CN1307317B - 图像处理方法、装置和记录介质 - Google Patents

Abstract

一个图像中的目标图像的颜色和色调被改变用户所需的颜色和色调。一个存储装置存储表示不同颜色和色调的基准图像的数据，并且该用户从基准图像之中选择具有所需颜色和色调的目标图像。用户观看在显示器上显示的图像并且指定包括其颜色-色调要被改变成目标图像的颜色-色调的物体的图像的区域。图像处理装置从指定区域提取一个颜色区域并且产生该目标图像和该颜色区域的累积直方图。根据该累积直方图，指定区域的颜色和色调被改变成目标图像的颜色和色调，并且获得颜色和色调已经被改变的已处理的图象数据。

Description

图像处理方法、装置和记录介质

本发明涉及在彩色图像中的特定范围内改变颜色和色调的图像处理方法和图像处理装置。本发明还涉及存储使计算机执行图像处理方法的程序的一种计算机可读记录介质。

通过数字式静物摄影机(以下称为数字照相机)获得的数字图象数据的再现以及通过读取记录在软片上的图象来获得的数字图象数据的执行再现被用来生成诸如印刷物之类的硬拷贝或显示屏上的软拷贝。在这些数字图象数据的再现中，人们希望得到质量与从摄影底片印制的照片一样出色的再现图象。

不同照片上的同一个人的面部的颜色再现性可能并不相同。而且，在一个包括许多人的图象中，每个人的面部的颜色再现性也可能随光源的强度或位置的不同而不同。在一个通过摄影获得的包括人物的图象中，人物的面部最引人注目。为了得到高品质的照片，有必要对面部修正以获得适当的皮肤颜色。为此，人们发明了各种方法将图像中的皮肤颜色调配得更好，例如，利用监视器之类的显示装置和鼠标等的方法。其中一种方法包括以下步骤：先利用鼠标从包括人面部的图像中提取皮肤颜色象素，再利用所提取的颜色值作为基准将皮肤颜色值调节成一种预先确定的优选的皮肤颜色值的颜色和色调(如日本专利No.2878855)。第二种建议的方法包括如下步骤：指定包含在显示图象内的要改变的颜色区域，再为需要改变颜色的区域指定与优选颜色最接近的颜色，这样该区域的颜色就改成了预先设定的颜色。(日本未审专利No.8(1996)-221546)。此外，还有第三种建议方法：先自动挑选包含人面部的区域，并将包含面部区域的颜色改成一种预先确定的颜色。

然而，由于人面部的皮肤颜色被改成一种预定的皮肤颜色，所以在上述所有方法中人的面部未必就改成了适宜的皮肤颜色。此外，由于仅仅改变面部颜色，在阳光充足的室外所照相片的图象上，在人物面部形成的剧烈反差不能被校正。

本发明正是考虑到所述问题而构思的。因此本发明的目的之一就是提供一种图像处理方法和图像处理装置，它能改变图象中特定的区域，例如将人的面部调成适宜的颜色和色调(以下将颜色和色调并称为颜色-色调)，本发明还提供一种计算机可读的记录介质，其中存储一种使计算机执行这种图像处理方法的程序。

本发明的图像处理方法包括如下步骤：

从每个都具有不同的颜色-色调的多个基准图像中选定具有所需颜色-色调的一个目标图像；

在显示的图像中指定一个区域；以及

并且将包括指定区域的所需区域的颜色-色调改成目标图像的颜色-色调。

该″区域″被称为在该显示图象中其颜色-色调要被改变的区域。更具体地，该区域是指包括比如人面部、天空、或绿叶的图像的区域。

″包括指定区域的所需区域″不仅仅指整个指定区域，它还指指定区域中的特定区域，包括指定区域的整个图象，或包含指定区域和另一区域的区域。

目标图像的选择可以在该区域的指定之前进行，反之亦然。

″基准图像″是指其颜色-色调已经被改变的目标的取样图像，所述目标比如是人面部、天空或绿叶。每个都具有不同的颜色-色调的多个基准图像被提供，从而确保用户从其中选择所需的颜色-色调。具有用户所需的颜色-色调的一个基准图像被选择为目标图像。

按照用户的首选项的预定图像可以预先生成该基准图像。对于基准图像为人面部图像的情况，例如，通过使用数字照相机摄影，通过读取胶片，或用扫描器或其它装置获得的，包含用户的喜爱的名人的面部图像的图象数据然后被经过处理，导致该面部图像的颜色和色调的各种变化，并且因此产生多个基准图像，每个都具有不同的颜色和色调。

本发明的图像处理装置包括：

存储装置，用于存储每个都具有不同的颜色-色调的多个基准图像；

显示装置，用于显示一个图像和基准图像；

选择装置，用于从这些基准图像中选择一个具有所需颜色-色调的目标图像；

区域指定装置，用于在该显示装置上显示的图像中指定一个区域；以及

转换装置，用于将包括指定区域的所需区域的颜色-色调成目标图像的颜色-色调。

本发明的图像处理设备可以进一步包括基准图像产生装置，用于根据用户首选的预定图像产生多个基准图像。

本发明的图像处理方法可作为存储在计算机可读的记录介质中的程序，从而使计算机执行该图像处理方法。

按照本发明，具有所需颜色-色调的目标图像从这些基准图像中被选择出来，每个都具有不同的颜色-色调，并且在该显示图象中指定一个颜色-色调要被改变的区域。所需区域的颜色-色调包括该指定的区域，然后改变成目标图像的颜色-色调。因此包括指定区域的所需区域可以被改变，以具有用户所需的颜色-色调。

而且，通过根据一个预定图像比如用户首选的图像来产生基准图像，目标图像的选择是令人愉快的。

图1是显示根据本发明的一个实施例的图像处理装置的结构的方框图。

图2显示了基准图像

图3显示了在显示器上显示的图像。

图4显示了已经指定了区域R1的图像。

图5是显示在CIELAB彩色空间中皮肤色域的示意图。

图6显示了累积直方图。

图7是显示该实施例操作的流程图。以及

图8是一个显示包括基准图像产生装置的图像处理设备的结构方框图。

以下将参照附图解释本发明的实施例。

图1是显示根据本发明的一个实施例的图像处理装置的结构方框图。如图1所示，该图像处理装置通过在图像数据S上执行图像处理获得已处理图象数据S1，图像数据S是使用数字照相机照相，并用扫描仪或别的装置读取图像而得到的。如图1显示，该图像处理设备包括：读取装置1，用于从记录媒体读取图象数据S，或用于读取通过网络传送的图象数据S；图像处理装置2，用于对图象数据S执行图像处理；显示器3用于显示该图象数据S；输入装置4，包括用于执行图像处理装置2的各种输入操作的鼠标和键盘；以及存储装置5，用于存储表示多个基准图像的基准图像数据，稍后将解释它。在本实施例中，由图象数据S表示的图像包括人面部，并且该图像中的面部的颜色-色调被改变成较好的颜色-色调。

该存储装置5存储了表示该基准图像的基准图像数据。图2显示了由该基准图像数据表示的基准图像。如图2所示，该基准图像数据包括以不同颜色表示相同人物的面部图像的数据Q1，以及对于由数据Q1表示的各个面部图像以不同色调组表示相同人物的面部图像的数据Q2。数据Q1和Q2处于一个层次型结构中。基于数据Q1，不同颜色的面部图像被显示在显示器3上。使用输入装置4，用户从这些面部图像中选择一个所需颜色的图像。按照该所选的面部图像的颜色，基于数据Q2，不同色调的这些面部图像被显示在显示器3上。使用输入装置4，用户选择一个具有所需色调的面部图像，并且具有所需颜色和色调的该面部图像被设置为目标图像。表示目标图像的基准图像数据被作为目标图像数据M1输入到图像处理装置2。

图像处理装置2以以下方式执行图像数据S的图像处理。首先，图象数据S被显示在显示器3上。图3显示了在显示器3上显示的图像。如图3所示，在显示器3上显示的图像包括人面部的多个图像。用户观看在显示器3上显示的图像，并且使用输入装置4选择一个其颜色-色调要被改变的面部图像。图4显示了所需面部图像已经被选择的状态。如图4所示，该面部图像由一个矩形区域R1指定。

在区域R1按上述方式指定后，图像处理装置2在该区域R1提取包含在预定的皮肤-颜色范围内的像素的区域R1′。对于本提取，包围在图5所示CIELAB彩色空间中的皮肤-颜色范围D是预定的。包含在区域R1中的图像象素值被转换成CIELAB空间，并且具有皮肤-颜色范围D之内的值的象素被提取，作为皮肤-颜色区域R1。

在目标图像已经被选择并且区域R1中的皮肤-颜色区域R1′以上述方式被提取之后，目标图像的累积直方图和皮肤-颜色区域R1被产生。图6分别显示了目标图像和皮肤-颜色区域R1的累积直方图H1和H2。在累积直方图H1和H2中，累积直方图的横轴向原点左侧和右侧分别伸展的越远，RGB密度就变得越大。对于包括RGB颜色数据的图像数据S而言，针对每种颜色都产生累积直方图H1和H2。为简单起见，采用了一组包括RGB颜色数据的RGB数据，并且累积直方图H1和H2是基于该RGB数据得到的。累积直方图H1和H2分别表示目标图像和皮肤-颜色区域R1的颜色-色调的特征。在下文中，这些特征被叫做特性量。

在以上述方式产生了累积直方图H1和H2之后，基于累积直方图H1和H2，执行颜色-色调转换处理，以使皮肤-颜色区域R1′的颜色-色调变成目标图像的颜色-色调。通过如图6虚线所示将累积直方图H1与累积直方图H2相关联，来执行颜色-色调转换处理，从而使在累积直方图H2中其RGB密度为P1的象素值具有RCB密度P2，因此改变该皮肤-颜色区域R1的颜色-色调。用特征函数g(d′)代表累积直方图H1，用特征函数f(d)代表累积直方图H2。图6虚线所示的处理可用下面的方程式(1)表示：

d′＝g^-1(f(d))                 (1)

只要皮肤-颜色区域R1′的颜色-色调改变，其中的边界看起来就会不自然。因此，最好是在边界处逐步改变颜色-色调。

以下接着说明第一个实施例的操作。图7是显示该实施例操作的流程图。图像数据S读取并输入到图像处理装置2(步骤S1)。从存储装置5读取基准图像数据，并且在显示器3上显示基准图像(步骤S2)。用户从这些基准图像中选择具有所需颜色-色调的目标图像并且利用输入装置4输入选择完成的指令(步骤S3)。在完成目标图像的选择之后，图象数据S被显示在显示器3上(步骤S4)。

用户观看在显示器3上显示的图像，并且指定包括其颜色-色调要被改变成目标图像的颜色-色调的面部图像的区域R1，并且利用输入装置1输入完成指定的指令。在完成区域R1的选择之后，包括在区域R1中的皮肤-颜色区域R1′被提取(步骤S6)。

在提取皮肤-颜色区域R1之后，目标图像和皮肤-颜色区域R1′的累积直方图H1和H2被产生(步骤S7)。以累积直方图H1和H2为基础，皮肤-颜色区域R1′的颜色-色调将根据方程式(1)变成目标图像的颜色-色调，并且获得已处理图象数据S1(步骤S8)以结束程序。

如上所述，在本实施例中，具有所需颜色-色调的目标图像被选择，并且指定区域R1的颜色-色调被改变成目标图像的颜色-色调。因R1在指定区域R1中的皮肤-颜色区域可以被用户改变，以具有所需的颜色-色调。

在上面的实施例中，在指定区域R1中只有皮肤-颜色区域R1′的颜色-色调被改变。然而，整个区域R1的颜色-色调可被改变。另外，包括区域R1的预定区域或显示器3上显示的整个图像的颜色-色调可被改变。

在上面的实施例中，区域R1被指定为一个矩形的区域。然而，该区域可以被指定为具有任意形状的区域，比如人面部的形状。

在上面的实施例中，目标图像和区域R1中的皮肤-颜色区域R1′的颜色-色调的特性量由累积直方图H1和H2表示，但不必定由这些累积直方图表示。

在上面的实施例中，目标图像的累积直方图H1被产生。然而，所有基准图像的累积直方图可以预先被产生并被储存在存储装置5中。

在上面的实施例中，同一个人物的面部图像被用于基准图像。然而，基于由种族、性别等确定的皮肤-颜色特征，以不同的皮肤颜色表达相同人物的多个面部图像，因此可其中选择目标图像。

在上面的实施例中，人面部的颜色-色调被改变。然而，与上述人面部的情况一样，可以对一个图像中的天空、绿叶等等的颜色选择一个目标图像。在这种情况下，使用了天空、绿叶等等的不同的颜色的基准图像，并且区域R1的颜色-色调可以被改变成一个目标图像的颜色-色调。

在上面的实施例中，在选择目标图像时，首先选择所需的颜色，然后选择所需的色调。然而，也可能首先选择所需的色调，然后选择所需的颜色。在这种情况下，不同色调的面部图像被显示在显示器3上，并且具有所需色调的面部图像被指定。按照选择的色调，不同颜色的面部图像然后被显示在显示器3上。

按照本实施例的图像处理设备可以进一步包括对于产生基准图像的基准图像产生装置6，如图8所示。基准图像产生装置6产生基准图像数据，并且基准图像数据被储存在存储装置5中。在这种情况下，按下面的方式产生基准图像数据。如果该基准图像是人面部，则通过用数字照相机摄影并用扫描器或其它装置读取胶片或图像来获得用户首选的面部图像的图象数据。该图象数据被输入到基准图像产生装置6。在基准图像产生装置6中，以各种方法改变图象数据的颜色和色调，并且产生不同颜色和色调的基准图像数据。

通过根据一个预定图像比如用户喜爱的图像来产生基准图像，目标图像的选择是令人愉快的。

另外，日本专利申请号No.11(1999)-369339和2000-329052的全部内容都作为本说明书的参考。

Claims (4)

1.一种图像处理方法，包括以下步骤：

从多个基准图像接收对具有所需颜色-色调的一个目标图像的选定，每个所述基准图像都具有不同的颜色-色调，并且所述基准图像是相同人物的面部图像；

接收对显示的图像中的一个区域的指定；以及

将包括所述指定区域的所需区域的颜色-色调改成所述目标图像的颜色-色调；

其中根据所述目标图像的颜色-色调的累积直方图和所述所需区域的颜色-色调的累积直方图改变所述所需区域的颜色-色调。

2.按照权利要求1的图像处理方法，进一步包括以下步骤：在接收对所述目标图像的选定之前，基于一个预定图像预先产生多个基准图像。

3.一种图像处理设备，包括：

目标选择输入，用于从多个基准图像接收对具有所需颜色-色调的一个目标图像的选定，每个所述基准图像都具有不同的颜色-色调，并且所述基准图像是相同人物的面部图像；

区域选择输入，用于接收对显示的图像中的一个区域的指定；以及

颜色-色调转换器，用于将包括所述指定区域的所需区域的颜色-色调改为所述选定的目标图像的颜色-色调；

其中根据所述目标图像的颜色-色调的累积直方图和所述所需区域的颜色-色调的累积直方图改变所述所需区域的颜色-色调。

4.按照权利要求3的图像处理设备，进一步包括基准图像产生装置，用于根据预定图像产生所述基准图像。

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