(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素ごとに複数の色成分を有する画像データに退色補正処理を行なうための画像処理装置であって、
前記画像データを受信する受信手段と、
前記受信された画像データについて、前記複数の色成分ごとに輝度値分布を求める分布取得手段と、
前記複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求める手段と、
前記複数の色成分それぞれについて、前記最大値と前記最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるｎ等分値取得手段と、
前記複数の色成分それぞれについて求められた前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値が、前記最大値および前記最小値に基づいて前記複数の色成分の中から定められる基準成分の前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値にそれぞれ一致するように前記複数の色成分の輝度値分布を補正する補正手段とを備えた、画像処理装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記複数の色成分それぞれについて求められた前記最大値と前記最小値との差をそれぞれ求め、前記差が最大となる成分を前記基準成分とし、前記基準成分の前記最大値と前記最小値と前記ｎ等分値に他の成分の前記最大値と前記最小値と前記ｎ等分値とを合わせるように補間を行なう、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記受信された画像を均等色空間上の色信号に変換する変換手段と、
前記変換された色信号に基づく色相ヒストグラムが特定の色相に偏ること、または、彩度ヒストグラムが彩度の低い部分に偏っていることを検出することにより、前記受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるか判定する判定手段とをさらに備え、
前記補正手段は、前記受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データと判定されたことに応じて、前記複数の色成分の輝度値分布を補正する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項４】
受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるかを受信するための入力手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データである旨が受信されたことに応じて、前記複数の色成分の輝度値分布を補正する、請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項５】
画素ごとに複数の色成分を有する画像データに退色補正処理を行なうための画像処理方法であって、
前記画像データを受信するステップと、
前記受信された画像データについて、前記複数の色成分ごとに輝度値分布を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて、前記最大値と前記最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて求められた前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値が、前記最大値および前記最小値に基づいて前記複数の色成分の中から定められる基準成分の前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値にそれぞれ一致するように前記複数の色成分の輝度値分布を補正するステップとを含む、画像処理方法。
【請求項６】
画素ごとに複数の色成分を有する画像データの退色補正処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
前記画像データを受信するステップと、
前記受信された画像データについて、前記複数の色成分ごとに輝度値分布を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて、前記最大値と前記最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるステップと、
前記複数の色成分それぞれについて求められた前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値が、前記最大値および前記最小値に基づいて前記複数の色成分の中から定められる基準成分の前記最大値、前記最小値および前記ｎ等分値にそれぞれ一致するように前記複数の色成分の輝度値分布を補正するステップとを前記コンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去する画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、デジタルカメラやイメージスキャナ等の普及に伴い、画像をデジタルデータとしてパーソナルコンピュータ等に取込み、保存または利用する機会が増えている。画像をデジタルデータとして取扱うと、画像の補正または加工が容易に行なえること、電子アルバムなどにより所定の画像をまとめて管理することができること等の利点がある。このため、たとえばフィルムからフィルムスキャナで読取ったり、または、フィルムを現像した写真をデジタルカメラやイメージスキャナで読取ったりして、デジタルデータに変換した後、保存したり、電子アルバムとして管理したりすることが可能となっている。
【０００３】
しかし、フィルム自体、または、フィルムから現像された写真は、太陽光や蛍光灯などにさらされると、時間の経過とともにフィルムは退色し、写真は色褪せてしまう。この退色または色褪せた画像を補正する方法が、特開平１１−１３６５３３号公報に記載されている。この方法によれば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）各色の退色補正用の標準パターンをフィルムに予め焼き込んでおき、フィルムスキャナなどで読取る際に焼き込まれた標準パターンの退色度合いを判定し、判定された退色度合いをもとに退色補正処理を施すものである。
【０００４】
また、蛍光灯やタングステン灯の下で撮影された画像は、色かぶりの影響を受けており、この色かぶりの影響を除去するものとして、ＲＧＢ各成分のダイナミックレンジを一致させる技術が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の特開平１０−１３６５３３号公報に記載の退色補正方法は、画像を撮影するフィルムに予め退色補正用の標準パターンを焼き込む必要があるといった問題がある、また、フィルムから現像された写真からは、退色補正用の標準パターンを得ることができず、退色補正を施すことができない。
【０００６】
また、色かぶりを除去する方法は、現像された写真が経年劣化することにより色褪せた画像を補正することはできない。これについて具体的に説明する。図１０は、タングステン光の下で撮影された色かぶり画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。図１０を参照して、横軸は輝度値を表わし、縦軸は画素の度数を表わしている。ＲＧＢのヒストグラムの分布の形状は、似通っているものの、分布の幅および位置がＲＧＢそれぞれの成分で異なっている。このように、色かぶり画像は、各成分のヒストグラムの分布形状は類似するものの、分布の幅および位置が異なるという特徴を有する。
【０００７】
図１１は、タングステン光の下で撮影された色かぶり画像に色かぶり補正を施した画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。図１１を参照して、ＲＧＢ各成分のヒストグラムの分布形状が似通ったものに補正されている。この色かぶり画像の補正は、ＲＧＢ各成分のヒストグラムの最大値と最小値とを求め、これらが一致するように濃度変換を行なうものである。これにより、色かぶり画像は各成分のヒストグラムの分布の幅および位置が補正され、色かぶりの状態が改善される。
【０００８】
図１２は、フィルムの経年劣化により退色した退色画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。図１２を参照して、退色画像においては、ＲＧＢ各成分のヒストグラムの分布の幅と位置だけでなく、ヒストグラムの分布形状までもが異なっている。
【０００９】
図１３は、フィルムの経年劣化により退色した退色画像に色かぶり補正処理を施した画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。図１３を参照して、ＲＧＢ各成分のヒストグラムの分布の幅と位置は一致するが、分布の形状が異なっている。このため、色かぶり補正処理を退色画像に施したとしても、退色の影響を除去することはできない。
【００１０】
この発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、この発明の目的の１つは、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去することが可能な画像処理装置および画像処理方法を提供することである。
【００１１】
この発明の他の目的は、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去することが可能な画像処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するためにこの発明のある局面によれば、画素ごとに複数の色成分を有する画像データに退色補正処理を行なうための画像処理装置であって、画像データを受信する受信手段と、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布を求める分布取得手段と、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求める手段と、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるｎ等分値取得手段と、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布を補正する補正手段とを備える。
好ましくは、補正手段は、複数の色成分それぞれについて求められた最大値と最小値との差をそれぞれ求め、差が最大となる成分を基準成分とし、基準成分の最大値と最小値とｎ等分値に他の成分の最大値と最小値とｎ等分値とを合わせるように補間を行なう。
【００１３】
この発明に従えば、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布が求められ、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値が求められ、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値が求められる。そして、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布が補正される。このため、各色成分間で輝度値分布を合わせることができる。その結果、画像データの色成分の輝度値分布を互いに合わせることにより、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去することが可能な画像処理装置を提供することができる。
【００１８】
好ましくは、画像処理装置は、受信された画像を均等色空間上の色信号に変換する変換手段と、変換された色信号に基づく色相ヒストグラムが特定の色相に偏ること、または、彩度ヒストグラムが彩度の低い部分に偏っていることを検出することにより、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるか判定する判定手段とをさらに備え、補正手段は、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データと判定されたことに応じて、複数の色成分の輝度値分布を補正する。
【００１９】
この発明に従えば、受信された画像が均等色空間上の色信号に変換され、変換された色信号に基づく色相ヒストグラムが特定の色相に偏ること、または、彩度ヒストグラムが彩度の低い部分に偏っていることを検出することにより、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるかが判定され、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データと判定されたことに応じて、複数の色成分の輝度値分布が補正される。このため、退色した画像のみを適切に補正することができる。
【００２０】
好ましくは、画像処理装置は、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるかを受信するための入力手段をさらに備え、補正手段は、受信された画像データが退色した画像を撮像して得られた画像データである旨が受信されたことに応じて、複数の色成分の輝度値分布を補正する。
【００２１】
この発明に従えば、受信された画像データが退色または色褪せた画像を撮像して得られた画像データであるかが受信され、受信された画像データが退色した画像を撮像して得られた画像データである旨が受信されたことに応じて、複数の色成分の輝度値分布が補正される。このため、退色した画像のみを適切に補正することができる。
【００２２】
この発明の他の局面によれば、画素ごとに複数の色成分を有する画像データに退色補正処理を行なうための画像処理方法であって、画像データを受信するステップと、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布を補正するステップとを含む。
【００２３】
この発明に従えば、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布が求められ、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値が求められ、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値が求められる。そして、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布が補正される。このため、各色成分間で輝度値分布を合わせることができる。その結果、画像データの色成分の輝度値分布を互いに合わせることにより、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去することが可能な画像処理方法を提供することができる。
【００２４】
この発明のさらに他の局面によれば、画素ごとに複数の色成分を有する画像データの退色補正処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、画像データを受信するステップと、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値を求めるステップと、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布を補正するステップとをコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録する。
【００２５】
この発明に従えば、受信された画像データについて、複数の色成分ごとに輝度値分布が求められ、複数の色成分それぞれについて、輝度値の最大値および最小値が求められ、複数の色成分それぞれについて、最大値と最小値との間を画素数によってｎ等分（ｎは３以上の整数）したｎ等分値が求められる。そして、複数の色成分それぞれについて求められた輝度値の最大値、最小値およびｎ等分値が、最大値および最小値に基づいて複数の色成分の中から定められる基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値にそれぞれ一致するように複数の色成分の輝度値分布が補正される。このため、各色成分間で輝度値分布を合わせることができる。その結果、画像データの色成分の輝度値分布を互いに合わせることにより、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを除去することが可能な画像処理をコンピュータに実行させるための画像処理プログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、図中同一符号は同一または相当する部材を示し、説明は繰返さない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態における画像処理装置とそれに接続される外部装置との接続関係を示す図である。図１を参照して、画像処理装置１００は、パーソナルコンピュータで構成される。画像処理装置１００には、イメージスキャナで代表される画像入力装置１５０と、画像処理装置１００から画像を出力するための画像出力装置１６０とが接続されている。
【００２８】
画像入力装置１５０は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラなどを用いることもできる。画像入力装置１５０から画像処理装置１００に入力される画像は、静止画であっても動画であってもよい。動画の場合は画像処理装置１００では、フレームごとに静止画像に施すのと同様の画像処理を施す。
【００２９】
画像出力装置１６０は、レーザプリンタやインクジェットプリンタなどであり、フルカラーの画像を出力することができる。
【００３０】
画像処理装置１００は外部記憶装置を備え、ＣＤ−ＲＯＭや光磁気ディスク、デジタルビデオディスク、フロッピィディスク等の記録媒体１７０から画像処理装置１００で実行するための画像処理プログラムを読取ることができる。この場合、後述する退色補正処理を画像処理装置１００で実行するための画像処理プログラムが、記録媒体１７０に記録される。そして、外部記憶装置で画像処理プログラムを読取ることにより、画像処理装置１００で実行可能となる。また、以下に述べる退色補正処理は、画像入力装置１５０で行なってもよい。
【００３１】
図２は、本実施の形態における画像処理装置の機能の概略を示す機能ブロック図である。図２を参照して、画像入力装置１５０から、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの成分からなる画像データが画像処理装置１００に送られる。
【００３２】
画像処理装置１００は、シーン判定処理部１１０と、画像補正処理部１２０とを含む。画像入力装置１５０から受信された画像データは、シーン判定処理部１１０および画像補正処理部１２０に送られる。
【００３３】
シーン判定処理部１１０は、受信した画像データを均等色空間に変換するための色空間変換処理部１１１と、均等色空間に変換された画像データについて、色相、彩度および明度の３つの成分それぞれについてヒストグラムを計算するヒストグラム計算部１１３と、作成された３つのヒストグラムに基づき画像データの性質を示すシーン情報を判定するシーン情報判定部１１５とを含む。
【００３４】
色空間変換処理部１１１は、ＲＧＢの３つの成分で表わされる画像データを、色相、彩度、明度の３つの成分で表わされる均等色空間に変換する。色相、彩度、明度で表わされる均等色空間には、マンセル表色系における均等色空間が用いられる。なお、ここではマンセル表色系を用いたが、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色系、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊表色系、ＣＩＥ表色法、ＤＩＮ方式、オストワルト（Ostwald）表示などの表示方式で表わされる色空間を用いるようにしてもよい。
【００３５】
ヒストグラム計算部１１３では、色相、彩度、明度のそれぞれについてヒストグラムを作成する。シーン情報判定部１１５は、ヒストグラム計算部１１３で作成されたヒストグラムに基づき、画像が退色または色褪せた画像であるか否かを判定する。
【００３６】
なお、退色したフィルムを撮像して得られる退色画像と、色褪せた写真を撮像して得られる色褪せ画像を区別する必要はないので、以下、特に記載のない限り、これらをまとめて退色画像という。
【００３７】
画像データのシーン情報の判定方法としては、色相、彩度、明度のヒストグラム分布が用いられる。色相ヒストグラムが特定の色相に偏ること、または、彩度ヒストグラムが彩度の低い部分に偏っていることを検出することにより、退色画像を判定することができる。ヒストグラムの分布の偏りは、平均値、中央値、分散、最大値、最小値を用いて判定される。
【００３８】
また、退色画像は、無彩色の部分が少ないという特徴を有するため、明度ヒストグラムの高明度および低明度を除いた領域において、無彩色（白、黒、灰色）の領域が非常に少ない。このため、無彩色の領域がある一定値以上あるか否かを判定基準に加えてもよい。
【００３９】
画像補正処理部１２０は、入力された画像データに退補正色処理を施す。画像補正処理部１２０は、入力された画像データの色相、彩度および明度それぞれについてヒストグラムを作成するヒストグラム計算部１２１と、作成されたそれぞれのヒストグラムにおいて最大値、最小値およびｎ等分値を計算する基準画素値計算部１２３と、各ヒストグラムの濃度値を変換する濃度変換部１２５とを含む。
【００４０】
次に、退色補正処理の原理について説明する。退色補正処理は、ＲＧＢ３つの成分のヒストグラムにおいて、分布の形状および範囲を一致させる処理である。まず、ＲＧＢの各成分の最大値、最小値が求められる。そして、各成分のヒストグラムを画素数によってｎ等分（ｎ≧２の整数）したｎ等分値が求められる。ｎ等分値は、（ｎ−１）個求められる。また、ｎ等分値は、輝度値の大きい順または小さい順に画素数を累積した累積値ががＲＧＢ成分間で同じとなる。そして、ｎ等分値は、ＲＧＢ成分間で対応付けられる。
【００４１】
なお、本実施の形態においては説明のためｎ＝３の場合について説明する。このｎ等分は、３等分に限られるわけではなく、２等分以上であればこれに限定されるわけではない。ｎを大きくすることにより、退色補正処理の精度を向上させることができる。画素数で３等分した場合、３等分値は２つ存在する。
【００４２】
ここで、Ｒ成分の最大値をＲｍａｘ、最小値をＲｍｉｎとし、Ｇ成分の最大値をＧｍａｘ、最小値をＧｍｉｎとし、Ｂ成分の最大値をＢｍａｘ、最小値をＢｍｉｎとする。そして、Ｒ成分の３等分値を輝度値の小さいほうから順にＲｎ１、Ｒｎ２とし、Ｇ成分の３等分値を輝度値の小さいほうから順にＧｎ１、Ｇｎ２とし、Ｂ成分の３等分値を輝度値の小さいほうから順にＢｎ１、Ｂｎ２とする。
【００４３】
このとき、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分それぞれにおいて、画素値の小さい順に画素を並べたとき、ＲｍｉｎとＲｎ１との間に存在する画素数は、ＧｍｉｎとＧｎ１との間に存在する画素数、または、ＢｍｉｎとＢｎ１との間に存在する画素数と同じになる。同様に、Ｒｎ１とＲｎ２との間に存在する画素数は、Ｇｎ１とＧｎ２との間に存在する画素数、または、Ｂｎ１とＢｎ２との間に存在する画素数と同じになる。さらに、Ｒｎ２とＲｍａｘとの間に存在する画素数は、Ｇｎ２とＧｍａｘとの間に存在する画素数、または、Ｂｎ２とＢｍａｘとの間に存在する画素数と同じになる。
【００４４】
このようにして求められた最大値、最小値およびｎ等分値の輝度値がＲＧＢ３つの成分のヒストグラム間で一致するように、各成分のヒストグラムに対して濃度変換処理を行なう。この濃度変換処理には線形補間が用いられる。このとき、各成分の最大値と最小値との差をそれぞれ求め、その差が最大となる成分を基準成分とし、基準成分の最大値、最小値およびｎ等分値に他の成分の最大値、最小値およびｎ等分値が一致するように、濃度変換処理を行なう。
【００４５】
図３は、退色補正処理を施す前後における退色画像のＲＧＢヒストグラムを示す図である。図３（Ａ）は、退色画像のＲＧＢヒストグラムを示す図であり、図３（Ｂ）は、退色補正処理後の画像のＲＧＢヒストグラムを示す図である。
【００４６】
図３（Ａ）を参照して、ＲＧＢそれぞれの成分間で、最大値（Ｒｍａｘ、Ｇｍａｘ、Ｂｍａｘ）、最小値（Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎ）および３等分値（Ｒｎ１、Ｇｎ１、Ｂｎ１とＲｎ２、Ｇｎ２、Ｂｎ２）は輝度値が一致していない。また、最大値、最小値および３等分値の間隔は、ＲＧＢ成分間で一致していない。たとえば、Ｒｎ１とＲｎ２との間隔、Ｇｎ１とＧｎ２との間隔およびＢｎ１とＢｎ２との間隔は、すべて異なる。
【００４７】
図３（Ｂ）を参照して、Ｒ成分を基準成分として、Ｒ成分の最大値（Ｒｍａｘ）にＧ成分の最大値（Ｇｍａｘ）およびＢ成分の最大値（Ｂｍａｘ）が一致し、Ｒ成分の最小値（Ｒｍａｘ）にＧ成分の最小値（Ｇｍｉｎ）およびＢ成分の最小値（Ｂｍｉｎ）が一致し、Ｒ成分の３等分値（Ｒｎ１とＲｎ２）に、Ｇ成分の３等分値（Ｇｎ１とＧｎ２）およびＢ成分の３等分値（Ｂｎ１とＢｎ）がそれぞれ一致するようにＧ成分およびＢ成分の輝度値が変換されている。これらの画素以外の画素については、最大値、最小値および３等分値に基づく線形補間が行なわれる。そして、ＲＧＢそれぞれのヒストグラムの分布の形状、範囲および位置が類似している。
【００４８】
図４は、濃度変換処理に用いられる線形補間を説明するための図である。図４を参照して、横軸にＢ成分を、縦軸にＲ成分を示し、それぞれの軸に各成分の最小値（Ｂｍｉｎ、Ｒｍｉｎ）、最大値（Ｂｍａｘ、Ｒｍａｘ）および３等分値（Ｂｎ１，Ｂｎ２、Ｒｎ１，Ｒｎ２）を示している。ここでは、基準成分をＲ成分として説明する。Ｂ成分の最小値（Ｂｍｉｎ）とＲ成分の最小値（Ｒｍｉｎ）、Ｂ成分の最大値（Ｂｍａｘ）とＲ成分の最大値（Ｒｍａｘ）と、Ｂ成分の３等分値（Ｂｎ１，Ｂｎ２）とＲ成分の３等分値（Ｒｎ１，Ｒｎ２）とで定まる点をプロットし、それぞれの点を直線で結ぶことにより、濃度変換処理に用いる変換直線が求められる。
【００４９】
なお、濃度変換処理に最小値とｎ等分値と最大値とを結ぶ直線で濃度を変換するのではなく、２つの成分の最小値（Ｂｍｉｎ，Ｒｍｉｎ）で定まる点Ａｍｉｎと、３等分値Ｂｎ１とＲｎ１で定まる点Ａｎ１と、３等分値Ｂｎ２とＲｎ２で定まる点Ａｎ２と、最大値（Ｂｍａｘ，Ｒｍａｘ）で定まる点Ａｍａｘとを通る濃度変換曲線（トーンカーブ）を用いるようにしてもよい。トーンカーブは、スプライン補間することにより求められる。また、高次元の関数を用いて求めてもよい。
【００５０】
図５は、濃度変換処理に用いられる濃度変換曲線を示す図である。図５を参照して、最小値とｎ等分値と最大値とを結ぶスプライン補間された曲線が表わされる。このように、スプライン補間された曲線を用いて濃度変換をすることにより、階調の滑らかさが失われず、適切な補間処理を施すことができる。このため、退色補正された画像において階調が急激に変化するトーンジャンプの発生を防止することができる。
【００５１】
なお、本実施の形態においては、ｎ＝３として説明した。ｎ＝２とした場合には、各成分のヒストグラムの形状が単峰性の場合に有効に濃度変換処理を行なうことができる。しかし、いずれかの成分ヒストグラムが単峰性でない場合、たとえば、双峰性であった場合に、２等分値（中央値）とヒストグラムの２つのピーク位置とが大きくずれてしまう。このため、ヒストグラムの形状を類似したものにすることができない。本実施の形態においては、ｎ＝３としているため、ヒストグラムの形状が双峰性の場合でも、対応することができる。
【００５２】
図６は、ｎ＝２とした場合における退色補正処理の不具合を説明するための図である。図６（Ａ）は、濃度変換処理前の２つのヒストグラムを示し、図６（Ｂ）はｎ＝２とした濃度変換処理を施した画像のヒストグラムを示す。なお、説明のためＲ成分とＢ成分のヒストグラムのみを示している。
【００５３】
図６（Ａ）を見て明らかなように、Ｒ成分のヒストグラムの形状は双峰性であり、Ｂ成分のヒストグラムの形状は単峰性である。Ｒ成分の画素値を２等分した画素Ｒｎの位置と、Ｒ成分のヒストグラムの２つの山のピーク位置（Ｒ１，Ｒ２）とが一致しない。Ｂ成分のヒストグラムは、単峰性であるため、２等分した画素の位置Ｂｎと、ヒストグラムのピーク位置Ｂ１とがほぼ一致している。
【００５４】
図６（Ｂ）を参照して、Ｒ成分のヒストグラムとＢ成分のヒストグラムの形状が全く異なっており、２等分する退色補正処理によってはヒストグラムの形状を一致させることはできない。この結果、退色補正処理が有効になされていない。
【００５５】
図７は、図１２に示したＲＧＢヒストグラムの退色画像に退色補正処理を施した画像のＲＧＢヒストグラムを示す図である。図７を参照して、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分のヒストグラムの形状、範囲および位置が類似している。
【００５６】
図８は、本実施の形態における画像処理装置で行なわれる退色補正処理の流れを示すフローチャートである。図８を参照して、退色補正処理では、まず、ＲＧＢ画像データが、画像入力装置１５０により入力される（ステップＳ０１）。そして、入力されたＲＧＢ画像データを、色相、彩度および明度からなる画像データに変換する。これは、ＲＧＢ画像データがマンセル表色系で定義される色空間の色信号に変換される。
【００５７】
そして、ヒストグラム計算部１１３により、変換された画像データから色相、彩度および明度それぞれのヒストグラムが作成される（ステップＳ０３）。その後、シーン情報判定部１１５において画像のシーン情報が判定される（ステップＳ０４）。シーン情報の判定とは、画像が退色画像に該当するか否かを判定する処理である。退色画像は、画像全体が特定の色相に偏り、さらに、全体的に色が薄く彩度が低くなっていることが多い。したがって、シーン情報判定部１１５では、色相ヒストグラムから色の偏り具合のチェックが行なわれ、色が特定の色相に偏っていると判定された場合には、彩度ヒストグラムから彩度が低い領域に偏っているか否かがチェックされる。彩度ヒストグラムが、全体的に低い領域に偏っていると判定された場合には、退色画像と判定する。
【００５８】
また、退色画像は、無彩色の部分が少ないという特徴を有する。このため、高明度領域と低明度領域を除いた領域に含まれる画素が、無彩色（白、黒、灰）の画素が所定の割合以上あるか否かを判断するようにしてもよい。  上述の色相ヒストグラムと彩度ヒストグラムを用いる判定方法と、明度ヒストグラムと色相ヒストグラムとを用いる方法を単独で用いて判定するようにしても良いし、または、組合わせて判定するようにしてもよい。
【００５９】
なお、本実施の形態においては、色相、彩度および明度ヒストグラムを用いて画像のシーンを判定するようにしたが、ＲＧＢ各成分のヒストグラムを用いて判定することもできる。この場合には、シーン判定処理部１１０は不要となる。ＲＧＢの各成分のヒストグラムを用いてシーンを判定する場合には、たとえば、退色画像のＲＧＢ各成分のヒストグラムは、分布形状が大きく異なっている場合が多い。この分布の違いを判定することにより、退色画像を判定することができる。
【００６０】
より具体的には、ＲＧＢの各ヒストグラムの最大値と最小値を一致させる線形補間を行なった後、補間後のヒストグラムの分布形状が類似しているか否かをチェックする。類似しているかどうかの判定基準は、ヒストグラムの平均値、分散値および度数がピークとなる輝度値の類似性を判定するようにすればよい。そして、３つのヒストグラムの分布が類似していないと判定された場合に、退色画像と判定する。
【００６１】
ステップＳ０４の判定の結果、退色画像か否かが判断される（ステップＳ０５）。退色画像と判断される場合にはステップＳ０６に進み、そうでない場合にはステップＳ０９に進む。
【００６２】
ステップＳ０６では、ＲＧＢ各成分のヒストグラムが、ヒストグラム計算部１２１で作成される。そして、作成された成分各成分のヒストグラムの最大値、最小値およびｎ（ｎ＝３）等分値が基準画素値計算部１２３で計算される（ステップＳ０７）。ｎ等分値は、それぞれのヒストグラムにおいて、画素を輝度値の大きい順に並べたとき最大値からの累積画素数が同じとなる画素の輝度値である。または、画素を輝度値の小さい順に並べたとき最小値からの累積画素数が同じとなる画素の輝度値である。
【００６３】
たとえば、画素数が３００であった場合の、３等分した画素の数は、１００である。したがって、それぞれのヒストグラムの最大値から１００番目に輝度値の大きい画素の輝度値と、２００番目に輝度値の大きい画素の輝度値とがそれぞれの成分のヒストグラムから求められる。
【００６４】
そして、求められた最小値、最大値およびｎ等分値が３つの成分のヒストグラム間で一致するように、各成分に対して濃度変換処理が行なわれる（ステップＳ０８）。この濃度変換処理は、各成分のヒストグラムの最大値と最小値との差をそれぞれ求め、その差が最大となる成分を基準成分とし、基準成分の最大値と最小値とｎ等分値に他の成分の最小値と最大値とｎ等分値とを合わせるように線形補間が行なわれる。
【００６５】
そして、次のステップＳ０９では、濃度変換された画像データが画像出力装置１６０に出力される。
【００６６】
本実施の形態においては、ステップＳ０２〜ステップＳ０４で入力された画像データのシーンを自動判定するようにしたが、画像処理装置１００の使用者によりキーボードから退色画像であることを示す指示信号を入力するようにしてもよい。
【００６７】
図９は、本実施の形態における画像処理装置に表示される退色画像を指定するためのグラフィックユーザインターフェイス（ＧＵＩ）の一例を示す図である。図９を参照して、シーン選択欄において、退色、逆光、露光不足、夕焼け、人物等のシーン情報が例示される。これらの例示されたシーン情報に対応して設けられたチェック欄をマウス等のポインティングデバイスまたはキーボードを用いて指示することで、シーン情報が入力される。本実施の形態においては、退色に対応して設けられたチェック欄が指示されることで、シーン情報として退色画像であることを示す指示信号が入力される。
【００６８】
退色補正処理が施される前の画像が「補正前画像」の領域に表示され、退色補正処理を施した後の画像が「補正後画像」の領域に並べて出力される。
【００６９】
以上説明したように、本実施の形態における画像処理装置では、画像データのＲＧＢ成分の輝度値ヒストグラムの形状、範囲および位置を合わせるように濃度を変換する。このため、画像データに含まれる色褪せや退色等の影響で生じるノイズを簡単に除去することができる。
【００７０】
また、濃度変換処理においては、ＲＧＢ成分の最大値、最小値およびｎ等分値の輝度値を一致させるように濃度変換処理を行なうので、複数の成分の輝度値分布が複雑な形状であっても、複数の成分の輝度値分布を容易に一致させることができる。
【００７１】
さらに、シーン判定処理部１１０により、色相、彩度および明度に変換された画像データを用いて、退色画像か否かを自動で判定するようにしたので、退色した画像にのみ退色補正処理を施すことができる。
【００７２】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の形態の１つにおける画像処理装置とそれに接続される外部装置との接続関係を示す図である。
【図２】  本実施の形態における画像処理装置の機能の概略を示す機能ブロック図である。
【図３】  退色補正処理を施す前後における退色画像のＲＧＢヒストグラムを示す図である。
【図４】  濃度変換処理に用いられる線形補間を説明するための図である。
【図５】  濃度変換処理に用いられる濃度変換曲線を示す図である。
【図６】  ｎ＝２とした場合における退色補正処理の不具合を説明するための図である。
【図７】  図１２に示したＲＧＢヒストグラムの退色画像に退色補正処理を施した画像のＲＧＢヒストグラムを示す図である。
【図８】  本実施の形態における画像処理装置で行なわれる退色補正処理の流れを示すフローチャートである。
【図９】  本実施の形態における画像処理装置に表示される退色画像を指定するためのグラフィックユーザインターフェイスの一例を示す図である。
【図１０】  タングステン光の下で撮影された色かぶり画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。
【図１１】  タングステン光の下で撮影された色かぶり画像に色かぶり補正を施した画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。
【図１２】  フィルムの経年劣化により退色した退色画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。
【図１３】  フィルムの経年劣化により退色した退色画像に色かぶり補正処理を施した画像のＲＧＢヒストグラムの一例を示す図である。
【符号の説明】
１００  画像処理装置、１１０  シーン判定処理部、１１１  色空間変換処理部、１１３，１２１  ヒストグラム計算部、１１５  シーン情報判定部、１２０画像補正処理部、１２３  基準画素値計算部、１２５  濃度変換部、１５０  画像入力装置、１６０  画像出力装置、１７０  記録媒体。
【図１】
0004038976.tif 000002
【図２】
0004038976.tif 000003
【図３】
0004038976.tif 000004
【図４】
0004038976.tif 000005
【図５】
0004038976.tif 000006
【図６】
0004038976.tif 000007
【図７】
0004038976.tif 000008
【図８】
0004038976.tif 000009
【図９】
0004038976.tif 000010
【図１０】
0004038976.tif 000011
【図１１】
0004038976.tif 000012
【図１２】
0004038976.tif 000013
【図１３】
0004038976.tif 000014