JP2000148978A - 撮影光源推定方法および装置、画像処理方法および装置、並びに記録媒体 - Google Patents

撮影光源推定方法および装置、画像処理方法および装置、並びに記録媒体

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JP2000148978A
JP2000148978A JP10318765A JP31876598A JP2000148978A JP 2000148978 A JP2000148978 A JP 2000148978A JP 10318765 A JP10318765 A JP 10318765A JP 31876598 A JP31876598 A JP 31876598A JP 2000148978 A JP2000148978 A JP 2000148978A
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JP10318765A
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Fumito Takemoto
文人 竹本
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像データを取得した際の撮影光源の白色点
を正確に推定する。 【解決手段】 記録媒体１より画像データＳを読み出し
て画像処理手段３に入力する。色変換部５は画像データ
により表される画像における各画素の三刺激値を色度値
ｕ，ｖに変換し、平均値算出部６は色度値の平均値ｕ
０，ｖ０を求める。この際、各画素の色温度値に対する
その出現頻度を表すヒストグラムを作成し、ヒストグラ
ムのピークを含む所定範囲の画素のみを用いて色度平均
値ｕ０，ｖ０を求める。色度平均値ｕ０，ｖ０は三刺激
値変換部７において三刺激値Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に変換さ
れ、この三刺激値が撮影時の撮影光源の白色点と見なさ
れる。三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂは色変換部８において撮影光
源の三刺激値Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に基づいて変換され出力
部１０において画像処理が施されて再生手段４において
可視像として再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、画像データを取得
した際の撮影光源を推定する方法および装置、推定され
た撮影光源に基づいて画像データに対して画像処理を施
す方法および装置並びにこれらの方法をコンピュータに
実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読
取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】デジタル電子スチルカメラ（以下デジタ
ルカメラとする）においては、撮影により取得した画像
をデジタル画像データとしてデジタルカメラ内部に設け
られた内部メモリやＩＣカードなどの記録媒体に記録
し、記録されたデジタル画像データに基づいて、プリン
トなどのハードコピーとしてあるいはディスプレイ上に
ソフトコピーとして撮影により取得した画像を再現する
ことができる。このように、デジタルカメラにより取得
した画像を再現する場合においては、ネガフィルムから
プリントされた写真と同様の高品位な画質を有するもの
とすることが期待されている。
【０００３】一方、デジタルカメラにより撮影を行う際
には、タングステン光、蛍光灯あるいは屋外の昼光のよ
うに種々の撮影光源の下で撮影が行われるため、撮影さ
れた画像に対して撮影光源に応じたホワイトバランスを
自動的に設定するようにした機能を有するデジタルカメ
ラが提案されている。また、主要な被写体を画像の中心
位置に撮像されることから、画像を分割して中心位置の
分割領域ほど重み付けを大きくしてホワイトバランスを
求めるようにした手法も提案されている（画面分割を用
いた自動白バランス調整システム，菊池ら，テレビジョ
ン学会記述報告，1990.6.26，PP19〜24）。
【０００４】上述したようにデジタルカメラにおいて自
動補正を行う場合は、例えばタングステン光の下におい
て取得した画像については、タングステン光に対するＲ
ＧＢの三刺激値のバランスが等しくなるように調節する
ものである。一方、人間の視覚には色順応といって、昼
光やそれと分光エネルギー分布の異なる蛍光灯下におい
て白い紙を見ても、基本的には白として認識する機構が
作用する。しかしながら、タングステン光の下において
白い紙を見る場合には、白い紙をやや黄色味がかって知
覚することも多い。これは順応が完全に行われていない
ために起こる現象であり、不完全順応として知られてい
る。不完全順応は光源の色味が強いときや輝度が低いと
きに生じやすい。したがって、人間の視覚の不完全順応
や色順応をも考慮して、再現された画像が撮影時と同じ
ような見え方となるように画像の色を変換することが望
まれている。
【０００５】このため、特願平９−２０７８８３号にお
いて、デジタルカメラによる撮影時の光源や明るさなど
の撮影条件を画像データとともに記録媒体に記録した際
に、その撮影条件を画像データとともに取り込んで撮影
条件に適した画像処理を施して、オリジナルのシーンに
忠実な画像をハードコピーやソフトコピーとして再現す
るようにした画像処理方法が提案されている。
【０００６】また、画像データにより表される画像の各
画素のＲＧＢの色を色度値に変換し、この色度値の平均
値である色度平均値を算出し、この色度平均値をＲＧＢ
の三刺激値に変換し、この三刺激値を人間がその場でも
のを見た際に知覚する白色、すなわち画像データを撮像
した際の撮影光源の白色と見なし、この三刺激値が参照
撮影光源の白色点と一致するように、画像データを変換
するようにした画像処理方法が提案されている（特願平
１０−２５３８１８号）。この方法によれば、画像デー
タにより表される白色は参照撮影光源において取得した
場合と同様の白色に変換されることとなり、その画像デ
ータを取得した際の画像の見え方の印象に忠実な画像を
再現することができる。また、この方法において、色度
平均値をＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡から
の距離の逆数に応じた重み付け平均値として求めること
もできる。ここで、色度図上ＣＩＥのデーライトローカ
スまたは黒体軌跡においては、これらから離れた位置に
ある色度値ほど、光源の色ではなく赤い服、青空などの
物体色と見なすことができる。したがって、色度平均値
をデーライトローカスまたは黒体軌跡からの距離の逆数
に応じた重み付け平均値として求めることにより、ＲＧ
Ｂの三刺激値は撮影時の光源の白色をより正確に表すこ
ととなり、求められた色度平均値に基づいて三刺激値を
求めることにより、より確度の高い画像処理を行うこと
ができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＣＩＥ
デーライトローカスまたは黒体軌跡近傍の領域にも、撮
影光源色を反映したグレー被写体の画素以外に被写体そ
のものの色を反映した画素が存在する場合がある。この
ような被写体そのものの色を反映した画素を含んだ状態
において、上記特願平１０−２５３８１８号に記載され
たように、ＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
らの距離の逆数に応じた重み付けをして色度平均値を求
めると、デーライトローカスあるいは黒体軌跡の近傍に
存在する被写体そのものの色を反映した画素の存在によ
り、撮影光源の白色点を正確に求めることができなくな
ってしまうおそれがある。
【０００８】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、撮影光源の白色点を正確に推定することができる撮
影光源推定方法および装置、推定された撮影光源に基づ
いて画像データに対して画像処理を施す画像処理方法お
よび装置、並びにこれらの方法をコンピュータに実行さ
せるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可
能な記録媒体を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】タングステン下の室内に
おいて外光が入る窓際などの特殊なシーンを除いて、通
常は画像データを取得した際の撮影光源は１種類である
と考えてよい。したがって、撮影光源の色度値は図６に
示すようにデーライトローカスあるいは黒体軌跡上の特
定部分に楕円形状に分布し、また色温度方向に見ると特
定の色温度を中心として正規分布するものである。ま
た、この正規分布する部分から離れた色度値を有する画
素ほど被写体の色を反映したものとなる。本発明はこの
点に着目してなされたものである。
【００１０】すなわち、本発明による撮影光源推定方法
は、画像データを撮像した際の撮影光源を推定する撮影
光源推定方法において、前記画像データにより表される
画像における各画素の色温度値を算出し、前記各画素の
色温度値と該色温度値の出現頻度との関係を表すヒスト
グラムを作成し、該ヒストグラムにおいてピーク部分を
含む所定色温度範囲を設定して該所定色温度範囲内の画
素を抽出し、該抽出された画素における色度値の平均値
である色度平均値を前記撮影光源の白色点の色度値とし
て算出することを特徴とするものである。
【００１１】なお、本発明による撮影光源推定方法にお
いては、前記各画素の色度値を算出し、該色度値のＣＩ
Ｅデーライトローカスまたは黒体軌跡からの距離の逆数
に応じた、前記各画素の色温度値に対する重みを算出
し、前記色温度値の出現頻度を前記重みにより重み付け
して前記ヒストグラムを作成することが好ましい。
【００１２】ここで、「ＣＩＥのデーライトローカス」
とは、ＣＩＥ色度図上において昼光色を示した軌跡であ
り、「黒体軌跡」とは、黒体の絶対温度とそのときの色
度との関係を表したものである。なお、これらはともに
汎用されているものである。
【００１３】また、「距離の逆数に応じた重み付け」と
は、その画素の色度値がデーライトローカスあるいは黒
体軌跡から離れているほど重み付けを小さくすることを
いう。
【００１４】さらに、前記ヒストグラムにピーク部分が
複数存在する場合、各ピーク部分におけるピーク値と該
ピーク値の半値幅とを求め、該ピーク値と該半値幅との
乗算値がもっとも大きいピーク部分を前記画素を抽出す
るためのピーク部分として求めることが好ましい。
【００１５】また、前記所定色温度範囲が設定できない
場合には、前記各画素の色度値を算出し、該色度値のＣ
ＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡からの距離の逆
数に応じた重み付け平均値を、前記色度平均値として算
出することが好ましい。
【００１６】さらに、前記所定色温度範囲が設定できな
い場合には、参照撮影光源の白色点を前記色度平均値と
して算出することが好ましい。
【００１７】ここで、「参照撮影光源」とは、画像デー
タを取得する際の撮影光源とは異なり、画像データを取
得する際に参照とすべき撮影光源のことをいう。具体的
には、一般的なカメラにおいては、参照撮影光源として
Ｄ５０〜Ｄ６０の昼光が用いられている。
【００１８】本発明による画像処理方法は、本発明によ
る撮影光源推定方法により求められた前記色度平均値に
基づいて、前記画像データに対して画像処理を施して処
理済み画像データを得ることを特徴とするものである。
【００１９】なお、本発明による画像処理方法において
は、前記色度平均値をＲＧＢ三刺激値に変換し、該ＲＧ
Ｂ三刺激値を前記画像データを取得した際の撮影光源の
白色と見なし、該三刺激値が参照光源の白色点の色度値
と一致するように前記画像データを変換して前記処理済
み画像データを得ることが好ましい。
【００２０】本発明による撮影光源推定装置は、画像デ
ータを撮像した際の撮影光源を推定する撮影光源推定装
置において、前記画像データにより表される画像におけ
る各画素の色温度値を算出する色温度値算出手段と、前
記各画素の色温度値と該色温度値の出現頻度との関係を
表すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
該ヒストグラムにおいてピーク部分を含む所定色温度範
囲を設定して該所定色温度範囲内の画素を抽出する画素
抽出手段と、該抽出された画素における色度値の平均値
である色度平均値を前記撮影光源の白色点の色度値とし
て算出する平均値算出手段とを備えたことを特徴とする
ものである。
【００２１】なお、本発明による撮影光源推定装置にお
いては、前記ヒストグラム作成手段は、前記各画素の色
度値を算出する手段と、該色度値のＣＩＥデーライトロ
ーカスまたは黒体軌跡からの距離の逆数に応じた、前記
各画素の色温度値に対する重みを算出する手段とを備
え、前記色温度値の出現頻度を前記重みにより重み付け
して前記ヒストグラムを作成する手段であることが好ま
しい。
【００２２】また、前記画素抽出手段は、前記ヒストグ
ラムにピーク部分が複数存在する場合に、各ピーク部分
におけるピーク値と該ピーク値の半値幅とを求める手段
と、該ピーク値と該半値幅との乗算値を求める手段とを
備え、該乗算値がもっとも大きいピーク部分を前記画素
を抽出するためのピーク部分として求める手段であるこ
とが好ましい。
【００２３】さらに、前記画素抽出手段において前記所
定色温度範囲が設定できるか否かを判定する判定手段
と、前記各画素の色度値を算出する色度値算出手段とを
さらに備え、前記判定手段により前記所定色温度範囲が
設定できないと判定された場合に、前記色度値算出手段
により前記色度値を算出し、前記平均値算出手段におい
て、該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌
跡からの距離の逆数に応じた重み付け平均値を、前記色
度平均値として算出することが好ましい。
【００２４】また、前記画素抽出手段において前記所定
色温度範囲が設定できるか否かを判定する判定手段をさ
らに備え、該判定手段により前記所定色温度範囲が設定
できないと判定された場合、前記平均値算出手段は、参
照撮影光源の白色点を前記色度平均値として算出する手
段であることが好ましい。
【００２５】本発明による画像処理装置は、本発明によ
る撮影光源推定装置において求められた前記色度平均値
に基づいて、前記画像データに対して画像処理を施して
処理済み画像データを得る処理手段を備えたことを特徴
とするものである。
【００２６】また、本発明による画像処理装置において
は、前記処理手段は、前記色度平均値をＲＧＢ三刺激値
に変換する手段と、該ＲＧＢ三刺激値を前記画像データ
を取得した際の撮影光源の白色と見なし、該三刺激値が
参照光源の白色点の色度値と一致するように前記画像デ
ータを変換して前記処理済み画像データを得る手段とを
備えることが好ましい。
【００２７】なお、本発明による撮影光源推定方法およ
び画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムとして、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記
録して提供してもよい。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、各画素の色温度値と色
温度値の出現頻度との関係を表すヒストグラムが作成さ
れ、このヒストグラムにおいてピーク部分を含む所定色
温度範囲内の画素を抽出し、抽出された画素における色
度平均値を撮影光源の白色点の色度値として算出するよ
うにしたものである。ここで、上述したように撮影光源
の色度値はデーライトローカスあるいは黒体軌跡上の特
定部分に楕円形状に分布し、色温度方向に見ると特定の
色温度を中心として正規分布するものである。また、ヒ
ストグラムにおいては撮影光源の色温度を反映した画素
の出現頻度が最も大きくなるものである。したがって、
ヒストグラムのピーク部分を含む所定色温度範囲内の画
素の分布は、被写体の色を反映した画素が除外されたも
のとなり、撮影光源の色度値の分布と略一致し、画像デ
ータを取得したときの撮影光源色を最も正確に表すもの
となる。したがって、このピーク部分を含む所定色温度
範囲内の画素の色度平均値を求めることにより、画像デ
ータを取得した際の撮影光源の白色点の色度値を正確に
求めることができる。
【００２９】また、色度図上ＣＩＥのデーライトローカ
スまたは黒体軌跡においては、これらから離れた位置に
ある色度値ほど、光源の色ではなく赤い服、青空などの
物体色と見なすことができる。したがって、各画素の色
温度値のデーライトローカスまたは黒体軌跡からの距離
の逆数に応じた重みを算出し、色温度値の出現頻度を重
みにより重み付けしてヒストグラムを作成することによ
り、ヒストグラムのピーク部分は、被写体の色を反映し
た画素の影響が除外されて撮影時の光源の白色をより正
確に表すこととなる。したがって、このように求められ
たヒストグラムから色度平均値を求めることにより、よ
り正確に撮影光源の白色点の色度値を求めることができ
る。
【００３０】さらに、ヒストグラムにピーク部分が複数
存在する場合において、各ピーク部分における半値幅と
ピークの値とを乗算した乗算値を求め、この乗算値が最
も大きいピーク部分を画素を抽出するためのピーク部分
として求めることにより、画像データにおいて最も出現
頻度が高くなる撮影光源の色度値をより反映させること
ができ、これにより、一層正確に撮影光源の白色点を求
めることができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。図１は本発明の本実施形態によ
る画像処理方法および装置を適用した画像処理システム
の構成を示す概略図である。図１に示すように、本実施
形態による画像処理方法および装置を適用した画像処理
システムは、デジタルカメラにより取得した画像データ
Ｓあるいはフイルムに記録された画像をスキャナなどに
より読み取ることにより得られた画像データＳが記憶さ
れた光ディスクなどの記録媒体１から画像データＳを読
み出す読出部２と、読出部２において読み出された画像
データＳに対して後述するように画像処理を施す画像処
理手段３と、画像処理手段３において画像処理が施され
た画像データＳ″をプリントなどのハードコピーあるい
はＣＲＴモニタなどにソフトコピーとして再現するため
の再生手段４とからなる。
【００３２】記録媒体１には、デジタルカメラにおいて
メモリに記憶された画像データＳが、カードリーダやケ
ーブルを介して複写されて記憶される、あるいはフイル
ムに記録された画像をスキャナなどにより読み取ること
により得られた画像データＳが直接記憶されるものであ
る。
【００３３】画像処理手段３は、画像データＳを画像と
して再現した際の各画素の三刺激値Ｒ，Ｇ，ＢをＣＩＥ
１９７６色度値ｕ，ｖに変換する色変換部５と、色変換
部５において求められた色度値ｕ，ｖの平均値である色
度平均値ｕ０，ｖ０を算出する平均値算出部６と、平均
値算出部６において算出された色度平均値ｕ０，ｖ０を
三刺激値Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に変換する三刺激値変換部７
と、画像データＳの三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを三刺激値変換
部７において求められた三刺激値Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０に基
づいて色順応変換する色順応変換部８と、色順応変換さ
れた三刺激値Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′に対して階調変換などの
画像処理を施す出力部９とからなる。
【００３４】次いで、第１の実施形態の動作について説
明する。
【００３５】まず、読出部２により記録媒体１から画像
データＳを読み出し、画像処理手段３に入力する。画像
処理手段３においてはまず色変換部５において、画像デ
ータＳを画像として再現した際の各画素の三刺激値Ｒ，
Ｇ，Ｂを下記の式（１）によりＣＩＥ１９３１ＸＹＺ三
刺激値に変換し、さらに式（２）によりＣＩＥ１９７６
ｕｖ色度値に変換する。ここで、色度値とは、色の三属
性である色相、彩度、明度のうち、図５に示すように色
相および彩度について表した図におけるｕ，ｖの値、す
なわち明度方向を射影した値をいう。
【００３６】 Ｘ Ｒ Ｙ ＝｜Ａ｜・ Ｇ （１） Ｚ Ｂ ｕ＝４Ｘ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ） ｖ＝９Ｙ／（Ｘ＋１５Ｙ＋３Ｚ） （２） ここで、マトリクス｜Ａ｜は、三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを三
刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに変換するためのマトリクスであり、
例えば以下のような値を用いることができる。
【００３７】 0.4124 0.3576 0.1805 ｜Ａ｜ ＝ 0.2126 0.7152 0.0722 （３） 0.0193 0.1192 0.9505 なお、マトリクス｜Ａ｜に代えて、ルックアップテーブ
ルにより三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めるようにしてもよ
い。
【００３８】また、デジタルカメラから得られる信号
ｒ，ｇ，ｂは、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９（ＲＥＣ．７
０９）に準拠した形で、例えば下記の式（４）に示すよ
うに０．４５乗してエンコードされて表される。
【００３９】 ｒ＝255×4.500Ｒ （０≦Ｒ＜0.018） ｒ＝255×（1.099Ｒ0.45−0.099） （0.018≦Ｒ≦１） （４） ここで、Ｒはカメラにより撮像された三刺激値であり、
正規化された信号（０≦Ｒ≦１）となっている。Ｇ，Ｂ
も同様にｇ，ｂにエンコードされている。このような場
合は、上記式（４）をＲについて解いて、正規化された
三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂに変換してから色変換を施すことが
好ましい。
【００４０】平均値算出部６は、上記式（２）により求
められた色度値ｕ，ｖから撮影光源の白色点の色度値ｕ
０，ｖ０を求める。撮影光源の白色点の色度値は一般的
に図２に示すようなＣＩＥのデーライトローカスあるい
は黒体軌跡上にあるものであり、ＣＩＥ１９６０ｕｖ空
間においては等色温度線はこのデーライトローカス（あ
るいは黒体軌跡。以下デーライトローカスで代表させ
る）と直交する。本実施形態で用いているＣＩＥ１９７
６ｕｖ空間はＣＩＥ１９６０ｕｖ色空間のｖ方向を１．
５倍して表現しているが、概略デーライトローカスと等
色温度線は直交していると考えてよい。したがって、色
度値ｕと、色度値ｕ，ｖからデーライトローカス上に下
した垂線とデーライトローカスとの交点とは同一色温度
を表している。ここで、デーライトローカスが近似的に
直線により表されるとした場合、図３に示すように色度
値（ｕ，ｖ）からデーライトローカスに垂線を下した際
の、垂線とデーライトローカスとの交点Ｇ（ｕｇ，ｖ
ｇ）は下記の式（５）により求めることができる。
【００４１】 ｕ≧0.2153のとき ug＝(0.6895×v＋u−0.6895×0.3478)／(0.6895×0.6895＋1.0) vg＝(0.6895×0.6895×v＋0.6895×u＋0.3478)／(0.6895×0.6895＋1.0) ｕ＜0.2153のとき ug＝(1.6673×v＋u−1.6673×0.1372)／(1.6673×1.6673＋1.0) vg＝(1.6673×1.6673×v＋1.6673×u＋0.1372)／(1.6673×1.6673＋1.0) （５） なお、色度値とｕｇとは略比例関係にあり、本実施形態
においては便宜上各画素の色温度値をｕｇの値とする。
また、各画素の色温度値ＴをMcCamyの提案した下記の式
（６）を用いて求めてもよい。
【００４２】 Ｔ＝-437ｎ3＋3601ｎ2−6861ｎ＋5514.31 但し、ｎ＝（ｘ−0.3320）／（ｙ−0.1858） ｘ＝9.0×ｕ（6.0×ｕ−16.0×ｖ＋12.0） ｙ＝4.0×ｖ（6.0×ｕ−16.0×ｖ＋12.0） （６） ここで、撮影光源の白色点の色度値は上述したようにデ
ーライトローカス近傍に分布するものであり、物体色は
このデーライトローカスから離れた点にあると考えられ
る。このため、ある画素の色度値に対してその色度値か
らデーライトローカスまでの距離を考え、この距離の逆
数を各画素に対する重みｗとして求める。具体的にはあ
る画素からデーライトローカスまでの距離ｄおよび重み
ｗは下記の式（７）、（８）により求めることができ
る。
【００４３】 ｕ≧0.2153のとき ｄ＝ａｂｓ（ｖ−0.6895×ｕ−0.3478）／1.2147 ｕ＜0.2153のとき ｄ＝ａｂｓ（ｖ−1.6673×ｕ−0.1372）／1.9442 （７） ｗ＝1.0−ｋ′×ｄ （８） 次に、各画素の色温度値ｕｇの出現頻度を重みｗにより
重み付けして累積して図４に示すような色温度値のヒス
トグラムを作成する。なお、図４に示すヒストグラムは
移動平均により平滑化されている。そして、このように
して求められたヒストグラムのピークＰを求め、そのピ
ークＰの半値幅ｄｒを求める。さらに、下記の式（９）
により半値幅ｄｒに対して所定値α（例えばα＝ｄｒ）
を加算して画素の抽出範囲ｄｗを求める。
【００４４】 ｄｗ＝ｄｒ＋α （９） なお、ヒストグラムにおいてピークが複数存在する場合
は、（ピークの値×半値幅ｄｒの値）が最も大きいピー
クを選択して画素の抽出範囲ｄｗを求める。また、ピー
クＰが存在するか否かの判断は、（ピークの値×半値幅
ｄｒの値）が所定の閾値より大きいか否かを判定するこ
とにより行う。
【００４５】ここで、タングステン下の室内において外
光が入る窓際等の特殊なシーンを除いて通常は撮影光源
は１種類であると考えてよいものである。したがって、
撮影光源の色度値は図６に示すようにデーライトローカ
ス上の特定部分に楕円形状に分布し、色温度方向に見る
と特定の色温度を中心として正規分布するものである。
また、図４に示すヒストグラムにおいては撮影光源の色
温度を反映した画素の出現頻度が最も大きくなり、この
部分にピークＰが出現するものである。したがって、ヒ
ストグラムのピークＰを含む抽出範囲ｄｗ内の画素の分
布は、撮影光源の色度値の分布と略一致し、画像データ
Ｓを取得したときの撮影光源色を最も正確に表すものと
なる。
【００４６】そして、抽出範囲ｄｗ内に存在する画素を
抽出し、抽出された画素の色度値ｕ′，ｖ′に対して、
式（１０）により、上記重みｗによる重み付け色度平均
値（ｕ０，ｖ０）を求める。
【００４７】 ｕ０＝（Σｕ′・ｗ）／（Σｗ） ｖ０＝（Σｖ′・ｗ）／（Σｗ） （１０） このようにして求められた色度平均値ｕ０，ｖ０は、画
像データＳを取得した際の撮影光源の白色点の色度値を
正確に表すものとなる。
【００４８】三刺激値変換部７は、平均値算出部６にお
いて算出された色度平均値ｕ０，ｖ０を下記の式（１
１）、（１２）および（１３）により三刺激値Ｒ０，Ｇ
０，Ｂ０に変換する。
【００４９】 ｓｘ＝9.0×ｕ０（6.0×ｕ０−16.0×ｖ０＋12.0） ｓｙ＝4.0×ｖ０（6.0×ｕ０−16.0×ｖ０＋12.0） (１１） Ｘ０＝ｓｘ／ｓｙ Ｙ０＝１００．０ （１２） Ｚ０＝（1.0−ｓｘ−ｓｙ）／ｓｙ Ｒ０ Ｘ０ Ｇ０ ＝｜Ａ｜-1・Ｙ０ （１３） Ｂ０ Ｚ０ ここで、マトリクス｜Ａ｜-1は、上記式（３）に示すマ
トリクスＡの逆マトリクスである。
【００５０】色順応変換部８は、画像処理手段３に入力
された三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを式（１４）および（１５）
により色順応変換し、変換済み三刺激値Ｒ′，Ｇ′，
Ｂ′を得る。
【００５１】 Ｒ′ Ｒ Ｇ′ ＝｜Ｄ｜・ Ｇ （１４） Ｂ′ Ｂ 但し、 (ａ・Ｒｎ＋(１−ａ)・Ｒ０）／Ｒ０ ｜Ｄ｜ ＝ (ａ・Ｇｎ＋(１−ａ)・Ｇ０）／Ｇ０ （１５） (ａ・Ｂｎ＋(１−ａ)・Ｂ０）／Ｂ０ ここで、Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０は式（１３）により求めた色
度平均値ｕ０，ｖ０の三刺激値であり、これは画像デー
タＳを取得した際の撮影光源の白色と見なすことができ
る。また、Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎは画像データＳを取得する
際に参照とすべき撮影光源の白色の色度であり、この値
が未知のときには、Ｄ５０〜Ｄ６０の昼光に相当する白
色点の色度（ｕｎ，ｖｎ）を用いることができる。ａは
順応状態を示す値であり、通常は１を用いる。なお、例
えばタングステン電球下においてオリジナルシーンを見
るとき、あるいは夕景のような場合には、光源の色味を
完全に補正するのではなく、光源の色味を残して再現す
ることが好ましい場合がある。この場合、ａの値として
は０と１の間で調整することが好ましい。例えば、図５
に示すような色度図上において（ｕ０，ｖ０）と（ｕ
ｎ，ｖｎ）との距離を考慮し、ａの値を完全に１とする
のではなく、下記の式（１６），（１７）により（ｕ
０，ｖ０）と（ｕｎ，ｖｎ）との距離が大きいほどａの
値を小さくなるように変化させて、撮影時の光源の色味
を残すようにすることが好ましい。
【００５２】 dist＝√（（ｕ０−ｕｎ）2＋（ｖ０−ｖｎ）2） （１６） ａ＝１．０−ｋ×dist （１７） 但し、ｋ：ａの値が０以上１以下となるようにするため
の定数 また、ａの値を（ｕ０，ｖ０）の値に依存して変更する
こともできる。例えば、タングステン光源のときや夕景
以外のときのように完全に色補正を行いたい場合、ｕ０
の値が所定の閾値（例えば0.2153）以上のときは式（１
６）および式（１７）を用いて求めたａの値を使用し、
所定の閾値未満のときにはａ＝１とすることもできる。
これにより、より好ましい再生画像を得ることができ
る。
【００５３】出力部９は、変換済み三刺激値Ｒ′，
Ｇ′，Ｂ′を行列やルックアップテーブルを用いて、再
生手段４に依存する三刺激値Ｒ″、Ｇ″，Ｂ″に変換す
る。
【００５４】このようにして得られた三刺激値Ｒ″，
Ｇ″，Ｂ″（画像データＳ″）は再生手段４に入力さ
れ、画像データＳ″により表される画像がハードコピー
あるいはソフトコピーとして再現される。
【００５５】このように、本実施形態においては、各画
素の色温度値のヒストグラムを作成し、このヒストグラ
ムのピークＰを含む抽出範囲ｄｗを撮影光源の色温度を
反映した画素の範囲として設定し、この範囲ｄｗから画
素を抽出して色度平均値ｕ０，ｖ０を求めるようにした
ため、求められた色度平均値ｕ０，ｖ０は撮影光源の白
色点の色度値を正確に表すものとなる。
【００５６】したがって、色度平均値ｕ０，ｖ０から式
（１３）により求められた三刺激値Ｒ０，Ｇ０，Ｂ０を
画像データＳを得た際の撮影光源の白色点と見なし、式
（１６）および式（１７）により三刺激値Ｒ０，Ｇ０，
Ｂ０が参照撮影光源の白色の色度Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎと一
致するように各画素の三刺激値Ｒ，Ｇ，Ｂを変換するこ
とにより、最終的に得られる画像データＳ″を再生する
ことにより得られる画像を、参照撮影光源の下で撮影さ
れた場合の色の見え方の印象と略同様なものとすること
ができる。
【００５７】また、各画素の色度値ｕ，ｖのデーライト
ローカスからの距離の逆数に応じた重みｗを算出し、色
温度値ｕｇの出現頻度を重みｗにより重み付けしてヒス
トグラムを求めるようにしたため、ヒストグラムの画素
抽出範囲ｄｗの画素は被写体そのものの色を反映した画
素が限りなく除外され、撮影光源の色を反映した画素の
みが含まれることとなる。したがって、このように求め
られたヒストグラムに基づいて色度平均値ｕ０，ｖ０を
求めることにより、より正確に撮影光源の白色点を求め
ることができる。
【００５８】なお、上記実施形態において、ヒストグラ
ムを求めた際に、ピーク部分が存在せず画素の抽出範囲
ｄｗを設定できない場合がある。このような場合は、全
画素の色度平均値を撮影光源の白色点とすればよい。ま
た、ヒストグラムにおいてピークが複数存在する場合
は、ピーク値×半値幅ｄｒが最も大きい値を有するピー
クを画素抽出のためのピークＰとすればよい。これによ
り、画像データＳにおいて最も出現頻度が高くなる撮影
光源の色度値をより反映させることができる。
【００５９】また、上記実施形態においては、色温度値
ｕｇの出現頻度に対してデーライトローカスまたは黒体
軌跡からの距離の逆数に応じた重みｗにより重み付けを
してヒストグラムを求めているが、多少精度は落ちるも
のの、重み付けを行うことなく色温度値ｕｇの出現頻度
を累積することによりヒストグラムを求めるようにして
もよい。
【００６０】さらに、上記実施形態においては、デーラ
イトローカスまたは黒体軌跡からの距離の逆数に応じた
重みｗにより抽出範囲ｄｗ内の画素の色度値を重み付け
して色度平均値ｕ０，ｖ０を求めているが、重み付けを
行うことなく下記の式（１８）により色度平均値ｕ０，
ｖ０を求めるようにしてもよい。
【００６１】 ｕ０＝（Σｕ′）／ｎ ｖ０＝（Σｖ′）／ｎ （１８） 但し、ｎ：画素数
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態による画像処理装置を適用し
た画像処理システムの構成を示す概略図
【図２】デーライトローカスを示す図
【図３】色度平均値からデーライトローカスに垂線を下
した際の交点を求める状態を説明するための図
【図４】ヒストグラムを示す図
【図５】色度図を示す図
【図６】撮影光源が１種類の場合の色度値の分布を示す
図
【符号の説明】
１ 記録媒体 ２ 読出部 ３ 画像処理手段 ４ 再生手段 ５ 色変換部 ６ 平均値算出部 ７ 三刺激値変換部 ８ 色順応変換部 ９ 出力部
フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H110 AA18 AA21 AC01 AC09 5B057 AA20 BA02 CA01 CB01 CE17 DA17 DB06 DC23 DC25 DC36 5C066 AA01 AA11 BA20 CA08 CA17 CA21 DB07 DC06 EA13 EA14 EE04 GA01 GB03 HA03 KD04 KE03 KE16 KF03 LA02 5L096 AA02 CA14 EA39 FA35 GA28 GA40 MA03

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像データを撮像した際の撮影光源を推
    定する撮影光源推定方法において、 前記画像データにより表される画像における各画素の色
    温度値を算出し、 前記各画素の色温度値と該色温度値の出現頻度との関係
    を表すヒストグラムを作成し、 該ヒストグラムにおいてピーク部分を含む所定色温度範
    囲を設定して該所定色温度範囲内の画素を抽出し、 該抽出された画素における色度値の平均値である色度平
    均値を前記撮影光源の白色点の色度値として算出するこ
    とを特徴とする撮影光源推定方法。
  2. 【請求項２】 前記各画素の色度値を算出し、 該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
    らの距離の逆数に応じた、前記各画素の色温度値に対す
    る重みを算出し、 前記色温度値の出現頻度を前記重みにより重み付けして
    前記ヒストグラムを作成することを特徴とする請求項１
    記載の撮影光源推定方法。
  3. 【請求項３】 前記ヒストグラムにピーク部分が複数存
    在する場合、各ピーク部分におけるピーク値と該ピーク
    値の半値幅とを求め、 該ピーク値と該半値幅との乗算値がもっとも大きいピー
    ク部分を前記画素を抽出するためのピーク部分として求
    めることを特徴とする請求項１または２記載の撮影光源
    推定方法。
  4. 【請求項４】 前記所定色温度範囲が設定できない場
    合、前記各画素の色度値を算出し、 該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
    らの距離の逆数に応じた重み付け平均値を、前記色度平
    均値として算出することを特徴とする請求項１から３の
    いずれか１項記載の撮影光源推定方法。
  5. 【請求項５】 前記所定色温度範囲が設定できない場
    合、参照撮影光源の白色点を前記色度平均値として算出
    することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記
    載の撮影光源推定方法。
  6. 【請求項６】 請求項１から５のいずれか１項記載の撮
    影光源推定方法により求められた前記色度平均値に基づ
    いて、前記画像データに対して画像処理を施して処理済
    み画像データを得ることを特徴とする画像処理方法。
  7. 【請求項７】 前記色度平均値をＲＧＢ三刺激値に変換
    し、 該ＲＧＢ三刺激値を前記画像データを取得した際の撮影
    光源の白色と見なし、該三刺激値が参照光源の白色点の
    色度値と一致するように前記画像データを変換して前記
    処理済み画像データを得ることを特徴とする請求項６記
    載の画像処理方法。
  8. 【請求項８】 画像データを撮像した際の撮影光源を推
    定する撮影光源推定装置において、 前記画像データにより表される画像における各画素の色
    温度値を算出する色温度値算出手段と、 前記各画素の色温度値と該色温度値の出現頻度との関係
    を表すヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段
    と、 該ヒストグラムにおいてピーク部分を含む所定色温度範
    囲を設定して該所定色温度範囲内の画素を抽出する画素
    抽出手段と、 該抽出された画素における色度値の平均値である色度平
    均値を前記撮影光源の白色点の色度値として算出する平
    均値算出手段とを備えたことを特徴とする撮影光源推定
    装置。
  9. 【請求項９】 前記ヒストグラム作成手段は、前記各画
    素の色度値を算出する手段と、 該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
    らの距離の逆数に応じた、前記各画素の色温度値に対す
    る重みを算出する手段とを備え、 前記色温度値の出現頻度を前記重みにより重み付けして
    前記ヒストグラムを作成する手段であることを特徴とす
    る請求項８記載の撮影光源推定装置。
  10. 【請求項１０】 前記画素抽出手段は、前記ヒストグラ
    ムにピーク部分が複数存在する場合に、各ピーク部分に
    おけるピーク値と該ピーク値の半値幅とを求める手段
    と、 該ピーク値と該半値幅との乗算値を求める手段とを備
    え、 該乗算値がもっとも大きいピーク部分を前記画素を抽出
    するためのピーク部分として求める手段であることを特
    徴とする請求項８または９記載の撮影光源推定装置。
  11. 【請求項１１】 前記画素抽出手段において前記所定色
    温度範囲が設定できるか否かを判定する判定手段と、 前記各画素の色度値を算出する色度値算出手段とをさら
    に備え、 前記判定手段により前記所定色温度範囲が設定できない
    と判定された場合に、前記色度値算出手段により前記色
    度値を算出し、前記平均値算出手段において、該色度値
    のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡からの距離
    の逆数に応じた重み付け平均値を、前記色度平均値とし
    て算出することを特徴とする請求項８から１０のいずれ
    か１項記載の撮影光源推定装置。
  12. 【請求項１２】 前記画素抽出手段において前記所定色
    温度範囲が設定できるか否かを判定する判定手段をさら
    に備え、 該判定手段により前記所定色温度範囲が設定できないと
    判定された場合、前記平均値算出手段は、参照撮影光源
    の白色点を前記色度平均値として算出する手段であるこ
    とを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載の
    撮影光源推定装置。
  13. 【請求項１３】 請求項８から１２のいずれか１項記載
    の撮影光源推定装置において求められた前記色度平均値
    に基づいて、前記画像データに対して画像処理を施して
    処理済み画像データを得る処理手段を備えたことを特徴
    とする画像処理装置。
  14. 【請求項１４】 前記処理手段は、前記色度平均値をＲ
    ＧＢ三刺激値に変換する手段と、 該ＲＧＢ三刺激値を前記画像データを取得した際の撮影
    光源の白色と見なし、該三刺激値が参照光源の白色点の
    色度値と一致するように前記画像データを変換して前記
    処理済み画像データを得る手段とを備えたことを特徴と
    する請求項１３記載の画像処理装置。
  15. 【請求項１５】 画像データを撮像した際の撮影光源を
    推定する撮影光源推定方法をコンピュータに実行させる
    ためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な
    記録媒体において、 前記プログラムは、前記画像データにより表される画像
    における各画素の色温度値を算出する手順と、 前記各画素の色温度値と該色温度値の出現頻度との関係
    を表すヒストグラムを作成する手順と、 該ヒストグラムにおいてピーク部分を含む所定色温度範
    囲を設定して該所定色温度範囲内の画素を抽出する手順
    と、 該抽出された画素における色度値の平均値である色度平
    均値を前記撮影光源の白色点の色度値として算出する手
    順とを有することを特徴とするコンピュータ読取り可能
    な記録媒体。
  16. 【請求項１６】 前記ヒストグラムを作成する手順は、
    前記各画素の色度値を算出する手順と、 該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
    らの距離の逆数に応じた、前記各画素の色温度値に対す
    る重みを算出する手順とをさらに有し、 前記色温度値の出現頻度を前記重みにより重み付けして
    前記ヒストグラムを作成する手順であることを特徴とす
    る請求項１５記載のコンピュータ読取り可能な記録媒
    体。
  17. 【請求項１７】 前記画素を抽出する手順は、前記ヒス
    トグラムにピーク部分が複数存在する場合、各ピーク部
    分におけるピーク値と該ピーク値の半値幅とを求める手
    順を有し、 該ピーク値と該半値幅との乗算値がもっとも大きいピー
    ク部分を前記画素を抽出するためのピーク部分として求
    める手順であることを特徴とする請求項１５または１６
    記載のコンピュータ読取り可能な記録媒体。
  18. 【請求項１８】 前記画素を抽出する手順において、前
    記所定色温度範囲が設定できるか否かを判定する手順
    と、 前記所定色温度範囲が設定できないと判定された場合
    に、前記各画素の色度値を算出する手順と、 該色度値のＣＩＥデーライトローカスまたは黒体軌跡か
    らの距離の逆数に応じた重み付け平均値を、前記色度平
    均値として算出する手順をさらに有することを特徴とす
    る請求項１５から１７のいずれか１項記載のコンピュー
    タ読取り可能な記録媒体。
  19. 【請求項１９】 前記画素を抽出する手順において、前
    記所定色温度範囲が設定できるか否かを判定する手順
    と、 前記所定色温度範囲が設定できないと判定された場合
    に、参照撮影光源の白色点を前記色度平均値として算出
    する手順とをさらに有することを特徴とする請求項１５
    から１７のいずれか１項記載のコンピュータ読取り可能
    な記録媒体。
  20. 【請求項２０】 請求項１から５のいずれか１項記載の
    撮影光源推定方法により求められた前記色度平均値に基
    づいて、前記画像データに対して画像処理を施して処理
    済み画像データを得る手順を有する画像処理方法をコン
    ピュータに実行させるためのプログラムを記録したコン
    ピュータ読取り可能な記録媒体。
  21. 【請求項２１】 前記処理済み画像データを得る手順
    は、前記色度平均値をＲＧＢ三刺激値に変換する手順
    と、 該ＲＧＢ三刺激値を前記画像データを取得した際の撮影
    光源の白色と見なし、該三刺激値が参照光源の白色点の
    色度値と一致するように前記画像データを変換して前記
    処理済み画像データを得る手順とを有することを特徴と
    する請求項２０記載のコンピュータ読取り可能な記録媒
    体。
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