JP2015127680A - 計測装置、システムおよびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】国際業界標準に対応した測光情報または測色情報を簡易に精度よく測定可能な装置、システムおよびプログラムを提供する。【解決手段】計測装置（１）は、画像の画像データを取得する撮像部（１１）と、画像データの撮像情報を用いて、画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する変換部（１４１，１４２）と、変換部により得られた測光情報または測色情報を出力する出力部（１６）とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、計測装置、システムおよびプログラムに関する。

特許文献１には、計測器の位置から見た特定の視野内の比較的微細な部分からの放射光や反射光の量を測定する輝度計等の光測定装置が記載されている。また、特許文献２には、写真撮影に用いられるフラッシュ光の色温度を測光する写真用色温度計が記載されている。特許文献３には、撮影用光源等の光を測定して撮影用の色補正情報等を出力するカラーメータ（色測定器）が記載されている。特許文献４には、被写界を照明する光源の色温度を計測し、その出力に基づいて色温度情報を表示するカメラが記載されている。

特開昭６３−２２９３３５号公報 特開平５−２２３６４３号公報 特開２００９−０５３０６３号公報 特開平６−２４２４８７号公報

国際照明委員会（ＣＩＥ）などの国際業界標準に基づく光の強度測定や色測定を行うには、非常に高価な専用の測定機器が必要である。一方、適切な方法が確立されれば、現在市販されているデジタルカメラで撮影された画像のデータから測光情報または測色情報を算出することが可能である。色温度計を備えるカメラなどの技術が提案されているが、それらは主にきれいな写真を撮影することを目的とするものであり、被写体の任意の点についての光の強度測定または色測定を簡易に行って、測定結果を他のアプリケーションに適用できるように出力する装置は知られていない。

そこで、本発明は、国際業界標準に対応した測光情報または測色情報を簡易に精度よく測定可能な装置、システムおよびプログラムを提供することを目的とする。

本発明に係る装置は、画像の画像データを取得する撮像部と、画像データの撮像情報を用いて、画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する変換部と、変換部により得られた測光情報または測色情報を出力する出力部とを有する。

上記の装置では、画像に含まれる画素の位置を指定する位置指定部をさらに有し、出力部は、位置指定部により指定された画素について変換部により得られた測光情報または測色情報を表示する表示部であることが好ましい。

上記の装置では、変換部は、撮像部により取得された画像の画像データを、相対輝度値を含むデータに変換する第１の変換部と、画像データの撮像情報を用いて、画像に含まれる被写体の基準輝度値を求める基準輝度値取得部と、基準輝度値を用いて相対輝度値を絶対輝度値に変換する第２の変換部とを有し、表示部は、第２の変換部により得られた絶対輝度値を表示することが好ましい。

上記の装置では、第２の変換部は、相対輝度値をリニアスケールに変換することにより線形相対輝度値を求め、基準輝度値を用いて線形相対輝度値を絶対輝度値に変換することが好ましい。

上記の装置では、表示部は、画像の各画素についての絶対輝度値を、絶対輝度値が離散的に設定された複数の区分のいずれに属するかに応じて異なる色で表示することが好ましい。

上記の装置では、変換部は、撮像部により取得された画像データに付随する撮像情報から撮像情報を抽出することが好ましい。

上記の装置では、変換部は、撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部を有し、表示部は第３の変換部により得られた他の色空間の色情報の値を表示することが好ましい。

上記の装置では、撮像情報は、画像データに付随する撮像情報であることが好ましい。

上記の装置では、変換部は、第３の変換部により得られた他の色空間の色情報をさらに他の色空間に変換する第４の変換部をさらに有し、表示部は、第４の変換部により得られたさらに他の色空間の色情報の値を表示することが好ましい。

上記の装置では、変換部は、撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部と、画像の複数点のそれぞれについて第２の変換部により得られた絶対輝度値および第３の変換部により得られた他の色空間の色情報を、カラーアピアランスモデルの色空間の色情報に変換する第５の変換部とをさらに有し、表示部は、第５の変換部により得られた色情報の値を表示することが好ましい。

上記の装置では、変換部は、撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部と、第３の変換部により得られた他の色空間の色情報をさらに他の色空間に変換する第４の変換部と、画像の複数点のそれぞれについて第２の変換部により得られた絶対輝度値および第４の変換部により得られたさらに他の色空間の色情報を、カラーアピアランスモデルの色空間の色情報に変換する第５の変換部とをさらに有し、表示部は、第５の変換部により得られた色情報の値を表示することが好ましい。

上記の装置では、変換部により変換された複数点の測光情報または測色情報を含むデータに基づき、複数点の測光情報または測色情報の相対的な関係を解析する解析部をさらに有し、表示部は、解析部により得られた値を表示することが好ましい。

上記の装置では、複数の色のそれぞれについて測色情報と識別値とを対応付けた参照情報を記憶する記憶部と、参照情報を参照することにより、位置指定部により指定された画素について、変換部により得られた測色情報に最も近い測色情報に対応する色の識別値を抽出する抽出部とをさらに有し、表示部は、抽出部により抽出された色の識別値を表示することが好ましい。

本発明に係るシステムは、互いに通信可能な撮像装置、変換装置および表示装置を含むシステムであって、撮像装置は、画像の画像データを取得する撮像部と、撮像部により取得された画像の画像データおよび画像データの撮像情報を変換装置に送信する送信部とを有し、変換装置は、画像データの撮像情報を用いて、画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する変換部と、画像データおよび撮像情報を撮像装置から受信し、変換部により得られた測光情報または測色情報を表示装置に送信する通信部とを有し、表示装置は、変換装置から測光情報または測色情報を受信する受信部と、受信部により受信された測光情報または測色情報を表示する表示部とを有する。

本発明に係るプログラムは、コンピュータに、撮像装置により撮像された画像の画像データおよび画像データの撮像情報を取得し、撮像情報を用いて、画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換し、測光情報または測色情報を出力することを実現させる。

本発明の装置、システムおよびプログラムによれば、国際業界標準に対応した測光情報または測色情報を簡易に精度よく測定することができる。

端末装置１の概略構成図である。 端末装置１の機能の概要を説明するための図である。 制御部１４の機能ブロック図である。 測光情報変換部１４１が使用する各データの関係図である。 絶対輝度値の変換処理の例を示すフローチャートである。 絶対輝度値の表示画面の例を示す図である。 絶対輝度値のレベルマップの表示例を示す図である。 測色情報変換部１４２が使用する各データの関係図である。 測色情報変換部１４２が使用する各データの関係図である。 色温度の変換に用いられる検量線を示すグラフである。 色度値の表示画面の例を示す図である。 通信システム２の概略構成図である。

以下、添付図面を参照して、本発明に係る装置、システムおよびプログラムについて詳細に説明する。ただし、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。

図１は、端末装置１の概略構成図である。端末装置１は、撮像部１１と、発光部１２と、記憶部１３と、制御部１４と、操作部１５と、表示部１６とを有する。端末装置１は、例えば、カメラが内蔵されたスマートフォンなどの携帯端末である。

撮像部１１は、測定対象の画像を撮影し、ＲＡＷ（ＤＮＧ）データ、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データまたはｓＲＧＢデータなどの形式で、測定対象の画像データを取得する。データの形式はこれらのうちのいずれでもよいが、以下では主に、撮像部１１がＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データを取得する場合の例を説明する。

発光部１２は、必要に応じて、撮像部１１による撮像時に発光する。記憶部１３は、例えば半導体メモリであり、撮像部１１が取得した画像データ、端末装置１の動作に必要なデータなどを記憶する。

制御部１４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、端末装置１の動作を制御する。操作部１５は、例えばタッチパネル、キーボタンなどにより構成され、ユーザの操作を受け付ける。操作部１５は位置指定部の一例であり、画像に含まれる画素の位置を指定するユーザの操作を受け付ける。

表示部１６は、例えば液晶ディスプレイであり、タッチパネルディスプレイとして操作部１５と一体化されていてもよい。表示部１６は出力部の一例であり、ユーザにより操作部１５を介して指定された画素について、制御部１４により得られた測光情報または測色情報を表示する。測光情報とは、測定対象の絶対輝度値であり、ｎｉｔ、ｃｄ／ｍ^２、ｆｔＬなどの単位で表される。また、測色情報とは、測定対象のＣＩＥ ＸＹＺ値、ＲＧＢ値、または色温度（Ｋ）もしくは分光分布などである。

なお、端末装置１は、表示以外の音声などの手段で測光情報または測色情報を出力してもよい。また、ユーザが他の装置で測定結果を解析できるように、端末装置１は、測光情報または測色情報を他の装置に出力してもよい。

図２は、端末装置１の機能の概要を説明するための図である。デジタルカメラで画像を取得すると、光および色の情報は、図２のように変換される。Ｈ（λ）は光源のスペクトル強度、Ｒ（λ）は被写体のスペクトル反射率、Ｔ（λ）はフィルタ付きのカメラレンズを通したスペクトル透過率、Ｓ（λ）はカメラセンサのスペクトル感度である。これらの各量は、図中の各式に示すように、一緒になってＲＧＢのＲＡＷ（ＤＮＧ）データとして記録される。しかし、画像のデータサイズを縮小するために、ＲＡＷデータは、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）などの他の形式に変換される。

端末装置１は、測定対象の画像を撮影して得られるＲＡＷデータ、ＪＰＥＧデータなどのＲＧＢデータから、被写体の色温度（Ｋ）、ＣＩＥ ＸＹＺ値、絶対輝度値（ｎｉｔ）などの絶対量を、以下で説明する演算により求める。そして、端末装置１は、例えば、測定対象の画像とともに、測定結果の数値を表示部１６にリアルタイムに表示する。これにより、例えばカメラ付きのスマートフォンなどの携帯端末で、測光情報または測色情報を簡易に測定できるようにする。

図３は、制御部１４の機能ブロック図である。制御部１４は、機能ブロックとして、測光情報変換部１４１と、測色情報変換部１４２と、解析部１４３と、抽出部１４４と、ＣＡＭ変換部１４５とを有する。

測光情報変換部１４１は、第１の変換部１４１Ａと、基準輝度値取得部１４１Ｂと、第２の変換部１４１Ｃとを有する。測光情報変換部１４１は、変換部の一例であり、撮像部１１の有効口径値（Ｆ数）、シャッタ速度、ＩＳＯ感度、焦点距離、撮影距離といった画像データの撮像情報を用いて、撮像部１１が取得した画像データを、絶対輝度値（測光情報）を含むデータに変換する。その際、測光情報変換部１４１は、例えば、撮像部１１により取得された画像データに付随するＥｘｉｆデータから、上記の撮像情報を抽出する。

図４は、測光情報変換部１４１が使用する各データの関係図である。

第１の変換部１４１Ａは、撮像部１１により取得された画像のＪＰＥＧデータを、相対輝度値を含むＹＣｒＣｂのデータに変換する（矢印４ａ）。輝度信号Ｙの値が相対輝度値である。その際、第１の変換部１４１Ａは、公知のＩＥＣ６１９６６−２−１の規格で定められた変換テーブルに従って、ＪＰＥＧデータをＹＣｒＣｂのデータに変換してもよい。なお、画像データがｓＲＧＢデータの場合も、第１の変換部１４１Ａは、公知の規格で定められた変換テーブルに従って変換してもよい（矢印４ｂ）。また、ＲＡＷデータについては、第１の変換部１４１Ａは、撮像部１１を製造したメーカが提供する変換テーブルを用いて変換してもよい（矢印４ｃ）。

基準輝度値取得部１４１Ｂは、画像データの撮像情報を用いて、撮像部１１により取得された画像に含まれる被写体の基準輝度値βを求める。撮像部１１の有効口径値（Ｆ数）をＦ、シャッタ速度をＴ（秒）、ＩＳＯ感度をＳとすると、全画面の平均の反射率を１８％と仮定したときの被写体の基準輝度値β（ｃｄ／ｍ^２またはｎｉｔ）は、次式で表される。
β＝１０×Ｆ^２／（ｋ×Ｓ×Ｔ） ・・・（１）
ただし、ｋは定数であり、例えば０．６５などの値が用いられる。基準輝度値取得部１４１Ｂは、この式を利用して、有効口径値（Ｆ数）Ｆ、シャッタ速度Ｔ（秒）およびＩＳＯ感度Ｓの値から、基準輝度値βを算出する（矢印４ｄ）。

大抵の場合、Ｆ、ＳおよびＴの撮像情報は、ＲＡＷデータ、ＪＰＥＧデータなどに付随するＥｘｉｆデータの中に記録されている。そこで、基準輝度値取得部１４１Ｂは、このＥｘｉｆデータからＦ、ＳおよびＴを抽出して、基準輝度値βを算出する。このようにすれば、ユーザが手動で撮像情報を入力する必要がなくなるので、ユーザの利便性が向上する。ただし、Ｅｘｉｆデータを利用できないときは、ユーザが操作部１５を介してＦ、ＳおよびＴの値を入力し、基準輝度値取得部１４１Ｂはその入力値を取得する。

第２の変換部１４１Ｃは、基準輝度値βを用いて相対輝度値Ｙを絶対輝度値に変換する。その際、第２の変換部１４１Ｃは、まず、相対輝度値Ｙをリニアスケールに変換することにより、線形相対輝度値_linearＹを求める（矢印４ｅ）。そして、第２の変換部１４１Ｃは、基準輝度値取得部１４１Ｂが算出した基準輝度値βを用いて、測定対象の各画素の線形相対輝度値_linearＹ_targetを、絶対輝度値β_targetに変換する（矢印４ｆ，４ｇ）。

一般に、ディスプレイに表示される各画素のＲＧＢ値は、ディスプレイの非線形性を補償するため、ガンマ補正により非線形のスケールに変換されている。このため、リニアスケールでないＲＧＢ値を使用する場合には、第２の変換部１４１Ｃは、第１の変換部１４１Ａが算出した各画素の輝度信号Ｙ（非線形値）を、例えば代表的なガンマ補正値２．２を用いて、次式によりリニアスケールの_linearＹに変換する。
_linearＹ＝Ｙ^2.2 ・・・（２）
このようにガンマ補正をすると、多点多値を高速処理しやすくなるという利点がある。勿論、第２の変換部１４１Ｃは、（２）式に限らず各色空間に固有の方法で、相対輝度値Ｙをリニアスケールに変換できる。

反射率が１８％のときの基準輝度値βが求まると、第２の変換部１４１Ｃは、対象画素の線形相対輝度値_linearＹ_targetから、次式により対象画素の絶対輝度値β_targetを算出する。
β_target＝β×_linearＹ_target／_linearＹ_ｍ ・・・（３）
ここで、_linearＹ_ｍは、全画面の平均の反射率を１８％と仮定したときの線形相対輝度値（基準レベル）である。０から２５５までの８ビット系の場合には、ディスプレイの２．２ガンマ規格と１８％平均反射率の規定によりこの基準レベルは４６（最大値２５５×０．１８）となるから、
_linearＹ_ｍ＝４６／２５５
である。

第２の変換部１４１Ｃにより得られた絶対輝度値βtargetの値は、表示部１６に表示される。Ｅｘｉｆデータの撮像情報が利用可能であるか、またはそれに相当する情報をユーザが手動で入力すれば、ｓＲＧＢ、ＪＰＥＧデータのＲＧＢ、ＲＡＷデータのＲＧＢのいずれからでも、画像上の各座標の画素について絶対輝度値β_targetを求めて表示することができる。相対輝度値では、同じ画像の中でしか明るさの強弱を比較することができないが、絶対輝度値であれば、全く別の時間と照明条件で取得された別の画像との間でも、明るさの強弱を比較することが可能である。

なお、第２の変換部１４１Ｃは、最終的な絶対輝度値β_targetに対し、撮像部１１の撮影レンズの焦点距離と撮像素子のサイズから得られる画角の情報を用いて、例えばいわゆるコサイン四乗則などの公知の方法により、周辺光量の低下(Vignetting)に関する補正を行ってもよい。これにより、絶対輝度値の精度を向上させることができる。

図５は、絶対輝度値の変換処理の例を示すフローチャートである。図５の各ステップの処理は、記憶部１３に記憶されているプログラムに基づいて、制御部１４の測光情報変換部１４１により、端末装置１の各要素と協働して実行される。

まず、測光情報変換部１４１は、撮像部１１が撮影した画像の画像データを取得する（ステップＳ１）。なお、端末装置１は、１枚の静止画（写真）に限らず、撮像部１１が連続的に取得する画像データに対してリアルタイムの処理を行うことも可能である。この場合には、測光情報変換部１４１は、人間の目で認識できない程度の時間間隔で撮像部１１が連続的に撮影した画像データを取得する。

そして、測光情報変換部１４１は、取得された画像データの撮像情報を取得する（ステップＳ２）。この撮像情報は、画像データに付随するＥｘｉｆデータから取得することが好ましい。Ｅｘｉｆデータがない場合には、測光情報変換部１４１は、ユーザが操作部１５を介して入力した撮像情報を取得する。

次に、第１の変換部１４１Ａは、ステップＳ１で取得された画像データ（ＲＧＢデータ）を、相対輝度値を含むＹＣｒＣｂのデータに変換する（ステップＳ３）。そして、第２の変換部１４１Ｃは、ステップＳ３で算出された各画素の輝度信号Ｙを、（２）式によりリニアスケールの_linearＹに変換する（ステップＳ４）。

また、基準輝度値取得部１４１Ｂは、ステップＳ２で取得された撮像情報から、撮像部１１の有効口径値（Ｆ数）Ｆ、シャッタ速度ＴおよびＩＳＯ感度Ｓの値を抽出する。そして、基準輝度値取得部１４１Ｂは、抽出された有効口径値（Ｆ数）Ｆ、シャッタ速度ＴおよびＩＳＯ感度Ｓの値から、（１）式を利用して基準輝度値βを算出する（ステップＳ５）。

ここで、測光情報変換部１４１は、ユーザが操作部１５を介して測定対象の画素を指定する操作を受け付ける（ステップＳ６）。そして、第２の変換部１４１Ｃは、ステップＳ４で得られた線形相対輝度値_linearＹのうち、ステップＳ６で受け付けられた対象画素についての線形相対輝度値_linearＹ_targetから、（３）の式により対象画素の絶対輝度値β_targetを算出する（ステップＳ７）。そして、第２の変換部１４１Ｃは、ステップＳ７で算出された絶対輝度値β_targetを表示部１６に出力して表示させる（ステップＳ８）。以上で、絶対輝度値の変換処理は終了する。

従来の測定機器は、ファインダ上のある大きさの１点の値を測定するため、複数点の測定値またはそれらの平均値が必要であれば、各点を別個に測定し、結果を記録してから平均を算出する必要がある。しかし、端末装置１では、測定点の位置、同時に測定する点の個数などを自由に選択することができ、測定範囲の大きさも、画素単位から画面全体まで自由に選択することができる。したがって、例えば複数点の絶対輝度値を同時に測定して、ある領域にわたる測定値の平均値を簡易に求めることが可能になる。端末装置１によれば、専用の測定機器ではなく、スマートフォンのカメラなどのプログラム可能なデジタルカメラを用いて簡易に絶対輝度値を取得できるので、絶対輝度を品質要件として測定しなければならない照明、ディスプレイ、看板などの分野での利用が広がる。

図６は、絶対輝度値の表示画面の例を示す図である。図６の画面では、表示部１６において、撮像部１１により撮影された画像上に、測定領域を示すマーカ６１および２つの輝度値６２，６３が重ねて表示されている。左側の輝度値６２は、破線の円６４内（視野角１０〜２０度）に表示された４本の線の部分の平均絶対輝度値である。また、右側の輝度値６３は、破線の円６４の中心にある１画素６５（視野角０．０３５度）の絶対輝度値である。これらの輝度値６２，６３は、撮像部１１が順次撮影する画像について、図５の変換処理により連続的かつ２つ同時に測定される。

図６の例では、例えば、タッチパネルの表示部１６上に表示されているマーカ６１をユーザが指などで移動できるようにしてもよく、移動したマーカ６１の位置に表示されている点の輝度値を、測光情報変換部１４１が表示部１６に出力してもよい。あるいは、ユーザが端末装置１を動かして、撮像部１１により撮影される画像の中心（マーカ６１の位置）に測定対象が来るようにした上で、測光情報変換部１４１がその測定対象の輝度値を表示部１６に出力してもよい。

このように、端末装置１では、撮影された画像における任意の画素の輝度値や、画像全体の平均輝度値を算出して、表示することができる。

また、表示部１６には、撮像部１１が撮影した画像の各画素の輝度値を、白黒の輝度画像として表示してもよい。あるいは、輝度値が大きくなるほどより赤い色になり、輝度値が小さくなるほどより青い色になるように着色したヒートマップとして、輝度画像を表示してもよい。

しかし、輝度値の大小に応じて色が連続的に変わるヒートマップでは、輝度値がある範囲内にある画素領域を識別することは困難な場合がある。例えば、興味のある輝度値の範囲が限られている場合には、輝度値がその範囲内にあるすべての画素を同じ色合いで画像表示すれば、輝度値がその範囲内にある画素を容易に識別することができる。そこで、端末装置１では、撮像部１１で撮影された画像の各画素についての絶対輝度値を、その絶対輝度値が離散的に設定された複数の区分のいずれに属するかに応じて異なる色で、表示部１６に表示する。

図７は、絶対輝度値のレベルマップの表示例を示す図である。図７の中央には、上下２つの部分に分かれた四角い標識７１が表示されている。図７は、再帰性反射の機能をもつ標識７１を自動車のヘッドライトの照明で照らして撮影した画像について、測光情報変換部１４１により算出された絶対輝度値の大小を３色で色分けして示したレベル（等高線）マップの例である。

図７のレベルマップにおいて、斜線部は例えば青色で表され、輝度値の要求レベルを満たす画素領域に対応する。また、ドットで示した部分は例えば赤色で表され、輝度値が要求レベルを満たさない画素領域に対応する。また、黒色部分は例えば黄色で表され、輝度値が、斜線部（青色領域）とドット部分（赤色領域）の中間である画素領域に対応する。この例では、ドット部分（赤色領域）は輝度レベルが３．５ｎｉｔ未満、黒色部分（黄色領域）は輝度レベルが３．５以上かつ８．０ｎｉｔ未満、斜線部（青色領域）は輝度レベルが８．０ｎｉｔ以上であるとする。

標識上に貼られた再帰性反射フィルムが夜間に自動車のヘッドライトにより照らされたときの光強度は、特定のレベル以上に維持されなければならない。図７のレベルマップであれば、ユーザは、標識７１に貼られている再帰性反射フィルムによる反射光の強度と輝度値の要求レベルとの関係を、レベルマップの標識部分の色から容易に識別することができる。例えば、図７では標識７１の上側部分がドット部分（赤色領域）になっていることから、その部分の反射光の強度が要求レベルの下限３．５ｎｉｔ未満に低下しており、再帰性反射フィルムの劣化が進んでいることがわかる。一方、標識７１の下側は大部分が斜線部（青色領域）になっていることから、その部分の反射光の強度は要求レベルの上限８．０ｎｉｔ以上であることがわかる。

なお、白黒の輝度画像において、例えば絶対輝度値が特定の値以上になった（オーバスケールした）画素を着色して表示することで、絶対輝度値が特定の範囲内にある画素領域を識別できるようにしてもよい。

図３に戻って、制御部１４の他の機能ブロックについて説明する。測色情報変換部１４２は、第３の変換部１４２Ａと、第４の変換部１４２Ｂと、色温度変換部１４２Ｃとを有する。測色情報変換部１４２は、変換部の一例であり、光源または照明光の色温度、光源または照明光の分光光度分布といった画像データの撮像情報を用いて、撮像部１１が取得した画像データを、ＣＩＥ ＸＹＺ値、ＲＧＢ値、色温度など（測色情報）を含むデータに変換する。その際、測色情報変換部１４２は、例えば、撮像部１１により取得された画像データに付随するＥｘｉｆデータから、上記の撮像情報を抽出する。これにより、端末装置１は、輝度値だけでなく、色空間の色情報も表示部１６に表示することができる。

図８および図９は、測色情報変換部１４２が使用する各データの関係図である。特に、図８は、ＲＧＢデータをＣＩＥ ＸＹＺ値などの色度値に変換する場合を示した図であり、図９は、ＲＧＢデータを色温度に変換する場合を示した図である。

第３の変換部１４２Ａは、光源または照明光の色温度、光源または照明光の分光光度分布などの撮像情報を用いて、撮像部１１により取得された画像のＪＰＥＧデータに含まれる色空間の色情報を、他の色空間の色情報に変換する（矢印８ａ）。ここで、変換前の色空間の色情報はＲＧＢ値であり、変換後の他の色空間の色情報は、例えばＣＩＥ ＸＹＺ値である。第３の変換部１４２Ａは、例えば、Ｅｘｉｆデータに含まれる色変換マトリックスの係数ｘ_ｒ，ｘ_ｇ，ｘ_ｂ，ｙ_ｒ，ｙ_ｇ，ｙ_ｂ，ｚ_ｒ，ｚ_ｇ，ｚ_ｂを用いて、次のようなマトリックス変換により、ＲＧＢ値をＣＩＥ ＸＹＺ値に変換する。

なお、第３の変換部１４２Ａは、公知のＩＥＣ６１９６６−２−１の規格で定められた変換テーブルに従って、ＪＰＥＧデータをＣＩＥ ＸＹＺ値に変換してもよい。画像データがｓＲＧＢデータの場合も、第３の変換部１４２Ａは、公知の規格で定められた変換テーブルに従って変換してもよい（矢印８ｂ）。また、ＲＡＷデータについては、第３の変換部１４２Ａは、撮像部１１を製造したメーカが提供する変換テーブルを用いて変換してもよい（矢印８ｃ）。

第３の変換部１４２Ａにより得られた他の色空間の色情報の値は、表示部１６に表示される。上記のように、画像データに付随するＥｘｉｆデータから得られる撮像情報を用いて変換を行うと、色情報の表現が正確になる。また、発光部１２の分光分布が既知である場合は、発光部１２の分光分布のスペクトルデータを撮像情報として用いることで、同様に色情報の表現が正確になる。

第４の変換部１４２Ｂは、第３の変換部１４２Ａにより得られた他の色空間の色情報（ＣＩＥ ＸＹＺ値）をさらに他の色空間の色情報に変換する。ここで、さらに他の色空間の色情報とは、例えば、ＣＩＥ Ｌａｂ、Ｌ＊ａ＊ｂ＊、ＬｕｖもしくはＬ＊ｕ＊ｖ＊の値、またはマンセル値である。例えば、第４の変換部１４２Ｂは、ＣＩＥ１９７６Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の定義とそれを取り入れたＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ８７２９）などに従って、ＣＩＥ ＸＹＺからＬ＊ａ＊ｂ＊への変換を行う。

第４の変換部１４２Ｂにより得られたさらに他の色空間の色情報の値は、表示部１６に表示される。例えば、標準的な色差（Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間でのΔＥ）を計算するには、まず、ＣＩＥ ＸＹＺからＬ＊ａ＊ｂ＊の色空間の色度値に変換する必要がある。第４の変換部１４２Ｂにより、目的に応じて色々な色空間への変換を行うことが可能になる。

色温度変換部１４２Ｃは、撮像部１１により取得された画像のＪＰＥＧデータに含まれるＲＧＢ値を、公知のＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｚ８７２５）などに従って、色温度（Ｋ）に変換する（矢印９ａ）。例えば、光源または無彩色の被測定対象が撮像されている場合には、色温度変換部１４２Ｃは、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データに付随するＥｘｉｆデータに含まれる参照白色点の色度座標値をもとに、ＣＩＥのｘｙ色度図上の光源の色温度軌跡を用いて色温度を求めることができる。

画像データがｓＲＧＢデータの場合にも、色温度変換部１４２Ｃは、色温度を決定するための上記のような情報を撮像情報から取得して、ＪＰＥＧデータの場合と同様に色温度に変換する（矢印９ｂ）。また、ＲＡＷデータについては、色温度変換部１４２Ｃは、撮像部１１を製造したメーカが提供する変換テーブルを用いて変換する（矢印９ｃ）。なお、撮像部１１のメーカによっては、撮影時の設定色温度をＥｘｉｆデータに記録するものがある。このような撮像部１１を用いる場合には、色温度変換部１４２Ｃは、Ｅｘｉｆデータから色温度を抽出するだけで、変換を行わなくても色温度を取得することができる。

図１０（ａ）および図１０（ｂ）は、色温度の変換に用いられる検量線を示すグラフである。図１０（ａ）は、ＲとＧの比と色温度（Ｋ）との関係を示した関数ｆ（Ｒ／Ｇ）のグラフを示す。また、図１０（ｂ）は、ＢとＧの比と色温度（Ｋ）との関係を示した関数ｇ（Ｂ／Ｇ）のグラフを示す。これらの関数ｆ（Ｒ／Ｇ）およびｇ（Ｂ／Ｇ）は、黒体放射のスペクトル分布に関するプランクの式とフィルタを含んだ各色の撮像素子の分光特性とから算出される。また、色温度が既知の光源を用いて実験的に求めてもよい。

撮像部１１の種類によっては、ＲＡＷデータから色温度への変換テーブルがない場合がある。この場合に、ＲＡＷデータから色温度への変換を行いたいときは、色温度変換部１４２Ｃは、ＲＡＷデータのＲＧＢ値の比を算出し、図１０（ａ）または図１０（ｂ）の検量線を参照して色温度に変換する（矢印９ｄ）。なお、例えばＪＰＥＧのＲＧＢデータを色温度に変換するときも、メーカが提供する変換テーブルを用いてＪＰＥＧデータをＲＡＷデータに変換した上で、図１０（ａ）または図１０（ｂ）を用いてＲＡＷデータの比から色温度を求めてもよい。

解析部１４３は、測光情報変換部１４１により変換された複数点の測光情報を含むデータに基づき、その測光情報の相対的な関係を解析する。例えば、解析部１４３は、ユーザにより操作部１５を介して指定された画像上の２点について、測光情報変換部１４１により算出された絶対輝度値の輝度差を算出し、表示部１６に表示させる。

また、解析部１４３は、測色情報変換部１４２により変換された複数点の測色情報を含むデータに基づき、その測色情報の相対的な関係を解析する。例えば、解析部１４３は、ユーザにより操作部１５を介して指定された画像上の２点について、測色情報変換部１４２により算出された色空間の２点の色情報から、距離、ベクトルの内積、外積、固有値などを求めることにより、それらの色情報の相対的な関係を算出する。そして、解析部１４３は、例えば算出した色差（Ｌａｂ、Ｌ＊ａ＊ｂ＊、Ｌｕｖ、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊、ＸＹＺなどの値の差）の値を表示部１６に表示させる。

図１１は、色度値の表示画面の例を示す図である。図１１では、タッチパネルの表示部１６上に表示されている画像上の「１」と「２」の２点をユーザが選択した例を示している。表示部１６の下側には、点「１」についての色情報８１と点「２」についての色情報８２が表示されている。この例では、色情報８１，８２はｓＲＧＢの値である。そして、色情報８１，８２の下側には、解析部１４３により得られた２点「１」と「２」の色差８３が表示されている。

解析部１４３により、複数点の測定値を用いた色差などの計算が可能になり、それらの計算結果に基づいて制御部１４により何らかの判断を行うことも可能になる。例えば、図１１の表示画面の場合には、画像上で選択された２点の色が異なるか否かなどを制御部１４により判断することが可能になる。さらに、その結果を表示部１６に表示させることもできる。

抽出部１４４は、記憶部１３に記憶されている参照情報を参照することにより、ユーザが操作部１５を介して指定した画素について、測色情報変換部１４２により得られた測色情報に最も近い測色情報に対応する色の識別値を抽出する。この参照情報は、例えば、複数の色のそれぞれについて、ＣＩＥ ＸＹＺ値と、マンセル値やパントンカラーのカタログ番号値などの識別値とを対応付けたルックアップテーブルである。例えば、ユーザにより操作部１５を介して画像上の１点が選択されると、抽出部１４４は、選択された点について測色情報変換部１４２により算出されたＣＩＥ ＸＹＺ値をもとに、記憶部１３のルックアップテーブルを参照することにより、選択された点の色に最も近い色の識別値を抽出する。

あるいは、参照情報は、複数の色のそれぞれについてｓＲＧＢ値と識別値とを対応付けたルックアップテーブルであってもよい。この場合、ユーザにより操作部１５を介して画像上の１点が選択されると、抽出部１４４は、ＣＩＥ ＸＹＺ値を介さず、その点のｓＲＧＢ値をもとに記憶部１３のルックアップテーブルを参照することにより、選択された点の色に最も近い色の識別値を抽出する。

抽出部１４４により抽出された識別値は、表示部１６に表示される。抽出部１４４により、単純なマトリックス計算では行えない、ルックアップテーブルが必要なマンセル値やパントンカラーのカタログ値への変換も可能になる。例えば、ユーザは、画像上の１点を選択して、表示部１６に表示されている色に対応する色見本帳の識別値を取得することが可能になる。

ＣＡＭ変換部１４５は、変換部の一例であり、第５の変換部１４５Ａを有する。

第５の変換部１４５Ａは、画像上の測定対象の点とその周辺の複数点について測光情報変換部１４１（第２の変換部１４１Ｃ）により得られた絶対輝度値と測色情報変換部１４２（第３の変換部１４２Ａまたは第４の変換部１４２Ｂ）により得られた色度値（ＣＩＥ ＸＹＺ値、Ｌ＊ａ＊ｂ＊値など）を、例えばＣＩＥ ＣＡＭ０２などのカラーアピアランスモデルの色空間の色情報に変換する。第５の変換部１４５Ａにより得られた色情報の値は、表示部１６に表示される。第５の変換部１４５Ａにより、複数点の絶対輝度値と色度値の情報を用いて、最も正確に色を表す手段であるカラーアピアランスモデルによる色の表示を行うことが可能になる。

なお、解析部１４３は、ＣＡＭ変換部１４５により変換された複数点の色情報の相対的な関係を解析してもよい。抽出部１４４は、指定された画素について、ＣＡＭ変換部１４５により得られた色情報に最も近い色の識別値を抽出してもよい。

また、制御部１４は、必ずしも測光情報変換部１４１と測色情報変換部１４２の両方の機能を含まなくてもよく、これらのいずれか一方のみを含んでもよい。制御部１４が測光情報変換部１４１と測色情報変換部１４２のいずれか一方のみを含んで、端末装置１は、測光情報と測色情報のいずれか一方のみを出力してもよい。

以上説明してきたように、端末装置１では、専用の高価な装置を用いなくても、測光情報（輝度値、照度値）と測色情報（光源の色温度、色空間（表色系）の色度値）を簡易に測定することができる。必要なハードウェアがすべて組み込まれているハンドヘルド機器であれば、制御部１４の機能を実現するプログラムをインストールするだけで、端末装置１を実現することが可能である。

図１２は、通信システム２の概略構成図である。通信システム２は、互いに通信可能な撮像装置３、変換装置４および表示装置５を含む。これらの各装置は、有線または無線の通信ネットワーク６を介して互いに接続されている。

撮像装置３は、撮像部３１と、発光部３２と、記憶部３３と、制御部３４と、送信部３５とを有する。撮像部３１は、測定対象の画像を撮影し、ＲＡＷ（ＤＮＧ）データ、ＪＰＥＧ（ＪＦＩＦ）データまたはｓＲＧＢデータなどの形式で、測定対象の画像データを取得する。発光部３２は、必要に応じて、撮像部３１による撮像時に発光する。記憶部３３は、撮像部３１が取得した画像データ、撮像装置３の動作に必要なデータなどを記憶する。制御部３４は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、撮像装置３の動作を制御する。送信部３５は、撮像部３１により取得された画像の画像データおよび画像データの撮像情報を変換装置４に送信する。

変換装置４は、通信部４１と、記憶部４２と、制御部４３とを有する。通信部４１は、画像データおよび撮像情報を撮像装置３から受信し、制御部４３により得られた測光情報または測色情報を表示装置５に送信する。記憶部４２は、撮像装置３から受信された画像データ、撮像情報、変換装置４の動作に必要なデータなどを記憶する。制御部４３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、変換装置４の動作を制御する。制御部４３は、端末装置１の制御部１４と同様の機能を有し、撮像装置３から受信された画像データおよび撮像情報を用いて、その画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する。

表示装置５は、受信部５１と、記憶部５２と、制御部５３と、表示部５４とを有する。受信部５１は、変換装置４から測光情報または測色情報を受信する。記憶部５２は、変換装置４から受信された測光情報または測色情報、表示装置５の動作に必要なデータなどを記憶する。制御部５３は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどにより構成され、表示装置５の動作を制御する。表示部５４は、例えば液晶ディスプレイであり、受信部５１により受信された測光情報または測色情報を表示する。

このように、画像の撮影と、測光情報または測色情報の変換と、変換結果の表示とをそれぞれ別の装置で行ってもよい。特に、変換の複雑な計算やデータベースとの比較を高性能の変換装置４（サーバ）で行えば、処理を高速化かつ高精度化することや、データの保管・管理能力を向上させることが可能になる。

なお、変換部の各機能をコンピュータに実現させるためのコンピュータプログラムは、磁気記録媒体、光記録媒体などのコンピュータにより読み取り可能な記録媒体に記録された形で提供してもよい。

１ 端末装置
１１ 撮像部
１３ 記憶部
１４ 制御部
１４１ 測光情報変換部
１４２ 測色情報変換部
１４３ 解析部
１４４ 抽出部
１４５ ＣＡＭ変換部
１５ 操作部
１６ 表示部
２ 通信システム
３ 撮像装置
４ 変換装置
５ 表示装置

Claims (15)

1. 画像の画像データを取得する撮像部と、
   前記画像データの撮像情報を用いて、前記画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する変換部と、
   前記変換部により得られた測光情報または測色情報を出力する出力部と、
   を有することを特徴とする装置。
2. 前記画像に含まれる画素の位置を指定する位置指定部をさらに有し、
   前記出力部は、前記位置指定部により指定された画素について前記変換部により得られた測光情報または測色情報を表示する表示部である、請求項１記載の装置。
3. 前記変換部は、
   前記撮像部により取得された画像の画像データを、相対輝度値を含むデータに変換する第１の変換部と、
   前記画像データの撮像情報を用いて、前記画像に含まれる被写体の基準輝度値を求める基準輝度値取得部と、
   前記基準輝度値を用いて前記相対輝度値を絶対輝度値に変換する第２の変換部と、を有し、
   前記表示部は、前記第２の変換部により得られた絶対輝度値を表示する、請求項２に記載の装置。
4. 前記第２の変換部は、前記相対輝度値をリニアスケールに変換することにより線形相対輝度値を求め、前記基準輝度値を用いて前記線形相対輝度値を絶対輝度値に変換する、請求項３に記載の装置。
5. 前記表示部は、前記画像の各画素についての前記絶対輝度値を、当該絶対輝度値が離散的に設定された複数の区分のいずれに属するかに応じて異なる色で表示する、請求項３または４に記載の装置。
6. 前記変換部は、前記撮像部により取得された画像データに付随する撮像情報から前記撮像情報を抽出する、請求項２〜５のいずれか一項に記載の装置。
7. 前記変換部は、前記撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、前記撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部を有し、
   前記表示部は、前記第３の変換部により得られた前記他の色空間の色情報の値を表示する、請求項２に記載の装置。
8. 前記撮像情報は、前記画像データに付随する撮像情報である、請求項７に記載の装置。
9. 前記変換部は、前記第３の変換部により得られた前記他の色空間の色情報をさらに他の色空間に変換する第４の変換部をさらに有し、
   前記表示部は、前記第４の変換部により得られた前記さらに他の色空間の色情報の値を表示する、請求項７または８に記載の装置。
10. 前記変換部は、
    前記撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、前記撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部と、
    画像の複数点のそれぞれについて前記第２の変換部により得られた絶対輝度値および前記第３の変換部により得られた前記他の色空間の色情報を、カラーアピアランスモデルの色空間の色情報に変換する第５の変換部と、
    をさらに有し、
    前記表示部は、前記第５の変換部により得られた色情報の値を表示する、請求項３または４に記載の装置。
11. 前記変換部は、
    前記撮像部により取得された画像の画像データに含まれる色空間の色情報を、前記撮像情報を用いて他の色空間の色情報に変換する第３の変換部と、
    前記第３の変換部により得られた前記他の色空間の色情報をさらに他の色空間に変換する第４の変換部と、
    画像の複数点のそれぞれについて前記第２の変換部により得られた絶対輝度値および前記第４の変換部により得られた前記さらに他の色空間の色情報を、カラーアピアランスモデルの色空間の色情報に変換する第５の変換部と、
    をさらに有し、
    前記表示部は、前記第５の変換部により得られた色情報の値を表示する、請求項３または４に記載の装置。
12. 前記変換部により変換された複数点の測光情報または測色情報を含むデータに基づき、前記複数点の測光情報または測色情報の相対的な関係を解析する解析部をさらに有し、
    前記表示部は、前記解析部により得られた値を表示する、請求項２〜１１のいずれか一項に記載の装置。
13. 複数の色のそれぞれについて測色情報と識別値とを対応付けた参照情報を記憶する記憶部と、
    前記参照情報を参照することにより、前記位置指定部により指定された画素について、前記変換部により得られた測色情報に最も近い測色情報に対応する色の識別値を抽出する抽出部と、をさらに有し、
    前記表示部は、前記抽出部により抽出された色の識別値を表示する、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の装置。
14. 互いに通信可能な撮像装置、変換装置および表示装置を含むシステムであって、
    前記撮像装置は、
    画像の画像データを取得する撮像部と、
    前記撮像部により取得された画像の画像データおよび当該画像データの撮像情報を前記変換装置に送信する送信部と、を有し、
    前記変換装置は、
    前記画像データの撮像情報を用いて、前記画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換する変換部と、
    前記画像データおよび前記撮像情報を前記撮像装置から受信し、前記変換部により得られた測光情報または測色情報を前記表示装置に送信する通信部と、を有し、
    前記表示装置は、
    前記変換装置から前記測光情報または測色情報を受信する受信部と、
    前記受信部により受信された測光情報または測色情報を表示する表示部と、を有する、ことを特徴とするシステム。
15. コンピュータに、
    撮像装置により撮像された画像の画像データおよび当該画像データの撮像情報を取得し、
    前記撮像情報を用いて、前記画像データを、測光情報または測色情報を含むデータに変換し、
    前記測光情報または測色情報を出力する、
    ことを実現させることを特徴とするプログラム。

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