(57)【要約】【課題】カラー画像における特定色の分布を考慮して、領域ごとに特定色調整を行うと、処理が複雑であるために処理時間が長くなってしまう。【解決手段】画像解析部３内のヒストグラム作成部３１において、カラー画像の特定色範囲内の画素についての輝度ヒストグラムを作成し、ハイライト／シャドーポイント算出部３２において該ヒストグラムに基づき、特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントを算出する。そしてコントラスト補正部５において、特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントに基づいて、カラー画像に対する輝度補正を行う。ヒストグラム作成部３１はさらに、特定色範囲内の画素についての輝度毎の最高彩度を算出し、彩度補正部６は該最高彩度に基づいて、カラー画像に対する彩度補正を行う。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像において、特定色範囲内の画素についての輝度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、
前記ヒストグラムに基づき、前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントを算出する輝度ポイント算出手段と、
前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントに基づき、前記カラー画像に対する輝度補正を行う輝度補正手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記輝度補正手段は、前記ハイライトポイント及びシャドーポイント間における階調がリニアとなるように、前記カラー画像に対する輝度補正を行うことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記輝度ポイント算出手段は、前記特定色範囲内において、最高輝度からカウントして所定数の画素が含まれる輝度範囲の最低輝度をハイライトポイントとして算出し、最低輝度からカウントして所定数の画素が含まれる輝度範囲の最高輝度をシャドーポイントとして算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記所定数は、前記特定色範囲内における全画素数の所定割合分に相当する画素数であることを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
さらに、前記特定色範囲内の画素についての輝度毎の最高彩度を算出する最高彩度算出手段と、
前記最高彩度に基づいて、前記カラー画像に対する彩度補正を行う彩度補正手段と、
を有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記彩度補正手段は、前記最高彩度が所定値以上であれば、彩度補正を行わないことを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記彩度補正手段は、前記最高彩度が所定値以上であれば、彩度を低下させるように補正することを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記彩度補正手段は、前記最高彩度が所定値以上である輝度と所定値未満である輝度とで、彩度補正方法を異ならせることを特徴とする請求項５記載の画像処理装置。
【請求項９】
前記所定値は、色つぶれの発生する彩度値であることを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記ヒストグラム作成手段は、前記カラー画像の全画素についての輝度ヒストグラムをさらに作成し、
前記輝度ポイント算出手段は、前記カラー画像の全画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントをさらに算出し、
前記輝度補正手段は、前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントと、前記カラー画像の全画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントに基づき、前記カラー画像に対する輝度補正を行う
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項１１】
カラー画像において、特定色範囲内の画素についての輝度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成工程と、
前記ヒストグラムに基づき、前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントを算出する輝度ポイント算出工程と、
前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントに基づき、前記カラー画像に対する輝度補正を行う輝度補正工程と、
を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１２】
さらに、前記特定色範囲内の画素についての輝度毎の最高彩度を算出する最高彩度算出工程と、
前記最高彩度に基づいて、前記カラー画像に対する彩度補正を行う彩度補正工程と、
を有することを特徴とする請求項１１記載の画像処理方法。
【請求項１３】
コンピュータ上で動作することによって、該コンピュータを請求項１乃至１０のいずれかに記載の画像処理装置として動作させることを特徴とするプログラム。
【請求項１４】
請求項１３記載のプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像処理装置およびその方法に関し、特に、画像内における特定色の分布を考慮した色調整を行う画像処理装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラや安価なカラープリンタの普及に伴い、デジタルカメラで撮影した画像を、簡便にカラー印刷する要求がある。そのため、撮影画像に対して色補正を施す画像処理装置のニーズが高まりつつある。
【０００３】
撮影したカラー画像に対する色補正処理を行う場合に、例えば人物像であればその肌色が最も良い状態で再現されるように、画像中の特定色の分布を考慮した補正を行いたいという要求がある。
【０００４】
従来の、肌色などの特定色の分布を考慮した色調整（以降、特定色調整と称する）を行う画像処理装置においては、特定色の分布領域の検出、画像の小領域への分割、あるいは着目領域の特定、等の処理を行って、領域ごとに特性を変えた調整を実行していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の、領域ごとに特定色調整を行う画像処理装置においては、きめ細かな調整ができる反面、処理が複雑であるために処理時間が長くなってしまうという問題があった。従って、特定色調整処理を高速化したい場合には専用回路等を備える必要があり、装置が高価になってしまうという欠点があった。
【０００６】
本発明は、上述した問題を解決するためになされたものであり、特定色を良好に再現するための色調整を安価な構成で高速に可能とする画像処理装置およびその方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための一手段として、本発明の画像処理装置は以下の構成を備える。
【０００８】
すなわち、カラー画像において、特定色範囲内の画素についての輝度ヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段と、前記ヒストグラムに基づき、前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントを算出する輝度ポイント算出手段と、前記特定色範囲内の画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントに基づき、前記カラー画像に対する輝度補正を行う輝度補正手段と、を有することを特徴とする。
【０００９】
さらに、前記特定色範囲内の画素についての輝度毎の最高彩度を算出する最高彩度算出手段と、前記最高彩度に基づいて、前記カラー画像に対する彩度補正を行う彩度補正手段と、を有することを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１１】
図１は、本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。同図において、１が画像処理装置本体を示し、ＲＧＢ各８ビットの画像データを入力し、ＲＧＢ各８ビットの画像データを出力する。
【００１２】
画像処理装置１は、第１色空間変換部２、画像解析部３、色差補正部４、コントラスト補正部５、彩度補正部６、第２色空間変換部７より構成され、ＲＧＢの入力画像データに対して色補正を施し、ＲＧＢ画像データを出力する。以下、画像処理装置１内の各構成における処理ついて詳細に説明する。
【００１３】
●第１の色空間変換処理
第１色空間変換部２は、入力画像データをＲＧＢからＹＩＱの形式へ、下式に従って変換する。
【００１４】
【数１】
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【００１５】
●画像解析処理
画像解析部３は、ヒストグラム作成部３１とハイライト／シャドーポイント算出部３２からなる。以下、これら各構成における処理について説明する。
【００１６】
・ヒストグラム作成処理
ヒストグラム作成部３１は、第１色空間変換部２から出力されるＹＣｒＣｂデータを入力として画像データの解析を行い、輝度ヒストグラムと各輝度のＩ，Ｑ値の合計、特定色に属する画素の輝度ヒストグラム、及び特定色に属する画素の彩度情報の、各輝度における最大値、を算出する。
【００１７】
図２に示すフローチャートを参照して、ヒストグラム作成部３１における処理について詳細に説明する。
【００１８】
まずステップＳ１００において、初期化処理を行う。具体的には、画像全体の輝度ヒストグラムを格納する配列ＨＹ［ｉ］（ｉ＝０〜２５５）、輝度毎の色差値（Ｉ，Ｑ値）の合計を格納する配列ＨＩ［ｉ］，ＨＱ［ｉ］（ｉ＝０〜２５５）、特定色の輝度ヒストグラムを格納する配列ＨＮ［ｉ］（ｉ＝０〜２５５）、及び特定色の彩度情報の最大値を格納する変数Ｓｍａｘ［ｉ］（ｉ＝０〜２５５）を、全て０に設定する。
【００１９】
次にステップＳ１０１において、全ての画素についての処理が終了したか否かを判定し、終了していれば処理を終えるが、未終了であればステップＳ１０２で１画素分（着目画素）のＹＩＱデータを入力する。そしてステップＳ１０３でＨＹ［Ｙ］に１を加算することによって画像全体のヒストグラムを更新し、ＨＩ［Ｙ］，ＨＱ［Ｙ］にそれぞれＩ値，Ｑ値を加算する。
【００２０】
次にステップＳ１０４において、着目画素が特定色に属するか否かを判定する。ここで図３に、本実施形態において予め設定されている、ＩＱ平面上における特定色の範囲例を示す。すなわち、着目画素が図３のドットで示される範囲に含まれていれば、該画素は特定色に属すると判定される。以降、特定色に属する画素を、「特定色画素」と称する。着目画素が特定色画素でない場合には次の画素を処理するためにステップＳ１０１に戻るが、特定色画素であればステップＳ１０５でＨＮ［Ｙ］に１を加算することによって、特定色のヒストグラムを更新する。
【００２１】
次に、ステップＳ１０６で着目画素の彩度情報Ｓ（Ｉ，Ｑ）を、これまでの最大彩度値Ｓｍａｘ［Ｙ］と比較する。Ｓ（Ｉ，Ｑ）のほうが大きければステップＳ１０７に進み、特定色の最大彩度値Ｓｍａｘ［Ｙ］をＳ（Ｉ，Ｑ）に設定する。
【００２２】
そして、次の画素を処理するためにステップＳ１０１に戻り、全画素の処理が終了するまで、上記ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の処理を繰り返す。
【００２３】
図４に、ヒストグラム作成部３１において作成された輝度ヒストグラムの一例を示す。同図において横軸は輝度値を示し、０から２５５の値をとる。また、縦軸は画素数を示し、グラフ４１及び４２はそれぞれ、画像全体及び特定色のヒストグラムを示す。
【００２４】
・ハイライト／シャドーポイント算出処理
ハイライト／シャドーポイント算出部３２は、画像を構成する全画素、及び特定色画素のそれぞれに対して、最大輝度値から１％分の画素における輝度の最小値、及び最小輝度値から１％分の画素における輝度の最大値を、輝度ヒストグラム作成部において作成されたヒストグラムに基づいて、それぞれ算出する。
【００２５】
図５に示すフローチャートを参照して、ハイライト／シャドーポイント算出部３２における処理について詳細に説明する。なお、本フローチャートで示すＨＹ［ｉ］及びＨＮ［ｉ］はそれぞれ、上述したヒストグラム作成部３１において作成された、画像全体及び特定色の輝度ヒストグラムの配列を示す。
【００２６】
まずステップＳ３０１において、画像全体のハイライトポイントを設定するために、画素数をカウントする変数ｍ、総画素数の１％（以下、「１％画素数」とする）を示す変数ｎ、輝度値を示す変数Ｙを、以下のように初期化する。
【００２７】
ｍ　＝　０
ｎ　＝　全体の１％画素数
Ｙ　＝　２５５
ここで１％画素数は、上述したヒストグラムで作成されたヒストグラムに基づき、予め算出されているものとする。
【００２８】
次にステップＳ３０２において、輝度Ｙにおけるヒストグラム値ＨＹ［Ｙ］を画素数ｍに加算し、輝度Ｙから１を減じる。そして、ステップＳ３０３で画素数ｍが１％画素数ｎ以上になる、または輝度Ｙが０より小さくなるまで、ステップＳ３０２の処理を繰り返す。
【００２９】
ステップＳ３０３において画素数ｍが１％画素数ｎ以上になったらステップＳ３０４に進み、この時点で、画像全体において最高輝度からカウントして１％画素数番目に相当する画素の含まれる輝度値Ｙが算出されているため、画像全体のハイライトポイントＷをＹに設定する。そして次に、画像全体のシャドーポイントを設定するために、画素数をカウントする変数ｍ、輝度値を示す変数Ｙを、以下のように初期化する。
【００３０】
ｍ　＝　０
Ｙ　＝　０
次にステップＳ３０５において、輝度Ｙにおけるヒストグラム値ＨＹ［Ｙ］を画素数ｍに加算し、輝度Ｙに１を加算する。そして、ステップＳ３０６で画素数ｍが１％画素数ｎ以上になる、または輝度Ｙが２５５より大きくなるまで、ステップＳ３０５の処理を繰り返す。
【００３１】
ステップＳ３０６において画素数ｍが１％画素数ｎ以上になったらステップＳ３０７に進み、この時点で、画像全体において最低輝度からカウントして１％画素数番目に相当する画素の含まれる輝度値Ｙが算出されているため、画像全体のシャドーポイントＫをＹに設定する。そして次に、特定色画素についてのハイライトポイントを設定するために、画素数をカウントする変数ｍ、特定色画素についての１％画素数を示す変数ｎ、輝度値を示す変数Ｙを、以下のように初期化する。
【００３２】
ｍ　＝　０
ｎ　＝　特定色の１％画素数
Ｙ　＝　２５５
次にステップＳ３０８で輝度Ｙにおける特定色画素のヒストグラム値ＨＮ［Ｙ］を画素数ｍに加算し、Ｙから１を減じる。そして、ステップＳ３０９で画素数ｍが１％画素数ｎ以上になる、または輝度Ｙが０より小さくなるまで、ステップＳ３０８の処理を繰り返す。
【００３３】
ステップＳ３０９において画素数ｍが１％画素数ｎ以上になったらステップＳ３１０に進み、この時点で、特定色画素の最高輝度からカウントして１％画素数番目に相当する画素の含まれる輝度値Ｙが算出されているため、特定色画素のハイライトポイントｗをＹに設定する。そして次に、特定色画素のシャドーポイントを設定するために、画素数をカウントする変数ｍ、輝度値を示す変数Ｙを、以下のように初期化する。
【００３４】
ｍ　＝　０
Ｙ　＝　０
次にステップＳ３１１において、輝度Ｙにおける特定色画素のヒストグラム値ＨＮ［Ｙ］を画素数ｍに加算し、輝度Ｙに１を加算する。そして、ステップＳ３１２で画素数ｍが１％画素数ｎ以上になる、または輝度Ｙが２５５より大きくなるまで、ステップＳ３１１の処理を繰り返す。
【００３５】
ステップＳ３１２において画素数ｍが１％画素数ｎ以上になったらステップＳ３１３に進み、この時点で、特定色画素の最低輝度からカウントして１％画素数番目に相当する画素の含まれる輝度値Ｙが算出されているため、特定色画素のシャドーポイントｋをＹに設定する。
【００３６】
以上の処理によって、画像全体のハイライトポイントＷ，シャドーポイントＫ、及び特定色画素のハイライトポイントｗ，シャドーポイントｋが算出される。
【００３７】
なお、本実施形態では特定色画素のハイライトポイントｗ及びシャドーポイントｋを、特定色画素の１％画素数に基づいて算出する例を示したが、本発明はこの例に限らず、全画素数の１％画素数に基づく演算を行っても良いし、もちろん１％に限らず他の割合であっても良い。
【００３８】
●色差補正処理
色差補正部４は、ヒストグラム作成部３１から出力される解析情報に基づいて、画像の色ずれを補正する。具体的には、ヒストグラム作成部３１の出力ヒストグラムＨＹ［ｉ］，ＨＩ［ｉ］，ＨＱ［ｉ］に基づいて、最大輝度値から１％画素数の範囲内にある画素についての色差値Ｉ，Ｑの平均値Ｉａ，Ｑａを算出し、これを各画素の色差値Ｉ，Ｑから減じることによって、色ずれを補正する。
【００３９】
●コントラスト補正処理
コントラスト補正部５は、ハイライトポイントの輝度を２５５あるいはそれに近い値、シャドーポイントの輝度を０あるいはそれに近い値に補正することにより、画像の輝度階調（コントラスト）を補正する。
【００４０】
本実施形態におけるコントラスト補正関数の一例を、図６に示す。同図において、横軸は元画像の輝度値を、縦軸は補正後の輝度値を示す。同図によればコントラスト補正関数は、画像全体のハイライトポイントＷを２５５に、シャドーポイントＫを０に補正し、また、特定色画素のハイライトポイントｗを２５５に近いｗ’に、シャドーポイントｋを０に近いｋ’に補正する点を直線で結ぶグラフであることが分かる。すなわち、図６において各直線を表す一次関数に基づいて算出される輝度補正値により、コントラスト補正が行われる。なお、ｗ’及びｋ’は予め設定されているものである。
【００４１】
このように本実施形態のコントラスト補正によれば、全画素のハイライトポイント及びシャドーポイントのみならず、画像中の特定色画素についてのハイライトポイント及びシャドーポイントも考慮した輝度補正を行うことにより、特定色における階調性を良好に再現することができる。
【００４２】
●彩度補正処理
彩度補正部６は、特定色画素の色つぶれを抑制しつつ画像全体の彩度を補正する。具体的には、本実施形態において彩度Ｓは、
Ｓ２　＝　Ｉ２　＋　Ｑ２
で示されるため、下式に示すように色差値Ｉ，Ｑに係数α（α＞１）を乗ずることにより、彩度強調を行う。
【００４３】
【数２】
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【００４４】
図７は、本実施形態における彩度補正を説明する図である。同図において点線７１は、色つぶれを起こさない彩度における輝度値毎の最大彩度値を表すグラフであり、彩度補正部６内に予め設定されている。実線７２は、特定色画素についての輝度毎の最大彩度値Ｓｍａｘ［Ｙ］を表すグラフであり、ヒストグラム作成部３１で算出されたものである。
【００４５】
本実施形態においては、図７の領域Ｂに示すように、実線７２が点線７１を超えている、すなわち、特定色画素の最大彩度値Ｓｍａｘ［Ｙ］が既に色つぶれを起こすような値を有しているのであれば、画像全体についての彩度強調を禁止する。なお、Ｓｍａｘ［Ｙ］が色つぶれを起こす範囲（この場合領域Ｂ）のみについて、彩度強調処理を禁止するか、または彩度強調の度合いを小さくするように制御しても良い。
【００４６】
なお、彩度強調処理を禁止せずに、彩度値に１より小さい係数αを乗ずることによって、彩度を低下させるように制御しても良い。
【００４７】
●第２の色空間変換処理
第２色空間変換部７は、前段で処理されたＹＩＱデータをＲＧＢ形式に変換する。この変換は次式に従う。
【００４８】
【数３】
2004023737.tif 000005
【００４９】
以上説明したように、本実施形態の色差補正部４，コントラスト補正部５，彩度補正部６においては、画像解析部３における解析結果、すなわち、カラー画像中の特定色分布に基づいて各種補正処理を行う。
【００５０】
これにより、カラー画像中の特定色の階調性をリニアに確保した輝度補正を行うことができる。また、カラー画像中の特定色画素に対し、色つぶれが発生しないように彩度補正を行うことができる。
【００５１】
なお、本実施形態においては、各種色補正処理を演算によって行う例について説明したが、演算結果をルックアップテーブルに格納し、該テーブルを参照することによって色補正を行っても良い。
【００５２】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。
【００５３】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵまたはＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても達成されることは言うまでもない。
【００５４】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００５５】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることが出来る。
【００５６】
また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５７】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本実施形態によれば、特定色を良好に再現するための色調整を安価かつ高速に実行することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態における本実施形態に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本実施形態におけるヒストグラム作成処理を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態における特定色範囲例を示す図である。
【図４】本実施形態において作成される輝度ヒストグラム例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるハイライト／シャドーポイントの算出処理を示すフローチャートである。
【図６】本実施形態におけるコントラスト補正関数例を示す図である。
【図７】本実施形態における彩度補正処理の概要を説明するための図である。
【符号の説明】
１　画像処理部
２　第１色空間変換部
３　画像解析部
４　色差補正部
５　コントラスト補正部
６　彩度補正部
７　第２色空間変換部
３０１　ヒストグラム作成部
３０２　ハイライト／シャドーポイント算出部
【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】
2004023737.tif 000010
【図６】
2004023737.tif 000011
【図７】
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