JP2007086940A - Image processing device and image processing method - Google Patents
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Description
本発明は、原画像データに対応して全画像特性に基づいて設定される基準濃度補正値に基づいて濃度補正曲線を生成する濃度補正曲線生成部と、前記原画像データに含まれる被写体の顔領域を検出する顔領域検出部と、前記顔領域検出部により検出された顔領域情報に基づいて前記基準濃度補正値を補正する濃度補正値設定部とを備え、前記濃度補正値設定部により設定された適正濃度補正値に基づいて前記原画像データに対する濃度補正のための濃度補正曲線を生成する画像処理装置及び画像処理方法に関する。 The present invention provides a density correction curve generation unit that generates a density correction curve based on a reference density correction value that is set based on all image characteristics corresponding to original image data, and a face of a subject included in the original image data A face area detection unit that detects an area; and a density correction value setting unit that corrects the reference density correction value based on the face area information detected by the face area detection unit, and is set by the density correction value setting unit The present invention relates to an image processing apparatus and an image processing method for generating a density correction curve for correcting the density of the original image data based on the appropriate density correction value.
一般に写真画像処理装置は、写真フィルムに形成された撮影画像をデジタル化するフィルムスキャナやデジタルスチルカメラなどのデジタル撮影機器によって撮影された画像データを原画像データとして入力するメディアドライブ等を備えた画像入力部と、当該原画像データに対して濃度補正や色補正等の種々の画像処理を施す画像処理部と、画像処理後に変換されたプリントデータに基づいて感光材料(印画紙)を露光して写真プリントを生成するプリント処理部を備えて構成される。 In general, a photographic image processing apparatus is an image provided with a media drive or the like for inputting image data taken by a digital photographing device such as a film scanner or a digital still camera that digitizes a photographed image formed on a photographic film as original image data. An input unit, an image processing unit that performs various image processing such as density correction and color correction on the original image data, and exposing a photosensitive material (photographic paper) based on print data converted after the image processing A print processing unit for generating a photographic print is provided.
上述の画像処理部では、良好な画質の写真プリントを得るために、入力された画像データの階調特性と感光材料の階調特性の差異等を考慮して人間の視覚特性に適したものになるように整合させる濃度補正処理が行なわれる。 The above-mentioned image processing unit is suitable for human visual characteristics in consideration of differences in gradation characteristics of input image data and gradation characteristics of photosensitive materials in order to obtain photographic prints with good image quality. Density correction processing for matching is performed.
このような濃度補正処理としては、入力画像データと出力画像データとが所定のガンマ特性を示す濃度特性曲線となるように補正処理されるのが一般であり、対象とする入力画像全体の濃度ヒストグラム等から得られる基準濃度補正値に基づいて濃度補正曲線が生成され、当該濃度補正曲線に基づいて入力画像データが変換処理される。 As such density correction processing, correction processing is generally performed so that input image data and output image data have a density characteristic curve exhibiting a predetermined gamma characteristic, and a density histogram of the entire target input image is obtained. A density correction curve is generated based on the reference density correction value obtained from the above, and the input image data is converted based on the density correction curve.
しかし、上述の濃度補正曲線に基づいて補正処理を施しても、様々な撮影条件の下で撮影される画像データの全てが良好に補正されるものではなかった。例えば、オーバー露光またはアンダー露出で撮影された写真フィルムから取り込んだ画像データは、各画素の輝度が高輝度側または低輝度側に偏り過ぎているために、高輝度側及び低輝度側の傾斜率が緩やかな特性を示す基本的な濃度補正曲線に基づいて濃度補正しても、階調性を確保するのが困難となる。 However, even if correction processing is performed based on the above-described density correction curve, not all image data shot under various shooting conditions are corrected satisfactorily. For example, image data taken from photographic film taken with overexposure or underexposure has a high luminance side and low luminance side inclination rate because the luminance of each pixel is too biased toward the high luminance side or low luminance side. Even if density correction is performed based on a basic density correction curve showing a gentle characteristic, it is difficult to ensure gradation.
一方、撮影された画像の主要被写体が人物である場合には、その人物の顔領域が適切な明るさとなるように補正することにより、高品位の写真プリントを得る技術として、例えば、特許文献3では、撮影画像データに基づいて算出される基準濃度補正値に基づいて基準濃度特性曲線を生成する基準濃度特性曲線生成部と、検出された顔領域の顔平均濃度値に基づいて顔依存濃度特性曲線を生成する顔依存濃度特性曲線生成部と、前記基準濃度特性曲線と前記顔依存濃度特性曲線との差から第1補正値を決定する第1補正値決定部と、前記顔平均濃度値と画像全体の平均濃度値である画像平均濃度値との差から調整率を決定するとともに前記第1補正値と前記調整率から第2補正値を決定する第2補正値決定部と、前記第2補正値に基づいて濃度補正ユニットで用いられる濃度特性曲線を設定する濃度特性曲線設定部を備えた画像処理装置が提案されている。
しかし、対象とする画像データから人の顔を検出するための技術は、目や鼻や口等の形状や配置パターンを認識したり、肌の色と組み合わせて認識するパターン認識技術を初めとして数多く提案されているが、未だ精度良く人の顔を検出するのは容易ではなく、人の顔が写っているにもかかわらず顔と判定されない場合や、人の顔ではないのに人の顔と誤って判定される場合がある。 However, there are many techniques for detecting human faces from target image data, including pattern recognition technology that recognizes the shape and arrangement pattern of eyes, nose, mouth, etc., and recognizes them in combination with skin color. Although it has been proposed, it is still not easy to detect a person's face with high accuracy, and if it is not determined as a face even though the person's face is reflected, or if it is not a person's face, It may be judged erroneously.
例えば、サングラスをかけた人物が被写体であるときには、目が認識されない等の理由で正確に検出できず、顔と顔が重なって写っている場合にも所定のパターンに合致しない等の理由で認識できない場合があり、衣服に付された人の顔のような模様が誤って顔と検出される場合もある。逆に主要な被写体である人物の顔が認識されず、その背景の僅かな領域に写っている顔が認識されるような場合もある。 For example, when a person wearing sunglasses is a subject, it cannot be detected accurately because the eyes are not recognized, etc., and even if the face is overlapped, it is recognized because it does not match the predetermined pattern. In some cases, a pattern such as the face of a person attached to clothes is mistakenly detected as a face. Conversely, the face of the person who is the main subject may not be recognized, and the face reflected in a small area of the background may be recognized.
そのような場合に、検出された人物の顔領域に基づいて一律に濃度補正曲線を補正すると却って画像品質が劣化する虞もあり、その評価を容易に行なえないという問題があった。例えば、主要被写体が検出されず、僅かな領域に検出される明らかに主要被写体ではない暗い顔に基づいて補正されると、主要被写体の顔が白く飛んだ不適正な画像に補正されることになる。 In such a case, if the density correction curve is uniformly corrected based on the detected face area of the person, there is a possibility that the image quality may be deteriorated, and there is a problem that the evaluation cannot be easily performed. For example, if the main subject is not detected and correction is made based on a dark face that is clearly not the main subject detected in a small area, the face of the main subject is corrected to an inappropriate image that is white. Become.
本発明は、上述した従来の問題点に鑑み、画像に含まれる顔領域に基づく濃度等の補正の有効性を判断でき、適正に補正可能な画像処理装置及び画像処理方法を提供する点にある。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above-described conventional problems, the present invention provides an image processing apparatus and an image processing method that can determine the effectiveness of correction of density and the like based on a face area included in an image and can correct the density appropriately. .
上述の目的を達成するため、本発明による画像処理装置の第一の特徴構成は、特許請求の範囲の書類の請求項1に記載した通り、原画像データに対応して全画像特性に基づいて設定される基準濃度補正値に基づいて濃度補正曲線を生成する濃度補正曲線生成部と、前記原画像データに含まれる被写体の顔領域を検出する顔領域検出部と、前記顔領域検出部により検出された顔領域情報に基づいて前記基準濃度補正値を補正する濃度補正値設定部とを備え、前記濃度補正値設定部により設定された適正濃度補正値に基づいて前記原画像データに対する濃度補正のための濃度補正曲線を生成する画像処理装置であって、前記濃度補正値設定部は、前記顔領域検出部により検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて前記基準濃度補正値を前記適正濃度補正値に補正する点にある。
In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the image processing apparatus according to the present invention is based on the whole image characteristics corresponding to the original image data as described in
多数のサンプル画像に対して、顔領域情報に基づいて基準濃度補正値が補正処理された適正濃度補正値によって生成された濃度補正曲線を用いて濃度補正を行なった結果を視感評価すると、被写体の顔領域の平均濃度と顔領域サイズが基準濃度補正値の補正処理の結果得られる画像品質と大きな関係があることが今回新たに見出された。そこで、上述のように、前記顔領域検出部により検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて基準濃度補正値を補正すると、主要被写体の全ての顔領域の検出が誤り無く適正に行なわれたか否かにかかわらず、画像を良好な濃度に補正できるようになった。
同第二の特徴構成は、同請求項2に記載した通り、上述の第一の特徴構成に加えて、前記濃度補正値設定部は、前記顔領域の平均濃度を変数とする顔依存濃度補正値モデル式に基づいて顔依存濃度補正値を導出し、前記基準濃度補正値と前記顔依存濃度補正値とを前記平均濃度と顔領域サイズに基づく重み係数により重み付け演算して前記適正濃度補正値に補正する点にある。
When a result of performing density correction on a large number of sample images using a density correction curve generated by an appropriate density correction value obtained by correcting the reference density correction value based on face area information, It has been newly found that the average density and the face area size of the face area have a great relationship with the image quality obtained as a result of the correction process of the reference density correction value. Therefore, as described above, when the reference density correction value is corrected based on the average density and the face area size of the face area detected by the face area detection unit, all the face areas of the main subject are properly detected without error. Regardless of whether it was done or not, the image can be corrected to a good density.
In the second feature configuration, as described in
上述の構成によれば、原画像全体の特性から得られる基準濃度補正値と、顔領域の平均濃度に基づく顔依存濃度補正値とを融合して、画像全体のみならず被写体である人物の顔領域をも加味した適性濃度補正値を得る際に、前記基準濃度補正値と前記顔依存濃度補正値とを前記顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づく重み係数により重み付け演算して前記適正濃度補正値に補正するので、原画像における顔領域の占める割合とその平均濃度に基づいて融合の程度を調節して、画像全体に対しても被写体の顔領域に対しても適切な濃度補正ができるようになるのである。例えば、図14に示すような僅かな領域に検出される明らかに主要被写体ではない顔領域140に基づいて画像全体の濃度が大きく補正されるような不都合な補正が行なわれる確率を低減させることができるようになるのである。
According to the above-described configuration, the reference density correction value obtained from the characteristics of the entire original image and the face-dependent density correction value based on the average density of the face area are fused, so that not only the entire image but also the face of the person who is the subject. When obtaining an appropriate density correction value also taking into account the area, the reference density correction value and the face-dependent density correction value are weighted by a weighting factor based on the average density of the face area and the face area size, and the appropriate density is calculated. Since the correction value is corrected, the degree of fusion can be adjusted based on the ratio of the face area in the original image and the average density thereof, and appropriate density correction can be performed for the entire image and the face area of the subject. It becomes like this. For example, it is possible to reduce the probability that an unfavorable correction is made such that the density of the entire image is largely corrected based on a
前記重み係数は、前記平均濃度に基づいて設定される濃度係数と前記顔領域サイズに基づいて設定されるサイズ係数の平均値と予め設定された基準重み係数の積で求められる点にある。 The weighting coefficient is obtained by a product of a density coefficient set based on the average density, an average value of size coefficients set based on the face area size, and a preset reference weighting coefficient.
重み付け演算する際の重み係数を求める場合、前記平均濃度に基づいて設定される濃度係数と前記顔領域サイズに基づいて設定されるサイズ係数の平均値と予め設定された基準重み係数の積で求めることにより適正に濃度補正値が得られるようになるのである。
上述の目的を達成するため、本発明による画像処理方法の第一の特徴構成は、同請求項4に記載した通り、原画像データに対応して全画像特性に基づいて設定される基準濃度補正値に基づいて濃度補正曲線を生成する濃度補正曲線生成ステップと、前記原画像データに含まれる被写体の顔領域を検出する顔領域検出ステップと、前記顔領域検出ステップで検出された顔領域情報に基づいて前記基準濃度補正値を補正する濃度補正値設定ステップとを備え、前記濃度補正値設定ステップにより設定された適正濃度補正値に基づいて前記原画像データに対する濃度補正のための濃度補正曲線を生成する画像処理方法であって、前記濃度補正値設定ステップは、前記顔領域検出ステップで検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて前記基準濃度補正値を前記適正濃度補正値に補正する点にある。
When obtaining a weighting factor for weighting calculation, the weighting factor is obtained by multiplying the density coefficient set based on the average density by the average value of the size coefficient set based on the face area size and a preset reference weighting coefficient. As a result, the density correction value can be obtained appropriately.
In order to achieve the above object, the first characteristic configuration of the image processing method according to the present invention is the reference density correction set based on the entire image characteristics corresponding to the original image data as described in claim 4. A density correction curve generating step for generating a density correction curve based on the value; a face area detecting step for detecting a face area of a subject included in the original image data; and the face area information detected in the face area detecting step. A density correction value setting step for correcting the reference density correction value based on the density correction curve for correcting the density of the original image data based on the appropriate density correction value set by the density correction value setting step. In the image processing method to be generated, in the density correction value setting step, the face area size detected based on the average density and face area size detected in the face area detection step. It lies in correcting the quasi density correction value to the proper density correction value.
以上説明した通り、本発明によれば、画像に含まれる顔領域に基づく濃度等の補正の有効性を適切に判断できる画像処理装置及び画像処理方法を提供することができるようになった。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an image processing apparatus and an image processing method that can appropriately determine the effectiveness of correction of density or the like based on a face region included in an image.
以下に本発明による画像処理装置が組み込まれた写真画像処理装置の実施の形態を説明する。図2に示すように、写真画像処理装置1は、印画紙Pに対して出力画像データに基づいた露光処理を行ない露光された印画紙を現像処理する写真プリンタ2と、現像済みの写真フィルムFから画像を読み込むフィルムスキャナ31やデジタルスチルカメラ等で撮影された画像データが格納されたメモリカード等の画像データ記憶メディアMから画像データを読み取るメディアドライバ32や、コントローラ33としての汎用コンピュータ等を備え、入力された元画像としての写真画像に対するプリントオーダ情報を設定入力するとともに、各種の画像補正処理を行なう操作ステーション3を備えて構成され、前記操作ステーション3で元画像から編集処理されたプリントデータが前記写真プリンタ2に出力されて所望の写真プリントが生成される。
Embodiments of a photographic image processing apparatus incorporating an image processing apparatus according to the present invention will be described below. As shown in FIG. 2, the photographic
前記写真プリンタ2は、図2及び図3に示すように、ロール状の印画紙Pを収容した二系統の印画紙マガジン21と、前記印画紙マガジン21から引き出された印画紙Pを所定のプリントサイズに切断するシートカッター22と、切断後の印画紙Pの背面にコマ番号等のプリント情報を印字するバックプリント部23と、前記プリントデータに基づいて印画紙Pを露光する露光部24と、露光後の印画紙Pを現像、漂白、定着するための各処理液が充填された複数の処理槽25a、25b、25cを備えた現像処理部25が印画紙Pの搬送経路に沿って配置され、現像処理後に乾燥処理された印画紙Pが排出される横送りコンベア26と、横送りコンベア26に集積された複数枚の印画紙(写真プリント)Pがオーダー単位で仕分けられるソータ27を備えて構成される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
前記露光部24には、搬送機構28によって副走査方向に搬送される印画紙Pに対して、搬送方向に直交する主走査方向に前記プリントデータに基づき変調されたRGB三色のレーザ光線束を出力して露光する露光ヘッド24aが収容されている。
The
前記搬送経路に沿って配置された前記露光部24や現像処理部25に応じたプロセス速度で印画紙Pを搬送する複数のローラ対でなる搬送機構28が配置され、前記露光部24の前後には印画紙Pを複列に搬送可能なチャッカー式搬送機構28aが設けられている。
A
前記操作ステーション3に設けられたコントローラ33には、汎用のオペレーティングシステムの管理下で動作し、前記写真処理装置1の各種制御が実行されるアプリケーションプログラムがインストールされ、オペレータとの操作インターフェースとしてモニタ34、キーボード35、マウス36等が接続されている。
The
前記コントローラ33のハードウェア及びソフトウェアの協働により実行される写真処理プロセスを機能ブロックで説明すると、図4に示すように、前記フィルムスキャナ31やメディアドライバ32によって読み取られた写真画像データを受け取り、所定の前処理を行なって後述のメモリ41に転送する画像入力部40と、前記モニタ34の画面にプリントオーダ情報や画像編集情報を表示するとともに、それらに対して必要なデータ入力のための操作用アイコンを表示するグラフィック操作画面を生成し、或いは表示されたグラフィック操作画面に対する前記キーボード35やマウス36からの入力操作に基づいて各種の制御コマンドを生成するグラフィックユーザーインターフェース部42と、前記画像入力部40から転送される写真画像データ及び後述の画像処理部47による補正処理後の写真画像データやそのときの補正パラメータ、更には設定されたプリントオーダ情報等が所定領域に区画されて格納されるメモリ41と、プリントオーダ情報を生成するオーダー処理部43と、前記メモリ41に格納された各写真画像データに対して濃度補正処理やコントラスト補正処理等を行なう画像処理部47と、前記グラフィックユーザーインターフェース部42からの表示コマンドに基づいて前記メモリ41に展開された画像データや各種の入出力用グラフィックデータ等を前記モニタ34に表示処理するビデオRAM等を備えた表示制御部46と、各種の補正処理が終了した最終の補正画像を前記写真プリンタ2に出力するためのプリントデータを生成するプリントデータ生成部44と、顧客のオーダーに応じて最終の補正画像をCD−R等の記憶媒体に書き込むためのファイル形式に変換するフォーマッタ部45等で構成される。
The photographic processing process executed by the cooperation of the hardware and software of the
前記フィルムスキャナ31は、フィルムFに記録された画像を低解像度ではあるものの高速で読み取るプレスキャンモードと、低速ではあるものの高解像度で読み取る本スキャンモードの二モードで作動するように構成され、プレスキャンモードで読み込まれた低解像度の画像に対して各種の補正処理が行なわれ、その際に前記メモリ41に記憶された補正パラメータに基づいて本スキャンモードで読み込まれた高解像度の画像に対する最終の補正処理が実行されて前記プリンタ2に出力される。
The
同様に、前記メディアドライバ32から読み込まれた画像ファイルには高解像度の撮影画像とそのサムネイル画像が含まれ、サムネイル画像に対して後述の各種の補正処理が行なわれ、その際に前記メモリ41に記憶された補正パラメータに基づいて高解像度の撮影画像に対する最終の補正処理が実行される。尚、画像ファイルにサムネイル画像が含まれないときには、前記画像入力部40で高解像度の撮影画像からサムネイル画像が生成されて前記メモリ41に転送される。このように、低解像度の画像に対して頻繁に試行錯誤される各種の編集処理が実行されることによりコントローラ33の演算負荷が低減されるように構成されている。
Similarly, the image file read from the
前記画像処理部47は、図1に示すように、入力された原画像データに対して、濃度補正処理を実施する濃度補正処理部10と、撮影レンズに起因する歪を補正する歪補正部15と、画像のエッジを強調しノイズを低減する鮮鋭化処理部16と、カラー補正処理部17と、写真プリントのサイズに適した画像サイズに変換する拡縮処理部18等を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the
前記濃度補正処理部10は、原画像データに対応して全画像特性に基づいて設定される基準濃度補正値に基づいて濃度補正曲線を生成する濃度補正曲線生成部11と、前記原画像データに含まれる被写体の顔領域を検出する顔領域検出部12と、前記顔領域検出部12により検出された顔領域情報に基づいて前記基準濃度補正値を補正する濃度補正値設定部13と、前記濃度補正曲線生成部11で生成された濃度補正曲線に対してコントラスト補正を施すコントラスト補正部14を備えている。
The density
前記濃度補正値設定部13は、前記基準濃度補正値を設定する基準濃度補正値設定部130と、前記顔領域の平均濃度を変数とする顔依存濃度補正値モデル式に基づいて顔依存濃度補正値を導出する顔依存濃度補正値設定部131と、前記基準濃度補正値と前記顔依存濃度補正値とを前記平均濃度と顔領域サイズに基づく重み係数により重み付け演算して前記適正濃度補正値に補正する重み付け演算部134等を備えて構成され、原画像データに人物の顔領域が含まれているときに前記基準濃度補正値を補正してより良好な階調性を確保できるように構成されている。
The density correction
前記基準濃度補正値設定部130は、予め記憶されている〔数1〕に示す関数に従って前記原画像データの基準濃度補正値Gammaを設定する。
The reference density correction
ここで、前記Maxgは、図5に示すように、前記原画像データが有する濃度値の最大値、つまり、最も明るい画素の濃度値であり、前記Mingは、前記原画像データが有する濃度値の最小値、つまり、最も暗い画素の濃度値であり、前記Massは、前記原画像データの平均濃度となる濃度値である。前記Maxkは、前記原画像データにおける濃度設定値の最大の値であり、例えば、8ビットで0階調から255階調までの間で濃度値設定が行なわれているときには255とする。前記Minkは、前記原画像データにおける濃度設定値の最小の値であり、例えば、8ビットで0階調から255階調までの間で濃度値設定が行なわれているときには0とする。
尚、前記基準濃度補正値Gammaは、モニタ43に表示された原画像を目視判断したオペレータにより、前記キーボード35或いはマウス36を介して適宜設定可能となるように構成することも可能である。
前記濃度補正曲線生成部11は、前記顔領域検出部12によって被写体に人物の顔領域が検出されないと判断されるような場合等には、このような基準濃度補正値Gammaに基づいて、予め記憶されている〔数2〕に示す関数に従って、入力濃度値Nin(i)を前記基準濃度補正値Gammaに応じた出力濃度値Nout(i)に濃度値変換するルックアップテーブルとして具現化される濃度補正曲線を生成する(i=0、1、2、・・・、255(8ビットデータの場合))。
Here, as shown in FIG. 5, the Maxg is the maximum density value of the original image data, that is, the density value of the brightest pixel, and the Ming is the density value of the original image data. The minimum value, that is, the darkest pixel density value, and the Mass is a density value that is an average density of the original image data. The Maxk is the maximum value of the density setting value in the original image data. For example, when the density value is set between 0 gradation and 255 gradation in 8 bits, Maxk is set to 255. The Mink is the minimum density setting value in the original image data. For example, the Mink is set to 0 when the density value is set between 0 gradation and 255 gradation in 8 bits.
The reference density correction value Gamma can be configured to be appropriately set via the
The density correction
ここで、定数Lは、前記原画像データの濃度補正処理後の目標階調設定幅であり、例えば、出力画像データを8ビットデータで設定する場合に目標階調設定幅を255とすれば、前記出力濃度値Nout(i)は0から255までの値として出力される。
つまり、前記濃度補正曲線生成部11は、図6に示すように、前記基準濃度補正値設定部130により前記基準濃度補正値Gammaが1より大きな値に設定されたときには、前記原画像データが明るくなるように濃度補正処理する濃度補正曲線を、また、前記基準濃度補正値Gammaが1より小さな値に設定されたときには、前記原画像データが暗くなるように濃度補正処理する濃度補正曲線を生成するように構成されている。
Here, the constant L is a target gradation setting width after density correction processing of the original image data. For example, when the output image data is set by 8-bit data, the target gradation setting width is 255. The output density value Nout (i) is output as a value from 0 to 255.
That is, as shown in FIG. 6, when the reference density correction value Gamma is set to a value larger than 1 by the reference density correction
前記濃度補正値設定部13の説明に戻るが、前記顔領域検出部12は、前記原画像データから被写体として人物の顔領域を抽出する顔領域抽出部120と、抽出された顔領域の画素データに基づいて平均濃度を算出する平均濃度算出部121と、抽出された顔領域の画素数に基づいて顔領域サイズを算出する顔領域サイズ算出部122を備えて構成されている。
Returning to the description of the density correction
前記顔領域抽出部120は、例えば、前記原画像データから抽出された濃度エッジやカラーエッジに基づく輪郭が顔領域であるか否かを、予め準備された顔領域の輪郭、目、鼻、口、耳等の複数の要素配置パターンとの一致度を評価することによるパターン認識技術に基づいて検出する等といった公知の技術を用いて実現されるものである。尚、前記顔領域抽出部120における抽出処理は、上述したように自動的に行なうように構成するもののみならず、モニタ34の画面に表示された原画像に対してオペレータがマウス36等により手動で入力指定された領域を顔領域として抽出するように構成されるものであってもよい。
For example, the face
前記平均濃度算出部121は、前記顔領域抽出部120において抽出された顔領域を構成する各RGB画素データの成分平均値(R+G+B)/3を導出し、さらに導出した各画素平均値に基づいて前記顔領域を構成する画素全体の平均値を顔領域の平均濃度として求める。尚、本発明における平均濃度は、このようなRGB画素データの成分平均値(R+G+B)/3に基づいて得られる値に限るものではなく、例えばRGB表色系をYCC表色系へ変換して得られる輝度Yに基づいて得られる輝度平均等も広く平均濃度に含む概念とするものである。
The average
平均濃度を求めるに際して、抽出された顔領域から色相等に基づいて肌領域以外の領域を除去した後に肌領域の平均濃度を顔領域の平均濃度として求めるものであってもよいが、本実施形態では抽出された顔領域を対象として平均濃度を求めている。 In obtaining the average density, the average density of the skin area may be obtained as the average density of the face area after removing areas other than the skin area from the extracted face area based on the hue or the like. Calculates the average density for the extracted face region.
前記顔領域サイズ算出部122は、前記顔領域抽出部120において抽出された前記顔領域データの画素数を顔領域サイズとして算出する。この場合も、図7に示すように、複数の人物が撮影された原画像から、前記顔領域抽出部120により複数の顔領域が抽出されたときには、抽出された全ての顔領域Aから領域Cの全ての画素数を顔領域サイズとして算出する。
The face area
前記顔依存濃度補正値設定部131は、上述したように、前記顔領域検出部12で検出された顔領域の平均濃度を変数とする顔依存濃度補正値モデル式に基づいて顔依存濃度補正値Gamma(F)を導出する。前記モデル式は、様々な撮影条件下で様々な被写体を撮影した多数のサンプル画像に対して、前記基準濃度補正値を変化させた濃度補正値に基づく濃度補正曲線による補正画像を視感評価した結果、顔領域の平均濃度とそのときの顔領域が適正な濃度に補正されたと判断される濃度補正値の分布を統計処理することにより得られた補正関数F1である。
As described above, the face-dependent density correction
図8に示されるのは、補正関数F1の一例であり、前記顔領域の任意の平均濃度をDFavrに対して顔依存濃度補正値Gamma(F)が、Gamma(F)=F1(DFavr)により求められるものである。ここに、顔領域の平均濃度は8ビット画像で正規化された値として示されている。 Shown in FIG. 8, the correction function is an example of F1, the face face dependent density correction value any average density with respect to D Favr area Gamma (F) is, Gamma (F) = F1 ( D Favr ). Here, the average density of the face region is shown as a value normalized with an 8-bit image.
図6及び図8から理解されるように、顔領域の平均濃度が小さくなる、つまり暗くなると顔依存濃度補正値Gamma(F)が1より大きな値になり、そのような顔依存濃度補正値Gamma(F)に基づいて生成される濃度補正曲線によれば、前記原画像データが明るくなるように濃度補正処理され、顔領域の平均濃度が大きくなる、つまり明るくなると顔依存濃度補正値Gamma(F)が1より小さな値になり、そのような顔依存濃度補正値Gamma(F)に基づいて生成される濃度補正曲線によれば、前記原画像データが暗くなるように濃度補正処理されるような特性となる。 As can be understood from FIGS. 6 and 8, when the average density of the face region becomes small, that is, darkens, the face-dependent density correction value Gamma (F) becomes larger than 1, and such face-dependent density correction value Gamma. According to the density correction curve generated based on (F), the density correction processing is performed so that the original image data becomes brighter, and the average density of the face area increases, that is, the face-dependent density correction value Gamma (F ) Becomes a value smaller than 1, and according to the density correction curve generated based on such face-dependent density correction value Gamma (F), density correction processing is performed so that the original image data becomes dark. It becomes a characteristic.
前記重み付け演算部134は、上述の基準濃度補正値Gammaと顔依存濃度補正値Gamma(F)とを所定の重み係数で重み付け演算を行なうことにより基準濃度補正値Gammaを補正して適性濃度補正値Gamma(R)を算出するもので、このような適性濃度補正値Gamma(R)に基づいて前記濃度補正曲線生成部11により生成された濃度補正曲線によって原画像が補正されることにより、主要被写体である人物の顔領域が好ましい階調を示すように補正されるのである。
The
基準濃度補正値Gammaと顔依存濃度補正値Gamma(F)とがほぼ同等の値を示すときには何れの値を適正濃度補正値に採用してもよいが、例えば顔領域の輝度が高いときに基準濃度補正値Gammaによりさらに明るい方向に補正されるような場合や、顔領域の輝度が低いときに基準濃度補正値Gammaによりさらに暗い方向に補正されるような場合に、原画像の顔領域と背景領域の双方が比較的適正な濃度となるように濃度補正値を調整する必要がある。 Any value may be adopted as the appropriate density correction value when the reference density correction value Gamma and the face-dependent density correction value Gamma (F) are substantially equal. For example, when the brightness of the face area is high, The face area and background of the original image when the density correction value Gamma is corrected in a brighter direction or when the brightness of the face area is low and the reference density correction value Gamma is corrected in a darker direction. It is necessary to adjust the density correction value so that both areas have a relatively appropriate density.
上述した所定の重み係数として、そのような場合に様々な画像サンプルに基づいて両濃度補正値をバランス良く融合させるための適正な値として評価された固定値を採用し、このような重み係数により両濃度補正値を重み演算して得られた適正濃度補正値に基づいて補正すると多くの原画像に対して適正な濃度補正が行なわれるようになる。 As the predetermined weighting factor described above, a fixed value evaluated as an appropriate value for fusing both density correction values in a balanced manner based on various image samples in such a case is adopted. When correction is performed based on the appropriate density correction value obtained by weighting both density correction values, appropriate density correction is performed on many original images.
しかし、原画像から求められる顔領域の平均濃度に基づいた補正を行なう場合に、前記顔領域検出部12により常に主要被写体の顔領域が正確に検出される保証は無く、例えば、サングラスをかけた人物が被写体であるときには、目が認識されない等の理由で正確に検出できず、顔と顔が重なって写っている場合にも所定のパターンに合致しない等の理由で認識できない場合等があり、衣服に付された人の顔のような模様が誤って顔と検出される場合もある。逆に主要な被写体である人物の顔が認識されないときに、その背景の僅かな領域に写っている顔が認識されるような場合もある。
However, when the correction based on the average density of the face area obtained from the original image is performed, there is no guarantee that the face area of the main subject is always accurately detected by the face
このような場合に、上述の固定の重み係数に基づいて補正された適性濃度補正値Gamma(R)に基づく濃度補正曲線で原画像が補正されると、主要被写体の顔領域の濃度が不適正に補正される虞もある。 In such a case, when the original image is corrected with a density correction curve based on the appropriate density correction value Gamma (R) corrected based on the fixed weighting factor, the density of the face area of the main subject is inappropriate. There is also a possibility that it will be corrected.
そこで、本発明では、前記濃度補正値設定部13により、前記顔領域検出部12で検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて前記基準濃度補正値が補正されるように、つまり、前記基準濃度補正値Gammaと前記顔依存濃度補正値Gamma(F)とを前記顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づき設定される重み係数による重み付け演算によって前記適正濃度補正値Gamma(R)に補正されるように構成されている。
Therefore, in the present invention, the density correction
以下に詳述する。前記濃度補正値設定部13には、顔領域の平均濃度に基づく有効性度合いである濃度係数を設定する濃度係数設定部132と、顔領域サイズに基づく有効性度合いであるサイズ係数を設定するサイズ係数設定部133と、予め設定されている基準重み係数が格納される基準重み係数格納部136と、前記濃度係数、前記サイズ係数、及び、前記基準重み係数から適正重み係数rを算出する重み係数算出部135とがさらに設けられ、前記重み係数算出部135で算出された適正重み係数rに基づいて前記重み付け演算部134により適正濃度補正値Gamma(R)が得られるように構成されている。
This will be described in detail below. The density correction
前記濃度係数設定部132は、様々な撮影条件下で様々な被写体を撮影した多数のサンプル画像に対して得られる様々な顔領域の平均濃度と、その平均濃度に基づいて前記基準濃度補正値を補正した値に基づき生成された濃度補正曲線による補正画像の視感評価との関係を統計処理して得られた、図9に示すような濃度重み関数F2を表すルックアップテーブルが設けられ、補正対象となる原画像の顔領域の平均濃度が入力されると、それに対する濃度係数が出力されるように構成されている。
The density
前記濃度重み関数F2は、顔領域の平均濃度が8ビット画像で正規化された値として規定されており、入力される顔領域の平均濃度に対して最小値0から最大値1までの有効性度合いを示す濃度係数を出力する関数であって、前記顔領域の平均濃度が上限値(本実施形態では、約0.2)より大きいと1を示すが、上限値を下回ると徐々に小さくなり、下限値(本実施形態では、約0.1)で0となる。これは、前記濃度係数の値が小さい程、後述する重み付け演算処理において、前記顔依存濃度補正値Gamma(F)の重みが減少することを意味する。つまり、原画像に対する顔領域の影響を低減させるのである。尚、当該濃度重み関数F2の特性はこのようなものに限定するものではなく、サンプルとなる複数の原画像の特性に基づいて適宜変更設定可能なものであり、任意の撮影条件に基づき複数の濃度重み関数F2が設定されるものであってもよい。
The density weight function F2 is defined as a value obtained by normalizing the average density of the face area with an 8-bit image, and the effectiveness from the
前記サイズ係数設定部133は、様々な撮影条件下で様々な被写体を撮影した多数のサンプル画像に対して得られる様々な顔領域のサイズと、そのときの顔領域の平均濃度に基づいて前記基準濃度補正値を補正した値に基づき生成された濃度補正曲線による補正画像の視感評価との関係を統計処理して得られた、図10に示すようなサイズ重み関数F3を表すルックアップテーブルが設けられ、補正対象となる原画像の顔領域のサイズが入力されると、それに対するサイズ係数が出力されるように構成されている。
The size
前記サイズ重み関数F3は、約10万画素(384×256画素)の原画像サイズに対する顔領域の画素サイズの比率で正規化された値として規定されており、任意の画素数の原画像に対しては、全画素数に対する顔領域の画素数の比率に基づいて当該サイズ重み関数F3からサイズ重み係数を求めることができるように構成され、入力される顔領域の画素サイズに対して最小値0から最大値1までの有効性度合いを示すサイズ係数を出力する関数である。
The size weight function F3 is defined as a value normalized by the ratio of the pixel size of the face area to the original image size of about 100,000 pixels (384 × 256 pixels), and for an original image having an arbitrary number of pixels. The size weighting coefficient can be obtained from the size weighting function F3 based on the ratio of the number of pixels in the face area to the total number of pixels, and the
図10に示すように、前記顔領域の画素サイズが上限値(本実施形態では、約0.7%)より大きいと1を示すが、上限値を下回ると徐々に小さくなり、下限値(本実施形態では、約0.6%)で0となる。これは、上下限の範囲で前記サイズ係数の値が小さい程、後述する重み付け演算処理において、前記顔依存濃度補正値Gamma(F)の重みが減少することを意味する。つまり、原画像に対する顔領域の影響を低減させるのである。尚、当該サイズ重み関数F3の特性はこのようなものに限定するものではなく、サンプルとなる複数の原画像の特性に基づいて適宜変更設定可能なものであり、任意の撮影条件(例えば、撮影光の種類、強度、向き、露光量等)が異なる母集団に基づき複数のサイズ重み関数F3が設定されるものであってもよい。但し、前記濃度重み関数F2とサイズ重み関数F3は共通の母集団(サンプル画像)に基づき生成される必要があることは言うまでもない。 As shown in FIG. 10, when the pixel size of the face area is larger than the upper limit value (about 0.7% in the present embodiment), it shows 1, but when it falls below the upper limit value, it gradually becomes smaller and the lower limit value (this In the embodiment, it becomes 0 at about 0.6%). This means that the weight of the face-dependent density correction value Gamma (F) decreases in the weighting calculation process described later as the size coefficient value is smaller in the upper and lower limit range. That is, the influence of the face area on the original image is reduced. Note that the characteristics of the size weight function F3 are not limited to those described above, and can be changed and set as appropriate based on the characteristics of a plurality of sample original images. A plurality of size weighting functions F3 may be set based on populations having different light types, intensities, directions, exposure amounts, and the like. However, it goes without saying that the density weight function F2 and the size weight function F3 need to be generated based on a common population (sample image).
前記基準重み係数格納部136に格納される前記基準重み係数として本実施形態では試行錯誤の結果、値0.6が格納されているが、この値に限るものではなく、任意の撮影条件(例えば、撮影光の種類、強度、向き、露光量等)が異なる母集団に基づき適宜設定される値である。尚、前記基準重み係数とは、上述したように、様々な画像サンプルに基づいて両濃度補正値をバランス良く融合させるための適正な値として評価された固定値のことである。
As a result of trial and error, the value 0.6 is stored as the reference weight coefficient stored in the reference weight
前記重み係数算出部135は、補正対象となる原画像に対して求められた濃度係数とサイズ係数の平均値(以下、「係数平均値」と記す。)を算出して、前記係数平均値と前記基準重み係数の積を前記適正重み係数rとして算出する。ここに、前記係数平均値は濃度係数とサイズ係数の相加平均値として求めるものであるが、相乗平均値であってもよい。
The weight
前記重み付け演算部134は、前記基準濃度補正値Gammaと前記顔依存濃度補正値Gamma(F)と求められた適正重み係数rに基づいて、〔数3〕に示すような重み付け演算を行なうことにより前記基準濃度補正値Gammaを適正濃度補正値Gamma(R)に補正する。
The
尚、〔数3〕から明らかなように、前記係数平均値が0となったときには、前記適正重み係数rの値が0となり、顔領域の平均濃度による基準濃度補正値の補正は実質的に行なわれず、基準濃度補正値Gammaに基づいて濃度補正曲線が生成されることになる。 As apparent from [Equation 3], when the coefficient average value becomes 0, the value of the appropriate weight coefficient r becomes 0, and the correction of the reference density correction value by the average density of the face region is substantially performed. Without being performed, a density correction curve is generated based on the reference density correction value Gamma.
このようにして前記濃度補正値設定部13で得られた適正濃度補正値Gamma(R)に基づき、前記濃度補正曲線生成部11で生成された濃度補正曲線に対して、前記コントラスト補正処理部14によりコントラスト補正が行なわれる。
前記コントラスト補正処理部14は、例えば、予め記憶されている〔数4〕、〔数5〕に従って、前記原画像データの入力濃度値Nin(i)をコントラスト補正値Cr1、Cr2に応じた出力濃度値Cout(i)に濃度値変換するルックアップテーブルとしてのコントラスト補正曲線を生成する。
Based on the appropriate density correction value Gamma (R) obtained by the density correction
For example, the contrast
具体的には、前記〔数4〕に従って、図11(a)に示すような、前記入力濃度値Nin(i)が所定の濃度閾値Nth以上となる前記原画像データのハイライト領域に対してコントラスト補正処理するコントラスト補正曲線を生成するとともに、前記〔数5〕に従って、図11(b)に示すような、前記入力濃度値Nin(i)が所定の濃度閾値Nth以下とる前記原画像データのシャドー領域に対してコントラスト補正処理するコントラスト補正曲線を生成する。 Specifically, in accordance with [Equation 4], with respect to the highlight area of the original image data in which the input density value Nin (i) is equal to or greater than a predetermined density threshold value Nth, as shown in FIG. A contrast correction curve to be subjected to contrast correction is generated, and the input image density value Nin (i) of the original image data having a predetermined density threshold value Nth or less as shown in FIG. A contrast correction curve for performing a contrast correction process on the shadow area is generated.
尚、前記コントラスト補正値Cr1、Cr2は、前記濃度補正値設定部14により設定された基準濃度補正値Gammaまたは適正濃度補正値Gamma(R)に基づいて算出され、前記コントラスト補正値Cr1が大きいときほど、前記ハイライト領域のコントラストを高く補正するルックアップテーブルとなり、また、前記コントラスト補正値Cr2が負に大きいときほど、前記シャドー領域のコントラストを高く補正するルックアップテーブルとなる。
The contrast correction values Cr1 and Cr2 are calculated based on the reference density correction value Gamma or the appropriate density correction value Gamma (R) set by the density correction
前記コントラスト補正処理部14は、生成されたコントラスト補正曲線と前記濃度補正曲線を融合処理し、前記濃度補正処理とコントラスト補正処理を同時に実行可能なルックアップテーブルとしての融合曲線を生成する。つまり、前記融合曲線は、図12に示すように、前記原画像データを入力濃度値Nin(i)として入力すると、前記オリジナル曲線と前記コントラスト補正曲線を介した出力濃度値Cout(Nout(i))に濃度値変換するルックアップテーブルとして生成される。
The contrast
以下、前記濃度補正処理部10による濃度補正処理を、図13のフローチャートに基づいて説明する。前記フィルムスキャナ31によりプレスキャンモードで読取られ、或いは、前記メディアドライバ32から読み込まれたサムネイル画像データが前記メモリ41に入力されると(S1)、基準濃度補正値設定部130は、前記原画像データにおける濃度ヒストグラムを生成し、前記原画像データが有する濃度値の最大値、つまり、最も明るい画素の濃度値Maxgと、前記原画像データが有する濃度値の最小値、つまり、最も暗い画素の濃度値Mingと、前記原画像データの平均濃度となる濃度値Massとを算出し、前記〔数1〕に基づいて基準濃度補正値Gammaを算出する(S2)。
Hereinafter, the density correction processing by the density
続いて前記顔領域抽出部120は、前記原画像データにおける顔領域の抽出処理を実行する(S3)。この際、前記顔領域抽出部120により前記原画像データ内に顔領域が抽出されなかった場合、つまり原画像に被写体として人物が存在しない風景画像等の場合は(S4)、前記濃度補正曲線生成部11により前記基準濃度補正値Gammaに基づいた基準濃度補正曲線が生成される(S16)。続いて前記コントラスト補正処理部14では、前記基準濃度補正曲線に対してコントラスト補正曲線が融合処理された濃度補正曲線が生成され(S17)、この濃度補正曲線に基づいて原画像データの濃度補正処理が行なわれ、その結果が前記モニタ34に表示される(S18)。
Subsequently, the face
一方、ステップS4で、前記顔領域抽出部120により前記原画像データに顔領域が検出された場合は(S4)、検出された顔領域データに基づいて、前記平均濃度算出部121により顔領域の平均濃度が算出され(S5)、前記顔領域サイズ算出部122により顔領域サイズが算出される(S6)。
On the other hand, if a face area is detected in the original image data by the face
続いて前記顔依存濃度補正値設定部131により前記顔領域の平均濃度に基づいて顔依存濃度補正値Gamma(F)が算出されるとともに(S7)、前記濃度係数設定部132により濃度係数が算出され(S8)、前記サイズ係数設定部133により前記顔領域サイズに基づいてサイズ係数が算出される(S9)。
Subsequently, the face-dependent density correction
算出された前記濃度係数と前記サイズ係数の値が、両値とも0であった場合は(S10)、ステップS3からステップS9の顔判定処理において設定、算出された結果を濃度補正に使用せずに(S14)、前記基準濃度補正値Gammaに基づいた基準濃度補正曲線が生成され(S16)、続いて前記コントラスト補正処理部14では、前記基準濃度補正曲線に対してコントラスト補正曲線が融合処理された濃度補正曲線が生成され(S17)、この濃度補正曲線に基づいて原画像データの濃度補正処理が行なわれ、その結果が前記モニタ34に表示される(S18)。
If the calculated values of the density coefficient and the size coefficient are both 0 (S10), the results set and calculated in the face determination process from step S3 to step S9 are not used for density correction. (S14), a reference density correction curve based on the reference density correction value Gamma is generated (S16). Subsequently, in the contrast
一方、前記濃度係数または前記サイズ係数の値が0でない場合は(S10)、前記重み係数算出部135において、前記濃度係数と前記サイズ係数の平均値(係数平均値)が算出され(S11)、前記係数平均値と基準重み係数格納部134に予め格納された基準重み係数との積、即ち適正重み係数rが算出される(S12)。
On the other hand, when the value of the density coefficient or the size coefficient is not 0 (S10), the weight
前記重み付け演算部134により、前記基準濃度補正値Gammaと前記顔依存濃度補正値Gamma(F)とが、前記適正重み係数rにより重み付け演算、即ち上述の〔数3〕に従って演算され(S13)、演算結果が適正濃度補正値Gamma(R)として算出される(S15)。
The
前記濃度補正曲線生成部11により、前記適正濃度補正値Gamma(R)に基づいた適正濃度補正曲線が生成され(S16)、続いて前記コントラスト補正処理部14では、前記基準濃度補正曲線に対してコントラスト補正曲線が融合処理された濃度補正曲線が生成され(S17)、この濃度補正曲線に基づいて原画像データの濃度補正処理が行なわれ、その結果が前記モニタ34に表示される(S18)。
The density correction
このようにしてステップS17で得られた濃度補正曲線が濃度補正パラメータとして前記メモリ41に記憶され、その後に前記フィルムスキャナ31により本スキャンモードで読取られ、或いは、前記メディアドライバ32から読み込まれた高解像度画像データに対して当該記憶された濃度補正パラメータにより濃度補正される。
尚、上述した実施形態は、本発明の一例に過ぎず、本発明の作用効果を奏する範囲において各ブロックの具体的構成等を適宜変更設計できることは言うまでもない。
Thus, the density correction curve obtained in step S17 is stored in the
Note that the above-described embodiment is merely an example of the present invention, and it is needless to say that the specific configuration and the like of each block can be changed and designed as appropriate within the scope of the effects of the present invention.
1:写真画像処理装置
10:濃度補正処理部
13:濃度補正値設定部
12:顔領域検出部
11:濃度補正曲線生成部
14:コントラスト補正処理部
47:画像処理部
130:基準濃度補正値設定部
131:顔依存濃度補正値設定部
132:濃度係数設定部
133:サイズ係数設定部
135:重み係数算出部
134:重み付け演算部
1: Photo image processing device 10: Density correction processing unit 13: Density correction value setting unit 12: Face area detection unit 11: Density correction curve generation unit 14: Contrast correction processing unit 47: Image processing unit 130: Reference density correction value setting Unit 131: Face-dependent density correction value setting unit 132: Density coefficient setting unit 133: Size coefficient setting unit 135: Weight coefficient calculation unit 134: Weighting calculation unit
Claims (4)
前記濃度補正値設定部は、前記顔領域検出部により検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて前記基準濃度補正値を前記適正濃度補正値に補正する画像処理装置。 A density correction curve generation unit that generates a density correction curve based on a reference density correction value that is set based on all image characteristics corresponding to the original image data, and detects a face area of the subject included in the original image data An appropriate density set by the density correction value setting unit, comprising: a face area detection unit; and a density correction value setting unit that corrects the reference density correction value based on the face area information detected by the face region detection unit. An image processing apparatus for generating a density correction curve for correcting the density of the original image data based on a correction value,
The density correction value setting unit corrects the reference density correction value to the appropriate density correction value based on the average density and face area size of the face area detected by the face area detection unit.
前記濃度補正値設定ステップは、前記顔領域検出ステップで検出された顔領域の平均濃度と顔領域サイズに基づいて前記基準濃度補正値を前記適正濃度補正値に補正する画像処理方法。 A density correction curve generating step for generating a density correction curve based on a reference density correction value set based on all image characteristics corresponding to the original image data, and detecting a face area of the subject included in the original image data An appropriate density set by the density correction value setting step, comprising: a face area detection step; and a density correction value setting step for correcting the reference density correction value based on the face area information detected in the face area detection step. An image processing method for generating a density correction curve for correcting the density of the original image data based on a correction value,
In the image processing method, the density correction value setting step corrects the reference density correction value to the appropriate density correction value based on an average density and a face area size of the face area detected in the face area detection step.
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