画像データの色変換装置、画像データの色変換方法および記録媒体
【課題】画像データの色彩変化を容易に実現可能な色変換装置を提供する。
【解決手段】カメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、操作つまみの配置状態に基づいて分光感度特性の状態を示す表示手段と、操作つまみの配置状態に基づいて色変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、算出した分光感度と分光反射率と光源の分光分布に基づいて変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備える。
【解決手段】カメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、操作つまみの配置状態に基づいて分光感度特性の状態を示す表示手段と、操作つまみの配置状態に基づいて色変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、算出した分光感度と分光反射率と光源の分光分布に基づいて変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操作者がパーソナルコンピューターなどに表示される操作画面を操作して画像データの色成分を変換することができる画像データの色変換装置、画像データの色変換方法およびその色変換方法のプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラの普及により、銀塩による写真フィルムは使われることが少なくなった。
しかし、デジタルカメラのユーザーには、銀塩カメラのように写真フィルムを交換して写真フィルム特有の色調の変化を楽しみたいというユーザーも多い。
一方、パーソナルコンピューターによる画像処理が一般化することにより、デジタルカメラのユーザーが、自分自身で画像の色調を調整することも可能となっている。
しかし、デジタルカメラのユーザーが、自分自身で画像の色調を写真フィルム特有の色調に調整するのは、銀塩フィルムの色調が複雑であるため、従来のトーンカーブ等による色変換では希望の色調に変換するのは困難である。
従来のトーンカーブによる色変換は、おおよそ以下のような方法であった。
【０００３】
従来の画像処理プログラムなどで扱われる画像データの色変換の操作方法について、図２１を用いて説明する。
図２１は、パーソナルコンピューターなどのディスプレイ画面に表示される色変換用の操作画面の一部であり、操作者が画像データの色変換の操作を行うときに操作画面に表示されるユーザーインターフェースの一例を示したものである。
図２１において、２１０１は色成分選択手段、２１０２はトーンカーブ、２１０３は操作つまみである。
【０００４】
次に、従来の色変換の操作手順について説明する。
操作者は、再現した色彩像を見て、画像処理プログラムでパーソナルコンピューターなどのディスプレイ画面に表される画像データ（図示せず）を、変換したい色の成分を選択し、変換を加える量を指定する。
パーソナルコンピューター（単に、コンピュータとも称す）に対して操作者が色変換の指示をすると、画像処理プログラムは、元の画像を構成している画素のうち、変更したい色成分に、指定されただけの変換を加える。
例えば、夕焼けの風景を表わす色彩像の赤みを強くしたいときは、対象とする色成分は赤の色成分である。
【０００５】
具体的な色成分変換の手順はつぎのようになる。
図２１に示すユーザーインターフェースによる操作方法で、操作者は、まず色成分選択手段２１０１により、変換したい色成分を選択する。
色成分選択手段２１０１はメニュー形式になっており、色成分選択手段２１０１をクリックすることによりメニューが表示される。
色成分選択手段２１０１には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色成分が予めメニューとして登録されており、登録されている色成分の中から所望の色成分を選択する。
【０００６】
次に、選択した色系統のトーンカーブ２１０２の形状を変更し、色変換量を設定する。トーンカーブ２１０２の形状の変更は、操作つまみ２１０３を操作して行う。
なお、トーンカーブ２１０２は、色変換前の階調と、色変換後の階調を対応付けた曲線であり、トーンカーブ２１０２には操作つまみ２１０３が設置されている。
図２１では、操作つまみ２１０３は、トーンカーブ２１０２に１つ配置されているが、トーンカーブ２１０２の形状をより複雑な形状に変更するため、操作つまみ２１０３を複数個配置する場合もある。
【０００７】
操作者はトーンカーブ２１０２の操作つまみ２１０３を、マウスポインタのドラッグによって上下左右に移動させ、トーンカーブ２１０２の形状を変更することにより色変換が行われる。
図２１では、操作つまみ２１０３が初期値より左上に移動した状態で図示されている。
トーンカーブ２１０２の初期状態では、入力階調と出力階調が等しくなるため、トーンカーブ２１０２は直線となる。
【０００８】
前述した様に、操作者が画像処理プログラムでディスプレイ画面に表示される色彩像を見て、例えば、赤成分の中間階調の明るさをもっと明るい色に変換したいと考えて操作を行う場合、操作者はマウスなどを用いて、色成分選択手段２１０１によって赤成分（Ｒ）を選択する。
その後、赤成分の中間階調を明るくするため、操作つまみ２１０３をマウスによりクリックして、上側（明るさを明るくする方向）にスライドさせ、所望の位置でマウスのクリックボタンを離す。
【０００９】
画像処理プログラムは、マウスのクリックボタンが離されたのを検知し、色変換処理を行う。
画像処理プログラムは、対象となる画像データを画像データの保存されている記憶装置から１画素分読み出し、読み出した画素の選択した色成分に対し色変換を行う。
【００１０】
操作つまみ２１０３の位置によって、記憶装置から読み出した１画素の色選択手段２１０１で選択した色成分を変換するには、トーンカーブの横軸である入力軸を変換前の色成分の値、トーンカーブの縦軸である出力軸を変換後の色成分の値とすると、操作者がマウスのクリックボタンを離したときのトーンカーブ２１０２の形状によって、変換前の色成分の値と変換後の色成分の値との対応付けが行えるため、変換前の色成分を入力軸にとり、トーンカーブ２１０２を介して、対応する出力軸の値を変換後の色成分の値とする。
【００１１】
色変換された画素は、画像データの保存されている記憶装置に書き戻される。
画像処理プログラムは、画像データの全ての画素に対して同様の処理を行い、色変換処理を終了する。
操作者は同じ色成分について色変換を行いたい場合は、続けて操作つまみを操作して変換処理を行う。
別の色成分について色変換を行いたい場合は、色成分選択手段２１０１により変換を行いたい色成分を選択し、操作つまみ２１０３を操作して変換処理を行う。
操作者は、画像処理プログラムでディスプレイに表される画像データを再現した色彩像の対象部分が、所望の色になるまで色変換の操作を繰り返す。
【００１２】
従来の画像データの色変換方法は以上のように構成されているので、画像データの階調特性を操作することによって色変換することになる。
しかし、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性は、波長に対応した感度特性によって定義されているため、階調操作により、分光感度特性が、どのように設定されるのかが操作者にとって直感的に把握し難いという不都合な問題があった。
また、微妙な色彩の調整を行うために、どの色系統を選択するのかを把握しにくい場合もあり、操作者が色変換を行う際のトライ・アンド・エラーの回数が嵩みがちであった。
このような従来の画像データの色変換方法については、例えば下記の非特許文献１など
に記載されている。
【非特許文献１】エクスメディア著「Photoshop CS for Windows(登録商標) & Macintosh(登録商標) MENU MASTER」P395 株式会社エクスメディア２００４年３月８日初版発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量の設定を視覚的にわかりやすくして、容易に色変換操作ができる画像データの色変換装置、画像データの色変換方法を提供することを目的とする。
また、この発明による画像データの色変換方法のプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る画像データの色変換装置は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、上記イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、上記第１の算出手段で算出した分光感度と上記第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る画像データの色変換方法は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、上記第１の算出手順で算出した分光感度と上記第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を有したものである。
【００１６】
また、この発明に係る記録媒体は、コンピュータで読み取りが可能な記録媒体であって、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の画像データの色変換方法を実行するためのプログラムが記録されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による画像データの色変換装置あるいは色変換方法によれば、操作者は、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量を視覚的にわかりやすく設定して色変換操作ができる。
即ち、操作者が撮像装置のイメージセンサの分光感度特性のイメージどおりに操作可能なユーザーインターフェースのディスプレイ画面表示部分を提供できるので、操作者は直感的に操作がしやすく、操作が早く行えるので、操作時間が短くて済むという効果がある。
また、この発明による記録媒体は、本発明による画像データの色変換方法のプログラムを記録しているので、その記録媒体を任意の場所に運搬して、そこに設置されたコンピュータ（例えば、パーソナルコンピューター）でプログラムを実行すれば、どこででも本発明による画像データの色変換方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による画像データの色変換方法が適用される色変換装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態による色変換装置は、例えば図１に示すように、パーソナルコンピューター１とデジタルカメラ２およびディスプレイ３などの外部装置から構成されている。
また、パーソナルコンピューター１は、プログラムを動作させるＣＰＵ４と、データやプログラムを一時的に格納するメモリ５、データを保存するハードディスク６から構成されている。
【００１９】
ハードディスク６には、予めプログラムを実行させるためのオペレーティングシステムと、本発明による色変換方法を搭載した色変換プログラムが保存されている。
また、デジタルカメラ２は、パーソナルコンピューター１に常時接続されている必要は無く、デジタルカメラ２で撮影した画像データをパーソナルコンピューター１に取り込む際に接続していればよく、それ以外の時は切り離されていてもよい。
【００２０】
図２は、実施の形態１による色変換方法を搭載した色変換プログラムの操作画面の一例を示す概略図である。
なお、操作画面２１は、図１に示したパーソナルコンピューター１のディスプレイ３に表示される。
操作画面２１には、画像データを再現した色彩像を表示する画像ウィンドウ２２と、画像データをハードディスク６からメモリ５に読み込み、画像ウィンドウ２２に表示させる開くボタン２３、画像データの色変換量を操作する操作パネル２４、操作パネル２４による色変換量の設定に基づき色変換を実行する実行ボタン２５、色変換を行った画像データをハードディスク６に保存する保存ボタン２６が配置されている。また、色変換プログラムの操作終了を指示する終了ボタン２７が配置されている。
【００２１】
色変換プログラムの動作の概略を、図３のフローチャートを用いて説明する。
ハードディスク６に保存されている色変換プログラムは、図１には示してはいないが、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより、オペレーティングシステムを介して起動させられる。
色変換プログラムの起動後、色変換プログラムは、ステップ３０１で、図１に示されるディスプレイ３に図２で示される操作画面２１を表示する。
色変換プログラムは、キーボードやマウスによって、開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７などによる操作指示をステップ３０２で判定するまで入力を待ち続ける待機状態になる。
【００２２】
開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７のいずれかの操作指示が行われた場合は、操作指示の種類に応じた処理を行う。
例えば、開くボタン２３の場合はステップ３０３の開く処理、操作パネル２４の場合は操作パネルを再描画するためのステップ３０４の操作パネルの表示、実行ボタン２５の場合はステップ３０５の実行処理、保存ボタン２６の場合はステップ３０６の保存処理が行われる。
【００２３】
各処理が終了すると、再び、開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７のいずれかの操作指示が与えられるのを判定する待機状態に入る。
色変換プログラムは、終了ボタン２７による終了指示が与えられるまで上記動作を繰り返し、操作者が終了ボタン２７により終了指示を与えた場合は、色変換プログラムは終了する。
【００２４】
次に、図３のステップ３０３の開く処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。
色変換プログラムは、開くボタン２３が押されると、操作者がデジタルカメラ２で撮影し、予めパーソナルコンピューター１のハードディスク６に、オペレーティングシステムの機能によりファイルとして保存されている画像データの中から、開く画像データのファイルを選択するため、ステップ４０１にてファイル選択画面を表示する。
ファイル選択画面にはハードディスク６内のファイル名が表示されるので、操作者は色変換を行うファイルをマウスなどで選択する。
色変換プログラムはステップ４０２で選択されたファイル名を取得し、ファイル選択画面を閉じる。
【００２５】
色変換プログラムは、ステップ４０３でＣＰＵ４を制御して、ハードディスク６からメモリ５に選択したファイルをオペレーティングシステムの機能によりオープンし、画像データを読み込み、さらにステップ４０４で操作画面２１の画像ウィンドウ２２に選択したファイルの画像データを色彩像として表示する。
以上で開く処理は終了し、図３のステップ３０２に戻る。
【００２６】
操作者は、画像ウィンドウ２２に表示された画像データを再現した色彩像を見て、色彩の変更を検討し、所望の色系統に対する色変換量を操作画面２１の操作パネル２４を用いて設定する。
【００２７】
ここで、操作パネル２４による色変換量の設定方法について説明する。
図５は、実施の形態１の色変換方法による操作パネル２４の概略図である。
操作パネル２４は、デジタルカメラに搭載されているＣＣＤなどのイメージセンサの分光感度特性をイメージした（分光感度特性を模した）分光感度曲線をグラフィック上に描画している。
分光感度曲線は、縦軸に感度、横軸に波長を表しており、曲線の縦軸方向の位置が各波長の感度を表している。表示されている波長の範囲は人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍとしている。感度方向は、感度の値の最大値を１として正規化された値で表示している。
分光感度曲線は、デジタルカメラのイメージセンサが一般的にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色によって構成されているため、図５で示されるＢ（青）の分光感度曲線５０１、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０３の３本の曲線を表示している。
【００２８】
曲線の形状は、一般的なイメージセンサの感度を抽象化し、任意の中心波長を感度の最大値として、中心波長から距離が離れるほど感度が減衰する釣鐘型の形状にしている。
色変換量は、この３本の分光感度曲線の内、変換したい色系統の分光感度曲線を選択し、分光感度曲線の形状を変更することによって設定する。
【００２９】
次に、分光感度曲線の変形方法について説明する。
各分光感度曲線には、曲線の形状を変更するための操作つまみを曲線上に複数配置している。
操作つまみは、分光感度曲線の中心波長と感度の強度を操作するための感度操作つまみと、分光感度曲線の釣鐘型形状の裾の広がり具合を操作するため波長操作つまみの２種類を配置している。
【００３０】
図５に示すように、Ｂ（青）の分光感度曲線５０１にはＢ（青）の感度操作つまみ５０４、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２にはＧ（緑青）の感度操作つまみ５０５、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０３にはＲ（赤）の感度操作つまみ５０６を配置している。
また、ＲＧＢの分光感度曲線にはそれぞれ２つづつの波長操作つまみを配置しており、例えば、図５に示すように、Ｂ（青）の分光感度曲線５０１には波長操作つまみ５０７、５０８、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２には波長操作つまみ５０９、５１０、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０６には波長操作つまみ５１１、５１２を配置している。
【００３１】
感度操作つまみの位置は、分光感度曲線の感度が最大値となる波長位置に配置し、波長操作つまみの位置は、感度が最大値となる波長から曲線上を波長方向に両側に進み、感度が最大値から５０％に減衰した位置に配置している。
【００３２】
Ｇの分光感度曲線を例にとって感度操作つまみの操作方法を、図６、図７を用いて説明する。
図６に示すように、初期の感度操作つまみ６０１の位置から、感度が増加する方向である上方向の感度操作つまみ６０２の位置と、感度が減少する方向である下方向の感度操作つまみ６０３の位置の上下方向に移動可能であり、各波長における感度が変化するよう曲線が変形する。
さらに、図７に示すように、初期の感度操作つまみ７０１の位置から、波長が増加する方向である右方向の感度操作つまみ７０２の位置と、波長が減少する方向である左方向の感度操作つまみ７０３の位置の左右方向にも移動可能であり、曲線の最大値や広がり具合はそのままで、中心波長の波長方向の位置が変化する。
【００３３】
同じくＧの分光感度曲線を例にとって波長操作つまみの操作方法を、図８を用いて説明する。
図８に示すように、波長操作つまみは、１つの分光感度曲線に対し初期の左の波長操作つまみ８０１の位置と、初期の右の波長操作つまみ８０２の位置に、左右に１つづつ配置しており、左右の波長操作つまみは、左右方向に移動可能である。
左右の波長操作つまみは連動しており、初期の左の波長操作つまみ８０１を左方向に移動させ、左側の広げた波長操作つまみ８０３の位置にすると、初期の右側の波長操作つまみ８０２も連動し、右側の広げた波長操作つまみ８０４の位置となる。
【００３４】
反対に初期の左の波長操作つまみ８０１を右方向に移動させ、左側の狭めた波長操作つまみ８０５の位置にすると、初期の右側の波長操作つまみ８０２も連動し、右側の狭めた波長操作つまみ８０６の位置となる。
即ち、分光感度曲線の中心波長の位置を軸として左右対象に連動して移動し、左右どちらの操作つまみを用いて設定してもよく、最大値と中心波長はそのままで、釣鐘型の曲線の「裾の広がり具合」が変化する。
【００３５】
次に、分光感度曲線の描画方法について説明する。
各分光感度曲線は、３つの操作つまみ（即ち、分光感度曲線の感度が最大値となる波長位置に配置する「感度操作つまみ」と感度が最大値から５０％に減衰した位置に配置する２つの「波長操作つまみ」）を通過するように描画するが、本実施の形態では、下記の式（１）で示されるガウス曲線の式を使用してグラフィック上に描画する。
Ｙ＝ｓ・ＥＸＰ(−（Ｘ−μ）２/（２σ２）) ・・・ （１）
ここで、Ｙは、図５における縦方向軸の感度の値（即ち、分光感度データ）、Ｘは図５における横方向軸の波長の値、ｓは感度の最大値（以下、感度ｓと称す）、μはガウス曲線の平均であり分光感度曲線の中心波長の値（以下、中心波長μと称す）、σ２はガウス曲線の分散であり分光感度曲線の広がり具合を示す値（以下、分散σ２と称す）である。
【００３６】
色変換プログラムでは、操作つまみの、操作パネルのグラフィック上の位置から、式（１）の感度ｓ、波長μおよび分散σ２の各パラメータの設定値を取得する。
図９に示すように、例えば、Ｂの分光感度曲線の場合、操作パネル２４の波長方向の１ｎｍをグラフィックのｘ軸方向の１ドットに対応させ、感度方向の最大値を１とした場合の０．００５をグラフィックのｙ軸方向の１ドットに対応させれば、描画される波長範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍは４０１ドット、感度方向の０から１は２０１ドットとなり、操作パネル２４のグラフィックを構成できる。
以上のように構成した操作パネル２４で、操作つまみ（即ち、感度操作つまみおよび波長操作つまみ）の位置は、横方向のｘ軸と縦方向のｙ軸の交点を原点としたグラフィックのｘｙ方向のドット数で表現することが出来る。
【００３７】
図９に示すように、感度操作つまみのｘ座標位置をｘ１、ｙ座標位置をｙ１、波長操作つまみのｘ座標位置をｘ２、ｙ座標位置をｙ２とすると、最大値ｓは式（２）より、中心波長μは式（３）より、分散σ２は式（４）より求められる。
波長操作つまみは左右のどちらの操作つまみを用いてもよく、本実施の形態では左側（短波長側）の操作つまみを使用する。
ｓ＝ｙ１／YMAX ・・・ （２）
μ＝ｘ１ ・・・ （３）
σ２＝−（ｘ２−μ）２／（２・ｌｎ（ｙ２／ｙ１）） ・・・ （４）
ここで、YMAXは、ｙ軸方向の最大ドット数であり、本実施の形態では、YMAXは２００である。
【００３８】
式（２）、式（３）、式（４）から求めた最大値ｓ、中心波長μ、分散σ２の値を式（１）に代入して、色変換に使用する設定値を求める。
本実施の形態では、ＲＧＢの各分光感度曲線の波長を３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔で抽出し、例えばＢの分光感度データであれば、図１０に示すように分光感度曲線上に配置された小さな黒丸が示す４１個のデータとなる。
式（１）より求めたＲの分光感度データｓｒ（ｉ）、Ｇの分光感度データｓｇ（ｉ）、Ｂの分光感度データｓｂ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］を色変換の設定値として使用する。
なお、ＲＧＢ毎に式（１）によって求めた値（即ち、Ｙ）が、ｓｒ（ｉ）、ｓｇ（ｉ）、ｓｂ（ｉ）である。
【００３９】
また、操作パネル２４は、グラフィック上に式（１）の分光感度曲線を色変換プログラムによって、ｘ座標は式（１）のＸの値から３８０を引いた値、ｙ座標は式（１）のＹの値を２００倍して整数化した値をグラフィック上にプロットして描画される。
【００４０】
また、本実施の形態では操作つまみを分光感度曲線毎に３点配置しているが、実際のイメージセンサの分光感度曲線は複雑なため、分光感度曲線上にさらに操作つまみを増やして、より実際のイメージセンサに近い複雑な曲線を描けるようにしてもよい。
また、実施の形態では、操作つまみを通過する曲線にガウス曲線を使用したが、スプライン曲線など他の方法を用いて曲線を描いても良い。
【００４１】
操作者は、操作パネル２４の操作つまみを、マウスでドラッグして移動させたり、キーボードの方向キーにより例えば左右の方向キーで波長方向に、上下の方向キーで感度方向に移動させることによって、分光感度曲線を変形し、色変換プログラムの色変換量を設定する。
【００４２】
操作つまみの移動は、操作者が操作つまみを例えばマウスをクリックして移動させ、操作者が所望の位置まで移動させた後、クリックを離す。
クリックが離されたのを検知した色変換プログラムは、図３のステップ３０２で操作指示があったことを検知し、操作パネルへの操作指示に対応したステップ３０４の操作パネル表示によって、操作つまみが移動した状態の操作パネル２４をディスプレイ上に再描画する。
【００４３】
操作者は、キーボードやマウスなどを用いて図２の操作パネル２４によって、色変換量の設定を行ったあと、実行ボタン２５を押し、画像データの色変換を実行する。
色変換プログラムは、実行ボタン２５が押されたのを検知し、図３のステップ３０５の実行処理を行う。
【００４４】
次に、図３のステップ３０５の実行処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
実行処理が開始されると、図１１のステップ１１０１の操作つまみ位置検出にて、色変換プログラムは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各分光感度曲線に配置されている感度操作つまみと波長操作つまみのグラフィック上の位置情報であるｘ値、ｙ値を取得する。
ただし、波長操作つまみは、感度操作つまみに対して左右対称な位置に２ヶ所に配置され、位置の検出は左右どちらか一方の操作つまみに対して行えばよい。
本実施の形態では、左側（短波長側）の操作つまみの位置を検出する。
各操作つまみの値は、Ｂの感度操作つまみをｘ１ｂ、ｙ１ｂ、Ｇの感度操作つまみをｘ１ｇ、ｙ１ｇ、Ｒの感度操作つまみをｘ１ｒ、ｙ１ｒ、Ｂの波長操作つまみをｘ２ｂ、ｙ２ｂ、Ｇの波長操作つまみをｘ２ｇ、ｙ２ｇ、Ｒの波長操作つまみをｘ２ｒ、ｙ２ｒとする。
【００４５】
次にステップ１１０２の分光感度データ設定にて、検出した各操作つまみのｘ値、ｙ値と、式（２）、式（３）、式（４）より、感度ｓ、中心波長μ、分散σ２の各パラメータを求め、式（１）より分光感度データを算出する。
Ｂの分光感度曲線の場合は、式（２）、式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｂ、ｙ１にｙ１ｂ、ｘ２にｘ２ｂ、ｙ２にｙ２ｂを代入する。
Ｇの分光感度曲線の場合は、式（２）式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｇ、ｙ１にｙ１ｇ、ｘ２にｘ２ｇ、ｙ２にｙ２ｇを代入する。
Ｒの分光感度曲線の場合は、式（２）、式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｒ、ｙ１にｙ１ｒ、ｘ２にｘ２ｒ、ｙ２にｙ２ｒを代入する。
【００４６】
算出したＲ、Ｇ、Ｂの各分光感度曲線の感度ｓ、波長μ、分散σ２を代入した式（１）に、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の波長をＸに代入し、算出される４１個のＹ値を分光感度データとする。
算出したＲ、Ｇ、Ｂ毎の４１個の分光感度データを、Ｒの分光感度データｓｒ（ｉ）、Ｇの分光感度データｓｇ（ｉ）、Ｂの分光感度データｓｂ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とし、各データは一旦メモリ５に保存しておく。
【００４７】
次に、図１１のステップ１１０３の分光分布データ設定にて、本実施の形態の色変換に必要な光源の分光分布曲線のデータを準備する。
光源の分光分布曲線は、図１２に示すように、分光感度曲線と同じく、人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長範囲の光源の発光強度を曲線で表したもので、横軸に波長、縦軸に強度をとり各波長の強度をプロットしている。
強度の値は、強度の最大値を１として正規化した値とする。
分光分布データｌ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］は、分光分布曲線上の３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の４１個の強度データとする。
分光分布データｌ（ｉ）は予め、色変換プログラムと共にハードディスク６に格納されており、本ステップにて色変換プログラムがＣＰＵ４を制御してハードディスク６から読み出し、一旦メモリ５に保存しておく。
【００４８】
分光分布データｌ（ｉ）は、例えば、ＪＩＳＺ８７２０に記載されているＤ６５などの標準的な光源の分光分布の値を用いても良い。
【００４９】
次に、色変換プログラムは、ステップ１１０４にてＣＰＵ４を制御してメモリ５から、ＲＧＢ形式の画像データＲ、Ｇ、Ｂを１画素分読み出す。
ステップ１１０５にて、読み出した１画素をＲＧＢ形式から本実施の形態による色変換で使用する分光形式のデータである分光反射率データｒ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］に変換する。
分光反射率データｒ（ｉ）は、図１３に示すように、分光感度曲線と同じく、人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長範囲の「物体の各波長」の反射率を曲線で表したもので、横軸に波長、縦軸に反射率をとり各波長の反射率をグラフ化している。
分光反射率データｒ（ｉ）は、分光分布曲線上の３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの１０ｎｍ間隔の４１個の反射率データとする。反射率データは、１００％を１として正規化したデータを使用する。
【００５０】
次に、ＲＧＢ形式の画像データであるＲＧＢデータＲ、Ｇ、Ｂから分光形式の分光反射率データｒ（ｉ）への変換方法について説明する。
変換は、予め設定した色空間内で複数の基準となる色彩（基準色）を設定する。設定した基準色には、ＲＧＢデータと分光反射率データがあらかじめ対応付けされている。
色空間内の基準色と変換したい色との位置関係から、変換したい色の分光反射率データを基準色の分光反射率データから補間処理によって求める。
【００５１】
本実施の形態では、図１４に示されるＨＳＩ６角錐カラーモデル（参照：東京大学出版会、新編画像解析ハンドブック、P1187、２００４年９月１０日発行）による色空間において、ＲＧＢ値から分光反射率データへの変換を行う。
【００５２】
ＨＳＩ６角錐カラーモデルは、Ｒ（赤）、Ｍ（マゼンタ）、Ｂ（青）、Ｃ（シアン）、Ｇ（緑）、Ｙ（黄）、Ｋ（黒）を頂点とした６角錐で、６色の中心にＷ（白）を配置し、明度方向をＩ軸、彩度方向をＳ軸、色相方向をＨ軸としている。
【００５３】
本実施の形態における本色空間の基準色は、Ｒ、Ｍ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙ、Ｋ、Ｗの８色とする。
８個の基準色に対応する（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のデータは、Ｒ、Ｇ、Ｂが０から１の値をとるとすると、Ｒ＝（１、０、０）、Ｇ＝（０、１、０）、Ｂ＝（０、０、１）、Ｙ＝（１、１、０）、Ｍ＝（１、０、１）、Ｃ＝（０、１、１）、Ｋ＝（０、０、０）、Ｗ＝（１、１、１）とする。
８個の基準色に対応する分光反射率データは、例えばＪＩＳＺ８７２１に記載の標準色票などの色票から基準色に対応させる８色の色票を選択し、分光反射率を測定可能な測定器で測定したデータを用いても良い。
【００５４】
ステップ１１０４でメモリから読み出した１画素分のＲ、Ｇ、Ｂのデータを、ＨＳＩ値に変換し図１４のＨＳＩ６角錐カラーモデル上にプロットした点を変換点Ｔとする。
ＲＧＢ値からＨＳＩ値への変換方法は、以下の通りである。
Ｉ＝Ｍａｘ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とすると、
Ｉ＝０の場合
Ｓ＝０、Ｈ＝０ ・・・ （５）
Ｉ≠０の場合
ｉ＝Ｍｉｎ（Ｒ、Ｇ、Ｂ） ・・・ （６）
Ｓ＝（Ｉ−ｉ）／Ｉ ・・・ （７）
ｒ＝（Ｉ−Ｒ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （８）
ｇ＝（Ｉ−Ｇ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （９）
ｂ＝（Ｉ−Ｂ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （１０）
Ｒ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（ｂ−ｇ）／３ ・・ （１１）
Ｇ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（２＋ｒ−ｂ）／３ ・・・ （１２）
Ｂ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（４＋ｇ−ｒ）／３ ・・・ （１３）
ただし、Ｈ＜０の場合Ｈの値に２πを加える。
【００５５】
変換色ＴのＨＳＩ値の内、Ｈの値より、ＨＳＩ６角錐カラーモデルにおいて、基準色ＷとＫを結ぶＩ軸を中心に基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各頂点で６角錐を分割した６つの３角錐の内、変換点Ｔが含まれる３角錐を求める。
基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃは、Ｒを０度として６０度（π／３）づつ均等に配置されているものとする。
【００５６】
例えば、変換点Ｔが、図１５で示される３角錐ＣＢＷＫに含まれる場合、変換点Ｔの分光反射率データを基準色Ｃ、Ｂ、Ｗ、Ｋに対応づけた分光反射率データから補間により算出する。
【００５７】
３角錐ＣＢＷＫにおいて、変換点Ｔの同一明度面と線分ＣＫ、線分ＢＫ、線分ＷＫとの交点をそれぞれ補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´とする。
補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´に対応する分光反射率データを、ｒｃ´（ｉ）、ｒｂ´（ｉ）、ｒｗ´（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とすると、補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´に対応する分光反射率データは、基準色Ｃ、Ｂ、Ｗ、Ｋの分光反射率データｒｃ（ｉ）、ｒｂ（ｉ）、ｒｗ（ｉ）、ｒｋ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］と変換点ＴのＨＳＩ値より式（１４）、式（１５）、式（１６）によって求めることができる。
ｒｃ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｃ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｃ−Ｉｋ）
・・・ （１４）
ｒｂ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｂ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｂ−Ｉｋ）
・・・ （１５）
ｒｗ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｗ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｗ−Ｉｋ）
・・・ （１６）
なお、式（１４）〜式（１６）において、ｉ＝１〜４１である。
また、Ｉｔは変換点ＴのＩ座標、Ｉｋは基準点ＫのＩ座標、Ｉｃは基準点ＣのＩ座標、Ｉｂは基準点ＢのＩ座標、Ｉｗは基準点ＷのＩ座標である。
【００５８】
基準色Ｃ、Ｂ、Ｗの分光反射率データから変換色Ｔの分光反射率データを求めるための中間データである、補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´の分光反射率データは、式（１４）、式（１５）、式（１６）のＣ、Ｂ、Ｋ、Ｗに、基準色Ｃ、Ｂ、Ｋ、Ｗの分光反射率データである３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の４１個のデータを１０ｎｍ間隔の波長毎に代入し、Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´の４１個の分光反射率データを求める。
【００５９】
図１６は、３角錐ＣＢＷＫにおける変換点Ｔの同一明度面である三角形Ｗ´Ｃ´Ｂ´を、図１４に示すＩ軸方向から見た図である。
３角形Ｗ´Ｃ´Ｂ´において、Ｗ´を中心として、線分Ｗ´Ｃ´と線分Ｗ´Ｂ´を半径とした、弧Ｃ´Ｂ´と線分Ｗ´Ｔの延長線との交点をＨ´とする。
補間点Ｈ´に対応する分光反射率データをｒｈ´（ｉ）とすると、補間点Ｈ´に対応する分光反射率データは、補間点Ｃ´、Ｂ´に対応する分光反射率データと、Ｗ´を中心とした、Ｃ´とＴ、Ｂ´とＴの角度比から式（１７）によって求める。
ｒｈ´（ｉ）＝ｒｃ´（ｉ）
＋（ｒｂ´（ｉ）−ｒｃ´（ｉ））・∠Ｃ´Ｗ´Ｈ´／∠Ｃ´Ｗ´Ｂ´
・・・ （１７）
なお、式（１７）において、ｉ＝１〜４１である。
【００６０】
図１６において、式（１６）より求めた補間点Ｗ´と式（１７）より求めた補間点Ｈ´の分光反射率データｒｗ´（ｉ）とｒｈ´（ｉ）、変換点ＴのＳ軸方向の値Ｓｔ、補間点Ｈ´のＳ軸方向の値Ｓｈ´より、式（１８）によって変換点Ｔの分光反射率データｒ（ｉ）を求める。
ｒ（ｉ）＝ｒｗ´（ｉ）
＋（ｒｈ´（ｉ）−ｒｗ´（ｉ））・Ｓｔ／Ｓｈ´ ・・・ （１８）
なお、式（１８）において、ｉ＝１〜４１である。
以上により、図１１のステップ１１０５でメモリ５より読み出したＲＧＢデータを分光反射率データｒ（ｉ）へ変換し、再びメモリ５に保存する。
【００６１】
次にステップ１１０６で、メモリ５に一時保存した分光反射率データｒ（ｉ）と、ステップ１１０２でメモリ５に一時保存した分光感度データｓｒ（ｉ）、ｓｇ（ｉ）、ｓｂ（ｉ）、ステップ１２０３でメモリ５に一時保存した分光分布データｌ（ｉ）より、色変換後のＲＧＢ値、Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´を求める。
【００６２】
式（１９）、式（２０）、式（２１）で示すように、分光反射データと分光感度データと分光分布データの４１個のデータから、同一波長のデータを読み出し、掛け合わせる。各波長の掛け合わせた結果をすべての波長について足し合わせ積分値を求める。
求めた積分値がとりうる最大値とＲＧＢ値の最大値が異なるため、白色の分光反射率データの積分値を、求める積分値の最大値として、求めた積分値を正規化し、ＲＧＢ値の最大値と一致させる。
Ｒ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｒ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （１９）
Ｇ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｇ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２０）
Ｂ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｂ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２１）
なお、式（１９）〜式（２１）において、ｉ＝１〜４１である。
また、Σは、ｉに１から４１までを代入した結果の和とする。
以上によって、画像データＲ、Ｇ、Ｂを画像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´に色変換する。
【００６３】
ステップ１１０７では、ＲＧＢ形式の画像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´を再びメモリ５に書き戻す。ステップ１１０８では、ステップ１１０４からステップ１１０７までの処理を全画素に対して行ったかを判定し、まだ全画素終了していなければ、ステップ１１０４に戻り処理を続ける。全画素終了すれば実行処理は終了となる。
【００６４】
操作者は、実行処理終了後、画像ウィンドウ２２に表示される色変換後の画像データを再現した色彩像を見て、所望の色変換が行われたかを確認する。
確認後、色変換された内容と操作者の希望する色変換の内容とが一致していれば、操作画面２１の保存ボタン２６を、マウスまたはキーボード等で押し、色変換プログラムに保存の指示を行う。
保存ボタン２６が押されたのを検知した色変換プログラムは、保存処理を開始する。
【００６５】
保存処理の動作を、図１７のフローチャートを用いて説明する。
色変換プログラムは保存処理開始後、ステップ１７０１によってファイル保存画面を表示する。
ファイル保存画面は、図示はしていないが、保存するファイルのファイル名とハードディスク内の保存するディレクトリを指定するようになっている一般的なアプリケーションソフトウェアと同等なものである。
【００６６】
ステップ１７０２でユーザーが入力したファイル名とステップ１７０３でユーザーが入力した保存場所を取得し、ステップ１７０４でメモリ５から画像データを読み出し、ユーザーが入力したファイル名でユーザーが入力したハードディスク６のディレクトリにオペレーションシステムの機能を利用してファイルとして書き込み保存する。
以上によりユーザーは画像データの色変換を行うことが出来る。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態の形態による画像データの色変換装置は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、ユーザーインターフェース上における操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、第１の算出手段で算出した分光感度と第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えている。
【００６８】
また、本実施の形態の形態による画像データの色変換方法は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、第１の算出手順で算出した分光感度と第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を有している。
【００６９】
従って、本実施の形態による画像データの色変換装置あるいは色変換方法によれば、操作者は、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量を視覚的にわかりやすく設定して色変換操作ができる。
即ち、操作者が撮像装置のイメージセンサの分光感度特性のイメージどおりに操作可能なユーザーインターフェースのディスプレイ画面表示部分を提供できるので、操作者は直感的に操作がしやすく、操作が早く行えるので、操作時間が短くて済む。
【００７０】
実施の形態２．
図１８は実施形態２における色変換プログラムの操作画面である。
図１８では、実施の形態１の図２に示される色変換プログラムの操作画面に操作つまみの初期位置を選択するためのプルダウンメニュー１８０１が追加されている。
操作者がプルダウンメニュー１８０１をクリックすると、予めハードディスクなどに保存された「複数の操作つまみの初期位置データ」をプルダウン表示する。
なお、実施の形態１の場合と同様に、操作画面は図示しないパーソナルコンピューターのディスプレイに表示される。
操作者は、ディスプレイに表示された初期位置データから所望のデータを選択する。
色変換プログラムは、ハードディスクから選択した初期位置データを読み出し、操作パネルの操作つまみの位置を、読み出したデータに設定する。
プルダウンメニューによる初期設定位置の選択操作は、前掲の図３で示されるステップ３０３の開く処理等と同様に、操作画面に対し操作者が操作を行った際に行われる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を「予め準備しておいた複数の初期位置」から選択できるので、操作者は操作つまみを操作することなく複数の分光感度の設定を簡便に行うことが可能な画像データの色変換装置を実現できる。
【００７２】
実施の形態３．
前述の実施の形態１では、第２の算出手段において、基準色の分光反射率を用いて画像データをＲＧＢ形式から分光反射率形式に変換している。
使用する基準色、色票などを想定しているため、実際の被写体とは分光反射率の形状が異なる。
そのため、光源の分光分布の形状によっては、色変換結果が異なることが予想される。
そこで、色変換の対象となる画像データに写っている被写体の分光反射率が既知であれば、基準色の分光反射率として代表的な被写体の分光反射率を使用すれば、画像データをＲＧＢ形式から分光反射率形式に変換する際の変換精度が高くなり、より正確な色変換を行うことが可能となる。
例えば、風景写真で、代表的な被写体である木の葉の緑色が撮影されていた場合の画像について色変換を行う場合は、基準色の緑色に「木の葉の分光反射率を」使用する。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第２の算出手段は、使用する基準色の分光反射率として代表的な被写体の分光反射率を使用するので、より色変換の精度が高い画像データの色変換装置を実現できる。
【００７４】
実施の形態４．
図１９は、実施の形態４における色変換プログラムの操作画面である。
図１９では、前述した実施の形態１の図２に示される色変換プログラムの操作画面に、光源を選択するためのプルダウンメニュー１９０１が追加されている。
操作者がプルダウンメニュー１９０１をクリックすると、予めハードディスクなどに保存された「複数の光源の分光分布データ」をプルダウン表示する。
操作者は、表示された分光分布データから所望のデータを選択する。
色変換プログラムは、ハードディスクから選択した分光分布データを読み出し、実行処理で使用する分光分布データが保存されているハードディスクに書き込む。
実行処理が行われた場合は、プルダウンメニューで選択した分光分布が使用される。
プルダウンメニュー１９０１による分光分布データの選択操作は、図３で示される「ステップ３０３の開く処理」などと同様に、操作画面に対し操作者が操作を行った際に行われる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第３の算出手段は、使用する光源の分光分布を予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できるので、より色変換の自由度の高い画像データの色変換装置を実現できる。
【００７６】
実施の形態５．
前述した実施形態１では、第３の算出手段において、分光反射率、分光感度、分光分布の３つの分光形式データの分光積から、ＲＧＢ値を求めている。
本実施の形態では、写真撮影の際に、レンズ前面に配置し撮影画像の色補正を行うゼラチンなどの光学フィルターと同等の色補正効果を得るため、３つの分光形式データに図２１に示される分光透過率のデータを加える。
分光透過率データを、分光反射率などと同様に、「３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの１０ｎｍ間隔で、透過率１００％を１に正規化したデータ」であるｔ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とすると、色変換結果であるＲ´、Ｇ´、Ｂ´を求める実施の形態１における式（１９）、式（２０）、式（２１）は、下記の式（２２）、式（２３）、式（２４）となる。
Ｒ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｒ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２２）
Ｇ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｇ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２３）
Ｂ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｂ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２４）
なお、式（２２）〜式（２４）において、ｉ＝１〜４１である。
【００７７】
分光透過率データは、予めハードディスクに保存され、実施の形態１の図１１で示される実行処理のステップ１１０３の分光分布データ設定で、分光分布データがハードディスクから読み出されるタイミングと同じタイミングで読み出される。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第３の算出手段の入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したので、写真撮影に使用される光学フィルターと同等の効果が実施の形態１の色変換に加わるので、より色変換の自由度の高い画像データの色変換装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、デジタルカメラなどで撮影した画像の色を操作者が容易に補正（色変換）する用途に最適であるが、デジタルカメラの撮影画像のみならず、スキャナで取得した画像やドローソフトで描画したものをラスター画像に変換した画像など、あらゆるソースから得られたビットマップ画像の色変換に利用でき、印刷用画像、ウエッブ用画像のファイルデータの色補正の作業等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１による色変換方法が適用される色変換装置の概略の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図３】実施の形態１による色変換プログラムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１による色変換プログラムの開く処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態１による色変換方法における操作パネルの概略図である。
【図６】実施の形態１による色変換方法において、感度操作つまみの感度方向の設定状態を示す図である。
【図７】実施の形態１による色変換方法において、感度操作つまみの感度方向の設定状態を示す図である。
【図８】実施の形態１による色変換方法において、波長操作つまみの設定状態を示す図である。
【図９】実施の形態１による操作パネルのグラフィック上の操作つまみの設定状態を示す図である。
【図１０】実施の形態１による分光感度データをグラフィカルに示した図である。
【図１１】実施の形態１による色変換プログラムの実行処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態１による分光分布データをグラフィカルに示した図である。
【図１３】実施の形態１による分光反射率データをグラフィカルに示した図である。
【図１４】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデルを示した図である。
【図１５】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデル内の変換点と基準色の関係を示した図である。
【図１６】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデル内の変換点を含む等明度面と基準色の関係を示した図である。
【図１７】実施の形態１による色変換プログラムの保存処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】実施の形態２による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図１９】実施の形態４による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図２０】実施の形態５による分光透過率データをグラフィカルに示した図である。
【図２１】従来の画像データ色変換用のユーザーインターフェースの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ パーソナルコンピューター ２ デジタルカメラ
３ ディスプレイ ４ ＣＰＵ
５ メモリ ６ ハードディスク
２１ 操作画面 ２２ 画像ウィンドウ
２４ 操作パネル
５０１〜５０３ 分光感度曲線
５０４〜５０６、６０１〜６０３、７０１〜７０３ 感度つまみ
５０８〜５１２、８０１〜８０６ 波長操作つまみ
【技術分野】
【０００１】
この発明は、操作者がパーソナルコンピューターなどに表示される操作画面を操作して画像データの色成分を変換することができる画像データの色変換装置、画像データの色変換方法およびその色変換方法のプログラムを記録した記録媒体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年のデジタルカメラの普及により、銀塩による写真フィルムは使われることが少なくなった。
しかし、デジタルカメラのユーザーには、銀塩カメラのように写真フィルムを交換して写真フィルム特有の色調の変化を楽しみたいというユーザーも多い。
一方、パーソナルコンピューターによる画像処理が一般化することにより、デジタルカメラのユーザーが、自分自身で画像の色調を調整することも可能となっている。
しかし、デジタルカメラのユーザーが、自分自身で画像の色調を写真フィルム特有の色調に調整するのは、銀塩フィルムの色調が複雑であるため、従来のトーンカーブ等による色変換では希望の色調に変換するのは困難である。
従来のトーンカーブによる色変換は、おおよそ以下のような方法であった。
【０００３】
従来の画像処理プログラムなどで扱われる画像データの色変換の操作方法について、図２１を用いて説明する。
図２１は、パーソナルコンピューターなどのディスプレイ画面に表示される色変換用の操作画面の一部であり、操作者が画像データの色変換の操作を行うときに操作画面に表示されるユーザーインターフェースの一例を示したものである。
図２１において、２１０１は色成分選択手段、２１０２はトーンカーブ、２１０３は操作つまみである。
【０００４】
次に、従来の色変換の操作手順について説明する。
操作者は、再現した色彩像を見て、画像処理プログラムでパーソナルコンピューターなどのディスプレイ画面に表される画像データ（図示せず）を、変換したい色の成分を選択し、変換を加える量を指定する。
パーソナルコンピューター（単に、コンピュータとも称す）に対して操作者が色変換の指示をすると、画像処理プログラムは、元の画像を構成している画素のうち、変更したい色成分に、指定されただけの変換を加える。
例えば、夕焼けの風景を表わす色彩像の赤みを強くしたいときは、対象とする色成分は赤の色成分である。
【０００５】
具体的な色成分変換の手順はつぎのようになる。
図２１に示すユーザーインターフェースによる操作方法で、操作者は、まず色成分選択手段２１０１により、変換したい色成分を選択する。
色成分選択手段２１０１はメニュー形式になっており、色成分選択手段２１０１をクリックすることによりメニューが表示される。
色成分選択手段２１０１には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色成分が予めメニューとして登録されており、登録されている色成分の中から所望の色成分を選択する。
【０００６】
次に、選択した色系統のトーンカーブ２１０２の形状を変更し、色変換量を設定する。トーンカーブ２１０２の形状の変更は、操作つまみ２１０３を操作して行う。
なお、トーンカーブ２１０２は、色変換前の階調と、色変換後の階調を対応付けた曲線であり、トーンカーブ２１０２には操作つまみ２１０３が設置されている。
図２１では、操作つまみ２１０３は、トーンカーブ２１０２に１つ配置されているが、トーンカーブ２１０２の形状をより複雑な形状に変更するため、操作つまみ２１０３を複数個配置する場合もある。
【０００７】
操作者はトーンカーブ２１０２の操作つまみ２１０３を、マウスポインタのドラッグによって上下左右に移動させ、トーンカーブ２１０２の形状を変更することにより色変換が行われる。
図２１では、操作つまみ２１０３が初期値より左上に移動した状態で図示されている。
トーンカーブ２１０２の初期状態では、入力階調と出力階調が等しくなるため、トーンカーブ２１０２は直線となる。
【０００８】
前述した様に、操作者が画像処理プログラムでディスプレイ画面に表示される色彩像を見て、例えば、赤成分の中間階調の明るさをもっと明るい色に変換したいと考えて操作を行う場合、操作者はマウスなどを用いて、色成分選択手段２１０１によって赤成分（Ｒ）を選択する。
その後、赤成分の中間階調を明るくするため、操作つまみ２１０３をマウスによりクリックして、上側（明るさを明るくする方向）にスライドさせ、所望の位置でマウスのクリックボタンを離す。
【０００９】
画像処理プログラムは、マウスのクリックボタンが離されたのを検知し、色変換処理を行う。
画像処理プログラムは、対象となる画像データを画像データの保存されている記憶装置から１画素分読み出し、読み出した画素の選択した色成分に対し色変換を行う。
【００１０】
操作つまみ２１０３の位置によって、記憶装置から読み出した１画素の色選択手段２１０１で選択した色成分を変換するには、トーンカーブの横軸である入力軸を変換前の色成分の値、トーンカーブの縦軸である出力軸を変換後の色成分の値とすると、操作者がマウスのクリックボタンを離したときのトーンカーブ２１０２の形状によって、変換前の色成分の値と変換後の色成分の値との対応付けが行えるため、変換前の色成分を入力軸にとり、トーンカーブ２１０２を介して、対応する出力軸の値を変換後の色成分の値とする。
【００１１】
色変換された画素は、画像データの保存されている記憶装置に書き戻される。
画像処理プログラムは、画像データの全ての画素に対して同様の処理を行い、色変換処理を終了する。
操作者は同じ色成分について色変換を行いたい場合は、続けて操作つまみを操作して変換処理を行う。
別の色成分について色変換を行いたい場合は、色成分選択手段２１０１により変換を行いたい色成分を選択し、操作つまみ２１０３を操作して変換処理を行う。
操作者は、画像処理プログラムでディスプレイに表される画像データを再現した色彩像の対象部分が、所望の色になるまで色変換の操作を繰り返す。
【００１２】
従来の画像データの色変換方法は以上のように構成されているので、画像データの階調特性を操作することによって色変換することになる。
しかし、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性は、波長に対応した感度特性によって定義されているため、階調操作により、分光感度特性が、どのように設定されるのかが操作者にとって直感的に把握し難いという不都合な問題があった。
また、微妙な色彩の調整を行うために、どの色系統を選択するのかを把握しにくい場合もあり、操作者が色変換を行う際のトライ・アンド・エラーの回数が嵩みがちであった。
このような従来の画像データの色変換方法については、例えば下記の非特許文献１など
に記載されている。
【非特許文献１】エクスメディア著「Photoshop CS for Windows(登録商標) & Macintosh(登録商標) MENU MASTER」P395 株式会社エクスメディア２００４年３月８日初版発行
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解消するためになされたもので、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量の設定を視覚的にわかりやすくして、容易に色変換操作ができる画像データの色変換装置、画像データの色変換方法を提供することを目的とする。
また、この発明による画像データの色変換方法のプログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明に係る画像データの色変換装置は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、上記イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、上記第１の算出手段で算出した分光感度と上記第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えたものである。
【００１５】
また、この発明に係る画像データの色変換方法は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、上記第１の算出手順で算出した分光感度と上記第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を有したものである。
【００１６】
また、この発明に係る記録媒体は、コンピュータで読み取りが可能な記録媒体であって、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の画像データの色変換方法を実行するためのプログラムが記録されているものである。
【発明の効果】
【００１７】
この発明による画像データの色変換装置あるいは色変換方法によれば、操作者は、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量を視覚的にわかりやすく設定して色変換操作ができる。
即ち、操作者が撮像装置のイメージセンサの分光感度特性のイメージどおりに操作可能なユーザーインターフェースのディスプレイ画面表示部分を提供できるので、操作者は直感的に操作がしやすく、操作が早く行えるので、操作時間が短くて済むという効果がある。
また、この発明による記録媒体は、本発明による画像データの色変換方法のプログラムを記録しているので、その記録媒体を任意の場所に運搬して、そこに設置されたコンピュータ（例えば、パーソナルコンピューター）でプログラムを実行すれば、どこででも本発明による画像データの色変換方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面に基づいて、本発明の一実施の形態例について説明する。
実施の形態１．
図１は、実施の形態１による画像データの色変換方法が適用される色変換装置の概略構成を示す図である。
本実施の形態による色変換装置は、例えば図１に示すように、パーソナルコンピューター１とデジタルカメラ２およびディスプレイ３などの外部装置から構成されている。
また、パーソナルコンピューター１は、プログラムを動作させるＣＰＵ４と、データやプログラムを一時的に格納するメモリ５、データを保存するハードディスク６から構成されている。
【００１９】
ハードディスク６には、予めプログラムを実行させるためのオペレーティングシステムと、本発明による色変換方法を搭載した色変換プログラムが保存されている。
また、デジタルカメラ２は、パーソナルコンピューター１に常時接続されている必要は無く、デジタルカメラ２で撮影した画像データをパーソナルコンピューター１に取り込む際に接続していればよく、それ以外の時は切り離されていてもよい。
【００２０】
図２は、実施の形態１による色変換方法を搭載した色変換プログラムの操作画面の一例を示す概略図である。
なお、操作画面２１は、図１に示したパーソナルコンピューター１のディスプレイ３に表示される。
操作画面２１には、画像データを再現した色彩像を表示する画像ウィンドウ２２と、画像データをハードディスク６からメモリ５に読み込み、画像ウィンドウ２２に表示させる開くボタン２３、画像データの色変換量を操作する操作パネル２４、操作パネル２４による色変換量の設定に基づき色変換を実行する実行ボタン２５、色変換を行った画像データをハードディスク６に保存する保存ボタン２６が配置されている。また、色変換プログラムの操作終了を指示する終了ボタン２７が配置されている。
【００２１】
色変換プログラムの動作の概略を、図３のフローチャートを用いて説明する。
ハードディスク６に保存されている色変換プログラムは、図１には示してはいないが、キーボードやマウスなどの入力デバイスにより、オペレーティングシステムを介して起動させられる。
色変換プログラムの起動後、色変換プログラムは、ステップ３０１で、図１に示されるディスプレイ３に図２で示される操作画面２１を表示する。
色変換プログラムは、キーボードやマウスによって、開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７などによる操作指示をステップ３０２で判定するまで入力を待ち続ける待機状態になる。
【００２２】
開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７のいずれかの操作指示が行われた場合は、操作指示の種類に応じた処理を行う。
例えば、開くボタン２３の場合はステップ３０３の開く処理、操作パネル２４の場合は操作パネルを再描画するためのステップ３０４の操作パネルの表示、実行ボタン２５の場合はステップ３０５の実行処理、保存ボタン２６の場合はステップ３０６の保存処理が行われる。
【００２３】
各処理が終了すると、再び、開くボタン２３、操作パネル２４、実行ボタン２５、保存ボタン２６、終了ボタン２７のいずれかの操作指示が与えられるのを判定する待機状態に入る。
色変換プログラムは、終了ボタン２７による終了指示が与えられるまで上記動作を繰り返し、操作者が終了ボタン２７により終了指示を与えた場合は、色変換プログラムは終了する。
【００２４】
次に、図３のステップ３０３の開く処理について、図４のフローチャートを用いて説明する。
色変換プログラムは、開くボタン２３が押されると、操作者がデジタルカメラ２で撮影し、予めパーソナルコンピューター１のハードディスク６に、オペレーティングシステムの機能によりファイルとして保存されている画像データの中から、開く画像データのファイルを選択するため、ステップ４０１にてファイル選択画面を表示する。
ファイル選択画面にはハードディスク６内のファイル名が表示されるので、操作者は色変換を行うファイルをマウスなどで選択する。
色変換プログラムはステップ４０２で選択されたファイル名を取得し、ファイル選択画面を閉じる。
【００２５】
色変換プログラムは、ステップ４０３でＣＰＵ４を制御して、ハードディスク６からメモリ５に選択したファイルをオペレーティングシステムの機能によりオープンし、画像データを読み込み、さらにステップ４０４で操作画面２１の画像ウィンドウ２２に選択したファイルの画像データを色彩像として表示する。
以上で開く処理は終了し、図３のステップ３０２に戻る。
【００２６】
操作者は、画像ウィンドウ２２に表示された画像データを再現した色彩像を見て、色彩の変更を検討し、所望の色系統に対する色変換量を操作画面２１の操作パネル２４を用いて設定する。
【００２７】
ここで、操作パネル２４による色変換量の設定方法について説明する。
図５は、実施の形態１の色変換方法による操作パネル２４の概略図である。
操作パネル２４は、デジタルカメラに搭載されているＣＣＤなどのイメージセンサの分光感度特性をイメージした（分光感度特性を模した）分光感度曲線をグラフィック上に描画している。
分光感度曲線は、縦軸に感度、横軸に波長を表しており、曲線の縦軸方向の位置が各波長の感度を表している。表示されている波長の範囲は人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍとしている。感度方向は、感度の値の最大値を１として正規化された値で表示している。
分光感度曲線は、デジタルカメラのイメージセンサが一般的にＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三原色によって構成されているため、図５で示されるＢ（青）の分光感度曲線５０１、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０３の３本の曲線を表示している。
【００２８】
曲線の形状は、一般的なイメージセンサの感度を抽象化し、任意の中心波長を感度の最大値として、中心波長から距離が離れるほど感度が減衰する釣鐘型の形状にしている。
色変換量は、この３本の分光感度曲線の内、変換したい色系統の分光感度曲線を選択し、分光感度曲線の形状を変更することによって設定する。
【００２９】
次に、分光感度曲線の変形方法について説明する。
各分光感度曲線には、曲線の形状を変更するための操作つまみを曲線上に複数配置している。
操作つまみは、分光感度曲線の中心波長と感度の強度を操作するための感度操作つまみと、分光感度曲線の釣鐘型形状の裾の広がり具合を操作するため波長操作つまみの２種類を配置している。
【００３０】
図５に示すように、Ｂ（青）の分光感度曲線５０１にはＢ（青）の感度操作つまみ５０４、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２にはＧ（緑青）の感度操作つまみ５０５、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０３にはＲ（赤）の感度操作つまみ５０６を配置している。
また、ＲＧＢの分光感度曲線にはそれぞれ２つづつの波長操作つまみを配置しており、例えば、図５に示すように、Ｂ（青）の分光感度曲線５０１には波長操作つまみ５０７、５０８、Ｇ（緑）の分光感度曲線５０２には波長操作つまみ５０９、５１０、Ｒ（赤）の分光感度曲線５０６には波長操作つまみ５１１、５１２を配置している。
【００３１】
感度操作つまみの位置は、分光感度曲線の感度が最大値となる波長位置に配置し、波長操作つまみの位置は、感度が最大値となる波長から曲線上を波長方向に両側に進み、感度が最大値から５０％に減衰した位置に配置している。
【００３２】
Ｇの分光感度曲線を例にとって感度操作つまみの操作方法を、図６、図７を用いて説明する。
図６に示すように、初期の感度操作つまみ６０１の位置から、感度が増加する方向である上方向の感度操作つまみ６０２の位置と、感度が減少する方向である下方向の感度操作つまみ６０３の位置の上下方向に移動可能であり、各波長における感度が変化するよう曲線が変形する。
さらに、図７に示すように、初期の感度操作つまみ７０１の位置から、波長が増加する方向である右方向の感度操作つまみ７０２の位置と、波長が減少する方向である左方向の感度操作つまみ７０３の位置の左右方向にも移動可能であり、曲線の最大値や広がり具合はそのままで、中心波長の波長方向の位置が変化する。
【００３３】
同じくＧの分光感度曲線を例にとって波長操作つまみの操作方法を、図８を用いて説明する。
図８に示すように、波長操作つまみは、１つの分光感度曲線に対し初期の左の波長操作つまみ８０１の位置と、初期の右の波長操作つまみ８０２の位置に、左右に１つづつ配置しており、左右の波長操作つまみは、左右方向に移動可能である。
左右の波長操作つまみは連動しており、初期の左の波長操作つまみ８０１を左方向に移動させ、左側の広げた波長操作つまみ８０３の位置にすると、初期の右側の波長操作つまみ８０２も連動し、右側の広げた波長操作つまみ８０４の位置となる。
【００３４】
反対に初期の左の波長操作つまみ８０１を右方向に移動させ、左側の狭めた波長操作つまみ８０５の位置にすると、初期の右側の波長操作つまみ８０２も連動し、右側の狭めた波長操作つまみ８０６の位置となる。
即ち、分光感度曲線の中心波長の位置を軸として左右対象に連動して移動し、左右どちらの操作つまみを用いて設定してもよく、最大値と中心波長はそのままで、釣鐘型の曲線の「裾の広がり具合」が変化する。
【００３５】
次に、分光感度曲線の描画方法について説明する。
各分光感度曲線は、３つの操作つまみ（即ち、分光感度曲線の感度が最大値となる波長位置に配置する「感度操作つまみ」と感度が最大値から５０％に減衰した位置に配置する２つの「波長操作つまみ」）を通過するように描画するが、本実施の形態では、下記の式（１）で示されるガウス曲線の式を使用してグラフィック上に描画する。
Ｙ＝ｓ・ＥＸＰ(−（Ｘ−μ）２/（２σ２）) ・・・ （１）
ここで、Ｙは、図５における縦方向軸の感度の値（即ち、分光感度データ）、Ｘは図５における横方向軸の波長の値、ｓは感度の最大値（以下、感度ｓと称す）、μはガウス曲線の平均であり分光感度曲線の中心波長の値（以下、中心波長μと称す）、σ２はガウス曲線の分散であり分光感度曲線の広がり具合を示す値（以下、分散σ２と称す）である。
【００３６】
色変換プログラムでは、操作つまみの、操作パネルのグラフィック上の位置から、式（１）の感度ｓ、波長μおよび分散σ２の各パラメータの設定値を取得する。
図９に示すように、例えば、Ｂの分光感度曲線の場合、操作パネル２４の波長方向の１ｎｍをグラフィックのｘ軸方向の１ドットに対応させ、感度方向の最大値を１とした場合の０．００５をグラフィックのｙ軸方向の１ドットに対応させれば、描画される波長範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍは４０１ドット、感度方向の０から１は２０１ドットとなり、操作パネル２４のグラフィックを構成できる。
以上のように構成した操作パネル２４で、操作つまみ（即ち、感度操作つまみおよび波長操作つまみ）の位置は、横方向のｘ軸と縦方向のｙ軸の交点を原点としたグラフィックのｘｙ方向のドット数で表現することが出来る。
【００３７】
図９に示すように、感度操作つまみのｘ座標位置をｘ１、ｙ座標位置をｙ１、波長操作つまみのｘ座標位置をｘ２、ｙ座標位置をｙ２とすると、最大値ｓは式（２）より、中心波長μは式（３）より、分散σ２は式（４）より求められる。
波長操作つまみは左右のどちらの操作つまみを用いてもよく、本実施の形態では左側（短波長側）の操作つまみを使用する。
ｓ＝ｙ１／YMAX ・・・ （２）
μ＝ｘ１ ・・・ （３）
σ２＝−（ｘ２−μ）２／（２・ｌｎ（ｙ２／ｙ１）） ・・・ （４）
ここで、YMAXは、ｙ軸方向の最大ドット数であり、本実施の形態では、YMAXは２００である。
【００３８】
式（２）、式（３）、式（４）から求めた最大値ｓ、中心波長μ、分散σ２の値を式（１）に代入して、色変換に使用する設定値を求める。
本実施の形態では、ＲＧＢの各分光感度曲線の波長を３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔で抽出し、例えばＢの分光感度データであれば、図１０に示すように分光感度曲線上に配置された小さな黒丸が示す４１個のデータとなる。
式（１）より求めたＲの分光感度データｓｒ（ｉ）、Ｇの分光感度データｓｇ（ｉ）、Ｂの分光感度データｓｂ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］を色変換の設定値として使用する。
なお、ＲＧＢ毎に式（１）によって求めた値（即ち、Ｙ）が、ｓｒ（ｉ）、ｓｇ（ｉ）、ｓｂ（ｉ）である。
【００３９】
また、操作パネル２４は、グラフィック上に式（１）の分光感度曲線を色変換プログラムによって、ｘ座標は式（１）のＸの値から３８０を引いた値、ｙ座標は式（１）のＹの値を２００倍して整数化した値をグラフィック上にプロットして描画される。
【００４０】
また、本実施の形態では操作つまみを分光感度曲線毎に３点配置しているが、実際のイメージセンサの分光感度曲線は複雑なため、分光感度曲線上にさらに操作つまみを増やして、より実際のイメージセンサに近い複雑な曲線を描けるようにしてもよい。
また、実施の形態では、操作つまみを通過する曲線にガウス曲線を使用したが、スプライン曲線など他の方法を用いて曲線を描いても良い。
【００４１】
操作者は、操作パネル２４の操作つまみを、マウスでドラッグして移動させたり、キーボードの方向キーにより例えば左右の方向キーで波長方向に、上下の方向キーで感度方向に移動させることによって、分光感度曲線を変形し、色変換プログラムの色変換量を設定する。
【００４２】
操作つまみの移動は、操作者が操作つまみを例えばマウスをクリックして移動させ、操作者が所望の位置まで移動させた後、クリックを離す。
クリックが離されたのを検知した色変換プログラムは、図３のステップ３０２で操作指示があったことを検知し、操作パネルへの操作指示に対応したステップ３０４の操作パネル表示によって、操作つまみが移動した状態の操作パネル２４をディスプレイ上に再描画する。
【００４３】
操作者は、キーボードやマウスなどを用いて図２の操作パネル２４によって、色変換量の設定を行ったあと、実行ボタン２５を押し、画像データの色変換を実行する。
色変換プログラムは、実行ボタン２５が押されたのを検知し、図３のステップ３０５の実行処理を行う。
【００４４】
次に、図３のステップ３０５の実行処理について、図１１のフローチャートを用いて説明する。
実行処理が開始されると、図１１のステップ１１０１の操作つまみ位置検出にて、色変換プログラムは、Ｒ、Ｇ、Ｂの各分光感度曲線に配置されている感度操作つまみと波長操作つまみのグラフィック上の位置情報であるｘ値、ｙ値を取得する。
ただし、波長操作つまみは、感度操作つまみに対して左右対称な位置に２ヶ所に配置され、位置の検出は左右どちらか一方の操作つまみに対して行えばよい。
本実施の形態では、左側（短波長側）の操作つまみの位置を検出する。
各操作つまみの値は、Ｂの感度操作つまみをｘ１ｂ、ｙ１ｂ、Ｇの感度操作つまみをｘ１ｇ、ｙ１ｇ、Ｒの感度操作つまみをｘ１ｒ、ｙ１ｒ、Ｂの波長操作つまみをｘ２ｂ、ｙ２ｂ、Ｇの波長操作つまみをｘ２ｇ、ｙ２ｇ、Ｒの波長操作つまみをｘ２ｒ、ｙ２ｒとする。
【００４５】
次にステップ１１０２の分光感度データ設定にて、検出した各操作つまみのｘ値、ｙ値と、式（２）、式（３）、式（４）より、感度ｓ、中心波長μ、分散σ２の各パラメータを求め、式（１）より分光感度データを算出する。
Ｂの分光感度曲線の場合は、式（２）、式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｂ、ｙ１にｙ１ｂ、ｘ２にｘ２ｂ、ｙ２にｙ２ｂを代入する。
Ｇの分光感度曲線の場合は、式（２）式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｇ、ｙ１にｙ１ｇ、ｘ２にｘ２ｇ、ｙ２にｙ２ｇを代入する。
Ｒの分光感度曲線の場合は、式（２）、式（３）、式（４）のｘ１にｘ１ｒ、ｙ１にｙ１ｒ、ｘ２にｘ２ｒ、ｙ２にｙ２ｒを代入する。
【００４６】
算出したＲ、Ｇ、Ｂの各分光感度曲線の感度ｓ、波長μ、分散σ２を代入した式（１）に、波長３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の波長をＸに代入し、算出される４１個のＹ値を分光感度データとする。
算出したＲ、Ｇ、Ｂ毎の４１個の分光感度データを、Ｒの分光感度データｓｒ（ｉ）、Ｇの分光感度データｓｇ（ｉ）、Ｂの分光感度データｓｂ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とし、各データは一旦メモリ５に保存しておく。
【００４７】
次に、図１１のステップ１１０３の分光分布データ設定にて、本実施の形態の色変換に必要な光源の分光分布曲線のデータを準備する。
光源の分光分布曲線は、図１２に示すように、分光感度曲線と同じく、人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長範囲の光源の発光強度を曲線で表したもので、横軸に波長、縦軸に強度をとり各波長の強度をプロットしている。
強度の値は、強度の最大値を１として正規化した値とする。
分光分布データｌ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］は、分光分布曲線上の３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の４１個の強度データとする。
分光分布データｌ（ｉ）は予め、色変換プログラムと共にハードディスク６に格納されており、本ステップにて色変換プログラムがＣＰＵ４を制御してハードディスク６から読み出し、一旦メモリ５に保存しておく。
【００４８】
分光分布データｌ（ｉ）は、例えば、ＪＩＳＺ８７２０に記載されているＤ６５などの標準的な光源の分光分布の値を用いても良い。
【００４９】
次に、色変換プログラムは、ステップ１１０４にてＣＰＵ４を制御してメモリ５から、ＲＧＢ形式の画像データＲ、Ｇ、Ｂを１画素分読み出す。
ステップ１１０５にて、読み出した１画素をＲＧＢ形式から本実施の形態による色変換で使用する分光形式のデータである分光反射率データｒ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］に変換する。
分光反射率データｒ（ｉ）は、図１３に示すように、分光感度曲線と同じく、人間の可視光範囲である３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの波長範囲の「物体の各波長」の反射率を曲線で表したもので、横軸に波長、縦軸に反射率をとり各波長の反射率をグラフ化している。
分光反射率データｒ（ｉ）は、分光分布曲線上の３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの１０ｎｍ間隔の４１個の反射率データとする。反射率データは、１００％を１として正規化したデータを使用する。
【００５０】
次に、ＲＧＢ形式の画像データであるＲＧＢデータＲ、Ｇ、Ｂから分光形式の分光反射率データｒ（ｉ）への変換方法について説明する。
変換は、予め設定した色空間内で複数の基準となる色彩（基準色）を設定する。設定した基準色には、ＲＧＢデータと分光反射率データがあらかじめ対応付けされている。
色空間内の基準色と変換したい色との位置関係から、変換したい色の分光反射率データを基準色の分光反射率データから補間処理によって求める。
【００５１】
本実施の形態では、図１４に示されるＨＳＩ６角錐カラーモデル（参照：東京大学出版会、新編画像解析ハンドブック、P1187、２００４年９月１０日発行）による色空間において、ＲＧＢ値から分光反射率データへの変換を行う。
【００５２】
ＨＳＩ６角錐カラーモデルは、Ｒ（赤）、Ｍ（マゼンタ）、Ｂ（青）、Ｃ（シアン）、Ｇ（緑）、Ｙ（黄）、Ｋ（黒）を頂点とした６角錐で、６色の中心にＷ（白）を配置し、明度方向をＩ軸、彩度方向をＳ軸、色相方向をＨ軸としている。
【００５３】
本実施の形態における本色空間の基準色は、Ｒ、Ｍ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙ、Ｋ、Ｗの８色とする。
８個の基準色に対応する（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のデータは、Ｒ、Ｇ、Ｂが０から１の値をとるとすると、Ｒ＝（１、０、０）、Ｇ＝（０、１、０）、Ｂ＝（０、０、１）、Ｙ＝（１、１、０）、Ｍ＝（１、０、１）、Ｃ＝（０、１、１）、Ｋ＝（０、０、０）、Ｗ＝（１、１、１）とする。
８個の基準色に対応する分光反射率データは、例えばＪＩＳＺ８７２１に記載の標準色票などの色票から基準色に対応させる８色の色票を選択し、分光反射率を測定可能な測定器で測定したデータを用いても良い。
【００５４】
ステップ１１０４でメモリから読み出した１画素分のＲ、Ｇ、Ｂのデータを、ＨＳＩ値に変換し図１４のＨＳＩ６角錐カラーモデル上にプロットした点を変換点Ｔとする。
ＲＧＢ値からＨＳＩ値への変換方法は、以下の通りである。
Ｉ＝Ｍａｘ（Ｒ、Ｇ、Ｂ）とすると、
Ｉ＝０の場合
Ｓ＝０、Ｈ＝０ ・・・ （５）
Ｉ≠０の場合
ｉ＝Ｍｉｎ（Ｒ、Ｇ、Ｂ） ・・・ （６）
Ｓ＝（Ｉ−ｉ）／Ｉ ・・・ （７）
ｒ＝（Ｉ−Ｒ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （８）
ｇ＝（Ｉ−Ｇ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （９）
ｂ＝（Ｉ−Ｂ）／（Ｉ−ｉ） ・・・ （１０）
Ｒ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（ｂ−ｇ）／３ ・・ （１１）
Ｇ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（２＋ｒ−ｂ）／３ ・・・ （１２）
Ｂ＝Ｉの場合、Ｈ＝π（４＋ｇ−ｒ）／３ ・・・ （１３）
ただし、Ｈ＜０の場合Ｈの値に２πを加える。
【００５５】
変換色ＴのＨＳＩ値の内、Ｈの値より、ＨＳＩ６角錐カラーモデルにおいて、基準色ＷとＫを結ぶＩ軸を中心に基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃの各頂点で６角錐を分割した６つの３角錐の内、変換点Ｔが含まれる３角錐を求める。
基準色Ｒ、Ｇ、Ｂ、Ｙ、Ｍ、Ｃは、Ｒを０度として６０度（π／３）づつ均等に配置されているものとする。
【００５６】
例えば、変換点Ｔが、図１５で示される３角錐ＣＢＷＫに含まれる場合、変換点Ｔの分光反射率データを基準色Ｃ、Ｂ、Ｗ、Ｋに対応づけた分光反射率データから補間により算出する。
【００５７】
３角錐ＣＢＷＫにおいて、変換点Ｔの同一明度面と線分ＣＫ、線分ＢＫ、線分ＷＫとの交点をそれぞれ補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´とする。
補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´に対応する分光反射率データを、ｒｃ´（ｉ）、ｒｂ´（ｉ）、ｒｗ´（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とすると、補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´に対応する分光反射率データは、基準色Ｃ、Ｂ、Ｗ、Ｋの分光反射率データｒｃ（ｉ）、ｒｂ（ｉ）、ｒｗ（ｉ）、ｒｋ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］と変換点ＴのＨＳＩ値より式（１４）、式（１５）、式（１６）によって求めることができる。
ｒｃ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｃ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｃ−Ｉｋ）
・・・ （１４）
ｒｂ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｂ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｂ−Ｉｋ）
・・・ （１５）
ｒｗ´（ｉ）＝ｒｋ（ｉ）
＋（ｒｗ（ｉ）−ｒｋ（ｉ））・（Ｉｔ−Ｉｋ）／（Ｉｗ−Ｉｋ）
・・・ （１６）
なお、式（１４）〜式（１６）において、ｉ＝１〜４１である。
また、Ｉｔは変換点ＴのＩ座標、Ｉｋは基準点ＫのＩ座標、Ｉｃは基準点ＣのＩ座標、Ｉｂは基準点ＢのＩ座標、Ｉｗは基準点ＷのＩ座標である。
【００５８】
基準色Ｃ、Ｂ、Ｗの分光反射率データから変換色Ｔの分光反射率データを求めるための中間データである、補間点Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´の分光反射率データは、式（１４）、式（１５）、式（１６）のＣ、Ｂ、Ｋ、Ｗに、基準色Ｃ、Ｂ、Ｋ、Ｗの分光反射率データである３８０ｎｍから７８０ｎｍまで１０ｎｍ間隔の４１個のデータを１０ｎｍ間隔の波長毎に代入し、Ｃ´、Ｂ´、Ｗ´の４１個の分光反射率データを求める。
【００５９】
図１６は、３角錐ＣＢＷＫにおける変換点Ｔの同一明度面である三角形Ｗ´Ｃ´Ｂ´を、図１４に示すＩ軸方向から見た図である。
３角形Ｗ´Ｃ´Ｂ´において、Ｗ´を中心として、線分Ｗ´Ｃ´と線分Ｗ´Ｂ´を半径とした、弧Ｃ´Ｂ´と線分Ｗ´Ｔの延長線との交点をＨ´とする。
補間点Ｈ´に対応する分光反射率データをｒｈ´（ｉ）とすると、補間点Ｈ´に対応する分光反射率データは、補間点Ｃ´、Ｂ´に対応する分光反射率データと、Ｗ´を中心とした、Ｃ´とＴ、Ｂ´とＴの角度比から式（１７）によって求める。
ｒｈ´（ｉ）＝ｒｃ´（ｉ）
＋（ｒｂ´（ｉ）−ｒｃ´（ｉ））・∠Ｃ´Ｗ´Ｈ´／∠Ｃ´Ｗ´Ｂ´
・・・ （１７）
なお、式（１７）において、ｉ＝１〜４１である。
【００６０】
図１６において、式（１６）より求めた補間点Ｗ´と式（１７）より求めた補間点Ｈ´の分光反射率データｒｗ´（ｉ）とｒｈ´（ｉ）、変換点ＴのＳ軸方向の値Ｓｔ、補間点Ｈ´のＳ軸方向の値Ｓｈ´より、式（１８）によって変換点Ｔの分光反射率データｒ（ｉ）を求める。
ｒ（ｉ）＝ｒｗ´（ｉ）
＋（ｒｈ´（ｉ）−ｒｗ´（ｉ））・Ｓｔ／Ｓｈ´ ・・・ （１８）
なお、式（１８）において、ｉ＝１〜４１である。
以上により、図１１のステップ１１０５でメモリ５より読み出したＲＧＢデータを分光反射率データｒ（ｉ）へ変換し、再びメモリ５に保存する。
【００６１】
次にステップ１１０６で、メモリ５に一時保存した分光反射率データｒ（ｉ）と、ステップ１１０２でメモリ５に一時保存した分光感度データｓｒ（ｉ）、ｓｇ（ｉ）、ｓｂ（ｉ）、ステップ１２０３でメモリ５に一時保存した分光分布データｌ（ｉ）より、色変換後のＲＧＢ値、Ｒ´、Ｇ´、Ｂ´を求める。
【００６２】
式（１９）、式（２０）、式（２１）で示すように、分光反射データと分光感度データと分光分布データの４１個のデータから、同一波長のデータを読み出し、掛け合わせる。各波長の掛け合わせた結果をすべての波長について足し合わせ積分値を求める。
求めた積分値がとりうる最大値とＲＧＢ値の最大値が異なるため、白色の分光反射率データの積分値を、求める積分値の最大値として、求めた積分値を正規化し、ＲＧＢ値の最大値と一致させる。
Ｒ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｒ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （１９）
Ｇ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｇ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２０）
Ｂ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｂ（ｉ）・ｌ（ｉ））／
Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２１）
なお、式（１９）〜式（２１）において、ｉ＝１〜４１である。
また、Σは、ｉに１から４１までを代入した結果の和とする。
以上によって、画像データＲ、Ｇ、Ｂを画像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´に色変換する。
【００６３】
ステップ１１０７では、ＲＧＢ形式の画像データＲ´、Ｇ´、Ｂ´を再びメモリ５に書き戻す。ステップ１１０８では、ステップ１１０４からステップ１１０７までの処理を全画素に対して行ったかを判定し、まだ全画素終了していなければ、ステップ１１０４に戻り処理を続ける。全画素終了すれば実行処理は終了となる。
【００６４】
操作者は、実行処理終了後、画像ウィンドウ２２に表示される色変換後の画像データを再現した色彩像を見て、所望の色変換が行われたかを確認する。
確認後、色変換された内容と操作者の希望する色変換の内容とが一致していれば、操作画面２１の保存ボタン２６を、マウスまたはキーボード等で押し、色変換プログラムに保存の指示を行う。
保存ボタン２６が押されたのを検知した色変換プログラムは、保存処理を開始する。
【００６５】
保存処理の動作を、図１７のフローチャートを用いて説明する。
色変換プログラムは保存処理開始後、ステップ１７０１によってファイル保存画面を表示する。
ファイル保存画面は、図示はしていないが、保存するファイルのファイル名とハードディスク内の保存するディレクトリを指定するようになっている一般的なアプリケーションソフトウェアと同等なものである。
【００６６】
ステップ１７０２でユーザーが入力したファイル名とステップ１７０３でユーザーが入力した保存場所を取得し、ステップ１７０４でメモリ５から画像データを読み出し、ユーザーが入力したファイル名でユーザーが入力したハードディスク６のディレクトリにオペレーションシステムの機能を利用してファイルとして書き込み保存する。
以上によりユーザーは画像データの色変換を行うことが出来る。
【００６７】
以上説明したように、本実施の形態の形態による画像データの色変換装置は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、ユーザーインターフェース上における操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、第１の算出手段で算出した分光感度と第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えている。
【００６８】
また、本実施の形態の形態による画像データの色変換方法は、デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、第１の算出手順で算出した分光感度と第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を有している。
【００６９】
従って、本実施の形態による画像データの色変換装置あるいは色変換方法によれば、操作者は、撮像装置のイメージセンサの分光感度特性を模したユーザーインターフェースを用いることにより、色変換量を視覚的にわかりやすく設定して色変換操作ができる。
即ち、操作者が撮像装置のイメージセンサの分光感度特性のイメージどおりに操作可能なユーザーインターフェースのディスプレイ画面表示部分を提供できるので、操作者は直感的に操作がしやすく、操作が早く行えるので、操作時間が短くて済む。
【００７０】
実施の形態２．
図１８は実施形態２における色変換プログラムの操作画面である。
図１８では、実施の形態１の図２に示される色変換プログラムの操作画面に操作つまみの初期位置を選択するためのプルダウンメニュー１８０１が追加されている。
操作者がプルダウンメニュー１８０１をクリックすると、予めハードディスクなどに保存された「複数の操作つまみの初期位置データ」をプルダウン表示する。
なお、実施の形態１の場合と同様に、操作画面は図示しないパーソナルコンピューターのディスプレイに表示される。
操作者は、ディスプレイに表示された初期位置データから所望のデータを選択する。
色変換プログラムは、ハードディスクから選択した初期位置データを読み出し、操作パネルの操作つまみの位置を、読み出したデータに設定する。
プルダウンメニューによる初期設定位置の選択操作は、前掲の図３で示されるステップ３０３の開く処理等と同様に、操作画面に対し操作者が操作を行った際に行われる。
【００７１】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を「予め準備しておいた複数の初期位置」から選択できるので、操作者は操作つまみを操作することなく複数の分光感度の設定を簡便に行うことが可能な画像データの色変換装置を実現できる。
【００７２】
実施の形態３．
前述の実施の形態１では、第２の算出手段において、基準色の分光反射率を用いて画像データをＲＧＢ形式から分光反射率形式に変換している。
使用する基準色、色票などを想定しているため、実際の被写体とは分光反射率の形状が異なる。
そのため、光源の分光分布の形状によっては、色変換結果が異なることが予想される。
そこで、色変換の対象となる画像データに写っている被写体の分光反射率が既知であれば、基準色の分光反射率として代表的な被写体の分光反射率を使用すれば、画像データをＲＧＢ形式から分光反射率形式に変換する際の変換精度が高くなり、より正確な色変換を行うことが可能となる。
例えば、風景写真で、代表的な被写体である木の葉の緑色が撮影されていた場合の画像について色変換を行う場合は、基準色の緑色に「木の葉の分光反射率を」使用する。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第２の算出手段は、使用する基準色の分光反射率として代表的な被写体の分光反射率を使用するので、より色変換の精度が高い画像データの色変換装置を実現できる。
【００７４】
実施の形態４．
図１９は、実施の形態４における色変換プログラムの操作画面である。
図１９では、前述した実施の形態１の図２に示される色変換プログラムの操作画面に、光源を選択するためのプルダウンメニュー１９０１が追加されている。
操作者がプルダウンメニュー１９０１をクリックすると、予めハードディスクなどに保存された「複数の光源の分光分布データ」をプルダウン表示する。
操作者は、表示された分光分布データから所望のデータを選択する。
色変換プログラムは、ハードディスクから選択した分光分布データを読み出し、実行処理で使用する分光分布データが保存されているハードディスクに書き込む。
実行処理が行われた場合は、プルダウンメニューで選択した分光分布が使用される。
プルダウンメニュー１９０１による分光分布データの選択操作は、図３で示される「ステップ３０３の開く処理」などと同様に、操作画面に対し操作者が操作を行った際に行われる。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第３の算出手段は、使用する光源の分光分布を予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できるので、より色変換の自由度の高い画像データの色変換装置を実現できる。
【００７６】
実施の形態５．
前述した実施形態１では、第３の算出手段において、分光反射率、分光感度、分光分布の３つの分光形式データの分光積から、ＲＧＢ値を求めている。
本実施の形態では、写真撮影の際に、レンズ前面に配置し撮影画像の色補正を行うゼラチンなどの光学フィルターと同等の色補正効果を得るため、３つの分光形式データに図２１に示される分光透過率のデータを加える。
分光透過率データを、分光反射率などと同様に、「３８０ｎｍから７８０ｎｍまでの１０ｎｍ間隔で、透過率１００％を１に正規化したデータ」であるｔ（ｉ）［ｉ＝１〜４１］とすると、色変換結果であるＲ´、Ｇ´、Ｂ´を求める実施の形態１における式（１９）、式（２０）、式（２１）は、下記の式（２２）、式（２３）、式（２４）となる。
Ｒ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｒ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２２）
Ｇ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｇ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２３）
Ｂ´＝Σ（ｒ（ｉ）・ｓｂ（ｉ）・ｌ（ｉ）・ｔ（ｉ））
／Σ（ｒ（ｉ）・Ｗ（ｉ）・ｌ（ｉ）） ・・・ （２４）
なお、式（２２）〜式（２４）において、ｉ＝１〜４１である。
【００７７】
分光透過率データは、予めハードディスクに保存され、実施の形態１の図１１で示される実行処理のステップ１１０３の分光分布データ設定で、分光分布データがハードディスクから読み出されるタイミングと同じタイミングで読み出される。
【００７８】
以上説明したように、本実施の形態の形態によれば、第３の算出手段の入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したので、写真撮影に使用される光学フィルターと同等の効果が実施の形態１の色変換に加わるので、より色変換の自由度の高い画像データの色変換装置を実現できる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、デジタルカメラなどで撮影した画像の色を操作者が容易に補正（色変換）する用途に最適であるが、デジタルカメラの撮影画像のみならず、スキャナで取得した画像やドローソフトで描画したものをラスター画像に変換した画像など、あらゆるソースから得られたビットマップ画像の色変換に利用でき、印刷用画像、ウエッブ用画像のファイルデータの色補正の作業等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】実施の形態１による色変換方法が適用される色変換装置の概略の構成を示す図である。
【図２】実施の形態１による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図３】実施の形態１による色変換プログラムの動作を説明するためのフローチャートである。
【図４】実施の形態１による色変換プログラムの開く処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】実施の形態１による色変換方法における操作パネルの概略図である。
【図６】実施の形態１による色変換方法において、感度操作つまみの感度方向の設定状態を示す図である。
【図７】実施の形態１による色変換方法において、感度操作つまみの感度方向の設定状態を示す図である。
【図８】実施の形態１による色変換方法において、波長操作つまみの設定状態を示す図である。
【図９】実施の形態１による操作パネルのグラフィック上の操作つまみの設定状態を示す図である。
【図１０】実施の形態１による分光感度データをグラフィカルに示した図である。
【図１１】実施の形態１による色変換プログラムの実行処理の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態１による分光分布データをグラフィカルに示した図である。
【図１３】実施の形態１による分光反射率データをグラフィカルに示した図である。
【図１４】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデルを示した図である。
【図１５】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデル内の変換点と基準色の関係を示した図である。
【図１６】実施の形態１によるＨＳＩ６角錐カラーモデル内の変換点を含む等明度面と基準色の関係を示した図である。
【図１７】実施の形態１による色変換プログラムの保存処理動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】実施の形態２による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図１９】実施の形態４による色変換プログラムの操作画面を示す図である。
【図２０】実施の形態５による分光透過率データをグラフィカルに示した図である。
【図２１】従来の画像データ色変換用のユーザーインターフェースの一例を示す概略図である。
【符号の説明】
【００８１】
１ パーソナルコンピューター ２ デジタルカメラ
３ ディスプレイ ４ ＣＰＵ
５ メモリ ６ ハードディスク
２１ 操作画面 ２２ 画像ウィンドウ
２４ 操作パネル
５０１〜５０３ 分光感度曲線
５０４〜５０６、６０１〜６０３、７０１〜７０３ 感度つまみ
５０８〜５１２、８０１〜８０６ 波長操作つまみ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、上記イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、
上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、
上記第１の算出手段で算出した分光感度と上記第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えたことを特徴とする画像データの色変換装置。
【請求項２】
上記ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を、予め準備しておいた複数の初期位置から選択できることを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項３】
上記第２の算出手段が使用する上記基準色の分光反射率として、代表的な被写体の分光反射率を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項４】
上記第３の算出手段が使用する光源の分光分布を、予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できることを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項５】
上記第３の算出手段の入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したことを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項６】
デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、
上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、
上記第１の算出手順で算出した分光感度と上記第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を備えたことを特徴とする画像データの色変換方法。
【請求項７】
上記ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を、予め準備しておいた複数の初期位置から選択できることを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項８】
上記第２の算出手順で使用する上記基準色の分光反射率として、代表的な被写体の分光反射率を使用することを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項９】
上記第３の算出手順で使用する光源の分光分布を、予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できることを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項１０】
上記第３の算出手順における入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したことを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項１１】
コンピュータで読み取りが可能な記録媒体であって、上記請求項６〜１０のいずれか１項に記載の画像データの色変換方法を実行するためのプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【請求項１】
デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換装置であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、上記イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手段と、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手段と、
上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手段と、
上記第１の算出手段で算出した分光感度と上記第２の算出手段で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手段を備えたことを特徴とする画像データの色変換装置。
【請求項２】
上記ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を、予め準備しておいた複数の初期位置から選択できることを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項３】
上記第２の算出手段が使用する上記基準色の分光反射率として、代表的な被写体の分光反射率を使用することを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項４】
上記第３の算出手段が使用する光源の分光分布を、予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できることを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項５】
上記第３の算出手段の入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したことを特徴とする請求項１に記載の画像データの色変換装置。
【請求項６】
デジタルカメラのイメージセンサの分光感度特性を模した曲線を設け、該曲線に色変換の変換量設定用の操作つまみを配置したユーザーインターフェースを用いて色変換の変換量設定を行う色変換量設定手段を有し、上記デジタルカメラが撮像した被写体の画像データを画素毎に色変換する画像データの色変換方法であって、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、イメージセンサの分光感度特性の状態を示す表示手順と、
上記ユーザーインターフェース上における上記操作つまみの配置状態に基づいて、色変換の変換量設定の際に用いる分光感度データを算出する第１の算出手順と、
上記画像データと基準色の分光反射率に基づいて、個々の画素の分光反射率の値を算出する第２の算出手順と、
上記第１の算出手順で算出した分光感度と上記第２の算出手順で算出した分光反射率と光源の分光分布に基づいて、変換後の画像データを算出する第３の算出手順を備えたことを特徴とする画像データの色変換方法。
【請求項７】
上記ユーザーインターフェースの操作つまみの初期位置を、予め準備しておいた複数の初期位置から選択できることを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項８】
上記第２の算出手順で使用する上記基準色の分光反射率として、代表的な被写体の分光反射率を使用することを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項９】
上記第３の算出手順で使用する光源の分光分布を、予め準備しておいた複数の光源の分光分布から選択できることを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項１０】
上記第３の算出手順における入力として、光学フィルターを模した分光透過率を追加したことを特徴とする請求項６に記載の画像データの色変換方法。
【請求項１１】
コンピュータで読み取りが可能な記録媒体であって、上記請求項６〜１０のいずれか１項に記載の画像データの色変換方法を実行するためのプログラムが記録されていることを特徴とする記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１０−１０３７５８（Ｐ２０１０−１０３７５８Ａ）
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２７３２３２（Ｐ２００８−２７３２３２）
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（３９５０１３６０３）三菱電機マイコン機器ソフトウエア株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月６日（２０１０．５．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１０月２３日（２００８．１０．２３）
【出願人】（３９５０１３６０３）三菱電機マイコン機器ソフトウエア株式会社 (8)
【Ｆターム（参考）】
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