JP2002281333A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents

画像処理装置およびその方法

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JP2002281333A JP2001076551A JP2001076551A JP2002281333A JP 2002281333 A JP2002281333 A JP 2002281333A JP 2001076551 A JP2001076551 A JP 2001076551A JP 2001076551 A JP2001076551 A JP 2001076551A JP 2002281333 A JP2002281333 A JP 2002281333A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ハイライトおよびシャドウ領域のみで色バラ
ンス（ホワイトおよびシャドウバランス）を補正する
と、中間調領域の色バランス（グレーバランス）が充分
に補正されず、色かぶりが充分に除去されない場合があ
る。 【解決手段】 ルックアップテーブル作成部11は、画像
の輝度分布から各色成分のシャドウおよびハイライトポ
イント、シャドウおよびハイライトポイント間における
各色成分の平均輝度、並びに、輝度の平均値を取得す
る。そして、シャドウおよびハイライトポイント、並び
に、平均輝度に基づき、前記画像データの色かぶり補正
用のルックアップテーブルを生成する。また、輝度の平
均値に基づき、画像データの露出補正用のルックアップ
テーブルを生成する。画像補正部9は、生成されたルッ
クアップテーブルを用いて画像を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は画像処理装置および
その方法に関し、例えば、色バランスの補正などの画像
処理を行う画像処理装置およびその方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディジタルカメラから入力した画像のコ
ントラスト、ハイライト、シャドウやホワイトバランス
を補正するアルゴリズムに関して、これまでに色々な方
法が提案されいる。
【０００３】本発明者は、特開平11-317959号公報に記
載された、画像のハイライト部の色の偏りの比率によっ
て画像の種類を判別し、その結果（シーン）によってホ
ワイトバランス補正の度合いを調整し、同時にコントラ
スト、ハイライト、シャドウを最適に補正し、物体の色
を忠実に再現する方法を提案した。
【０００４】特開平11-317959号公報に記載された技術
は、ハイライト部の輝度が一番高い領域から色の偏りを
算出するのではなく、ある程度輝度が低い領域から色の
偏りを算出することで、ハイライトが飛んだ画像でも、
最適にホワイトおよびシャドウバランスを補正すること
ができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平11-317959号公
報に記載された技術は、ハイライトおよびシャドウ領域
のみで色バランス（ホワイトおよびシャドウバランス）
を補正するため、中間調領域の色バランス（グレーバラ
ンス）が充分に補正されず、色かぶりが充分に除去され
ない場合がある。
【０００６】本発明は、上述の問題を解決するためのも
ので、中間調領域の色バランスを適切に補正することを
目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成する一手段として、以下の構成を備える。
【０００８】本発明にかかる画像処理装置は、画像デー
タの輝度分布から各色成分のシャドウおよびハイライト
ポイント、前記シャドウおよびハイライトポイント間に
おける各色成分の平均輝度、並びに、輝度の平均値を取
得する取得手段と、前記シャドウおよびハイライトポイ
ント、並びに、前記平均輝度に基づき、前記画像データ
の色かぶり補正用のルックアップテーブルを生成すると
ともに、前記輝度の平均値に基づき、前記画像データの
露出補正用のルックアップテーブルを生成する生成手段
と、生成されたルックアップテーブルを用いて前記画像
データを補正する補正手段とを有することを特徴とす
る。
【０００９】本発明にかかる画像処理方法は、画像デー
タの輝度分布から各色成分のシャドウおよびハイライト
ポイント、前記シャドウおよびハイライトポイント間に
おける各色成分の平均輝度、並びに、輝度の平均値を取
得し、前記シャドウおよびハイライトポイント、並び
に、前記平均輝度に基づき、前記画像データの色かぶり
補正用のルックアップテーブルを生成し、前記輝度の平
均値に基づき、前記画像データの露出補正用のルックア
ップテーブルを生成し、生成されたルックアップテーブ
ルを用いて前記画像データを補正することを特徴とす
る。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる一実施形態
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】［構成］図1は実施形態の画像処理装置の
主要構成を示すブロック図である。画像処理装置は、例
えばパソコンなどに図1に示す各部の処理または制御を
実現するためのプログラムを供給することで実現可能で
ある。その場合、パソコンのCPUがプログラムに基づき
後述する各処理または制御を実行する。
【００１２】図1において、画像入力部2は、入力画像1
のデータを読み込んで、画像バッファ4に書き込む。画
像出力部3は、画像バッファ4に格納されたデータを出力
画像12として出力する。
【００１３】ヒストグラム作成部10は、画像バッファ4
に格納された画像データのヒストグラムを作成し、その
結果をヒストグラム保持部5に格納する。なお、ヒスト
グラム保持部5には、マスク領域のヒストグラムも保持
される。
【００１４】ルックアップテーブル作成部11は、ヒスト
グラム保持部5に格納されたヒストグラムに基づき、補
正に必要なパラメータを算出してルックアップテーブル
を作成、合成し、その結果をルックアップテーブル保持
部6に格納する。なお、ルックアップテーブル保持部6に
は、階調特性および色再現性補正用のルックアップテー
ブも保持される。
【００１５】画像補正部9は、ルックアップテーブル保
持部6に格納されたルックアップテーブルに基づき、画
像バッファ4に格納された画像を補正する。
【００１６】［画像補正処理］図2は実施形態の画像補
正処理例を示すフローチャートである。
【００１７】ステップS1で、画像入力部2は、入力画像1
の画像データを読み込み、画像バッファ4に格納する。
【００１８】ステップS2で、ヒストグラム作成部10は、
画像バッファ4に格納された画像データのヒストグラム
を作成し、その結果をヒストグラム保持部5に格納す
る。なお、ヒストグラム作成部10の処理の詳細は後述す
る。
【００１９】ステップS3で、ルックアップテーブル作成
部11は、ルックアップテーブルを作成する。なお、ルッ
クアップテーブル作成部11の処理の詳細は後述する。
【００２０】ステップS4で、画像補正部9は画像バッフ
ァ4に格納された画像データを補正する。なお、画像補
正部9の処理の詳細は後述する。
【００２１】ステップS5で、画像出力部3は、画像バッ
ファ4に格納された補正後の画像データを出力画像12と
して出力する。
【００２２】［ヒストグラムの作成］図3はステップS2
の処理、つまりヒストグラム作成部10の処理を示すフロ
ーチャートである。
【００２３】ステップS11で、画像バッファ4から画像デ
ータを一画素分ずつ読み出す。なお、画像データはRGB
各色の輝度値（RGB値）として格納されている。
【００２４】ステップS12で、画像データのRGB値から式
(1)に従い当該画素の輝度Lを求める。 L = (3×R + 6×G + B)/10 …(1)
【００２５】ステップS13で、ヒストグラム保持部5に格
納されているヒストグラムを更新する。ヒストグラム保
持部5には、計算された輝度LのヒストグラムHistL、お
よび、RGB各色の累積輝度値を当該画素の輝度L別に格納
するHistR、HistGおよびHistBが保持される。なお、初
期状態はすべて零である。ヒストグラムの更新は式(2)
に従う。
【００２６】ステップS14で、全画素の処理が終了した
か否かを調べ、未了であればステップS11へ戻り、終了
していれば処理を終了する。
【００２７】図4は作成されるヒストグラムHistLの例を
示す図である。
【００２８】［ルックアップテーブルの作成］図5はス
テップS3の処理、つまりルックアップテーブル作成部11
の処理を示すフローチャートである。
【００２９】ステップS21で、ヒストグラム保持部5に格
納されたヒストグラムHistLから、画像の最大輝度を求
める。図4に示すヒストグラムにおいて、最大輝度は252
である。
【００３０】ステップS22で、最大輝度と、255から所定
量（図4の例では所定量=10）ずつ減じて、最大輝度を割
ったときの輝度LH'を求める。つまり、輝度値を255、24
5、235、…と下げていって、その都度、最大輝度と比較
する。図4の例ではLH'=245になる。そして、LH'以下で
所定の割合の画素を含む領域を求め、その領域の最小輝
度をハイライトポイントLHとする。図4の例では、総画
素数の1%を含む領域の最小輝度がハイライトポイントLH
で、その値は234である。そして、式(3)により、領域内
（LH≦輝度≦LH'の領域）のRGBの平均輝度RH、GHおよび
BHを算出する。 ここで、Σ演算の範囲はm=LHからLH'まで
【００３１】ステップS23で、ヒストグラム保持部5に格
納されたヒストグラムHistLから、画像の最小輝度を求
める。図4に示すヒストグラムにおいて、最小輝度は5で
ある。
【００３２】ステップS24で、最小輝度と、0から所定量
（図4の例では所定量=10）ずつ加えて、最小輝度を超え
たときの輝度LS'を求める。つまり、図4においては、輝
度値を0、10、20、…と上げていって、その都度、最小
輝度と比較する。図4の例ではLS'=10になる。そして、L
S'以上で所定の割合の画素を含む領域を求め、その領域
の最大輝度をシャドウポイントLSとする。図4の例で
は、総画素数の1%を含む領域の最大輝度がシャドウポイ
ントLSで、その値は22である。そして、式(4)により、
領域内（LS'≦輝度≦LSの領域）のRGBの平均輝度RS、GS
およびBSを算出する。 ここで、Σ演算の範囲はm=LS'からLSまで
【００３３】ステップS25で、式(5)により、LS≦L≦LH
の範囲におけるRGBの平均輝度RG、GGおよびBGを算出す
る。 ここで、Σ演算の範囲はm=LSからHSまで
【００３４】ステップS26で、RH、GH、BH、RS、GS、B
S、LH、LS、RG、GGおよびBGから、RGBそれぞれのルック
アップテーブルLUTR、LUTGおよびLUTBを作成する。作成
されるルックアップテーブル（図6）の詳細は後述す
る。
【００３５】ステップS27で、ヒストグラム保持部5に格
納されたヒストグラムHistLから、画像の平均輝度値を
求め、その平均輝度値から露出補正用のルックアップテ
ーブルLUTLを作成する。作成されるルックアップテーブ
ル（図7）の詳細は後述する。
【００３６】ステップS28で、ルックアップテーブルLUT
R、LUTGおよびLUTBと、ルックアップテーブルLUTLとを
式(6)に従って合成し、その結果のルックアップテーブ
ルLUTR2、LUTG2およびLUTB2をルックアップテーブル保
持部7に格納する。 ここで、0≦i≦最大輝度値
【００３７】［ルックアップテーブル］図6はルックア
ップテーブルLUTR、LUTGおよびLUTBの例を示す図であ
る。
【００３８】ルックアップテーブルLUTR、LUTGおよびLU
TBは、コントラストおよび色かぶりを補正するためのも
のである。なお、これらのルックアップテーブルの中間
調領域における特性は、RG、GGおよびBGを色かぶり量と
して、RG、GGおよびBGの最大値max(RG,GG,BB)と各色か
ぶり量（RG、GGまたはBG）との差分を算出し、その差分
に基づき設定される。
【００３９】図6に示す例ではG、B、Rの順にハイライト
のガンマを立たせているが、このようにRに対してGおよ
びBをガンマを強めることで、例えば、青やマゼンタを
かぶった画像の色かぶりを補正することができる。同時
に、コントラストの補正もできる。さらに、中間調領域
の色かぶりを補正することで、良好なグレーバランスを
実現することができる。
【００４０】図7はルックアップテーブルLUTLの例を示
す図である。
【００４１】ルックアップテーブルLUTLは、露出を補正
するためのものである。画像の平均輝度が低い場合、そ
の画像は露出アンダの可能性があるから、画像全体を明
るくするルックアップテーブルLUTLを作成する。また、
平均輝度が高い場合、その画像は露出オーバの可能性が
あるので、画像全体を暗くするようなルックアップテー
ブルLUTLを作成する。
【００４２】［画像補正］図8はステップS4の処理、つ
まり画像補正部9の処理を示すフローチャートである。
【００４３】ステップS31で、画像バッファ4に格納され
た画像データを一画素分取り出す。ステップS32で、ス
テップS28で作成されたルックアップテーブルLUTR2、LU
TG2およびLUTB2に基づき、画像バッファ4から取り出し
た画像データを補正し（式(7)参照）、その結果を画像
バッファ4に上書きする。そして、ステップS33で、全画
素の処理が終了したか否かを調べ、未了であればステッ
プS31へ戻る。
【００４４】なお、本実施形態では、ルックアップテー
ブルの作成および画像補正の処理の高速化を図るため
に、色成分ごとにルックアップテーブルを用意する。
【００４５】このように、本実施形態の画像補正によれ
ば、ハイライトおよびシャドウ領域だけでなく、中間調
領域の色バランスも補正するので、画像の全領域に亘
り、色バランスを良好に補正することができる。
【００４６】なお、上記では、輝度データが8ビット（0
から255）の例を説明したが、8ビットに限らない。さら
に、輝度のみならず、網点濃度などでもよい。
【００４７】ステップS12では、輝度値LをR:G:B=3:6:1
の加重平均で計算する例を示したが、これ以外の重み付
けを行ってもよいし、RGBの最大値と最小値との平均値
（中間値）でもよい。
【００４８】
【他の実施形態】なお、本発明は、複数の機器（例えば
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ
装置など）に適用してもよい。
【００４９】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。
【００５０】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【００５１】本発明を上記記憶媒体に適用する場合、そ
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中間調領域の色バランスを適切に補正することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の画像処理装置の主要構成を示すブロ
ック図、
【図２】実施形態の画像補正処理例を示すフローチャー
ト、
【図３】ヒストグラム作成部の処理を示すフローチャー
ト、
【図４】作成されるヒストグラムHistLの例を示す図、
【図５】ルックアップテーブル作成部の処理を示すフロ
ーチャート、
【図６】ルックアップテーブルLUTR、LUTGおよびLUTBの
例を示す図。、
【図７】ルックアップテーブルLUTLの例を示す図、
【図８】画像補正部の処理を示すフローチャートであ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B050 AA09 DA02 DA04 EA08 EA09 FA03 FA05 5B057 AA11 BA12 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC02 CE17 CH02 DB06 DB09 DC23 5C077 LL19 MP08 NN03 PP12 PP15 PP32 PP37 PP39 PP46 PP52 PP53 PQ19 5C079 HB01 LA11 LA12 LA20 LA23 LA24 LB01 NA03

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 画像データの輝度分布から各色成分のシ
    ャドウおよびハイライトポイント、前記シャドウおよび
    ハイライトポイント間における各色成分の平均輝度、並
    びに、輝度の平均値を取得する取得手段と、 前記シャドウおよびハイライトポイント、並びに、前記
    平均輝度に基づき、前記画像データの色かぶり補正用の
    ルックアップテーブルを生成するとともに、前記輝度の
    平均値に基づき、前記画像データの露出補正用のルック
    アップテーブルを生成する生成手段と、 生成されたルックアップテーブルを用いて前記画像デー
    タを補正する補正手段とを有することを特徴とする画像
    処理装置。
  2. 【請求項２】 前記色かぶり補正用のルックアップテー
    ブルは、前記各色成分の平均輝度の最大値と、各平均輝
    度との差分に基づき生成されることを特徴とする請求項
    1に記載の画像処理装置。
  3. 【請求項３】 さらに、前記色かぶり補正用のルックア
    ップテーブルおよび前記露出補正用のルックアップテー
    ブルを合成する合成手段を有し、前記補正手段は合成さ
    れたルックアップテーブルを使用して処理を行うことを
    特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像処理装
    置。
  4. 【請求項４】 前記各色成分のシャドウポイントは、そ
    の色成分の最小値超の所定の領域から選択され、前記各
    色成分のハイライトポイントは、その色成分の最大値未
    満の所定の領域から選択されることを特徴とする請求項
    1から請求項3の何れかに記載された画像処理装置。
  5. 【請求項５】 画像データの輝度分布から各色成分のシ
    ャドウおよびハイライトポイント、前記シャドウおよび
    ハイライトポイント間における各色成分の平均輝度、並
    びに、輝度の平均値を取得し、 前記シャドウおよびハイライトポイント、並びに、前記
    平均輝度に基づき、前記画像データの色かぶり補正用の
    ルックアップテーブルを生成し、 前記輝度の平均値に基づき、前記画像データの露出補正
    用のルックアップテーブルを生成し、 生成されたルックアップテーブルを用いて前記画像デー
    タを補正することを特徴とする画像処理方法。
  6. 【請求項６】 前記色かぶり補正用のルックアップテー
    ブルは、前記各色成分の平均輝度の最大値と、各平均輝
    度との差分に基づき生成されることを特徴とする請求項
    5に記載の画像処理方法。
  7. 【請求項７】 さらに、前記色かぶり補正用のルックア
    ップテーブルおよび前記露出補正用のルックアップテー
    ブルを合成したルックアップテーブルを使用して、前記
    画像データを補正することを特徴とする請求項5または
    請求項6に記載の画像処理方法。
  8. 【請求項８】 前記各色成分のシャドウポイントは、そ
    の色成分の最小値超の所定の領域から選択され、前記各
    色成分のハイライトポイントは、その色成分の最大値未
    満の所定の領域から選択されることを特徴とする請求項
    5から請求項7の何れかに記載された画像処理方法。
  9. 【請求項９】 コンピュータ装置を制御して、請求項5
    から請求項8の何れかに記載された画像処理を実行する
    ことを特徴とするプログラム。
  10. 【請求項１０】 請求項9に記載された画像処理のプロ
    グラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。
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