JP4041687B2 - フラッシュアーチファクトを除去する方法および装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、写真の分野に関し、特にフラッシュ写真の分野に関する。
【0002】
【従来の技術】
写真の初期段階では、肖像写真を屋内で撮影するために人が腰掛けた場合、露光時間は、低速な写真乾板および通常屋内の低い光レベルにより、最大10分までの範囲であった。しばしば、被写体は、露光中に動かないようにするために、定位置に機械的に固定された。当初はマグネシウム粉末の燃焼であった人口照明の出現に伴い、露光時間は劇的に短縮された。今日、多くのカメラにはフラッシュが内蔵されており、ユーザは、任意の機会にフラッシュ写真を撮影することができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、フラッシュの使用には欠点がある。フラッシュがカメラレンズ付近に配置される場合、被写体である人間の目が、結果得られる写真において赤く光る傾向がある。この問題は、あまりに一般的であるため、多くの写真店は、仕上がった写真から赤目を除去するために使用される特殊なペンを販売している。また、動物の目も、同様にではあるが異なる色で光る傾向がある。さらに、反射する被写体のフラッシュ写真は、被写体から非常に明るい鏡面反射が生じ、したがって結果得られる写真を損ねることがある。当分野には、このようなフラッシュアーチファクトを自動的に除去または修正する方法および装置が必要である。
【0004】
【課題を解決するための手段】
フラッシュを使用しない画像が、フラッシュを使用する画像と共に撮影される。フラッシュなしの画像をフラッシュ画像から差し引くことによって、差分画像が生成される。輝度の大きな差分のみが差分画像に残るように、閾値が差分画像に適用される。次に、このアーチファクト画像が、フラッシュ画像から差し引かれ、それによって鏡面反射および赤目等フラッシュアーチファクトを除去する。使用される閾値は、自動的に計算することも、またユーザによって設定することも可能である。用途によっては、使用される色空間の各次元(赤、緑、および青等)ごとに別個の閾値を設定することが望ましいこともある。ここでもまた、このような別個の閾値は、自動的に計算することも、またユーザによって設定することも可能である。
【0005】
本発明の他の態様および利点は、例として本発明の原理を示す添付図面と共に、以下の詳細な説明から明らかになろう。
【0006】
【発明の実施の形態】
図1は、一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。ステップ102において、デジタル画像が、フラッシュを使用することなく取り込まれる。ステップ104において、同じ被写体の別のデジタル画像が、フラッシュを使用して取り込まれる。これら2つのデジタル画像がどの順序で取り込まれても、違いがないことに留意する。しかし、被写体が、これら2つのデジタル画像取り込みの間で動かないことが望ましい。これは、2つの画像を高速に連続して撮影することによって達成することができる。ステップ106において、フラッシュなしのデジタル画像がフラッシュデジタル画像から差し引かれ、差分画像を生成する。この発明の白黒(グレースケール)画像についての実施では、デジタル画像は、輝度データのみを含み、差分画像は、フラッシュの使用によって引き起こされる画像中の輝度変化を表す。ステップ108において、輝度の棒グラフ(ヒストグラム)が、差分画像から生成される。この輝度の棒グラフは、図2の棒グラフの例と同様の形状を有しうる。この輝度の棒グラフから、ステップ110において、輝度閾値が計算される。この輝度閾値は、ステップ112において差分画像に適用される場合に、過度に明るい反射のみが、アーチファクト画像に格納され、フラッシュからの所望の輝度変化が、アーチファクト画像にもはや存在しなくなるように選択される。仮に、この閾値ステップ(または同様のプロセス)が行われない場合には、フラッシュ画像からアーチファクト(この場合、差分画像に等しい)を差し引くと、単にフラッシュなしの画像が生成される。本発明の実施によっては、ユーザが輝度閾値を設定可能である、輝度閾値をデジタル画像取り込み装置内に永久的に保存可能である、または同様の輝度閾値の結果をもたらす棒グラフ以外の方法を使用することによって閾値が選択可能であることが望ましいこともある。ステップ112において、輝度閾値が差分画像に適用される。輝度閾値を超える輝度を有する、差分画像のすべての部分が、アーチファクト画像に格納される。ここで、このアーチファクト画像は、フラッシュの使用による輝度の差が、所望の差よりも大きな画像エリアのみについての輝度差を含む。本発明の実施によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が行われるものもある。たとえば、フラッシュ(ストロボ)アーチファクトの完全な除去が望ましくないが、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(輝度差を係数倍して)低減してもよく、また係数分オフセット(輝度差を減算)してもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定する、または加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。ステップ114に示すアーチファクト画像のこの処理は、本明細書に記載の任意のまたはすべての実施形態に含めることができる。ステップ116において、変更されたアーチファクト画像が、フラッシュ画像から差し引かれ、フラッシュアーチファクトが除去された、または変更された状態の最終的な画像が生成される。また、このアルゴリズムが、画像の一部分がフラッシュに近すぎることに起因するアーチファクトの修正を助けることにも留意する。被写体の他の部分よりもフラッシュにはるかに近い被写体の部分がある場合、近い部分は、フラッシュによって過度に明るく照らされることがあり、この方法により、画像のぼけている部分をフラッシュなしの画像データで置換することができる。
【0007】
図2は、差分画像例の輝度の棒グラフ例である。この棒グラフにおいては、x軸200は輝度差を表し、y軸202はピクセル数で測定された度数を表す。デジタルカメラでは、可能な輝度が量子化されるため、いくつのピクセルが可能な各輝度によって表されているかを計算し、図2に示すものと同様の棒グラフを生成することは比較的容易である。本発明のグレースケールデータを使用する例示的な実施形態では、グレースケール画像データが単に各ピクセルの輝度しか含まず、このデータから直接棒グラフを作成することができる。また、米国内の民間のカラーテレビ放送で使用されるYIQモデル等色空間モデルによっては、カラーモデルの1つの軸が輝度データを含むことができ、カラー画像データのこの成分だけを棒グラフの作成に使用することができる。YIQカラーモデルの例では、Y軸はルミナンスであり、カラー画像データのこの成分が棒グラフの作成に使用される。YIQカラーモデルは、米国テレビジョン委員会(NTSC)規格に従って送信されるテレビ画像において使用される。RGBカラーデータは、標準マッピングアルゴリズムを使用してYIQデータに変換することができる。たとえば、RGBカラーデータからルミナンス(YIQにおけるY)を抽出する方程式は、Y=0.299R+0.587G+0.114Bである。次に、この計算されたルミナンス(すなわち輝度)が本発明によって使用され、カラー画像におけるフラッシュによる輝度変化を検出して修正することができる。多くの種々の色空間のモデルがある。本発明は、輝度、ルミナンス、または明度をカラーデータから抽出するある方法が存在する限り、すべての色空間モデルについて適宜使用できる。図2の棒グラフ例は、輝度の別個の2つのローブ(山)を示す。まず、フラッシュ画像とフラッシュなしの画像の間の輝度差が存在するが極度ではない、すべてのピクセルを表す下部ローブ204がある。しかし、フラッシュ画像とフラッシュなしの画像の間の輝度差が極度な上部ローブ206もある。この上部ローブは、フラッシュの鏡面反射および有りうる他のフラッシュアーチファクトを有するピクセルを含む。この棒グラフの例から、輝度閾値208を、2つのローブの間の最小度数で容易に選択することができる。したがって、アーチファクト画像が差分画像から作成されると、輝度閾値208未満の輝度を有するすべてのピクセルの輝度差は、0に設定される。次に、輝度閾値208よりも大きな輝度を有するピクセルの輝度差は、差分画像にそのまま残される。画像によっては、この図に示すようなきれいで簡単な双峰分布の輝度値を持たないものもあることに留意する。このような場合、輝度閾値は、データの極小を見つける以外の方法によって選択する必要がある。たとえば、本方法は、極小が存在しない場合に設定された閾値に初期設定することも、最大の輝度差の数パーセントに設定することも、また特定の割合のピクセルが閾値を上回るように設定することもできる。
【0008】
図3は、一対の写真スライド、プリント、またはネガからフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。本発明のこの例示的な実施形態においては、フラッシュアーチファクトを除去するプロセスは、2つの非デジタル画像、すなわちフラッシュを使用して撮影されたものとフラッシュを使用せずに撮影されたものを用いて開始される。次に、双方の非デジタル画像のデジタル画像が、たとえばスキャナを使用して作成される。このプロセスは、2つを除いて図1に示すプロセスにかなり類似する。まず、ステップ302において、フラッシュなしのデジタル画像が、被写体から直接ではなく、代わりにフラッシュなしのスライド、プリント、またはネガから取り込まれる。次に、ステップ304において、フラッシュデジタル画像が、被写体から直接ではなく、代わりにフラッシュを使用して撮影されたスライド、プリント、またはネガから取り込まれる。プロセスの残りは、図1に記述されるプロセスのステップを辿る。ステップ106において、フラッシュなしのデジタル画像が、フラッシュデジタル画像から差し引かれ、差分画像が生成される。本発明の白黒(グレースケール)画像についての実施では、デジタル画像は、輝度データのみを含み、差分画像は、フラッシュの使用によって引き起こされる画像における輝度変化を表す。ステップ108において、輝度の棒グラフが差分画像から生成される。この輝度の棒グラフは、図2の棒グラフ例と同様の形状を有しうる。ステップ110において、この輝度の棒グラフから輝度閾値が計算される。この輝度閾値は、ステップ112において差分画像に適用される場合、過度に明るい反射のみがアーチファクト画像に格納され、フラッシュからの望ましい輝度変化がアーチファクト画像にもはや存在しなくなるように、選択される。仮に、この閾値ステップ(または同様のプロセス)が行われない場合には、フラッシュ画像からアーチファクト画像を差し引くと、フラッシュなしの画像が単に生成される。本発明の実施によっては、ユーザが輝度閾値を設定可能である、輝度閾値をデジタル画像取り込み装置内に永久的に保存可能である、または同様の輝度閾値結果をもたらす棒グラフ以外の方法を使用することによって選択可能なことが望ましいこともある。ステップ112において、輝度閾値が差分画像に適用される。輝度閾値を超える輝度を有する、差分画像のすべての部分が、アーチファクト画像に格納される。ここで、このアーチファクト画像は、フラッシュの使用による輝度の差が、所望の差よりも大きな画像エリアのみについての輝度差を含む。本発明の実施によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が行われるものもある。たとえば、フラッシュ(ストロボ)アーチファクトの完全な除去が望ましくなく、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(係数倍して)低減してもよく、また係数でオフセットしてもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定するか、また加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。ステップ114に示すアーチファクト画像のこの処理は、本明細書に記載の本発明の任意のまたはすべての実施形態に含めることができる。ステップ116において、変更されたアーチファクト画像が、フラッシュ画像から差し引かれ、フラッシュアーチファクトが除去された、または変更された状態の最終的な画像が生成される。
【0009】
図4は、一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。本発明のこの例示的な実施形態では、カラーデジタル画像が処理され、別個の輝度閾値208が、色空間内の三原色それぞれについて計算される。たとえば、多くのデジタル画像取り込み装置は、赤、緑、および青の三原色を含む赤/緑/青(RGB)色空間モデルを使用する。RGBの例では、別個の異なる画像が各原色について作成され、別個の閾値が各原色について計算される。この例では、本方法が各原色に適用され、被写体の目がフラッシュからの明るく赤い色として反射する赤目等のアーチファクトを除去する。赤目の場合、画像の赤成分の大きさは、被写体の目のエリアで大きく増大しており、これは、本方法により検出されて除去または変更される。多くの他の色空間モデルが存在し、本発明に適合する。RGB色空間モデルでは、三原色それぞれ(赤、緑、および青)は、三次元色空間モデルの1つの軸で表される。対照的に、色相/彩度/明暗度(HSV)色空間モデルでは、色相データおよび彩度データが、色合い、および色の輝度を表す値を定義する。HSV色空間モデルでは、明度データ(HSVにおけるV)を直接用い、棒グラフを使用するか、または別の方法を使用するかに関わらず、輝度閾値を決定する。このプロセスは、図1に記述されたプロセスと同様に開始される。ステップ102において、デジタル画像が、フラッシュを使用することなく取り込まれる。ステップ104において、同じ被写体の別のデジタル画像が、フラッシュを使用して取り込まれる。これら2つのデジタル画像がどの順序で取り込まれても、違いがないことに留意する。しかし、被写体が、これら2つのデジタル画像取り込みの間で動かないことが望ましい。これは、2つの画像を高速に連続して撮影することによって達成することができる。ステップ400において、各原色(すなわち色空間モデルの軸)について別個の異なる画像が、フラッシュなしデジタル画像をフラッシュデジタル画像から差し引くことによって計算される。たとえば、RGB色空間では、2つのデジタル画像が、別個の赤、緑、および青のデジタル画像として格納される。赤のデジタル画像は、原色である赤についてのデータを含む。同様に、緑および青のデジタル画像は、原色である緑および青についてのデータを含む。赤のフラッシュなしデジタル画像が、赤のフラッシュ画像から差し引かれて、赤の差分画像が生成される。同様に、緑および青のフラッシュなし画像が、緑および青のフラッシュ画像から差し引かれて、緑および青の差分画像が生成される。ステップ402において、棒グラフが、これら赤、緑、および青の差分画像それぞれについて作成される。上記HSVモデル等色空間モデルによっては、1つの棒グラフしか生成されないこともあることに留意する。1つの棒グラフしか生成されないこのような色空間モデルでは、本方法が、輝度のばらつきを修正するように機能するが、画像データが、各原色についてのデータが利用可能な、RGB等の色空間モデルに変換されない限り、カラーシフトは検出されない。ステップ404において、3つの閾値208が、図2の詳細な説明からのものと同様のプロセスを使用して、3つの差分画像それぞれについて計算される。ステップ406において、各閾値208が対応する差分画像に適用され、色空間の原色について3つのアーチファクト画像を生成する。このステップは、本発明のさらなる機能、すなわちフラッシュによるカラーシフトの修正につながることに留意する。たとえば、赤のチャネルの大きさが大きな増大を示すが、青および緑は比較的変化しないままである場合、これは、画像のその部分での赤のカラーシフトを表す。単一の輝度の棒グラフを使用する、本発明の実施形態では、このカラーシフトを修正しないままにしてもよい。各チャネルを別個に処理することで、輝度シフトを伴わないカラーシフトを検出し修正することができる。ステップ408において、三原色のアーチファクト画像が、フルカラーアーチファクト画像に組み合わせられる。本発明の実施形態によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が行われるものもある。たとえば、フラッシュアーチファクトの完全な除去が望ましくなく、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(係数倍して)低減してもよく、また係数でオフセットしてもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定する、または加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。ステップ410に示すように、アーチファクト画像のこの処理は、本明細書に記載の任意のまたはすべての実施形態に含めることができる。最後に、ステップ412において、フルカラーアーチファクト画像が、フルカラーフラッシュ画像から差し引かれ、フルカラーの最終的な画像が生成される。
【0010】
図5は、一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去する装置のブロック図である。本発明のこの例示的な実施形態では、フラッシュなしおよびフラッシュ双方のデジタル画像データが、装置に入力できるものと仮定する。この画像データは、図1および図4についての詳細な説明において説明したように、画像取り込み装置によって取り込んでもよく、あるいは、図3についての詳細な説明において説明したように、既存のスライド、プリント、またはネガからもたらされてもよい。フラッシュなしのデジタル画像データ500は、第1の減算ブロック504において、フラッシュデジタル画像データ502から差し引かれ、その結果差分デジタル画像データ506が生じる。次に、この差分デジタル画像データ506を使用して、閾値ブロック508において輝度閾値510が計算される。輝度閾値510は、図2についての詳細な説明で説明されたように、棒グラフの使用を通して計算することができる。グレースケールシステムでは、グレースケールデータは輝度データであり、差分画像データは、輝度閾値510の計算に直接使用されることに留意する。予め設定された値、ユーザ入力、または他の同様の方法等、輝度閾値510を決定する代替の方法は、本発明の特許請求の範囲内である。クリッピングブロック512において、差分デジタル画像データ506内の、輝度閾値510未満の輝度を有するすべてのピクセルの輝度が、ゼロのレベルに設定される。このクリッピングブロック512は、アーチファクト画像514を生成する。本発明の実施によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が行われるものもある。たとえば、フラッシュアーチファクトの完全な除去が望ましくなく、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(係数倍して)低減してもよく、また係数でオフセットしてもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定する、または加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。変更ブロック516で実行されるこのアーチファクト画像の処理は、本明細書に記載の本発明の任意またはすべての実施形態に含めることができる。次に、第2の減算ブロック520において、変更されたアーチファクト画像518が、フラッシュデジタル画像502から差し引かれ、最終的なフラッシュアーチファクトのない画像522が生成される。本発明の別の例示的な実施形態では、図5に示すこのプロセスをピクセル単位で適用することができる。この種の実施形態を図7に示し、後述する。
【0011】
図6は、各原色が個々に処理される図5の装置と同様の装置のブロック図である。本発明のこの例示的な実施形態では、フラッシュなしおよびフラッシュ双方のデジタル画像データが、装置に入力できるものと仮定する。この画像データは、図1および図4についての詳細な説明において説明したように、画像取り込み装置によって取り込んでもよく、あるいは、図3についての詳細な説明において説明したように、既存のスライド、プリント、またはネガからもたらされてもよい。フラッシュなしデジタル画像データ500が、装置のフラッシュなしスプリットブロック600に入力され、ここで画像データが、現在の色空間における各原色についてのカラーデータに分離される。フラッシュデジタル画像データ502が、装置のフラッシュスプリットブロック602に入力され、ここで画像データが、現在の色空間における各原色についてのカラーデータに分離される。本発明のこの例示的な実施形態では、RGB色空間が使用され、各原色が(輝度値の代わりに)大きさを有する。本発明の他の実施形態では、ここに示すRGB色空間の代わりに、シアン/マゼンタ/イエロー(CMY)等の他の色空間を使用してもよい。いくつかの他の色空間は、彩度または大きさデータの代わりに輝度データを含むものもあり、本発明は、いずれの方式でも作用するように設計されることに留意する。別個の原色がない、HSV等の色空間では、フラッシュによる輝度のばらつきを検出して修正するために、本発明を使用することができる。しかし、データが、原色を有する色空間モデル(RGBまたはCMY等)に変換されない限り、フラッシュによるカラーシフトは検出されない。この例示的な実施形態では、フラッシュなしスプリットブロック600が、フラッシュなしデジタル画像データを、フラッシュなし赤データ603、フラッシュなし緑データ604、およびフラッシュなし青データ605に分離する。同様に、フラッシュスプリットブロック602が、フラッシュデジタル画像データを、フラッシュ赤データ606、フラッシュ緑データ607、およびフラッシュ青データ608に分離する。第1の赤減算ブロック610において、フラッシュなし赤データ603がフラッシュ赤データ606から差し引かれ、赤差分データ620が生成される。第1の緑減算ブロック612において、フラッシュなし緑データ604がフラッシュ緑データ607から差し引かれ、緑差分データ622が生成される。第1の青減算ブロック614において、フラッシュなし青データ605がフラッシュ青データ608から差し引かれ、青差分データ624が生成される。赤閾値ブロック630において、赤閾値640が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。緑閾値ブロック632において、緑閾値642が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。青閾値ブロック634において、青閾値644が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。赤クリッピングブロック650において、赤差分データ620中の、赤閾値640未満の値を有するすべてのピクセルの赤彩度レベルが、0に設定される。この赤クリッピングブロック650は、フラッシュの使用による赤の差が所望よりも大きな画像内のすべてのピクセルについての赤差分データを含む赤アーチファクト画像660を生成する。緑クリッピングブロック652では、緑閾値642未満の値を有する緑差分データ622内のすべてのピクセルの緑レベルが、0に設定される。この緑クリッピングブロック652は、フラッシュの使用による緑の差が所望よりも大きな画像内のすべてのピクセルについての緑差分データを含む緑アーチファクト画像662を生成する。青クリッピングブロック654では、青閾値644未満の値を有する青差分データ624内のすべてのピクセルの青レベルが、0に設定される。この青クリッピングブロック654は、フラッシュの使用による青の差が所望よりも大きな画像内のすべてのピクセルについての青差分データを含む青アーチファクト画像664を生成する。アーチファクト組み合わせブロック666において、赤アーチファクト画像660、緑アーチファクト画像662、および青アーチファクト画像664が組み合わせられて、フルカラーアーチファクト画像518を生成する。本発明の実施によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が、組み合わせブロック666に含められるものもある。たとえば、フラッシュアーチファクトの完全な除去が望ましくなく、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(係数倍して)低減してもよく、また係数でオフセットしてもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定する、または加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。次に、このフルカラーアーチファクト画像518が、第2の減算ブロック520においてフラッシュデジタル画像502から差し引かれ、最終的なフラッシュアーチファクトのない画像522を生成する。また、三原色よりも多くを使用するシステムにおける本発明の実施形態を作成することも可能である。さらなる原色は、色空間の範囲を、たとえば赤/緑/青の色空間によってカバーされるエリアを越えて拡張するように作用することができ、別の原色として本発明内で取り扱うことができる。さらなる原色は多くの実施において必要ないかもしれないが、本発明はさらに、フラッシュアーチファクトの除去にさらなる原色を使用することができる。したがって、三色(赤、緑、および青)パイプラインが図6および図7に示されるが、本発明の実施によっては、必要に応じてさらなるパイプラインが存在しうる。
【0012】
図7は、原色を組み合わせてフルカラー画像を生成する前に、各原色のアーチファクト画像が、各原色のフラッシュ画像から差し引かれる、図6の装置と同様の装置のブロック図である。本発明のこの例示的な実施形態では、フラッシュなしおよびフラッシュ双方のデジタル画像データが、装置に入力できるものと仮定する。この画像データは、図1および図4についての詳細な説明において説明したように、画像取り込み装置によって取り込んでもよく、あるいは、図3についての詳細な説明において説明したように、既存のスライド、プリント、またはネガからもたらされてもよい。フラッシュなしのデジタル画像データ500は、装置のフラッシュなしスプリットブロック600に入力され、ここで画像データが、現在の色空間における各原色についてのカラーデータに分離される。フラッシュデジタル画像データ502は、装置のフラッシュスプリットブロック602に入力され、ここで画像データが、現在の色空間における各原色についてのカラーデータに分離される。本発明のこの例示的な実施形態では、RGB色空間が使用され、各原色が(輝度値の代わりに)色値を有する。本発明の他の実施形態では、ここに示すRGB色空間の代わりに、シアン/マゼンタ/イエロー(CMY)等の他の色空間を使用してもよい。いくつかの他の色空間は、彩度または大きさデータの代わりに輝度データを含むものもあり、本発明は、いずれの方式でも作用するように設計されることに留意する。別個の原色がない、HSV等の色空間では、フラッシュによる輝度のばらつきを検出して修正するために、本発明を使用することができる。しかし、データが、原色を有する色空間モデル(RGBまたはCMY等)に変換されない限り、フラッシュによるカラーシフトは検出されない。この例示的な実施形態では、フラッシュなしスプリットブロック600が、フラッシュなしデジタル画像データを、フラッシュなし赤データ603、フラッシュなし緑データ604、およびフラッシュなし青データ605に分離する。同様に、フラッシュスプリットブロック602が、フラッシュデジタル画像データを、フラッシュ赤データ606、フラッシュ緑データ607、およびフラッシュ青データ608に分離する。第1の赤減算ブロック610において、フラッシュなし赤データ603がフラッシュ赤データ606から差し引かれ、赤差分データ620が生成される。第1の緑減算ブロック612において、フラッシュなし緑データ604がフラッシュ緑データ607から差し引かれ、緑差分データ622が生成される。第1の青減算ブロック614において、フラッシュなし青データ605がフラッシュ青データ608から差し引かれ、青差分データ624が生成される。赤閾値ブロック630において、赤閾値640が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。緑閾値ブロック632において、緑閾値642が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。青閾値ブロック634において、青閾値644が、棒グラフまたは他の方法を使用して決定される。赤クリッピングブロック650において、赤差分データ620中の、赤閾値640未満の値を有するすべてのピクセルの赤レベルが、0に設定される。この赤クリッピングブロック650は、フラッシュの使用による赤の差が所望よりも大きな画像内のすべてのピクセルについての赤差分データを含む赤アーチファクト画像660を生成する。緑クリッピングブロック652では、緑差分データ622内の、緑閾値642未満の値を有するすべてのピクセルの緑レベルが、0に設定される。この緑クリッピングブロック652は、フラッシュの使用による緑の差が所望よりも大きな画像内のすべてのピクセルについての緑差分データを含む緑アーチファクト画像662を生成する。青クリッピングブロック654では、青差分データ624内の、青閾値644未満の値を有するすべてのピクセルの青レベルが、0に設定される。この青クリッピングブロック654は、画像内の、フラッシュの使用による青の差が所望よりも大きなすべてのピクセルについての青差分データを含む青アーチファクト画像664を生成する。本発明の実施によっては、アーチファクト除去の作用を変更するために、アーチファクト画像のいくつかの処理が、クリッピングブロック650、652、および654、または第2の減算ブロック700、702、および704に含められるものもある。あるいは、別個の変更ブロックを、クリッピングブロック650、652、および654と第2の減算ブロック700、702、および704の間に含めてもよい。たとえば、フラッシュアーチファクトの完全な除去が望ましくなく、差全体の代わりに輝度差の一部の除去が望ましいことがある。アーチファクト画像を係数で(係数倍して)低減してもよく、また係数でオフセットしてもよく、これらのいずれもユーザが制御することができる。アーチファクト画像の変更が望ましくない場合、乗算係数を1.0に設定する、または加算係数を0.0に設定して、アーチファクト画像に変更が生じないようにすることが可能なことに留意する。第2の減算ブロック700において、赤アーチファクト画像660がフラッシュ赤データ606から差し引かれ、赤最終画像710が生成される。第2の緑減算ブロック702において、緑アーチファクト画像662がフラッシュ緑データ607から差し引かれ、緑最終画像712が生成される。第2に青減算ブロック704において、青アーチファクト画像664がフラッシュ青データ608から差し引かれ、青最終画像714が生成される。最終組み合わせブロック720において、赤最終画像710および緑最終画像712が、青最終画像714と組み合わせられ、フルカラー最終画像522が生成される。また、三原色よりも多くを使用するシステムにおける本発明の実施形態を作成することも可能である。さらなる原色は、色空間の範囲を、たとえば赤/緑/青の色空間によってカバーされるエリアを越えて拡張するように作用することができ、別の原色として本発明内で取り扱うことができる。さらなる原色は多くの実施において必要ないかもしれないが、本発明はさらに、フラッシュアーチファクトの除去にさらなる原色を使用することができる。したがって、三色(赤、緑、および青)パイプラインが図6および図7に示されるが、本発明の実施形態によっては、必要に応じてさらなるパイプラインが存在しうる。
【0013】
図8は、一対のデジタル画像からピクセル単位でフラッシュアーチファクトを除去する方法のフローチャートである。図8に示す例示的な実施形態は、図1に示すものと同様であるが、輝度計算はピクセル単位で行われる。図8は、2つのデジタル画像を取り込むことを含む方法を示すが、この方法の代替の実施形態は、図3に記述するように、スライド、写真、またはネガから画像を取り込んでもよいことに留意する。ステップ102において、デジタル画像が、フラッシュを使用することなく取り込まれる。ステップ104において、同じ被写体の別のデジタル画像が、フラッシュを使用して取り込まれる。これら2つのデジタル画像がどの順序で取り込まれても、違いがないことに留意する。しかし、被写体が、これら2つのデジタル画像取り込みの間で動かないことが望ましい。これは、2つの画像を高速に連続して撮影することによって達成することができる。決定ステップ800において、輝度閾値が現在存在しない場合、閾値を計算することができ、制御がステップ814に渡り、ここで計算が開始される。輝度閾値が存在する(おそらく初期に計算された、またはユーザによって設定された)場合、制御はステップ802に渡り、ここでピクセル単位での計算が開始される。ステップ814において、輝度差の棒グラフが、フラッシュなしのデジタル画像の輝度データをフラッシュデジタル画像の輝度データからピクセル単位で差し引くことで作成される。差分データは、単に棒グラフ作成のためにピクセル単位で計算されるため、差分画像における画像全体についての差分データを保持する必要がない。この輝度差の棒グラフは、図2の棒グラフ例と同様の形状を有することができる。棒グラフが完成すると、ステップ816において、輝度差の棒グラフから輝度閾値が計算され、制御がステップ802に渡り、ここでピクセル単位での計算が開始される。ステップ802において、ピクセルが選択される。ステップ804において、選択されたピクセルのフラッシュなし画像の輝度が、選択されたピクセルのフラッシュ画像輝度から差し引かれ、ピクセル差(ピクセルの輝度差)が生成される。決定ステップ806において、ピクセル差が輝度閾値よりも大きい場合、制御はステップ808に渡り、ここで現ピクセルのフラッシュ画像データが、現ピクセルのフラッシュなし画像データで上書きされ、制御が別の決定ステップ810に渡る。本発明の他の実施形態は、フラッシュなし画像データで上書きする以外の方法によって、現ピクセルのフラッシュ画像データを変更しうることに留意する。たとえば、エリアが、フラッシュからの明度のいくらかから恩恵を受けるが、フラッシュデータよりも強度が低くなるように、フラッシュおよびフラッシュなしのデータの平均を代わりに使用してもよい。これは、本明細書に記載の本発明の他の実施形態でのアーチファクトデータのオフセットまたは係数と同様の効果をもつ。決定ステップ806において、ピクセル差が輝度閾値以下である場合、制御は直接決定ステップ810に渡され、ここで本方法が、計算するピクセルがまだ残っているかどうかを決定する。ピクセルが残っていない場合、制御は最終ステップ812に渡り、ここでプロセスが終了し、次いで、修正された最終フラッシュ画像を格納することができる。計算するピクセルが残っている場合、制御はステップ802に戻り、ここで別のピクセルが選択される。本発明の可能な実施形態によっては、画像中の各ピクセルに対して、このプロセスを実行する必要がないものもあることに留意する。このような場合、ピクセル選択ステップ802は、選択されたあらゆるピクセルが、処理すべき選択された画像の部分内にあることを保証するサブステップを含むことができる。また、上記例示的な実施形態では、輝度閾値よりも大きなピクセル差が、現ピクセルの画像データの修正に必要であることにも留意する。他の等価の実施形態は、輝度閾値以上のピクセル差についてチェックしてもよい。これは、一輝度単位だけ輝度閾値を低減することに等しい。さらに、図8に示す本発明の例示的な実施形態は、カラーデータまたはグレースケールデータに等しく良好に作用することに留意する。また、図6および図7に示すように、図8に示す方法は、各軸を別個に実行することにより、あるいは動作を並列に実行することによって、カラーモデルの個々の軸に対して実行することができる。上述のように、ピクセル単位で計算を実行することにより、メモリの大幅な節約を得ることができる。この実施では、差分画像、アーチファクト画像、またはさらなる最終画像の作成が必要ないことに留意する。アーチファクト画像データは、ピクセル単位で計算され、現ピクセルのフラッシュ画像データを現ピクセルのフラッシュなし画像データで上書きするか否かを決定するためにのみ使用される。したがって、フラッシュ画像は選択的に上書きされて最終画像になるため、フラッシュ画像に加えて最終画像は必要ない。また、フラッシュ画像を保存することが望ましい(おそらく、後の計算のために)場合、フラッシュなしまたはフラッシュの画像ピクセルデータを、さらなる最終画像を作成中の、メモリの別個の領域に選択的に書き込むことで、最終画像を作成することが可能なことに留意する。
【0014】
本発明の上記説明は、例示および説明を目的として提示された。網羅的、すなわち本発明を開示された厳密な形態に限定する意図はなく、上記教示に鑑みて他の変更および変形が可能である。実施形態は、本発明の原理およびその実際の適用を最もよく説明し、それによって当業者が、意図する特定の使用に適した様々な実施形態および様々な変更で本発明を最もよく利用できるようにするために選択され、説明された。添付の特許請求の範囲が、先行技術によって制限される範囲を除き、本発明の他の代替の実施形態を包含すると解釈されるものと意図される。
【0015】
本発明は次の実施態様を含んでいる。
【0016】
1.a)被写体の第1のデジタル画像を取り込むステップ(102)と、
b)フラッシュを使用して前記被写体の第2のデジタル画像を取り込むステップ(104)と、
c)前記第1および第2のデジタル画像の差分画像を作成するステップ(106)と、
d)閾値を前記差分画像に適用して、アーチファクト画像を作成するステップ(112)と、
e)前記第2のデジタル画像から前記アーチファクト画像を差し引いて、最終デジタル画像を作成するステップ(116)と、
を含む、フラッシュアーチファクトを除去する方法。
【0017】
2.前記アーチファクト画像は、前記第2のデジタル画像から前記アーチファクト画像を差し引くステップの前に、係数で乗算される(114)、上記1記載のフラッシュアーチファクトを除去する方法。
【0018】
3.前記アーチファクト画像は、前記第2のデジタル画像から前記アーチファクト画像を差し引くステップの前に、係数でオフセットされる(114)、上記1記載のフラッシュアーチファクトを除去する方法。
【0019】
4.フラッシュなしデジタル画像データ(500)およびフラッシュデジタル画像データ(502)を含む入力を有する第1の減算ブロック(504)であって、前記フラッシュなしデジタル画像データ(500)は、前記フラッシュデジタル画像データ(502)から差し引かれて、差分データ(506)が生成される、該第1の減算ブロック(504)と、
該第1の減算ブロック(504)に接続され、前記差分データ(506)から閾値(510)を決定する閾値ブロック(508)と、
該閾値ブロック(508)に接続され、前記差分データ(506)および前記閾値(510)を受信し、アーチファクトデータ(514)を出力するクリッピングブロック(516)であって、前記アーチファクトデータ(514)は、前記閾値よりも大きな値を有する前記ピクセルに対する前記差分データを含む、該クリッピングブロック(516)と、
該クリッピングブロック(512)に接続される第二の減算ブロック(520)であって、前記フラッシュデジタル画像データ(502)から前記アーチファクトデータ(518)を差し引き、最終デジタル画像(522)を生成する、第2の減算ブロック(520)と、を備える、フラッシュアーチファクトを除去する装置。
【0020】
5.少なくとも三原色のフラッシュなしデジタル画像データ(603、604、605)を少なくとも三原色のフラッシュデジタル画像データ(606、607、608)から差し引き、少なくとも三原色の差分データ(620、622、624)を生成する、少なくとも三原色に対応する第1の減算ブロック(610、612、614)であって、第1原色減算ブロック(610)は、第1原色フラッシュなしデジタル画像データ(603)を第1原色フラッシュデジタル画像データ(606)から差し引き、第1原色差分データ(620)を生成し、第2原色減算ブロック(612)は、第2原色フラッシュなしデジタル画像データ(604)を第2原色フラッシュデジタル画像データ(607)から差し引き、第2原色差分データ(622)を生成し、第3原色減算ブロック(614)は、第3原色フラッシュなしデジタル画像データ(605)を第3原色フラッシュデジタル画像データ(608)から差し引き、第3原色差分データ(624)を生成する、少なくとも三原色に対応する第1の減算ブロック(610、612、614)と、
該少なくとも三原色の第1の減算ブロック(610、612、614)に接続され、少なくとも三原色の閾値(640、642、644)を前記少なくとも三原色の差分データ(620、622、624)から決定する、少なくとも三原色に対応する閾値ブロック(630、632、634)であって、前記第1原色減算ブロック(610)に接続された第1原色閾値ブロック(630)は、第1原色閾値(640)を前記第1原色差分データ(620)から決定し、前記第2原色減算ブロック(610)に接続された第2原色閾値ブロック(632)は、第2原色閾値(642)を前記第2原色差分データ(622)から決定し、前記第3原色減算ブロック(614)に接続された第3原色閾値ブロック(634)は、第3原色閾値(644)を前記第3原色差分データ(624)から決定する、少なくとも三原色に対応する閾値ブロック(630、632、634)と、
該少なくとも3つの閾値ブロック(630、632、634)に接続され、前記差分データ(620、622、624)および前記閾値(640、642、644)を受信し、少なくとも三原色のアーチファクトデータ(660、662、664)を出力する、少なくとも3つのクリッピングブロック(650、652、654)であって、前記原色のアーチファクトデータ(660、662、664)は、前記原色閾値(640、642、644)よりも大きな原色値を有する前記ピクセルに対する前記差分データを含み、また、第1のクリッピングブロック(650)は、前記第1の閾値ブロック(630)に接続され、前記第1の差分データ(620)および前記第1の閾値(640)を受信し、第1原色アーチファクトデータ(660)を出力し、第2のクリッピングブロック(652)は、前記第2の閾値ブロック(632)に接続され、前記第2の差分データ(662)および前記第2の閾値(642)を受信し、第2原色アーチファクトデータ(662)を出力し、第3のクリッピングブロック(654)は、前記第3の閾値ブロック(634)に接続され、前記第3の差分データ(624)および前記第3の閾値(644)を受信し、第3原色アーチファクトデータ(664)を出力する、少なくとも3つのクリッピングブロック(650、652、654)と、
該クリッピングブロック(650、652、654)に接続され、前記少なくとも三原色のアーチファクトデータ(660、662、664)を組み合わせて、フルカラーアーチファクトデータ(518)にする、結合ブロック(666)と、
該結合ブロック(666)に接続され、前記アーチファクトデータ(518)を前記フラッシュデジタル画像データ(502)から差し引き、最終デジタル画像(522)を生成する、第2の減算ブロック(520)と、
を備える、フラッシュアーチファクトを除去する装置。
【0021】
6.a)被写体の第1のデジタル画像を取り込むステップ(102)と、
b)フラッシュを使用して前記被写体の第2のデジタル画像を取り込むステップ(104)と、
c)輝度閾値を選択するステップ(800)と、
d)処理すべき各ピクセルについて、
i)前記第1のデジタル画像中の現ピクセルの輝度を、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの輝度から差し引き、ピクセル差を生成するサブステップ(804)、および
ii)前記ピクセル差が前記輝度閾値よりも大きい場合、前記第1のデジタル画像中の現ピクセルで、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルを置換するサブステップ(808)、を実行するステップと、
を含む、フラッシュアーチファクトを除去する方法。
【0022】
7.a)被写体の第1のデジタル画像を取り込むステップ(102)と、
b)フラッシュを使用して前記被写体の第2のデジタル画像を取り込むステップ(104)と、
c)少なくとも三原色の閾値を選択するステップ(800)と、
d)処理すべき各ピクセルの各原色について、
i)前記第1のデジタル画像中の現ピクセルの原色値を、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの原色値から差し引き、前記現ピクセルの前記現原色の原色ピクセル差を生成するサブステップ(804)、および
ii)現ピクセルの現原色に関する前記原色ピクセル差が、前記現原色の前記原色閾値よりも大きい場合、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの原色値を、前記第1のデジタル画像からの現ピクセルの原色値で置換するサブステップ(808)、を実行するステップと、を含む、フラッシュアーチファクトを除去する方法。
【0023】
8.a)被写体の第1のデジタル画像を取り込むステップ(102)と、
b)フラッシュを使用して前記被写体の第2のデジタル画像を取り込むステップ(104)と、
c)少なくとも三原色に関する閾値を選択するステップ(800)と、
d)処理すべき各ピクセルの各原色について、
i)前記第1のデジタル画像中の現ピクセルの原色値を、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの原色値から差し引き、前記現ピクセルの前記現原色に関する原色ピクセル差を生成するサブステップ(804)、および
ii)前記現ピクセルの現原色に関する前記原色ピクセル差が、前記現原色に関する前記原色閾値よりも大きい場合、前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの原色値を、前記第1のデジタル画像中の現ピクセルの前記原色値、および前記第2のデジタル画像中の現ピクセルの前記原色値から計算された色値で置換するサブステップ(808)、を実行するステップと、を含む、フラッシュアーチファクトを除去する方法。
【図面の簡単な説明】
【図1】一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。
【図2】差分画像例の輝度の棒グラフ例である。
【図3】一対の写真スライド、プリント、またはネガからフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。
【図4】一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去するプロセスのフローチャートである。
【図5】一対のデジタル画像からフラッシュアーチファクトを除去する装置のブロック図である。
【図6】各原色が個々に処理される図5の装置と同様の装置のブロック図である。
【図7】原色が組み合わせられてフルカラー画像を生成する前に、各原色のアーチファクト画像が、各原色のフラッシュ画像から差し引かれる、図6の装置と同様の装置のブロック図である。
【図8】一対のデジタル画像からピクセル単位でフラッシュアーチファクトを除去する方法のフローチャートである。
【符号の説明】
102 デジタル画像をフラッシュを使用することなく取り込むステップ
104 デジタル画像をフラッシュを使用して取り込むステップ
106 差分画像を生成するステップ
112 輝度閾値を差分画像に適用するステップ
114 アーチファクト画像を係数で変更するステップ
116 フラッシュアーチファクトが除去された、または変更された状態の最終的な画像を生成するステップ
500 フラッシュなしのデジタル画像データ
502 フラッシュデジタル画像データ
504 第1の減算ブロック
506 差分デジタル画像データ
508 閾値ブロック
510 輝度閾値
512、516 クリッピングブロック
514 アーチファクト画像
518 フルカラーアーチファクト画像
520 第2の減算ブロック
522 フルカラー最終画像
603 フラッシュなし赤データ
604 フラッシュなし緑データ
605 フラッシュなし青データ
606 フラッシュ赤データ
607 フラッシュ緑データ
608 フラッシュ青データ
610 第1の赤減算ブロック
612 第1の緑減算ブロック
614 第1の青減算ブロック
620 赤差分データ
622 緑差分データ
624 青差分データ
630 赤閾値ブロック
632 緑閾値ブロック
634 青閾値ブロック
640 赤閾値
642 緑閾値
644 青閾値
650 赤クリッピングブロック
652 緑クリッピングブロック
654 青クリッピングブロック
660 赤アーチファクト画像
662 緑アーチファクト画像
664 青アーチファクト画像
666 組み合わせブロック
800 閾値を決定するステップ
804 ピクセル差を生成するステップ
808 現ピクセルのフラッシュ画像データを現ピクセルのフラッシュなし画像データで上書きするステップ
Claims (4)
- フラッシュなしデジタル画像データおよびフラッシュデジタル画像データを含む入力を有する第1の減算ブロックであって、前記フラッシュなしデジタル画像データを、前記フラッシュデジタル画像データから差し引いて、差分データを生成することを特徴とする該第1の減算ブロックと、
該第1の減算ブロックに接続され、前記差分データから閾値を決定する閾値ブロックと、
該閾値ブロックに接続され、前記差分データおよび前記閾値を受信し、アーチファクトデータを出力するクリッピングブロックであって、前記アーチファクトデータは、前記閾値よりも大きな値を有する前記ピクセルに対する前記差分データを含むことを特徴とする該クリッピングブロックと、
該クリッピングブロックに接続される第二の減算ブロックであって、前記フラッシュデジタル画像データから前記アーチファクトデータを差し引き、最終デジタル画像を生成することを特徴とする第2の減算ブロックと、を備える、フラッシュアーチファクトを除去する装置。 - 前記アーチファクトデータは、前記フラッシュデジタル画像データから前記アーチファクトデータを差し引く前に、係数で乗算される、請求項1記載のフラッシュアーチファクトを除去する装置。
- 前記アーチファクトデータは、前記フラッシュデジタル画像データから前記アーチファクトデータを差し引く前に、係数分オフセットされる、請求項1記載のフラッシュアーチファクトを除去する装置。
- 少なくとも三原色のフラッシュなしデジタル画像データを少なくとも三原色のフラッシュデジタル画像データから差し引き、少なくとも三原色の差分データを生成する、少なくとも三原色に対応する第1の減算ブロックであって、第1原色フラッシュなしデジタル画像データを第1原色フラッシュデジタル画像データから差し引いて第1原色差分データを生成する第1原色減算ブロックと、第2原色フラッシュなしデジタル画像データを第2原色フラッシュデジタル画像データから差し引いて第2原色差分データを生成する第2原色減算ブロックと、第3原色フラッシュなしデジタル画像データを第3原色フラッシュデジタル画像データから差し引いて第3原色差分データを生成する第3原色減算ブロックとを有することを特徴とする少なくとも三原色に対応する第1の減算ブロックと、
該少なくとも三原色の第1の減算ブロックに接続され、少なくとも三原色の閾値を前記少なくとも三原色の差分データから決定する、少なくとも三原色に対応する閾値ブロックであって、前記第1原色減算ブロックに接続された第1原色閾値ブロックは、第1原色閾値を前記第1原色差分データから決定し、前記第2原色減算ブロックに接続された第2原色閾値ブロックは、第2原色閾値を前記第2原色差分データから決定し、前記第3原色減算ブロックに接続された第3原色閾値ブロックは、第3原色閾値を前記第3原色差分データから決定することを特徴とする少なくとも三原色に対応する閾値ブロックと、
該少なくとも3つの閾値ブロックに接続され、前記差分データおよび前記閾値を受信し、少なくとも三原色のアーチファクトデータを出力する、少なくとも3つのクリッピングブロックであって、前記原色のアーチファクトデータは、前記原色閾値よりも大きな原色値を有する前記ピクセルに対する前記差分データを含み、また、第1のクリッピングブロックは、前記第1の閾値ブロックに接続され、前記第1の差分データおよび前記第1の閾値を受信し、第1原色アーチファクトデータを出力し、第2のクリッピングブロックは、前記第2の閾値ブロックに接続され、前記第2の差分データおよび前記第2の閾値を受信し、第2原色アーチファクトデータを出力し、第3のクリッピングブロックは、前記第3の閾値ブロックに接続され、前記第3の差分データおよび前記第3の閾値を受信し、第3 原色アーチファクトデータを出力することを特徴とする少なくとも3つのクリッピングブロックと、
該クリッピングブロックに接続され、前記少なくとも三原色のアーチファクトデータを組み合わせて、フルカラーアーチファクトデータにする、結合ブロックと、
該結合ブロックに接続され、前記フルカラーアーチファクトデータを前記フラッシュデジタル画像データから差し引き、最終デジタル画像を生成する、第2の減算ブロックと、
を備える、フラッシュアーチファクトを除去する装置。
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