(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面側から照射光が照射される被写体としてのテストチャートと、前記テストチャートの裏面側に設けられた内面が黒色に形成された暗箱と、上記テストチャート及び上記暗箱に設けられた穴と、この暗箱内に前記テストチャートの前面から前記穴を通して観測可能な位置に設けられた光出力部とを備えたことを特徴とする撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項２】
前記光出力部の出射光の光量を変化させる手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項３】
光源からの光を分光する分光手段を備え、前記光出力部が分光手段により分光された光を出射することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項４】
前記光出力部の出射光が、特定の波長範囲内において特定の波長刻みで変化する光であることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項５】
前記光出力部の出射光が変化する特定の波長刻みは、前記光出力部の出射光の半値幅に略等しいことを特徴とする請求項４に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項６】
前記光出力部の前に特定の分光透過率特性を有するフィルタを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項７】
外部光源と、この外部光源からの光を前記暗箱内の光出力部に導く光導波装置とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項８】
前記光出力部の前に光を拡散する拡散板を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項９】
テストチャートの前方であって、テストチャート前面を照射するとともにテストチャートの穴を介して光出力部を照射しない位置に照明光源を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１０】
テストチャートの前方にテストチャートの穴を介して光出力部を照射する照明光源を備え、前記穴より光出力部からの出力光とともに照明光源からの照射光の光出力部における反射光を出射することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１１】
テストチャートの前方にテストチャートの穴を介してフィルタを照射する照明光源を備え、前記穴より光出力部からの出力光とともに照明光源からの照射光のフィルタにおける反射光を出射することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１２】
テストチャートの前方にテストチャートの穴を介して拡散板を照射する照明光源を備え、前記穴より光出力部からの出力光とともに照明光源からの照射光の拡散板における反射光を出射することを特徴とする請求項８に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１３】
前記テストチャートに、１種類または複数種類の反射率の色票を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１４】
前記テストチャートに、１種類または複数種類の色度の色票を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１５】
前記テストチャートに、前記暗箱内の光出力部を観測できない穴を設けたことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１６】
前記テストチャートの前記穴の近傍に、基準白色色票を配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の色彩特性測定装置。
【請求項１７】
請求項１に記載の色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータに基づいて撮像装置の色彩特性を求める撮像装置の色彩特性測定方法。
【請求項１８】
請求項１３に記載の色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータを、前記テストチャートに設けた１種類または複数種類の反射率の色票の部分に対応した画像データで補正することを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項１９】
請求項１４に記載の色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータを、前記テストチャートに設けた１種類または複数種類の色度の色票の部分に対応した画像データで補正することを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２０】
請求項２に記載の色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、前記テストチャートの穴から出射する光の光量を変化させ、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータに基づき撮像装置の階調特性を求めることを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２１】
請求項１に記載の色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、前記テストチャートの穴から出射する分光された光の波長を変化させ、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータに基づき撮像装置の分光感度特性を求めることを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２２】
分光された出射光の光量の波長に対する特性を求め、求められた特性に基づいて、分光感度特性を補正することを特徴とする請求項２１に記載の色彩特性測定方法。
【請求項２３】
前記テストチャートの穴から出射する光の光量を変化させ、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した前記光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータに基づき撮像装置の階調特性を求め、求められた特性に基づいて、分光感度特性を補正することを特徴とする請求項２１に記載の色彩特性測定方法。
【請求項２４】
テストチャートにＮ種類（Ｎは２以上の整数）の反射率の色票を設けた請求項１３に記載の色彩特性測定装置において、出射光の光量を変化させて順次に撮像し、撮像装置の階調特性を求める際に、
出射光が特定の光量の場合に撮像して得られる第１の画像を基準画像とし、
出射光が他の光量の場合に撮像して得られる第２の画像中、光出力部の領域に対応する部分を第１のデータとし、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより大きくかつ一番近い第１の色票を求め、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより小さくかつ一番近い第２の色票を求め、
第１の画像および第２の画像における、第１の色票および第２の色票に対応する部分のデータに基づき、第１のデータを補正して第２のデータを求め、
それぞれの撮像時の各第２のデータから撮像装置の階調特性を求めることを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２５】
テストチャートにＮ種類（Ｎは２以上の整数）の反射率の色票を設けた請求項１３に記載の色彩特性測定装置において、テストチャートの穴に反射率の異なる複数の色票を順次にはめ込んで撮像し、撮像装置の階調特性を求める際に、
特定の色票を穴にはめ込んだ場合に撮像して得られる第１の画像を基準画像とし、
他の色票を穴にはめ込んだ場合に撮像して得られる第２の画像中、はめ込んだ色票の領域に対応する部分を第１のデータとし、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより大きくかつ一番近い第１の色票を求め、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより小さくかつ一番近い第２の色票を求め、
第１の画像および第２の画像における、第１の色票および第２の色票に対応する部分のデータに基づき、第１のデータを補正して第２のデータを求め、
それぞれの撮像時の各第２のデータから撮像装置の階調特性を求めることを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２６】
テストチャートにＮ種類（Ｎは２以上の整数）の反射率の色票を設けた請求項１３に記載の色彩特性測定装置において、光出力部の出射光を特定の波長範囲内において特定の波長刻みで変化させて順次に撮像し、撮像装置の分光特性を求める際に、
出射光が特定の波長である場合に撮像して得られる第１の画像を基準画像とし、
出射光が他の波長である場合に撮像して得られる第２の画像中、はめ込んだ色票の領域に対応する部分を第１のデータとし、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより大きくかつ一番近い第１の色票を求め、
Ｎ種類の色票であって、第２の画像におけるデータが第１のデータより小さくかつ一番近い第２の色票を求め、
第１の画像および第２の画像における、第１の色票および第２の色票に対応する部分のデータに基づき、第１のデータを補正して第２のデータを求め、
それぞれの撮像時の各第２のデータから撮像装置の分光特性を求めることを特徴とする色彩特性測定方法。
【請求項２７】
撮像装置の階調特性の逆関数を求め、この逆関数を通すことにより撮像装置の線形的な分光特性を求めること特徴とした請求項２６に記載の色彩特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、色彩特性測定装置、色彩特性測定方法および撮像データの記憶媒体に係り、さらに詳しくは、ディジタルカメラやディジタルスチルカメラ等の撮像装置の色彩特性を測定し、あるいは、色彩特性を測定し補正する装置および方法、ならびに、撮像装置により撮像されたデータを記憶保持する記憶媒体に関するものである。
背景技術
従来、撮像装置の色彩特性測定装置および色彩特性測定方法としては、国際規格としてIEC（International Electrotechnical Commission）より1994年５月に出版された、「Internatinal Standard IEC 1146-1 Videocameras (PAL/SECAM/NTSC) - Methods of Measurement - Part 1: Non-broadcasting single sensor cameras」のSection 3、Clause 18に示されているものが、代表的なものである。
図４８は、この様な従来の測定装置および方法を応用したものであり、撮像装置の一例としてデジタルスチルカメラを使用した場合のデジタルスチルカメラの色彩特性および階調特性を測定する装置の構成図である。同図において、６は色彩特性を測定しようとするデジタルスチルカメラ等の撮像装置、１は撮像装置６の被写体であるテストチャート、５は安定した照度と色温度を有しテストチャート１を照射する照明光源、１９は撮像装置６から出力されるデータを受信するコンピュータである。
また、図４９はテストチャート１の構成図であり、基準色として白、黒および白から黒へ段階的に変化するグレイスケール２００、および赤、緑、青などの数枚の色票２１０を含む。これらの色票の例として、上述した国際規格のAnnex A、Annex Bにその特性を規定されたものがある。
まず、図４９に示されるテストチャート１の各色票２１０のＲＧＢ値は既知のものであるとし、これを理論値とする。例えば、データを８ビットとすれば、理想的には赤ならＲ＝２５５、Ｇ＝Ｂ＝０、緑ならＧ＝２５５、Ｒ＝Ｂ＝０、青ならＢ＝２５５、Ｒ＝Ｂ＝０である。
次に、テストチャート１を撮像装置６で撮像したときに測定される各色票２１０に対応するＲＧＢ値と理論値との差（色差）を求めることにより、撮像装置６の色再現性を評価することができる。
また、白から黒へ段階的に変化するグレイスケール２００を撮像装置６で撮像したときの測定値より撮像装置６の階調特性を求めることができる。
しかし、照明光源により照射されるテストチャートの面上での照度および色度は位置で異なるため、同じ色票を撮影してもテストチャート上の位置によって測定値が異なり、照明の照度および色度むらを補正しなければ正確な値が得られないという問題点があった。
また、理想的な均一照明下でも撮像装置の撮像光学系の特性により、例えば中心部と周辺部の光量差のために同じ色票を撮影しても測定値が異なる。このため、撮像装置の撮像光学系の特性が既知であり、その特性を用いて測定値を補正をしなければ正確な値が得られないという問題点があった。
また、撮像装置の撮像光学系の特性が同一の個所でテストチャートを撮影する場合、テストチャートを移動または交換するか、または撮像装置を移動しなければならないという問題点があった。
また、撮像装置によっては、自動露出機能、自動利得補正機能、自動ホワイトバランス補正機能等の自動補正機能を有しているため、被写体が変わると被写体に応じた設定で補正が行われてしまうので、同じ設定条件で異なる被写体を撮影できないという問題点があった。
また、テストチャート上の各色票に対するＲＧＢ値の測定値と理論値との色差は求められるが、色彩管理の基本となる撮像装置の分光感度特性が測定できないという問題点があった。
また、被写体として使用するテストチャートは通常印刷物であり、反射率が０％に近い黒色や１００％に近い白色を作り出すことが難しいため、測定データの最大値、最小値の補正することができないという問題点があった。また、テストチャートが印刷物であると退色、変色などの経時変化を伴うため、再現性の高い測定が困難であるという問題点があった。
また、撮像装置が撮影した限られた種類の画像のみでは、その他の一般的な被写体との色差がわからないという問題点があった。
また、撮像装置が撮影した限られた種類の画像から得られる情報のみでは、その他の一般的な被写体による画像について精度の高い色補正ができないという問題点があった。
また、色彩特性測定装置の測定したデータと、撮像装置が撮影した画像との関連付けをするには、別途対応表を作る等の作業が必要になるという問題点があった。
また、照明光源の種類（分光分布特性）が変われば、撮像装置が撮影した個々の色票に対応したデータも変化するが、従来は個々の照明光源の特性を正確に反映する手段を持たないため、照明光源を含めた撮像装置の色彩管理が困難であるという問題点があった。特に、上記のような理由から撮像装置の分光感度特性を正しく測定する方法がなかったため、たとえ光源の分光感度特性などを正確に測定しても、該分光感度特性を有効に利用した色管理に結びつかなかった。
発明の開示
この発明による色彩特性測定装置は、被写体としてテストチャートと、このテストチャートに設けられた穴と、前記テストチャートの裏面側に設けられ内面が黒色に形成された暗箱と、この暗箱内に前記テストチャートの前面から前記穴を通して観測可能な位置に設けられた光出力部とを備えて構成される。
テストチャートに設けられた穴に比べ、テストチャートは撮像装置６の撮影範囲の大部分を占めている。このため、自動補正機能を固定させつつ、光出力部の出力光を変化させることができる。
また、テストチャートの照明光源からの照射光は、穴を通して暗箱内に入射しても暗箱内で吸収されて反射せず、再び穴から出射されることはない。このため、外部環境の影響を受けることなく、光出力部からの出力光を観測することができる。
また、この発明による色彩特性測定方法は、色彩特性測定装置および照明光源を、照明光源からの照射光が暗箱内の光出力部を照射しないように配置し、撮像装置が前記色彩特性装置のテストチャートを撮像し、撮像された画像データから抽出した光出力部の領域に対応する部分の第１のデータ、または、この第１のデータから演算して得た第２のデータに基づいて撮像装置の色彩特性を求める。
このため、自動補正機能を固定させつつ、外部の照明光源の影響を受けない光出力部からの出力光を観測することができる。
また、この本発明による撮像データの記憶媒体は、撮像装置より得た画像データに、当該撮像装置の階調特性と分光感度特性、または、階調特性と分光感度特性から演算して得たデータを付加して格納する。
このため、撮像装置の色彩特性に影響されることなく、被写体を画像表示装置において正確に再現することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、この発明の実施の形態１である色彩特性測定装置の一例の外観を示した図である。
図２は、図１の色彩特性測定装置を破線ＡＢを含むテストチャート１に垂直な平面で切断したときの断面図である。
図３は、この発明の実施の形態２である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。
図４は、この発明の実施の形態３である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。
図５は、この発明の実施の形態３による色彩特性測定装置の分光特性の一例を示した図である。
図６は、この発明の実施の形態４である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。
図７は、この発明の実施の形態５である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。
図８は、この発明の実施の形態６である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。
図９は、実施の形態６において、拡散板を設けていないときの画像データを示す図である。
図１０は、実施の形態６において、拡散板を設けたときの画像データを示す図である。
図１１は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の一構成例を示した図である。
図１２は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の他の構成例を示した図である。
図１３は、オフセット分を含む分光感度の測定結果の一例を示した図である。
図１４は、図１３に示した測定結果からオフセット分を差し引いて求められる撮像装置の分光感度特性の一例を示した図である。
図１５及び１６は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の一構成例を示した図であり、いずれも光出力部の前方に分光フィルタを備えた図６に示した装置に適用した場合の構成例である。
図１７及び１８は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の一構成例を示した図であり、いずれも光出力部の前方に拡散板を備えた図８に示した装置に適用した場合の構成例である。
図１９は、この発明の実施の形態８である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、グレースケールが、テストチャート上に配置されている。
図２０は、この発明の実施の形態９である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、カラーチャートが、テストチャート上に配置されている。
図２１は、この発明の実施の形態１０である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図である。
図２２は、この発明の実施の形態１１である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図である。
図２３は、この発明の実施の形態１４である色彩特性測定装置のテストチャートの一例を示した図である。
図２４は、撮像装置の出力する各画像データ値の関係を示した図である。
図２５は、この発明の実施の形態１５である色彩特性測定装置の穴にはめ込まれる色票の一例を示した図である。
図２６は、撮像装置の出力する画像データの一例を示した図である。
図２７は、求められた撮像装置の階調特性の一例を示した図である。
図２８は、色票をテストチャートにはめ込み、撮像した画像の一例を示した図である。
図２９は、色票をテストチャートにはめ込み、撮像した画像の他の例を示した図である。
図３０は、撮像装置の出力する各画像データ値の関係を示した図である。
図３１は、実施の形態１６において、撮像装置の出力する各波長における画像データである。
図３２は、撮像装置の分光感度特性を示した図である。
図３３は、光出力部からある単一波長光が出力されているときの一例を示した図である。
図３４は、光出力部からある単一波長光が出力されているときの他の例を示した図である。
図３５は、撮像装置の出力する各画像データ値の関係を示した図である。
図３６は、この発明の実施の形態１７である色彩特性測定方法を説明するための図である。
図３７は、階調特性を用いた分光感度特性の補正について説明するための図である。
図３８は、この発明の実施の形態１７である色彩特性測定方法を説明するための図であり、撮像装置の階調特性を示した図である。
図３９は、測定された撮像装置の分光感度特性を示した図である。
図４０は、撮像装置の階調特性の影響を除去した分光感度特性を示した図である。
図４１は、この発明の実施の形態１９によるデータ形式を示す図である。
図４２は、この発明の実施の形態２０である色彩特性測定装置の一構成例を示したブロック図である。
図４３は、この発明の実施の形態２１による色彩管理方法を説明するための図である。
図４４は、実施の形態２１による色彩管理方法を説明するための図である。
図４５は、この発明の実施の形態２２である色彩特性測定方法について説明するための図である。
図４６は、実施の形態２２における画像ファイルのデータ形式の一例を示した図である。
図４７は、実施の形態２２における画像ファイルのデータ形式の一例を示した図である。
図４８は、従来の色彩特性測定装置の構成例を示した図である。
図４９は、図４８に示した色彩特性測定装置のテストチャートの一例を示した図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
実施の形態１では、撮像装置の自動補正機能の働きを固定し、その色彩特性を測定する色彩特性測定装置について説明する。
図１は、この発明の実施の形態１である色彩特性測定装置の一例の外観を示した図であり、図２は、図１の色彩特性測定装置を破線ＡＢを含むテストチャート１に垂直な平面で切断したときの断面図である。
これらの図において、１は被写体として用いるテストチャート、２はテストチャート１内に設けたテストチャート１の面積に対して充分小さな穴、３は内側を黒色塗装した暗箱、４は穴２から観測可能な光出力部、５は安定した色温度を有する照明光源、６は色彩特性を測定する被検体である撮像装置、７は穴２から暗箱３内に入射した照射光である。光出力部４は、実施の形態１においては光源により構成されるが、外部光源からの光を出射する光の射出端であってもよい。
暗箱３の内壁は十分低い反射率になっており、外部から穴２を通して暗箱３内に入射した照射光７は暗箱３の内壁に吸収されて反射せず、再び穴２から出射されることはない。このため、暗箱３内に光源４を設けないで、穴２を外部から観測すれば、光学的に完全な黒色に近い状態を観測することができる。従って、外部から穴２を通して観測できる位置に光源４を設けることにより、照射光７の影響を受けない光源４の出力光のみを観測することができる。
撮像装置６はテストチャート１を穴２から覗く光源４の光を含めて撮像する。このとき、例えば撮像装置６がデジタルスチルカメラであるならば、光源４を変化させた時に撮像した画像上の光源４に対応する位置の画素値を得ることにより、撮像装置６の色彩特性の測定を行うことができる。
一般に、撮像装置６は、自動露出機能、自動利得補正機能、自動ホワイトバランス補正機能等の自動補正機能を有している。このため、特性が変化する光源光を被写体として撮像した場合、該自動補正機能が動作して露出条件などが変化し、その画像データを用いて正確な色彩特性を測定することは困難である。
そこで、この実施の形態では、穴２に比べ、撮像装置６の撮影範囲の大部分を占めるテストチャート１を色彩特性測定装置に設けている。このため、自動補正機能はテストチャート１に対してのみ働き、光源４の変化には影響されず、自動補正機能を固定することができる。すなわち、外部環境であるテストチャート１とテストチャート１を照射する照明光源５を固定することで、自動補正機能を排除することができる。
この様な色彩特性測定装置を用いれば、撮像装置の測定対象として光源４を使用することができ、測定位置を固定できるため、照明むらや、例えばコサイン４乗則の如き撮像領域の位置による光量の不均一性などの撮像装置の光学系の特性などを考慮せずに済む。特に、各種の自動補正機能を有しているが、その機能を無効化又は固定化する機能を有していない民生用途の撮像装置に対し、これらの自動補正機能を変化させずに種々の特性の被写体を設定することができる。
実施の形態２．
実施の形態２では、撮像装置の階調特性を測定する色彩特性測定装置について説明する。
図３は、この発明の実施の形態２である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図であり、光出力部４の前に減衰器９を取り付け、光出力部４の出力光を特定の光量刻みで変化できる光とするように構成したものである。この実施の形態２によれば、減衰器９を調整することにより、穴２からは任意の光量の光を観測することができる。
このため、実施の形態１と同様にテストチャート１を穴２を含めて撮像装置６により撮像すれば、任意の光量における撮像装置６の色彩特性を測定することができる。すなわち、光出力部４の出力光の光量を減衰器９により所望の値に変化させ、その時の撮像装置６の特性を測定することにより、撮像装置６の階調特性を正確かつ容易に測定することができる。
なお、階調特性を測定する場合の減衰器９としては、中性濃度フィルタなどが好適である。また、この実施の形態２では、減衰器９を光出力部４の前に設けた場合を示したが、光出力部４が光の出射端である場合には光源から射出端に至るまでの間に設けても同様の効果がある。また、調光機能付きの光源により、光量を変化させても同様の効果が得られる。
実施の形態３．
実施の形態３では、分光光源を用いて撮像装置の分光感度特性を測定する色彩特性測定装置について説明する。
図４は、この発明の実施の形態３である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。光出力部４に分光光源８を取り付け、光源の出力光を分光した光を出射するように構成したものである。この実施の形態３によれば、分光光源８から出力される光の波長を設定することにより、穴２を通して任意の波長の分光された光を観測することができる。上記分光光源８は、ハロゲンランプ等のランプと分光器による構成が一般的である。
この実施の形態３によれば、実施の形態１と同様に、テストチャート１を穴２を含めて撮像装置６により撮像することで、各種自動機能の影響を受けることなく任意の波長の光に対する撮像装置６の特性を測定することができる。このため、光出力部４から出力される光の波長を分光光源８により変化させ、その時の撮像装置６の特性をそれぞれ測定することにより、撮像装置６の分光感度特性を正確かつ容易に測定することができる。なお、ここでの波長は、重心波長と表現しても良い。
また、光出力部４の出力光を分光光源８により特定の波長範囲について特定の波長刻みで変化できるように構成すれば、より実用性の高い撮像装置６の分光感度特性を得ることができる。
また、分光光源８の分光波長範囲を可視光にするように構成すれば、人間の視覚特性に適合した撮像装置６の分光感度特性を得ることができる。
また、波長範囲を３８０nmから７８０nmになるように構成することで、例えば、日本工業規格JIS Z 8722による第１種分光測光器との整合がとれる撮像装置６の分光感度特性を得ることができる。
さらに、波長刻みを、その分光された光の半値幅が等しくなるように、つまり図５の波形図に示すように、図中の波高Ａの２分の１となるＢのところの幅Ｃと波長刻みＲとが等しくなるように構成すれば、各波長成分の重なりがほぼ同一となるため、測定波長範囲について情報の欠落および重複の少ない分光感度特性を得ることができる。なお、ここでの半値幅は、有効波長幅と表現しても良い。
実施の形態４．
実施の形態４では、分光フィルタを用いて撮像装置の分光感度特性を測定する色彩特性測定装置について説明する。
図６は、この発明の実施の形態４である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図であり、光出力部４の前面に特定の分光透過率特性を有するフィルタ１０を配置して構成される。
穴２から観測することができる光は、光出力部４の出力光のうち、このフィルタ１０を透過した光のみであり、フィルタ１０を交換することによりその分光透過率特性を変化させることができる。従って、穴２から観測される光を所望の分光分布特性の光とすることができる。
実施の形態５．
実施の形態５では、外部光源を用いた色彩特性測定装置について説明する。
図７は、この発明の実施の形態５である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。図において、１１はオプティカルファイバ、１２はランプハウス等の光源装置であり、光源装置１２を暗箱３から分離した色彩特性測定装置が示されている。この実施の形態５によれば、本装置外の離れた位置にある光源装置１２の光をオプティカルファイバ１１により本装置に導入し、光出力部４からの出力光として測定できる。オプティカルファイバ１１の材質については、測定の目的が４００nm以下の波長光である場合には、石英ガラス等が好適である。
このような構成は、光源が、暗箱３に比べ大型の場合や、放熱が必要な場合に有効である。図７では、代表的な光導波装置としてオプティカルファイバによる場合を示したが他の光導波装置であっても同様の効果を奏することができる。
実施の形態６．
実施の形態６では、拡散板により測定誤差を低減した色彩特性測定装置について説明する。
図８は、この発明の実施の形態６である色彩特性測定装置の一構成例を示した断面図である。図中の１３は拡散板であり、光出力部４の前面に配置され光を拡散する。
図９は、拡散板１３を配置していない状態で、撮像装置６により撮像された画像データについて、光出力部４の部分を拡大して示した図である。一般に、光源やオプティカルファイバ出射端を撮像する色彩特性測定においては、光軸の変動や光源の微小面積における光量姜等の影響で、図９に示すように光出力部４の画像データの画素値にむらが生じ、結果的に測定値に多くの誤差が含まれることになる。
しかし、光出力部４の前面に拡散板１３を配置することにより光源４の出力光を拡散することができるので、穴２を通して観測される光出力部４の光は、前記誤差要因を排除した図１０に示すような平均化された光となる。すなわち、穴２を通して観測される光出力部４を均一な面光源とすることができ、測定精度を向上させることができる。
実施の形態７．
実施の形態７では、光出力部４の出力光量にオフセットを加えて撮像装置の分光感度を測定する色彩特性測定装置について説明する。
図１１は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の一構成例を示した図である。こφ色彩特性測定装置は、分光光源（不図示）からの光を光出力部４より出射する図２に示した装置であり、照明光源５が暗箱３内の光出力部４を照射するように、光出力部４をテストチャート１の穴２により近づけて配置したものである。
暗箱３の内壁は十分低い反射率になっており、照明光源５から暗箱３内に入射された照射光７の大部分は暗箱３の内壁に吸収されて反射せず、再び穴２から出射されることはない。従って、照射光７のうち光出力部４で反射される反射光量の分だけ、光出力部４からの出力光量にオフセットが加算される。
この色彩特性測定装置により測定した撮像装置６の分光感度特性を図Ｃに示す。図中のoffset Aが照明光源５より照射されたオフセット分である。図１３に示した分光感度特性が得られた後、このオフセット分を差し引くことにより図１４に示すように撮像装置６の分光感度特性が得られる。
図１４に示した分光感度特性は負の成分を含むものであり、従来、撮像装置のこの様な特性を正確に測定することは困難であった。この色彩特性測定装置を用いて、光出力部４からの出力光量にオフセットを加算して測定することにより、この様な分光感度特性に含まれる負の成分についても正確に測定することができる。
ここで、図１３に示したオフセット分offset Aは、光出力部４から光を出力しない状態において、光出力部４を観測することにより求められる光量に対応する値である。
図１２は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置の他の構成例を示した図である。この色彩特性測定装置は、図２に示した装置に、さらに新たに１つもしくは複数の照明光源３０を設けて構成したものである。
照明光源５は、図２の場合と同様、その照射光が光出力部４を照射しない位置に配置される一方、照明光源３０は、その照射光が光出力部４を照射する位置に配置され、照明光源３０からの照射光が光出力部４において反射されてオフセット分となる。このため、テストチャートの照度を照明光源５により制御するとともに、オフセット分を照明光源３０により制御することができる。
図１５〜１８は、この発明の実施の形態７である色彩特性測定装置のさらに他の構成例を示した図である。
図１５及び１６に示した色彩特性測定装置は、光出力部４の前方に分光フィルタ１０を備えた図６の装置に適用した例である。図１５では、照明光源５が分光フィルタ１０を照射するように構成されており、図１６では、照明光源５が分光フィルタ１０を照射せず、照明光源３０が分光フィルタ１０を照射するように構成されている。このため、分光フィルタを備えた色彩特性測定装置においても、オフセット分を加えた出力光を測定することができる。
図１７及び１８に示した色彩特性測定装置は、光出力部４の前方に拡散板１３を備えた図８の装置に適用した例である。図１７では、照明光源５が拡散板１３を照射するように構成されており、図１８では、照明光源５が拡散板１３を照射せず、照明光源３０が拡散板１３を照射するように構成されている。このため、拡散板を備えた色彩特性測定装置においても、オフセット分を加えた出力光を測定することができる。
実施の形態８．
実施の形態８では、グレイスケールを用いて階調特性を補正する色彩特性測定装置について説明する。
図１９は、この発明の実施の形態８である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、テストチャート１の正面図が示されている。図１９では、複数種類の反射率の色票を並べたグレイスケール１４が、テストチャート１上に配置されている。
実施の形態１で説明したように、撮像装置６の多くは自動補正機能を有している。自動補正機能としては、入射光量、蓄積時間、ガンマ補正特性、セットアップレベル、ニーポイント等を自動的に制御する機能があるが、いずれも撮像装置６の階調特性に影響を及ぼす。
そこで、テストチャート１上にグレイスケール１４を配置し、穴２とグレイスケール１４を同時に撮像することにより、撮像装置６の自動補正機能に何らかの変化があった場合でも、撮像された画像データにおける穴２の領域のデータに対し、撮像装置６による階調特性補正機能の影響を打ち消す処理を行うことができる。
すなわち、光出力部４からの出力光の特性を種々変化させて撮像装置６で観測する際に、穴２とグレイスケール１４を同時に撮像することにより、撮像された画像データにおける、グレイスケール１４中の反射率の異なる各色票に対応するデータから、各観測時において撮像装置６が有していた階調特性に関する自動補正機能の特性が判明する。
このため、撮像後の画像データにおける光出力部４の領域のデータに対し、撮像装置６による階調特性補正機能の影響を打ち消す補正処理を容易に行うことができ、自動補正機能の影響を排除した正確な測定ができる。
なお、多くの種類の反射率の色票からなるグレイスケール１４をテストチャート１上に配置した方が、より正確な自動補正機能の特性を得ることができるが、一種類の色票を配置した場合であっても、階調特性に関する自動補正機能の特性を得ることができる。
実施の形態９．
実施の形態９では、カラーチャートを用いて色彩特性を補正する色彩特性測定装置について説明する。
図２０は、この発明の実施の形態９である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、テストチャート１の正面図が示されている。図２０では、複数種類の色度の色票を並べたカラーチャート１５が、テストチャート１上に配置されている。
撮像装置６の多くは、実施の形態１で説明したような自動補正機能を有しており、ブラックバランス補正、ホワイトバランス補正、カラーマトリクス補正等の色彩特性に関する自動補正機能を備えているものがある。
そこで、テストチャート１上にカラーチャート１５を配置し、穴２とカラーチャート１５を同時に撮像することにより、撮像装置６の自動補正機能に何らかの変化があった場合でも、撮像された画像データにおける穴２の領域のデータに対し、撮像装置６による色彩特性補正機能の影響を打ち消す処理を行うことができる。
すなわち、光出力部４からの出力光の特性を種々変化させて撮像装置６で観測する際に、穴２とカラーチャート１５を同時に撮像することにより、撮像された画像データにおける、カラーチャート１５中の色度の異なる各色票に対応するデータから、各観測時において撮像装置６が有していた色彩特性に関する自動補正機能の特性が判明する。
このため、撮像後の画像データにおける光出力部４の領域のデータに対し、撮像装置６による色彩特性補正機能の影響を打ち消す補正処理を容易に行うことができ、自動補正機能の影響を排除した正確な測定ができる。
なお、多くの種類の色度の色票からなるカラーチャート１５をテストチャート１上に配置した方が、より正確な自動補正機能の特性を得ることができるが、一種類の色票を配置した場合であっても、色彩特性に関する自動補正機能の特性を得ることができる。
実施の形態１０．
実施の形態１０では、低輝度領域の階調特性を正確に測定するための色彩特性測定装置について説明する。
図２１は、この発明の実施の形態１０である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、テストチャート１の正面図が示されている。図２１では、テストチャート１上に前記穴２以外に２つの穴１６が配置されている。これらの穴１６は、光出力部４からの出力光が穴１６を通して撮像装置６により観測されず、また、照明光源５からの光が穴１６を通して光出力部４に照射されない大きさおよび位置とする。
この様な穴１６を設けることにより、穴１６からは前記暗箱３内の光学的にほぼ完全な黒色部分、すなわち、反射率が０％に近い黒色を観測することができ、これにより光源４およびテストチャート１上の零レベルの補正を行うことができる。また、穴１６を上記実施の形態８におけるグレイスケールの黒の色票として設けることにより、特に低輝度領域に関して正確な階調特性を得ることができる。
実施の形態１１．
実施の形態１１では、高輝度領域の階調特性を正確に測定するための色彩特性測定装置について説明する。
図２２は、この発明の実施の形態１１である色彩特性測定装置の要部の一例を示した図であり、テストチャート１の正面図が示されている。図２２では、テストチャート１上において穴２の近傍に基準白色色票１７が配置されている。
撮像装置６でテストチャート１を撮像し、光出力部４を種々変化させる際に、基準白色色票１７に対応する画像データが撮像装置６のダイナミックレンジ内でほぼ最大となるように、テストチャート１の他の色票および背景部分の反射率を設定し、穴２から観測される光出力部４の領域の画像データが基準白色の領域の画像データを越えない範囲で最大になるように光出力部４の出力光を変化させれば、画像データが高輝度入力に対して飽和することのない撮像装置６のダイナミックレンジを有効に利用した分解能の高い測定が可能となる。
なお、撮像装置６が、複数の色に対するチャンネルを有する場合には、いずれのチャンネルに関しても飽和しないように光出力部４の出力光を変化させればよい。
自動補正機能の状態を、外部から設定できないタイプの撮像装置６に対して、基準白色の領域の画像データをダイナミックレンジ内で、ほぼ最大となるように設定する方法としては、テストチャート１の周囲に白色または黒色の平板を設置し、撮像装置６の撮像画角を変化させる方法などがあるが、この方法に対しても穴２の近傍に基準白色色票１７を配置することは効果がある。
また、テストチャート１の穴２の近傍に基準白色色票１７を配置することのさらなる効果として、穴２から観測される光源４による各種特性を測定する場合、その近傍での基準白色の領域の画像データの変化を同時に観測できるので、特に高輝度領域における階調特性の微妙な変化を検出し、その変化に応じ、上記各種特性を補正することが可能となる。
実施の形態１２．
実施の形態１２では、前述した色彩特性測定装置を用いた撮像装置の色彩特性測定方法について説明する。
まず、撮像装置６でテストチャート１を撮像するために、照明光源５でテストチャート１を照射する。このとき、照明光源５は穴２を通して暗箱３内をも照射するが、この照射光７の照射範囲は、穴２の大きさおよび照明光源５の位置により決定される。そこで、穴２から観測する光出力部４を照明光源５が直接照射しないように、照明光源５およびテストチャート１を図１のように配置し、穴２から観測される光出力部４の出力光を含めてテストチャート１を撮像する。
撮像装置６が、例えばデジタルスチルカメラである場合、撮像後に出力される画像データから、光出力部４の領域に対応したデータを得ることができる。これを第１のデータとする。この第１のデータを観測することにより撮像装置６の色彩特性測定を行うことができる。
また、撮像装置６を例えばパーソナルコンピュータ等と接続し、アプリケーションソフトウェア等を利用して、画像データを撮像装置６からパーソナルコンピュータに取り出し、取り出された画像データから、光出力部４に対応するデータを得ることもできる。これを第２のデータとする。
一般に、パーソナルコンピュータに取り出された画像データは、アプリケーションソフトウェア等により第１のデータに対して階調特性変換のための演算、色空間変換のための演算、あるいは、人間の視覚特性を考慮した色の見えを良好にするための演算等が施されている。このため、第２のデータを観測することにより、アプリケーションソフトウェアを含めた撮像装置６の色彩特性測定を行うことができる。
撮像装置６の製造業者または販売業者は、撮像装置６とアプリケーションソフトウェアを組み合わせて製造し、販売している場合が多く、この様な場合には、第１のデータにより撮像装置６本体の色彩特性測定を行うことができるだけでなく、第２のデータによりアプリケーションソフトウエア等の特性を含めた総合的な色彩特性測定を行うことができる。
なお、前記アプリケーションソフトウェアは、ドライバーソフトウェア等他の表現で呼称される場合もある。また、撮像装置６から画像データを取り出すアプリケーションソフトウエア等と、取り出された画像データに対し種々の変換演算を行って第２のデータを生成するアプリケーションソフトウエア等とが、一体でない別個のソフトウエアである場合でも、同様の作用効果を奏するのはもちろんである。
実施の形態１３．
実施の形態１３では、テストチャート１にカラーチャート１５を配置した図２０の色彩特性測定装置を撮像装置６の被写体として用いる色彩特性測定方法を説明する。撮像装置６が撮像して得られる画像データ内のカラーチャート１５の部分の色彩の変化から、前記実施の形態１２の方法で得られた第１のデータまたは第２のデータを補正する。
この方法によれば自動補正機能などの影響で色彩特性が変化した場合であっても、それが補正された第１のデータまたは第２のデータを得ることができる。
実施の形態１４．
実施の形態１４では、前述した色彩特性測定装置を用いて撮像装置６の正確な階調特性を測定する色彩特性測定方法について説明する。
前述した色彩特性測定装置を用いれば、撮像装置６の自動補正機能はテストチャート１に対してのみ働き、光出力部４の出力光の変化には影響されない。ところが、テストチャート１を照明している照明光源５の照度の変動によって、撮像装置６の自動化機能、例えば自動露出制御機能が働く場合がある。また、撮像装置６がディジタルスチルカメラなどの場合は撮像の毎に短い時間内に露出制御動作を繰り返すことが多いため、撮像の度毎にアイリス、電子シャッタースピード、信号処理の利得などが必ずすべての撮像において同一であるとは限らない。
照明光源５の照度の変動は、照明光源５への電源供給を安定化電源などにより行うことで抑制することができる。また、撮像装置６の自動化機能による変動も穴２の出力光を除き被写体が同一であるため微少である。しかしながら、正確な階調特性を測定するためには、これらの微少な変動による影響も補正する必要がある。
一例として、光出力部４の出力光の光量を最大光量の０％〜１００％に連続的または段階的に変化させた場合を考える。０％の光量は、光出力部４が光を出力せず、穴２より入射した光も穴２から外部へ出力させないことにより実現することができる。
そこで、光出力部４の出力光量を０％〜１００％の複数の各光量に調節し、それぞれの場合において撮像装置６によりテストチャート１を撮像する。このとき、図２３に示したようにテストチャート１には各々反射率の異なる複数の色票１４Ｃからなるグレースケール１４が設けられ、撮像装置６は、光出力部４からの出力光と同時に各色票１４Ｃも撮像する。
撮像装置６の自動化機能が変動しない場合、光出力部４の出力光量を順次変化させて撮像すれば、グレースケール１４の画像データ値はどの画像においても同値になる。しかし、何らかの要因によりグレースケール１４の画像データ値が変動している場合は、撮像装置６の階調特性を測定する光出力部４すなわち穴２の画像データ値も同様に変動するため正確な階調特性を得られない。
そこで、光出力部４の出力光量をある特定の光量（例えば最大光量の５０％）とした場合を基準チャートとし、出力光量を変化させた場合に得られたグレーチャート１４の画像データ値と基準チャートのグレーチャート１４の画像データ値とを比較する。その結果、両者が異なっている場合には、グレーチャート１４の画像データ値の変異分だけ線形的に光出力部４の画像データ値に補正を加える。
光出力部４の出力光をある光量とした場合において撮像した各色票１４Ｃの画像データ値をY0、Y1、・・・、Y14、Y15とし、そのときの光出力部４の画像データ値をXiとし、各色票１４Ｃの画像データ値Y0〜Y15と画像データ値Xiとの関係が次式（１）を満足するものとする。
Y0,Y1,.....<Yi<Xi<Yi+1.....,Y14,Y15            （１）
また、基準チャートにおける各色票１４Ｃの画像データ値をYstd0、Ystd1、・・・、Ystd14、Ystd15とする。
この時、画像データ値YiおよびYi+1の色票１４Ｃと、基準チャートにおける同じ色票１４Ｃの画像データ値Ystd iおよびYstd i+1とが異なれば（Yi≠Ystd iまたはYi+1≠Ystd i+1）、次式により画像データ値Xiの補正を行う。すなわち、補正後の画像データ値X'iを次式（２）により求める。
X'i=(Xi-Yi)(Ystd i+1-Ystd i)/(Yi+1-Yi)+Ystd i  （２）
式（２）に示された補正について図２４を用いて説明する。図２４は、各画像データ値の関係を示した図である。光量を変化させた場合に得られた画像データ値Yi、Xi、Yi+1と、基準チャートの画像データ値Ystd i+1、Ystd iが示されている。基準チャートの画像データにおいては、画像データXiの真値は図９に示したX'iの位置にあるはずである。よって上記式（２）により画像データXiの真値を算出することができる。
なお、撮像装置６の出力データがＲ、Ｇ、Ｂである場合、色票１４Ｃの画像データ値が基準チャートから変動していれば、Ｒ、Ｇ、Ｂの各データに同様の補正を加えることにより、各画像における画像データの真値を得ることができ、正確な階調特性を測定することができる。
また、上記の補正は、実施の形態１２の方法で得られた第１のデータに対して行えば撮像装置６の階調特性を得ることができるが、第２のデータに対して行えばアプリケーションソフトウエアも含めた総合的な階調特性を得ることができる。
実施の形態１５．
実施の形態１５では、テストチャート１の穴２に差し込まれた色票を撮像して、撮像装置６の正確な階調特性を測定する色彩特性測定方法について説明する。
実施の形態１４の場合と同様、撮像装置６の自動補正機能はテストチャート１に対してのみ働き、穴２に差し込まれた色票の変化には影響されないが、外乱の影響や撮像の度毎に自動補正機能が働く場合がある。このため、正確な階調特性を測定するためにはこれらの影響を補正する必要がある。
一例として、色票２Ｃの反射率を図２５に示したように0.0％、2.0％、4.0％、8.0％、10.3％、14.7％、19.8％、25.8％、32.5％、39.9％、48.1％、57.0％、66.6％、77.0％、88.1％とする。0.0％の色票２Ｃを作成するのが困難である場合は、光出力部４から光を出射せず、穴２より入射した光を再び穴２から外部へ出力させない状態で、テストチャート１の穴２に何も色票を差し込まないことにより実現することができる。
使用するテストチャート１は図２３と同様であり、穴２には反射率の異なる色票２Ｃが順次配置されて撮像装置６により撮像される。また、図２５は前記テストチャート１の穴２にはめ込められるように設けられた複数の色票２Ｃであり、その反射率は互いに異なる。
前記色票２Ｃを順次テストチャート１の穴２にはめ込み、図２に示した撮影条件下でテストチャート１を撮像する。得られた画像において色票２Ｃの画素値を得ることによって撮像装置６の階調特性を測定することができる。例えば、撮像装置６の出力データがＲ，Ｇ，Ｂであり、各反射率の色票２Ｃの各出力データが図２６に示すように得られたとき、被検体である撮像装置６の階調特性は図２７に示すように表すことができる。
図２８は反射率25.8％の色票２Ｃをテストチャート１にはめて撮像した画像である。また、図２９は反射率77.0％の色票２Ｃをテストチャート１にはめて撮像した画像である。撮像装置６の階調測定を行うために前記色票２Ｃの反射率の種類の数だけ図２８、２９に示した画像と同様に撮像する。
いま、図２８に示した画像を基準チャートとする。図２８中におけるグレースケール１４は各々反射率の異なる色票１４Ｃが複数設けられている。グレースケール１４における色票１４Ｃは図２５に示した色票２Ｃの反射率と同値でも良いし、また異なっていても問題はない。
撮像装置６の自動化機能が変動しない場合、テストチャート１の穴２に順次反射率の異なる色票２Ｃを入れて撮像すれば、グレースケール１４の画像データ値はどの画像においても同値になる。しかし、何らかの要因によりグレースケール１４の色票の画像データ値が変動している場合は、撮像装置６の階調特性を測定する色票２Ｃの画像データ値も同様に変動するため正確な階調特性を得られない。
グレースケース１４に関し、測定された画像データ値と基準チャートの画像データ値と異なっている場合、画像データ値の変異分だけ線形的に色票２Ｃの画像データ値に補正を加える。
図２９に示すようにある反射率の色票２Ｃをテストチャート１の穴２にはめ込み撮像した場合のグレーチャート１４の各色票１４Ｃの画像データ値をY0,Y1,...,Y14,Y15とし、そのときの色票２Ｃの画像データ値をXiとする。また、図２９において色票２Ｃの画像データ値とグレーチャート１４の各色票１４Ｃの画像データ値との関係が次式（３）を満足するものとする。
Y0,Y1,.....<Yi<Xi<Yi+1.....,Y14,Y15              （３）
また、図２８に示す基準チャートにおけるグレーチャート１４Ｃの画像データ値をYstd0,Ystd1,...,Ystd14,Ystd15とする。
YiおよびYi+1の色票１４Ｃと基準チャートにおける同じ色票１４Ｃの画像データ値Ystd iおよびYstd i+1が異なる（Yi≠Ystd iまたはYi+1≠Ystd i+1）とき、次式により画像データ値をXiの補正を行う。補正後の画像データ値をX'iとする。
X'i=(Xi-Yi)(Ystd i+1-Ystd i)/(Yi+1-Yi)+Ystd i    （４）
式（４）に示された補正について図３０を用いて説明する。図３０は、各画像データ値の関係を示した図である。図２８に示した画像データYi、Xi、Yi+1の関係図は図３０に示すようになる。それに対して基準チャートのYstd i+1、Ystd iの値が図３０に示した値の時、画像データXiの真値は図３０に示したX'iの位置にあるはずである。よって上記式（４）により画像データXiの真値を算出することができる。
なお、撮像装置６の出力データがＲ、Ｇ、Ｂの各データである場合、Ｒ、Ｇ、Ｂの各データに、同様の補正処理を行うことにより、各画像における色票２Ｃの画像データの真値を得ることができ正確な階調特性を測定することができる。
また、本実施の形態では反射率25.8％の色票２Ｃをはめた画像を基準チャートとしたが、他の色票２Ｃを基準としても同様の効果が得られることはいうまでもない。
また、上記の補正は、実施の形態１２の方法で得られた第１のデータに対して行えば撮像装置６の階調特性を得ることができるが、第２のデータに対して行えばアプリケーションソフトウエアも含めた総合的な階調特性を得ることができる。
実施の形態１６．
実施の形態１６では、前述した色彩特性測定装置を用いて撮像装置６の正確な分光感度特性を測定する色彩特性測定方法について説明する。
前述した色彩特性測定装置を用いた場合、撮像装置６の自動補正機能はテストチャート１に対してのみ働き、光出力部４の変化には影響されないが、外乱の影響や撮像の度毎に自動補正機能が働く場合があり、正確な分光感度特性を測定するためにはこれらの影響を補正する必要がある。
前述した色彩特性測定装置において、その光出力部４から特定の波長範囲について特定の波長刻みで変化させて撮像装置６によりテストチャート１を撮像する。得られた画像において光出力部４の画素値を前記特定波長毎に得ることによって撮像装置６の分光感度特性を測定することができる。例えば、撮像装置６の出力データがＲ、Ｇ、Ｂであり、各波長における各出力データが図３１に示すように得られたとき、被検体である撮像装置６の分光感度特性は図３２に示すように表すことができる。
一例として、光出力部４の出力光の波長３８０ｎｍ、３８５ｎｍ、３９０ｎｍ、・・・、７７０ｎｍ、７７５ｎｍ、７８０ｎｍとする。図３３は波長５８０ｎｍの単色光を出射しているとき撮像した画像である。図３３中では穴２内に光出力部４が撮像されている。また、図３４は波長λnmの光を出射しているとき撮像した画像である。撮像装置６の色彩測定を行うために前記波長の種類の数だけ図３３、３４に示した画像と同様に撮像する。この様にして３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの範囲を５ｎｍごとに撮像した場合には、計81枚の画像を撮像することになる。
いま、穴２からの出力光の波長が５８０ｎｍのとき撮像した図３３に示す画像を基準チャートとする。図３３中におけるグレーチャート１４には各々反射率の異なる色票１４Ｃが複数設けられている。
撮像装置６の自動化機能が変動しない場合、光出力部４からの出力光の波長を変化させて撮像した画像において、画像中のグレーチャート１４の色票１４Ｃの画像データ値はどの画像においても同値である。しかし、何らかの要因によりグレーチャート１４の色票１４Ｃの画像データ値が変動している場合は、撮像装置６の分光感度特性を測定する光出力部４の画像データ値も同様に変動するため正確な色彩特性を得られない。
この様に、得られたグレーチャート１４の画像データ値が画像の基準チャートのグレーチャート１４の画像データ値と異なっている場合、画像データ値の変異分だけ線形的に光出力部４の画像データ値に補正を加える。
図３４に示すようにある出力光の波長がλのとき撮像した画像のグレーチャート１４の各色票１４Ｃの色票の画像データ値をY0、Y1、・・・、Y14、Y15とする。また、光出力部４の画像データ値をＸλとし、図３４において光出力部４の画像データ値とグレースケール１４の各色票１４Ｃの画像データ値との関係が次式（５）を満足するものとする。
YO,Y1,.....<Yi<Xλ<Yi+1.....,Y14,Y15            （５）
また、図３３に示すように基準チャートにおけるグレーチャート１４の各色票１４Ｃの画像データ値をYstd0、Ystd1、・・・、Ystd14、Ystd15とする。
この時、YiおよびYi+1の色票と基準チャートにおける同じ色票の画像データ値Ystd iおよびYstd i+1が異なるとき（Yi≠Ystd iまたはYi+1≠Ystd i+1）のとき次式（６）により画像データ値をXλの補正を行う。補正後の画像データ値をX'λとする。
X'λ=(Xλ-Yi)(Ystd i+1-Ystd i)/(Yi+1-Yi)+Ystd i  （６）
図３５に各画像データ値の関係図を示す。式（６）に示した補正を図３５に沿って説明する。図３４に示した画像データYi、Xλ、Yi+1の関係図は図３５に示すようになる。それに対して基準チャートのYstd i+1、Ystd iの値が図３５に示した値の時、画像データXλの真値は図３５に示したX'λの位置にあるはずである。よって上記式（６）により画像データXλの真値を算出することができる。
なお、撮像装置６の出力データがＲ、Ｇ、Ｂの各データである場合には、Ｒ、Ｇ、Ｂの各データにおいて、同様の補正を加えることにより、各画像における光出力部４の画像データの真値を得ることができ正確な色彩特性を測定することができる。
本実施の形態では光出力部４の出力光の波長が５８０ｎｍのとき撮像した画像を基準チャートとしたが、他の波長または実施の形態１５で示した任意の反射率の色票をテストチャート１の穴２にはめ込んで撮像した画像を基準チャートとして前記式（６）による補正を加えても同様の効果が得られることは言うまでもない。
また、上記の補正は、実施の形態１２の方法で得られた第１のデータに対して行えば撮像装置６の色彩特性を得ることができるが、第２のデータに対して行えばアプリケーションソフトウエアも含めた総合的な色彩特性を得ることができる。
実施の形態１７．
実施の形態１７では、前述した色彩特性測定装置を用いて、撮像装置６の階調特性による影響を排除した分光感度特性を測定する色彩特性測定方法について説明する。
図３６は撮像装置の階調特性の一例を示した図であり、第１のデータを実線で示し、第２のデータを破線で示している。図中の実線で示したように撮像装置６の階調特性が線形でない場合も多く、この階調特性の逆の特性で補正することにより、図中に破線で示すような線形特性が得られる。
図３７はその補正例を示す図で、この図は分光感度特性を示しているが、階調特性が線形でない場合、つまり図３６中に実線で示したような特性を有している場合の分光感度特性は、図３７中に実線で示したような特性となるが、前記階調特性により補正することで、図３７中に破線で示した線形の分光感度特性を得ることができる。
この補正について、さらに詳しく説明する。図３８は実施の形態１５において示した測定方法によって測定した撮像装置６の階調特性である。また、図３９は実施の形態１６の測定方法によって測定した撮像装置６の分光感度特性である。撮像装置の入出力特性は非線形であり、補正された線形な特性を図３８に破線Ｄにより示す。分光感度測定は撮像装置６の出力データを用いて求められるため、撮像装置６の階調特性の影響を受ける。そこで、撮像装置６の階調特性による影響を排除した線形な分光感度特性を得るためには、以下の補正を行う必要がある。
図３８で示した撮像装置６の階調特性Ｙｃを次式にて表す。
Ｙｃ＝ｆｃ（Ｌｉ）ｃ：Ｒ、Ｇ、Ｂ              （７）
ｆｃ（Ｌｉ）：図３８に実線で示した折れ線の関数
Ｌｉ        ：撮像時における色票の輝度
また、図３９の測定された分光感度特性をＳｃ（λ）とすると、階調特性による影響を排除した線形な分光感度特性Ｓｃ’（λ）は次式にて求められる。
Ｓ’ｃ（λ）＝ｆｃ-1（Ｓｃ（λ））                  （８）
ｃ：Ｒ、Ｇ、Ｂ
よって次式（７）で示すように実施の形態１６で得られた各画像データに補正を加える。
Ｓ’ｃ（λ）＝ｋｆｃ-1（Ｘ’λ−Ｘ’０）              （９）
ｋ：Ｓｃ（λ）の最大値を100％にするための係数
Ｘ’０：実施の形態１５で得られる輝度値が最も低い色票の画像データ値
上式（９）による補正により線形な分光感度特性Ｓｃ’（λ）が得られる。
分光感度特性を色空間の変換などの色彩管理に利用しようとする場合、その原則として測色学における加法測が成立することを前提としているので、上述のように線形特性が得られることの効果は大である。
また、上記の補正は、実施の形態１２の方法で得られた第１のデータに対して行えば撮像装置６について線形な分光感度特性を得るすることができるが、第２のデータに対して行えばアプリケーションソフトウエアも含めたシステムについて線形な色彩特性を得ることができる。
なお、本実施の形態では、色票２Ｃをはめ込んで測定した階調特性の場合（実施の形態１５）について説明したが、光出力部４の出力光量を変化させて測定した階調特性の場合（実施の形態１４）でも全く同様である。
また、正確な分光感度特性を測定するためには、分光された光源の光量が一定であり、かつ撮像装置の階調特性が線形である必要がある。このため、階調特性による補正とともに、分光された光の波長に対する光量が一定でない場合は波長に対する光量の特性を用いて同様の補正を行うことにより、正確な分光感度特性を得ることができる。
実施の形態１８．
前述した色彩特性測定装置を用い、実施の形態１２から１７の色彩特性測定方法により、撮像装置６の階調特性、および分光感度特性を得ることができる。
そこで、撮像装置６に対してその階調特性および分光感度特性を１対１に対応づけて運用することにより、例えば、撮像装置６が経時的に安定した機器であるならば、撮影毎に色彩特性を測定しなくても前記階調特性および分光感度特性を活用することができる。
また、この撮像装置６を他の機器に接続してシステムを構成する場合にも、前記階調特性および分光感度特性が明らかなため、該システムでの精度の高い色彩管理が可能となる。
なお、画像データに階調特性および分光感度特性を１対１に対応づけて運用することを述べたが、例えば、階調特性については、セットアップレベル、ガンマ補正値、ニーポイントなど階調特性から演算されるデータを、また、分光感度特性については、感度が最大となる波長、半値波長幅、ＸＹＺ表色系など一般的な色空間に変換するためのマトリクス係数など分光感度特性から演算されるデータを階調特性および分光感度特性の代わりに、または階調特性および分光感度特性とともに１対１に対応づけて運用しても、データ量、または撮像装置６から画像を受けて処理する装置の演算時間の点で効果的な場合があるが、その主たる目的、効果は、同様である。
実施の形態１９．
次に、前記撮像装置６の階調特性および分光感度特性を、撮像装置６の撮像した画像データに付加するデータ形式を図４１に示す。
図４１において、例１は画像データに階調特性を付加したデータ、例２は画像データに分光感度特性を付加したデータ、例３は画像データに階調特性および分光感度特性を付加したデータである。
このようなデータ形式を用いることにより、得られた画像データが、どのような階調特性またはどのような分光感度特性を有している撮像装置かが明らかになり、画像データごとに精度の高い色彩管理が可能となる。
なお、この実施の形態１９では、画像データに階調特性および分光感度特性を付加したデータ形式の例を示したが、実施の形態１８において述べたように、階調特性から演算されるデータ、分光感度特性から演算されるデータを、階調特性および分光感度特性の代わりに、または階調特性および分光感度特性とともに付加しても、データ量、または撮像装置６から画像を受けて処理する装置の演算時間の点で効果的な場合があるが、その主たる目的、効果は同様である。
また、この実施の形態１９では、画像データの先頭に各特性を付加したデータ形式の例を示したが、付加する特性の位置は画像データ内のどこにあっても同様の効果が得られることは言うまでもない。
実施の形態２０．
図４２は、この発明の実施の形態２０である色彩特性測定装置の一構成例を示したブロック図である。図において、１８は撮像装置６に設けられた記憶装置である。
記憶装置１８は、本色彩測定装置を用いて前述した測定方法により得られた階調特性、または分光感度特性を記憶する。このような構成にすることにより、前述の実施の形態１８における撮像装置６と各特性との対応づけがより明確となるばかりでなく、実施の形態１９におけるデータの作成も容易に行うことができる。
なお、記憶装置１８は、半導体メモリ、磁気ディスク装置、光ディスク装置などいかなる種類のものであっても同様の効果を奏する。
実施の形態２１．
ｎチャンネル（ｎは、自然数）を有する撮像装置に対して前述した色彩特性測定装置を用いて前述した測定方法により得られた分光感度特性をＣｎ（λ）とする。図４３は、ＲＧＢの３チャンネルを有する撮像装置のＣｎ（λ）（ｎ＝１，２，３でそれぞれＲ、Ｇ、Ｂに対応）を示す。また、この撮像装置を用いて被写体を撮像するときの照明光源の分光分布特性を図４４に示すようなＬ（λ）とする。
これらの分光感度特性Ｃｎ（λ）（ｎ＝１，２，３）と照明光源の分光分布特性Ｌ（λ）により撮像装置６の色彩特性を示すことができ、これらの特性データを画像データに付加し又は画像データをこれらの特性データに対応づけることにより、画像データとその撮像に用いられた撮像装置の色彩特性とを１対１に対応させた色彩管理を行うことができる。
さらに、前記Ｃｈ（λ）とＬ（λ）とを乗じて得られる３チャンネルの分光特性によって、色空間変換等の色彩管理を行うことができる。
なお、この実施の形態２１では、前記分光特性により色彩を管理する方法について述べたが、該分光特性において値が最大となる波長、半値波長幅、ＸＹＺ表色系など一般的な色空間に変換するためのマトリクス係数など分光特性から演算されるデータによって色彩を管理しても、その主たる目的、効果は、同様である。
また、この実施の形態２１では、３チャンネルの色チャンネルをもつ撮像装置について説明したが、色チャンネル数が変わっても同様の効果が得られる。すなわち、ｎ個の色チャンネルをもつ撮像装置の場合、分光感度特性Ｃ１（λ）〜Ｃｎ（λ）と照明光源の分光分布特性Ｌ（λ）からなるｎ＋１個の特性データが得られ、Ｃｎ（λ）とＬ（λ）とを乗ずることにより、ｎ個の特性データが得られる。
実施の形態２２．
実施の形態２２では、撮像装置の階調特性と画像出力装置の階調特性とのずれを補償する方法及び画像ファイルのデータ形式について説明する。
図４５の（ａ）は撮像装置６にて撮像した画像データを画像出力装置２０へ出力するシステムの構成例を示した図である。また、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ画像表示装置２０、撮像装置６のγ特性の一例を示した図である。
撮像装置６によって撮像された画像のデータは画像毎に画像ファイルとして画像出力装置２０へと転送される。前記転送は撮像装置６と画像出力装置２０とを直接つなぐケーブル２１によってシリアル／パラレル通信にて行ったり、また赤外線通信２２やストレージ媒体２３などを介して行われる。
撮像装置６の階調特性は次式のようにγ係数γｃで表すことができる。
Ｓｏｕｔ＝（Ｌｉｎ）1/γc                    （１０）
ここで、Ｓｏｕｔは撮像装置６から出力される信号レベルであり、Ｌｉｎは被写体の輝度レベルである。また、画像出力装置２０の階調特性は次式のようにγ係数γＤで表すことができる。
Ｌｏｕｔ＝（Ｓｉｎ）γD                      （１１）
ここでＬｏｕｔは発光輝度であり、Ｓｉｎは画像出力装置２０への入力信号レベルである。
被写体の階調と画像出力装置２０の出力画像の階調特性が一致するためには、すなわち、Ｌｉｎ＝Ｌｏｕｔとなるためには撮像装置６のγ係数γｃと画像出力装置２０のγ係数γＤが等しい必要がある。そのためγｃ≠γＤのときは係数ｋをγｃに乗ずることでｋ・γｃ＝γＤとすればＬｉｎ＝Ｌｏｕｔが得られる。前記係数ｋを撮像装置６より得られる画像データに添付する。図４６に画像ファイルのデータ形式の一例を示す。例１は画像データの先頭に前記係数ｋを付加したデータである。例２は画像データの先頭に撮像装置６の階調特性および前記係数ｋを付加したデータである。このような画像データを用いることにより、撮像装置６の階調特性と画像出力装置２０の階調特性のずれを、例えばパソコン上などで補償することができる。
図４６に示したデータ形式は一例であり、画像データのいずれか一部に上記係数ｋを付加していれば同様の効果が得られることはいうまでもない。
また、本実施の形態では図４５に画像出力装置２０の一例としてパーソナルコンピュータおよびモニタを図示したが、モニタに限らずプリンタやプロジェクタなどが画像出力装置２０の場合であっても同様である。
また、撮像装置６の階調特性は実施の形態１４、１５にて説明した階調特性の測定方法によって求めることができる。実施の形態１４または１５に記載の方法によって測定した階調特性を用いることによって正確な係数ｋを算出することができ撮像装置６の階調特性と画像出力装置２０の階調特性のずれをなくすることができる。
実施の形態２３．
実施の形態２３では、色再現誤差を補償する方法及び画像ファイルのデータ形式について説明する。
図４５は上述した実施の形態で示したように撮像装置６によって被写体を撮像している図である。いま、前記撮像装置６が前記画像出力装置２０の色空間に適合した撮像特性を有するものであり、例えば画像出力装置２０がＮＴＳＣモニタであれば前記撮像装置６はＮＴＳＣの撮像特性を有しており、ｓＲＧＢ空間を有する画像出力装置２０であれば、それに適合した撮像特性を有しているとし、予め既知の分光分布特性ρ（λ）である色票をテストチャート１上に設置し、照明光源５が前記色空間で規定されている基準白色である場合、前記撮像装置６から得られる前記色票の信号をＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓとする。
分光感度特性がＲ(λ)、Ｇ(λ)、Ｂ(λ)である撮像装置６により、分光分布特性Ｌ(λ)である照明下で得られる前記色票の信号Ｒｃ、Ｇｃ、Ｂｃは次式で表される。
Ｒｃ＝∫ρ(λ)×Ｒ(λ)×Ｌ(λ)ｄλ              （１２）
Ｇｃ＝∫ρ(λ)×Ｇ(λ)×Ｌ(λ)ｄλ              （１３）
【図１】
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【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】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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