JP2006279459A - 画像撮影装置、画像撮影方法、画像撮影プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザに煩雑な操作を負わせることなく色校正をおこなうこと。
【解決手段】デジタルカメラ１０１は、被写体の画像を撮影し、撮影画像データを出力する撮影部２１１と、キャリブレーション部２２１とを備える。また、キャリブレーション部２２１は、撮影部２１１によって画像を撮影する際の外光を用いて、装置内に設けられたカラーパッチの撮影をおこない、パッチ画像データを出力するパッチ部、およびパッチ部によって撮影されたパッチ画像データに基づいて、撮影部２１１によって撮影された撮影画像データの色校正をおこなう校正部と、を備える。
【選択図】 図２

Description

この発明は、画像を撮影する画像撮影装置、画像撮影方法、画像撮影プログラムおよび記録媒体に関する。

従来、写真撮影においては、銀塩式・デジタル式を問わず個々のカメラの機器特性や照明などの撮影条件によって、その再現画像の色味が異なる場合がある。このような再現画像のバラツキを防止するため、カラーキャリブレーション（校正）がおこなわれている。カラーキャリブレーションの一般的な方法として、パッチ撮影によるものがある。パッチ撮影によるカラーキャリブレーションをおこなうにあたっては、撮影光源下でカラーパッチの撮影をおこない、各色の理想値と撮影によって得た各色の出力値とを比較して、理想値に近づけるように校正する（たとえば、下記特許文献１および２参照。）。

特開２００２−３１５０１４号公報 特開２００４−０７２７６９号公報

しかしながら、特許文献１にかかる従来技術によれば、パッチ撮影をユーザ自身によっておこなわなくてはならない。このため、写真撮影にあたっては、必ずカラーパッチを携帯しなければならず、煩雑であるという問題点がある。また、パッチ撮影にあたっては、撮影光源に対して適切な条件で撮影しなければならず、熟練した技術を要するという問題点がある。

また、特許文献２にかかる従来技術は、既知のチャートから得たパッチデータを利用するものであり、ユーザ自身によるパッチ撮影は不要である。しかし、得られる補正値は近似値であり、撮影光源下での補正を厳密にはおこなうことができないという問題点がある。

この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、ユーザに煩雑な操作を負わせることなくカラーパッチによるカラーキャリブレーション（色校正）をおこなうことができる画像撮影装置、画像撮影方法、画像撮影プログラムおよび記録媒体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる画像撮影装置は、被写体の画像を撮影し、撮影画像データを出力する画像撮影手段と、前記画像撮影手段によって画像を撮影する際の外光を用いて、装置内に設けられたカラーパッチの撮影をおこない、パッチ画像データを出力するパッチ撮影手段と、前記パッチ撮影手段によって撮影された前記パッチ画像データに基づいて、前記画像撮影手段によって撮影された前記撮影画像データの色校正をおこなう校正手段と、を備えることを特徴とする。

この場合、画像撮影装置内部にカラーパッチを設け、パッチ撮影をおこない、パッチ画像データに基づいて撮影画像データを校正する。これにより、ユーザに煩雑な操作を負わせることなく、カラーパッチを用いた色校正（カラーキャリブレーション）をおこなった撮影画像データを提供することができる。

また、前記校正手段は、前記パッチ撮影手段によって撮影された前記パッチ画像データのＲＧＢ値と、前記カラーパッチの基準ＲＧＢ値とに基づいて、前記撮影画像データのＲＧＢ値を校正することとしてもよい。

この場合、カラーパッチの基準ＲＧＢ値に合わせて撮影画像データを校正することができる。

また、前記カラーパッチは、グレーもしくは各基準カラーを配列したものであることとしてもよい。

この場合、画像撮影装置内に設けるカラーパッチはグレーもしくは各基準カラーを配列したもののみでよく、装置内のスペースを有効に活用することができる。

また、前記カラーパッチは白色であり、前記パッチ撮影手段は、白色の前記カラーパッチを撮影し、前記校正手段は、前記撮影画像データのホワイトバランスの校正をおこなうこととしてもよい。

この場合、画像撮影装置内に設けるカラーパッチは白色のみでよく、装置内のスペースを有効に活用することができる。また、画像撮影時の外光に適合したホワイトバランスに校正した撮影画像データを提供することができる。

また、前記外光下でのホワイトバランスを設定する設定手段を備え、前記校正手段は、前記設定手段によって設定された前記外光下でのホワイトバランスと、前記パッチ画像データとに基づいて、前記色校正をおこなうこととしてもよい。

この場合、夕日や蛍光灯など所定の外光下におけるホワイトバランスを設定し、設定したホワイトバランスと、画像撮影時の外光に適合したホワイトバランスとに基づいて、色校正をおこない、より現実に適合した撮影画像データを提供することができる。

また、前記パッチ撮影手段は、前記外光を取得する取得手段を備え、前記取得手段が取得した前記外光が、前記パッチ撮影手段がおこなう前記カラーパッチの撮影が可能な光量かを判断する判断手段を備えることとしてもよい。

この場合、カラーパッチの撮影に充分な光量が取得できているかを判断する。このため、光量不足によってカラーパッチの撮影が失敗するのを防止することができる。

また、本発明にかかる画像撮影方法は、被写体の画像を撮影し、撮影画像データを出力する画像撮影工程と、前記画像撮影工程によって画像を撮影する際の外光を用いて、装置内に設けられたカラーパッチの撮影をおこない、パッチ画像データを出力するパッチ撮影工程と、前記パッチ撮影工程によって撮影された前記パッチ画像データに基づいて、前記画像撮影工程によって撮影された前記撮影画像データの色校正をおこなう校正工程と、を含むことを特徴とする。

この場合、装置内部にカラーパッチを設け、パッチ撮影をおこない、パッチ画像データに基づいて撮影画像データを校正する。これにより、ユーザに煩雑な操作を負わせることなく、カラーパッチを用いた色校正（カラーキャリブレーション）をおこなった撮影画像データを提供することができる。

また、本発明にかかる画像撮影プログラムは、上述した画像撮影方法をコンピュータに実行させることを特徴とする。

この場合、装置内部にカラーパッチを設け、パッチ撮影をおこない、パッチ画像データに基づいて撮影画像データを校正する。これにより、ユーザに煩雑な操作を負わせることなく、カラーパッチを用いた色校正（カラーキャリブレーション）をおこなった撮影画像データを提供することができる。

また、コンピュータに読み取り可能な記録媒体に上述した画像撮影プログラムを記録することとしてもよい。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像撮影装置、画像撮影方法、画像撮影プログラムおよび記録媒体の好適な実施の形態を詳細に説明する。

（実施の形態）
図１は、実施の形態にかかる画像撮影装置の使用態様の一例を示す図である。実施の形態にかかる画像撮影装置は、デジタルカメラ１０１によって実現される。デジタルカメラ１０１は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの光に反応する半導体素子（光学素子）を使って、画像を電気信号に変換し、画像データと出力する。デジタルカメラ１０１は、光源１０２からの光を受けて被写体１０３が反射する光を光学素子でとらえる。

通常のパッチ撮影をおこなう場合、図示しないカラーパッチを被写体１０３とともに光源１０２の光の下に置き、デジタルカメラ１０１によって撮影する。そして、撮影された画像データのＲＧＢ値（出力ＲＧＢ値）と、本来表現されるべきカラーパッチのＲＧＢ値（理想ＲＧＢ値）とを比較し、出力ＲＧＢ値を理想ＲＧＢ値に近づけるよう、校正をおこなう。

本実施の形態においては、カラーパッチはデジタルカメラ１０１の内部に備えられている。デジタルカメラ１０１は、採光窓１０１ａから光源１０２の光を取得し、パッチ撮影をおこなう。このため、ユーザはカラーパッチを携帯する必要はなく、また、ユーザは自らパッチ撮影および校正をおこなう必要もない。

（デジタルカメラ１０１の機能的構成）
図２は、デジタルカメラの機能的構成を示すブロック図である。デジタルカメラ１０１は、制御部２０１、撮影部２１１、操作部２１２、表示部２１３、画像処理部２１４、画像記録部２１５、キャリブレーション部２２１によって構成される。制御部２０１は、デジタルカメラ１０１全体の制御処理をおこなう。

撮影部２１１は、レンズおよび光学素子からなり、レンズから入射する光から画像データを生成し、デジタルデータとして出力する。このとき、撮影部２１１から出力されるデータはＲＡＷデータであり、光学素子から得られた電気信号をそのままデジタル化したものである。

操作部２１２は、操作ボタンやタッチパネルなどによって構成され、ユーザによるデジタルカメラ１０１の操作に用いられる。操作部２１２によって操作される項目としては、たとえば、撮影モードの設定や、撮影した画像の閲覧・消去、撮影タイミング（シャッター）、出力データの形式などである。また、操作部２１２は、デジタルカメラ１０１に対して一体に設けられていてもよいし、リモコンのようにデジタルカメラ１０１から分離して操作可能な形態であってもよい。また、後述するホワイトバランス調整モードへの移行操作も、操作部２１２においておこなう。

表示部２１３は、液晶ディスプレイなどによって構成され、デジタルカメラ１０１で撮影した画像データや後述する画像記録部２１５に記録された画像データのサムネイル、デジタルカメラ１０１の機器設定メニュー画面、操作のエラーメッセージなどを表示する。表示部２１３に表示される情報は、操作部２１２によって操作することができる。

画像処理部２１４は、撮影部２１１から出力された画像データに画像処理をおこなう。画像処理部２１４のおこなう画像処理は、操作部２１２によって設定された撮影モードや出力データの形式に応じた色処理や階調処理、エッジ処理などである。

画像記録部２１５は、画像処理部２１４によって画像処理された画像データを記録する。なお、画像記録部２１５は、デジタルカメラ１０１と一体に設けられる他、メモリーカードなどデジタルカメラ１０１に対して着脱可能な記録媒体であってもよい。このような構成であれば、ケーブルなどを用いずに、図示しないＰＣやプリンタとの間で画像データのやり取りをおこなうことができる。また、デジタルカメラ１０１と一体に設けられたもの、およびデジタルカメラ１０１から着脱可能なものを両方備えるようにしてもよい。

画像記録部２１５によってメモリーカードに書き込まれる画像データの形式（以下、出力データ形式という）は、たとえば、ＪＰＥＧデータまたはＲＡＷデータを選択することができる。前述のように、撮影部２１１から出力される画像データはＲＡＷデータであるが、出力データ形式としてＪＰＥＧデータが選択された場合には、画像処理部２１４によって画像処理をおこない、ＪＰＥＧデータに変換する。さらに、画像処理部２１４でＪＰＥＧファイルにタグおよびサムネイルを付加して、Ｅｘｉｆファイルとして出力するようにしてもよい。

画像記録部２１５が出力するＥｘｉｆファイルは、撮影画像のＪＰＥＧデータ（以下、本データという）にタグおよびサムネイルを付加したものであり、複数機器間における画像データの相互利用が考慮されている。タグには、画像の画素数、圧縮モード、カメラの機種名、絞り値、シャッター速度、撮影日時などの画像データの属性情報が記録される。ユーザは、これらの情報を利用して、撮影時の露出条件を撮影にフィードバックしたり、プリント時の画像選択の参考にするなど、画像データの一層の活用を図ることができる。

また、サムネイルは本データを縮小した一覧見出し用の縮小画であり、表示部２１３やＰＣの画像処理アプリケーション上において、画像ファイルの一覧表示などを高速でおこなわせるために用いられる。

キャリブレーション部２２１は、パッチ撮影によってデジタルカメラ１０１のカラーキャリブレーションをおこなう。以下、キャリブレーション部２２１は、ホワイトバランスの校正値を算出するものとして説明する。ここで、ホワイトバランスとは、被写体１０３にあてられた光源１０２の光に合わせて画像データの色再現を調整し、白を白らしく表現できるようにするものである。

ホワイトバランスの調整は、パッチ撮影による校正の他、たとえば、照明光の色味を色温度（Ｋ）で表し、これに対してＲＧＢ値のバランスを調整したり、あらかじめ撮影シーンに合わせて撮影モードを設定し、ユーザが撮影シーンに合わせて撮影モードを選択することもできる。しかしながら、このような方法は、実際の光源１０２の元で調整された値ではないため、厳密な校正をおこなうことができない。このため、デジタルカメラ１０１は、内部にカラーパッチを内蔵し、撮影時の光源１０２を元にパッチ撮影をおこない、ホワイトバランスを調整する。これにより、より現実に即した再現画像を提供することができる。

図３は、キャリブレーション部の機能的構成を示すブロック図である。キャリブレーション部２２１は、撮影時光源取得部３０１、パッチ部３０２、校正部３０３、光量検出部３０４、光量判断部３０５によって構成される。撮影時光源取得部３０１は、デジタルカメラ１０１によって写真撮影をおこなう際の光源１０２の光を採光窓１０１ａから取得し、パッチ部３０２まで導く。

パッチ部３０２は、キャリブレーション用のカラーパッチを備え、撮影時光源取得部３０１によって取得された光によって、カラーパッチの撮影（パッチ撮影）をおこない、撮影によって得たＲＧＢ値を校正部３０３に出力する。キャリブレーション部２２１がおこなうカラーキャリブレーションがホワイトバランスの調整のみである場合は、パッチは白色のパッチのみでよい。

校正部３０３は、パッチ部３０２によって出力されたパッチ撮影時のＲＧＢ値と、その色の理想ＲＧＢ値とを比較して、ＲＧＢ値の校正値を算出する。また、校正部３０３は、算出したＲＧＢ値の校正値に基づいて、画像データのＲＧＢ値を校正処理する。なお、校正値の算出方法は、各種のアルゴリズムが知られているので、詳細な説明を省略する。

光量検出部３０４は、撮影時光源取得部３０１によって取得された光の光量を検出する。また、光量判断部３０５は、光量検出部３０４によって検出された光量が、パッチ部３０２でパッチ撮影するのに充分なものであるかを判断する。採光窓１０１ａが影に覆われている場合など、パッチ部３０２に充分な光が供給されていないと、パッチ撮影によって出力されるＲＧＢ値は撮影時光源下のものと異なってしまい、正しいホワイトバランスの校正をおこなうことができないからである。

以上のような構成によって、デジタルカメラ１０１は、撮影した画像のキャリブレーションをおこない、適切な再現画像を提供する。画像のキャリブレーションは、校正値の算出および撮影した画像への校正値の適用によっておこなわれる。以下、デジタルカメラ１０１がおこなう校正値算出処理および写真撮影時の処理について説明する。

（デジタルカメラ１０１のキャリブレーション処理）
図４は、デジタルカメラがおこなう校正値算出処理の手順を示すフローチャートである。まず、制御部２０１は、ホワイトバランス調整モードが指定されたかを判断する（ステップＳ４０１）。ホワイトバランス調整モードの指定は、たとえば、ユーザが操作部２１２を操作することによっておこなう。ホワイトバランス調整モードの指定がおこなわれた場合は（ステップＳ４０１：Ｙｅｓ）、撮影時光源取得部３０１は、撮影時光源の光を取得する（ステップＳ４０２）。一方、ホワイトバランス調整モードの指定がおこなれない場合は、指定がおこなわれるまで待機する（ステップＳ４０１：Ｎｏのループ）。

ステップＳ４０２において、撮影時光源の光の取得がおこなわれると、光量検出部３０４は取得された光の光量を検出する（ステップＳ４０３）。そして、光量判断部３０５によってパッチ撮影をおこなうのに充分な光量が確保されているかを判断する（ステップＳ４０４）。充分な光量が確保されている場合は（ステップＳ４０４：Ｙｅｓ）、パッチ部３０２によってパッチ撮影をおこなう（ステップＳ４０５）。

一方、充分な光量が確保されていない場合は（ステップＳ４０４：Ｎｏ）、表示部２１３にエラーメッセージを表示して（ステップＳ４０６）、Ｓ４０４に戻り、充分な光量が確保されるまで待機する。このエラーメッセージは、パッチ撮影をおこなうのに充分な光量が確保されていないため、正しいキャリブレーションをおこなうことができない旨の表示である。

ステップＳ４０５においてパッチ撮影がおこなわれると、校正部３０３は、パッチ部３０２によって出力されたパッチ撮影データと、基準ＲＧＢ値とを比較して（ステップＳ４０７）、ＲＧＢ値の校正値を算出し（ステップＳ４０８）、本フローチャートによる処理を終了する。ここで、基準ＲＧＢ値とは、それぞれの色空間における各色を示すＲＧＢ値である。

図５は、写真撮影時のデジタルカメラの処理手順を示すフローチャートである。制御部２０１は、ユーザによって写真撮影のための操作がなされ、画像データを取得すると（ステップＳ５０１）、ユーザによって撮影モードの設定がされているかを判断する（ステップＳ５０２）。撮影モードとは、夕日や夜景、蛍光灯など特定の光源に合わせたＲＧＢ値のプリセットを適用することによって、適切なホワイトバランスを設定するものである。

撮影モードの設定がおこなわれている場合は（ステップＳ５０２：Ｙｅｓ）、校正部３０３によって、ステップＳ５０１で取得した画像データに、撮影モードのＲＧＢ値に校正値を反映した校正処理をおこない（ステップＳ５０３）、ステップＳ５０５に移行する。一方、撮影モードの設定がおこなわれていない場合は（ステップＳ５０２：Ｎｏ）、ステップＳ５０１で取得した画像データに、校正値に合わせた校正処理をおこなう（ステップＳ５０４）。そして、画像記録部２１５に校正処理後の画像データを保存する（ステップＳ５０５）。

ユーザの操作が終了し、撮影が終了すると（ステップＳ５０６：Ｙｅｓ）、本フローチャートによる処理を終了する。一方、撮影が終了しない場合は（ステップＳ５０６：Ｎｏ）、ステップＳ５０１に戻り、以降の処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施の形態にかかる画像撮影装置によれば、画像撮影装置内部にカラーパッチを設け、パッチ撮影をおこない、パッチ画像データに基づいて撮影画像データを校正する。これにより、ユーザに煩雑な操作を負わせることなく、カラーパッチを用いた色校正（カラーキャリブレーション）をおこなった撮影画像データを提供することができる。

また、白色のカラーパッチのみを設けることによって、装置内のスペースを有効に活用しつつ、ホワイトバランスの調整をおこなうことができる。また、撮影モードによって、設定したホワイトバランスと、画像撮影時の外光に適合したホワイトバランスとに基づいて、色校正をおこない、より現実に適合した撮影画像データを提供することができる。

光量判断部３０５を設けることによって、カラーパッチの撮影に充分な光量が取得できているかを判断する。このため、光量不足によってカラーパッチの撮影が失敗するのを防止することができる。

なお、本実施の形態で説明した画像撮影方法は、あらかじめ用意されたプログラムをパーソナル・コンピュータやワークステーション等のコンピュータで実行することにより実現することができる。このプログラムは、ハードディスク、フレキシブルディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＤＶＤ等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、インターネット等のネットワークを介して配布することが可能な伝送媒体であってもよい。

実施の形態にかかる画像撮影装置の使用態様の一例を示す図。 デジタルカメラの機能的構成を示すブロック図。 キャリブレーション部の機能的構成を示すブロック図。 デジタルカメラがおこなう校正値算出処理の手順を示すフローチャート。 写真撮影時のデジタルカメラの処理手順を示すフローチャート。

符号の説明

１０１ デジタルカメラ、１０１ａ 採光窓、１０２ 光源、１０３ 被写体、２０１ 制御部、２１１ 撮影部、２１２ 操作部、２１３ 表示部、２１４ 画像処理部、２１５ 画像記録部、２２１ キャリブレーション部、３０１ 撮影時光源取得部、３０２ パッチ部、３０３ 校正部、３０４ 光量検出部、３０５ 光量判断部

Claims (9)

1. 被写体の画像を撮影し、撮影画像データを出力する画像撮影手段と、
   前記画像撮影手段によって画像を撮影する際の外光を用いて、装置内に設けられたカラーパッチの撮影をおこない、パッチ画像データを出力するパッチ撮影手段と、
   前記パッチ撮影手段によって撮影された前記パッチ画像データに基づいて、前記画像撮影手段によって撮影された前記撮影画像データの色校正をおこなう校正手段と、
   を備えることを特徴とする画像撮影装置。
2. 前記校正手段は、前記パッチ撮影手段によって撮影された前記パッチ画像データのＲＧＢ値と、前記カラーパッチの基準ＲＧＢ値とに基づいて、前記撮影画像データのＲＧＢ値を校正することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
3. 前記カラーパッチは、グレーもしくは各基準カラーを配列したものであることを特徴とする請求項１または２に記載の画像撮影装置。
4. 前記カラーパッチは白色であり、
   前記パッチ撮影手段は、白色の前記カラーパッチを撮影し、
   前記校正手段は、前記撮影画像データのホワイトバランスの校正をおこなうことを特徴とする請求項１または２に記載の画像撮影装置。
5. 前記外光下でのホワイトバランスを設定する設定手段を備え、
   前記校正手段は、前記設定手段によって設定された前記外光下でのホワイトバランスと、前記パッチ画像データとに基づいて、前記色校正をおこなうことを特徴とする請求項４に記載の画像撮影装置。
6. 前記パッチ撮影手段は、前記外光を取得する取得手段を備え、
   前記取得手段が取得した前記外光が、前記パッチ撮影手段がおこなう前記カラーパッチの撮影が可能な光量かを判断する判断手段を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の画像撮影装置。
7. 被写体の画像を撮影し、撮影画像データを出力する画像撮影工程と、
   前記画像撮影工程によって画像を撮影する際の外光を用いて、装置内に設けられたカラーパッチの撮影をおこない、パッチ画像データを出力するパッチ撮影工程と、
   前記パッチ撮影工程によって撮影された前記パッチ画像データに基づいて、前記画像撮影工程によって撮影された前記撮影画像データの色校正をおこなう校正工程と、
   を含むことを特徴とする画像撮影方法。
8. 請求項７に記載の画像撮影方法をコンピュータに実行させることを特徴とする画像撮影プログラム。
9. 請求項８に記載の画像撮影プログラムを記録したコンピュータに読み取り可能な記録媒体。
   
   

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