(57)【要約】【課題】入力画像データの特性に応じた階調補正データを設定できるようにすること。【解決手段】入力画像データを読み取り（Ｓ１０）、ヒストグラムを生成する（Ｓ１００）。Ｓ４０で注目点の設定がされている場合、その注目点に基づいてヒストグラムを生成すべきマスク領域についてのヒストグラムを生成する（Ｓ１２０）。ヒストグラムのピーク数が２でなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、従来の方法に基づいて階調補正を行い、ピーク数が２である場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、生成されたヒストグラムのそれぞれのピークに対応する入力特性値を抽出し、入力特性値に対応する出力特性値をそれぞれ設定し、入力特性値と出力特性値に基づいて階調補正特性データを生成して記憶する（Ｓ１８０）。そして、入力画像データの画素値を読み取り（Ｓ１９０）、記憶された階調補正特性データに基づいて各画素の画素値を階調補正して（Ｓ２００）出力する（Ｓ２１０）。【選択図】　図３
2004015177.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データを入力する入力手段と、
その入力手段により入力された入力画像データの各画素の画素値レベルについてヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、
そのヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムにおいて特定の画素値レベルを抽出する特定画素値レベル抽出手段と、
前記ヒストグラムから前記特定の画素値レベルを除外した残余の画素値レベルのヒストグラムに基づいて少なくとも３つの入力特性値を設定する入力特性値設定手段と、
その入力特性値設定手段により設定されたそれぞれの入力特性値に対応する出力特性値を予め設定する出力特性値設定手段と、
前記入力特性値と前記出力特性値に基づいて階調補正特性データを設定する階調補正特性データ設定手段と、
前記階調補正特性データ設定手段により設定された階調補正特性データに基づいて前記入力画像データの階調補正を行う階調補正手段と、
を備えた画像信号処理装置。
【請求項２】
前記特定の画素値レベルは、前記画素値レベルの上限値及び下限値に相当する部分であることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項３】
前記特定の画素値レベルは、前記ヒストグラムにおいて突出した頻度を有する画素値レベルに相当する部分であることを特徴とする請求項１に記載の画像信号処理装置。
【請求項４】
前記入力特性値設定手段は、前記ヒストグラムが２個のピークを有する場合には、それぞれのピークに対応する入力特性値を含む少なくとも４つの入力特性値を設定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像信号処理装置。
【請求項５】
前記入力画像データのうち、前記ヒストグラムを生成する領域を指定するヒストグラム生成領域設定手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像信号処理装置。
【請求項６】
入力された入力画像データの各画素の画素値レベルについてヒストグラムを生成するステップと、
生成されたヒストグラムにおいて特定の画素値レベルを抽出するステップと、
前記ヒストグラムから前記特定の画素値レベルを除外した残余の画素値レベルのヒストグラムに基づいて少なくとも３つの入力特性値を設定するステップと、
設定されたそれぞれの入力特性値に対応する出力特性値を予め設定するステップと、
前記入力特性値と前記出力特性値に基づいて階調補正特性データを設定するステップと、
設定された階調補正特性データに基づいて前記入力画像データの階調補正を行うステップとから構成される画像信号処理方法。
【請求項７】
前記特定の画素値レベルは、前記画素値レベルの上限値及び下限値に相当する部分であることを特徴とする請求項６に記載の画像信号処理方法。
【請求項８】
前記特定の画素値レベルは、前記ヒストグラムにおいて突出した頻度を有する画素値レベルに相当する部分であることを特徴とする請求項６に記載の画像信号処理方法。
【請求項９】
前記入力特性値を設定するステップでは、前記ヒストグラムが２個のピークを有する場合には、それぞれのピークに対応する入力特性値を含む少なくとも４つの入力特性値を設定することを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載の画像信号処理方法。
【請求項１０】
前記ヒストグラムを生成するステップの前に、前記入力画像データのうち前記ヒストグラムを生成する領域を指定するステップを備えたことを特徴とする請求項６乃至９のいずれかに記載の画像信号処理方法。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像信号処理方法をコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力画像データを階調補正して出力画像データにするための画像信号処理装置、画像信号処理方法、及び画像信号処理プログラムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、デジタル画像データを入力してプリンタ等の出力装置に出力する場合、入力装置の特性と出力装置の特性とが異なるため、入力画像データにより近い出力を得るためには、あらかじめ階調補正データを設定して入力画像信号を出力画像信号に変換していた。
【０００３】
このような階調補正データの設定は、一般に以下のように行われる。まず画像データが入力されると、その画像データを構成する全画素について画素値を読み取り、画素値レベルについての発生頻度をヒストグラムに生成する。そして、ヒストグラムに基づいて入力特性値を設定する。入力特性値は、平均値、最頻値、中央値等が用いられる。次に、設定した入力特性値に対応する出力特性値を設定する。次に、生成したヒストグラムの上下を一定量（例えば１％程度）カットする。すなわち、上端値と下端値の画素値レベルを設定する。そして、入力特性値、出力特性値、上端値、下端値に基づいて階調補正データを設定する。例えば、２５６階調の場合、入力値と出力値の２次元で（入力画素値レベル＝下限値：出力画素値レベル＝０）、（入力設定値：出力設定値）、（入力画素値レベル＝上限値：出力画素値レベル＝２５５）の３点を線形に結んで設定する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、入力される画像データには写真等の自然画、コンピュータグラフィックス、文字等、様々な種類のものがあり、これらが混在する場合もある。従って、生成されるヒストグラムも様々な特徴を有している。例えば、人物の写真に文字データを添えて出力したいような場合、文字データの黒や白地部分の画素値の頻度が突出して高くなり、人物写真の部分は緩やかなヒストグラムを描くことが多い。このような場合に従来の方法に従って最頻値や平均値、中央値等を用いて入力設定値を設定すると、文字データの画素値レベルの頻度の多さに引きずられて階調補正データが設定される結果となり、人物画像の出力が暗くなりすぎる等適切にできないことが多い。
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたものであり、入力画像データの特性に応じた階調補正データを設定できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の画像信号処理装置は、画像データを入力する入力手段と、その入力手段により入力された入力画像データの各画素の画素値レベルについてヒストグラムを生成するヒストグラム生成手段と、そのヒストグラム生成手段により生成されたヒストグラムにおいて特定の画素値レベルを抽出する特定画素値レベル抽出手段と、前記ヒストグラムから前記特定の画素値レベルを除外した残余の画素値レベルのヒストグラムに基づいて少なくとも３つの入力特性値を設定する入力特性値設定手段と、その入力特性値設定手段により設定されたそれぞれの入力特性値に対応する出力特性値を予め設定する出力特性値設定手段と、前記入力特性値と前記出力特性値に基づいて階調補正特性データを設定する階調補正特性データ設定手段と、前記階調補正特性データ設定手段により設定された階調補正特性データに基づいて前記入力画像データの階調補正を行う階調補正手段とを備えている。
【０００６】
この構成の画像信号処理装置は、入力画像により近い好ましい出力画像を得るための階調補正を行うためのものである。入力された入力画像データの画素値レベルについてヒストグラムを生成し、その中の特定の画素値レベルを抽出する。入力画像データは、文字データ、コンピュータグラフィックス、写真等の各種の画像データを含むものである。また、特定の画素値レベルとしては、例えば文字データの部分に頻出する白や黒を表す画素値レベル等、ヒストグラムの特性値を左右するような画素値レベルが考えられる。そして、その抽出した画素値レベルを除外した画素値レベルのヒストグラムについて入力特性値を設定する。入力特性値としては、まず、生成したヒストグラムの上下を一定量（例えば１％程度）カットした、上端値と下端値の画素値レベルの２つに加えて、ヒストグラムを用いた処理をする場合に周知の平均値、最頻値、中央値等から選択した値等を用いる。そして、入力画像データを出力する出力機器の特性から、設定した入力特性値に対応する出力特性値を設定する。出力特性値は、予め出力機器の特性に合わせて設定しておいても良いし、操作者が設定できるように構成してもよい。次いで、これらの入力特性値と出力特性値とに基づいて、個々の入力画素値を出力用の画素値に変換するための階調補正特性データを設定する。そして、この階調補正特性データに基づいて入力画像データの階調補正を行う。従って、例えば文字データと写真データの混在する入力画像データの場合のように画素値レベルの頻度分布に偏りがある場合であっても、例えば黒や白のように、頻度の際だって高い画素値レベルをあらかじめ除外したヒストグラムから最頻値等の入力特性値を設定することができ、入力特性値や対応する出力特性値が特殊な画素値レベルの頻度数にひきずられることがなく、これらに基づいた階調補正が適切に行われる。
【０００７】
請求項２に記載の画像信号処理装置は、請求項１に記載の画像信号処理装置の構成に加え、前記特定の画素値レベルは、前記画素値レベルの上限値及び下限値に相当する部分であることを特徴とする。
【０００８】
この構成の画像信号処理装置では、請求項１に記載の画像信号処理装置の作用に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で突出する黒と白、すなわち画素値レベルの上限値及び下限値をヒストグラムから除外して以後の処理を行う。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力が得られる。
【０００９】
請求項３に記載の画像信号処理装置は、請求項１に記載の画像信号処理装置の構成に加え、前記特定の画素値レベルは、前記ヒストグラムにおいて突出した頻度を有する画素値レベルに相当する部分であることを特徴とする。
【００１０】
この構成の画像信号処理装置では、請求項１に記載の画像信号処理装置の作用に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で影付やグラデーション等の装飾をした場合に特定の画素値レベルの頻度が突出することがあるが、このような画素値レベルを除外してヒストグラムの入力特性値を設定する。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力が得られる。
【００１１】
請求項４に記載の画像信号処理装置は、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像信号処理装置の構成に加え、前記入力特性値設定手段は、前記ヒストグラムが２個のピークを有する場合には、それぞれのピークに対応する入力特性値を含む少なくとも４つの入力特性値を設定することを特徴とする。
【００１２】
この構成の画像信号処理装置では、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像信号処理装置の作用に加え、入力画像データに人物写真が含まれるような場合、髪の色と肌の色に相当する画素値レベルにそれぞれピークが発生する。このような場合にはそれぞれのピークに対応させて複数の入力特性値を設定すれば、入力画像の特性に応じた階調補正がなされる。
【００１３】
請求項５に記載の画像信号処理装置は、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像信号処理装置の構成に加え、前記入力画像データのうち、前記ヒストグラムを生成する領域を指定するヒストグラム生成領域設定手段を備えたことを特徴とする。
【００１４】
この構成の画像信号処理装置では、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像信号処理装置の作用に加え、階調補正を特に行いたい写真等の自然画データの部分をヒストグラム生成領域として指定する。これにより、複雑な入力画像データであってもより適切な階調補正を行い、より自然な出力が得られる。
【００１５】
請求項６に記載の画像信号処理方法は、入力された入力画像データの各画素の画素値レベルについてヒストグラムを生成するステップと、生成されたヒストグラムにおいて特定の画素値レベルを抽出するステップと、前記ヒストグラムから前記特定の画素値レベルを除外した残余の画素値レベルのヒストグラムに基づいて少なくとも３つの入力特性値を設定するステップと、設定されたそれぞれの入力特性値に対応する出力特性値を予め設定するステップと、前記入力特性値と前記出力特性値に基づいて階調補正特性データを設定するステップと、設定された階調補正特性データに基づいて前記入力画像データの階調補正を行うステップとから構成される。
【００１６】
この構成の画像信号処理方法は、入力画像により近い好ましい出力画像を得るための階調補正を行うためのものである。入力された入力画像データの画素値レベルについてヒストグラムを生成し、その中の特定の画素値レベルを抽出する。入力画像データは、文字データ、コンピュータグラフィックス、写真等の各種の画像データを含むものである。また、特定の画素値レベルとしては、例えば文字データの部分に頻出する白や黒を表す画素値レベル等、ヒストグラムの特性値を左右するような画素値レベルが考えられる。そして、その抽出した画素値レベルを除外した画素値レベルのヒストグラムについて入力特性値を設定する。入力特性値としては、まず、生成したヒストグラムの上下を一定量（例えば１％程度）カットした、上端値と下端値の画素値レベルの２つに加えて、ヒストグラムを用いた処理をする場合に周知の平均値、最頻値、中央値等から選択した値等を用いる。そして、入力画像データを出力する出力機器の特性から、設定した入力特性値に対応する出力特性値を設定する。出力特性値は、予め出力機器の特性に合わせて設定しておいても良いし、操作者が設定できるように構成してもよい。次いで、これらの入力特性値と出力特性値とに基づいて、個々の入力画素値を出力用の画素値に変換するための階調補正特性データを設定する。そして、この階調補正特性データに基づいて入力画像データの階調補正を行う。従って、例えば文字データと写真データの混在する入力画像データの場合のように画素値レベルの頻度分布に偏りがある場合であっても、例えば黒や白のように、頻度の際だって高い画素値レベルをあらかじめ除外したヒストグラムから最頻値等の入力特性値を設定することができ、入力特性値や対応する出力特性値が特殊な画素値レベルの頻度数にひきずられることがなく、これらに基づいた階調補正が適切に行われる。
【００１７】
請求項７に記載の画像信号処理方法は、請求項６に記載の画像信号処理方法の構成に加え、前記特定の画素値レベルは、前記画素値レベルの上限値及び下限値に相当する部分であることを特徴とする。
【００１８】
この構成の画像信号処理方法では、請求項６に記載の画像信号処理方法の作用に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で突出する黒と白、すなわち画素値レベルの上限値及び下限値をヒストグラムから除外して以後の処理を行う。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力が得られる。
【００１９】
請求項８に記載の画像信号処理方法は、請求項６に記載の画像信号処理方法の構成に加え、前記特定の画素値レベルは、前記ヒストグラムにおいて突出した頻度を有する画素値レベルに相当する部分であることを特徴とする。
【００２０】
この構成の画像信号処理方法では、請求項６に記載の画像信号処理方法の作用に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で影付やグラデーション等の装飾をした場合に特定の画素値レベルの頻度が突出することがあるが、このような画素値レベルを除外してヒストグラムの入力特性値を設定する。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力が得られる。
【００２１】
請求項９に記載の画像信号処理方法は、請求項６乃至８のいずれかに記載の画像信号処理方法の構成に加え、前記入力特性値を設定するステップでは、前記ヒストグラムが２個のピークを有する場合には、それぞれのピークに対応する入力特性値を含む少なくとも４つの入力特性値を設定することを特徴とする。
【００２２】
この構成の画像信号処理方法では、請求項６乃至８のいずれかに記載の画像信号処理方法の作用に加え、入力画像データに人物写真が含まれるような場合、髪の色と肌の色に相当する画素値レベルにそれぞれピークが発生する。このような場合にはそれぞれのピークに対応させて複数の入力特性値を設定すれば、入力画像の特性に応じた階調補正がなされる。
【００２３】
請求項１０に記載の画像信号処理方法は、請求項６乃至９のいずれかに記載の画像信号処理方法の構成に加え、前記ヒストグラムを生成するステップの前に、前記入力画像データのうち前記ヒストグラムを生成する領域を指定するステップを備えたことを特徴とする。
【００２４】
この構成の画像信号処理方法では、請求項６乃至９のいずれかに記載の画像信号処理方法の作用に加え、階調補正を特に行いたい写真等の自然画データの部分をヒストグラム生成領域として指定する。これにより、複雑な入力画像データであってもより適切な階調補正を行い、より自然な出力が得られる。
【００２５】
請求項１１に記載のプログラムは、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像信号処理方法をコンピュータに実行させる。この構成のプログラムでは、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像信号処理方法の作用を奏することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。本実施形態の画像信号処理装置は、画像信号処理プログラムを搭載し、これを実行するコンピュータにより構成されている。図１は、本実施形態の画像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の画像信号処理装置を構成するコンピュータ１０は、周知のパーソナルコンピュータの一般的な構成からなり、文字や各種の操作指令などを入力するためのキーボード１８やマウス２０、入力された結果等を表示するモニタ１２とを備え、階調補正処理された画像データを出力するためのプリンタ１４に接続されている。また、コンピュータ１０には、フレキシブルディスク（ＦＤ）２２の内容を読み取るフレキシブルディスクドライブ（ＦＤＤ）３６、ＣＤ−ＲＯＭ２３の内容を読み取るＣＤ−ＲＯＭドライブ３７が搭載されている。
【００２７】
また、コンピュータ１０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ３０を中心にバスにより相互に接続されたＲＯＭ３１、ＲＡＭ３２、表示画像メモリ３３、マウスインタフェース３４、キーボードインタフェース３５、ビデオコントローラ３８、及びプリンタインタフェース３９を備えている。
【００２８】
ＲＯＭ３１は、内蔵されている各種プログラム等を記憶する読み出し専用のメモリである。ＲＡＭ３２は、実行中のプログラムを一時的に記憶したり、各種データ等を記憶する読み出し・書き込み可能なメモリである。表示画像メモリ３３は、モニタ１２に表示する画像の画像データを記憶するメモリである。マウスインターフェース３４は、マウス２０とのデータ等のやりとりを司るインターフェースである。キーボードインターフェース３５は、キーボード１８からのキー入力を司るインターフェースである。ビデオコントローラ３８は、表示画像メモリ３３に記憶される表示画像データに基づいてモニタ１２における画像の表示を制御するコントローラである。プリンタインターフェース３９は、プリンタ１４へのデータの出力を制御するインタフェースである。
【００２９】
コンピュータ１０のオペレーティングシステム４１は、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）４０に記憶されており、コンピュータ１０に電源を投入すると、ＨＤＤ４０のブートブロックに書き込まれたブートローダに従ってＲＡＭ３２の所定の領域にロードされる。また、ＨＤＤ４０には、本発明の画像信号処理プログラム４２が記憶されており、画像信号処理プログラム４２が起動され、ＲＡＭ３２に読み込まれ、これをＣＰＵ３０が実行することにより、本発明の画像信号処理が行われる。尚、本実施形態においては画像信号処理プログラム４２はＨＤＤ４０に記憶されているが、ＲＯＭ３１に記憶されていてもよいし、ＣＤ−ＲＯＭ２３に記憶され、ＣＤ−ＲＯＭドライブ３７から読み込まれて実行されるように構成してもよい。さらに、コンピュータ１０をネットワークに接続し、ネットワーク上のサーバから画像信号処理プログラム４２をダウンロードして実行するようにしてもよい。
【００３０】
次に、図２はＲＡＭ３２の構成を模式的に示した図である。ＲＡＭ３２には、図２に示すように、オペレーティングシステム４１が使用するワークエリア（図示せず）の他、本実施形態の画像信号処理に必要な領域として位置情報記憶領域３２１、入力特性値記憶領域３２２、出力特性値記憶領域３２３、階調補正データ記憶領域３２４、ピーク数記憶領域３２５、マスク特性値記憶領域３２６、マスク領域記憶領域３２７の各領域が用意されている。位置情報記憶領域３２１には、ユーザが階調補正を行いたい領域の中心として指定する注目点の位置情報が記憶される。入力特性値記憶領域３２２には、生成したヒストグラムから抽出した入力特性値が記憶される。出力特性値記憶領域３２３には、入力特性値に対応する出力特性値が記憶される。階調補正データ記憶領域３２４には、入力特性値と出力特性値に基づいて算出された階調補正特性データが記憶される。ピーク数記憶領域３２５には、生成されたヒストグラムのピーク数が記憶される。マスク特性値記憶領域３２６には、指定された注目点からどの範囲をヒストグラム生成領域として取り出す（マスクする）かを示すマスク特性値が記憶される。マスク領域記憶領域３２７には、マスク領域に該当する画素の位置情報が記憶される。
【００３１】
以上説明した構成を有するコンピュータ１０による画像信号処理について、図３〜図５のフローチャート、図６の入力画像データ例及び図７のヒストグラム例を用いて説明する。図３は、画像信号処理の全体のフローチャート、図４はマスク領域の設定処理の詳細を説明するフローチャート、図５は、ヒストグラムの補正処理の詳細を説明するフローチャートである。また、図６は、人物写真の入力画像データ例であり、（ａ）は髪の多い写真の例、（ｂ）は髪の少ない写真の例である。図７は、図６の（ａ），（ｂ）それぞれの入力画像データについて生成されたヒストグラム例である。
【００３２】
図３に示すように、まず入力画像データを読み取る（Ｓ１０）。例えば、図６の（ａ），（ｂ）に示すような画像データが入力される。そして、位置情報を記憶させる変数であるＣｏｕｎｔ変数を初期化して０にする（Ｓ２０）。次いで、マウス２０によりボタンが押されたり、キーボード１８のファンクションキーが操作される等、何らかの指示がなされたかどうかを判断する（Ｓ３０）。操作がない場合には（Ｓ３０：ＮＯ）、操作があるまで待機する。操作があった場合には（Ｓ３０：ＹＥＳ）、注目点の設定指示かどうかを判断する（Ｓ４０）。注目点の設定は、操作者によりヒストグラム処理を行う画像領域を設定する場合に行われるものである。注目点の設定であれば（Ｓ４０：ＹＥＳ）、マウスがクリックされる等して設定された点の位置情報［Ｘ（Ｃｏｕｎｔ），　Ｙ（Ｃｏｕｎｔ）］をＲＡＭ３２の位置情報記憶領域３２１に記憶する（Ｓ５０）。そして、Ｃｏｕｎｔ変数を１インクリメントし（Ｓ６０）、Ｓ３０に戻ってキー操作を待つ。注目点の設定でなければ（Ｓ４０：ＮＯ）、出力指示かどうかを判断する（Ｓ７０）。出力指示でない場合には（Ｓ７０：ＮＯ）、その他の処理を行い（Ｓ８０）、処理を終了する。
【００３３】
出力指示がなされた場合には（Ｓ７０：ＹＥＳ）、Ｃｏｕｎｔ変数が０かどうかを判断する（Ｓ９０）。Ｃｏｕｎｔ変数が０の場合は（Ｓ９０：ＹＥＳ）、Ｓ４０で注目点の設定がなされていないので、そのまま全画像領域についてヒストグラムを生成する（Ｓ１００）。Ｃｏｕｎｔ変数が０でない場合は（Ｓ９０：ＮＯ）、Ｓ４０で注目点の設定がされているので、その注目点に基づいてヒストグラムを生成すべき領域（マスク領域）を設定し（Ｓ１１０）、マスク領域についてのヒストグラムを生成する（Ｓ１２０）。ヒストグラムを生成すべきマスク領域の設定処理の詳細については後述する。ヒストグラムは、例えば図７のような形で生成される。図７は、図６の写真画像から生成されたヒストグラムであるが、画素値の上限値２５５のレベルが背景の白地部分を示し、頻度が突出している。また、（ａ），（ｂ）ともにピークが２つ存在するヒストグラムになっているが、左側のピークは髪の色、右側のピークは肌の色を示している。
【００３４】
全領域についてヒストグラムが生成された場合も、マスク領域のみについてヒストグラムを生成した場合にも、生成されたヒストグラムについて必要な補正処理を行う（Ｓ１３０）。そして、ヒストグラム補正処理において記憶されたヒストグラムのピーク数が２であるかどうかを判断する（Ｓ１４０）。ピーク数が２の場合、入力画像データが人物の写真である可能性が高く、それぞれのピークに対応した階調補正を行うことが効果的である。ピーク数が２でなければ（Ｓ１４０：ＮＯ）、従来の方法に基づいて階調補正を行い（Ｓ１５０）、結果を出力して（Ｓ２１０）処理を終了する。
【００３５】
ピーク数が２である場合には（Ｓ１４０：ＹＥＳ）、生成されたヒストグラムのそれぞれのピークに対応する入力特性値を抽出し、入力特性値記憶領域３２２に記憶する（Ｓ１６０）。入力特性値は、本実施形態では、ヒストグラムの補正処理において求めた各ピークの頻度、すなわち最頻値と、生成したヒストグラムの上下を一定量（例えば１％程度）カットした、上端値と下端値の画素値レベルの４点を用いている。最頻値に代えて、ピーク毎に切り分けた領域の中央値や平均値を用いてもよい。その場合、ヒストグラムをピークに対応させて切り分ける必要があるが、ピークとピークの間の極小値を求めて、その極小値に相当する画素値レベルで切り分ければよい。
【００３６】
次に、設定した４点の入力特性値に対応する出力特性値をそれぞれ設定し、出力特性値記憶領域３２３に記憶する（Ｓ１７０）。次に、入力特性値と出力特性値に基づいて階調補正特性データを生成して、階調補正特性データ記憶領域３２４に記憶する（Ｓ１８０）。例えば、２５６階調の場合、入力値と出力値の２次元で各入力特性値と出力特性値の４点を線形に結ぶことにより生成する。そして、入力画像データの画素値を読み取り（Ｓ１９０）、記憶された階調補正特性データに基づいて各画素の画素値を階調補正して（Ｓ２００）、出力し（Ｓ２１０）、処理を終了する。
【００３７】
次に、図３のＳ１１０で行われるマスク領域の設定処理について図４に基づき詳細に説明する。まず、図３のＳ３０でユーザにより指定された位置からどれだけの範囲をマスクするかをマスク特性値として算出する（Ｓ１１１０）。ここでは、矩形領域をマスクする場合を想定している。中心点からＸ方向の距離をΔｘ、中心点からＹ方向の距離をΔｙとして求める。具体的には、全画像領域をＸ，Ｙとして、変数Ｃｏｕｎｔに記憶されているユーザが注目点として指定した数でＸ，Ｙを除し、その値に予め設定した係数Ｋｘ，Ｋｙを乗じて算出する。係数はユーザが設定できるように構成してもよい。次に、各画素（ｘ，ｙ）について順にマスク領域内であるかどうかを判定していく。まずｙに０を代入し（Ｓ１１２０）、ｘに０を代入する（Ｓ１１３０）。そして、現在処理中の画素（ｘ，ｙ）がマスク領域内にあるかどうかを判定する（Ｓ１１４０）。
【００３８】
マスク領域内かどうかの判定は、次の（１）〜（４）の４つの条件を満たしているかどうかによって判定する。（１）中心点Ｘ（Ｃｏｕｎｔ）−Δｘ≦ｘ，（２）ｘ≦Ｘ（Ｃｏｕｎｔ）＋Δｘ，（３）中心点Ｙ（Ｃｏｕｎｔ）−Δｙ≦ｙ，（４）ｙ≦Ｙ（Ｃｏｕｎｔ）＋Δｙ　マスク領域内に位置していなければ（Ｓ１１４０：ＮＯ）、ｘをインクリメントし（Ｓ１１５０）、Ｓ１１４０に戻って次の画素についてマスク領域内かどうかの判定を行なう。マスク領域内であれば（Ｓ１１４０：ＹＥＳ）、その位置をマスク領域記憶領域３２７に記憶し（Ｓ１１６０）、ｘの値が全画像領域Ｘに達したかどうかを判断して（Ｓ１１７０）、ｘの値がＸに達するまで（Ｓ１１７０：ＮＯ）、ｘをインクリメントしながら（Ｓ１１５０）、Ｓ１１４０〜Ｓ１１７０を繰り返す。ｘが全画像領域Ｘに達したら、全画素について判定が終了したか（ｘ≧Ｘ，ｙ≧Ｙ）を判断する（Ｓ１１８０）。まだ終了でなければ（Ｓ１１８０：ＮＯ）、ｙをインクリメントして（Ｓ１１９０）、Ｓ１１４０に戻って次の画素についてマスク領域内かどうかの判定を行なう。全画素について判定が終了したら（Ｓ１１８０：ＹＥＳ）、マスク処理を終了してメインルーチンに戻る。
【００３９】
次に、図３のＳ１３０で行われるヒストグラムの補正処理について図５に基づき詳細に説明する。まず、白と黒の画素値レベル（本実施形態は、２５６階調の場合であるから、０と２５５）の頻度を０に設定する（Ｓ１３１０）。これは、白地部分と文字データ部分（黒）については頻度が突出するが、これらを含めて階調補正の元となるヒストグラムを作成したのでは、これらの特殊性に引きずられて自然画の階調補正処理がうまくいかないため、予めヒストグラムを生成する前に取り除いておくものである。例えば、図７に示すヒストグラムの場合、白地部分の頻度が突出している。このままで例えば最頻値を入力特性値とした場合、白の画素値レベル（２５５）が最頻値となり、これに基づいて出力特性値を設定し、階調補正データを生成しても、人物画像については階調補正が適切に行われなくなるおそれがある。次いで、処理を行う画素値レベルｉを１に設定する（Ｓ１３２０）。
【００４０】
次に、処理中の画素値レベルの１つ前の画素値レベルの頻度（Ｈ（ｉ−１））と、処理中の画素値レベルの次の画素値レベルの頻度（Ｈ（ｉ＋１））の平均値（ＡＶＥ）を算出する（Ｓ１３３０）。そして、処理中の画素値レベルの頻度（Ｈ（ｉ））とＳ１３３０で算出された平均値ＡＶＥの差分を平均値ＡＶＥで除したものが予め設定した閾値Ｔよりも大きいかどうかを判断する（Ｓ１３４０）。閾値Ｔよりも小さい場合には、処理中の画素値レベルの頻度は突出していないので、ｉを１インクリメントして（Ｓ１３５０）、Ｓ１３３０に戻り、次の画素値レベルについての処理を行う。
【００４１】
閾値Ｔよりも大きい場合には、処理中の画素値レベルの頻度が前後の画素値に比べて突出していると判断できる。従って、文字データの影付等、自然画以外の特殊要因によるものとして、ヒストグラムへの影響を排除するため、この画素値レベルの頻度にＳ１３３０で算出した平均値ＡＶＥを代入する（Ｓ１３６０）。これにより、処理中の画素値レベルに前後の画素値レベルの頻度に相応した頻度が代入され、頻度の突出は解除される。
【００４２】
そして、ｉを１インクリメントして（Ｓ１３７０）、ｉの値が２５４に達したかどうかを判断し（Ｓ１３８０）、ｉの値が２５４に達するまで（Ｓ１３８０：ＮＯ）、すなわち、０と２５５を除く全ての画素値レベルについて、Ｓ１３３０〜Ｓ１３７０の処理を繰り返す。Ｓ１３１０において０と２５５の画素値レベルについては頻度を０に設定しているので、処理をする必要はない。
【００４３】
ｉの値が２５４になったら（Ｓ１３８０：ＹＥＳ）、ヒストグラムのピークの数を判定するために、１〜１０までのｎ次関数を求める処理を行う。まずｎ＝１に設定し（Ｓ１３９０）、ｎ次関数を求め（Ｓ１４００）、その関数の理論値とヒストグラムの誤差を算出して記憶する（Ｓ１４１０）。そして、ｎを１インクリメントして（Ｓ１４２０）、ｎの値が１０に達するまで（Ｓ１４３０：ＮＯ）、Ｓ１４００〜Ｓ１４２０の処理を繰り返す。ｎの値が１０になったら（Ｓ１４３０：ＹＥＳ）、Ｓ１４１０において算出され、記憶された誤差が最も小さかったｎ次関数を、ヒストグラムの形状に最も近いｎ次関数として抽出する（Ｓ１４４０）。次いで、抽出されたｎ次関数が、入力０〜２５５の範囲にいくつピークを有するかを判定する（Ｓ１４５０）。そして、判定されたピークの数をヒストグラムのピーク数としてピーク数記憶領域３２５に記憶し（Ｓ１４６０）、ヒストグラムの補正処理を終了してメインルーチンに戻る。例えば、図７のようなヒストグラムの場合、ピーク数は２として記憶される。
【００４４】
以上説明したように、本実施形態の画像処理装置によれば、生成されたヒストグラムの補正処理を行い、入力画像データに適した階調補正を行うことができる。具体的には、まず、ヒストグラム生成前に、頻度が突出する文字データの黒や背景の白の画素値レベルの頻度を０に設定し、文字データ以外の自然画等のみでヒストグラムを生成する。これにより、ヒストグラムの最頻値、中央値、平均値等を用いる入力特性値を適切な数値にすることができる。また、ヒストグラムにピークが２つ存在する場合には、これを髪の色と肌の色を有する人物の写真であると判断し、それぞれのピークに対応させてヒストグラムを切り分け、入力特性値を増やすことにより、さらに入力画像データの特性にあった階調補正データを生成できる。さらに、ヒストグラムを生成して階調補正を行いたいのは、自然画データに限定される場合が多いことから、操作者に事前にヒストグラムを生成すべき領域を指定させ、その生成されたヒストグラムを上記のように補正して、さらに適切な階調補正を行うこともできる。
【００４５】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、請求項１に記載の画像信号処理装置によれば、入力された入力画像データの画素値レベルについてヒストグラムを生成し、その中の特定の画素値レベルを抽出する。そして、その抽出した画素値レベルを除外した画素値レベルのヒストグラムについて入力特性値を設定する。そして、入力画像データを出力する出力機器の特性から、設定した入力特性値に対応する出力特性値を設定する。出力特性値は、予め出力機器の特性に合わせて設定しておいてもよいし、操作者が設定できるように構成してもよい。次いで、これらの入力特性値と出力特性値とに基づいて、個々の入力画素値を出力用の画素値に変換するための階調補正特性データを設定する。そして、この階調補正特性データに基づいて入力画像データの階調補正を行う。従って、例えば文字データと写真データの混在する入力画像データの場合のように画素値レベルの頻度分布に偏りがある場合であっても、例えば黒や白のように、頻度の際だって高い画素値レベルをあらかじめ除外したヒストグラムから最頻値等の入力特性値を設定することができ、入力特性値や対応する出力特性値が特殊な画素値レベルの頻度数にひきずられることがなく、これらに基づいた階調補正を適切に行うことができる。
【００４６】
請求項２に記載の画像信号処理装置によれば、請求項１に記載の画像信号処理装置の効果に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で突出する黒と白、すなわち画素値レベルの上限値及び下限値をヒストグラムから除外して以後の処理を行う。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力を得ることができる。
【００４７】
請求項３に記載の画像信号処理装置によれば、請求項１に記載の画像信号処理装置の効果に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で影付やグラデーション等の装飾をした場合に特定の画素値レベルの頻度が突出することがあるが、このような画素値レベルを除外してヒストグラムの入力特性値を設定する。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力を得ることができる。
【００４８】
請求項４に記載の画像信号処理装置によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の画像信号処理装置の効果に加え、入力画像データに人物写真が含まれるような場合、髪の色と肌の色に相当する画素値レベルにそれぞれピークが発生する。このような場合にはそれぞれのピークに対応させて複数の入力特性値を設定すれば、入力画像の特性に応じた階調補正を行うことができる。
【００４９】
請求項５に記載の画像信号処理装置によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の画像信号処理装置の効果に加え、階調補正を特に行いたい写真等の自然画データの部分をヒストグラム生成領域として指定する。これにより、複雑な入力画像データであってもより適切な階調補正を行い、より自然な出力を得ることができる。
【００５０】
請求項６に記載の画像信号処理方法によれば、入力された入力画像データの画素値レベルについてヒストグラムを生成し、その中の特定の画素値レベルを抽出する。そして、その抽出した画素値レベルを除外した画素値レベルのヒストグラムについて入力特性値を設定する。そして、入力画像データを出力する出力機器の特性から、設定した入力特性値に対応する出力特性値を設定する。出力特性値は、予め出力機器の特性に合わせて設定しておいても良いし、操作者が設定できるように構成してもよい。次いで、これらの入力特性値と出力特性値とに基づいて、個々の入力画素値を出力用の画素値に変換するための階調補正特性データを設定する。そして、この階調補正特性データに基づいて入力画像データの階調補正を行う。従って、例えば文字データと写真データの混在する入力画像データの場合のように画素値レベルの頻度分布に偏りがある場合であっても、例えば黒や白のように、頻度の際だって高い画素値レベルをあらかじめ除外したヒストグラムから最頻値等の入力特性値を設定することができ、入力特性値や対応する出力特性値が特殊な画素値レベルの頻度数にひきずられることがなく、これらに基づいた階調補正を適切に行うことができる。
【００５１】
請求項７に記載の画像信号処理方法によれば、請求項６に記載の画像信号処理方法の効果に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で突出する黒と白、すなわち画素値レベルの上限値及び下限値をヒストグラムから除外して以後の処理を行う。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力を得ることができる。
【００５２】
請求項８に記載の画像信号処理方法によれば、請求項６に記載の画像信号処理方法の効果に加え、入力画像データに文字データと自然画データが混在する場合等に、文字データの部分で影付やグラデーション等の装飾をした場合に特定の画素値レベルの頻度が突出することがあるが、このような画素値レベルを除外してヒストグラムの入力特性値を設定する。従って、文字データの画素値レベルの頻度に引きずられることなく、自然画データの画素値レベルについてのヒストグラムに基づいた階調補正を行うことができ、より自然な出力を得ることができる。
【００５３】
請求項９に記載の画像信号処理方法によれば、請求項６乃至８のいずれかに記載の画像信号処理方法の効果に加え、入力画像データに人物写真が含まれるような場合、髪の色と肌の色に相当する画素値レベルにそれぞれピークが発生する。このような場合にはそれぞれのピークに対応させて複数の入力特性値を設定すれば、入力画像の特性に応じた階調補正を行うことができる。。
【００５４】
請求項１０に記載の画像信号処理方法によれば、請求項６乃至９のいずれかに記載の画像信号処理方法の効果に加え、階調補正を特に行いたい写真等の自然画データの部分をヒストグラム生成領域として指定する。これにより、複雑な入力画像データであってもより適切な階調補正を行い、より自然な出力を得ることができる。
【００５５】
請求項１１に記載のプログラムによれば、請求項６乃至１０のいずれかに記載の画像信号処理方法の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像信号処理装置の概略構成を示すブロック図である。
【図２】ＲＡＭ３２の構成を模式的に示した図である。
【図３】画像信号処理の全体のフローチャートである。
【図４】マスク領域の設定処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図５】ヒストグラムの補正処理の詳細を説明するフローチャートである。
【図６】人物写真の入力画像データ例である。（ａ）は髪の多い写真の例、（ｂ）は髪の少ない写真の例である。
【図７】図６の（ａ），（ｂ）それぞれの入力画像データについて生成されたヒストグラム例である。
【符号の説明】
１０　　コンピュータ
１２　　モニタ
１４　　プリンタ
１８　　キーボード
２０　　マウス
２２　　フレキシブルディスク
２３　　ＣＤ−ＲＯＭ
３０　　ＣＰＵ
３１　　ＲＯＭ
３２　　ＲＡＭ
３６　　フレキシブルディスクドライブ
３７　　ＣＤ−ＲＯＭドライブ
４０　　ハードディスクドライブ
３２１　位置情報記憶領域
３２２　入力特性値記憶領域
３２３　出力特性値記憶領域
３２４　階調補正データ記憶領域
３２５　ピーク数記憶領域
３２６　マスク特性値記憶領域
３２７　マスク領域記憶領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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