(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力データとなる色信号を、色相Ｈｉ、彩度Ｓｉ、明度Ｖｉへ変換する色空間変換手段と、
上記色空間変換手段から出力される色相Ｈｉを入力として、色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを出力する色相による調整値算出手段と、
上記色空間変換手段から出力される彩度Ｓｉを入力として、色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを出力する彩度による調整値算出手段と、
上記色空間変換手段から出力される明度Ｖｉを入力として、色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを出力する明度による調整値算出手段と、
上記各調整値算出手段から出力される色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈを用いて、入力データの色相Ｈｉを調整する色相調整手段と、
上記各調整値算出手段から出力される彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓを用いて、入力データの彩度Ｓｉを調整する彩度調整手段と、
上記各調整値算出手段から出力される明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖを用いて、入力データの明度Ｖｉを調整する明度調整手段と、
上記各調整手段から出力される調整後の色相Ｈｏ、彩度Ｓｏ、明度Ｖｏを、出力データとなる色信号へ変換する色空間逆変換手段とを、
備えたことを特徴とする色調整装置。
【請求項２】
請求項１記載において、
上記した色相による調整値算出手段は、入力される色相Ｈｉによって色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを設定した特性に従って出力する手段を有していることを特徴とする色調整装置。
【請求項３】
請求項１記載において、
上記した彩度による調整値算出手段は、入力される彩度Ｓｉによって色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを設定した特性に従って出力する手段を有していることを特徴とする色調整装置。
【請求項４】
請求項１記載において、
上記した明度による調整値算出手段は、入力される明度Ｖｉによって色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを設定した特性に従って出力する手段を有していることを特徴とする色調整装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像に対して色調整を行う色調整装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モニター等の表示装置において、入力された色信号を表示する際に、使用条件等に合わせ所望の色再現性を持つ画像を出力するために、色調整処理が行われている。
【０００３】
特に、色信号を色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｖの三属性で表し調整を行う、ＨＳＶ色空間変換処理は色相、彩度、明度を独立に扱うことができるため、彩度調整、明度調整に広く利用されている。
【０００４】
これは、入力色信号の色空間を、色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｖで表された色空間へ変換し、ＨＳＶ空間上で調整を行った後に、元の色空間へ逆変換することで実現される。
【０００５】
調整の際に、色相、彩度、明度のそれぞれを均一に調整する一般的な方法では、画像データ内において過剰もしくは過少な調整となる部分が存在し、結果として好ましくない画像となる場合がある。例えば、明度を上げる処理では、黒が灰色となり、全体的に画像が白っぽく、コントラストが減少した画像となってしまうという課題があった。
【０００６】
これを回避する手段として特開平７−２０３２３１号公報には、ＨＳＬ色空間での表現ではあるが、色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｌの色成分をそれぞれ選択自在な関数ｆ(Ｈ)、ｆ(Ｓ)、ｆ(Ｌ)に従って変換することで、色相、彩度、明度の入出力特性を柔軟に変換するカラー画像処理装置が示されている。
【０００７】
図８は、上記公報の実施形態における概念構成ブロック図であり、同図において、４０は入力信号であるＲ、Ｇ、Ｂを色相、彩度、明度のＨＳＬ色空間に変換し出力する座標変換回路、４２は座標変換回路４０の出力又はＣＰＵアドレスバス４４上のＨＳＬ色空間データを選択する選択回路、４６は色相Ｈ、彩度Ｓ、明度Ｌの色成分をそれぞれ関数ｆ(Ｈ)、ｆ(Ｓ)、ｆ(Ｌ)に従って変換する関数変換回路、４８は関数変換回路４６の出力又はＣＰＵデータバス５０上のデータを選択する選択回路、５２は選択回路４８から出力されるＨＳＬ色空間の色成分をＲＧＢ色空間に戻す座標逆変換回路である。
【０００８】
具体的には、関数ｆ(Ｈ)、ｆ(Ｓ)、ｆ(Ｌ)を適宜に設定し、入力Ｈの出力ｆ(Ｈ)、入力Ｓの出力ｆ(Ｓ)、入力Ｌの出力ｆ(Ｌ)とすることで、課題を解決している。
【０００９】
また、特開２０００−３１６０９５号公報には、色相、彩度、明度のヒストグラムを作成し、ヒストグラム形状を適切に変換させるように、色相、彩度、明度を調整する画像処理装置が示されている。
【００１０】
図９は、上記公報の実施例における概念構成ブロック部であり、同図において、１０１は入力カラー画像データのプロファイル、１０２は入力したＲＧＢデータをＨＳＬ表色系に変換する表色系変換部、１０３は画像データの画素を順次注目画素として設定する注目画素設定部、１０４は色相、彩度、明度それぞれを横軸とした一次元ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部、１０５は無彩色範囲を指定する無彩色範囲指定部、１０６はヒストグラム作成部１０４の出力から無彩色範囲指定部１０５の出力範囲を除いたヒストグラムのうち最頻値を検索する最高ヒストグラム検索部、１０７は注目画素設定部１０３の出力と最高ヒストグラム検索部１０６の出力から色変換に用いる距離算出基準位置を指定する距離算出基準指定部、１０８は色変換に用いる関数を指定する色変換関数指定部、１０９は色変換関数指定部１０８で指定された色変換関数を距離算出基準指定部１０７の出力を用いて注目画素設定部１０３の出力に乗算する色変換部、１１０は注目画素の処理終了を示す信号を注目画素設定部１０３へ送り変換後色データを記憶する全体制御部、１１１はＨＳＬ表色系から元のＲＧＢ空間へ変換する表色系逆変換である。
【００１１】
具体的には、画像データ全体の彩度、明度を上げるのではなく、ヒストグラムで分布の密集した色値を周囲に分散させるように変換を行うことにより、ダイナミックレンジの拡大を図り、ヒストグラムの山をやや低くすることでコントラストを向上することができる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、レタッチ等の柔軟な色調整を行うには、色相、彩度、明度を独立に調整するばかりではなく、色相毎に彩度、明度を調整したり、明度の変化で彩度を調整する等の複雑な調整が必要である。
【００１３】
例えば、配色理論におけるナチュラルハーモニーとは、黄色に近い色を明るくし、青紫に近い色を暗くすることで、違和感の無い自然な配色を行うことであり、これを実現するためには、黄色の明度を上げて青紫色の明度を下げる処理、つまり色相による明度の調整が必要となる。
【００１４】
また、彩度と明度の度合いで色を表現するトーンの調整においても、彩度と明度を独立に調整するだけでは困難であり、彩度による明度及び明度による彩度調整が必要となる。図２はトーンの基本的な概念図であり、縦軸が明度、横軸が彩度を表し、ｖ（ビビッド：冴えた）、ｂ（ブライト：明るい）、ｓ（ストロング：強い）、ｄｐ（ディープ：深い）、ｌｔ（ライト：浅い）、ｓｆ（ソフト：柔らかい）、ｄ（ダル：鈍い）、ｄｋ（ダーク：暗い）、ｐ（ペール：薄い）、ｌｔｇ（ライトグレイッシュ：明るい灰みの）、ｇ（グレイッシュ：灰みの）、ｄｋｇ（ダークグレイッシュ：暗い灰みの）、W（ホワイト：白）、ｌｔＧｙ（ライトグレイ：明るい灰色）、Ｇｙ（グレイ：灰色）、ｄｋＧｙ（ダークグレイ：暗い灰色）、Ｂｋ（ブラック：黒）の１７種類に分類される。
【００１５】
これに対して、特開平７−２０３２３１号公報が示す色調整では、色相、彩度、明度それぞれの入力に対する出力の特性を変換することはできるが、ある属性の入力が他属性の出力に影響を与えることはできないため、色相による明度調整が必要となるナチュラルハーモニーや、彩度と明度の複合調整が必要となるトーン調整を行うことはできない。
【００１６】
また、特開２０００−３１６０９５号公報が示す色調整でも、色相、彩度、明度それぞれのヒストグラムを変形する処理であり、入力に対する出力の特性を変換するという点では先の公報と同じである。従って、ある属性の入力が他属性の出力に影響を与えることはできないため、同様の課題がある。
【００１７】
本発明は上記のような問題点を解消するために成されたもので、その目的とするところは、色相、彩度、明度それぞれの入力によって他の出力を調整することで、ナチュラルハーモニーやトーン調整等の柔軟な色調整を行うことができる色調整装置を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明による色調整装置は、
入力データとなる色信号を、色相Ｈｉ、彩度Ｓｉ、明度Ｖｉへ変換する色空間変換手段と、
上記色空間変換手段から出力される色相Ｈｉを入力として、色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを出力する色相による調整値算出手段と、
上記色空間変換手段から出力される彩度Ｓｉを入力として、色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを出力する彩度による調整値算出手段と、
上記色空間変換手段から出力される明度Ｖｉを入力として、色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを出力する明度による調整値算出手段と、
上記各調整値算出手段から出力される色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈを用いて、入力データの色相Ｈｉを調整する色相調整手段と、
上記各調整値算出手段から出力される彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓを用いて、入力データの彩度Ｓｉを調整する彩度調整手段と、
上記各調整値算出手段から出力される明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖを用いて、入力データの明度Ｖｉを調整する明度調整手段と、
上記各調整手段から出力される調整後の色相Ｈｏ、彩度Ｓｏ、明度Ｖｏを、出力データとなる色信号へ変換する色空間逆変換手段とを、
備えた構成をとる。
【００１９】
また、上記した色相による調整値算出手段は、入力される色相Ｈｉによって色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを設定した特性に従って出力する手段を有する。
【００２０】
また、上記した彩度による調整値算出手段は、入力される彩度Ｓｉによって色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを設定した特性に従って出力する手段を有する。
【００２１】
また、上記した明度による調整値算出手段は、入力される明度Ｖｉによって色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを設定した特性に従って出力する手段を有する。
【００２２】
また、上記した色相調整手段は、各調整値算出手段の出力であるＨｈ、Ｓｈ、Ｖｈに従って入力データの色相Ｈｉを調整し、調整後の色相Ｈｏを出力する手段を有する。
【００２３】
また、上記した彩度調整手段は、各調整値算出手段の出力であるＨｓ、Ｓｓ、Ｖｓに従って入力データの彩度Ｓｉを調整し、調整後の彩度Ｓｏを出力する手段を有する。
【００２４】
また、上記した明度調整手段は、各調整値算出手段の出力であるＨｖ、Ｓｖ、Ｖｖに従って入力データの明度Ｖｉを調整し、調整後の明度Ｖｏを出力する手段を有する。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一実施形態による色調整装置の構成の一例を示すブロック図である。図１において、１は、入力データである色信号Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉを色相Ｈｉ、彩度Ｓｉ、明度Ｖｉへ変換して出力する色空間変換器、２は、色空間変換器１から出力される色相Ｈｉを入力として、色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを出力する色相による調整値算出器、３は、色空間変換器１から出力される彩度Ｓｉを入力として、色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを出力する彩度による調整値算出器、４は、色空間変換器１から出力される明度Ｖｉを入力として、色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを出力する明度による調整値算出器、５は、色空間変換器１から出力される色相Ｈｉを、各調整値算出器２、３、４から出力される色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈに従って調整して、調整後の色相Ｈｏを出力する色相調整器、６は、色空間変換器１から出力される彩度Ｓｉを、各調整値算出器２、３、４から出力される彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓに従って調整して、調整後の彩度Ｓｏを出力する彩度調整器、７は、色空間変換器１から出力される明度Ｖｉを、各調整値算出器２、３、４から出力される明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖに従って調整して、調整後の明度Ｖｏを出力する明度調整器、８は、調整後の色相Ｈｏ、彩度Ｓｏ、明度Ｖｏを出力データとなる色信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏへ変換して出力する色空間逆変換器である。
【００２７】
図１に示す構成において、入力された色データ（色信号）Ｒｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、色空間変換器１に送られ、色相Ｈｉ、彩度Ｓｉ、明度Ｖｉへ変換される。この変換は、周知の技術であるＲＧＢからＨＳＶへの色空間変換式を用いて実行される。
【００２８】
調整値算出器２は、色相Ｈｉを入力し、これをパラメータとして設定された色相調整値Ｈｈ、彩度調整値Ｈｓ、明度調整値Ｈｖを出力する。調整値の設定は、調整後の値と調整前の値との差分をルックアップテーブル（ＬＵＴ）としてメモリに保持しておく。このようにして、入力色相により色相だけでなく、彩度及び明度の調整を行うことができる。図３は、調整値算出器２に設定された入力値と調整値の関係のうち、色相と明度の関係を表した一例である。入力色相に対する明度調整値を、調整前後の差分としてゼロを基準としたプラスマイナスの値で表現しており、色相が黄色の領域では明度を上げ、色相が青紫の領域では明度を下げる明度調整値Ｈｖを与えることで、ナチュラルハーモニーの実現が可能である。また、調整値として差分以外にも、調整後の値と調整前の値の比を扱うことも可能であり、その場合には、後述する調整器での処理内容を変化させることで対応する。また、調整値の参照には、ＬＵＴ以外にも関数Ｆ(Ｈ)を与えて演算することでも可能である。
【００２９】
調整値算出器３は、彩度Ｓｉを入力し、これをパラメータとして設定された色相調整値Ｓｈ、彩度調整値Ｓｓ、明度調整値Ｓｖを出力する。調整値の設定は、調整値算出器２と同様に、調整前後の差分又は比をＬＵＴ又は関数として与える。このようにして、入力彩度により彩度だけでなく、色相及び明度の調整を行うことができる。図４は、調整値算出器３に設定された入力値と調整値との関係のうち、彩度と明度の関係を表した一例である。入力彩度に対する明度調整値を、調整前後の比として１を基準としたプラスの値で表現しており、彩度が中間の領域で明度を上げる明度調整値Ｓｖを与える。図５は、図４の調整例によるトーン変化を表現しており、この処理により、ｐ、ｌｔｇ、ｇ、ｄｋｇのトーンがそれぞれｐ、ｐ、ｌｔｇ、ｇの方向へ調整され、灰みのトーンを薄いトーンへ調整することができる。また、調整値として差分及び比のどちらを扱うかで、後述する調整器での処理内容が変化する。
【００３０】
調整値算出器４は、明度Ｖｉを入力し、これをパラメータとして設定された色相調整値Ｖｈ、彩度調整値Ｖｓ、明度調整値Ｖｖを出力する。調整値の設定は、調整値算出器２と同様に、調整前後の差分又は比をＬＵＴ又は関数として与える。このようにして、入力明度により明度だけでなく、色相及び彩度の調整を行うことができる。図６は、調整値算出器４に設定された入力値と調整値との関係のうち、明度と彩度の関係を表した一例である。入力明度に対する彩度調整値を、調整前後の差分としてゼロを基準に表現しており、中間明度を最大として明度全体の彩度を下げる彩度調整値Ｖｓを与える。図７は、図６の調整例によるトーン変化を表現しており、この処理により、強めのトーンが弱くなり落ち着きのあるトーンへ調整することができる。また、調整値として差分及び比のどちらを扱うかで、後述する調整器での処理内容が変化する。
【００３１】
色相調整器５は、色空間変換器１から出力された色相Ｈｉを、各調整値算出器２、３、４からそれぞれ出力された色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈに従って調整し、調整後の色相Ｈｏを出力する。調整の一例として、色相調整値が調整前後の差分を表している場合には加算、比を表している場合には乗算を行う。つまり、色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈの全てが差分の場合には、Ｈｏ＝Ｈｉ＋Ｈｈ＋Ｓｈ＋Ｖｈとなり、色相調整値Ｈｈ、Ｓｈ、Ｖｈの全てが比の場合には、Ｈｏ＝Ｈｉ＊Ｈｈ＊Ｓｈ＊Ｖｈとなる。また、Ｈｈが比且つＳｈ、Ｖｈが差分の場合には、Ｈｏ＝Ｈｉ＊Ｈｈ＋Ｓｈ＋ＶｈまたはＨｏ＝（Ｈｉ＋Ｓｈ＋Ｖｈ）＊Ｈｈ等の演算により調整を行う。
【００３２】
彩度調整器６は、色空間変換器１から出力された彩度Ｓｉを、各調整値算出器２、３、４からそれぞれ出力された彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓに従って調整し、調整後の彩度Ｓｏを出力する。具体的な調整は色相調整器５と同様に、彩度調整値が差分を表している場合には加算、比を表している場合には乗算を行う。つまり、彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓの全てが差分の場合には、Ｓｏ＝Ｓｉ＋Ｈｓ＋Ｓｓ＋Ｖｓとなり、彩度調整値Ｈｓ、Ｓｓ、Ｖｓの全てが比の場合には、Ｓｏ＝Ｓｉ＊Ｈｓ＊Ｓｓ＊Ｖｓとなる。
【００３３】
明度調整器７は、色空間変換器１から出力された明度Ｖｉを、各調整値算出器２、３、４からそれぞれ出力された明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖに従って調整し、調整後の明度Ｖｏを出力する。具体的な調整は色相調整器５と同様に、明度調整値が差分を表している場合には加算、比を表している場合には乗算を行う。つまり、明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖの全てが差分の場合には、Ｖｏ＝Ｖｉ＋Ｈｖ＋Ｓｖ＋Ｖｖとなり、明度調整値Ｈｖ、Ｓｖ、Ｖｖの全てが比の場合には、Ｖｏ＝Ｖｉ＊Ｈｖ＊Ｓｖ＊Ｖｖとなる。
【００３４】
最後に、色相調整器５、彩度調整器６、明度調整器７からそれぞれ出力された調整後の色相Ｈｏ、彩度Ｓｏ、明度Ｖｏは色空間逆変換器８に送られ、出力データである色信号Ｒｏ、Ｇｏ、Ｂｏへと変換されて、出力される。この変換は、色空間変換器１の逆変換として周知の色空間変換式を用いて実行される。
【００３５】
なお、上述した実施形態では、ＲＧＢを入出力色空間として例に挙げているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ＣＭＹやＹＣｂＣｒ等の色空間でも利用可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、色相、彩度、明度の色調整に対して、入力色相による色相、彩度、明度の調整、入力彩度による色相、彩度、明度の調整、入力明度による色相、彩度、明度の調整が可能であり、色相による明度調整が必要となるナチュラルハーモニーや、彩度と明度の複合調整が必要となるトーン調整等の、従来の色相、彩度、明度の独立調整では困難な色調整を行うことができるという効果がある。
【００３７】
また、色相による彩度調整値、明度調整値、彩度による色相調整値、明度調整値、明度による色相調整値、彩度調整値をゼロとすることで、従来の色相、彩度、明度の階調変換を実現することが可能であり、色相、彩度、明度を独立に調整できるＨＳＶ色空間の特徴を保持可能であるという効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る色調整装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】トーン調整の基本的な概念を説明するための概念図である。
【図３】本発明の一実施形態における、色相による調整値算出器の調整値設定のうち色相と明度の関係の一例を示した説明図である。
【図４】本発明の一実施形態における、彩度による調整値算出器の調整値設定のうち彩度と明度の関係の一例を示した説明図である。
【図５】図４の調整例によるトーン変化の一例を示した説明図である。
【図６】本発明の一実施形態における、明度による調整値算出器の調整値設定のうち明度と彩度の関係の一例を示した説明図である。
【図７】図６の調整例によるトーン変化の一例を示した説明図である。
【図８】従来の色変換処理装置の基本的な概念を説明するためのブロック図である。
【図９】従来の色調整処理装置の基本的な概念を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１  色空間変換器
２  色相による調整値算出器
３  彩度による調整値算出器
４  明度による調整値算出器
５  色相調整器
６  彩度調整器
７  明度調整器
８  色空間逆変換器
４０  座標変換回路
４２、４８  選択回路
４４  ＣＰＵアドレスバス
４６  関数変換回路
５０  ＣＰＵデータバス
５２  座標逆変換回路
１０１  プロファイル
１０２  表色系変換部
１０３  注目画素設定部
１０４  ヒストグラム作成部
１０５  無彩色範囲指定部
１０６  最高ヒストグラム検索部
１０７  距離算出基準指定部
１０８  色変換関数指定部
１０９  色変換部
１１０  全体制御部
１１１  表色系逆変換部
【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】
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【図８】
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【図９】
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