JP2021170343A - 画像処理装置、画像処理方法及びプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
しかしながら、このように一律に補正処理を行なってしまうと、検出された肌色の領域における、部分的に肌色とは異なる色の領域(例えば、化粧を施した領域や、肌本来の透明感がある領域)が補正処理により目立たなくなる等の問題が生じる。
肌が含まれる画像の画素領域における、第1の画素と比較して彩度が高い第2の画素の画素領域を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された第2の画素からなる画素領域については、前記肌が含まれる画像の輝度成分を平滑化する強度を前記第1の画素の画素領域よりも軽減するように、前記肌が含まれる画像の画素領域に平滑化処理を施すよう制御する制御手段と、
前記取得手段によって取得された画像から、前記制御手段により平滑化処理を施す前の画像と、予め設定された強度で前記制御手段により平滑化処理を施した後の画像と、を生成する生成手段と、
予め用意されている彩度が画素ほど透過度が高くなるように設定されたマップを前記平滑化処理の強度の情報として用いることによって、前記第2の画素の画素領域の強度を前記第1の画素の画素領域の強度よりも軽減するように、前記生成手段によって生成された平滑化処理を施す前の画像と前記平滑化処理を施した後の画像とを合成する合成手段と、
を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の画像処理装置の一実施形態に係る撮像装置1のハードウェアの構成を示すブロック図である。
撮像装置1は、例えば、画像処理機能を備えるデジタルカメラとして構成される。
フォーカスレンズは、イメージセンサの受光面に被写体像を結像させるレンズである。ズームレンズは、焦点距離を一定の範囲で自在に変化させるレンズである。
光学レンズ部にはまた、必要に応じて、焦点、露出、ホワイトバランス等の設定パラメータを調整する周辺回路が設けられる。
光電変換素子は、例えばCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)型の光電変換素子等から構成される。光電変換素子には、光学レンズ部から被写体像が入射される。そこで、光電変換素子は、被写体像を光電変換(撮像)して画像信号を一定時間蓄積し、蓄積した画像信号をアナログ信号としてAFEに順次供給する。
AFEは、このアナログの画像信号に対して、A/D(Analog/Digital)変換処理等の各種信号処理を実行する。各種信号処理によって、ディジタル信号が生成され、撮像部16の出力信号として出力される。
このような撮像部16の出力信号は、撮像された画像としてCPU11や図示しない画像処理部等に適宜供給される。
出力部18は、ディスプレイやスピーカ等で構成され、画像や音声を出力する。
記憶部19は、ハードディスク或いはDRAM(Dynamic Random Access Memory)等で構成され、各種画像を記憶する。
通信部20は、インターネットを含むネットワークを介して他の装置(図示せず)との間で行う通信を制御する。
具体的に、肌画像補正処理において、撮像装置1は、画像における肌色の画素領域に対し補正処理を行なう。また、撮像装置1は、画像における、彩度が周辺画素とは異なる画素領域を取得する。更に、撮像装置1は、取得した画素領域について、補正処理を軽減するよう制御する。
従って、撮像装置1は、一般的な技術のように一律に補正処理を行なってしまうと、部分的に肌色とは異なる色の領域(例えば、化粧を施した領域や、透明感がある領域)が補正処理により目立たなくなる、といった問題を解消することができる。
次に、図2及び図3を参照して、肌画像補正処理について説明する。図2は、肌画像補正処理の処理過程を説明するための模式図である。また、図3は、肌画像補正処理における画像の合成について説明するための模式図である。
まず、図2に示すように、撮像装置1は、肌画像補正処理の対象となる画像(以下、「元画像」と称する。)を取得する。元画像がどのような画像であるかは特に限定されないが、ここでは、元画像として人物の顔が含まれる画像であって、画像パラメータとしてYUVで表現される画像を元画像とすることを想定する。ここで、YUVでは、輝度成分の信号Y、青色成分の差分信号Cb、及び赤色成分の差分信号Crそれぞれが示すディジタル値に基づいて画像が表現される。
次に、撮像装置1は、元画像に対して、εフィルタを用いた平滑化処理(以下、「ε処理」と称する。)を行なう。εフィルタを用いた平滑化処理では、取得した元画像に対して、画像内の急峻な輝度値の変化を維持しつつ小信号ノイズを除去する。これにより、エッジを残して小さな凹凸を除去することで平坦な画像を生成することができる。εフィルタを用いた平滑化処理は、元画像の肌色領域に対応する画素を対象として行われてもよいし、元画像全体の画素を対象として行われてもよい。
第1ε処理において、撮像装置1は、YUVにおけるY成分を対象としてεフィルタを用いた平滑化処理を行なう。これにより、元画像における輝度成分を平滑化して、肌色補正を行なうことができる。
次に、撮像装置1は、第1ε処理後の画像に対して、第2ε処理を行なう。この第2ε処理において、撮像装置1は、YUVにおけるUV成分を対象としてεフィルタを用いた平滑化処理を行なう。
この第2ε処理で用いられるεフィルタには、所定のフィルタ係数が設定される。具体的には、UV値が周辺画素の画素値よりも所定値低い中心画素(すなわち、彩度が周辺画素よりも低い画素)については、周辺画素のUV値の影響が軽減される(あるいは、周辺画素のUV値の影響を無視する)ようにフィルタ係数が設定されたεフィルタが用いられる。
一方で、撮像装置1は、後述の「A5:化粧保護」を行なうために必要となる肌マップを作成する。なお、この肌マップ作成は、上記の「A2:第1ε処理」及び「A3:第2ε処理」よりも後に行われてもよいし、先に行われてもよい。あるいは、演算処理部による時分割処理や、複数の演算処理部による並行処理を行なうことにより、並行して行われてもよい。
次に、撮像装置1は、肌マップの透過率に基づいて、第1ε処理及び第2ε処理前の元画像と、第2ε処理後の画像を合成する。例えば、各画素において設定された透過度で元画像のUV成分と、第2ε処理後画像のUV成分とを置き換えることにより合成をする。この合成により作成された画像が、肌画像補正処理における最終画像となる。
最後に、撮像装置1は、「A5:化粧保護」により作成された最終画像を出力する。この最終画像は、「A2:第1ε処理」及び「A3:第2ε処理」にて、それぞれ、YUVの成分について平滑化されることにより肌の質感の表現が補正される一方で、「A3:第2ε処理」及び「A5:化粧保護」にて、彩度に応じて補正を軽減することにより化粧による効果や肌本来の透明感の表現を残した画像である。
すなわち、上述したように肌画像補正処理を行なうことにより、肌が含まれる画像に対する画像処理において、より適切な補正を行なうことができる。
図4は、図1の撮像装置1の機能的構成のうち、上述した肌画像補正処理を実行するための機能的構成を示す機能ブロック図である。
以下で特に言及しない場合も含め、これら機能ブロック間では、肌画像補正処理を実現するために必要なデータを、適切なタイミングで適宜送受信する。
図5は、図4の機能的構成を有する図1の撮像装置1が実行する肌画像補正処理の流れを説明するフローチャートである。
肌画像補正処理は、ユーザによる入力部17への肌画像補正処理開始の操作により開始される。
肌画像補正処理開始の操作は、撮影指示操作であって、この撮影指示操作に応じて撮像部16により撮像され、現像処理が行われた画像に対して、引き続き肌画像補正処理を行ってもよく、また、画像記憶部191に記憶されている画像を選択し、その選択された画像に対する肌画像補正処理開始の操作であってもよい。
顔が検出されなかった場合(ステップS13においてNo)、肌画像補正処理は終了する。これにより、第1εフィルタ処理が行われた画像が作成される。
一方で、顔が検出された場合(ステップS13においてYes)、処理はステップS14に進む。
全ての器官について画像合成を行っていない場合(ステップS19においてNo)、ステップS18において、未処理の器官を対象として画像合成を行なう。
一方で、全ての器官について画像合成を行っている場合(ステップS19においてYes)、処理はステップS20に進む。このステップS18及びステップS19は上述した「A5:復元処理」に相当する。
以上のように構成される撮像装置1は、補正実行部113と、軽減画素特定部114と、補正制御部115と、を備える。
補正実行部113は、画像における肌色の画素領域に対し補正処理する。
軽減画素特定部114は、画像における、彩度が周辺画素とは異なる画素領域を取得する。
補正制御部115は、軽減画素特定部114によって取得された画素領域について、補正実行部113による補正処理を軽減するよう制御する。
これにより、肌が含まれる画像に対する画像処理において、より適切な補正を行なうことができる。例えば、化粧による効果や肌本来の透明感の表現と、肌の質感の表現とを両立させた画像処理を行なうことができる。
画像は顔の領域を含む。
顔検出部112は、顔の領域に存在する器官を検出する。
軽減画素特定部114は、顔検出部112によって検出された器官周辺であって、その彩度が周辺画素よりも高い画素領域を取得する。
これにより、器官周辺の彩度が周辺画素よりも高い画素領域において、他の画素領域における低い彩度が平滑化されることにより、色がなくなり化粧の効果が失われることを防止できる。すなわち、器官周辺に施される化粧による効果を残したまま、より適切な補正を行なうことができる。
これにより、特に目元に施されるアイシャドウやアイラインといった化粧による効果を残したまま、より適切な補正を行なうことができる。
これにより、特に唇に施される口紅やグロスといった化粧による効果を残したまま、より適切な補正を行なうことができる。
これにより、彩度が周辺画素よりも低い画素領域における階調を保護することができる。そのため、彩度が周辺画素よりも低い画素領域において、他の画素領域における高い彩度が平滑化されることにより、色がついて肌の透明感が失われることを防止できる。
画像記憶部191は、画像取得部111によって入力された画像を保持する。
補正実行部113は、画像取得部111によって入力され、画像記憶部191に保持されなかった画像における肌色の画素領域を補正処理する。
合成部116は、補正制御部115によって補正処理が軽減された画像と、画像記憶部191に保持された画像とを、画素の透過度が設定されたマップを用いて合成する。
これにより、補正を行っていない画像と、補正を行った画像との双方の特徴を兼ね合わせた画像を作成することができる。
これにより、補正処理を軽減する処理を実行する都度、補正処理を軽減する画素領域を特定する必要をなくすことができる。
これにより、通常通り補正処理を行なった後に、補正処理を軽減することができる。すなわち、補正処理の軽減のために特別な補正処理を行なう必要をなくすことができる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。例えば、上述の実施形態を以下の変形例のように変形してもよい。
上述した実施形態では、「A3:第2ε処理」において、εフィルタを用いた平滑化処理を行なった後、「A5:復元処理」において、彩度が周辺画素よりも高い画素ほど透過度が高くなるように設定された肌マップに基づいて、置き換えを行なうことにより合成を行っていた。これに限らず、置き換えを行わないようにしてもよい。この場合、「A3:第2ε処理」において、彩度が周辺画素よりも高い画素については、εフィルタを用いた平滑化処理の対象外とし、この画素については、平滑化処理を行わないようにすればよい。
上述した実施形態では、「A2:第1ε処理」と「A3:第2ε処理」のそれぞれにおいて、εフィルタを用いた平滑化処理を行って、肌色を補正していた。これに限定されず、画像における肌色を補正する処理であれば、εフィルタを用いた平滑化処理以外の、他の処理により補正を行なうようにしてもよい。
上述した実施形態では、画像におけるユーザの特性に関わらず、肌画像補正処理を行っていた。これに限らず、ユーザの特性に基づいて、肌画像補正処理を行わないようにしてもよい。例えば、撮像装置1に、画像を解析することにより、性別検出する機能ブロックを更に追加し、画像におけるユーザが男性であると検出された場合には、化粧がなされている可能性が低いので、肌画像補正処理を行わないようにしてもよい。
上述した実施形態では、器官の周辺について「A4:肌マップ作成」による肌マップの作成を行い、「A5:復元処理」において、器官の周辺を対象として置き換えを行なうことにより合成を行っていた。
これに限らず、器官以外の部位を対象として置き換えを行なうようにしてもよい。例えば、器官の周辺を対象として置き換えを行なった後に、器官以外の部位における、彩度が周辺画素よりも高い画素についても「A4:肌マップ作成」による肌マップの作成を行い、「A5:復元処理」において、この部位を対象として置き換えを行なうことにより合成を行なうようにしてもよい。これにより、例えば、化粧を施しているチーク(頬)の領域についても平滑化処理を軽減することができる。
また、本変形例と、上述の<置き換えを行わない変形例>と組み合わせた場合には、例えば、化粧を施しているチーク(頬)の領域についても平滑化処理を行わないことができる。
また、上述の実施形態では、本発明が適用される撮像装置1は、デジタルカメラを例として説明したが、特にこれに限定されない。
例えば、本発明は、美白処理機能を有する電子機器一般に適用することができる。具体的には、例えば、本発明は、ノート型のパーソナルコンピュータ、プリンタ、テレビジョン受像機、ビデオカメラ、携帯型ナビゲーション装置、携帯電話機、スマートフォン、ポータブルゲーム機等に適用可能である。
換言すると、図4の機能的構成は例示に過ぎず、特に限定されない。即ち、上述した一連の処理を全体として実行できる機能が撮像装置1に備えられていれば足り、この機能を実現するためにどのような機能ブロックを用いるのかは特に図4の例に限定されない。
また、1つの機能ブロックは、ハードウェア単体で構成してもよいし、ソフトウェア単体で構成してもよいし、それらの組み合わせで構成してもよい。
本実施形態における機能的構成は、演算処理を実行するプロセッサによって実現され、本実施形態に用いることが可能なプロセッサには、シングルプロセッサ、マルチプロセッサ及びマルチコアプロセッサ等の各種処理装置単体によって構成されるものの他、これら各種処理装置と、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)やFPGA(Field‐Programmable Gate Array)等の処理回路とが組み合わせられたものを含む。
コンピュータは、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータであってもよい。また、コンピュータは、各種のプログラムをインストールすることで、各種の機能を実行することが可能なコンピュータ、例えば汎用のパーソナルコンピュータであってもよい。
[付記1]
画像における肌色の画素領域に対し補正処理する補正手段と、
前記画像における、彩度が周辺画素とは異なる画素領域を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された画素領域について、前記補正手段による補正処理を軽減するよう制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像処理装置。
[付記2]
前記画像は顔の領域を含み、
前記顔の領域に存在する器官を検出する器官検出手段を更に備え、
前記取得手段は、前記器官検出手段によって検出された器官周辺であって、その彩度が周辺画素よりも高い画素領域を取得することを特徴とする付記1に記載の画像処理装置。
[付記3]
前記器官とは目であり、前記器官周辺とは目元であることを特徴とする付記2に記載の画像処理装置。
[付記4]
前記器官とは口であり、前記器官周辺とは唇であることを特徴とする付記2に記載の画像処理装置。
[付記5]
前記取得手段は、その彩度が周辺画素よりも低い画素領域を取得することを特徴とする付記1記載の画像処理装置。
[付記6]
画像入力手段と、
前記画像入力手段によって入力された画像を保持する保持手段と、を更に備え、
前記補正手段は、前記画像入力手段によって入力され、前記保持手段に保持されなかった画像における肌色の画素領域を補正処理し、
前記制御手段によって補正処理が軽減された画像と、前記保持手段に保持された画像とを、画素の透過度が設定されたマップを用いて合成する合成手段を更に備えたことを特徴とする付記1乃至5の何れか1に記載の画像処理装置。
[付記7]
前記補正手段による補正処理を行う前の画像に前記補正処理を軽減する画素領域を設定する設定手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像処理装置。
[付記8]
前記制御手段は、前記補正手段によって補正処理がされた後の画像について、前記補正手段による補正処理を軽減するよう制御することを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像処理装置。
[付記9]
画像における肌色の画素領域に対し補正処理する補正ステップと、
前記画像における、彩度が周辺画素とは異なる画素領域を取得する取得ステップと、
前記取得ステップによって取得された画素領域について、前記補正ステップによる補正処理を軽減するよう制御する制御ステップと、
を有することを特徴とする画像処理方法。
[付記10]
画像における肌色の画素領域に対し補正処理する補正手段、
前記画像における、彩度が周辺画素とは異なる画素領域を取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された画素領域について、前記補正手段による補正処理を軽減するよう制御する制御手段、
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。
Claims (7)
- 肌が含まれる画像の画素領域における、第1の画素と比較して彩度が高い第2の画素の画素領域を取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された第2の画素からなる画素領域については、前記肌が含まれる画像の輝度成分を平滑化する強度を前記第1の画素の画素領域よりも軽減するように、前記肌が含まれる画像の画素領域に平滑化処理を施すよう制御する制御手段と、
前記取得手段によって取得された画像から、前記制御手段により平滑化処理を施す前の画像と、予め設定された強度で前記制御手段により平滑化処理を施した後の画像と、を生成する生成手段と、
予め用意されている彩度が画素ほど透過度が高くなるように設定されたマップを前記平滑化処理の強度の情報として用いることによって、前記第2の画素の画素領域の強度を前記第1の画素の画素領域の強度よりも軽減するように、前記生成手段によって生成された平滑化処理を施す前の画像と前記平滑化処理を施した後の画像とを合成する合成手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。 - 前記画像は顔の画像を含み、
前記顔に存在する器官に対応する画像を検出する器官画像検出手段を更に備え、
前記第2の画素の画素領域とは、前記器官画像検出手段によって検出された器官に対応する画像の周辺の画素領域であることを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。 - 前記器官とは目であり、前記第2の画素の画像領域とは目元に対応する画素領域であることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記器官とは口であり、前記第2の画素の画像領域とは唇に対応する画素領域であることを特徴とする請求項2に記載の画像処理装置。
- 前記制御手段による平滑化処理を施す前の画像に前記平滑化処理を施す画素領域を設定する設定手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載の画像処理装置。
- 肌が含まれる画像の画素領域における、第1の画素と比較して彩度が高い第2の画素の画素領域を取得する取得ステップと、
前記取得ステップにて取得された第2の画素からなる画素領域については、前記肌が含まれる画像の輝度成分を平滑化する強度を前記第1の画素の画素領域よりも軽減するように、前記肌が含まれる画像の画素領域に平滑化処理を施すよう制御する制御ステップと、
前記取得ステップにて取得された画像から、前記制御ステップにて平滑化処理を施す前の画像と、予め設定された強度で前記制御ステップにて平滑化処理を施した後の画像と、を生成する生成ステップと、
予め用意されている彩度が画素ほど透過度が高くなるように設定されたマップを前記平滑化処理の強度の情報として用いることによって、前記第2の画素の画素領域の強度を前記第1の画素の画素領域の強度よりも軽減するように、前記生成ステップにて生成された平滑化処理を施す前の画像と前記平滑化処理を施した後の画像とを合成する合成ステップと、
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 画像処理装置が備えるコンピュータを、
肌が含まれる画像の画素領域における、第1の画素と比較して彩度が高い第2の画素の画素領域を取得する取得手段、
前記取得手段によって取得された第2の画素からなる画素領域については、前記肌が含まれる画像の輝度成分を平滑化する強度を前記第1の画素の画素領域よりも軽減するように、前記肌が含まれる画像の画素領域に平滑化処理を施すよう制御する制御手段、
前記取得手段によって取得された画像から、前記制御手段により平滑化処理を施す前の画像と、予め設定された強度で前記制御手段により平滑化処理を施した後の画像と、を生成する生成手段、
予め用意されている彩度が画素ほど透過度が高くなるように設定されたマップを前記平滑化処理の強度の情報として用いることによって、前記第2の画素の画素領域の強度を前記第1の画素の画素領域の強度よりも軽減するように、前記生成手段によって生成された平滑化処理を施す前の画像と前記平滑化処理を施した後の画像とを合成する合成手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。
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