JP4482956B2 - 画像補正装置及び画像補正プログラムを記録した記録媒体。 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば印画紙に焼き付けられた後、または、フィルムで長期間保存された後、退色した写真画像や好ましくない照明条件や露出条件で撮影した写真画像、等の画像の色かぶりを補正する色かぶり補正装置、及び画像の色かぶり補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラにより撮像された写真画像は、好ましくない照明条件、及び不適切な露光条件、等の理由で色かぶりが生じることがある。また、この色かぶりは印画紙に焼き付けられた写真画像が退色した場合にも生じる。これら色かぶりのため、写真画像の色調が赤っぽくなったり緑っぽくなったりして、好もしくなくなるケースがある。
【０００３】
従来、これらの色かぶり画像を補正するために、例えば、照明光のスペクトルを推定し、その照明光と補色関係にあるフィルター掛けを行ったり、印画紙に焼き付けるとき、３色に対して別々の時間露光し、発色の度合いを調整して色補正を行ったり、デジタル処理のとき、３色のデータを増減する露出補正により、色補正を行う方法が取られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明光を推定し、その補色関係にあるフィルター掛けを行う方法は、照明光の特性を正確に推定することの困難性の問題があった。更に、仮に照明光の特性を正確に見つけることができたとしても、その補色関係にあるフィルターを準備するためのコスト的問題があった。これはハードウエア的なフィルターを準備するときのみの問題ではない。ソフトウエア的なフィルターを準備するときも、複数の照明光用のフィルターデータを準備しなければならず、このデータを作成するために、予め複数の照明光で基準となるチャートを用いて測定する必要性が生じるためにコスト的問題があった。
【０００５】
また、露出補正による色補正方法は、フィルターを準備しなければならない、また、３色に対して適正な露光時間を取得しなければならないなど、コスト的にも処理時間的にも問題があった。
本発明は、以上の問題を解決した、有効且つ簡便に画像の色かぶりを補正する色かぶり補正装置、及び画像の色かぶり補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は第一に、「外部から画像データを取得する画像取得部と、前記画像データから各色成分毎に各ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、前記各ヒストグラムの各平均値を算出する平均値算出部と、ユーザによる３以上の段階数の入力に基づいて、前記各平均値と指定された基準値との間に、前記段階数の数の段階値を各々決定する段階値算出部と、変換後の各ヒストグラムの各平均値が前記各段階値に各々一致するように、前記各ヒストグラムを変換するヒストグラム変換部とを具えることを特徴とする画像補正装置（請求項１）」を提供する。
【０００７】
第二に、「前記ヒストグラム変換部は、所定の各段階値に各々一致するようにヒストグラムを変換した後に、さらにヒストグラムを変換する場合には、前記ヒストグラム作成部によって作成されたヒストグラムを、前記所定の各段階値とは別の各段階値に各々一致するように変換することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置（請求項２）」を提供する。
【０００８】
第三に、「前記段階数の数の段階値は、前記基準値と前記各平均値とを含むことを特徴とする請求候１または２に記載の画像補正装置（請求項３）」を提供する。第四に、「前記ヒストグラム変換部が、補間関数を用いてヒストグラムの変換を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の画像補正装置（請求項４）」を提供する。
【０００９】
第五に、「コンピュータを、請求項１〜４から選ばれた何れか１項記載の画像補正装置として機能させるための画像補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体（請求項５）」を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
コンピュータを使用した本発明の実施形態の画像補正装置は、図５にその全体構成が示される。
図５に於いて、コンピュータ１は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２を具える。ＣＰＵ２には、キーボードやマウスなどから成る入力装置３、ハードディスク６、メモリ７、画像処理ボード８、及びインターフェースボード１０が接続される。この画像処理ボード８の画像出力端子には表示装置が接続される。インターフェースボード１０には、外部記録媒体などの外部機器１１が接続される。ＣＰＵ２にはＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２が接続され、このＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２には、画像補正プログラム、及びそのインストールプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ１３が挿入される。
【００１１】
このＣＤ−ＲＯＭ１３内のインストールプログラムによって、ＣＰＵ２はＣＤ−ＲＯＭ１３内の画像の色かぶり補正プログラムを展開し、ハードディスク６に実行可能な状態で格納する。
［本発明と実施形態の対応関係について］
請求項１、２の画像取得部は、ＣＰＵ２の「外部機器１１やＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２などから画像データを取得する機能」に対応し、ヒストグラム作成部は、ＣＰＵ２の「画像データから各色成分毎に各ヒストグラムを作成する機能」に対応する。また、平均値算出部は、ＣＰＵ２の「各ヒストグラムの各平均値を算出する機能」に対応し、ヒストグラム変換部は、ＣＰＵ２の「変換後の各ヒストグラムの各平均値が指定の基準値と一致するよう各ヒストグラムを変換する機能」に対応する。また、請求項２の段階値算出部は、ＣＰＵ２の「各ヒストグラムの各平均値と指定された基準値との間に三つ以上の段階値を各々決定する機能」に対応する。
［実施形態１］
本実施形態の画像の色かぶり補正装置は、物体の平均の色は本来灰色であるという仮説の基に作られた。即ち、多成分スペクトルを有する照明光が物体に照射されたとき、その物体表面の分光反射率をその物体表面全体で平均すると、その平均分光反射率は波長に対してフラットな分布となる。従って、人間は物体表面全体を平均した色を照明光の色として感じる傾向があるのである。
【００１２】
この仮説の基に、我々は以下のように推論した。完全にフラットなスペクトルを持った照明光により照射された物体の色は平均してフラットなスペクトルを持っている筈である。完全にフラットなスペクトルを持った照明光で照射された平均してフラットなスペクトルを持つ物体の色即ち画像の色が、人間にとって最も好ましく感じられるならば、逆に、画像全体の平均の色がフラットなスペクトルに対応するグレーであれば、この画像はフラットなスペクトルを有する光源で照射された画像の色と等価であり、色調が好ましい筈である。即ち、画像全体の平均の色がグレーでなければ、これをフラットなスペクトルに対応するグレーになるように、即ち各色成分のヒストグラムを各平均値が相互に等しくなるよう補正すれば、フラットでなく、且つ好ましくないスペクトルを有する照明光の影響のみならず、露出が不適正な場合や退色した場合の影響を画像から除去できる筈である。我々は、鋭意研究の結果以上のことに気付いた。本実施形態は以上の考えの基に行われた。
【００１３】
図１は本発明の実施形態１の画像の色かぶり補正装置の動作を説明するフローチャートである。本実施形態は、請求項１、３、４、５の発明に対応する。
以下図１の段階番号を参照して画像補正の動作を説明する。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する（Ｓ１）。
【００１４】
次に、画像データからＲ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムを作成する（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）。
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave を算出する（Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）。
次の段階に移る前に、ユーザは基準値Ｗ0 を指定しておく（Ｓ２）。
【００１５】
次の段階では、変換後の各々のヒストグラムの平均値が、この基準値Ｗ0 に一致するように、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３で求めた各ヒストグラムを変換する（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）。
この時点の画像を補正済画像とし、画像を更新する（Ｓ５）。
このようにして補正された画像は、そのＲ、Ｇ、Ｂ各色成分に対応する各ヒストグラムの各平均値が基準値Ｗ0 にそれぞれ一致しているので、フラットな照明光で照明された場合と等価な好ましい色調を有する。
［実施形態２］
本実施形態の画像の色かぶり補正装置は、実施形態１の場合と同様に灰色仮説は成立するが、実施形態１の場合に前提となっている照明光がフラットなスペクトルを持っているときに、最も好ましい画像が得られるという仮定が成り立たない場合、即ち画像が、特徴的な色調を示す照明条件で照明されている、より一般的場合に、色かぶりを補正する。この場合、画像の平均の色は灰色でない。例えば、夕焼け時の富士山の画像や、水中で撮影された風景画像がこれに相当する。前者の場合、物体である富士山の反射率自体は平均するとフラットなスペクトルを有しても、照明光は赤味を帯びている筈である。即ちこの赤味を帯びた照明光を我々は記憶していて、印象として持っているのである。この場合に実施形態１のような補正方法を取ると、原画の印象が失われてしまうので好ましくない。実施形態２では、このような照明光の特徴を考慮に入れて色かぶりを補正するのである。
【００１６】
図２は本発明の実施形態２の画像の色かぶり補正装置の動作を説明するフローチャートである。本実施形態は、請求項２、３、４、５の発明に対応する。
以下図２の段階番号を参照して画像補正の動作を説明する。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する（Ｓ１）。
【００１７】
次に、画像データからＲ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムを作成する（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）。
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave を算出する（Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）。
次の段階に移る前に、ユーザは基準値Ｗ0 を指定しておく（Ｓ２）。
【００１８】
次の段階では、この基準値Ｗ0 と前の段階で算出した各平均値との各差異
｜Ｗ0 −Ｒave ｜、｜Ｗ0 −Ｇave ｜、｜Ｗ0 −Ｂave ｜を算出する（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）。
次の段階に移る前に、ユーザは各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間の段階数ｋ（ｋ≧３）を指定しておく（Ｓ３）。
【００１９】
次の段階では、各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間に順に各々ｋ個の段階値を算出する。（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）ここで、１番目の段階値を各平均値と、そしてｋ番目の段階値を各色成分に対して共通の基準値Ｗ0 と決める。
次に、変換後の各ヒストグラムの平均値が、ｋ番目の各段階値に一致するように、各ヒストグラムを変換する。（Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３）
次に、画像を更新する。（Ｓ７）
次に画像の色が良いかどうかを評価する。（Ｓ８）
ＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
【００２０】
ＮＯ（色が良くない）なら、ｋの値を１だけ減ずる。（Ｓ９）
次に、減じたｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。（Ｓ１０）
最初のループでは常にＮＯ（ｋ≠１）であるので、各々、Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３の段階に戻り、変換後の各ヒストグラムの平均値が、１だけ減じられたｋ番目の各段階値に等しくなるように各ヒストグラムを変換し、更に、Ｓ７の段階で画像を更新し、Ｓ８で色が良いかどうかを判定する。
【００２１】
Ｓ８でＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
ＮＯ（色が良くない）なら、Ｓ９を経由して、Ｓ１０にてｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。
ＮＯ（ｋ≠１）ならば、各々、Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３の段階に戻り、これ以降の動作は全て既に説明した。
【００２２】
ＹＥＳ（ｋ＝１）ならば、このときの段階値は原画像のヒストグラムの平均値に対応するので、次の三つの段階の何れか一つに移行する。
第一は、Ｓ２の基準値Ｗ0 、Ｓ３の段階数ｋの少なくとも一方を変えて、再度図２の処理を行う。
第二は、画像を更新しないで処理を終了する。
【００２３】
第三は、図２のフローチャートに示されない段階に移行する。
本実施形態に於いて、Ｓ３での段階数の指定は予め設定することによって行っても、その都度ユーザが入力しても何れでも良い。
また、各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間の各々ｋ個の段階値は、好ましくは等間隔で決定される。
【００２４】
以上説明した実施形態１、実施形態２に於いて、画像のＢ、Ｇ、Ｒ各色成分に対する各ヒストグラムの各平均値、Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は、各々次式で求められる。
ここで、ｘは画像の輝度レベルを表し、通常の場合、８ビットデータに対応し、最小値０、最大値２５５であり、Σはｘの０から２５５までの値に対して加算される。
【００２５】
ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）は、各々、画像のＢ、Ｇ、Ｒ各色成分の、各総画素数に対する、輝度レベルｘの各画素数の比率である。
ＦR （ｘ）、ＦG （ｘ）、ＦB （ｘ）は、各々ｘの任意関数である。これらの関数の形として、ｘ、ｘ2 、（ｘ−ｘ）2 、等が考えられる。ここで、ｘはヒストグラムの重心であり、後述のＷR 、ＷG 、及びＷB に相当する。これらの中で、特に、
ＦR （ｘ）＝ＦG （ｘ）＝ＦB （ｘ）＝ｘ 式２
が好ましく用いられ、このとき、各平均値、Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は、各々、各ヒストグラムの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB に一致し、Ｒave ＝ＷR 、Ｇave ＝ＷG 、及びＢave ＝ＷB の関係が成立する。
【００２６】
更に、実施形態１、実施形態２に於いて、基準値Ｗ0 として好ましくは、
各色成分のヒストグラムの平均値の平均値、
即ち、Ｗ0 ＝（Ｒave ＋Ｇave ＋Ｂave ）／３
または、
各色成分のヒストグラムの平均値の最大値
即ち、Ｗ0 ＝ｍａｘ（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）
が好ましく用いられる。
【００２７】
平均値を選んだ場合は、補正後の画像が原画に忠実という効果があり、最大値を選んだ場合は、原画像が暗いときに補正後の画像が同時に明るくなる効果がある。
更に、実施形態１、実施形態２に於いて、各色成分のヒストグラムの平均値を指定値Ｓ（指定値Ｓは、実施形態１では基準値、実施形態２ではｋ番目の段階値に相当する）に等しくする変換は、補間関数を用いて行う。補間関数として、図６（ａ）、（ｂ）に示すように折れ線（ａ）や曲線（ｂ）を用いて行なわれる。階調レベルを滑らかに変換するために、好ましくは曲線を、例えば、簡便のために二次関数を用いて行われる。図６は、色成分Ｒのヒストグラムについてのみ示しているが、他の色成分についても同様に示される。図６に於いて、ｘmin 、ｘmax 、Ｒave は各々変換前の輝度レベルの最小値、最大値、平均値である。
【００２８】
更にまた、実施形態１、実施形態２に於いて、Ｓ２での基準値の指定は予め設定することによって行っても、その都度ユーザが入力しても何れでも良い。
【００２９】
【実施例】
［実施例１］
本実施例は実施形態１に対応する。
本実施例のフローチャートは図３に示される。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き画像データを取得する。（Ｓ１）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数が算出される。（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数の総画素数に対する比率ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）が各々算出され、各ヒストグラムを得る。（Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３）
次に、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階では式１と式２とを用いて平均値が算出される。得られた各ヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は各々、各ヒストグラムの重心値となるので、これらを各々ＷR 、ＷG 、ＷB と呼び換える。
【００３０】
次の段階に移る前に基準値Ｗ0 を指定しておく。（Ｓ２）
次に、変換後の各ヒストグラムの各重心値が、Ｓ２の段階で与えられた基準値Ｗ0 に一致するように、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３で求めた各ヒストグラムを変換する。
具体的には、以下のようにして行う。
【００３１】
本実施例では二次関数を使って変換するが、この関数に限られるものではない。その二次関数ｆ（ｘ）を、
ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ 式３
と置く。但し、ａ、ｂ、ｃは定数である。
今、変換対象を色成分Ｒのヒストグラムとし、それの輝度レベルの最小値、最大値、重心値を各々０、２５５、ＷR とする。
【００３２】
これらの値を式３に代入し、ｘの０、２５５、ＷR に対し、ｆ（ｘ）を各々、０、２５５、Ｗ0 と置く。
すると、
ｆ（０）＝ｃ＝０ 式４
且つ、ｆ（２５５）＝ａ×２５５2 ＋ｂ×２５５＋ｃ＝２５５ 式５
且つ、ｆ（ＷR ）＝ａＷR 2 ＋ｂＷR ＋ｃ＝Ｗ0 式６
の関係が成立する。
【００３３】
このようにして、上記３元１次方程式、式４、式５、式６を解いてａ、ｂ、ｃを求め、
ｆ（ｘ）の関数形を決定する。（Ｓ４１１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムについても独立に並行して行われ、各々に対してｆ（ｘ）の関数形が独立に決定される。（Ｓ４１２、Ｓ４１３）
次に、色成分Ｒのヒストグラムをこのｆ（ｘ）により変換する。具体的には、変換前の輝度レベルをｘとすると、変換後の新ヒストグラムの各輝度レベルは、ｆ（ｘ）により算出される。このとき輝度レベルｘに対する画素数比率は、輝度レベルｆ（ｘ）に対する画素数比率に移行する。このようにしてヒストグラムが変換される。（Ｓ４２１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムに対しても並行して行われ、各々に対してヒストグラムが変換される。（Ｓ４２２、Ｓ４２３）
このようにしてＲ、Ｇ、Ｂ各色に対する各ヒストグラムが変換された後、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階で行ったのと同様に、変換後の各ヒストグラムに対して各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB を算出する。（Ｓ４３１、Ｓ４３２、Ｓ４３３）
次に、これらの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB がＷ0 と各々等しいかどうかを判定する。（Ｓ４４１、Ｓ４４２、Ｓ４４３）
ここで、ＹＥＳ（等しい）ならば、次の段階に進む。
【００３４】
ＮＯ（等しくない）ならば、各々Ｓ４１１、Ｓ４２１、Ｓ４３１に戻り、変換後のヒストグラムを再度変換し、変換後の各重心値がＷ0 と等しくなるまで以上のループを繰り返す。
このように、Ｓ４１４、Ｓ４２４、Ｓ４３４で全てがＹＥＳになった段階で
画像を更新し（Ｓ５）、処理を終了する。
［実施例２］
本実施例は実施形態２に対応する。
【００３５】
本実施例のフローチャートは図４に示される。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する。（Ｓ１）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数が算出される。（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数の総画素数に対する各比率ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）が算出され、ヒストグラムを得る。（Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３）
次に、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階では式１と式２とを用いて平均値が算出される。得られた各ヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は各々、各ヒストグラムの重心値となるので、これらを各々ＷR 、ＷG 、ＷB と呼び換える。
【００３６】
次の段階に移る前に基準値Ｗ0 を指定しておく。（Ｓ２）
次の段階では、この基準値Ｗ0 と前の段階で算出した各重心値との各差異
｜Ｗ0 −ＷR ｜、｜Ｗ0 −ＷG ｜、｜Ｗ0 −ＷB ｜を算出する。（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）
次の段階に移る前に、ユーザはＷ0 と各重心値（ＷR 、ＷG 、ＷB ）との間の段階数ｋ（ｋ≧３）を指定しておく。（Ｓ３）
次の段階では、各重心値（ＷR 、ＷG 、ＷB ）とＷ0 との間に、各々等間隔にｋ個の段階値（ＷkR、ＷkG、ＷkB）を算出する。（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）ここで、１番目の段階値を各ヒストグラムの各重心値と、そしてｋ番目の段階値を基準値Ｗ0 と決める。
【００３７】
次に、変換後の各ヒストグラムの重心値が、変換前の各ヒストグラムに対するｋ番目の各段階値（ＷkR、ＷkG、ＷkB）に一致するように、各ヒストグラムを変換する。
具体的には、以下のようにして行う。
本実施例では二次関数を使って変換するが、この関数に限られるものではない。二次関数ｆ（ｘ）を、
ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ 式７
と置く。但し、ａ、ｂ、ｃは定数である。
【００３８】
今、変換対象を色成分Ｒのヒストグラムとし、それの輝度レベルの最小値、最大値、重心値を各々０、２５５、ＷR とする。
これらの値を式７に代入し、ｘの０、２５５、ＷR に対し、ｆ（ｘ）を各々、０、２５５、ＷkRと置く。
すると、
ｆ（０）＝ｃ＝０ 式８
且つ、ｆ（２５５）＝ａ×２５５2 ＋ｂ×２５５＋ｃ＝２５５ 式９
且つ、ｆ（ＷR ）＝ａＷR 2 ＋ｂＷR ＋ｃ＝ＷkR 式１０
の関係が成立する。
【００３９】
このようにして、上記３元１次方程式、式８、式９、式１０を解いてａ、ｂ、ｃを求め、ｆ（ｘ）の関数形を決定する。（Ｓ６１１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムについても並行して行われ、各々に対してｆ（ｘ）の関数形が独立に決定される。（Ｓ６１２、Ｓ６１３）
次に、色成分Ｒのヒストグラムをこのｆ（ｘ）により変換する。具体的には、変換前の輝度レベルをｘとすると、変換後の新ヒストグラムの各輝度レベルは、ｆ（ｘ）により算出される。このとき輝度レベルｘに対する画素数比率は、輝度レベルｆ（ｘ）に対する画素数比率に移行する。このようにしてヒストグラムが変換される。（Ｓ６２１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムに対しても並行して行われ、各々に対してヒストグラムが変換される。（Ｓ６２２、Ｓ６２３）
このようにしてＲ、Ｇ、Ｂ各色に対するヒストグラムが変換された後、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階で行ったように、変換後の各ヒストグラムに対して各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB を算出する。（Ｓ６３１、Ｓ６３２、Ｓ６３３）
次に、これらの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB が各ＷkR、ＷkG、ＷkBと各々等しいかどうかを判定する。（Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３）
ここで、ＹＥＳ（等しい）ならば、各々次の段階に進む。
【００４０】
ＮＯ（等しくない）ならば、各々Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３に戻り、更に変換を行い、変換後の各重心値が各ＷkR、ＷkG、ＷkBと各々等しくなるまでこのループを繰り返す。
このように、Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３が全てＹＥＳになった段階で画像を更新する。（Ｓ７）
次に画像の色が良いかどうかを評価する。（Ｓ８）
ＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
【００４１】
ＮＯ（色が良くない）なら、ｋの値を１だけ減ずる。（Ｓ９）
次に、減じたｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。（Ｓ１０）
最初のループでは常にＮＯ（ｋ≠１）であるので、各々、Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３の段階に戻り、１だけ減じられたｋ番目の各段階値に対して各色成分に対する各ｆ（ｘ）の関数形を決め、Ｓ６２１、Ｓ６２２、Ｓ６２３の段階と、Ｓ６３１、Ｓ６３２、Ｓ６３３の段階と、Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３の段階を経て、Ｓ７の段階で画像を更新し、Ｓ８で色が良いかどうかを判定する。
【００４２】
Ｓ８でＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
ＮＯ（色が良くない）なら、Ｓ９を経て、Ｓ１０にてｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。
ＮＯ（ｋ≠１）ならば、各々、Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３の段階に戻り、これ以降の動作は全て説明した。
【００４３】
ＹＥＳ（ｋ＝０）ならば、このときの段階値は原画像のヒストグラムの平均値に対応するので、次の三つの段階の何れか一つに移行する。
第一は、Ｓ２の基準値Ｗ0 、Ｓ３の段階数ｋの少なくとも一方を変えて、再度図４の処理を行う。
第二は、画像を更新しないで処理を終了する。
【００４４】
第三は、図２のフローチャートに示されない段階に移行する。
【００４５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の実施形態１によれば、物体の色が本来灰色で、照明光がフラットな場合の画像に相当する色調に画像を補正することができ、実施形態２によれば、ヒストグラムの重心を柔軟に変換できるので、実施形態１の場合に前提となっている照明光がフラットなスペクトルを持っているときに、最も好ましい画像が得られるという仮定が成り立たない場合、即ち、特徴的な色調を示す照明条件の元で撮影された画像でも、撮影時の照明光の色調の印象を保ちながら好ましく画像補正できる。実施例１、実施例２によれば、ヒストグラムの変換に二次関数を用いているので、輝度レベルを滑らかに変換することができ、好ましい補正画像が得られる。
【００４６】
更に、請求項５の発明によれば、以上の好ましい画像補正をコンピュータ上で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態２の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図５】本発明のハードウエア構成の概要図である。
【図６】直線（ａ）と直線（ｂ）によるヒストグラムの変換を示す。
【符号の説明】
１ コンピュータ
２ ＣＰＵ
３ 入力装置
７ メモリ
８ 画像処理ボード
９ 表示装置
１０ インターフェースボード
１１ 外部機器
１２ ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置
１３ ＣＤ−ＲＯＭ
１４ 補正前の画像
１５ 補正後の画像
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば印画紙に焼き付けられた後、または、フィルムで長期間保存された後、退色した写真画像や好ましくない照明条件や露出条件で撮影した写真画像、等の画像の色かぶりを補正する色かぶり補正装置、及び画像の色かぶり補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、カメラにより撮像された写真画像は、好ましくない照明条件、及び不適切な露光条件、等の理由で色かぶりが生じることがある。また、この色かぶりは印画紙に焼き付けられた写真画像が退色した場合にも生じる。これら色かぶりのため、写真画像の色調が赤っぽくなったり緑っぽくなったりして、好もしくなくなるケースがある。
【０００３】
従来、これらの色かぶり画像を補正するために、例えば、照明光のスペクトルを推定し、その照明光と補色関係にあるフィルター掛けを行ったり、印画紙に焼き付けるとき、３色に対して別々の時間露光し、発色の度合いを調整して色補正を行ったり、デジタル処理のとき、３色のデータを増減する露出補正により、色補正を行う方法が取られてきた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の照明光を推定し、その補色関係にあるフィルター掛けを行う方法は、照明光の特性を正確に推定することの困難性の問題があった。更に、仮に照明光の特性を正確に見つけることができたとしても、その補色関係にあるフィルターを準備するためのコスト的問題があった。これはハードウエア的なフィルターを準備するときのみの問題ではない。ソフトウエア的なフィルターを準備するときも、複数の照明光用のフィルターデータを準備しなければならず、このデータを作成するために、予め複数の照明光で基準となるチャートを用いて測定する必要性が生じるためにコスト的問題があった。
【０００５】
また、露出補正による色補正方法は、フィルターを準備しなければならない、また、３色に対して適正な露光時間を取得しなければならないなど、コスト的にも処理時間的にも問題があった。
本発明は、以上の問題を解決した、有効且つ簡便に画像の色かぶりを補正する色かぶり補正装置、及び画像の色かぶり補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は第一に、「外部から画像データを取得する画像取得部と、前記画像データから各色成分毎に各ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、前記各ヒストグラムの各平均値を算出する平均値算出部と、ユーザによる３以上の段階数の入力に基づいて、前記各平均値と指定された基準値との間に、前記段階数の数の段階値を各々決定する段階値算出部と、変換後の各ヒストグラムの各平均値が前記各段階値に各々一致するように、前記各ヒストグラムを変換するヒストグラム変換部とを具えることを特徴とする画像補正装置（請求項１）」を提供する。
【０００７】
第二に、「前記ヒストグラム変換部は、所定の各段階値に各々一致するようにヒストグラムを変換した後に、さらにヒストグラムを変換する場合には、前記ヒストグラム作成部によって作成されたヒストグラムを、前記所定の各段階値とは別の各段階値に各々一致するように変換することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置（請求項２）」を提供する。
【０００８】
第三に、「前記段階数の数の段階値は、前記基準値と前記各平均値とを含むことを特徴とする請求候１または２に記載の画像補正装置（請求項３）」を提供する。第四に、「前記ヒストグラム変換部が、補間関数を用いてヒストグラムの変換を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の画像補正装置（請求項４）」を提供する。
【０００９】
第五に、「コンピュータを、請求項１〜４から選ばれた何れか１項記載の画像補正装置として機能させるための画像補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体（請求項５）」を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
コンピュータを使用した本発明の実施形態の画像補正装置は、図５にその全体構成が示される。
図５に於いて、コンピュータ１は、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）２を具える。ＣＰＵ２には、キーボードやマウスなどから成る入力装置３、ハードディスク６、メモリ７、画像処理ボード８、及びインターフェースボード１０が接続される。この画像処理ボード８の画像出力端子には表示装置が接続される。インターフェースボード１０には、外部記録媒体などの外部機器１１が接続される。ＣＰＵ２にはＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２が接続され、このＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２には、画像補正プログラム、及びそのインストールプログラムを記録したＣＤ−ＲＯＭ１３が挿入される。
【００１１】
このＣＤ−ＲＯＭ１３内のインストールプログラムによって、ＣＰＵ２はＣＤ−ＲＯＭ１３内の画像の色かぶり補正プログラムを展開し、ハードディスク６に実行可能な状態で格納する。
［本発明と実施形態の対応関係について］
請求項１、２の画像取得部は、ＣＰＵ２の「外部機器１１やＣＤ−ＲＯＭドライブ装置１２などから画像データを取得する機能」に対応し、ヒストグラム作成部は、ＣＰＵ２の「画像データから各色成分毎に各ヒストグラムを作成する機能」に対応する。また、平均値算出部は、ＣＰＵ２の「各ヒストグラムの各平均値を算出する機能」に対応し、ヒストグラム変換部は、ＣＰＵ２の「変換後の各ヒストグラムの各平均値が指定の基準値と一致するよう各ヒストグラムを変換する機能」に対応する。また、請求項２の段階値算出部は、ＣＰＵ２の「各ヒストグラムの各平均値と指定された基準値との間に三つ以上の段階値を各々決定する機能」に対応する。
［実施形態１］
本実施形態の画像の色かぶり補正装置は、物体の平均の色は本来灰色であるという仮説の基に作られた。即ち、多成分スペクトルを有する照明光が物体に照射されたとき、その物体表面の分光反射率をその物体表面全体で平均すると、その平均分光反射率は波長に対してフラットな分布となる。従って、人間は物体表面全体を平均した色を照明光の色として感じる傾向があるのである。
【００１２】
この仮説の基に、我々は以下のように推論した。完全にフラットなスペクトルを持った照明光により照射された物体の色は平均してフラットなスペクトルを持っている筈である。完全にフラットなスペクトルを持った照明光で照射された平均してフラットなスペクトルを持つ物体の色即ち画像の色が、人間にとって最も好ましく感じられるならば、逆に、画像全体の平均の色がフラットなスペクトルに対応するグレーであれば、この画像はフラットなスペクトルを有する光源で照射された画像の色と等価であり、色調が好ましい筈である。即ち、画像全体の平均の色がグレーでなければ、これをフラットなスペクトルに対応するグレーになるように、即ち各色成分のヒストグラムを各平均値が相互に等しくなるよう補正すれば、フラットでなく、且つ好ましくないスペクトルを有する照明光の影響のみならず、露出が不適正な場合や退色した場合の影響を画像から除去できる筈である。我々は、鋭意研究の結果以上のことに気付いた。本実施形態は以上の考えの基に行われた。
【００１３】
図１は本発明の実施形態１の画像の色かぶり補正装置の動作を説明するフローチャートである。本実施形態は、請求項１、３、４、５の発明に対応する。
以下図１の段階番号を参照して画像補正の動作を説明する。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する（Ｓ１）。
【００１４】
次に、画像データからＲ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムを作成する（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）。
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave を算出する（Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）。
次の段階に移る前に、ユーザは基準値Ｗ0 を指定しておく（Ｓ２）。
【００１５】
次の段階では、変換後の各々のヒストグラムの平均値が、この基準値Ｗ0 に一致するように、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３で求めた各ヒストグラムを変換する（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）。
この時点の画像を補正済画像とし、画像を更新する（Ｓ５）。
このようにして補正された画像は、そのＲ、Ｇ、Ｂ各色成分に対応する各ヒストグラムの各平均値が基準値Ｗ0 にそれぞれ一致しているので、フラットな照明光で照明された場合と等価な好ましい色調を有する。
［実施形態２］
本実施形態の画像の色かぶり補正装置は、実施形態１の場合と同様に灰色仮説は成立するが、実施形態１の場合に前提となっている照明光がフラットなスペクトルを持っているときに、最も好ましい画像が得られるという仮定が成り立たない場合、即ち画像が、特徴的な色調を示す照明条件で照明されている、より一般的場合に、色かぶりを補正する。この場合、画像の平均の色は灰色でない。例えば、夕焼け時の富士山の画像や、水中で撮影された風景画像がこれに相当する。前者の場合、物体である富士山の反射率自体は平均するとフラットなスペクトルを有しても、照明光は赤味を帯びている筈である。即ちこの赤味を帯びた照明光を我々は記憶していて、印象として持っているのである。この場合に実施形態１のような補正方法を取ると、原画の印象が失われてしまうので好ましくない。実施形態２では、このような照明光の特徴を考慮に入れて色かぶりを補正するのである。
【００１６】
図２は本発明の実施形態２の画像の色かぶり補正装置の動作を説明するフローチャートである。本実施形態は、請求項２、３、４、５の発明に対応する。
以下図２の段階番号を参照して画像補正の動作を説明する。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する（Ｓ１）。
【００１７】
次に、画像データからＲ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムを作成する（Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ２３）。
次に、Ｒ、Ｇ、Ｂ各色成分毎にヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave を算出する（Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３）。
次の段階に移る前に、ユーザは基準値Ｗ0 を指定しておく（Ｓ２）。
【００１８】
次の段階では、この基準値Ｗ0 と前の段階で算出した各平均値との各差異
｜Ｗ0 −Ｒave ｜、｜Ｗ0 −Ｇave ｜、｜Ｗ0 −Ｂave ｜を算出する（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）。
次の段階に移る前に、ユーザは各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間の段階数ｋ（ｋ≧３）を指定しておく（Ｓ３）。
【００１９】
次の段階では、各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間に順に各々ｋ個の段階値を算出する。（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）ここで、１番目の段階値を各平均値と、そしてｋ番目の段階値を各色成分に対して共通の基準値Ｗ0 と決める。
次に、変換後の各ヒストグラムの平均値が、ｋ番目の各段階値に一致するように、各ヒストグラムを変換する。（Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３）
次に、画像を更新する。（Ｓ７）
次に画像の色が良いかどうかを評価する。（Ｓ８）
ＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
【００２０】
ＮＯ（色が良くない）なら、ｋの値を１だけ減ずる。（Ｓ９）
次に、減じたｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。（Ｓ１０）
最初のループでは常にＮＯ（ｋ≠１）であるので、各々、Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３の段階に戻り、変換後の各ヒストグラムの平均値が、１だけ減じられたｋ番目の各段階値に等しくなるように各ヒストグラムを変換し、更に、Ｓ７の段階で画像を更新し、Ｓ８で色が良いかどうかを判定する。
【００２１】
Ｓ８でＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
ＮＯ（色が良くない）なら、Ｓ９を経由して、Ｓ１０にてｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。
ＮＯ（ｋ≠１）ならば、各々、Ｓ６１、Ｓ６２、Ｓ６３の段階に戻り、これ以降の動作は全て既に説明した。
【００２２】
ＹＥＳ（ｋ＝１）ならば、このときの段階値は原画像のヒストグラムの平均値に対応するので、次の三つの段階の何れか一つに移行する。
第一は、Ｓ２の基準値Ｗ0 、Ｓ３の段階数ｋの少なくとも一方を変えて、再度図２の処理を行う。
第二は、画像を更新しないで処理を終了する。
【００２３】
第三は、図２のフローチャートに示されない段階に移行する。
本実施形態に於いて、Ｓ３での段階数の指定は予め設定することによって行っても、その都度ユーザが入力しても何れでも良い。
また、各平均値（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）とＷ0 との間の各々ｋ個の段階値は、好ましくは等間隔で決定される。
【００２４】
以上説明した実施形態１、実施形態２に於いて、画像のＢ、Ｇ、Ｒ各色成分に対する各ヒストグラムの各平均値、Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は、各々次式で求められる。
【００２５】
ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）は、各々、画像のＢ、Ｇ、Ｒ各色成分の、各総画素数に対する、輝度レベルｘの各画素数の比率である。
ＦR （ｘ）、ＦG （ｘ）、ＦB （ｘ）は、各々ｘの任意関数である。これらの関数の形として、ｘ、ｘ2 、（ｘ−ｘ）2 、等が考えられる。ここで、ｘはヒストグラムの重心であり、後述のＷR 、ＷG 、及びＷB に相当する。これらの中で、特に、
ＦR （ｘ）＝ＦG （ｘ）＝ＦB （ｘ）＝ｘ 式２
が好ましく用いられ、このとき、各平均値、Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は、各々、各ヒストグラムの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB に一致し、Ｒave ＝ＷR 、Ｇave ＝ＷG 、及びＢave ＝ＷB の関係が成立する。
【００２６】
更に、実施形態１、実施形態２に於いて、基準値Ｗ0 として好ましくは、
各色成分のヒストグラムの平均値の平均値、
即ち、Ｗ0 ＝（Ｒave ＋Ｇave ＋Ｂave ）／３
または、
各色成分のヒストグラムの平均値の最大値
即ち、Ｗ0 ＝ｍａｘ（Ｒave 、Ｇave 、Ｂave ）
が好ましく用いられる。
【００２７】
平均値を選んだ場合は、補正後の画像が原画に忠実という効果があり、最大値を選んだ場合は、原画像が暗いときに補正後の画像が同時に明るくなる効果がある。
更に、実施形態１、実施形態２に於いて、各色成分のヒストグラムの平均値を指定値Ｓ（指定値Ｓは、実施形態１では基準値、実施形態２ではｋ番目の段階値に相当する）に等しくする変換は、補間関数を用いて行う。補間関数として、図６（ａ）、（ｂ）に示すように折れ線（ａ）や曲線（ｂ）を用いて行なわれる。階調レベルを滑らかに変換するために、好ましくは曲線を、例えば、簡便のために二次関数を用いて行われる。図６は、色成分Ｒのヒストグラムについてのみ示しているが、他の色成分についても同様に示される。図６に於いて、ｘmin 、ｘmax 、Ｒave は各々変換前の輝度レベルの最小値、最大値、平均値である。
【００２８】
更にまた、実施形態１、実施形態２に於いて、Ｓ２での基準値の指定は予め設定することによって行っても、その都度ユーザが入力しても何れでも良い。
【００２９】
【実施例】
［実施例１］
本実施例は実施形態１に対応する。
本実施例のフローチャートは図３に示される。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き画像データを取得する。（Ｓ１）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数が算出される。（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数の総画素数に対する比率ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）が各々算出され、各ヒストグラムを得る。（Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３）
次に、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階では式１と式２とを用いて平均値が算出される。得られた各ヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は各々、各ヒストグラムの重心値となるので、これらを各々ＷR 、ＷG 、ＷB と呼び換える。
【００３０】
次の段階に移る前に基準値Ｗ0 を指定しておく。（Ｓ２）
次に、変換後の各ヒストグラムの各重心値が、Ｓ２の段階で与えられた基準値Ｗ0 に一致するように、Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３で求めた各ヒストグラムを変換する。
具体的には、以下のようにして行う。
【００３１】
本実施例では二次関数を使って変換するが、この関数に限られるものではない。その二次関数ｆ（ｘ）を、
ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ 式３
と置く。但し、ａ、ｂ、ｃは定数である。
今、変換対象を色成分Ｒのヒストグラムとし、それの輝度レベルの最小値、最大値、重心値を各々０、２５５、ＷR とする。
【００３２】
これらの値を式３に代入し、ｘの０、２５５、ＷR に対し、ｆ（ｘ）を各々、０、２５５、Ｗ0 と置く。
すると、
ｆ（０）＝ｃ＝０ 式４
且つ、ｆ（２５５）＝ａ×２５５2 ＋ｂ×２５５＋ｃ＝２５５ 式５
且つ、ｆ（ＷR ）＝ａＷR 2 ＋ｂＷR ＋ｃ＝Ｗ0 式６
の関係が成立する。
【００３３】
このようにして、上記３元１次方程式、式４、式５、式６を解いてａ、ｂ、ｃを求め、
ｆ（ｘ）の関数形を決定する。（Ｓ４１１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムについても独立に並行して行われ、各々に対してｆ（ｘ）の関数形が独立に決定される。（Ｓ４１２、Ｓ４１３）
次に、色成分Ｒのヒストグラムをこのｆ（ｘ）により変換する。具体的には、変換前の輝度レベルをｘとすると、変換後の新ヒストグラムの各輝度レベルは、ｆ（ｘ）により算出される。このとき輝度レベルｘに対する画素数比率は、輝度レベルｆ（ｘ）に対する画素数比率に移行する。このようにしてヒストグラムが変換される。（Ｓ４２１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムに対しても並行して行われ、各々に対してヒストグラムが変換される。（Ｓ４２２、Ｓ４２３）
このようにしてＲ、Ｇ、Ｂ各色に対する各ヒストグラムが変換された後、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階で行ったのと同様に、変換後の各ヒストグラムに対して各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB を算出する。（Ｓ４３１、Ｓ４３２、Ｓ４３３）
次に、これらの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB がＷ0 と各々等しいかどうかを判定する。（Ｓ４４１、Ｓ４４２、Ｓ４４３）
ここで、ＹＥＳ（等しい）ならば、次の段階に進む。
【００３４】
ＮＯ（等しくない）ならば、各々Ｓ４１１、Ｓ４２１、Ｓ４３１に戻り、変換後のヒストグラムを再度変換し、変換後の各重心値がＷ0 と等しくなるまで以上のループを繰り返す。
このように、Ｓ４１４、Ｓ４２４、Ｓ４３４で全てがＹＥＳになった段階で
画像を更新し（Ｓ５）、処理を終了する。
［実施例２］
本実施例は実施形態２に対応する。
【００３５】
本実施例のフローチャートは図４に示される。
先ず、ユーザが画像の色かぶり補正プログラムを起動すると、ＣＰＵ２は補正対象の画像ファイルを開き、画像データを取得する。（Ｓ１）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数が算出される。（Ｓ２１１、Ｓ２１２、Ｓ２１３）
次に、各色成分毎、各輝度レベル毎に、画像の画素数の総画素数に対する各比率ＰR （ｘ）、ＰG （ｘ）、ＰB （ｘ）が算出され、ヒストグラムを得る。（Ｓ２２１、Ｓ２２２、Ｓ２２３）
次に、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階では式１と式２とを用いて平均値が算出される。得られた各ヒストグラムの平均値Ｒave 、Ｇave 、Ｂave は各々、各ヒストグラムの重心値となるので、これらを各々ＷR 、ＷG 、ＷB と呼び換える。
【００３６】
次の段階に移る前に基準値Ｗ0 を指定しておく。（Ｓ２）
次の段階では、この基準値Ｗ0 と前の段階で算出した各重心値との各差異
｜Ｗ0 −ＷR ｜、｜Ｗ0 −ＷG ｜、｜Ｗ0 −ＷB ｜を算出する。（Ｓ４１、Ｓ４２、Ｓ４３）
次の段階に移る前に、ユーザはＷ0 と各重心値（ＷR 、ＷG 、ＷB ）との間の段階数ｋ（ｋ≧３）を指定しておく。（Ｓ３）
次の段階では、各重心値（ＷR 、ＷG 、ＷB ）とＷ0 との間に、各々等間隔にｋ個の段階値（ＷkR、ＷkG、ＷkB）を算出する。（Ｓ５１、Ｓ５２、Ｓ５３）ここで、１番目の段階値を各ヒストグラムの各重心値と、そしてｋ番目の段階値を基準値Ｗ0 と決める。
【００３７】
次に、変換後の各ヒストグラムの重心値が、変換前の各ヒストグラムに対するｋ番目の各段階値（ＷkR、ＷkG、ＷkB）に一致するように、各ヒストグラムを変換する。
具体的には、以下のようにして行う。
本実施例では二次関数を使って変換するが、この関数に限られるものではない。二次関数ｆ（ｘ）を、
ｆ（ｘ）＝ａｘ2 ＋ｂｘ＋ｃ 式７
と置く。但し、ａ、ｂ、ｃは定数である。
【００３８】
今、変換対象を色成分Ｒのヒストグラムとし、それの輝度レベルの最小値、最大値、重心値を各々０、２５５、ＷR とする。
これらの値を式７に代入し、ｘの０、２５５、ＷR に対し、ｆ（ｘ）を各々、０、２５５、ＷkRと置く。
すると、
ｆ（０）＝ｃ＝０ 式８
且つ、ｆ（２５５）＝ａ×２５５2 ＋ｂ×２５５＋ｃ＝２５５ 式９
且つ、ｆ（ＷR ）＝ａＷR 2 ＋ｂＷR ＋ｃ＝ＷkR 式１０
の関係が成立する。
【００３９】
このようにして、上記３元１次方程式、式８、式９、式１０を解いてａ、ｂ、ｃを求め、ｆ（ｘ）の関数形を決定する。（Ｓ６１１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムについても並行して行われ、各々に対してｆ（ｘ）の関数形が独立に決定される。（Ｓ６１２、Ｓ６１３）
次に、色成分Ｒのヒストグラムをこのｆ（ｘ）により変換する。具体的には、変換前の輝度レベルをｘとすると、変換後の新ヒストグラムの各輝度レベルは、ｆ（ｘ）により算出される。このとき輝度レベルｘに対する画素数比率は、輝度レベルｆ（ｘ）に対する画素数比率に移行する。このようにしてヒストグラムが変換される。（Ｓ６２１）
以上の段階は、変換対象の色成分Ｇのヒストグラム、及び色成分Ｂのヒストグラムに対しても並行して行われ、各々に対してヒストグラムが変換される。（Ｓ６２２、Ｓ６２３）
このようにしてＲ、Ｇ、Ｂ各色に対するヒストグラムが変換された後、Ｓ３１、Ｓ３２、Ｓ３３の段階で行ったように、変換後の各ヒストグラムに対して各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB を算出する。（Ｓ６３１、Ｓ６３２、Ｓ６３３）
次に、これらの各重心値ＷR 、ＷG 、ＷB が各ＷkR、ＷkG、ＷkBと各々等しいかどうかを判定する。（Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３）
ここで、ＹＥＳ（等しい）ならば、各々次の段階に進む。
【００４０】
ＮＯ（等しくない）ならば、各々Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３に戻り、更に変換を行い、変換後の各重心値が各ＷkR、ＷkG、ＷkBと各々等しくなるまでこのループを繰り返す。
このように、Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３が全てＹＥＳになった段階で画像を更新する。（Ｓ７）
次に画像の色が良いかどうかを評価する。（Ｓ８）
ＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
【００４１】
ＮＯ（色が良くない）なら、ｋの値を１だけ減ずる。（Ｓ９）
次に、減じたｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。（Ｓ１０）
最初のループでは常にＮＯ（ｋ≠１）であるので、各々、Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３の段階に戻り、１だけ減じられたｋ番目の各段階値に対して各色成分に対する各ｆ（ｘ）の関数形を決め、Ｓ６２１、Ｓ６２２、Ｓ６２３の段階と、Ｓ６３１、Ｓ６３２、Ｓ６３３の段階と、Ｓ６４１、Ｓ６４２、Ｓ６４３の段階を経て、Ｓ７の段階で画像を更新し、Ｓ８で色が良いかどうかを判定する。
【００４２】
Ｓ８でＹＥＳ（色が良い）なら、処理を終了する。
ＮＯ（色が良くない）なら、Ｓ９を経て、Ｓ１０にてｋの値がｋ＝１であるかどうかを判定する。
ＮＯ（ｋ≠１）ならば、各々、Ｓ６１１、Ｓ６１２、Ｓ６１３の段階に戻り、これ以降の動作は全て説明した。
【００４３】
ＹＥＳ（ｋ＝０）ならば、このときの段階値は原画像のヒストグラムの平均値に対応するので、次の三つの段階の何れか一つに移行する。
第一は、Ｓ２の基準値Ｗ0 、Ｓ３の段階数ｋの少なくとも一方を変えて、再度図４の処理を行う。
第二は、画像を更新しないで処理を終了する。
【００４４】
第三は、図２のフローチャートに示されない段階に移行する。
【００４５】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の実施形態１によれば、物体の色が本来灰色で、照明光がフラットな場合の画像に相当する色調に画像を補正することができ、実施形態２によれば、ヒストグラムの重心を柔軟に変換できるので、実施形態１の場合に前提となっている照明光がフラットなスペクトルを持っているときに、最も好ましい画像が得られるという仮定が成り立たない場合、即ち、特徴的な色調を示す照明条件の元で撮影された画像でも、撮影時の照明光の色調の印象を保ちながら好ましく画像補正できる。実施例１、実施例２によれば、ヒストグラムの変換に二次関数を用いているので、輝度レベルを滑らかに変換することができ、好ましい補正画像が得られる。
【００４６】
更に、請求項５の発明によれば、以上の好ましい画像補正をコンピュータ上で実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図２】本発明の実施形態２の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図３】本発明の実施例１の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図４】本発明の実施例２の画像補正装置の主要部分のフローチャートである。
【図５】本発明のハードウエア構成の概要図である。
【図６】直線（ａ）と直線（ｂ）によるヒストグラムの変換を示す。
【符号の説明】
１ コンピュータ
２ ＣＰＵ
３ 入力装置
７ メモリ
８ 画像処理ボード
９ 表示装置
１０ インターフェースボード
１１ 外部機器
１２ ＣＤ−ＲＯＭドライブ装置
１３ ＣＤ−ＲＯＭ
１４ 補正前の画像
１５ 補正後の画像
Claims (5)
- 外部から画像データを取得する画像取得部と、
前記画像データから各色成分毎に各ヒストグラムを作成するヒストグラム作成部と、
前記各ヒストグラムの各平均値を算出する平均値算出部と、
ユーザによる３以上の段階数の入力に基づいて、前記各平均値と指定された基準値との間に、前記段階数の数の段階値を各々決定する段階値算出部と、
変換後の各ヒストグラムの各平均値が前記各段階値に各々一致するように、前記各ヒストグラムを変換するヒストグラム変換部とを具えることを特徴とする画像補正装置。 - 前記ヒストグラム変換部は、所定の各段階値に各々一致するようにヒストグラムを変換した後に、さらにヒストグラムを変換する場合には、前記ヒストグラム作成部によって作成されたヒストグラムを、前記所定の各段階値とは別の各段階値に各々一致するように変換することを特徴とする請求項１に記載の画像補正装置。
- 前記段階数の数の段階値は、前記基準値と前記各平均値とを含むことを特徴とする請求候１または２に記載の画像補正装置。
- 前記ヒストグラム変換部が、補間関数を用いてヒストグラムの変換を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項記載の画像補正装置。
- コンピュータを、請求項１〜４から選ばれた何れか１項記載の画像補正装置として機能させるための画像補正プログラムを記録した機械読み取り可能な記録媒体。
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