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色補正処理仕様 (Color Correction Specification)
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1. 処理の全体フロー (Overall Flow)
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1. ArUco マーカー検出(DetectChart)
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2. チャート固定判定
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3. ホワイトバランス自動調整(ゲイン更新)
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4. TCC 変換行列の計算(CalcTcc)
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5. 変換行列の保存・撮影の有効化
2. チャート検出(DetectChart) (Chart Detection)
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2-1. ArUco マーカー検出
・辞書: Dict4X4_50(4×4 ビット,50種)
・使用マーカー ID: 40(チャート上端),41(チャート下端)
・両方のマーカーが検出できない場合は処理をスキップする.
・ID40 の Y 座標が ID41 より大きい場合(上下逆)は警告を表示する.
2-2. チャート固定判定
・ID40 の検出座標と前フレームの座標の距離を計算する.
・距離 < `Calib/ChartSetCriteria` が `Calib/ChartSetCount` フレーム連続したら固定と判断する.
・動きを検出したらカウントをリセットする.
2-3. ホモグラフィ計算とチャートマスク作成
・2つのマーカーの角点(計8点)からホモグラフィ行列を計算する.
・ホモグラフィで画像を 1545×810 px に正面化する.
・正面化画像上で 24 色票の ROI を定義し(6列×4行,各 80×80 px),
元の画像座標系に逆変換してマスクを生成する.
・生成したマスクを `_chartMasks` リスト(インデックス 0〜23)に格納する.
3. TCC 変換行列の計算(CalcTcc) (TCC Matrix Calculation)
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3-1. チャート RGB 値の取得
・`_chartMasks` を使って 24 パッチの平均 RGB 値を測定する(24×3 行列).
3-2. 多項式拡張(ExtendMat)
・3チャンネル(R,G,B)を指定の次元数に拡張する.
■ 次元数と項の対応
- 4 (1次式): 1, R, G, B
- 10 (2次式): + RG, RB, GB, R², G², B²
- 17 (3次式): + R²B, R²G, G²R, G²B, B²R, B²G, RGB
・各項は `ExtendChannels` テーブルで定義した3チャンネルの積として計算する.
3-3. 変換行列の算出(CalcConvertMatrix)
・拡張行列(24×N)と目標行列(24×3)から最小二乗法(SVD分解)で変換行列(N×3)を算出する.
・`Cv2.Solve(..., DecompTypes.SVD)` を使用する.
3-4. 算出する変換行列の種類
・RGB→sRGB: カメラ RGB から sRGB への変換行列
・RGB→XYZ: カメラ RGB から XYZ 色空間への変換行列
・sRGB→XYZ: sRGB から XYZ 色空間への変換行列
・各行列は指定した次元数ぶん計算・保存される.
3-5. TCC参照値ファイル
・`tcc_srgb.csv`: 24色票の標準 sRGB 値(24×3 行列)
・`tcc_xyz.csv`: 24色票の標準 XYZ 値(24×3 行列)
・アプリ起動時に読み込み,`CameraBase` に保持する.
4. 画像の色変換(ConvertImage) (Image Color Conversion)
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1. 入力画像を `CV_64FC3`(64bit浮動小数点3チャンネル)に変換する
2. 画像を1次元(ピクセル数×3)に変形(Reshape)する
3. 多項式拡張(ExtendMat)でピクセル数×N 行列にする
4. 変換行列(N×3)を右から掛けて変換後の値を得る
5. `CV_8UC3`(8bit整数)に変換して出力する
・変換後の値は 0〜255 の範囲に自動クリップされる(`ConvertTo` による飽和).