(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データに含まれるピクセルの色情報に基づいて、前記画像データを、それぞれが同一の色特性を有する複数の色空間上の領域に分割するステップと、
前記複数の色空間上の領域のそれぞれに含まれるピクセルの平均濃度情報と予め設定された目標値とを比較して両者の差を演算し、演算された差を前記平均濃度情報に加算または減算することによって該平均濃度情報を前記目標値に一致させるステップと
を包含する、画像処理方法。
【請求項２】
複数のピクセルを含む画像データを処理する画像処理方法であって、
前記複数のピクセルがそれぞれ有する色情報に基づいて、前記複数のピクセルを色空間における複数の点に写像するステップと、
前記色空間における前記複数の点の密度に応じて、前記色空間に含まれる複数の空間を検出するステップと、
前記複数の空間のうち、少なくとも１つの特定の空間の平均濃度情報と予め設定された目標値とを比較して両者の差を演算し、演算された差を前記平均濃度情報に加算または減算することによって該平均濃度情報を前記目標値に一致させる調整ステップと、
該調整ステップにて得られた前記特定の空間の平均濃度情報に基づいて、前記画像データ全体の濃度情報が均一化されるように、前記特定の空間に含まれるピクセルの濃度情報を調整するステップと
を包含する、画像処理方法。
【請求項３】
前記画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する画像データ部分に含まれるピクセルの濃度情報を調整するステップをさらに包含する、請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
画像データに含まれるピクセルの色情報に基づいて、前記画像データを、それぞれが同一の色特性を有する複数の色空間上の領域に分割する手段と、
前記複数の色空間上の領域のそれぞれに含まれるピクセルの平均濃度情報と予め設定された目標値とを比較して両者の差を演算し、演算された差を前記平均濃度情報に加算または減算することによって該平均濃度情報を前記目標値に一致させる手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項５】
複数のピクセルを含む画像データを処理する画像処理装置であって、
前記複数のピクセルがそれぞれ有する色情報に基づいて、前記複数のピクセルを色空間における複数の点に写像する手段と、
前記色空間における前記複数の点の密度に応じて、前記色空間に含まれる複数の空間を検出する手段と、
前記複数の空間のうち、少なくとも１つの特定の空間の平均濃度情報と予め設定された目標値とを比較して両者の差を演算し、演算された差を前記平均濃度情報に加算または減算することによって該平均濃度情報を前記目標値に一致させる調整手段と、
該調整手段によって得られた前記特定の空間の平均濃度情報に基づいて、前記画像データ全体の濃度情報が均一化されるように、前記特定の空間に含まれるピクセルの濃度情報を調整する手段と
を備えた画像処理装置。
【請求項６】
前記画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する画像データ部分に含まれるピクセルの濃度情報を調整する手段をさらに備えている、請求項４または５に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理方法および画像処理装置に関し、特に、画像データに含まれるピクセルの濃度情報を自動的に調整する画像処理方法および画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
写真は、通常、カメラによってフィルムに撮影された画像を印画紙に焼き付けることによって得られる。フィルム（特に、ネガフィルム）は、撮影時の様々な条件を考慮してある程度の余裕度をもった感光特性を有しているのに対し、印画紙は、そのような感光特性を有していない。従って、フィルムには写っている画像が印画紙には写らないという現象が起こり得る。
【０００３】
例えば、明るい光が射し込む窓を背景にして屋内で人物を撮影した場合には、人物と背景の両方を適正な濃度で印画紙に焼き付けることは困難である。なぜなら、人物を適正な濃度で印画紙に焼き付けようとすると、背景が露光アンダーとなるため白く飛びがちになり、背景を適正な濃度で印画紙に焼き付けようとすると、人物が露光オーバーとなるため黒く潰れがちになるからである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来、このような人物と背景の両方を適正な濃度で印画紙に焼き付けるためには、「覆い焼き」と呼ばれる作業を必要とした。この作業は、印画紙の一部分を覆いながら露光することにより、印画紙の一部分とその他の部分との間で露光量を変化させるという高度な焼き付け技術を必要とする。従って、「覆い焼き」は、熟練者の手作業によってなされなければならず、それゆえ高価であるという問題点があった。
【０００５】
また、フィルムが露光不足または露光過多の状態で撮影されている場合には、そのフィルムに撮影された画像を印画紙に焼き付ける時間を適切に調整しなければ、良好な写真が得られないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、画像データに含まれるピクセルの濃度情報を自動的に調整することにより、熟練者による「覆い焼き」を不要とする画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００７】
また、本発明は、フィルムが露光不足または露光過多の状態で撮影されている場合でも、そのフィルムに撮影された画像を印画紙に焼き付ける時間を調整することを不要とする画像処理方法および画像処理装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像処理方法は、画像データに含まれるピクセルの色情報に基づいて、前記画像データを複数の領域に分割するステップと、前記複数の領域のうち、少なくとも１つの特定の領域に含まれるピクセルの濃度情報を調整するステップとを包含しており、これにより、上記目的が達成される。
【０００９】
本発明の他の画像処理方法は、複数のピクセルを含む画像データを処理する画像処理方法であって、前記複数のピクセルがそれぞれ有する色情報に基づいて、前記複数のピクセルを色空間における複数の点に写像するステップと、前記色空間における前記複数の点の密度に応じて、前記色空間に含まれる複数の空間を検出するステップと、前記複数の空間のうち、少なくとも１つの特定の空間の平均濃度情報を調整するステップと、前記特定の空間の平均濃度情報に基づいて、前記特定の空間に含まれるピクセルの濃度情報を調整するステップとを包含しており、これにより、上記目的が達成される。
【００１０】
前記画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する画像データ部分に含まれるピクセルの濃度情報を調整するステップをさらに包含してもよい。
【００１１】
本発明の画像処理装置は、画像データに含まれるピクセルの色情報に基づいて、前記画像データを複数の領域に分割する手段と、前記複数の領域のうち、少なくとも１つの特定の領域に含まれるピクセルの濃度情報を調整する手段とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１２】
本発明の他の画像処理装置は、複数のピクセルを含む画像データを処理する画像処理装置であって、前記複数のピクセルがそれぞれ有する色情報に基づいて、前記複数のピクセルを色空間における複数の点に写像する手段と、前記色空間における前記複数の点の密度に応じて、前記色空間に含まれる複数の空間を検出する手段と、前記複数の空間のうち、少なくとも１つの特定の空間の平均濃度情報を調整する手段と、前記特定の空間の平均濃度情報に基づいて、前記特定の空間に含まれるピクセルの濃度情報を調整する手段とを備えており、これにより、上記目的が達成される。
【００１３】
前記画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する画像データ部分に含まれるピクセルの濃度情報を調整する手段をさらに備えていてもよい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
はじめに、本発明の原理を説明する。
【００１５】
「覆い焼き」は、画像のどの部分を覆うかが本質的に重要である。従って、「覆い焼き」を自動的に行うためには、「覆い焼き」を行う領域と「覆い焼き」を行わない領域とに画像データを自動的に分割する必要がある。本発明は、画像データの領域を分割するのに、その画像データに含まれるピクセルの色情報を用いている点に特徴がある。ピクセルの色情報は、例えば、三原色を表す赤、緑および青の各成分の組によって表される。
【００１６】
撮影される被写体（物体）は立体物であり得る。あるいは、被写体（物体）が平面体である場合でも奥行きをもって撮影されることが多い。このような場合には、その物体像には濃淡差が生じる。例えば、ある方向から光が当たっている赤い球体の球面には明暗が生じるが、その球面の色は明暗にかかわらず赤である。このような色に着目した考え方に従って、画像データを複数の領域に分割することができる。例えば、色が赤である領域とそれ以外の領域とに分割することにより、赤い球体を円形領域として検出することができる。
【００１７】
「覆い焼き」効果は、画像データを分割することによって得られる複数の領域のそれぞれにおいては本来の濃度情報を維持しつつ、各領域ごとに濃度情報を操作することによって達成される。
【００１８】
また、画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する部分には、フィルム特性とは逆の特性を有する係数をかける処理を行うことにより、画像を予め強調しておくことが好ましい。
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、本発明の実施の形態の画像処理装置２０の構成を示す。
【００２１】
画像処理装置２０は、入力インタフェース部２１と、ＣＰＵ２２と、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）２３と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２４と、出力インタフェース部２６とを含む。
【００２２】
デジタルカメラ１０は、画像処理装置２０の入力インタフェース部２１に接続される。デジタルカメラ１０は、例えば、ＣＣＤカメラである。デジタルカメラ１０は、フィルムに撮影された画像を取り込み、その画像に対応する画像データＤ1を出力する。画像データＤ1は、複数のピクセルから構成されている。デジタルカメラ１０から出力された画像データＤ1は、入力インタフェース部２１を介してＣＰＵ２２に供給される。
【００２３】
ＣＰＵ２２は、画像データＤ1に含まれるピクセルの濃度情報を調整する調整処理プログラムを実行する。調整処理プログラムは、例えば、ＲＯＭ２３に格納されている。画像データＤ1や調整処理プログラムの変数は、ＲＡＭ２４に格納されている。ＲＡＭ２４は、典型的には、画像処理装置２０に内蔵されるハードディスクである。ＣＰＵ２２とＲＯＭ２３とＲＡＭ２４とは、バス２５によって相互に接続されている。
【００２４】
デジタルプリンタ３０は、画像処理装置２０の出力インタフェース部２６に接続される。調整処理プログラムによって処理された画像データＤ1は、画像データＤ2として出力インタフェース部２６を介してデジタルプリンタ３０に出力される。デジタルプリンタ３０は、画像データＤ2をプリントする。
【００２５】
図２は、調整処理プログラムの概略フローを示す。調整処理プログラムの各ステップは、ＣＰＵ２２によって実行される。
【００２６】
ステップＳ１では、ピクセルＰXが色空間における点ＱXに写像される。ここで、ピクセルＰXは、画像データＤ1に含まれる任意のピクセルを示す。ピクセルＰXから色空間における点ＱXへの写像は、図３および図４を参照して後述される。
【００２７】
ステップＳ２では、色空間における点ＱXの密度が所定のしきい値より高い空間Ｃi（ｉ＝１、２、．．．ｎ）が検出される。ここで、ｎは任意の整数である。空間Ｃiをどのように検出するかは、図５を参照して後述される。
【００２８】
ステップＳ３では、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiが調整される。なお、すべてのｉに対して空間Ｃiの平均濃度情報ｄiを調整することが好ましい。空間Ｃi間で平均濃度情報ｄiの差を強調するためである。しかし、少なくとも１つの特定のｉについてのみ空間Ｃiの平均濃度情報ｄiを調整することによっても類似の効果を得ることができる。
【００２９】
ステップＳ４では、ステップＳ３で調整された空間Ｃiの平均濃度情報ｄiに基づいて、ピクセルＰXの濃度情報ｄXが調整される。
【００３０】
このようにして、ピクセルＰXの濃度情報ｄXが調整される。このような調整により、画像データＤ1の領域のうち、薄い濃度を有する領域の濃度は濃くなるように、濃い濃度を有する領域の濃度は薄くなるように、画像データＤ1全体の濃度情報がコントロールされる。その結果、上述した「覆い焼き」効果と同一の効果が得られる。
【００３１】
以下、図３を参照して、ピクセルＰXから色空間における点ＱXへの写像を説明する。
【００３２】
ピクセルＰXは、色情報として、青色の度合を示すＢ値と、緑色の度合を示すＧ値と、赤色の度合を示すＲ値とを有している。すなわち、ピクセルの色情報は、（ｂX，ｇX，ｒX）によって表される。ここで、ｂXはピクセルＰXのＢ値を示し、ｇXはピクセルＰXのＧ値を示し、ｒXはピクセルＰXのＲ値を示す。ｂX、ｇX、ｒXのそれぞれは、例えば、０以上２５５以下の整数である。
【００３３】
ピクセルＰXは、写像Ｆ（図３）によって、色空間４０における点ＱXに写像される。ここで、点ＱXは、座標（ｂX，ｇX，ｒX）を有する点である。色空間４０は、互いに直交するＢ軸４２、Ｇ軸４４、Ｒ軸４６によって定義される空間である。
【００３４】
画像データＤ1に含まれるすべてのピクセルＰXを色空間４０に写像することにより、点ＱXの集合が得られる。
【００３５】
図４は、色空間４０における点ＱXの分布の一例を示す。図４において、ハッチングで示される空間Ｃ1、Ｃ2は、色空間４０において点ＱXの密度が高い領域を示す。空間Ｃ1、Ｃ2は、画像データＤ1において色の異なる領域Ａ1、Ａ2に対応する。これは、色空間４０において点ＱXが近接していることと、画像データＤ1において色が類似していることとが相関関係にあるからである。例えば、領域Ａ1は、画像データＤ1のうち肌色の顔に相当する領域であり、領域Ａ2は、画像データＤ1のうち緑色の山に相当する領域である。
【００３６】
図４において、画像データＤ1の領域Ａ1に含まれる各ピクセルは、写像Ｆによって、色空間４０の空間Ｃ1に写像され、画像データＤ1の領域Ａ2に含まれる各ピクセルは、写像Ｆによって、色空間４０の空間Ｃ2に写像される。このことは、画像データＤ1に含まれるピクセルの色情報に基づいて、画像データＤ1が少なくとも領域Ａ1、Ａ2に分割されることを示している。同様にして、一般に、画像データＤ1は、画像データＤ1に含まれるピクセルの色情報に基づいて、Ｎ個の領域に分割され得る。ここで、Ｎは２以上の任意の整数である。
以下、図５を参照して、色空間４０における空間Ｃ1、Ｃ2をどのように検出するかを具体的に説明する。図５において、平面４８は、Ｇ軸４４とＲ軸４６とによって定義される平面である。Ｒ軸４６に沿って点ＱXの分布を調べることにより、点ＱXの密度が所定のしきい値ｄthより高い領域Ｒ1、Ｒ2が検出される。領域Ｒ1、Ｒ2は、（数１）によって定義される。
【００３７】
【数１】
Ｒ1：ｒ11≦Ｒ≦ｒ12
Ｒ2：ｒ21≦Ｒ≦ｒ22
ここで、ｒ11、ｒ12、ｒ21、ｒ22は定数である。
【００３８】
同様にして、Ｇ軸４４に沿って点ＱXの分布を調べることにより、点ＱXの密度が所定のしきい値ｄthより高い領域Ｇ1、Ｇ2が検出される。領域Ｇ1、Ｇ2は、（数２）によって定義される。
【００３９】
【数２】
Ｇ1：ｇ11≦Ｇ≦ｇ12
Ｇ2：ｇ21≦Ｇ≦ｇ22
ここで、ｇ11、ｇ12、ｇ21、ｇ22は定数である。
【００４０】
同様にして、Ｂ軸４２に沿って点ＱXの分布を調べることにより、点ＱXの密度が所定のしきい値ｄthより高い領域Ｂ1、Ｂ2が検出される。領域Ｂ1、Ｂ2は、（数３）によって定義される。
【００４１】
【数３】
Ｂ1：ｂ11≦Ｂ≦ｂ12
Ｂ2：ｂ21≦Ｂ≦ｂ22
ここで、ｂ11、ｂ12、ｂ21、ｂ22は定数である。
【００４２】
（数１）〜（数３）から、色空間４０における空間Ｃ1、Ｃ2は、（数４）によって表される。
【００４３】
【数４】
Ｃ1：ｒ11≦Ｒ≦ｒ12、かつ、ｇ11≦Ｇ≦ｇ12、かつ、ｂ11≦Ｂ≦ｂ12
Ｃ2：ｒ21≦Ｒ≦ｒ22、かつ、ｇ21≦Ｇ≦ｇ22、かつ、ｂ21≦Ｂ≦ｂ22
以下、図２のステップＳ３において空間Ｃiの平均濃度情報ｄiを調整する手順を詳しく説明する。
【００４４】
空間Ｃiの平均濃度情報ｄiは、（数５）に従って計算される。すなわち、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiは、空間Ｃiに含まれるすべての点ＱXに対応する濃度情報ｄXを加算することによって得られる。
【００４５】
【数５】
ｄi＝ΣQx∈CiｄX
ｄX＝（ｂX＋ｇX＋ｒX）／３
変化量Δｄiは、（式６）に従って計算される。
【００４６】
【数６】
Δｄi＝（Ｔ−ｄi）・Ｋ
ここで、Ｔは目標値を示す所定の定数を示し、Ｋは所定の係数を示す。Ｔは、例えば、モニターのセンター登録値である。
【００４７】
ピクセルＰXの色情報（ｂX，ｇX，ｒX）は、（数７）に従って新たな色情報（ｂX’，ｇX’，ｒX’）に更新される。
【００４８】
【数７】
ｂX’＝ｂX＋Δｄi
ｇX’＝ｇX＋Δｄi
ｒX’＝ｒX＋Δｄi
新たな色情報（ｂX’，ｇX’，ｒX’）に対応するピクセルＰXの新たな濃度情報ｄX’は、（数８）に従って計算される。
【００４９】
【数８】
ｄX’＝（ｂX’＋ｇX’＋ｒX’）／３
また、新たな色情報（ｂX’，ｇX’，ｒX’）に対応する空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’は、（数９）に従って計算される。
【００５０】
【数９】
0003845854.tif 000002
（数６）および（数９）から、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiが目標値Ｔより大きい場合には、空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’は、変化量Δｄi分だけ減少し、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiが目標値Ｔより小さい場合には、空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’は、変化量Δｄi分だけ増加することが分かる。変化量Δｄiの絶対値は、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiが目標値Ｔから遠くなるにつれて大きくなる。
【００５１】
図６は、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiと空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’との関係を示す。図６において、実線は空間Ｃiの平均濃度情報ｄiを示し、破線は空間Ｃiの平均濃度情報ｄi’を示す。このように、薄い濃度領域は濃くなる方向に、濃い濃度領域は薄くなる方向に、空間Ｃiの平均濃度情報を示す直線が移動する。
【００５２】
なお、図６では、空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’は直線によって表されているが、曲線によって表されてもよい。例えば、その曲線は、３次曲線であり得る。この場合には、変化量Δｄiの絶対値は、空間Ｃiの平均濃度情報ｄiが目標値Ｔから遠くなるにつれてさらに大きくなる。
【００５３】
なお、フィルムに露光不足の画像または露光過多の画像が撮影されている場合には、その画像を印画紙に適正に焼き付けることができない場合がある。このような現象が生じてしまうのは、フィルム特性のリニアリティが悪い領域に達しているからである。このような特性領域には、リニアリティを擬似的に与えるための係数をかけることが好ましい。例えば、フィルム特性とは逆の特性となるように、ピクセルＰXの色情報（ｂX，ｇX，ｒX）をシフトすることが好ましい。
【００５４】
例えば、露光不足のフィルムに撮影された画像を強調するためには、（数１０）に従って、ピクセルＰXの色情報（ｂX，ｇX，ｒX）を新たな色情報（ｂX’，ｇX’，ｒX’）に更新し、ピクセルＰXの濃度情報ｄXを新たな濃度情報ｄX’に更新するとよい。
【００５５】
【数１０】
ｄX＝（ｂX＋ｇX＋ｒX）／３
ｓｈｔ＝Ｋ1×ｌｎ（ｄX）−Ｋ2
ｂX’＝ｂX＋ｓｈｔ
ｇX’＝ｇX＋ｓｈｔ
ｒX’＝ｒX＋ｓｈｔ
ｄX’＝（ｂX’＋ｇX’＋ｒX’）／３
ここで、Ｋ1、Ｋ2は所定の正の係数である。
【００５６】
このように、ピクセルＰXの色情報（ｂX，ｇX，ｒX）および濃度情報ｄXを調整することにより、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分を補償することができる。これにより、フィルムが露光不足または露光過多の状態で撮影されている場合でも、そのフィルムに撮影された画像を印画紙に焼き付ける時間を調整することを不要とすることができる。
【００５７】
【発明の効果】
本発明によれば、画像データに含まれるピクセルの色情報に基づいて、そのピクセルの濃度情報が自動的に調整される。これにより、熟練者による「覆い焼き」が不要となる。
【００５８】
また、本発明によれば、画像データのうち、フィルムの露光不足の部分または露光過多の部分に対応する画像データ部分に含まれるピクセルの濃度情報が自動的に調整される。これにより、フィルムが露光不足または露光過多の状態で撮影されている場合でも、そのフィルムに撮影された画像を印画紙に焼き付ける時間を調整することが不要となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像処理装置２０の構成を示す図である。
【図２】調整処理プログラムの概略フローを示す図である。
【図３】ピクセルＰXから色空間における点ＱXへの写像を説明するための図である。
【図４】色空間４０における点ＱXの分布の一例を示す図である。
【図５】色空間４０における空間Ｃ1、Ｃ2の検出を説明するための図である。
【図６】空間Ｃiの平均濃度情報ｄiと空間Ｃiの新たな平均濃度情報ｄi’との関係を示す図である。
【符号の説明】
１０  デジタルカメラ
２０  画像処理装置
２１  入力インタフェース部
２２  ＣＰＵ
２３  ＲＯＭ
２４  ＲＡＭ
２５  バス
２６  出力インタフェース部
３０  デジタルプリンタ
【図１】
0003845854.tif 000003
【図２】
0003845854.tif 000004
【図３】
0003845854.tif 000005
【図４】
0003845854.tif 000006
【図５】
0003845854.tif 000007
【図６】
0003845854.tif 000008