JP4374901B2 - 画像の明度補正処理 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像のディジタルデータである画像データに対して明度調整を実行する画像処理装置、および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等にて生成された画像データに対する画像処理技術が種々提案、実用化されている。これら画像処理技術では、ユーザにより選択されたコントラスト補正、明度補正、彩度補正といった既定の補正条件、または画像データの解析結果に基づいて画像データに対するコントラスト補正、明度補正、彩度補正といった画像処理（いわゆる自動画質調整）が実行される。例えば、特許文献１および特許文献２参照。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７９８８５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２０３２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像処理技術では、明度調整が行われた人物画像の画像データ、特に逆光条件下において撮影された人物画像の画像データを用いて画像を出力した場合に満足のいく出力画像を得ることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、逆光条件下において撮影された人物画像に対する明度調整を適切に実行することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理を実行する画像処理装置を提供する。本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、前記画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データを解析して前記画像データが逆光人物画像に対応する画像データであるか否かを判定する画像判定手段と、前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求める肌色画素輝度平均値算出手段と、前記画像が逆光人物画像であると判定した場合には、前記肌色画素輝度平均値と所定の値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行する明度調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置によれば、画像データを解析して画像データが逆光人物画像に対応する画像データであると判定した場合には、肌色画素輝度平均値と所定の値とを用いて画像データに対する明度調整を実行するので、逆光条件下において撮影された人物画像に対する明度調整を適切に実行することができる。すなわち、明度調整の実行に際して、画像データの肌色画素輝度平均値を用いるので、肌色画素の再現性の良い明度調整を実行することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、出力値に対する出力値を決定する一次特性線であって、前記肌色画素輝度平均値を入力値とした場合に前記所定の値が出力値となる特性を有するトーンカーブを利用して実行されても良い。かかる場合には、トーンカーブの適用により肌色画素輝度平均値が所定の値として出力される（明度調整される）ので、所定の値として肌色画素に適した明度（輝度）を用いることによって、肌色成分の明度を適切に調整することができる。したがって、逆光人物画像において、好ましい肌色の再現性を損なうことなく、肌色の輝度（明度）を調整することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記トーンカーブは以下の式により表され、
【数３】
上記式におけるγの値は、上記式において前記肌色画素輝度平均値を入力値とし、前記所定の値を出力値とした場合におけるγの値であっても良い。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記トーンカーブは輝度についてのトーンカーブであっても良く、あるいは、前記トーンカーブはＲ、Ｇ、Ｂ各成分についてのトーンカーブであっても良い。輝度を調整することにより画像データの明度を調整することができる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分についてトーンカーブを適用することによっても画像データの明度を調整することができる。
【００１１】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記明度調整手段は、前記画像が逆光人物画像でないと判定した場合には、前記画像データの輝度分布特性と前記画像データの全画素数に対する所定の割合値とから求められた明輝度値と暗輝度値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行しても良い。かかる場合には、肌色画素中心の明度調整を実行しないことにより一般的な撮影画像に適した明度調整を実行することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、撮影画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理方法を提供する。本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、前記画像データを取得し、取得した前記画像データを解析して、取得した前記画像データに対応する前記撮影画像が逆光人物画像であるか否かを判定し、前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求め、前記撮影画像が逆光人物画像であると判定した場合には、前記肌色画素輝度平均値を所定の値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行しても良い。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る画像処理方法によれば、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。また本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
方法において、
【００１４】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置、並びに本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、この他にも、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムが記録された記録媒体としても実現され得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像処理装置について図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
【００１６】
Ａ．画像処理システムの構成：
第１の実施例に係る画像処理装置を適用可能な画像処理システムの構成について図１を参照して説明する。図１は本実施例に係る画像処理装置としてのパーソナルコンピュータを含む画像処理システムの一例を示す説明図である。
【００１７】
画像処理システムは、画像データを生成する入力装置としてのディジタルスチルカメラ１０、ディジタルスチルカメラ１０にて生成された画像データに基づいて画像処理を実行し、印刷用画像データを出力する画像処理装置としてのパーソナルコンピュータ２０、印刷用画像データを用いて画像を出力する出力装置としてのカラープリンタ３０を備えている。なお、カラープリンタ３０は、パーソナルコンピュータＰＣが備える画像処理機能を備えていても良く、かかる場合には、スタンドアローンにて画像処理、画像出力を実行することができる。また、出力装置としては、プリンタ３０の他に、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ等のモニタ２５、プロジェクタ等が用いられ得る。以下の説明では、パーソナルコンピュータ２０と接続されて用いられるカラープリンタ３０を出力装置として用いるものとする。
【００１８】
パーソナルコンピュータ２０は、一般的に用いられているタイプのコンピュータであり、本発明に係る画像処理プログラムを実行するＣＰＵ２００、ＣＰＵ２００における演算結果、画像データ等を一時的に格納するＲＡＭ２０１、画像処理プログラムを格納するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０２を備えている。パーソナルコンピュータ２０は、メモリカードＭＣを装着するためのカードスロット２０３、ディジタルスチルカメラ１０等からの接続ケーブルを接続するための入出力端子２０４を備えている。
【００１９】
ディジタルスチルカメラ１０は、光の情報をディジタルデバイス（ＣＣＤや光電子倍増管）に結像させることにより画像を取得するカメラであり、光情報を電気情報に変換するためのＣＣＤ等を備える光電変換回路、光電変換回路を制御して画像を取得するための画像取得回路、取得したディジタル画像を加工処理するための画像処理回路等を備えている。ディジタルスチルカメラ１０は、取得した画像をディジタルデータとして記憶装置としてのメモリカードＭＣに保存する。ディジタルスチルカメラ１０における画像データの保存形式としては、非可逆圧縮保存方式としてＪＰＥＧデータ形式、可逆圧縮保存方式としてＴＩＦＦデータ形式が一般的であるが、この他にもＲＡＷデータ形式、ＧＩＦデータ形式、ＢＭＰデータ形式等の保存形式が用いられ得る。
【００２０】
ディジタルスチルカメラ１０において生成された画像データは、例えば、ケーブルＣＶ、コンピュータ２０を介して、あるいは、ケーブルＣＶを介してカラープリンタ３０に送出される。あるいは、ディジタルスチルカメラ１０にて画像データが格納されたメモリカードＭＣが、メモリカード・スロットに装着されたコンピュータ２０を介して、あるいは、メモリカードＭＣをプリンタ３０に対して直接、接続することによって画像ファイルがカラープリンタ３０に送出される。なお、以下の説明では、画像データに対する画像処理がパーソナルコンピュータ２０にて実行され、処理済みの画像データがカラープリンタ３０に対して出力される場合について説明する。
【００２１】
カラープリンタ３０は、カラー画像の出力が可能なプリンタであり、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色インクを印刷媒体上に噴射してドットパターンを形成することによって画像を形成するインクジェット方式のプリンタである。あるいは、カラートナーを印刷媒体上に転写・定着させて画像を形成する電子写真方式のプリンタである。色インクには、上記４色に加えて、ライトシアン（薄いシアン、ＬＣ）、ライトマゼンタ（薄いマゼンタ、ＬＭ）、ダークイエロ（暗いイエロ、ＤＹ）を用いても良い。
【００２２】
Ｂ．パーソナルコンピュータ２０における画像処理：
図２〜図５を参照してパーソナルコンピュータ２０において実行される画像処理について説明する。図２は本実施例におけるパーソナルコンピュータにて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図３は本実施例における画像処理において用いられるトーンカーブの一例を示す説明図である。図４は画像データが逆光人物画像のデータであるか否かを判定する際に用いられる輝度分布のグラフを示す説明図である。図５は従来例において用いられてきた通常の画像処理時に用いられるトーンカーブを示す説明図である。
【００２３】
パーソナルコンピュータ２０（ＣＰＵ２００）は、スロット２０３にメモリカードＭＣが差し込まれると、あるいは、ディジタルスチルカメラ１０に接続されている接続ケーブルＣＶが入出力端子２０４に接続されると本画像処理のプログラムを起動する。ＣＰＵ２００は、ユーザの指示に従ってメモリカードＭＣから画像データを取得し（読み出し）、取得した画像データをＲＡＭ２０１に一時的に格納する（ステップＳ１００）。
【００２４】
ＣＰＵ２００は、画像データの伸長、色変換処理を実行する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データＧＤを伸張し、伸張した画像データＧＤに対してマトリクスＳを用いたマトリクス演算を実行してＹＣｂＣｒ→ＲＧＢ色変換処理を実行する。
【００２５】
本実施例において用いられる画像データは、ＪＰＥＧ画像データを格納しており、ＪＰＥＧデータはＹＣｂＣｒデータを圧縮したデータである。また、現在のパーソナルコンピュータＰＣ、プリンタにおける画像処理では一般的にＲＧＢデータが用いられている。したがって、ＪＰＥＧデータの伸張（デコード）、ＹＣｂＣｒデータのＲＧＢデータへの色変換処理が必要となる。マトリクスＳは、ＪＦＩＦ規格において、ＹＣｂＣｒデータをＲＧＢデータへと変換する際に一般的に用いられるマトリクスであり、当業者にとって周知のマトリクスであるから詳細な説明は省略する。
【００２６】
ＣＰＵ２００は、続いて、ＲＧＢデータに変換された画像データを画素単位にて解析し（ステップＳ１２０）、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データの解析によって図４に示す画像データを構成する画素の輝度値の分布を生成し、予めＨＤＤ２０２に格納されている逆光人物画像の画像データが示す判定用輝度値分布と比較することによって判断する。逆光人物画像は、明るい背景と暗い被写体（人物）とに大別されるため、逆光人物画像（画像データ）の輝度値分布は、輝度の暗い部分と明るい部分とで２つのピークを有するという特徴を示す。したがって、解析した画像データから生成された輝度値分布が、逆光人物画像の画像データの輝度値分布に類似する分布特性を有している場合には、撮影画像は逆光人物画像であると判定することができる。
【００２７】
ＣＰＵ２００は、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像であると判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、逆光人物画像明度補正を実行する（ステップＳ１４０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データを構成する全画素のうち肌色画素について輝度の平均値である肌色画素輝度平均値ＰＢaveを取得し、肌色画素輝度平均値ＰＢaveを入力値とした場合における出力値が、予めＨＤＤ２０２に格納されている所定値ＦＶ、例えば、１２８となる一次特性線を求め、図３に示すトーンカーブを得る。画像データの画素が肌色画素であるか否かは、例えば、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の組み合わせとして所定の範囲内に入っている画素を肌色画素と判定する。所定値ＦＶは、出力画像において再生される肌色の表色に適切な輝度、明度をもたらす値であり、経験的に求められる。
【００２８】
理解を容易にするためトーンカーブの説明図を用いて説明したが、現実にはトーンカーブ（一次特性線）は以下の式（１）によって表され、肌色画素輝度平均値ＳＰaveを入力値として用い、所定値ＦＶを出力値として用いた場合の係数γを求める処理が実行される。したがって、トーンカーブはガンマ曲線とも呼ばれる。
【００２９】
【数４】
【００３０】
ＣＰＵ２００は、画像データの各画素の輝度値について式（１）を適用して、明度補正（入力輝度値に対する出力輝度値の変更）を実行する。あるいは、ＣＰＵ２００は画像データの各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値に対して式（１）を適用して明度補正を実行してもよい。
【００３１】
ＣＰＵ２００は、明度補正が施された画像データをプリンタドライバへ出力して（ステップＳ１５０）、本処理ルーチンを終了する。プリンタドライバでは、画像データ（ＲＧＢデータ）をＣＭＹＫデータに変換する色変換処理を実行する。すなわち、画像データの表色系をカラープリンタ２０が印刷処理を実行する際に用いる表色系であるＣＭＹＫ表色系に変換する。具体的には、ＨＤＤ２０２（ＲＯＭ）に格納されているＲＧＢ表色系とＣＭＹＫ表色系とを対応付けたルックアップデーブルを用いて実行される。また、ハーフトーン処理、解像度変換処理が実行され、印刷用のラスタデータとしてカラープリンタ３０に出力される。
【００３２】
ＣＰＵ２００は、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像でないと判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、通常明度補正を実行し（ステップＳ１６０）、明度補正が施された画像データをプリンタドライバへ出力して（ステップＳ１５０）、本処理ルーチンを終了する。通常明度補正について具体的に説明すると、ＣＰＵ２００は、先に生成した画像データを構成する画素の輝度値の分布（図４参照）を用い、全画素数の所定の割合、例えば、１０％の画素数線（Ｌ１）と輝度値の分布曲線との交点となる暗輝度値ＤＰと明輝度値ＢＰとを求める。ＣＰＵ２００は、図５に示すように暗輝度値ＤＰを入力値とし、明輝度値ＢＰを出力値とするトーンカーブを求める。一次特性線を示す式は式（１）に示す式であり、トーンカーブの求め方は逆光人物画像明度補正の場合と同様であるから説明は省略する。ＣＰＵ２００は、求めたトーンカーブを用いて、画像データの各画素の輝度値に対して明度補正を実行する。
【００３３】
以上説明したように、本実施例に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、逆光人物画像の画像データに対して明度調整を実行する際には、画像データの肌色画素成分の輝度平均値ＳＰaveと所定値ＦＶとを用いて逆光人物画像の画像データに対する明度補正処理を実行するので、逆光人物画像に適した明度調整を実行することができる。すなわち、所定値ＦＶとして肌色画素の輝度として好ましい値、例えば１２８、に設定し、肌色画素輝度平均値ＳＰaveを入力値とした場合における出力値が所定値ＦＶ＝１２８となるトーンカーブを求め、求めたトーンカーブを用いて画像データの明度を調整するので、処理前の画像データにおける肌色画素の明度を好ましい明度へと変換することができる。
【００３４】
特に、逆光人物画像データにおいては人物に相当する肌色画素の明度が低く（暗く）、人物を明瞭に表すためには画像データの各画素の明度を上げる必要がある。かかる要求に対して、従来は画像データの全画素をサンプリングして生成した輝度分布を用いて明度補正量（調整量）を決定していた。しかしながら、画像データの全画素をサンプリング対象として決定した明度補正量は、肌色画素の明度補正量として適切ではないため、明度補正が施された画像データを用いた出力画像は好ましい肌色を再現することができなかった。
【００３５】
これに対して、本実施例では、上述のように肌色画素のみをサンプリングすることによって逆光人物画像データに対する明度補正量を決定するので、逆光人物画像において、好ましい肌色の再現性を損なうことなく、肌色の輝度（明度）を調整することができる
【００３６】
・その他の実施例：
上記実施例では、画像処理装置として、パーソナルコンピュータ２０を用いて画像処理を実行しているが、このほかにも、例えば、画像処理機能を備えるスタンドアローン型のプリンタを画像処理装置として用いてもよく、係る場合にはプリンタにおいて上記画像処理が実行される。また、画像処理装置等のハードウェア構成を伴うことなく、プリンタドライバ、画像処理アプリケーション（プログラム）としても実現され得る。
【００３７】
上記実施例では、本実施例の特徴を明瞭に説明するために明度調整のみについて説明したが、パーソナルコンピュータ２０では、明度調整の他にもコントラスト、色彩等の調整が行われ得ることは言うまでもない。かかる場合には、例えば、ＣＰＵ２００は、画像データを画素単位にて解析して画像データの特性を示す各種の特性パラメータ値、例えば、輝度最小値、輝度最大値、明度代表値といった画像統計値を取得する。ＣＰＵ２００は、ＨＤＤ２０２に格納されている各特性パラメータに対して予め定められた基準値と、解析により得られた画像統計値との差を解消または低減させるように各パラメータについての補正量を求め、画像データのＲＧＢ値を補正する。画像データの補正は、例えば、求めた補正量を入力値に対する出力値の関係を規定するトーンカーブに適用して修正し、かかるトーンカーブを用いて画像データの各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値を変更することにより実行される。
【００３８】
以上、実施例に基づき本発明に係る画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る画像処理装置としてのパーソナルコンピュータを含む画像処理システムの一例を示す説明図である。
【図２】本実施例におけるパーソナルコンピュータにて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本実施例における画像処理において用いられるトーンカーブの一例を示す説明図である。
【図４】画像データが逆光人物画像のデータであるか否かを判定する際に用いられる輝度分布のグラフを示す説明図である。
【図５】従来例において用いられてきた通常の画像処理時に用いられるトーンカーブを示す説明図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）
２０…パーソナルコンピュータ
２００…中央演算装置（ＣＰＵ）
２０１…リードオンリメモリ（ＲＯＭ）
２０２…ハードディスク（ＨＤＤ）
２０３…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２０４…カードスロット
２０５…入出力端子
２５…表示装置
３０…プリンタ
ＭＣ…メモリカード
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影画像のディジタルデータである画像データに対して明度調整を実行する画像処理装置、および画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）等にて生成された画像データに対する画像処理技術が種々提案、実用化されている。これら画像処理技術では、ユーザにより選択されたコントラスト補正、明度補正、彩度補正といった既定の補正条件、または画像データの解析結果に基づいて画像データに対するコントラスト補正、明度補正、彩度補正といった画像処理（いわゆる自動画質調整）が実行される。例えば、特許文献１および特許文献２参照。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−７９８８５号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２０３２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画像処理技術では、明度調整が行われた人物画像の画像データ、特に逆光条件下において撮影された人物画像の画像データを用いて画像を出力した場合に満足のいく出力画像を得ることができないという課題があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、逆光条件下において撮影された人物画像に対する明度調整を適切に実行することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために本発明の第１の態様は、画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理を実行する画像処理装置を提供する。本発明の第１の態様に係る画像処理装置は、前記画像データを取得する画像データ取得手段と、前記画像データを解析して前記画像データが逆光人物画像に対応する画像データであるか否かを判定する画像判定手段と、前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求める肌色画素輝度平均値算出手段と、前記画像が逆光人物画像であると判定した場合には、前記肌色画素輝度平均値と所定の値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行する明度調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置によれば、画像データを解析して画像データが逆光人物画像に対応する画像データであると判定した場合には、肌色画素輝度平均値と所定の値とを用いて画像データに対する明度調整を実行するので、逆光条件下において撮影された人物画像に対する明度調整を適切に実行することができる。すなわち、明度調整の実行に際して、画像データの肌色画素輝度平均値を用いるので、肌色画素の再現性の良い明度調整を実行することができる。
【０００８】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、出力値に対する出力値を決定する一次特性線であって、前記肌色画素輝度平均値を入力値とした場合に前記所定の値が出力値となる特性を有するトーンカーブを利用して実行されても良い。かかる場合には、トーンカーブの適用により肌色画素輝度平均値が所定の値として出力される（明度調整される）ので、所定の値として肌色画素に適した明度（輝度）を用いることによって、肌色成分の明度を適切に調整することができる。したがって、逆光人物画像において、好ましい肌色の再現性を損なうことなく、肌色の輝度（明度）を調整することができる。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記トーンカーブは以下の式により表され、
【数３】
【００１０】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記トーンカーブは輝度についてのトーンカーブであっても良く、あるいは、前記トーンカーブはＲ、Ｇ、Ｂ各成分についてのトーンカーブであっても良い。輝度を調整することにより画像データの明度を調整することができる。また、Ｒ、Ｇ、Ｂ各成分についてトーンカーブを適用することによっても画像データの明度を調整することができる。
【００１１】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置において、前記明度調整手段は、前記画像が逆光人物画像でないと判定した場合には、前記画像データの輝度分布特性と前記画像データの全画素数に対する所定の割合値とから求められた明輝度値と暗輝度値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行しても良い。かかる場合には、肌色画素中心の明度調整を実行しないことにより一般的な撮影画像に適した明度調整を実行することができる。
【００１２】
本発明の第２の態様は、撮影画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理方法を提供する。本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、前記画像データを取得し、取得した前記画像データを解析して、取得した前記画像データに対応する前記撮影画像が逆光人物画像であるか否かを判定し、前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求め、前記撮影画像が逆光人物画像であると判定した場合には、前記肌色画素輝度平均値を所定の値とを用いて前記画像データに対する明度調整を実行しても良い。
【００１３】
本発明の第２の態様に係る画像処理方法によれば、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様の作用効果を得ることができる。また本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、本発明の第１の態様に係る画像処理装置と同様にして種々の態様にて実現され得る。
方法において、
【００１４】
本発明の第１の態様に係る画像処理装置、並びに本発明の第２の態様に係る画像処理方法は、この他にも、画像処理プログラムおよび画像処理プログラムが記録された記録媒体としても実現され得る。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像処理装置について図面を参照しつつ、実施例に基づいて説明する。
【００１６】
Ａ．画像処理システムの構成：
第１の実施例に係る画像処理装置を適用可能な画像処理システムの構成について図１を参照して説明する。図１は本実施例に係る画像処理装置としてのパーソナルコンピュータを含む画像処理システムの一例を示す説明図である。
【００１７】
画像処理システムは、画像データを生成する入力装置としてのディジタルスチルカメラ１０、ディジタルスチルカメラ１０にて生成された画像データに基づいて画像処理を実行し、印刷用画像データを出力する画像処理装置としてのパーソナルコンピュータ２０、印刷用画像データを用いて画像を出力する出力装置としてのカラープリンタ３０を備えている。なお、カラープリンタ３０は、パーソナルコンピュータＰＣが備える画像処理機能を備えていても良く、かかる場合には、スタンドアローンにて画像処理、画像出力を実行することができる。また、出力装置としては、プリンタ３０の他に、ＣＲＴディスプレイ、ＬＣＤディスプレイ等のモニタ２５、プロジェクタ等が用いられ得る。以下の説明では、パーソナルコンピュータ２０と接続されて用いられるカラープリンタ３０を出力装置として用いるものとする。
【００１８】
パーソナルコンピュータ２０は、一般的に用いられているタイプのコンピュータであり、本発明に係る画像処理プログラムを実行するＣＰＵ２００、ＣＰＵ２００における演算結果、画像データ等を一時的に格納するＲＡＭ２０１、画像処理プログラムを格納するハードディスクドライブ（ＨＤＤ）２０２を備えている。パーソナルコンピュータ２０は、メモリカードＭＣを装着するためのカードスロット２０３、ディジタルスチルカメラ１０等からの接続ケーブルを接続するための入出力端子２０４を備えている。
【００１９】
ディジタルスチルカメラ１０は、光の情報をディジタルデバイス（ＣＣＤや光電子倍増管）に結像させることにより画像を取得するカメラであり、光情報を電気情報に変換するためのＣＣＤ等を備える光電変換回路、光電変換回路を制御して画像を取得するための画像取得回路、取得したディジタル画像を加工処理するための画像処理回路等を備えている。ディジタルスチルカメラ１０は、取得した画像をディジタルデータとして記憶装置としてのメモリカードＭＣに保存する。ディジタルスチルカメラ１０における画像データの保存形式としては、非可逆圧縮保存方式としてＪＰＥＧデータ形式、可逆圧縮保存方式としてＴＩＦＦデータ形式が一般的であるが、この他にもＲＡＷデータ形式、ＧＩＦデータ形式、ＢＭＰデータ形式等の保存形式が用いられ得る。
【００２０】
ディジタルスチルカメラ１０において生成された画像データは、例えば、ケーブルＣＶ、コンピュータ２０を介して、あるいは、ケーブルＣＶを介してカラープリンタ３０に送出される。あるいは、ディジタルスチルカメラ１０にて画像データが格納されたメモリカードＭＣが、メモリカード・スロットに装着されたコンピュータ２０を介して、あるいは、メモリカードＭＣをプリンタ３０に対して直接、接続することによって画像ファイルがカラープリンタ３０に送出される。なお、以下の説明では、画像データに対する画像処理がパーソナルコンピュータ２０にて実行され、処理済みの画像データがカラープリンタ３０に対して出力される場合について説明する。
【００２１】
カラープリンタ３０は、カラー画像の出力が可能なプリンタであり、例えば、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の色インクを印刷媒体上に噴射してドットパターンを形成することによって画像を形成するインクジェット方式のプリンタである。あるいは、カラートナーを印刷媒体上に転写・定着させて画像を形成する電子写真方式のプリンタである。色インクには、上記４色に加えて、ライトシアン（薄いシアン、ＬＣ）、ライトマゼンタ（薄いマゼンタ、ＬＭ）、ダークイエロ（暗いイエロ、ＤＹ）を用いても良い。
【００２２】
Ｂ．パーソナルコンピュータ２０における画像処理：
図２〜図５を参照してパーソナルコンピュータ２０において実行される画像処理について説明する。図２は本実施例におけるパーソナルコンピュータにて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。図３は本実施例における画像処理において用いられるトーンカーブの一例を示す説明図である。図４は画像データが逆光人物画像のデータであるか否かを判定する際に用いられる輝度分布のグラフを示す説明図である。図５は従来例において用いられてきた通常の画像処理時に用いられるトーンカーブを示す説明図である。
【００２３】
パーソナルコンピュータ２０（ＣＰＵ２００）は、スロット２０３にメモリカードＭＣが差し込まれると、あるいは、ディジタルスチルカメラ１０に接続されている接続ケーブルＣＶが入出力端子２０４に接続されると本画像処理のプログラムを起動する。ＣＰＵ２００は、ユーザの指示に従ってメモリカードＭＣから画像データを取得し（読み出し）、取得した画像データをＲＡＭ２０１に一時的に格納する（ステップＳ１００）。
【００２４】
ＣＰＵ２００は、画像データの伸長、色変換処理を実行する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データＧＤを伸張し、伸張した画像データＧＤに対してマトリクスＳを用いたマトリクス演算を実行してＹＣｂＣｒ→ＲＧＢ色変換処理を実行する。
【００２５】
本実施例において用いられる画像データは、ＪＰＥＧ画像データを格納しており、ＪＰＥＧデータはＹＣｂＣｒデータを圧縮したデータである。また、現在のパーソナルコンピュータＰＣ、プリンタにおける画像処理では一般的にＲＧＢデータが用いられている。したがって、ＪＰＥＧデータの伸張（デコード）、ＹＣｂＣｒデータのＲＧＢデータへの色変換処理が必要となる。マトリクスＳは、ＪＦＩＦ規格において、ＹＣｂＣｒデータをＲＧＢデータへと変換する際に一般的に用いられるマトリクスであり、当業者にとって周知のマトリクスであるから詳細な説明は省略する。
【００２６】
ＣＰＵ２００は、続いて、ＲＧＢデータに変換された画像データを画素単位にて解析し（ステップＳ１２０）、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像であるか否かを判定する（ステップＳ１３０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データの解析によって図４に示す画像データを構成する画素の輝度値の分布を生成し、予めＨＤＤ２０２に格納されている逆光人物画像の画像データが示す判定用輝度値分布と比較することによって判断する。逆光人物画像は、明るい背景と暗い被写体（人物）とに大別されるため、逆光人物画像（画像データ）の輝度値分布は、輝度の暗い部分と明るい部分とで２つのピークを有するという特徴を示す。したがって、解析した画像データから生成された輝度値分布が、逆光人物画像の画像データの輝度値分布に類似する分布特性を有している場合には、撮影画像は逆光人物画像であると判定することができる。
【００２７】
ＣＰＵ２００は、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像であると判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｙｅｓ）、逆光人物画像明度補正を実行する（ステップＳ１４０）。具体的には、ＣＰＵ２００は、画像データを構成する全画素のうち肌色画素について輝度の平均値である肌色画素輝度平均値ＰＢaveを取得し、肌色画素輝度平均値ＰＢaveを入力値とした場合における出力値が、予めＨＤＤ２０２に格納されている所定値ＦＶ、例えば、１２８となる一次特性線を求め、図３に示すトーンカーブを得る。画像データの画素が肌色画素であるか否かは、例えば、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の組み合わせとして所定の範囲内に入っている画素を肌色画素と判定する。所定値ＦＶは、出力画像において再生される肌色の表色に適切な輝度、明度をもたらす値であり、経験的に求められる。
【００２８】
理解を容易にするためトーンカーブの説明図を用いて説明したが、現実にはトーンカーブ（一次特性線）は以下の式（１）によって表され、肌色画素輝度平均値ＳＰaveを入力値として用い、所定値ＦＶを出力値として用いた場合の係数γを求める処理が実行される。したがって、トーンカーブはガンマ曲線とも呼ばれる。
【００２９】
【数４】
ＣＰＵ２００は、画像データの各画素の輝度値について式（１）を適用して、明度補正（入力輝度値に対する出力輝度値の変更）を実行する。あるいは、ＣＰＵ２００は画像データの各画素のＲ値、Ｇ値、Ｂ値に対して式（１）を適用して明度補正を実行してもよい。
【００３１】
ＣＰＵ２００は、明度補正が施された画像データをプリンタドライバへ出力して（ステップＳ１５０）、本処理ルーチンを終了する。プリンタドライバでは、画像データ（ＲＧＢデータ）をＣＭＹＫデータに変換する色変換処理を実行する。すなわち、画像データの表色系をカラープリンタ２０が印刷処理を実行する際に用いる表色系であるＣＭＹＫ表色系に変換する。具体的には、ＨＤＤ２０２（ＲＯＭ）に格納されているＲＧＢ表色系とＣＭＹＫ表色系とを対応付けたルックアップデーブルを用いて実行される。また、ハーフトーン処理、解像度変換処理が実行され、印刷用のラスタデータとしてカラープリンタ３０に出力される。
【００３２】
ＣＰＵ２００は、画像データに対応する撮影画像が逆光人物画像でないと判定した場合には（ステップＳ１３０：Ｎｏ）、通常明度補正を実行し（ステップＳ１６０）、明度補正が施された画像データをプリンタドライバへ出力して（ステップＳ１５０）、本処理ルーチンを終了する。通常明度補正について具体的に説明すると、ＣＰＵ２００は、先に生成した画像データを構成する画素の輝度値の分布（図４参照）を用い、全画素数の所定の割合、例えば、１０％の画素数線（Ｌ１）と輝度値の分布曲線との交点となる暗輝度値ＤＰと明輝度値ＢＰとを求める。ＣＰＵ２００は、図５に示すように暗輝度値ＤＰを入力値とし、明輝度値ＢＰを出力値とするトーンカーブを求める。一次特性線を示す式は式（１）に示す式であり、トーンカーブの求め方は逆光人物画像明度補正の場合と同様であるから説明は省略する。ＣＰＵ２００は、求めたトーンカーブを用いて、画像データの各画素の輝度値に対して明度補正を実行する。
【００３３】
以上説明したように、本実施例に係る画像処理装置および画像処理方法によれば、逆光人物画像の画像データに対して明度調整を実行する際には、画像データの肌色画素成分の輝度平均値ＳＰaveと所定値ＦＶとを用いて逆光人物画像の画像データに対する明度補正処理を実行するので、逆光人物画像に適した明度調整を実行することができる。すなわち、所定値ＦＶとして肌色画素の輝度として好ましい値、例えば１２８、に設定し、肌色画素輝度平均値ＳＰaveを入力値とした場合における出力値が所定値ＦＶ＝１２８となるトーンカーブを求め、求めたトーンカーブを用いて画像データの明度を調整するので、処理前の画像データにおける肌色画素の明度を好ましい明度へと変換することができる。
【００３４】
特に、逆光人物画像データにおいては人物に相当する肌色画素の明度が低く（暗く）、人物を明瞭に表すためには画像データの各画素の明度を上げる必要がある。かかる要求に対して、従来は画像データの全画素をサンプリングして生成した輝度分布を用いて明度補正量（調整量）を決定していた。しかしながら、画像データの全画素をサンプリング対象として決定した明度補正量は、肌色画素の明度補正量として適切ではないため、明度補正が施された画像データを用いた出力画像は好ましい肌色を再現することができなかった。
【００３５】
これに対して、本実施例では、上述のように肌色画素のみをサンプリングすることによって逆光人物画像データに対する明度補正量を決定するので、逆光人物画像において、好ましい肌色の再現性を損なうことなく、肌色の輝度（明度）を調整することができる
【００３６】
・その他の実施例：
上記実施例では、画像処理装置として、パーソナルコンピュータ２０を用いて画像処理を実行しているが、このほかにも、例えば、画像処理機能を備えるスタンドアローン型のプリンタを画像処理装置として用いてもよく、係る場合にはプリンタにおいて上記画像処理が実行される。また、画像処理装置等のハードウェア構成を伴うことなく、プリンタドライバ、画像処理アプリケーション（プログラム）としても実現され得る。
【００３７】
上記実施例では、本実施例の特徴を明瞭に説明するために明度調整のみについて説明したが、パーソナルコンピュータ２０では、明度調整の他にもコントラスト、色彩等の調整が行われ得ることは言うまでもない。かかる場合には、例えば、ＣＰＵ２００は、画像データを画素単位にて解析して画像データの特性を示す各種の特性パラメータ値、例えば、輝度最小値、輝度最大値、明度代表値といった画像統計値を取得する。ＣＰＵ２００は、ＨＤＤ２０２に格納されている各特性パラメータに対して予め定められた基準値と、解析により得られた画像統計値との差を解消または低減させるように各パラメータについての補正量を求め、画像データのＲＧＢ値を補正する。画像データの補正は、例えば、求めた補正量を入力値に対する出力値の関係を規定するトーンカーブに適用して修正し、かかるトーンカーブを用いて画像データの各画素のＲ、Ｇ、Ｂ値を変更することにより実行される。
【００３８】
以上、実施例に基づき本発明に係る画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラムを説明してきたが、上記した発明の実施の形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明は、その趣旨並びに特許請求の範囲を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係る画像処理装置としてのパーソナルコンピュータを含む画像処理システムの一例を示す説明図である。
【図２】本実施例におけるパーソナルコンピュータにて実行される画像処理の処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図３】本実施例における画像処理において用いられるトーンカーブの一例を示す説明図である。
【図４】画像データが逆光人物画像のデータであるか否かを判定する際に用いられる輝度分布のグラフを示す説明図である。
【図５】従来例において用いられてきた通常の画像処理時に用いられるトーンカーブを示す説明図である。
【符号の説明】
１０…ディジタルスチルカメラ（ＤＳＣ）
２０…パーソナルコンピュータ
２００…中央演算装置（ＣＰＵ）
２０１…リードオンリメモリ（ＲＯＭ）
２０２…ハードディスク（ＨＤＤ）
２０３…ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）
２０４…カードスロット
２０５…入出力端子
２５…表示装置
３０…プリンタ
ＭＣ…メモリカード
Claims (6)
- 画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理を実行する画像処理装置であって、
前記画像データを取得する画像データ取得手段と、
前記画像データを解析して前記画像データが逆光人物画像に対応する画像データであるか否かを判定する画像判定手段と、
前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求める肌色画素輝度平均値算出手段と、
前記画像が逆光人物画像であると判定した場合には、入力値に対する出力値を決定する一次特性線であって、前記肌色画素輝度平均値を入力値とした場合に所定の値が出力値となる特性を有する以下の式により表されるトーンカーブを利用して前記画像データに対する明度調整を実行し、
前記画像が逆光人物画像でないと判定した場合には、前記画像データの輝度分布特性と前記画像データの全画素数に対する所定の割合値とから求められた明輝度値と暗輝度値とを用い、前記暗輝度値を入力値とした場合に前記明輝度値が出力値となる特性を有する以下の式により表されるトーンカーブを利用して、前記画像データに対する明度調整を実行する、明度調整手段とを備える画像処理装置
- 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記トーンカーブは輝度についてのトーンカーブである画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記トーンカーブはＲ、Ｇ、Ｂ各成分についてのトーンカーブである画像処理装置。 - 請求項１に記載の画像処理装置において、
前記画像判定手段は、前記画像データを解析して得られた輝度値の分布と、予め用意されている判定用輝度値の分布とを比較することによって、前記画像データが逆光人物画像に対応する画像データであるか否かを判定する
画像処理装置。 - 撮影画像のディジタルデータである画像データに対する画像処理方法であって、
前記画像データを取得し、
取得した前記画像データを解析して、取得した前記画像データに対応する前記撮影画像が逆光人物画像であるか否かを判定し、
前記画像データを解析して前記画像データ中の肌色画素の輝度値の平均値を求め、
前記撮影画像が逆光人物画像であると判定した場合には、入力値に対する出力値を決定する一次特性線であって、前記肌色画素輝度平均値を入力値とした場合に所定の値が出力値となる特性を有する以下の式により表されるトーンカーブを利用して前記画像データに対する明度調整を実行し、
前記画像が逆光人物画像でないと判定した場合には、前記画像データの輝度分布特性と前記画像データの全画素数に対する所定の割合値とから求められた明輝度値と暗輝度値とを用い、前記暗輝度値を入力値とした場合に前記明輝度値が出力値となる特性を有する以下の式により表されるトーンカーブを利用して、前記画像データに対する明度調整を実行する画像処理方法
- 請求項５に記載の画像処理方法において、
前記逆光人物画像であるか否かの判定は、前記画像データを解析して得られた輝度値の分布と、予め用意されている判定用輝度値の分布とを比較することによって、実行される、画像処理方法。
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