JP2006295303A - Image processing method, apparatus and program - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing method, apparatus and program capable of reproducing an image with higher color reproducibility by means of white balance adjustment processing on which a light source condition is reflected with high accuracy. <P>SOLUTION: A parameter acquisition section 32 acquires a weighting parameter C applied to a principal component representing an illumination condition for a face part P0f' by adapting the face part P0f' in an image P0' detected by a face detection section 31 to a mathematic model M generated by the AAM method, and a white balance adjustment section 33 acquires an adjustment amount W of white balance by referencing a reference table T on the basis of the acquired parameter C to adjust the white balance on the basis of the acquired adjustment amount W. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、入力画像のホワイトバランスを調整する画像処理を行う方法や装置、この方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。   The present invention relates to a method and apparatus for performing image processing for adjusting white balance of an input image, and a program for causing a computer to execute this method.

写真画像を理想的な色で再現するために、その写真画像のホワイトバランスを調整する画像処理が行われている。   In order to reproduce a photographic image with an ideal color, image processing for adjusting the white balance of the photographic image is performed.

例えば、撮像された画像を複数の領域に分割し、その領域内の色を判別し、判別結果に基づいて、肌色であると判別された領域があるか否かを判断し、肌色であると判別された領域があると判断された場合、その肌色が好ましい色となるようにホワイトバランスを調整することが知られている(例えば、特許文献1)。また、その肌色と判別された領域の色情報を用いて、撮影光源の色温度を推定し、推定された色温度に基づいてホワイトバランスを調整することが知られている(例えば、特許文献2)。
特開2003−333618号公報 特開2002−152772号公報
For example, the captured image is divided into a plurality of regions, the colors in the regions are determined, and based on the determination result, it is determined whether there is a region determined to be a skin color. When it is determined that there is a discriminated area, it is known to adjust the white balance so that the skin color becomes a preferable color (for example, Patent Document 1). In addition, it is known that the color temperature of the photographing light source is estimated using the color information of the area determined to be the skin color, and the white balance is adjusted based on the estimated color temperature (for example, Patent Document 2). ).
JP 2003-333618 A JP 2002-152772 A

しかしながら、特許文献1、2記載のホワイトバランス調整処理では、肌色領域の平均値に基づいて調整を行っているが、影による濃淡の影響や信号の飛び、個人差による肌色のばらつき等も平均値に入ってしまうので、調整精度や光源の色温度の推定精度に影響してしまう。   However, in the white balance adjustment processing described in Patent Documents 1 and 2, adjustment is performed based on the average value of the skin color area. Therefore, it affects the adjustment accuracy and the estimation accuracy of the color temperature of the light source.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、光源条件を高精度に反映したホワイトバランス調整処理により、より色再現性の高い画像の再生を可能にする画像処理方法および装置ならびにプログラムを提供することを目的とするものである。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an image processing method, apparatus, and program that enable reproduction of an image with higher color reproducibility by white balance adjustment processing that reflects light source conditions with high accuracy. Is intended to provide.

本発明による画像処理の方法は、異なる光源条件下における所定の構造物が表された複数の画像に対して所定の統計処理を行うことによって得られた、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量と、その構造物の個別の特徴に応じて統計的特徴量に対する重みづけをする重みづけパラメータとによって、その構造物を表現するモデルに、入力画像中のその構造物を適応させることによって、その入力画像中の構造物における光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得し、取得された重みづけパラメータの値に基づいて、少なくともその入力画像中のその構造物の領域のホワイトバランスを調整することを特徴とする。   The image processing method according to the present invention includes a statistical feature amount representing a light source condition obtained by performing predetermined statistical processing on a plurality of images in which a predetermined structure is represented under different light source conditions. The structure in the input image is represented in a model representing the structure by one or more statistical features and weighting parameters for weighting the statistical features according to individual features of the structure. To obtain a weighting parameter for a statistical feature amount representing a light source condition in a structure in the input image, and based on the obtained weighting parameter value, at least the structure in the input image It is characterized by adjusting the white balance of the object area.

本発明による画像処理装置は上記の画像処理を行う装置である。すなわち、異なる光源条件下における所定の構造物が表された複数の画像に対して所定の統計処理を行うことによって得られた、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量と、その構造物の個別の特徴に応じて統計的特徴量に対する重みづけをする重みづけパラメータとによって、その構造物を表現するモデルに、入力画像中のその構造物を適応させることによって、その入力画像中の構造物における光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得するパラメータ取得手段と、パラメータ取得手段によって取得された重みづけパラメータの値に基づいて、少なくともその入力画像中のその構造物の領域のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを設けたことを特徴とする。   An image processing apparatus according to the present invention is an apparatus that performs the image processing described above. That is, one or more statistical feature quantities including a statistical feature quantity representing a light source condition, obtained by performing a predetermined statistical process on a plurality of images representing a predetermined structure under different light source conditions. And by adapting the structure in the input image to a model that represents the structure by weighting parameters that weight the statistical features according to the individual features of the structure, Based on the value of the weighting parameter acquired by the parameter acquisition means, the parameter acquisition means for acquiring the weighting parameter for the statistical feature amount representing the light source condition in the structure in the input image, at least that in the input image White balance adjusting means for adjusting the white balance of the area of the structure is provided.

さらに、本発明による画像処理プログラムは、コンピュータに上記の画像処理方法を実行させる(上記各手段として機能させる)ものである。   Furthermore, an image processing program according to the present invention causes a computer to execute the above-described image processing method (functions as the above-described means).

次に、本発明による画像処理方法、装置、プログラムの詳細について説明する。   Next, details of the image processing method, apparatus, and program according to the present invention will be described.

本発明による「(所定の)構造物を表現するモデル」の具体的実現手法としては、AAM(Active Appearance Models)の手法を利用することが考えられる。AAMは、モデルに基づいて画像の内容の解釈を試みるアプローチの1つであり、例えば、顔を解釈の対象とする場合、学習対象となる複数の画像中の顔部分の形状や、形状を正規化した後の輝度の情報に対して主成分分析を行うことによって顔の数学モデルを生成し、新たな入力画像中の顔部分を、数学モデルにおける各主成分と各主成分に対する重みづけパラメータで表現し、顔画像を再構成する手法である(T.F.クーツ(Cootes), G.J.エドワーズ(Edwards), C.J.テイラー(Taylor)、「動的見えモデル(Active Appearance Models)」、第5回計算機視覚欧州会議報(In Proc. 5th European Conference on Computer Vision)、ドイツ、シュプリンガー(Springer)、1998年、vol.2、p.p.484-498;以下、参考文献1とする)。   As a specific method for realizing the “model expressing the (predetermined) structure” according to the present invention, it is conceivable to use an AAM (Active Appearance Models) method. AAM is one approach for trying to interpret the contents of an image based on a model. For example, when a face is to be interpreted, the shape of the face part in a plurality of images to be learned and the shape are normalized. A mathematical model of the face is generated by performing principal component analysis on the luminance information after conversion, and the face part in the new input image is represented by each principal component in the mathematical model and the weighting parameter for each principal component. Representing and reconstructing facial images (TF Cootes, GJ Edwards, CJ Taylor, “Active Appearance Models” “In Proc. 5th European Conference on Computer Vision”, Springer, Germany, 1998, vol. 2, pp 484-498; hereinafter referred to as Reference 1).

「光源条件」の具体例としては光源色が考えられる。光源色は、例えば、色温度によって表現することができる。なお、統計処理対象の複数の画像や入力画像は、単一かつ一定の光源下で撮影されたものであることが好ましい。   As a specific example of the “light source condition”, a light source color is considered. The light source color can be expressed by, for example, a color temperature. Note that the plurality of statistical processing target images and input images are preferably taken under a single and constant light source.

「所定の構造物」は、モデル化に適したもの、すなわち、その構造物の画像中における形状や色の変動が一定の範囲に収まるもの、特に、統計処理を行うことによって形状や色についての説明力のより高い統計的特徴量が得られるものであることが好ましい。また、画像中の主題部分であることが好ましい。具体例としては人間の顔が挙げられる。   A “predetermined structure” is suitable for modeling, that is, a shape or color variation in an image of the structure within a certain range, in particular, by performing statistical processing on the shape or color. It is preferable that a statistical feature amount with higher explanatory power can be obtained. Moreover, it is preferable that it is the subject part in an image. A specific example is a human face.

「異なる光源条件下における所定の構造物が表された画像」は、異なる光源条件下において所定の構造物を実際に撮影することによって得られた画像であってもよいし、特定の光源条件において撮影された画像に基づくシミュレーションによって生成された画像であってもよい。   The “image showing a predetermined structure under different light source conditions” may be an image obtained by actually photographing the predetermined structure under different light source conditions, or under a specific light source condition. It may be an image generated by a simulation based on a photographed image.

「所定の統計処理」としては、所定の構造物を、その構造物を表す画素の数よりも少ない次元数の統計的特徴量に圧縮して表すことができる次元圧縮処理が好ましい。具体例としては主成分分析等の多変量解析手法が考えられる。また、「所定の統計処理」として主成分分析を行った場合、「統計的特徴量」とは、主成分分析によって得られる複数の主成分を意味する。   The “predetermined statistical process” is preferably a dimension compression process that can compress and represent a predetermined structure into a statistical feature quantity having a smaller number of dimensions than the number of pixels representing the structure. A specific example is a multivariate analysis method such as principal component analysis. Further, when principal component analysis is performed as “predetermined statistical processing”, “statistical feature amount” means a plurality of principal components obtained by principal component analysis.

なお、上記の説明力の高低とは、所定の統計処理が主成分分析である場合を例にすると、上位の主成分ほど説明力が高く、下位主成分ほど説明力が低いという意味になる。   Note that the level of explanatory power means that when the predetermined statistical process is principal component analysis, the higher principal component has higher explanatory power and the lower principal component has lower explanatory power.

「統計的特徴量」には、少なくともその構造物の色に基づく情報が表現されている必要がある。光源条件は、色の分布によって画像中に表現されるものだからである。   The “statistical feature amount” needs to express information based on at least the color of the structure. This is because the light source condition is expressed in the image by the color distribution.

また、「光源条件を表す統計的特徴量」は、1つの統計的特徴量であってもよいし、複数の統計的特徴量であってもよい。   Further, the “statistical feature amount representing the light source condition” may be one statistical feature amount or a plurality of statistical feature amounts.

「入力画像中の(所定の)構造物」は、自動的に検出するようにしてもよいし、手動で検出するようにしてもよい。また、本発明は、入力画像中の前記構造物を検出する処理(手段)をさらに有していてもよいし、入力画像から前記構造物の部分を予め検出しておいてもよい。   “A (predetermined) structure in the input image” may be automatically detected or may be manually detected. In addition, the present invention may further include a process (means) for detecting the structure in the input image, or a part of the structure may be detected in advance from the input image.

また、本発明におけるモデルを所定の構造物の属性毎に複数準備しておき、入力画像中のその構造物の属性を表す情報を取得し、取得された属性に応じてモデルを選択する処理(手段)を付加し、選択されたモデルに入力画像中のその構造物を適応させることによって、重みづけパラメータを取得するようにしてもよい。   Further, a process of preparing a plurality of models in the present invention for each attribute of a predetermined structure, acquiring information representing the attribute of the structure in the input image, and selecting a model according to the acquired attribute ( The weighting parameter may be acquired by adding the means) and adapting the structure in the input image to the selected model.

ここで、「属性」とは、例えば、所定の構造物が人間の顔の場合、性別や年齢、人種等が考えられる。また、個人を特定する情報であってもよい。この場合には、属性毎のモデルは個人毎のモデルを意味する。   Here, for example, when the predetermined structure is a human face, the “attribute” may be sex, age, race, or the like. Moreover, the information which identifies an individual may be sufficient. In this case, the model for each attribute means a model for each individual.

この「属性」の具体的取得方法としては、画像に対する公知の認識処理(例えば、特開平11-175724号公報記載)や、GPS情報等の画像の付帯情報からの推定・取得が考えられる。   As a specific method for acquiring the “attribute”, known recognition processing (for example, described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-175724) and estimation / acquisition from supplementary information of the image such as GPS information can be considered.

「その構造物を表現するモデルに、入力画像中のその構造物を適応させる」とは、入力画像中のこの構造物をモデルによって表現するための演算処理等を意味する。具体的には、上記のAAMの手法を用いた場合を例にすると、数学モデルにおける各主成分に対する重みづけパラメータの値を求めることを意味する。   “Adapting the structure in the input image to the model expressing the structure” means an arithmetic process or the like for expressing the structure in the input image by the model. Specifically, taking the case of using the above AAM technique as an example, it means obtaining the weighting parameter value for each principal component in the mathematical model.

「取得された(光源条件を表す統計的特徴量に対する)重みづけパラメータに基づいて」「ホワイトバランスを調整する」には、取得された重みづけパラメータの値とホワイトバランスの調整量との対応づけが必要となる。この対応づけは、例えば、取得された重みづけパラメータの値と光源の色温度の値との対応づけを実験的、統計的に求めておき、公知の光源の色温度とホワイトバランスの調整量との対応づけと組み合わせることによって得られる。   “Based on the weighting parameter (to the statistical feature amount representing the light source condition)” and “Adjust white balance” are the correspondence between the obtained weighting parameter value and the white balance adjustment amount. Is required. For example, the correspondence between the acquired weighting parameter value and the color temperature value of the light source is experimentally and statistically obtained, and the known light source color temperature and white balance adjustment amount It is obtained by combining with the correspondence of.

ホワイトバランスの調整処理は、入力画像中のその構造物の領域だけでなく、その構造物に隣接する、その構造物と同じ色の領域に対しても行ってもよい。ここで、この構造物が人間の顔の場合、「その構造物に隣接する、その構造物と同じ色の領域」には、例えば、首の領域が該当する。   The white balance adjustment process may be performed not only on the area of the structure in the input image but also on an area of the same color as the structure adjacent to the structure. Here, when the structure is a human face, for example, a region of the neck corresponds to “a region of the same color as the structure adjacent to the structure”.

また、ホワイトバランスの調整処理を入力画像中の一部の領域に対して行う場合には、調整処理を行わない領域に近づくにつれて調整処理の度合(強度)が小さくなるように、ホワイトバランスの調整処理を行うようにしてもよい。   Further, when the white balance adjustment process is performed on a part of the area in the input image, the white balance adjustment is performed so that the degree (intensity) of the adjustment process decreases as the area that is not subjected to the adjustment process is approached. Processing may be performed.

さらに、ホワイトバランスの調整処理を入力画像全体に対して行うようにしてもよい。   Further, white balance adjustment processing may be performed on the entire input image.

本発明の画像処理方法および装置ならびにプログラムによれば、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量とその統計的特徴量に対する重みづけパラメータとによって画像中の所定の構造物を表現するモデルに、入力画像中のその構造物を適応させることによって、その入力画像中の構造物における光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得し、取得された重みづけパラメータの値に基づいて、その入力画像中のその構造物の領域のホワイトバランスを調整することができる。このように、本発明では、光源条件を表す統計的特徴量に着目し、入力画像中のその構造物毎のこの統計的特徴量に対する重みづけパラメータに応じて適切な度合(処理強度)でホワイトバランスを調整するので、影による濃淡や信号の飛び等の光源条件以外の要素の影響が少ない、光源条件を高精度に反映したホワイトバランスの調整処理が可能になり、より色再現性の高い画像を再生することができるようになる。   According to the image processing method, apparatus, and program of the present invention, a predetermined structure in an image is determined by one or more statistical feature amounts including a statistical feature amount representing a light source condition and a weighting parameter for the statistical feature amount. By applying the structure in the input image to the model that expresses the weighting parameter, the weighting parameter for the statistical feature amount indicating the light source condition in the structure in the input image is obtained. Based on the value, the white balance of the region of the structure in the input image can be adjusted. As described above, in the present invention, focusing on the statistical feature amount representing the light source condition, the whiteness is set to an appropriate degree (processing intensity) according to the weighting parameter for the statistical feature amount for each structure in the input image. Since the balance is adjusted, it is possible to perform white balance adjustment processing that reflects the light source conditions with high accuracy, with less influence from elements other than the light source conditions such as shading and signal skipping, and images with higher color reproducibility. Will be able to play.

また、ホワイトバランスの調整処理を、その構造物に隣接する、その構造物と同じ色の領域に対しても行うようにした場合には、その構造物とその隣接領域との間での色再現上の違和感をなくすことができ、より好ましい画像の再生が可能になる。   In addition, when white balance adjustment processing is performed on the same color area as the structure adjacent to the structure, color reproduction between the structure and the adjacent area is performed. The above uncomfortable feeling can be eliminated and a more preferable image can be reproduced.

ホワイトバランスの調整処理を入力画像中の一部の領域に対して行う場合において、調整処理を行わない領域に近づくにつれて調整処理の度合(強度)が小さくなるように、ホワイトバランスの調整処理を行うようにすれば、ホワイトバランス調整を行う領域と行わない領域との間での色再現上の違和感がなくなり、さらに好ましい画像の再生が可能になる。   When the white balance adjustment process is performed on a part of the area in the input image, the white balance adjustment process is performed so that the degree (intensity) of the adjustment process decreases as the area near which the adjustment process is not performed is approached. By doing so, there is no sense of incongruity in color reproduction between a region where white balance adjustment is performed and a region where white balance adjustment is not performed, and a more preferable image can be reproduced.

ホワイトバランスの調整処理を入力画像全体に対して行うようにした場合には、画像全体の高品質な色再現が可能になる。   When the white balance adjustment process is performed on the entire input image, high-quality color reproduction of the entire image is possible.

また、入力画像中のその構造物を検出する処理(手段)を付加した場合には、その構造物の自動検出が可能になり、操作性が向上する。   Further, when a process (means) for detecting the structure in the input image is added, the structure can be automatically detected, and the operability is improved.

また、本発明におけるモデルを所定の構造物の属性毎に複数備えるとともに、入力画像中のその構造物の属性を取得し、取得された属性に応じたモデルを選択する処理(手段)を付加し、選択されたモデルに入力画像中のその構造物を適応させることによって、重みづけパラメータを取得するようにした場合、入力画像中のその構造物を、より適切なモデルに適応させることが可能になるため、処理精度が向上し、より高品質の画像が得られる。   In addition, a plurality of models according to the present invention are provided for each attribute of a predetermined structure, and a process (means) for acquiring the attribute of the structure in the input image and selecting a model according to the acquired attribute is added. When the weighting parameter is obtained by adapting the structure in the input image to the selected model, the structure in the input image can be adapted to a more appropriate model Therefore, the processing accuracy is improved and a higher quality image can be obtained.

なお、この構造物を人間の顔とした場合には、顔が画像中の主題部分となっていることが多いため、その主題部分に最適化したホワイトバランスの調整を行うことが可能になり、より好ましい画像の再生が可能になる。また、顔は肌色であることが既知であるため、ホワイトバランスの調整にも好適である。   When this structure is a human face, the face is often the subject part in the image, so it is possible to adjust the white balance optimized for the subject part. A more preferable image can be reproduced. Further, since the face is known to be a skin color, it is also suitable for white balance adjustment.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施形態となるデジタル写真プリンタのハードウェア構成を模式的に表したものである。図に示したように、このデジタル写真プリンタは、フィルムスキャナ51、フラットヘッドスキャナ52、メディアドライブ53、ネットワークアダプタ54、ディスプレイ55、キーボード56、マウス57、ハードディスク58、写真プリント出力機59が演算・制御装置50に接続された構成となっている。   FIG. 1 schematically shows a hardware configuration of a digital photo printer according to an embodiment of the present invention. As shown in the figure, this digital photo printer has a film scanner 51, a flat head scanner 52, a media drive 53, a network adapter 54, a display 55, a keyboard 56, a mouse 57, a hard disk 58, and a photo print output device 59. The configuration is connected to the control device 50.

演算・制御装置50は、CD−ROM等の記憶媒体からインストールされたプログラムの実行により、この装置内のCPUや主記憶装置、各種入出力インターフェースと連携して、画像の入力、補正、加工、出力のフローを制御したり、画像の補正や加工のための画像処理の演算を行ったりするものである。本発明によるホワイトバランス調整処理はこの装置で行われる。   The arithmetic / control device 50 executes the program installed from a storage medium such as a CD-ROM, and cooperates with the CPU, main storage device, and various input / output interfaces in the device to input, correct, process, and It controls the flow of output and performs image processing calculations for image correction and processing. The white balance adjustment processing according to the present invention is performed by this apparatus.

フィルムスキャナ51は、現像機(図示なし)によって現像済みのAPSネガフィルムや135ネガフィルムを光電的に読み取って、これらのネガフィルムに記録されている写真画像を表すデジタル画像データP0を取得するものである。   The film scanner 51 photoelectrically reads a developed APS negative film or 135 negative film by a developing machine (not shown), and obtains digital image data P0 representing a photographic image recorded on these negative films. It is.

フラットヘッドスキャナ52は、Lサイズ写真プリント等のハードコピーに表された写真画像を光電的に読み取って、デジタル画像データP0を取得するものである。   The flat head scanner 52 photoelectrically reads a photographic image represented on a hard copy such as an L size photographic print to obtain digital image data P0.

メディアドライブ53は、メモリカードやCD、DVD等の記録媒体に記録された写真画像を表す画像データP0を取得するものである。また、これらの記録媒体に、出力対象の画像データP2を書き込むことも可能である。なお、このメモリカードには、例えば、デジタルカメラによって、撮影された画像の画像データが書き込まれている。また、CDやDVD等には、例えば、前回のプリント注文時に、フィルムスキャナによって読み取られた画像の画像データが書き込まれている。   The media drive 53 acquires image data P0 representing a photographic image recorded on a recording medium such as a memory card, CD, or DVD. It is also possible to write image data P2 to be output on these recording media. In this memory card, for example, image data of an image taken by a digital camera is written. Further, for example, image data of an image read by a film scanner at the time of the previous print order is written on a CD, a DVD, or the like.

ネットワークアダプタ54は、公知のネットワークフォトサービスシステムにおける注文受付機(図示なし)から画像データP0を取得するものである。この画像データP0は、ユーザからの写真プリントの注文に基づく画像データであり、ユーザのパソコンからインターネット経由で送信してきたものである。また、ラボ店の店頭に設置された写真注文受付機から送信されてきたものであってもよい。   The network adapter 54 acquires image data P0 from an order receiving machine (not shown) in a known network photo service system. This image data P0 is image data based on a photo print order from the user, and is transmitted from the user's personal computer via the Internet. Further, it may be transmitted from a photo order receiving machine installed at a lab store.

ディスプレイ55は、このデジタル写真プリンタにおける画像の入力、補正、加工、出力のための操作画面を表示するものであり、操作内容を選択するためのメニューや処理対象の画像等が表示される。また、キーボード56やマウス57は、処理内容を指示するものである。   The display 55 displays an operation screen for inputting, correcting, processing, and outputting an image in the digital photo printer, and displays a menu for selecting operation contents, an image to be processed, and the like. A keyboard 56 and a mouse 57 are used to instruct processing contents.

ハードディスク58には、このデジタル写真プリンタを制御するプログラムが記憶されている他、フィルムスキャナ51、フラットヘッドスキャナ52、メディアドライブ53、ネットワークアダプタ54において取得された画像データP0や、画像補正後の画像データP1、画像加工後の画像データ(出力対象の画像データ)P2も一時的に記憶される。   The hard disk 58 stores a program for controlling the digital photographic printer, the image data P0 acquired by the film scanner 51, the flat head scanner 52, the media drive 53, and the network adapter 54, and the image after image correction. Data P1 and image data after image processing (image data to be output) P2 are also temporarily stored.

写真プリント出力機59は、出力対象の画像を表す画像データP2に基づいたレーザーによる印画紙への走査露光、現像、乾燥を行うとともに、プリント情報等の裏印字、印画紙のプリント単位での切断や注文単位でのソート等を行うものである。なお、写真プリントの方式は、レーザー露光熱現像転写方式等であってもよい。   The photographic print output machine 59 performs scanning exposure, development, and drying on the photographic paper with a laser based on the image data P2 representing the image to be output, and also prints back information such as print information, and cuts the photographic paper in print units. And sort by order. The photographic printing method may be a laser exposure thermal development transfer method or the like.

図2は、このデジタル写真プリンタの機能と処理の流れを示すブロック図である。図に示したように、機能の観点からは、このデジタル写真プリンタは、写真プリント対象の画像の画像データP0を入力する画像入力手段1と、画像データP0を入力として、所定の画像処理条件に基づく画像処理を行って、画像データP0による画像(以下、画像データとその画像データによる画像を同じ符号で表す)の画質の自動補正を行う画像補正手段2と、自動補正後の画像データP1を入力として、操作者からの指示に基づいた画像処理を行う画像加工手段3と、加工済みの画像データP2を入力として、写真プリントの出力や記録メディアへの出力を行う画像出力手段4とから構成されている。   FIG. 2 is a block diagram showing the function and processing flow of this digital photo printer. As shown in the figure, from a functional point of view, this digital photographic printer has an image input means 1 for inputting image data P0 of an image to be photographic printed, and image data P0 as an input, under predetermined image processing conditions. Image correction means 2 for automatically correcting the image quality of the image based on the image data P0 (hereinafter, the image data and the image based on the image data are represented by the same symbol), and the automatically corrected image data P1. An image processing unit 3 that performs image processing based on an instruction from an operator as an input and an image output unit 4 that outputs processed print data P2 and outputs it to a recording medium using the processed image data P2 as an input. Has been.

画像補正手段2では、コントラスト補正、シャープネス補正、ノイズ軽減・除去等の処理が行われる他、本発明によるホワイトバランスの調整処理も行われる。また、画像加工手段3では、画像補正手段2による処理結果の手作業による修正や、トリミング、拡大・縮小、セピア化、白黒化、装飾フレームとの合成等の画像の加工が行われる。   The image correction unit 2 performs processing such as contrast correction, sharpness correction, and noise reduction / removal, and also performs white balance adjustment processing according to the present invention. Further, the image processing means 3 performs image processing such as manual correction of processing results by the image correction means 2, trimming, enlargement / reduction, sepia, black and white, synthesis with a decoration frame, and the like.

このデジタル写真プリンタの操作とこのプリンタで行われる処理の流れは以下のようになる。   The operation of this digital photo printer and the flow of processing performed by this printer are as follows.

まず、画像入力手段1による画像データP0の入力が行われる。操作者は、現像済みのフィルムに記録された画像からのプリント等の出力を行う場合には、そのフィルムをフィルムスキャナ51にセットしておき、メモリカード等の記録メディアに記録された画像データからのプリント等の出力を行う場合には、その記録メディアをメディアドライブ53にセットしておく。一方、ディスプレイ55には、画像データの入力元を選択する画面が表示され、操作者はキーボード56やマウス57の操作によって、入力元の選択を行う。入力元としてフィルムが選択された場合には、フィルムスキャナ51は、セットされたフィルムを光電的に読み取り、デジタル変換することによって、生成された画像データP0を演算・制御装置50に送信する。写真プリント等のハードコピー原稿が選択された場合には、フラットヘッドスキャナ52は、セットされた写真プリント等のハードコピー原稿を光電的に読み取り、デジタル変換することによって、生成された画像データP0を演算・制御装置50に送信する。メモリカード等の記録メディアが選択された場合には、演算・制御装置50は、メディアドライブ53にセットされたメモリカード等の記録メディアに記憶されている画像データP0を読み込む。また、ネットワークフォトサービスシステムや店頭での写真受付注文機による注文の場合には、演算・制御装置50が、ネットワークアダプタ54経由で画像データP0を受信する。このようにして取得された画像データP0は、ハードディスク58に一時的に記憶される。   First, image data P0 is input by the image input means 1. When an operator performs printing or the like from an image recorded on a developed film, the operator sets the film on the film scanner 51 and uses image data recorded on a recording medium such as a memory card. When printing such as printing, the recording medium is set in the media drive 53. On the other hand, a screen for selecting an input source of image data is displayed on the display 55, and the operator selects an input source by operating the keyboard 56 and the mouse 57. When a film is selected as the input source, the film scanner 51 photoelectrically reads the set film and performs digital conversion to transmit the generated image data P0 to the arithmetic / control device 50. When a hard copy original such as a photo print is selected, the flat head scanner 52 photoelectrically reads the set hard copy original such as a photo print and converts it into digital data, thereby converting the generated image data P0. It transmits to the arithmetic / control apparatus 50. When a recording medium such as a memory card is selected, the arithmetic / control device 50 reads image data P 0 stored in the recording medium such as a memory card set in the media drive 53. In the case of an order by a network photo service system or a photo acceptance order machine at a store, the arithmetic / control device 50 receives the image data P 0 via the network adapter 54. The image data P0 acquired in this way is temporarily stored in the hard disk 58.

次に、画像補正手段2が、画像P0による画像に対する自動画質補正処理を行う。具体的には、演算・制御装置50で実行される画像処理プログラムにより、予め、このデジタル写真プリンタに設定されているセットアップ条件に基づいて、公知のコントラスト補正、シャープネス補正、ノイズ軽減・除去等の処理の他、本発明のホワイトバランス調整処理が行われ、処理済みの画像データP1が出力される。出力された画像データP1は演算・制御装置50のメモリに格納される。なお、ハードディスク59に一時的に記憶するようにしてもよい。   Next, the image correction means 2 performs automatic image quality correction processing on the image P0. Specifically, the image processing program executed by the arithmetic / control device 50 performs known contrast correction, sharpness correction, noise reduction / removal, and the like based on the setup conditions set in advance in the digital photo printer. In addition to the processing, the white balance adjustment processing of the present invention is performed, and processed image data P1 is output. The output image data P1 is stored in the memory of the arithmetic / control device 50. Note that it may be temporarily stored in the hard disk 59.

その後、画像加工手段3は、補正後の画像P1のサムネイル画像を生成し、ディスプレイ55に表示させる。図3(a)は、ディスプレイ55に表示される画面の一例である。操作者が、表示されたサムネイル画像を確認し、画質の手動補正が必要なものや、画像の加工の注文があるものを、マウス57やキーボード56の操作によって選択すると(図3(a)では左上の画像DSCF0001を選択)、図3(b)に一例を示すように、選択されたサムネイル画像が拡大されてディスプレイ55に表示されるとともに、その画像に対する手動補正や加工の処理内容を選択するボタンが表示される。操作者は、表示されたボタンの中から所望のものをマウス57やキーボード56の操作によって選択し、必要に応じて、選択された処理内容のさらに詳細な設定等を行う。画像加工手段3は、選択された処理内容に応じた画像処理を行い、処理済みの画像データP2を出力する。出力された画像データP2は演算・制御装置50のメモリに格納される。なお、ハードディスク59に一時的に記憶するようにしてもよい。なお、以上の画像加工手段3による、ディスプレイ55への画面表示、マウス57やキーボード56による入力の受付、手動補正や加工の画像処理等は、演算・制御装置50で実行されているプログラムによって制御される。   Thereafter, the image processing means 3 generates a thumbnail image of the corrected image P 1 and displays it on the display 55. FIG. 3A is an example of a screen displayed on the display 55. When the operator confirms the displayed thumbnail image and selects an image that requires manual image quality correction or an image processing order by operating the mouse 57 or the keyboard 56 (FIG. 3A). As shown in FIG. 3B, the selected thumbnail image is enlarged and displayed on the display 55, and manual correction and processing contents for the image are selected. A button is displayed. The operator selects a desired button from the displayed buttons by operating the mouse 57 or the keyboard 56, and performs more detailed setting of the selected processing contents as necessary. The image processing means 3 performs image processing according to the selected processing content and outputs processed image data P2. The output image data P2 is stored in the memory of the arithmetic / control device 50. Note that it may be temporarily stored in the hard disk 59. The screen display on the display 55 by the image processing means 3 described above, input reception by the mouse 57 and the keyboard 56, image processing for manual correction and processing, etc. are controlled by a program executed by the arithmetic / control device 50. Is done.

最後に、画像出力手段4が、画像P2の出力を行う。ここでは、演算・制御装置50が、ディスプレイ55に出力先を選択する画面を表示させ、操作者は、マウス57やキーボード56の操作によって、所望の出力先を選択する。演算・制御装置50は、選択された出力先に対して画像データP2を送信する。写真プリント出力を行う場合には、画像データP2は写真プリント出力機59に送信され、画像P2が写真プリントとして出力される。CD等の記録メディアに出力を行う場合には、メディアドライブ53にセットされたCD等に画像データP2の書込みが行われる。   Finally, the image output means 4 outputs the image P2. Here, the calculation / control apparatus 50 displays a screen for selecting an output destination on the display 55, and the operator selects a desired output destination by operating the mouse 57 and the keyboard 56. The arithmetic / control device 50 transmits the image data P2 to the selected output destination. When a photographic printout is performed, the image data P2 is transmitted to the photographic printout machine 59, and the image P2 is output as a photographic print. When outputting to a recording medium such as a CD, the image data P2 is written to a CD or the like set in the media drive 53.

ここで、画像補正手段2によって行われる本発明によるホワイトバランス調整処理の詳細について以下に説明する。図4は、このホワイトバランス調整処理の詳細を表すブロック図である。図に示したように、画像P0′中の顔部分P0f′を検出する顔検出部31と、異なる色温度の照明条件下における人間の顔部分が表された複数のサンプル画像に基づいてAAM(前記の参考文献1参照)の手法によって生成された数学モデルMに、検出された顔部分P0f′を適応させることによって、顔部分P0f′における照明条件を表す主成分に対する重みづけパラメータCを取得するパラメータ取得部32と、取得されたパラメータCに基づいて参照テーブルTを参照してホワイトバランスの調整量Wを取得し、取得された調整量Wに基づいて顔部分P0f′のホワイトバランスを調整し、もとの画像P0′中の顔部分P0f′を調整処理後の顔部分P1f′に置換した画像P1′を生成するホワイトバランス調整部33とによって、このホワイトバランス調整処理が実現される。なお、これらの処理の制御は演算・制御装置50にインストールされたプログラムによって行われる。   Here, the details of the white balance adjustment processing according to the present invention performed by the image correction means 2 will be described below. FIG. 4 is a block diagram showing details of the white balance adjustment processing. As shown in the drawing, the AAM (based on the face detection unit 31 for detecting the face part P0f 'in the image P0' and a plurality of sample images representing the human face part under illumination conditions of different color temperatures. By applying the detected face part P0f 'to the mathematical model M generated by the method of the above-mentioned Reference 1), the weighting parameter C for the principal component representing the illumination condition in the face part P0f' is obtained. The parameter acquisition unit 32 acquires the white balance adjustment amount W with reference to the reference table T based on the acquired parameter C, and adjusts the white balance of the face portion P0f ′ based on the acquired adjustment amount W. The white balance adjustment unit 33 that generates an image P1 ′ by replacing the face portion P0f ′ in the original image P0 ′ with the face portion P1f ′ after the adjustment processing, Adjust processing is realized. The control of these processes is performed by a program installed in the arithmetic / control device 50.

この数学モデルMは、図5のフローチャートに基づいて生成されたものであり、上記のプログラムとともに予めインストールされている。以下では、この数学モデルMの生成過程について説明する。   The mathematical model M is generated based on the flowchart of FIG. 5 and is installed together with the above program. Below, the production | generation process of this mathematical model M is demonstrated.

まず、サンプルとなる異なる色温度の照明条件下における人間の顔部分が表された複数の顔画像(サンプル画像)の各々に対して、図6に示すように、顔形状を表す特徴点を設定する(ステップ#1)。ここでは、特徴点の数は122箇所とする(ただし、図6では簡潔に表現するため60箇所しか表していない)。各特徴点は、例えば、1番目の特徴点は左目の左端、38番目の特徴点は眉の間の中央というように、顔のどの部位を示すものであるかが予め定められている。また、各特徴点は、手作業によって設定してもよいし、認識処理によって自動的に設定するようにしてもよいし、自動的に設定後、必要に応じて手作業で修正するようにしてもよい。   First, as shown in FIG. 6, a feature point representing a face shape is set for each of a plurality of face images (sample images) representing human face portions under illumination conditions of different color temperatures as samples. (Step # 1). Here, the number of feature points is 122 (however, only 60 locations are shown in FIG. 6 for simplicity). As for each feature point, for example, a part of the face is predetermined such that the first feature point is the left end of the left eye and the 38th feature point is the center between the eyebrows. In addition, each feature point may be set manually, or may be automatically set by recognition processing, or may be corrected manually if necessary after being set automatically. Also good.

次に、各サンプル画像中に設定された特徴点に基づいて、顔の平均形状を算出する(ステップ#2)。具体的には、各サンプル画像における、同じ部位を示す特徴点毎の位置座標の平均を求める。   Next, the average shape of the face is calculated based on the feature points set in each sample image (step # 2). Specifically, the average of the position coordinates for each feature point indicating the same part in each sample image is obtained.

さらに、各サンプル画像における顔形状を表す特徴点とその平均形状の位置座標に基づいて主成分分析を行う(ステップ#3)。その結果、任意の顔形状は次式(1)によって近似することができる。

Figure 2006295303
Further, principal component analysis is performed based on the feature points representing the face shape in each sample image and the position coordinates of the average shape (step # 3). As a result, an arbitrary face shape can be approximated by the following equation (1).
Figure 2006295303

ここで、Sは顔形状の各特徴点の位置座標を並べて表現される形状ベクトル(x1,y1,・・・,x122,y122)であり、S0は平均顔形状における各特徴点の位置座標を並べて表現される平均顔形状ベクトル、piは主成分分析によって得られた顔形状についての第i主成分を表す固有ベクトル、biは各固有ベクトルpiに対する重みづけ係数を表す。図7は、主成分分析によって得られた上位2つの主成分の固有ベクトルp1、p2に対する重みづけ係数b1、b2の値を変化させた場合の顔形状の変化の様子を模式的に表したものである。変化の幅は、サンプル画像の各々の顔形状を上式(1)で表した場合における重みづけ係数b1、b2の値の標準偏差sdに基づいて、-3sdから+3sdまでの間であり、各主成分についての3つの顔形状の中央のものは平均値の場合である。この例では、主成分分析の結果、第1主成分としては顔の輪郭形状に寄与する成分が抽出されており、重みづけ係数b1を変化させることによって、細長い顔(-3sd)から丸顔(+3sd)まで顔形状が変化することがわかる。同様に、第2主成分としては口の開閉状態と顎の長さに寄与する成分が抽出されており、重みづけ係数b2を変化させることによって、口が開いた状態で顎の長い顔(-3sd)から口が閉じられた状態で顎が短い顔(+3sd)まで顔の形状が変化することがわかる。なお、iの値が小さいほど、形状に対する説明力が高い、すなわち、顔形状への寄与が大きいことを意味する。 Here, S is a shape vector (x 1 , y 1 ,..., X 122 , y 122 ) expressed by arranging the position coordinates of each feature point of the face shape, and S 0 is each feature in the average face shape. the average face shape vectors represented by arranging the position coordinates of the point, p i is the eigenvector representing the i-th principal component of the face shape obtained by the principal component analysis, b i represents a weighting factor for each eigenvector p i. FIG. 7 schematically shows how the face shape changes when the values of the weighting coefficients b 1 and b 2 for the eigenvectors p 1 and p 2 of the top two principal components obtained by the principal component analysis are changed. It is a representation. The width of the change is between −3 sd and +3 sd based on the standard deviation sd of the values of the weighting coefficients b 1 and b 2 when each face shape of the sample image is expressed by the above equation (1). Yes, the central one of the three face shapes for each principal component is an average value. In this example, as a result of the principal component analysis, a component contributing to the contour shape of the face is extracted as the first principal component. By changing the weighting coefficient b 1 , the round face from the elongated face (−3sd) is extracted. It can be seen that the face shape changes up to (+ 3sd). Similarly, a component that contributes to the open / closed state of the mouth and the length of the jaw is extracted as the second principal component. By changing the weighting coefficient b 2 , a face with a long jaw (with the mouth open) It can be seen that the shape of the face changes from -3sd to a face with a short jaw (+ 3sd) with the mouth closed. In addition, it means that the explanatory power with respect to a shape is so high that the value of i is small, ie, the contribution to a face shape is large.

次に、各サンプル画像をステップ#2で得られた平均顔形状に変換(ワーピング)する(ステップ#4)。具体的には、各特徴点について、各サンプル画像と平均顔形状との間でのシフト量を算出し、そのシフト量に基づいて、式(2)から(5)の2次元5次多項式により各サンプル画像の画素毎の平均顔形状へのシフト量を算出し、各サンプル画像を画素毎に平均顔形状へワーピングする。

Figure 2006295303
Next, each sample image is converted (warped) into the average face shape obtained in step # 2 (step # 4). Specifically, for each feature point, a shift amount between each sample image and the average face shape is calculated, and based on the shift amount, a two-dimensional quintic polynomial of equations (2) to (5) is used. The shift amount to the average face shape for each pixel of each sample image is calculated, and each sample image is warped to the average face shape for each pixel.
Figure 2006295303

ここで、x,yは各サンプル画像中の各特徴点の座標、x′,y′はワーピングされる平均顔形状上の座標、Δx,Δyは平均形状へのシフト量、nは次数、aij,bijは係数である。なお、多項式近似の係数は最小自乗法を用いて求める。このとき、ワーピング後の座標が整数ではなく小数点以下を含む位置に移動する画素については、4近傍から1次近似で画素値を求める。つまり、ワーピング後の座標を囲む4つの画素に対して、ワーピング後の座標から各画素の座標までの距離に比例して画素値をそれぞれ分配するようにする。図8は、2つのサンプル画像について、各々の画像中の顔形状を平均顔形状に変換した状態を表したものである。   Here, x and y are coordinates of each feature point in each sample image, x ′ and y ′ are coordinates on the average face shape to be warped, Δx and Δy are shift amounts to the average shape, n is an order, aij , Bij are coefficients. Note that the coefficient of polynomial approximation is obtained using the method of least squares. At this time, for a pixel whose coordinates after warping move to a position including a decimal point instead of an integer, a pixel value is obtained by first order approximation from four neighborhoods. That is, pixel values are distributed in proportion to the distance from the coordinates after warping to the coordinates of each pixel for the four pixels surrounding the coordinates after warping. FIG. 8 shows a state in which the face shape in each image is converted into an average face shape for two sample images.

さらに、平均顔形状に変換後のサンプル画像毎の各画素のR,G,B三原色の画素値を変数として主成分分析を行う(ステップ#5)。その結果、任意の顔画像の平均顔形状下でのR,G,B三原色の画素値は次式(6)によって近似することができる。

Figure 2006295303
Further, principal component analysis is performed using the R, G, and B primary color pixel values of each pixel for each sample image after conversion to the average face shape as variables (step # 5). As a result, the pixel values of the R, G, and B primary colors under the average face shape of an arbitrary face image can be approximated by the following equation (6).
Figure 2006295303

ここで、Aは平均顔形状下での各画素のR,G,B三原色の各々の画素値を並べて表現されるベクトル(r1, g1, b1, r2, g2, b2,・・・,rm, gm, bm)(r、g、bは各々R,G,Bの三原色の画素値、1からmは各画素を識別する添え字、mは平均顔形状での総画素数)であるが、ベクトルの成分の並び順は上記の順に限定されず、例えば、(r1,r2,・・・,rm,g1,g2,・・・,gm,b1,b2,・・・,bm)のような順であってもよい。また、A0は平均顔形状における各サンプル画像の画素毎のR,G,B三原色の各々の画素値の平均値を並べて表現される平均ベクトル、qiは主成分分析によって得られた顔のR,G,B三原色の画素値についての第i主成分を表す固有ベクトル、λiは各固有ベクトルqiに対する重みづけ係数を表す。なお、主成分の順位iの値が小さいほど、R,G,B三原色の画素値に対する説明力が高い、すなわち、R,G,B三原色の画素値への寄与が大きいことを意味する。 Here, A is a vector (r 1 , g 1 , b 1 , r 2 , g 2 , b 2 , b) representing the pixel values of the R, G, and B primary colors of each pixel under the average face shape. ..., r m , g m , b m ) (r, g, b are pixel values of the three primary colors R, G, B, 1 to m are subscripts for identifying each pixel, and m is an average face shape. The order of arrangement of the vector components is not limited to the above order. For example, (r 1 , r 2 ,..., R m , g 1 , g 2 ,. m , b 1 , b 2 ,..., b m ). A 0 is an average vector expressed by arranging average values of pixel values of R, G, and B primary colors for each pixel of each sample image in the average face shape, and q i is a face obtained by principal component analysis. An eigenvector representing the i-th principal component for pixel values of R, G, and B primary colors, λ i represents a weighting coefficient for each eigenvector q i . It is to be noted that the smaller the value of the main component order i, the higher the explanatory power for the pixel values of the R, G, B three primary colors, that is, the greater the contribution to the pixel values of the R, G, B primary colors.

図9は、主成分分析によって得られた主成分のうち第i1、第i2の主成分を表す固有ベクトルqi1、qi2に対する重みづけ係数λi1、λi2の値を変化させた場合の顔の画素値の変化の様子を模式的に表したものである。変化の幅は、サンプル画像の各々の顔の画素値を上式(6)で表した場合における重みづけ係数λi1、λi2の値の標準偏差sdに基づいて、-3sdから+3sdまでの間であり、各主成分についての3つの顔画像の中央のものは平均値の場合である。この例では、主成分分析の結果、第i1主成分としてはヒゲの有無に寄与する成分が抽出されており、重みづけ係数λi1を変化させることによって、ヒゲの濃い顔(-3sd)からヒゲのない顔(+3sd)まで変化することがわかる。同様に、第i2主成分としては顔にかかる影の状態に寄与する成分が抽出されており、重みづけ係数λi2を変化させることによって、顔の右側に影がかかった顔(-3sd)から左側に影がかかった顔(+3sd)まで変化することがわかる。なお、各主成分がどのような要素に寄与しているかは人間の解釈によって決定される。 FIG. 9 shows a case where the values of the weighting coefficients λ i1 and λ i2 for the eigenvectors q i1 and q i2 representing the i 1 and i 2 principal components among the principal components obtained by the principal component analysis are changed. This is a schematic representation of how the face pixel value changes. The width of the change is from −3 sd to +3 sd based on the standard deviation sd of the values of the weighting coefficients λ i1 and λ i2 when the pixel value of each face of the sample image is expressed by the above equation (6). The middle one of the three face images for each principal component is an average value. In this example, as a result of the principal component analysis, a component contributing to the presence or absence of a beard is extracted as the i 1st principal component, and by changing the weighting coefficient λ i1 , the dark face with a beard (−3sd) is extracted. It turns out that it changes to a face without a beard (+ 3sd). Similarly, a component that contributes to the shadow state of the face is extracted as the i 2 main component, and a face with shadow on the right side of the face (−3sd) by changing the weighting coefficient λ i2 It turns out that the face changes to a shadowed face (+ 3sd) on the left side. It should be noted that what elements each principal component contributes is determined by human interpretation.

本実施形態では、サンプル画像として、異なる色温度の照明条件下における人間の顔部分が表された複数の顔画像を用いているので、照明条件の相違に寄与する成分が第1主成分として抽出されるものとすると、第1主成分の固有ベクトルq1に対する重みづけ係数λ1の値を変化させた場合、例えば、画像P0′中の顔部分P0f′の色調が、赤みがかったもの(色温度が低い)から青みがかったもの(色温度が高い)まで変化する。なお、照明条件の相違に寄与する主成分が必ずしも第1主成分として抽出されている必要はない。照明条件の相違に寄与する成分が第K主成分(K≠1)として抽出されている場合には、以下の説明の「第1」を「第K」に置き換えて考えることができる。また、照明条件の相違が1つの主成分のみによって表現される必要はなく、複数の主成分が照明条件の相違を説明することもありうる。 In the present embodiment, a plurality of face images representing human face portions under illumination conditions with different color temperatures are used as sample images, so that a component contributing to the difference in illumination conditions is extracted as the first principal component. If shall be, when changing the value of the weighting factor lambda 1 for eigenvector q 1 of the first principal component, for example, the color of the 'face portion P0f in' image P0 is reddish ones (color temperature From low) to bluish (high color temperature). It should be noted that the main component that contributes to the difference in illumination conditions is not necessarily extracted as the first main component. When the component contributing to the difference in illumination conditions is extracted as the Kth principal component (K ≠ 1), it can be considered by replacing “first” in the following description with “Kth”. Also, the difference in illumination conditions need not be expressed by only one principal component, and a plurality of principal components may explain the difference in illumination conditions.

以上のステップ#1から#5までの処理によって、顔の数学モデルMが生成される。すなわち、この数学モデルMは、顔形状を表す複数の固有ベクトルpiと、平均顔形状下での顔の画素値を表す固有ベクトルqiによって表現されるものであり、各固有ベクトルの合計数が、顔画像を形成する画素数よりも大幅に少ない、次元圧縮されたものとなっている。なお、上記参考文献1記載の実施例では、約10,000画素により形成される顔画像に対して122の特徴点を設定して上記の処理を行うことによって、顔形状についての23の固有ベクトルと顔の画素値についての114の固有ベクトルで表される顔画像の数学モデルが生成され、各固有ベクトルに対する重みづけ係数を変化させることによって、約98%の顔形状や画素値のバリエーションを表現できることが示されている。 The mathematical model M of the face is generated by the above steps # 1 to # 5. That is, the mathematical model M is expressed by a plurality of eigenvectors p i representing the face shape and an eigenvector q i representing the pixel value of the face under the average face shape, and the total number of each eigenvector is the face It is dimensionally compressed, which is significantly smaller than the number of pixels forming an image. In the embodiment described in Reference 1, the above processing is performed by setting 122 feature points on a face image formed by about 10,000 pixels, so that 23 eigenvectors for the face shape and the face A mathematical model of the face image represented by 114 eigenvectors for pixel values was generated, showing that by changing the weighting coefficient for each eigenvector, approximately 98% face shape and pixel value variations can be expressed. Yes.

次に、この数学モデルMを利用したAAMの手法に基づくホワイトバランス調整処理の流れについて、図4を参照しながら説明する。   Next, the flow of white balance adjustment processing based on the AAM technique using this mathematical model M will be described with reference to FIG.

まず、顔検出部31が、画像データP0′を読み込み、画像P0′中の顔部分P0f′を検出する。具体的には、特表2004−527863号公報(参考文献2)に記載されているような固有顔表現と画像自体との相関スコアを用いる方法の他、知識ベース、特徴抽出、肌色検出,テンプレートマッチング、グラフマッチング、統計的手法(ニューラルネットワーク、SVM、HMM)等の様々な公知の手法を用いることができる。なお、画像P0′がディスプレイ55に表示された際に、マウス57やキーボード56の操作により、手作業で顔形状P0f′を指定するようにしてもよいし、自動検出の結果を手作業で修正するようにしてもよい。   First, the face detection unit 31 reads the image data P0 ′ and detects a face portion P0f ′ in the image P0 ′. Specifically, a knowledge base, feature extraction, skin color detection, template, as well as a method using a correlation score between a unique face expression and the image itself as described in JP-T-2004-527863 (reference 2) Various known methods such as matching, graph matching, and statistical methods (neural network, SVM, HMM) can be used. When the image P0 'is displayed on the display 55, the face shape P0f' may be manually designated by operating the mouse 57 or the keyboard 56, or the result of automatic detection is manually corrected. You may make it do.

次に、パラメータ取得部32は、顔部分P0f′を数学モデルMに適応させる処理を行う。具体的には、上記式(1)(6)の上位の主成分の固有ベクトルpi、qiに対する重みづけ係数bi、λiから順に係数の値を変化させながら、上記式(1)(6)に基づいて画像を再構成し、再構成された画像と顔部分P0f′との差異が最小となる時の重みづけ係数bi、λiを求める(詳細は、参考文献2等参照)。このときの重みづけ係数λ1が照明条件を表すパラメータCである。なお、重みづけ係数bi、λiの値は、モデル生成時のサンプル画像を上記(1)(6)で表したときのbi、λiの分布の標準偏差sdに基づき、例えば-3sdから+3sdまでの範囲の値のみを許容し、その範囲を超える場合には、上記の分布における平均値を設定するようにすることが好ましい。これにより、モデルの誤適応を回避することができる。 Next, the parameter acquisition unit 32 performs processing for adapting the face portion P0f ′ to the mathematical model M. Specifically, while changing the values of the coefficients in order from the weighting coefficients b i and λ i for the eigenvectors p i and q i of the upper principal components of the above expressions (1) and (6), the above expressions (1) and (1) ( 6) The image is reconstructed based on 6), and weighting coefficients b i and λ i when the difference between the reconstructed image and the face portion P0f ′ is minimized are obtained (refer to Reference 2 etc. for details). . The weighting coefficient λ 1 at this time is a parameter C representing the illumination condition. The values of the weighting coefficients b i and λ i are based on the standard deviation sd of the distribution of b i and λ i when the sample image at the time of model generation is expressed by the above (1) and (6), for example, −3sd It is preferable to allow only a value in the range from +3 to +3 sd and to set an average value in the above distribution when exceeding the range. As a result, erroneous adaptation of the model can be avoided.

ホワイトバランス調整部33は、まず、求められたパラメータCに基づいて参照テーブルTを参照してホワイトバランスの調整量Wを取得する。ここで、参照テーブルTについて説明する。図10は、参照テーブルTの構成と値の例を示したものである。図に示すように、パラメータCと色温度とホワイトバランスの調整量が対応づけられている。このテーブルは、予め実験的、統計的に求めておいたパラメータCの値と色温度の値との対応づけと、光源の色温度とホワイトバランスの調整量Wとの対応づけとを組み合わせたものである。ここで、ホワイトバランスの調整量Wは、例えば、パラメータCに対応する色温度と出力媒体の色温度の平均値における色度点がグレーになるように定めることが考えられる(特開2000-244940号公報参照)。なお、図の色温度の項目は説明のために追加したものであり、実装上は、パラメータCとホワイトバランスの調整量Wの2項目だけで参照テーブルTを構成することができる。また、参照テーブルを用いずに、パラメータCを入力として、ホワイトバランスの調整量Wを出力する関数を定義し、その関数に基づいてホワイトバランスの調整量Wを求めるようにしてもよい。   First, the white balance adjustment unit 33 refers to the reference table T based on the obtained parameter C and acquires the white balance adjustment amount W. Here, the reference table T will be described. FIG. 10 shows an example of the configuration and values of the reference table T. As shown in the figure, parameter C, color temperature, and white balance adjustment amount are associated with each other. This table is a combination of the correspondence between the value of the parameter C and the color temperature, which has been experimentally and statistically obtained in advance, and the correspondence between the color temperature of the light source and the adjustment amount W of the white balance. It is. Here, for example, the white balance adjustment amount W may be determined so that the chromaticity point in the average value of the color temperature corresponding to the parameter C and the color temperature of the output medium is gray (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-244940). No. publication). Note that the color temperature item in the figure is added for the sake of explanation, and the reference table T can be configured with only two items of the parameter C and the white balance adjustment amount W in terms of mounting. Alternatively, a function for outputting the white balance adjustment amount W by defining the parameter C as an input without using the reference table may be defined, and the white balance adjustment amount W may be obtained based on the function.

上記の説明では、照明条件を表す主成分が1つだけであることを前提としたが、複数ある場合には、それら複数の主成分に対する重みづけ係数(例えば、λ1,λ2,・・・,λJ)の値の組合せに基づいて色温度やホワイトバランスの調整量Wを決定すればよい。すなわち、パラメータCを次式(7)のように、各重みづけ係数の線形結合として求めるようにしてもよいし(αiは、重みづけ係数λiに対応する主成分の照明条件に対する寄与度を表す係数)、

Figure 2006295303
In the above description, it is assumed that there is only one principal component representing the illumination condition. However, when there are a plurality of principal components, weighting coefficients (for example, λ 1 , λ 2 ,. The color temperature and white balance adjustment amount W may be determined based on the combination of the values of λ J ). That is, the parameter C may be obtained as a linear combination of each weighting coefficient as in the following equation (7) (α i is a contribution degree of the principal component corresponding to the weighting coefficient λ i to the illumination condition) ),
Figure 2006295303

各重みづけ係数の値の組合せとパラメータCの値を対応づける高次元の参照テーブルによって求めるようにしてもよい。また、図10の参照テーブルのパラメータCの項目を重みづけ係数λ1,λ2,・・・,λJというように複数の項目に分割し、各重みづけ係数の値の組合せに対して色温度やホワイトバランスの調整量Wを対応づけるように参照テーブルを構成してもよい。さらに、各重みづけ係数λ1,λ2,・・・,λJを入力として、ホワイトバランスの調整量Wを出力する関数を定義し、その関数に基づいてホワイトバランスの調整量Wを求めるようにしてもよい。 You may make it obtain | require by the high-dimensional reference table which matches the combination of the value of each weighting coefficient, and the value of the parameter C. FIG. Further, weighting coefficient lambda 1 item parameter C of the reference table of FIG. 10, lambda 2, is divided ..., a plurality of items and so lambda J, the color for the combination of the values of each weighting coefficient The reference table may be configured to associate the temperature and white balance adjustment amount W with each other. Further, a function for outputting the white balance adjustment amount W is defined with the weighting coefficients λ 1 , λ 2 ,..., Λ J as inputs, and the white balance adjustment amount W is obtained based on the function. It may be.

次に、ホワイトバランス調整部33は、ホワイトバランスの調整量Wに基づいて、顔部分P0f′に対して公知のホワイトバランス調整処理を行う。具体的には、次式(8)に示す変換処理を行う。

Figure 2006295303
Next, the white balance adjustment unit 33 performs a known white balance adjustment process on the face portion P0f ′ based on the white balance adjustment amount W. Specifically, the conversion process shown in the following equation (8) is performed.
Figure 2006295303

ここで、R′、G′、B′はホワイトバランス調整後の顔部分P1f′の各画素のRGB値、R、G、Bは調整前の顔部分P0f′の各画素のRGB値、Wはホワイトバランスの調整量を表す行列である。 Here, R ′, G ′, B ′ are RGB values of each pixel of the face portion P1f ′ after white balance adjustment, R, G, B are RGB values of each pixel of the face portion P0f ′ before adjustment, and W is W It is a matrix showing the amount of white balance adjustment.

さらに、ホワイトバランス調整部33は、画像P0′の顔部分P0f′を変換後の顔部分P1f′に置換した画像P1′を生成する。   Further, the white balance adjustment unit 33 generates an image P1 ′ by replacing the face portion P0f ′ of the image P0 ′ with the converted face portion P1f ′.

なお、この変換処理を顔部分P0f′だけでなく、画像P0′全体に適用して画像P1′を生成してもよい。また、顔部分P0f′の周辺の肌色領域(例えば首部分等)を公知の手法(例えば特許文献2記載の手法)によって検出し、検出された肌色領域に対しても同様の変換処理を行ってもよい。さらに、画像P0′の一部の領域に対してのみこの変換処理を行う場合には、変換処理を行わない領域に近づくにつれて、ホワイトバランスの調整量が小さくなるように、調整量Wを変化させながら、この変換処理を行うようにしてもよい。この場合、画像P0′の変換処理対象の領域を変換後の領域に置き換えて画像P1′を生成する。   Note that this conversion process may be applied not only to the face portion P0f 'but also to the entire image P0' to generate the image P1 '. Further, a skin color area (for example, a neck part) around the face part P0f ′ is detected by a known technique (for example, the technique described in Patent Document 2), and the same conversion process is performed on the detected skin color area. Also good. Further, when this conversion process is performed only on a partial area of the image P0 ′, the adjustment amount W is changed so that the white balance adjustment amount decreases as the area near which the conversion process is not performed is approached. However, this conversion process may be performed. In this case, the image P1 ′ is generated by replacing the conversion target area of the image P0 ′ with the converted area.

以上のように、本発明の実施形態となるホワイトバランス調整処理によれば、パラメータ取得部32が、顔検出部31によって検出された画像P0′中の顔部分P0f′を、異なる色温度の照明条件下における人間の顔部分が表された複数のサンプル画像に基づいてAAMの手法によって生成された数学モデルMに適応させることによって、顔部分P0f′における照明条件を表す主成分に対する重みづけパラメータCを取得し、ホワイトバランス調整部33が、取得されたパラメータCに基づいて参照テーブルTを参照してホワイトバランスの調整量Wを取得し、取得された調整量Wに基づいて顔部分P0f′のホワイトバランスを調整する。ここで、照明条件を表す主成分に対応するパラメータCに着目し、このパラメータの値に応じて適切な度合(処理強度)でホワイトバランスを調整するので、影による濃淡や信号の飛び等の照明条件以外の要素の影響が少ない、照明条件を高精度に反映したホワイトバランスの調整処理が可能になり、より色再現性の高い画像を再生することができるようになる。   As described above, according to the white balance adjustment processing according to the embodiment of the present invention, the parameter acquisition unit 32 illuminates the face portion P0f ′ in the image P0 ′ detected by the face detection unit 31 with illumination of different color temperatures. By applying a mathematical model M generated by the AAM method based on a plurality of sample images representing a human face part under conditions, a weighting parameter C for a principal component representing the illumination condition in the face part P0f ' The white balance adjusting unit 33 acquires the white balance adjustment amount W by referring to the reference table T based on the acquired parameter C, and the face portion P0f ′ of the face portion P0f ′ based on the acquired adjustment amount W. Adjust the white balance. Here, paying attention to the parameter C corresponding to the main component representing the illumination condition, and adjusting the white balance at an appropriate degree (processing intensity) according to the value of this parameter, illumination such as shading due to shadows and signal jumps It is possible to perform white balance adjustment processing that reflects the illumination conditions with high accuracy, with less influence of elements other than the conditions, and it is possible to reproduce an image with higher color reproducibility.

なお、上記の実施形態では、数学モデルMが1つだけ存在するようにしていたが、人種別、年齢別、性別等の属性別に複数の数学モデルMi(i=1,2,・・・)を生成しておいてもよい。図11は、この場合のホワイトバランス調整処理の詳細を表すブロック図である。図に示したように、画像データP0′に基づいて、画像中の被写体の属性情報AKを取得する属性取得部34と、取得した属性情報AKに基づいて、その属性を有する被写体を表すサンプル画像のみから生成された数学モデルMKを選択するモデル選択部35とを有している点で、上記の実施形態(図4)とは異なる。 In the above embodiment, only one mathematical model M exists, but a plurality of mathematical models M i (i = 1, 2,... ) May be generated. FIG. 11 is a block diagram showing details of the white balance adjustment processing in this case. As shown, on the basis of the image data P0 ', the attribute acquiring unit 34 for acquiring attribute information A K of the object in the image, based on the acquired attribute information A K, representing a subject having that attribute This is different from the above-described embodiment (FIG. 4) in that it includes a model selection unit 35 that selects a mathematical model M K generated only from a sample image.

ここで、複数の数学モデルMiは、例えば、同じ人種、年代、性別等を有する被写体表すサンプル画像のみから前述の方法(図5参照)に基づいて各々生成されたものであり、サンプル画像における共通の属性を表す属性情報Aiと関連づけられて記憶されている。 Here, the plurality of mathematical models M i are respectively generated based on the above-described method (see FIG. 5) from only sample images representing subjects having the same race, age, gender, and the like. Are stored in association with attribute information A i representing common attributes.

属性取得部34は、画像P0′に対する公知の認識処理(例えば、特開平11-175724号公報記載)を行うことによって、被写体の属性を判定し、属性情報AKを取得してもよいし、撮影時に被写体の属性を画像データP0′の付帯情報としてヘッダ等に記録しておき、記録された情報を取得するようにしてもよい。また、付帯情報に基づいて被写体の属性を推定するようにしてもよい。例えば、撮影場所のGPS情報があれば、そのGPS情報に対応する国や地域を特定することができるので、撮影された被写体の人種をある程度推定することができることに着目し、GPS情報と人種情報を関連づける参照テーブルを予め用意しておき、撮影時にGPS情報を取得して画像データP0′のヘッダ領域に記録するデジタルカメラ(例えば、特開2004-153428号公報記載)で得られた画像データP0′を入力として、画像データP0′のヘッダ領域に記録されているGPS情報を取得し、取得したGPS情報に基づいて前記の参照テーブルを参照し、そのGPS情報に関連づけられた人種情報を被写体の人種として推定することが考えられる。 Attribute acquisition unit 34, a known recognition process for the image P0 '(e.g., JP-A-11-175724 JP) by performing, to determine the attributes of the object, to the attribute information A K may be obtained, At the time of shooting, the attribute of the subject may be recorded in the header or the like as supplementary information of the image data P0 ′, and the recorded information may be acquired. Further, the attribute of the subject may be estimated based on the accompanying information. For example, if there is GPS information of the shooting location, it is possible to specify the country or region corresponding to the GPS information, and therefore pay attention to the fact that the race of the shot subject can be estimated to some extent. An image obtained by a digital camera (for example, described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-153428) that prepares a reference table for associating seed information in advance and acquires GPS information at the time of shooting and records it in the header area of image data P0 ′ The GPS information recorded in the header area of the image data P0 ′ is acquired with the data P0 ′ as an input, the reference table is referred to based on the acquired GPS information, and the race information associated with the GPS information is obtained. Can be estimated as the race of the subject.

モデル選択部35は、属性取得部34によって得られた属性情報AKと関連づけられた数学モデルMKを取得し、パラメータ取得部32は、画像P1の顔部分P0f′を数学モデルMKに適応させる。 Model selection unit 35 obtains the mathematical model M K associated with the obtained attribute information A K by the attribute acquiring unit 34, the parameter obtaining unit 32, adapted to face portion P0f 'of the image P1 in the mathematical model M K Let

このように、複数の属性に応じた数学モデルMiを予め用意しておき、モデル選択部35が、属性取得部34で取得した画像P0′の被写体の属性AKと関連づけられた数学モデルMKを選択し、パラメータ取得部32が、選択された数学モデルMKに顔形状P0f′を適応させるようにした場合には、数学モデルMKには属性AKの違いに起因する顔形状や輝度のバリエーションを説明する固有ベクトルは存在しないので、顔形状や輝度を決定する他の要因を表す固有ベクトルのみに基づいて、顔形状P0f′を表現することが可能になり、処理精度が向上し、より高品質の画像が得られる。 Thus, prepared in advance mathematical model M i corresponding to a plurality of attributes, the model selection unit 35, mathematical model M associated with the attribute A K of the image of the subject P0 'acquired by the attribute acquiring unit 34 select K, the parameter acquiring unit 32, when so adapt the face shape P0f 'the mathematical model M K which is selected, the mathematical model M K Ya face shape due to the difference in the attribute a K Since there is no eigenvector that explains the variation in luminance, it becomes possible to express the face shape P0f ′ based only on the eigenvector representing other factors that determine the face shape and luminance, and the processing accuracy is improved. High quality images can be obtained.

なお、処理精度の向上の観点からは、属性別の数学モデルをさらに特化させ、被写体の個人別の数学モデルを構築しておくことが好ましい。この場合には、画像P0f′と個人を特定する情報とを関連づけておく必要がある。   From the viewpoint of improving processing accuracy, it is preferable to further specialize a mathematical model for each attribute and construct a mathematical model for each subject. In this case, it is necessary to associate the image P0f ′ with information for identifying an individual.

また、上記の実施形態では、数学モデルは予めデジタル写真プリンタにインストールされているものとしているが、人種別の数学モデルを予め準備しておき、そのプリンタの出荷先の国や地域によって、インストールする数学モデルを変えることも処理精度の向上の観点からは好ましい。   In the above embodiment, the mathematical model is preinstalled in the digital photographic printer. However, a mathematical model for each person is prepared in advance and installed depending on the country or region where the printer is shipped. Changing the mathematical model is also preferable from the viewpoint of improving processing accuracy.

さらに、この数学モデルを生成する機能をデジタル写真プリンタに実装するようにしてもよい。具体的には、図5のフローチャートに基づいて説明した処理を行わせるプログラムを演算・制御装置50にインストールしておけばよい。また、出荷時にはデフォルトの数学モデルをインストールしておき、そのデジタル写真プリンタへの入力画像を用いて、その数学モデルをカスタマイズ(変更)できるようにしたり、デフォルトの数学モデルとは異なる新たなモデルを生成するようにしたりすることも考えられる。これは、前記のように個人別のモデルを生成する場合に特に有効である。   Further, a function for generating this mathematical model may be implemented in a digital photo printer. Specifically, a program that performs the processing described based on the flowchart of FIG. 5 may be installed in the arithmetic / control device 50. In addition, a default mathematical model is installed at the time of shipment, and the mathematical model can be customized (changed) using the input image to the digital photo printer, or a new model different from the default mathematical model can be created. It is also possible to generate them. This is particularly effective when generating an individual model as described above.

また、上記の実施形態では、顔形状とR,G,B三原色の画素値についての別個の重みづけ係数bi、λiによって、個別の顔画像を表現していたが、顔形状とR,G,B三原色の画素値のバリエーションには相関性があることから、重みづけ係数bi、λiを結合して得られるベクトル(b1,b2,・・・,bi,・・・,λ12,・・・,λi,・・・)に対してさらに主成分分析を行うことにより、次式(9)(10)に示したように、顔形状とR,G,B三原色の画素値の両方を制御する新しいアピアランスパラメータcを得ることができる。

Figure 2006295303
In the above-described embodiment, individual face images are represented by the face shape and the separate weighting coefficients b i and λ i for the R, G, and B primary color pixel values. Since the variations of the pixel values of the three primary colors G and B are correlated, vectors (b 1 , b 2 ,..., B i ,...) Obtained by combining the weighting coefficients b i and λ i. , λ 1 , λ 2 ,..., λ i ,...)), and as shown in the following equations (9) and (10), the face shape and R, G , B, a new appearance parameter c that controls both pixel values of the three primary colors can be obtained.
Figure 2006295303

ここで、アピアランスパラメータcとベクトルQSによって平均顔形状からの形状の変動分が表現され、アピアランスパラメータcとベクトルQAによって顔の画素値の平均からの画素値の変動分要素が表現される。 Here, the variation of the shape from the average face shape is expressed by the appearance parameter c and the vector Q S , and the variation component of the pixel value from the average of the face pixel values is expressed by the appearance parameter c and the vector Q A. .

このモデルを用いた場合には、パラメータ取得部32は、アピアランスパラメータcの値を変化させながら、上記式(10)に基づいて平均顔形状下での顔の画素値を求め、さらに、上記式(9)に基づいて平均顔形状からの変換を行うことによって、顔画像を再構成し、再構成された画像と顔部分P0f′との差異が最小となる時のアピアランスパラメータcを求めることになる。   When this model is used, the parameter acquisition unit 32 obtains the pixel value of the face under the average face shape based on the above equation (10) while changing the value of the appearance parameter c. By converting from the average face shape based on (9), the face image is reconstructed, and the appearance parameter c when the difference between the reconstructed image and the face portion P0f ′ is minimized is obtained. Become.

本発明の他の実施形態としては、上記のホワイトバランス調整処理をデジタルカメラに実装することが考えられる。すわなち、デジタルカメラのオートホワイトバランス(AWB)機能として実装した場合である。図12は、このようなデジタルカメラの構成を模式的に表したものである。図に示すように、このデジタルカメラは、レンズ、絞り、シャッター、CCD等からなり、被写体の撮像を行う撮像部71、撮像部71のCCDに蓄積された電荷によるアナログ信号をデジタル化して、デジタル画像データP0を得るA/D変換部72、画像データP0等に対して各種画像処理を行う画像処理部73、メモリカードに記録する画像データの圧縮処理やメモリカードから読み込んだ圧縮形式の画像データに対する伸長処理を行う圧縮/伸長部74、ストロボ等からなり、ストロボ発光を行うストロボ部75、各種操作ボタン等からなり、撮影条件や画像処理条件等の設定を行う操作部76、画像データが記録されるメモリカードとのインターフェースとなるメディア記録部77、液晶ディスプレイ等からなり、スルー画や撮影された画像、各種設定メニュー等を表示する表示部78、前記各部による処理の制御を行う制御部70、制御プログラムや画像データ等を記憶する内部メモリ79を有している。   As another embodiment of the present invention, it is conceivable to implement the above white balance adjustment processing in a digital camera. In other words, this is a case where the digital camera is implemented as an auto white balance (AWB) function. FIG. 12 schematically shows the configuration of such a digital camera. As shown in the figure, this digital camera includes a lens, an aperture, a shutter, a CCD, and the like, and digitizes analog signals based on charges accumulated in the CCD of the imaging unit 71 and the imaging unit 71 for imaging a subject. An A / D conversion unit 72 that obtains image data P0, an image processing unit 73 that performs various image processing on the image data P0, etc., compression processing of image data to be recorded on a memory card, and compressed image data read from the memory card A compression / decompression unit 74 that performs decompression processing on the image, a strobe, etc., a strobe unit 75 that emits strobe light, various operation buttons, etc. It consists of a media recording unit 77 that serves as an interface with the memory card to be used, a liquid crystal display, etc. Image display unit 78 for displaying various setting menus and the like, the control unit 70 for controlling the processing by the respective units, and has an internal memory 79 for storing a control program and image data.

ここで、図2の画像入力手段1は撮像部71とA/D変換部72、画像補正手段2は画像処理部73、画像加工手段3は画像処理部73と操作部76と表示部78、画像出力手段4はメディア記録部77によって、制御部70による制御の下で内部メモリ79も使用しつつ、各々の機能が実現される。   Here, the image input means 1 in FIG. 2 is the imaging unit 71 and the A / D conversion unit 72, the image correction unit 2 is the image processing unit 73, the image processing unit 3 is the image processing unit 73, the operation unit 76, and the display unit 78, Each function of the image output unit 4 is realized by the media recording unit 77 while using the internal memory 79 under the control of the control unit 70.

次に、このデジタルカメラの操作と処理の流れについて説明する。   Next, the operation and processing flow of this digital camera will be described.

まず、撮影者によるシャッターの全押し操作によって、撮像部71がレンズに入射した被写体光をCCDの光電面に結像させ、光電変換の後、アナログ画像信号を出力し、A/D変換部72が、出力されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、デジタル画像データP0として出力することによって、画像入力手段1として機能する。   First, when the photographer fully presses the shutter, the imaging unit 71 forms an image of the subject light incident on the lens on the photoelectric surface of the CCD, outputs an analog image signal after photoelectric conversion, and the A / D conversion unit 72. However, it functions as the image input means 1 by converting the output analog image signal into a digital image signal and outputting it as digital image data P0.

次に、画像処理部73が、階調補正処理、濃度補正処理、色補正処理、シャープネス処理等を行うとともに、本発明のホワイトバランス調整処理も行い、処理済みの画像データP1を出力することによって、画像補正手段2として機能する。ここで、ホワイトバランス調整処理は、制御部70が、内部メモリ79に記憶されているホワイトバランス調整用プログラムを起動し、内部メモリ79に予め記憶されている数学モデルMや参照テーブルTを用いた前述のホワイトバランス調整処理(図4等参照)を画像処理部73に行わせることによって実現される。   Next, the image processing unit 73 performs gradation correction processing, density correction processing, color correction processing, sharpness processing, etc., and also performs white balance adjustment processing according to the present invention, and outputs processed image data P1. , Function as the image correction means 2. Here, in the white balance adjustment processing, the control unit 70 activates a white balance adjustment program stored in the internal memory 79 and uses the mathematical model M and the reference table T stored in the internal memory 79 in advance. This is realized by causing the image processing unit 73 to perform the above-described white balance adjustment processing (see FIG. 4 and the like).

ここで、画像P1が表示部78により液晶ディスプレイに表示される。表示レイアウトとしては、図3(a)に示したサムネイル形式による複数の画像の表示が考えられる。撮影者は、操作部76の操作ボタンの操作により、加工対象の画像を選択して拡大表示し、メニュー選択によりさらなる画像の手動補正や加工を行い、処理済みの画像データP2を出力する。以上のようにして、画像加工手段3の機能が実現される。   Here, the image P 1 is displayed on the liquid crystal display by the display unit 78. As a display layout, display of a plurality of images in the thumbnail format shown in FIG. The photographer selects and enlarges an image to be processed by operating the operation button of the operation unit 76, performs further manual correction and processing of the image by menu selection, and outputs processed image data P2. As described above, the function of the image processing means 3 is realized.

そして、圧縮/伸長部74が画像データP2をJPEGなどの圧縮形式に基づく圧縮処理を行い、メディア記録部77経由でこのデジタルカメラに装填されたメモリカードに圧縮後の画像データを書き込むことによって、画像出力手段4の機能が実現される。   Then, the compression / decompression unit 74 performs compression processing on the image data P2 based on a compression format such as JPEG, and writes the compressed image data to the memory card loaded in the digital camera via the media recording unit 77. The function of the image output means 4 is realized.

このように、本発明のホワイトバランス調整処理をデジタルカメラの画像処理機能として実装することによって、上記のデジタル写真プリンタの場合と同様の効果を得ることができる。   As described above, by implementing the white balance adjustment processing of the present invention as an image processing function of a digital camera, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described digital photo printer.

なお、手動補正や加工処理は、メモリカードに一旦記録された画像に対しても行えるようにしてもよい。具体的には、メモリカードに記憶されている画像データを圧縮/伸長部74が伸長(解凍)した後、伸長済みの画像データによる画像を表示部78の液晶ディスプレイに表示し、撮影者が、前記と同様の操作によって所望の画像処理を選択し、画像処理部73が、選択された画像処理を行う。   Note that manual correction and processing may be performed on images once recorded on the memory card. Specifically, after the compression / decompression unit 74 decompresses (decompresses) the image data stored in the memory card, an image based on the decompressed image data is displayed on the liquid crystal display of the display unit 78, and the photographer The desired image processing is selected by the same operation as described above, and the image processing unit 73 performs the selected image processing.

また、図11等で説明した被写体の属性別の数学モデルをデジタルカメラに実装してもよいし、図5で示した数学モデルの生成処理を実装してもよい。ここで、個々のデジタルカメラによる撮影の被写体となる人物はある程度限定されることが多いことから、そのデジタルカメラで主に被写体となる人物の顔についての個人別の数学モデルを生成するようにすれば、顔の個人差による変動のないモデルを生成できるため、その人物の顔に対するホワイトバランス調整処理をきわめて高い精度で行うことが可能になる。   Further, the mathematical model for each subject attribute described with reference to FIG. 11 or the like may be mounted on the digital camera, or the mathematical model generation processing illustrated in FIG. 5 may be mounted. Here, since the person who is the subject of photography with each digital camera is often limited to some extent, it is recommended to generate an individual mathematical model for the face of the person who is mainly the subject with that digital camera. For example, it is possible to generate a model that does not vary due to individual differences in the face, and therefore white balance adjustment processing for the face of the person can be performed with extremely high accuracy.

上記の実施形態のほか、本発明のホワイトバランス調整処理をパソコン等に行わせるプログラムを、画像編集ソフトウェアに組み込むことも考えられる。これにより、ユーザは、このソフトウェアが記憶されているCD−ROM等の記憶媒体からパソコン等にインストールしたり、インターネット上の所定のサイトからこのソフトウェアをダウンロードしてインストールしたりすることによって、自分のパソコンでの画像の編集加工の1パターンとして、本発明のホワイトバランス調整処理を利用することが可能になる。   In addition to the above-described embodiment, a program for causing a personal computer or the like to perform the white balance adjustment processing of the present invention may be incorporated into image editing software. As a result, the user can install the software from a storage medium such as a CD-ROM in which the software is stored, or download and install the software from a predetermined site on the Internet. It is possible to use the white balance adjustment processing of the present invention as one pattern for image editing on a personal computer.

本発明の実施形態となるデジタル写真プリンタのハードウェア構成を模式的に示した図The figure which showed typically the hardware constitutions of the digital photo printer which becomes embodiment of this invention 本発明の実施形態となるデジタル写真プリンタおよびデジタルカメラの機能と処理の流れを示すブロック図1 is a block diagram showing functions and processing flow of a digital photo printer and a digital camera according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態となるデジタル写真プリンタおよびデジタルカメラのディスプレイに表示される画面の一例を示す図The figure which shows an example of the screen displayed on the display of the digital photograph printer and digital camera which become embodiment of this invention 本発明の一態様となるホワイトバランス調整処理の詳細を表すブロック図The block diagram showing the detail of the white balance adjustment process which becomes 1 aspect of this invention 本発明における顔画像の数学モデルを生成する処理の流れを表すフローチャートThe flowchart showing the flow of the process which produces | generates the mathematical model of the face image in this invention 顔の特徴点の設定例を表す図A diagram showing an example of setting facial feature points 顔形状に対する主成分分析によって得られた主成分の固有ベクトルに対する重みづけ係数の値を変化させた場合の顔形状の変化の様子を模式的に表した図A diagram that schematically shows how the face shape changes when the value of the weighting coefficient for the eigenvector of the principal component obtained by principal component analysis on the face shape is changed. サンプル画像中の顔形状を平均顔形状に変換し、平均顔形状下での輝度の様子を表した図A figure showing the brightness under the average face shape after converting the face shape in the sample image to the average face shape 顔の画素値に対する主成分分析によって得られた主成分の固有ベクトルに対する重みづけ係数の値を変化させた場合の顔の画素値の変化の様子を模式的に表した図A diagram schematically showing how the face pixel value changes when the weighting coefficient value for the eigenvector of the principal component obtained by principal component analysis for the face pixel value is changed 本発明のホワイトバランス調整処理で用いられる参照テーブルの構成と値の一例を示す図The figure which shows an example of a structure and value of a reference table used by the white balance adjustment process of this invention. 本発明の一態様となるホワイトバランス調整処理の発展的態様を表すブロック図The block diagram showing the development aspect of the white balance adjustment process which becomes one aspect | mode of this invention 本発明の他の実施形態となるデジタルカメラの構成を模式的に示した図The figure which showed typically the structure of the digital camera which becomes other embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 画像入力手段
2 画像補正手段
3 画像加工手段
4 画像出力手段
31 顔検出部
32 パラメータ取得部
33 ホワイトバランス調整部
34 属性取得部
35 モデル選択部
51 フィルムスキャナ
52 フラットヘッドスキャナ
53 メディアドライブ
54 ネットワークアダプタ
55 ディスプレイ
56 キーボード
57 マウス
58 ハードディスク
59 写真プリント出力機
70 制御部
71 撮像部
72 A/D変換部
73 画像処理部
74 圧縮/伸長部
75 ストロボ部
76 操作部
77 メディア記録部
78 表示部
79 内部メモリ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image input means 2 Image correction means 3 Image processing means 4 Image output means 31 Face detection part 32 Parameter acquisition part 33 White balance adjustment part 34 Attribute acquisition part 35 Model selection part 51 Film scanner 52 Flat head scanner 53 Media drive 54 Network adapter 55 Display 56 Keyboard 57 Mouse 58 Hard disk 59 Photo print output device 70 Control unit 71 Imaging unit 72 A / D conversion unit 73 Image processing unit 74 Compression / decompression unit 75 Strobe unit 76 Operation unit 77 Media recording unit 78 Display unit 79 Internal memory

Claims (9)

異なる光源条件下における所定の構造物が表された複数の画像に対して所定の統計処理を行うことによって得られた、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量と、前記構造物の個別の特徴に応じて該統計的特徴量に対する重みづけをする重みづけパラメータとによって、前記構造物を表現するモデルに、入力画像中の前記構造物を適応させることによって、該入力画像中の前記構造物における前記光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得し、
取得された前記重みづけパラメータの値に基づいて、少なくとも前記入力画像中の前記構造物の領域のホワイトバランスを調整することを特徴とする画像処理方法。
One or more statistical feature quantities including a statistical feature quantity representing a light source condition, obtained by performing a predetermined statistical process on a plurality of images representing a predetermined structure under different light source conditions; By adapting the structure in the input image to a model representing the structure with a weighting parameter that weights the statistical feature according to individual features of the structure. Obtaining a weighting parameter for a statistical feature amount representing the light source condition in the structure in the image;
An image processing method comprising adjusting at least a white balance of a region of the structure in the input image based on the acquired value of the weighting parameter.
異なる光源条件下における所定の構造物が表された複数の画像に対して所定の統計処理を行うことによって得られた、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量と、前記構造物の個別の特徴に応じて該統計的特徴量に対する重みづけをする重みづけパラメータとによって、前記構造物を表現するモデルに、入力画像中の前記構造物を適応させることによって、該入力画像中の前記構造物における前記光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータ取得手段によって取得された前記重みづけパラメータの値に基づいて、少なくとも前記入力画像中の前記構造物の領域のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
One or more statistical feature quantities including a statistical feature quantity representing a light source condition, obtained by performing a predetermined statistical process on a plurality of images representing a predetermined structure under different light source conditions; By adapting the structure in the input image to a model representing the structure with a weighting parameter that weights the statistical feature according to individual features of the structure. Parameter acquisition means for acquiring a weighting parameter for a statistical feature amount representing the light source condition in the structure in the image;
Image processing comprising: white balance adjusting means for adjusting at least white balance of the region of the structure in the input image based on the value of the weighting parameter acquired by the parameter acquiring means apparatus.
前記ホワイトバランス調整手段が、前記パラメータ取得手段によって取得された前記光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータに基づいて、前記所定の構造物に隣接する該構造物と同じ色の領域に対してもホワイトバランスの調整を行うものであることを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。   The white balance adjusting unit applies a weighting parameter for a statistical feature amount representing the light source condition acquired by the parameter acquiring unit to an area of the same color as the structure adjacent to the predetermined structure. 3. The image processing apparatus according to claim 2, wherein the white balance is adjusted. 前記ホワイトバランス調整手段が、ホワイトバランスの調整が行われる領域において、該調整を行わない領域に近づくにつれて該調整の度合が小さくなるように、ホワイトバランスの調整を行うものであることを特徴とする請求項2または3記載の画像処理装置。   The white balance adjusting means adjusts the white balance so that the degree of the adjustment becomes smaller in the region where the white balance is adjusted, as the region approaches the region where the white balance is not adjusted. The image processing apparatus according to claim 2 or 3. 前記ホワイトバランス調整手段が、前記パラメータ取得手段によって取得された前記光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータに基づいて、前記入力画像全体に対してホワイトバランスの調整を行うものであることを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。   The white balance adjustment means adjusts the white balance for the entire input image based on a weighting parameter for a statistical feature amount representing the light source condition acquired by the parameter acquisition means. The image processing apparatus according to claim 2, wherein: 前記入力画像中の前記構造物を検出する検出手段をさらに備え、
前記パラメータ取得手段が、前記モデルに、検出された前記構造物を適応させることによって、前記重みづけパラメータを取得するものであることを特徴とする第2項から第5項のいずれか1項記載の画像処理装置。
It further comprises detection means for detecting the structure in the input image,
The said parameter acquisition means acquires the said weighting parameter by adapting the said detected structure to the said model, The any one of Claim 2 to 5 characterized by the above-mentioned. Image processing apparatus.
前記入力画像中の前記構造物の属性を取得し、前記所定の構造物の属性毎に該構造物が表現された複数の前記モデルから、取得された属性に応じた前記モデルを選択する選択手段をさらに備え、
前記パラメータ取得手段が、選択されたモデルに前記構造物を適応させることによって、前記重みづけパラメータを取得するものであることを特徴とする第2項から第6項のいずれか1項記載の画像処理装置。
Selection means for acquiring an attribute of the structure in the input image and selecting the model according to the acquired attribute from a plurality of the models in which the structure is represented for each attribute of the predetermined structure Further comprising
The image according to any one of claims 2 to 6, wherein the parameter acquisition means acquires the weighting parameter by adapting the structure to a selected model. Processing equipment.
前記所定の構造物が人間の顔であることを特徴とする第2項から第7項のいずれか1項記載の画像処理装置。   The image processing device according to any one of claims 2 to 7, wherein the predetermined structure is a human face. コンピュータに、
異なる光源条件下における所定の構造物が表された複数の画像に対して所定の統計処理を行うことによって得られた、光源条件を表す統計的特徴量を含む1以上の統計的特徴量と、前記構造物の個別の特徴に応じて該統計的特徴量に対する重みづけをする重みづけパラメータとによって、前記構造物を表現するモデルに、入力画像中の前記構造物を適応させることによって、該入力画像中の前記構造物における前記光源条件を表す統計的特徴量に対する重みづけパラメータを取得するパラメータ取得手段と、
該パラメータ取得手段によって取得された前記重みづけパラメータの値に基づいて、少なくとも前記入力画像中の前記構造物の領域のホワイトバランスを調整するホワイトバランス調整手段として機能させることを特徴とする画像処理プログラム。
On the computer,
One or more statistical feature quantities including a statistical feature quantity representing a light source condition, obtained by performing a predetermined statistical process on a plurality of images representing a predetermined structure under different light source conditions; By adapting the structure in the input image to a model representing the structure with a weighting parameter that weights the statistical feature according to individual features of the structure. Parameter acquisition means for acquiring a weighting parameter for a statistical feature amount representing the light source condition in the structure in the image;
An image processing program that functions as a white balance adjustment unit that adjusts at least a white balance of a region of the structure in the input image based on the value of the weighting parameter acquired by the parameter acquisition unit. .
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