JP2006014178A - Color image data correction method and correction system for implementing the method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術に関する。 The present invention corrects an error based on wavelength characteristics of a light source and a photoelectric conversion sensor with respect to color image data acquired by a scanner including a plurality of light sources and a plurality of photoelectric conversion sensors adapted to at least three primary colors of light. About.
大量の熱を発生することで発光効率が悪いハロゲンランプに代えて、赤色、緑色、青色の複数のLED(発光ダイオード)を光源として採用したスキャナが登場している。各LEDの発光輝度や発光時間はその制御信号によって制御され、スキャニング対象に対して適切な光量が照射される。このようなLED光源タイプのフィルムスキャナとして、LED光源によってスキャニング対象を面状に照射してその透過光量をイメージエリアセンサ(光電変換センサ)で検出して画像データを取得するエリアスキャンスキャナ(例えば、特許文献1参照。)と、LED光源によってスキャニング対象を線状に照射してその主走査方向の透過光量をイメージラインセンサ(光電変換センサ)で検出しながらスキャニング対象を副走査方向に移動させることで画像データを取得するリニアスキャンスキャナ(例えば、特許文献2参照。)が存在する。 Scanners that employ a plurality of red, green, and blue LEDs (light emitting diodes) as light sources instead of halogen lamps that generate a large amount of heat and have low luminous efficiency have appeared. The light emission luminance and light emission time of each LED are controlled by the control signal, and an appropriate amount of light is irradiated to the scanning target. As such an LED light source type film scanner, an area scan scanner (for example, for obtaining image data by irradiating a scanning object with a surface by an LED light source and detecting the amount of transmitted light with an image area sensor (photoelectric conversion sensor)) And a scanning target is moved in the sub-scanning direction while detecting the amount of transmitted light in the main scanning direction with an image line sensor (photoelectric conversion sensor). There is a linear scan scanner (for example, see Patent Document 2) that acquires image data.
このような赤色成分(以下Rと略称する)と緑色成分(以下Gと略称する)と青色成分(以下Bと略称する)のそれぞれに対応するR・G・B光源とR・G・B光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データには、光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差が含まれることになる。理想的なスキャナを想定するならば、R光源から光ビームを照射されたR・G・B光電変換センサにおいてR光電変換センサのみ応答してR画像データの画素値として受光量に対応する値を作り出し、他のG光電変換センサとB光電変換センサは応答せずにG画像データとB画像データの画素値は0となるはずである(照明光ビームが照射されていない状態での画像データの値を0としている)。しかしながら、実際のスキャナでは、各光源の波長特性は該当する色成分を中心としてある程度広がった波長領域を有しているとともに、各光電変換センサの応答波長特性も該当する色成分を中心としてある程度広がった波長領域を有していることから、R光源から光ビームを照射された場合G光電変換センサとB光電変換センサもある程度応答し、その結果G画像データとB画像データの画素値にもある程度の数値が生じることになる。 R, G, B light sources and R, G, B photoelectrics corresponding to the red component (hereinafter abbreviated as R), green component (hereinafter abbreviated as G), and blue component (hereinafter abbreviated as B), respectively. The color image data acquired by the scanner including the conversion sensor includes an error based on the wavelength characteristics of the light source and the photoelectric conversion sensor. Assuming an ideal scanner, in the R, G, B photoelectric conversion sensor irradiated with the light beam from the R light source, only the R photoelectric conversion sensor responds and a value corresponding to the received light amount is obtained as the pixel value of the R image data. The other G photoelectric conversion sensors and B photoelectric conversion sensors do not respond, and the pixel values of the G image data and the B image data should be 0 (the image data in the state where the illumination light beam is not irradiated). The value is 0). However, in an actual scanner, the wavelength characteristics of each light source have a wavelength region that spreads to some extent around the corresponding color component, and the response wavelength characteristics of each photoelectric conversion sensor also spread to some extent around the corresponding color component. Therefore, the G photoelectric conversion sensor and the B photoelectric conversion sensor also respond to some extent when irradiated with a light beam from the R light source, and as a result, the pixel values of the G image data and the B image data also differ to some extent. Will result.
このような現象は、G光源又はB光源から光ビームを照射した際にも類似して生じる。しかも、実際のスキャニング時にはR・G・B光源を全て点灯させた状態(これを全光源点灯状態と呼び全灯状態と略称する)で行われるのでそのような誤差は倍加される。従って、実際上、上述したようなスキャナによって取得されたカラー画像データに、R・G・Bの混じり込みによる誤差が入り込むことは避けられない。さらに、上述したようなR・G・B光源とR・G・B光電変換センサに内在する波長特性はスキャナ毎に異なっているため、スキャナ毎に異なる誤差がそのカラー画像データに含まれることになる。なお、このような問題点は、R・G・B以外の色成分を用いたり、R・G・Bにさらなる色成分を加えたりした構成を採用したスキャナにも同様に生じる。 Such a phenomenon occurs similarly when a light beam is irradiated from a G light source or a B light source. In addition, during the actual scanning, since all the R, G, and B light sources are turned on (this is called the all light source lighting state and abbreviated as the all lamp state), such an error is doubled. Therefore, in practice, it is inevitable that an error due to mixing of R, G, and B enters color image data acquired by the scanner as described above. Further, since the wavelength characteristics inherent in the R, G, B light sources and the R, G, B photoelectric conversion sensors as described above are different for each scanner, an error that differs for each scanner is included in the color image data. Become. Such a problem also occurs in a scanner that employs a configuration in which color components other than R, G, and B are used or a further color component is added to R, G, and B.
上記実状に鑑み、本発明の課題は、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに内在する、上述した光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術を提供することである。 In view of the above situation, an object of the present invention is to provide the above-described light source and photoelectric conversion sensor inherent in color image data acquired by a scanner including a plurality of light sources and a plurality of photoelectric conversion sensors adapted to each of the three primary colors of light. It is to provide a technique for correcting an error based on the wavelength characteristic of the.
少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに対して光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する本発明による方法は、各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を求めるステップと、前記関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めるステップと、前記補正式を用いて入力カラー画像データを補正するステップとからなる。 The method according to the present invention for correcting an error based on wavelength characteristics of a light source and a photoelectric conversion sensor with respect to color image data acquired by a scanner including a plurality of light sources adapted to at least three primary colors of light and a plurality of photoelectric conversion sensors. Obtaining a relational expression for estimating the light quantity value of each light source from the measured light quantity value when all the light sources are turned on based on the measured light quantity value acquired by each photoelectric conversion sensor when each light source is lit alone; and A step of obtaining a correction formula for converting the color image data including the error acquired by the photoelectric conversion sensor into color image data suppressing the error, and correcting the input color image data using the correction formula It consists of steps.
この方法では、まず、使用するスキャナに対して、各光源を順次単独点灯しながら各光源毎に各光電変換センサによって取得されたそれぞれの測定光量値に基づいて、全ての光源を同時に点灯させた状態で各光電変換センサに取得された測定光量値から、各光源のための他の光源からは独立した光量値を推定する関係式を求める。上記関係式において、測定光量値とは光電変換センサに取得されたR・G・B画像データの画素値(輝度値)と考えられ、各光源の光量値とは光電変換センサに入射する光ビームの光量と考えられるので、この関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めることができる。このような補正式が作成されると、後はこの補正式を利用して入力カラー画像データを補正することで、対象となっているスキャンにおける光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を簡単に抑制することができる。このような補正処理はスキャニング画像データを画像処理する際の前処理として行うと好都合である。 In this method, first, all the light sources were turned on simultaneously based on the measured light quantity values obtained by the photoelectric conversion sensors for each light source while sequentially turning on each light source individually for the scanner to be used. From the measured light quantity value acquired by each photoelectric conversion sensor in the state, a relational expression for estimating the light quantity value independent of other light sources for each light source is obtained. In the above relational expression, the measured light quantity value is considered to be the pixel value (luminance value) of the R, G, B image data acquired by the photoelectric conversion sensor, and the light quantity value of each light source is the light beam incident on the photoelectric conversion sensor. Therefore, a correction formula for converting the color image data including the error acquired by the photoelectric conversion sensor into color image data with the error suppressed can be obtained using this relational expression. Once such a correction formula is created, the input color image data is corrected using this correction formula, and errors based on the wavelength characteristics of the light source and photoelectric conversion sensor in the target scan can be simplified. Can be suppressed. Such a correction process is conveniently performed as a pre-process when scanning image data is image-processed.
全ての光源を同時に点灯させた状態で各光電変換センサに取得された測定光量値から、各光源のための他の光源からは独立した光量値を推定する関係式の具体例の1つとして、各光源からの照射光が同一色成分の光電変換センサによって取得される同色測定光量値と異なる色成分の光電変換センサによって取得される異色測定光量値とから求められる、光源光量から測定光量値への変換行列の逆行列を用いて定義されるものが提案される。例えば、R・G・B毎の光源とR・G・B毎の光電変換センサを備えたスキャナの場合、R光源単独点灯時の各R・G・B光電変換センサによって取得された輝度値(画像データの画素値)をR光電変換センサによる輝度値で正規化する工程を、GとBに対しても行い、その結果得られるR・G・B光源の光量をR・G・B光電変換センサによって取得される光量値(光電変換によって得られた測定光量値)に変換する変換行列(3×3)の逆行列を、R・G・B光電変換センサによって取得される光量値から実際のR・G・B光源の光量を求めるための変換行列とすることができる。従ってこの最終的に得られた変換行列を用いた変換式がスキャニング画像データのための補正式となる。なお、このような補正式は、コンピュータ上で扱われる場合、通常予めテーブル化されて用いられることから、本願明細書での補正式なる用語は、数学的な数式及びその関係式の値をテーブル化したもの等を含む広義な用語として用いられている。 As one of the specific examples of the relational expression for estimating the light quantity value independent of other light sources for each light source from the measured light quantity value acquired by each photoelectric conversion sensor with all the light sources turned on simultaneously, From the light source light amount to the measured light amount value obtained from the same color measured light amount value acquired by the photoelectric conversion sensor of the same color component and the different color measured light amount value acquired by the different color component photoelectric conversion sensor. What is defined using the inverse of the transformation matrix is proposed. For example, in the case of a scanner having a light source for each of R, G, and B and a photoelectric conversion sensor for each of R, G, and B, the brightness value (obtained by each R, G, and B photoelectric conversion sensor when the R light source is lit alone ( The process of normalizing the pixel value of the image data) with the luminance value by the R photoelectric conversion sensor is also performed for G and B, and the resulting light quantity of the R, G, B light source is R, G, B photoelectric conversion The inverse matrix of the conversion matrix (3 × 3) for converting the light quantity value acquired by the sensor (measured light quantity value obtained by photoelectric conversion) from the light quantity value acquired by the R, G, B photoelectric conversion sensor It can be set as a conversion matrix for obtaining the light amounts of the R, G, and B light sources. Therefore, the conversion equation using the finally obtained conversion matrix is a correction equation for the scanning image data. In addition, when such a correction formula is handled on a computer, it is usually used as a table in advance. Therefore, the term “correction formula” in the present specification is a table of mathematical formulas and values of related formulas. It is used as a broad term including those that have been made into a variety.
使用されるスキャナのための前記補正式の中核となる変換行列の行列要素を求める非常に簡単な方法が本発明で提案されている。すなわち、その変換行列が、(βrr,βrg,βrb)を第1行目の行列要素とし、(βgr,βgg,βgb)を第2行目の行列要素とし、(βbr,βbg,βbb)を第3行目の行列要素とする3行3列行列であるとして、各行列要素が以下のように求められる;
βrr=R光源単独点灯時のR値/R光源単独点灯時のR値、
βgr=R光源単独点灯時のG値/R光源単独点灯時のR値、
βbr=R光源単独点灯時のB値/R光源単独点灯時のR値、
βrg=G光源単独点灯時のR値/G光源単独点灯時のG値、
βgg=G光源単独点灯時のG値/G光源単独点灯時のG値、
βbg=G光源単独点灯時のB値/G光源単独点灯時のG値、
βrb=B光源単独点灯時のR値/B光源単独点灯時のB値、
βgb=B光源単独点灯時のG値/B光源単独点灯時のB値、
βbb=B光源単独点灯時のB値/B光源単独点灯時のB値。
A very simple method for determining the matrix elements of the transformation matrix that is the core of the correction formula for the scanner used is proposed in the present invention. That is, the transformation matrix has (βrr, βrg, βrb) as the first row matrix element, (βgr, βgg, βgb) as the second row matrix element, and (βbr, βbg, βbb) as the first row. Assuming that the matrix element is the third row and the third column, the matrix elements are obtained as follows:
βrr = R value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βgr = G value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βbr = B value when R light source is lit alone / R value when R light source is lit alone,
βrg = R value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βgg = G value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βbg = B value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βrb = R value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βgb = G value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βbb = B value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone.
なお、光電変換センサによって取得されるカラー画像データを構成する画素値である輝度データにはどうしてもノイズが含まれるが、そのようなノイズの影響をできるだけ低減するため、本発明の好適な実施形態の1つでは、測定光量値として、光源からの光を光電変換センサが複数ライン分ラインスキャニングして得られた輝度データに対して平均化フィルタをかけた後平均演算した得られた値が用いられる。 In addition, although noise is inevitably included in the luminance data that is the pixel value constituting the color image data acquired by the photoelectric conversion sensor, in order to reduce the influence of such noise as much as possible, the preferred embodiment of the present invention. In one, a value obtained by averaging the luminance data obtained by scanning the light from the light source for a plurality of lines by applying an averaging filter is used as the measured light quantity value. .
本発明では、さらに、上述したスキャニング画像データの補正方法を実施する補正システムも権利の対象としており、そのような補正システムは、各光源の単独点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を利用して求められるところの、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式を格納する補正式格納部と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部とを備えている。当然ながら、このような補正システムも上述した補正方法で述べたすべての実施態様を備えるとともに、上述した全ての作用効果を得ることができる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
In the present invention, a correction system that implements the above-described scanning image data correction method is also subject to rights, and such a correction system is a measured light quantity value acquired by each photoelectric conversion sensor when each light source is lit alone. The color image data including the error acquired by the photoelectric conversion sensor is obtained using a relational expression for estimating the light amount value of each light source from the measured light amount value when all the light sources are turned on. A correction formula storage unit that stores a correction formula for conversion to suppressed color image data, and a correction execution unit that corrects input color image data using the correction formula drawn from the correction formula storage unit. Naturally, such a correction system also includes all the embodiments described in the above-described correction method, and can obtain all the above-described effects.
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of embodiments using the drawings.
図1に、本発明による、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなるスキャナによって取得されたカラー画像データに内在する、光源と光電変換センサの波長特性に基づく誤差を補正する技術を採用した写真プリントシステムの一例が模式的に示されている。このシステムは、R・G・B光源とR・G・B光電変換センサとを備えたフィルムスキャナ1として構成されているスキャナと、このフィルムスキャナ1によって取得されたカラー画像データ(以後単に画像データと称する)を処理するコントローラ60と、このコントローラ60によって処理された画像データに基づいて写真プリントを出力する写真プリント装置70から構成されている。
FIG. 1 is based on wavelength characteristics of a light source and a photoelectric conversion sensor inherent in color image data acquired by a scanner composed of a plurality of light sources and a plurality of photoelectric conversion sensors adapted to at least three primary colors of light according to the present invention. An example of a photographic print system that employs a technique for correcting an error is schematically shown. This system includes a scanner configured as a
フィルムスキャナ1は、主な構成要素として、照明光学系20、撮像光学系30、ラインCCDセンサを用いた光電変換部40、写真フィルム(以後単にフィルムと称する)2に対する光の照射範囲を決定するとともにフィルム2を光電変換部40によるスキャニングのために副走査方向に搬送するフィルムキャリヤユニット50を備えている。このフィルムキャリヤユニット50は、135フィルムやIX240フィルム(APSフィルム)やブローニフィルムなどのフィルムの種類毎に用意されており、この実施形態では135フィルム用のフィルムキャリヤユニット50が装着されているとする。
The
照明光学系20は、光源部21と光源部21からの光ビームを調整する平行化レンズ22、ミラー23、NDフィルタ24、ディフューザ25などから構成されている。光源部21は、主に赤色成分(以下単にRと略称する)の光ビームを放射するLED素子列からなるR光源21aと、主に緑色成分(以下単にGと略称する)の光ビームを放射するLED素子列からなるG光源21bと、主に青色成分(以下単にBと略称する)の光ビームを放射するLED素子列からなるB光源21cを備えている。フィルム2からの透過光ビームを処理する撮像光学系30は、ズームレンズユニット31から構成されているが、必要に応じて投射光の方向を変える方向変換光学系が追加される。
The illumination
撮像光学系30によって導かれた光ビームを光電変換する光電変換部40は、R・G・Bの各色を検出するために割り当てられた、R光電変換センサ41a、G光電変換センサ41b、B光電変換センサ41cを備えており(色成分別に特に区別する必要がない場合には単に光電変換センサ41と呼ぶ)、この実施形態では各光電変換センサ41は多数(例えば5000個)のCCD素子が主走査方向、つまりフィルム2の幅方向に配列されるラインアレイ型のCCDセンサであり、センサ駆動回路42により主走査時に電荷蓄積動作や電荷蓄積時間の制御が行われる。このため、以後光電変換センサはCCDセンサと言い換えることにする。
The
R・CCDセンサ41aの撮像面にはフィルム2を透過した光の主に赤色成分のみを通過させるカラーフィルタが、G・CCDセンサ41bの撮像面にはフィルム2を透過した光の主に緑色成分のみを通過させるカラーフィルタが、B・CCDセンサ41cの撮像面にはフィルム2を透過した光の主に青色成分のみを通過させるカラーフィルタが設けられており、それぞれ、透過光のうちの青色成分、赤色成分、緑色成分のみを光電変換する。それぞれのCCDセンサ41から出力される各画素信号はサンプルホールドされ各画素信号が連続した画像信号となり、この各画素信号は所定のビット数(例えば12ビット)のデジタル信号に変換される。このようにデジタル信号化された画像信号はカラー画像データ(R・G・B輝度データ)としてコントローラ60に送り込まれる。
A color filter that allows only the red component of the light transmitted through the
このコントローラ60には写真プリント装置70が接続されており、コントローラ60内で処理されたカラー画像データに基づいて生成されたプリントデータを用いて、写真プリント装置70に内蔵されているレーザ露光プリントエンジンやインクジェットプリントエンジンが駆動されることでフィルム2の撮影画像コマに対応する写真プリントが出力される。
A
次に、フィルムスキャナ1の具体的な構造を図2〜4を用いて説明する。
図2に示すように、照明光学系20を下部に内蔵するとともに撮像光学系30と光電変換部40を上部に内蔵する筐体10によりフィルムスキャナ1の外観が構築されており、筐体10の中央部に形成されている凹部の下面にフィルムキャリヤユニット50が装着されるベース面10aが形成されている。
Next, a specific structure of the
As shown in FIG. 2, the exterior of the
フィルムキャリアユニット50は、フィルム搬送方向を横断する方向(主走査方向)に延びているスリット状のスキャンゲート52が形成されたケース51を備えるとともに、そのケース51内に、写真フィルム2をフィルム搬送方向(副走査方向)に往復搬送するための複数の圧着型の搬送ローラ53と、ベース面10aに対向している集光レンズ54とを備えている。
The
照明光学系20は、樹脂成形品で成る上壁部11と、アルミニウム合金で成る側壁部12と、同じくアルミニウム合金で成る底壁部13とでケース状に形成されている。前記上壁部11の内部には、基板にチップ状の多数の赤色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたR光源21aと、基板にチップ状の多数の緑色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたG光源21bと、基板にチップ状の多数の青色の発光ダイオードを主走査方向に直線状に配列して構成されたB光源21cとが取り付けられている。各光源21に対応する位置に各光源21からの光線を平行光線化するように各光源21に焦点位置を設定した平行化レンズ22を取り付けられ、これらの平行化レンズ22を介して送り出された光ビームを合流させるダイクロイック型のミラー23として第1ミラー23aと第2ミラーbが用意されている。
The illumination
G光源21bからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第1光軸L1上に平行化レンズ22と第1ミラー23aとが配置され、B光源21cからの光ビームを上方に送る縦向き姿勢の第2光軸L2上に平行化レンズ22と第2ミラー23bとが配置され、R光源21aからの光ビームを水平方向に送る横向き姿勢の第3光軸L3上に平行化レンズ22と前記第1・第2ミラー23a、23bとが位置するようになっている。また、第1光軸L1の延長上で上壁11部の壁面の近傍位置には光線を拡散させて光量の分布を平均化させるディフューザ25が配置されている。つまり、第1、第2、第3光軸L1、L2、L3は、各色の光源21の形成方向(主走査方向)での中央位置で、かつ、基板に垂直となる仮想直線として設定されたものであり、第1光軸L1の延長上方にフィルムキャリヤユニット50の集光レンズ54とスキャンゲート52が位置し、第2光軸L2は第1ミラー23aにおいて第3光軸L3と合流する位置となっている。
A vertical orientation in which the
図3に示すように、第1光軸L1に沿って上方に送り出される光線の光量を低減する減光フィルタとしてのNDフィルタ24がフィルムキャリヤユニット50の集光レンズ54と向き合うように第1光軸L1上に選択的に位置決め可能に設けられている。このため、NDフィルタ24を支持する作動プレート14と、この作動プレート14に往復作動力を揺動アーム15を介して伝える駆動部としての電気モータ16が配置されている。このNDフィルタ24を図3に示す如く照明光学系20の光路中(第1光軸L1中)の減光位置にセットすることにより、照明光学系20から送り出される光線の光量を大きく減じ、このNDフィルタ24を光路外の待避位置に待避させることにより、照明光学系20からの光ビーム全てを送り出せる。
As shown in FIG. 3, the first light is set so that the
なお、図3では、フィルム2がスキャンゲート52の近傍位置に存在する状態を示しており、この状態ではNDフィルタ24が待避位置に設定されるべきものであるが、NDフィルタ24よって光量を制限する状態を理解しやすくするため、同図では、NDフィルタ24を制限位置にセットした状態を示している。
FIG. 3 shows a state in which the
前記第1ミラー23aはG光源21bに用いられている緑色の発光ダイオードからの波長(520〜560nm)の光線を透過し、これ以外の光線を反射する性能のものであり、前記第2ミラー23bはR光源21aに用いられている赤色の発光ダイオードからの波長(620〜750nm)の光線を透過し、B光源21cに用いられている青色の発光ダイオードからの波長(400〜480nm)の光線を反射する特性のものを使用している。
The
このような照明光学系20のレイアウトから、G光源21bから第1光軸L1に沿って送り出される光線は、平行化レンズ22で平行光線化した後に、第1ミラー23aを透過して第1光軸L1に沿って上方に送られ、B光源21cから第2光軸L1に沿って送り出される光線は、平行化レンズ22で平行光線化した後に、第2ミラー23bで反射して第3光軸L3と合流し、R光源21aから第3光軸L3に沿って送り出される光線は、平行化レンズ22で平行光線化した後に第2ミラー23bを透過するものとなり、このように第3光軸L3に沿って送られる青色成分の光ビームと、赤色成分の光ビームとは第1ミラー21aで反射され、第1光軸L1に沿って上方に送られる結果、この第1光軸L1ではR・G・Bの各光ビームが合流した白色の光ビームが送られ、ディフューザ25で拡散され、スキャンゲート52に導かれる。
From such a layout of the illumination
このフィルムスキャナ1でスキャニングを行う際には、取り込む画像の画素数に基づいてズームレンズ31による拡大率(主走査方向での画素数)を設定し、取り込む画像の画素数に基づいて搬送速度(副走査方向での画素数)を設定した後に、フィルムキャリアユニット50にフィルム2をセットし、フィルム2に対して照明光学系20からの光ビームを照射する状態で、搬送ローラ53の駆動でフィルム2を設定された速度で搬送し、この搬送速度と同期したタイミングで光電変換部40の各CCDセンサ41において主走査方向に沿うライン状に画像を取り込み、画像データ(輝度データ)として取得され、コントローラ60に送り込まれる。送り込まれた画像データ、つまりR画像データとG画像データとB画像データに対しては、前処理を経て種々の画像処理が施される。
When scanning with the
コントローラ60は、CPUを中核部材として、種々の動作を行うための機能部をハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方で構築しているが、本発明に特に関するものとして、フィルムスキャナ1から送られてくる画像データをメモリ61に展開する画像入力部62と、フィルムキャリアユニット50の搬送ローラ53を含むフィルムスキャナ1のスキャニング動作を制御するスキャナ制御部63と、メモリ61に展開された入力画像データに対し画像入力デバイスに依存しない色再現を実現するための変換などを行う前処理手段80と、この前処理手段80によって前処理された画像データに対して種々の画像処理を施す画像処理部64と、最終的に得られた撮影画像のための画像データを写真プリント装置70に対するプリントデータに変換生成するプリントデータ生成部65などが挙げられる。
The
前処理手段80の代表的な機能の1つは、前述したR・G・Bの光源21とR・G・BのCCDセンサ41を備えたフィルムスキャナ1によって取得された画像データに内在する、光源21とCCDセンサ41の波長特性に基づく誤差を補正することであり、その目的のために、各光源の単独点灯時に各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を利用して求められるところの、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式を格納する補正式格納部81と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部82を備えている。前処理手段80には、その他に、画像入力機器プロファイルなどを利用して色変換を行う機能も用意されているが、それ自体は公知であるので、ここでの説明は省略する。
One of the typical functions of the pre-processing means 80 is inherent in the image data acquired by the
補正式格納部81に格納される補正式とは、R・G・B光源21a、21b、21c全てを同時に点灯させた状態で各CCDセンサ41(R・CCDセンサ41a、G・CCDセンサ41b、B・CCDセンサ41c)で取得された測定光量値から、R・G・B光源21a、21b、21cそれぞれの光量値、つまりR・G・B光源21a、21b、21cを個別に点灯させた際に取得されるであろう光量値を推定する関係式を利用して、つまりその変換方法を利用して画像データを補正するものであり、色変換の一種である。
The correction formulas stored in the correction
この補正式の一例を求める方法を、図6のフローチャートを参照しながら説明する。この補正式を求める原理は次の通りである。
まず、R・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれの照射光量値をR_led、G_led、B_ledとし、R・CCDセンサ41a、G・CCDセンサ41b、B・CCDセンサ41cそれぞれの受光光量値をR_ccd、G_ccd、B_ccdとして、R光源21aの照射光ビームに含まれているR成分の割合をβrr、G光源21bの照射光ビームに含まれているR成分の割合をβrg、B光源21cの照射光ビームに含まれているR成分の割合をβrbとすると、
R_ccd=βrr・R_led+βrg・G_led+βrb・B_led
が成立する。この式は、R・CCDセンサ41aで取得される光量値にはG光源21bやB光源21cの照射光に含まれているR成分も付加されることを意味している。同様に、R光源21aの照射光ビームに含まれているG成分の割合をβgr、G光源21bの照射光ビームに含まれているG成分の割合をβgg、B光源21cの照射光ビームに含まれているG成分の割合をβgbとし、R光源21aの照射光ビームに含まれているB成分の割合をβbr、G光源21bの照射光ビームに含まれているB成分の割合をβbg、B光源21cの照射光ビームに含まれているB成分の割合をβbbとすると、
G_ccd=βgr・R_led+βgg・G_led+βgb・B_led、
B_ccd=βbr・R_led+βbg・G_led+βbb・B_led
も成立する。
これらの式を行列を用いてまとめると次の第1式が得られる。
ここで、βに関する行列をβ変換行列と名付ける。
第1式を、β変換行列の逆行列を用いてR・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれの照射光量値を表すR_led、G_led、B_ledで解くと、次の第2式が得られる。
この第2式は、全光源点灯時のR・CCDセンサ41a、G・CCDセンサ41b、B・CCDセンサ41cそれぞれの受光光量値を表すR_ccd、G_ccd、B_ccdによってR・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれの照射光量値(つまり単独点灯時の照射光量値)を求めることができる式となっているので、この式のβ変換行列の逆行列をα変換行列と置き換えると、CCDセンサ41の受光光量値から各光源21の照射光量値を求めることができる。さらに、CCDセンサ41の受光光量値は、CCDセンサ41によって取得された上述した誤差を内在する画像データの画素値に対応させることができ、かつ各光源21の照射光量値は、上述した誤差を抑制した画像データの画素値に対応させることができるので、α変換行列の各要素の値(β変換行列の逆行列の値)を予め求めておくことで、フィルムスキャナ1によって取得された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した画像データに変換することが可能となる。つまり、上述した第2式は、以下のように、フィルムスキャナ1によって取得された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した画像データに変換する変換式に置き換えることができる。なお、R_corとG_corとB_corはそれぞれ各色成分の画像データの補正された画素値であり、R_errとG_errとB_errはそれぞれ各色成分の画像データの修正された画素値である。
First, the irradiation light amount values of the R / G /
R_ccd = βrr ・ R_led + βrg ・ G_led + βrb ・ B_led
Is established. This equation means that the R component included in the irradiation light of the G
G_ccd = βgr ・ R_led + βgg ・ G_led + βgb ・ B_led,
B_ccd = βbr ・ R_led + βbg ・ G_led + βbb ・ B_led
Also holds.
When these equations are combined using a matrix, the following first equation is obtained.
Here, a matrix related to β is named a β conversion matrix.
Solving the first equation with R_led, G_led, and B_led representing the irradiation light amount values of the R, G, and B
This second equation is obtained by R_ccd, G_ccd, B_ccd representing the received light amount values of the R /
このα変換行列の各要素の値を求めるために、まずR・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれに対する初期駆動電流量(ここでは初期制御量とも呼んでいる)をROMから読み出して設定する(#01)。R・G・B光源21a、21b、21cの内の1つの光源(例えばR光源21a)を選択して単独点灯する(#02)。点灯された光源21からの光ビームを各CCDセンサ41で100ライン分スキャニングし(#03)、取得した画像データをメモリ61に展開する(#04)。突出したノイズを抑制するため、メモリ61に展開された画像データ(R・G・B輝度データ)に対して平均値フィルタを用いて平滑化処理を施す(#05)。全画像データの値から暗データの値を差し引いて画素値を光源21による照射光に対応させる(#06)。なお、暗データはスキャナ技術においてよく知られているように、光源非点灯時におけるCCDセンサ41の読取信号値(画像データの画素値)である。この暗データは予め取得しておくが、よく知られているプロセスなのでここでの説明は省略する。そこで得られたR・G・B各画像データに含まれる全画素の値を平均して得られたR値とG値とB値を単独点灯された光源に対する各CCDセンサ41の受光光量値の基準として記憶する(#07)。単独点灯された光源に対する各CCDセンサ41の受光光量値の基準を記憶するルーチンをR・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれに対して実行する(#08)。
In order to obtain the value of each element of the α conversion matrix, first, initial drive current amounts (also referred to as initial control amounts) for the R, G, and B
記憶されている値群を各光源21の単独点灯時における各CCDセンサ41の受光光量値群として、正規化のための以下の式を用いてβ変換行列の要素を演算する。
βrr=R光源単独点灯時のR値/R光源単独点灯時のR値、
βgr=R光源単独点灯時のG値/R光源単独点灯時のR値、
βbr=R光源単独点灯時のB値/R光源単独点灯時のR値、
βrg=G光源単独点灯時のR値/G光源単独点灯時のG値、
βgg=G光源単独点灯時のG値/G光源単独点灯時のG値、
βbg=G光源単独点灯時のB値/G光源単独点灯時のG値、
βrb=B光源単独点灯時のR値/B光源単独点灯時のB値、
βgb=B光源単独点灯時のG値/B光源単独点灯時のB値、
βbb=B光源単独点灯時のB値/B光源単独点灯時のB値。
例えば、R・G・B光源21a、21b、21cのそれぞれの単独点灯において得られたR値とG値とB値が、
とすると、
そのβ変換行列は、
となる(#09)。
その逆行列であるα変換行列は、
となる(#10)。
上述したように、α変換行列が得られるとその要素をテーブル化して補正式格納部81に格納する(#11)。
Using the stored value group as the received light quantity value group of each
βrr = R value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βgr = G value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βbr = B value when R light source is lit alone / R value when R light source is lit alone,
βrg = R value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βgg = G value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βbg = B value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βrb = R value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βgb = G value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βbb = B value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone.
For example, the R value, the G value, and the B value obtained in the individual lighting of each of the R, G, and B
Then,
The β transformation matrix is
(# 09).
The inverse matrix, the α transformation matrix, is
(# 10).
As described above, when the α conversion matrix is obtained, the elements are tabulated and stored in the correction formula storage unit 81 (# 11).
上述したようにして予めα変換行列の要素がテーブル化されていると、入力された上述した誤差を内在する画像データをそのような誤差を抑制した光画像データに変換する演算が以下の式で表現される簡単な線形演算ですむ。
上述した実施形態の説明では、スキャナとしてR・G・Bタイプのフィルムスキャナを採用していたが、少なくとも光の三原色のそれぞれに適応した複数の光源と複数の光電変換センサからなる全てのスキャナに本発明は適用可能である。 In the above description of the embodiment, the R, G, B type film scanner is used as the scanner. However, for all scanners composed of a plurality of light sources and a plurality of photoelectric conversion sensors adapted to each of the three primary colors of light. The present invention is applicable.
1:フィルムスキャナ(スキャナ)
60:コントローラ
61:メモリ
80:画像データ前処理手段
81:補正式格納部
82:補正実行部
1: Film scanner (scanner)
60: Controller 61: Memory 80: Image data preprocessing means 81: Correction formula storage unit 82: Correction execution unit
Claims (5)
各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を求めるステップと、
前記関係式を利用して前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データから前記誤差を抑制したカラー画像データに変換する補正式を求めるステップと、
前記補正式を用いて入力カラー画像データを補正するステップと、
からなることを特徴とするカラー画像データ補正方法。 In a method for correcting an error based on wavelength characteristics of a light source and a photoelectric conversion sensor with respect to color image data acquired by a scanner including a plurality of light sources and a plurality of photoelectric conversion sensors adapted to at least three primary colors of light,
Obtaining a relational expression for estimating the light quantity value of each light source from the measured light quantity value when all the light sources are turned on based on the measured light quantity value acquired by each photoelectric conversion sensor when each light source is lit alone;
Obtaining a correction formula for converting the color image data including the error acquired by the photoelectric conversion sensor using the relational expression into color image data suppressing the error;
Correcting the input color image data using the correction formula;
A color image data correction method comprising:
βrr=R光源単独点灯時のR値/R光源単独点灯時のR値、
βgr=R光源単独点灯時のG値/R光源単独点灯時のR値、
βbr=R光源単独点灯時のB値/R光源単独点灯時のR値、
βrg=G光源単独点灯時のR値/G光源単独点灯時のG値、
βgg=G光源単独点灯時のG値/G光源単独点灯時のG値、
βbg=G光源単独点灯時のB値/G光源単独点灯時のG値、
βrb=B光源単独点灯時のR値/B光源単独点灯時のB値、
βgb=B光源単独点灯時のG値/B光源単独点灯時のB値、
βbb=B光源単独点灯時のB値/B光源単独点灯時のB値、
で求められることを特徴とする請求項1又は2に記載のカラー画像データ補正方法。 The transformation matrix has (βrr, βrg, βrb) as the first row matrix element, (βgr, βgg, βgb) as the second row matrix element, and (βbr, βbg, βbb) as the third row. It is a 3-by-3 matrix as the matrix element of the eye, and each matrix element is as follows:
βrr = R value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βgr = G value when the R light source is lit alone / R value when the R light source is lit alone,
βbr = B value when R light source is lit alone / R value when R light source is lit alone,
βrg = R value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βgg = G value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βbg = B value when G light source is lit alone / G value when G light source is lit alone,
βrb = R value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βgb = G value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
βbb = B value when the B light source is lit alone / B value when the B light source is lit alone,
The color image data correction method according to claim 1, wherein the color image data correction method is obtained by:
各光源の単独点灯時に前記各光電変換センサによって取得された測定光量値に基づいて全光源点灯時の測定光量値から各光源の光量値を推定する関係式を利用して求められるところの、前記光電変換センサによって取得された前記誤差を含むカラー画像データを前記誤差が抑制されたカラー画像データに変換する補正式を格納する補正式格納部と、前記補正式格納部から引き出された補正式を用いて入力カラー画像データを補正する補正実行部とを備えたカラー画像データ補正システム。 Color image data correction system for correcting an error based on wavelength characteristics of a light source and a photoelectric conversion sensor for color image data acquired by a scanner including a plurality of light sources adapted to at least three primary colors of light and a plurality of photoelectric conversion sensors In
It is obtained using a relational expression that estimates the light amount value of each light source from the measured light amount value when all the light sources are turned on based on the measured light amount value acquired by each photoelectric conversion sensor when each light source is lit alone, A correction formula storage unit that stores a correction formula for converting the color image data including the error acquired by the photoelectric conversion sensor into color image data in which the error is suppressed, and a correction formula drawn from the correction formula storage unit. A color image data correction system including a correction execution unit that corrects input color image data.
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