(57)【要約】【課題】入力画像に混在する白色部分を違和感のない彩色に調整可能な彩色調整装置を提供する。【解決手段】本発明による彩色調整装置は，画像において全体的に偏っている色成分を抽出する色成分抽出部１２２と，上記画像中，白成分を有する画素を抽出する画素抽出部１２４と，上記白成分を有する画素の色を上記偏っている色成分に近づくように調整する画素調整部１２６と，を備えることを特徴としている。【選択図】図２
2007110432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像において全体的に偏っている色成分を抽出する色成分抽出部と；
前記画像中，白成分を有する画素を抽出する画素抽出部と；
前記白成分を有する画素の色を前記偏っている色成分に近づくように調整する画素調整部と；
を備えることを特徴とする，彩色調整装置。
【請求項２】
前記色成分抽出部は，
所定時間分の画像をサンプリングし，
各画像における各画素の色成分を全て積算し，
前記積算した結果で最も出現率の高い色成分を偏っている色成分として抽出することを特徴とする，請求項１に記載の彩色調整装置。
【請求項３】
前記白成分は，色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定範囲内である色信号であることを特徴とする，請求項１に記載の彩色調整装置。
【請求項４】
前記偏っている色成分は，色差信号Ｃｂ／Ｃｒで表され，
前記画素調整部は，前記白成分の色信号に前記偏っている色成分の色差信号Ｃｂ／Ｃｒを加算することを特徴とする，請求項１に記載の彩色調整装置。
【請求項５】
入力された画像の彩色を調整する彩色調整方法であって：
画像において全体的に偏っている色成分を抽出し；
前記画像中，白成分を有する画素を抽出し；
前記白成分を有する画素の色を前記偏っている色成分に近づくように調整する；
ことを特徴とする，彩色調整方法。
【請求項６】
コンピュータが，
画像において全体的に偏っている色成分を抽出する色成分抽出部と；
前記画像中，白成分を有する画素を抽出する画素抽出部と；
前記白成分を有する画素の色を前記偏っている色成分に近づくように調整する画素調整部と；
して機能することを特徴とする，プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，彩色調整装置，彩色調整方法およびプログラムにかかり，例えば，入力画像を違和感のない彩色に調整可能な彩色調整装置，彩色調整方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
入力画像信号を液晶表示装置等に表示する際，その画像のホワイトバランスの調整が必要になる。かかるホワイトバランスの調整は，入力信号としての各Ｒ，Ｂ，Ｇ信号を加減することによって，入力レベルに応じた，もしくはユーザの好みに応じたホワイトを生成することができる。
【０００３】
また，色信号を直接調整しなくとも，表示パネルの照明光にそれぞれ色の異なる複数の光源を準備し，かかる光源の光量を調整することによってホワイトバランスを調整する技術も知られている（例えば，特許文献１）。
【０００４】
さらに，プラズマディスプレイパネルにおける放電セルの前面ガラス基板側の開口面積を，各色の輝度に対応して異なるように設定し，赤緑青の三原色の各階調レベルを低下させることなく適切なホワイトバランスの調整を行うことができる技術も知られている（例えば，特許文献２）。
【０００５】
このような技術の下，例えば，近年の画像の表示においては，明るさ感を高めるために白色の色温度を高めに設定し，青っぽい白色が生成される傾向が見受けられる。さらに，画像のエッジ（Ｅｄｇｅ）部分に付く輪郭部分をさらに青くして鮮鋭度を得ることも実施されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−１３５１１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１２６６２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし，上記の技術により表された白色は，周囲の画像と比較したとき違和感を覚える白色となる場合もあり得る。例えば，夕焼けの背景中に混在している白色や，一面の芝生に混在する白色などである。かかる白色は周囲の色とかけ離れているので非常に目立ち，全体的に違和感のある画像となってしまう。
【０００８】
本発明は，従来の白色の表示方法が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり，本発明の目的は，入力画像に混在する白色部分を違和感のない彩色に調整可能な，新規かつ改良された彩色調整装置，彩色調整方法およびプログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，画像において全体的に偏っている色成分を抽出する色成分抽出部と；上記画像中，白成分を有する画素を抽出する画素抽出部と；上記白成分を有する画素の色を上記偏っている色成分に近づくように調整する画素調整部と；を備えることを特徴とする，彩色調整装置が提供される。
【００１０】
本発明は，（１）画像全体がどの色成分に偏っているかを調べ，（２）白色部分を抽出し，（３）その白色部分を画像全体の色成分に合わせて彩色し，その画像に相応した違和感の無い画像を生成することを特徴としている。
【００１１】
上記色成分抽出部は，所定時間分の画像をサンプリングし，各画像における各画素の色成分を全て積算し，上記積算した結果で最も出現率の高い色成分を偏っている色成分として抽出するとしても良い。
【００１２】
上記色成分抽出部は，複数の画像の全体的な色成分を導出するために，全ての画素の色成分を積算する。その積算された色成分の絶対値が大きい色成分を当該画像の象徴的な色成分とみなすことができる。かかる構成により，所定時間分の長さ偏っている，即ち，時間の変化に拘わらず所定面積を占めている色成分を抽出することが可能となる。
【００１３】
上記白成分は，色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定範囲内である色信号であるとしても良い。具体的には，色差信号ＣｂやＣｒの絶対値がそれぞれ所定範囲内にあるとしても良い。このように当該白成分は，純粋な白色や白色に近い色も含まれる。
【００１４】
上記偏っている色成分は，色差信号Ｃｂ／Ｃｒで表され，上記画素調整部は，上記白成分の色信号に上記偏っている色成分の色差信号Ｃｂ／Ｃｒを加算するとしても良い。
【００１５】
上記偏っている色成分が色差信号Ｃｂ／Ｃｒで表されると，画素調整部は，この色差信号を画素抽出部で抽出された画素の色信号に単純に加算することで色のシフトを実現できる。かかる構成により，容易な演算のみで，入力画像に混在する白色部分を違和感のない彩色に調整することが可能となる。
【００１６】
上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，入力された画像の彩色を調整する彩色調整方法であって：画像において全体的に偏っている色成分を抽出し；上記画像中，白成分を有する画素を抽出し；上記白成分を有する画素の色を上記偏っている色成分に近づくように調整する；ことを特徴とする，彩色調整方法が提供される。
【００１７】
また，同様に，コンピュータが，画像において全体的に偏っている色成分を抽出する色成分抽出部と；上記画像中，白成分を有する画素を抽出する画素抽出部と；上記白成分を有する画素の色を上記偏っている色成分に近づくように調整する画素調整部と；して機能することを特徴とする，プログラムも提供される。さらにこのようなプログラムを記憶した記憶媒体も提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば，入力画像に混在する白色部分を違和感のない彩色に調整することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
映像信号等をディスプレイに表示するとき，画像を構成する画素毎のＲ（Ｒｅｄ），Ｇ（Ｇｒｅｅｎ），Ｂ（Ｂｌｕｅ）三原色信号の光量を調整する。特に白色を表現する場合は，三原色信号を微妙なバランスで加えなくてはならない（ホワイトバランス調整）。
【００２１】
このようにホワイトバランス調整を要する白色は，近年の画像の表示において，明るさ感を高めるために白色の色温度を高めに設定し，青っぽい白色が生成される傾向が見受けられる。さらに，画像のエッジ（Ｅｄｇｅ）部分に付く輪郭部分をさらに青くして鮮鋭度を得る処理も実施されている。しかし，上記のような調整によって，白色が周囲の画像と比較したとき違和感を覚える白色となる場合もあり得る。
【００２２】
図１は，違和感のある画像を説明するための説明図である。例えば，図１は，夕焼けの場面を撮像している。この夕焼けの背景中に混在している白色部分１００は，実際の背景には存在せず，映像の加工によって生成されたものである。かかる白色部分１００は周囲の色とかけ離れているので非常に目立ち，全体的に違和感のある画像となってしまう。
【００２３】
本発明の実施形態では，（１）画像全体がどの色成分に偏っているかを調べ，（２）白色部分を抽出し，（３）その白色部分を画像全体の色成分に合わせて彩色し，その画像に相応した違和感の無い画像を生成する。
【００２４】
（第１の実施形態：彩色調整装置）
図２は，第１の実施形態における彩色調整装置１１０の概略的な構成を示したブロック図である。彩色調整装置１１０は，画像入力部１２０と，色成分抽出部１２２と，画素抽出部１２４と，画素調整部１２６とを含んで構成される。
【００２５】
上記画像入力部１２０は，画像（映像）を構成するＲＧＢ信号を輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒに変換する。また，入力がＲＧＢ信号ではなく，輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒであった場合，画像入力部１２０は，信号のフォーマットのみを変化させ，彩色調整装置１１０内で処理できる輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒを生成する。
【００２６】
上記色成分抽出部１２２は，画像入力部１２０によって変換された輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒを利用して，画像において全体的に偏っている色成分を抽出する。具体的には，所定時間分，例えば，１秒３０フレーム分の画像を全てサンプリングし，各フレーム画像における７２０×４８０個の各画素の色成分を全て積算した上で，積算した結果における最も出現率の高い色成分を，偏っている色成分として抽出する。ここでは，１秒を３０フレーム，画像の画素を７２０×４８０個としたが，かかる場合に限られず，様々な値をとることができる。
【００２７】
図３Ａは，各画素の色成分の抽出を説明するための説明図であり，図３Ｂは，その色成分の積算を示した説明図である。各画素の色信号は，画像入力部１２０からの輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒで表されている。その内，色差を示す色差信号であるＣｂ，Ｃｒのみを抽出する。かかるＣｂ，Ｃｒは，図３Ａに示すように２次元の平面に投影して，所定角度を有するベクトルに置き換えることができる。例えば，色差信号Ｃｂが値ｘであり，色差信号Ｃｒが値ｙであるとすると，その合成ベクトル２００は図３Ａのようになり，色差信号ＣｂとＣｒとの比率として角度２０２も導出される。
【００２８】
このように画素毎の色信号の角度２０２を求めると，次に，１フレーム分の画像全体の色成分を積算する。例えば，図３Ａのベクトル２００で示される色成分を色差の絶対値｜Ｃ｜が１，色角度を角度２０２として，図３Ｂに積算する。このような積算は，所定時間分，例えば３０フレーム分に渡って続けられる。
【００２９】
こうして図３Ｂのように求められた色角度の積算値から出現率の高い色成分を抽出する。例えば，曲線２１０に示すような色成分の分布を示した場合，２つの色成分を対象にすることができる。しかし，かかる２つの色成分間の角度が離れ，かつ各角度の絶対値がほぼ等しい場合，即ち，ピーク同士の絶対値の差が所定値β以下であった場合，両者を偏った色成分として抽出しない。これは，本実施形態の目的が１方向の色差信号によって達成されるからである。
【００３０】
例えば，図３Ｂの曲線２１２に示すような色成分の分布が示された場合，１つの色成分のみが突出している。この場合は，当該所定時間分の画像における上記１つの色成分の出現率が高く，かつ，他のピーク値との絶対値の差が所定値β以上なので，当該連続した画面群がその色成分に偏っていると考えることができる。このようなピーク値を抽出することで，後述する画素調整部１２６の調整方向を１つに限定することが可能となる。
【００３１】
また，上記偏っている色成分は，かかる色角度を色差信号Ｃｂ／Ｃｒで表すこともできる。ここで抽出された色差信号Ｃｂ／Ｃｒは，後述する画素調整部１２６で利用される。
【００３２】
上記の説明において，色成分抽出部１２２は，単純に所定時間分の色成分の累積によって偏った色成分を抽出しているが，上記偏った色成分の抽出方法は，上述の場合に限られず，例えば，１フレーム毎の各画素の色信号を入力としたＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）の出力の最大値を，偏った色成分とすることもできる。
【００３３】
このように偏った色成分を１フレームの画像毎に抽出せず，ある程度蓄積された画像から抽出するのは，１フレームやそれに近い短い時間で本実施形態の彩色調整が行われると，画像の変化が目立ち，却って違和感を覚える画像となるからである。
【００３４】
上記画素抽出部１２４は，画像入力部１２０における画像中の白成分を有する画素を抽出する。この白成分は，色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定範囲内である色信号で表すこともできる。例えば，輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒが８ｂｉｔのデジタル値で表され，任意の画素の輝度信号Ｙが所定値（例えば１６）以上，かつ，その色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定値（例えば３２）以下であった場合，その画素の色は白成分と判断することができる。そして画素抽出部１２４は，白成分と判断された画素の位置情報を後述する画素調整部１２６に伝達する。
【００３５】
また，上記白成分は，ＣＩＥの色度（ＣＨＲＯＭＡＴＩＣＩＴＹ）図の中心点付近の所定範囲で示されるとしても良い。
【００３６】
図４は，色度図を示した説明図である。かかる色度図は，可視光の色領域（曲線によって囲まれた領域）が色度ｘ，ｙの正のパラメータで示され，図４上の実線上に刻まれている数字はそれぞれの色信号の周波数が刻まれている。かかる色度図では，ある２色に対応する図４上の２点に関して，その２色を様々な比率で混合（加色）して得られる色は，ｘｙ平面上でも対応する２点を結ぶ線分の内分点になっている。即ち，外側に近い点は原色に近い色であり，白（Ｗｈｉｔｅ）成分を表す中心点に近いほど色の混合性が高いことになる。
【００３７】
例えば，ＲＧＢの各色に対応する３点を結んで三角形２８０を図４上に生成すると，その内部の領域がＲＧＢで表現できる色の全てとなる。また，上記色度図においては，任意の色の補色は，その色の，中心点（白）に対する点対称の点の色になる。
【００３８】
かかる色度図において，上記白成分は，所定範囲２８２の色を示すこととなる。また，白成分の定義は，上記色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値や色度図内の所定範囲２８２のみに限られず，様々な範囲を設定することができる。
【００３９】
上記画素調整部１２６は，色成分抽出部１２２において偏っている色成分が抽出された場合，画素抽出部１２４で白成分を有すると判断された画素の色を，上記偏っている色成分に近づくように調整する。例えば，偏っている色成分が色差信号Ｃｂ／Ｃｒの和で表されていた場合，画素調整部１２６は，白成分の色信号Ｙ＋Ｃｂ＋Ｃｒに偏っている色成分Ｃｂ’＋Ｃｒ’を加算して彩色を調整するとしても良い。この場合，上記白成分を有する画素は，色信号Ｙ＋Ｃｂ＋Ｃｂ’＋Ｃｒ＋Ｃｒ’となる。
【００４０】
図５Ａおよび図５Ｂは，白成分を有する画素を違和感のない色に調整する処理を説明するための色度図である。例えば，図５Ａは，夕焼けの背景を示した画像を，図５Ｂは，一面の芝生を示した画像を挙げている。
【００４１】
図５Ａの場合，画像が夕焼けの背景を示しているので，色成分抽出部１２２は，偏っている色成分として波線で示した赤方向の色３０２を抽出する。従って，画素調整部１２６は，白成分３００を有する画素に，偏っている赤方向の色差信号（色３０２）を加算し，図５Ａの実線矢印のような色の調整を行う。
【００４２】
同様に図５Ｂにおいては，画像が芝生を示しているので，色成分抽出部１２２は，偏っている色成分として波線で示した緑方向の色３０４を抽出する。従って，画素調整部１２６は，白成分３００を有する画素に，偏っている緑方向の色差信号（色３０４）を加算し，図５Ｂの実線矢印のような色の調整を行う。
【００４３】
図６は，図１における夕焼けの背景画像に本実施形態による色調整を行った場合の画像を示した説明図である。このようにして，夕焼けの背景や，一面の芝生に混在している白色を，違和感の無い色に調整することができる。
【００４４】
続いて，上述した彩色調整装置を利用して入力された画像の彩色を調整する彩色調整方法の詳細な処理を説明する。
【００４５】
（第２の実施形態：彩色調整方法）
図７は，第２の実施形態における彩色調整方法の流れを示したフローチャートである。ここでは，特に，画像における偏っている色成分の抽出処理を説明する。
【００４６】
先ず，彩色調整装置１１０の画像入力部１２０は，入力された画像（映像）のＲＧＢ信号を輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒに変換する。そして，輝度信号Ｙおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒに変換された画像を色成分抽出部１２２に送信する。
【００４７】
色成分抽出部１２２は，画像入力部１２０で加工された画像の１フレームを入力し（Ｓ４００），その画像中の各画素を順次入力する（Ｓ４０２）。このように抽出された画素の色信号のうち，色差信号Ｃｂ／Ｃｒの値が取得され（Ｓ４０４），かかる色差信号Ｃｂ／Ｃｒは，色差平面上の角度（色角度）に置き換えられ，積算される（Ｓ４０６）。
【００４８】
このような角度の積算は，画像中の全ての画素に関して行われる。即ち，１フレーム中の画素全てに関して角度の積算処理が終了するまで，画素入力（Ｓ４０２）から角度積算（Ｓ４０６）までの処理が繰り返される（Ｓ４０８）。そして，その画像毎の積算も所定時間分のフレーム数分だけ繰り返される（Ｓ４１０）。従って，かかる角度積算（Ｓ４０６）は，１フレームの画素と所定時間分のサンプリングフレーム数との積だけ繰り返されることになる。
【００４９】
このように積算された色成分の最も出現率の高い色成分が導出され（Ｓ４１２），所定時間分の画像に関する偏っている色成分として対応付けられる。
【００５０】
図８は，第２の実施形態における彩色調整方法の流れを示したフローチャートである。ここでは，特に，画像における白成分を有する画素の抽出処理を説明する。
【００５１】
画素抽出部１２４は，画像入力部１２０で加工された画像の１フレームを入力し（Ｓ４５０），その画像中の各画素を順次入力する（Ｓ４５２）。このように抽出された画素の色信号のうち，輝度信号Ｙと色差信号Ｃｂ／Ｃｒの値が取得され，この輝度信号Ｙが所定値以上であるかどうかおよび色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定範囲内であるかどうかが判断される（Ｓ４５４）。
【００５２】
例えば，輝度信号Ｙ，色差信号Ｃｂ／Ｃｒが８ｂｉｔのデジタル値で表されるとした場合，任意の画素の輝度信号Ｙが所定値（例えば１６）以上，かつ，その色差信号Ｃｂ／Ｃｒの絶対値が所定値（例えば３２）以下であるかどうかが判断される。上記の条件を満たす場合，その画素の色は白成分と判断され（Ｓ４５６），その画素の色情報に白成分であることが記される。
【００５３】
このような白成分を有する画素の抽出は，画像中の全ての画素に関して行われる。即ち，１フレーム中の画素全てに関して角度の積算処理が終了するまで画素入力（Ｓ４５２）から白成分判断（Ｓ４５６）までの処理が繰り返される（Ｓ４５８）。このようにして画像全体における白成分を有する画素が全て抽出される。
【００５４】
本実施形態における彩色調整方法では，上述した処理により，画像において全体的に偏っている色成分を抽出し，また，上記画像中，白成分を有する画素を抽出する。そして，上記偏った色成分と，白成分を有する画素に基づいて，白成分を有する画素の色を上記偏っている色成分に近づくように調整している。
【００５５】
かかる色彩調整方法により，入力される画像に相応した違和感の無い画像を生成することが可能となる。
【００５６】
以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【００５７】
例えば，上述した実施形態においては，偏った色成分を色差信号Ｃｂ／Ｃｒの角度の積算値によって抽出されているが，かかる場合に限られず，例えば，予測される所定色成分の画面上の面積が所定値を超えた場合，かかる所定色成分を偏った色成分として抽出することも可能である。
【００５８】
また，上記偏った色成分の抽出において，各画像を連続的に積算，もしくは，ＬＰＦに入力しているが，映像のシーンの変化等，急激な画像の変化を検知して，上記積算値やＬＰＦの内部値をリセットするとしても良い。かかる構成により，白成分の画素が過去の積算値に引っ張られて，却って違和感のある画像になることを防止できる。
【００５９】
なお，本明細書の彩色調整方法における各工程は，必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく，並列的あるいは個別に実行される処理（例えば，並列処理あるいはオブジェクトによる処理）も含むとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
本発明は，入力画像を違和感のない彩色に調整可能な彩色調整装置，彩色調整方法およびプログラムに適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】違和感のある画像を説明するための説明図である。
【図２】第１の実施形態における彩色調整装置の概略的な構成を示したブロック図である。
【図３Ａ】各画素の色成分の抽出を説明するための説明図である。
【図３Ｂ】色成分の積算を示した説明図である。
【図４】色度図を示した説明図である。
【図５Ａ】白成分を有する画素を違和感のない色に調整する処理を説明するための色度図である。
【図５Ｂ】白成分を有する画素を違和感のない色に調整する処理を説明するための色度図である。
【図６】図１における夕焼けの背景画像に本実施形態による色調整を行った場合の画像を示した説明図である。
【図７】第２の実施形態における彩色調整方法の流れを示したフローチャートである。
【図８】第２の実施形態における彩色調整方法の流れを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
１１０  彩色調整装置
１２２  色成分抽出部
１２４  画素抽出部
１２６  画素調整部
【図１】
2007110432.tif 000003
【図２】
2007110432.tif 000004
【図３Ａ】
2007110432.tif 000005
【図３Ｂ】
2007110432.tif 000006
【図４】
2007110432.tif 000007
【図５Ａ】
2007110432.tif 000008
【図５Ｂ】
2007110432.tif 000009
【図６】
2007110432.tif 000010
【図７】
2007110432.tif 000011
【図８】
2007110432.tif 000012