JPH04219060A - カラー画像処理方法及びその処理回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，カラー画像処理方法及
びその処理回路に関するものであり、特にカラープリン
タ、カラー複写機、カラーデイスプレイ装置等に利用し
得るものである。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、カラー複写機において、入力
されたカラー原画を忠実に複写するのではなく、原画を
基に、肌色の美しいカラーコピ−画を得たい場合がある
。しかし、人の色彩感覚は曖昧なものであり、美しい肌
色という人の感性、感覚を考慮して画像処理することは
困難である。１９８９年画像電子学会第１８巻第５号「
色空間におけるカラー画像処理の選択的色調整」には、
曖昧さを考慮した色調整が提案されているが、色相情報
と彩度情報しか処理しておらず、その処理対象領域にお
いて重み付け処理を行っているが、処理領域は一領域だ
けだあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、色
相、彩度、明度の３情報全てを考慮して総合的なカラー
画像処理を行うとともに、処理対象領域を分割してきめ
細かい画像処理を可能とし、更に人の感性、感覚をも考
慮した画像処理を行わんとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、先づ、入力さ
れたカラー画像信号を色空間Ｌ（明度）、Ｃａｂ（彩度
）、Ｈａｂ（色相）系カラー画像信号に変換し、次にこ
の変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各属性値
が各属性毎に定められた補正処理対象領域に適合する程
度に基づいて、前記変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、
Ｈａｂの各属性値毎に補正量を決定する。そして、この
補正量に基づいて、前記変換カラー画像信号を補正する
構成とする。

【０００５】更に、補正対象領域を複数に分割し、分割
された補正対象領域毎に、変換カラー画像信号のＬ、Ｃ
ａｂ、Ｈａｂの各属性値の、前記分割された補正対象領
域に対する適合度を決定する。

【０００６】更に、適合度の決定を、補正対象領域毎に
定められたメンバ−シップ関数のメンバ−シップ値とし
て決定し、このメンバ−シップ値に基づき、Ｌ、Ｃａｂ
、Ｈａｂの各状態に基づいて定められた補正ル−ルに従
ってファジィ推論を行うことにより補正量を決定する構
成とする。

【０００７】更に、Ｌ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各状態基づい
て定められた各属性毎の補正量を記憶するメモリを設け
る構成とし、変換カラー画像信号が有するＬ、Ｃａｂ、
Ｈａｂの各属性の値に対応して前記メモリより読み出さ
れた補正量と、変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａ
ｂの各属性値が、各属性毎に定められた補正処理対象領
域に適合する程度とに応じて補正量を決定する構成とす
る。

【０００８】更に、補正対象領域に対して定められたメ
ンバ−シップ関数について、補正対象としない程度を示
すメンバ−シップ関数（補正対象領域の境界において１
であり、補正対象領域に向かってその値が減少する関数
）を定める構成とする。

【０００９】

【作用】上記構成によれば、入力されたカラー画像信号
の３つの属性であるＬ（明度）、Ｃａｂ（彩度）、Ｈａ
ｂ（色相）を全て考慮して、補正処理対象領域に適合す
る程度に基づいて、カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａ
ｂの各属性値毎の補正量を決定するものであるから、総
合的且つ適切な補正が行われることになる。更に、補正
対象領域を複数に分割し、この分割された補正対象領域
毎に適合度を決定しているのできめ細かい画像処理が可
能となる。

【００１０】更に、ファジィ推論を行って補正画像処理
を行うことにより、３つの属性を考慮した画像処理が簡
単な構成で実現できる。特に補正量を記憶するメモリを
設ける構成とすることにより、画像処理の速度が早くな
る。

【００１１】更に、補正対象領域に対して定められたメ
ンバ−シップ関数について、補正対象としない程度をメ
ンバ−シップ関数を定めたので、補正が連続的に行われ
、疑似輪郭、孤立点が発生しない。

【００１２】

【実施例】以下、好ましい肌色を得るようにカラー画像
処理する場合について、図１に示すフロチャ−トに基づ
いて説明する。

【００１３】この実施例はカラー複写機の例である。先
づ、原画をカラースキャナ−にて走査することにより、
ＲＧＢカラー信号を得る。このＲＧＢカラー信号はＣＩ
Ｅ（国際照明委員会）が定めた図１１に示すような色空
間Ｌ（明度）、Ｃａｂ（彩度）Ｈａｂ（色相）極座標系
カラー画像信号に変換される。次に変換されたＬ、Ｃａ
ｂ、Ｈａｂ信号デ−タは、肌色領域にあるか否かが判断
される。 肌色領域を、１０＜Ｌ＜９０、０＜Ｃａｂ＜５５、−１
５＜Ｈａｂ＜１００とすると、上記の式を全て満足する
デ−タは肌色領域にあると判断して、このデ−タに対し
てのみ、好ましい肌色を得るためのファジィ画像処理に
より補正を行う。これ以外のデ−タについては、ファジ
ィ画像処理を行わない。

【００１４】尚、Ｈａｂは極座標であるので、０度＝３
６０度であり、−１５＜Ｈａｂ＜１００は、Ｈａｂ＜１
００、３４５＜Ｈａｂと同じことである。

【００１５】以下、ファジィ画像処理について、説明す
る。図３はファジィ画像処理を行うための条件部メンバ
−シップ関数を、Ｌ（明度）、Ｃａｂ（彩度）、Ｈａｂ
（色相）についてそれぞれ示したものである。この実施
例では、肌色対象領域を３分割（ｌ：大、ｍ：中、ｓ：
小）して各領域に対してそれぞれメンバ−シップ関数を
定義している。このメンバ−シップ関数は、例えば、或
る特定の画像について好ましい肌色を得たい場合には、
その画像の肌色領域の画素数が分割された各領域におい
て略等しくなる様に決定すると良い。また、特定の画像
ではなく、一般的に人の顔を含む画像について好ましい
肌色を得るようにするには、例えば、肌色領域を額、頬
、唇等に相当する色領域に区分してその各部位の色とし
て最もふさわしい色の、Ｌ、Ｃａｂ、Ｈａｂに対してピ
−ク値１を割り当てるとよい。図４、図５、図６はファ
ジィ画像処理を行うためのルールを示している。

【００１６】この例では、Ｌ（明度）、Ｃａｂ（彩度）
、Ｈａｂ（色相）のそれぞれについて、２７個のルール
を設けている。このル−ルは、Ｌ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各
状態について、好ましい肌色を得るための補正量を、Ｌ
、Ｃａｂ、Ｈａｂそれぞれについて定めたものである。

【００１７】例えば、Ｌに対するルール（図４）におい
て、Ｌが小で、Ｃａｂが中または小の場合には、Ｈａｂ
の大きさに関わらず、Ｌの補正量を０としたのは、陰の
部分の明度Ｌを相対的に下げる為である。また、Ｃａｂ
に対するルール（図５）において、Ｌが中で、Ｃａｂが
大若しくは中であり、且つＨａｂが小もしくは中である
場合には、彩度Ｃａｂの補正量をプラス側に大きく＋１
０としたのは、唇の色を鮮やかに補正することを意図し
た為である。かかるルールは、何回かの試行錯誤のうえ
、最適な補正量を求めることにより決定されるものであ
る。

【００１８】好ましい肌色を得るためのＬ、Ｃａｂ、Ｈ
ａｂの各最終補正量ΔＬ、ΔＣａｂ、ΔＨａｂは、それ
ぞれ数１、数２、数３に示す通りである。

【００１９】

【数１】

【００２０】

【数２】

【００２１】

【数３】

【００２２】但し、μｉは、ｉ番目のルールに対するＬ
、Ｃａｂ、Ｈａｂの各メンバ−シップ値のうち、最も小
さい値を示す。また、ΔＬｉはｉ番目のルールによるＬ
の補正量、ΔＣａｂｉはｉ番目のルールによるＣａｂの
補正量、ΔＨａｂｉはｉ番目のルールによるＨａｂの補
正量である。

【００２３】具体的には以下の通りとなる。今、Ｌ＝６
０、Ｃａｂ＝４０、Ｈａｂ＝６０の信号が入力されたと
する。各メンバ−シップ関数により、各領域に属するメ
ンバーシップ値を求めると、明度Ｌについては、Ｌｓ＝
０、Ｌｍ＝０．５、Ｌｌ＝０．５５となり、彩度Ｃａｂ
については、Ｃａｂｓ＝０、Ｃａｂｍ＝０、Ｃａｂｌ＝
１たなり、色相については、Ｈａｂｓ＝０、Ｈａｂｍ＝
０．５、Ｈａｂｌ＝０．５となる。

【００２４】この入力信号デ−タに対する最終補正量Δ
を、図４、図５、図６に示すルール、並びに数１、数２
、数３により求めると、以下に示す通りとなる。

【００２５】

【数４】

【００２６】

【数５】

【００２７】

【数６】

【００２８】上記式から理解できるように、例えば、Ｌ
の最終補正量ΔＬを求める場合、Ｌ大且つＣａｂ大且つ
Ｈａｂ中のときの補正量＋３を採用する度合としては、
この領域にＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂが属するメンバ−シップ
値（０．５，１，０．５）のうちの最小値０．５を採用
する。そして、最終的な補正量は重み付け重心法により
決定している。

【００２９】この例では、ファジィル−ルの後件部は、
補正量を定数として決定する構成となっているが、これ
は処理速度を早くする為であり、勿論、後件部をメンバ
−シップ関数で定義してもよい。かようにして、求めら
れた最終補正量を元の信号に加算することにより、元の
信号に対する好ましい肌色補正を行う。即ち、Ｌ＝Ｌ＋
ΔＬ、Ｃａｂ＝Ｃａｂ＋ΔＣａｂ、Ｈａｂ＝Ｈａｂ＋Δ
Ｈａｂを計算する。

【００３０】以上が画像信号の一つのデ−タ（画素）に
対する補正となる。かかる補正を肌色領域にある全ての
画素に対して行う。上記信号をＹ（イエロ−）、Ｍ（マ
ゼンダ）、Ｃ（シアン）信号に変換して出力することに
よりカラープリント用信号を得る。ＣＲＴデイスプレイ
装置にて表示する場合にはＲＧＢ信号に変換する。

【００３１】図２は、本発明方法を実現する回路を示す
ものであり、信号変換回路１にてＲＧＢ信号がＬ、Ｃａ
ｂ、Ｈａｂ系カラー画像信号に変換される。補正量決定
回路２は、例えば、ファジィ推論を行う回路とすること
ができ、この場合に肌色領域の各入力デ−タに対応する
補正量を予め記憶しておくメモリを設ける構成（ルック
アップテ−ブル方式と称される）とすると、処理速度を
早くすることができる。補正回路３は、補正量決定回路
２より出力される補正量と元信号を加算する回路である
。 信号変換回路４は、Ｌ、Ｃａｂ、Ｈａｂ系カラー画像信
号をＹＭＣ信号に変換する回路である。

【００３２】さて、前述した図３に示すメンバーシップ
関数及び図４、図５、図６に示す補正ルールによる補正
を行った場合には、次のような不都合が生じることがあ
る。即ち、補正の対象となる色領域の境界部において、
色補正量の連続性が崩れて、疑似輪郭、孤立点が発生す
る場合がある。

【００３３】例えば、１０＜Ｌ＜３０且つ５＜Ｃａｂ＜
１５且つ−１５＜Ｈａｂ＜１５の色領域について、Ｈａ
ｂの最終補正量ΔＨａｂを計算して見る。この色領域に
存在する色は、Ｌｓ、Ｃａｂｓ、Ｈａｂｓの色領域に属
するメンバーシップ値がそれぞれ０ないし１の間の値と
なり、その他の色領域（たとえば、Ｈａｂｍ、Ｈａｂｌ
、Ｃａｂｍ等）に属するメンバーシップ値は全て０であ
る。従って、この色領域については、採用されるルール
は１つだけだあり、Ｈａｂの補正量としては、図６によ
り、＋１４のみが採用される。さて、この色領域に存在
する或る色の、Ｌ、Ｃａｂ、Ｈａｂに対するメンバーシ
ップ値のうちの最小値をμとした場合、数式３により、
Ｈａｂの補正量ΔＨａｂは、μ×（＋１４）／μ＝＋１
４となる。即ち、この色領域に存在する全ての色のＨａ
ｂの補正量ΔＨａｂは、＋１４という一定値となるので
ある。

【００３４】このような領域は前述した色領域の他に、
以下の通り、存在する。

【００３５】

【数７】

【００３６】これらの色領域は、要するに補正の対象と
ならない色領域に隣接する領域である。補正の対象とな
らない色領域の補正量は当然零であるので、これまで説
明してきた方法によれば、補正対象領域の境界部におい
て、不連続な色補正が行われることになり、疑似輪郭、
孤立点が発生する場合がある。

【００３７】そこで、以下の実施例では、かかる境界部
における不都合を解消するために、ファジィ推論の条件
部のメンバーシップ関数について、補正の対象となる色
領域に属さない程度を示すメンバーシップ関数を定義す
る。これを図７に示す。

【００３８】図７においては、図３に示す３つの領域（
ｌ、ｍ、ｓ）の両側に対して、補正対象領域に属さない
程度を示す２つのメンバーシップ関数を定義している。 即ち、補正対象領域の境界部においてメンバーシップ値
が１となり、境界から補正対象領域内に向かってメンバ
ーシップ値が減少するメンバーシップ関数（Ｌｖｓ、Ｌ
ｖｌ、Ｃａｂｖｓ、Ｃａｂｖｌ、Ｈａｂｖｓ、Ｈａｂｖ
ｌ）を定義している。ｖｓは十分小さいことを、ｖｌは
十分大きいことを示す。これは、補正をしない程度を示
すメンバーシップ関数となっている。

【００３９】更に、これに対応してファジィ画像処理ル
ールを図８、図９、図１０のように決める。これらの図
から理解できるように、新たに設定したメンバーシップ
関数に関するルールの補正量は全て零としている。

【００４０】このようにすることにより、数１、数２、
数３において、境界部においても採用されるルールは１
つだけということがなくなり、補正量０が追加されて重
み付け重心を求めることになり、境界部において、連続
的に色補正がなされることになる。

【００４１】尚、以上説明した実施例は好ましい肌色を
得るように画像処理する場合であったが、本発明はこれ
に限定されることなく、たとえば、好ましい青空の色あ
るいは美しい葉の色を得るような画像処理にも適用でき
る。もちろん、この場合には、それぞれの場合に応じた
メンバ−シップ関数、ファジィ画像処理ルールが設定さ
れることになる。

【００４２】

【発明の効果】以上述べた本発明によれば、例えば、好
ましい肌色を得る為の画像補正処理を、総合的に且つき
め細かく行うことができ、良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像処理方法のフロ−チャ−ト
を示す図

【図２】図１を実現する為の回路図

【図３】ファジィ画像処理を行うための条件部メンバ−
シップ関数を示す図

【図４】明度に関するファジィルールを示す図

【図５】
彩度に関するファジィルールを示す図

【図６】色相に関
するファジィルールを示す図

【図７】補正の連続性を考
慮したファジィ画像処理を行うための条件部メンバ−シ
ップ関数を示す図

【図８】明度に関する補正の連続性を
考慮したファジィルールを示す図

【図９】彩度に関する補正の連続性を考慮したファジィ
ルールを示す図

【図１０】色相に関する補正の連続性を考慮したファジ
ィルールを示す図

【図１１】明度、彩度、色相極座標系色空間を示す図

【符号の説明】

１　　信号変換回路 ２　　補正量決定回路 ３　　補正回路 ４　　信号変換回路

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　入力されたカラー画像信号を色空間Ｌ
   （明度）、Ｈａｂ（彩度）、Ｈａｂ（色相）系カラー画
   像信号に変換する変換ステップと、前記変換カラー画像
   信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各属性値が各属性毎に定め
   られた補正処理対象領域に適合する程度に基づいて、前
   記変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各属性値
   毎に補正量を決定する補正量決定ステップと、前記Ｌ、
   　Ｃａｂ　、Ｈａｂの各属性値の補正量に基づいて、前
   記変換カラー画像信号を補正する補正ステップとを有す
   ることを特徴とするカラー画像処理方法。
2. 【請求項２】　　補正量決定ステップにおける補正対象
   領域が複数に分割されており、前記分割された補正対象
   領域毎に、変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの
   各属性値の、前記分割された補正対象領域に対する適合
   度が決定されることを特徴とする請求項１に記載のカラ
   ー画像処理方法。
3. 【請求項３】　　適合度の決定が、補正対象領域毎に定
   められたメンバ−シップ関数のメンバ−シップ値として
   決定され、前記メンバ−シップ値に基づき、Ｌ、Ｃａｂ
   、Ｈａｂの各状態に基づいて定められた補正ル−ルに従
   ってファジィ推論を行うことにより補正量が決定される
   ことを特徴とする請求項２に記載のカラー画像処理方法
   。
4. 【請求項４】　　補正対象領域に対して定められたメン
   バーシップ関数は、補正対象領域の境界部分に対して定
   められた、補正対象としない程度を示すメンバーシップ
   関数を含んでいることを特徴とする請求項３に記載の画
   像処理方法。
5. 【請求項５】　　補正対象としない程度を示すメンバー
   シップ関数は、補正対象領域の境界で１であり、補正対
   象領域に向かってその値が減少するメンバーシップ関数
   であることを特徴とする請求項４記載のカラー画像処理
   方法。
6. 【請求項６】　　入力されたカラー画像信号を色空間Ｌ
   （明度）、Ｃａｂ（彩度）、Ｈａｂ（色相）系カラー画
   像信号に変換する信号変換回路と、前記変換カラー画像
   信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各属性値が各属性毎に定め
   られた補正処理対象領域に適合する程度に基づいて、前
   記変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各属性値
   毎に補正量を決定する補正量決定回路と、前記Ｌ、Ｃａ
   ｂ、Ｈａｂの各属性値の補正量に基づいて、前記変換カ
   ラー画像信号を補正する補正回路とを有することを特徴
   とするカラー画像処理回路。
7. 【請求項７】　　補正回路がＬ、Ｃａｂ、Ｈａｂの各状
   態に基づいて定められた各属性毎の補正量を記憶したメ
   モリを有し、変換カラー画像信号が有するＬ、Ｃａｂ、
   Ｈａｂの各属性の値に対応して前記メモリより読み出さ
   れた補正量と、変換カラー画像信号のＬ、Ｃａｂ、Ｈａ
   ｂの各属性値が、各属性毎に定められた補正処理対象領
   域に適合する程度とに応じて補正量を決定する構成であ
   ることを特徴とする請求項６記載のカラー画像処理回路
   。