JP2675450B2 - カラー画像処理方法及びその処理回路 - Google Patents

カラー画像処理方法及びその処理回路

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JP2675450B2 JP3092199A JP9219991A JP2675450B2 JP 2675450 B2 JP2675450 B2 JP 2675450B2 JP 3092199 A JP3092199 A JP 3092199A JP 9219991 A JP9219991 A JP 9219991A JP 2675450 B2 JP2675450 B2 JP 2675450B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,カラー画像処理方法及
びその処理回路に関するものであり、特にカラープリン
タ、カラー複写機、カラーデイスプレイ装置等に利用し
得るものである。
【0002】
【従来の技術】たとえば、カラー複写機において、入力
されたカラー原画を忠実に複写するのではなく、原画を
基に、肌色の美しいカラーコピー画を得たい場合があ
る。しかし、人の色彩感覚は曖昧なものであり、美しい
肌色という人の感性、感覚を考慮して画像処理すること
は困難である。1989年画像電子学会第18巻第5号「色空
間におけるカラー画像処理の選択的色調整」には、曖昧
さを考慮した色調整が提案されているが、色相情報と彩
度情報しか処理しておらず、その処理対象領域において
重み付け処理を行っているが、処理領域は一領域だけ
あった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、色
相、彩度、明度の3情報全てを考慮して総合的なカラー
画像処理を行うとともに、処理対象領域を分割してきめ
細かい画像処理を可能とし、更に人の感性、感覚をも考
慮した画像処理を行わんとするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、先づ、入力さ
れたカラー画像信号を色空間L(明度)、Cab(彩
度)、Hab(色相)系カラー画像信号に変換し、次にこ
の変換カラー画像信号のL、Cab、Habの各属性値が各
属性毎に定められた補正処理対象領域に適合する程度に
基づいて、前記変換カラー画像信号のL、Cab、Habの
各属性値毎に補正量を決定する。そして、この補正量に
基づいて、前記変換カラー画像信号を補正する構成とす
る。
【0005】更に、補正対象領域を複数に分割し、分割
された補正対象領域毎に、変換カラー画像信号のL、C
ab、Habの各属性値の、前記分割された補正対象領域に
対する適合度を決定する。
【0006】更に、適合度の決定を、補正対象領域毎に
定められたメンバ−シップ関数のメンバ−シップ値とし
て決定し、このメンバ−シップ値に基づき、L、Cab、
Habの各状態に基づいて定められた補正ル−ルに従って
ファジィ推論を行うことにより補正量を決定する構成と
する。
【0007】更に、L、Cab、Habの各状態基づいて
定められた各属性毎の補正量を記憶するメモリを設ける
構成とし、変換カラー画像信号が有するL、Cab、Hab
の各属性の値に対応して前記メモリより読み出された補
正量と、変換カラー画像信号のL、Cab、Habの各属性
値が、各属性毎に定められた補正処理対象領域に適合す
る程度とに応じて補正量を決定する構成とする。
【0008】更に、補正対象領域に対して定められたメ
ンバ−シップ関数について、補正対象としない程度を示
すメンバ−シップ関数(補正対象領域の境界において1
であり、補正対象領域に向かってその値が減少する関
数)を定める構成とする。
【0009】
【作用】上記構成によれば、入力されたカラー画像信号
の3つの属性であるL(明度)、Cab(彩度)、Hab
(色相)を全て考慮して、補正処理対象領域に適合する
程度に基づいて、カラー画像信号のL、Cab、Habの各
属性値毎の補正量を決定するものであるから、総合的且
つ適切な補正が行われることになる。更に、補正対象領
域を複数に分割し、この分割された補正対象領域毎に適
合度を決定しているのできめ細かい画像処理が可能とな
る。
【0010】更に、ファジィ推論を行って補正画像処理
を行うことにより、3つの属性を考慮した画像処理が簡
単な構成で実現できる。特に補正量を記憶するメモリを
設ける構成とすることにより、画像処理の速度が早くな
る。
【0011】更に、補正対象領域に対して定められたメ
ンバーシップ関数について、補正対象としない程度を
メンバーシップ関数を定めたので、補正が連続的に行
われ、疑似輪郭、孤立点が発生しない。
【0012】
【実施例】以下、好ましい肌色を得るようにカラー画像
処理する場合について、図1に示すフロチャ−トに基づ
いて説明する。
【0013】この実施例はカラー複写機の例である。先
ず、原画をカラースキャナーにて走査することにより、
RGBカラー信号を得る。このRGBカラー信号はCI
E(国際照明委員会)が定めた図11に示すような色空
間L(明度)、Cab(彩度)Hab(色相)円筒座標系
カラー画像信号に変換される。次に変換されたL、Ca
b、Hab信号データは、肌色領域にあるか否かが判断さ
れる。肌色領域を、10<L<90、0<Cab<55、
−15<Hab<100とすると、上記の式を全て満足す
るデータは肌色領域にあると判断して、このデータに対
してのみ、好ましい肌色を得るためのファジィ画像処理
により補正を行う。これ以外のデータについては、ファ
ジィ画像処理を行わない。
【0014】尚、Habは円筒座標であるので、0度=3
60度であり、−15<Hab<100は、Hab<10
0、345<Habと同じことである。
【0015】以下、ファジィ画像処理について、説明す
る。図3はファジィ画像処理を行うための条件部メンバ
−シップ関数を、L(明度)、Cab(彩度)、Hab(色
相)についてそれぞれ示したものである。この実施例で
は、肌色対象領域を3分割(l:大、m:中、s:小)
して各領域に対してそれぞれメンバ−シップ関数を定義
している。このメンバ−シップ関数は、例えば、或る特
定の画像について好ましい肌色を得たい場合には、その
画像の肌色領域の画素数が分割された各領域において略
等しくなる様に決定すると良い。また、特定の画像では
なく、一般的に人の顔を含む画像について好ましい肌色
を得るようにするには、例えば、肌色領域を額、頬、唇
等に相当する色領域に区分してその各部位の色として最
もふさわしい色の、L、Cab、Habに対してピ−ク値1
を割り当てるとよい。図4、図5、図6はファジィ画像
処理を行うためのルールを示している。
【0016】この例では、L(明度)、Cab(彩度)、
Hab(色相)のそれぞれについて、27個のルールを設
けている。このル−ルは、L、Cab、Habの各状態につ
いて、好ましい肌色を得るための補正量を、L、Cab、
Habそれぞれについて定めたものである。
【0017】例えば、Lに対するルール(図4)におい
て、Lが小で、Cabが中または小の場合には、Habの大
きさに関わらず、Lの補正量を0としたのは、陰の部分
の明度Lを相対的に下げる為である。また、Cabに対す
るルール(図5)において、Lが中で、Cabが大若しく
は中であり、且つHabが小もしくは中である場合には、
彩度Cabの補正量をプラス側に大きく+10としたの
は、唇の色を鮮やかに補正することを意図した為であ
る。かかるルールは、何回かの試行錯誤のうえ、最適な
補正量を求めることにより決定されるものである。
【0018】好ましい肌色を得るためのL、Cab、Hab
の各最終補正量ΔL、ΔCab、ΔHabは、それぞれ数
1、数2、数3に示す通りである。
【0019】
【数1】
【0020】
【数2】
【0021】
【数3】
【0022】但し、μiは、i番目のルールに対する
L、Cab、Habの各メンバ−シップ値のうち、最も
小さい値を示す。また、ΔLiはi番目のルールによる
Lの補正量、ΔCabiはi番目のルールによるCabの補
正量、ΔHabiはi番目のルールによるHabの補正量で
ある。
【0023】具体的には以下の通りとなる。今、L=6
0、Cab=40、Hab=60の信号が入力されたとす
る。各メンバーシップ関数により、各領域に属するメン
バーシップ値を求めると、明度Lについては、Ls=
0、Lm=0.5、Ll=0.55となり、彩度Cabに
ついては、Cabs=0、Cabm=0、Cabl=1
り、色相については、Habs=0、Habm=0.5、H
abl=0.5となる。
【0024】この入力信号デ−タに対する最終補正量Δ
を、図4、図5、図6に示すルール、並びに数1、数
2、数3により求めると、以下に示す通りとなる。
【0025】
【数4】
【0026】
【数5】
【0027】
【数6】
【0028】上記式から理解できるように、例えば、L
の最終補正量ΔLを求める場合、L大且つCab大且つH
ab中のときの補正量+3を採用する度合としては、この
領域にL、Cab、Habが属するメンバ−シップ値(0.
5,1,0.5)のうちの最小値0.5を採用する。そ
して、最終的な補正量は重み付け重心法により決定して
いる。
【0029】この例では、ファジィル−ルの後件部は、
補正量を定数として決定する構成となっているが、これ
は処理速度を早くする為であり、勿論、後件部をメンバ
−シップ関数で定義してもよい。かようにして、求めら
れた最終補正量を元の信号に加算することにより、元の
信号に対する好ましい肌色補正を行う。即ち、L=L+
ΔL、Cab=Cab+ΔCab、Hab=Hab+ΔHabを計算
する。
【0030】以上が画像信号の一つのデ−タ(画素)に
対する補正となる。かかる補正を肌色領域にある全ての
画素に対して行う。上記信号をY(イエロ−)、M(マ
ゼンダ)、C(シアン)信号に変換して出力することに
よりカラープリント用信号を得る。CRTデイスプレイ
装置にて表示する場合にはRGB信号に変換する。
【0031】図2は、本発明方法を実現する回路を示す
ものであり、信号変換回路1にてRGB信号がL、Ca
b、Hab系カラー画像信号に変換される。補正量決定回
路2は、例えば、ファジィ推論を行う回路とすることが
でき、この場合に肌色領域の各入力デ−タに対応する補
正量を予め記憶しておくメモリを設ける構成(ルックア
ップテ−ブル方式と称される)とすると、処理速度を早
くすることができる。補正回路3は、補正量決定回路2
より出力される補正量と元信号を加算する回路である。
信号変換回路4は、L、Cab、Hab系カラー画像信号を
YMC信号に変換する回路である。
【0032】さて、前述した図3に示すメンバーシップ
関数及び図4、図5、図6に示す補正ルールによる補正
を行った場合には、次のような不都合が生じることがあ
る。即ち、補正の対象となる色領域の境界部において、
色補正量の連続性が崩れて、疑似輪郭、孤立点が発生す
る場合がある。
【0033】例えば、10<L<30且つ5<Cab<1
5且つ−15<Hab<15の色領域について、Habの最
終補正量ΔHabを計算してみる。この色領域に存在する
色は、Ls、Cabs、Habsの色領域に属するメンバー
シップ値がそれぞれ0ないし1の間の値となり、その他
の色領域(たとえば、Habm、Habl、Cabm等に属す
るメンバーシップ値は全て0である。従って、この色領
域については、採用されるルールは一つだけあり、H
abの補正量としては、図6により。+14のみが採用さ
れる。さて、この色領域に存在する或る色の、L、Ca
b、Habに対するメンバーシップ値のうちの最小値をμ
とした場合、数式3により、Habの補正量ΔHabは、μ
x(+14)/μ=+14となる。即ち、この色領域に
存在する全ての色のHabの補正量ΔHabは、+14とい
う一定値となるのである。
【0034】このような領域は前述した色領域の他に、
以下の通り、存在する。
【0035】
【数7】
【0036】これらの色領域は、要するに補正の対象と
ならない色領域に隣接する領域である。補正の対象とな
らない色領域の補正量は当然零であるので、これまで説
明してきた方法によれば、補正対象領域の境界部におい
て、不連続な色補正が行われることになり、疑似輪郭、
孤立点が発生する場合がある。
【0037】そこで、以下の実施例では、かかる境界部
における不都合を解消するために、ファジィ推論の条件
部のメンバーシップ関数について、補正の対象となる色
領域に属さない程度を示すメンバーシップ関数を定義す
る。これを図7に示す。
【0038】図7においては、図3に示す3つの領域
(l、m、s)の両側に対して、補正対象領域に属さな
い程度を示す2つのメンバーシップ関数を定義してい
る。即ち、補正対象領域と補正対象としない領域との境
界部においてメンバーシップ値が1となり、該境界部か
ら補正対象領域内の中心部に向かってメンバーシップ値
が直線的に減少するメンバーシップ関数(Lvs、Lv
l、Cabvs、Cabvl、Habvs、Habv
l)を定義している。vsは十分小さいことを、vlは
十分大きいことを示す。これは補正をしない程度を示す
メンバーシップ関数となっている。
【0039】更に、これに対応してファジィ画像処理ル
ールを図8、図9、図10のように決める。これらの図
から理解できるように、新たに設定したメンバーシップ
関数に関するルールの補正量は全て零としている。
【0040】このようにすることにより、数1、数2、
数3において、境界部においても採用されるルールは1
つだけということがなくなり、補正量0が追加されて重
み付け重心を求めることになり、境界部において、連続
的に色補正がなされることになる。
【0041】尚、以上説明した実施例は好ましい肌色を
得るように画像処理する場合であったが、本発明はこれ
に限定されることなく、たとえば、好ましい青空の色あ
るいは美しい葉の色を得るような画像処理にも適用でき
る。もちろん、この場合には、それぞれの場合に応じた
メンバ−シップ関数、ファジィ画像処理ルールが設定さ
れることになる。
【0042】
【発明の効果】以上述べた本発明によれば、例えば、好
ましい肌色を得る為の画像補正処理を、総合的に且つき
め細かく行うことができ、良好な画像を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる画像処理方法のフロ−チャ−ト
を示す図
【図2】図1を実現する為の回路図
【図3】ファジィ画像処理を行うための条件部メンバ−
シップ関数を示す図
【図4】明度に関するファジィルールを示す図
【図5】彩度に関するファジィルールを示す図
【図6】色相に関するファジィルールを示す図
【図7】補正の連続性を考慮したファジィ画像処理を行
うための条件部メンバ−シップ関数を示す図
【図8】明度に関する補正の連続性を考慮したファジィ
ルールを示す図
【図9】彩度に関する補正の連続性を考慮したファジィ
ルールを示す図
【図10】色相に関する補正の連続性を考慮したファジ
ィルールを示す図
【図11】明度、彩度、色相円筒座標系色空間を示す図
【符号の説明】
1 信号変換回路 2 補正量決定回路 3 補正回路 4 信号変換回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福島 清司 守口市京阪本通2丁目18番地 三洋電機 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−108865(JP,A) 特開 平2−51979(JP,A)

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 入力されたカラー画像信号を色空間L
    (明度)、ab(彩度)、Hab(色相)系カラー画像信
    号に変換する変換ステップと、前記カラー画像信号の
    L、Cab、Habの各属性値が各属性毎に定められた補正
    処理対象領域に適合する程度に基づいて、前記変換カラ
    ー画像信号のL、Cab、Habの各属性値毎に補正量を決
    定する補正量決定ステップと、前記L、Cab、Habの各
    属性値の補正量に基づいて、前記変換カラー画像信号を
    補正する補正ステップとを有する方法であって、前記適
    合度の決定が補正対象領域毎に定められたメンバーシッ
    プ関数のメンバーシップ値として決定され、前記メンバ
    ーシップ値に基づき、L、Cab、Habの各状態に基づい
    て定められた補正ルールに従ってファジィ推論を行うこ
    とにより補正量が決定されることを特徴とするカラー画
    像処理方法。
  2. 【請求項2】 補正量決定ステップにおける補正対象領
    域が複数に分割されており、前記分割された補正対象領
    域毎に、変換カラー画像信号のL、Cab、Habの各属性
    値の、前記分割された補正対象領域に対する適合度が決
    定されることを特徴とする請求項1に記載のカラー画像
    処理方法。
  3. 【請求項3】 補正対象領域に対して定められたメンバ
    ーシップ関数は、補正対象領域と補正対象としない領域
    の境界部分に対して定められた、補正対象としない程
    度を示すメンバーシップ関数を含んでいることを特徴と
    する請求項1に記載のカラー画像処理方法。
  4. 【請求項4】 補正対象としない程度を示すメンバーシ
    ップ関数は、補正対象領域と補正対象としない領域と
    境界で1であり、該境界から補正対象領域内の中心部
    向かってその値が減少するメンバーシップ関数であるこ
    とを特徴とする請求項3に記載のカラー画像処理方法。
  5. 【請求項5】 入力されたカラー画像信号を色空間L
    (明度)、Cab(彩度)、Hab(色相)系カラー画像信
    号に変換する信号変換回路と、前記変換カラー画像信号
    のL、Cab、Habの各属性値が各属性値毎に定められた
    補正処理対象領域に適合する程度に基づいて、前記変換
    カラー画像信号のL、Cab、Habの各属性値毎に補正量
    を決定する補正量決定回路と、前記L、Cab、Habの各
    属性値の補正量に基づいて、前記変換カラー画像信号を
    補正する補正回路とを有する回路であって、前記適合度
    の決定が補正対象領域毎に定められたメンバーシップ関
    数のメンバーシップ値として決定され、前記メンバーシ
    ップ値に基づき、L、Cab、Habの各状態に基づいて定
    められた補正ルールに従ってファジィ推論を行うことに
    より補正量が決定されることを特徴とするカラー画像処
    理回路。
  6. 【請求項6】 補正回路がL、Cab、Habの各状態に基
    づいて定められた各属性毎の補正量を記憶したメモリを
    有し、変換カラー画像信号が有するL、Cab、Habの各
    属性の値に対応して前記メモリより読み出された補正量
    と、変換カラー画像信号のL、Cab、Habの各属性値
    が、各属性値毎に定められた補正処理対象領域に適合す
    る程度に応じて補正量を決定する構成であることを特徴
    とする請求項5に記載のカラー画像処理回路。
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