JPH09327024A - 画像処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】この発明は、マルチバンドで撮像した物体画像
と照明光の分光分布から物体色ベクトル、照明光ベクト
ル、環境光ベクトルを抽出し、これらベクトルと係数を
独立に変更して優れた色再現性を達成すること。 【解決手段】電子カメラ１で４種類以上のマルチバンド
で物体画像と照明光の分光分布が撮像されると、その画
像データは画像メモリ２を介して制御部３に転送され
る。そして、画像データ演算部６にて、上記画像データ
を基に、上記光源色ベクトル、物体色ベクトル及び環境
光ベクトルが算出される。これら算出されたベクトル
は、データメモリ７に送られる。画像の取り込みやデー
タ転送処理の過程は、キーボード４やマウス５を介し
て、オペレータにより指示される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、カラー画像の色
変更を行う画像処理装置に関するものである、特に照明
光の分光反射特性を考慮した色再現性の優る画像処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、バーチャルリアリティ（仮想現実
感）に関係するシステムの中で、カラー画像に対する色
変更処理が注目されている。具体的なシステムの一例と
しては、住空間プレゼンテーションシステムがある。こ
れは撮像装置を介して室内空間の画像をコンピュータに
取り込み、壁紙、家具、カーテンの模様や色等を、ユー
ザの希望に合わせて変え、雰囲気を楽しむものである。
この中には住空間プレゼンテーションシステムとして、
各部屋毎の室内空間画像に於いて照明を点灯させて、居
住空間のリアリティを表現するライトシミュレーション
が提案されている。

【０００３】一方、物体の色の見え方や光沢感の変更に
かかる色変更処理の方法が、例えば特開平５−４０８３
３号公報に開示されている。この特開平５−４０８３３
号公報による画像制御方法は、画像中の任意の色、光
沢、影等の自然さを保存したままで色を変更することを
目的としている。そして、上記画像制御方法では、取り
込んだ画像から、物体色ベクトルと照明光ベクトルを抽
出し、これら２つのベクトルと独立の２次反射光ベクト
ルを更に選択し、これら３つのベクトルを変更すること
によって目的を達成している。

【０００４】ここで、物体色ベクトルに関係する拡散反
射と照明光ベクトルに関係する鏡面反射について、図１
７を参照して説明する。鏡面反射とは、物体に入射する
全ての波長成分が反射され、大部分の光線が入射角に等
しい反射角に反射することを意味し、上記反射角からず
れた方向では急激にその強度が弱くなる。

【０００５】また、拡散反射とは、照明光の特定の波長
領域の光が物体に吸収された後、それ以外の波長が反射
することを意味する。入射光線の拡散強度は、物体面に
対する法線方向に最も強く散乱し、拡散方向のなす角を
θとすると、ｃｏｓθに比例する強度となる。つまり、
表面と平行をなす角度でゼロとなる。

【０００６】上記鏡面反射は、その色成分が光源と同じ
色成分をとることから、光源色ベクトルと称されてい
る。一方、上記拡散反射は、物体固有の反射率で決まる
ことから物体色ベクトルと称されている。観察される色
は、これら拡散反射と鏡面反射が合成されたものであ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記特開平
５−４０８３３号公報に於いては、オペレータの判断に
よって画像中の適当な画像が選択されることにより、物
体色ベクトルが抽出されるということが開示されてい
る。物体色ベクトルは、物体の分光反射率と照明光の分
光分布の積で求められるものである。

【０００８】しかしながら、上記特開平５−４０８３３
号公報では、照明光ベクトル（すなわち光源色ベクト
ル）は画像中の最大輝度の画素か、若しくは白色とする
と記載されている。

【０００９】このため、照明光が白色に近い場合はあま
り問題ないが、白色から大きく離れている場合は、照明
光の影響で実際と異なる物体色ベクトルが抽出されるこ
とになり、シミュレーションの色再現性が低下してしま
う。一方、黒色のような拡散反射の小さい物体を対象と
している場合では、物体表面からの拡散光線を用いて照
明光ベクトルを抽出することは困難となる。

【００１０】加えて、物体色ベクトルと照明光ベクトル
が正しく抽出されないため、これらのベクトルを用いて
色変更のシミュレーションを行う際に、色再現性が低下
するという課題を有している。

【００１１】更に、上記特開平５−４０８３３号公報で
は、ＲＧＢ画像を対象としているために、色純度の高い
輝度スペクトルから成る光源や、鋭い吸収性を有する物
体色のシミュレーションには対応できないという課題が
あった。

【００１２】また、特開平６−２３６４４０号公報に
は、カラー自然画の物体領域の色、柄等を変更するシミ
ュレーション方法が開示されている。この変更シミュレ
ーションに於いて、画素中の色は、照明光ベクトルと、
分光反射率に対応する物体色ベクトルと、環境光ベクト
ルの線形和で表されるとされている。

【００１３】しかしながら、物体表面が蛍光性材料で構
成される場合、例えば光沢のある洋服生地や壁の塗装材
等で構成される場合、照明光ベクトルや物体色ベクトル
に加えて、発光成分（蛍光ベクトル）が寄与する。した
がって、物体表面が蛍光性材料の場合、上記特開平６−
２３６４４０号公報による方法では、正確なシミュレー
ションを行うことは困難なものであった。

【００１４】この発明は上記実状に鑑みてなされたもの
であり、正確な物体色ベクトル、光源色ベクトルを抽出
することができ、色再現性の良い画像処理装置を提供す
ることを目的とする。またこの発明は、物体表面が蛍光
性材料であった場合に光沢感を保持して、色再現性の良
い画像処理装置を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】すなわちこの発明は、光
源からの光を物体に照射し、この物体の画像を撮像する
画像処理装置に於いて、上記光源からの光及び上記物体
の画像の画素値を、少なくとも４つの波長領域の成分に
分解して取り込む電子カメラと、上記光源からの光の上
記波長領域の成分値から光源色ベクトルを、上記波長領
域の成分から成る物体の成分分解画像から物体色ベクト
ル及び環境色ベクトルを推定する制御手段と、少なくと
も４次元色空間中に、上記光源色ベクトル、上記物体色
ベクトル及び上記環境色ベクトルを設定し、上記物体の
画像の各画素値を上記光源色ベクトル、上記物体色ベク
トル及び上記環境色ベクトルの線形結合で表す演算手段
とを具備することを特徴とする。

【００１６】またこの発明は、上記画像処理装置に於い
て、上記演算手段で表された上記物体の画像の各画素値
を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶された上記
光源色ベクトル、上記物体色ベクトル、上記環境色ベク
トルと、上記演算手段により上記ベクトルの線形結合で
表された物体画像の画素値に於ける上記各ベクトルに対
する３つの係数とのうち、少なくとも１つを変更するデ
ータ変更手段と、このデータ変更手段による変更がなさ
れた後に上記光源色ベクトル、上記物体色ベクトル、上
記環境色ベクトルと、上記３つの係数から、上記物体画
像に対応する再生画像を合成する合成手段と、この合成
手段で合成された画像を表示する表示手段とを更に具備
することを特徴とする。

【００１７】更にこの発明は、上記画像処理装置に於い
て、上記電子カメラに設けられるもので、上記物体に照
射する光の所定の波長の光を遮断するフィルタを更に具
備し、上記電子カメラは、上記物体からの蛍光による画
像のみを撮像することを特徴とする。

【００１８】この発明の画像処理装置にあっては、撮像
に用いる電子カメラは可視域の光線を少なくとも４つの
波長領域に分解する機能を有する。上記電子カメラを用
いて物体画像を撮像するにあたり、物体画像の撮像に加
え、撮像する物体を照射する光線の分光特性も同電子カ
メラで撮像する。これらの光源からの光の波長領域の成
分値を用いて光源色ベクトルを求め、上記波長領域の色
成分から成る物体画像と、先に求めた光源色ベクトルを
用いて、物体色ベクトルと環境色ベクトルを推定する。
物体画像の各画素は、上記光源色ベクトル、物体色ベク
トル及び環境光色ベクトルの線形結合で表す。

【００１９】また、この発明の画像処理装置では、上記
得られた光源色ベクトル、物体色ベクトル、環境光色ベ
クトルと、これらの係数を基に画像を合成する。この画
像処理装置は、上記３つのベクトルである光源色ベクト
ル、物体色ベクトル、環境光色ベクトルと、これらの係
数のうち少なくとも１つを変更する手段を有し、変更後
のこれらベクトル及び係数を用いて上記物体画像に対応
する再生画像を合成する。

【００２０】更に、この発明の画像処理装置では、照明
光が物体に照射され、この物体からの放射光をフィルタ
を介して電子カメラで撮像する。上記フィルタは照明光
の光をカットするものであり、物体からの散乱光はフィ
ルタでカットするため、電子カメラでは純粋に物体から
の蛍光を撮像する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。図１は、この発明の画像処理装
置の第１の実施の形態の構成を示すブロック図である。

【００２２】図１に於いて、この画像処理装置は、４種
類以上の光を透過する波長領域（以下、マルチバンドと
記す）で物体画像と照明光の分光分布を撮像して画像デ
ータを得る電子カメラ１と、これら画像データを記憶す
る画像メモリ２と、この画像メモリ２に接続されると共
に全体の制御を司る制御部３と、この制御部３に接続さ
れてオペレータからの指示を入力するためのキーボード
４及びマウス５と、上記画像データを基に光源色ベクト
ル、物体色ベクトル及び環境光ベクトルを算出するため
の画像データ演算部６と、この画像データ演算部６で算
出されたベクトルを記憶するデータメモリ７を備えてい
る。

【００２３】このような構成の画像処理装置に於いて、
電子カメラ１で４種類以上のマルチバンドで物体画像と
照明光の分光分布が撮像されると、その画像データは画
像メモリ２を介して制御部３に転送される。そして、画
像データ演算部６にて、上記画像データを基に、上記光
源色ベクトル、物体色ベクトル及び環境光ベクトルが算
出される。これら算出されたベクトルは、データメモリ
７に送られる。

【００２４】尚、画像の取り込みやデータ転送処理の過
程は、キーボード４やマウス５を介して、オペレータに
より指示される。図２は、マルチバンドの物体画像を撮
像する電子カメラ１の構成を示した斜視図である。図２
に於いて、電子カメラ１は、対物レンズ１１と結像レン
ズ１２及び取り込んだ画像を結像するＣＣＤ１３を有し
て成る。そして、対物レンズ１１と結像レンズ１２の間
には、複数個、例えば図２の場合１６個のカラーフィル
タから成るバンドパスフィルタ（ＢＰＦ）１４を円周状
に配した円盤１５が配設されている。したがって、入力
画像は、対物レンズ１１、バンドパスフィルタ１４、結
像レンズ１２を介してＣＣＤ１３上に結像される。

【００２５】上記バンドパスフィルタ１４は、１６個の
カラーフィルタから成るもので、各フィルタは４００ｎ
ｍ〜７００ｎｍの可視光線を２０ｎｍの波長間隔で１６
分割するものである。そして、円盤１５の１回転分１６
枚で１画素が構成される。

【００２６】この他、分光方法としては、ハーフミラー
を組み合わせ光を複数に分割した後にバンドパスフィル
タを通過させる方法や、プリズムを用いて光を分光する
等の変形も考えられる。電子カメラ１による照明光の分
光分布の計測は、減衰フィルタを介して照明光を直接カ
メラに導入して良い。或いは、分光反射率が可視光線に
対して均一である白色板に照明光を照射し、この散乱光
を計測しても良い。尚、ここで用いられる白色板は、可
視光に対する分光反射率が一定であるものでなければな
らない。

【００２７】次に、マルチバンドで撮像した画像データ
から、物体色ベクトル、照明光色ベクトル及び環境光色
ベクトルを求める方法について説明する。ここで、各々
の画素に対応するマルチバンドの画素色ベクトルＣは、
光源色ベクトルＣ_s 、疑似物体色ベクトルＣ_b 、環境色
ベクトルＣ_a の線形結合で表される。

【００２８】 Ｃ＝ｍ_s Ｃ_s ＋ｍ_b Ｃ_b ＋Ｃ_a …（１） ここで、ｍ_s 、ｍ_b は、それぞれＣ_s 、Ｃ_b に対する係
数であり、それぞれ鏡面反射成分、拡散反射成分に関係
する。各々をベクトル表記すると、下記式のごとくな
る。

【００２９】

【数１】 ここで、照明光の影響を受けている疑似物体色ベクトル
Ｃ_b は、真の物体色ベクトルＣ_o と照明光色ベクトルＣ
_s の各成分毎の積で表される。

【００３０】

【数２】

【００３１】したがって、光源色の影響を除いた純粋な
物体色ベクトルＣ_o を求めるには、擬似物体色ベクトル
の各要素を照明光色ベクトルのそれで割れば良い。図３
は、電子カメラ１の撮像により得られた物体の純粋な物
体色ベクトルの分光分布を表したものである。同実施の
形態に於ける電子カメラ１は、可視領域４００ｎｍ〜７
００ｎｍを１６に分割するもので、各々の強度はその波
長領域の成分値を表している。

【００３２】図４及び図５は、物体を照射する光線の分
光成分から成る光源色ベクトルの一例を表したもので、
図４は蛍光灯の分光分布を、図５は白熱電球の分光分布
を表したものである。尚、ここでは両者の分光分布と
も、データベースに保存されているものとする。

【００３３】図６及び図７は、図３の純粋な物体色ベク
トルの各成分値と、図４及び図５の光源色ベクトルの各
成分の積を求めた結果の画像データを表したものであ
る。これは、後述する疑似物体色ベクトルに相当する。

【００３４】ここで、図８を参照して、各々の画素に対
応する画素色ベクトルの集合である画像データから光源
色ベクトルＣ_s 、擬似物体色ベクトルＣ_b 、擬似環境色
ベクトルＣ_a 及び係数ｍ_s 、ｍ_b を求める方法について
説明する。

【００３５】撮像された画像データは、例えば壁面や机
の表面等のように、同色（類似色）の領域毎にセグメン
トとして分割される。図８は、セグメント中の画像デー
タを１６次元の色空間内にプロットした成分分解画像を
示したものである。

【００３６】同図に於いて、１６次元の各座標軸は、上
述した１６種類のカラーフィルタの透過波長領域に対応
しており、原点に近いほど明度が低くなり、離れるに従
って明度が高くなる。図８中に示される斜線部分は、セ
グメント中の画素データ分布を表している。

【００３７】ここで、光源色ベクトルＣ_s は、既に測定
してある照明光の分光から決定される。また、各々の画
素データは、物体色ベクトルと光源色ベクトルにより作
成される平行四辺形内に分布する特徴を利用して、先に
求められた光源色ベクトルＣ_s と擬似物体色ベクトルＣ
_b とを分離する。すると、図８に於ける原点（黒）から
擬似物体色ベクトルＣ_b の始点までを結ぶベクトルが環
境色ベクトルＣ_a となる。環境色ベクトルＣ_a は光源光
をカットし、このときの白色参照板に色を上記電子カメ
ラ１で撮像することにより得られる。

【００３８】この後、上述した方法により、照明光の影
響を除去した物体色ベクトルと環境色ベクトルが求めら
れる。画素色ベクトルは、光源光色ベクトル及び物体色
ベクトルに射影することで係数ｍ_s 、ｍ_b が求められ
る。これは、セグメント中の全画素に対して行われる。
色空間をＮ次元で表しているため、画素データを各一次
元の照明光ベクトル、物体色ベクトル及び環境ベクトル
分布の線形結合で表すことが困難である場合は、Ｃ＝ｍ
_s Ｃ_s ＋ｍ_b1Ｃ_b1＋ｍ_b2Ｃ_b2＋ｍ_b3Ｃ_b3＋…＋Ｃ_a のよ
うに、物体色ベクトルの次元数を増やしても良い。

【００３９】次に、図９（ａ）及び（ｂ）のフローチャ
ートを参照して、第１の実施の形態に於ける画像処理装
置の動作を説明する。先ず、電子カメラ１によって対象
物体の画像が入力される（ステップＳ１）。次いで、上
記電子カメラ１で照明光の分光特性が測定される（ステ
ップＳ２）。そして、得られた物体画像に対して、オペ
レータのキーボード４またはマウス５による指示で、同
一物体または同色領域毎にセグメント化（領域分割）が
行われる（ステップＳ３）。

【００４０】次いで、このステップＳ３で得られたセグ
メント毎に、上記した各種ベクトルが算出される（ステ
ップＳ４）。そして、上記各々のベクトルに対する係数
が算出されると（ステップＳ５）、これらベクトルと係
数がデータメモリ７に記憶されて保存される（ステップ
Ｓ６）。

【００４１】図９（ｂ）は、上記ステップＳ４に於ける
ベクトル算出の処理動作の詳細を説明するサブルーチン
である。この場合、初めに光源色ベクトルが算出され
（ステップＳ１１）、続いて物体色ベクトルが算出され
る（ステップＳ１２）。そして、最後に環境色ベクトル
が算出される（ステップＳ１３）。

【００４２】尚、これらのベクトル算出の処理の順序
は、上記ステップの順序に限られるものではない。次
に、この発明の第２の実施の形態を説明する。

【００４３】図１０は、この発明の第２の実施の形態に
係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。尚、
以下に示される実施の形態に於いて、上述した第１の実
施の形態と同じ部分には同一の参照番号を付して説明は
省略する。

【００４４】図１０に於いて、この第２の実施の形態に
係る画像処理装置は、上述した光源色ベクトル 、物体
色ベクトル 、環境色ベクトルと係数を記憶しているデ
ータメモリ７と、制御部３を有すると共に、この制御部
３に接続されたキーボード４及びマウス５と、画像デー
タ演算部６と、表示画像用メモリ１８を介してカラーデ
ィスプレイ１９とから構成されている。

【００４５】このような構成の画像処理装置に於いて、
第１の実施の形態で述べられたように、予め算出された
光源色ベクトルＣ_s 、物体色ベクトルＣ_b 、環境色ベク
トルＣ_a と係数ｍ_s 、ｍ_b がデータメモリ１７から読み
出されて、制御部３に転送される。これらデータの変更
は、データ変更部１７にて行われる。実際には、データ
の変更はキーボード４やマウス５を介したオペレータの
入力データに基いて行われる。

【００４６】ここで、変更する各ベクトル及び係数と、
その効果について説明する。照明光ベクトルＣ_s は照明
光の色に関係するもので、該ベクトルＣ_s の伸縮で照明
光の強弱が表される。上述したように、係数ｍ_s は物体
表面の表面反射成分に関係し、係数ｍ_s が大きくなる
と、表面の艶が増したように見える。一方、物体色ベク
トルＣb は、物体の色に関係する拡散反射に関係する。
係数ｍ_b が大きくなると物体そのものの色が強く表さ
れ、艶が減少するように見える。

【００４７】これらのデータに基いて、画像データ演算
部６で表示用の物体画像が合成される。これらの操作
は、上述した第１の実施の形態と同様に、キーボード４
やマウス５を介してオペレータにより行われる。そし
て、得られた画像データは、表示用画像メモリ１８に転
送され、対応する画像がカラーディスプレイ１９に表示
される。

【００４８】ここで、画像データ演算部６に於けるプロ
セスを説明する。尚、この第２の実施の形態に於ける画
像演算のプロセスは、上述した第１の実施の形態のプロ
セスを逆に辿るものである。

【００４９】先ず、真の物体色ベクトルＣ_o と光源色ベ
クトルＣ_s の各項の積から、擬似物体ベクトルＣ_b が算
出される。次に、ここまでで得られている、物体色ベク
トルＣ_o 、光源色ベクトルＣ_s 、環境色ベクトルＣ_a 及
び係数ｍ_s 、ｍ_b を、上記（１）式に代入することによ
り画素値ベクトルＣが得られる。

【００５０】次に、図１１のフローチャートを参照し
て、第２の実施の形態の動作を説明する。初めに、デー
タメモリ７に格納されている光源色ベクトルＣ_s 、物体
色ベクトルＣ_b 、環境色ベクトルＣ_a と係数ｍ_s 、ｍ_b
が読み出される（ステップＳ２１）。続いて、データメ
モリ７より読み出された各ベクトルとその係数につい
て、変更するか否かが判断される（ステップＳ２２〜Ｓ
２７）。すなわち、物体色ベクトル（ステップＳ２
２）、光源色ベクトル（ステップＳ２３）、環境色ベク
トル（ステップＳ２４）、物体色係数（ステップＳ２
５）、光源色係数（ステップＳ２６）、環境色係数（ス
テップＳ２７）である。

【００５１】これらの各ベクトルまたは係数の判断に於
いて、変更がある場合には、キーボード４またはマウス
５によりオペレータの指示でこれらのベクトルまたは係
数が変更される（ステップＳ３１〜Ｓ３６）。

【００５２】上記ステップＳ２２〜Ｓ２７にて、変更が
終了したならば、画像データの演算処理が行われて、物
体画像が作成される（ステップＳ２８）。ここで得られ
た画像データは、ＲＧＢ系の表示装置で表示可能なデー
タに変換された（ステップＳ２９）後、カラーディスプ
レイ１９に表示される（ステップＳ３０）。

【００５３】ここで、ＲＧＢへの変換は、マルチバンド
データをＣＲＴに表示するために行われるもので、例え
ば、図１２に示されるＲＧＢ各々の視感度について、こ
れとマルチバンドの各要素との積を求めればよい。

【００５４】次に、図１３乃至図１５を参照して、この
発明の第３の実施の形態を説明する。図１３は、この発
明の第３の実施の形態に係る画像処理装置の主要部の構
成を示すブロック図である。同実施の形態に於いて、上
述した第１及び第２の実施の形態と同じ部分には同一の
参照番号を付して説明は省略する。

【００５５】図１３に於いて、この第３の実施の形態に
係る画像処理装置は、データメモリ７と、制御部３と、
キーボード４及びマウス５と、画像データ演算部６と、
表示画像用メモリ１８及びカラーディスプレイ１９と、
照明光色データベース２０とから構成されている。

【００５６】この照明光色データベース２０は、例え
ば、照明光の分光特性を測定し、これを基に光源色ベク
トルのデータベース作成するためのものである。すなわ
ち、この照明光色データベース２０に作成されたデータ
が、対象物体に照射される照明光の影響を調べる照明シ
ミュレーションに用いられる。上記データベースには、
例えば、上述した図３乃至図７のデータが該当する。

【００５７】また、図１４は、図１３に示された構成の
画像処理装置による物体画像の撮像状態の例を示した図
である。図１４に於いて、対象物体２３には、光源２４
より照明光が照射されている。そして、上記対象物体２
３が、電子カメラ１により取り込まれて物体画像と照明
光の分光分布が計測される。撮像された物体画像は、コ
ンピュータ２５に送られる。

【００５８】このコンピュータ２５内のＣＰＵでは、上
述した光源色ベクトル、物体色ベクトル、環境光色ベク
トル及び物体色係数と光源色係数が算出される。これら
算出されたデータは、コンピュータ２５に内蔵されたメ
モリに保存される。そして、このメモリに保存された上
記各データと予め想定された照明特性を基にして作成さ
れた画像が、ＣＲＴ２６の画面上に表示される。

【００５９】尚、これらの処理は、コンピュータ２５に
接続されたキーボード２７やマウス２８を介して手順が
入力されるようになっている。図１５は、この発明が適
用された室内シミュレーション装置に於いて合成された
画像の例を示したものである。ここでは、画像が合成さ
れる手順について説明する。

【００６０】先ず、電子カメラに１によりマルチバンド
の画像が入力され、この入力された画像を基に、オペレ
ータの判断により物体毎にセグメンテーション化され
る。図１５に於ける具体的なセグメントは、天井面、床
面、壁をはじめ、ドア、机の上面、机の脚、蛍光灯がそ
れである。

【００６１】このようにセグメント化された領域内の各
々の画像に対して、それぞれ成分分解が施される。すな
わち、物体色ベクトルと環境色ベクトルが抽出され、画
素毎に係数ｍ_s 、ｍ_b が算出される。尚、光源色ベクト
ルは電子カメラ１により撮像された蛍光灯の発光特性か
ら算出されるものである。

【００６２】この後、物体色係数及び光源色係数が求め
られる。各々のベクトルまたは係数が変更された後は、
上記（１）式に従って、色変更された画像が合成され
る。次に、この発明の第４の実施の形態を説明する。

【００６３】図１６は、この発明の第４の実施の形態に
係る画像処理装置の構成例を示す外観図である。同実施
の形態に於いて、上述した第１乃至第３の実施の形態と
同じ部分には同一の参照番号を付して説明は省略する。

【００６４】図１６に於いて、対象物体３１に対して紫
外光線から成る照明光３２が照射される。このとき、対
象物体３１からの蛍光光線は、フィルタ３３を介して電
子カメラ１で撮像される。上記フィルタ３３は、紫外光
をカットするためのものであり、紫外線の散乱成分がこ
こでカットされる。そのため、電子カメラ１では、純粋
に対象物体３１からの蛍光が撮像される。尚、上記照明
光３２は、可視光全域に渡る蛍光スペクトルが得られる
紫外光が好適であるといえる。

【００６５】例えば、図１６に示されるように、対象物
体であるマネキンの洋服の生地や、壁紙等に用いられて
いる素材は、蛍光性の材料が多く用いられている。した
がって、この第４の実施の形態は、洋品店の店内のディ
スプレイや住宅のモデルルームのシミュレーションに有
効である。

【００６６】照明光を遮断するフィルタを設けて物体か
らの蛍光による画像のみを撮像する構成は、ステルスバ
ーコードでは公知であるが、この実施の形態では、更に
その光を少なくとも４つの波長領域の成分に分解して電
子カメラに取り込んでいる。ステルスバーコードでフィ
ルタを設けるのはリード特性に悪影響を与えないためで
ある。

【００６７】一方、第４の実施の形態による構成では、
鏡面反射成分乃至拡散反射成分と蛍光成分とを分離する
ためにフィルタを設けているので、構成も目的も異な
る。これにより、より蛍光成分を独立させて、シミュレ
ーションすることができる。

【００６８】この第４の実施の形態を応用することによ
り、工業製品の色デザインや、それを販売する場合の照
明条件を決定するのに用いることができる。更に、住宅
のモデルルームへの応用として、住空間のレイアウト及
び照明シミュレーションに用いることができる。

【００６９】尚、この発明の上記実施態様によれば、以
下の如き構成を得ることができる。 （１） 光源からの光を物体に照射し、この物体の画像
を撮像する画像処理装置に於いて、上記光源からの光及
び上記物体の画像の画素値を、少なくとも４つの波長領
域の成分に分解して取り込む電子カメラと、上記光源か
らの光の上記波長領域の成分値から光源色ベクトルを、
上記波長領域の成分から成る物体の成分分解画像から物
体色ベクトル及び環境色ベクトルを推定する制御手段
と、少なくとも４次元色空間中に、上記光源色ベクト
ル、上記物体色ベクトル及び上記環境色ベクトルを設定
し、上記物体の画像の各画素値を上記光源色ベクトル、
上記物体色ベクトル及び上記環境色ベクトルの線形結合
で表す演算手段とを具備することを特徴とする画像処理
装置。

【００７０】（２） 上記演算手段で表された上記物体
の画像の各画素値を記憶する記憶手段と、この記憶手段
に記憶された上記光源色ベクトル、上記物体色ベクト
ル、上記環境色ベクトルと、上記演算手段により上記ベ
クトルの線形結合で表された物体画像の画素値に於ける
上記各ベクトルに対する３つの係数とのうち、少なくと
も１つを変更するデータ変更手段と、このデータ変更手
段による変更がなされた後に上記光源色ベクトル、上記
物体色ベクトル、上記環境色ベクトルと、上記３つの係
数から、上記物体画像に対応する再生画像を合成する合
成手段と、この合成手段で合成された画像を表示する表
示手段とを更に具備することを特徴とする上記（１）に
記載の画像処理装置。

【００７１】（３） 上記制御手段で推定された光源色
ベクトルを光源色ベクトルデータベースとして格納する
格納手段を更に具備し、上記合成手段は、上記格納手段
に格納された光源色ベクトルを読み出し、この読み出さ
れた光源色ベクトルを用いて上記物体画像に対応する再
生画像を合成することを特徴とする上記（２）に記載の
画像処理装置。

【００７２】（４） 上記電子カメラに設けられるもの
で、上記物体に照射する光の所定の波長の光を遮断する
フィルタを更に具備し、上記電子カメラは、上記物体か
らの蛍光による画像のみを撮像することを特徴とする上
記（１）に記載の画像処理装置。

【００７３】上記（１）の構成によれば、直接計測され
た照明光の分光分布を用いて光源光ベクトルを決め、こ
れを利用して物体色ベクトルと環境光ベクトルを導出す
る。このため、照明光が白色からずれている場合であっ
ても、正確なベクトルを求めることができる。また、少
なくとも４つの波長領域での画像処理に必要な、照明光
物体及び環境光の色ベクトルの規定をすることで、物体
色・照明光変更シミュレーションの基礎データを得るこ
とが可能となる。更に、ＲＧＢ系より多次元でのシミュ
レーションを行っていることから、実体の物体色を忠実
に再現することができる。

【００７４】上記（２）の構成によれば、光源色ベクト
ル、物体色ベクトル、環境色ベクトルと各係数を独立に
変更することで、照明光の色や強弱、物体の表面性の状
態等の変更を再現よくシミュレートすることができる。

【００７５】上記（３）の構成によれば、種々の照明光
に対応して分光分布を用意しておくことで、照明シミュ
レーションを効率的に行うことができる。上記（４）の
構成によれば、物体の分光反射だけでなく、蛍光特性も
考慮することで、蛍光材料に対して、光沢感を保持した
ままのシミュレーション画像を作成できる。

【００７６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、正確な
物体色ベクトル、光源色ベクトルを抽出することがで
き、色再現性の良い画像処理装置を提供することができ
る。またこの発明によれば、物体表面が蛍光性材料であ
った場合に光沢感を保持して、色再現性の良い画像処理
装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の画像処理装置の第１の実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図２】マルチバンドの物体画像を撮像する電子カメラ
１の構成を示した斜視図である。

【図３】電子カメラ１の撮像により得られた物体の純粋
な物体色ベクトルの分光分布を表した図である。

【図４】物体を照射する光線の分光成分から成る光源色
ベクトルの一例を表したもので、蛍光灯の分光分布図で
ある。

【図５】物体を照射する光線の分光成分から成る光源色
ベクトルの一例を表したもので、白熱電球の分光分布図
である。

【図６】図３の純粋な物体色ベクトルの各成分値と、図
４の光源色ベクトルの各成分の積を求めた結果の画像デ
ータを表した図である。

【図７】図３の純粋な物体色ベクトルの各成分値と、図
５の光源色ベクトルの各成分の積を求めた結果の画像デ
ータを表した図である。

【図８】セグメント中の画像データを１６次元の色空間
内にプロットした成分分解画像を示した図である。

【図９】（ａ）は第１の実施の形態に於ける画像処理装
置の動作を説明するフローチャート、（ｂ）は同図
（ａ）のステップＳ４に於けるベクトル算出の処理動作
の詳細を説明するサブルーチンである。

【図１０】この発明の第２の実施の形態に係る画像処理
装置の構成を示すブロック図である。

【図１１】第２の実施の形態に於ける画像処理装置の動
作を説明するフローチャートである。

【図１２】ＲＧＢ各々の視感度について表した図であ
る。

【図１３】この発明の第３の実施の形態に係る画像処理
装置の主要部の構成を示すブロック図である。

【図１４】図１３に示された構成の画像処理装置による
物体画像の撮像状態の例を示した図である。

【図１５】この発明が適用された室内シミュレーション
装置に於いて合成された画像の例を示した図である。

【図１６】この発明の第４の実施の形態に係る画像処理
装置の構成例を示す外観図である。

【図１７】物体色ベクトルに関係する拡散反射と照明光
ベクトルに関係する鏡面反射について説明する図であ
る。

【符号の説明】

１ 電子カメラ、 ２ 画像メモリ、 ３ 制御部、 ４、２７ キーボード、 ５、２８ マウス、 ６ 画像データ演算部、 ７ データメモリ、 １１ 対物レンズ、 １２ 結像レンズ、 １３ ＣＣＤ、 １４ バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）、 １５ 円盤、 １７ データ変更部、 １８ 表示用画像メモリ、 １９ カラーディスプレイ、 ２０ 照明光色データベース、 ２３、３１ 対象物体、 ２４ 光源、 ２５ コンピュータ、 ２６ ＣＲＴ、 ３２ 照明光、 ３３ フィルタ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源からの光を物体に照射し、この物体
   の画像を撮像する画像処理装置に於いて、 上記光源からの光及び上記物体の画像の画素値を、少な
   くとも４つの波長領域の成分に分解して取り込む電子カ
   メラと、 上記光源からの光の上記波長領域の成分値から光源色ベ
   クトルを、上記波長領域の成分から成る物体の成分分解
   画像から物体色ベクトル及び環境色ベクトルを推定する
   制御手段と、 少なくとも４次元色空間中に、上記光源色ベクトル、上
   記物体色ベクトル及び上記環境色ベクトルを設定し、上
   記物体の画像の各画素値を上記光源色ベクトル、上記物
   体色ベクトル及び上記環境色ベクトルの線形結合で表す
   演算手段とを具備することを特徴とする画像処理装置。
2. 【請求項２】 上記演算手段で表された上記物体の画像
   の各画素値を記憶する記憶手段と、 この記憶手段に記憶された上記光源色ベクトル、上記物
   体色ベクトル、上記環境色ベクトルと、上記演算手段に
   より上記ベクトルの線形結合で表された物体画像の画素
   値に於ける上記各ベクトルに対する３つの係数とのう
   ち、少なくとも１つを変更するデータ変更手段と、 このデータ変更手段による変更がなされた後に上記光源
   色ベクトル、上記物体色ベクトル、上記環境色ベクトル
   と、上記３つの係数から、上記物体画像に対応する再生
   画像を合成する合成手段と、 この合成手段で合成された画像を表示する表示手段とを
   更に具備することを特徴とする請求項１に記載の画像処
   理装置。
3. 【請求項３】 上記電子カメラに設けられるもので、上
   記物体に照射する光の所定の波長の光を遮断するフィル
   タを更に具備し、 上記電子カメラは、上記物体からの蛍光による画像のみ
   を撮像することを特徴とする請求項１に記載の画像処理
   装置。