JP2005303445A - 画像補正装置、画像補正プログラム、および画像補正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】オープンシステムに適用可能な画像補正装置、画像補正プログラム、および画像補正方法を提供する。
【解決手段】カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、上記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、上記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出部３２１と、特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出部３２２と、その補正パラメータを用いた階調補正処理を、上記の画像を構成する各画素に施す補正部３２３とを備えた。
【選択図】 図４

Description

本発明は、画像の階調を自動的に補正する画像補正装置、コンピュータ内で実行されそのコンピュータをこの画像補正装置として動作させる画像補正プログラム、および画像の階調を自動的に補正する画像補正方法に関する。

デジタルスチルカメラによる撮影で得られた画像データが表わす画像は、撮影条件によっては、暗く過ぎる、あるいは逆に明る過ぎる等といった階調に関わる問題を有していることが多い。そこで、このような画像データが表わす画像の階調を好適な階調に補正する画像補正装置が広く普及している。ここで、このような画像補正装置で実行される階調補正処理におけるオペレータの便を図るため、処理対象の画像データが表わす画像の一部分の階調と所定の好適な階調とを比較するという簡易的な処理による補正パラメータの取得と、その補正パラメータを用いた画像全体に対する階調補正処理とからなる一連の処理により、画像全体の階調を所定の好適な階調に自動的に補正する自動セットアップと呼ばれる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
特開平４−１１１５７５号公報（第２−５頁、図６） 特開平６−２９１９９８号公報（段落番号０００９−段落番号００５０、図４） 特開２００１−３５８９５６号公報（段落番号０００９−段落番号００５２、図５）

ところで、近年、コンピュータシステムやワークステーション等といった処理装置の発達により、複数種類の入力デバイスに対応する所謂オープンシステムが普及してきている。このようなオープンシステムにおける画像補正装置では、処理対象の画像データは、デジタルスチルカメラで得られた画像データそのものである場合もあれば、上記のような画像補正装置で既に階調補正処理を１度施された画像データである場合もある。

上記の特許文献１〜３に示す技術は、一見すると、上記のオープンシステムにおける画像補正装置においても良好な効果を発揮するように思える。しかし、特許文献１〜３に示す技術では、例えば、同一の画像データに階調補正処理を複数回繰り返して施す場合、上記の補正パラメータを求めるための簡易的な処理が、ある回の階調補正処理と、次の回の階調補正処理とでは画像中の互いに異なる画像部分に施される可能性がある。ある回の階調補正処理によって好適な階調に一旦は補正された画像部分の階調であっても、次の回の階調補正処理においてその画像部分とは別の画像部分に基づいて階調が補正た場合には、好適な階調から外れてしまう。このように、特許文献１〜３に示す技術では、階調補正処理を同一の画像データに複数回繰り返して施すと、階調補正処理が発散してしまうおそれがある。

本発明は、上記事情に鑑み、補正処理の発散が抑制された画像補正装置、画像補正プログラム、および画像補正方法を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明の画像補正装置は、カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、上記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、上記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出部と、
上記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出部と、
上記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、上記画像を構成する各画素に施す補正部とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像補正装置によれば、上記画素群抽出部は、画像を構成する複数の画素の中から、色に関して所定の相対的な地位を占める画素からなる特徴画素群を抽出する。そして、上記補正部が上記画像を構成する各画素に階調補正処理を施すので、階調補正処理が１度実行された後であっても、その画像を構成する複数の画素どうしの色に関する相対関係は維持される。従って、本発明の画像補正装置によれば、階調補正処理を複数回実行したとしても、上記画素群抽出部は、毎回、ほぼ同一の特徴画素群を抽出する。また、上記パラメータ算出部が、この特徴画素群を構成する画素に基づいて上記補正パラメータを算出するので、一回の階調補正処理によって特徴画素群の階調が所定の目標階調に一致すると、後は、何回階調補正処理が実行されてもその特徴画素群の階調は目標階調に一致したままである。つまり、本発明の画像補正装置によれば、階調補正処理を同一の画像データに複数回繰り返して施しても、階調補正処理の発散が抑制され、１度の階調補正処理によって得られた好適な階調を維持することができる。

ここで、本発明の画像補正装置において、「上記複数種類の抽出処理は、
上記所定の指標が色相であり、相対的に多数の画素が集中している色相範囲中の画素からなる画素群を抽出する第１の抽出処理と、
上記所定の指標が彩度および輝度であり、彩度と輝度との双方が、彩度および輝度それぞれの最高値を基準とした相対的な評価で上位を占める画素からなる画素群を抽出する第２の抽出処理とを含むものであり、
上記画素群抽出部において、上記第１の抽出処理よりも後に上記第２の抽出処理を行なうものである」という形態は好ましい形態である。

この好ましい形態の画像補正装置によれば、ある画像における、相対的に多く現れる色相の色を有する画像部分のうちの特に明るく鮮やかな画像部分という、その画像における色に関する特徴的な画像部分が抽出される。例えば、陽光下の赤い花を大写しで捉えた画像における、赤い花びらのうちの陽が当たって特に明るく鮮やかに写っている花びらに相当する画像部分等が抽出される。

また、本発明の画像補正装置において、「上記複数種類の抽出処理は、
上記所定の指標が彩度であり、高彩度の地位を占める画素からなる画素群を抽出する第３の抽出処理と、
上記所定の指標が色相であり、相対的に多数の画素が集中している色相範囲中の画素からなる画素群を抽出する第１の抽出処理とを含むものであり、
上記画素群抽出部において、上記第３の抽出処理よりも後に上記第１の抽出処理を行なうものである」という形態も好ましい形態である。

この好ましい形態の画像補正装置によれば、ある画像における、相対的に多く現れる色相の色を有する画像部分を抽出する前に、例えば背景等といったその画像の特徴とはあまり関係のない部分をその画像から除くことができる。

また、本発明の画像補正装置において、「補正対象の画像データが表わす画像のシーンを分析し、その画像のシーンが所定のシーンであるか否かを判定するシーン判定部を備え、
前記画素群抽出部が、前記シーン判定部によって所定のシーンであると判定された画像を構成する複数の画素に対して前記複数種類の抽出処理を施すものである」という形態も好ましい。

本発明の画像補正装置は、例えば、陽光下の赤い花等といった高彩度のシーンや、海中の被写体を捉えた海中シーン等といった所定のシーンの画像に対して大きな効力を発揮する。つまり、上記シーン判定部を備えることにより、本発明の画像補正装置は、互いにシーンの異なる複数の画像に対して、階調補正処理を効果的に実行することができる。

また、上記目的を達成する本発明の画像補正プログラムは、コンピュータシステム上で実行され、そのコンピュータシステム上で、
カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、上記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、上記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出部と、
上記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出部と、
上記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、上記画像を構成する各画素に施す補正部とを構築することを特徴とする。

この本発明の画像補正プログラムをコンピュータシステム内で実行することによって、本発明の画像補正装置を容易に実現することができる。

なお、本発明にいう画像補正プログラムについては、ここではその基本形態のみを示すのにとどめるが、これは単に重複を避けるためであり、本発明にいう画像補正プログラムには、上記の基本形態のみではなく、前述した画像補正装置の各形態に対応する各種の形態が含まれる。

さらに、本発明の画像補正プログラムがコンピュータシステム上に構成する画素群抽出部などといった要素は、１つの要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよく、１つの要素が複数のプログラム部品によって構築されるものであってもよく、複数の要素が１つのプログラム部品によって構築されるものであってもよい。また、これらの要素は、そのような作用を自分自身で実行するものとして構築されてもよく、あるいは、コンピュータシステムに組み込まれている他のプログラムやプログラム部品に指示を与えて実行するものとして構築されてもよい。

また、上記目的を達成する本発明の画像補正方法は、カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、上記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、上記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出過程と、
上記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出過程と、
上記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、上記画像を構成する各画素に施す補正過程とを備えたことを特徴とする。

この本発明の画像補正方法によれば、本発明の画像補正装置や、本発明の画像補正プログラムが内部で実行されているコンピュータシステムが成し得る効果と同等の効果を、容易に実現することができる。

以上、説明したように、本発明によれば、オープンシステムに適用可能な画像補正装置、画像補正プログラム、および画像補正方法を提供することができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の画像補正装置の一実施形態として動作するコンピュータシステムの外観斜視図である。

このコンピュータシステム１００は、ＣＰＵ、ＲＡＭメモリ、ハードディスク等を内蔵した本体部１１０、本体部１１０からの指示により蛍光面１２１に画面表示を行なうＣＲＴディスプレイ１２０、このコンピュータシステム１００内にユーザの指示や文字情報を入力するためのキーボード１３０、蛍光面１２１上の任意の位置を指定することによりその位置に応じた指示を入力するマウス１４０を備えている。

本体部１１０は、さらに、外観上、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭが装填されるフレキシブルディスク装填口１１１およびＣＤ−ＲＯＭ装填口１１２を有しており、その内部には、装填されたフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭをドライブする、フレキシブルディスクドライブ、ＣＤ−ＲＯＭドライブも内蔵されている。

ここで、本発明にいう画像補正処理プログラムの一実施形態が、例えばＣＤ−ＲＯＭに記憶されていて、このＣＤ-ＲＯＭがＣＤ−ＲＯＭ装填口１１２から本体１１０内に装填されると、そのＣＤ-ＲＯＭに記憶された画像補正処理プログラムがＣＤ−ＲＯＭドライブによりこのコンピュータシステム１００のハードディスク内にインストールされる。そして、このハードディスク内にインストールされた画像補正処理プログラムが起動されると、このコンピュータシステム１００は、本発明の画像補正処理装置の一実施形態として動作し、本発明の画像補正処理方法の一実施形態が実行される。

図２は、本発明の画像補正処理プログラムの一実施形態を示す図である。ここでは、この画像補正処理プログラム２００は、ＣＤ−ＲＯＭ１５０に記憶されている。なお、本発明にいう画像補正処理プログラムが記憶される記憶媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭやハードディスクのみならず、フレキシブルディスクやＤＶＤやＭＯ等といった種々の記憶媒体が採用されうる。

この画像補正処理プログラム２００は、図１に示すコンピュータシステム１００内で実行され、上述したように、そのコンピュータシステム１００を本発明の一実施形態として動作させて、本発明の画像補正処理方法の一実施形態を実行させるものであり、シーン判定部２１０と第１の画像補正部２２０と第２の画像補正部２３０とを有しており、さらに、第１の画像補正部２２０は、画素群抽出部２２１とパラメータ算出部２２２と補正部２２３とを有している。ここで、画素群抽出部２２１、パラメータ算出部２２２、および補正部２２３は、本発明の画像補正処理プログラムにおける画素群抽出部、パラメータ算出部、および補正部の各一例に相当する。

この画像補正処理プログラム２００では、処理対象の画像データが表わす画像のシーンが所定のシーンであるか否かがシーン判定部２１０で判定される。そして、所定のシーンであると判定された画像を表わす画像データには、第１の画像補正部２２０によって処理が施され、所定のシーンではないと判定された画像を表わす画像データには、第２の画像補正部２３０によって処理が施される。

この画像補正処理プログラム２００の各要素の詳細な内容については後述する。

図３は、本発明の画像補正処理方法の一実施形態を示すフローチャートである。

この画像補正処理方法は、本発明の一実施形態として動作している図１に示すコンピュータシステム１００で実行されるものであり、シーン判定過程Ｓ１１０と第１の画像補正過程Ｓ１２０と第２の画像補正過程Ｓ１３０とを有しており、さらに、第１の画像補正過程Ｓ１２０は、画素群抽出過程Ｓ１２１とパラメータ算出過程Ｓ１２２と補正過程Ｓ１２３とを有している。ここで、画素群抽出過程Ｓ１２１、パラメータ算出過程Ｓ１２２、および補正過程Ｓ１２３は、本発明の画像補正処理方法における画素群抽出過程、パラメータ算出過程、および補正過程の各一例に相当する。

この画像補正処理方法では、処理対象の画像データが表わす画像のシーンが所定のシーンであるか否かがシーン判定過程Ｓ１１０で判定される。そして、所定のシーンであると判定された画像を表わす画像データには、第１の画像補正過程Ｓ１２０によって処理が施され、所定のシーンではないと判定された画像を表わす画像データには、第２の画像補正過程Ｓ１３０によって処理が施される。

この画像補正処理方法の各過程の詳細な内容については後述する。

図４は、本発明の画像補正処理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。

この画像補正処理装置３００は、図２の画像補正処理プログラム２００が図１のコンピュータシステム１００にインストールされて実行されることにおって構成されるものである。

この画像補正処理装置３００は、シーン判定部３１０と第１の画像補正部３２０と第２の画像補正部３３０とを有しており、さらに、第１の画像補正部３２０は、画素群抽出部３２１とパラメータ算出部３２２と補正部３２３とを有している。シーン判定部３１０、第１の画像補正部３２０、画素群抽出部３２１、パラメータ算出部３２２、補正部３２３、および第２の画像補正部３３０は、図２に示す画像補正処理プログラム２００における、シーン判定部２１０、第１の画像補正部２２０、画素群抽出部２２１、パラメータ算出部２２２、補正部２２３、および第２の画像補正部２３０にそれぞれ対応するが、この図４の各要素は、図１に示すコンピュータシステム１００のハードウェアとそのコンピュータシステム１００で実行されるＯＳやアプリケーションプログラムとの組合せで構成されているのに対し、図２に示す画像補正処理プログラム２００の各要素はそれらのうちのアプリケーションプログラムのみにより構成されている点が異なる。

ここで、画素群抽出部３２１、パラメータ算出部３２２、および補正部３２３は、本発明の画像補正処理プログラムにおける画素群抽出部、パラメータ算出部、および補正部の各一例に相当する。

以下、図４に示す画像処理装置３００の各要素を説明することによって、図２に示す画像補正処理プログラム２００の各要素と、図３に示す画像処理方法の各過程も合せて説明する。ここで、図４に示す画像処理装置３００には、デジタルスチルカメラで得られた画像データそのものや、あるいは、そのような画像データに以下に説明する画像処理装置３００と同等な画像処理装置によって１度以上の階調補正処理が施された補正済みの画像データが入力されるものとして以下説明する。

この画像処理装置３００のシーン判定部３１０では、入力された画像データＧＩが表わす画像のシーンが、以下説明するシーンであるか否かが判定され、そのシーンであると判定された画像を表わす画像データＧＩは第１の画像補正部３２０に送られ、そのシーンではないと判定された画像を表わす画像データＧＩは第１の画像補正部３２０に送られる。

以下、このシーン判定部３１０で実施されるシーン判定処理の詳細について説明する。

図５は、図４に示すシーン判定部を示す図である。

このシーン判定部３１０は、入力された画像データＧＩが表わす画像の色に関する各種の性質を階層的に解析することにより、その画像のシーンが、例えば陽光下の赤い花等といった高彩度のシーンや、海中の被写体を捉えた海中シーンであるか否かを判定するものであり、特徴量算出部３１１と判定処理部３１２と判定ルール作成部３１３とを有している。

このシーン判定部３１０の特徴量算出部３１１では、判定ルール作成部３１３によって作成される後述の判定ルールＲに応じた種類の、画像の色に関する性質を表わす特徴量が算出される。

シーン判定部３１０の判定処理部３１２では、特徴量算出部３１１によって算出された特徴量を用い、上記の判定ルールＲに則って、入力された画像データＧＩが表わす画像のシーンが、上記の高彩度のシーンや海中シーンであるか否かが判定される。そして、その画像のシーンがこれらのシーンであると判定された場合には、その画像を表わす画像データＧＩは図４の第１の画像補正部３２０に送られ、その画像のシーンがこれらのシーンではないと判定された場合には、その画像を表わす画像データＧＩは図４の第２の画像補正部３３０に送られる。

シーン判定部３１０の判定ルール作成部３１３では、特徴量算出部３１１で算出される特徴量の種類と、判定処理部３１２で実行される判定処理の内容とを規定する判定ルールＲが次のように作成される。

この判定ルール作成部３１３には、上記の高彩度のシーンや海中シーンを含む様々なシ−ンの画像を表わす複数種類の学習用画像データからなるデータセットＧＳがオペレータの操作によって入力される。また、このとき、各学習用画像データが表わす画像のシーンが高彩度のシーンや海中シーンであるか否かに対する正解もオペレータの操作によって入力される。

まず、判定ルール作成部３１３では、所定の初期ルールに従った、データセット中の各学習用画像データが表わす各画像のシーンそれぞれが上記の高彩度のシーンや海中シーンであるか否かの判定が実行される。そして、各学習用画像データについての判定結果と、その学習用画像データに対する上記の正解とが比較され、データセットＧＳに対する正解率が算出される。すると、判定ルール作成部３１３では、上記の初期ルールにおける特徴量の種類と判定処理の内容に対する、その正解率に応じた変更が実行される。そして、今度はこの変更後のルールに従った判定が実行され、その判定の結果と上記の正解とが比較されて、そのときの正解率が算出される。判定ルール作成部３１３では、このような、判定ルールの変更、判定、および正解率の算出からなる一連の処理が、所定以上の正解率が得られるまで繰返し実行される。そして、最終的に得られた判定ルールＲが、判定ルール作成部３１３から上記の特徴量算出部３１１と判定処理部３１２に送られる。

このように求められた判定ルールＲに従って、処理対象の画像データＧＩが表わす画像のシーンを判定することにより、シーン判定部３１０では画像のシーンに対する精度の高い判定を行なうことができる。

図４に戻って説明を続ける。

シーン判定部３１０においてシーンが高彩度のシーンや海中シーンであると判定された画像を表わす画像データＧＩが送られてくる第１の画像補正部３２０では、これら高彩度のシーンや海中シーンに適した後述の階調補正処理が実行され、シーン判定部３１０においてシーンが高彩度のシーンや海中シーンではないと判定された画像を表わす画像データＧＩが送られてくる第２の画像補正部３３０では、これら高彩度のシーンや海中シーン以外のシーンに適した階調補正処理が実行される。ここで、本実施形態では、この第２の画像補正部３３０で実行される階調補正処理は、画像の様々なシーンに応じた公知の階調補正処理であり、本発明とは無関係であるのでこの第２の画像補正部３３０で実行される階調補正処理については説明を省略する。

ここで、以下では画像データＧＩは、画像を構成する各画素の色をＲＧＢ空間で表現するものであることを前提として説明する。

第１の画像補正部３２０の画素群抽出部３２１では、画像データＧＩにおける、各画素に対応するＲ値、Ｇ値、およびＢ値が用いられて、次のように輝度Ｙ、色相Ｈ、および彩度Ｓがそれぞれ求められる。

Ｙ＝（１９Ｒ＋３８Ｇ＋７Ｂ）／６４
Ｈ＝ｔａｎ^-1（（Ｒ−Ｙ）／（Ｂ−Ｙ））
Ｓ＝√（（Ｒ−Ｙ）²＋（Ｂ−Ｙ）²）
画素群抽出部３２１では、各画素についてこれら輝度Ｙ、色相Ｈ、および彩度Ｓが求められ、これら輝度Ｙ、色相Ｈ、および彩度Ｓに基づく以下の３段階の抽出処理が実行され、その画像データＧＩが表わす画像を構成する複数の画素の中から、その画像における特徴的な画像部分に相当する特徴画素群が抽出される。

以下では、この画素群抽出部３２１で実行される３段階の抽出処理について説明する。

図６は、図４に示す画素群抽出部で最初に実行される第１の抽出処理を説明する図である。ここで、以下に説明する第１の抽出処理が、本発明にいう第１の抽出処理の一例に相当する。

図６には、図４に示す画素群抽出部３２１に送られてきた画像データＧＩが表わす画像を構成する複数の画素における、彩度Ｓの変化に対する累積画素数の分布を示すグラフが示されている。この図６に示す累積画素数の分布において、累積画素数が画像データＧＩが表わす画像を構成する総画素数Ｎａの２５パーセントとなる彩度の値を「Ｓｓｔ」とし、累積画素数が総画素数Ｎａと等しくなる最大彩度の値を「Ｓｍ」とすると、画素群抽出部３２１で最初に実行される第１の抽出処理では、画像データＧＩが表わす画像を構成する複数の画素の中から、対応する彩度ＳがＳｓｔ≦Ｓ≦Ｓｍとなる画素からなる画素群が抽出される。このような第１の抽出処理により、画像データＧＩが表わす画像から、まず、例えば背景等といったその画像の特徴とはあまり関係のない画像部分が除かれた、相対的に彩度の高い画像部分が抜き出される。

図７は、図４に示す画素群抽出部で２番目に実行される第２の抽出処理を説明する図である。ここで、以下に説明する第２の抽出処理が、本発明にいう第２の抽出処理の一例に相当する。

図７には、図６を参照して説明した第１の抽出処理によって抽出された画素群における、色相Ｈの変化に対する画素数の分布を示すグラフが示されている。図４に示す画素群抽出部３２１で２番目に実行される第２の抽出処理では、上記の抽出された画素群の中から、図７の画素数分布において相対的に最も多くの画素が集中している、幅３０°の色相範囲Ｈａ中の画素からなる画素群が抽出される。このような第２の抽出処理により、上記の第１の抽出処理で抽出された画素群で構成される相対的に彩度の高い画像部分から、例えば赤い花を大写しで捉えた画像における赤い花びらに相当する画像部分等といった、画像中に相対的に多く現れる色相の色を有する画像部分が抜き出される。

図８は、図４に示す画素群抽出部で最後に実行される第３の抽出処理を説明する図である。ここで、以下に説明する第３の抽出処理が、本発明にいう第３の抽出処理の一例に相当する。

図８には、横軸に彩度Ｓ、縦軸に輝度Ｙがとられたグラフが示されており、そのグラフ中に、図７を参照して説明した第２の抽出処理によって抽出された画素群に含まれる各画素に対応する各彩度のうちの最大彩度を「Ｓｍａｘ」とし、それら各画素に対応する各輝度のうちの最大輝度を「Ｙｍａｘ」としたときに、図８のグラフ上で以下に示す（１）〜（３）式で示される条件を全て満足する領域ＹＳａが示されている。

０．２５×Ｓｍａｘ≦Ｓ≦Ｓｍａｘ ……（１）
０．２５×Ｙｍａｘ≦Ｙ≦Ｙｍａｘ ……（２）
Ｙｍａｘ×Ｓ≧（Ｙｍａｘ−Ｙ）×Ｓｍａｘ ……（３）
上記の第３の抽出処理では、第２の抽出処理で抽出された画素群の中から、図８のグラフ上の領域ＹＳａ内の輝度および彩度の組合せに対応する画素からなる画素群が抽出される。このような第３の抽出処理により、上記の第２の抽出処理で抽出された画素群で構成される、画像中に相対的に多く現れる色相の色を有する画像部分から、例えば赤い花を大写しで捉えた画像において陽が当たって特に明るく鮮やかに写っている花びらに相当する画像部分等といった、特に明るく鮮やかな画像部分が抜き出される。

図４の画素群抽出部３２１では、画像データＧＩに以上説明した第１〜第３の抽出処理が施されることにより、画像データＧＩが表わす画像を構成する複数の画素の中から、比較的彩度が高い画像部分において、画像中に相対的に多く現れる色相の色を有する画像部分のうち、特に明るく鮮やかな、画像データＧＩが表わす画像における特徴的な画像部分に対応する特徴画素群が抽出される。

再び、図４に戻って説明を続ける。

第１の画像補正部３２０のパラメータ算出部３２２では、画素群抽出部３２１によって抽出された特徴画素群の階調が所定の目標階調に一致するような階調補正処理を表わす補正パラメータが次のように求められる。まず、特徴画素群の各画素に一対一に対応する複数のＲ値、複数のＧ値、および複数のＢ値について、それぞれの平均値「Ｒｕ」、「Ｇｕ」、および「Ｂｕ」が算出される。そして各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕを、ＲＧＢそれぞれに対応する所定の目標平均値に変換する、ＲＧＢそれぞれに対応する変換係数が上記の補正パラメータとして算出される。

そして、第１の画像補正部３２０の補正部３２３では、パラメータ算出部３２２によって算出されたＲＧＢそれぞれに対応する補正パラメータを用いて、画像データＧＩが表わす画像全体の明るさを適宜に暗くしたりあるいは明るくしたりするという階調補正処理が画像データＧＩが表わす画像を構成する各画素に施される。これにより、階調が好適な階調に補正された補正済画像データＧＯが得られる。

ここで、補正部３２３によってこのような階調補正処理が施された後であっても、画像を構成する複数の画素どうしの色に関する相対関係は維持される。つまり、上記の画像データＧＯが表わす画像における上記のような特徴的な画像部分は、階調補正処理を経る前に画素群抽出部３２１によって抜き出された画像データＧＩが表わす画像における特徴的な画像部分と一致する。

例えば、本実施形態の画像補正装置３００で階調補正処理が１度施された画像データが再び入力されてきた場合に、その画像データに対して画像補正装置３００が施す階調補正処理について考えてみる。

図９は、図３に示す画像補正装置において複数回階調補正処理を行なった場合にパラメータ算出部で算出される補正パラメータについて説明する図である。

図９には、１回目に階調補正処理が行なわれたときの、特徴画素群における各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕと各目標平均値との関係を示すラインＬ１と、同じ画像データに対して２回目以降に階調補正処理が行なわれるときの、特徴画素群における各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕと各目標平均値との関係を示すラインＬ２との関係を示すラインＬ２とが示されている。ここで、図９では、各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕそれぞれについて示されるべきラインが、１回目および２回目以降それぞれに対して１つのラインＬ１，Ｌ２で代表的に示されている。

この図９におけるラインＬ１が示すように、１回目の階調補正処理では特徴画素群における各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕは各目標平均値と一致していないため、両者を一致させるような補正パラメータが算出される。例えば、ある平均値「Ｘ」に対する目標平均値が「Ｚ」であったとすると、この１回目の階調補正処理では平均値「Ｘ」を目標平均値「Ｚ」に一致させるような補正パラメータが求められる。従って、この階調補正処理を経た後では、目標平均値「Ｚ」に対しては、この目標平均値「Ｚ」とほぼ同値の平均値「Ｚ’」が対応することとなる。ここで、上述したように、２回目の階調補正処理においても、図４に示す画素群抽出部３２１は１回目の特徴画素群と同じ特徴画素群を抽出する。このときには、図９におけるラインＬ２が示すように、特徴画素群における各平均値Ｒｕ，Ｇｕ，Ｂｕは各目標平均値とほぼ一致しており、両者を一致させるような補正パラメータの値はほぼ「１」になる。そして、以後、同じ画像データに対する階調補正処理が何回繰り返されたとしても、この補正パラメータの値は毎回ほぼ「１」になる。つまり、本実施形態の画像補正装置３００では、１回目の階調補正処理によって得られた好適な階調が、その後階調補正処理が何回繰り返されたとしても維持され続ける。つまり、本実施形態の画像補正装置３００によれば、階調補正処理を同一の画像データに複数回繰り返して施しても、階調補正処理の発散が抑制され、１度の階調補正処理によって得られた好適な階調を維持することができる。

尚、以上の説明では、本発明にいうシーン判定部の一例として、入力された画像データＧＩが表わす画像の色に関する各種の性質を階層的に解析することによりシーンに対する精度の高い判定を行なうシーン判定部３１０を挙げたが、本発明はこれに限るものではなく、例えば、画像のシーンを識別する公知のシーン識別方法を用いて、その画像のシーンが所定のシーンであるか否かを判定するシーン判定部であってもよい。

また、以上の説明では、本発明の画像補正装置の一例として、デジタルスチルカメラで得られた画像データそのものや、あるいは、そのような画像データに１度以上の階調補正処理が施された補正済みの画像データに階調補正処理を施す画像補正装置を挙げたが、本発明はこれに限るものではない。本発明の画像補正装置は、例えば、カラースキャナで原稿を光電的に読みこんで得られた画像データそのものや、そのような画像データに１度以上の階調補正処理が施された補正済みの画像データに階調補正処理を施す画像補正装置であってもよい。

本発明の画像補正装置の一実施形態として動作するコンピュータシステムの外観斜視図である。 本発明の画像補正処理プログラムの一実施形態を示す図である。 本発明の画像補正処理方法の一実施形態を示すフローチャートである。 本発明の画像補正処理装置の一実施形態を示す機能ブロック図である。 図４に示すシーン判定部を示す図である。 図４に示す画素群抽出部で最初に実行される第１の抽出処理を説明する図である。 図４に示す画素群抽出部で２番目に実行される第２の抽出処理を説明する図である。 図４に示す画素群抽出部で最後に実行される第３の抽出処理を説明する図である。 図３に示す画像補正装置において複数回階調補正処理を行なった場合にパラメータ算出部で算出される補正パラメータについて説明する図である。

符号の説明

１００ コンピュータシステム
１１０ 本体部
１１１ フレキシブルディスク装填口
１１２ ＣＤ−ＲＯＭ装填口
１２０ ＣＲＴディスプレイ
１２１ 蛍光面
１３０ キーボード
１４０ マウス
１５０ ＣＤ−ＲＯＭ
２００ 画像補正処理プログラム
２１０ シーン判定部
２２０ 第１の画像補正部
２２１ 画素群抽出部
２２２ パラメータ算出部
２２３ 補正部
２３０ 第２の画像補正部
３００ 画像補正処理装置
３１０ シーン判定部
３１１ 特徴量算出部
３１２ 判定処理部
３１３ 判定ルール作成部
３２０ 第１の画像補正部
３２１ 画素群抽出部
３２２ パラメータ算出部
３２３ 補正部
３３０ 第２の画像補正部

Claims (6)

1. カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、前記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、前記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出部と、
   前記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出部と、
   前記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、前記画像を構成する各画素に施す補正部とを備えたことを特徴とする画像補正装置。
2. 前記複数種類の抽出処理は、
   前記所定の指標が色相であり、相対的に多数の画素が集中している色相範囲中の画素からなる画素群を抽出する第１の抽出処理と、
   前記所定の指標が彩度および輝度であり、彩度と輝度との双方が、彩度および輝度それぞれの最高値を基準とした相対的な評価で上位を占める画素からなる画素群を抽出する第２の抽出処理とを含むものであり、
   前記画素群抽出部において、前記第１の抽出処理よりも後に前記第２の抽出処理を行なうものであることを特徴とする請求項１記載の画像補正装置。
3. 前記複数種類の抽出処理は、
   前記所定の指標が彩度であり、高彩度の地位を占める画素からなる画素群を抽出する第３の抽出処理と、
   前記所定の指標が色相であり、相対的に多数の画素が集中している色相範囲中の画素からなる画素群を抽出する第１の抽出処理とを含むものであり、
   前記画素群抽出部において、前記第３の抽出処理よりも後に前記第１の抽出処理を行なうものであることを特徴とする請求項１記載の画像補正装置。
4. 補正対象の画像データが表わす画像のシーンを分析し、その画像のシーンが所定のシーンであるか否かを判定するシーン判定部を備え、
   前記画素群抽出部が、前記シーン判定部によって所定のシーンであると判定された画像を構成する複数の画素に対して前記複数種類の抽出処理を施すものであることを特徴とする画像補正装置。
5. コンピュータシステム上で実行され、該コンピュータシステム上で、
   カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、前記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、前記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出部と、
   前記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出部と、
   前記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、前記画像を構成する各画素に施す補正部とを構築することを特徴とする画像補正プログラム。
6. カラー画像を構成する複数の画素の全部又は一部からなる画素群について、色に関する所定の指標を尺度としたときに所定の相対的な地位を占める画素からなる画素群を抽出する抽出処理であって、前記所定の指標が互いに異なる複数種類の抽出処理を、前記画像を構成する複数の画素からなる画素群を出発点として順次に施すことにより、その画像を構成する複数の画素の中から特徴画素群を抽出する画素群抽出過程と、
   前記抽出された特徴画素群を構成する画素に基づいて、階調補正処理に用いる補正パラメータを算出するパラメータ算出過程と、
   前記算出された補正パラメータを用いた階調補正処理を、前記画像を構成する各画素に施す補正過程とを備えたことを特徴とする画像補正方法。

Images