JP4455261B2 - 画像処理方法、画像処理装置および画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法などに関し、詳しくはデジタル写真画像などの画像データに対して補正処理を行うための画像処理方法および画像処理装置などに関するものである。

近年、プリンタやデジタルカメラの高性能化、低価格化に伴い、一般ユーザーによるデジタル写真のプリントが一般化しつつある。その傾向を受けて、多数のアプリケーションソフトやプリンタドライバの機能によって、元の画像をより好ましくプリントされるように修正することも広く行われている。

主な画像補正としては、全体の明るさや彩度を上げ、よりあざやかにくっきりと見せる処理や、肌色や緑、空などいわゆる「記憶色」の領域を検知し、記憶色だけをより鮮やかにしたり、より好ましい色に補正したりする処理などがよく知られている。このような処理は、ユーザーやオペレータが手動で行う処理、画像を解析し、自動で行う処理、ユーザーがモードを指定することによって行う処理、撮影情報などの付加情報を解析して自動で行う処理などがある。

特許文献１には、記憶色を検出し、その記憶色が画像中に占める量によって補正するか否かを判定する技術が開示されている。

特許文献２には、背景部の画像によって前景部の色味が変化するという人間の視覚特性に従い、背景色に応じて前景色を補正する技術が開示されている。

特許文献３には、所定の彩度値以上の彩度値を有する画素の画素数を求め、所定値以上の画素数の画像に関しては彩度が高い部分の階調を補正する技術が開示されている。

特開平０６−１２１１５９号公報 特開２００１−２９２３３３号公報 特開２００３−１３４３５４号公報

しかしながら、上記各特許文献に開示されている技術にあっては、上記のような補正処理を行ってもなお、人間が好ましいと感じられる画像が得られない場合がある。
その原因として、本発明者らは、画像における高彩度色の集中度によって、色の「派手さ」に対する好みの傾向が変わることを見出した。ここで色の「派手さ」にかかわる量としては、彩度、明度、コントラスト、色相などがある。高彩度領域の色が集中していると人間の目には「うるさい」、「派手すぎる」と感じられるため、「派手さ」は少ないほうがよく、逆に、分散している場合には高彩度領域の色は「派手」にした方が画像中で映え、きれいに見える。

ところが、上記各特許文献に記載の技術では、高彩度領域の集中度を検出していないため、「派手さ」が適正に補正されず、人間が好ましいと感じる画像を形成する上で、十分な効果が得られていない。

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、ユーザーやオペレータによる手動処理を不要とすると共に、撮影情報などの付加情報を用いることなく自動的に最適な画像補正を行うことのできる画像処理装置および記録装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、以下の構成を有するものとなっている。
すなわち、本発明の第1の形態は、入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出手段と、前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出手段と、前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算手段と、前記集中度計算手段で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理手段と、を備えること特徴とする画像処理装置である。

また、上記第１の形態において、前記出力画像データ生成手段は、前記高彩度領域の集中度に応じて出力カラー画像データを生成するための画像処理パラメータを補正するものとすることが考えられる。

また、上記第１の形態において、前記出力画像データ生成手段は、前記高彩度領域の集中度に応じて入力された入力カラー画像データを補正するものとすることが考えられる。

また、本発明の第２の形態は、入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出工程と、前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出工程と、前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算工程と、前記集中度計算工程で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理工程と、を備えること特徴とする画像処理方法である。

また、本発明の第３の形態は、入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出手段と、前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出手段と、前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算手段と、前記集中度計算手段で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理手段と、前記処理手段によって処理された画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、を備えること特徴とする画像形成システムである。

また、本発明の第４の形態は、入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出工程と、前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出工程と、前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算工程と、前記集中度計算工程で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理工程と、をコンピュータによって実行させることを特徴とする画像処理プログラムである。

本発明によれば、画像に関する追加情報やユーザーによる手動処理を行うことなく、簡単かつ自動的に好ましい印象を与え得る画像を形成するための画像データを得ることができる。

以下に図面を参照して本発明に係る実施の形態を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の一実施形態における画像形成システムの概略構成を示すブロック図である。
この画像形成システムは、画像処理手段としての機能を有するホストコンピュータ１００と、画像形成手段としてのプリンタ１０６およびモニタ１０５などを有する。すなわち、ホストコンピュータ１００には、例えばインクジェット記録方式のプリンタ１０６とモニタ１０５が双方向通信可能に接続されている。

ホストコンピュータ１００は、ＯＳ（オペレーティングシステム）１０２を有し、また、このＯＳ１０２による管理下において、ワードプロセッサ、表計算、画像処理、インターネットブラウザ等のアプリケーション１０１、これらアプリケーションによって発行された出力画像を示す各種描画命令群（イメージ描画命令、テキスト描画命令、グラフィックス描画命令）を処理して印刷データを作成するプリンタドライバ１０３、およびアプリケーション１０１が発行する各種描画命令群を処理してモニタ１０５に表示を行うモニタドライバ１０４をソフトウエアとして有している。

また、ホストコンピュータ１００は、上述のソフトウエアによって動作可能な各種ハードウエアとして中央演算処理装置（ＣＰＵ）１０８、ハードディスクドライバによって駆動されるハードディスク（ＨＤ）１０７、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）１０９、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）１１０等を備える。

ハードディスク１０７およびＲＯＭ１１０には、前述の各種ソフトウエアが格納されており、ここから必要に応じて読み出されたソフトウェアに従ってＣＰＵ１０８が信号処理を実行する。また、ＲＡＭ１０９は、上記ＣＰＵ１０８による信号処理実行時のワークエリア等として用いられる。

以上の構成を有した画像形成システムにおいて、ユーザーは、アプリケーション１０１によってモニタ１０５に表示された表示画像に基づき、アプリケーションによる処理を介して、文字などのテキストに分類されるテキストデータ、図形などのグラフィックスに分類されるグラフィックスデータ、および自然画などに分類されるイメージ画像データなどの画像データを作成することができる。

そして、作成した画像データの印刷出力がユーザーによって指示されると、アプリケーション１０１はＯＳ１０２に印刷出力要求を行うと共に、グラフィックスデータ部分をグラフィックス描画命令、イメージ画像データ部分をイメージ描画命令として構成した描画命令群をＯＳ１０２に発行する。これに対し、ＯＳ１０２はアプリケーションの印刷出力要求を受け、その印刷を行うプリンタに対応したプリンタドライバ１０３に描画命令群を発行する。

プリンタドライバ１０３は、ＯＳ１０２から入力された印刷要求と描画命令群を処理し、プリンタ１０５で印刷可能な形態の印刷データを作成してプリンタ１０５に転送する。この際、プリンタ１０６がラスタープリンタである場合は、プリンタドライバ１０３はＯＳ１０２からの描画命令に対応して順次画像補正処理を行う。そして順次ＲＧＢ２４ビットのページメモリにラスタライズし、全ての描画命令をラスタライズした後にＲＧＢ２４ビットページメモリの内容をプリンタ１０６が印刷可能なデータ形式、例えばＣＭＹＫデータに変換し、プリンタに転送する。

図２は、プリンタドライバ１０３で行われる処理を示す図である。プリンタドライバ１０３の処理は、大別して、画像判定処理と印刷用データ作成処理とからなる。
画像判定処理１２０は、ＯＳ１０２から入力された描画命令群に含まれるＲ、Ｇ、Ｂの輝度信号からなる色情報（入力画像データ）に対して画像判定処理を行う。判定された結果を元に、パラメータ設定処理１２２により、印刷用画像データの作成に使用される画像処理パラメータ（以下、「色処理パラメータ」と呼ぶ）を設定する。

一方、印刷用データ作成処理部１２１は、入力された色情報の描画命令をラスタライズし、パラメータ設定処理部１２２により設定された色処理パラメータに基づきＲ、Ｇ、Ｂ２４ビットのページメモリにラスター画像を生成する。そして、所定の画素毎に印刷を行うプリンタの色再現性に依存した画像データ、すなわちシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の画像データを生成し、プリンタ１０６に転送する。

次に画像判定処理部１２０について説明する。
図３は画像判定処理部１２０の機能的構成を示すブロック図である。
ここに示す画像判定処理部１２０は、画像を後述のサブピクセルに分割する領域分割処理部１３０と、ＲＧＢ輝度信号と、明度、色相、彩度信号（ＬＣＨ）との間の変換処理を行う信号変換処理部１３１と、画像内の高彩度領域を検出する高彩度領域検出部１３２と、画像内の高彩度領域の集中度を計算する集中度計算部１３３と、前記集中度計算部１３３の計算結果に基づき前記集中度が一定以上であるか否かを判定する判定部１３４と、判定部１３４の判定結果に基づき以下の画像処理パラメータを設定するパラメータ設定部１３５とを有する。

パラメータ設定部１３５では、通常の明度や彩度にプリントされる色処理パラメータ１と、より高い明度や彩度でプリントされる色処理パラメータ２の２種類の色処理パラメータを選択的に設定し得るようになっている。この場合、より高い明度や彩度でプリントを行う色処理パラメータ２が、より「派手」な画像をプリントするパラメータとなっている。

次に、図４のフローチャートに基づき、前記画像補正処理部１２０によって行われる画像補正処理の手順を説明する。
まず、元画像が入力される（ステップ１）。元画像の各画素は、輝度信号Ｒ，Ｇ，Ｂの各８ビットのデータで表される。元画像は、例えば３００ｄｐｉなど、高解像度を持っているが、人間の目にはこのような細かい分散は「領域」として認識されない。そのため、元画像を１画素の単位ではなく、領域分割処理部１３０で複数画素によって構成される領域（以下、サブピクセルと称す）に分割し（ステップ２）、そのサブピクセルに対して以下に説明する判定処理を行う。なお、このサブピクセルの大きさは任意であり、元画像の解像度や出力したいプリント物の大きさなどによって適宜変更してよい。

次にステップ３では、各サブピクセル中の画素の輝度信号値Ｒ、Ｇ、Ｂの平均化し、その平均化された信号値をＲ´、Ｇ´、Ｂ´とする。さらに、信号変換処理部１３１において各サブピクセルのＲ´、Ｇ´、Ｂ´の値から、均等色空間座標であるＬａｂが計算され、明度（Ｌ）、色相（Ｈ）、彩度（Ｃ）の値がそれぞれ計算される（ステップ４）。

次に、高彩度領域検出部１３２では、明度、彩度、色相の各々において予め決められた値以上の値を持つサブピクセル（高彩度領域）を抽出する（ステップ５）。抽出する色は鮮やかな赤やオレンジ、緑など、プリンタの特性に合わせて決定することが可能である。

次に、集中度計算部１３３の集中度抽出処理部では、既知のフィルタ処理などを利用し、ステップ５で抽出された特定の色のサブピクセルが互いに隣接している領域を抽出する（ステップ６）。これにより、高彩度の色が集中している領域のみが抽出され、分散している高彩度領域は抽出されない。さらに、集中度計算部１３３では抽出されたサブピクセルが元画像の中で占める割合αを計算する（ステップ７）。

この後、判定部１３４では、前記の割合αと予め定めた閾値との比較が行い、割合αが閾値以上である場合には、色処理パラメータ１を使用すると判定し、また、閾値以下の場合には色処理パラメータ２を使用すると判定する（ステップ８，９，１０）。この判定結果に基づき、色処理パラメータ設定部１３５は、色処理パラメータが印刷用データ作成処理部にセットされる（ステップ１１）。

ここで、以上のような画像補正処理を、図５の（ａ）で示されるような元画像１４０と、図５の（ｂ）で示されるような元画像１４１とに実行した場合を例に採り説明する。
元画像１４０は鮮やかな赤い花の写真画像であり、このような写真画像の場合には赤い花は派手さを抑えて出力する方が良い。また、元画像１４１は元画像１４０と同様の赤い花が、緑の草の中に点々と分布している写真画像であり、このような写真画像の場合には、赤い花をより強調した方が好まれる。

図６（ａ）、（ｂ）は、元画像１４０，１４１に対して、前記領域分割処理部１３０によって分割処理した状態を示す図である。
このように分割処理されたサブピクセルｅの中から、高彩度の赤のサブピクセルｅｒを抽出し、その後、ステップ６の集中領域抽出処理を行う。この処理によって元画像１４０から抽出される集中領域（図７中、斜線にて示す領域）ＥＲは、図７（ａ）に示されるように広い領域となり、また、元画像１４１から抽出される高彩度集中領域ＥＲは、図７（ｂ）に示されるように、僅かな領域となる。従って、元画像１４０の場合には、パラメータ１を適用し明度や彩度の強調を抑えたプリント、すなわち「派手さ」を抑えた画像処理を行う。これに対し、元画像１４１の場合にはパラメータ２を適用し、明度や彩度を強調した「派手な」画像処理を行う。これにより、いずれの画像１４０，１４１も好ましい画像でプリントされる。

なお、本発明に係る画像抽出処理は、必ずしも上記の処理方法に限定されるものではなく、処理装置に大きな負荷をかけることなく高彩度領域の集中度が計算できるような処理方法であれば、その他の処理方法を採ることも可能である。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。
上記第１の実施形態では、色処理パラメータを選択してプリント物の色を変える方法を示したが、この第２の実施形態では、高彩度領の集中度に応じて元画像を表す入力画像データ（ＲＧＢ輝度信号）を補正するものとなっている。
図８は、この第２の実施形態においてプリンタドライバ１０３で行われる処理を示す図である。プリンタドライバ１０３の処理部は、大別して、画像判定処理部１２０と印刷用データ作成処理部１２１と画像補正処理部１２３とを有する。
画像判定処理部１２０は、上記第１の実施形態と同様の処理を行い、「派手に」出力すべき画像か否かを判定し、明度や彩度の補正量を決定する。画像補正処理部１２３は、決定された明度や彩度の補正量に従って元画像の各画素のＬＣＨを補正する。ここで、画像補正処理は、例えば、彩度Ｃをα倍するなどの強調処理である。補正された画像は信号変換処理によりＬＣＨ信号からＲＧＢ信号に変換し、印刷用データ作成処理１２１により印刷可能なデータに変換してプリンタ１０６で印刷する。

以上のように、上記各実施形態においては、画像中の高彩度画像が集中している領域（高彩度領域）を抽出し、この高彩度領域が画像全体に対して占める割合を求めることにより、明度や彩度の強調度合いの異なる印刷用画像パラメータを自動的に設定することができる。
このため、元画像の加工やモードの選択などの操作でユーザーを煩わせることなく、画像特性に合った好ましい画像が得られるプリントシステムを提供することが可能になる。

なお、上記実施形態においては、出力画像信号を出力する出力機器としてプリンタを適用し、これに適合するＣＭＹの出力画像信号を得る場合を例に採り説明したが、プリンタ以外の出力機器、例えば表示装置などに適合する形態の出力画像信号（ＲＧＢ信号）を生成する場合にも本発明は適用可能である。

（他の実施例）
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、前述した実施例の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体（または記録媒体）を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはCPUやMPU）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施例の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施例の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。

本発明の第1の実施形態に適用可能なプリントシステムの構成を示すブロック図である。 図１に示すプリントシステムにおけるプリンタドライバの構成を示すブロック図である。 画像判定処理部の機能的構成を示すブロック図である。 図２に示す画像補正処理部によって行われる画像補正処理の手順を示すフローチャートである。 本発明の第1の実施形態における画像補正処理を行う元画像の例を示す図であり、（ａ）は、鮮やかな赤い花の写真画像を示し、（ｂ）は赤い花が、緑の草の中に点々と分布している写真画像を示している。 本発明の第1の実施形態における領域分割処理の具体例を説明する図であり、（ａ）は図５（ａ）に示した元画像をサブピクセルに分割した状態を示す図、（ｂ）は図５（ｂ）に示した元画像をサブピクセルに分割した状態を示す図である。 本発明の第１の実施形態における集中領域検出処理の具体例を説明する図であり、（ａ）は図６（ａ）に示した画像から高彩度領域が集中した領域（集中領域）を抽出した状態を示す図、（ｂ）は（ａ）は図６（ａ）に示した画像から高彩度領域が集中した領域（集中領域）を抽出した状態を示す図である。 本発明の第２の実施形態に適用可能なプリントシステムにおけるプリンタドライバの構成を示すブロック図である。

符号の説明

１００ ホストコンピュータ
１０１ アプリケーション
１０２ ОＳ（オペレーティングシステム）
１０３ プリンタドライバ
１０６ プリンタ
１０７ ＨＤ
１０８ ＣＰＵ
１０９ ＲＡＭ
１１０ ＲＯＭ
１２０ 画像判定処理部
１２１ 印刷用データ作成処理部
１２２ パラメータ設定処理部
１２３ 画像補正処理部
１３０ 領域分割処理部
１３１ 信号変換処理部
１３２ 高彩度領域検出部
１３３ 集中度計算部
１３４ 判定部
１３５ パラメータ設定部
１４０ 元画像
１４１ 元画像

Claims (7)

1. 入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出手段と、
   前記画像中で互いに隣接している前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出手段と、
   前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が同一色の前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算手段と、
   前記集中度計算手段で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理手段と、
   を備えること特徴とする画像処理装置。
2. 前記処理手段は、前記高彩度領域の集中度に応じて前記入力画像データを処理するための画像処理パラメータを変更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. 前記画像処理パラメータは、明度および／または彩度であることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記高彩度領域検出手段は、前記入力画像データを複数の画素によって構成される領域に分割し、前記複数の領域それぞれの彩度が前記予め決められた値以上の彩度か否かを判断することにより前記高彩度領域を検出することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出工程と、
   前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出工程と、
   前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算工程と、
   前記集中度計算工程で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理工程と、
   を備えること特徴とする画像処理方法。
6. 入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出手段と、
   前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出手段と、
   前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算手段と、
   前記集中度計算手段で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理手段と、
   前記処理手段によって処理された画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   を備えること特徴とする画像形成システム。
7. 入力画像データによって表される画像において、予め決められた値以上の彩度をもつ領域である高彩度領域を検出する高彩度領域検出工程と、
   前記画像中で互いに隣接している同一色の前記高彩度領域を集中領域として抽出する集中領域抽出工程と、
   前記集中領域抽出手段で抽出された集中領域が前記画像の中で占める割合を示す集中度を計算する集中度計算工程と、
   前記集中度計算工程で計算された集中度に応じて前記入力画像データに対して、前記集中度が低い集中領域に対して彩度を上げ、集中度が高い集中領域に対して彩度を下げる画像処理を行なう処理工程と、
   をコンピュータによって実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

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