JPH06245071A - 画像の明暗補正方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 明暗の補正量が局所的に大きく変動すること
による画像の不自然さを排除しながら、画像の明度変化
にきめ細かく対応することができる画像の明暗補正方法
の提供。 【構成】 原稿画像が画像読み取り装置で読み込まれ、
原稿画像は格子状に配列された画素に分割され、各画素
は、整数座標で位置が示され、各画素に対して明暗情報
が出力され、原画像を構成する。次に、原画像を覆うよ
うに複数のブロックを配置するブロック配置工程が実行
され、その後、それぞれに対応した明度変換曲線が設定
される。各ブロックの中心座標を代表点として、各補正
対象画素に対して、これを取り囲む代表点との間の相対
的な位置関係を演算して、各代表点に重み付けし、この
重みに基づいて各代表点の代表するブロックに設定され
ている明度変換曲線による補正対象画素の明度変換値を
加重平均し、当該補正対象画素の明度変換値が算出され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、画像の明暗補正方法
に関し、特に、原稿画像から印刷物を作成したり、ある
いは、画像資料を画像データベースに登録する際に用い
られる画像の明暗補正方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スキャナなどの画像読み取り装置で写真
などの原稿画像を読み取り、デジタル化した画像情報か
ら印刷物を作成する場合や、画像資料を画像データベー
スに登録する場合などには、画像情報の明暗の補正が必
要に応じて行われている。このような明暗の補正では、
仕上がり画像上での被写体の明暗が非常に重要になる。
そのため、従来のこの種の補正方法では、画像上の被写
体の位置や、被写体の明度の範囲を特定し、この特定さ
れた位置や範囲内で被写体の明度が適正になるような明
度変換曲線を設定し、この明度変換曲線に基づいて画像
情報の画素単位に明暗を補正していた。

【０００３】このような従来の明暗補正方法には、以下
に説明する技術的課題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した従
来の明暗補正方法では、被写体領域のコントラストを高
くすると、被写体領域以外の部分のコントラストが低く
なって、不自然な画像になる場合が多かった。このよう
な問題に対して、画像を覆うようなブロック配置によ
り、ブロック毎に明度変換曲線を設定し、そのブロック
単位に設定されている変換曲線に基づいて補正する方法
が考えられ、このような補正方法によれば、被写体以外
の部分も適正な明暗補正が行われることになる。

【０００５】ところが、単にブロック毎に明度変換曲線
を設定する補正方法では、ブロックの境界線が目立ち、
ブロック毎の画像をはめ込んだような画像になるという
問題が生じる。また、日に照らされた建物とその陰の境
目などの急激な明暗の変化に対応するためには、ブロッ
クの大きさをできるだけ小さくする事が望ましいが、そ
うすると、明るい壁の前の植栽などの、周りと大きく明
度の異なる孤立した領域がブロックに含まれた場合、そ
のブロックの明暗補正結果が周りのブロックの明暗補正
結果から遊離してしまうという問題も生じる。

【０００６】本発明は、以上のような問題点に鑑みてな
されたものであり、その目的とするところは、明暗補正
後の画像が不自然にならないようにしながら、画像の各
領域のコントラストを高められる明暗補正手段を提供す
る事にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、デジタル化し
た画像の明暗情報の補正方法であって、画像を覆うよう
に複数のブロックを配置するブロック配置工程と、前記
配置された各ブロックの中心を代表点とし、各ブロック
にそれぞれ対応した明度補正用の変換曲線を設定する明
度変換曲線設定工程と、画像を構成する画素の明暗情報
を補正する際に、補正対象画素とこれを取り囲む前記代
表点との間の相対的な位置関係から重み付けし、この重
みに基づいて前記変換曲線から当該補正対象画素の明度
変換値を算出する明度補正工程とを有すること特徴とす
る。

【０００８】前記ブロック配置工程では、画像を複数の
ブロックで覆う際に、隣り合うブロックが相互にオーバ
ーラップするように設定することができる。

【０００９】

【作用】請求項１の方法によれば、まず、補正対象画素
とこれを取り囲むブロックの代表点との間の相対的な位
置関係から、それら代表点に重み付けを行う。次に各代
表点の代表するブロックに設定された明度変換曲線によ
る変換値に、代表点の重みを掛けた加重平均を、当該補
正対象画素の最終の明度変換値とする。そのため、ブロ
ック間の境界部分での明度補正値が急激に変わることが
なくなる。

【００１０】また、請求項２の方法によれば、隣り合う
ブロックをオーバーラップさせる事により、ブロックの
大きさを小さくせずに、ブロックの中心点である代表点
の間隔をせばめる事ができる。それにより、画像上の小
さな部分の大きな濃度変化に影響されずに、画像上の位
置による明暗の変化にきめ細かく対応する事が可能とな
る。

【００１１】

【実施例】以下本発明の好適な実施例について添附図面
を参照して説明する。図１から図６は、本発明にかかる
画像の明暗補正方法の第１実施例を示している。図１は
明暗補正処理全体を説明するためのブロック図である。
まず、写真などの原稿画像がイメージスキャナなどの画
像読み取り装置で読み込まれ、画像読み取り装置から
は、例えば、原稿画像が格子状に配列された画素に分割
され、各画素に対してそれぞれデジタル化された明暗情
報が出力される。各画素は、図２に示すように、整数座
標（ｉ，ｊ）でその位置が示され（以下、一般式とし
て、座標（ｉ，ｊ）の画素をａ_{i ,j}と表示し、そのデジ
タル化された明暗情報をｐ_{i ,j}と表示する）、各画素ａ
_{i ,j}の明暗情報ｐ_{i ,j}により、原画像１０を構成する。

【００１２】このようにしてデジタル化された明暗情報
ｐ_{i ,j}は、その後必要に応じて補正が加えられるが、こ
の補正方法において、本実施例では、以下に説明する点
に特徴がある。すなわち、明暗情報ｐ_{i ,j}を補正する前
に、まず、原画像１０の画像を覆うように複数のブロッ
クを配置するブロック配置工程が実行される。このブロ
ック配置工程における画像の上下および横方向のブロッ
ク配置数は、事前に定めた定数としてもよく、あるい
は、画像が大きいほどブロックの数が多くなるように可
変数としてもよい。ただし、画像上の小さな部分の大き
な濃度変化に影響されないようにするため、ブロックの
サイズがあまり小さくならないようにする。例えば、上
下および横方向のブロック配置数を２ないし３とすれば
よい。各ブロックの大きさを等しくすることが原則であ
るが、原画像１０の上下および横方向の画素数がブロッ
クの上下および横方向の配置数で割り切れない場合に
は、大きさの異なるブロックが混在してもよい。この実
施例では、図３に示すように画像全体の１／４ずつの画
素が各ブロックに含まれるようにＡ〜Ｄの４ブロックが
配置される。

【００１３】次に、配置された各ブロックＡ〜Ｄに対し
て、それぞれに対応した明度変換曲線を設定する明度変
換曲線設定工程が実行される。この場合の明度変換曲線
は、ブロックＡ〜Ｄに含まれている各画素の明度を変換
した際に、明度の分布が広がって全体のコントラストが
改善されるような曲線に設定する。明度変換曲線の設定
は、例えば、各ブロックＡ〜Ｄの明度分布パターンと、
複数の標準分布パターンとを照合して自動的に明度変換
曲線を設定する方法（その詳細は特開昭５８−５７４４
号公報に開示されている）が採用される。

【００１４】図４には、このようにして得られる明度変
換曲線の例を示している。同図において、（Ａ）は全体
が明るいブロックに対して設定される明度変換曲線の例
であり、（Ｂ）は全体が暗いブロックに対して設定され
る明度変換曲線の例である。次いで、画像全体の各画素
の明暗情報ｐ_{i ,j}に対して、明度の補正工程が実行され
る。この補正工程では、補正対象画素とこれを取り囲む
代表点Ａ₀,Ｂ₀,Ｃ₀,Ｄ₀ との間の相対的な位置関係を演
算して、各代表点に重み付けし、この重みに基づいて各
代表点Ａ₀,Ｂ₀,Ｃ₀,Ｄ₀ の代表するブロックに割りつけ
られている明度変換曲線から、当該補正対象画素の明度
変換値ｑ_{i ,j}が算出される。

【００１５】図５に重み付けを演算する際の一般的な状
態を示している。同図においてはｘ，ｙは、代表点Ａ₀
とＢ₀ との間、および代表点Ａ₀ とＣ₀ との間の距離を
それぞれ１としたときの代表点Ａ₀ と画素ａ_{i ,j}との間
の横方向および上下方向の距離である。補正対象画素ａ
_{i ,j}に対する各代表点Ａ₀,Ｂ₀,Ｃ₀,Ｄ₀ の重みは、以下
の式により求められる。

【００１６】 代表点Ａ₀ の重み＝Ｗ₁ ＝（１−ｘ）（１−ｙ） 代表点Ｂ₀ の重み＝Ｗ₂ ＝ｘ（１−ｙ） 代表点Ｃ₀ の重み＝Ｗ₃ ＝（１−ｘ）ｙ 代表点Ｄ₀ の重み＝Ｗ₄ ＝ｘｙ 代表点Ａ₀,Ｂ₀,Ｃ₀,Ｄ₀ の代表するブロックに割り当て
られている明度変換曲線で明暗情報ｐ_{i ,j}を変換した値
をそれぞれＱ₁,Ｑ₂,Ｑ₃,Ｑ₄ とすると、求める変換ｑ
_{i ,j}は

【００１７】 全代表点の外側に位置する画素については、例えば、図
６に示すように原画像１０の外側に仮想ブロックとその
中心点である代表点を配置する。そして、各仮想ブロッ
クに最も近いブロックに設定されている明度変換曲線
を、その仮想ブロックに割り当てることにより、上記と
同一の計算式によって明度変換値を求める事ができる。

【００１８】そして、上記のような方法で全ての画素ａ
_{i ,j}の明度変換値ｑ_{i ,j}が演算されると、明暗情報の補
正が完了する。さて、以上のような工程で実行される画
像の補正方法によれば、補正対象画素ａ_{i ,j}の明度変換
値ｑ_{i ,j}は、当該補正対象画素とこれを取り囲むブロッ
クＡ〜Ｄの代表点Ａ₀ 〜Ｄ₀ との間の相対的な位置関係
を演算して各代表点に重み付けし、ブロック毎に設定さ
れる変換曲線から求めた変換値にこれらの重みを掛けた
加重平均により算出されるので、ブロック間の境界部分
での明度補正量が極端に変わることがなくなり、これに
より、ブロックの境界部分での画像の不自然さが回避で
きる。

【００１９】図７，８は、本発明にかかる画像の補正方
法の第２実施例を示しており、以下にその特徴点につい
てのみ説明する。同図に示す補正方法では、第１実施例
と同様に原画像１０の画像範囲を覆うように複数のブロ
ックを配置するが、このときに、ブロックが相互にオー
バーラップするように設定する。図７に示す配置状態で
は、原画像１０に対して、９個のブロックＡ〜Ｉを設定
し、左右あるいは上下で隣合うブロック間でブロックの
１／２ずつの画素が共有されるようになっており、この
ように設定すると、斜め方向に隣合ったブロック間で
は、ブロックの１／４の大きさがそれぞれ共有されるよ
うになる。図８に左右あるいは上下および斜め方向に隣
合ったブロックの例を示す。

【００２０】次に、配置された各ブロックＡ〜Ｉに対し
て、それぞれに対応した明度変換曲線を設定する明度変
換曲線設定工程が第１実施例と同じ方法により実行され
る。次いで、画像全体の各画素の明暗情報ｐ_{i ,j}に対し
て、明度の補正工程が第１実施例と同じ方法により実行
される。以上のような補正方法によっても上記第１実施
例と同じ作用効果が得られるとともに、この第２実施例
の方法では、ブロックの中心点である代表点の間隔をせ
ばめる事ができるため、より一層きめの細かい明度変換
が可能になる。

【００２１】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる画像の明度補正方法によれば、画像を覆
うように複数のブロックを配置することにより明暗補正
をブロック毎に最適に行うことができる。しかも明暗補
正量が局所的に大きく変動することによる画像の不自然
さがなくなるとともに、画像の明度の変化にきめ細かく
対応することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる画像の補正方法の第１実施例の
工程を示した説明図である。

【図２】上記第１実施例の画像の画素配列を示す説明図
である。

【図３】上記第１実施例におけるブロック配置と代表点
の配置の例を示す説明図である。

【図４】上記第１実施例で設定される明度変換曲線の例
を示す説明図である。

【図５】上記第１実施例における代表点と画素との関係
を示す説明図である。

【図６】上記第１実施例における仮想ブロックの配置を
示す説明図である。

【図７】本発明にかかる画像の補正方法の第２実施例に
おけるブロック配置方法を示した説明図である。

【図８】図７に示した実施例におけるブロックの重なり
状態の説明図である。

【符号の説明】

１０ 原画像 ａ_{i ,j} 画素

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 デジタル化した画像の画像領域を覆うよ
   うに複数のブロックを配置するブロック配置工程と、 前記配置された各ブロックの中心を代表点とし、各ブロ
   ックにそれぞれ対応した補正用の明度変換曲線設定工程
   と、 画像を構成する画素の各々について、当該画素の周囲の
   代表点の重み付けを相対的な位置関係から演算し、この
   重みに基づいて前記変換曲線から当該画素の明度変換値
   を算出する明度補正工程とを有することを特徴とする画
   像の明暗補正方法。
2. 【請求項２】 前記ブロック配置工程では、画像を覆う
   ように複数のブロックを配置する際に、隣り合うブロッ
   クが相互にオーバーラップするように設定することを特
   徴とする請求項１記載の画像の明暗補正方法。