JP2007140834A - プログラム、情報記憶媒体、写真印刷装置及び写真印刷方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像と、所与の背景画像をクロマキー合成するためのプログラムであって、輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算手段と、各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像とをクロマキー合成するクロマキー合成手段と、してコンピュータを機能させることを特徴とする。
【選択図】図33
Description
k=0の時は背景、k=1の特は前景、0<k<1の時は半透明部分などを意味する。
(39)より新しい背景BG’ベクトルと合成した画素値をX’ベクトルとすると、
単色背景で撮影したときはBGベクトル=Constと考えられるが(39)にはFGベクトルが未知数として含まれているため、(39)をといてkを求めることができない。そこでFGの領域をパラメータで設定しkを計算する方法を工夫するのが従来の方法であった。
抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像から背景部分を抜き取った前景画像を生成するための画像生成装置であって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき各画素が背景部分であるか否か判断し、背景部分を抜き取った前景画像を生成する手段とを含む画像生成装置に関係する。
抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像と、所与の背景画像をクロマキー合成するためのプログラムであって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算手段と、
各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画
像とをクロマキー合成するクロマキー合成手段ととを含む画像生成装置に関係する。
所与の背景画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段を含み、
前記クロマキー合成手段は、
前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の色相成分と所与の背景画像の色相成分を各画素毎に線形合成して、合成画像の色相成分を演算する色相成分合成手段と、
前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の輝度成分と所与の背景画像の輝度成分を各画素毎に非線形合成して、合成画像の輝度成分を演算する輝度成分合成手段と、
を含むことを特徴とする。
被写体画像の各画素の色相成分と抜き取り色の色相成分に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めることにより、色相成分に基づき各画素のクロマキー合成パラメータを求めるので色について精度のよい合成を行うことができる。人間の目は色相については敏感であるが、本発明によればRGBの3成分に基づきもとめる場合に比べ少ないパラメータと簡単なアルゴリズムで比較的精度のよい合成を行うことができる。
所定の2直線により色相平面における背景領域を定義し、被写体画像の各画素の色相値が背景領域に属するか否か判断し、背景領域に属しないと判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが前景画像であることを表す第1の値とし、背景領域に属すると判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが背景画像であることを表す第2の値又は第1の値と第2の値の間に位置するいずれかの値にすることを特徴とする。
前記クロマキー合成パラメータ演算手段は、
色相平面において、背景中心となる色相値及びその周囲の所定のエリアに属する色相値を有する画素については、クロマキー合成パラメータを第2の値とし、
背景領域には属するが前記所定のエリア外に位置する色相値を有する画素については、前記画素の色相平面における位置と前記所定のエリアの外延と前記所定の2直線のいずれかとの距離関係に基づきクロマキー合成パラメータを求めることを特徴とする。
被写体画像の各画素の輝度成分Yが、第1のしきい値Y1よりも小さい場合には第1の色相値I1、Q1を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とする。
被写体画像の各画素の輝度成分Yが、第2のしきい値Y2(Y2>Y1)よりも大きい場合には第2の色相値I2、Q2を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とする。
被写体画像の各画素の輝度成分が、第1のしきい値Y1よりもおおきくて第2のしきい値Y2(Y2>Y1)よりも小さい場合にはYを引数とする変動値I(Y)、Q(Y)を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とする。
図1、図2、図3に本実施形態の写真印刷装置(狭義には写真自販装置、写真シール印刷装置)の外観図の一例を示す。なお図1は本実施形態の写真印刷装置の右側面図であり、図2は本実施形態の写真印刷装置の正面図であり、図3は本実施形態の写真印刷装置の背面図である。
プレイを用いてよい。
この操作部30の機能は例えばポインティングデバイス等により実現できる。
本実施の形態では、抜き取り色(単色背景)を背景として撮影された被写体の画像と所与の背景画像を合成する際に、被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分(Y)と色相成分(IQ)に変換し、所与の背景画像の各画素のRGB成分を輝度成分(Y)と色相成分(IQ)に変換し、被写体画像の各画素値と抜き取り色の各画素値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求め、前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の色相成分と所与の背景画像の色相成分を各画素毎に線形合成し合成画像の色相成分を演算し、前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の輝度成分と所与の背景画像の輝度成分を各画素毎に非線形合成して合成画像の輝度成分を演算し、演算された合成画像の色相成分、輝度成分をRGB成分に変換する。
場合fを線形関数という)を用いて、被写体画像の色相成分と背景画像の色相成分を合成する場合をいう。
よい。またYCrCb色空間のCrCb平面でもよい。R,G,B成分に対しY=aR+bG+cB(a,b,cは所定の定数)で定義されるY軸に垂直な平面(RGB色空間から線形変換によって得られるもの)であればよい。
本実施の形態では、抜き取り色(単色背景)を背景として撮影された被写体の画像と所与の背景画像をクロマキー合成する際に、被写体画像の各画素の色相成分と抜き取り色の色相成分に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求め、各画素毎に、前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像の合成を行う。クロマキー合成パラメータを演算する際に所定の2直線により色相平面における背景領域を定義し、被写体画像の各画素の色相値が背景領域に属するか否か判断し、背景領域に属しないと判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが前景画像であることを表す第1の値とし、背景領域に属すると判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが背景画像であることを表す第2の値又は第1の値と第2の値の間に位置するいずれかの値にすることを特徴とする。
本実施の形態では抜き取り色を背景として撮影された被写体の画像からα値付き被写体画像を生成する際に、被写体画像の各画素の色相成分と抜き取り色の色相成分に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求め、当該クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の各画素に対応したα値を演算し、被写体画像に映り込んだ抜き取り色を除去する。ここで前記α値を演算する際に当該クロマキー合成パラメータが前景画像であることを表す第1の値の近傍付近では当該クロマキー合成パラメータに対するα値の変化率が小さくなるような関数関係を有するように、被写体画像の各画素のα値を決定することを特徴とする。
5.1 線形クロマキー合成の問題点
前景の色ベクトルをFGベクトル、背景の色ベクトルをとBGベクトル、輪郭、毛先などの中間領域MDベクトルは、
(1)の関係式は光学的には妥当といえるが、コンピューターやテレビ信号で扱うデータは、
(1)の関係式がなりたたない。
コンピュータではカラー画像データを一画素あたりR,G,Bの3値データで扱う。本実施の形態では、撮像手段が撮影した被写体画像をRGBの3値データで受け取り、
このRGBデータを以下の変換式でYIQ色空間に変換する。
図10は色相成分の変換について説明するための図である。
輝度成分に関しては非線形変換を行う。
明るい領域の適用を抑えるために補正を行う。
YBC"とすると変換後の輝度YX'は次式で計算する。
(13),(16),(17)より変換後のYIQを計算しして次式でYIQからRGBに変換し、新画素値とする。
図6は本実施の形態の輝度成分について非線形合成を行うクロマキー合成処理の流れの一例について説明するためのフローチャート図である。
図13は、毛先画像の写真であり、図14は毛先画像の写真のQY分布を示している。図14に示すように画像の輝度が低い領域では、髪の毛と背景の交じり合う部分が直線上に分布していない。これはCCDによる光の信号変換後、γ補正や各種画像処理の結果によって生ずる信号変換の非線形性による結果である。
クロマキーアルゴリズムでは新背景に変換するときに、背景と前景の中間領域がどのような過程でそうなったかを仮定して新背景に変換するが、従来の方法では線形性を仮定していたため、暗い領域の変換がうまくいかず、そのためにパラメータを追加して調整する方法等が取られていたため、パラメータの数が増え、自動的に調整することは困難であった。
(24)式のYBCをYXとすると次式になる。
クロマキー合成に使用する、クロマキー合成パラメータkの計算方法を以下に示す。
よって別の画像に置き換える背景色領域を定義する必要がある。ここでは明るさ(輝度成分)であるY軸に直交するIQ平面で色範囲を決定する
IQ平面は色相をあらわしている。このIQ平面で原点をとおる2直線により前景領域FGと背景領域BGを分ける。
原点を通る直線Lは、直線に直交するベクトルAベクトルを用いて、
よって直線L1に直交するベクトルをA1ベクトル、直線L2に直交するベクトルをA2ベクトルとすると2直線は
できる。
背景領域を定義したら背景中心BCベクトルを定義する。BCベクトルには単一背景色のIQ値を指定する。
いまIQ平面におけるベクトルXが与えられたとき、ベクトルXのkを計算する。
ベクトルXとBCベクトルを通る直線と、直線Lとの交点をFGベクトルとする。
ベクトルXとBCベクトルを通る直線上のBCベクトルから距離rの点をBC’ベクトルとする。
(9)(11)より次式でkを計算することができる。
0)。
色抜き領域とは次式の色相の変換と輝度の変換を行い、α値は1とし、新たな背景と合成を行わない領域である。
の計算にはA1ベクトル、A2ベクトルを用いる。
この方法によりクロマキーの課題である、背景領域と前景領域の混じりあう領域(BG)の合成と前景領域に背景色が写りこんだ領域(MG)の合成の二つを達成することができる。
αチャンネル付レイヤーとは、各画素のRGB値にα値を追加した画像である。
このレイヤーFGを背景BGと合成するときは次式によって合成画像が計算される。
最後に画像のα値は次式により計算する。
このようにすることにより背景の明るさのばらつきの影響を受けない画像を生成することができる。
このようにαの計算に(32)式のような非線形式を用いることによって、これまでは別々であった、合成領域の処理と色抜き領域の処理が同じ処理で扱えるようになった。
8−1 特徴
図25においては、RGB成分をYIQ色空間に変換して背景画像の抜き取りやクロマキー合成をおこなう場合、輝度Yが変化しても背景画像の色相値(IQ平面における座標)は一定であるという仮定をもとに計算を行なっていた。
本実施の形態の背景中心補正の輝度による色相値(IQ値)の補正処理について説明する。
近年のデジタルカメラの基準色空間であるsRGB、またはTV規格のNTSCではγ=2.2のγ補正がかかっており、実際に画素値として記録されるのは(44)のように非線形変換が行なわれた値が画素値として記録される。
変換対象画素Ro,Go,Boがあたえられたとき、(47)でYo,Io,Qoに変換する。
また、Yに対応したIQ値の配列をI[Y],Q[Y]とする。Tmaxは十分大きな値(10000など)とする。また輝度がしきい値以下のときには一定値とする。このときの輝度をYtとする。
10、12 カメラ
20 ディスプレイ
22,24 編集用ディスプレイ
40 写真の受け取り口
100 処理部
110 編集処理部
120 画像生成部
122 クロマキー合成部
124 クロマキー合成パラメータ演算部
130 音生成部
140 撮影部
160 操作部
170 記憶部
174 描画バッファ
180 情報記憶媒体
190 ディスプレイ
192 音出力部、
194 携帯型情報記憶装置
195 印刷部
196 通信部
Claims (13)
- 抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像から背景部分を抜き取った前景画像を生成するためのプログラムであって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき各画素が背景部分であるか否か判断し、背景部分を抜き取った前景画像を生成する手段と、してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像と、所与の背景画像をクロマキー合成するためのプログラムであって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算手段と、
各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像とをクロマキー合成するクロマキー合成手段と、してコンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至2のいずれかにおいて、
所与の背景画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段を含み、
前記クロマキー合成手段は、
前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の色相成分と所与の背景画像の色相成分を各画素毎に線形合成して、合成画像の色相成分を演算する色相成分合成手段と、
前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像の輝度成分と所与の背景画像の輝度成分を各画素毎に非線形合成して、合成画像の輝度成分を演算する輝度成分合成手段と、
を含むことを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至3のいずれかにおいて、
所定の2直線により色相平面における背景領域を定義し、被写体画像の各画素の色相値が背景領域に属するか否か判断し、背景領域に属しないと判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが前景画像であることを表す第1の値とし、背景領域に属すると判断した画素については、当該クロマキー合成パラメータが背景画像であることを表す第2の値又は第1の値と第2の値の間に位置するいずれかの値にすることを特徴とするプログラム。 - 請求項4において、
前記クロマキー合成パラメータ演算手段は、
色相平面において、背景中心となる色相値及びその周囲の所定のエリアに属する色相値を有する画素については、クロマキー合成パラメータを第2の値とし、
背景領域には属するが前記所定のエリア外に位置する色相値を有する画素については、前記画素の色相平面における位置と前記所定のエリアの外延と前記所定の2直線のいずれかとの距離関係に基づきクロマキー合成パラメータを求めることを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至5のいずれかにおいて、
被写体画像の各画素の輝度成分Yが、第1のしきい値Y1よりも小さい場合には第1の色相値I1、Q1を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至6のいずれかにおいて、
被写体画像の各画素の輝度成分Yが、第2のしきい値Y2(Y2>Y1)よりも大きい場合には第2の色相値I2、Q2を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とするプログラム。 - 請求項1乃至7のいずれかにおいて、
被写体画像の各画素の輝度成分が、第1のしきい値Y1よりもおおきくて第2のしきい値Y2(Y2>Y1)よりも小さい場合にはYを引数とする変動値I(Y)、Q(Y)を色相平面における背景中心値として使用することを特徴とするプログラム。 - コンピュータにより読みとり可能な情報記憶媒体であって、請求項1乃至8のいずれかに記載のプログラムが記憶されていることを特徴とする情報記憶媒体。
- 抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像から背景部分を抜き取った前景画像を生成するための画像生成装置であって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき各画素が背景部分であるか否か判断し、背景部分を抜き取った前景画像を生成する手段と、
を含むことを特徴とする画像生成装置。 - 抜き取り色を背景として被写体を撮影した被写体画像と、所与の背景画像をクロマキー合成するための画像生成装置であって、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算手段と、
各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像とをクロマキー合成するクロマキー合成手段と、
を含むことを特徴とする画像生成装置。 - 撮影された被写体の画像を取り込み、編集してプリントする写真印刷装置であって、
撮像手段を用いて、抜き取り色を背景として被写体の画像を撮影して、被写体画像を取り込む被写体画像取り込み手段と、
取り込まれた被写体画像と所与の背景画像をクロマキー合成して合成画像を生成するクロマキー合成手段と、
合成画像に基づきプリント画像を生成する手段とを含み、
前記クロマキー合成手段は、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶手段と、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換する手段と、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算手段と、
各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像とをクロマキー合成する手段と、
を含むことを特徴とする写真印刷装置。 - 撮影された被写体の画像を取り込み、編集してプリントする写真印刷装置の写真印刷方法であって、
撮像手段を用いて、抜き取り色を背景として被写体の画像を撮影して、被写体画像を取り込む被写体画像取り込みステップと、
取り込まれた被写体画像と所与の背景画像をクロマキー合成して合成画像を生成するクロマキー合成ステップと、
合成画像に基づきプリント画像を生成するステップとを含み、
前記クロマキー合成ステップは、
輝度に関連づけて設定された抜き取り色の背景中心の色相値の補正情報を記憶する補正情報記憶ステップと、
被写体画像の各画素のRGB成分を輝度成分と色相成分に変換するステップと、
被写体画像の各画素の輝度成分と前記背景中心の色相値の補正情報に基づいて、色相平面における背景中心値を決定し、被写体画像の各画素の色相成分と前記背景中心値に基づき、各画素のクロマキー合成パラメータを求めるクロマキー合成パラメータ演算ステップと、
各画素毎に前記クロマキー合成パラメータに基づき被写体画像と所与の背景画像とをクロマキー合成するステップと、
を含むことを特徴とする写真印刷装置の写真印刷方法。
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