(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行う画像処理装置であって、
明度によりコントラストを補正するコントラスト補正手段と、
少なくとも明度から最大彩度を求める最大彩度決定手段と、
前記最大彩度決定手段により求められた各画素の前記コントラスト補正前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度を補正する彩度補正手段と
からなる画像処理装置。
【請求項２】
前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正前の最大彩度が、前記コントラスト補正後の最大彩度より大きい場合、または、前記コントラスト補正前の最大彩度が、前記コントラスト補正後の最大彩度より小さい場合によって、補正後の彩度の求め方を変えることを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
【請求項３】
前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正後の最大彩度が、前記コントラスト補正前の最大彩度より大きい場合、
前記コントラスト補正後の彩度＝前記コントラスト補正前の彩度＊（前記コントラスト補正後の最大彩度／前記コントラスト補正前の最大彩度）とすることを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
【請求項４】
前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正後の最大彩度が、前記コントラスト補正前の最大彩度より小さい場合、前記コントラスト補正後の彩度＝前記コントラスト補正前の彩度とすることを特徴とする請求項１に記載された画像処理装置。
【請求項５】
前記最大彩度決定手段は、色相、明度及び最大彩度のテーブルを備え、テーブルを参照して最大彩度を求めることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載された画像処理装置。
【請求項６】
画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行うときに、
明度によりコントラストを補正し
少なくとも明度から最大彩度を求め、
求められた各画素の前記コントラスト補正前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度を補正する
画像処理方法。
【請求項７】
明度によりコントラストを補正するステップと、
少なくとも明度から最大彩度を求めるステップと、
求められた各画素の前記コントラスト補正前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度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プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項８】
画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行う画像処理装置であって、
画像について彩度補正率を設定する設定手段と、
少なくとも明度から最大彩度を求める最大彩度決定手段と、
前記設定手段により設定された彩度補正率と前記最大彩度決定手段により求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出する彩度補正量算出手段と、
前記彩度補正量算出手段により算出した彩度補正量で画像を補正する補正手段と
からなる画像処理装置。
【請求項９】
前記最大彩度決定手段は、色相、明度及び最大彩度のテーブルを備え、テーブルを参照して最大彩度を求めることを特徴とする請求項８に記載された画像処理装置。
【請求項１０】
画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行うときに、
画像について彩度補正率を設定し、
少なくとも明度から最大彩度を求め、
設定された彩度補正率と求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出し、
算出した彩度補正量で画像を補正する
画像補正方法。
【請求項１１】
画像について彩度補正率を設定するステップと、
少なくとも明度から最大彩度を求めるステップと、
設定された彩度補正率と求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出するステップと、
算出した彩度補正量で画像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プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディジタル画像のデータ処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタル画像について、各種の画像補正処理が行われる。画像補正は、明度、彩度、シャープネス、コントラストなどの各種項目について行える。
画像をＨＳＬなどの色空間で扱う場合は、明度（Ｌ成分）により彩度（Ｓ成分）のとりうる値が異なる。したがって、彩度を変換する場合には最大彩度や明度を考慮している。たとえば、特開平９−１８７２７号公報では、入力装置と出力装置の色再現範囲の相違を考慮して、入力画像の色合いを保つように色再現範囲外の色を色再現範囲内の色に圧縮する。このため、公知のガマット変換を利用して、入力色の色相、明度、彩度をもとに写像方向を決定し、特に高彩度の色を含んだ画像に対し色変わりの目立たない出力画像を得ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
画像補正において、明度成分を用いたコントラスト補正は知られている。しかし、明度成分を用いたコントラスト補正には次のような問題がある。コントラスト補正において明度を大きく上げると、彩度が落ちたよう見える。また、すべての明度で同じだけ彩度を変化させると、明度より彩度の変化の見え方が異なる。したがって、コントラスト補正において彩度変化も考慮することが望ましい。
【０００４】
本発明の目的は、画像補正においてコントラストと彩度を適当に補正する画像処理装置及び方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る第１の画像処理装置は、画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行う画像処理装置であって、明度によりコントラストを補正するコントラスト補正手段と、少なくとも明度から最大彩度を求める最大彩度決定手段と、前記最大彩度決定手段により求められた各画素の前記コントラスト補正の前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度を補正する彩度補正手段とからなる。
たとえば、前記の画像処理装置において、前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正前の最大彩度が、前記コントラスト補正後の最大彩度より大きい場合、または、前記コントラスト補正前の最大彩度が、前記コントラスト補正後の最大彩度より小さい場合によって、補正後の彩度の求め方を変える。
たとえば、前記の画像処理装置において、前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正後の最大彩度が、前記コントラスト補正前の最大彩度より大きい場合、前記コントラスト補正後の彩度＝前記コントラスト補正前の彩度＊（前記コントラスト補正後の最大彩度／前記コントラスト補正前の最大彩度）とする。
また、たとえば、前記の画像処理装置において、前記彩度補正手段において、前記コントラスト補正後の最大彩度が、前記コントラスト補正前の最大彩度より小さい場合、前記コントラスト補正後の彩度＝前記コントラスト補正前の彩度とする。
前記の最大彩度決定手段は、たとえば、色相、明度及び最大彩度のテーブルを備え、テーブルを参照して最大彩度を求める。
本発明に係る第１の画像処理方法では、画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行うときに、明度によりコントラストを補正し、少なくとも明度から最大彩度を求め、求められた各画素の前記コントラスト補正前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度を補正する。
本発明に係る第１のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、明度によりコントラストを補正するステップと、少なくとも明度から最大彩度を求めるステップと、求められた各画素の前記コントラスト補正前後の明度における最大彩度と前記コントラスト補正前の彩度に基づいて、彩度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プログラムを記憶する。
【０００６】
本発明に係る第２の画像処理装置は、画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行う画像処理装置であって、画像について彩度補正率を設定する設定手段と、少なくとも明度から最大彩度を求める最大彩度決定手段と、前記設定手段により設定された彩度補正率と前記最大彩度決定手段により求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出する彩度補正量算出手段と、前記彩度補正量算出手段により算出した彩度補正量で画像を補正する補正手段とからなる。
前記最大彩度決定手段は、たとえば、色相、明度及び最大彩度のテーブルを備え、テーブルを参照して最大彩度を求める。
本発明に係る第２の画像補正方法では、画像データの明度、彩度、色相において画像補正を行うときに、画像について彩度補正率を設定し、少なくとも明度から最大彩度を求め、設定された彩度補正率と求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出し、算出した彩度補正量で画像を補正する。
本発明に係る第２のコンピュータ読み取り可能な記録媒体は、画像について彩度補正率を設定するステップと、少なくとも明度から最大彩度を求めるステップと、設定された彩度補正率と求められた各画素の最大彩度から、各画素の最大彩度に対する割合が各画素とも同じになるように各画素の彩度補正量を算出するステップと、算出した彩度補正量で画像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プログラムを記憶する。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図面において、同じ参照記号は同一または同等のものを示す。
本発明の実施形態の情報処理装置（以下、システムという）は、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）を備え情報処理装置全体を制御する制御装置１（コンピュータ）を中心として構成される。図１において、矢印はデータの流れを示す。ディスプレイ２は、画像または文字などを表示すると共に、操作のための各種画面の表示等を行う。キーボード３とマウス４は、各種入力、指示操作等を行う。フロッピーディスク５とハードディスク６は、画像データなどを記憶及び保管する記憶媒体であり、システムは、フロッピーディスク５とハードディスク６にそれぞれアクセスするフロッピーディスクドライブとハードディスクドライブを備える。プリンタ７は、画像データなどを用紙に印刷する。スキャナ８は、原稿から画像データを読み取る。ＣＤ−ＲＯＭ９は、多量の各種データを記憶する記憶媒体であり、システムは、ＣＤ−ＲＯＭ９にアクセスするＣＤ−ＲＯＭドライブを備える。また、音声出力のためのスピーカー１０と音声入力用のマイクロフォン１１が接続される。後述の画像処理プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭなどの外部記憶媒体から読み込まれる。
【０００８】
図２は、制御装置１を中心としたブロック図である。制御装置１は、ＣＰＵ２０１を中心として構成され、ＣＰＵ２０１に接続されるデータバス２２０を介して、種々の処理プログラムなどを記憶するＲＯＭ２０３、各種データおよびプログラムを記憶するＲＡＭ２０４、画像または文字等の表示をディスプレイ２に行う表示制御回路２０５、キーボードからの入力を転送制御するキーボード制御回路２０６、マウス４からの入力を転送制御するマウス制御回路２０７、フロッピーディスクドライブを制御するフロッピーディスクドライブ制御回路２０８、ハードディスクドライブを制御するハードディスク制御回路２０９、プリンタ７への出力を制御するプリンタ制御回路２１０、スキャナ８を制御するスキャナ制御回路２１１、ＣＤ−ＲＯＭドライブを制御するＣＤ−ＲＯＭドライブ制御回路２１２、スピーカー１０を制御するスピーカー制御装置２１３、および、マイクロフォン１１を制御するマイクロフォン制御回路２１４がそれぞれ接続される。
【０００９】
また、クロック回路２０２は、本システムを動作させるために必要な各種クロック信号を供給する。さらに、データバスを介して各種拡張ボードを接続するための拡張スロット２１５が接続される。なお、拡張スロット２１５にＳＣＳＩボードを接続してフロッピーディスクドライブ、ハードディスクドライブ、スキャナー、ＣＤ−ＲＯＭドライブなどを接続してもよい。
このシステムにおいて、記憶媒体として、フロッピーディスク５とハードディスク６が使用されるが、ＭＯなどの他の情報記憶媒体を用いてもよい。また、画像データの入力装置としてスキャナ８及びＣＤ−ＲＯＭ９を使用するが、スチルビデオカメラ等の他の入力装置を用いてもよい。また、出力装置としてプリンタ７を使用するが、ディジタルコピアなどの他の出力装置を用いてもよい。
【００１０】
このシステムにおける画像補正処理において、画像データに対して各種の画像処理がなされる。画像補正ルーチンには、本発明に係るコントラストと彩度の補正処理が含まれる。補正処理開始命令がユーザーから入力されると、このルーチンが起動され、画像補正処理を行う。画像補正において、明度や色相を考慮して彩度を補正する。画像補正には、その他に、画像ファイル入出力処理、画像表示処理、補正操作用グラフィックユーザーインタフェース（ＧＵＩ）処理、ＧＵＩ処理におけるエラー処理および解像度変更処理が含まれるが、これらについての説明は省略する。
【００１１】
いま、ＨＳＬ空間で色補正を処理するとする。図３は、ＨＳＬ色空間を示す。ここに、Ｓ１は明度Ｌ１、色相Ｈ１のときの最大彩度を表し、Ｓ２は明度Ｌ２、色相Ｈ１のときの最大彩度を表し、Ｓ３は明度Ｌ３、色相Ｈ１のときの最大彩度を表す。明度の変化により、彩度の取りうる値が変化するのがわかる。
したがって、明度と色相に対応して、また、少なくとも明度から、最大彩度を求めることができる。そこで、後で説明するように、テーブルに明度と色相と最大彩度の組み合わせを記憶しておく。
【００１２】
図４と図５により、ＨＳＬ色空間で補正する場合に彩度について起こる２つの問題を説明する。図４は、明度の変化に合わせて彩度を変更しないと鮮やかさが落ちたように見えることを示す。ここで、Ｐ１は、ある画素のＨＳＬ色空間上の点（明度Ｌ１、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示し、Ｐ２は、Ｐ１を明度成分で補正した後の点（明度Ｌ２、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示す。最大彩度に対する比が変わり、鮮やかさが落ちたように見える。
【００１３】
図５は、彩度を補正するときに、各画素の補正量を一定にすると補正後の鮮やかさの見えの変化が異なることを示す。ここで、Ｐ１ａは、ある画素のＨＳＬ色空間上の点（明度Ｌ１、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示し、Ｐ１ｂは、Ｐ１ａを補正した後の点（明度Ｌ２、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示す。また、Ｐ２ａは、ある画素のＨＳＬ色空間上の点（明度Ｌ２、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示し、Ｐ２ｂは、Ｐ２ａを補正した後の点（明度Ｌ２、色相Ｈ１、彩度Ｓ）を示す。ただし、補正量は一定値αである。Ｐ２ａの補正量よりもＰ１ａの補正量のほうが最大彩度量に対する比が大きいため、Ｐ１ａのほうが鮮やかになったように見える。
【００１４】
図６は、制御部１による明度変化に合わせた彩度補正処理のメインフローである。ここで、コントラスト補正を行うことにより明度が変化し鮮やかさが落ちたように見えるのを防ぐために、コントラストによる明度変化に合わせた彩度補正を行う。このため、補正前後のそれぞれの最大彩度から補正量を計算し彩度補正を行う。このメインフローが起動されると、まず、画像をメモリに読み込む（ステップＳ１）。次に、ＲＧＢデータからＨＳＬデータに色空間変換を行う（ステップＳ２）。次に、ＨＳＬデータについてコントラストと彩度を補正する（ステップＳ３）。次に、補正後のＨＳＬデータをＲＧＢデータに変換する（ステップＳ４）。
【００１５】
図７は、コントラストと彩度の補正（図６、ステップＳ３）のフローを示す。まず、明度と色相と最大彩度のテーブルをメモリ２０４に読み込む（ステップＳ３１）。ここで、明度と色相と最大彩度を組み合わせたテーブルをファイルとして用意しておき、処理実行時にメモリ２０４に読み込む。図３で説明したように、明度の変化により彩度のとりうる値が変わる。そこで、あらかじめテーブルに明度と色相と最大彩度の組み合わせを記憶しておき、後で説明するステップＳ３７で、最大彩度を求めるのに用いられる。次に、明度成分のヒストグラムを求め、コントラスト補正曲線を決定する（ステップＳ３２）。次に、画素を表す変数ｎを１として（ステップＳ３３）、注目画素をｎ番目の画素とする。次に、注目画素のＨＳＬデータを取り出し（ステップＳ３４）、明度成分を補正前の明度としてメモリ２０４に記憶する（ステップＳ３５）。次に、求めたコントラスト補正係数で補正後の明度成分を計算し（ステップＳ３６）、明度変化に合わせた彩度補正を行う（ステップＳ３７）。次に、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ３８）、次の画素を注目画素とする。以上の処理（ステップＳ３４〜Ｓ３８）を、すべての画素を処理するまで（ｎ≦全画素数）（ステップＳ３９でＹＥＳ）繰り返す。
【００１６】
図８は、明度変化に合わせた彩度補正（図７、ステップＳ３７）のフローである。まず、メモリ２０４に記憶していた補正前の明度成分を取り出す（ステップＳ３７１）。次に、明度、色相、最大彩度のテーブルを参照して、補正前の明度と色相、補正後の明度と色相から対応する補正前後の最大彩度を取得する（ステップＳ３７２）。次に、補正前の最大彩度と補正後の最大彩度を比較し、補正後の彩度成分を求める（ステップＳ３７３）。ここで、補正後の最大彩度が補正前の最大彩度を越えるときは、補正前と補正後の最大彩度の比を補正前の彩度に乗算した値を補正後の彩度とする。すなわち、補正後の彩度＝補正前の彩度＊（補正後の最大彩度／補正前の最大彩度）。補正後の最大彩度が補正前の最大彩度より小さいときは彩度は変化させない。色空間モデルに従えば彩度を小さくするところであるが、明るくなると色が落ちたように見えるため、彩度を下げる方向の処理は行わない。
【００１７】
次に、第２の実施形態について説明する。ここで、画像について、彩度補正率を設定し、最大彩度を求める。そして、彩度補正率と各画素の最大彩度から最大彩度に対する割合が同じになるように各画素の彩度を補正する。これにより、彩度補正時に各画素の鮮やかさの見え方の変化が同じになる。本実施形態では、画素ごとに明度の値が違うために補正量を一定にすると補正後の鮮やかさの見え方の変化が異なる問題を解決する。
【００１８】
図９は、本実施形態における彩度補正処理のメインフローである。このメインフローが起動されると、まず、彩度補正率を設定する（ステップＳ１０１）。設定は、ユーザーが行ってもよいし、システムがあらかじめ設定しているものを用いてもよい。次に、画像をメモリ２０４から読み込む（ステップＳ１０２）。次に、ＲＧＢデータからＨＳＬデータに色空間変換を行う（ステップＳ１０３）。次に、ＨＳＬデータについて彩度を補正する（ステップＳ１０４）。次に、補正後のＨＳＬデータをＲＧＢデータに変換する（ステップＳ１０５）。
【００１９】
図１０は、彩度の補正（図９、ステップＳ１０４）のフローを示す。まず、明度と色相と最大彩度のテーブルをメモリに読み込む（ステップＳ１０４１）。ここで、明度と色相と最大彩度を組み合わせたテーブルをファイルとして用意しておき、処理実行時にメモリ２０４に読み込む。次に、画素を表す変数ｎを１として（ステップＳ１０４２）、注目画素をｎ番目の画素とする。次に、注目画素のＨＳＬデータを取り出し（ステップＳ１０４３）、注目画素の最大彩度を取り出す（ステップＳ１０４４）。すなわち、明度、色相、最大彩度のテーブルを参照して、注目画素の明度と色相に対する最大彩度を取得する。次に、補正後の彩度を計算する（ステップＳ１０４５）。ここで、最大補正量が最大彩度に対して各画素とも同じ割合になるように彩度補正量を求める。すなわち、最大補正量＝注目画素の最大彩度＊彩度補正率。そして、現在の彩度に彩度補正量を加えたものを補正後の彩度とする。次に、変数ｎをインクリメントし（ステップＳ１０４６）、注目画素を次の画素とする。すべての画素を処理するまで（ｎ≦全画素数）（ステップＳ１０４７でＹＥＳ）、以上の処理（ステップＳ１０４４〜Ｓ１０４６）を繰り返す。
【００２０】
なお、上述の実施形態の補正処理は、ＲＧＢ画像だけでなく、ディジタルカメラ内部処理で扱われるベイヤー画像に対しても有効である。
【００２１】
【発明の効果】
明度成分でコントラスト補正をした後で、明度をかなり上げた画素が色あせて見えがちなのを抑えることができる。
しかも、明度成分でコントラスト補正をした後で、各画素の鮮やかさがあまり変わらないようにできる。
また、彩度補正時に各画素の鮮やかさの見え方の変化が同じになるようにできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  システムの全体構成の図
【図２】  制御装置を中心としたブロック図
【図３】  ＨＳＬ色空間の図
【図４】  ＨＳＬ色空間で補正する場合に彩度について起こる１つの問題を説明するための図
【図５】  ＨＳＬ色空間で補正する場合に彩度について起こるもう１つの問題を説明するための図
【図６】  第１の実施形態におけるメインフローチャート
【図７】  コントラストと彩度の補正のフローチャート
【図８】  明度変化に合わせた彩度補正のフローチャート
【図９】  第２の実施形態におけるメインフローチャート
【図１０】  彩度補正のフローチャート
【符号の説明】
１  制御装置、    ２  ディスプレイ、    ２０１  ＣＰＵ。
【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】
0003800873.tif 000008
【図８】
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【図９】
0003800873.tif 000010
【図１０】
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