JP2002199221A - 濃度補正曲線生成装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 適切な濃度補正を行う。 【構成】 補正対象画像を複数の領域に分割する（ステ
ップ31）。分割された領域から高濃度領域および低濃度
領域を除去し，標準濃度領域を抽出する（ステップ3
2）。また主要画像部分を抽出する（ステップ33）。標
準濃度領域および主要画像部分にもとづいて，代表濃度
を算出する（ステップ34）。算出された代表濃度が目標
濃度となるように濃度補正曲線を生成する（ステップ3
5）。生成された濃度補正曲線を用いて補正対象画像の
濃度を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【技術分野】この発明は，濃度補正曲線を生成する装置
および方法に関する。

【０００２】

【発明の背景】人物が主体の画像では，その人物の顔の
部分の画像を検出し，検出された顔の部分の画像の濃度
が適切な濃度となるように濃度補正することが一般的に
知られている。人物が画像の大部分を占める画像や顔の
アップの画像などでは，顔の部分の画像の濃度が適切と
なるように濃度補正することにより，全体として適切な
濃度をもつ画像が得られる。

【０００３】しかしながら，風景画像など人物の占める
割合が少ないまたはほとんどない画像においては顔の部
分画像の濃度が適切な濃度となるように濃度補正したと
しても全体として適切な濃度をもつ画像は得られない。
このような風景画像などにおいては，積分中性方式（gr
ay integration printing method）にもとづいて全体の
平均濃度を濃くまたは薄くすることにより適正な濃度を
もつ画像に補正することができる。

【０００４】しかしながら，明るい場所での撮影により
得られた画像と暗い場所での撮影により得られた画像と
では最適な濃度は異なる。これらの両者の画像を同じよ
うに濃度補正しても必ずしも適正な濃度の画像が得られ
るとは限らない。

【０００５】

【発明の開示】この発明は，適正な濃度の画像を得るた
めに用いられる補正曲線を生成することを目的とする。

【０００６】この発明による濃度補正曲線生成装置は，
与えられる画像データによって表される１駒の補正対象
画像から低濃度領域および高濃度領域を除去して，標準
濃度領域を抽出する第１の抽出手段，上記第１の抽出手
段によって抽出された標準濃度領域の平均濃度を算出す
る第１の算出手段，上記補正対象画像から主要画像部分
を抽出する第２の抽出手段，上記第２の抽出手段によっ
て抽出された主要画像部分の平均濃度および上記補正対
象画像に対する面積率を算出する第２の算出手段，上記
第１の算出手段により算出された平均濃度，上記第２の
算出手段によって算出された平均濃度および面積率にも
とづいて，上記補正対象画像の代表濃度を算出する代表
濃度算出手段，ならびに上記代表濃度算出手段によって
算出された代表濃度が，基準濃度にもとづいて定められ
る補正後の目標濃度となる濃度補正曲線を生成する生成
手段を備えていることを特徴とする。

【０００７】この発明は，上記装置に適した方法も提供
している。すなわち，この方法は，与えられる画像デー
タによって表される１駒の補正対象画像から低濃度領域
および高濃度領域を除去して，標準濃度領域を抽出し，
抽出された標準濃度領域の平均濃度を算出し，上記補正
対象画像から主要画像部分を抽出し，抽出された主要画
像部分の平均濃度および上記補正対象画像に対する面積
率を算出し，算出された標準濃度領域の平均濃度，算出
された主要部抽出画像の平均濃度および面積率にもとづ
いて，上記補正対象画像の代表濃度を算出し，算出され
た代表濃度が，基準濃度にもとづいて定められる補正後
の目標濃度となる濃度補正曲線を生成するものである。

【０００８】この発明によると，高濃度領域および低濃
度領域が除去された標準濃度領域の平均濃度と主要画像
部分の平均濃度および面積率とにもとづいて，補正対象
画像の濃度を表す代表濃度が算出される。算出された代
表濃度が上記目標濃度となるように，濃度補正曲線が生
成される。

【０００９】生成された濃度補正曲線は，補正対象画像
の低濃度領域および高濃度領域の影響が排除されてお
り，かつ補正対象画像の主要部分も考慮されている。し
たがって，生成された補正曲線は，画像に適した濃度補
正を実現するものである。生成された補正曲線を用いて
画像データの濃度を補正することにより，適正な濃度を
もつ画像が得られる。

【００１０】上記補正対象画像を隣接する画素の明るさ
および色の少なくとも一方が近い画素同士から構成され
る複数の領域に分割し，かつ分割された領域内を平均化
する分割手段をさらに備えることが好ましい。この場
合，上記第１の抽出手段は，上記分割手段によって平均
化された複数の領域から低濃度領域および高濃度領域を
除去して標準濃度領域を抽出するものとなろう。また，
上記第２の抽出手段は，上記分割手段によって平均化さ
れた複数の領域から主要画像部分を抽出するものとなろ
う。

【００１１】複数の領域に分割された画像から上記主要
画像部分を抽出しているので，補正対象画像の中から特
徴のある部分を上記主要画像部分として抽出できる。

【００１２】上記分割手段は，上記１駒の画像の画素数
のほぼ２割以下の数となるように領域分割することが好
ましい。

【００１３】上記生成手段によって生成された濃度補正
曲線を輝度補正曲線に変換する変換手段をさらに備えて
もよい。

【００１４】輝度補正も実行できるようになる。

【００１５】上記目標濃度は，上記基準濃度，上記標準
濃度領域の平均濃度および上記標準濃度領域の面積率に
もとづいて定められていてもよい。

【００１６】より正確な補正が実現できる。

【００１７】また，画像データがＲＧＢのカラー画像デ
ータまたはＹＣカラー画像データであれば，濃度補正曲
線をＲＧＢカラー画像補正曲線またはＹＣカラー画像デ
ータに変換する変換手段を設けても良い。

【００１８】このようにして濃度補正，輝度補正，カラ
ー画像補正などが行われると補正された画像データによ
って表される画像は，カラー・プリンタを用いてプリン
トされることとなろう。

【００１９】

【実施例の説明】まず，この発明の実施例による濃度補
正の仕方の概要を簡単に述べておく。

【００２０】濃度補正の対象となる１駒の濃度補正対象
画像が用意される。濃度補正対象画像が，隣接する画素
の明るさが近い画素同士から構成される複数の領域に分
割され，分割された領域内の画素が同一の輝度および色
差をもつように平均化される。分割された複数の領域に
ついての濃度ヒストグラムが作成される。濃度補正対象
画像から低濃度領域および高濃度領域が除去され，標準
濃度領域が得られる。また，領域分割された補正対象画
像から主要画像が抽出される。

【００２１】抽出された標準濃度領域の平均濃度ならび
に抽出された主要部抽出画像の平均濃度および主要部抽
出画像の補正対象画像に対する面積率が算出される。算
出された２つの平均濃度および面積率を用いて補正対象
画像の代表濃度が算出される。算出された代表濃度が補
正後の目標濃度となるように濃度補正曲線が定められ
る。

【００２２】このようにして定められた濃度補正曲線を
用いて濃度補正対象画像の濃度が補正される。さらに詳
しくは，以下の説明によって明らかとなろう。

【００２３】まず，補正対象画像を複数の領域に分割す
る仕方について述べる。

【００２４】図１は，補正対象画像を構成する画素の一
部を示している。

【００２５】ある特定の画素（対象画素という）Ｐ０に
着目する。対象画素Ｐ０の回りに隣接する８つの画素
（参照画素という）Ｐ１からＰ８と，対象画素Ｐ０の輝
度と対象画素Ｐ１からＰ８のそれぞれの画素の輝度との
差が算出される。算出された８つの輝度差の平均輝度差
Ｙmeanが算出される。

【００２６】図２は，算出された平均輝度差Ｙmeanに係
数を掛けて得られた値をしきい値として補正対象画像を
分割したときの補正対象画像の領域の数と係数との関係
を示すグラフである。

【００２７】このグラフは，画像サイズが水平方向160
画素垂直方向120画素の一般的な 316駒の自然画像につ
いて，平均輝度差Ｙmeanに係数を掛けて得られた値をし
きい値として補正対象画像を分割したときの領域数を示
すものである。補正対象画像を領域に分割したときの最
大領域数，平均領域数および最小領域数が示されてい
る。

【００２８】補正対象画像の画素数の約２割の数の領域
に分割すれば補正対象画像の特徴を捉えることが実験で
分かった。補正対象画素の画素数は，160画素×120画素
＝19200画素であるから，その２割の数は，19200×0.2
＝3840である。3840の数に領域が分割されるような係数
を平均輝度差Ｙmeanに掛けて得られる値を閾値とすれば
よいことが分かる。平均分割数が3840に分割される係数
は，0.5 であることが分かる。したがって，平均輝度差
Ｙmeanに0.5 を掛けた値が閾値とされる。

【００２９】ただし，輝度を考慮しただけでは輝度がほ
ぼ同じで色の違う領域を分離することができない。この
ために色差も考慮して補正対象画像が複数の領域に分割
される。したがって輝度と同様に色差についても対象画
素の色差と参照画素の色差との差が閾値とされる。

【００３０】輝度の閾値以下の輝度差および色差の閾値
以下の色差を有する対象画素と参照画素とを結合して領
域が生成される。同一の領域内の画素の輝度が同じとな
るように平均化される。領域が生成されると，対象画素
が変えられて再び輝度の閾値以下の輝度差および色差の
閾値以下の色差を有する対象画素と参照画素との結合が
行われ，領域が拡大されていく。領域内の色差が同じと
なるように平均化される。このようにして，補正対象画
像が複数の領域に分割される。

【００３１】領域に分割されると補正対象画像から低濃
度領域および高濃度領域が除去される。低濃度領域およ
び高濃度領域が除去された画像を標準濃度領域というこ
とにする。

【００３２】図３は，第１の補正対象画像の一例を示し
ている。図４は，第１の補正対象画像を上述した手法に
より領域分割したときの濃度とその濃度をもつ画素の数
との関係を示す濃度ヒストグラムである。

【００３３】補正対象画像の領域分割後の濃度ヒストグ
ラムから得られる最低濃度をＤmin，補正対象画像の最
高濃度をＤmaxとする。また，所定の基準濃度をＤstd
（＝0.75）とする。除去すべき低濃度の限界濃度を示す
第１の限界濃度をＤFmin，除去すべき高濃度の限界濃度
を示す第２の限界濃度をＤFmaxとする。第１の限界濃度
ＤFminおよび第２の限界濃度ＤFmaxは式１および式２か
ら得られる。

【００３４】ＤFmin＝（Ｄmin＋Ｄstd）／２・・・式１

【００３５】ＤFmax＝（Ｄmax＋Ｄstd）／２・・・式２

【００３６】分割された領域のうち，第１の限界濃度Ｄ
Fmin以下の平均濃度または第２の限界濃度ＤFmax以上の
平均濃度をもつ領域が抽出される。抽出された領域は，
低濃度領域または高濃度領域として除去される候補の領
域である。つづいて，式３にもとづいて濃度フェリア・
モーメントdfmnt が算出される。式３において，dav
は，除去される候補とされた領域の平均濃度，ｓは，除
去される候補とされた領域の面積である。

【００３７】dfmnt＝｜dav−Ｄstd｜×ｓ・・・式３

【００３８】算出された濃度フェリア・モーメントdfmn
t の大きい領域からあらかじめ設定された数の領域まで
を濃度フェリア対象領域（適正な濃度をもたない領域）
として除去される。この除去により残った領域が最終的
に抽出される標準濃度領域であり，比較的適正な濃度を
もつ領域である。

【００３９】この標準濃度領域の平均濃度Ｄavが算出さ
れる。図１および図２の場合であれば，Ｄav＝0.974と
なる。

【００４０】つづいて，領域分割された補正対象画像の
中から主要部抽出画像が抽出される。

【００４１】図５は，第１の補正対象画像から抽出され
た第１の主要部抽出画像（主要部抽出画像以外の領域が
黒く塗りつぶされている）の一例である。

【００４２】次の条件をすべて満たすものが主要部抽出
画像として抽出される。

【００４３】条件１：低濃度領域および高濃度領域に該
当しないこと。 条件２：主要部として抽出すべき色領域（たとえば，肌
色領域）に該当すること。 条件３：規定面積以内であること。 条件４：中心位置が補正対象画像の四隅の近くにないこ
と。 条件５：抽出される領域が細長い領域でないこと。

【００４４】これらの条件１から５を満たす領域の画像
が主要部抽出画像として抽出される。主要部抽出画像が
抽出されると，主要部抽出画像の平均濃度Ｄsel および
主要部抽出画像の補正対象画像に対する面積率Ｓｒが算
出される。

【００４５】図６は，面積率Ｓｒを補正係数coef（Ｓ
ｒ）に変換するグラフである。

【００４６】このグラフを用いて，面積比Ｓｒが所定の
補正係数coef（Ｓｒ）に変換される。

【００４７】以上のようにして，主要部抽出画像の平均
濃度Ｄsel ，面積率Ｓｒおよび補正係数coef（Ｓｒ）が
得られると，式４にしたがって補正対象代表濃度Ｄobj
が算出され，かつ式５にしたがって補正対象目標濃度Ｄ
targが算出される。

【００４８】 Ｄobj＝［｛３−２×coef（Ｓｒ）｝×Ｄav＋２×coef（Ｓｒ）×Ｄsel］／３ ・・・式４

【００４９】 Ｄtarg＝Ｄstd−Ｃ１×coef（Ｓｒ）・・・式５ （Ｃ１は，たとえば０．１の定数）

【００５０】以上のようにして，補正対象濃度Ｄobj お
よび補正対象目標濃度Ｄtargが得られる。

【００５１】つづいて，領域分割前の補正対象画像の濃
度ヒストグラムにおいて，補正対象画像の最低濃度から
補正対象画像の全体の面積の 0.5％に相当する面積分，
高濃度側に移動したときに得られる濃度を最低入力濃度
ＤIminとする。また，領域分割前の補正対象画像の濃度
ヒストグラムにおいて，補正対象画像の最高濃度から補
正対象画像の全体の面積の 0.5％に相当する面積分，低
濃度側に移動したときに得られる濃度を最高入力濃度Ｄ
Imaxとする。

【００５２】さらに，プリンタ23が出力可能な最低出力
濃度をＤOmin，最高出力濃度をＤOmaxとする。

【００５３】最低入力濃度をＤIminと最低出力濃度ＤOm
inとの交点，補正対象目標濃度Ｄtargと補正対象濃度Ｄ
obj との交点および最高入力濃度ＤImaxと最高出力濃度
ＤOmaxとの交点の３点を結ぶ二次曲線が求めるべき濃度
補正曲線となる。

【００５４】図７は，このようにして得られた濃度補正
曲線を示している。

【００５５】この濃度補正曲線にしたがって補正対象画
像が濃度補正されることにより，適正な濃度をもつ画像
が得られることとなる。

【００５６】図８は，第２の補正対象画像の一例，図９
は，図８に示す第２の補正対象画像を領域分割した場合
の濃度ヒストグラム，図10は，図８に示す補正対象画像
の濃度フェリア領域を黒く塗りつぶした抽出画像であ
る。

【００５７】第２の補正対象画像においても第１の補正
対象画像と同様にして，最低入力濃度ＤIminとプリンタ
の最低出力濃度ＤOminとの交点，補正対象濃度Ｄobj と
補正目標濃度Ｄtargとの交点および最高入力濃度ＤOmax
と最高出力濃度ＤOmaxとの交点を結ぶ２次曲線から，第
２の補正対象画像についての濃度補正曲線が得られるこ
とは容易に理解できよう。

【００５８】図11は，濃度−輝度変換曲線を示してい
る。

【００５９】濃度と輝度との間には比例関係があるか
ら，濃度−輝度変換曲線により濃度補正曲線に対応する
輝度補正曲線を作成することができるようになる。作成
された輝度補正曲線を利用して，補正対象画像の輝度を
補正することもできるようになる。

【００６０】図12は，画像プリンタの電気的構成の一部
を示すブロック図，図13は，画像プリンタの処理手順を
示すフローチャートである。

【００６１】１駒分の補正対象画像を表すＲＧＢの画像
データがインターフェイス11を介して画像データ展開メ
モリ12に与えられ，一時的に記憶される。

【００６２】画像データ展開メモリ12において，入力し
たＲＧＢ画像データが輝度データＹならびに色差データ
ＣｂおよびＣｒに変換されて出力される。画像データ展
開メモリ12から出力した輝度データＹならびに色差デー
タＣｂおよびＣｒは，画像データ解析回路13に入力す
る。

【００６３】画像データ解析回路13において，上述した
ように濃度補正曲線および輝度補正曲線が生成される。
すなわち，補正対象画像の領域が分割され（ステップ3
1），濃度フェリア領域が除去され，標準濃度領域が抽
出される（ステップ32）。さらに主要部抽出画像が抽出
される（ステップ33）。補正対象画像の代表濃度が算出
され（ステップ34），濃度補正曲線が生成される（ステ
ップ35）。

【００６４】生成された濃度補正曲線を示すデータが濃
度補正曲線記憶回路14に与えられ，記憶される。

【００６５】画像データ解析回路13において，カラー・
バランス補正量が算出される。具体的には，１駒分の画
像データのうち，輝度が最大値から１％以内の高輝度デ
ータに対応する色差データＣｂおよびＣｒの平均値が算
出される。これらの色差データＣｂおよびＣｒの平均値
ＣｂHLおよびＣｒHLがカラー・バランスの補正量とされ
る。算出されたカラー・バランス補正量は，色差補正値
記憶回路15に与えられ，記憶される。

【００６６】さらに，彩度補正曲線も生成され，彩度補
正曲線を示すデータが彩度補正曲線記憶回路16に記憶さ
れる。彩度補正曲線は，たとえば，高彩度のときには彩
度強調処理を停止し，高彩度以外の彩度のときには，彩
度強調処理を行うような特性をもつものが利用されよ
う。もっとも，どのような彩度補正曲線を利用してもよ
いのはいうまでもない。

【００６７】画像データ展開メモリ12から出力された輝
度データならびに色差データＣｂおよびＣｒは，画像デ
ータ変換回路17に入力する。画像データ変換回路17に入
力した画像データのうち，輝度データは濃度補正回路18
に，色差データＣｂおよびＣｒは，色差補正回路19に入
力する。

【００６８】濃度補正回路18には，濃度補正曲線記憶回
路14から補正曲線を示すデータが与えられている。濃度
補正回路18において，入力した輝度データが濃度データ
に変換される。変換された濃度データが，濃度補正曲線
記憶回路14から与えられる濃度補正データにしたがって
濃度補正されることとなる。濃度補正された濃度データ
が輝度データに変換される。濃度補正回路18から出力さ
れる輝度データが画像データ変換回路17の出力データと
なる。

【００６９】色差補正回路19には，色差補正値記憶回路
15からカラー・バランス補正値ＣｂHLおよびＣｒHLも与
えられている。色差補正回路19において，カラー・バラ
ンス補正が実行される。

【００７０】色差補正回路19から出力された色差データ
Ｃｂ１およびＣｒ１は，彩度補正回路20に入力する。彩
度補正回路20には，彩度補正曲線記憶回路16から彩度補
正曲線を示すデータが入力している。彩度補正回路20に
おいて，色差データＣｂ１およびＣｒ１が彩度補正され
ることとなる。彩度補正回路20から出力される色差デー
タも画像データ変換回路17の出力データとなる。

【００７１】画像データ変換回路17から出力された輝度
データおよび色差データがインターフェイス21を介して
表示装置22およびプリンタ23に入力する。

【００７２】適切な濃度補正が実行された画像が表示装
置22の表示画面上に表示され，かつプリンタ23からプリ
ントされることとなる。

【００７３】人物が主体の画像であっても自然風景が主
体の画像であっても適切に濃度補正された画像が得られ
ることとなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画素の配置関係を示している。

【図２】画像の分割数と係数との関係を示すグラフであ
る。

【図３】補正対象画像の一例である。

【図４】濃度ヒストグラムを示している。

【図５】主要部抽出画像の一例である。

【図６】主要部抽出画像の面積を係数に変換するグラフ
である。

【図７】濃度補正曲線を示している。

【図８】補正対象画像の一例である。

【図９】濃度ヒストグラムの一例である。

【図１０】主要部抽出画像の一例である。

【図１１】濃度−輝度変換曲線を示している。

【図１２】画像プリンタの電気的構成の一部を示すブロ
ック図である。

【図１３】濃度補正処理を示すフローチャートである。

【符号の説明】

13 画像データ解析回路 14 濃度補正曲線記憶回路 17 画像データ変換回路 18 濃度補正回路 22 表示装置 23 プリンタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA11 BA02 BA30 CC02 CE09 CH18 DA08 DA17 DB02 DB06 DB09 DC04 DC23 5C077 LL01 LL19 MP08 PP15 PP21 PP27 PP32 PP34 PP46 PP47 PP60 PP65 PP68 PQ18 PQ19 RR11 TT02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 与えられる画像データによって表される
   １駒の補正対象画像から低濃度領域および高濃度領域を
   除去して，標準濃度領域を抽出する第１の抽出手段，上
   記第１の抽出手段によって抽出された標準濃度領域の平
   均濃度を算出する第１の算出手段，上記補正対象画像か
   ら主要画像部分を抽出する第２の抽出手段，上記第２の
   抽出手段によって抽出された主要画像部分の平均濃度お
   よび上記補正対象画像に対する面積率を算出する第２の
   算出手段，上記第１の算出手段により算出された平均濃
   度，上記第２の算出手段によって算出された平均濃度お
   よび面積率にもとづいて，上記補正対象画像の代表濃度
   を算出する代表濃度算出手段，ならびに上記代表濃度算
   出手段によって算出された代表濃度が，基準濃度にもと
   づいて定められる補正後の目標濃度となる濃度補正曲線
   を生成する生成手段，を備えた濃度補正曲線生成装置。
2. 【請求項２】 上記補正対象画像を隣接する画素の明る
   さおよび色の少なくとも一方が近い画素同士から構成さ
   れる複数の領域に分割し，かつ分割された領域内を平均
   化する分割手段をさらに備え，上記第１の抽出手段が，
   上記分割手段によって平均化された複数の領域から低濃
   度領域および高濃度領域を除去して標準濃度領域を抽出
   するものであり，上記第２の抽出手段が，上記分割手段
   によって平均化された複数の領域から主要画像部分を抽
   出するものである，請求項１に記載の濃度補正曲線生成
   装置。
3. 【請求項３】 上記分割手段が，上記１駒の画像の画素
   数のほぼ２割以下となるように領域分割するものであ
   る，請求項２に記載の濃度補正曲線生成装置。
4. 【請求項４】 上記生成手段によって生成された濃度補
   正曲線を輝度補正曲線に変換する変換手段をさらに備え
   た請求項１に記載の濃度補正曲線生成装置。
5. 【請求項５】 上記目標濃度が，上記基準濃度，上記標
   準濃度領域の平均濃度および上記標準濃度領域の上記補
   正対象画像に対する面積率にもとづいて定められている
   請求項１に記載の濃度補正曲線生成装置。
6. 【請求項６】 与えられる画像データによって表される
   １駒の補正対象画像から低濃度領域および高濃度領域を
   除去して，標準濃度領域を抽出し，抽出された標準濃度
   領域の平均濃度を算出し，上記補正対象画像から主要画
   像部分を抽出し，抽出された主要画像部分の平均濃度お
   よび面積率を算出し，算出された標準濃度領域の平均濃
   度，算出された主要部抽出画像の平均濃度および上記補
   正対象画像に対する面積率にもとづいて，上記補正対象
   画像の代表濃度を算出し，算出された代表濃度が，基準
   濃度にもとづいて定められる補正後の目標濃度となる濃
   度補正曲線を生成する，濃度補正曲線生成方法。