JP5104452B2 - 画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像データからモノクロ画像データを生成する画像処理装置、方法お
よびプログラムに関する。

従来、カラー画像データをモノクロ画像データに変換する際にカラー画像データの色成
分を所定の混合比で混合して輝度成分を取得する技術が知られている（例えば、特許文献
１、２）。
特開２０００−１０５８２０号公報 特開２００５−２６０５０４号公報

従来の技術においては、規格通りのモノクロ変換では満足できない利用者の要望に応え
ることができなかった。
すなわち、モノクロ画像の階調値はカラー画像の輝度成分によって特定することができ
、通常は規格（例えば、テレビジョンで利用される規格（特許文献１、００４８段落等）
）によって規定された混合比でＲＧＢ色成分（Ｒ：レッド成分、Ｇ：グリーン成分、Ｂ：
ブルー成分）を混合する。この規格においては、人間の目がＧ成分に敏感である（図４Ａ
参照）ことに鑑みてＧ成分の混合比を他の色成分より大きくしている。この結果、人間の
目に自然な階調となっている輝度成分を取得することができる。

一方、モノクロ写真（本明細書においてモノクロ写真とは、モノクロフィルム上の写真
や印画紙上に現像した写真を含むものとする）における分光感度は一般にＧ成分を含む波
長域で極小を持つため、Ｇ成分が色調に与える影響は他の色成分よりも相対的に小さくな
る（図４Ｂ参照）。従って、上述の規格に規定された混合比に基づいて輝度成分を取得し
てもモノクロ写真における色調を再現することはできない。特に、人間の目は輝度成分に
敏感であるため、僅かな色調の差異が画像の印象に大きな影響を与える。

また、特許文献２にはカメラのレンズに対してグリーン、イエロー、オレンジ、レッド
などのフィルタを装着したときの効果を仮想的に再現するための技術が開示されている。
しかし、カラーフィルタによる補正効果を再現したとしても、やはりモノクロ写真におけ
る色調を再現することはできない。
本発明は、上記課題にかんがみてなされたもので、規格通りのモノクロ変換では満足で
きない利用者の要望に応えることを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明においては、ＲＧＢ画像データを、輝度値が特定さ
れたカラー画像データまたはモノクロ画像データの少なくとも一方に変換するにあたり、
カラー画像データを生成する場合には所定の規格に基づく第１の演算によって輝度値を特
定し、モノクロ画像データを生成する場合には第１の辺算と異なる第２の演算によって輝
度値を特定する。すなわち、輝度値を特定するために所定の規格によってＲＧＢ色成分か
ら輝度値を特定するための演算式が規定されているにもかかわらず、モノクロ画像を生成
する際に当該規格に基づく演算式を利用せず、モノクロ画像用に規定された第２の演算に
よって輝度値を取得する。従って、所定の規格に基づく第１の演算によって得られる輝度
と異なる色調のモノクロ画像を生成することができ、規格通りのモノクロ変換では満足で
きない利用者の要望に応えることができる。
なお、ＲＧＢ画像データをカラー画像データに変換する際に所定の規格に基づく第１の
演算を行う構成としているため、当該カラー画像データが示す画像においては、人間の目
に自然な輝度変化であるという印象を与えることが可能である。また、当該カラー画像デ
ータへの変換を行う場合には、カラー画像データとＲＧＢ画像データとの相互変換を容易
に実施することができる。すなわち、規格に基づく第１の演算においては一般に逆変換も
規定されているため、ＲＧＢ画像データを一旦カラー画像データに変換したとしても、容
易に当該カラー画像データをＲＧＢ画像データに変換することが可能である。

ここで、画像変換手段は、カラー画像データを生成する場合に第１の演算によってＲＧ
Ｂ色成分を輝度値に変換し、モノクロ画像データを生成する場合に第２の演算によってＲ
ＧＢ色成分を輝度値に変換することができればよい。例えば、ＲＧＢ色成分の混合比に対
応する係数をＲＧＢ色成分のそれぞれに乗じて足し合わせることによって輝度値を取得す
る構成を採用可能である。なお、輝度成分以外の色成分について階調値を規定する場合に
は各種の公知の演算によってＲＧＢ色成分を当該輝度値以外の色成分に変換する構成を採
用可能である。

さらに、第２の演算における変換特性を特定のモノクロ写真の分光特性に基づいて決定
しても良い。例えば、ＲＧＢ色成分によって特定される色（例えば、当該色のパッチ）を
所定の分光特性のモノクロ写真にて撮影したときの輝度を再現するための演算によって輝
度値を取得する構成を採用可能である。この構成によれば、画像変換手段において、規格
で想定している分光特性に対応した輝度ではなく、特定のモノクロ写真における分光特性
を再現したモノクロ画像を取得することができる。従って、特定の分光特性のモノクロ写
真の色調を好む利用者の要望に応えることが可能である。

なお、ここでモノクロ写真の分光特性やモノクロ写真の輝度は予め特定することができ
れば良く、例えば、実際に市販されている特定のモノクロフィルムや印画紙を想定すれば
よい。すなわち、分光特性を特定するのであれば、市販のモノクロフィルムの分光分布を
測定すればよいし、モノクロフィルムで撮影を行ったときの輝度を特定するのであれば、
市販のモノクロフィルムにて撮影を行ったときの輝度を測定する構成等を採用可能である
。むろん、市販の印画紙に現像したモノクロ写真の輝度を測定する構成等を採用しても良
い。

さらに、第２の演算の特性をモノクロ写真の分光特性に基づいて決定するための具体例
として、ＲＧＢ画像データにおける色成分の値が判明している基準色を利用する構成を採
用可能である。例えば、基準色を撮影したモノクロ写真を測色して基準輝度を取得し、基
準色を示すＲＧＢ色成分のそれぞれを混合して得られる仮輝度を取得する。そして、当該
混合における混合比の値を調整し、当該仮輝度と基準輝度とのずれを極小化するように当
該混合比の値を決定する（例えば、最小二乗法やニュートン法，準ニュートン法など）。
そして、当該決定された混合比を第２の演算にてＲＧＢ色成分を混合する際の混合比とす
る。この構成によれば、基準色を撮影したモノクロ写真の測色に基づいて得られる基準輝
度と、基準色を示すＲＧＢ色成分のそれぞれを混合して得られる輝度と、のずれが極小化
される混合比でＲＧＢ色成分を混合する演算を、第２の演算として行うことが可能になる
。従って、基準色をモノクロフィルムで撮影したときの色調や印画紙に現像したモノクロ
写真の色調を正確に再現するように第２の演算を行うことができる。

なお、ここで、基準色は複数であることが好ましい。基準色が複数であるときには、各
基準輝度と仮輝度とのずれが複数の基準色に関して全体として極小化されれば良く、例え
ば、各基準輝度と仮輝度との差分の累積値が最小になるように混合比を決定すれば、複数
の基準色についてモノクロ写真の色調を正確に再現することが可能になる。このとき、基
準色は複数であれば良いがその数が多いほど正確な再現が可能になる。

また、色空間の全域において基準色の存在密度が略一定になるように基準色を選定すれ
ば、色空間の全域に渡る色においてモノクロ写真の色調を正確に再現することが可能であ
る。なお、カラーチャートによってこのような複数の基準色を選定すると容易に複数の基
準色を選定することができる。なお、基準色を示す色成分は既知の値（例えば、カラーチ
ャートの各パッチに対して予め対応付けられた色成分の値）を利用しても良いし、測色を
行っても良い。

さらに、基準色を選定する際に、特に正確にモノクロ写真の色調を再現したい色につい
て、色空間においてその色を含む特定の領域で基準色の存在密度が多くなるように当該基
準色を選定してもよい。例えば、モノクロ写真における分光分布が極小となる色を含む所
定の領域や、人間の目においては最も感度の高い色を含む所定の領域、あるいは、これら
双方に共通の領域において基準色が多くなるように当該基準色を選定する。この構成によ
れば、これらの領域において正確にモノクロ写真の色調を再現することが可能である。

さらに、第２の演算において、Ｇ成分の混合比をＲ成分より小さくする構成を採用して
も良い。この構成によれば、人間の目の感度が高く、モノクロ写真の分光分布が小さいＧ
成分の階調値がモノクロ画像の輝度値に寄与する比率をＲ成分よりも相対的に小さくする
ことができ、モノクロ写真の色調に近い色成分を容易に取得することが可能になる。なお
、ここでは、Ｇ成分の混合比がＲ成分よりも小さくなるように構成していればよく、Ｂ成
分の混合比はＧ成分の混合比より小さくしても良いし、大きくしても良い。なお、各色成
分の混合比は正の値になるようにすることが好ましい。

さらに、画像変換手段においては、少なくとも、第１の演算と異なる第２の演算によっ
てＲＧＢ色成分に基づいて輝度値を決定することができれば良く、この構成である限りに
おいて、他の演算に基づいて輝度値を特定する構成を加えても良い。例えば、第２の演算
によって輝度値を決定した第１のモノクロ画像を生成する構成としながら、第１の演算に
よって輝度値を決定した第２のモノクロ画像も生成できるように構成してもよい。この構
成によれば、所定の規格に対応した輝度値となっているモノクロ画像を生成することも可
能である。

さらに、複数のモノクロ写真に対応した複数の演算からいずれかの演算を選択してモノ
クロ画像の輝度値を取得するように構成してもよい。この構成によれば、各モノクロ写真
の色調を正確に再現したモノクロ画像を生成することができる。

さらに、本発明のようにモノクロ画像データを生成する場合には所定の規格に基づく第
１の演算と異なる第２の演算によって輝度値を特定してモノクロ画像を生成する手法は、
プログラムや方法としても適用可能である。また、以上のような画像処理装置、プログラ
ム、方法は、単独の画像処理装置として実現される場合もあれば、複数の装置を組み合わ
せることによって実現される場合もあり、各種の態様を含むものである。また、一部がソ
フトウェアであり一部がハードウェアであったりするなど、適宜、変更可能である。さら
に、画像処理装置を制御するプログラムの記録媒体としても発明は成立する。むろん、そ
のソフトウェアの記録媒体は、磁気記録媒体であってもよいし光磁気記録媒体であっても
よいし、今後開発されるいかなる記録媒体においても全く同様に考えることができる。

ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）画像処理装置の構成：
（２）モノクロ画像生成処理：
（２−１）モノクロ画像用の混合比の決定処理：
（３）他の実施形態：

（１）画像処理装置の構成：
図１は、本発明にかかる画像処理装置を含むデジタルカメラ１の構成を示すブロック図
である。また、図２は、デジタルカメラ１にて撮影した画像を示すデータを記録する処理
を示すフローチャートである。

図１に示す制御部２０は、ＣＰＵ２０ａ、フラッシュメモリ２０ｂ、ＲＡＭ２０ｃを備
える。ＣＰＵ２０ａはフラッシュメモリ２０ｂに記憶されているプログラムを実行するこ
とでデジタルカメラ１の全体を制御する。表示部１８は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Displ
ay）や当該ＬＣＤを制御するディスプレイコントローラなどを備える。表示部１８は制御
部２０によって制御され、各種の設定や撮影画像を表示する。操作部１９は、シャッタボ
タン、露光条件やその他各種の撮影条件を設定するためのダイヤルスイッチ、表示される
各種のメニューを操作するための複数の押しボタンスイッチ、ジョグダイヤルなどを備え
る。本実施形態においては、制御部２０の制御によって表示部１８および操作部１９がユ
ーザインタフェースとして機能し、その一機能として、画像保存時の色の設定を行うこと
ができる。すなわち、画像をリムーバブルメモリ１７に記録する際の記録態様をカラー画
像データあるいはモノクロ画像データのいずれかに設定することができる。

光学系１１は、図示しないレンズ群や絞りなどで構成され、光学系１１はイメージセン
サ１２の受光面に光を入射させる。イメージセンサ１２は、２次元空間に離散的に配置さ
れた光電変換素子とＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの電荷転送素子とを備えた撮
像素子であり、所謂ＣＣＤイメージセンサ、ＣＭＯＳイメージセンサなどである。イメー
ジセンサ１２は光学系１１により入射される光を光電変換し、ＲＧＢの各色フィルタに対
応したセンサにおける光量に対応した電気信号を出力する。

アナログフロントエンド（ＡＦＥ）部１３は、イメージセンサ１２から出力される電気
信号をＡＤ変換器でデジタル信号に量子化して出力する。画像処理部１４は、ＡＦＥ部１
３から出力されたデジタル信号に対し、画素補間処理、ホワイトバランス補正、ガンマ補
正、ＲＧＢ画像データ形成処理等の画像処理を行う。すなわち、操作部１９によって画像
の撮影が行われると、制御部２０が光学系１１，イメージセンサ１２，ＡＦＥ部１３，画
像処理部１４を制御し、ＲＧＢ画像データを生成する（ステップＳ１００）。なお、ＲＧ
Ｂ画像データは、ＲＧＢ表色系によって色を規定した画像データである。

本実施形態において、画像処理部１４は画像変換部２１を備えており、画像変換部２１
は、制御部２０の画像変換指示に基づいて上述のＲＧＢ画像データの色空間を変換する画
像変換処理を行う。当該画像変換処理はＲＧＢ色成分をＹＣＣ色成分に変換するカラー画
像データ生成処理およびＲＧＢ色成分をモノクロのＹＣＣ色成分（Ｙに輝度値が記録され
て、各ＣＣ成分は無彩色を示す一定の値を持つデータ）に変換するモノクロ画像データ生
成処理である。

画像変換部２１は、当該画像変換処理を行うため、上述の操作部１９によって設定され
た画像の記録態様がカラー画像データあるいはモノクロ画像データのいずれであるのかを
判別する（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ１１０にて、変換先の画像がカラー
画像であると判別されると、Ｅｘｉｆ規格（あるいはＤＣＦ規格、ＩＴＵ−Ｒ．Ｂ．Ｔ．
６０１規格、ＢＴＡ Ｓ−００１Ｂ規格等）にて規定された規格混合比にてＲＧＢ色成分
を混合して輝度値を特定したカラー画像データを生成する（ステップＳ１２０）。本実施
形態においては、当該規格混合比に基づく輝度値の特定が第１の演算に相当する。

一方、ステップＳ１１０にて、変換先の画像がモノクロ画像データであると判別される
と、上述の規格混合比と異なるモノクロ画像用の混合比にてＲＧＢ色成分を混合して輝度
値を特定したモノクロ画像データを生成する（ステップＳ１３０）。従って、規格混合比
によって得られる輝度と異なる色調のモノクロ画像を生成することができ、規格通りのモ
ノクロ変換では満足できない利用者の要望に応えることができる。なお、本実施形態にお
いては、当該モノクロ画像用の混合比に基づく輝度値の特定が第２の演算に相当する。ま
た、以上の画像変換処理については後に詳述する。さらに、画像処理部１４で実施する上
記各種の処理は、制御部２０で実行するコンピュータプログラムによる処理に置き換えて
もよい。

画像処理部１４は、カラー画像データあるいはモノクロ画像データを生成するとその画
像データを圧縮部１５に出力する（ステップＳ１４０）。圧縮部１５は、制御部２０から
出力されたデジタル画像をＪＰＥＧ形式にて圧縮し、Ｅｘｉｆ形式（Exchangeable Image
File Format）のファイルを生成する（ステップＳ１５０）。外部記憶部１６は、不揮発
性の脱着可能な記憶媒体であるリムーバブルメモリ１７を接続するためのカードスロット
、メモリコントローラなどを備える。外部記憶部１６は制御部２０によって制御され、圧
縮部１５で圧縮されたＥｘｉｆ形式のファイルをリムーバブルメモリ１７へ書き込む処理
を行う（ステップＳ１６０）。

（２）モノクロ画像生成処理：
次に、画像変換部２１におけるモノクロ画像生成処理について説明する。本実施形態に
おいては上述のようにＥｘｉｆ形式でＪＰＥＧ圧縮した画像を記録することとしており、
当該Ｅｘｉｆ形式の規格においては３×３の行列によってＲＧＢ色成分をＹＣＣ色成分に
変換するように規定されている。当該規格に規定された３×３の行列において、輝度値Ｙ
を求める式は以下の式（１）である。
Ｙ＝０．３０Ｒ＋０．５９Ｇ＋０．１１Ｂ ・・・（１）
なお、フルスケールでのＹＣＣへの変換は
Ｙ＝０．２９９Ｒ＋０．５８７Ｇ＋０．１１４Ｂ
Ｃｂ＝−０．１６９Ｒ−０．３３１Ｇ＋０．５００Ｂ
Ｃｒ＝０．５００Ｒ−０．４１９Ｇ−０．０８１Ｂ
という式で与えられるが、ここでは便宜的に式（１）としておく。

当該式（１）においてＲＧＢ色成分のそれぞれに乗じられる係数は、各色成分を混合し
て輝度値を取得するための混合比に相当し、これらの係数にて特定される混合比を規格混
合比と呼ぶ。上述のステップＳ１２０においては、当該規格混合比によってＲＧＢ色成分
を混合しているため、カラー画像データを生成する際には規格通りの混合比によってＹＣ
Ｃ色成分を生成していることになる。なお、本実施形態においては、フラッシュメモリ２
０ｂ（あるいは図示しないメモリ）に３×３の行列を示す情報が記録されており、制御部
２０は、画像変換の際に当該情報を読み出して画像変換部２１に受け渡し、画像変換処理
を行わせる。

一方、フラッシュメモリ２０ｂ（あるいは図示しないメモリ）には、モノクロ画像を取
得するための３×３の行列も記録されており、この行列においてはＹＣＣにおける色差成
分に無彩色を示す一定の値を対応付け、輝度値のみを変動させ得る行列成分が定義されて
いる。さらに、当該輝度値Ｙを求める式は以下の式（２）である。
Ｙ＝０．４１Ｒ＋０．３３Ｇ＋０．２６Ｂ ・・・（２）

当該式（２）においてＲＧＢ色成分のそれぞれに乗じられる係数は、モノクロ画像用の
混合比に相当する。なお、本実施形態において、当該モノクロ画像用の混合比は、ＲＧＢ
画像データのＲＧＢ色成分によって特定される色を所定の分光特性のモノクロフィルム（
例えば、市販のモノクロフィルム）で撮影したときの輝度を想定し、ＲＧＢ色成分の混合
によって当該輝度を再現するための混合比として予め定義された比である。このような、
モノクロ写真の色調の再現を可能にするため、本実施形態においては以下の処理にてモノ
クロ画像用の混合比を決定している。

（２−１）モノクロ画像用の混合比の決定処理：
図３は、当該モノクロ画像用の混合比を決定するための処理を示すフローチャートであ
る。本実施形態においては、基準色を撮影したモノクロフィルムを測色して得られる基準
輝度に基づいてモノクロ画像用の混合比を決定することとしており、所定のカラーチャー
ト（各色パッチにおける機器非依存色空間での色成分が判明しているチャート）上のパッ
チを当該基準色としている。このため、図３に示すフローチャートにおいては、モノクロ
フィルムを装填したフィルムカメラによってカラーチャートを撮影する（ステップＳ２０
０）。

次に、現像済のモノクロフィルムを測色機にて測色し、各パッチの輝度値を取得する（
ステップＳ２１０）（むろん、ここでは、印画紙に現像済のモノクロ写真を測色機にて測
色しても良い）。なお、当該輝度値を基準輝度Ｙ_0nと呼ぶ。ここで、ｎはパッチを特定す
るための符号である。また、基準輝度Ｙ_0nを取得するための機器は測色機に限られず、ス
キャナであっても良い。いずれにしても、正確な基準輝度Ｙ_0n（好ましくは機器非依存色
）を特定することができればよい。次に、カラーチャートのパッチｎについて予め判明し
ている色成分Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎを取得する（ステップＳ２２０）。なお、当該色成分Ｒｎ
，Ｇｎ，Ｂｎはデジタルカメラ１にて扱うＲＧＢ画像データにて利用されるＲＧＢ色成分
と同じ表色系であり、必要に応じて変換処理がなされる（例えば、パッチｎの色がＸＹＺ
表色系で特定されているときに当該ＸＹＺ表色系をＲＧＢ表色系に変換する）。

次に、当該色成分Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎを利用してパッチの輝度値を以下の式（３）によっ
て定義する（ステップＳ２３０）。
Ｙ_1n＝Ｃｒ・Ｒｎ＋Ｃｇ・Ｇｎ＋Ｃｂ・Ｂｎ ・・・（３）
なお、ここで、Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂは、それぞれ色成分Ｒｎ，Ｇｎ，Ｂｎの係数を決定する
ために仮設定された変数であり、変数の値が特定されるまで輝度値が仮の値になるため式
（３）に示す輝度値を仮輝度Ｙ_1nと呼ぶ。

次に、パッチｎに関する基準輝度Ｙ_0nと仮輝度Ｙ_1nとの差分の絶対値を取得し、すべて
のパッチについての和を取得し、当該和を最小化する係数Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂの値を取得す
る（ステップＳ２４０）。そして、当該和を最小化する係数Ｃｒ，Ｃｇ，Ｃｂの値をモノ
クロ画像用の混合比として特定する（ステップＳ２５０）。なお、上述の和を最小化する
ための処理としては、最小二乗法やニュートン法，準ニュートン法等を採用可能である。
上述の式（２）は、市販のモノクロフィルムについて以上の処理を行って特定されたモノ
クロ画像用の混合比を係数として輝度値を取得するための式である。

以上のようにモノクロ画像用の混合比は、混合によって得られる輝度値と基準輝度Ｙ_1n
との差分が最小になるように決定されている。従って、式（２）に基づいてＲＧＢ画像デ
ータのＲＧＢ色成分を混合することにより、混合にて得られた輝度を、当該ＲＧＢ色成分
が示す色の物体をモノクロフィルムによって撮影した場合の輝度に対して極めて近い値に
することができる。

なお、本実施形態において、式（２）に示すモノクロ画像用の混合比（係数）はすべて
正の値であり、Ｒ成分の混合比＞Ｇ成分の混合比＞Ｂ成分の混合比である。すなわち、規
格混合比においては式（１）に示すようにＧ成分の混合比がＲ成分の混合比より大きいが
、モノクロ画像用の混合比においては式（２）に示すようにＲ成分の混合比がＧ成分の混
合比より大きくなっている。このように、Ｒ成分の混合比とＧ成分の混合比の大小関係が
規格混合比とモノクロ画像用の混合比とで逆転している点は、モノクロ画像用の混合比に
よる混合によってモノクロフィルムの色調を再現することに大きく寄与している。

すなわち、人間の目の分光感度は図４Ａに示すように波長５４０ｎｍ〜５８０ｎｍ付近
にピークを持つ分布となっている。このため、式（１）に示す規格混合比においては波長
５４０ｎｍ付近の光の色に相当するＧ成分の混合比をＲ成分やＢ成分よりも大きくして、
人間の目に自然に見えるような輝度値を取得する変換式を定義している。

一方、モノクロフィルムの分光特性は図４Ｂに示すように波長５００ｎｍ〜５６０ｎｍ
付近に極小値を持つこと多い。従って、モノクロフィルムにおいてＧ成分が輝度値の階調
変化に与える影響は、他の成分（Ｒ成分）と比較して相対的に小さい。このため、Ｇ成分
の混合比がＲ成分の混合比よりも大きい式（１）にて輝度値を取得する場合と比較して、
Ｇ成分の混合比がＲ成分の混合比よりも小さい式（２）にて輝度値を取得する場合の方が
、よりモノクロフィルムの色調に近い輝度値とすることが可能である。

（３）他の実施形態：
以上の実施形態は本発明を実施するための一例であり、モノクロ画像データを生成する
場合に規格混合比と異なるモノクロ画像用の混合比によってＲＧＢ色成分を混合してモノ
クロ画像を生成する限りにおいて、他にも種々の実施形態を採用可能である。例えば、上
述のＲＧＢ画像データは、ホワイトバランス補正やガンマ補正を行った後の画像データで
あるが、むろん、ホワイトバランス補正等を行う以前の任意の状態における画像データ（
例えば、ＲＧＢ表色系のＲａｗデータ）を対象にしてモノクロ画像用の混合比を特定する
ことが可能である。なお、モノクロ画像用の混合比を決定する際には、ホワイトバランス
補正やガンマ補正等の各種画像変換による影響を排除するため、適宜各画像変換の正／逆
変換を行った状態のデータを利用することが好ましい。

さらに、上述のデジタルカメラ１においては、画像変換部２１によってＲＧＢ画像デー
タをカラーのＹＣＣ画像データあるいはモノクロのＹＣＣ画像データに変換する構成とし
ていたが、モノクロ画像を生成する際に、２以上の変換式に基づいて変換処理を実施でき
るように構成してもよい。例えば、上述の式（２）に基づいて第１のモノクロ画像を生成
する処理の他、上述の式（１）に基づいて輝度値を特定するとともに色差成分に無彩色を
示す一定値を与える第２のモノクロ画像を生成する処理を実行可能に構成してよい。この
場合、操作部１９によって第１のモノクロ画像あるいは第２のモノクロ画像のいずれに変
換するのかを予め設定する構成とする。

さらに、上述の実施形態においては、ある特定のモノクロフィルムの分光特性に対応し
た１種類のモノクロ画像用の混合比を利用可能に構成したが、むろん、複数のモノクロフ
ィルムの分光特性のそれぞれに対応した複数のモノクロ画像用の混合比を利用可能に構成
してもよい。この場合、操作部１９によって、予め色調を再現する対象のモノクロフィル
ムを選択する構成とする。なお、各モノクロフィルムは、例えば、市販される際の商品名
によって選択する構成としてもよいし、分光特性を表示部１８に表示して選択する構成と
してもよく、種々の構成を採用可能である。なお、上述のデジタルカメラ１はデジタルス
チルカメラであったが、むろん、ムービーカメラに本発明を適用しても良い。

さらに、本発明の適用対象は、デジタルカメラに限定されない。例えば、画像データを
表示するフォトビューワに本発明を適用することも可能である。図５は、フォトビューワ
１０１の構成を説明するブロック図である。同図５に示すように、フォトビューワ１０１
はＣＰＵ２０１ａ，ＲＯＭ２０１ｂ，ＲＡＭ２０１ｃ，ＨＤＤ２０１ｄを備えており、電
源スイッチ２０１ｅによって電源オンとされているときに、ＣＰＵ２０１ａはＲＯＭ２０
１ｂやＨＤＤ２０１ｄに記録されたプログラムを実行することができる。

また、ＣＰＵ２０１ａは、メモリＩ／Ｆ（インタフェース）１６１を介してリムーバブ
ルメモリ１７１に記録されたデータを取得することができる。なお、本実施形態において
は、リムーバブルメモリ１７１に画像変換対象となるＲＧＢ画像データ１７１ａが記録さ
れた状態を示している。

さらに、ＣＰＵ２０１ａはＬＣＤ１８１に対して制御信号を出力して任意の画像を表示
することが可能であり、ＣＰＵ２０１ａは操作部１９１（フォトビューワ１０１が備える
ボタン等）による操作内容を取得することができる。すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、所定
の操作画面をＬＣＤ１８１に表示して操作部１９１における各種操作指示を受け付けるこ
とができる。また、ＬＣＤ１８１に対してリムーバブルメモリ１７１に記録された画像デ
ータまたはＨＤＤ２０１ｄに記録された画像データに基づく画像を表示することができる
。

本実施形態においては、操作部１９１によりＬＣＤ１８１に表示させる画像をカラー画
像あるいはモノクロ画像から選択することができ、また、リムーバブルメモリ１７１に記
録するデータをカラー画像データあるいはモノクロ画像データから選択することができる
。ＣＰＵ２０１ａは、上述のプログラムの一つとして本発明にかかる画像変換プログラム
２１１を実行することが可能である。当該画像変換プログラム２１１においては、ＲＧＢ
画像データ１７１ａを取得して、上述の操作部１９１による設定に従ってＥｘｉｆ形式の
カラー画像データあるいはモノクロ画像データを生成する。

すなわち、カラー画像データを生成するように設定されている場合、ＣＰＵ２０１ａは
、上述の式（１）に示す規格混合比による混合を含む３×３の行列によってＲＧＢ画像デ
ータ１７１ａの各色成分をＹＣＣ色成分に変換する。そして、ＣＰＵ２０１ａは、ＬＣＤ
１８１に変換後のカラー画像データに基づく画像を表示させ、操作部１９１によって指示
がなされたときには当該カラー画像データをＨＤＤ２０１ｄあるいはリムーバブルメモリ
１７１に記録する。

一方、モノクロ画像データを生成するように設定されている場合、ＣＰＵ２０１ａは、
上述の式（２）に示すモノクロ画像用の混合比による混合にて輝度値を生成し、色差成分
に無彩色を示す一定値を与える３×３の行列によってＲＧＢ画像データ１７１ａの各色成
分をＹＣＣ色成分に変換する。そして、ＣＰＵ２０１ａは、ＬＣＤ１８１に変換後のモノ
クロ画像データに基づく画像を表示させ、操作部１９１によって指示がなされたときには
当該モノクロ画像データをＨＤＤ２０１ｄあるいはリムーバブルメモリ１７１に記録する
。従って、以上の処理によってＬＣＤ１８１に表示された画像あるいはモノクロ画像デー
タが示す画像は、モノクロフィルムの色調を再現した画像となる。

さらに、本発明をパーソナルコンピュータなどの他の種類のコンピュータにおける画像
処理に適用することも可能である。図６は、パーソナルコンピュータ１０２ａの構成を説
明するブロック図である。同図６に示すように、パーソナルコンピュータ１０２ａはＣＰ
Ｕ２０２ａ，ＲＯＭ２０２ｂ，ＲＡＭ２０２ｃ，ＨＤＤ２０２ｄを備えており、ＣＰＵ２
０２ａはＲＯＭ２０２ｂやＨＤＤ２０２ｄに記録されたプログラムを実行することができ
る。また、本実施形態においては、予め複数のモノクロフィルムの分光特性のそれぞれに
対応した複数のモノクロ画像用の混合比を特定しておき、モノクロフィルムの種類とその
モノクロフィルム用の混合比とが対応付けられた状態でＨＤＤ２０２ｄに記録されている
。

また、ＣＰＵ２０２ａは、ＵＳＢＩ／Ｆ１７２を介してマウスや図示しないキーボード
，プリンタ１０２ｂと接続されており、マウスやキーボードによる操作入力を受け付け、
また、ＨＤＤ２０２ｄに記録されたＲＧＢ画像データ２０２ｄ１が示す画像をプリンタ１
０２ｂに印刷させることができる。また、ＣＰＵ２０２ａはディスプレイＩ／Ｆ１８２を
介してディスプレイに制御指示を出力して任意の画像を表示することが可能である。

本実施形態おいて、ＣＰＵ２０２ａは画像変換プログラム２１２の処理により、ディス
プレイ上に所定の画面を表示した状態でマウスやキーボード等の操作入力機器による操作
内容を受け付けることが可能である。図７は、当該画面の例を示す図である。同図７に例
示する画面１８２ａにおいては、その左側に画像を表示し、右側に画像処理の内容を示す
操作部が表示されている。

すなわち、画面１８２ａの右側には、モード選択部１８２ａ１が形成されており、当該
モード選択部１８２ａ１においては、画像変換後の画像データがカラー画像データあるい
はモノクロ画像データであることをラジオボタンによって指定することができる。当該モ
ード選択部１８２ａ１においてカラー画像データが指定されているとき、ＣＰＵ２０２ａ
は、ＲＧＢ画像データ２０２ｄ１を取得して上述の式（１）による混合を含む３×３の行
列によって変換を行ってカラー画像データを生成する。そして、ＣＰＵ２０２ａは、画面
１８２ａに当該カラー画像データが示すカラー画像を表示する。

一方、モード選択部１８２ａ１においてモノクロ画像データが指定されているとき、Ｃ
ＰＵ２０２ａは、指定されたモノクロフィルムに対応したモノクロ画像用の混合比を取得
して画像変換を行う。すなわち、画面１８２ａにおいては、その右下に画像処理のパラメ
ータを指定するためのＵＩとなるパラメータ入力部１８２ａ２が表示される。当該パラメ
ータ入力部１８２ａ２においては、色温度調整や色合い調整など、各種の画像処理のパラ
メータを入力することが可能である。すなわち、本実施形態においてＣＰＵ２０２ａは、
当該入力されたパラメータに基づいて画面１８２ａに表示された画像に対して画像処理を
実行することが可能である。

本実施形態においては、当該パラメータ入力部１８２ａ２における入力パラメータの一
つとして、モノクロフィルムの種類を選択する選択部１８２ａ３が設けられている。当該
選択部１８２ａ３においては、プルダウンメニューによってモノクロフィルムの種類を選
択肢として表示するようになっている。マウスやキーボード等によってモノクロフィルム
の種類が選択されるとＣＰＵ２０２ａは、当該モノクロフィルムの種類に対応付けられた
混合比を取得する。

モノクロフィルムの種類が特定されると、ＣＰＵ２０２ａは、ＲＧＢ画像データ２０２
ｄ１を取得し、当該取得した混合比による混合にて輝度値を生成するとともに色差成分に
無彩色を示す一定値を与える３×３の行列によって変換を行ってモノクロ画像データを生
成する。そして、ＣＰＵ２０２ａは、画面１８２ａに当該モノクロ画像データが示すモノ
クロ画像を表示する。従って、以上の処理によって画面１８２ａの左側に表示される画像
は、選択部１８２ａ３にて選択されたモノクロフィルムの色調を再現した画像となる。

むろん、本発明は、上述の実施形態以外にも各種の機器に適用することが可能であり、
例えば、プリンタに適用することが可能である。すなわち、ＣＰＵ等を備えることによっ
て各種の画像処理を実行可能に構成されたプリンタにおいて、図５や図６と同様の構成に
よって本発明にかかるモノクロ画像データの生成処理を実行可能に構成し、変換後の画像
を印刷するように構成してもよい。なお、プリンタは家庭用に限られず、業務用プリンタ
であっても良い。また、ネットワークを介して画像を取得し、画像変換を行った後に印刷
するサービスを提供する際に、当該画像変換の一つとして本発明にかかる画像変換を行う
構成としても良い。さらに、上述のモノクロ画像データは、無彩色であることを想定して
いたが、むろん、有彩色成分を含むセピア調やクール調のモノクロ画像データについて本
発明を適用し、モノクロ画像用の混合比にて輝度値を取得する構成であっても良い。

画像処理装置の構成を示すブロック図である。 撮影画像を記録する際のフローチャートである。 モノクロ画像用の混合比を決定するための処理を示すフローチャートである。 （４Ａ）は人間の目の分光感度、（４Ｂ）はモノクロフィルムの分光感度を示す図である。 フォトビューワの構成を説明するブロック図である。 コンピュータの構成を説明するブロック図である。 画面の例を示す図である。

符号の説明

１…デジタルカメラ、１１…光学系、１２…イメージセンサ、１３…ＡＦＥ部、１４…
画像処理部、１５…圧縮部、１６…外部記憶部、１７…リムーバブルメモリ、１８…表示
部、１９…操作部、２０…制御部、２０ａ…ＣＰＵ、２０ｂ…フラッシュメモリ、２０ｃ
…ＲＡＭ、２１…画像変換部

Claims (8)

1. ＲＧＢ色成分で色を表現したＲＧＢ画像データを取得するＲＧＢ画像データ取得手段と、
   前記ＲＧＢ画像データを、輝度値が特定されたカラー画像データおよびモノクロ画像データのどちらに変換するかについてのユーザーの指示と、前記モノクロ画像データに変換することを指示された場合には、モノクロフィルムの種類の選択とフィルタの選択とを含む画像処理のパラメータの指示とを受け付ける受付部と、
   前記ＲＧＢ画像データを前記カラー画像データに変換する場合には所定の規格に基づく第１の演算によって前記ＲＧＢ色成分から前記輝度値を取得し、前記ＲＧＢ画像データを前記モノクロ画像データに変換する場合には前記第１の演算と異なる演算であって、指示された前記画像処理のパラメータに応じた演算である第２の演算によって前記ＲＧＢ色成分から選択された前記モノクロフィルムの色調を再現した前記輝度値を取得する画像変換手段と、
   を備える画像処理装置。
2. 前記第２の演算は、前記ＲＧＢ色成分によって特定される色を撮影した所定の分光特性のモノクロ写真における輝度を再現するための演算である、
   請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第２の演算は、基準色を撮影したモノクロ写真の測色に基づいて得られる基準輝度と、前記基準色を示す前記ＲＧＢ色成分のそれぞれを混合して得られる輝度と、のずれが極小化される混合比で前記ＲＧＢ色成分を混合する演算を含む、
   請求項１または請求項２のいずれかに記載の画像処理装置。
4. 前記第２の演算において、Ｇ成分の混合比をＲ成分より小さい混合比として前記ＲＧＢ色成分を混合する演算を行う、
   請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像処理装置。
5. 前記画像変換手段は、前記第２の演算によって前記輝度値を取得して前記ＲＧＢ画像データを第１のモノクロ画像に変換する処理と、前記第１の演算によって前記輝度値を取得して前記ＲＧＢ画像データを第２のモノクロ画像に変換する処理とを実行可能である、
   請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像処理装置。
6. 前記画像変換手段は、複数のモノクロ写真に対応した複数の演算から選択したいずれかの演算によって前記輝度値を取得する、
   請求項１〜請求項５のいずれかに記載の画像処理装置。
7. ＲＧＢ色成分で色を表現したＲＧＢ画像データを取得するＲＧＢ画像データ取得工程と、
   前記ＲＧＢ画像データを、輝度値が特定されたカラー画像データおよびモノクロ画像データのどちらに変換するかについてのユーザーの指示と、前記モノクロ画像データに変換することを指示された場合には、モノクロフィルムの種類の選択とフィルタの選択とを含む画像処理のパラメータの指示とを受け付ける受付工程と、
   前記ＲＧＢ画像データを前記カラー画像データに変換する場合には所定の規格に基づく第１の演算によって前記ＲＧＢ色成分から前記輝度値を取得し、前記ＲＧＢ画像データを前記モノクロ画像データに変換する場合には前記第１の演算と異なる演算であって、指示された前記画像処理のパラメータに応じた演算である第２の演算によって前記ＲＧＢ色成分から選択された前記モノクロフィルムの色調を再現した前記輝度値を取得する画像変換工程と、
   を含む画像処理方法。
8. ＲＧＢ色成分で色を表現したＲＧＢ画像データを取得するＲＧＢ画像データ取得機能と、
   前記ＲＧＢ画像データを、輝度値が特定されたカラー画像データおよびモノクロ画像データのどちらに変換するかについてのユーザーの指示と、前記モノクロ画像データに変換することを指示された場合には、モノクロフィルムの種類の選択とフィルタの選択とを含む画像処理のパラメータの指示とを受け付ける受付機能と、
   前記ＲＧＢ画像データを前記カラー画像データに変換する場合には所定の規格に基づく第１の演算によって前記ＲＧＢ色成分から前記輝度値を取得し、前記ＲＧＢ画像データを前記モノクロ画像データに変換する場合には前記第１の演算と異なる演算であって、指示された前記画像処理のパラメータに応じた演算である第２の演算によって前記ＲＧＢ色成分から選択された前記モノクロフィルムの色調を再現した前記輝度値を取得する画像変換機能と、
   をコンピュータに実現させる画像処理プログラム。

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