JP2008054356A - 画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像の着目する部分を中心とした階調または色を調整することができ、それ以外の意図しない部分が調整の影響を受けることのない画像処理方法を提供する。
【解決手段】階調修正関数を設定する色（Ｃ、Ｍ、Ｙ）等を指定した後、画像の着目部分を指定し、その画像の濃度をピーク濃度Ｖ_Pとするとともに、濃度の上側設定値Ｖ_Lおよび下側設定値Ｖ_Uを設定し、これらのデータから、階調修正関数を作成する。同様に、着目部分の色から色相、明度、彩度を求め、それぞれに対して色修正関数を生成する。これらの階調修正関数および色修正関数を用いて、画像における所望の濃度での階調変換および所望の色での色修正を行う。
【選択図】図１５

Description

本発明は、画像に対して階調変換処理または色修正処理を行う画像処理方法に関する。

例えば、印刷・製版の分野において、作業工程の合理化、画像品質の向上等を目的として、読取原稿に記録されたカラー画像を電気的に処理し、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４版からなるフイルム原版、あるいは、刷版を作成し、これらから所望の印刷物を得るようにした画像読取記録再生システムが広範に用いられている。

この場合、スキャナ装置等によって読み取られたカラー画像は、着目する部分に対して所望の階調あるいは色調からなる印刷物を得るために、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色毎に階調変換処理が行われ、あるいは、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色毎に色修正処理が行われる。

具体的には、階調変換処理では、カラー画像の濃度を所望の出力網％を得ることのできる濃度に変換する処理が行われる。この変換処理に用いられる入力濃度−出力濃度変換テーブルであるトーンカーブは、カラー画像のハイライト（ＨＬ）部分、シャドー（ＳＤ）部分およびミドル（ＭＤ）部分において、オペレータが設定した階調修正係数に従って調整される。しかしながら、トーンカーブは、ＨＬ、ＳＤおよびＭＤの各部分に対して予め準備されている階調修正関数を階調修正係数に基づいて修正することで調整されるため、例えば、ＨＬとＭＤとの間の特定の階調近傍を微調整しようとすると、意図しない部分の階調も変動してしまう不具合があった（特許文献１参照）。

また、色修正処理では、一般的には、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂの６色相を中心とした修正強度関数を予め準備しておき、オペレータが設定した色修正係数を用いて各修正強度関数を修正することにより、所望の色調を得るようにしている。しかしながら、特定部分の色調を調整したい場合、修正強度関数が上記の６色相を中心として設定されているため、意図しない部分の色調も変化してしまう不具合があった。例えば、肌色を調整したい場合、ＲおよびＹの色相を中心とした修正強度関数を修正することになるため、肌色そのものよりも、ＲまたはＹの色相が大きく変化することになる。また、濁った緑を調整したい場合、通常、修正強度関数は彩度の高い色がより修正されるように設定されているため、濁った緑よりも鮮やかな緑が変化することになる。

特開平１０−３２２５５１号公報

本発明は、前記の不具合を解決するためになされたもので、画像の着目する部分を中心とした階調または色を調整することができ、それ以外の意図しない部分が調整の影響を受けることのない画像処理方法を提供することを目的とする。

前記の課題を解決するために、本発明は、画像に対して階調を修正すべき着目部分を指定し、その画像の濃度を基準とする階調修正関数を作成する。そして、この階調修正関数により、予め設定されている階調変換特性を修正し、修正された階調変換特性によって画像の階調変換処理を行う。この場合、所望の濃度近傍の階調変換特性を修正することができる。

なお、階調修正関数は、着目部分の濃度Ｖ_Pをピーク濃度とし、濃度幅Ｗで指定した広がりを持った関数として設定することができる。また、着目点が複数ある場合、濃度Ｖ_Pを複数の着目点の濃度の平均値とし、濃度幅Ｗを複数の着目点の濃度Ｖ_Pの標準偏差σに基づいて設定することもできる。

以上のようにして作成された階調修正関数を着目部分の濃度毎に保存しておき、濃度に応じて所望の階調修正関数を選択し、階調変換特性の修正を行うことができる。

さらに、本発明は、カラー画像に対して色修正すべき着目部分を指定し、その画像の色を基準とする色修正関数を作成する。そして、この色修正関数により、指定した色の色修正処理を行う。

この場合、色修正関数は、色相、明度および彩度に対してそれぞれ設定し、それぞれを独立に修正することができる。

なお、色相に係る色修正関数は、着目部分の色相Ｈ_Pをピークとし、色相幅Ｈ_Wで指定した広がりを持った関数として設定することができる。また、明度に係る色修正関数は、着目部分の明度Ｌ_Pをピークとし、明度終値Ｌ_Uで指定した範囲の関数として設定することができる。さらに、彩度に係る色修正関数は、着目部分の彩度Ｓ_Pをピークとし、彩度終値Ｓ_Uで指定した範囲の関数として設定することができる。これらの着目部分の色相Ｈ_P、明度Ｌ_P、彩度Ｓ_Pは、複数の着目点の値の平均値として設定することができる。

本発明によれば、画像の着目した部分の濃度に対して特定の階調修正関数を設定することができるので、所望の濃度に対して所望の階調変換を行うことができる。また、画像の着目した部分の色に対して特定の色修正関数を設定することができるので、無関係な色を修正することなく、所望の色のみを修正することができる。

図１は、本発明が適用される画像読取記録再生システムの外観構成を示す図である。このシステムは、読取原稿に記録されたカラー画像を読み取る入力スキャナ１０と、読み取られたカラー画像に対して、階調変換処理、色修正処理等を含む画像処理を行う画像処理装置２０と、画像処理されたカラー画像をＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色のフイルム原版として出力する出力装置３０とから基本的に構成される。なお、出力装置３０は、刷版を直接出力する装置として構成することもできる。

画像処理装置２０は、入力スキャナ１０によって読み取られたカラー画像を表示するとともに、画像処理のための各種セットアップパラメータや処理結果等を表示するディスプレイ２２と、オペレータによるセットアップパラメータの入力、画面の切替等のためのキーボード２４、マウス２６とを備える。

図２は、図１に示す画像処理装置２０を中心とする画像処理回路の構成ブロック図である。この画像処理装置２０は、入力スキャナ１０によりカラー画像を色分解して得た３色の濃度データＣ、Ｍ、Ｙを記憶する画像メモリ３２を有する。

画像メモリ３２の後段には、レンジ調整回路３４が設けられる。レンジ調整回路３４は、図３に示すように、オペレータが設定するハイライト（ＨＬ）の設定ＨＬ濃度およびシャドー（ＳＤ）の設定ＳＤ濃度を、基準となるべく予め設定されている画像処理装置２０の内部ＨＬ濃度および内部ＳＤ濃度に変換するための一次変換テーブルα_C、α_M、α_Yを各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ毎に作成し、この一次変換テーブルα_C、α_M、α_Yによって濃度データＣ、Ｍ、Ｙのレンジ調整処理を行う。

レンジ調整回路３４の後段には、階調変換回路３６、信号選択回路３７および色修正回路４０が設けられる。

階調変換回路３６は、所望の網％データＣ、Ｍ、Ｙを得るべく、レンジ調整回路３４から供給される各濃度データＣ、Ｍ、Ｙの階調を、設定した階調変換特性に対応したトーンカーブに従って変換処理する。すなわち、オペレータが設定した階調修正係数に基づいてハイライト（ＨＬ）、ミドル（ＭＤ）、シャドー（ＳＤ）の各濃度における既存の階調修正関数を修正し、また、オペレータが指定した着目部分に対する階調修正関数を新たに生成し、この階調修正関数をオペレータが設定した階調修正係数によって修正し、これらの修正された階調修正関数を用いて各濃度データＣ、Ｍ、Ｙのトーンカーブβ_C、β_M、β_Yを調整し（図４〜図７の点線部参照）、調整されたトーンカーブβ_C、β_M、β_Yを用いて各濃度データＣ、Ｍ、Ｙの階調変換処理を行う。変換された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、後段の加算器４２に供給される。なお、階調変換処理の詳細については、後述する。

信号選択回路３７は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙから最大値および最小値を選択し、ＵＣＲ回路３８およびＫ生成回路３９に供給する回路である。

ＵＣＲ回路３８は、レンジ調整回路３４から供給される各濃度データＣ、Ｍ、Ｙに対して下色除去処理（ＵＣＲ＝Under Color Removal）を行い、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹを算出して加算器４２に負のデータとして加算する。この場合、修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹは、例えば、信号選択回路３７によって選択された濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最大値および最小値とオペレータによって設定されたＵＣＲ強度とから求めることができる。

Ｋ生成回路３９は、信号選択回路３７によって選択された濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最小値を基準とし、階調変換回路３６における濃度データＣ、Ｍ、Ｙと同様の処理によって調整されたトーンカーブβ_K（図４〜図７の点線部参照）に従って濃度データＫを生成する。

色修正回路４０は、レンジ調整回路３４から供給される各濃度データＣ、Ｍ、Ｙにおける色調を所望の色調とする処理を行う。色修正回路４０は、図２に示すように、濃度データＣ、Ｍ、Ｙを色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓに変換するＨＬＳ変換回路４４と、色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓから、オペレータによって設定される各色修正係数を用いて、濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫを算出するＣ修正量算出回路４６、Ｍ修正量算出回路４８、Ｙ修正量算出回路５０、Ｋ修正量算出回路５２とを有する。

Ｃ修正量算出回路４６は、図８に示すように、ＨＬＳ変換回路４４から供給される色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓから、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂの各単位色相と、オペレータが指定した着目部分により特定される単位色相（以下、この単位色相をＤという。）とに対する単位色修正量ｕｃ、ｕｍ、ｕｙ、ｕｒ、ｕｇ、ｕｂ、ｕｄを求める単位色修正量算出回路５４Ｃ、５４Ｍ、５４Ｙ、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ、５４Ｄを有し、これらの単位色修正量ｕｃ、ｕｍ、ｕｙ、ｕｒ、ｕｇ、ｕｂ、ｕｄが加算器５６において加算されることで、修正量ΔＣが求められる。

単位色修正量算出回路５４Ｃは、色相Ｈから、Ｃの色相に対応する色相方向修正強度関数を用いて修正強度ｖｈを算出する色相方向修正強度算出回路５８と、明度Ｌおよび彩度Ｓから、Ｃの色相に対応する明度・彩度方向修正強度関数を用いて修正強度ｖａを算出する明度・彩度方向修正強度算出回路６０と、修正強度ｖｈおよびｖａを乗算する乗算器６２と、この乗算結果である修正強度ｖｒに対し、オペレータによって設定された色修正係数を乗算し、Ｃの色相に対する濃度データＣの単位色修正量ｕｃを算出する乗算器６４とを有する。算出された単位色修正量ｕｃは、加算器５６において、他の単位色修正量ｕｍ、ｕｙ、ｕｒ、ｕｇ、ｕｂ、ｕｄと加算されることにより、濃度データＣの修正量ΔＣが求められる。

なお、既存の色相方向修正強度関数は、図９に示すように、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂの６色相のそれぞれの中心をピークとし、対称的に漸減して隣接する各色相の中心で修正強度が０となるように設定されている。また、既存の明度・彩度方向修正強度関数は、図１０および図１１に示すように、明度Ｌの修正強度および彩度Ｓの修正強度をそれぞれ（０，０）および（１，１）を通る直線とし、これらの掛け算として設定される。

単位色修正量算出回路５４Ｄは、オペレータが指定した着目部分に対する色相方向修正強度関数および明度・彩度方向修正強度関数を新たに生成し、これらの関数と、オペレータが設定した色修正係数とを用いて、単位色修正量ｕｄを算出する。

Ｍ修正量算出回路４８、Ｙ修正量算出回路５０およびＫ修正量算出回路５２は、Ｃ修正量算出回路４６と同様に構成され、また、単位色修正量算出回路５４Ｍ、５４Ｙ、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ、５４Ｄは、単位色修正量算出回路５４Ｃと同様に構成されるため、その説明は省略する。なお、色修正処理の詳細については、後述する。

色修正回路４０で求められた濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫは、加算器６６において、階調変換された濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに加算され、階調および色調の調整された濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋとして網％変換回路６８に供給される。網％変換回路６８は、濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれを出力装置３０の出力特性に応じた網％データに変換し、出力装置３０に供給する。

以上、本発明が適用される画像読取記録再生システムの概略構成および動作について説明した。次に、本発明の特徴とする階調変換処理および色修正処理を中心として詳細に説明する。

読取原稿のカラー画像は、入力スキャナ１０によって読み取られた後、濃度データＣ、Ｍ、Ｙとして画像メモリ３２に格納される。読み取られたカラー画像は、一旦、ディスプレイ２２に表示される。オペレータは、この表示されたカラー画像に対して、ハイライトの設定ＨＬ濃度およびシャドーの設定ＳＤ濃度の設定作業を行う。画像処理装置２０では、設定されたハイライトの設定ＨＬ濃度およびシャドーの設定ＳＤ濃度を内部ＨＬ濃度および内部ＳＤ濃度に変換する一次変換テーブルα_C、α_M、α_Y（図３）を作成し、これをレンジ調整回路３４に設定する。

そこで、画像メモリ３２から読み出された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、レンジ調整回路３４において、前記のように設定された一次変換テーブルα_C、α_M、α_Y（図３）により、内部ＨＬ濃度および内部ＳＤ濃度を基準として変換処理される。

次に、レンジ調整された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、階調変換回路３６、信号選択回路３７および色修正回路４０に供給される。

ここで、画像処理装置２０を構成するディスプレイ２２には、読み出されたカラー画像とともに、図１２に示すトーンカーブ設定画面が表示される。オペレータは、この画面に従い、トーンカーブの調整作業を行う。

先ず、オペレータは、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対して予め設定されている既存のトーンカーブβ_C、β_M、β_Y、β_Kを選択する。なお、各トーンカーブβ_C、β_M、β_Y、β_Kは、カラー画像の種類やオペレータの好みに応じて複数設定しておくことができる。

次に、選択されたトーンカーブβ_X（β_C、β_M、β_Y、β_K）のハイライト（ＨＬ）、ミドル（ＭＤ）、シャドー（ＳＤ）の各部および任意の着目部分の階調を修正するための階調修正係数ｇ_Xwを設定する。なお、以下において、Ｘ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋであり、ｗ＝ｈ、ｍ、ｓ、ｄであり、それぞれ濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋのハイライト（ＨＬ）、ミドル（ＭＤ）、シャドー（ＳＤ）および着目部分（Ｄｅｆ）の階調修正係数であることを表すものとする。この場合、階調修正係数ｇ_Xwは、オペレータが設定するのではなく、既存の係数として図示しないメモリ等から呼び出すことも可能である。

そこで、トーンカーブβ_Xの調整方法の一例を以下に説明する。先ず、調整前の選択されたトーンカーブβ_Xを、ハイライト側の原点を中心として図１３における時計方向に４５゜回転させるとともに、入力濃度方向および出力濃度方向の双方に１／√２だけ圧縮し、新たなトーンカーブβ_X′を作成する。次に、この新たなトーンカーブβ_X′に対して、図１４に示すように、ハイライト（ＨＬ）、ミドル（ＭＤ）、シャドー（ＳＤ）および着目部分（Ｄｅｆ）に対して設定された階調修正関数γ_h、γ_m、γ_sおよびγ_dを加算し、（１）式のようにしてトーンカーブβ_X″を求める。

β_X″＝β_X′＋ｇ_Xh・γ_h＋ｇ_Xm・γ_m＋ｇ_Xs・γ_s＋ｇ_Xd・γ_d
…（１）
ここで、着目部分（Ｄｅｆ）に対する階調修正関数γ_dは、次のようにして設定することができる。

すなわち、オペレータが図１２に示す画面において、「変更」のボタンを選択すると、図１５に示す階調修正関数設定画面がディスプレイ２２に表示される。この画面において、オペレータは、マウス２６を用いて着目部分（画像上の＋が表示されている部分）を指定する。この場合、着目部分としては、複数点を指定することができる。また、所定範囲を線で囲むことで領域として指定することもできる。次いで、「階調・色修正」のボタンを選択すると、「階調修正（Ｃ）」、「階調修正（Ｍ）」、「階調修正（Ｙ）」、「階調修正（Ｌ）」、「色修正」のメニューが表示される。

そこで、オペレータが、例えば、「階調修正（Ｙ）」のメニューを選択した場合について説明する。「階調修正（Ｙ）」は、階調修正関数γ_dを求めるメニューであり、オペレータは、マウス２６によって着目部分を指定するとともに、階調修正関数γ_dの所望の濃度幅Ｗ、下側設定値Ｖ_Lおよび上側設定値Ｖ_Uの強度Ｉ_L、Ｉ_Uを設定する。

画像処理装置２０は、オペレータによって指定された着目部分の濃度データＹの値Ｐ_Yをピーク濃度Ｖ_Pとすると、階調修正関数γ_dの下側設定値Ｖ_Lおよび上側設定値Ｖ_Uを、
Ｖ_L＝（１−Ｗ）・Ｖ_P …（２）
Ｖ_U＝Ｗ＋（１−Ｗ）・Ｖ_P …（３）
として求める。このようにして設定されあるいは求められた各パラメータを用いて、階調修正関数γ_dが（０，０）、（Ｖ_L，Ｉ_L）、（Ｖ_P，１）、（Ｖ_U，Ｉ_U）、（１，０）の５点を通る関数として設定される。この関数は、多次関数による近似、準エルミート補間等の処理によって得ることができる。図１６は、Ｉ_L＝Ｉ_U＝０．５に設定した場合の階調修正関数γ_dを示す。なお、ピーク濃度Ｖ_Pは、着目部分の濃度データＹの値Ｐ_Yとする代わりに、オペレータによって任意の値を設定することも可能である。

オペレータは、以上のようにして設定された階調修正関数γ_dの形状を推定し、ＯＫであれば「登録」のボタンを選択し、登録処理を行う。なお、階調修正関数γ_dは、既に登録されているピーク濃度Ｖ_P、濃度幅Ｗ、強度Ｉ_L、Ｉ_Uを「読出」のボタンを選択することで読み出して修正することも可能である。この場合には、着目部分をマウス２６によって指定する作業を省くことも可能である。また、階調修正関数γ_dの登録時に登録名を設定しておき、読み出し時に登録されている登録名を画面に表示させ、表示された登録名から所望の登録名を選択し、対応する各パラメータを読み出して使用することもできる。

「階調修正（Ｌ）」のメニューを選択した場合には、着目部分の濃度データＣ、Ｍ、Ｙの値Ｐ_C、Ｐ_M、Ｐ_Yを用いて、ピーク濃度Ｖ_Pを、例えば、
Ｖ_P＝０．３Ｐ_C＋０．５９Ｐ_M＋０．１１Ｐ_Y …（４）
として求め、以下、同様にして階調修正関数γ_dを設定することができる。

一方、着目部分を複数点指定した場合には、各着目点の濃度を平均し、その平均値をピーク濃度Ｖ_Pとする。また、各濃度と平均値とから標準偏差σを求めるとともに、０＜Ｗ_min≦Ｗ≦Ｗ_max＜１の関係にあるパラメータＷ_min、Ｗ_maxを設定し、これらから、濃度幅Ｗを、
Ｗ＝３（Ｗ_max−Ｗ_min）・σ／Ｖ_P＋Ｗ_min …（５）
として求め、以下、同様にして階調修正関数γ_dを設定することができる。パラメータＷ_min、Ｗ_maxは、実用上の使用域を制限するための値、例えば、Ｗ_min＝０．２５、Ｗ_max＝０．７５として設定するが、任意のパラメータとしてシステム内部に保持することもできる。なお、Ｗ＞Ｗ_maxとなる場合には、Ｗ＝Ｗ_maxとする。

さらに、着目部分を領域として指定した場合には、領域に含まれる全画像の濃度の平均値に基づいて階調修正関数γ_dを設定することができる。

（１）式に基づき、以上のようにして作成されたトーンカーブβ_X″は、入力濃度方向および出力濃度方向の双方に１／√２だけ伸張させた後、図１３における反時計方向に４５゜回転させることにより、所望の階調変換を得ることのできる新たなトーンカーブβ_XNが得られる。この新たなトーンカーブβ_XNの中、トーンカーブβ_CN、β_MN、β_YNは、階調変換回路３６に設定され、トーンカーブβ_KNは、Ｋ生成回路３９に設定される。

そこで、階調変換回路３６に供給された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、トーンカーブβ_CN、β_MN、β_YNによってそれぞれ階調変換された後、加算器４２に供給される。この場合、オペレータが指示した所望の濃度において階調変換された濃度データＣ、Ｍ、Ｙを得ることができる。

一方、ＵＣＲ回路３８は、信号選択回路３７によって選択された濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最大値および最小値とオペレータによって設定されたＵＣＲ強度とから、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹを算出し、加算器４２に負のデータとして加算する。従って、階調変換回路３６において階調変換された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹによって修正された後、加算器６６に供給される。

また、Ｋ生成回路３９では、信号選択回路３７によって選択された濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最小値を基準として濃度データＫが生成され、この濃度データＫが上述したように設定されたトーンカーブβ_KNにより階調変換され、加算器６６に供給される。

以上のようにして階調変換され、加算器６６に供給された濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋは、以下に示す色修正回路４０によって算出された修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫにより修正され、網％変換回路６８に供給される。

そこで、次に、色修正回路４０での処理について詳細に説明する。

レンジ調整回路３４によってレンジ調整された濃度データＣ、Ｍ、Ｙは、色修正回路４０に供給され、ＨＬＳ変換回路４４において、色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓに変換される。

なお、色相Ｈは０≦Ｈ＜６、明度Ｌは０≦Ｌ＜１、彩度Ｓは０≦Ｓ＜１の範囲に設定する。また、Ｈ＝０はＲ、Ｈ＝１はＹ、Ｈ＝２はＧ、Ｈ＝３はＣ、Ｈ＝４はＢ、Ｈ＝５はＭの各色相を表し（図９参照）、Ｌ＝０は暗い色、Ｌ＝１は明るい色を表し、Ｓ＝０は濁った色、Ｓ＝１は鮮やかな色を表す。

ＨＬＳ変換回路４４では、濃度データＣ、Ｍ、Ｙの最大値Ｑ_max、中間値Ｑ_mid、最小値Ｑ_minを求める。最大値Ｑ_maxを与える濃度データＣ、Ｍ、ＹをＰ_max、中間値Ｑ_midを与える濃度データＣ、Ｍ、ＹをＰ_mid、最小値Ｑ_minを与える濃度データＣ、Ｍ、ＹをＰ_minとすると、
Ｖ＝（Ｑ_mid−Ｑ_min）／（Ｑ_max−Ｑ_min） …（６）
として、Ｐ_max＝Ｙ、且つ、Ｐ_min＝Ｃのとき、
Ｈ＝１−Ｖ …（７）
Ｐ_max＝Ｙ、且つ、Ｐ_min＝Ｍのとき、
Ｈ＝１＋Ｖ …（８）
Ｐ_max＝Ｃ、且つ、Ｐ_min＝Ｍのとき、
Ｈ＝３−Ｖ …（９）
Ｐ_max＝Ｃ、且つ、Ｐ_min＝Ｙのとき、
Ｈ＝３＋Ｖ …（１０）
Ｐ_max＝Ｍ、且つ、Ｐ_min＝Ｙのとき、
Ｈ＝５−Ｖ …（１１）
Ｐ_max＝Ｍ、且つ、Ｐ_min＝Ｃのとき、
Ｈ＝５＋Ｖ …（１２）
として色相Ｈを求める。

また、ＨＬＳ変換回路４４では、明度Ｌを、
Ｌ＝１−Ｑ_max …（１３）
として求める。彩度Ｓは、Ｑ_max≦０ならば、
Ｓ＝０ …（１４）
とし、それ以外の場合には、
Ｓ＝１−（Ｑ_min＋０．１）／（Ｑ_max＋０．１） …（１５）
として求める。

次に、前記のようにして求められた色相Ｈ、明度Ｌ、彩度Ｓは、Ｃ修正量算出回路４６、Ｍ修正量算出回路４８、Ｙ修正量算出回路５０、Ｋ修正量算出回路５２にそれぞれ供給され、修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫの算出処理が行われる。

この場合、画像処理装置２０を構成するディスプレイ２２には、読み出されたカラー画像とともに、図１７に示す色修正画面が表示される。オペレータは、この画面に従い、色修正作業を行う。

オペレータは、カラーコレクション番号を入力することにより、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対して予め設定されている既存の色修正関数を選択し、既存の色修正係数ａ_Xvを呼び出して修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫを算出することができる。なお、Ｘ＝Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋであり、ｖ＝ｃ、ｍ、ｙ、ｒ、ｇ、ｂ、ｄであり、それぞれＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各版に対する６色相Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび着目部分（Ｄｅｆ）の色相の色修正係数であることを表すものとする。

そこで、図８に従って修正量ΔＣの算出処理を説明する。ＨＬＳ変換回路４４によって得られた色相Ｈは、単位色修正量算出回路５４Ｃを構成する色相方向修正強度算出回路５８に入力され、図９に示すように設定された色相Ｃを中心とする色相方向修正強度関数Ｆ_c（Ｈ）により色相修正強度ｖｈが求められる。また、明度Ｌおよび彩度Ｓは、単位色修正量算出回路５４Ｃを構成する明度・彩度方向修正強度算出回路６０に入力され、設定された明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_c（Ｌ，Ｓ）により明度・彩度修正強度ｖａが求められる。これらの色相修正強度ｖｈおよび明度・彩度修正強度ｖａは、乗算器６２によって乗算された後、乗算器６４によって色修正係数ａ_Ccが乗算され、Ｃ色相修正強度ｕｃが算出される。すなわち、Ｃ色相修正強度ｕｃは、
ｕｃ＝Ｆ_c（Ｈ）・Ｇ_c（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cc …（１６）
として求められる。

同様にして、単位色修正量算出回路５４Ｍ、５４Ｙ、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ、５４Ｄにおいて、Ｍ色相修正強度ｕｍ、Ｙ色相修正強度ｕｙ、Ｒ色相修正強度ｕｒ、Ｇ色相修正強度ｕｇ、Ｂ色相修正強度ｕｂおよび着目部分（Ｄｅｆ）の色相の修正強度であるＤ色相修正強度ｕｄは、色相方向修正強度関数Ｆ_v（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_v（Ｌ，Ｓ）を用いて、それぞれ、次のようにして求められる。なお、色相方向修正強度関数Ｆ_v（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_v（Ｌ，Ｓ）におけるｖは、ｃ、ｍ、ｙ、ｒ、ｇ、ｂ、ｄであり、６色相Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｒ、Ｇ、Ｂおよび着目部分（Ｄｅｆ）の色相の各関数であることを表すものとする。

ｕｍ＝Ｆ_m（Ｈ）・Ｇ_m（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cm …（１７）
ｕｙ＝Ｆ_y（Ｈ）・Ｇ_y（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cy …（１８）
ｕｒ＝Ｆ_r（Ｈ）・Ｇ_r（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cr …（１９）
ｕｇ＝Ｆ_g（Ｈ）・Ｇ_g（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cg …（２０）
ｕｂ＝Ｆ_b（Ｈ）・Ｇ_b（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cb …（２１）
ｕｄ＝Ｆ_d（Ｈ）・Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）・ａ_Cd …（２２）
以上のようにして求められたＣ色相修正強度ｕｃ、Ｍ色相修正強度ｕｍ、Ｙ色相修正強度ｕｙ、Ｒ色相修正強度ｕｒ、Ｇ色相修正強度ｕｇ、Ｂ色相修正強度ｕｂ、Ｄ色相修正強度ｕｄは、加算器５６において加算されることで、濃度データＣに対する修正量ΔＣが算出される。

ここで、着目部分の色相Ｄに対する色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）は、次のようにして設定することができる。

すなわち、オペレータが図１７に示す画面において、「変更」のボタンを選択すると、図１８に示す修正強度関数設定画面がディスプレイ２２に表示される。この画面において、オペレータは、マウス２６を用いて着目部分（画像上の＋が表示されている部分）を指定する。この場合、着目部分としては、複数点を指定することができる。また、所定範囲を線で囲むことで領域として指定することもできる。次いで、「階調・色修正」のボタンを選択すると、「階調修正（Ｃ）」、「階調修正（Ｍ）」、「階調修正（Ｙ）」、「階調修正（Ｌ）」、「色修正」のメニューが表示される。オペレータは、このメニューから「色修正」を選択する。

画像処理装置２０は、オペレータがマウス２６によって指定した着目部分の色相Ｈ、明度Ｌ、彩度ＳをＨＬＳ変換回路４４により求め、得られた色相Ｈの値Ｈ_Cをピーク色相Ｈ_Pとし、色相幅Ｈ_W（０＜Ｈ_W＜１）をパラメータとして、色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）を、図１９に示すように、（Ｈ_P−Ｈ_W，０）、（Ｈ_P、１）、（Ｈ_P＋Ｈ_W，０）の３点を区間内で直線補間して設定する。なお、色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）は、図９に示す他の色相方向修正強度関数と同様に、０＜Ｈ＜６の範囲で循環的に定義される関数である。そのため、Ｈ_P−Ｈ_W＜０の場合、あるいは、Ｈ_P＋Ｈ_W＞６の場合には、例えば、色相方向修正強度関数Ｆ_r（Ｈ）のように、循環範囲に対応させて色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）を設定する。

なお、色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）は、図２０に示すように、（Ｈ_P−Ｈ_W，０）、（Ｈ_P−Ｈ_W／２，１）、（Ｈ_P＋Ｈ_W／２，１）、（Ｈ_P＋Ｈ_W，０）の４点を区間内で直線補間して設定してもよい。さらに、図２１に示すように、形状係数Ａを用いて、
Ｆ_d（Ｈ）＝Ａ・（Ｈ−Ｈ_P）²＋１ …（２３）
となるように設定することもできる。

また、明度Ｌは、指定した着目部分（Ｄｅｆ）の明度Ｌの値Ｌ_Cをピーク明度Ｌ_Pとし、明度終値Ｌ_uを、
Ｌ_u＝１−Ｌ_C …（２４）
として、明度方向修正強度関数ｇ１_d（Ｌ）を、図２２に示すように、（０，０）、（Ｌ_P，１）、（１，Ｌ_u）の３点を区間内で直線補間して設定する。

さらに、彩度Ｓは、指定した着目部分の彩度Ｓの値Ｓ_Cをピーク彩度Ｓ_Pとし、彩度終値Ｓ_uを、
Ｓ_u＝１−Ｓ_C …（２５）
として、彩度方向修正強度関数ｇ２_d（Ｌ）を、図２３に示すように、（０，０）、（Ｓ_P，１）、（１，Ｓ_u）の３点を区間内で直線補間して設定する。

明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）は、以上のようにして設定された明度方向修正強度関数ｇ１_d（Ｌ）および彩度方向修正強度関数ｇ２_d（Ｌ）から、
Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）＝ｇ１_d（Ｌ）・ｇ２_d（Ｌ） …（２６）
として設定される。

以上のようにして設定された色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）の各パラメータであるピーク色相Ｈ_P、色相幅Ｈ_W、ピーク明度Ｌ_P、明度終値Ｌ_u、ピーク彩度Ｓ_P、彩度終値Ｓ_uは、図１８に示すようにして表示される。オペレータは、その表示に従って色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）の形状を推定し、ＯＫであれば「登録」のボタンを選択し、登録処理を行う。この場合、登録名を設定することができる。また、色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）は、「読出」のボタンを操作することにより、既に登録されている登録名を画面に表示させ、表示された登録名から所望の登録名を選択して各パラメータを読み出して修正することもできる。この場合には、着目部分をマウス２６によって指定する作業を省くことも可能である。

なお、着目部分を複数点指定し、あるいは、領域として指定した場合には、以下のようにして処理する。

色相Ｈは、０と６とで同一色相を示す０〜６の範囲で循環する値である。そこで、指定された複数の着目点あるいは領域内の画素の色相Ｈの最大値および最小値を求め、その差をＨ_Aとする。一方、色相Ｈが３以上となるものの色相ＨをＨ−６に置き換えた後、置き換えられた色相Ｈ′の最大値および最小値を求め、その差をＨ_Bとする。次いで、Ｈ_AとＨ_Bとを比較し、小さい方を与えるときの前記最大値および最小値をＨ_maxおよびＨ_minとする。次に、色相ＨまたはＨ′の平均値を求める。なお、この平均値がマイナスとなるときには、その値に６を加算する。このようにして求めた色相Ｈの平均値をＨ_Pとする。さらに、最大値Ｈ_maxと最小値Ｈ_minとから、
Ｈ_dif＝Ｈ_max−Ｈ_min …（２７）
とし、Ｈ_dif＞２であれば、着目部分の複数の色相Ｈが離れ過ぎていると判定して処理を中止する。また、Ｈ_dif≦２であれば、
Ｈ_W＝０．５・Ｈ_dif＋０．５ …（２８）
とし、Ｈ_W＞１であれば、Ｈ_W＝１とし、前述したようにして色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）を求める。

また、明度Ｌの場合には、明度Ｌの平均値をピーク明度Ｌ_Pとし、また、明度Ｌの最大値をＬ_maxとして、明度終値Ｌ_uを、
Ｌ_u＝（Ｌ_max−１）・Ｌ_P／（１−Ｌ_P）＋１ …（２９）
として求め、前述したようにして明度方向修正強度関数ｇ１_d（Ｌ）を求める。

さらに、彩度Ｓの場合には、彩度Ｓの平均値をピーク彩度Ｓ_Pとし、また、彩度Ｓの最大値をＳ_maxとして、彩度終値Ｓ_uを、
Ｓ_u＝（Ｓ_max−１）・Ｓ_P／（１−Ｓ_P）＋１ …（３０）
として求め、前述したようにして彩度方向修正強度関数ｇ２_d（Ｓ）を求める。

色修正回路４０においては、以上のようにして、各濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに対する修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫが算出される。この場合、各修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫは、オペレータが指定した着目部分の色に対して所望の修正がなされている。

これらの修正量ΔＣ、ΔＭ、ΔＹ、ΔＫは、加算器６６において、階調変換された濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋに加算された後、網％変換回路６８に供給される。網％変換回路６８では、修正された濃度データＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋが網％データに変換され、出力装置３０に出力される。出力装置３０では、前記網％からＣ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各版のフイルム原版あるいは刷版が作成される。

なお、上記の説明では、階調修正関数γ_d、色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）を、それぞれ１つずつ設定することとしているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、肌色と空色とのように、色域が異なる複数の着目部分についてそれぞれ関数を設定し、階調変換処理および色修正処理を行うこともできる。具体的には、図１２に示すトーンカーブの設定において、複数の階調修正係数設定部（Ｄｅｆ）を設け、それぞれに対して「変更」のボタンを選択して各階調修正関数γ_dを設定登録した後、（１）式に加算する処理を行うことにより、登録された各階調修正関数γ_dを独立に重畳して作用させることができる。同様に、図１７に示すカラーコレクションにおいて、複数の色修正係数設定部（Ｄｅｆ）を設け、それぞれに対して「変更」のボタンを選択して各色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）を設定登録した後、図８に示す加算器５６に加算する処理を行うことにより、登録された各色相方向修正強度関数Ｆ_d（Ｈ）および明度・彩度方向修正強度関数Ｇ_d（Ｌ，Ｓ）を独立に重畳して作用させることができる。

本発明が適用される画像読取記録再生システムの外観構成を示す図である。 画像処理装置を中心とした画像処理回路の構成ブロック図である。 レンジ調整回路における設定濃度と内部濃度との変換特性の説明図である。 階調変換回路におけるハイライト濃度側での階調変換特性の調整処理の説明図である。 階調変換回路における中間濃度側での階調変換特性の調整処理の説明図である。 階調変換回路におけるシャドー濃度側での階調変換特性の調整処理の説明図である。 階調変換回路における着目部分の濃度近傍での階調変換特性の調整処理の説明図である。 色修正回路におけるＣ修正量算出回路の構成ブロック図である。 色相方向修正強度関数の説明図である。 明度の修正強度関数の説明図である。 彩度の修正強度関数の説明図である。 トーンカーブ設定画面の説明図である。 階調変換特性の調整処理の説明図である。 階調変換特性の調整処理の説明図である。 着目部分の濃度に対する階調修正関数の設定画面の説明図である。 着目部分の濃度に対する階調変換特性を修正する階調修正関数の説明図である。 色修正画面の説明図である。 着目部分の色相、明度、彩度に対する色修正の調整処理画面の説明図である。 着目部分に対する色相方向修正強度関数の説明図である。 着目部分に対する色相方向修正強度関数の他の実施形態の説明図である。 着目部分に対する色相方向修正強度関数の他の実施形態の説明図である。 着目部分に対する明度方向修正強度関数の説明図である。 着目部分に対する彩度方向修正強度関数の説明図である。

符号の説明

１０…入力スキャナ ２０…画像処理装置
２２…ディスプレイ ３０…出力装置
３４…レンジ調整回路 ３６…階調変換回路
３７…信号選択回路 ３８…ＵＣＲ回路
３９…Ｋ生成回路 ４０…色修正回路
４４…ＨＬＳ変換回路 ４６…Ｃ修正量算出回路
４８…Ｍ修正量算出回路 ５０…Ｙ修正量算出回路
５２…Ｋ修正量算出回路
５４Ｃ、５４Ｍ、５４Ｙ、５４Ｒ、５４Ｇ、５４Ｂ、５４Ｄ…単位色修正量算出回路
５８…色相方向修正強度算出回路 ６０…明度・彩度方向修正強度算出回路
６８…網％変換回路

Claims (13)

1. 画像に対して階調変換処理を行う画像処理方法において、
   画像の着目部分を指定するステップと、
   指定された前記着目部分の濃度を基準とする階調修正関数を作成するステップと、
   予め設定されている階調変換特性を前記階調修正関数により修正するステップと、
   からなり、修正された前記階調変換特性により前記画像の階調変換処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
2. 請求項１記載の方法において、
   前記階調修正関数は、前記着目部分の濃度Ｖ_Pと、濃度幅Ｗ（０＜Ｗ＜１）とから、
   Ｖ_L＝（１−Ｗ）・Ｖ_P
   Ｖ_U＝Ｗ＋（１−Ｗ）・Ｖ_P
   として求まる設定値Ｖ_L、Ｖ_Uと、前記設定値Ｖ_L、Ｖ_Uにおける強度Ｉ_L、Ｉ_Uとを用いて、（０，０）、（Ｖ_L，Ｉ_L）、（Ｖ_P，１）、（Ｖ_U，Ｉ_U）、（１，０）の５点を通る関数として求めることを特徴とする画像処理方法。
3. 請求項１または２記載の方法において、
   前記着目部分の濃度は、複数の着目点の濃度の平均値として設定されることを特徴とする画像処理方法。
4. 請求項２記載の方法において、
   前記着目部分の濃度Ｖ_Pは、複数の着目点の濃度の平均値として設定され、前記濃度幅Ｗは、前記濃度Ｖ_Pの標準偏差σと、０＜Ｗ_min＜Ｗ_max＜１として設定されるパラメータＷ_min、Ｗ_maxを用いて、
   Ｗ＝３（Ｗ_max−Ｗ_min）・σ／Ｖ_P＋Ｗ_min
   として設定されることを特徴とする画像処理方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の方法において、
   前記階調修正関数を保存し、保存した前記階調修正関数を読み出して使用することを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項５記載の方法において、
   読み出した前記階調修正関数が修正可能であることを特徴とする画像処理方法。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載の方法において、
   前記着目部分の濃度は、当該着目部分を構成する３原色Ｃ、Ｍ、Ｙの各濃度の１次結合によって算出されることを特徴とする画像処理方法。
8. カラー画像に対して色修正処理を行う画像処理方法において、
   カラー画像の着目部分を指定するステップと、
   指定された前記着目部分の色を基準とする色修正関数を作成するステップと、
   前記色修正関数により指定した前記色を修正するステップと、
   からなることを特徴とする画像処理方法。
9. 請求項８記載の方法において、
   前記色修正関数は、前記色を構成する色相、明度、彩度に対してそれぞれ設定されることを特徴とする画像処理方法。
10. 請求項９記載の方法において、
    色相に係る前記色修正関数は、前記着目部分の色相Ｈ_Pと、色相幅Ｈ_W（０＜Ｈ_W＜１）とを用いて、（Ｈ_P−Ｈ_W，０）、（Ｈ_P，１）、（Ｈ_P＋Ｈ_W，０）の３点を区間内で補間して求めることを特徴とする画像処理方法。
11. 請求項９記載の方法において、
    明度に係る前記色修正関数は、前記着目部分の明度Ｌ_Pと、
    Ｌ_U＝１−Ｌ_P
    として求まる明度終値Ｌ_Uとを用いて、（０，０）、（Ｌ_P，１）、（１，Ｌ_U）の３点を区間内で補間して求めることを特徴とする画像処理方法。
12. 請求項９記載の方法において、
    彩度に係る前記色修正関数は、前記着目部分の彩度Ｓ_Pと、
    Ｓ_U＝１−Ｓ_P
    として求まる彩度終値Ｓ_Uとを用いて、（０，０）、（Ｓ_P，１）、（１，Ｓ_U）の３点を区間内で補間して求めることを特徴とする画像処理方法。
13. 請求項８〜１２のいずれかに記載の方法において、
    前記着目部分の色は、複数の着目点の値の平均値として設定されることを特徴とする画像処理方法。

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