JPH04282779A - 画像処理方法及び画像処理装置 - 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】この発明は、入力された画像デー
タの色変換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電荷結合素子（ＣＣＤ）などの撮
像素子によって入力した複数の階調画像をメモリに記憶
し、必要に応じてこれらの画像をランダムに読み出して
ＣＲＴ上に表示したり、あるいは読み出した画像をプリ
ントアウトしたりする技術が広く利用されている。

【０００３】このような画像は、微細な多数の画素の集
合として記憶され、カラー画像の場合、１つの画素は、
光の３原色であるＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の夫々
の色成分の強度を示す画像信号レベルによって表される
。

【０００４】しかしながらこれらの画像の入出力におい
ては、撮影時の照明光の影響、あるいは使用した撮像素
子の周波数特性の影響などにより、画像が黒ずんだり、
青みがかったりして、色バランスの悪い画像となってＣ
ＲＴ上に表示されたり、プリントアウトされたりする場
合があった。

【０００５】このように色バランスの悪い画像は、入力
条件を変えて再入力すれば良いが、再入力には手間がか
かってしまう。この手間を省くため、従来、色バランス
の悪い原画像に対して所定の色変換を施こし、色バラン
スを整える方法が知られている。

【０００６】その１つとして例えばホワイトバランスを
とる方法（「ビデオα」１９８５年夏号ｐ８１：写真工
業出版社）がある。この方法では、被写体を撮影する際
に同じ条件で白いもの、例えば白い紙などを撮影してお
き、撮影された白画像のＧ（緑）の画像信号レベルを基
準として、ＣＲＴ上であるいはプリントアウトした時点
で紙の色が白として再現されるように、他のＲ（赤），
Ｂ（青）の画像信号レベルを調整する。このような調整
を行うことにより、白以外の色についても、実物と同じ
色で再現されることになる。

【０００７】また別の方法としては、コンピュータによ
りメモリ内に記憶された画像データからアドレス指定に
よって色変換を施したい部分の画素を抽出し、この画素
の画像信号レベルを所定の値に変換して元のアドレスに
戻す方法などがあった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
ホワイトバランスをとる方法においては、ホワイトバラ
ンスをとるときに用いる紙の白さの度合いが均一でなか
ったり、あるいは撮影時の照明の当て方などにより同じ
紙でも若干色合いが変化してしまったりして、色バラン
スをとる際の誤差の原因となり、適確な色調整が行なわ
れない可能性があるという問題があった。またこの方法
は、あくまで白が白らしく見えるように色バランスを調
整すれば他の色も実物の色に近づくであろうと仮定して
色変換を行なうものであるため、画像中の白以外の色が
適確に目的の色に色変換されない可能性があるという問
題があった。さらに多数の画像を撮影しなくてはならな
い場合に、その都度白バランス調整用の白い画像を撮影
しておかなければならず、作業が繁雑となるという問題
もあった。

【０００９】一方、コンピュータにより各画素ごとに画
像信号レベルを変換する方法においては、基本的にどの
ような色変換も自在に行なうことができるが、装置構成
が複雑になるとともに、計算量が多くなり処理時間が長
くなってしまうという問題があった。

【００１０】この発明は、上述した問題点を解決し、照
明の当て方などの影響もなく、簡単な処理により、特定
画素の画像信号レベルを確実に所望の画像信号レベルに
変換できる画像データの色変換方法の提供を目的とする
。

【００１１】

【課題を解決するための手段および作用】上記課題を解
決し目的を達成するため、この発明の画像データの色変
換方法は、原画像中の色変換すべき部分を構成する特定
画素が有する画像データを抽出する工程と、上記特定画
素の変換後の画像データを設定する工程と、上記特定画
素の画像データとこの特定画素の変換後の画像データと
から色変換テーブルを作成する工程と、上記色変換テー
ブルにより、原画像を構成する全画素の画像データを変
換する工程とからなる。

【００１２】また、この発明の別の画像データの色変換
方法は、原画像中の色変換すべき部分を構成する特定画
素が有する画像データを抽出する工程と、上記特定画素
の画像データが、色度図上の特定領域に含まれるか否か
を判定する工程と、上記判定に基づいて、上記特定画素
の変換後の画像データを設定する工程と、上記特定画素
の画像データとこの特定画素の変換後の画像データとか
ら色変換テーブルを作成する工程と、上記色変換テーブ
ルにより、原画像を構成する全画素の画像データを変換
する工程とからなる。

【００１３】さらに、望ましくは、上記色変換テーブル
を作成する工程は、上記特定画素の画像データとこの特
定画素の変換後の画像データとから変換テーブル上の変
換指定点を定め、この変換指定点と、ハイライト点およ
びシャドー点とを結ぶ直線、あるいは曲線を求める工程
である。

【００１４】また、上記特定画素の画像信号レベルを抽
出する工程は、望ましくは、原画像中の複数の画素を抽
出し、これらの画素の画像信号レベルを基に、前記特定
画素の画像信号レベルを演算する工程である。

【００１５】このような手段を講じることにより、原画
を構成するすべての画素の画像信号レベルは、各色成分
毎に作成された色変換テーブルにより変換される。

【００１６】また、上記原画を構成する画素のうち、上
記特定画素の画像信号レベルに近い画像信号レベルを有
する画素は、特定画素の変換後の画像信号レベルに近い
値に変換され、逆に原画の画素の有する画像信号レベル
が上記特定画素の有する画像信号レベルから掛け離れて
いればいるほど、原画の画素の元の画像信号レベルに近
い値に変換されるというように、色変換による画像信号
レベルの変化の割合が変化する。

【００１７】

【実施例】以下、この発明の第１の実施例について図面
を参照して説明する。

【００１８】ここでは、この発明の色変換方法が好適に
用いられる例として、デジタル入力された人間の顔写真
の肌色部分が望ましい色であるかどうかを判断し、望ま
しくないと判断した時には、この肌色部分を望ましい肌
色に色変換する場合について説明する。このような場合
、画像中の肌色の部分については確実に所望の色に変換
され、また背景や衣服の色など肌色以外の部分について
は、あまり大きな色変化がない色変換が望まれる。

【００１９】このような色変換を行うため、この実施例
の装置は、大きく分けてコンピューターおよび画像の入
出力手段からなる画像処理部、処理画面表示用のＣＲＴ
からなる表示部、マウスコントローラーからなる操作部
などにより構成されている。また上記表示部には、オペ
レーターが画像部分の座標指定やコンピュータへの動作
指示をマウスコントローラーを用いて操作性良く行なう
ため、図１に示すような画面が用意されている。画面に
は、入力された顔写真を表示するための顔写真情報表示
部１と、変換すべき部分の変換後の色（目的色）となる
複数種類の色が表示される記憶色パレット２と、上記顔
写真情報表示部１より抽出された変換すべき部分の変換
前の色（変換指定色）を表示する変換指定色表示部３と
、上記記憶色パレットから選択した目的色を表示する目
的色表示部４と、操作メニューを表示するメニュー部５
とが設定されている。

【００２０】このような構成において、まず現画像中か
ら変換指定色を抽出する工程について説明する。

【００２１】ＣＣＤなどによって入力されたり、あるい
は記憶装置から読み出された原画となる顔写真情報は、
ＣＲＴ上の顔写真情報表示部１に表示される。オペレー
ターは上記顔写真情報表示部１に表示された顔写真から
、被写体の顔色を最も印象づける肌色部分、例えば被写
体の頬部分にあたる図１のＰ点部分を選択し、このＰ点
の画素が有する色を変換指定色とする。変換指定色の抽
出は、まずオペレーターがマウスコントローラーにより
画面上のカーソル１０をＰ点に移動して座標指定し、コ
ンピュータがこの座標の画素の画像信号レベルを読み込
むことによって行われる。また、この操作によって抽出
された変換指定色は、同時に変換指定色表示部３に表示
される。

【００２２】今、変換指定色、すなわち原画より抽出さ
れたＰ点の画素のＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画像信号レベ
ルが、 Ｒ（赤の信号の強さ）＝Ｒ０　 Ｇ（緑の信号の強さ）＝Ｇ０　 Ｂ（青の信号の強さ）＝Ｂ０　 であるとして説明を続けてゆく。なお、デジタル画像を
構成する画素の画像信号レベルのとり得る値は、０から
２２５までの値とし、画像信号レベル０が最高濃度を、
画像信号レベル２２５が最低濃度を表すものとする。

【００２３】次に、抽出された変換指定色の画像信号レ
ベルが、現状のままで良いか、あるいは肌色としてもっ
と望ましい色の画像信号レベルに変換すべきかどうかを
判定する工程について説明する。

【００２４】一般に人間は、肌色，空の色，れんがの色
など種々の物体の色に対するイメージを各自持っており
、これを記憶色という。記憶色は、通常、実物の色より
鮮やかさが高くなる傾向があるが、多数の人の好みの肌
色を色度図上に示すと、図２に示すような、楕円Ａ，Ｂ
の領域内にほぼ集中する。したがって、あらかじめコン
ピューターにこの楕円領域の座標データを記憶しておき
、抽出された画素の色が、色座標上でこの楕円領域内に
入るか入らないかを判定することで、原画より抽出され
た変換指定色が肌色として望ましい色か、あるいはそう
でないかをコンピューターが数値的に判定することがで
きる。なお図２において楕円Ａは５０％の人が肌色とし
て望ましいと判断する色領域、また楕円Ｂは９０％の人
が肌色として望ましいと判断する色領域である。

【００２５】上述したように、原画より抽出した変換指
定色の画素の各色成分の画像信号レベルが、（Ｒ０　，
Ｇ０　，Ｂ０　）の時、この画像信号レベルが色度図上
の楕円領域に含まれているかどうかを判定するため、コ
ンピューターはまず、（１）　式によりＲ０　，Ｇ０　
，Ｂ０　から中間値α，β，γを求める。次に、求めら
れたこの中間値α，β，γの値を（２）　式に代入すれ
ば、前記抽出した画素のｘｙ色度図上の座標（ｘ，ｙ）
が求められる。このｘ，ｙの座標値から変換指定色の画
像信号レベル（Ｒ０　，Ｇ０　，Ｂ０　）が前述した楕
円領域内に入っているかいないかが判断できる。

【００２６】

【数１】

【００２７】なお、上述した判定においては、抽出され
た変換指定色の画像信号レベルを一旦α，β，γという
中間値に置き換えるという繁雑な手順をふまなくてはな
くてはならないため、実際には次のような手順で判定を
行うのが有効である。

【００２８】すなわち、まずあらかじめ図２のｘｙ色度
図上の上述した楕円領域の座標値をＲ，Ｇ，Ｂの３色の
画像信号レベルで近似しておく。今、例えば、楕円領域
のＲＧＢ値による近似値が、 Ｒ＝１９５〜２１５ Ｇ＝１０５〜１２５ Ｂ＝　　５０〜　　７０ であったとすると、原画像から抽出した変換指定色の画
像信号レベル（Ｒ０，Ｇ０　，Ｂ０　）が、それぞれこ
のＲ＝１９５〜２１５，Ｇ＝１０５〜１２５，Ｂ＝５０
〜７０の範囲に入っていれば、抽出した変換指定色は望
ましい肌色であり、色変換の必要がないと判断でき、逆
にＲ０　，Ｇ０　，Ｂ０　のうち１色でもこの範囲内に
含まれないものがあれば、変換指定色が肌色として望ま
しくない色であり、色変換の必要があると判断できる。

【００２９】つまりあらかじめ楕円領域をＲ，Ｇ，Ｂの
値で定義しておけば、上述した中間値をその都度求める
必要がないので、抽出した変換指定色の画像信号レベル
をＲＧＢの値のまま比較することができ、特に多数の画
像の色変換処理を行なう場合に処理時間を短縮すること
ができる。

【００３０】上述した判定工程により、抽出した色が望
ましいと判断された場合は、色変換の必要はないが、望
ましくないと判定された場合、以下に説明する手順で色
変換を行ってゆく。

【００３１】まず、上述した変換指定色の変換後の色で
ある目的色を設定する工程について説明する。

【００３２】上記判定により、オペレーターが抽出した
変換指定色が、コンピューターにより望ましい色でない
と判定された場合、オペレーターは、図１のＰ点の色と
して、望ましい肌色を記憶色パレット２から選択する。 記憶色パレット２には、前述したように肌色として人が
望ましく感じる数種の色があらかじめ用意されており、
この中から抽出した画素の色変換後の色である目的色が
選択される。目的色選択のため、オペレーターは前記抽
出工程と同様にカーソル１０を記憶色パレット２の任意
の場所に移動し、座標指定する。座標が指定されると、
コンピューターは指定された座標の色を目的色表示部４
に表示するとともに、この目的色の画像信号レベルを読
み出す。ここではこの目的色の画像信号レベルをＲ（変
換後の赤の信号の強さ）＝Ｒ１　Ｇ（変換後の緑の信号
の強さ）＝Ｇ１　Ｂ（変換後の青の信号の強さ）＝Ｂ１
　とする。

【００３３】次に、以上のようにして得られた変換指定
色の画像信号レベル（Ｒ０　，Ｇ０　，Ｂ０　）、およ
び目的色の画像信号レベル（Ｒ１　，Ｇ１　，Ｂ１　）
に基づいて、色変換テーブル（以下ＬＵＴと略称する）
を作成し、このＬＵＴによって前述した図１の顔写真情
報表示部１に表示された原画像を構成するすべての画素
の画像信号レベルを変換する工程について説明する。

【００３４】なお、ＬＵＴはＲ，Ｇ，Ｂの各色毎にそれ
ぞれ作成され、色変換もＲ，Ｇ，Ｂの各色毎に独立して
行なわれるが、どの色についても同様にしてＬＵＴが作
成され、同様にして色変換が行われるため、以下、Ｒ（
赤）の場合についてのみ説明し、他のＧ（緑），Ｂ（青
）については説明を省略する。

【００３５】まず、ＬＵＴを作成する工程について図３
および図４を用いて説明する。

【００３６】変換指定色および目的色の画像信号レベル
が得られると、コンピューターは図３に示すようなテー
ブルを設定する。図３において、テーブルの横軸は入力
信号となる色変換前の原画の画素が有する画像信号レベ
ルＲｉｎであり、また、縦軸は出力信号となる色変換後
の画素が有する画像信号レベルＲｏｕｔ　　を示してい
る。なお、同図において、入力画像信号レベル０を出力
画像信号レベル０に対応させる点をＳ（シャドー）点、
入力画像信号レベル２２５を出力画像信号レベル２２５
に対応させる点をＨ（ハイライト）点と呼ぶ。

【００３７】次にコンピューターは、このテーブル上に
変換指定色のＲの画像信号レベルと目的色のＲの画像信
号レベルとで定まる変換指定点を設定する。先に述べた
ように、この実施例における変換指定色のＲの画像信号
レベルはＲ０であり、目的色のＲの画像信号レベルはＲ
１　である。したがって変換指定点は図４に示すＱ点（
Ｒ０　，Ｒ１　）にプロットされる。

【００３８】このようにして変換指定点が定まると、次
にコンピューターは、この変換指定点Ｑと、上述したＳ
点およびＨ点を結ぶ直線を設定する。この結果、ＬＵＴ
上には、図４に示すように上述したＳ点、Ｑ点、および
Ｈ点を結ぶ折れ線が設定され、これでＬＵＴの作成が完
了する。

【００３９】次に、このようにして作成されたＬＵＴに
よる、原画の画素の画像信号レベルの変換について説明
する。

【００４０】ＬＵＴの作成が終了すると、コンピュータ
ーは、原画像を構成する画素を順次読みだし、ＬＵＴに
照らし合わせてその画素の画像信号レベルを変換する。 例えば、図４に示したＬＵＴにおいて、入力画像信号レ
ベルＸが ０≦Ｘ≦Ｒ０　 の範囲であるとき、出力画像信号レベルＹはＹ＝Ｘ×Ｒ
１　／Ｒ０　 となる。また、入力画像信号レベルＸがＲ０　＜Ｘ≦２
２５ の範囲のときの出力画像信号レベルＹは　　　　　　Ｙ
＝（Ｘ−Ｒ０　）×（２２５−Ｒ１　）／（２２５−Ｒ
０　）＋Ｒ１　 となる。なお、ここでＲ０　およびＲ１　は、それぞれ
変換指定色および目的色のＲの画像信号レベルである。

【００４１】先に述べたように、他のＧ，Ｂについても
同様にＬＵＴが作成され、同様に画像信号レベルの変換
が行われる。

【００４２】このようにして色変換が終わった画素は、
変換後の画像を記憶するために別途設けられているメモ
リ上の元のアドレスと同じアドレスに順次記憶される。 そして、以上の動作が、すべての画素が変換されるまで
続けられ、原画像の色変換が終了する。

【００４３】次に、上述した図４のＬＵＴによる色変換
の効果について説明する。

【００４４】この色変換において、まず変換指定色の画
像信号レベルはＲ０は、確実に目的色の画像信号レベル
Ｒ１　に変換される。すなわち、原画像中の変換指定色
部分は確実に目的色に変換されたことになる。また、図
４に示すように、変換指定色の画像信号レベルＲ０　に
近い画像信号レベルＲ２　を持つ画素は、変換前の画像
信号レベルＲ２　と目的色の画像信号レベルＲ１　との
中間の画像信号レベルＲ３　に変換される。すなわち、
どの程度目的色に近い色に変換されるかは、変換前の色
がどの程度変換指定色に近いかに依存していることにな
り、このことによって元の顔写真情報が持っているグラ
デーションの滑らかな感じを損ねることがなく色変換す
ることができる。さらに、同図から明らかなように画質
にとって重要な要素である最高濃度部分（Ｓ点）と最低
濃度部分（Ｈ点）の濃度は、この変換によってほとんど
変化しておらず、画質の劣化を防止することができる。 また、この実施例の色変換方法によれば、原画像中の特
定箇所の構成画素の画像信号レベルとあらかじめ用意さ
れた目的色の画像信号レベルとを抽出するという簡単な
操作で適確な色変換が可能であり、従来の色変換方法に
おける複雑なパラメータの設定工程がないという利点が
ある。さらに、この実施例の色変換方法によれば、前述
したホワイトバランスをとる方法などのように撮影時の
照明の影響などの問題もない。

【００４５】なお、上述した変換特性線は、Ｈ点，Ｓ点
および変換指定点の上を通過しなくても上述した変換効
果を奏するこの３点の近傍の点を通る線であればよい。 また、上述した実施例では、原画より抽出した変換指定
色が肌色として望ましい色かどうかを判定する工程を設
けたが、このような判定は必ずしも必要ではなく、すべ
ての画像について色変換を行うものとしても良い。さら
に、上記実施例は、ＲＧＢ３色について独立に濃度変換
をすることによってフルカラー画像の色変換を行ったも
のであるが、同様に単色の階調画像の濃度変換も行える
ことはいうまでもない。

【００４６】また、上述した第１の実施例では、コンピ
ューターに人が顔色として望ましく思う肌色の領域が記
憶されている場合を例に述べてきたが、この発明は顔色
の変換に限られるものではなく、例えば、林檎の赤や夕
焼けの赤として人が望ましいと感じる色を記憶色として
コンピューターに記憶しておき、入力された画像の色を
この記憶色に変換するなど、種々変更して適用可能であ
る。

【００４７】さらに、上記の実施例では、目的色は記憶
色パレット２に複数色用意されており、オペレーターが
この中から１色を選ぶものとしたが、目的色はあらかじ
め一定の色に決められており、この一定色の画像信号レ
ベルがメモリなどの記憶手段に記憶されていて、上記目
的色を設定する工程は、このあらかじめ記憶されている
値をコンピューターが自動的に読み出す工程であるとし
ても良い。

【００４８】次にこの発明の画像データの色変換方法の
第２の実施例について図５を用いて説明する。

【００４９】この第２の実施例が前述した第１の実施例
と異なるのは、ＬＵＴ上のＳ点，Ｑ点，Ｈ点を直線では
なく、図５に示すように、Ｙ／２２５＝（Ｘ／２２５）
Ｎ　（Ｎは実数）なる曲線Ｗで結んだ点であり、その他
ＬＵＴの作成工程や、このＬＵＴを用いての色変換工程
などはすべて第１の実施例と同様であるので、詳細な説
明は省略する。

【００５０】このように構成したことによりこの実施例
では、前述した第１の実施例の効果に加えて、色変換の
際、さらに原画の画素の有するグラデーションの滑らか
さを維持することができるという効果を生じる。

【００５１】また次に、この発明の画像データの色変換
方法の第３の実施例について図６を用いて説明する。

【００５２】この第３の実施例が前述した第１の実施例
と異なるのは、前述した変換指定色の抽出工程および目
的色の設定工程を２回ずつ行うと共に、これによって得
られた２つの変換指定点Ｑ１　，Ｑ２　を図６に示すよ
うに同一のＬＵＴ上に設定し、さらにこのＳ点とＱ１　
、Ｑ１　とＱ２　、Ｑ２　とＨ点をそれぞれ直線で結ん
でＬＵＴを作成した点であり、その他、このＬＵＴを用
いての原画の色変換を行なう工程は前述した第１の実施
例と同様であるので、詳細な説明は省略する。

【００５３】このように構成したことによりこの実施例
では、原画像中の２色の変換指定色を確実に目的色に変
換することができ、また変換指定色以外の色についても
前述した第１の実施例同様、原画の画素の有するグラデ
ーションの滑らかさを維持することができるという効果
を生じる。

【００５４】

【発明の効果】　　以上説明したように、この発明によ
れば、原画像より抽出した特定画素の画像信号レベルお
よびこの特定画素の変換後の画像信号レベルのみに基づ
いてＬＵＴを作成するという簡単な操作により、照明の
当て方などの影響もなく、特定画素の画像信号レベルを
確実に所望の画像信号レベルに変換することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　ＣＲＴ上に表示される画面を示す図。

【図２】　　色度図上の肌色の記憶色の領域を示す図。

【図３】　　本発明のＬＵＴの概要を説明するための説
明図。

【図４】　　この発明の第１実施例のＬＵＴを示す図。

【図５】　　この発明の第２実施例のＬＵＴを示す図。

【図６】　　この発明の第３実施例のＬＵＴを示す図。

【符号の説明】

１…顔写真情報表示部 ２…記憶色パレット ３…変換指定色表示部 ４…目的色表示部 ５…メニュー部 １０…カーソル

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　原画像中の色変換すべき部分を構成す
   る特定画素が有する画像データを抽出する工程と、上記
   特定画素の変換後の画像データを設定する工程と、上記
   特定画素の画像データとこの特定画素の変換後の画像デ
   ータとから色変換テーブルを作成する工程と、上記色変
   換テーブルにより、原画像を構成する全画素の画像デー
   タを変換する工程と、からなることを特徴とする画像デ
   ータの色変換方法。
2. 【請求項２】　　原画像中の色変換すべき部分を構成す
   る特定画素が有する画像データを抽出する工程と、上記
   特定画素の画像データが、色度図上の特定領域内に含ま
   れるか否かを判定する工程と、上記判定に基づいて、上
   記特定画素の変換後の画像データを設定する工程と、上
   記特定画素の画像データとこの特定画素の変換後の画像
   データとから色変換テーブルを作成する工程と、上記色
   変換テーブルにより、原画像を構成する全画素の画像デ
   ータを変換する工程と、からなることを特徴とする画像
   データの色変換方法。
3. 【請求項３】　　上記色変換テーブルを作成する工程は
   、上記特定画素の画像データとこの特定画素の変換後の
   画像データとから変換テーブル上の変換指定点を定め、
   この変換指定点と、ハイライト点およびシャドー点とを
   結ぶ２直線を定める工程であることを特徴とする請求項
   １または２のいずれかに記載の画像データの色変換方法
   。
4. 【請求項４】　　上記色変換テーブルを作成する工程は
   、上記特定画素の画像データとこの特定画素の変換後の
   画像データとから変換テーブル上の変換指定点を定め、
   この変換指定点と、ハイライト点およびシャドー点とを
   結ぶ曲線を求める工程であることを特徴とする請求項１
   または２のいずれかに記載の画像データの色変換方法。