(57)【要約】【課題】人肌色の領域における補正処理において、色相だけでなく彩度の補正を実現し、彩度の補正パターンにバリエーションを持たせて豊かな表現力を得た上で、さらに補正後に彩度の不連続が無く色むらが生じない人肌の色画像補正装置及びその方法を提供することを目的とする。【解決手段】直交座標系の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標系に変換する極座標系変換手段１０と、極座標系による色相の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段１２と、極座標系による色相の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段１３と、を備え、肌色領域を理想の肌色の色相に集中させる補正を行うとともに、色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段により補正を行った領域における色相方向の境界付近の色相の不連続を低減し、補正を行った領域における彩度方向の境界付近の色相の不連続を低減する肌色補正画像処理装置であって、さらに肌色領域の彩度の補正１６、１７を行う。【選択図】図１
2009105632.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直交座標系の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標系に変換する極座標系変換手段と、前記極座標系による色相の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段と、前記極座標系による色相の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段と、を備え、肌色領域を理想の肌色の色相に集中させる補正を行うとともに、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正を行った領域における色相方向の境界付近の色相の不連続を低減し、前記補正を行った領域における彩度方向の境界付近の色相の不連続を低減する肌色補正画像処理装置であって、
さらに前記肌色領域の彩度の補正を行うことを特徴とする肌色補正画像処理装置。
【請求項２】
前記肌色領域の彩度の補正により彩度の領域を狭める請求項１に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項３】
前記肌色領域の彩度の補正により彩度の領域を広げる請求項１に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項４】
前記肌色領域の彩度の補正により彩度の強さを強くする請求項１に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項５】
前記肌色領域の彩度の補正により彩度の強さを弱くする請求項１に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項６】
前記極座標系による彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段を備え、前記彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正した領域における彩度方向の境界付近の彩度の不連続を低減する請求項１に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項７】
前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段を備え、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正した領域における色相方向の境界付近の彩度の不連続を低減する請求項１又は請求項６に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項８】
補正すべき領域において、前記彩度方向の領域が非対称となる補正領域を補正の対象領域とすることより、機器の特性などに対して、より柔軟性の高い補正を行う請求項１又は請求項６に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項９】
前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて対称的な線形重み付け関数を用いた請求項６に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１０】
前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて非対称的な線形重み付け関数を用いた請求項６又は請求項８に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１１】
前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて非線形重み付け関数を用いた請求項６又は請求項８に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１２】
前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて任意の重み付け関数を実現できるＬＵＴを用いた請求項６又は請求項８に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１３】
前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記色相における重み付け関数が台形型の関数を用いた請求項７に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１４】
前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、色相において任意の重み付け関数を実現できるＬＵＴを用いた請求項７に記載の肌色補正画像処理装置。
【請求項１５】
直交座標系の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標系に変換する極座標系変換ステップと、前記極座標系による色相の色相方向の補正を行う重み付け関数演算ステップと、前記極座標系による色相の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算ステップと、を有し、肌色領域を理想の肌色の色相に集中させる補正を行うとともに、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算ステップにより前記補正を行った領域における色相方向の境界付近の色相の不連続を低減することと、前記補正を行った領域における彩度方向の境界付近の色相の不連続を低減することを含む肌色補正画像処理方法であって、
さらに前記肌色領域の彩度の補正を行うことを特徴とする肌色補正画像処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、肌色補正画像処理装置及び方法に関し、特にテレビ、カメラ、ＤＶＤなどの映像機器に搭載する、人肌の色を補正する画像処理に関する技術である。
【背景技術】
【０００２】
ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１規格において、輝度Ｙ、色差Ｃｒ／Ｃｂと赤Ｒ、緑Ｇ、青Ｂとの関係は、下記に示す数式（１）で定められており、人肌の色は人種によって異なるが、通常は赤色Ｒと黄色Ｙｅとの間の領域に分布している。
【数１】
2009105632.tif 000003
【０００３】
上記肌色の領域について後述する肌色補正を行うと、例えば、ＴＶの映像に表示される人の顔や皮膚は健康できれいに表示される効果がある。また、後述する従来技術に示すように、上記肌色の領域を更に肌領域を狭めると、黄色人種であるアジア人等の肌色は、赤っぽく表示され、若々しく表示されるという効果があり、従来、肌色補正画像処理は、映像機器等に搭載されている。
【０００４】
従来の人肌の色領域の補正処理について以下に説明する。
デジタル画像においてＲＧＢは、それぞれ同じビット数で表している。このとき、色差ＣｒとＣｂの取り得る値の範囲が異なる。そのため、ＣｒとＣｂを同一範囲に収め、後述する極座標変換を容易にするために、上記数式（１）のＣｒＣｂにおける式について正規化処理を行い、下記に示す数式（２）を得る。
【数２】
2009105632.tif 000004
図１６は、色差Ｃｂを横軸として、色差Ｃｒを縦軸とした直交座標系において、赤（Ｒ）、黄色（Ｙｅ）、緑色（Ｇ）、シアン（Ｃ）、青色（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）の色相を表す図である。
肌色補正を行うために、図１６に示すＣｂ−Ｃｒ座標系を下記の数式（３）に示す極座標系に変える。ここで、θは色の特性を表す色相で、ｒはその色相に対する彩度である。
カメラの場合はＣＣＤの色再現性、テレビの場合はパネルの色再現性に差が存在し、商品に設定する人肌の色データは、メーカによって異なるので、一般性を失わせないため、人肌の色相をθ１とする。
【数３】
2009105632.tif 000005
図１８は、デジタル画像処理において、従来の肌色補正の領域を示す図である。
肌色補正は、下記に示す数式（４）で行われる。補正エリアは、ｒ１＜ｒ＜ｒ２、θ１−Δθ１＜θ＜θ１＋Δθ１で定められた範囲の彩度ｒ、色相θである。
【数４】
2009105632.tif 000006
ここで、ｋは係数で、０から１までの範囲で設定できる。係数ｋは小さいほど、補正効果は強くなる。
図１７は、肌色補正前のエリアと補正後のエリア変化を示す図である。補正前の肌色は「ａｅｆｂｃｇｈｄａ」で囲まれたエリアに分布していたが、補正後の肌色は「ｅｆｇｈｅ」で囲まれたエリアに圧縮されている。補正後の肌色は、補正前より理想の肌色の色相θ１に集中したことが分かる。
しかしながら、「ａｅｈｄａ」で囲まれたエリアと「ｆｂｃｇｆ」で囲まれたエリアにある色は補正画像から無くなる。また補正後の画像にエリアの境目「ａｅｆｂ」と「ｄｈｇｃ」において、その境目の上と下に色の不連続が存在する。これらの原因で補正後の画像に色むらが生じるという問題点がある。
【０００５】
特許文献１の発明は、この問題点に鑑みてなされた発明であり、人肌色の領域における補正処理において、補正後に不連続の存在がなく色むらが生じない人肌の色画像補正装置及びその方法を提供することを目的としている。特許文献１の手法を以下に記載する。
図２４は、特許文献１の発明に係る人肌の色画像補正装置の実施形態を示すブロック構成図である。同図において、人肌の色画像補正装置は、クロマ信号Ｃｒ／Ｃｂを受けて、図１６に示すＣｒ／Ｃｂ直交座標系から、後述する色補正を行い易いように極座標系に変換する極座標系変換手段１１０と、肌色補正領域を定めるために、図１８に示すように理想的な肌色の中心の色相θ１を記憶する記憶手段１１１と、色相の角度方向θの重み付けＷ（θ）演算手段１１２と、色相の半径方向ｒの重み付けＷ（ｒ）演算手段１１３と、色相の角度方向θの重み付けＷ（θ）演算手段１１２及び色相の半径方向ｒの重み付けＷ（ｒ）演算手段１１３に対して、入力する一定係数値ｋを記憶する記憶手段１１４と、を備えて構成されている。
【０００６】
次に、上記に示した構成を備える人肌の色画像補正装置の色むらを解消させる動作を以下に説明する。上述した数式（４）に、色相の角度方向θの重み付け関数Ｗ（θ）と彩度方向ｒの重み付け関数Ｗ（ｒ）を反映させて、下記に示す数式（５）が得られる。この関数Ｗ（θ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷ（θ）演算手段１１２であり、関数Ｗ（ｒ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷ（ｒ）演算手段１１３である。
【数５】
2009105632.tif 000007
ここで、色相の角度方向θにおける重み付け関数Ｗ（θ）は、例えば図１９に太線で示すような演算が簡易であるリニア関数の他、補正エリアが図２１に太線で示すような非対称エリアの場合は、例えば図２２に太線で示すような関数、さらにはこれらの線形関数以外にも、図２３に太線で示すような非線形関数を使用しても一般性が失われない。
また、彩度方向ｒにおける重み付け関数Ｗ（ｒ）は、例えば図２０に太線で示すような関数を使用する。
尚、解析式で表せない複雑な非線形関数や、ハードウェアで計算できない関数が必要な場合には、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を使って重み付け関数を実現すれば、この問題を解決することができる。
このように、色相の角度方向θと彩度方向ｒにおける２つの重み関数Ｗ（ｒ）、Ｗ（θ）を設け、これらの関数を組み込んだ上記数式（５）を実行し、補正した画像は、θとｒの両方向における色の消滅や色の不連続によって生じた色むらを改善することができる。
【特許文献１】特開２００６−２３７７９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術では色相についての補正を実施しているが、色相だけの補正では肌色補正の効果が不十分な場合があり、さらなる表現力の向上が必要とされている。
【０００８】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、人肌色の領域における補正処理において、色相だけでなく彩度の補正を実現し、彩度の補正パターンにバリエーションを持たせて豊かな表現力を得た上で、さらに補正後に彩度の不連続が無く色むらが生じない肌色補正画像処理装置及び方法を提供することを目的としている。
【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、本発明は、直交座標系の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標系に変換する極座標系変換手段と、前記極座標系による色相の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段と、前記極座標系による色相の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段と、を備え、肌色領域を理想の肌色の色相に集中させる補正を行うとともに、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正を行った領域における色相方向の境界付近の色相の不連続を低減し、前記補正を行った領域における彩度方向の境界付近の色相の不連続を低減する肌色補正画像処理装置であって、さらに前記肌色領域の彩度の補正を行う肌色補正画像処理装置である。
【００１０】
また、本発明は、前記肌色領域の彩度の補正により彩度の領域を狭める上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１１】
そして、本発明は、前記肌色領域の彩度の補正により彩度の領域を広げる上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１２】
更に、本発明は、前記肌色領域の彩度の補正により彩度の強さを強くする上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１３】
また、本発明は、前記肌色領域の彩度の補正により彩度の強さを弱くする上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１４】
そして、本発明は、前記極座標系による彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段を備え、前記彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正した領域における彩度方向の境界付近の彩度の不連続を低減する上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１５】
更に、本発明は、前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段を備え、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段により前記補正した領域における色相方向の境界付近の彩度の不連続を低減する上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１６】
また、本発明は、補正すべき領域において、前記彩度方向の領域が非対称となる補正領域を補正の対象領域とすることより、機器の特性などに対して、より柔軟性の高い補正を行う上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１７】
そして、本発明は、前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて対称的な線形重み付け関数を用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１８】
更に、本発明は、前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて非対称的な線形重み付け関数を用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００１９】
また、本発明は、前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて非線形重み付け関数を用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００２０】
そして、本発明は、前記彩度の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記彩度の強さにおいて任意の重み付け関数を実現できるＬＵＴを用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００２１】
更に、本発明は、前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、前記色相における重み付け関数が台形型の関数を用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００２２】
また、本発明は、前記極座標系による彩度の色相方向の補正を行う重み付け関数演算手段は、色相において任意の重み付け関数を実現できるＬＵＴを用いた上記の肌色補正画像処理装置である。
【００２３】
そして、本発明は、直交座標系の色差信号Ｃｒ、Ｃｂを極座標系に変換する極座標系変換ステップと、前記極座標系による色相の色相方向の補正を行う重み付け関数演算ステップと、前記極座標系による色相の彩度方向の補正を行う重み付け関数演算ステップと、を有し、肌色領域を理想の肌色の色相に集中させる補正を行うとともに、前記色相方向の補正を行う重み付け関数演算ステップにより前記補正を行った領域における色相方向の境界付近の色相の不連続を低減することと、前記補正を行った領域における彩度方向の境界付近の色相の不連続を低減することを含む肌色補正画像処理方法であって、さらに前記肌色領域の彩度の補正を行うことを特徴とする肌色補正画像処理方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、色相の補正に加えて彩度を補正することにより、従来の色相だけの補正表現に対し、自由度を大幅に広げることができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、彩度の補正については、彩度を理想の彩度付近の領域に狭めることによる人物の肌色をより理想に近づける表現、彩度を理想の彩度を中心として領域を広げることによる人物の肌色の彩度にメリハリを持たせる表現、彩度を強くすることによる人物の肌色を全般的に鮮やかにする表現、彩度を弱くすることによる人物の肌色を全般的に鈍くする表現、などが可能となる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、ｒとθにおける重み付け関数を設けることで、補正による色の消失や不連続性を無くして自然な補正ができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、理想肌色の彩度において非対称の補正エリアを用いることにより、機器の特性の違いなどを考慮した補正を行うことができ、より多くの機器において同じ機能を提供することができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、これらの補正方法はソフトウェアでの実現はもとより、ハードウェアの実現に柔軟性を持たせるために、重み付け関数においてＬＵＴによる実現方法も提供することで、複雑な重み付け関数に演算回路を使用することなく、補正処理を短時間で処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明に係る肌色補正画像処理装置の一実施形態について、詳細に説明する。
なお、この実施形態の説明では、本発明に係る肌色補正画像処理装置について詳述するが、本発明に係る肌色補正画像処理方法については、本発明に係る肌色補正画像処理装置が採用している方法であることから、当該本発明に係る肌色補正画像処理方法については、以下の説明に含まれる。
【００２６】
図１は、本発明に係る肌色補正画像処理装置の一実施形態を示すブロック構成図である。同図において、肌色補正画像処理装置は、クロマ信号Ｃｒ／Ｃｂを受けて、図１６に示すＣｒ／Ｃｂ直交座標系から、後述する色補正を行い易いように極座標系に変換する極座標変換手段１０と、肌色補正領域を定めるために、図１８に太線で示すように理想的な肌色の中心の色相θ１を記憶する記憶手段１１と、色相θの角度方向の重み付けＷθ（θ）演算手段１２と、色相θの半径方向の重み付けＷθ（ｒ）演算手段１３と、色相の角度方向の重み付けＷθ（θ）演算手段１２及び色相の半径方向の重み付けＷθ（ｒ）演算手段１３に対して、入力する一定係数値ｋθを記憶する記憶手段１４と、図６に太線で示すように理想的な肌色の中心の彩度ｒ３を記憶する記憶手段１５と、彩度ｒの角度方向の重み付けＷｒ（θ）演算手段１６と、彩度ｒの半径方向の重み付けＷｒ（ｒ）演算手段１７と、彩度の角度方向の重み付けＷｒ（θ）演算手段１６及び彩度の半径方向の重み付けＷｒ（ｒ）演算手段１７に対して、入力する一定係数値ｋｒを記憶する記憶手段１８と、を備えて構成されている。
色相θの補正に関しては従来例と同様のため、ここでは説明を省略し、彩度ｒの補正についてのみ詳述する。
カメラの場合はＣＣＤの色再現性、テレビの場合はパネルの色再現性に差が存在し、商品に設定する人肌の色データは、メーカによって異なるので、一般性を失わせないため、人肌の彩度をｒ３とする。
【００２７】
まず、肌色領域の彩度を理想の彩度付近の領域に領域を狭める方法について説明する。
図２は、色相の肌色補正に、彩度を理想の彩度ｒ３付近の領域に領域を狭める肌色補正を重ねて実施した後のエリア変化を示す図である。
肌色補正は、数式（４）に彩度ｒの補正を加えた、下記に示す数式（６）で行われる。補正エリアは、ｒ１＜ｒ＜ｒ２、θ１−Δθ１＜θ＜θ１＋Δθ１で定められた範囲のｒ、θである。なお、ｒ１＜ｒ＜ｒ２は、ｒ３−Δｒ１＜ｒ＜ｒ３＋Δｒ１で置き換えてもよい。
【数６】
2009105632.tif 000008
ここで、ｋｒは係数で、０から１までの範囲で設定できる。ｋｒは小さいほど、補正後の領域は狭くなる。
補正前の肌色は「ａｅｆｂｃｇｈｄａ」で囲まれたエリアに分布していたが、色相補正後の肌色は「ｅｆｇｈｅ」で囲まれたエリアに圧縮されている。補正後の肌色は、補正前より理想の肌色の色相θ１に集中したことが分かる。さらに彩度補正後の肌色は、「ｉｊｋｌｉ」で囲まれたエリアに圧縮されている。
しかしながら、「ｌｋｇｈｌ」で囲まれたエリアと「ｅｆｊｉｅ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像から無くなる。また補正後の画像にエリアの境目「ｅｉｌｈ」と「ｆｊｋｇ」において、その境目の両側で彩度の不連続が存在する。これらの原因で補正後の画像に彩度の不連続が生じる。
上述した数式（５）および（６）に、彩度ｒの角度方向θの重み付け関数Ｗｒ（θ）と彩度方向ｒの重み付け関数Ｗｒ（ｒ）を反映させて、下記に示す数式（７）が得られる。この関数Ｗｒ（θ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷｒ（θ）演算手段１６であり、関数Ｗｒ（ｒ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷｒ（ｒ）演算手段１７である。
【数７】
2009105632.tif 000009
ここで、彩度ｒのｒ方向における重み付け関数Ｗｒ（ｒ）は、例えば図７に太線で示すような演算が簡易であるリニア関数の他、補正エリアが図９に示すような非対称エリアの場合は、例えば図１０に太線で示すような関数、さらにはこれらの線形関数以外にも、図１１に太線で示すような非線形関数を使用しても一般性が失われない。
また、彩度ｒのθ方向における重み付け関数Ｗｒ（θ）は、例えば図８に太線で示すような関数を使用する。
尚、解析式で表せない複雑な非線形関数や、ハードウェアで計算できない関数が必要な場合には、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を使って重み付け関数を実現すれば、この問題を解決することができる。
このように、色相θと彩度ｒにおける２つの重み関数を設け、これらの関数を組み込んだ上記数式（７）を実行し、補正した画像は、θとｒの両方向における色の消滅や色の不連続によって生じた色むらを改善することができる。
【００２８】
次に、肌色領域の彩度を理想の彩度を中心に領域を広げる方法について説明する。
図３は、色相の肌色補正に、彩度を理想の彩度ｒ３を中心に彩度の領域を広げる肌色補正を重ねて実施した後のエリア変化を示す図である。
肌色補正は、前述の数式（６）で行われる。補正エリアは、
ｒ１＜ｒ＜ｒ２
θ１−Δθ１＜θ＜θ１＋Δθ１
で定められた範囲のｒ、θである。
ここで、係数ｋｒは１以上の値で設定できる。係数ｋｒは大きいほど、補正後の領域は広くなる。
補正前の肌色は「ａｅｆｂｃｇｈｄａ」で囲まれたエリアに分布していたが、色相補正後の肌色は「ｅｆｇｈｅ」で囲まれたエリアに圧縮されている。補正後の肌色は、補正前より理想の肌色の色相θ１に集中したことが分かる。さらに彩度補正後の肌色は、「ｅｍｎｆｇｏｐｈｅ」で囲まれたエリアに伸張されている。
しかしながら、「ｈｇｏｐｈ」で囲まれたエリアと「ｅｍｎｆｅ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像において補正前からあった彩度と二重に存在してしまう。また補正後の画像にエリアの境目「ｍｅｈｐ」と「ｎｆｇｏ」において、その境目の両側で彩度の不連続が存在する。これらの原因で補正後の画像に彩度の不連続が生じる。
数式（７）に係数ｋｒが１以上の場合を反映させて、下記に示す数式（８）が得られる。
【数８】
2009105632.tif 000010
ここで、前述の数式（８）の彩度ｒのｒ方向における重み付け関数Ｗｒ（ｒ）は、例えば図１２に太線で示すような演算が簡易であるリニア関数の他、補正エリアが図９に太線で示すような非対称エリアの場合は、例えば図１４に太線で示すような関数、さらにはこれらの線形関数以外にも、図１５に太線で示すような非線形関数を使用しても一般性が失われない。
また、彩度ｒのθ方向における重み付け関数Ｗｒ（θ）は、例えば図１３に太線で示すような関数を使用する。
尚、解析式で表せない複雑な非線形関数や、ハードウェアで計算できない関数が必要な場合には、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を使って重み付け関数を実現すれば、この問題を解決することができる。
このように、θとｒ方向における２つの重み関数Ｗｒ（ｒ）、Ｗｒ（θ）を設け、これらの関数を組み込んだ上記数式（８）を実行し、補正した画像は、θとｒの両方向における色の消滅や色の不連続によって生じた色むらを改善することができる。
【００２９】
次に、肌色領域の彩度を強く補正する方法について説明する。
図４は、色相の肌色補正に、彩度を強くする肌色補正を重ねて実施した後のエリア変化を示す図である。
肌色補正は、下記に示す数式（９）で行われる。補正エリアは、
ｒ１＜ｒ＜ｒ２
θ１−Δθ１＜θ＜θ１＋Δθ１
で定められた範囲のｒ、θである。
【数９】
2009105632.tif 000011
ここで、係数ｋｒは１以上の値で設定できる。係数ｋｒは大きいほど、彩度ｒは強く補正される。
補正前の肌色は「ａｅｆｂｃｇｈｄａ」で囲まれたエリアに分布していたが、色相補正後の肌色は「ｅｆｇｈｅ」で囲まれたエリアに圧縮されている。補正後の肌色は、補正前より理想の肌色の色相θ１に集中したことが分かる。さらに彩度補正後の肌色は、「ｉｊｇｏｐｈｉ」で囲まれたエリアにシフトされている。
しかしながら、「ｅｆｊｉｅ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像から無くなる。また「ｈｇｏｐｈ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像において補正前からあった彩度と二重に存在してしまう。また補正後の画像にエリアの境目「ｅｉｈｐ」と「ｆｊｇｏ」において、その境目の上と下に彩度の不連続が存在する。これらの原因で補正後の画像に彩度の不連続が生じる。
上述した数式（９）に、色相の角度方向θの重み付け関数Ｗθ（θ）と彩度方向ｒの重み付け関数Ｗθ（ｒ）と彩度の角度方向θの重み付け関数Ｗｒ（θ）と彩度方向ｒの重み付け関数Ｗｒ（ｒ）を反映させて、下記に示す数式（１０）が得られる。この関数Ｗθ（θ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷθ（θ）演算手段１２であり、関数Ｗθ（ｒ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷθ（ｒ）演算手段１３であり、関数Ｗｒ（θ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷｒ（θ）演算手段１６であり、関数Ｗｒ（ｒ）の関数値を演算する手段が、重み付けＷｒ（ｒ）演算手段１７である。
【数１０】
2009105632.tif 000012
ここで、前述の数式（１０）の彩度ｒのｒ方向における重み付け関数Ｗｒ（ｒ）は、例えば図１２に太線で示すような演算が簡易であるリニア関数の他、補正エリアが図９に示すような非対称エリアの場合は、例えば図１４に太線で示すような関数、さらにはこれらの線形関数以外にも、図１５に太線で示すような非線形関数を使用しても一般性が失われない。
また、彩度ｒのθ方向における重み付け関数Ｗｒ（θ）は、例えば図１３に太線で示すような関数を使用する。
尚、解析式で表せない複雑な非線形関数や、ハードウェアで計算できない関数が必要な場合には、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を使って重み付け関数を実現すれば、この問題を解決することができる。
このように、θとｒにおける２つの重み関数を設け、これらの関数を組み込んだ上記数式（１０）を実行し、補正した画像は、θとｒの両方向における色の消滅や色の不連続によって生じた色むらを改善することができる。
【００３０】
次に、肌色領域の彩度を弱く補正する方法について説明する。
図５は、色相の肌色補正に、彩度を弱くする肌色補正を重ねて実施した後のエリア変化を示す図である。
肌色補正は、前述の数式（１０）で行われる。補正エリアは、
ｒ１＜ｒ＜ｒ２
θ１−Δθ１＜θ＜θ１＋Δθ１
で定められた範囲のｒ、θである。
ここで、係数ｋｒは０から１までの範囲で設定できる。係数ｋｒは小さいほど、彩度ｒは弱く補正される。
補正前の肌色は「ａｅｆｂｃｇｈｄａ」で囲まれたエリアに分布していたが、色相補正後の肌色は「ｅｆｇｈｅ」で囲まれたエリアに圧縮されている。補正後の肌色は、補正前より理想の肌色の色相θ１に集中したことが分かる。さらに彩度補正後の肌色は、「ｅｍｎｆｋｌｅ」で囲まれたエリアにシフトされている。
しかしながら、「ｌｋｇｈｌ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像から無くなる。また「ｅｍｎｆｅ」で囲まれたエリアにある彩度は補正画像において補正前からあった彩度と二重に存在してしまう。また補正後の画像にエリアの境目「ｍｅｌｈ」と「ｎｆｋｇ」において、その境目の上と下に彩度の不連続が存在する。これらの原因で補正後の画像の彩度に不連続が生じる。
数式（１０）に係数ｋｒが０から１までの場合を反映させて、下記に示す数式（１１）が得られる。
【数１１】
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ここで、前述の数式（１１）の彩度ｒのｒ方向における重み付け関数Ｗｒ（ｒ）は、例えば図７に太線で示すような演算が簡易であるリニア関数の他、補正エリアが図９に示すような非対称エリアの場合は、例えば図１０に太線で示すような関数、さらにはこれらの線形関数以外にも、図１１に太線で示すような非線形関数を使用しても一般性が失われない。
また、彩度ｒのθ方向における重み付け関数Ｗｒ（θ）は、例えば図８に太線で示すような関数を使用する。
尚、解析式で表せない複雑な非線形関数や、ハードウェアで計算できない関数が必要な場合には、ＬＵＴ（Ｌｏｏｋ  Ｕｐ  Ｔａｂｌｅ）を使って重み付け関数を実現すれば、この問題を解決することができる。
このように、θとｒにおける２つの重み関数を設け、これらの関数を組み込んだ上記数式（５）を実行し、補正した画像は、θとｒの両方向における色の消滅や色の不連続によって生じた色むらを改善することができる。
【００３１】
以上、説明したように、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．６０１のＣｒ，Ｃｂ座標系を用いて肌色補正方法を述べたが、他の座標系（例えば、ＩＱ座標系、ＩＴＵ−Ｒ  ＢＴ．７０９のＣｒ，Ｃｂ座標系）においても一般性が失われない。
【００３２】
本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、色相の補正に加えて彩度を補正することにより、補正表現の自由度を広げることができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、彩度の補正については、彩度を理想の彩度付近の領域に狭める、彩度を理想の彩度を中心として領域を広げる、彩度を強くする、彩度を弱くする、などが可能となる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、ｒとθにおける重み付け関数を設けて、補正による色の消失や不連続性を無くすことができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及びその方法によれば、理想肌色の彩度において非対称の補正エリアを用いることにより、機器の特性の違いなどを考慮した補正を行うことができる。
また、本発明に係る肌色補正画像処理装置及び方法によれば、ソフトウェアにより実現を図る他、ハードウェアの実現に柔軟性を持たせるために、複雑な非線形型重み付け関数等を生成するにあたって、ルックアップテーブル（「ＬＵＴ」）を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明に係る肌色補正画像処理装置の第１の実施形態を示すブロック構成図。
【図２】彩度の領域を狭める肌色補正前後の色エリア変化の説明図。
【図３】彩度の領域を広げる肌色補正前後の色エリア変化の説明図。
【図４】彩度を強くする肌色補正前後の色エリア変化の説明図。
【図５】彩度を弱くする肌色補正前後の色エリア変化の説明図。
【図６】ｒにおける対称補正エリアの説明図。
【図７】ｒにおける線形重み付け関数（対称）の説明図。
【図８】θにおける重み付け関数の説明図。
【図９】ｒにおける非対称補正エリアの説明図。
【図１０】ｒにおける線形重み付け関数（非対称）の説明図。
【図１１】ｒにおける非線形重み付け関数（非対称）の説明図。
【図１２】ｒにおける線形重み付け関数（対称）の説明図。
【図１３】θにおける重み付け関数の説明図。
【図１４】ｒにおける線形重み付け関数（非対称）の説明図。
【図１５】ｒにおける非線形重み付け関数（非対称）の説明図。
【図１６】Ｃｒ／Ｃｂ座標系において各色の位置関係の説明図。
【図１７】肌色補正前後の色エリア変化の説明図。
【図１８】θにおける対称補正エリアの説明図。
【図１９】θにおける線形重み付け関数（対称）の説明図。
【図２０】ｒにおける重み付け関数の説明図。
【図２１】θにおける非対称補正エリアの説明図。
【図２２】θにおける線形重み付け関数（非対称）の説明図。
【図２３】θにおける非線形重み付け係数（非対称）の説明図。
【図２４】従来技術を示すブロック構成図。
【符号の説明】
【００３４】
１０    極座標変換手段
１１    理想的な肌色の中心の色相θ１を記憶する記憶手段
１２    色相の色相方向の重み付けＷθ（θ）演算手段
１３    色相の彩度方向の重み付けＷθ（ｒ）演算手段
１４    色相補正の一定係数値ｋθを記憶する記憶手段
１５    理想的な肌色の中心の彩度ｒ３を記憶する記憶手段
１６    彩度の色相方向の重み付けＷｒ（θ）演算手段
１７    彩度の彩度方向の重み付けＷｒ（ｒ）演算手段
１８    彩度補正の一定係数値ｋｒを記憶する記憶手段
１１０  極座標変換手段
１１１  理想的な肌色の中心の色相θ１を記憶する記憶手段
１１２  色相の色相方向の重み付けＷ（θ）演算手段
１１３  色相の彩度方向の重み付けＷ（ｒ）演算手段
１１４  色相補正の一定係数値ｋを記憶する記憶手段
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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