(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力されるカラー画像データに対して所定の属性に関する補正を施す画像処理装置において、
互いに相関を有する第１の属性と第２の属性について各々補正を施すための第１及び第２の補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、
前記入力されるカラー画像データを分析して第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果と前記パラメータ出力手段によって出力される第１及び第２の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データの補正に適用すべき第３の補正パラメータを算出するパラメータ演算手段と、
前記パラメータ演算手段によって算出された第３の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データを補正する補正手段とを具備し、
前記パラメータ演算手段は、前記第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いが高い場合には、前記第２の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出し、前記第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いが低い場合には、前記第１の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
入力されるカラー画像データに対して明度と彩度の補正を施す画像処理装置において、
彩度の補正に対応した第１の補正パラメータを出力する第１のパラメータ出力手段と、
明度の補正に対応した第２の補正パラメータを出力する第２のパラメータ出力手段と、
前記入力されるカラー画像データの色属性を分析して明度に対する彩度の相対的な度合いを検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果と前記第１及び第２のパラメータ出力手段によって出力される第１及び第２の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データの補正に適用すべき第３の補正パラメータを算出するパラメータ演算手段と、
前記パラメータ演算手段によって算出された第３の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データを補正する補正手段とを具備し、
前記パラメータ演算手段は、明度に対する彩度の相対的な度合いが高い場合には、前記第１の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出し、明度に対する彩度の相対的な度合いが低い場合には、前記第２の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】
前記パラメータ演算手段は、第１の補正パラメータと第２の補正パラメータの重み付け加算によって得られる第３の補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記パラメータ演算手段は、第１の補正パラメータと第２の補正パラメータの重み付け乗算によって得られる第３の補正パラメータを算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記パラメータ出力手段は、画素毎の第１及び第２の補正パラメータを出力し、
前記検出手段は、画素毎に第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いを検出し、
前記パラメータ演算手段は、前記検出手段による画素毎の検出結果と前記パラメータ出力手段によって出力される画素毎の第１及び第２の補正パラメータに基づいて画素毎に前記入力されるカラー画像データの補正に適用すべき第３の補正パラメータを算出し、
前記補正手段は、前記パラメータ演算手段によって算出された画素毎の第３の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データを画素毎に補正することを特徴とする請求項１ないし４いずれかに記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像の特性に応じて補正を行う画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、デジタル画像の明度および彩度を補正する技術として、ＬＵＴ（Look Up Table）と呼ばれる階調変換テーブルを用いて補正を行う技術が知られている。
この種の技術では、通常その画像の種類によって予めシステム内の記憶媒体に複数のＬＵＴを記憶しておき、入力画像に補正が必要な場合にその画像に適したＬＵＴを選択して実行したり、あるいは入力画像の特徴量や性質を解析して自動的にＬＵＴを作成して実行する。
これにより、コントラストや露光、彩度、カラーバランス等の様々な種類の補正が実現できる。
【０００３】
ところで、複数のＬＵＴを用いて補正を行う場合、直列にＬＵＴを作用させる場合と、並列にＬＵＴを作用させる場合の二通りが考えられる。
図７は、ＬＵＴを直列に作用させる場合の構成を示したブロック図である。この例では、２種類の補正ＬＵＴを用いて入力ＲＧＢ画像の露光補正とコントラスト補正を行う。
【０００４】
ＬＵＴを直列に配置する場合は、ＬＵＴを１つのＬＵＴに統合することができる。例えばｎ種類のＬＵＴがあった場合に、補正ＬＵＴ１〜ＬＵＴｎをｆ１（ｘ）〜ｆｎ（ｘ）と表すとすると、これらｎ個のＬＵＴを統合した統合補正ＬＵＴｆｔ（ｘ）は数式１で表現することができる。
【数１】
0003671616.tif 000002
なお、式中ｘは入力階調値を、ｎはＬＵＴ数を示している。
【０００５】
図７では、２つのＬＵＴを用いているので、露光補正用ＬＵＴをｆ１（ｘ）、コントラスト補正用ＬＵＴをｆ２（Ｘ）とすると、統合補正用ＬＵＴｆｔ（ｘ）は数式２のようになる。
【数２】
0003671616.tif 000003
このように、ＬＵＴを統合することで、ＬＵＴのみで式が構成でき、簡素なシステムの構築が可能となる。
【０００６】
また、図８は、ＬＵＴを並列に作用させる場合の構成を示したブロック図である。この例では、２種類の補正ＬＵＴを用いて入力ＲＧＢ画像の明度補正と彩度補正を行う。
この方法では、例えば明度・彩度・色相などの複数ある補正要素をそれぞれ独立して補正することができ、各補正要素は各々に適したＬＵＴを作用させる。そのために、まず、入力したＲＧＢ画像を、色相Ｈ・彩度Ｓ・明度Ｖ画像に色空間変換を行い、明度Ｖと彩度Ｓを独立に扱えるようにする。そして明度Ｖと彩度Ｓを各々に適したＬＵＴで補正し、その後、色空間逆変換を行い補正後のＨＳＶ画像をＲＧＢ画像に変換する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述の２つの補正方法には以下のような問題があった。
まず、ＬＵＴを直列に作用させる方法では、後ろのＬＵＴは前のＬＵＴの影響を必ず受けるという問題がある。例えば、入力ＲＧＢ画像に明度を補正するＬＵＴと彩度を補正するＬＵＴを直列に作用させた場合は、ＲＧＢ色空間では明度と彩度を独立して操作することができないため、明度を補正した時点で彩度も変化してしまう。そして、更に彩度補正を実行することとなり、最終的な出力画像は、明度・彩度ともに過強調されたものとなり、所望の出力画像とは異なってしまう。
従って、ＬＵＴを直列に作用させる場合、ＬＵＴ同士の影響の少ない組み合わせ、例えば露光補正とコントラスト補正のような組み合わせによらなければ、所望する補正を行うことができなかった。
【０００８】
また、ＬＵＴを並列に作用させる方法では、ＬＵＴ同士の影響を考慮する必要はないが、色空間変換などの補正要素を独立に扱えるような処理をしなければならないため、システムの構成が複雑となり演算量も増すという問題があった。
【０００９】
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、比較的簡易なシステムによって画像に適した補正が実現できる画像処理装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述した問題を解決するために本発明は、入力されるカラー画像データに対して所定の属性に関する補正を施す画像処理装置において、互いに相関を有する第１の属性と第２の属性について各々補正を施すための第１及び第２の補正パラメータを出力するパラメータ出力手段と、前記入力されるカラー画像データを分析して第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いを検出する検出手段と、前記検出手段による検出結果と前記パラメータ出力手段によって出力される第１及び第２の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データの補正に適用すべき第３の補正パラメータを算出するパラメータ演算手段と、前記パラメータ演算手段によって算出された第３の補正パラメータに基づいて前記入力されるカラー画像データを補正する補正手段とを具備し、
前記パラメータ演算手段は、前記第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いが高い場合には、前記第２の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出し、前記第１の属性値に対する第２の属性値の相対的な度合いが低い場合には、前記第１の補正パラメータの寄与分の高い前記第３の補正パラメータを算出することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
１．第１実施形態
第１実施形態では、明度および彩度の２つの属性を補正するＬＵＴ（パラメータ）を用いて、入力ＲＧＢ画像全体のカラー度合い（明度に対する彩度の相対的な度合い）に応じて設定された１つのＬＵＴ（パラメータ）用いて補正を行う場合を例に説明する。
【００１２】
１−１．第１実施形態の構成
図１は、第１実施形態の構成を示したブロック図である。図示するように本実施形態は、画像入力装置１０１、明度算出部１０２、彩度算出部１０３、明度補正用ＬＵＴ作成部１０４、彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５、係数設定部１０６、補正ＬＵＴ統合部１０７、階調補正部１０８、および画像出力装置１０９によって構成されている。
【００１３】
以下各処理部について説明する。
画像入力装置１０１は、被補正画像を入力するための装置であり、例えばスキャナなどのデジタル多値画像入力機器やメモリ等である。
明度算出部１０２および彩度算出部１０３は、各々入力画像から明度および彩度を算出する。
明度補正用ＬＵＴ作成部１０４および彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５は、算出された明度および彩度の特徴を解析して、自動的に各々の補正用ＬＵＴを作成する。
係数設定部１０６は、２つのＬＵＴを統合するための重み係数を算出し、補正ＬＵＴ統合部１０７は、算出された重み係数を用いて、明度補正用ＬＵＴ作成部１０４および彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５で作成された２つのＬＵＴを統合して、１つの統合補正ＬＵＴを作成する。
階調補正部１０８は、統合補正ＬＵＴを用いて階調補正を実行する。
画像出力装置１０９は、補正後の画像を出力する装置であって、例えばプリンタ等の画像出力機器や、メモリ等である。
【００１４】
１−２．第１実施形態の動作
次に、上記構成を有する画像処理装置の動作について説明する。図２は、第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
最初に、画像入力装置１０１からＲＧＢデジタル多値画像が供給される（Ｓ２０１）。画像は、メモリに予め格納されている画像でよいし、スキャナや画像読み取り機能を搭載したデジタル複写機から画像をスキャンインしたものでもよい。
【００１５】
本実施形態において入力画像を補正するための処理は、予走査と本走査に大別できる。予走査は、予め画像全体の特徴量に応じた補正用ＬＵＴを作成するための処理である。本走査は、作成された補正用ＬＵＴを用いて補正を実行する処理である。
【００１６】
まず、予走査について詳述する。明度算出部１０２および彩度算出部１０３では、画像入力装置１０１から供給されたＲＧＢ画像データから、数式３を用いて明度Ｙおよび彩度Ｃを算出する（Ｓ２０２）。
【数３】
0003671616.tif 000004
ここで、式中ｍｉｎ（）は最小値を示す関数を、ｍａｘ（）は最大値を示す関数を表し、Ｒｉ，Ｇｉ，Ｂｉはｉ番目の画素のＲＧＢの画素値を示し、Ｙｉ，Ｃｉは、ｉ番目の画素の明度、彩度をそれぞれ示している。
【００１７】
図３は、明度Ｙおよび彩度Ｃの概念を示した図である。数式３および図３に示すように、明度Ｙは、三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素値の中で最小の値で示され、その画素がどのくらい明るいかを示す値となる。
彩度Ｃは、三原色Ｒ、Ｇ、Ｂの各画素値の中の最大値と最小値の差で示され、色の飽和度を示す値となる。すなわち、最大値と最小値の差が少ない場合は、色合いが少なく（彩度は低い）、最大値と最小値の差が大きい場合は、鮮やか（彩度は高い）になる。
【００１８】
次に、明度補正用ＬＵＴ作成部１０４および彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５では、算出された明度Ｙおよび彩度Ｃを用いて、画像の特徴を解析し、自動的に明度および彩度の補正用ＬＵＴを作成する（Ｓ２０３）。
自動的に補正用ＬＵＴを作成する方法としては、累積ヒストグラムを正規化した曲線をＬＵＴとして提供する方法や、ヒストグラム平坦化、あるいはダイナミックレンジ変換等の公知技術を用いる。また、撮影条件や画像の種類などの画像情報を外部から入力し、入力画像の階調の最小値、最大値、平均値等の特徴量と上記外部入力情報からＬＵＴを作成することも可能である。
【００１９】
一方、補正用ＬＵＴの作成と並行して、係数設定部１０６では、補正用ＬＵＴを統合する際の重み係数αを数式４を用いて設定する（Ｓ２０４）。
【数４】
0003671616.tif 000005
式中ＲＡＴＥｉは、ｉ番目の画素における明度に対する彩度の相対的な度合いを示す特徴量である（図３参照）。また、αはＲＡＴＥｉの画像全体の平均値である。明度に対する彩度の相対的な度合いが高いと、より彩りの鮮やかな画像となり、低いと、色味が少なく白黒（グレイ）に近い画像となる。画像全体の平均値を算出する場合、補正対象画像の全画素についてＲＡＴＥｉを算出し総計をメモリに格納し、αを算出する。そのため、図１に示す、明度補正用ＬＵＴ作成部１０４、彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５および係数設定部１０６は、図示しないメモリに双方向バスで接続され、ＬＵＴ作成に必要なデータの授受を行っている。
【００２０】
本実施形態では、明度に対する彩度の相対的な度合いを示す特徴量αを２つのＬＵＴを統合するときの重み係数として用いることで、画像に適した統合補正ＬＵＴを作成する（Ｓ２０５）。
すなわち、ＬＵＴ統合部１０７では、明度補正用ＬＵＴ作成部１０４および彩度補正用ＬＵＴ作成部１０５で作成した２つの補正用ＬＵＴを、係数設定部１０６で設定した重み係数αを用いて、数式５を用いて１つの統合補正ＬＵＴを作成する。
【数５】
0003671616.tif 000006
ここで、図４は、ＬＵＴ統合の概念を示した図である。統合補正ＬＵＴは、重み係数αが１に近い（明度に対する彩度の相対的な度合いが高い）場合は彩度補正用ＬＵＴに近いものとなり、重み係数αが０に近い（明度に対する彩度の相対的な度合いが低い）場合は明度補正用ＬＵＴに近いものとなる。
【００２１】
次に本走査について説明する。階調補正部１０８では、補正ＬＵＴ統合部１０７で作成された統合補正ＬＵＴを用いて、画像入力装置１０１から供給される入力ＲＧＢ画像の補正を実行する（Ｓ２０６）。
そして、画像出力装置１０９では、階調補正部１０８で補正された画像を出力する（Ｓ１０７）。
【００２２】
このように、入力画像全体がどの程度明度に対する彩度の相対的な度合いが高いかを数値化し、それを重み係数とすることでＬＵＴ統合を行い、全画素に対して１つの統合補正ＬＵＴを用いる。これにより、入力画像全体の明度に対する彩度の相対的な度合いに応じた明度および彩度の補正を行うことができる。また、ＲＧＢ画像をＨＳＶ画像に色空間変換する必要がないため、比較的簡易なシステム構成で画像の特徴に応じた補正を行うことができる。
【００２３】
２．第２実施形態
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態は、１画素毎に補正を実行する例である。すなわち、ＬＵＴ統合の重み係数αを画素毎に設定し、予め作成されている明度および彩度補正用ＬＵＴを統合して補正を行う。そのため、第１実施形態のように画像全体の明度に対する彩度の相対的な度合いを数値化する処理（予走査）は行わない。
【００２４】
図５は、第２実施形態の構成を示したブロック図である。なお、第１実施形態と同様の処理部については同一符号を付し説明を省略する。
第２実施形態では、明度および彩度補正用ＬＵＴはメモリ１１０に予め記憶されている。
【００２５】
また、係数設定部１０６では、第１実施形態同様に各画素の彩度成分の割合ＲＡＴＥｉを算出するが、画像全体の平均値は算出せず、ＲＡＴＥｉをその画素の重み係数αｉとする。
【００２６】
階調補正部１０８は、画像入力装置１０１から供給される入力画像に直接補正を実行する。すなわち、係数設定部１０６で設定された重み係数αｉ（ｉ番目の画素の重み係数）およびメモリ１１０に予め記憶されている明度および彩度補正用ＬＵＴを用いて、数式６により補正を行う。
【数６】
0003671616.tif 000007
【００２７】
このように第２実施形態では、画素毎に補正を実行するため、統合補正ＬＵＴを作成する必要が無く、メモリの削減ができ、また、予走査を行うことなく補正処理を実行することができる。
【００２８】
３．変形例
なお、本発明は既述した実施形態に限定されるものではなく、以下のような各種の変形が可能である。
【００２９】
（１）第１実施形態では、補正ＬＵＴ統合部１０７は、数式５を用いて２つのＬＵＴを統合したが、次に示す数式７を用いてもよい。図６は、数式７を用いたＬＵＴ統合の概念を示した図である。
同様に、第２実施形態でも、数式６の代わりに数式７を用いることが可能である。この場合、数式７中αをαｉと、ｘをｘｉとする。
【数７】
0003671616.tif 000008
【００３０】
（２）実施形態では、ＲＧＢ画像を用いて説明したが、これに限定されず、例えばＹＭＣ画像などの他の色空間画像を用いることも可能である。
また、補正する属性は明度および彩度に限らず、例えばコントラストおよび露光のように、互いに相関を有する属性であれば同様に実施可能である。
【００３１】
（３）実施形態では、ＬＵＴを統合することにより補正を行ったが、ＬＵＴではなく線形の式を用いても同様に実施可能である。
【００３２】
（４）第２実施形態では、明度および彩度補正用ＬＵＴは予め作成されたものを用いたが、用いるＬＵＴを画像の種類等によって複数のＬＵＴから任意に選択できるようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、比較的簡易なシステムによって画像に適した補正が実現できる画像処理装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１実施形態の構成を示したブロック図である。
【図２】  第１実施形態の動作を示すフローチャートである。
【図３】  明度Ｙおよび彩度Ｃの概念を示した図である。
【図４】  ＬＵＴ統合の概念を示した図である。
【図５】  第２実施形態の構成を示したブロック図である。
【図６】  数式７を用いたＬＵＴ統合の概念を示した図である。
【図７】  ＬＵＴを直列に作用させる場合の構成を示したブロック図である。
【図８】  ＬＵＴを並列に作用させる場合の構成を示したブロック図である。
【符号の説明】
１０１……画像入力装置、
１０２……明度算出部、１０３……彩度算出部、１０４……明度補正用ＬＵＴ作成部、１０５……彩度補正用ＬＵＴ作成部（パラメータ出力手段）、
１０６……係数設定部（検出手段）、
１０７……補正ＬＵＴ統合部（パラメータ演算手段）、
１０８……階階調補正部（補正手段）、
１０９……画像出力装置、
１１０……メモリ
【図１】
0003671616.tif 000009
【図２】
0003671616.tif 000010
【図３】
0003671616.tif 000011
【図４】
0003671616.tif 000012
【図５】
0003671616.tif 000013
【図６】
0003671616.tif 000014
【図７】
0003671616.tif 000015
【図８】
0003671616.tif 000016