JP2000102042A - 撮像装置の分光感度特性測定方法および撮像データ構成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自動機能を有する撮像装置の分光感度特性を
正確に測定し、画像出力装置において撮像装置より得ら
れた画像を正確に再現する。 【解決手段】 複数の画素からなる固体撮像素子を有し
た撮像装置と、光源からの光を分光する分光手段を備
え、分光手段から分光を出力する出射端を、撮像装置に
よって撮像し、撮像装置の少なくとも１チャンネル以上
の出力信号を観測することにより撮像装置の分光感度特
性を測定する分光感度特性測定方法において、撮像装置
から得られた少なくとも１チャンネル以上の信号におけ
る、撮像によって得られた画像のひとつひとつの画素に
対応する信号毎に、撮像装置が有する非線形特性の逆関
数を通し、前記逆関数により補正された画素毎または画
素毎のデータの平均値から撮像装置の線形的な分光感度
特性を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディジタルカメラ
やディジタルスチルカメラ等の撮像装置の色彩特性であ
る分光感度特性を測定する方法、および、撮像装置によ
り撮像されたデータを記憶または伝送する際の撮像デー
タの構成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、撮像装置の色彩特性装置および方
法としては、国際規格としてＩＥＣ（Internatinationa
l Electrotechnical Commission）より１９９４年５月
に出版された、「 International Standard IEC1146-1
Video cameras ( PAL / SECAM/ NTSC) - Methods of Me
asurement - Part 1 : Non-broadcasting single senso
r cameras 」のSection 3, Clause 18に示されているも
のが代表的なものである。

【０００３】図１８は、上述した撮像装置および方法を
応用したもので、撮像装置の一例としてデジタルスチル
カメラを使用した場合のデジタルスチルカメラの色再現
性および階調特性を測定する装置の構成図である。同図
において、１は撮像装置、２０は撮像装置の被写体であ
るテストチャート（評価チャートとも称する）である。
２１は安定した色温度を有しテストチャート２０を照射
する照明光源、１５は撮像装置から出力されるデータを
受信する画像出力装置であり、一例としてコンピュータ
などがあげられる。

【０００４】また、図１９は、テストチャート２０の構
成図であり、基準色として白、黒、及び白から黒へ段階
的に変化するグレースケール２２、及び赤、緑、青、な
どの数枚の色票２３を含む。これらの色票２３の例とし
て上述した国際規格のＡｎｎｅｘ Ａ，Ｂにその特性を
規定されたものがある。

【０００５】図１９に示されるチャートの各色票２３の
ＲＧＢ値は既知のものであるとし（例えばデータを８ビ
ットとすると、理想的には赤ならＲ＝２５５、Ｇ＝Ｂ＝
０、緑ならＧ＝２５５、Ｒ＝Ｂ＝０、青ならＢ＝２５
５、Ｒ＝Ｇ＝０）、これを理論値とする。テストチャー
ト１を撮像装置１で撮像したときに測定される各色票２
３に対応するＲＧＢ値と理論値との差（色差）を求める
ことにより撮像装置１の色再現性を求めたり、白から黒
へ段階的に変化するグレースケール２２を撮像装置１で
撮像したときの測定値より撮像装置１の階調特性を求め
ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、照明光源２１
により照射されるテストチャート２０の照度はチャート
上の位置で異なるため、同じ色票２３を撮影してもチャ
ート上の位置によって測定値が異なり、照明むらを補正
しなければ正確な値が得られないという問題点があっ
た。

【０００７】また、理想的な均一照明下でも撮像装置の
撮像光学系の特性により例えば中心部と周辺部の光量差
のために同じ色票２３を撮影しても測定値が異なるた
め、まず撮像装置の撮像光学系の特性が既知であり、そ
の特性の補正をしなければ正確な値が得られないという
問題点があった。

【０００８】また、テストチャート２０が印刷物である
と、退色、変色などの経時変化を伴うため、再現性の高
い測定が困難であるという問題点があった。

【０００９】また、チャート上の各色票に対するＲＧＢ
値の測定値と理論値との色差は求められるが、各波長に
おける撮像装置の分光感度特性が測定できないという問
題点があった。

【００１０】また、撮像装置が撮影した限られた種類の
画像から得られる情報のみでは、その他の一般的な被写
体による画像について精度の高い色補正ができないとい
う問題点があった。

【００１１】また、色彩特性測定装置の測定したデータ
と、撮像装置が撮影した画像との関連付けをするには、
別途対応表を作る等の作業が必要になるという問題点が
あった。

【００１２】また、照明光源２１の種類（分光分布特
性）が変われば、撮像装置が撮影した個々の色票に対応
したデータも変化するが、従来は個々の照明光源２１の
特性を正確に反映する手段を持たないため、照明光源２
１を含めた撮像装置の色彩管理が困難であるという問題
点があった。特に、上記のような理由から撮像装置の分
光分布特性を正しく測定する方法がなかったため、たと
え光源の分光感度特性などを正確に測定しても、該分光
感度特性を有効に利用した色管理に結びつかなかった。

【００１３】本発明は上記の問題点を解消するためにな
されたもので、評価チャートにおける照度ムラや経時変
化、色票の管理などを行うことなく正確に分光感度特性
を測定できることを目的としている。

【００１４】また、照明の分光特性などを正確に把握し
ておく必要なく測定できることを目的としている。

【００１５】さらにまた、被写体を正確に色再現できる
ために必要な分光感度特性を得る事を目的としている。

【００１６】さらにまた、撮像装置から得られた分光感
度特性を撮像データに付することによりその撮像装置の
色彩特性を常に知ることが出来、一般的な画像について
精度の高い色補正が出来ることを目的としている。

【００１７】さらにまた、撮像装置の階調特性に依らな
い正確な分光感度特性を得る事を目的としている。

【００１８】さらにまた、被写体の色再現を正確に画像
出力装置において表示できる画像データを得る事を目的
としている。

【００１９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る撮像装置
の分光感度特性測定方法は、複数の画素からなる固体撮
像素子を有した撮像装置と、光源からの光を分光する分
光手段を備え、分光手段から分光を出力する出射端を、
撮像装置によって撮像し、撮像装置の少なくとも１チャ
ンネル以上の出力信号を観測することにより撮像装置の
分光感度特性を測定する分光感度特性測定方法におい
て、撮像装置から得られた少なくとも１チャンネル以上
の信号における、撮像によって得られた画像のひとつひ
とつの画素に対応する信号毎に、撮像装置が有する非線
形特性の逆関数を通し、前記逆関数により補正された画
素毎または画素毎のデータの平均値から撮像装置の線形
的な分光感度特性を得るものである。

【００２０】この発明に係る撮像データ構成方法は、撮
像装置から得られた画像信号に、請求項１にて測定した
分光感度特性を付すことを特徴とするものである。

【００２１】この発明に係る撮像データ構成方法は、分
光分布特性がρ(λ)である色票を、画像出力装置の色空
間に適合した撮像装置および前記色空間上で規定されて
いる基準白色の照明下にて撮像した場合に得られる信号
がＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓであるとき、請求項１に記した分光
感度特性がＲ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ(λ)である撮像装置によ
って撮像された画像および上記画像のデータが記録保持
されている画像ファイルにおいて、分光分布特性がＬ
(λ)である光源下で前記色票を撮像したとき、前記ρ
(λ)とＬ(λ)と各Ｒ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ(λ)との積を全波
長において積分することによって得られる撮像装置の出
力信号Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃを３行３列のマトリクスを介す
ることにより、前記Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓと等しくなる前記
３行３列のマトリクスの係数を、予め前記画像ファイル
に添付しておくことを特徴とするものである。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に基づいて説明する。尚、図において従来と同一符号
は従来のものと同一あるいは相当のものを表す。 実施の形態１．図１は、この発明の実施の形態１である
分光特性測定方法を実現するための測定装置の外形を示
す図である。図において、１は被測定対象である撮像装
置、２は分光器、３は分光器へ分光される光を入力する
光源、４は撮像装置１における信号処理を施す信号処理
回路、５は固体撮像素子、６は撮像装置１から映像信号
（またはデータ）が出力される出力端子、７は分光器２
から分光した光を射出する射出端である。

【００２３】上記のように構成された測定装置におい
て、その測定方法を説明する。分光器２は内部にプリズ
ムやグレーティング（回折格子）を有しており、光源３
より入射した光を単一波長に分光する。上記光源３は、
ハロゲンランプ等のランプとランプからの出射光を集光
するレンズによる構成が一般的である。分光された単一
波長である光は出射端７から出射される。撮像装置１は
分光器２から出射された単一光を撮像する。撮像した光
は固体撮像素子５により光電変換され、カメラ信号処理
に必要な信号処理、例えばガンマ補正や利得制御を行
い、映像信号として出力端子６から出力される。

【００２４】分光器２から出力される光の波長毎に撮像
装置１の出力信号を得ることにより、撮像装置１の分光
感度特性を得ることが出来る。例えば、撮像装置１から
白黒画像のように１チャンネルの出力信号が得られると
き図２に示すように波長に応じた撮像装置１の出力特性
が得られる。また、撮像装置１からカラー信号、例えば
Ｒ，Ｇ，Ｂ信号のように３チャンネルの信号が得られる
場合、分光器２から出力される光の波長に応じた各出力
信号を得ることにより、図３に示すように波長に応じた
撮像装置１の出力特性が得られる。

【００２５】上記において、分光器２の出射端７の分光
波長範囲を可視光にするように構成すれば、人間の視覚
特性に適合した撮像装置１６の分光感度特性を得ること
ができる。例えば、波長範囲を３８０nmから７８０nmに
なるように構成することで、日本工業規格ＪＩＳ Ｚ ８
７２２による第１種分光測光器との整合がとれる撮像装
置１の分光感度特性を得ることができる。

【００２６】撮像装置１から得られる信号は、撮像装置
１における非線形な特性を含んでいる。例えば、固体撮
像素子５は図４に示すように複数の画素から構成されて
いる。前記固体撮像素子５はＣＣＤやＭＯＳ素子などが
挙げられるが、今、１つの素子が図５に示す構造をして
いるとする。図５において、１０は光電変換を行うフォ
トダイオード、１１は電荷を信号として蓄積するキャパ
シタ、１２は蓄積された電荷を読み出すＦＥＴ、１３は
読み出された信号を増幅するアンプである。上記のよう
な構成をしているとき、入力される光に対して、フォト
ダイオード１０又はアンプ１３などが線形特性をしてい
ないとき、画素から出力される信号は非線形特性を有す
ることとなる。

【００２７】また、撮像装置１における信号処理におい
て、図６におけるガンマ補正処理などを行う場合に置い
ても、撮像装置１から得られる出力信号が非線形となる
要因となる。

【００２８】図２および図３に示した入力光の波長に応
じた撮像装置１の出力信号との関係は撮像装置１の非線
形な特性を介した後の結果であり、この結果をそのまま
撮像装置１の分光感度特性とすると、この特性は撮像装
置１の非線形特性によるものであり、その取り扱いはは
なはだ不便なものとなる。例えば、分光感度特性を色空
間の変換などの色彩管理に利用しようとする場合、その
原則として測色学における加法則が成立することを前提
としているので、分光感度特性が線形特性であることの
効果は大である。

【００２９】いま、撮像装置１の線形特性である各信号
をＤｃ（λ）とする。ｃは撮像装置１から得られる信号
の種類を示し、白黒撮像装置であれば１チャンネルのみ
であり、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号を出力するカラー撮像装置であ
ればｃ＝Ｒ，Ｇ，Ｂである。先に述べた固体撮像素子５
内のアンプ１３などによる非線形特性をｆｓｃ、信号処
理におけるガンマ特性などによる非線形特性をｆｒｃと
すると、撮像装置１の出力端から得られる信号Ｄｃ’
（λ）は次の式（１）にて示すことが出来る。 Ｄｃ’（λ）＝ｆｒｃ（ｆｓｃ（Ｄｃ（λ）） ＝ｆｃ（Ｄｃ（λ）） ・・・（１） ここで、ｆｃ＝ｆｒｃ（ｆｓｃ）、ｃは出力信号の種類
であり、白黒撮像装置であれば１チャンネルのみであ
り、ＲＧＢカラー撮像装置であればｆｃはｆＲ，ｆＧ，
ｆＢである。

【００３０】また、この実施の形態では撮像装置の非線
形特性をｆｓｃとｆｒｃとを例にとって説明したが、他
に非線形となる要因を有する撮像装置においてもそれら
すべての特性を含めてｆｃの関数とすれば同様である。
よって、撮像装置１における分光感度特性は、前述の図
１乃至図３に基づいた測定によって、撮像装置１から得
られた出力信号Ｄ’ｃ（λ）から、次の式（２）にて求
めることが出来る。 Ｄｃ（λ）＝ｆｃ−１（Ｄｃ’（λ）） ・・・（２）

【００３１】ここで、撮像装置１にて分光器２の射出光
を撮像した画像を図７に示す。図７において、碁盤の目
状になっているのは、固体撮像素子５のひとつひとつの
画素であり、分光特性測定として用いる信号は分光器２
からの射出光の部分のみであり、具体的には図７におい
て斜線にて示された部分のみとなる。ところが、分光器
２の射出端における射出光は、図８に示すように均一な
強度分布をしていない。また、射出端７に拡散板を設け
た場合に置いても、完全に均一とはならず、完全拡散板
のように非常に拡散度の高い拡散板を用いれば、射出光
が完全に拡散されるため撮像装置１に入射する光は極め
て微量となり、射出端を大きくするか、光源３による入
射光量を極めて大きくする必要があり、精度良く測定す
るためには、はなはだ非現実的な物となる。

【００３２】撮像装置１の非線形特性ｆｃを例えば図９
に示す特性とする。図１０にその一部を拡大した図を示
す。いま、図７において、（ｉ，ｊ）の位置における撮
像装置１からの出力信号をＤ’（ｉ，ｊ）、（ｉ＋２，
ｊ＋２）の位置における撮像装置１からの出力信号を
Ｄ’（ｉ＋２，ｊ＋２）とすると、ｆｃの式（２）に示
す逆関数を通した値Ｄ（ｉ，ｊ），Ｄ（ｉ＋２，ｊ＋
２）は図９に示す値である。

【００３３】式（２）に示した分光感度特性を算出する
式は撮像装置１から得られた各波長における値を図７の
斜線部に当たる値として導出するため、固体撮像素子５
の画素単位に置き換えると、次の式（３）のようにな
る。 Ｄｃ（λ）＝ｆｃ−１（ΣＤｃ’ij（λ）／ｎ） ・・・（３） ij：固体撮像素子５の画素の位置 ｎ：算出に用いた画素数 この式（３）によると、（ｉ，ｊ），（ｉ＋２，ｊ＋
２）の位置の画素だけに注目すると式（３）における
（ΣＤｃ’ij（λ）／ｎ）は（Ｄ’（ｉ，ｊ）＋Ｄ’
（ｉ＋２，ｊ＋２））／２となり、図１０に示すように
Ｄｃ（λ）はｆｃ−１（（Ｄ’（ｉ，ｊ）＋Ｄ’（ｉ＋
２，ｊ＋２））／２）となる。

【００３４】しかし、実際に線形特性である、Ｄ（ｉ，
ｊ），Ｄ（ｉ＋２，ｊ＋２）から求められるＤｃ（λ）
とはΔＤｃだけの誤差が生じてしまう。よって、撮像装
置１の分光特性は撮像装置１から、固体撮像素子５の各
画素ごとの信号に対して非線形特性を示す関数ｆｃの逆
関数を通し、得られた各画素ごとの信号の平均値からＤ
ｃを算出することによって、誤差の少ない分光感度特性
を導出することが出来る。

【００３５】よって、分光感度特性を算出する式は次の
式（４）にて表すことが出来る。 Ｄｃ（λ）＝Ｄｃij（λ）／ｎ ＝Σｆｃ−１（Ｄｃ’ij（λ））／ｎ ・・・（４） Ｄｃij：各画素Ｄｃ’ij（λ）の非線形特性の逆関数を
通した値 ij：固体撮像素子５の画素の位置 ｎ：算出に用いた画素数

【００３６】本発明では、撮像装置１の分光感度特性を
得るにあたり、固体撮像素子５の各画素ごとの信号から
説明したが、一枚の固体撮像素子５上に複数の色フィル
タが順次配列されている固体撮像素子５を用いた撮像装
置１などに置いては、得られた画像のひとつひとつの画
素ごとから式（４）による導出を行うことで同様に分光
感度特性を得ることが出来る。たとえば、ベイヤー配列
などにおける固体撮像素子５は、固体撮像素子５上のあ
るラインでＲ，Ｇ，Ｒ，Ｇ．．、次のラインではＧ，
Ｂ，Ｇ，Ｂ．．．と色フィルタが順次されている。これ
に対して、撮像装置１から出力される画像が各画素ごと
にＲ，Ｇ，Ｂが得られた場合、Ｒ信号の分光感度特性は
画像の各画素毎のＲ信号を撮像装置１の非線形特性の逆
関数を通した平均値から算出することが出来、Ｇ，Ｂ信
号においても同様である。

【００３７】このように、各画素ごとに撮像装置１の非
線形特性の逆関数を通した値の平均値を各波長ごとに求
めることにより、例えば、撮像装置１から得られた出力
特性は図１１に示す出力特性が得られたとき、上述した
補正を行った図１２に示す撮像装置１の入出力特性が線
形特性である分光感度特性を求めることが出来る。

【００３８】また、分光器２から射出される光Ｌ（λ）
が測定する波長領域において図１３に示すように平坦で
ない場合、式（４）に示した分光感度特性の算出式は次
の＠式（５）によって求めることが出来る。 Ｄｃ（λ）＝Σｆｃ−１（Ｄｃ’ij（λ））／ｎＬ（λ）・・・（５） Ｄｃij：各画素Ｄｃ’ij（λ）の非線形特性の逆関数を
通した値 ij：固体撮像素子の画素の位置 ｎ：算出に用いた画素数 Ｌ（λ）：分光器からの射出光の分光特性

【００３９】実施の形態２．図１４は撮像装置１にて撮
像した画像データを画像出力装置１５へ出力している図
である。撮像装置１によって撮像された画像のデータは
画像毎に画像ファイルとして画像出力装置１５へと転送
される。前記転送は撮像装置１と画像出力装置１５とを
直接つなぐケーブル１６によってシリアル/パラレル通
信にて行ったり、また赤外通信１７やストレージ媒体１
８などを介して行われる。

【００４０】従来技術では、撮像装置１によって撮像し
た画像データは画像データのみを画像出力装置１５へと
転送し、画像を出力するのみであった。また他には画像
データに撮影した日時などの簡単な記録データを付し
て、撮像データを構成していた。しかし、図１４に示す
ように撮像装置１の分光感度特性と、画像出力装置１５
の分光特性が異なる場合、同じ画像出力装置１５を用い
た場合でも分光感度特性が異なる撮像装置１にて撮像し
た画像の色再現は異なり、又、逆に同じ撮像装置１でも
画像出力装置１５が異なることに色再現が異なるため、
これらの色再現性は設計者の感に頼るような、色再現性
の設計を行っていた。

【００４１】これらの問題に対して、ＮＴＳＣなどの画
像出力装置１５ではその理想とする分光特性が定められ
ており、撮像装置１の分光感度特性も当然この分光特性
に準ずるように設計すべきであるが、撮像装置１の種種
の問題によりすべての撮像装置１がこれに準じた分光感
度特性を有しているわけではない。また、画像出力装置
１５はＮＴＳＣのみに限らず様々な画像出力装置１５が
あるため、撮像装置１の分光感度特性をどのように定め
ればよいのか、一つに定めることが出来ない。

【００４２】そこで、本発明では従来の画像データに実
施の形態１で示した方法によって導出されて撮像装置１
の分光感度特性を付した形で撮像データを構成すること
により、撮像装置１から得られる画像データを取り扱う
上でその撮像装置１の分光感度特性が既知のものとなる
ため、例えば、画像出力装置における表示の際に色再現
性を同一にさせるカラーマッチングなどを行う際にも重
要なデータとして用いることが出来る。

【００４３】図１５にデータ形式の一例を示す。従来画
像データのみであったデータ構成に、ヘッダ部またはフ
ッダ部に請求項１にて測定した分光感度特性を付した形
としてデータを構成する。このデータをひとつの画像デ
ータとして記憶保持または伝送することにより撮像装置
１の分光特性データを画像出力装置へ転送する。画像出
力装置は画像データに添付された分光感度特性を用いて
画像データの色変換等に用いることが出来たり、色再現
性を補償することが出来る。例えば、図１６に示すよう
にインターネットなどに挙げられる伝送手段を用いる場
合、各機種におけるカラーマネージメントを行うとした
場合、一度Ｒ，Ｇ，Ｂなどで得られた画像データを標準
色空間に変換することが推奨されている。ここでの標準
色空間はＩＥＣ６１９６６−２−１で定義されているｓ
ＲＧＢや、ＣＩＥＬａｂやＣＩＥＬｕｖ、ＸＹＺなど特
には問わない。その際、撮像装置１の分光特性が既知で
あると適切な色空間への変換が容易である。

【００４４】また、本実施の形態では図１４に画像出力
装置１５の図としてパーソナルコンピュータまたはモニ
タを図示したが、モニタに限らずプリンタやプロジェク
タなどの画像出力装置１５においても同様である。

【００４５】実施の形態３．図１４は、上述した実施の
形態で示したように撮像装置１によって被写体を撮像し
ている図である。いま、前記撮像装置１が前記画像出力
装置１５の色空間に適合した撮像特性を有するものであ
り、例えば画像出力装置１５がＮＴＳＣモニタであれば
前記撮像装置１はＮＴＣＳの撮像特性を有しており、ｓ
ＲＧＢ空間を有する画像出力装置１５であれば、それに
適合した撮像特性を有しているとし、予め既知の分光分
布特性ρ(λ)である色票をテストチャート２０上に設置
し、照明光源２１が前記色空間で規定されている基準白
色である場合、前記撮像装置１から得られる前記色票の
信号をＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓとする。

【００４６】実施の形態１により求められた分光感度特
性がＲ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ(λ)である撮像装置１により、
分光分布特性Ｌ(λ)である照明下で得られる前記色票の
信号Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃは次の式（６）で表される。 Ｒｃ＝∫ρ(λ)×Ｒ(λ)×Ｌ(λ) ｄλ Ｇｃ＝∫ρ(λ)×Ｇ(λ)×Ｌ(λ) ｄλ ・・・（６） Ｂｃ＝∫ρ(λ)×Ｂ(λ)×Ｌ(λ) ｄλ 被写体におけるすべての色票において Ｒｓ＝Ｒｃ Ｇｓ＝Ｇｃ ・・・（７） Ｂｓ＝Ｂｃ がなりたてばよいが、成り立たない場合は色再現性誤差
が発生する。この誤差を解消するためには次の（８）式
に示したの３×３のマトリクス係数を決定すればよい。

【００４７】

【数１】

【００４８】これらの係数は例えば少なくとも３チャン
ネルの代表的な色票によって求めることができる。前記
ａ１１〜ａ３３の９種のマトリクス係数を撮像装置１よ
り得られる画像データに添付する。図１７に画像ファイ
ルのデータ形式の一例を示す。例１は画像データの先頭
に前記マトリクス係数を付加したデータである。例２は
画像データの先頭に撮像装置１の分光感度特性および前
記マトリクス係数を付加したデータである。これらのａ
１１〜ａ３３の９種のマトリクス係数を画像ファイルに
付することにより例えばパソコン上などで色再現誤差を
補償することができる。

【００４９】図１７に示したデータ形式は一例であり、
画像データのいずれか一部に上記マトリクス係数を付加
していれば同様の効果が得られることはいうまでもな
い。

【００５０】以上は１チャンネルまたはＲ，Ｇ，Ｂ３チ
ャンネルの撮像装置の場合について述べたが、Ｎ種（Ｎ
は自然数）の撮像装置について本発明による測定方法は
有効である。

【００５１】任意の光源の分光分布特性、任意の被写体
の分光反射率特性および本発明により得られた被測定撮
像装置の分光感度特性から、該撮像装置の出力信号を算
出することができ、該撮像装置の各種の色に関する撮像
信号を高精度に算出可能となる。例えばＮを十分に大き
くした場合などは、光源の分光分布特性、本発明より得
られた被測定撮像装置の分光感度特性、任意の被写体を
撮像して得られる信号から該被写体の分光反射率特性を
高精度に推定することも可能である。

【００５２】

【発明の効果】以上のように、請求項１の撮像装置の分
光感度特性測定方法に係る発明によれば、複数の画素か
らなる固体撮像素子を有した撮像装置と、光源からの光
を分光する分光手段を備え、分光手段から分光を出力す
る出射端を、撮像装置によって撮像し、撮像装置の少な
くとも１チャンネル以上の出力信号を観測することによ
り撮像装置の分光感度特性を測定する分光感度特性測定
方法において、撮像装置から得られた少なくとも１チャ
ンネル以上の信号における、撮像によって得られた画像
のひとつひとつの画素に対応する信号毎に、撮像装置が
有する非線形特性の逆関数を通し、前記逆関数により補
正された画素毎または画素毎のデータの平均値から撮像
装置の線形的な分光感度特性を得るので、正確な分光感
度特性およびそれが得られる測定法を得ることができ
る。

【００５３】また、請求項２の撮像データ構成方法に係
る発明によれば、請求項１にて測定した分光感度特性を
付すので、画像出力装置上における色再現に必要な情報
を得ることが出来、カラーマッチングなどの色補正など
にも用いることができる。

【００５４】また、請求項３の撮像データ構成方法に係
る発明によれば、分光分布特性がρ(λ)である色票を、
画像出力装置の色空間に適合した撮像装置および前記色
空間上で規定されている基準白色の照明下にて撮像した
場合に得られる信号がＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓであるとき、請
求項１に記した分光感度特性がＲ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ(λ)
である撮像装置によって撮像された画像および上記画像
のデータが記録保持されている画像ファイルにおいて、
分光分布特性がＬ(λ)である光源下で前記色票を撮像し
たとき、前記ρ(λ)とＬ(λ)と各Ｒ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ
(λ)との積を全波長において積分することによって得ら
れる撮像装置の出力信号Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃを３行３列の
マトリクスを介することにより、前記Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂｓ
と等しくなる前記３行３列のマトリクスの係数を、予め
前記画像ファイルに添付しておくので、被写体を画像出
力装置において正確に色再現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態１における分光感度特性測定装置
を示す図である。

【図２】 白黒撮像装置のように１チャンネルの信号だ
けを出力する撮像装置における、各波長における出力信
号。

【図３】 ＲＧＢカラー撮像装置のように３チャンネル
の信号を出力する撮像装置における、各波長における出
力信号。

【図４】 固体撮像素子の複数の画素を示す図である。

【図５】 固体撮像素子の画素構造の一例を示す図であ
る。

【図６】 信号処理におけるガンマ補正を示す図であ
る。

【図７】 分光器の射出端を撮像した画像の一例を示す
図である。

【図８】 分光器の射出端の放射輝度ムラを示す図であ
る。

【図９】 撮像装置の非線形特性を示す図である。

【図１０】 得られた信号を非線形特性の逆関数を通し
た信号を示した図である。

【図１１】 撮像装置出力信号の特性を示す図である。

【図１２】 撮像装置の分光感度特性を示す図である。

【図１３】 分光器から出力される光の分光分布を示し
た図である。

【図１４】 実施の形態２における撮像装置と画像出力
装置との関係を示す図である。

【図１５】 実施の形態２における画像のデータ形式の
例を示す図である。

【図１６】 標準色空間を含めた撮像装置と画像出力装
置との関係を示す図である。

【図１７】 実施の形態３における画像のデータ形式の
一例を示す図である。

【図１８】 従来技術における撮像装置の測定法を示す
図である。

【図１９】 従来技術における撮像装置の測定法に用い
るテストチャートの一例である。

【符号の説明】

１ 撮像装置 ２ 分光器
３ 光源 ４ 信号処理回路 ５ 固体撮像素子
６ 出力端子 ７ 出射端 １０ フォトダイオード １
１ キャパシタ １２ ＦＥＴ １３ アンプ
１５ 画像出力装置 １６ ケーブル １７ 赤外線発光および受
光装置 １８ フロッピーディスク ２０評価チャート
２１照明光源 ２２ グレースケール ２３色票

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G020 AA04 AA08 DA12 DA13 DA65 5C061 BB03 CC01 5C065 AA01 BB48 CC10 DD01 EE20 GG17 HH04

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の画素からなる固体撮像素子を有し
   た撮像装置と、光源からの光を分光する分光手段を備
   え、 分光手段から分光を出力する出射端を、撮像装置によっ
   て撮像し、撮像装置の少なくとも１チャンネル以上の出
   力信号を観測することにより撮像装置の分光感度特性を
   測定する分光感度特性測定方法において、 撮像装置から得られた少なくとも１チャンネル以上の信
   号における、撮像によって得られた画像のひとつひとつ
   の画素に対応する信号毎に、撮像装置が有する非線形特
   性の逆関数を通し、前記逆関数により補正された画素毎
   または画素毎のデータの平均値から撮像装置の線形的な
   分光感度特性を得ること特徴とする撮像装置の分光感度
   特性測定方法。
2. 【請求項２】 上記撮像装置から得られた画像信号に、
   請求項１にて測定した分光感度特性を付すことを特徴と
   した撮像データ構成方法。
3. 【請求項３】 分光分布特性がρ(λ)である色票を、画
   像出力装置の色空間に適合した撮像装置および前記色空
   間上で規定されている基準白色の照明下にて撮像した場
   合に得られる信号がＲｓ，Ｇｓ，Ｂｓであるとき、 請求項１に記した分光感度特性がＲ(λ)，Ｇ(λ)，Ｂ
   (λ)である撮像装置によって撮像された画像および上記
   画像のデータが記録保持されている画像ファイルにおい
   て、分光分布特性がＬ(λ)である光源下で前記色票を撮
   像したとき、前記ρ(λ)とＬ(λ)と各Ｒ(λ)，Ｇ(λ)，
   Ｂ(λ)との積を全波長において積分することによって得
   られる撮像装置の出力信号Ｒｃ，Ｇｃ，Ｂｃを３行３列
   のマトリクスを介することにより、前記Ｒｓ，Ｇｓ，Ｂ
   ｓと等しくなる前記３行３列のマトリクスの係数を、予
   め前記画像ファイルに添付しておくことを特徴とする撮
   像データ構成方法。