることも無く推定する方法および装置を提供することが出来た。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に関わる照明の光分光特性推定装置の一例について、その概略構成を模式的に示す説明図。
【図２】  本発明に関わる照明の光分光特性推定装置の一例について、その全体の動作を説明するフローチャート。
【図３】  本発明に関わる照明の光分光特性推定装置の一例について、解析手段が行う処理を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１・・・標準板
２・・・撮像手段（デジタルカメラ）
３・・・解析手段（電子計算機）
【図１】
0003783446.tif 000011
【図２】
0003783446.tif 000012
【図３】
0003783446.tif 000013