JP2756047B2 - カラー画像の色調整方法及び装置並びに画像合成方法 - Google Patents

カラー画像の色調整方法及び装置並びに画像合成方法

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JP2756047B2 JP3283478A JP28347891A JP2756047B2 JP 2756047 B2 JP2756047 B2 JP 2756047B2 JP 3283478 A JP3283478 A JP 3283478A JP 28347891 A JP28347891 A JP 28347891A JP 2756047 B2 JP2756047 B2 JP 2756047B2
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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、カラー原稿等の任意の
色を抽出して調整或いは修正するカラー画像色調整方法
及び装置、並びに背景色の上に新たな画像を合成するカ
ラー画像の画像合成方法に関する。色の調整は、計算機
とカラーモニタを利用したデザインシステムや、コンピ
ュータグラフィックスの作成システムなどにおいて必要
とされている。計算機を用いたパッケージや車など商品
やポスタなどのデザインでは、モニタ上に画像を作成し
たり、または読取装置などで元となる画像を入力し、画
像の各部分に色を割り当てたり、割り当てた色を調整或
いは修正したりする。また、コンピュータグラフィック
スの作成では、作成画像の色の調整などが必要とされて
いる。
【0002】このような計算機上での色の利用において
は、より一層高精度な色の抽出や、調整及び修正作業の
簡単さ、調整及び修正結果の自然さ、更に使いやすい計
算機と人間のインターフェイス、所謂ヒューマン・イン
ターフェイスなどが要望されている。
【0003】
【従来の技術】従来、カラー画像の色の調整及び修正に
おいては、調整対象の画像あるいは物体を指示し、また
調整目標の色を指定することにより、調整対象の領域を
調整目標の色に変更する。目標の色の選択方法として
は、図10に示すように、ディスプレイ上にカラーのパ
レット、例えば一色を小さい四角として多くの色を並べ
たものを表示し、パレットから望みの色を選択する方法
がある。
【0004】また、調整量の指定方法としては、図11
に示すようにパソコンのモニタ画面上に明度H、彩度
S、及び色相Vの調整用のつまみを擬似的に表した画像
を表示し、三角形で示すつまみの設定位置を変更して調
整量を指定し、調整対象とする基の画像データを示す明
度、彩度、色相の3つのパラメータを加えたり引いたり
することにより、色を変更している。また色相、彩度及
び明度の代わりにRGB値を用いた場合も同様である。
【0005】このように従来の色の調整及び修正におい
ては、調整対象領域と背景部分の境界は、調整対象領域
に含めるか、または背景部分として残すかのどちらかで
あった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
カラー画像の色調整方法においては、図10に示すよう
なカラーパレット上で調整或いは修正の目標色を指定
し、抽出した領域全体をこの色で置き換える場合は、ア
ニメーションなどの色数が少なく、画像と画像の境界が
はっきりと分かれているような、計算機上で作成したカ
ラー画像にしか利用できない。
【0007】即ち、通常の自然画などのカラー原稿、例
えばRGBを各色8bitで表せるカラー原稿をカメ
ラ、イメージスキャナ、ドラムスキャナなどの入力装置
でデジタル化した画像に対して従来の方法を用いると、
色の調整後に調整した部分が浮きたつように目立ってし
まい、画像の自然さが失われてしまう。これは調整対象
領域と調整しなかった部分(背景)との間の境界部分
が、調整前は滑らかに変化していたものが、色の調整に
より画像データの連続性が失われ、変化が急になってし
まうからである。この結果、調整対象領域との境界部分
で擬似的な輪郭が発生してしまう。
【0008】この原因は次の理由による。画像入力にお
いては、もとのカラー原稿の物体(色)の境界に混じり
合った色が無くても、カラー原稿をカメラやイメージス
キャナ、ドラムスキャナなどの入力装置でデジタル化す
る際、2つの色が混じり合うからである。即ち、画像入
力装置では原稿に光をあて、原稿からの反射光をある面
積を持ったセンサ(CCDイメージセンサやフォトマル
等)で光電変換しデジタル化する。
【0009】この際、図12に示すよう、実際はセンサ
の1画素に対応する原稿の領域より広い領域からの反射
光がセンサに入力している。ある意味ではボケている状
態になっている。この原因はレンズの解像度などによ
る。この結果、物体の境界には、2つの色の反射光の加
法混色のような形で、もとの原稿にはない中間的な色が
発生する。しかし、この中間色の存在が画像が連続的で
且つ自然な感じを実現している。
【0010】また画像境界の不自然さは、ある画像を別
の画像と合成する場合にも同様に問題になる。例えば、
景観画像に自動車や人物などを合成する際、単純に画像
を重ね合わせるだけでは、画像としての自然さが不足す
る。これも境界部分の画像データに連続性がないためと
考えられる。本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたもので、色調整や画像合成を行っても背景部
分と画像との境界部分での擬似輪郭等の発生を防いで自
然さを失わないようにする画像データの色調整方法及び
装置並びに画像合成方法を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】図1、図2は本発明の原
理説明図である。まず本発明は、図1(a)に示すよう
に、背景部分1の色C1 に対し物体等の色調整対象領
域2の色C2調整後の色C 4 に変更するカラー画像の色
調整方法を対象とする。
【0012】このようなカラー画像の色調整方法につき
本発明にあっては、図1(b)に示すように、画像中の
背景部分1の色C1 と色調整対象領域2の色C2 との境
界部分3に存在する色C12を、調整後の色C4 と背景部
分1の色C1 との合成された色C14に変換することを特
徴とする。ここで境界部分3の色変換を行う色空間とし
て、XYX表色系あるいはXYZ表色系から射影変換に
より求めた2つの色の混色結果が2つの色を結ぶ直線上
に位置するCIELUV表色系等の表示色系の色空間と
したことを特徴とする。
【0013】また変更後の色調整対象領域2の色C4
背景部分1の色C1境界部分3に存在する変更後の境界
色C14の決め方として、前記色空間中で変更前の調整対
象領域2の色C2と背景色C1の間に位置する変更前の境
界部分3の境界色C12を、変更後の調整対象領域2の色
4と背景色C1の間に位置する変更後の境界色であるC
14に決める。具体的な境界色C14の決め方として、変更
前の境界色C12と背景色C1との距離L1と変更前の境界
色C12と調整対象領域の色C2との距離L2との比(L1/
2)、変更後の境界色C14と背景色C1との距離L3
変更後の境界色C14と調整対象領域2の色C4との距離
4との比(L3/L4)と等しくなるように決める。尚、
距離L1,L2,L3,L4は3次元空間の距離である。
【0014】一方、本発明は、背景部分1の色C1に対
し物体等の色調整対象領域2の色C2変更後の色C 4
変更するカラー画像の色調整装置を対象としており、こ
の色調整装置は、RGB信号等の入力画像データを蓄え
るメモリ手段と、メモリ手段に入力された画像データか
ら調整対象領域2を指示して抽出する調整対象指示手段
と、調整対象領域2の背景色C1を求める背景色検出手
段と、調整対象領域2の色C2及び境界部分3の変更前
における境界色C 12 を求める色抽出手段と、調整対象領
域2の目標色C4を入力する目標色入力手段と、調整対
象領域2の色C2、背景色C1、変更前における境界色C12
及び目標色C4を修正及び調整を行う色空間に変換し、
変更前の背景色C1と境界色C12との距離L1と境界色C
12と調整対象領域の色C2との距離L2との比(L1/L2)
に基づいて、変更後の背景色C1と目標色C4の位置関係
から変更後の境界色C14の調整量を求める色調整修正手
段と、入力画像や抽出結果及び調整修正結果等の画像を
格納して表示位置に表示させる表示用メモリ手段と、を
備えたことを特徴とする。
【0015】さらに本発明は、図2に示すように、背景
1の上に別の物体等の画像2を新たに合成するカラー画
像の画像合成法方を対象としており、背景部分1の色C
1と合成する画像の色 2 との中間領域の色 12 を背景
部分の色C 1 と画像2の色C 2 が直線上に並ぶ色空間にお
いて色C 1 と色C 2 を結ぶ直線上の色としその中間領域の
色C 12 前記合成する画像2と背景部分1との境界部分
3に配置することを特徴とするカラー画像の合成方法を
提供する。
【0016】
【作用】このような本発明のカラー画像の色調整方法及
び装置並びに画像合成方法によれば次の作用が得られ
る。まず調整或いは修正したいカラー画像中で対象とす
る領域を抽出し、調整及び修正の目標色を指定し、対象
領域全体の色を変化させる。その際、調整対象領域の色
の調整に加えて背景部分と調整対象領域との間の境界部
分の色も変化させることで、調整対象領域とそれ以外の
領域との境界部分で擬似輪郭が発生したりしないように
し、画像の自然さを損なわないようにする。
【0017】また2つの画像を合成する際には、境界部
分の色を新たに作りだすようにして、色の調整と同様
に、合成後の画像が自然に感じられるようにする。
【0018】
【実施例】図3は本発明の色調整方法の説明図であり、
図3(a)に色調整方法の対象となったカラー画像の色
空間中での色の分布を示し、また図3(b)に色調整前
と調整後の画像を示す。いま調整前の画像が図3(b)
に示す左側のカラー画像の赤いりんご4と黄色いレモン
5と青い背景部分1でなるお皿とから構成されていたと
する。このようなカラー画像の色空間中における色の分
布は、図3(a)に示すように赤,黄,青の各色がそれ
ぞれ集中して存在する。また、りんご4,レモン5及び
お皿としての背景部分1のカラー画像中の物体には、例
えば赤といっても白っぽい光沢部分や黒っぽい影の部分
が存在するため、ある程度の広い範囲で色空間中に色が
分布することになる。
【0019】更に、本発明で対象とするデジタルデータ
化されたカラー画像ではりんご4,レモン5等の物体と
背景部分1の境界部分3には2つの色が交じり合った色
が存在する。この境界部分3の画像データは図3(a)
の色空間中で2つの色の中間的な位置に存在する。これ
は境界部分3の色が画像入力の際に2つの色の反射光の
加法混色により発生するためである。
【0020】カラー画像における各色の分布の様子は利
用する色空間により異なる。図5は図3(b)の調整前
のカラー画像における色分布の様子をCIELUV色空
間のu*−v*平面について示す。また、図5は図3
(b)の調整前のカラー画像における色分布を色相彩度
及び明度で表されるような色空間の色相−彩度平面にお
ける分布を示す。
【0021】図4のCIELUV色空間のu*−v*平
面では境界部分3の色は略2つの色を結ぶ直線上に位置
する。即ち、XYZ表色系のxy平面上やXYZ表色系
からの投射変換(直線が直線に移動する)で作られるC
IELUV表色系のu*−v*平面上では2つの色光の
混色結果は2つの色の座標を結ぶ直線上に存在する。ま
た、2つの色の座標を結ぶ直線上の位置は2つの色光の
強さ、例えば輝度の比により決まる。
【0022】これに対し、図5の色相,彩度及び明度で
表わせるような色空間の色相−彩度平面にあっては、境
界部分3の色は2つの色の中間の色相で彩度の低い所に
存在している様子は分かるが、直線上や特定の直線上に
存在するか否かは一概には言えない。そこで、本発明の
色調整方法の第1実施例にあっては、図4に示すCIE
LUV色空間を利用して境界部分の色を決めるようにし
ている。
【0023】図6は図3(b)に示すように、赤い色の
りんご4を緑色のりんご4に変更する場合の図4に示し
たCIELUV表色系のu*−v*平面上での色調整を
示した説明図である。図6において、背景色C1
(青)はその代表色を指定することで(Lb,ub,v
b)の座標で示され、また調整前のりんごの色C2
(赤)はその代表色を指定することで(La,ua,v
a)で示され、更に調整後の色C4 =(緑)は目標色を
指定することで(Lo,uo,vo)で表わされる。
【0024】また、調整前の背景部分1と赤いりんご4
との間の境界部分3の境界色C12は、u*−v*平面上
での背景色の座標と代表色の座標を結ぶ破線で示す直線
上の点となる。これを境界色(Lx,ux,vx)で示
している。今、調整対象の色C2 =(赤)を調整後の色
としての目標色C4 =(緑)に変更したとする。この場
合、代表色に加え、調整対象領域内である程度分散して
いる状態を保存したまま目標色への変更を行う。即ち、
調整対象領域中の代表色を目標色に変更すると同時に、
周囲に分散する色は代表色と目標色との関係が置き換わ
るように変更する。
【0025】更に、背景色と調整対象領域の代表色の中
間部分に存在する境界色C12については、調整後の背景
色と目標色の中間部分に存在する境界色C14となるよう
に変更する。この調整後の境界色C12は(Ly,uy,
vy)として座標位置が表わされる。本発明にあって
は、この境界色C12からC14の変更について、境界色は
共に2つの色を結ぶ直線上に存在することから、変更後
にあっても変更前の直線上における位置関係が保存され
るように変更する。具体的には、以下の(1)式に示さ
れるようにL*−U*−V*の3次元空間における調整
色(Lx,ux,vx)と調整対象領域中の代表色(L
a,ua,va)との距離L1と境界色(Lx,ux,
vx)と背景色中の代表色(Lb,ub,vb)との距
離L2の比(L1/L2)が、変更後の目標色(Lo,u
o,vo)と背景色(Lb,ub,vb)との関係に保
存されるように調整後の境界色(Ly,uy,vy)を
決定する。
【0026】
【数1】
【0027】また、調整後の境界色C14の座標位置の決
定については調整前の境界色C12の背景色と代表色を結
ぶ直線上の位置関係を保存せずに、予め定めた例えば調
整後の目標色と背景色を結ぶ直線の中点の座標位置に定
め、この境界色C14をカラーモニタに表示した状態で、
もし不自然さがあれば目標色と背景色を結ぶ直線上の座
標位置を変更して修正するようにしてもよい。
【0028】図7は図6に示した本発明の色調整方法を
実現する色調整装置の実施例構成図である。図7におい
て、10は画像入力装置であり、イメージスキャナ等が
使用され、カラー原稿を光学的に読み取ってRGB信号
等のデジタルカラー信号に変換し、入力画像保持用メモ
リ11に格納する。入力画像保持用メモリ11に格納さ
れた入力画像データはそのまま表示用メモリ12に送ら
れ、カラーモニタ装置22に入力画像のカラー表示が行
われる。
【0029】色調整を行うための入力装置として代表色
入力装置13と目標色入力装置7が設けられる。代表色
入力装置13は色調整を行う対象領域内の1点を指示
し、指示された代表色を保持メモリ14に蓄える。ま
た、目標色入力装置17は調整後の目標色をカラーパレ
ットや数値データ等で入力し、目標色保持メモリ18に
保持する。更に、背景色検出回路19が調整対象領域の
背景色を領域の境界位置毎に検出し、検出結果保持用メ
モリ20に保存する。
【0030】更に、色抽出回路15において入力画像保
持用メモリ11に蓄えられた入力画像データを対象に調
整対象領域の色及び境界部分の色が抽出され、抽出結果
保持用メモリ16に格納される。以上の入力及び検出処
理が済むと色調整・修正回路21が起動し、代表色保持
メモリ14の代表色の画像データと目標色保持メモリ1
8の目標色の画像データを用いて調整対象領域の色を代
表色から目標色に変更する。このとき同時に抽出結果保
持用メモリ16に保持されている代表色の周辺の色につ
いても、代表色と目標色の関係を維持するように色調整
・修正回路21で変更される。
【0031】更に、色調整・修正回路21は代表色保持
メモリ14の代表色の画像データと目標色保持メモリ1
8の目標色の画像データ、更に検出結果保持用メモリ2
0の調整前の境界部分の画像データを用いて境界部分の
色調整を例えば前記(1)式に基づいて行う。色調整・
修正回路21による調整結果は表示用メモリ12に送ら
れた後、カラーモニタ装置22上に表示される。
【0032】図8は本発明によるカラー画像の画像合成
方法をCIELUV表色系のu*−v*平面上で示した
説明図である。今、図9に示すように、背景部分1の色
1 =(青)の画像にC2 =(緑)のりんご4の画像を
重ね合わせる画像合成を行うものとする。この画像合成
では、背景部分1の画像の色C1 と背景部分1の上に重
ねる画像としてのりんご4の色C2 =(緑)が前述した
色調整方法における背景色と目標色に対応している。
【0033】図9の画像合成の場合にあっては、例えば
図8のCIELUV表色系のu*−v*平面に示すよう
に、背景部分の色C1 =青と重なる画像としてのりんご
4の色C2 =(緑)の各座標値(Lb,ub,vb)
(Lo,uo,vo)を結ぶ直線上の座標(Ly,u
y,vy)に位置する中間色C12を作り出し、この中間
色を境界部分3に配置する。
【0034】この境界部分3に対する中間色C1 の配置
としては、背景部分1と重なるりんご4の画像付近を密
にし、中央付近を疎として作成する。これにより、合成
結果のカラー画像は背景部分1に対するりんご4の境界
部分3での画像の連続性を確保することができ、後から
合成したのではなく元々2つの画像が一緒に存在したか
のように自然な感じの合成結果を実現することができ
る。
【0035】また、図8における境界色(Ly,uy,
vy)の2つの色の座標を結ぶ直線上の位置は、緑のリ
ンゴ4を抽出した基の画像と合成後の画像につき前記
(1)式を適用して合成後の境界色の座標を求めればよ
い。また境界色の座標位置を輝度の比に応じた位置とし
てもよい。例えば、背景色C1 =青の輝度をB1、合成
するりんご4の色C2 =緑の輝度をB2とすると、例え
ば背景色C1 =青を基準にB1/(B1+B2)となる
位置に作成すればよい。勿論、直線上の位置を固定的に
定めてもよい。
【0036】尚、上記の実施例にあっては、色の調整と
画像の合成について説明したが、画像の合成における境
界部分の色の作成については画像合成に限定されず、コ
ンピュータグラフィックス等の画像処理において自然な
感じをもたせる際にも使用することができる。
【0037】
【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、カラー画像中の指定した調整領域の色を変更して
も、この調整領域の色の変更に伴って背景との境界部分
の色が変更前の背景と境界部分の連続性を保存するよう
に変更され、その結果、色を変更しても擬似輪郭が発生
せず、自然な感じを維持することができる。
【0038】また、画像合成の際にも重ね合った画像の
境界部分に背景との中間的な画像データを作成して配置
することで、イメージスキャナ等の画像入力装置で読み
取った場合と同じ自然な感じに合成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の色調整方法の原理説明図
【図2】本発明の画像合成方法の原理説明図
【図3】本発明の色調整方法の対象となったカラー画像
の色空間中での色の分布と色調整前と調整後の画像を示
した説明図
【図4】本発明の色調整が行われるCIELUV空間で
の色分布を示した説明図
【図5】本発明の色調整が行われる色相・彩度・明度空
間での色分布を示した説明図
【図6】本発明によるCIELUV空間での色調整を示
した説明図
【図7】本発明の色調整装置の実施例構成図
【図8】本発明の画像合成で境界色を決めるCIELU
V空間の説明図
【図9】本発明の画像合成における合成前と合成後の画
像を示した説明図
【図10】従来の目標色の選択に用いるカラーパレット
の説明図
【図11】従来の色調整及び修正に用いる色相、彩度、
及び明度の調整用画像の説明図
【図12】カラー原稿の入力装置における画像入力特性
を示した説明図
【符号の説明】
1:背景部分 2:調整対象領域 3:境界部分 10:画像入力装置 11:入力画像保持用メモリ 12:表示用メモリ 13:代表色入力装置 14:代表色保持メモリ 15:色抽出回路 16:抽出結果保持用メモリ 17:目標色入力装置 18:目標色保持メモリ 19:背景色検出回路 20:背景色保持メモリ 21:色調整・修正回路 22:カラーモニタ装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−222373(JP,A) 特開 平1−176561(JP,A) 特開 平3−186978(JP,A) 特開 昭61−175863(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G06T 1/00 G09G 5/36 H04N 1/60

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】背景部分1の色C1に対し物体等の調整対
    象領域2の色C2調整後の色C 4 に変更し、背景部分1
    の色C 1 と調整対象領域2の色C 2 との境界部分3に存在
    する境界色C 12 を調整後の色C 4 と背景部分の色C 1 との
    合成された境界色C 14 に変更するカラー画像の色調整方
    法に於いて、前記境界部分の色変換を行う色空間は、前記色C 1 ,
    12 ,C 2 の各色の座標値が直線上に並ぶ ことを特徴とす
    るカラー画像の色調整方法。
  2. 【請求項2】請求項1記載のカラー画像の色調整方法に
    於いて、前記境界色C 14 は、前記色空間中の背景部分1の色C 1
    と調整後の色C 4 の座標値を結ぶ直線上の間に位置する
    色に決める ことを特徴とするカラー画像の色調整方法。
  3. 【請求項3】請求項2記載のカラー画像の色調整方法に
    於いて、 変更後の境界色C14の決め方として、変更前の境界色C
    12 と背景色C 1 との距離L 1 と境界色C 12 と調整対象領域
    の色C 2 との距離L 2 との比(L 1 /L 2 )が、変更後の境界
    色C 14 と背景色C 1 との距離L 3 と変更後の境界色C 14
    調整対象領域2の色C 4 との距離L 4 との比(L 3 /L 4 )と
    等しくなるように決めたことを特徴とするカラー画像の
    色調整方法。
  4. 【請求項4】背景部分1の色C 1 に対して物体等の色調
    整対象領域2の色C 2 を変更後の色C 4 に変更するカラー
    画像の色調整装置に於いて、 RGB信号などの入力画像データを蓄えるメモリ手段
    と、 該メモリ手段に入力された画像データから調整対象領域
    2を指示して抽出する調整対象指示手段と、 前記調整対象領域2の背景色C 1 を求める背景色検出手
    段と、 調整対象領域2の色C 2 及び境界部分3の変更前におけ
    る境界色C 12 を求める色抽出手段と、 前記調整対象領域の目標色C 4 を入力する目標色入力手
    段と、 前記調整対象領域2の色C 2 背景色C 1 変更前における
    境界色C 12 及び目標色C 4 を修正及び調整を行う色空間
    に変換し、変更前の背景色C 1 と境界色C 12 との距離L 1
    と境界色C 12 と調整対象領域の色C 2 との距離L 2 との比
    (L 1 /L 2 )に基づいて、変更後の背景色C 1 と目標色C 4
    の位置関係から変更後の境界色C 14 の調整量を求める色
    調整修正手段と、 入力画像や抽出結果及び調整修正結果等の画像を格納し
    て表示位置に表示させる表示用メモリ手段とを備えたこ
    とを特徴とするカラー画像色調整装置。
  5. 【請求項5】背景部分1の上に物体等の画像2を新たに
    合成するカラー画像の色合成方法に於いて、 背景部分1の色C1と合成する画像の色C2との中間領
    域の色C12前記背景部分の色C 1 と画像2の色C 2 が直
    線上に並ぶ色空間において色C 1 と色C 2 を結ぶ直線上の
    色としその中間領域の色C 12 を前記合成する画像2と背
    景部分1との境界部分3に配置することを特徴とするカ
    ラー画像の合成方法。
JP3283478A 1991-10-30 1991-10-30 カラー画像の色調整方法及び装置並びに画像合成方法 Expired - Fee Related JP2756047B2 (ja)

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