JP2007043668A - 色調整装置および色調整方法、色調整プログラム、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像の色調整を行う際に、対象色が広い分布でも、階調の連続性を維持し、かつ、色の逆転が生じることなく、かつ、対象色の分布が目標の分布になるように色の移動を行う色調整装置及び色調整方法を提供する。
【解決手段】色調整パラメータ設定部１２で設定された調整対象線上の色が調整先線上の色となるように、部分的色調整部１６で色調整を行う。このとき、調整対象線を含む調整対象部分色空間と、調整先線を含む調整先部分色空間とを内接または内包するように包含する調整対象色領域を設定し、与えられた画素の色を移動する場合の移動パラメータを移動パラメータ算出部１４で算出する。これを用いて調整領域内外判定部１５で与えられた画素の色が調整対象色領域内か否かを判定し、調整対象量色領域内であれば、部分的色調整部１６で、階調の連続性を維持し、かつ、色の逆転を発生させることなく、色調整を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、カラー画像の対象の色を目標の色に向かって調整するための色調整技術に関するものである。

カラー画像の色を調整する一般的な技術として、例えばガンマ関数による補正がある。ＲＧＢの色成分で表現される画像であれば、Ｒ、Ｇ、Ｂのそれぞれに対してガンマ関数を用意し、それぞれのガンマ関数で補正を行う。以下、この補正をガンマ補正と呼ぶ。ガンマ補正を行うと、画像全体の明るさ、コントラストなどの調整を行うことができる。ガンマ関数は滑らかな形状をしているため、補正結果も滑らかで、階調の逆転が無く、階調がつぶれることもない。しかしながら、画像全体に対して調整がかかるので、特定の色とその近傍のみを、他の色に影響を与えることなく調整することはできなかった。

そこで、カラー画像中の調整対象の色を、他の色に影響することなく、目標の色に向かって調整を行うことのできる色調整方法として、例えば特許文献１に記載されている技術では、カラー画像を表現する色空間内で、調整対象となる対象色と、調整目標となる目標色を包含する調整対象領域を構成し、該調整対象領域の中のみで色調整が行われる。このとき、対象色から目標色に向かって、色を移動させる際に、逆転の無いように制御される。これにより、例えば、空の青などを、他の色に影響することなく、好ましい調整を行うことができる。

しかしながら、調整対象領域の内部において階調の逆転が無いように制御するため、対象色からの距離に応じて調整量を決めるので、例えば、調整対象が明度方向に大きく広がっている場合には調整対象領域を大きくとる必要があり、調整対象以外の領域も調整対象領域の内部に入ってしまうことがある。また、明度の高いところから明度の低いところまでを一様に調整するといったことや、調整対象領域内でたとえば明度の高いところは黄色方向に、明度の低いところは青色方向にといったような調整を行うことができないという問題があった。例えば、風景などの自然画像中の草木の緑は広範囲の色を含んでいるが、このような草木の緑を一括して調整することは、従来の技術ではできなかった。

特開２００４−１１２６９４号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、カラー画像の色調整を行う際に、対象色が広い分布、または、歪んだ分布をしている場合でも、階調の連続性を維持し、かつ、色の逆転が生じることなく、かつ、対象色の分布が目標の分布になるように色の移動を行う色調整装置及び色調整方法を提供することを目的とするものである。また、そのような色調整装置の機能あるいは色調整方法をコンピュータにより実行させるための色調整プログラムと、そのようなプログラムを格納した記憶媒体を提供することを目的とするものである。

本発明は、カラー画像の色を調整する色調整装置及び色調整方法において、カラー画像を表現する色空間上で、調整の元となる調整対象線と調整先となる調整先線を設定し、基本的には調整対象線の色が調整先線の色となるように色調整を行う。このとき、周囲の色との階調の連続性を維持し、色の逆転を発生しないように、調整対象線を含む調整対象部分色空間と調整先線を含む調整先部分色空間を内接または内包するように包含する調整対象色領域を色調整を行う領域とし、この調整対象色領域内で色の移動を行う。このとき、調整対象色領域の境界部では色が変更されないように色の移動を行い、周囲の色との連続性を保証するとよい。

なお、調整対象線及び調整先線は、それぞれ直線、曲線、折れ線等とすることができ、同一平面上にあるとよい。また、調整対象部分色空間及び調整先部分色空間となる領域について、例えば調整対象線及び調整先線からの距離などによって、調整対象線及び調整先線とともに設定しておくことができる。

色の移動は、調整対象線上の色と調整先線の色が１対１に対応するようにし、また、他の色については調整対象線との位置関係によって移動の方向と量を決定することができる。

調整対象線と調整先線を設定する際に、例えば両者が交わると色の逆転が生じるなど、不具合が発生する場合がある。このような不具合の発生を防ぐため、調整対象線と調整先線について、位置関係が適切であるか否かを判定し、適切と判定された場合に色の移動を行うとよい。

実際に入力されたカラー画像について色の調整を行う際には、入力されたカラー画像中の画素の色が調整対象色領域の内部であるのか外部であるのかを判定し、調整対象色領域内であると判定された画素の色について、上述のような色の移動を行うように構成すればよい。

調整対象線及び調整先線の設定は、色調整手段によって色調整を行う色空間あるいはその色調整を行う色空間とは異なる色空間において、あらかじめ設定されたカラーパレットをユーザが指定することにより行ったり、調整対象線であれば色調整対象となっているカラー画像を表示して、表示された画像上の画素または領域をユーザが指定することにより行うことができる。設定された調整対象線及び調整先線と該２つの線分を通る平面もしくは曲面を表示して確認できるようにし、さらに、表示された平面もしくは曲面上で少なくとも調整対象線及び調整先線をユーザが調整可能に構成することができる。また、色調整対象となっているカラー画像の色調整前の画像と色調整後の画像を表示し、色調整を確認できるようにすることができる。さらに、以前に用いた少なくとも調整対象線及び調整先線を含む色調整パラメータを記憶しておき、後で呼び出して利用可能に構成することもできる。

本発明によれば、カラー画像の調整対象となる対象色を調整する際に、従来のように点から点への移動ではなく、線から線への色の移動を行うので、対象色が広い分布、または、歪んだ分布をしている場合でも、階調の連続性を維持し、かつ、色の逆転を生じることなく、かつ、該分布が目標の分布になるような色調整を行うことができるという効果がある。

図１は、本発明の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１は画像データ入力部、２は色調整部、３は画像データ出力部、１１は色変換部、１２は色調整パラメータ設定部、１３は線分位置関係判定部、１４は移動パラメータ算出部、１５は調整領域内外判定部、１６は部分的色調整部、１７は色判定部である。画像データ入力部１は、色調整の対象となる画像データを受け取って色調整部２に渡す。色調整部２は、画像データ入力部１から渡された画像データに対して色調整を行う。画像データ出力部３は、色調整部２で色調整された画像データを出力する。

色調整部２は、この例では色変換部１１、色調整パラメータ設定部１２、線分位置関係判定部１３、移動パラメータ算出部１４、調整領域内外判定部１５、部分的色調整部１６、色判定部１７などにより構成されている。

色変換部１１は、画像データ入力部１によって取得した画像データに対して、必要に応じて色調整を行うのに適した色空間への色空間変換を行う。例えば画像データ入力部１によって取得した画像データがＲＧＢ色空間であり、以降の処理をＣＩＥ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ ｄｅ Ｉ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）で規定されるＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間で行うものとすれば、ＲＧＢ色空間からＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間への色空間変換を行う。画像データ入力部１によって取得した画像データの色空間及び以降の処理で用いる色空間は任意であり、上述のＲＧＢ色空間やＣＭＹ色空間などのデバイスに依存した色空間、あるいは、上述のＣＩＥＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間やＣＩＥＬ^* ｕ^* ｖ^* 色空間などのデバイスに依存しないデバイス非依存型色空間等であってよい。また、例えば画像データ入力部１によって取得した画像データがすでに以降の処理で用いる色空間と同一な場合には、色変換部１１は何もしなくてもよいし、あるいは色変換部１１を設けずに構成してもよい。

色調整パラメータ設定部１２は、色変換部１１で変換された画像データを表現する色空間上において、調整対象となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整対象線と、調整先となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整先線を設定する。これらの調整対象線及び調整先線は、それぞれ直線のほか、曲線、折れ線等であってもよい。また、後述する調整対象線を含む調整対象部分色空間と、調整先線を含む調整先部分色空間について、その領域に関する設定についても行うことができる。例えば各線からの距離などによって設定することができる。これらの色調整パラメータ設定部１２で設定するパラメータは、ユーザが設定するほか、入力された画像データ（あるいは色変換部１１で変換された画像データ）を探索することにより決定することも可能である。

線分位置関係判定部１３は、色調整パラメータ設定部１２において取得したパラメータである、調整対象線と調整先線との位置関係が適切であるか否かを判定する。例えば、調整対象線と調整先線とが交わる場合、階調の不連続や色の逆転が発生する場合があり、好ましくない。このような好ましくないパラメータが設定されていないかを判定する。この判定結果によって問題があれば色変換部１７の処理へ移る。問題がない場合は、次の移動パラメータ算出部１４の処理へ移る。

移動パラメータ算出部１４は、色調整パラメータ設定部１２で設定されたパラメータから、色変換部１１で変換された画像データの画素について色調整を行うための移動パラメータを算出する。例えば、画素の色と、調整対象線及び調整先線との位置関係によって、移動の方向及び量を移動パラメータとして算出することができる。

調整領域内外判定部１５は、色変換部１１で変換された画像データの画素について、その画素の色が調整対象色領域の内部であるのか外部であるのかを判定する。この判定には、後述するように移動パラメータ算出部１４で算出された移動パラメータを用いて判定することができる。もちろん、判定方法は任意である。画素の色が調整対象色領域内であると判定された場合に、次の部分的色調整部１６の処理へ移り、それ以外の場合には色調整を行わずに色変換部１７の処理へ移る。なお、調整対象色領域の境界の色については、部分的色調整部１６の処理で移動量が零の処理を行ってもよいし、色調整を行わずに色変換部１７の処理へ移ってもよい。

部分的色調整部１６は、色調整パラメータ設定部１２で設定された調整対象線を含む調整対象部分色空間と、同じく色調整パラメータ設定部１２で設定された調整先線を含む調整先部分色空間とを内接または内包するように包含する調整対象色領域内で、階調の連続性を維持し、かつ、色の逆転を発生させることなく、調整対象線の色が調整先線の色となるように、調整対象色領域内の色を移動する。この処理は、移動パラメータ算出部１４において算出された移動パラメータに従って行うことができる。詳細については後述する。

色変換部１７は、これまでの処理において用いてきた色空間から、出力する画像データの色空間への色空間変換処理を行い、画像データ出力部３へ出力する。例えばこれまでの処理においてＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間を用いて処理を行い、出力する画像データがＣＭＹＫ色空間であれば、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間からＣＭＹＫ色空間への色空間変換処理を行うことになる。もちろん、出力する画像データの色空間は任意であるし、色空間の変換が必要なければ、この処理を行わず、あるいは色変換部１７を設けずに構成してもよい。

以下、上述の色調整部２において行われる処理について、より詳細に説明してゆく。上述のように入力される画像データの色空間は任意である。例えば色空間としては、ＲＧＢ色空間、ＹＣｂＣｒ色空間、ＣＭＹＫ色空間など、３次元、４次元、あるいは５次元以上で表現される色空間などのデバイスに依存するデバイス依存色空間、あるいは、ＣＩＥで規定されるＸＹＺ色空間、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間、Ｌ^* ｕ^* ｖ^* 色空間、さらにはｓＲＧＢ（スタンダードＲＧＢ）色空間やｓＹＣｂＣｒ（スタンダードＹＣｂＣｒ）色空間などのデバイスに依存しないデバイス非依存色空間など、多様な色空間が存在する。多くの場合、色空間は３次元で表現され、ＣＭＹＫなど、一部デバイスに依存した色空間で４次元以上の次元数で表現される。本願発明の色調整においては、色空間において幾何学的な取り扱いを行うので、次元や色空間の種類には拘束されない。ここでは、色空間が一般的に（ｘ，ｙ，ｚ）の３次元の色空間上で表現されるユークリッド空間を例として説明する。なお、３次元より大きい次元においても同様である。もちろん、前述の各種のデバイス依存色空間や前述のデバイス非依存色空間のいずれを色調整対象の色空間として取り扱ってもよい。

図２は、調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。上述のように色調整パラメータ設定部１２において、調整対象となる調整対象線、調整先となる調整先線、及び調整対象線を含む調整対象部分色空間、調整先線を含む調整先部分色空間の領域に関する設定を行う。ここでは調整対象線及び調整先線は線分であるものとし、色点Ａ（ｘ_A ，ｙ_A ，ｚ_A ）、色点Ｂ（ｘ_B ，ｙ_B ，ｚ_B ）を結ぶ線分ＡＢを調整対象線、色点Ａ’（ｘ_A'，ｙ_A'，ｚ_A'）、色点Ｂ’（ｘ_B'，ｙ_B'，ｚ_B'）を結ぶ線分Ａ’Ｂ’を調整先線とする。

そして、調整対象線である線分ＡＢを含むように調整対象部分色空間Ｑ１を、また、調整先線である線分Ａ’Ｂ’を含むように調整先部分色空間Ｑ２をそれぞれ考え、これらの調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２とを内接または内包するように包含する色領域を調整対象色領域Ｐ０とする。なお、図２においては図示の都合上、平面的に記載しているが、調整対象部分色空間Ｑ１、調整先部分色空間Ｑ２、調整対象色領域Ｐ０とも３次元の部分空間である。

ここで行う色調整は、調整対象線である線分ＡＢ上の色が調整先線である線分Ａ’Ｂ’上の色に移動し、それに伴って周囲の色についても階調の連続性を維持しかつ色の逆転を発生させないように、調整対象色領域Ｐ０内において色調整を行う。

ここで、説明を簡単にするために、図２では調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２を、線分ＡＢと線分Ａ’Ｂ’から半径ｒ（ｒ＞０）の範囲であるとする。もちろん、調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２は各線分を含む形状であればどのような形状であってもよい。

さらに、ここでは説明を簡単にするため、両線分とも同一平面上に存在するものとする。そのため、調整対象線である線分ＡＢと色点Ａを移動させた後の色点Ａ’とから、線分Ａ’Ｂ’が線分ＡＢと同一平面上に存在するように色点Ｂ’を決定する。

まず、線分ＡＢをａ：ｂに分割する点（ここでは外分点）を中心点Ｓとして次のように設定する。すなわち、色点ＡへのベクトルをＶＡ、色点ＢへのベクトルをＶＢ、中心点ＳへのベクトルをＶＳとするとき、
ＶＳ＝ｂ・ＶＡ＋ａ・ＶＢ
である。ただし、ａ＋ｂ＝１である。なお、以下の説明においてもベクトルについては、先頭にＶを付して示している。

次に、点Ａの移動先が色点Ａ’であることから、色点Ｂの移動先である色点Ｂ’は、中心点Ｓ、色点Ａ’を通る直線上に設定することができる。すなわち、中心点Ｓから色点Ａ’へのベクトルをＶ（ＳＡ’）、中心点Ｓから色点Ｂ’へのベクトルをＶ（ＳＢ’）とすれば、
Ｖ（ＳＢ’）＝ｔ・Ｖ（ＳＡ’）
が成立する色点Ｂ’を色点Ｂの移動先として設定すればよい。ここで、ｔ＜１である。

このように設定することで、線分ＡＢと線分Ａ’Ｂ’が同一平面上（この平面を平面Ｋとする）に存在することとなり、パラメータの設定での部分的色調整による調整対象領域内での階調の逆転や色の段差などの不具合を起こりにくくすることができる。

図３は、処理対象の画素の色点と平面Ｋとの関係の一例の説明図である。ある処理対象の画素が与えられたとき、その画素について移動するための移動パラメータを移動パラメータ算出部１４で算出する。ここで、与えられた処理対象の画素の色点をＸとする。まず、色点Ｘを平面Ｋ上に射影する。この射影点をＸ_T とすると、平面Ｋと直交する０でない任意のベクトルＶｑを用いて
ＶＸ_T ＝ＶＸ−｛（Ｖｑ・ＶＸ）／（Ｖｑ・Ｖｑ）｝Ｖｑ
と表せる。ここで、ＶＸ_T 、ＶＸは射影点Ｘ_T 、色点Ｘへのベクトルである。

また、点Ｐ、Ｐ’を、中心点Ｓから点Ａ、点Ａ’、点Ｐ、点Ｐ’へのベクトルをＶ（ＳＡ）、Ｖ（ＳＡ’）、Ｖ（ＳＰ）、Ｖ（ＳＰ’）としたとき、
Ｖ（ＳＰ）＝ｐ・Ｖ（ＳＡ）、
Ｖ（ＳＰ’）＝ｐ・Ｖ（ＳＡ’）
を満たす点とする。このとき、射影点Ｘ_T は平面Ｋ上の点であるので、この点Ｐ、Ｐ’を用い、中心点Ｓから射影点Ｘ_T へのベクトルをＶ（ＳＸ_T ）とすれば、
Ｖ（ＳＸ_T ）＝α・Ｖ（ＳＰ）＋（１−α）・Ｖ（ＳＰ’）
が成り立つ。

これらの式により、平面Ｋ上における移動パラメータとしてα、ｐの値を求めることができる。

このようにして求められた平面Ｋ上における移動パラメータとしてα、ｐの値によって、射影点Ｘ_T が線分ＡＢと線分Ａ’Ｂ’に対する相対的な位置がわかるので、これにより調整領域内外判定部１５は簡単に、射影点Ｘ_T についての調整対象色領域の内外判定が可能となる。

すなわち、ベクトルＶ（ＳＡ）の方向に関して言えば、
Ｖ（ＳＢ）＝−（ｂ／ａ）・Ｖ（ＳＡ）
であるので、
−（ｂ／ａ）−（ｒ／｜Ｖ（ＳＡ）｜）＜ｐ または ｐ＜１＋（ｒ／｜Ｖ（ＳＡ）｜）
ならば調整対象色領域の外、
−（ｂ／ａ）−（ｒ／｜Ｖ（ＳＡ）｜）≦ｐ≦１＋（ｒ／｜Ｖ（ＳＡ）｜）
ならば調整対象色領域の内部である。

さらに、点Ａと点Ｂは線分ＡＢの端点であるので、
−（ｂ／ａ）−ｒ≦ｐ≦−（ｂ／ａ） ならば ｐ＝−（ｂ／ａ）
１≦ｐ≦１＋（ｒ／｜Ｖ（ＳＡ）｜） ならば ｐ＝１
と設定することができる。

図４は、処理対象の画素の色点と平面Ｋに直交する平面Ｌとの関係の一例の説明図である。上述のようにしてｐの値が決まり、点Ｐ、Ｐ’が決まると、平面Ｋに直交し、点Ｐ、Ｐ’を含む平面Ｌが決まる（図４（Ａ））。この平面Ｌ上での色の調整は、基本的には点Ｐを点Ｐ’に移動するものであり、その周辺の色について階調の連続性及び色の逆転が無いように部分的な色調整を行えばよく、例えば特許文献１と同様の方法を用いることができる。

簡単に説明すると、調整対象の画素の色点Ｘは、この平面Ｌ上に存在し、図４（Ｂ）に示すように、この例では射影点Ｘ_T が点Ｐと点Ｐ’の間にあり、色点Ｘと射影点Ｘ_T との距離Ｒが半径ｒより小さければ、色点Ｘが調整対象色領域内であると判定することができる。

色点Ｘが調整対象色領域内であると判定された場合には、部分的色調整部１６により色点Ｘを色点Ｘ’へ移動させ、色調整を行う。例えば図４（Ｂ）に示した色点Ｘの例では、線分ＰＰ’と平行で色点Ｘを通る直線を考え、この直線と点Ｐよりも左側の円弧との交点をＥ、点Ｐ’よりも右側の円弧との交点をＦ、線分ＰＰ’と点Ｐで直交する直線との交点をＧ、線分ＰＰ’と点Ｐ’で直交する直線との交点をＨとする。このとき、点Ｅから点Ｇまでの範囲の色を点Ｅから点Ｈまでの範囲へ、また点Ｇから点Ｆまでの範囲の色を点Ｈから点Ｆまでの範囲へ、それぞれ移動させる移動量を求める。そして、その移動量に、線分ＰＰ’からの距離に応じた重みを乗じて実際の移動量を求めればよい。重みは、色点Ｘから線分ＰＰ’までの距離をＲとするとき、例えば１−（Ｒ／ｒ）により求めることができる。

これにより、点Ｐは点Ｐ’に移動し、また調整対象色領域の境界では移動量が零となり、その間では階調の連続性を維持し、色の逆転などを発生させずになめらかに部分的な色の調整を行うことができる。ただし、端点である点Ａと点Ｂの外側に関しては、３次元的な取り扱いが必要となるが、こちらも特許文献１の方法を用いても問題はない。

このような色の移動による調整は、調整対象線上の色が調整先線上の色に移動するという、従来の点から点への移動に比べて広い範囲での調整が可能であり、例えば草木の緑を一括して調整したり、あるいは類似色のグラデーションを一括して調整する等といったことが可能である。これらの場合にも、階調の連続性を維持し、色の逆転などを発生させずに、部分的な色の調整を行うことができる。

図５は、中心点Ｓを内分点とする場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。上述の図２から図４で説明した例では、中心点Ｓを直線ＡＢの外分点としたが、この中心点Ｓを内分点とすることもできる。この場合、中心点Ｓは調整の前後で移動しない色点となるので、その周囲での色の移動も不要となる。そのため、図５に示すように、調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２の範囲を定めている半径ｒを、上述のｐの大きさによって変化させるとよい。なお、ｐの値は、
Ｖ（ＳＰ）＝ｐ・Ｖ（ＳＡ）、
Ｖ（ＳＰ’）＝ｐ・Ｖ（ＳＡ’）
としたときのｐの値である。

このように調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２の範囲を変化させることによって、図５に示すように中心点Ｓで半径が零となるような、調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２を設定することができる。また、そのような調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２を包含する調整対象色領域Ｐ０についても、図５に示すようになる。

このように中心点Ｓを内分点とする場合であっても、上述の中心点Ｓを外分点とした場合と同様にして、調整対象色領域の内外判定と、調整対象色領域の内部の色については色の移動を行って、色調整を行うことができる。

図６は、中心点Ｓを内分点とする場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の別の例の説明図である。図５で説明した例では、ｐの値を重みとして半径ｒを変化させたが、半径ｒに対する重みを任意に調節することによって、調整対象部分色空間Ｑ１と調整先部分色空間Ｑ２の境界を非線形な形状にすることが可能である。例えば図６に示す例では、ｐの値の二乗を重みとして用いた例を示している。

図７は、中心点Ｓを用いない場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。上述の各例では中心点Ｓを外分点あるいは内分点として求め、この中心点Ｓを用いて調整先線の端点Ｂ’及び点Ｐ、Ｐ’等を求めた。この例では中心点Ｓを用いずに演算する例を示す。

この例でも調整対象線及び調整先線が同一平面上に存在するものとし、調整対象線となる線分ＡＢと、点Ａの調整先となる調整先線の端点Ａ’を与えてもう一つの端点Ｂ’を求める。この端点Ｂ’は、点Ａ、点Ｂ、点Ａ’が同一の平面Ｋ上に存在するものとし、点Ａから点ＢへのベクトルＶ（ＡＢ）と点Ａから点Ａ’へのベクトルＶ（ＡＢ’）とから、点Ａから点Ｂ’へのベクトルＶ（ＡＢ’）を
Ｖ（ＡＢ’）＝ｃ・Ｖ（ＡＡ’）＋ｄ・Ｖ（ＡＢ）
によって求める。ただしｃ、ｄは任意の定数である。

さらに、点Ｐと点Ｐ’の座標を、それぞれ直線ＡＢと直線Ａ’Ｂ’の内分点として
ＶＰ＝δ・ＶＡ＋γ・ＶＢ
ＶＰ’＝δ・ＶＡ’＋γ・ＶＢ’
のように設定する。ただし、γ＋δ＝１である。

また、上述の例と同様に、ある注目画素Ｘを考え、平面Ｋ上への射影点Ｘ_T を求めると、平面Ｋと直交する０でない任意のベクトルＶｑを用いて
ＶＸ_T ＝ＶＸ−｛（Ｖｑ・ＶＸ）／（Ｖｑ・Ｖｑ）｝Ｖｑ
である。また、射影点Ｘ_T を点ＰとＰ’を用いて表すと、
ＶＸ_T ＝β・ＶＰ＋（１−β）・ＶＰ’
と表すことができる。

これらの式から、移動パラメータとしてβ、γ、δを求めることができる。あとはこれらの移動パラメータを用いて、色点Ｘについての調整対象色領域の内外判定を行い、調整対象色領域内であれば、例えば図４で説明したようにして色の移動を行い、部分的な色調整を行うことができる。

図８は、中心点Ｓを用いない場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の別の例の説明図である。この例では、図７で説明したようにして調整対象線、調整先線を設定し、それぞれに対応する調整対象部分色空間Ｑ１及び調整先部分色空間Ｑ２を固定した半径ｒにより設定しているが、上述の図６に示した例のように、中心点Ｓを用いない場合も上述のγ、δに対して非線形な重み付けを行うことによって、例えば図８に示すように、外形が非線形な調整対象部分色空間Ｑ１及び調整先部分色空間Ｑ２を設定することも可能である。

なお、図７，図８で説明した中心点Ｓを用いない方法では、調整先線の端点Ｂ’を平面Ｋ上で任意に設定している。そのため、例えば点Ａから点Ａ’への移動ベクトルと点Ｂから点Ｂ’への移動ベクトルが交差する場合においては階調の不連続性や色の逆転が発生してしまう。従って、そのようなことがないように、線分位置関係判定部１３で調整対象線と調整先線との位置関係を判定し、階調の不連続性や色の逆転が発生しないことを確かめておく必要がある。

上述の各例では、調整対象線及び調整先線が同一平面上に存在するものとし、そのために調整対象線及び調整先線の１端点をもとに調整先線の他端点を求めている。しかし本発明はこれに限らず、上述のように移動ベクトルが交差しないなどの多少の条件はあるものの、調整対象線と調整先線を任意に設定することが可能である。例えば調整対象線と調整先線とが色空間においてねじれの関係にあっても、例えば図７で説明した方法を拡張するなどにより部分的な色調整を行うことができる。

また、上述の各例では調整対象線及び調整先線を線分として説明したが、曲線や折れ線などであってもよい。例えば一方が曲線の場合には色空間上で歪んだ色分布の領域であってもひずみのない領域の色へ移動し、部分的な色調整を行うことができる。

さらに、上述の説明では色空間において直線的な色の移動を行って色調整を行うものとして説明しているが、例えば彩度を一定にして色調整を行うのであれば、円筒面に沿った色の移動を行い、色調整を行うことも可能である。

図９は、色調整パラメータ設定部１２における設定画面の第１の例の説明図である。図中、５１は調整対象線設定領域、５２は調整先線設定領域、５３は画像表示領域、５４は画像切換領域、５５は色空間表示領域、５６は履歴設定領域である。上述のようにして本発明により色調整を行う場合、調整対象線及び調整先線、さらには半径などにより調整領域の大きさを設定する必要がある。これらの設定をユーザが行うための画面表示の一例を図９に示している。

図９に示した設定画面の一例では、調整対象線設定領域５１、調整先線設定領域５２、画像表示領域５３、画像切換領域５４、色空間表示領域５５、履歴設定領域５６などが設けられている。調整対象線設定領域５１では、調整対象線を設定することができる。また調整先線設定領域５２は、調整先線を設定することができる。図９に示した例では、調整対象線の両端点と調整先線の両端点のＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間における座標値と、調整対象部分色空間及び調整先部分色空間を示す半径を入力することができる。

画像表示領域５３は、調整前または調整後の画像を表示する。いずれを表示するかは、画像切換領域５４において選択することができる。画像切換領域５４において調整前を選択すれば、画像表示領域５３には調整前の画像が表示され、画像切換領域５４において調整後を選択すれば、調整対象線設定領域５１および調整先線設定領域５２での設定に従って調整を行った後の画像が画像表示領域５３に表示される。これらを参照することによって、色調整の前後の画像を比較することができ、必要に応じて、調整対象線設定領域５１および調整先線設定領域５２により調整対象線と調整先線、各部分色空間の半径などの設定を変更することにより、最適な調整対象線と調整先線、半径の設定を行うことができる。なお、この画像表示領域５３に表示される画像は、調整対象の画像を縮小したものであり、調整後の画像を表示する場合も縮小した画像に対して調整を施すのみであって、この画像表示領域５３に調整後の画像を表示しても、実際に調整対象の画像に対して調整が施されるわけではない。また、表示のために縮小した画像に対して調整を施すので、画素数も少なく、調整にはそれほどの時間を要しない。

色空間表示領域５５は、色空間における調整対象線設定領域５１で設定された調整対象線及び調整先線設定領域５２で設定された調整先線を含む調整対象色領域を表示する。この表示を参照しながら、調整対象線及び調整先線、各部分色空間の半径の設定及び変更を行うことができる。なお、この色空間表示領域５５においては、表示している平面あるいは曲面について着色して表示することにより、調整対象線及び調整先線が示す色を視覚的に確認できるようにすることができる。また、この色空間表示領域５５において調整対象線及び調整先線の調整を行えるように構成してもよい。

履歴設定領域５６は、以前に用いた調整対象線及び調整先線を含む色調整パラメータの利用を指示することができる。色調整を行った場合、そのとき使用した調整対象線及び調整先線を含む色調整パラメータを記憶しておく。そして、記憶されている色調整パラメータを、この履歴設定領域５６で呼び出して利用することができる。これにより、設定の手間を省くことができる。図９に示した例では、何回前の色調整パラメータを利用するかを入力し、右側の矢印の部分を指示することにより色調整パラメータを呼び出すことができる。例えば過去の状態に戻したい場合や、以前行った色調整を変更して用いたい場合にも有効である。

一般に、調整対象線設定領域５１及び調整先線設定領域５２で色空間における座標値を入力するのみでは、どのような色を設定し、どのような色に調整されるのかを知ることは難しく、まして、２つの色点を結ぶ線分がどのような色に対応しているのかを知ることは非常に困難であり、熟練を要する。そのため図９に示した例においては、色空間表示領域５５でどのような色に対応するかを確認できるようにし、また、画像表示領域５３において調整後の画像の概要を確認できるようにしている。このほか、ユーザによる調整対象線及び調整先線の設定を容易にするための変形例がいくつかあるので、以下において説明する。

図１０は、調整対象線及び調整先線の設定画面の第２の例の説明図である。図１０に示した例では、図９に示したＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間における座標値を直接入力する方法に代えて、ユーザーが設定しやすい色空間で設定できるようにした例を示している。例えば図１０では、明度、色相、彩度により表現される色空間において、調整対象線及び調整先線の両端点あるいはさらに調整を行う部分色空間の半径などを設定することができるようにしている。

なお、図１０の彩度−色相平面の表示例において、太線で示しているのは調整対象の画像の最大彩度線である。この太線より彩度が高い色は画像中に存在せず、そのような色を調整対象線の一部に設定しても無意味であることを示している。このように画像中に存在する色範囲を示すことによって、実際の画像に即した調整対象線の設定を行うことができる。また同様に、例えば出力装置の色域外郭を示し、その範囲内での調整先線の設定が行われるようにすることもできる。これによって、出力装置において色再現が可能な範囲での色調整を実現することができる。

図１０では明度、色相、彩度により表現される色空間を用いる例を示したが、もちろんそのほかの色空間で設定可能にしてもよく、例えばＲＧＢ色空間などで設定可能にしてもよい。

図１１は、調整対象線及び調整先線の設定画面の第３の例の説明図である。図中、６１は色パッチである。図１０に示した例では、カラーパレットとして多数配列された色パッチ６１を指定することによって調整対象線及び調整先線の両端点の設定を行うようにした例を示している。図示の都合上、それぞれの色パッチ６１については矩形により示すのみとしている。また、カラーパレット上の色パッチ６１の個数も、図示の都合上、非常に少なく抑えているが、実際には多数の色パッチを並べ、またカラーパレットの切換を行ってさらに多数の色パッチから設定できるように構成することができる。

図１２は、調整対象線及び調整先線の設定画面の第４の例の説明図である。図中、７１はポインタである。この例では、調整対象の画像を表示し、その中に存在する色をポインタ７１によって指示することにより、調整対象線の両端点あるいはさらに調整先線の両端点の設定を行うようにしたものである。画像中の色を指示するので、調整したい色部分を直接指示することができ、ユーザにとって指示がやりやすいという利点がある。なお、調整先線の設定については、画像中の色を指定するほか、例えば設定された調整対象線の端点の座標からの相対的な指定によって行うなど、他の方法も利用可能である。

図１０〜図１２に示した各種の設定方法は、例えば図９に示した調整対象線設定領域５１、調整先線設定領域５２の代わりに表示させるほか、例えば設定方法の指定に基づいて別の表示領域として表示し、利用することもできる。また、図１２に示した画像を用いて設定する方法では、図９の画像表示領域５３で同様にして設定できるように構成してもよい。

このような色調整パラメータ設定部１２がユーザに対して提供する設定画面により、ユーザが調整対象線や調整先線の設定、さらには調整対象部分色空間や調整先部分色空間の大きさなどを設定できるようにしたので、対象とする画像をより簡単にすばやく好ましい画像へ色調整を行うことが可能となる。

図１３は、本発明の色調整装置の機能または色調整方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラムおよびそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。図中、２１はプログラム、２２はコンピュータ、３１は光磁気ディスク、３２は光ディスク、３３は磁気ディスク、３４はメモリ、４１は光磁気ディスク装置、４２は光ディスク装置、４３は磁気ディスク装置である。

上述の本発明の構成の一部または全部を、コンピュータにより実行可能なプログラム２１によって実現することが可能である。このようにプログラム２１で実現される場合、そのプログラム２１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。例えば、光磁気ディスク３１，光ディスク３２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク３３，メモリ３４（ＩＣカード、メモリカードなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。

これらの記憶媒体にプログラム２１を格納しておき、例えばコンピュータ２２の光磁気ディスク装置４１，光ディスク装置４２，磁気ディスク装置４３，あるいは図示しないメモリスロットにこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム２１を読み出し、本発明の色調整装置の機能または色調整方法を実行することができる。あるいは、あらかじめ記憶媒体をコンピュータ２２に装着または内蔵しておき、例えばネットワークなどを介してプログラム２１をコンピュータ２２に転送し、記憶媒体にプログラム２１を格納して実行させてもよい。もちろん、一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、あるいは、すべてをハードウェアで構成してもよい。

本発明の実施の一形態を示すブロック図である。 調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。 処理対象の画素の色点と平面Ｋとの関係の一例の説明図である。 処理対象の画素の色点と平面Ｋに直交する平面Ｌとの関係の一例の説明図である。 中心点Ｓを内分点とする場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。 中心点Ｓを内分点とする場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の別の例の説明図である。 中心点Ｓを用いない場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の一例の説明図である。 中心点Ｓを用いない場合の調整対象線、調整先線、調整対象部分色空間、調整先部分色空間、調整対象色領域の別の例の説明図である。 色調整パラメータ設定部１２における設定画面の第１の例の説明図である。 調整対象線及び調整先線の設定画面の第２の例の説明図である。 調整対象線及び調整先線の設定画面の第３の例の説明図である。 調整対象線及び調整先線の設定画面の第４の例の説明図である。 本発明の色調整装置の機能または色調整方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラムおよびそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。

符号の説明

１…画像データ入力部、２…色調整部、３…画像データ出力部、１１…色変換部、１２…色調整パラメータ設定部、１３…線分位置関係判定部、１４…移動パラメータ算出部、１５…調整領域内外判定部、１６…部分的色調整部、１７…色判定部、２１…プログラム、２２…コンピュータ、３１…光磁気ディスク、３２…光ディスク、３３…磁気ディスク、３４…メモリ、４１…光磁気ディスク装置、４２…光ディスク装置、４３…磁気ディスク装置、５１…調整対象線設定領域、５２…調整先線設定領域、５３…画像表示領域、５４…画像切換領域、５５…色空間表示領域、５６…履歴設定領域、６１…色パッチ、７１…ポインタ。

Claims (32)

1. カラー画像の色を調整する色調整装置において、色空間上における調整対象となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整対象線と調整先となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整先線を設定する色調整パラメータ設定手段と、前記色調整パラメータ設定手段で設定された前記調整対象線を含む調整対象部分色空間と前記色調整パラメータ設定手段で設定された前記調整先線を含む調整先部分色空間を内接または内包するように包含する調整対象色領域内で階調の連続性を維持しかつ色の逆転を発生させることなく前記調整対象線の色が前記調整先線の色となるように前記調整対象色領域内の色を移動する色調整手段を有することを特徴とする色調整装置。
2. 前記調整対象線及び前記調整先線は、それぞれ直線、曲線、折れ線のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の色調整装置。
3. 前記調整対象線及び前記調整先線は、同一平面上にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の色調整装置。
4. 前記色調整パラメータ設定手段は、さらに前記調整対象部分色空間及び前記調整先部分色空間となる領域の設定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の色調整装置。
5. 前記色調整手段は、前記調整対象色領域の境界部では色が変更されないように色の移動を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の色調整装置。
6. 前記色調整手段は、前記調整対象線上の色と前記調整先線の色が１対１に対応するように色の移動を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の色調整装置。
7. さらに、前記調整対象線と前記調整先線との位置関係が適切であるか否かを判定する線分位置関係判定手段を有し、前記色調整手段は、前記線分位置関係判定手段により適切と判定された場合に色の移動を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の色調整装置。
8. さらに、入力された前記カラー画像中の画素の色について、前記調整対象線及び前記調整先線との位置関係によって移動の方向と量を示す移動パラメータを決定する移動パラメータ算出手段を有し、前記色調整手段は、前記移動パラメータに従って画素の色の移動を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の色調整装置。
9. さらに、入力された前記カラー画像中の画素の色が前記調整対象色領域の内部であるのか外部であるのかを判定する調整対象色領域内外判定手段を有し、前記色調整手段は、前記調整対象色領域内外判定手段により前記調整対象色領域内であると判定された画素の色について移動することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の色調整装置。
10. 前記色調整パラメータ設定手段は、前記色調整手段によって色調整を行う色空間とは異なる色空間において前記調整対象線及び前記調整先線を設定することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の色調整装置。
11. 前記色調整パラメータ設定手段は、あらかじめ設定されたカラーパレットをユーザが指定することにより、前記調整対象線及び前記調整先線の設定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の色調整装置。
12. 前記色調整パラメータ設定手段は、色調整対象となっている前記カラー画像を表示し、表示された画像上の画素または領域をユーザが指定することにより前記調整対象線の設定を行うことを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の色調整装置。
13. 前記色調整パラメータ設定手段は、設定された前記調整対象線及び前記調整先線と該２つの線分を通る平面もしくは曲面を表示し、表示された平面もしくは曲面上で少なくとも前記調整対象線及び前記調整先線をユーザが調整可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項に記載の色調整装置。
14. 前記色調整パラメータ設定手段は、色調整対象となっている前記カラー画像の色調整前の画像と色調整後の画像を表示することを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載の色調整装置。
15. 前記色調整パラメータ設定手段は、以前に用いた少なくとも前記調整対象線及び前記調整先線を含む色調整パラメータを記憶しておき、記憶されている色調整パラメータを呼び出して利用可能であることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項に記載の色調整装置。
16. カラー画像の色を調整する色調整方法において、前記カラー画像を表現する色空間上における調整対象となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整対象線と調整先となる少なくとも２つの色点を結ぶ調整先線を色調整パラメータ設定手段で設定し、設定された前記調整対象線を含む調整対象部分色空間と設定された前記調整先線を含む調整先部分色空間を内接または内包するように包含する調整対象色領域内で階調の連続性を維持しかつ色の逆転を発生させることなく前記調整対象線の色が前記調整先線の色となるように色調整手段で前記調整対象色領域内の色を移動することを特徴とする色調整方法。
17. 前記調整対象線及び前記調整先線は、それぞれ直線、曲線、折れ線のいずれかであることを特徴とする請求項１６に記載の色調整方法。
18. 前記調整対象線及び前記調整先線は、同一平面上にあることを特徴とする請求項１６または請求項１７に記載の色調整方法。
19. 前記調整対象部分色空間及び前記調整先部分色空間となる領域について、前記色調整パラメータ設定手段で設定を行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項１８のいずれか１項に記載の色調整方法。
20. 前記色の移動は、前記調整対象色領域の境界部では色が変更されないように行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項１９のいずれか１項に記載の色調整方法。
21. 前記調整対象線上の色と前記調整先線の色が１対１に対応するように色の移動を行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２０のいずれか１項に記載の色調整方法。
22. さらに、前記調整対象線と前記調整先線との位置関係が適切であるか否かを線分位置関係判定手段で判定し、該判定により適切と判定された場合に色の移動を行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２１のいずれか１項に記載の色調整方法。
23. さらに、入力された前記カラー画像中の画素の色について、前記調整対象線及び前記調整先線との位置関係によって移動の方向と量を示す移動パラメータを移動パラメータ算出手段で決定し、該移動パラメータに従って画素の色の移動を行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２２のいずれか１項に記載の色調整方法。
24. さらに、入力された前記カラー画像中の画素の色が前記調整対象色領域の内部であるのか外部であるのかを調整対象色領域内外判定手段で判定し、前記調整対象色領域内であると判定された画素の色について色の移動を行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２３のいずれか１項に記載の色調整方法。
25. 前記調整対象線及び前記調整先線の設定は、前記色調整手段によって色調整を行う色空間とは異なる色空間において行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２４のいずれか１項に記載の色調整方法。
26. 前記調整対象線及び前記調整先線の設定は、あらかじめ設定されたカラーパレットをユーザが指定することにより行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２５のいずれか１項に記載の色調整方法。
27. 前記調整対象線の設定は、色調整対象となっている前記カラー画像を表示し、表示された画像上の画素または領域をユーザが指定することにより行うことを特徴とする請求項１６ないし請求項２５のいずれか１項に記載の色調整方法。
28. 設定された前記調整対象線及び前記調整先線と該２つの線分を通る平面もしくは曲面を表示し、表示された平面もしくは曲面上で少なくとも前記調整対象線及び前記調整先線をユーザが調整可能であることを特徴とする請求項１６ないし請求項２７のいずれか１項に記載の色調整方法。
29. さらに、色調整対象となっている前記カラー画像の色調整前の画像と色調整後の画像を表示することを特徴とする請求項１６ないし請求項２８のいずれか１項に記載の色調整方法。
30. 以前に用いた少なくとも前記調整対象線及び前記調整先線を含む色調整パラメータを記憶しておき、記憶されている色調整パラメータを呼び出して利用可能であることを特徴とする請求項１６ないし請求項２９のいずれか１項に記載の色調整方法。
31. カラー画像の色を調整する色調整処理をコンピュータに実行させる色調整プログラムであって、請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の色調整装置の機能または請求項１６ないし請求項３０のいずれか１項に記載の色調整方法をコンピュータに実行させることを特徴とする色調整プログラム。
32. カラー画像の色を調整する色調整処理をコンピュータに実行させる色調整プログラムを格納したコンピュータ読取可能な記憶媒体であって、請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載の色調整装置の機能または請求項１６ないし請求項３０のいずれか１項に記載の色調整方法をコンピュータに実行させる色調整プログラムを格納したことを特徴とするコンピュータが読取可能な記憶媒体。

Images