(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成媒体から画像情報を読み取る画像読取手段と、
前記画像情報から特定領域を抽出する領域抽出部と、
前記画像情報から濃度ヒストグラムを求めるヒストグラム作成部と、
前記濃度ヒストグラムの平滑化を行なうため、前記濃度ヒストグラムから、濃度累積度数分布データを求め、このデータを基に、平滑化ルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成部と、
前記読み取られた画像情報を前記平滑化ルックアップテーブルにより画像変換を行なう画像変換処理部とを備え、
前記ルックアップテーブルの作成にあたり、前記特定領域の変換係数が１対１になるように作成されることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記領域抽出部は、人物の顔を特定領域として抽出するものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
画像形成媒体から画像情報を読み取るステップと、
前記画像情報から特定領域を抽出するステップと、
前記画像情報から濃度ヒストグラムを求めるステップと、
前記濃度ヒストグラムの平滑化を行なうため、前記濃度ヒストグラムから、濃度累積度数分布データを求め、このデータを基に、平滑化ルックアップテーブルを作成するステップと、
前記読み取られた画像情報を前記平滑化ルックアップテーブルにより画像変換を行なうステップとを有し、
前記ルックアップテーブルの作成ステップにおいて、前記特定領域の変換係数が１対１になるように作成されることを特徴とする画像処理方法。
【請求項４】
画像形成媒体である写真フィルムから画像情報を読み取る画像読取手段と、
読み取られた画像情報に対して画像変換を行なう請求項１又は２に記載の画像処理装置と、
前記画像変換された後の画像情報を感光材料に露光するプリント部とを備えたことを特徴とする写真処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像情報から得られた濃度ヒストグラムを平滑化するための画像処理装置及び画像処理方法及び写真処理装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
かかる従来技術において、例えば、ネガフィルムの画像コマから画像情報を読み取りこれをデジタルデータ化し、このデジタルデータを用いてプリント部にて写真を露光形成するものが知られている。この場合、読み取られた画像情報をそのまま何の加工もせずに写真を露光形成するのではなく、デジタルデータ化するメリットを生かし階調を自動的に最適化するための処理を行なっている。
【０００３】
この処理を図６〜図９により説明する。図６は、画像形成媒体の一例であるネガフィルムの画像コマをスキャナーなどの画像読取手段により読み取った結果得られた濃度ヒストグラムである。この例では、画像情報は８ビットのデジタルデータとして読み取られており、０ (最も暗い) から２５５ (最も明るい) までの２５６段階の階調を有する濃度データとして画像情報が得られている。図６の例では、濃度ｘを有する画素の全画素に占める割合がｙ％であることが示されている。また、図６の例ではＭで示される部分に山があり、この部分は似た階調の画素が多いことを示している。このように似た階調が狭い範囲に分布していると、これをそのまま写真プリントにしてしまうと、分布している画素数も多いことからべたっとした印象を与え、品質の良くない画像を形成してしまうことになる。
【０００４】
一方、濃度ヒストグラムのＴで示される部分に着目すると、この部分における画素数はＭで示される部分に比べるとかなり少ないことがわかる。これでは、２５６段階も有する階調を有効に使用していることにはならない。
そこで、画像情報をデジタルデータ化するメリットを有効に活用し、ヒストグラムの平滑化という処理が行なわれている。これを図６以下により説明する。
【０００５】
図７は、図６のように得られた濃度ヒストグラムデータから求められた濃度累積度数分布データを示すものである。横軸に同様に濃度値をとり縦軸に割合（％）を取っている。そして、図７の濃度累積度数分布データから図８に示す濃度ヒストグラム平滑化ルックアップテーブル（以下、ルックアップテーブルをＬＵＴということがある。）を作成する。図８に示される曲線は図７に示される曲線と同じであり、図８では縦軸が変換される濃度値である点が異なっている。この平滑化ＬＵＴによると、例えば、ｘ3 の濃度データを有する画素はｙ3 の濃度データに変換される。
【０００６】
この図８に示される平滑化ＬＵＴを用いて、図６に示される濃度ヒストグラムを有する画像データの画像変換処理を行なうと、図９に示されるような濃度ヒストグラムを得ることができる。図９からも明らかなように、濃度ヒストグラムは平滑化され、図６のＭ部分で示されるような全画像中の面積の広い部分の階調を広く使えたことになる。つまり、画像中の面積の広い部分は人の目にもとまりやすく、効率よく階調を使えたことになる。例えば、人物の背景に広い青空が写っているようなシーンを考えると、画像中の広い面積を有する青空の部分は、階調豊かな写真となり非常に見栄えの良い写真とすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の例でいくと広い面積を有する部分（青空）は快調豊かになり見栄えが改善されるが、主要被写体である人物の顔の画像中に占める面積が小さい場合は、逆に階調がつぶれてしまうことがある。例えば、図８に示すように、画像中の人物の顔の濃度がｘ1 からｘ2 の範囲にあったとすると、図８の平滑化ＬＵＴを用いると、ｘ1 の濃度データはｙ1 に変換され、ｘ2 の濃度データはｙ2 に変換される。そうすると、もともとｘ1 からｘ2 の範囲にあった階調が、より狭い階調範囲であるｙ1 からｙ2 へと変換されたことになり、その結果人物の顔の階調がなくなり、のっぺりとした顔になってしまう。すなわち、画像中広い面積を占める部分は、ヒストグラムの平滑化処理により階調性豊かな画像に変換することができるが、画像中に占める面積が小さな部分は階調がつぶれてしまい、特にそれが主要被写体である場合には問題があった。
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、濃度ヒストグラム平滑化の利点を生かしつつ、主要被写体等の画像中の特定領域の階調を適正にすることのできる技術を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明に係る画像処理装置は、
画像形成媒体から画像情報を読み取る画像読取手段と、
前記画像情報から特定領域を抽出する領域抽出部と、
前記画像情報から濃度ヒストグラムを求めるヒストグラム作成部と、
前記濃度ヒストグラムの平滑化を行なうため、前記濃度ヒストグラムから、濃度累積度数分布データを求め、このデータを基に、平滑化ルックアップテーブルを作成するルックアップテーブル作成部と、
前記読み取られた画像情報を前記平滑化ルックアップテーブルにより画像変換を行なう画像変換処理部とを備え、
前記ルックアップテーブルの作成にあたり、前記特定領域の変換係数が１対１になるように作成されることを特徴とするものである。
【００１０】
この構成による作用は次の通りである。
（１）画像読取手段により、画像形成媒体から画像情報を読み取る。
（２）領域抽出部により、前記画像情報から特定領域 (例えば、人物の顔) を抽出する。
（３）ヒストグラム作成部により、前記画像情報から濃度ヒストグラムを求める。なお、（２）と（３）の順は入れ替えても良い。
（４）ルックアップテーブル作成部により、前記特定領域の変換係数が１対１になるように、前記ヒストグラムの平滑化を行なうための平滑化ルックアップテーブルを作成する。これは、前記濃度ヒストグラムから、濃度累積度数分布データを求め、このデータを基に作成される。
（５）画像変換処理部により、前記読み取られた画像情報を前記平滑化ルックアップテーブルにより画像変換を行なう。
【００１１】
つまり、特定領域については１対１の変換係数になるようにして、所定の階調が得られるようにできるので、特定領域については階調がつぶれないようにすることができる。そして、特定領域以外の部分については、ヒストグラム平滑化による階調を広く使うという利点を生かすことができる。すなわち、特定領域については原画像の有する階調を維持したまま、残りの部分については平滑化の利点を生かした画像変換をすることができる。その結果、濃度ヒストグラム平滑化の利点を生かしつつ、主要被写体等の画像中の特定領域の階調を適正にすることのできる画像処理装置を提供することができた。更に、オリジナルの画像から得られた濃度ヒストグラムから濃度累積度数分布データを作成して、このデータを基にルックアップテーブルを作成するので、精度の良い平滑化処理を行なうことができる。
【００１２】
本発明の好適な実施形態として、前記領域抽出部は、人物の顔を特定領域として抽出するものがあげられ、この構成により人物の顔に相当する部分は階調がつぶれないように画像変換することができ、主要被写体である人物の顔の階調を適正にしながら、それ以外の部分は平滑化の利点を生かした画像変換をすることができる。
【００１５】
本発明の目的を達成するための本発明に係る画像処理方法は、
画像形成媒体から画像情報を読み取るステップと、
前記画像情報から特定領域を抽出するステップと、
前記画像情報から濃度ヒストグラムを求めるステップと、
前記濃度ヒストグラムの平滑化を行なうため、前記濃度ヒストグラムから、濃度累積度数分布データを求め、このデータを基に、平滑化ルックアップテーブルを作成するステップと、
前記読み取られた画像情報を前記平滑化ルックアップテーブルにより画像変換を行なうステップとを有し、
前記ルックアップテーブルの作成ステップにおいて、前記特定領域の変換係数が１対１になるように作成されることを特徴とするものである。
【００１６】
この構成による作用は、前述した（１）乃至（５）と同様である。したがって同様に、濃度ヒストグラム平滑化の利点を生かしつつ、主要被写体等の画像中の特定領域の階調を適正にすることのできる画像処理方法を提供することができた。
【００１７】
本発明の目的を達成するための写真処理装置は、
画像形成媒体である写真フィルムから画像情報を読み取る画像読取手段と、
読み取られた画像情報に対して画像変換を行なうための上記説明してきた特徴構成を有する画像処理装置と、
前記画像変換された後の画像情報を感光材料に露光するプリント部とを備えたことを特徴とするものである。
【００１８】
この構成による写真処理装置の作用を説明すると、
まず、画像読取手段により写真フィルムから画像情報を読み取る。そして、画像処理装置により読み取られた画像情報に対して画像変換を行なうが、この画像処理装置の基本的な作用は前述した（２）乃至（５）と同様である。画像変換がされた後の画像情報をプリント部にて感光材料に露光する。このようにして得られたプリント写真は、特定領域については所定の変換係数になるようにして、階調がつぶれないようにすることができると共に、特定領域以外の部分については、ヒストグラム平滑化による階調を広く使うという利点を生かすことができる。その結果、濃度ヒストグラム平滑化の利点を生かしつつ、主要被写体等の画像中の特定領域の階調を適正にすることのできる写真処理装置を提供することができた。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像読取装置及びこれが用いられた写真処理装置の好適な実施形態を図面を用いて説明する。図１は、写真処理装置の構成を示す模式図である。
【００２０】
＜写真処理装置の構成の説明＞
図１において、写真処理装置はスキャナー部Ｐ１とプリント部Ｐ２ (デジタル露光部に相当する。) を備えており、スキャナー部Ｐ１は、写真フィルムの１例であるネガフィルム１の画像コマをＣＣＤエリアセンサー６（以下、エリアセンサーと言い、画像読取手段に相当する。）により読み取るための光源２と、ミラートンネル３と、画像コマを位置決めするためのネガマスク４と、読み取り用レンズ５と、エリアセンサー６と、ネガフィルム１搬送用のローラ７と、駆動モータ８とを備えている。
【００２１】
プリント部Ｐ２は、所定の搬送経路に沿って搬送されるペーパー１１（感光材料に相当する。）を収納するペーパーマガジン１２と、ペーパー１１を搬送させる搬送ローラ１３と、搬送ローラ１３を駆動する駆動モータ１４と、ペーパー１１の搬送経路に沿った矢印Ａ方向に移動することでデジタル画像をペーパー１１に形成させるデジタル露光ヘッド１５とを備えている。デジタル露光ヘッド１５は、蛍光プリンタ、ＰＬＺＴ式プリンタ、ＣＲＴプリンタなど適宜のものを採用することができる。画像が形成されたペーパー１１は、現像処理・乾燥処理・カット処理などペーパー１１の種類に応じた処理がなされ最終的にプリントとして顧客に返却される。
【００２２】
また、画像処理装置２０はエリアセンサー 6から読み取られたネガフィルム１の画像情報に対して画像変換処理を行なうものであり詳細は後述する。コントローラ１０は、画像処理装置２０を含め、装置の各部の作動を制御するものであり、また、モニター１６とキーボード１７が接続されている。
【００２３】
＜画像処理装置の構成＞
次に、画像処理装置２０の構成を図２のブロック図により説明する。
Ａ／Ｄ変換部２１は、エリアセンサー６のＣＣＤにより読み取られたアナログの画像データをデジタル画像データに変換する。フレームメモリ２２は、１フレーム分の画像データを記憶する。領域抽出部２３は、画像データの中から特定の領域を抽出するものであり、本実施形態では人物の顔を抽出する。人物の顔の抽出方法は公知の方法を用いれば良く、例えば、人物の顔を肌色と仮定しＲＧＢデータが所定の範囲の比率になっておれば顔であると認識し、この範囲の濃度データを求める。
【００２４】
一方、ヒストグラム作成部２４は、読み取られた画像データを基に濃度ヒストグラム (図６で説明したもの) を作成する。濃度累積度数分布作成部２５は、ヒストグラム作成部２４で作成された濃度ヒストグラムを基にして濃度累積度数分布データ (図７で説明したもの) を作成する。ＬＵＴ作成部２６は、濃度累積度数分布データ及び領域抽出部２３にて抽出された顔のデータを基にして濃度ヒストグラム平滑化ＬＵＴを作成し、この平滑化ＬＵＴはＬＵＴ記憶部２７に記憶される。画像変換処理部２８は、フレームメモリ２２から読み出されたオリジナルの画像データに対して、ＬＵＴ記憶部２７に記憶されている濃度ヒストグラム平滑化ＬＵＴにより画像変換を実行し、変換後の画像データは変換画像記憶部２９に一旦記憶される。変換画像記憶部２９には、例えば１オーダー分の画像コマのデータを記憶できるようにしておくのが好ましい。また、変換された画像データをモニター１６に表示させて露光処理を行なう前に、オペレータによりチェックをするのが好ましい。
【００２５】
＜画像処理装置による処理手順＞
次に、画像処理装置２０による画像変換の処理手順を図３のフローチャートにより説明する。
まず、ネガマスク４にネガフィルム１をセットする（＃０１）。コントローラ１０からの指令に基づいてエリアセンサー６によりネガフィルム１の画像コマの読み取りを行なう（＃０２）。読み取られた画像データはＡ／Ｄ変換され（＃０３）、フレームメモリ２２に記憶される（＃０４）。次に、領域抽出部２３により、画像データの中の特定領域として人物の顔を抽出する（＃０５）。人物の顔の抽出方法としては前述した通り公知の方法により行なうことができる。
【００２６】
次に、ヒストグラム作成部２４により濃度ヒストグラムの作成を行なう。このヒストグラムは既に従来技術の欄で説明した図６に示される。説明の便宜のため図６、図７を用いる。
図６において、ネガフィルム１の画像データは８ビットのデジタルデータとして読み取られており、０ (最も暗い) から２５５ (最も明るい) までの２５６段階の階調を有する濃度データ (輝度データ) として画像情報が得られている。例えば、濃度ｘを有する画素の全画素に占める割合がｙ％であることが示されている。
【００２７】
図６のように得られた濃度ヒストグラムデータから、濃度累積度数分布作成部２５により、図７に示すような濃度累積度数分布データが求められる。図７において、横軸に同様に濃度値をとり縦軸に割合（％）を取っている。そして、図７の濃度累積度数分布データから最終的に求められる平滑化ＬＵＴは図４（ｂ）に示されるが、それを順を追って説明する。まず、図７のように求められた濃度累積度数分布データから、図４（ａ）に示されるような第１ステップの濃度ヒストグラム平滑化ＬＵＴを求める。横軸は変換対称となる画素データの濃度値ｘであり、縦軸は変換後の濃度値ｙを示している。この平滑化ＬＵＴは従来技術で説明した図８に示されるものと同じである。
【００２８】
次に、領域抽出部２３にて抽出された人の顔の領域データから、人の顔の濃度データが図４のｘ1 〜ｘ2 の範囲にあるとして求められたものとする。従来技術によれば、ｘ1 の濃度を有するデータはｙ1 の濃度データに変換され、ｘ2 の濃度を有するデータはｙ2 のデータに変換されていたため、ｘ1 〜ｘ2 の階調を有する人の顔がｙ1 〜ｙ2 に階調に圧縮されてしまっていた。そこで、図４（ｂ）に示すようにｘ1 （＝６４とする。）からｘ2 （＝１２８とする。）の範囲については、１対１の変換係数とする。すなわち、
ｘ1 ＝ｙ1 ’（＝６４）  ｘ2 ＝ｙ2 ’（＝１２８）
である。
【００２９】
また、濃度がｘ2 よりも濃い範囲では、
ｙn ’＝ｙ2 ＋
（ｙ2 ’−ｙ2 ) ×（ｘ255 −ｘn ）／（ｘ255 −ｘ2 ）
の式により変換され、濃度がｘ1 よりも小さい範囲では
ｙn ’＝ｙ1 ＋（ｙ1 ’−ｙ1 ）×ｘn ／ｘ1
の式により変換される。このようにして求められた濃度ヒストグラム平滑化ＬＵＴ（第２ステップ）を図４（ｂ）に示す。
【００３０】
以上のようにしてＬＵＴが作成され（＃０８）、このＬＵＴはＬＵＴ記憶部２７に記憶される。次に、この作成されたＬＵＴを用いて画像変換処理を行なう（＃０９）。ＬＵＴを用いることで画像変換を高速に処理することができる。変換された画像は変換画像記憶部２９に一旦記憶される（＃１０）。なお、ここで画像変換後の濃度ヒストグラムを図５に示す。人物の顔の部分はオリジナル画像の持っている階調が維持されたままで、その他の部分は平滑化が行われており、画像の中の面積の広い部分は階調が広く使えたことになり高品質な画像とすることができる。なお、画像変換後の画像をモニター１６に表示させてオペレータによるチェックを行なうようにするのが好ましい。
【００３１】
次に１オーダー分の画像処理が終了したか否かを判定し（＃１０）、終了していなければステップ＃０２に戻る。１オーダー分の画像処理が終了すると、コントローラ１０からデジタル露光ヘッド１５に画像データを順に転送し、ペーパー１１に対して露光を行う（＃１２）。露光が終了すると、現像・乾燥を行った後仕上がりプリントは顧客に手渡される。
【００３２】
＜別実施形態＞
本実施形態では特定領域を自動的に抽出しているが、その他に、読み取った画像をモニターに表示させて、画面上でオペレータが領域を指定することにより抽出するようにしても良い。また、特定領域としては人物以外の被写体 (動物、花、建造物など) を抽出するようにしても良い。
【００３３】
画像読取手段はエリアセンサーでなくラインセンサーでもよい。また、写真フィルムとしてポジフィルムでも良い。また、画像形成媒体としては、写真フィルム以外に例えば写真プリントでもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る写真処理装置の構成を示す模式図
【図２】画像処理装置の構成を説明する機能ブロック図
【図３】画像処理装置における画像変換の処理手順を説明するフローチャート
【図４】本実施形態に係る平滑化ＬＵＴを示す図
【図５】画像変換後の濃度ヒストグラムを示す図
【図６】濃度ヒストグラムを示す図
【図７】濃度累積度数分布データを示す図
【図８】従来技術に係る濃度ヒストグラム平滑化ＬＵＴを示す図
【図９】従来技術に係る平滑化ＬＵＴにより平滑化された濃度ヒストグラムを示す図
【符号の説明】
１        ネガフィルム
６        エリアセンサー
１０      コントローラ
２０      画像処理装置
２１      Ａ／Ｄ変換部
２３      領域抽出部
２４      ヒストグラム作成部
２５      濃度累積度数分布作成部
２６      ＬＵＴ作成部
２８      画像変換処理部
【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】
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【図６】
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【図７】
0003895495.tif 000008
【図８】
0003895495.tif 000009
【図９】
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