JP4017797B2 - 画像処理方法、装置およびコンピュータ読取可能な記録媒体 - Google Patents
画像処理方法、装置およびコンピュータ読取可能な記録媒体 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理技術に関する。この発明は特に、画像の色変換機能を有する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）をはじめとするコンピュータ、各種画像処理または編集装置において、画像の色に手を加える技術が知られている。特開平２−１２８８６９号公報には、色変換機能を有する色補正処理方法が開示されている。この方法は、分光濃度データから記録濃度データへ色を補正する際、同時に多重化とよばれる処理を加える。多重化は、入力データの色相がその角度空間において一回転する間に、出力データの色相を数回転させる処理とされる。この方法は、例えばＲＧＢデータからＣＭＹデータへ変換して記録、印刷等する機器への適用が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の色補正処理方法は、処理の効率化を目的とする。すなわち、分光濃度データから記録濃度データへの色補正と多重化処理を同時に実現することで、両者を別々に行う過去の処理を改善するものである。
【０００４】
しかしながら、デジタルカメラ、カラープリンタなどの普及が著しい今日、ユーザが思い通りに画質を改善したり、独自の画像を作り出すことに対する要請が強く、前述の色補正処理方法は必ずしもそれに応えるものではない。
【０００５】
この発明はこうした点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の主観画質の改善や画像に特殊効果を施すための技術を提供することにある。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組合せにより達成される。また従属項は、本発明の具体的かつ有用な形態を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のある形態は画像処理装置である。この装置は、画像を入力する画像入力部と、前記画像の色相について定められ、かつ所定の不動区間を含む変換関数を取得する関数取得部と、前記変換関数に従い前記画像の構成単位ごとにその色相を変換して第二の画像を生成する変換部とを含む。
【０００７】
関数の定義域のある区間について、その関数が恒等写像となるとき、その区間を「不動区間」とよぶ。この装置では、不動区間を設けることで、その区間の色相を維持したまま、それ以外の色相を他の色相へ変換する。「画像の構成単位」の例として画素やある程度細分化された画像ブロックがある。
【０００８】
前記変換関数は周期性のある色相空間について定められ、かつその空間において連続関数であってもよい。周期性の例として、０〜３６０°の角度で示される色相空間がある。連続関数を採用することにより、色の滑らかな変換が実現する。
【０００９】
不動区間は、画像に含まれる注目領域の色相に関連して定められてもよい。例えば、人物やその顔を注目領域とし、その肌の色相を中心に不動区間を定めてもよい。その場合、肌の色は変換を受けず、他の色が変換される。前記画像変換部は、輝度を維持したまま色相を変換してもよい。
【００１０】
前記関数取得部は、ユーザの指示を参照して前記変換関数を取得してもよい。この画像処理装置はまた、プレビュー制御部を有してもよい。プレビュー制御部は、前記変換関数によって得られるべき前記第二の画像のプレビュー画像を生成する。この画像処理装置はまた、色指定部を有してもよい。色指定部は、前記変換によって色相を変化または維持させるべき色を指定する。例えば画面上の点を選択することでその点の色を指定してもよい。
【００１１】
この画像処理装置はさらに領域指定部を有してもよい。領域指定部は、前記変換によって色相を変化または維持させるべき領域を指定する。指定は、その領域を囲む境界線で行ってもよい。この画像処理装置はまた、関数編集部を有してもよい。関数編集部は、ユーザの指示に基づき前記変換関数を修正したり新規作成するなどの編集をする。
【００１２】
本発明の別の形態は、画像処理方法である。この方法は、画像の色相について定められ、かつ所定の不動区間を含む変換関数を取得するステップと、前記変換関数に従い、前記画像の構成単位ごとにその色相を変換し、第二の画像を生成するステップとを含む。これらのステップをコンピュータに実行せしめるプロジェクトとしてプログラムを格納した記録媒体を提供してもよい。
【００１３】
なお以上の発明の概要は、本発明に必要なすべての特徴を列挙したものではなく、当然ながら、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
ここで実施の形態に係る画像処理装置を組み込んだシステムの例として、カラー感熱プリンタを説明する。そのための予備知識として、まずカラー感熱紙の概要を述べる。
【００１６】
カラー感熱紙は、例えば支持体のうえにシアン、マゼンタ、イエローの各感熱層、および透明保護層が下からこの順に形成されている。各感熱層を発色させるために加えるべき熱エネルギーは異なり、通常はいちばん下のシアン感熱層のエネルギーが最も高く、いちばん上のイエロー感熱層のエネルギーが最も低い。 このため、熱エネルギーを調節して各感熱層を順に発色させることができる。
【００１７】
加熱後に得られたイエローとマゼンタの感熱層の色は、異なる紫外線によって定着する。例えば、イエロー、マゼンタの感熱層の最大吸収波長はそれぞれ約４２０ｎｍと約３６５ｎｍで、これらの感熱層にそれぞれ対応する最大吸収波長にエネルギーピークをもつ紫外線を照射すると、色が定着する。定着により、記録済みの感熱層が次の感熱層の記録中に再発色しなくなる。
【００１８】
イエロー、マゼンタ、シアンを記録するとき、それぞれの色についてバイアス熱エネルギーと階調熱エネルギーのふたつの熱エネルギーが加えられる。 バイアス熱エネルギーは、各色の感熱層が発色するために必要な熱エネルギーより少し低く、記録に先立ちカラー感熱紙に与えられる。バイアス熱エネルギーは、後述のバイアスデータを参照して定められる。一方、階調熱エネルギーは、記録すべき色の階調レベルによって定まり、バイアス加熱後に印加される。階調熱エネルギーは、後述の画像データによって決まる。
【００１９】
図１はカラー感熱プリンタの概略構成である。実施の形態に係る画像処理装置は、図２で示すごとく、主にプリンタ１０のコントローラ１２とシステムメモリ１４に格納された画像処理プログラムの共働により実現される。
【００２０】
プリンタ１０は装置全体を制御するコントローラ１２をもつ。コントローラ１２は、例えば汎用のマイクロプロセッサで構成できる。システムメモリ１４は、プリンタ１０の制御プログラム、システムプログラム、その他システム情報を格納する。システムメモリ１４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどで構成してもよいし、ＦＬＡＳＨメモリその他ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能メモリ）などの不揮発性メモリで構成してもよい。この実施の形態では、システムメモリ１４の中に、コントローラ１２がサーマルヘッド３２の制御のために適宜参照するＬＵＴ（ルックアップテーブル）が設けられる。
【００２１】
コントローラ１２は、プリンタ１０の各部と、データバス６０およびコントロールバス６２で処理に必要なデータ、コマンド、ステータス等の信号の授受を行う。コントローラ１２は、通信Ｉ／Ｆ部５２や、図示しないセントロニクスＩ／Ｆコネクタを介してＰＣなどの外部機器（図示せず）から印刷要求と印刷すべき画像データを受け取る。印刷要求に従い、コントローラ１２はサーマルヘッド３２で発生すべき熱エネルギーの制御を行う。
【００２２】
外部装置制御部４６は、画像が格納されたメモリカード、フロッピーディスク、ハードディスクなどの任意の記憶装置や、種々のＩ／Ｏ機能を有するＰＣＭＣＩＡ準拠のカード等（以下総括的に「外部装置」という）を制御する。プリンタ１０は、外部装置から印刷すべき画像データを取得してもよい。
【００２３】
表示ユニット６４は、例えばＬＣＤとそのドライバを含み、プリンタ１０の動作状態や設定状態、入力されたユーザの指示等を表示する。操作ユニット６６は、プリンタ１０にユーザの指示を入力するためのメニューボタン、選択ボタン、数値キー等を含む。タッチパネルを用いる場合、表示ユニット６４と操作ユニット６６は一体に成形される。
【００２４】
画像メモリ１６は、イエロー（Ｙ）画像メモリ１６ａ、マゼンタ（Ｍ）画像メモリ１６ｂ、シアン（Ｃ）画像メモリ１６ｃをもつ。各画像メモリ１６ａ〜１６ｃはそれぞれ対応する色データを格納する。カラー感熱紙３０への記録の際、各色の画像データが画像メモリ１６から１ラインずつ読み出され、画像ラインメモリ１８に書き込まれる。
【００２５】
バイアスラインメモリ２０は１ライン分のバイアスデータを保持する。バイアスデータは、例えば多数存在する発熱素子（後述）の抵抗値のバラツキを補正するために、発熱素子毎に設定される。
【００２６】
ストローブ回路２４はコントローラ１２の指示に従い、所定のデューティ比をもつストローブパルスを発生し、これをヘッド駆動部２６に送る。
セレクタ２２はまずバイアスラインメモリ２０から１ライン分のバイアスデータを読み出し、ヘッド駆動部２６に送る。つづいて画像ラインメモリ１８から１ライン分の画像データを読み出し、ヘッド駆動部２６に送る。
【００２７】
ヘッド駆動部２６は、ライン毎にバイアスデータおよび画像データに対応する発熱を起因する駆動データを発生する。駆動データと前述のストローブパルスとの間で論理積がとられ、駆動パルスが出力される。駆動データが「１」のとき駆動パルスも「１」となり、サーマルヘッド３２の各発熱素子について設けられたトランジスタを駆動する。これにより各発熱素子が発熱する。
【００２８】
ローラ対３６はパルスモータ４８によって双方向に回転し、カラー感熱紙３０を搬送路において往復動作させる。このほかにも、図示しないローラ対により、カラー感熱紙３０の搬送路が形成されている。搬送路の上面にはサーマルヘッド３２が配され、これと対向する搬送路下面にプラテンローラ４４が設けられる。
【００２９】
サーマルヘッド３２は、カラー感熱紙の幅の方向にライン状に配された発熱素子アレイ３２ａをもつ。このアレイは多数の発熱素子を含む。サーマルヘッド３２は、プラテンローラ４４上のカラー感熱紙３０に発熱素子アレイ３２ａを圧接する第１の位置と、それらの間隔をおく第２の位置を有する。サーマルヘッド３２は、カラー感熱紙３０の搬送中にラインごとに１色ずつ画像を記録し、カラー感熱紙３０が３回往復するとカラー画像が完成する。なお、色毎にサーマルヘッドを設けてもよく、その場合、１回の往復でカラー画像が完成する。
【００３０】
ローラ対３６から見て搬送路の先にイエロー定着部４０とマゼンタ定着部４２が設けられる。イエロー定着部４０とマゼンタ定着部４２は、それぞれ前述のエネルギーピークを有する紫外線を放射する紫外線ランプ４０ａ、４２ａをもつ。ランプ駆動部２８は、イエローの記録時はイエロー用の紫外線ランプ４０ａのみ、またマゼンタの記録時はマゼンタ用の紫外線ランプ４２ｂのみをそれぞれ点灯させる。
【００３１】
イエロー定着部４０には、紫外線強度を測定する照度センサ５０が設けられている。照度センサ５０の測定信号は、コントローラ１２に送られ、必要な照度補正が行われる。なお、感熱層の積層の順番が異なるときでも、最も上の層を定着する紫外線の照射量に基づいて、次に記録する中間層の発色熱エネルギーを調節すればよい。
【００３２】
図２は、プリンタ１０に組み込まれた画像処理装置１００の概略構成を示す。画像処理装置１００は画像が明度と色度で表示されているとき、その色度の色相を角度で表示し、その角度を変換して色相を変換する。これによる画像の主観品質の改善や特殊効果などを目的とする。
【００３３】
画像処理装置１００は、画像メモリ１６その他から画像データを入力する画像入力部１０２と、色相の変換関数を取得する関数取得部１０４と、入力された画像に変換関数を作用させ、第２の画像を生成する画像変換部１０６を含む。関数ディレクトリ１０８には複数の変換関数が予め登録されており、関数取得部１０４は必要に応じて利用可能な変換関数を選択、取得する。
【００３４】
プレビュー制御部１１８は、前記第２の画像をプレビュー画像の形式に変換して図１の表示ユニット６４へ送る。第２の画像は、外部装置制御部４６、通信Ｉ／Ｆ部５２等へ送られ、必要に応じて外部装置への記録や送信が行われる。
【００３５】
ユーザ関連機能ユニット１１０は、ユーザの指示を色相の変換に結びつける機能群で、図１の操作ユニット６６の一部または拡張として設けられる。このユニットは、変換すべき色を指定する色指定部１１２と、ユーザの指示にしたがって変換関数を編集する関数編集部１１４と、色を変換すべき領域を画像上で指定する領域指定部１１６を含む。色指定部１１２と関数編集部１１４は、直接変換関数に作用する一方、領域指定部１１６は変換関数が作用すべき画像領域を定義する。なお、色や領域の指定、または編集中の変換関数に関する情報は適宜表示ユニット６４へ送られ、ユーザの利用に供される。
【００３６】
画像処理装置１００は、色相の変換に当たり変換関数を参照する。変換関数に入力される画像データの色相の定義域（以下φｉで表す）、および変換関数の出力である変換後の色相の値域（以下φｔで表す）は、ともに色相空間における角度である。この実施の形態における変換関数の特徴は、不動点が連続する区間、つまり不動区間（以下［φａ，φｂ］と表記する）をもつことにある。すなわち変換関数ｆは、
【００３７】
ｆ（φｉ）＝φｉ： ∀φｉ∈［φａ，φｂ］
を満たす。［φａ，φｂ］を肌色付近にとれば、肌色の色相は不変のまま、他の色相を変換できる。この場合、人の皮膚を不自然な色にすることなく、他の色を変換する特殊効果を得ることができる。
【００３８】
変換関数の別の特徴は連続関数である点にある。不連続な点があると、その点において変換後の色相が不連続になり、不自然さが生じることがある。ただし、特殊効果を得る目的上、あえて不連続性を出してもよい。角度表示の色相空間は例えば０〜３６０°や−１８０〜１８０°のような範囲で周期性を有するため、変換関数もその範囲の両端のφｉに対して同じφｔを返すものとする。すなわち上記のふたつの定義域について、それぞれ、
【００３９】
ｆ（０）＝ｆ（３６０）＋３６０ｎ ただしｎは整数
または、
ｆ（−１８０）＝ｆ（１８０）−１８０＋３６０ｎ ただしｎは整数
などを満たすよう設定する。
【００４０】
ここで具体的に、［φａ，φｂ］以外の角度を直線的に変換する関数を示す。まず、
φｐ＝φｂ−φａ
ｈ＝（３６０ｎ＋３６０−φｐ）／（３６０−φｐ） ただしｎは自然数
とする。このとき、φｉ＞φｂについては、
φｔ＝ｆ（φｉ）＝ｈ（φｉ−φｂ）＋φｂ （式１）
φｉ＜φａについては、
φｔ＝ｆ（φｉ）
＝ｈ（φｉ＋１８０）−１８０＋ｈ（１８０−φｂ）＋（φｂ−１８０）
（式２）
とする。これが求める変換関数である。
【００４１】
いま画像データがそれぞれ８ビットの輝度および色差Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂで表されているとする。これらのパラメータとＲＧＢの変換式は一般に、
Ｙ＝0.2990Ｒ＋0.5870Ｇ＋0.1140Ｂ
Ｃｒ＝0.5000Ｒ−0.4187Ｇ−0.0813Ｂ＋128 （式３）
Ｃｂ＝−0.1687Ｒ−0.3313Ｇ−0.5000Ｂ＋128 （式４）
である。ここでＣｒとＣｂの「１２８」の項は、データを８ビットの０〜２５５で表す便宜のために足されている。したがって、式３、４からこの実施の形態で用いる色相の座標軸の例として、
【００４２】
ｃｒ＝Ｃｒ−１２８ （式５）
ｃｂ＝Ｃｂ−１２８ （式６）
をとることができ、色相の角度表示φ（φｉまたはφｔ）は、
φ＝ｔａｎ−１（ｃｒ／ｃｂ） （式７）
と定義できる。
【００４３】
図３はｃｒとｃｂを用いて角度表示した色相を示す。同図のＭ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙ、Ｒはそれぞれマゼンタ、青、シアン、緑、黄色、赤のおよその角度を示している。ここでは−１８０〜１８０°の範囲を設定し、肌色が確実に含まれる９０〜１８０°を不動区間１３０とする。すなわち、φａ＝９０、φｂ＝１８０である。また、簡単のため式１、２でｎ＝１とすればｈ＝７／３となり、変換関数は不動領域１３０以外の領域（以下「処理領域１３２」という）、つまりφｉ＜９０において、
φｔ＝ｆ（φｉ）＝（φｉ＋１８０）・７／３−１８０ （式８）
と簡単になる。
【００４４】
図４はこの変換関数を示す。同図のごとく、不動領域１３０である９０〜１８０°ではφｔ＝φｉが守られている。画像変換部１０６は、式８に基づき、画像の各画素について色相の変換をなせばよい。
【００４５】
図５は、画像変換部１０６が行う処理を示すフローチャートである。同図のごとく、入力された画像データを色相の角度表示に変更するため、前処理Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４を行う。まず画像データのある画素について、輝度および色差Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂを取得する（Ｓ１０）。つづいて、式５、６に従い、色相空間（図３）における座標（ｃｒ，ｃｂ）を求める（Ｓ１２）。つぎに、式７に従い、変換関数の入力をφｉとして取得する（Ｓ１４）。
【００４６】
Ｓ１６、Ｓ１８、およびＳ２４の処理は、画像変換部１０６に通知された変換関数によって決まる。この例の場合、φｉは−１８０〜１８０°で定義され、かつ不動区間１３０が９０〜１８０°であるから、不動区間１３０と処理区間１３２の区別は単にφｉと９０°の比較で足りる（Ｓ１６）。いまφｉ＜９０°であれば（Ｓ１６のＹ）、式８によって変換したφｔを求める（Ｓ１８）。つづいて、このφｔに対応する色相空間における座標（ｃｒ１，ｃｂ１）を求める（Ｓ２０）。この後、ｃｒ１とｃｂ１にそれぞれ１２８を加えることで、最終的に変換後の色差ＣＲ、ＣＢが求められる（Ｓ２２）。
【００４７】
一方、Ｓ１６の判断においてφｉ≧９０°であれば（Ｓ１６のＮ）、変換処理を施さないため、ｃｒとｃｂをそれぞれいったんｃｒ１とｃｂ１へ退避し（Ｓ２４）。Ｓ２２の処理に渡す。この結果、ＣＲ＝Ｃｒ、ＣＢ＝Ｃｂなる無変換処理が実現する。以上一連の処理をすべての画素について行うことで実施の形態に係る画像処理は完了する。
【００４８】
ここでは輝度Ｙはそのまま維持したが、これは色相のみの変更で自然な画像を生成しやすいためである。実験でも、画像のいずれの部分の色を変更したか視認できないほど自然な画像が得られている。もちろん、輝度Ｙの変換も同時に行っても差し支えはなく、その効果のほどは後述のプレビュー画像で確かめることができる。
【００４９】
画像処理装置１００は、ユーザの好みに応じた色変換を行うために、種々の機能を提供する。
図６は、色指定部１１２によって変更すべき色を指定する手順を示す。ここではふたりの人物１４２、１４４が映し出された画像１４０を考える。第１の人物１４２は黄色い衣服１４６を着ており、第２の人物１４４は青い衣服１４８を着ている。ユーザは、例えばマウスなどのポインティングデバイスで第２の人物１４４の衣服上のある点Ｐを指す。この点Ｐの画素は青であるから、色指定部１１２は変換元の色として「青」を取得する。
【００５０】
つづいて変換先の色を決めるべく、色指定部１１２は表示ユニット６４にパレット１５０を表示させる。パレット１５０には第１から第４の色候補が表示されている。ユーザがパレット１５０から赤をクリックしたとする。これで変換先の色が「赤」として取得される。色指定部１１２は、
（変換元、変換先）＝（青、赤）
の情報を関数取得部１０４に送る。関数取得部１０４は、この情報を探索の条件として変換関数を関数ディレクトリ１０８から探しだし、画像変換部１０６へ送付する。
【００５１】
図７は、取得された変換関数を示す。「青」は−２０〜−１０°付近に広がっているため、ここでは−５０〜１０°の範囲を「赤」である１１０°へ変換している。これで、第２の人物１４４の衣服１４８が青から赤へ変わる。色変換の結果はプレビュー制御部１１８を介して表示ユニット６４に表示される。なお、ここでは点Ｐの画素の色を変更したが、色指定部１１２は、「指定された色を変更」するか、逆に「指定された色以外の色を変更」するか、ユーザに確認する構成としてもよい。
【００５２】
図８は、別の変換関数を示す。この例では、肌色付近を除き、画像全体を赤く変換する。つまり、第１の人物１４２、第２の人物１４４の顔はもとの色に残しつつ、その他の部分を赤いフィルターで覗いたような画像に作り替えることができる。色指定部１１２は例えば「肌色を除く」、「全体を赤く」などの選択肢を用意し、ユーザがこれをクリックすればよい。
【００５３】
関数編集部１１４は、例えば図７や図８などの変換関数を表示ユニット６４に表示させるとともに、そのグラフ自体を直接編集可能なインタフェイスをもつ。すなわち、グラフの任意の点をクリック・アンド・ドラッグの要領で任意に移動する機能を提供する。その結果得られる画像はプレビュー制御部１１８を介して表示ユニット６４に表示される。
【００５４】
図９は、領域指定部１１６の作用を示す。色指定部１１２によって変更すべき色が「青」と指定された場合、衣服だけでなく、例えば空のように色相が近い色も変換される。したがって、本当に衣服の色のみを変化させたいとき、領域指定部１１６を利用する。
【００５５】
ユーザは領域指定部１１６の提供するドロー機能を用いて、変化させたい第２の人物１４４を取り囲む境界線１６０を描く。つづいて、領域指定部１１６は「領域内の色を変更」または「領域外の色を変更」のうちいずれかをユーザに選択させる。このとき変換関数が図７のものであり、かつユーザが「領域内の色を変更」を選択すれば、境界線１６０内部の「青」が「赤」になり、所期の目的が達成される。
【００５６】
以上、実施の形態を説明したが、本発明の技術的な範囲はこれらの記載には限定されない。これらの実施の形態に多様な変更または改良を加えうることは当業者には理解されるところである。
【００５７】
第１の変形例として、実施の形態はカラー感熱プリンタへの適用を考えたが、これは当然他のタイプのプリンタでもよいし、プリンタ以外のデジタルカメラなどの画像関連機器や、広くコンピュータ一般であってもよい。例えば、パーソナルコンピュータに実施の形態の処理をなすプログラムをインプリメントして実現することもできる。このプログラムはフロッピーディスク等の記録媒体で提供することができる。
【００５８】
第２の変形例として、図２では関数取得部１０４と画像変換部１０６を別構成として描いたが、これらは例えば図５の処理を一括して行う一体の構成であってもよい。
【００５９】
第３の変形例として、実施の形態ではｃｒ、ｃｂを色座標としたが、これはその他の色座標であってもよい。例えば、均等色空間Ｌ＊ａ＊ｂ＊やＬ＊ｕ＊ｖ＊であってもよい。
【００６０】
第４の変形例として、実施の形態では肌色領域を不動区間に設定したが、これは当然別の色に対応する区間であってもよい。例えば、赤い花だけを残し、その他の部分をすべて青に変換してしまう処理が考えられる。
【００６１】
第５の変形例として、変換関数を選択または修正する際、処理すべき画像の色分布を参照する構成としてもよい。例えば、図７において、変換関数は−５０°と１０°で急激に変化している（これらの点を単に「変化点」とよぶ）。そのため、まず処理すべき画像のすべての画素をその色相に応じてヒストグラム化し、出現頻度が少ない色相を探し出す。つづいて、その色相の角度が変化点になるよう変換関数を決定する。このことで、変換後に得られる画像の色の変化がより自然になる。ヒストグラム化は画像入力部１０２その他が行い、変換関数の修正等は関数取得部１０４、関数編集部１１４などが行ってもよい。
【００６２】
第６の変形例として、色指定部１１２、領域指定部１１６による指定はそれぞれ複数であってもよい。例えば、ある点の色は変え、別の点の色は維持する処理や、ある境界線の中においてある点の色は変え、別の点の色は維持する処理など、色の指定と領域の指定の複合的な指定も可能である。
【００６３】
第７の変形例として、図４等の変換関数は数値データとして予め三次元ＬＵＴに登録しておいてもよい。その場合、画像変換部１０６はそのＬＵＴを参照し、必要な補間を施すことにより、高速に変換処理を行うことができる。
【００６４】
第８の変形例として、画像変換部１０６は画素単位で色の変換を行ったが、これは複数画素からなるブロック単位で変換してもよい。その場合、ブロックごとに画素の色相の平均角度を算出し、その平均角度に変換関数を作用させてもよい。しかる後、各画素の色相の角度と前記平均角度の差分を、変換後の各画素の色相に加えるなどの処理をしてもよい。
【００６５】
以上、実施の形態およびその変形によれば、比較的簡易的な方法で必要な色は残しつつ、背景等の色を任意に、例えば劇的に変化させることができる。しかもその際、ユーザの希望する違和感の少ない画像が比較的容易に得られる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、容易に画像の主観画質の改善や特殊効果処理が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係るカラー感熱プリンタの構成図である。
【図２】実施の形態に係る画像処理装置の構成図である。
【図３】 実施の形態で用いる色相空間を示す図である。
【図４】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図５】 実施の形態に係る画像変換部における処理のフローチャートである。
【図６】 実施の形態に係る色指定部の処理を説明する図である。
【図７】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図８】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図９】 実施の形態に係る領域指定部の処理を説明する図である。
【符号の説明】
１０ プリンタ １２ コントローラ
１４ システムメモリ １６ 画像メモリ
６４ 表示ユニット ６６ 操作ユニット
１００ 画像処理装置 １０２ 画像入力部
１０４ 関数取得部 １０６ 画像変換部
１０８ 関数ディレクトリ １１２ 色指定部
１１４ 関数編集部 １１６ 領域指定部
１１８ プレビュー部 １３０ 不動領域
１３２ 処理領域 １６０ 境界線
【発明の属する技術分野】
この発明は、画像処理技術に関する。この発明は特に、画像の色変換機能を有する画像処理装置および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
プリンタ、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）をはじめとするコンピュータ、各種画像処理または編集装置において、画像の色に手を加える技術が知られている。特開平２−１２８８６９号公報には、色変換機能を有する色補正処理方法が開示されている。この方法は、分光濃度データから記録濃度データへ色を補正する際、同時に多重化とよばれる処理を加える。多重化は、入力データの色相がその角度空間において一回転する間に、出力データの色相を数回転させる処理とされる。この方法は、例えばＲＧＢデータからＣＭＹデータへ変換して記録、印刷等する機器への適用が考えられる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前述の色補正処理方法は、処理の効率化を目的とする。すなわち、分光濃度データから記録濃度データへの色補正と多重化処理を同時に実現することで、両者を別々に行う過去の処理を改善するものである。
【０００４】
しかしながら、デジタルカメラ、カラープリンタなどの普及が著しい今日、ユーザが思い通りに画質を改善したり、独自の画像を作り出すことに対する要請が強く、前述の色補正処理方法は必ずしもそれに応えるものではない。
【０００５】
この発明はこうした点に鑑みてなされたものであり、その目的は、画像の主観画質の改善や画像に特殊効果を施すための技術を提供することにある。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組合せにより達成される。また従属項は、本発明の具体的かつ有用な形態を規定する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のある形態は画像処理装置である。この装置は、画像を入力する画像入力部と、前記画像の色相について定められ、かつ所定の不動区間を含む変換関数を取得する関数取得部と、前記変換関数に従い前記画像の構成単位ごとにその色相を変換して第二の画像を生成する変換部とを含む。
【０００７】
関数の定義域のある区間について、その関数が恒等写像となるとき、その区間を「不動区間」とよぶ。この装置では、不動区間を設けることで、その区間の色相を維持したまま、それ以外の色相を他の色相へ変換する。「画像の構成単位」の例として画素やある程度細分化された画像ブロックがある。
【０００８】
前記変換関数は周期性のある色相空間について定められ、かつその空間において連続関数であってもよい。周期性の例として、０〜３６０°の角度で示される色相空間がある。連続関数を採用することにより、色の滑らかな変換が実現する。
【０００９】
不動区間は、画像に含まれる注目領域の色相に関連して定められてもよい。例えば、人物やその顔を注目領域とし、その肌の色相を中心に不動区間を定めてもよい。その場合、肌の色は変換を受けず、他の色が変換される。前記画像変換部は、輝度を維持したまま色相を変換してもよい。
【００１０】
前記関数取得部は、ユーザの指示を参照して前記変換関数を取得してもよい。この画像処理装置はまた、プレビュー制御部を有してもよい。プレビュー制御部は、前記変換関数によって得られるべき前記第二の画像のプレビュー画像を生成する。この画像処理装置はまた、色指定部を有してもよい。色指定部は、前記変換によって色相を変化または維持させるべき色を指定する。例えば画面上の点を選択することでその点の色を指定してもよい。
【００１１】
この画像処理装置はさらに領域指定部を有してもよい。領域指定部は、前記変換によって色相を変化または維持させるべき領域を指定する。指定は、その領域を囲む境界線で行ってもよい。この画像処理装置はまた、関数編集部を有してもよい。関数編集部は、ユーザの指示に基づき前記変換関数を修正したり新規作成するなどの編集をする。
【００１２】
本発明の別の形態は、画像処理方法である。この方法は、画像の色相について定められ、かつ所定の不動区間を含む変換関数を取得するステップと、前記変換関数に従い、前記画像の構成単位ごとにその色相を変換し、第二の画像を生成するステップとを含む。これらのステップをコンピュータに実行せしめるプロジェクトとしてプログラムを格納した記録媒体を提供してもよい。
【００１３】
なお以上の発明の概要は、本発明に必要なすべての特徴を列挙したものではなく、当然ながら、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた発明となりうる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下の実施の形態は、特許請求の範囲に記載された発明を限定するものではなく、また実施の形態の中で説明されている特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００１５】
ここで実施の形態に係る画像処理装置を組み込んだシステムの例として、カラー感熱プリンタを説明する。そのための予備知識として、まずカラー感熱紙の概要を述べる。
【００１６】
カラー感熱紙は、例えば支持体のうえにシアン、マゼンタ、イエローの各感熱層、および透明保護層が下からこの順に形成されている。各感熱層を発色させるために加えるべき熱エネルギーは異なり、通常はいちばん下のシアン感熱層のエネルギーが最も高く、いちばん上のイエロー感熱層のエネルギーが最も低い。 このため、熱エネルギーを調節して各感熱層を順に発色させることができる。
【００１７】
加熱後に得られたイエローとマゼンタの感熱層の色は、異なる紫外線によって定着する。例えば、イエロー、マゼンタの感熱層の最大吸収波長はそれぞれ約４２０ｎｍと約３６５ｎｍで、これらの感熱層にそれぞれ対応する最大吸収波長にエネルギーピークをもつ紫外線を照射すると、色が定着する。定着により、記録済みの感熱層が次の感熱層の記録中に再発色しなくなる。
【００１８】
イエロー、マゼンタ、シアンを記録するとき、それぞれの色についてバイアス熱エネルギーと階調熱エネルギーのふたつの熱エネルギーが加えられる。 バイアス熱エネルギーは、各色の感熱層が発色するために必要な熱エネルギーより少し低く、記録に先立ちカラー感熱紙に与えられる。バイアス熱エネルギーは、後述のバイアスデータを参照して定められる。一方、階調熱エネルギーは、記録すべき色の階調レベルによって定まり、バイアス加熱後に印加される。階調熱エネルギーは、後述の画像データによって決まる。
【００１９】
図１はカラー感熱プリンタの概略構成である。実施の形態に係る画像処理装置は、図２で示すごとく、主にプリンタ１０のコントローラ１２とシステムメモリ１４に格納された画像処理プログラムの共働により実現される。
【００２０】
プリンタ１０は装置全体を制御するコントローラ１２をもつ。コントローラ１２は、例えば汎用のマイクロプロセッサで構成できる。システムメモリ１４は、プリンタ１０の制御プログラム、システムプログラム、その他システム情報を格納する。システムメモリ１４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどで構成してもよいし、ＦＬＡＳＨメモリその他ＥＥＰＲＯＭ（電気的消去およびプログラム可能メモリ）などの不揮発性メモリで構成してもよい。この実施の形態では、システムメモリ１４の中に、コントローラ１２がサーマルヘッド３２の制御のために適宜参照するＬＵＴ（ルックアップテーブル）が設けられる。
【００２１】
コントローラ１２は、プリンタ１０の各部と、データバス６０およびコントロールバス６２で処理に必要なデータ、コマンド、ステータス等の信号の授受を行う。コントローラ１２は、通信Ｉ／Ｆ部５２や、図示しないセントロニクスＩ／Ｆコネクタを介してＰＣなどの外部機器（図示せず）から印刷要求と印刷すべき画像データを受け取る。印刷要求に従い、コントローラ１２はサーマルヘッド３２で発生すべき熱エネルギーの制御を行う。
【００２２】
外部装置制御部４６は、画像が格納されたメモリカード、フロッピーディスク、ハードディスクなどの任意の記憶装置や、種々のＩ／Ｏ機能を有するＰＣＭＣＩＡ準拠のカード等（以下総括的に「外部装置」という）を制御する。プリンタ１０は、外部装置から印刷すべき画像データを取得してもよい。
【００２３】
表示ユニット６４は、例えばＬＣＤとそのドライバを含み、プリンタ１０の動作状態や設定状態、入力されたユーザの指示等を表示する。操作ユニット６６は、プリンタ１０にユーザの指示を入力するためのメニューボタン、選択ボタン、数値キー等を含む。タッチパネルを用いる場合、表示ユニット６４と操作ユニット６６は一体に成形される。
【００２４】
画像メモリ１６は、イエロー（Ｙ）画像メモリ１６ａ、マゼンタ（Ｍ）画像メモリ１６ｂ、シアン（Ｃ）画像メモリ１６ｃをもつ。各画像メモリ１６ａ〜１６ｃはそれぞれ対応する色データを格納する。カラー感熱紙３０への記録の際、各色の画像データが画像メモリ１６から１ラインずつ読み出され、画像ラインメモリ１８に書き込まれる。
【００２５】
バイアスラインメモリ２０は１ライン分のバイアスデータを保持する。バイアスデータは、例えば多数存在する発熱素子（後述）の抵抗値のバラツキを補正するために、発熱素子毎に設定される。
【００２６】
ストローブ回路２４はコントローラ１２の指示に従い、所定のデューティ比をもつストローブパルスを発生し、これをヘッド駆動部２６に送る。
セレクタ２２はまずバイアスラインメモリ２０から１ライン分のバイアスデータを読み出し、ヘッド駆動部２６に送る。つづいて画像ラインメモリ１８から１ライン分の画像データを読み出し、ヘッド駆動部２６に送る。
【００２７】
ヘッド駆動部２６は、ライン毎にバイアスデータおよび画像データに対応する発熱を起因する駆動データを発生する。駆動データと前述のストローブパルスとの間で論理積がとられ、駆動パルスが出力される。駆動データが「１」のとき駆動パルスも「１」となり、サーマルヘッド３２の各発熱素子について設けられたトランジスタを駆動する。これにより各発熱素子が発熱する。
【００２８】
ローラ対３６はパルスモータ４８によって双方向に回転し、カラー感熱紙３０を搬送路において往復動作させる。このほかにも、図示しないローラ対により、カラー感熱紙３０の搬送路が形成されている。搬送路の上面にはサーマルヘッド３２が配され、これと対向する搬送路下面にプラテンローラ４４が設けられる。
【００２９】
サーマルヘッド３２は、カラー感熱紙の幅の方向にライン状に配された発熱素子アレイ３２ａをもつ。このアレイは多数の発熱素子を含む。サーマルヘッド３２は、プラテンローラ４４上のカラー感熱紙３０に発熱素子アレイ３２ａを圧接する第１の位置と、それらの間隔をおく第２の位置を有する。サーマルヘッド３２は、カラー感熱紙３０の搬送中にラインごとに１色ずつ画像を記録し、カラー感熱紙３０が３回往復するとカラー画像が完成する。なお、色毎にサーマルヘッドを設けてもよく、その場合、１回の往復でカラー画像が完成する。
【００３０】
ローラ対３６から見て搬送路の先にイエロー定着部４０とマゼンタ定着部４２が設けられる。イエロー定着部４０とマゼンタ定着部４２は、それぞれ前述のエネルギーピークを有する紫外線を放射する紫外線ランプ４０ａ、４２ａをもつ。ランプ駆動部２８は、イエローの記録時はイエロー用の紫外線ランプ４０ａのみ、またマゼンタの記録時はマゼンタ用の紫外線ランプ４２ｂのみをそれぞれ点灯させる。
【００３１】
イエロー定着部４０には、紫外線強度を測定する照度センサ５０が設けられている。照度センサ５０の測定信号は、コントローラ１２に送られ、必要な照度補正が行われる。なお、感熱層の積層の順番が異なるときでも、最も上の層を定着する紫外線の照射量に基づいて、次に記録する中間層の発色熱エネルギーを調節すればよい。
【００３２】
図２は、プリンタ１０に組み込まれた画像処理装置１００の概略構成を示す。画像処理装置１００は画像が明度と色度で表示されているとき、その色度の色相を角度で表示し、その角度を変換して色相を変換する。これによる画像の主観品質の改善や特殊効果などを目的とする。
【００３３】
画像処理装置１００は、画像メモリ１６その他から画像データを入力する画像入力部１０２と、色相の変換関数を取得する関数取得部１０４と、入力された画像に変換関数を作用させ、第２の画像を生成する画像変換部１０６を含む。関数ディレクトリ１０８には複数の変換関数が予め登録されており、関数取得部１０４は必要に応じて利用可能な変換関数を選択、取得する。
【００３４】
プレビュー制御部１１８は、前記第２の画像をプレビュー画像の形式に変換して図１の表示ユニット６４へ送る。第２の画像は、外部装置制御部４６、通信Ｉ／Ｆ部５２等へ送られ、必要に応じて外部装置への記録や送信が行われる。
【００３５】
ユーザ関連機能ユニット１１０は、ユーザの指示を色相の変換に結びつける機能群で、図１の操作ユニット６６の一部または拡張として設けられる。このユニットは、変換すべき色を指定する色指定部１１２と、ユーザの指示にしたがって変換関数を編集する関数編集部１１４と、色を変換すべき領域を画像上で指定する領域指定部１１６を含む。色指定部１１２と関数編集部１１４は、直接変換関数に作用する一方、領域指定部１１６は変換関数が作用すべき画像領域を定義する。なお、色や領域の指定、または編集中の変換関数に関する情報は適宜表示ユニット６４へ送られ、ユーザの利用に供される。
【００３６】
画像処理装置１００は、色相の変換に当たり変換関数を参照する。変換関数に入力される画像データの色相の定義域（以下φｉで表す）、および変換関数の出力である変換後の色相の値域（以下φｔで表す）は、ともに色相空間における角度である。この実施の形態における変換関数の特徴は、不動点が連続する区間、つまり不動区間（以下［φａ，φｂ］と表記する）をもつことにある。すなわち変換関数ｆは、
【００３７】
ｆ（φｉ）＝φｉ： ∀φｉ∈［φａ，φｂ］
を満たす。［φａ，φｂ］を肌色付近にとれば、肌色の色相は不変のまま、他の色相を変換できる。この場合、人の皮膚を不自然な色にすることなく、他の色を変換する特殊効果を得ることができる。
【００３８】
変換関数の別の特徴は連続関数である点にある。不連続な点があると、その点において変換後の色相が不連続になり、不自然さが生じることがある。ただし、特殊効果を得る目的上、あえて不連続性を出してもよい。角度表示の色相空間は例えば０〜３６０°や−１８０〜１８０°のような範囲で周期性を有するため、変換関数もその範囲の両端のφｉに対して同じφｔを返すものとする。すなわち上記のふたつの定義域について、それぞれ、
【００３９】
ｆ（０）＝ｆ（３６０）＋３６０ｎ ただしｎは整数
または、
ｆ（−１８０）＝ｆ（１８０）−１８０＋３６０ｎ ただしｎは整数
などを満たすよう設定する。
【００４０】
ここで具体的に、［φａ，φｂ］以外の角度を直線的に変換する関数を示す。まず、
φｐ＝φｂ−φａ
ｈ＝（３６０ｎ＋３６０−φｐ）／（３６０−φｐ） ただしｎは自然数
とする。このとき、φｉ＞φｂについては、
φｔ＝ｆ（φｉ）＝ｈ（φｉ−φｂ）＋φｂ （式１）
φｉ＜φａについては、
φｔ＝ｆ（φｉ）
＝ｈ（φｉ＋１８０）−１８０＋ｈ（１８０−φｂ）＋（φｂ−１８０）
（式２）
とする。これが求める変換関数である。
【００４１】
いま画像データがそれぞれ８ビットの輝度および色差Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂで表されているとする。これらのパラメータとＲＧＢの変換式は一般に、
Ｙ＝0.2990Ｒ＋0.5870Ｇ＋0.1140Ｂ
Ｃｒ＝0.5000Ｒ−0.4187Ｇ−0.0813Ｂ＋128 （式３）
Ｃｂ＝−0.1687Ｒ−0.3313Ｇ−0.5000Ｂ＋128 （式４）
である。ここでＣｒとＣｂの「１２８」の項は、データを８ビットの０〜２５５で表す便宜のために足されている。したがって、式３、４からこの実施の形態で用いる色相の座標軸の例として、
【００４２】
ｃｒ＝Ｃｒ−１２８ （式５）
ｃｂ＝Ｃｂ−１２８ （式６）
をとることができ、色相の角度表示φ（φｉまたはφｔ）は、
φ＝ｔａｎ−１（ｃｒ／ｃｂ） （式７）
と定義できる。
【００４３】
図３はｃｒとｃｂを用いて角度表示した色相を示す。同図のＭ、Ｂ、Ｃ、Ｇ、Ｙ、Ｒはそれぞれマゼンタ、青、シアン、緑、黄色、赤のおよその角度を示している。ここでは−１８０〜１８０°の範囲を設定し、肌色が確実に含まれる９０〜１８０°を不動区間１３０とする。すなわち、φａ＝９０、φｂ＝１８０である。また、簡単のため式１、２でｎ＝１とすればｈ＝７／３となり、変換関数は不動領域１３０以外の領域（以下「処理領域１３２」という）、つまりφｉ＜９０において、
φｔ＝ｆ（φｉ）＝（φｉ＋１８０）・７／３−１８０ （式８）
と簡単になる。
【００４４】
図４はこの変換関数を示す。同図のごとく、不動領域１３０である９０〜１８０°ではφｔ＝φｉが守られている。画像変換部１０６は、式８に基づき、画像の各画素について色相の変換をなせばよい。
【００４５】
図５は、画像変換部１０６が行う処理を示すフローチャートである。同図のごとく、入力された画像データを色相の角度表示に変更するため、前処理Ｓ１０、Ｓ１２、Ｓ１４を行う。まず画像データのある画素について、輝度および色差Ｙ、Ｃｒ、Ｃｂを取得する（Ｓ１０）。つづいて、式５、６に従い、色相空間（図３）における座標（ｃｒ，ｃｂ）を求める（Ｓ１２）。つぎに、式７に従い、変換関数の入力をφｉとして取得する（Ｓ１４）。
【００４６】
Ｓ１６、Ｓ１８、およびＳ２４の処理は、画像変換部１０６に通知された変換関数によって決まる。この例の場合、φｉは−１８０〜１８０°で定義され、かつ不動区間１３０が９０〜１８０°であるから、不動区間１３０と処理区間１３２の区別は単にφｉと９０°の比較で足りる（Ｓ１６）。いまφｉ＜９０°であれば（Ｓ１６のＹ）、式８によって変換したφｔを求める（Ｓ１８）。つづいて、このφｔに対応する色相空間における座標（ｃｒ１，ｃｂ１）を求める（Ｓ２０）。この後、ｃｒ１とｃｂ１にそれぞれ１２８を加えることで、最終的に変換後の色差ＣＲ、ＣＢが求められる（Ｓ２２）。
【００４７】
一方、Ｓ１６の判断においてφｉ≧９０°であれば（Ｓ１６のＮ）、変換処理を施さないため、ｃｒとｃｂをそれぞれいったんｃｒ１とｃｂ１へ退避し（Ｓ２４）。Ｓ２２の処理に渡す。この結果、ＣＲ＝Ｃｒ、ＣＢ＝Ｃｂなる無変換処理が実現する。以上一連の処理をすべての画素について行うことで実施の形態に係る画像処理は完了する。
【００４８】
ここでは輝度Ｙはそのまま維持したが、これは色相のみの変更で自然な画像を生成しやすいためである。実験でも、画像のいずれの部分の色を変更したか視認できないほど自然な画像が得られている。もちろん、輝度Ｙの変換も同時に行っても差し支えはなく、その効果のほどは後述のプレビュー画像で確かめることができる。
【００４９】
画像処理装置１００は、ユーザの好みに応じた色変換を行うために、種々の機能を提供する。
図６は、色指定部１１２によって変更すべき色を指定する手順を示す。ここではふたりの人物１４２、１４４が映し出された画像１４０を考える。第１の人物１４２は黄色い衣服１４６を着ており、第２の人物１４４は青い衣服１４８を着ている。ユーザは、例えばマウスなどのポインティングデバイスで第２の人物１４４の衣服上のある点Ｐを指す。この点Ｐの画素は青であるから、色指定部１１２は変換元の色として「青」を取得する。
【００５０】
つづいて変換先の色を決めるべく、色指定部１１２は表示ユニット６４にパレット１５０を表示させる。パレット１５０には第１から第４の色候補が表示されている。ユーザがパレット１５０から赤をクリックしたとする。これで変換先の色が「赤」として取得される。色指定部１１２は、
（変換元、変換先）＝（青、赤）
の情報を関数取得部１０４に送る。関数取得部１０４は、この情報を探索の条件として変換関数を関数ディレクトリ１０８から探しだし、画像変換部１０６へ送付する。
【００５１】
図７は、取得された変換関数を示す。「青」は−２０〜−１０°付近に広がっているため、ここでは−５０〜１０°の範囲を「赤」である１１０°へ変換している。これで、第２の人物１４４の衣服１４８が青から赤へ変わる。色変換の結果はプレビュー制御部１１８を介して表示ユニット６４に表示される。なお、ここでは点Ｐの画素の色を変更したが、色指定部１１２は、「指定された色を変更」するか、逆に「指定された色以外の色を変更」するか、ユーザに確認する構成としてもよい。
【００５２】
図８は、別の変換関数を示す。この例では、肌色付近を除き、画像全体を赤く変換する。つまり、第１の人物１４２、第２の人物１４４の顔はもとの色に残しつつ、その他の部分を赤いフィルターで覗いたような画像に作り替えることができる。色指定部１１２は例えば「肌色を除く」、「全体を赤く」などの選択肢を用意し、ユーザがこれをクリックすればよい。
【００５３】
関数編集部１１４は、例えば図７や図８などの変換関数を表示ユニット６４に表示させるとともに、そのグラフ自体を直接編集可能なインタフェイスをもつ。すなわち、グラフの任意の点をクリック・アンド・ドラッグの要領で任意に移動する機能を提供する。その結果得られる画像はプレビュー制御部１１８を介して表示ユニット６４に表示される。
【００５４】
図９は、領域指定部１１６の作用を示す。色指定部１１２によって変更すべき色が「青」と指定された場合、衣服だけでなく、例えば空のように色相が近い色も変換される。したがって、本当に衣服の色のみを変化させたいとき、領域指定部１１６を利用する。
【００５５】
ユーザは領域指定部１１６の提供するドロー機能を用いて、変化させたい第２の人物１４４を取り囲む境界線１６０を描く。つづいて、領域指定部１１６は「領域内の色を変更」または「領域外の色を変更」のうちいずれかをユーザに選択させる。このとき変換関数が図７のものであり、かつユーザが「領域内の色を変更」を選択すれば、境界線１６０内部の「青」が「赤」になり、所期の目的が達成される。
【００５６】
以上、実施の形態を説明したが、本発明の技術的な範囲はこれらの記載には限定されない。これらの実施の形態に多様な変更または改良を加えうることは当業者には理解されるところである。
【００５７】
第１の変形例として、実施の形態はカラー感熱プリンタへの適用を考えたが、これは当然他のタイプのプリンタでもよいし、プリンタ以外のデジタルカメラなどの画像関連機器や、広くコンピュータ一般であってもよい。例えば、パーソナルコンピュータに実施の形態の処理をなすプログラムをインプリメントして実現することもできる。このプログラムはフロッピーディスク等の記録媒体で提供することができる。
【００５８】
第２の変形例として、図２では関数取得部１０４と画像変換部１０６を別構成として描いたが、これらは例えば図５の処理を一括して行う一体の構成であってもよい。
【００５９】
第３の変形例として、実施の形態ではｃｒ、ｃｂを色座標としたが、これはその他の色座標であってもよい。例えば、均等色空間Ｌ＊ａ＊ｂ＊やＬ＊ｕ＊ｖ＊であってもよい。
【００６０】
第４の変形例として、実施の形態では肌色領域を不動区間に設定したが、これは当然別の色に対応する区間であってもよい。例えば、赤い花だけを残し、その他の部分をすべて青に変換してしまう処理が考えられる。
【００６１】
第５の変形例として、変換関数を選択または修正する際、処理すべき画像の色分布を参照する構成としてもよい。例えば、図７において、変換関数は−５０°と１０°で急激に変化している（これらの点を単に「変化点」とよぶ）。そのため、まず処理すべき画像のすべての画素をその色相に応じてヒストグラム化し、出現頻度が少ない色相を探し出す。つづいて、その色相の角度が変化点になるよう変換関数を決定する。このことで、変換後に得られる画像の色の変化がより自然になる。ヒストグラム化は画像入力部１０２その他が行い、変換関数の修正等は関数取得部１０４、関数編集部１１４などが行ってもよい。
【００６２】
第６の変形例として、色指定部１１２、領域指定部１１６による指定はそれぞれ複数であってもよい。例えば、ある点の色は変え、別の点の色は維持する処理や、ある境界線の中においてある点の色は変え、別の点の色は維持する処理など、色の指定と領域の指定の複合的な指定も可能である。
【００６３】
第７の変形例として、図４等の変換関数は数値データとして予め三次元ＬＵＴに登録しておいてもよい。その場合、画像変換部１０６はそのＬＵＴを参照し、必要な補間を施すことにより、高速に変換処理を行うことができる。
【００６４】
第８の変形例として、画像変換部１０６は画素単位で色の変換を行ったが、これは複数画素からなるブロック単位で変換してもよい。その場合、ブロックごとに画素の色相の平均角度を算出し、その平均角度に変換関数を作用させてもよい。しかる後、各画素の色相の角度と前記平均角度の差分を、変換後の各画素の色相に加えるなどの処理をしてもよい。
【００６５】
以上、実施の形態およびその変形によれば、比較的簡易的な方法で必要な色は残しつつ、背景等の色を任意に、例えば劇的に変化させることができる。しかもその際、ユーザの希望する違和感の少ない画像が比較的容易に得られる。
【００６６】
【発明の効果】
本発明によれば、容易に画像の主観画質の改善や特殊効果処理が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係るカラー感熱プリンタの構成図である。
【図２】実施の形態に係る画像処理装置の構成図である。
【図３】 実施の形態で用いる色相空間を示す図である。
【図４】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図５】 実施の形態に係る画像変換部における処理のフローチャートである。
【図６】 実施の形態に係る色指定部の処理を説明する図である。
【図７】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図８】 実施の形態で採用する変換関数の一例を示す図である。
【図９】 実施の形態に係る領域指定部の処理を説明する図である。
【符号の説明】
１０ プリンタ １２ コントローラ
１４ システムメモリ １６ 画像メモリ
６４ 表示ユニット ６６ 操作ユニット
１００ 画像処理装置 １０２ 画像入力部
１０４ 関数取得部 １０６ 画像変換部
１０８ 関数ディレクトリ １１２ 色指定部
１１４ 関数編集部 １１６ 領域指定部
１１８ プレビュー部 １３０ 不動領域
１３２ 処理領域 １６０ 境界線
Claims (18)
- 画像に処理を施す画像処理装置であって、
前記画像を入力し、前記画像を色相に応じてヒストグラム化する画像入力部と、
前記画像に含まれる注目領域の色相に設定された、色相が恒等写像される所定の不動区間、および色相が変換される処理区間を含み、出現頻度が所定値より少ない色相の角度が前記不動区間と前記処理区間との変化点になるように、色相空間において連続関数である変換関数を決定する関数取得部と、
前記変換関数に従い、前記画像の構成単位ごとに色相を変換する画像変換部と
を備える画像処理装置。 - 前記変換関数は、前記不動区間以外の色相の角度を直線的に変換する関数である請求項１に記載の画像処理装置。
- 前記注目領域は、前記画像内において人物が占める領域である請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
- 前記関数取得部は、ユーザの指示を参照して前記変換関数を取得する請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
- 色相が変換された前記画像のプレビュー画像を生成するプレビュー制御部
をさらに備える請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記変換によって色相を変化または維持させるべき色を指定する色指定部
をさらに備える請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記変換によって色相を変化または維持させるべき領域を指定する領域指定部
をさらに備える請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記領域指定部は、色相を変化または維持させるべき領域を取り囲む境界線の形でユーザの指示を受け付ける請求項７に記載の画像処理装置。
- ユーザの指示に基づき前記変換関数を編集する関数編集部
をさらに備える請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の画像処理装置。 - 前記画像変換部は、前記画像の輝度を維持しつつ色相を変換する請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像処理装置。
- 画像に処理を施す画像処理方法であって、
前記画像を入力するステップと、
前記画像を色相に応じてヒストグラム化するステップと、
前記画像に含まれる注目領域の色相に設定された、色相が恒等写像される所定の不動区間、および色相が変換される処理区間を含み、出現頻度が所定値より少ない色相の角度が前記不動区間と前記処理区間との変化点になるように、色相空間において連続関数である変換関数を決定する関数取得ステップと、
前記変換関数に従い、前記画像の構成単位ごとに色相を変換する画像変換ステップと
を備える画像処理方法。 - 前記変換関数は、前記不動区間以外の色相の角度を直線的に変換する関数である請求項１１に記載の画像処理方法。
- 前記変換によって色相を変化または維持させるべき色を指定する色指定ステップ
をさらに備える請求項１１または請求項１２に記載の画像処理方法。 - 前記変換によって色相を変化または維持させるべき領域を指定する領域指定部ステップ
をさらに備える請求項１１乃至請求項１３のいずれかに記載の画像処理方法。 - コンピュータで読取可能な記録媒体であって、
画像を入力するステップと、
前記画像を色相に応じてヒストグラム化するステップと、
前記画像に含まれる注目領域の色相に設定された、色相が恒等写像される所定の不動区間、および色相が変換される処理区間を含み、出現頻度が所定値より少ない色相の角度が前記不動区間と前記処理区間との変化点になるように、色相空間において連続関数である変換関数を決定する関数取得ステップと、
前記変換関数に従い、前記画像の構成単位ごとに色相を変換する画像変換ステップと
をコンピュータに実行させるプログラムを記録する記録媒体。 - 前記変換関数は、前記不動区間以外の色相の角度を直線的に変換する関数である請求項１５に記載の記録媒体。
- 前記変換によって色相を変化または維持させるべき色を指定する色指定ステップ
をコンピュータに実行させるプログラムをさらに記録する請求項１５または請求項１６に記載の記録媒体。 - 前記変換によって色相を変化または維持させるべき領域を指定する領域指定部ステップ
をコンピュータに実行させるプログラムをさらに記録する請求項１５乃至請求項１７のいずれかに記載の記録媒体。
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