(57)【要約】  【課題】画像の劣化（褪色）という現象を解析した結果に基づき、それを忠実に復元可能とした、劣化した反射画像の復元方法を提供すること。  【解決手段】劣化した反射画像から、元の色再現に近い画像を復元する劣化した反射画像の復元方法であって、前記劣化した反射画像の反射濃度を測定してこれを透過濃度に変換し、変換した透過濃度に対する劣化前の透過濃度を予測し、これに基づいて画像復元のための復元補正係数を算出し、算出した復元補正係数を用いて透過復元画像を作成し、作成した透過復元画像の濃度を再度反射濃度に変換して、この反射濃度に基づく復元画像（反射画像）を画像出力装置により出力することを特徴とする方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
劣化した反射画像から、元の色再現に近い画像を復元する劣化した反射画像の復元方法であって、
前記劣化した反射画像の反射濃度を測定してこれを透過濃度に変換し、
変換した透過濃度に対する劣化前の透過濃度を予測し、
これに基づいて画像復元のための復元補正係数を算出し、
算出した復元補正係数を用いて透過復元画像を作成し、
作成した透過復元画像の濃度を再度反射濃度に変換して、
この反射濃度に基づく復元画像（反射画像）を画像出力装置により出力する
ことを特徴とする劣化した反射画像の復元方法。
【請求項２】
前記反射濃度を透過濃度に変換する際には、前記反射画像の反射率を考慮した変換を行うことを特徴とする請求項１に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項３】
前記劣化前の透過濃度の予測は、前記反射濃度から変換した透過濃度値の所定濃度域について行うことを特徴とする請求項１または２に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項４】
前記画像復元のための復元補正係数を算出する際には、前記反射濃度から変換した透過濃度値の最も低い点と予め定めた濃度値を有する点とを結ぶ直線から補正式を求めることを特徴とする請求項３に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項５】
前記画像復元のための復元補正係数を算出する際には、前記反射濃度から変換した透過濃度値の最も低い点と最も高い濃度値を有する点とを結ぶ直線から補正式を求めることを特徴とする請求項３に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項６】
前記劣化前の透過濃度の予測は、前記反射濃度から変換した透過濃度値の特定濃度域について行うことを特徴とする請求項１または２に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項７】
前記特定濃度域が肌色に相当する領域を含むことを特徴とする請求項６に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【請求項８】
前記画像復元のための復元補正係数を算出する際には、前記特定濃度域を所定の補正目的値に補正する補正式を求めることを特徴とする請求項６または７に記載の劣化した反射画像の復元方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、劣化した写真プリントや印刷物上の画像等（本明細書中では、これらをまとめて反射画像という）の復元方法に関し、より具体的には、長期間の保存中における褪色（いわゆる、暗褪色）を起こした反射画像の復元方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
写真プリントや印刷物、さらには近年著しい進歩を遂げつつあるインクジェットプリンタにより作成されたプリントなどの画像は、長期間の保存や、光，有害ガス等に曝される状況下で展示された場合等に、濃度低下や変色等の変化を起こすことが知られている。このように変化した画像は、一般に、劣化画像あるいは褪色（カラー画像の場合）画像と呼ばれる。
【０００３】
上述のような保存画像に劣化あるいは褪色（以下、これらをまとめて劣化ということにする）が発生した場合、画像によっては、この劣化を可能な限り補正（元に戻す）して画像を復元することが求められる。
劣化画像を、画像処理により復元する場合、一般には、画像入力装置で入力し、劣化前の画像（元の画像、あるいはオリジナル画像と呼ばれる）の反射濃度を予測して、その濃度に戻す画像処理を施し、画像出力装置で出力するという方法が採られる。
【０００４】
より具体的には、従来の一般的な劣化画像の復元方法では、劣化前の画像、つまり、前述の元の画像あるいはオリジナル画像の予測反射濃度と劣化後（つまり、現実の画像）の反射濃度とを、一次元ルックアップテーブル（１ＤＬＵＴ）を用いて変換するというやり方で復元していたが、このやり方で復元した画像の画質は、必ずしも満足できるものとはいえなかった。
【０００５】
また、別の劣化画像の補正方法としては、例えば、特許文献１に開示された方法が知られている。この方法は、カラー写真プリント（以下、単に写真プリントという）作成時に、画像領域外に、シアン，マゼンタ，イエローおよび灰色のパターンを露光することにより、パターン付き写真プリントを作成する。この写真プリントが経時により褪色変化、すなわち劣化した場合に、劣化した各パターンの色および濃度を測定し、測定した色および濃度、並びに各パターンの初期設定時の色および濃度から、各成分ごとの褪色量（彩度の補正量）および画像の明度の補正量を求め、これらの補正量に基づいて画像を補正するというものである。
【０００６】
【特許文献１】特開平９−３２７９４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、画像の劣化あるいは褪色のメカニズムはいろいろ考えられるが、劣化画像を復元する立場からは、画像の褪色に光が関与しているか否かが、問題になる。
すなわち、壁にかけた写真，ディスプレイ，映写などの場合には、光と熱さらには有害ガス等が同時に作用する。この場合に発生する褪色を、主に光が影響することから光褪色という。なお、可視光より紫外線の方が化学エネルギーが大きく、褪色が速い。これに対して、アルバムなどに収められ、光に当たらない状態で保存する場合には、熱や有害ガスによる影響が大きく作用する。この場合に発生する褪色を、光が関与しないことから暗褪色という。
【０００８】
カラー画像（例えば、カラー写真プリント）において光褪色が発生する場合には、積層されている発色層の上層の色・濃度等が下層の褪色（劣化）に影響を与えることから、褪色量の解析は簡単ではない。一方、対象がカラー画像であっても、暗褪色のみが発生していると考えられる場合には、発色材の構造変化のみに着目して、褪色量を透過濃度の変化から予測することができることから、これに基づいて比較的容易に劣化前の画像を復元することが可能である。
【０００９】
前述の、元の画像あるいはオリジナル画像の予測反射濃度と劣化後の反射濃度とを、一次元ルックアップテーブル（１ＤＬＵＴ）を用いて変換するというやり方では、復元した画像の画質が必ずしも満足できるものでなかった理由は、画像の劣化を、画像の反射濃度（つまり、反射率の逆数の対数値）というような、物質の変化量とは直接的には対応しない値と関連付けた点に、その原因がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、従来の技術における問題を解消し、画像の劣化（褪色）という現象を解析した結果に基づき、それを忠実に復元可能とした、劣化した反射画像の復元方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、処理手順を複雑化せず、比較的簡単な処理手順により、十分に実用に耐え得る劣化した反射画像の復元方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係る劣化した反射画像の復元方法は、劣化した反射画像から、元の色再現に近い画像を復元する劣化した反射画像の復元方法であって、前記劣化した反射画像の反射濃度を測定してこれを透過濃度に変換し、変換した透過濃度に対する劣化前の透過濃度を予測し、これに基づいて画像復元のための復元補正係数を算出し、算出した復元補正係数を用いて透過復元画像を作成し、作成した透過復元画像の濃度を再度反射濃度に変換して、この反射濃度に基づく復元画像（反射画像）を画像出力装置により出力することを特徴とする。
【００１２】
ここで、前記反射濃度を透過濃度に変換する際には、前記反射画像の反射率を考慮した変換を行うことが好ましい。また、前記劣化前の透過濃度の予測は、前記反射濃度から変換した透過濃度値の所定濃度域について行うことことが好ましい。
【００１３】
また、前記画像復元のための復元補正係数を算出する際には、前記反射濃度から変換した透過濃度値の最も低い点と予め定めた濃度値を有する点とを結ぶ直線から補正式を求めること、もしくは、前記反射濃度から変換した透過濃度値の最も低い点と最も高い濃度値を有する点とを結ぶ直線から補正式を求めることが好ましい。
【００１４】
また、本発明においては、前記劣化前の透過濃度の予測は、前記反射濃度から変換した透過濃度値の特定濃度域について行うことも可能であり、この場合には、前記特定濃度域が肌色に相当する領域を含むことが好ましく、またさらに、前記画像復元のための復元補正係数を算出する際には、前記特定濃度域を所定の補正目的値に補正する補正式を求めることが好ましい。
【００１５】
図１に、本発明に係る劣化した反射画像の復元方法の動作の概要を、フロー図として示した。要点は、劣化画像を反射データとして読取り（ステップ１１）、これを透過データに変換して（ステップ１２）、予め用意した補正式を用いて復元画像を求め（ステップ１３）、これを再度反射データに戻して（ステップ１４）、得られた反射復元画像を出力するということである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、比較的簡単な処理手順で、長期間の保存中における褪色（暗褪色）を起こした反射画像を好適に復元することが可能になり、実用的な効果が大きい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、添付の図面に基づいて、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
【００１８】
なお、以下の説明では、説明を簡単にするために、褪色劣化した写真プリントの画像を復元する場合を例に挙げる。
周知のように、写真プリントの反射濃度と透過濃度の間には、図２に示すような非線形な対応関係がある。この詳細については、大田  登  著「色再現工学の基礎」（コロナ社、1997年刊）の記載を参考にすることができる（特に、その172〜175ページ参照）。
【００１９】
なお、図２に示すグラフは、上記文献中の図を基に、写真プリントの支持体であるカラーペーパーの反射率、並びに写真プリント自体の表面反射率を考慮して作成されており、ここでは、これを基に、シアン，マゼンタ，イエロー３色の濃度値０〜２.５、濃度差０.１の数値データを作成して、これを以後、透過濃度と反射濃度の間の一次元ルックアップテーブル（１ＤＬＵＴ）として使用するようにしている。
【００２０】
一方、透過濃度は、それをもたらす均一分散物質（色素，染料等）の量と略一次式で近似可能な関係にある。
これに着目すれば、透過濃度で表わされた褪色（暗褪色）前の画像の透過濃度Ｄfrと褪色後の画像の透過濃度Ｄagとの間には、
Ｄag ＝ａ＊Ｄfr ＋ｂ                                  ……（１）
なる式が成り立つ。ここで、ａ，ｂは係数である。
【００２１】
式（１）の意味するところは、透過濃度で表わした場合には、褪色前の画像の透過濃度Ｄfrと褪色後の画像の透過濃度Ｄagとが一次式で近似できることから、これらの濃度相互間の換算が容易に、かつ、簡単な処理で可能になるということであり、これは褪色劣化した画像を補正する際の計算が簡単に精度よくできるようになるということである。
【００２２】
また、式（１）は、簡単に式（２）に示す劣化画像復元のための式に書きかえることができる。
Ｄfr ＝（Ｄag ―ｂ）／ａ                                ……（２）
なお、この式（２）は、透過濃度で用いるための式であり、これを用いて劣化画像を復元した後、改めて反射濃度に変換する必要がある。
【００２３】
以下、本発明の効果を実証するためのシミュレーションの結果に続いて、実技的な結果とそれに基づく効果を説明する。
【００２４】
まず、本発明の効果を実証するためのシミュレーションを行うための経時劣化画像、すなわち、暗褪色画像の作成を行った。ここでは、撮影シーンにグレーの濃度を変えたチャートを含むカラーネガフィルムからカラーペーパーに適正露光条件でプリントを行い、そのプリントをカラースキャナー（大日本スクリーン製造（株）製ＳＧ１０００Ａに分光フィルターとして金属干渉フィルターを使用）を用いて入力した。
【００２５】
その出力データを、富士写真フイルム（株）製三色同時測定濃度計（ＴＣＤ）の反射濃度値に変換する１ＤＬＵＴを用いて反射濃度に変換した後、透過濃度と反射濃度間の変換１ＤＬＵＴを用いて透過濃度に変換し、さらに、式（１）の係数として、別に求めた値を適用して、透過濃度における劣化画像（暗褪色画像）を作成した。
【００２６】
式（１）の係数は、以下のようにして求めている。すなわち、写真画像の暗所での保存性を推定する方法として一般的に用いられるアレニウス評価法（ＩＳＯ−１０９７７）を用いて、過去に作成されたカラープリントの２５℃７０％ＲＨで５０年後の状態に相当する劣化度（褪色度）を推定した。なお、アレニウス評価法では、濃度１.０の点の濃度変化値と、イエロー（Ｙ）ステイン部の濃度変化値を用いている。
【００２７】
ここでは、イーストマン・コダック社のカラーネガフィルムからプリントされたカラープリントについての測定結果（図３参照）から、イエロー，マゼンタ，シアン各色の濃度１.０の点の濃度変化値とＹステイン部の濃度変化値を、当初の反射濃度、および、透過／反射濃度変換１ＤＬＵＴを用いて求めた透過濃度として求めた。結果は、表１のようになる。
【００２８】
なお、図３において、（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれシアン，マゼンタ，イエローの褪色度合いを示しており、スタート点が濃度１.０に当たっている。縦軸方向の数字は褪色量を示している。また、図３（ｄ）は、Ｙステインの増加度合いを示しており、スタート点が原点である。縦軸方向の数字はＹステインの増加量を示している。
【００２９】
【表１】
2005101790.tif 000003
【００３０】
表１において、横方向のＢ，Ｇ，Ｒは、それぞれ、イエロー，マゼンタ，シアン各色の濃度を表わしており、縦方向には、それぞれの色の濃度１.０の点，Ｙステイン部の劣化前／劣化後の濃度値を、反射濃度（括弧の前）／透過濃度（括弧内）の両方について示している。そして、表１中の、各色の透過濃度について、濃度１.０の点の間の劣化前／劣化後の濃度の比（前述の係数ａに相当する）、および、Ｙステイン部の劣化前／劣化後の濃度の差分（前述の係数ｂに相当する）を求めた。
【００３１】
表２に、上述の式（１）（２）の係数を、各色毎にまとめた結果を示した。
【表２】
2005101790.tif 000004
【００３２】
こうして得られた劣化画像から、透過濃度と反射濃度の変換１ＤＬＵＴの逆変換により、反射濃度での劣化画像データを作成し、画像出力装置（富士写真フイルム（株）製レーザーカラープリンターＰＨＩＳＡＬ）を用いて、カラーペーパー上に画像を出力した。
【００３３】
こうして出力した劣化画像中のグレーチャート部から、最小濃度点と最高濃度点の反射濃度値を読み取った。また、同様に劣化前の画像中の同じ位置の反射濃度値を読み取った。読み取った、劣化前の画像中の反射濃度値と劣化後の画像中の反射濃度値とを表３に示した。
【００３４】
【表３】
2005101790.tif 000005
【００３５】
表３において、横方向のＤｍｉｎ，画像１，画像２，……，画像５は、それぞれ、前述のグレーチャート中の最小濃度点，反射濃度約１．８，約２．０，……，約２．４の点に対応している（この複数の位置を選択した理由については、後に詳述する）。また、縦方向には、イエロー，マゼンタ，シアン各色のそれぞれの劣化前／劣化後の濃度値を、反射濃度で示している。
【００３６】
ところで、上記表３では、合計６個の点についての劣化前後における反射濃度を示したが、実際に画像上の各点全て（もしくは、ある程度の代表点）について劣化前後における変化を補正しようとする場合には、これらの点に加えて、これらの中間の点についての情報が必要となる。ここでは、それを、前述のように一次の補正式（式（２））でカバーしようとするものである。
【００３７】
この場合に問題になるのは、劣化前後における反射濃度の変化が、濃度域によって若干異なるということである。すなわち、変換すべき濃度域が、最小濃度値から上限側がどこまで含まれるか（図４参照）によって、使用する一次の補正式の係数（前述のａ，ｂ）が異なってくるという問題である。なお、この場合、係数の変化に伴って、補正の程度にも多少の影響が出てくる。
【００３８】
図４は、撮影されたステップウェッジの各段のイエロー，マゼンタ，シアン各色の濃度について、褪色前後の反射濃度を示すものである。図中には、表３に示した反射濃度約１．８，約２．０，……，約２.４の５点の特性曲線上での位置を、それぞれ、Ｂａ，Ｂｂ，……，Ｂｅ；Ｇａ，Ｇｂ，……，Ｇｅ；Ｒａ，Ｒｂ，……，Ｒｅとして示してある。
【００３９】
図４の意味するところは、これらの各点が、褪色前後での濃度変化を示す曲線（図４に示す曲線）上のどのような位置（例えば、直線部分の中央部，高濃度側での変曲点部分，高濃度側の非直線部分内）にあるかによって、劣化画像を復元する際に使用すべき一次の補正式の係数が異なってくるということを考慮する必要があるということである。
【００４０】
また、表４には、変換すべき濃度域を変更した場合に、上述の一次の補正式の係数ａ，ｂが、どのように変化するかを一覧の形で示してある。
表４からも判るように、この変化はそれほど大きなものではないので、通常は、平均的な値で代表させることも可能と考えられる範囲である。
【００４１】
【表４】
2005101790.tif 000006
【００４２】
表４からいえることは、最高濃度が２．２を超えるような画像では、その最高濃度点が画像全体の階調再現にかなりの影響を与える場合もあるということである。従って、この最高濃度点の再現に特に重要な意味がある場合以外は、最高濃度をある値でクリップして、階調再現をより汎用的な条件内に収めるようにすることも意味がある場合が多いと考えられる。
【００４３】
具体的には、上記表４中の反射濃度約１．８，約２．０，……，約２．４の５点を高濃度側の基準点とした場合における、再現された復元プリントについては、観察者による評価で殆んど差が認められないという程度に、劣化が補正されたものとなっている。
【００４４】
上記実施例においては、予め用意した原画像を劣化させて得た劣化画像について、本発明に係る補正処理を施すようにしたが、このような補正方法を採用すれば、グレーチャートなどの基準となる部分を特に含まない任意の劣化画像を対象として、所望する範囲内で任意の程度に補正することができることは明らかである。
【００４５】
以下では、上述の場合のように、撮影対象となるシーンの中に、グレーチャートのような、基準になる色，濃度がない場合、要するに一般のシーンを撮影して得たカラープリントにおいて、所望の劣化補正を行う方法について説明する。
【００４６】
このような場合における劣化補正時に重点を置く画像部分（画像全体の一部）としては、このプリントを観察する場合に注目される部分を考えるという方法がある。例えば、人の顔，青空，植物の緑色などが挙げられるが、実際問題としては、人の顔以外はあまり決まった色に特定できるものではなく、これに重点を置き過ぎると、補正が適正でなくなる可能性が大きい。
【００４７】
そこで、以下に説明する実施例では、前述の例に示した最低濃度値，最高濃度値（もしくは、これをあるレベルでクリップした濃度値）さらには、画像全体の平均濃度値を用いて、これに加えて人の顔に相当する濃度値（画像中からこれを抽出する際には、公知の形状認識技術を併用するのが効果的である）を予め定められた目標値に仕上げるという補正方法を用いることが可能である。
【００４８】
周知のように、人の顔に相当する濃度値というのは、細かく見れば、人種であるとか光線の当たり具合とかによって若干の差異はあるものの、大きく見ると、他の色とはかなり異なった色相であることから、これを画像の好ましい再現の評価に用いるには、十分な識別能を有する特別な色であるといえる。これに、前述のような形状認識、さらには画面の中央部にあることが多い（主要被写体であることが多い）という条件を組み合わせれば、その利用価値はより高くなる。
【００４９】
以下、画像中に何が撮影されているか判らない場合における、復元の例を説明する。ここでは、劣化画像から、劣化前の画像の濃度を予測する方法として、濃度ヒストグラムと画像中の平均濃度を用いて復元目標を求め、復元する例を示す。
【００５０】
復元画像の反射データから、（１）画素毎の濃度ヒストグラムを作成し、濃度の低い方から５％に相当する濃度（Ｄmin−f）と、（２）濃度の低い方から９５％に相当する濃度（Ｄmax-f）と、（３）画像全体の平均濃度（Ｄav-f）を求めた。
【００５１】
なお、濃度値は、富士写真フイルム（株）製三色同時測定濃度計（ＴＣＤ）の反射濃度値を用いたが、この濃度値は出力感材に用いる発色色材の分光反射率特性に依存する値であるので、三色の濃度がＥＮＤと同値になるように規格化して用いた。復元する目標濃度を、出力感材の（１’）最小濃度＋０.１（Ｄmin-t），（２’）最大濃度の９０％に相当する濃度（Ｄmax-t）,（３’）１８％グレーに相当する濃度（Ｄav-t）と設定した。
【００５２】
それぞれの反射濃度を、透過濃度と反射濃度間の変換１ＤＬＵＴを用いて透過濃度に変換した後、上記（１）（２）と（１’）（２’）間を結ぶ一次式と、（１）（３）と（１’）（３’）間を結ぶ一次式を求め、傾きの平均値を劣化補正係数とした。
【００５３】
これにより求めた反射濃度の劣化画像を、透過濃度と反射濃度間の変換１ＤＬＵＴを用いて透過濃度に変換した後、式（２）に上記補正係数を適用して復元画像を作成し、反射濃度に変換し、画像出力装置を用いてカラーペーパーに出力した。
このような適用方法を用いた場合でも、本発明に係る劣化した反射画像からの復元方法は有効に作用し、優れた復元画像を再現することができた。
【００５４】
上記各実施例はいずれも本発明の一例を示したものであり、本発明はこれらに限定されるべきものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で各種の変更あるいは改良を行ってもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る劣化した反射画像の復元方法の動作の概要を示すフロー図である。
【図２】写真プリントの反射濃度と透過濃度の間の関係を示すグラフである。
【図３】（ａ），（ｂ），（ｃ）は、それぞれシアン，マゼンタ，イエローの経時的な褪色度合いの一例を示すグラフ、（ｄ）はＹステインの経時的な増加度合いの一例を示すグラフである。
【図４】図４は、撮影されたステップウェッジのイエロー，マゼンタ，シアン各色の特性曲線と、その上の特定の点の位置を示す図である。
【符号の説明】
【００５６】
１１〜１５  処理ステップ
【図１】
2005101790.tif 000007
【図２】
2005101790.tif 000008
【図３】
2005101790.tif 000009
【図４】
2005101790.tif 000010