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色補正処理仕様 (Color Correction Specification)
処理の全体フロー (Overall Flow)
1. ArUco マーカー検出（DetectChart）
↓
2. チャート固定判定
↓
3. ホワイトバランス自動調整（ゲイン更新）
↓
4. TCC 変換行列の計算（CalcTcc）
↓
5. 変換行列の保存・撮影の有効化
チャート検出（DetectChart） (Chart Detection)
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．
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．
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．
TCC 変換行列の計算（CalcTcc） (TCC Matrix Calculation)
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）．
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
| 次元数 | 追加される項 |
|---|---|
| 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．
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．
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．
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．
画像の色変換（ConvertImage） (Image Color Conversion)
- 入力画像を
CV_64FC3（64bit浮動小数点3チャンネル）に変換する - 画像を1次元（ピクセル数×3）に変形（Reshape）する
- 多項式拡張（ExtendMat）でピクセル数×N 行列にする
- 変換行列（N×3）を右から掛けて変換後の値を得る
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）．
保留中の検討事項 (Open Issues on Hold)
すぐに直す必要はないが，方針を考える必要がある課題．決まったら本節から外し，仕様に反映する．
17 次元の変換で白い部分に点状のノイズ・白飛びが出る
- 状態: 保留（2026-10-09．直近の対応は不要．研究室・上流と相談して決める）
- 現象: 白色票やチャート外の白い台紙・枠など明るい白い部分で，17 次元（3 次）の変換がカメラの入力のばらつきを約 10 倍に増幅する．変換後の値が 0〜255 を外れ，上記の自動クリップで点状のノイズ・白飛び（255）になる．平均の色は合っている
- 回帰ではない: 上流 v1.6 と現行で同じ入力を通すと，変換後の画像がビット単位で一致する
- 考える必要があること: 色の再現性とノイズのどちらを優先するか．対策の候補は次のとおり（いずれも色の再現性に影響する）
- 使う次元を下げる（例: 3 次の項を使わない）
- 変換の入力・出力に制限をかける
- 色票の範囲外の明るい色を別に扱う
- 影響を受けるもの: 実機テストの白色票のしきい値（40）は，方針が決まるまで暫定
- 詳細（実測値・v1.6 との比較）: PLAN_06「17 次元の変換のノイズ」