JP4234166B2 - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

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Description

この発明は、プリンタやビデオプリンタ、スキャナ等のフルカラー印刷関連機器、コンピュータグラフィックス画像を作成する画像処理機器、あるいはモニター他の表示装置等に使用される画像データ処理に係わり、中でも複数の色データで表現される画像データを使用機器または使用条件に合わせて画像処理する画像処理装置および方法に関する。
従来の画像処理装置および方法の一例が下記の特許文献1に記載されている。この従来の画像処理装置および方法には、入力する画像データに対して選択的に平滑化処理を施す平滑化手段と、入力する画像データから画像の暗部と明部を判別すると共に、暗部に隣接する明部の画像データに施す平滑化処理を選択する制御信号を生成して平滑化手段に送出する画像検出手段と、平滑化手段から出力された画像データに基づいて画像を表示する表示手段とを備えるものである。
特開2002−41025
従来、複数の色データからなる画像データを用いて画像を入力、出力または表示するに際して、さまざまな理由により画像処理が行われる場合があった。画像処理の内容としては、画像データの空間的または時間的な周波数特性を変換したり、画像データのコントラストを変換したりすることが挙げられる。しかし、従来の画像処理装置または画像処理方法は、色データの色相の情報を用いず、すべての色相の色データに対して同一特性で画像処理を行うため、特定の色相のみ画像処理を行ったり、色相ごとに処理特性を変えて画像処理を行うことが出来ないという問題点があった。
本発明は、
複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを画像処理して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める画像処理装置において、
上記第一の画像データに画像処理を施して第三の画像データを求める画像処理手段と、
上記第一の画像データより複数の色相のうちの特定の色相にのみ有効な複数の色相領域データを算出する手段と、
上記色相領域データを用いてデータ混合係数を算出する手段と、
上記データ混合係数を用いて上記第一の画像データと第三の画像データを混合して上記第二の画像データを求める手段
を備えることを特徴とする画像処理装置を提供する。
本発明によれば、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを色相毎に制御することが可能になる。
実施の形態1.
図1は、本発明の一実施の形態(実施の形態1)の画像処理装置を示すブロック図である。図1に示される画像処理装置は、画像処理手段100、色相領域データ発生手段200、混合係数算出手段300、及び画像データ混合手段400を備える。
第1の画像データR1、G1、B1は、画像処理手段100、色相領域データ発生手段200および画像データ混合手段400に入力される。ここで、第1の画像データR1、G1、B1はそれぞれ赤、緑、青を表す色データであり、画像を構成する各画素に対して与えられる。画像処理手段100は、第一の画像データR1、G1、B1に対して画像処理を施し、得られた第三の画像データR3、G3、B3を画像データ混合手段400へと出力する。
画像処理手段100にて施される画像処理の内容としては、例えば、画像データの空間的または時間的な周波数特性を変換するような処理が考えられ、より具体的には、画像データにおける雑音成分を除去したり、画像を平滑化したりする処理が考えられる。また、画像処理の他の例としては、画像データのコントラストを変換することや、階調特性を変換することが挙げられる。
色相領域データ発生手段200は、第1の画像データR1、G1、B1を用いて、それぞれが赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの6つの色相のうちの特定の色相にのみ有効となる(ゼロ以外の値を取り得る)色相領域データh1r、h1g、h1b、h1c、h1m、h1yを算出する。
図2は、色相領域データ発生手段200の構成の一例を示すブロック図である。図2に示される色相領域データ発生手段200は、最大最小算出手段201、有彩色成分データ算出手段202、及び色相領域データ算出手段203を備える。第一の画像データR1、G1、B1は最大最小算出手段201および有彩色成分データ算出手段202へと入力される。最大最小算出手段201は、第一の画像データR1、G1、B1の最大値βと最小値αを選択して出力する。出力された最大値βと最小値αは、有彩色成分データ算出手段202へと入力される。ここで、最小値αは、第一の画像データR1、G1、B1に含まれる無彩色(グレイ)の成分を表すデータである。
有彩色成分データ算出手段202は、第一の画像データR1、G1、B1と最大最小算出器手段201からの出力である最大値βと最小値αを入力とし、r=R1−α、g=G1−α、b=B1−αおよびy=β−B1、m=β−G1、c=β−R1の減算処理を行い、6つの有彩色成分データr、g、b、y、m、cを出力する。ここで、有彩色成分データr、g、b、y、m、cは、色データより無彩色の成分を除いたものであり、色データの色相、彩度の情報に関わるデータである。上記の演算により求められた有彩色成分データにおいて、r、g、bのうちの少なくとも1つ、y、m、cのうちの少なくとも1つはゼロとなる性質がある。
例えば、最大値βがR1、最小値αがG1である場合(β=R1、α=G1)、上記の減算処理よりg=0およびc=0となり、また最大値βがR1、最小値αがB1である場合(β=R1、α=B1)は、b=0およびc=0となる。
すなわち、最大、最小となるR1、G1、B1の組み合わせにより、少なくとも、r、g、bの中で1つ、y、m、cの中で1つの合計2つの値がゼロとなることになる。
有彩色成分データ算出手段2からの出力である6つの有彩色成分データr、g、b、y、m、cは色相領域データ算出手段203へと送られる。
色相領域データ算出手段203は、隣り合う色相において有効な有彩色成分データ間の最小値選択を行うことにより色相領域データを算出する。具体的には、有彩色成分データrおよびbの最小値を選択することにより色相領域データh1mを算出し、有彩色成分データrおよびgの最小値を選択することにより色相領域データh1yを算出し、有彩色成分データgおよびbの最小値を選択することにより色相領域データh1cを算出し、有彩色成分データyおよびcの最小値を選択することにより色相領域データh1gを算出し、有彩色成分データyおよびmの最小値を選択することにより色相領域データh1rを算出し、有彩色成分データmおよびcの最小値を選択することにより色相領域データh1bを算出する。したがって、色相領域データh1r、h1g、h1b、h1c、h1m、h1yは、下記の式(1A)〜(1F)にて表される。なお、下記の式(1A)〜(1F)において、min(A,B)はAとBの最小値選択を表す。
h1r=min(y,m) …(1A)
h1g=min(y,c) …(1B)
h1b=min(m,c) …(1C)
h1c=min(g,b) …(1D)
h1m=min(r,b) …(1E)
h1y=min(r,g) …(1F)
式(1A)〜(1F)の演算により求められた色相領域データは、h1r、h1g、h1bのうちの少なくとも2つ、h1y、h1m、h1cのうちの少なくとも2つがゼロであると言う性質がある。例えば、上記の例のように、g=0、c=0の場合には、h1g=h1b=0、h1y=h1c=0である。
またこれらの色相領域データh1rは赤、h1gは緑、h1bは青、h1cはシアン、h1mはマゼンタ、h1yはイエローの色相にのみ有効となる。すなわち、それぞれが赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの6つの色相のうちの特定の1つの色相においてのみ値がゼロ以外となり得る(該特定の色相以外の色相では必ずゼロとなる)。
図3(A)〜(F)は、6つの色相と有彩色成分データy、m、c、r、g、bの関係を模式的に示したものであり、有彩色成分データはそれぞれ3つの色相に関与している。一方、図4(A)〜(F)は、6つの色相と色相領域データh1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1mの関係を模式的に示したものであり、各色相領域データが特定の色相にのみ関与していることが分かる。なお、図3、図4において、横軸は色相を表し、縦軸は各色相においてデータが取り得る値の最大値を表す。
例えば図4(B)に示されるように、色相領域データh1yは赤の中心から緑の中心までの範囲内においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、イエローの中心において最大の値を取ることができ、赤の中心や緑の中心に近付くほど取り得る値が小さくなる。図4(A)、(C)〜(F)に示されるように、他の色相領域データも同様であり、各色相領域データは、一方の側に隣接する色相の中心から他方の側に隣接する色相の中心までの範囲においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、かつその範囲のうち中心において最大の値を取ることができ、範囲の境界に近いほど取り得る値が小さくなる。
また、Wを第1の画像データR1、G1、B1が取り得る値の最大値として、赤(の中心)に対してはr=W、g=b=0なので、y=m=W、c=0となる。したがって、h1r=min(y,m)=Wとなり、また、他の5つの色相領域データは全て0になる。つまり、赤(の中心)に対しては、h1r=min(y,m)のみが有効な(ゼロ以外の値を取り得る)色相領域データになる。同様に、緑(の中心)にはh1g=min(c,y)、青(の中心)にはh1b=min(m,c)、シアン(の中心)にはh1c=min(g,b)、マゼンタ(の中心)にはh1m=min(b,r)、イエロー(の中心)にはh1y=min(r,g)だけが色相領域データとなる。
色相領域データ算出手段203にて算出された色相領域データは、混合係数算出手段300へと入力される。混合係数算出手段300には、所定の色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyが記憶されており、これらと色相領域データとの積の総和を算出することにより、データ混合係数kを算出する。すなわち、データ混合係数kは、下記の式(2)にて表される。なお、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyは、外部から適宜設定できるように構成しても良い。
Figure 0004234166
ここで、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyは、それぞれ各色相における第一の画像データと画像処理された第三の画像データを混合する際の比率を表す係数であり、0〜1の値を設定する。
上記の式(2)において、右辺の分母は(β−α)と等しくなる性質があり、データ混合係数kは下記の式(3)にて表すこともできる。よって、色相領域データ算出手段203で算出される第一の画像データR1、G1、B1の最大値β、最小値αを混合係数算出手段300へ入力するように構成すれば、データ混合係数kを算出するための演算量を幾分削減できる。
Figure 0004234166
式(2)や式(3)の右辺の分子には6つの乗算項があるが、上記のように個々の画素については、h1r、h1g、h1bのうちの少なくとも2つがゼロであり、h1y、h1c、h1mのうちの少なくとも2つのゼロであるので、実際の計算においては、該分子の計算は、2つ以下の乗算項の加算となる。
例えば、第一の画像データR1、G1、B1で表される各画素の色相がイエローの中心に位置するものである場合のデータ混合係数kの値は、
k=ky×h1y/h1y=kyとなり、
イエローに対応する色相別係数kyの値のみによって決定される。同様に、赤、緑、青、シアン、マゼンタの各々の中心におけるデータ混合係数kの値は、それぞれ色相別係数kr、kg、kb、kc、kmの対応するもののみの値により決定される。各色相の中心以外の場合には、隣り合う2つの色相に対応する2つの色相別混合係数の値を色相の位置に応じた割合で加算した値となる。
式(2)の右辺の分母についても同様で、2つ以下の項(色相領域データ)の加算となる。
上記の式(2)または式(3)にて算出されるデータ混合係数kは、0〜1の値となる。なお、上記の式(2)または式(3)における除算により、画像データの明度及び彩度のいずれにもよらず、同一の色相に対してはデータ混合係数kが同一の値となる。データ混合係数kは、画像データ混合手段400へと入力される。
画像データ混合手段400では、データ混合係数kの値にしたがって、第一の画像データR1、G1、B1と第三の画像データR3、G3、B3を混合して第二の画像データR2、G2、B2を生成する。第二画像データR2、G2、B2は、下記の式(4A)〜(4C)で表される。
R2=(1−k)×R1+k×R3 …(4A)
G2=(1−k)×G1+k×G3 …(4B)
G2=(1−k)×B1+k×B3 …(4C)
データ混合係数kの値が大きければ、第二の画像データを構成する第三の画像データの比率が大きくなり、結果として、画像処理手段100による画像処理の効果、影響が第二の画像データにおいて大きくなる。一方、データ混合係数kの値が小さければ、第二の画像データを構成する第三の画像データの比率が小さくなり、結果として、画像処理手段100による画像処理の効果、影響が第二の画像データにおいて小さくなる。また第一の画像データと第三の画像データの混合比率を表すデータ混合係数kは、第一の画像データR1、G1、B1で表される各画素の色相に応じて値が変化する。
したがって、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyの値をそれぞれ適切に設定しておくことにより、各色相における画像処理手段100による画像処理の効果、影響の大きさを個別に設定することができる。例えば、色相別係数krの値を大きくすることにより、赤の色相における画像処理の効果を大きくすることができる。
例えば、色相別係数krの値を大きくすることにより、赤の色相における画像処理の効果を大きくすることができる。
画像処理手段100における画像処理が行われる目的としては、例えば、画像データに含まれる雑音成分を除去することが挙げられる。画像表示装置などに入力される画像データは、カメラなどの画像データ生成装置で生成された本来の画像データとは必ずしも一致しない。これは、画像データが伝送される過程において、種々の雑音の影響を受けるためである。雑音成分が含まれる画像データをそのまま用いて画像表示を行うと、表示される画像は見づらいものとなる。したがって、この場合には雑音成分を除去するような画像処理が行われる。また、画像データ生成装置で生成された時点ですでに画像データに雑音が含まれている場合もある。雑音成分を除去することを目的として行われる画像処理としては、画像データの空間的または時間的な周波数特性を変換し、画像データの高周波成分を抑制・遮断することが考えられる。
しかし、従来の画像処理装置は、入力される画像データの色相を考慮せず、色相に無関係に処理が行われるため、特定の色相における雑音成分の影響が目立つ場合や、特定の色相における雑音が嫌がられる場合に、その色相における雑音成分のみを除去することが出来ない。例えば、人間の肌色に雑音成分が含まれると嫌がられるが、従来の雑音除去手段によると、人間の肌色に存在する雑音成分を除去するには全ての色相に対して雑音成分の除去を行うこととなる。その結果として、雑音が目立っていない色相を含むすべての色相において、高周波成分が本来の色成分から除去され、結果として画像のボケなどが発生することがあった。
また、例えば、本来の画像において、青の色相の部分は変化が少なく(すなわち低周波成分しか存在せず)、緑の色相の部分は変化が激しい(すなわち高周波成分が存在する)ような場合、青の色相の部分に高周波の雑音成分が存在すると非常に目立つこととなる。この場合、青の色相においてのみ高周波の雑音成分を除去し、緑の色相においては本来の高周波成分を除去しないように雑音除去を行わないことが望ましい。青の色相は、青空などのシーンとして表れることも多いが、通常、青空には急激な変化(細かな模様など)は少ない。一方、芝生や木々の葉など、緑の色相では細かな絵柄(高周波成分)も多く存在する。
また、人間の視感特性として、変化に比較的敏感な色と、さほど敏感でない色とが存在する。画像データは一般に3つの色データで構成されている。3つの色データは、例えばそれぞれ赤、緑、青を表す。したがって、雑音成分もまた3つの色データに対してデータとして付加されることとなる。一方、鑑賞者は、色データをもとに画像表示装置などに表示された色(光)の刺激の組み合わせとして画像を見ることとなる。色データに付加される雑音成分のデータの大きさとしては同じであっても、最終的に鑑賞者が感じる雑音の大きさは、人間の視感特性によりすべての色相で必ずしも同じではなく、雑音を感じやすい色相、感じにくい色相が存在することとなる。したがって、全ての色相において同一の雑音除去を行うことは、必ずしも適切とは言えない。
さらに、雑音成分が少ない場合においても、例えば肌色に関しては高周波成分の適当量を遮断し、あえて画像にボケを発生させるような画像処理が行われることもある。これは、人間の肌に関しては滑らかな画像再現が好まれる場合も多いためである。またこの処理により、画像の顔の部分などに発生する階調の不連続を抑制することも可能となる。この場合においても、肌色以外の色相においては高周波成分の遮断は行われないことが望ましい。肌色は赤の色相の近傍に位置する場合が多い。一方で、上述のように緑の色相では高周波成分が多く存在することが多く、緑の色相に対しては高周波成分を強調する処理を行うことで、より先鋭感の増した、くっきりした印象の画像とすることもできる。
本実施の形態の画像処理装置においては、色相別係数の値をそれぞれ適切に設定することにより、各色相における画像処理手段100による画像処理の効果・影響の大きさを個別に設定することができる。すなわち、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを色相毎に制御することが可能となる。したがって、特定の色相における雑音成分の影響が目立つ場合や、特定の色相における雑音が嫌がられる場合に、その色相における雑音成分のみを除去することが可能となる。また、使用目的や使用者の好みなどにより、特定の色相に対して高周波成分を抑制することも可能であり、逆に高周波成分を強調することも可能となる。
以上では、画像処理手段100による画像処理の例として、画像データの空間的または時間的な周波数特性を変換する処理を挙げて述べたが、画像処理手段100による画像処理はこれに限定されるものではない。画像処理手段100による画像処理としては、画像データのコントラストの変換や、階調特性の変換なども考えられる。コントラストや階調特性の変換を行うことにより、特定の色相におけるコントラスト感を向上させることが可能となる。一方で、特定の色相におけるコントラスト感を低下させることで、階調差が小さくなり、平滑化などの効果を得ることも考えられる。
実施の形態2.
図5は、本発明の他の実施の形態(実施の形態2)の画像処理装置を示すブロック図である。図5に示される画像処理装置は、画像処理手段100、第一の色相領域データ発生手段200、混合係数算出手段300b、画像データ混合手段400、色相間領域データ発生手段500、及び第二の色相領域データ発生手段600を備える。画像処理手段100、色相領域データ発生手段200及び画像データ混合手段400は、図1に同じ符号で示されたブロックと同一の構成を有し、同様に動作するものであるので、以下ではこれらについての説明を省略する。
なお、以下の説明では、第二の色相領域データ発生手段600との区別のため、色相領域データ発生手段200を「第一の色相領域データ域発生手段」と呼び、同様に後述の第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yとの区別のため、色相領域データh1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1mを「第一の色相領域データ」と呼ぶ。
色相間領域データ発生手段500には、第一の色相領域データh1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1mが入力される。色相間領域データ発生手段500は、第一の色相領域データのうち、隣接する色相に有効な第一の色相領域データ間の最小値選択を行うことにより色相間領域データを算出する。第一の色相領域データh1rおよびh1yの最小値を選択することにより色相間領域データhryを算出し、第一の色相領域データh1gおよびh1yの最小値を選択することにより色相間領域データhgyを算出し、第一の色相領域データh1gおよびh1cの最小値を選択することにより色相間領域データhgcを算出し、第一の色相領域データh1bおよびh1cの最小値を選択することにより色相間領域データhbcを算出し、第一の色相領域データh1bおよびh1mの最小値を選択することにより色相間領域データhbmを算出し、第一の色相領域データh1rおよびh1mの最小値を選択することにより色相間領域データhrmを算出する。したがって、色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmは、下記の式(5A)〜(5F)にて表される。なお、下記の式(5A)〜(5F)において、min(A,B)はAとBの最小値選択を表す。
hry=min(h1r,h1y) …(5A)
hgy=min(h1g,h1y) …(5B)
hgc=min(h1g,h1c) …(5C)
hbc=min(h1b,h1c) …(5D)
hbm=min(h1b,h1m) …(5E)
hrm=min(h1r,h1m) …(5F)
式(5A)〜(5F)の演算により求められた色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmは、そのうち少なくとも5つがゼロであると言う性質がある。例えば、式(1A)〜(1F)の演算に関する説明の例のように、g=c=0で、h1g=h1b=0、h1y=h1c=0であれば、hry=hgy=hgc=hbc=hbm=0である。
このように生成された色相間領域データhryは赤〜イエロー、hgyは緑〜イエロー、hgcは緑〜シアン、hbcは青〜シアン、hbmは青〜マゼンタ、hrmは赤〜マゼンタの色相間領域にのみ有効となる。すなわち、それぞれが赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの6つの色相のうちの隣接する色相の間の領域の1つにおいてのみ値がゼロ以外の値となり得る。
図6(A)〜(F)は、6つの色相と色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmの関係を模式的に示したものであり、各色相間領域データが特定の色相間領域にのみ関与していることが分かる。なお、図6において、横軸は色相を表し、縦軸は各色相においてデータが取り得る値の最大値を表す。
例えば図6(A)に示されるように、色相間領域データhryは赤の中心から緑の中心までの範囲内においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、赤〜イエローの色相間領域の中心において最大の値を取ることができ、赤の中心やイエローの中心に近付くほど取り得る値が小さくなる。図6(B)〜(F)に示されるように、他の色相間領域データも同様であり、各色相間領域データは、各色相間領域の一方の側に位置する色相の中心から他方の側に位置する色相の中心までの範囲においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、かつその範囲内の中心(色相間領域の中心)において最大の値を取ることができ、範囲の境界(両側に位置する色相の中心)に近いほど取り得る値が小さくなる。また、各色相間領域データが取り得る値の最大値は、第一の色相領域データが取り得る値の最大値の1/2である。
色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmは、第二の色相領域データ発生手段600および画像データ混合手段400へと入力される。
第二の色相領域データ発生手段600には、第一の色相領域データh1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1mおよび色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmが入力される。第二の色相領域データ発生手段600は、各色相に有効な第一の色相領域データおよび当該色相に隣接する色相間領域に有効な2つの色相間領域データを用いて、第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yを算出する。第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yは、下記の式(6A)〜(6F)にて表される。
h2r=h1r−hry−hrm …(6A)
h2g=h1g−hgy−hgc …(6B)
h2b=h1b−hbc−hbm …(6C)
h2c=h1c−hgc−hbc …(6D)
h2m=h1m−hrm−hbm …(6E)
h2y=h1y−hry−hgy …(6F)
式(6A)〜(6F)の演算により求められた第二の色相間領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yは、そのうちの少なくとも5つがゼロであると言う性質がある。例えば、式(1A)〜(1F)、式(5A)〜(5F)の演算に関する説明の例のように、g=c=0で、h1g=h1b=0、h1y=h1c=0で、hry=hgy=hgc=hbc=hbm=0であれば、h2g=h2b=h2c=h2y=0であり、残りのh2r、h2m(上記の条件下ではそれぞれh2r=h1r−hrm、h2m=h1m−hrmで与えられる)のいずれかがゼロある。これは、赤〜マゼンタ色相間領域のうち、その中心よりも赤寄りの部分においては、h1m=hrmであるので、h2m=0となり、赤〜マゼンタ色相間領域のうち、その中心よりもマゼンタ寄りの部分においては、h1r=hrmであるので、h2m=0となるためである。
このように生成された第二の色相領域データh2rは赤、h2gは緑、h2bは青、h2cはシアン、h2mはマゼンタ、h2yはイエローにのみ有効となる。すなわち、それぞれが赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの6つの色相のうちの特定の色相においてのみ値がゼロ以外の値となり得る。
図7(A)〜(F)は、6つの色相と第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yの関係を模式的に示したものであり、第二の色相領域データの各々が特定の色相にのみ関与しており、また第一の色相領域データh1r、h1y、h1g、h1c、h1b、h1mと比較して、それぞれが有効となる(ゼロ以外の値を取り得る)領域が狭いことが分かる。図7において、横軸は色相を表し、縦軸は各色相においてデータが取り得る値の最大値を表す。
例えば図7(B)に示されるように、第二の色相領域データh2yは赤〜イエローの色相間領域の中心からイエロー〜緑の色相間領域の中心までの範囲内においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、イエローの中心において最大の値を取ることができ、赤〜イエローの色相間領域の中心や、イエロー〜緑の色相間領域の中心に近付くほど取り得る値が小さくなる。図7(A)、(C)〜(F)に示されるように、他の第二の色相領域データも同様であり、第二の色相領域データの各々は、各色相の一方の側に位置する色相間領域の中心から他方の側に位置する色相間領域の中心までの範囲においてのみ、ゼロ以外の値を取ることができ、かつその範囲内の中心(色相の中心)において最大の値を取ることができ、範囲の境界(両側に位置する色相間領域の中心)に近いほど取り得る値が小さくなる。また、第二の色相領域データの各々が取り得る値の最大値は、第一の色相領域データが取り得る値の最大値と等しい。
第二の色相領域データ発生手段600にて算出された第二の色相領域データは、混合係数算出手段300bへと入力される。
混合係数算出手段300bには、所定の色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyおよび色相間領域別係数kry、kgy、kgc、kbc、kbm、krmが記憶されており、これらと第二の色相領域データ、色相間領域データをとの積の総和を算出することにより、データ混合係数kを算出する。すなわち、データ混合係数kは、下記の式(7A)にて表される。なお、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyおよび色相間領域別係数kry、kgy、kgc、kbc、kbm、krmは、外部から適宜設定できるように構成しても良い。
k=(k1+2×k2)/(hsum1+2×hsum2) …(7A)
式(7A)において、k1、k2、hsum1、hsum2はそれぞれ以下の式(7B)〜(7F)で与えられる。
k1=kr×h2r+kg×h2g+kb×h2b
+kc×h2c+km×h2m+ky×h2y …(7B)
k2=kry×hry+kgy×hgy+kgc×hgc
+kbc×hbc+kbm×hbm+krm×hrm …(7C)
hsum1=h2r+h2g+h2b+h2c+h2m+h2y …(7D)
hsum2=hry+hgy+hgc+hbc+hbm+hrm …(7E)
ここで、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyは、それぞれ各色相における第一の画像データと画像処理された第三の画像データを混合する際の比率を表す係数であり、0〜1の値を設定する。
また、色相間領域別係数kry、kgy、kgc、kbc、kbm、krmは、それぞれ各色相間領域における第一の画像データと画像処理された第三の画像データの混合比率を表す係数であり、0〜1の値を設定する。
上記の式(7A)のkを求める式において、k2に2を掛けた上でk1と加算するのは、k2を求めるのに用いられる色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmの最大値が、k1を求めるのに用いられる第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yの最大値の1/2であるためであり、同様に、hsum2に2を掛けた上でhsum1と加算するのは、hsum2を求めるのに用いられる色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmの最大値が、hsum1を求めるのに用いられる第二の色相領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yの最大値の1/2であるためである。
また、上記の式(7A)のkを求める式において、右辺の分母は(β−α)と等しくなる性質があり、データ混合係数kは下記の式(8)にて表すこともできる。よって、第一の画像データR1、G1、B1の最大値β、最小値αを混合係数算出手段300bへ入力するように構成すれば、データ混合係数kを算出するための演算量を幾分削減できる。
k=(k1+2×k2)/(β−α) …(8)
式(8)において、k1、k2はそれぞれ式(7B)、(7C)で与えられるものである。
式(7B)の右辺は6つの乗算項の総和を求める演算となっているが、上記のように個々の画素については、第二の色相間領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yは、そのうちの少なくとも5つがゼロであると言う性質があるので、実際の計算においては、1つの乗算の結果または0が右辺の計算結果となる。
また、式(7C)の右辺は6つの乗算項の総和を求める演算となっているが、上記のように個々の画素については、色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmは、そのうち少なくとも5つがゼロであると言う性質があるので、実際の計算においては、1つの乗算の結果または0が右辺の計算結果となる。
また、式(7D)の右辺には6つの項の総和を求める演算となっているが、上記のように個々の画素については、第二の色相間領域データh2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yは、そのうちの少なくとも5つがゼロであると言う性質があるので、実際の計算においては、1つの項それ自体または0が右辺の計算結果となる。
同様に、式(7E)の右辺には6つの項の総和を求める演算となっているが、上記のように個々の画素については、色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmは、そのうちの少なくとも5つがゼロであると言う性質があるので、実際の計算においては、1つの項それ自体または0が右辺の計算結果となる。
例えば、第一の画像データR1、G1、B1で表される各画素の色相がイエローの中心に位置するものである場合は、式(7B)〜(7E)はそれぞれ、
k1=ky×h2y …(7By)
k2=0 …(7Cy)
hsum1=h2y …(7Dy)
hsum2=0 …(7Ey)
となり、式(7A)は、
k=ky×h2y/h2y=ky …(7Ay)
となり、データ混合係数kの値は、色相別係数kyの値のみによって決定される。同様に、赤、緑、青、シアン、マゼンタの各々の中心におけるデータ混合係数kの値は、それぞれ色相別係数kr、kg、kb、kc、kmの対応するもののみの値により決定される。
赤〜イエローの色相間領域の場合には、第二の色相領域h2r、h2g、h2b、h2c、h2m、h2yのうちの一つと、一つの色相間領域データhry、hgy、hgc、hbc、hbm、hrmの一つとこれらを含む乗算項のみの計算となる。
例えば、赤〜イエローの色相間領域の中心とイエローの中心までの領域では、h2yとhryのみがゼロ以外の値を取り得るので、これらとこれらを含む乗算項のみの計算、即ち、
k={(ky×h2y)+2×(kry×hry)}/{h2y+2×hry}
…(7Aryy)
となる。
上記の式(7A)または式(8)にて算出されるデータ混合係数kは、0〜1の値となる。データ混合係数kは、画像データ混合手段400へと入力される。
画像データ混合手段400では、データ混合係数kの値にしたがって、第一の画像データR1、G1、B1と第三の画像データR3、G3、B3を混合して第二の画像データR2、G2、B2を生成する。
本実施の形態の画像処理装置においては、色相別係数および色相間領域別係数の値をそれぞれ適切に設定することにより、各色相および色相間領域における画像処理手段100による画像処理の効果、影響の大きさを個別に設定することができる。すなわち、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを色相、色相間領域毎に制御することが可能となり、より細やかな設定が可能となる。
なお、本実施の形態の画像処理装置においては、色相間領域データは色相領域データを用いて生成し、第二の色相領域データは色相間領域データおよび第一の色相領域データを用いて生成するように構成したが、これは重複する演算を削減し、演算規模の縮小を図るための構成である。色相間領域データおよび第二の色相領域データをそれぞれ第一の画像データから生成するように、色相間領域データ発生手段および第二の色相領域データ発生手段を構成することもできる。この場合、例えば図5の第一の色相領域データ発生手段200と同じ構成のものと色相間領域データ発生手段500と同じ構成のものを組合せたもので、色相間領域データ発生手段が構成され、第一の色相領域データ発生手段200と同じ構成のものと第二の色相領域データ発生手段600と同じ構成のものを組合せたもので第二の色相領域データ発生手段が構成される。
実施の形態3.
図8は、本発明の他の実施の形態(実施の形態3)の画像処理装置を示すブロック図である。図8に示され画像処理装置は、図5に示される画像処理装置と概して同じであるが、特性情報算出手段700が追加され、混合係数算出手段300cでは、特性情報算出手段700にて算出される特性情報CHをも用いてデータ混合係数kを算出する点で異なる。
特性情報算出手段700、混合係数算出手段300c以外の構成・動作は、実施の形態2に関し図5を参照してたのと同様であるので、以下ではこれらについての説明を省略する。
図9は、特性情報算出手段700の構成の一例を示すブロック図である。図9に示す構成において、特性情報算出手段700は、明度情報算出手段701、彩度情報算出手段702、特性情報出力手段703から構成される。特性情報算出手段700には、第一の画像データR1、G1、B1と特性情報選択信号SELが入力される。明度情報算出手段701は、R1、G1、B1の明るさを表す情報である明度情報Vを算出して出力する。例えば、R1、G1、B1の最大値を求め、明度情報Vとして出力する。一方、彩度情報算出手段702は、R1、G1、B1の鮮やかさを表す情報である彩度情報SAを算出して出力する。例えば、R1、G1、B1の最大値および最小値を求め、(最大値−最小値)/最大値を算出し、彩度情報SAとして出力する。より簡易的には、(最大値−最小値)を彩度情報SAとして出力することも考えられる。
特性情報出力手段703は、明度情報Vおよび彩度情報SAより特性情報CHを決定して出力する。この際、特性情報選択信号SELも参照する。特性情報選択信号SELは、外部から与えられる制御信号である。例えば、特性情報選択信号SELの内容にしたがって、特性情報出力手段703は明度情報Vのみ、彩度情報SAのみ、または明度情報Vと彩度情報SAの和のいずれかを選択し、特性情報CHとして出力する。特性情報CHは、混合係数算出手段300cへと入力される。
混合係数算出手段300cには、所定の色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyおよび色相間領域別係数kry、kgy、kgc、kbc、kbm、krmが記憶されており、これらと第二の色相領域データ、色相間領域データとの積の総和を算出することにより、基本データ混合係数kpを算出する。すなわち、基本データ混合係数kpは、下記の式(9)にて表される。なお、色相別係数kr、kg、kb、kc、km、kyおよび色相間領域別係数kry、kgy、kgc、kbc、kbm、krmは、外部から適宜設定できるように構成しても良い。
kp=(k1+2×k2)/(hsum1+2×hsum2) …(9)
式(9)において、k1、k2、hsum1、hsum2は、上記の式(7B)〜(7E)により与えられるものである。
式(9)の右辺は、式(7A)の右辺と同じであり、実施の形態2のデータ混合係数kと等しいものが、実施の形態3では、基本データ混合係数kpとして求められる。
混合係数算出手段300cはまた、特性情報CHから補正係数kqを算出する。データ混合係数kは、基本データ混合係数kpと補正係数kqとの乗算により求められる。すなわち、データ混合係数kは、下記の式(10)にて表される。
k=kp×kq …(10)
補正係数kqは0〜1の値であり、これを用いることにより第一の画像データの彩度情報及び明度情報のいずれか一方又は双方に応じてデータ混合係数の大きさを制御することが可能となり、結果として、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを色相、色相間領域毎に制御することが可能となるのに加え、彩度情報及び明度情報のいずれか一方又は双方に応じて制御することも可能となる。なお、特性情報CHから補正係数kqを算出する手段としては、例えば特性情報CHをアドレスとしたルックアップテーブルを構成し、あらかじめ適切なテーブル値を記憶させておくことが考えられる。図10は、特性情報CHに対する補正係数kqの関係の一例を示す図である。図において横軸は正規化された特性情報CHの値、縦軸は補正係数kqの値を表す。図10の例では、特性情報CHが中間程度の大きさの場合(すなわち明度または彩度が中間程度の大きさの場合)に補正係数kqが大きくなり、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさが大きくなる。
以上、本実施の形態の画像処理装置においては、第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを色相、色相間領域毎に個別に制御することができる。さらに、画像データの明度または彩度の大きさに応じて第一の画像データに施す画像処理の効果の大きさを調整することもできる。例えば、肌色は比較的低い彩度の領域に位置する場合が多い。本実施の形態の画像処理装置によれば、例えば、赤の色相または赤〜イエローの色相間領域でかつ中〜低彩度の部分において平滑化処理の効果が大きくなるように設定することで、肌色に平滑化を行いながらも、彩度の高い赤やオレンジの領域で画像のボケが発生するのを抑えることもできる。
本発明の実施の形態1の画像表示装置を示すブロック図である。 図1の色相領域データ発生手段200の構成の一例を示すブロック図である。 6つの色相と有彩色成分データの関係を模式的に示した図である。 6つの色相と色相領域データの関係を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態2の画像表示装置を示すブロック図である。 6つの色相と色相間領域データの関係を模式的に示した図である。 6つの色相と第二の色相領域データの関係を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態3の画像表示装置を示すブロック図である。 特性情報算出手段の構成の一例を示すブロック図である。 特性情報に対する補正係数の関係の一例を示す図である。
符号の説明
100 画像処理手段、 200 色相領域データ発生手段、 201 最大最小算出手段、 202 有彩色成分データ算出手段、 203 色相領域データ算出手段、 300、300b、300c 混合係数算出手段、 400 画像データ混合手段、 500 色相間領域データ発生手段、 600 第二の色相領域データ発生手段、 700 特性情報算出手段、 701 明度情報算出手段、 702 彩度情報算出手段、 703 特性情報出力手段。

Claims (7)

  1. 複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを画像処理して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める画像処理装置において、
    上記第一の画像データに画像処理を施して第三の画像データを求める画像処理手段と、
    上記第一の画像データより複数の色相のうちの特定の色相にのみ有効な複数の色相領域データを算出する手段と、
    上記色相領域データを用いてデータ混合係数を算出する手段と、
    上記データ混合係数を用いて上記第一の画像データと第三の画像データを混合して上記第二の画像データを求める手段
    を備えることを特徴とする画像処理装置。
  2. 複数の色相のうちの特定の隣接する色相の間の領域にのみ有効な複数の色相間領域データを上記第一の画像データから算出する手段をさらに備え、
    上記データ混合係数を算出する手段は、上記色相間領域データをも参照して上記データ混合係数を算出することを特徴とする請求項1に記載の画像処理装置。
  3. 上記複数の色相は、赤、緑、青、シアン、マゼンタ、イエローの6つの色相を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像処理装置。
  4. 上記第一の画像データの明度及び彩度の少なくとも一方の大きさを表す特性情報を求める手段をさらに備え、
    上記データ混合係数を算出する手段は、上記特性情報をも参照して上記データ混合係数を算出することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  5. 上記画像処理手段は、上記第一の画像データの空間的または時間的な周波数特性を変換し、上記第三の画像データを算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  6. 上記画像処理手段は、上記第一の画像データのコントラストを変換し、上記第三の画像データを算出することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の画像処理装置。
  7. 複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを画像処理して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める画像処理方法において、
    上記第一の画像データに画像処理を施して第三の画像データを求める画像処理ステップと、
    上記第一の画像データより複数の色相のうちの特定の色相にのみ有効な複数の色相領域データを算出するステップと、
    上記色相領域データを用いてデータ混合係数を算出するステップと、
    上記データ混合係数を用いて上記第一の画像データと第三の画像データを混合して上記第二の画像データを求めるステップ
    を備えることを特徴とする画像処理方法。
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