JPH0666883B2 - ディジタル・カラー画像を処理する方法 - Google Patents
ディジタル・カラー画像を処理する方法Info
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- JPH0666883B2 JPH0666883B2 JP61502276A JP50227686A JPH0666883B2 JP H0666883 B2 JPH0666883 B2 JP H0666883B2 JP 61502276 A JP61502276 A JP 61502276A JP 50227686 A JP50227686 A JP 50227686A JP H0666883 B2 JPH0666883 B2 JP H0666883B2
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- H04N1/6094—Colour correction or control depending on characteristics of the input medium, e.g. film type, newspaper
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- Color Image Communication Systems (AREA)
- Image Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は写真フィルムから得られたディジタル・カラ
ー画像を処理する方法に、更に詳しくは、画像の情報部
分から選択された色値の標本を正規化することによって
発生された複数の色再現関数を使用し、これをディジタ
ル・カラー画像に適用して処理済みディジタル・カラー
画像を生成するようにする、その種の方法に関係してい
る。
ー画像を処理する方法に、更に詳しくは、画像の情報部
分から選択された色値の標本を正規化することによって
発生された複数の色再現関数を使用し、これをディジタ
ル・カラー画像に適用して処理済みディジタル・カラー
画像を生成するようにする、その種の方法に関係してい
る。
ディジタル画像の情報部分からの色調値の確率標本を正
規化して色調再現関数を生成するようにするディジタル
画像処理方法が提案されている。色調再現関数はその場
合ディジタル画像に適用されて処理済みディジタル画像
が生成される。この手順は最初にオフチンニコフ外によ
る「写真製版再現法におけるプログラミングの新しい方
法」と題する次の論文において提案された。“A New Ap
proach to Programmin in Photomechanical Reproduct
ion"by Yu.Ovchinnikov et al.12th IARIGAI Conferenc
e Proceedings,Versailles,France,Editon W.Banks,IPC
Science and Technology Press,Guildford,England,19
74,pages 160−163。この方法の成功は画像から色調値
の真に確率的な標本を選ぶことに強く依存していること
が発見された。ある採択された統計的性質を有する、画
像に依存する「浮動（floating）」コントラスト区間か
ら色調値を選択することによる標本化の偶然性の改善は
特表昭62−500754号（米国特許第4,654,722号）に開示
されている。画像の総合コントラストが画像の色調値の
標準偏差の関数として調整され且つ色調再現関数が標本
正規変量を用いて表現されている、更なる改善は特表昭
62−500757号（米国特許第4,731,671号）に開示されて
いる。
規化して色調再現関数を生成するようにするディジタル
画像処理方法が提案されている。色調再現関数はその場
合ディジタル画像に適用されて処理済みディジタル画像
が生成される。この手順は最初にオフチンニコフ外によ
る「写真製版再現法におけるプログラミングの新しい方
法」と題する次の論文において提案された。“A New Ap
proach to Programmin in Photomechanical Reproduct
ion"by Yu.Ovchinnikov et al.12th IARIGAI Conferenc
e Proceedings,Versailles,France,Editon W.Banks,IPC
Science and Technology Press,Guildford,England,19
74,pages 160−163。この方法の成功は画像から色調値
の真に確率的な標本を選ぶことに強く依存していること
が発見された。ある採択された統計的性質を有する、画
像に依存する「浮動（floating）」コントラスト区間か
ら色調値を選択することによる標本化の偶然性の改善は
特表昭62−500754号（米国特許第4,654,722号）に開示
されている。画像の総合コントラストが画像の色調値の
標準偏差の関数として調整され且つ色調再現関数が標本
正規変量を用いて表現されている、更なる改善は特表昭
62−500757号（米国特許第4,731,671号）に開示されて
いる。
色調スケールとカラーバランスの双方を調整してディジ
タル・カラー画像を処理する方法の拡張は、特表昭62−
500753号（米国特許第4,729,016号）に開示されてい
る。
タル・カラー画像を処理する方法の拡張は、特表昭62−
500753号（米国特許第4,729,016号）に開示されてい
る。
ディジタル・カラー画像への拡張において、画像の情報
部分から選択された色値のそれぞれの標本を正規化する
ことによってディジタル画像において複数の色成分（例
えば、赤、緑及び青）のそれぞれに対して色再現関数が
生成される。このようにして生成された色再現関数は次
にディジタル・カラー画像のそれぞれの色成分に適用さ
れて処理済みディジタル・カラー画像が生成される。出
力装置は、色再現関数における標準正規変量の等しい値
を有する色値の組合せが中性（灰色）色を生成するよう
に校正される。
部分から選択された色値のそれぞれの標本を正規化する
ことによってディジタル画像において複数の色成分（例
えば、赤、緑及び青）のそれぞれに対して色再現関数が
生成される。このようにして生成された色再現関数は次
にディジタル・カラー画像のそれぞれの色成分に適用さ
れて処理済みディジタル・カラー画像が生成される。出
力装置は、色再現関数における標準正規変量の等しい値
を有する色値の組合せが中性（灰色）色を生成するよう
に校正される。
この方法は一般に処理済みカラー画像の感覚的印象にお
ける美的改善を生じる。しかし、ディジタル・カラー画
像が大面積の緑の草原又は青空ノイズのような高度に飽
和したテクスチャ（きめ）を含むカラー写真フィルム画
像から得られた場合には、正規化のために色値の標本を
生成するための標本化手順の偶然性が影響を受けて、そ
のために色再現関数がひずみ、処理済み画像における色
偏移が生じる。
ける美的改善を生じる。しかし、ディジタル・カラー画
像が大面積の緑の草原又は青空ノイズのような高度に飽
和したテクスチャ（きめ）を含むカラー写真フィルム画
像から得られた場合には、正規化のために色値の標本を
生成するための標本化手順の偶然性が影響を受けて、そ
のために色再現関数がひずみ、処理済み画像における色
偏移が生じる。
ディジタル・カラー画像処理方法における更なる改善が
望ましいことはそのような処理済み画像の説明から明ら
かである。
望ましいことはそのような処理済み画像の説明から明ら
かである。
緑の草原及び青空ノイズのような高度に飽和したテクス
チャの領域を持った処理済み画像の感覚的印象が改善さ
れるような、前述の形式の改良式ディジタル・カラー画
像処理方法を提供する。
チャの領域を持った処理済み画像の感覚的印象が改善さ
れるような、前述の形式の改良式ディジタル・カラー画
像処理方法を提供する。
この発明は、写真フィルムの応答の先験的知識に従って
各色再現関数間の形状及び関係を制約することによって
達成される。
各色再現関数間の形状及び関係を制約することによって
達成される。
この発明の一態様によれば、色再現関数の形状は原画画
像を生成するために使用されるカラー写真フィルムのＤ
−logH曲線に適合して制約される。この発明の別の態様
によれば、各色再現関数間の関係は、原画写真画像を露
光させるのに使用されたイルミナントが黒体放射器であ
ったという仮定に従って更に制約される。これら二つの
制約は色再現関数が発生された後これに調整を施すため
に使用される。
像を生成するために使用されるカラー写真フィルムのＤ
−logH曲線に適合して制約される。この発明の別の態様
によれば、各色再現関数間の関係は、原画写真画像を露
光させるのに使用されたイルミナントが黒体放射器であ
ったという仮定に従って更に制約される。これら二つの
制約は色再現関数が発生された後これに調整を施すため
に使用される。
第２図は色再現関数が発生される様子を示した図表であ
る。図表の左上象限は画像の情報部分から取られた色値
（写真濃度）の標本の、Ａの符号を付されたヒストグラ
ムを示している。この標本は出現の相対度数に対してプ
ロットされている。図表の右下象限は標準正規変量Ｚに
対する相対出現度数を示した正規（ガウス）分布の、Ｂ
の符号を付されたヒストグラムを示している。標準変量
Ｚはガウス分布の標準正規偏差の単位における測度であ
る。右上象限には色値の測定標本の分布を正規分布に変
換する、Ｃの符号を付された関数が示されている。この
関数は測定された分布における任意の色値をＺの値に関
係づけている。Ｚ値は標準偏差の数を表す無次元の量で
ある。ディジタル画像を処理するために、ディジタル・
カラー画像における測定色値は色再現関数を用いてＺ値
に変換される。結果として生じる無次元の量は、処理済
み画像のコントラストを決定するためにＺ値に定数を乗
算することによって、及び処理済み画像のカラーバラン
スを調整するためにそれぞれの色におけるＺ値に定数を
加算することによって、次元を与えられる。加法の定数
は三色すべてにおける等しいＺ値が中性（灰色）色を生
成するように選ばれる。
る。図表の左上象限は画像の情報部分から取られた色値
（写真濃度）の標本の、Ａの符号を付されたヒストグラ
ムを示している。この標本は出現の相対度数に対してプ
ロットされている。図表の右下象限は標準正規変量Ｚに
対する相対出現度数を示した正規（ガウス）分布の、Ｂ
の符号を付されたヒストグラムを示している。標準変量
Ｚはガウス分布の標準正規偏差の単位における測度であ
る。右上象限には色値の測定標本の分布を正規分布に変
換する、Ｃの符号を付された関数が示されている。この
関数は測定された分布における任意の色値をＺの値に関
係づけている。Ｚ値は標準偏差の数を表す無次元の量で
ある。ディジタル画像を処理するために、ディジタル・
カラー画像における測定色値は色再現関数を用いてＺ値
に変換される。結果として生じる無次元の量は、処理済
み画像のコントラストを決定するためにＺ値に定数を乗
算することによって、及び処理済み画像のカラーバラン
スを調整するためにそれぞれの色におけるＺ値に定数を
加算することによって、次元を与えられる。加法の定数
は三色すべてにおける等しいＺ値が中性（灰色）色を生
成するように選ばれる。
色再現関数を発生するために使用された色値の標本が真
に確率的でなかった場合には、色再現関数の形状及び関
係がひずめられて、処理済み画像には好ましくない色偏
移が生じることになる。
に確率的でなかった場合には、色再現関数の形状及び関
係がひずめられて、処理済み画像には好ましくない色偏
移が生じることになる。
カラー写真に関係した現象を支配する物理的法則は各色
再現関数における可能な形状及び相互関係にある種の制
約を課する。発明者は、これらの制約を色再現関数に適
用して、非確率標本化により誘発されたひずみを減小さ
せ、これにより、処理済みディジタル画像の感覚的印象
を改善することができることを発見した。
再現関数における可能な形状及び相互関係にある種の制
約を課する。発明者は、これらの制約を色再現関数に適
用して、非確率標本化により誘発されたひずみを減小さ
せ、これにより、処理済みディジタル画像の感覚的印象
を改善することができることを発見した。
一つの制約は、赤、緑及び青の色再現関数がカラー写真
フィルムの対応するＤ−logH曲線と一致していることを
必要とする。例えば、フィルムのＤ−logH曲線が直線で
近似される場合には、色再現関数も又赤、緑及び青の色
再現関数の間に線形の関係を有すべきである。
フィルムの対応するＤ−logH曲線と一致していることを
必要とする。例えば、フィルムのＤ−logH曲線が直線で
近似される場合には、色再現関数も又赤、緑及び青の色
再現関数の間に線形の関係を有すべきである。
別の制約は、普通に使用されるカラー写真用光源が種々
の色温度における黒体放射器によって近似され得るとい
う観察に基づいている。これは各色再現関数間の関係に
おけるある種の制限を意味している。
の色温度における黒体放射器によって近似され得るとい
う観察に基づいている。これは各色再現関数間の関係に
おけるある種の制限を意味している。
前述の制約について以下にそれぞれ説明する。
Ｄ−logH制約 カラー陰画（ネガ）フィルムのＤ−logH曲線は通常、ベ
ース・プラス・フォグ濃度より上では大きい直線部分を
持っている。第３図は赤、緑及び青の状態Ｍ濃度におけ
るコダック（Kodak）VR200フィルムに関する例を示して
いる。Ｄ−logH曲線は直線で近似させることができる
が、誤差は大抵曲線の最下端領域で発生し、この領域で
は色は人間の観察者によって容易に知覚されない。それ
ゆえ、Ｄ−logH曲線を Dr＝Ar＊logHr＋Br （１） Dg＝Ag＊logHg＋Bg （２） Db＝Ab＊logHb＋Bb （３） によって近似させる。ここで、Dr、Dg、Db、Hr、Hg及び
Hbはそれぞれ赤、緑及び青の濃度及び露光値であり、A
r、Ag、及びAbはＤ−logH曲線の傾斜であり、且つBr、B
g及びBbは切片ある。
ース・プラス・フォグ濃度より上では大きい直線部分を
持っている。第３図は赤、緑及び青の状態Ｍ濃度におけ
るコダック（Kodak）VR200フィルムに関する例を示して
いる。Ｄ−logH曲線は直線で近似させることができる
が、誤差は大抵曲線の最下端領域で発生し、この領域で
は色は人間の観察者によって容易に知覚されない。それ
ゆえ、Ｄ−logH曲線を Dr＝Ar＊logHr＋Br （１） Dg＝Ag＊logHg＋Bg （２） Db＝Ab＊logHb＋Bb （３） によって近似させる。ここで、Dr、Dg、Db、Hr、Hg及び
Hbはそれぞれ赤、緑及び青の濃度及び露光値であり、A
r、Ag、及びAbはＤ−logH曲線の傾斜であり、且つBr、B
g及びBbは切片ある。
所与のイルミナント（Hr、Hg、Hb）に対して、定数 Ａ＝log Hg−log Hr （４） Ｃ＝log Hb−log Hr （５） Sgr＝Ag／Ar （６） Sbr＝Ab／Ar、及び （７） Igr＝Ag＊Ａ＋Bg−Ag＊Br／Ar （８） Ibr＝Ab＊Ｃ＋Bb−Ab＊Br／Ar （９） を定義し、次に次式から Dg＝Sgr＊Dr＋Igr （10） Db＝Sbr＊Dr＋Ibr （11） 所与のフィルム種類に対しては、Igr及びIbrは場面イル
ミナントによって一意的に決定される。式（10）及び
（11）は、中性表面の赤、緑及び青の濃度が所与のイル
ミナントの下で測定された場合には、緑及び青の濃度は
赤の濃度の一次関数になる。傾斜Sgr及びSbrはフィルム
種類だけに依存し、又切片Igr及びIbrはフィルム種類及
びイルミナントの両方の関数である。これら二つの式
（10）、（11）はフィルムのＤ−logH曲線から導かれ、
そして色再現関数の形状についての線形の制約を形成す
る。
ミナントによって一意的に決定される。式（10）及び
（11）は、中性表面の赤、緑及び青の濃度が所与のイル
ミナントの下で測定された場合には、緑及び青の濃度は
赤の濃度の一次関数になる。傾斜Sgr及びSbrはフィルム
種類だけに依存し、又切片Igr及びIbrはフィルム種類及
びイルミナントの両方の関数である。これら二つの式
（10）、（11）はフィルムのＤ−logH曲線から導かれ、
そして色再現関数の形状についての線形の制約を形成す
る。
Dr、Dg及びDbは所与の画像に対して測定可能な量である
ので、Igr及びIbrは（推定中性濃度、すなわち異なった
色再現関数からの等しいＺ値を用いて）測定データに直
線を合わせることによって決定することができる。第４
図は特定の画像に対して発生された色再現関数の例を示
している。画像における推定中性点を表す等しいＺ値に
おいて曲線上で任意に選択された幾つかの中性点が示さ
れている。第５図には、緑及び青の色値が各中性点につ
いて赤の色値に対してプロットされて（破線）示されて
いる。Sbrに等しい傾斜を持った線が線形回帰法により
青／赤値を表す点を通る直線に合わされている。この直
線と青軸との交点は値Ibrである。同様に、Sgrに等しい
傾斜を持った直線が線形回帰法により緑／赤値を表す点
を通る直線に合わされている。この直線と緑軸との交点
は値Igrである。
ので、Igr及びIbrは（推定中性濃度、すなわち異なった
色再現関数からの等しいＺ値を用いて）測定データに直
線を合わせることによって決定することができる。第４
図は特定の画像に対して発生された色再現関数の例を示
している。画像における推定中性点を表す等しいＺ値に
おいて曲線上で任意に選択された幾つかの中性点が示さ
れている。第５図には、緑及び青の色値が各中性点につ
いて赤の色値に対してプロットされて（破線）示されて
いる。Sbrに等しい傾斜を持った線が線形回帰法により
青／赤値を表す点を通る直線に合わされている。この直
線と青軸との交点は値Ibrである。同様に、Sgrに等しい
傾斜を持った直線が線形回帰法により緑／赤値を表す点
を通る直線に合わされている。この直線と緑軸との交点
は値Igrである。
Sgr、Sbr、Igr及びIbrが知られたから、式（10）及び
（11）を用いて青及び赤の色再現関数の形状を再計算す
ることができる。式（10）及び（11）は次のように書き
換えられる。
（11）を用いて青及び赤の色再現関数の形状を再計算す
ることができる。式（10）及び（11）は次のように書き
換えられる。
ここで、Ｄ′ｒ及びＤ′ｂは赤及び青の色再現関数の補
正値であり、且つDgは任意のＺ値における緑の色再現関
数の値である。Ｄ−logHの線形制約は、緑の色再現関数
を基準として用いて青及び赤の色再現関数の形状を再形
成するのに使用される。第６図はＤ−logHの線形制約を
適用することによって第４図に示された色再現関数から
発生された補正色再現関数を示している。
正値であり、且つDgは任意のＺ値における緑の色再現関
数の値である。Ｄ−logHの線形制約は、緑の色再現関数
を基準として用いて青及び赤の色再現関数の形状を再形
成するのに使用される。第６図はＤ−logHの線形制約を
適用することによって第４図に示された色再現関数から
発生された補正色再現関数を示している。
イルミナントの制約 写真光源の分光エネルギー分布はいわゆる色温度によっ
てしばしば特定される。この考え方は光源の分光エネル
ギー分布を特定の温度における理想的黒体放射器の分光
エネルギー分布によって近似させるものである。この近
似はタングステンランプに対しては非常によく、昼光及
び写真せん光電球に対しては適度によいが、蛍光ランプ
に対してはそれほどよくない。最も普通に使用される写
真光源がある指定の温度における黒体放射器として近似
され得ると仮定すれば、写真フィルム画像からの各色再
現関数の間の関係についての制約は次のように導出する
ことができる。
てしばしば特定される。この考え方は光源の分光エネル
ギー分布を特定の温度における理想的黒体放射器の分光
エネルギー分布によって近似させるものである。この近
似はタングステンランプに対しては非常によく、昼光及
び写真せん光電球に対しては適度によいが、蛍光ランプ
に対してはそれほどよくない。最も普通に使用される写
真光源がある指定の温度における黒体放射器として近似
され得ると仮定すれば、写真フィルム画像からの各色再
現関数の間の関係についての制約は次のように導出する
ことができる。
黒体放射器の分光エネルギー分布はプランクの放射法則
によって与えられる。
によって与えられる。
Ｅ（λ）＝（C1／λ５）＊〔1.0／（exp（C2／λＴ）−
１）〕 （14） ここで、Ｅ（λ）は波長λにおけるエネルギーであり、 Ｔは黒体の温度であり、且つ C1及びC2は定数である。
１）〕 （14） ここで、Ｅ（λ）は波長λにおけるエネルギーであり、 Ｔは黒体の温度であり、且つ C1及びC2は定数である。
20000゜Kよりはるかに小さい温度に対しては、関係式
は、 Ｅ（λ）＝（C1／λ５）＊exp（−C2／λＴ） （15） に簡単化される。大抵のフィルム分光感度関数は比較的
狭帯域の応答（約100nm）を持っており、且つ大低の光
源の色温度は20000゜Kよりはるかに小さいので、式（1
5）の折れ線近似を使用することができる。最小二乗法
を用いて実際に計算してみると、λ＝400〜500、500〜6
00、及び600〜700nmの各範囲内における式（15）の折れ
線近似は非常によく、大抵の波長に関して誤差が１％未
満であることがわかる。それゆえ、式（15）は λ１λλ２且つ λ２−λ１＜100nmに対して Ｅ（λ）＝ｐ（Ｔ）×λ＋ｑ（Ｔ） （16） 但し、 今、Sr（λ）、Sg（λ）及びSb（λ）をそれぞれフィル
ムの赤、緑及び青の層の分光感度関数とし、且つそれら
に１の正規化面積を持たせる。そうすると、有効画像放
射照度は次式によってフィルム感度を介してエネルギー
に関係づけられる。
は、 Ｅ（λ）＝（C1／λ５）＊exp（−C2／λＴ） （15） に簡単化される。大抵のフィルム分光感度関数は比較的
狭帯域の応答（約100nm）を持っており、且つ大低の光
源の色温度は20000゜Kよりはるかに小さいので、式（1
5）の折れ線近似を使用することができる。最小二乗法
を用いて実際に計算してみると、λ＝400〜500、500〜6
00、及び600〜700nmの各範囲内における式（15）の折れ
線近似は非常によく、大抵の波長に関して誤差が１％未
満であることがわかる。それゆえ、式（15）は λ１λλ２且つ λ２−λ１＜100nmに対して Ｅ（λ）＝ｐ（Ｔ）×λ＋ｑ（Ｔ） （16） 但し、 今、Sr（λ）、Sg（λ）及びSb（λ）をそれぞれフィル
ムの赤、緑及び青の層の分光感度関数とし、且つそれら
に１の正規化面積を持たせる。そうすると、有効画像放
射照度は次式によってフィルム感度を介してエネルギー
に関係づけられる。
Er＝∫Sr（λ）＊Ｅ（λ）ｄλ ＝ｐ（Ｔ）＊∫λSr（λ）ｄλ＋ｑ（Ｔ）＊∫Sr（λ）
ｄλ ＝ｐ（Ｔ）＊∫λｒ＋ｑ（Ｔ） （17） 同様に、 Eg＝ｐ（Ｔ）＊λｇ＋ｑ（Ｔ） （18） Eb＝ｐ（Ｔ）＊λｂ＋ｑ（Ｔ） （19） 但し、 λｒ＝∫λSr（λ）ｄλ λｇ＝∫λSg（λ）ｄλ及び λｂ＝∫λSb（λ）ｄλは、 フィルムの赤、緑及び青の層の有効平均波長である。例
えば、赤の露光値Hrは有効画像放射照度Erに露光時間Δ
ｔを掛けたものである。
ｄλ ＝ｐ（Ｔ）＊∫λｒ＋ｑ（Ｔ） （17） 同様に、 Eg＝ｐ（Ｔ）＊λｇ＋ｑ（Ｔ） （18） Eb＝ｐ（Ｔ）＊λｂ＋ｑ（Ｔ） （19） 但し、 λｒ＝∫λSr（λ）ｄλ λｇ＝∫λSg（λ）ｄλ及び λｂ＝∫λSb（λ）ｄλは、 フィルムの赤、緑及び青の層の有効平均波長である。例
えば、赤の露光値Hrは有効画像放射照度Erに露光時間Δ
ｔを掛けたものである。
式（17）〜（19）は、所与のフィルムの赤、緑及び青の
露光値を計算するという目的のためには、式（16）と同
じ形式のものであるので、各フィルム層は単一の波長で
表現することができ、又異なった光源は異なった温度Ｔ
の黒体放射器として表現される。それゆえ、次のように
書くことができる。
露光値を計算するという目的のためには、式（16）と同
じ形式のものであるので、各フィルム層は単一の波長で
表現することができ、又異なった光源は異なった温度Ｔ
の黒体放射器として表現される。それゆえ、次のように
書くことができる。
Er＝（C1／λr5）＊exp（−C2／λrT） （20） Eg＝（C1／λg5）＊exp（−C2／λgT） （21） Eb＝（C1／λb5）＊exp（−C2／λbT） （22） ここで、λｒ、λｇ及びλｂは画像形成及び測定過程に
関係したフィルムの種類及びその他の因子の関数であ
る。
関係したフィルムの種類及びその他の因子の関数であ
る。
式（４）〜（11）及び（20）〜（22）を組み合わせると
次式が得られる。
次式が得られる。
Ibr＝ｍ＊Igr＋ｄ （23） 但し、 ｍ＝（Ab／Ag）＊〔（λｒ／λｂ−１）／（λｒ／λｇ
−１）〕 且つ 但し、lnは自然対数を示す。
−１）〕 且つ 但し、lnは自然対数を示す。
従って、式（23）は、黒体放射器によって近似され得る
種類の光の色についての線形制約が存在することを示し
ている。この線形イルミナント制約を色再現関数に適用
するために、Igr及びIbrが所与のフィルムの種類からの
多数の画像について、Ｄ−logH線形制約に関して前述の
ように計算される。
種類の光の色についての線形制約が存在することを示し
ている。この線形イルミナント制約を色再現関数に適用
するために、Igr及びIbrが所与のフィルムの種類からの
多数の画像について、Ｄ−logH線形制約に関して前述の
ように計算される。
第７図はそのような画像の集まりについてのIgr対Ibrの
プロットを示している。直線は最小二乗法を用いて、結
果として生じた点の集まりに適合させたものである。入
力画像の点（Igr、Ibr）がこの直線から非常に離れてい
る場合には、推定中性濃度は高度に飽和した色の過剰標
本化によってかたよらされていたものと想定される。こ
れを補正するために、点（Igr、Ibr）は、（第７図にお
いてｐの符号を付された点によって示されたように）直
線の方に向って、ｐ′の符号を付された点（Ｉ′gr、
Ｉ′br）まで移動される。正しい切片（Ｉ′gr及びＩ′
br）を用いて、青及び赤の色再現関数が式（12）及び
（13）から再計算される。
プロットを示している。直線は最小二乗法を用いて、結
果として生じた点の集まりに適合させたものである。入
力画像の点（Igr、Ibr）がこの直線から非常に離れてい
る場合には、推定中性濃度は高度に飽和した色の過剰標
本化によってかたよらされていたものと想定される。こ
れを補正するために、点（Igr、Ibr）は、（第７図にお
いてｐの符号を付された点によって示されたように）直
線の方に向って、ｐ′の符号を付された点（Ｉ′gr、
Ｉ′br）まで移動される。正しい切片（Ｉ′gr及びＩ′
br）を用いて、青及び赤の色再現関数が式（12）及び
（13）から再計算される。
第８図はＤ−logH線形制約とイルミナント制約とを用い
た補正色再現関数の例を示している。イルミナント色に
対する補正は、点（Igr、Ibr）をはるばるイルミナント
線まで戻すのに必要とされる全量よりも小さくすること
ができ、その理由は、イルミナント制約が物体間の相互
照明を考慮に入れておらず、且つ黒体近似が完全には正
確でないことがあるからである。
た補正色再現関数の例を示している。イルミナント色に
対する補正は、点（Igr、Ibr）をはるばるイルミナント
線まで戻すのに必要とされる全量よりも小さくすること
ができ、その理由は、イルミナント制約が物体間の相互
照明を考慮に入れておらず、且つ黒体近似が完全には正
確でないことがあるからである。
前述の二つの制約は色再現関数における種々の誤差を補
正することに注意すべきである。基本的には、Ｄ−logH
線形制約は色再現関数の形状を補正し、且つイルミナン
ト制約は各色再現関数の間の離隔距離を補正する。飽和
した色の過剰標本化がかなり狭い濃度範囲で生じる場合
には、再現関数の形状がその範囲でひずまされる。Ｄ−
logH線形制約は、緑の色再現関数を基準として採用し
て、式（12）及び（13）に従って赤及び青の色再現関数
の形状を整形し直す。緑の色再現関数は、種々のイルミ
ナントの下で他の二つの色再現関数よりも比較的安定し
ているので、基準として採用され、そしてその形状は不
変のままである。
正することに注意すべきである。基本的には、Ｄ−logH
線形制約は色再現関数の形状を補正し、且つイルミナン
ト制約は各色再現関数の間の離隔距離を補正する。飽和
した色の過剰標本化がかなり狭い濃度範囲で生じる場合
には、再現関数の形状がその範囲でひずまされる。Ｄ−
logH線形制約は、緑の色再現関数を基準として採用し
て、式（12）及び（13）に従って赤及び青の色再現関数
の形状を整形し直す。緑の色再現関数は、種々のイルミ
ナントの下で他の二つの色再現関数よりも比較的安定し
ているので、基準として採用され、そしてその形状は不
変のままである。
イルミナント制約は、各色再現関数の間の相対的距離を
シフトすることによって、イルミナント線（緑対マゼン
タ）に垂直な方向におけるカラーバランス誤差を補正す
る。イルミナント線（赤・黄対シアン・青）の方向にお
ける誤差はこの制約によっては補正されない。しかしな
がら、人間の視覚はこの方向における色誤差には比較的
感じないことに留意すべきである。
シフトすることによって、イルミナント線（緑対マゼン
タ）に垂直な方向におけるカラーバランス誤差を補正す
る。イルミナント線（赤・黄対シアン・青）の方向にお
ける誤差はこの制約によっては補正されない。しかしな
がら、人間の視覚はこの方向における色誤差には比較的
感じないことに留意すべきである。
色値の確率標本を正規化することによって発生された色
再現関数を使用したディジタルカラー画像処理方法にお
いて最も普通に遭遇する色の問題、すなわち緑の草原の
テクスチャ及び青空のノイズによる過剰標本化は、上に
概説された制約を施すことによって補正される。通常、
イルミナント制約は緑・マゼンタの色誤差を補正し、且
つＤ−logH制約は高濃度の青空領域を過剰標本化するこ
とによる色再現関数の形状ひずみを補正する。
再現関数を使用したディジタルカラー画像処理方法にお
いて最も普通に遭遇する色の問題、すなわち緑の草原の
テクスチャ及び青空のノイズによる過剰標本化は、上に
概説された制約を施すことによって補正される。通常、
イルミナント制約は緑・マゼンタの色誤差を補正し、且
つＤ−logH制約は高濃度の青空領域を過剰標本化するこ
とによる色再現関数の形状ひずみを補正する。
この発明によるディジタル・カラー画像処理の方法をま
ず第１図に関して説明する。第１図において、走査器10
はカラー・フィルム画像を走査して、三つの色成分Ｒ、
Ｇ及びＢを有するディジタル・カラー画像信号を与え
る。ディジタル計算機12は、このディジタル・カラー画
像信号を受けており、且つ以下で説明されるように、デ
ィジタル画像の情報部分（縁部、すなわちエッジ）から
の色値を標本化してそれぞれの色における標本化色値の
ヒストグラムＨＲ、ＨＧ及びＨＢを作成するための標本
化器・ヒストグラム作成器14を与えるようにプログラム
されている。ヒストグラム正規化器16はヒストグラム・
データＨＲ、ＨＧ及びＨＢを受けて、それぞれのヒスト
グラムを正規化する一組の関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢを発
生する。関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢは第４図にグラフで示
された色再現関数である。制約式補正器18は、これらの
色再現関数、及び処理された画像に対する一組の制約
（例えば、前述の式（６）及び（７）において定義され
たようなSgr及びSbr）を受けて、これらの制約に従って
色再現関数を補正する。制約式補正器18は出力として一
組の補正済み色再現関数Ｚ′Ｒ、Ｚ′Ｇ及びＺ′Ｂを発
生する。ディジタル・カラー画像は次にこの補正色再現
関数を用いて処理される。
ず第１図に関して説明する。第１図において、走査器10
はカラー・フィルム画像を走査して、三つの色成分Ｒ、
Ｇ及びＢを有するディジタル・カラー画像信号を与え
る。ディジタル計算機12は、このディジタル・カラー画
像信号を受けており、且つ以下で説明されるように、デ
ィジタル画像の情報部分（縁部、すなわちエッジ）から
の色値を標本化してそれぞれの色における標本化色値の
ヒストグラムＨＲ、ＨＧ及びＨＢを作成するための標本
化器・ヒストグラム作成器14を与えるようにプログラム
されている。ヒストグラム正規化器16はヒストグラム・
データＨＲ、ＨＧ及びＨＢを受けて、それぞれのヒスト
グラムを正規化する一組の関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢを発
生する。関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢは第４図にグラフで示
された色再現関数である。制約式補正器18は、これらの
色再現関数、及び処理された画像に対する一組の制約
（例えば、前述の式（６）及び（７）において定義され
たようなSgr及びSbr）を受けて、これらの制約に従って
色再現関数を補正する。制約式補正器18は出力として一
組の補正済み色再現関数Ｚ′Ｒ、Ｚ′Ｇ及びＺ′Ｂを発
生する。ディジタル・カラー画像は次にこの補正色再現
関数を用いて処理される。
今度は第９図に移って、この発明を実施するために使用
される走査式プリンターの一例を説明する。入力装置
は、カラー陰画（ネガ）フィルム24の画像を三つの固体
画像検出用配列体26上、例えばCCDイメージ・センサ
上、へ投影するための光源20及びレンズ22を備えてい
る。画像は二色性（ダイクロイック）ビーム・スプリッ
タ28によって色修正用フィルタ30を通して画像検出用配
列体26に導かれて、それぞれのイメージ・センサ26上に
赤、緑及び青の色分解画像を形成する。フィルム進行モ
ータ31はプリンタにおいてフィルムを進行させる。イメ
ージ・センサ26はカラー写真陰画を走査して三つの色分
解信号Ｒ、Ｇ及びＢを発生する。このようにして発生さ
れた信号は、三つの色における各標本点に対して256の
可能な信号レベルの一つを表す８ビット出力符号をそれ
ぞれ発生するアナログ−ディジタル変換器32に供給され
る。
される走査式プリンターの一例を説明する。入力装置
は、カラー陰画（ネガ）フィルム24の画像を三つの固体
画像検出用配列体26上、例えばCCDイメージ・センサ
上、へ投影するための光源20及びレンズ22を備えてい
る。画像は二色性（ダイクロイック）ビーム・スプリッ
タ28によって色修正用フィルタ30を通して画像検出用配
列体26に導かれて、それぞれのイメージ・センサ26上に
赤、緑及び青の色分解画像を形成する。フィルム進行モ
ータ31はプリンタにおいてフィルムを進行させる。イメ
ージ・センサ26はカラー写真陰画を走査して三つの色分
解信号Ｒ、Ｇ及びＢを発生する。このようにして発生さ
れた信号は、三つの色における各標本点に対して256の
可能な信号レベルの一つを表す８ビット出力符号をそれ
ぞれ発生するアナログ−ディジタル変換器32に供給され
る。
ディジタル・カラー画像信号は、ディジタル画像記憶装
置34、例えば磁気テープ、ディスク、又は固体半導体記
憶装置に記憶される。ディジタル・カラー画像信号は、
ディジタル計算機36で処理され、初期の実験ではDEC206
0メインフレーム計算機が使用されたが、後には処理速
度を増大するために特殊目的のディジタル画像処理用計
算機が使用された。
置34、例えば磁気テープ、ディスク、又は固体半導体記
憶装置に記憶される。ディジタル・カラー画像信号は、
ディジタル計算機36で処理され、初期の実験ではDEC206
0メインフレーム計算機が使用されたが、後には処理速
度を増大するために特殊目的のディジタル画像処理用計
算機が使用された。
ディジタル計算機36は、色再現関数発生器38、及びこれ
によって発生された色再現関数をディジタルカラー画像
に適用するディジタル画像処理器40を含むようにプログ
ラムされている。色再現関数発生器38はディジタル画像
記憶装置34からデータ・制御母線35を介してディジタル
・カラー画像を受けて各色に対する色再現関数を発生す
る。色再現関数は、ディジタル・カラー画像を処理する
ために使用される色再現関数探索表（ルックアップテー
ブル）42としてディジタル画像処理器40に供給される。
色再現関数発生器38は又、以下で説明されるように、処
理済み画像のコントラストを調整するための乗数σＺを
発生してこの乗数をディジタル画像処理器40における出
力校正表44に供給する。
によって発生された色再現関数をディジタルカラー画像
に適用するディジタル画像処理器40を含むようにプログ
ラムされている。色再現関数発生器38はディジタル画像
記憶装置34からデータ・制御母線35を介してディジタル
・カラー画像を受けて各色に対する色再現関数を発生す
る。色再現関数は、ディジタル・カラー画像を処理する
ために使用される色再現関数探索表（ルックアップテー
ブル）42としてディジタル画像処理器40に供給される。
色再現関数発生器38は又、以下で説明されるように、処
理済み画像のコントラストを調整するための乗数σＺを
発生してこの乗数をディジタル画像処理器40における出
力校正表44に供給する。
ディジタル画像記憶装置にディジタル・カラー画像を記
憶するのに先立って、各入力信号は既知の走査器校正関
数によって入力色値（例えば写真濃度）に変換される。
各色に対する校正関数は、各８ビット入力値を、走査点
でのカラー陰画濃度を表す８ビット値に変換するため
に、ディジタル画像処理器40において探索入力校正表46
の形式で実現される。
憶するのに先立って、各入力信号は既知の走査器校正関
数によって入力色値（例えば写真濃度）に変換される。
各色に対する校正関数は、各８ビット入力値を、走査点
でのカラー陰画濃度を表す８ビット値に変換するため
に、ディジタル画像処理器40において探索入力校正表46
の形式で実現される。
色再現関数発生器38は、ディジタル・カラー画像の色値
のブロック平均化を行うためのディジタル・フィルタ48
を含んでいる。ディジタル・フィルタ50は、三色のそれ
ぞれにおける各ブロック平均化色値の周囲の画像のコン
トラストを検出する。ヒストグラム作成器52は、複数の
ヒストグラム記憶装置54において、各色における複数の
コントラスト区間からのブロック平均化色値を作成す
る。
のブロック平均化を行うためのディジタル・フィルタ48
を含んでいる。ディジタル・フィルタ50は、三色のそれ
ぞれにおける各ブロック平均化色値の周囲の画像のコン
トラストを検出する。ヒストグラム作成器52は、複数の
ヒストグラム記憶装置54において、各色における複数の
コントラスト区間からのブロック平均化色値を作成す
る。
第10図は一つの色に対するヒストグラム記憶装置54の一
つの構成を図式で示している。それぞれ0.04ログ・コン
トラスト単位の幅を持った20のコントラスト区間があ
る。コントラスト区間の幅は、最小の可視ログ・コント
ラストしきい値のほぼ２倍になるように選ばれた。256
の色値は、１ビン当り0.05濃度単位の分解能になるよう
に80の色値（濃度）に分割されている。計数値は、ディ
ジタル・カラー画像からの色値のすべてが計数されるま
で、ヒストグラム記憶装置54内の適当な色値のビンに累
積される。
つの構成を図式で示している。それぞれ0.04ログ・コン
トラスト単位の幅を持った20のコントラスト区間があ
る。コントラスト区間の幅は、最小の可視ログ・コント
ラストしきい値のほぼ２倍になるように選ばれた。256
の色値は、１ビン当り0.05濃度単位の分解能になるよう
に80の色値（濃度）に分割されている。計数値は、ディ
ジタル・カラー画像からの色値のすべてが計数されるま
で、ヒストグラム記憶装置54内の適当な色値のビンに累
積される。
第９図に戻って、統計計算機56は、以下で説明されるよ
うに、ヒストグラム記憶装置54における色値の分布につ
いて標準化された１次から４次の統計モーメントμ′ｋ
を計算する。
うに、ヒストグラム記憶装置54における色値の分布につ
いて標準化された１次から４次の統計モーメントμ′ｋ
を計算する。
コントラスト区間選択器58は、コントラスト区間におけ
る色値の分布の統計値に基づいてコントラスト区間を選
択する。コントラスト区間選択器58は、選択されたコン
トラスト区間からのヒストグラムをヒストグラム正規化
器60に供給する。ヒストグラム正規化器60は、選択され
たコントラスト区間からの色値のヒストグラムＨＲ、Ｈ
Ｇ、ＨＢを正規化して色再現関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢを
発生する。
る色値の分布の統計値に基づいてコントラスト区間を選
択する。コントラスト区間選択器58は、選択されたコン
トラスト区間からのヒストグラムをヒストグラム正規化
器60に供給する。ヒストグラム正規化器60は、選択され
たコントラスト区間からの色値のヒストグラムＨＲ、Ｈ
Ｇ、ＨＢを正規化して色再現関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢを
発生する。
制約式補正器62は、色再現関数ＺＲ、ＺＧ及びＺＢ、並
びにオペレータが入力する制約Sbr及びSgrを受けて、こ
れらの制約に従って色再現関数を補正する。補正された
色再現関数Ｚ′Ｒ、Ｚ′Ｇ及びＺ′Ｂは、ディジタル画
像処理器40における色再現関数探索表42に探索表値とし
て供給される。
びにオペレータが入力する制約Sbr及びSgrを受けて、こ
れらの制約に従って色再現関数を補正する。補正された
色再現関数Ｚ′Ｒ、Ｚ′Ｇ及びＺ′Ｂは、ディジタル画
像処理器40における色再現関数探索表42に探索表値とし
て供給される。
コントラスト調整器64は、コントラスト区間選択器58か
ら緑の分布の統計値μＧを受けて、処理済み画像のコン
トラストを決定するために使用される乗数σＺを発生す
る。この乗数σＺは出力校正表44に供給される。又は、
乗数σＺは色再現関数探索表42に組み入れることもでき
る。色再現関数探索表42はそれぞれの色における256の
可能な入力値のそれぞれを256の可能な出力値の一つに
関係づける。
ら緑の分布の統計値μＧを受けて、処理済み画像のコン
トラストを決定するために使用される乗数σＺを発生す
る。この乗数σＺは出力校正表44に供給される。又は、
乗数σＺは色再現関数探索表42に組み入れることもでき
る。色再現関数探索表42はそれぞれの色における256の
可能な入力値のそれぞれを256の可能な出力値の一つに
関係づける。
色再現関数探索表42が発生された後、ディジタル画像処
理器40は、ディジタル・カラー画像のそれぞれの色成分
に色再現関数を適用することによってディジタル画像を
処理する。次に出力校正表が処理済みディジタル・カラ
ー画像のそれぞれの色成分に適用される。処理済みディ
ジタル・カラー画像はディジタル−アナログ変換器66に
よってアナログ形式に変換される。処理済みアナログ・
カラー信号は次に出力走査装置68に加えられて処理済み
カラー画像を再現する。
理器40は、ディジタル・カラー画像のそれぞれの色成分
に色再現関数を適用することによってディジタル画像を
処理する。次に出力校正表が処理済みディジタル・カラ
ー画像のそれぞれの色成分に適用される。処理済みディ
ジタル・カラー画像はディジタル−アナログ変換器66に
よってアナログ形式に変換される。処理済みアナログ・
カラー信号は次に出力走査装置68に加えられて処理済み
カラー画像を再現する。
出力装置68は、カラー写真感光紙のような感光性媒体を
露光させるためにそれぞれのアナログ・カラー信号によ
って変調された赤、緑及び青のレーザ光源70を備えたド
ラム形走査器である。
露光させるためにそれぞれのアナログ・カラー信号によ
って変調された赤、緑及び青のレーザ光源70を備えたド
ラム形走査器である。
システム制御電子回路72は、入力及び出力走査装置並び
に信号処理用計算機の動作を制御し且つ調整し、且つ又
制約式補正器62により使用される制約Sbr及びSgrのオペ
レータ入力を受ける。
に信号処理用計算機の動作を制御し且つ調整し、且つ又
制約式補正器62により使用される制約Sbr及びSgrのオペ
レータ入力を受ける。
補正された色再現関数Ｚ′Ｒ、Ｚ′Ｇ、Ｚ′Ｂ及びコン
トラスト調整σＺを用いたディジタル・カラー画像処理
の方法を今度は第11図〜第15図の流れ図について更に詳
細に説明する。
トラスト調整σＺを用いたディジタル・カラー画像処理
の方法を今度は第11図〜第15図の流れ図について更に詳
細に説明する。
まず、第11図の流れ図を参照して、それぞれの色再現関
数を発生するためにディジタル・カラー画像について行
われる処理段階を説明する。三つすべての色成分はこれ
らの段階により処理される。まず標本化されたディジタ
ル画像の色値のブロック平均が形成される。これは の形式のディジタル画像色値にディジタル・フィルタを
適用することによって行われる。この平均化は、色値統
計値に及ぼすフィルム粒子の影響を減小させるために、
第９図に示されたブロック平均フィルタ48によって行わ
れる。
数を発生するためにディジタル・カラー画像について行
われる処理段階を説明する。三つすべての色成分はこれ
らの段階により処理される。まず標本化されたディジタ
ル画像の色値のブロック平均が形成される。これは の形式のディジタル画像色値にディジタル・フィルタを
適用することによって行われる。この平均化は、色値統
計値に及ぼすフィルム粒子の影響を減小させるために、
第９図に示されたブロック平均フィルタ48によって行わ
れる。
次に、 の形式のラプラシアン演算子を表すディジタル・フィル
タがディジタル・カラー画像のブロック平均化色値に適
用されて各ブロック平均化標本点における画像のコント
ラストが測定される。この操作は第９図のコントラスト
測定フィルタ50によって行われる。このラプラシアン演
算子は一様な領域又は線形の階調度（グラジェント）に
対して応答を示さないという性質を持っており、従って
階調度の変化に対してだけ応答を示す。このラプラシア
ン演算子は、画像のコントラストを測定する際に十分に
機能するが、その他のコントラスト測定用フィルタを使
用してもよいことは理解されるはずである。
タがディジタル・カラー画像のブロック平均化色値に適
用されて各ブロック平均化標本点における画像のコント
ラストが測定される。この操作は第９図のコントラスト
測定フィルタ50によって行われる。このラプラシアン演
算子は一様な領域又は線形の階調度（グラジェント）に
対して応答を示さないという性質を持っており、従って
階調度の変化に対してだけ応答を示す。このラプラシア
ン演算子は、画像のコントラストを測定する際に十分に
機能するが、その他のコントラスト測定用フィルタを使
用してもよいことは理解されるはずである。
各色成分に対するコントラスト区間におけるそれぞれの
ヒストグラムＨＲ、ＨＧ、ＨＢが上述のように作成さ
れ、そしてその統計値μが計算される。コントラスト区
間がコントラスト区間における色値分布の統計的パラメ
ータに基づいて選択され、且つ選択されたコントラスト
区間における色値のヒストグラムが正規化されて各色に
対するそれぞれの色再現関数ＺＲ、ＺＧ、ＺＢが発生さ
れる。
ヒストグラムＨＲ、ＨＧ、ＨＢが上述のように作成さ
れ、そしてその統計値μが計算される。コントラスト区
間がコントラスト区間における色値分布の統計的パラメ
ータに基づいて選択され、且つ選択されたコントラスト
区間における色値のヒストグラムが正規化されて各色に
対するそれぞれの色再現関数ＺＲ、ＺＧ、ＺＢが発生さ
れる。
次に色再現関数は、この発明に従って、制約を適用する
ことによって補正され、そして全体のコントラスト調整
パラメータσＺが選択コントラスト区間における緑色値
の標準偏差の関数として計算される。
ことによって補正され、そして全体のコントラスト調整
パラメータσＺが選択コントラスト区間における緑色値
の標準偏差の関数として計算される。
第12図は、各コントラスト区間値に対するヒストグラム
統計を作成することに関係した諸段階を示した流れ図で
ある。平均値の周りに取られた原モーメントμｋは次の
ように計算される。
統計を作成することに関係した諸段階を示した流れ図で
ある。平均値の周りに取られた原モーメントμｋは次の
ように計算される。
但し、Ｎはコントラスト区間における標本の総数であ
り、 ｘｉは色値であり、且つ は平均色値である。
り、 ｘｉは色値であり、且つ は平均色値である。
標準化された中央モーメントμ′Ｋは次のように計算さ
れる。
れる。
各分布に対する対称性の係数（歪度の２乗）はそこで β１＝（μ′３）２ （28） として表され、そしてピーク性の係数（尖度プラス３）
は β２＝μ′４ （29） として表される。
は β２＝μ′４ （29） として表される。
第13図について述べると、コントラスト選択の基準は、
コントラスト区間における三つの色分布の形状の相似性
を含んでいる。この選択基準による各コントラスト区間
における色値分布の対称性は次のように比較される。
コントラスト区間における三つの色分布の形状の相似性
を含んでいる。この選択基準による各コントラスト区間
における色値分布の対称性は次のように比較される。
SUM1（Ｎ）＝｜β1R−β1G｜＋｜β1B−β1G｜＋｜β1R
−Ｂ1B｜ （30） ここで、SUM1（Ｎ）はＮ番目のコントラスト区間におけ
る三つの色値分布の間の対称性の係数の差の測度であ
る。最も相似した分布、すなわち最低値のSUM1（Ｎ）を
持った区間が同定される。
−Ｂ1B｜ （30） ここで、SUM1（Ｎ）はＮ番目のコントラスト区間におけ
る三つの色値分布の間の対称性の係数の差の測度であ
る。最も相似した分布、すなわち最低値のSUM1（Ｎ）を
持った区間が同定される。
次に、各コントラスト区間における三つの色値分布のピ
ーク性が次のように比較される。
ーク性が次のように比較される。
SUM2（Ｎ）＝｜β2R−Ｂ2G｜＋｜β2B−Ｂ2G｜＋｜β2R
−Ｂ2B｜ （31） ここで、SUM2（Ｎ）はＮ番目のコントラスト区間におけ
る三つの色値分布の間のピーク性の係数の差の測度であ
る。最も相似した分布、すなわち最低値のSUM2（Ｎ）を
持ったコントラスト区間が同定される。
−Ｂ2B｜ （31） ここで、SUM2（Ｎ）はＮ番目のコントラスト区間におけ
る三つの色値分布の間のピーク性の係数の差の測度であ
る。最も相似した分布、すなわち最低値のSUM2（Ｎ）を
持ったコントラスト区間が同定される。
最後に、前述の二つの同定されたコントラスト区間の間
で最低のコントラスト区間（すなわち、最低のコントラ
ストを表す区間）が同定される。
で最低のコントラスト区間（すなわち、最低のコントラ
ストを表す区間）が同定される。
今度は第14図に移って、選択されたコントラスト区間に
おける色値ヒストグラムを正規化して色再現関数ＺＲ、
ＺＧ、ＺＢを発生することに関係した諸段階を説明す
る。ヒストグラムを正規化するために、コントラスト区
間における80のすべての色値ビンに対して正規変量Ｚが
計算される。しかしながら、まず選択された色値分布に
ついて任意のスパイクを除去するために平均平滑化操作
が行われる。この平滑化は三つの連続した色値ビンにお
ける計数値について次のように行われる。
おける色値ヒストグラムを正規化して色再現関数ＺＲ、
ＺＧ、ＺＢを発生することに関係した諸段階を説明す
る。ヒストグラムを正規化するために、コントラスト区
間における80のすべての色値ビンに対して正規変量Ｚが
計算される。しかしながら、まず選択された色値分布に
ついて任意のスパイクを除去するために平均平滑化操作
が行われる。この平滑化は三つの連続した色値ビンにお
ける計数値について次のように行われる。
ｈｉ＝１／３（ｈ′ｉ−１＋ｈ′ｉ＋ｈ′ｉ＋１） （3
2） 但し、ｈ′ｉはビンｉにおける計数値であり、且つ ｈｉは平滑化された値である。
2） 但し、ｈ′ｉはビンｉにおける計数値であり、且つ ｈｉは平滑化された値である。
次に、正規変量Ｚがヒストグラムの平滑化値に対して次
のように計算される（ハスティングズ著、プリンストン
大学出版局発行「ディジタル計算機のための近似」（Ap
proximations for Digital Computers,Hastings C.,Pri
nceton Univ.Press.）から）。
のように計算される（ハスティングズ著、プリンストン
大学出版局発行「ディジタル計算機のための近似」（Ap
proximations for Digital Computers,Hastings C.,Pri
nceton Univ.Press.）から）。
但し、 a0＝2.30753 b1＝0.99229 a1＝0.27061 b2＝0.04481 80のビンのそれぞれに対する累積的な確率Ｐｊは 但し、ｈｉはｉ番目の色値ビンにおける平滑化された計
数値であり、且つ ｊは区間〔1,80〕内にある整数である。
数値であり、且つ ｊは区間〔1,80〕内にある整数である。
次に、Ｚ値が80から256の値へと線形に補間されて、８
ビット・ディジタル符号により表された256の可能な走
査器入力レベルのそれぞれに対するＺ値が与えられる。
ビット・ディジタル符号により表された256の可能な走
査器入力レベルのそれぞれに対するＺ値が与えられる。
次に、第15図を参照して、線形制約に従って色再現関数
を補正する方法を説明する。まず、Igr及びIbrが21の推
定中性点（すなわち、等しいＺ値を有する赤、緑及び青
の色再現関数からの点）を選択することによって計算さ
れる。標準偏差0.2のＺ軸に沿っての増分が使用され
る。次に、傾斜Sgr及びSbrを持った直線が、第５図に示
されたようにIbr及びIgrを決定するために、線形回帰法
を用いて緑・赤及び青・赤の点に合わされる。Ｄ−logH
制約だけが使用されるべき場合には、青及び赤の色再現
関数の値が式（12）及び（13）において定義された関数
を用いて再計算され、Ｚ′Ｂ及びＺ′Ｒが与えられる。
Ｄ−logH制約及びイルミナント制約が両方共使用された
場合には、Ibr及びIgrの値がこの同じ種類のフィルムに
記録された多数の画像について測定され且つ記憶され
る。次に、イルミナント線が最小二乗法を用いてこれら
の点を結ぶ線に合わせることによって計算される（第７
図参照）。
を補正する方法を説明する。まず、Igr及びIbrが21の推
定中性点（すなわち、等しいＺ値を有する赤、緑及び青
の色再現関数からの点）を選択することによって計算さ
れる。標準偏差0.2のＺ軸に沿っての増分が使用され
る。次に、傾斜Sgr及びSbrを持った直線が、第５図に示
されたようにIbr及びIgrを決定するために、線形回帰法
を用いて緑・赤及び青・赤の点に合わされる。Ｄ−logH
制約だけが使用されるべき場合には、青及び赤の色再現
関数の値が式（12）及び（13）において定義された関数
を用いて再計算され、Ｚ′Ｂ及びＺ′Ｒが与えられる。
Ｄ−logH制約及びイルミナント制約が両方共使用された
場合には、Ibr及びIgrの値がこの同じ種類のフィルムに
記録された多数の画像について測定され且つ記憶され
る。次に、イルミナント線が最小二乗法を用いてこれら
の点を結ぶ線に合わせることによって計算される（第７
図参照）。
別の方法としては、次のようにしてイルミナント線を発
生することができる。写真プリント用光源における一連
の異なった色温度フィルタを用いて、所与のフィルム種
類のフィルムが中性濃度光学くさびを通して露光され
る。例えば、2560Kと10000Kとの間の七つの色温度フィ
ルタを用いて七つの露光部が作られた。フィルムは現像
され、露光部は色濃度計において走査されて、各色温度
に対して一組の曲線の、第３図に示された形式の一連の
Ｄ−logH曲線が発生された。次にこれらのＤ−logH曲線
からの青対赤及び緑対赤の濃度の値を用いて第５図に示
されたような切片値Igr及びIbrが決定された。このよう
にして得られたIgr、Ibrの点は第７図に示されたような
イルミナント線を規定する。
生することができる。写真プリント用光源における一連
の異なった色温度フィルタを用いて、所与のフィルム種
類のフィルムが中性濃度光学くさびを通して露光され
る。例えば、2560Kと10000Kとの間の七つの色温度フィ
ルタを用いて七つの露光部が作られた。フィルムは現像
され、露光部は色濃度計において走査されて、各色温度
に対して一組の曲線の、第３図に示された形式の一連の
Ｄ−logH曲線が発生された。次にこれらのＤ−logH曲線
からの青対赤及び緑対赤の濃度の値を用いて第５図に示
されたような切片値Igr及びIbrが決定された。このよう
にして得られたIgr、Ibrの点は第７図に示されたような
イルミナント線を規定する。
次に、群における任意所与の画像に対して、イルミナン
ト点Igr、Ibrをイルミナント線の方へ移動させることに
よって新しいＩ′gr、Ｉ′brが計算される。例えば、こ
の補正は、イルミナント点をイルミナント線の方へその
距離のある割合、例えば50％だけ移動させる。補正され
た青及び赤の色再現関数Ｚ′Ｂ及びＺ′Ｒは、Ｉ′br及
びＩ′grを用いて式（12）及び（13）から計算される。
ト点Igr、Ibrをイルミナント線の方へ移動させることに
よって新しいＩ′gr、Ｉ′brが計算される。例えば、こ
の補正は、イルミナント点をイルミナント線の方へその
距離のある割合、例えば50％だけ移動させる。補正され
た青及び赤の色再現関数Ｚ′Ｂ及びＺ′Ｒは、Ｉ′br及
びＩ′grを用いて式（12）及び（13）から計算される。
最後に、256のＺ値が色再現関数探索表42に記憶され
る。この過程は選択されたコントラスト区間における三
つの色値標本のそれぞれに適用される。
る。この過程は選択されたコントラスト区間における三
つの色値標本のそれぞれに適用される。
補正済み色再現関数探索表が発生された後、画像の色値
のすべてはこれにそれぞれの色再現関数を適用すること
によって処理される。この時点では、画像からの処理済
み色値はＺ値を表す無次元の量である。
のすべてはこれにそれぞれの色再現関数を適用すること
によって処理される。この時点では、画像からの処理済
み色値はＺ値を表す無次元の量である。
処理済み画像を再生するために、これらの無次元量は、
処理済み画像の全体のコントラストを調整する乗数をＺ
値に乗算することによって原画画像及び出力媒体に関し
て量を与えられる。画像のカラー・バランスを調整する
ために、三原色色値のそれぞれに定数が加算される。こ
の加算の定数は処理済み画像値をそれぞれの色に対する
出力媒体の濃度に関係づけ、これにより三色すべてにお
ける等しいＺ値が灰色の暗度として再現されるようにす
る。
処理済み画像の全体のコントラストを調整する乗数をＺ
値に乗算することによって原画画像及び出力媒体に関し
て量を与えられる。画像のカラー・バランスを調整する
ために、三原色色値のそれぞれに定数が加算される。こ
の加算の定数は処理済み画像値をそれぞれの色に対する
出力媒体の濃度に関係づけ、これにより三色すべてにお
ける等しいＺ値が灰色の暗度として再現されるようにす
る。
全体のコントラストを調整する乗数、及びカラー・バラ
ンスを決定する加算の定数に対する適当な値は次のよう
に決定される。乗数は緑色値だけの統計値に基づいて計
算されるが、三色すべてに適用される。
ンスを決定する加算の定数に対する適当な値は次のよう
に決定される。乗数は緑色値だけの統計値に基づいて計
算されるが、三色すべてに適用される。
自然場面の固有コントラストは、場面における縁部（エ
ッジ）のログ（対数）反射率の標準偏差又は写真画像に
おけるそれらのログ反射率の濃度表現を用いて定量化す
ることができる。平均してこれら二つの間の近似的関係
は、 σＤ＝・σＲ （35） によって与えられる。但し、 ＝写真フィルムの平均階調度（σＲをある特定の再現
媒体のコントラストに関係づける） σＲ＝多数の原場面に基づいたログ反射率の標準偏差 σＤ＝濃度の標準偏差 σＲ及びに対する典型的な値は、カラー陰画写真フィ
ルムについてはそれぞれ0.31及び0.68であり、従ってσ
Ｄは0.21である。この平均コントラストからの逸脱は補
償されなければならない。一般式は次のように記述する
ことができる。
ッジ）のログ（対数）反射率の標準偏差又は写真画像に
おけるそれらのログ反射率の濃度表現を用いて定量化す
ることができる。平均してこれら二つの間の近似的関係
は、 σＤ＝・σＲ （35） によって与えられる。但し、 ＝写真フィルムの平均階調度（σＲをある特定の再現
媒体のコントラストに関係づける） σＲ＝多数の原場面に基づいたログ反射率の標準偏差 σＤ＝濃度の標準偏差 σＲ及びに対する典型的な値は、カラー陰画写真フィ
ルムについてはそれぞれ0.31及び0.68であり、従ってσ
Ｄは0.21である。この平均コントラストからの逸脱は補
償されなければならない。一般式は次のように記述する
ことができる。
σＺ＝ｍ・ｆ（σｓ）＋ｂ （36） 但し、σｓ＝選択されたコントラスト区間からの、個々
の場面の標準偏差ｍ及びｂはシステムに依存するコント
ラストであり、 ｒ（σｓ）は標本標準偏差のある関数であり、 σＺ＝色再現関数から得られた値に適用される乗数 簡単且つ満足な実施は次式から得られる。
の場面の標準偏差ｍ及びｂはシステムに依存するコント
ラストであり、 ｒ（σｓ）は標本標準偏差のある関数であり、 σＺ＝色再現関数から得られた値に適用される乗数 簡単且つ満足な実施は次式から得られる。
ｂ＝σＤ・（1.0−ｍ） （37） σＺ＝ｍ・σｓ＋ｂ （38） 但し、ｍは0.6と0.8の間にある。
σＺの符号は、再現画像が原画画像と同じ極性を持って
いる場合（陰画対陰画又は陽画対陽画）には正である。
再現画像が原画画像に対して反対の極性を持っている場
合、例えば陰画対陽画の場合には、σＺの符号は負であ
る。
いる場合（陰画対陰画又は陽画対陽画）には正である。
再現画像が原画画像に対して反対の極性を持っている場
合、例えば陰画対陽画の場合には、σＺの符号は負であ
る。
例えば、カラー陰画画像がカラー写真感光紙上に直接プ
リントされるべき場合には、各色についての所望の平均
感光紙濃度に対するログ露光値が、それぞれの色の変換
され、コントラスト調整された値に単に加えられる。完
全な計算は次式によって与えられる。
リントされるべき場合には、各色についての所望の平均
感光紙濃度に対するログ露光値が、それぞれの色の変換
され、コントラスト調整された値に単に加えられる。完
全な計算は次式によって与えられる。
logEZD＝−σＺ・ＺＤ＋logEＡ （39） 但し、logEＡ＝目標の感光紙濃度を得るために必要とさ
れるログ露光値 ＺＤ＝原画画像におけるある入力濃度に対する変換され
たＺ値 logEZDに対する露光値 〔発明の効果〕 この発明によるディジタル・カラー画像処理方法は、グ
ラフィックアート及び写真プリントの分野においてカラ
ー写真フィルムから生成されたディジタル・カラー画像
のカラー・バランスを自動的に調整するのに有効であ
る。この方法はオペレータの介入を必要としないで従来
技術の方法によるよりもはるかに優れた高品質画像が自
動的に生成されるので有利である。この方法は緑の草原
及び青空のノイズのような色飽和したテクスチャによっ
て引き起こされる望ましくない色偏移の問題を克服す
る。
れるログ露光値 ＺＤ＝原画画像におけるある入力濃度に対する変換され
たＺ値 logEZDに対する露光値 〔発明の効果〕 この発明によるディジタル・カラー画像処理方法は、グ
ラフィックアート及び写真プリントの分野においてカラ
ー写真フィルムから生成されたディジタル・カラー画像
のカラー・バランスを自動的に調整するのに有効であ
る。この方法はオペレータの介入を必要としないで従来
技術の方法によるよりもはるかに優れた高品質画像が自
動的に生成されるので有利である。この方法は緑の草原
及び青空のノイズのような色飽和したテクスチャによっ
て引き起こされる望ましくない色偏移の問題を克服す
る。
第１図はこの発明に従って色再現関数を発生し且つ補正
する基本的ステップを実行する装置を図解した構成図で
あり、 第２図は色再現関数を説明するのに有効な図表であり、 第３図は代表的なカラー写真フィルムに対する一組のＤ
−logH曲線を示した図表であり、 第４図はディジタル・カラー画像を処理するための代表
的な一組の色再現関数を図解した図表であり、 第５図は第４図において図解された色再現関数から取ら
れた一組の中性点からの青対赤及び緑対赤の色値のプロ
ットであり、 第６図はこの発明に従ってＤ−logH制約を施すとによっ
て補正された第４図の色再現関数を示した図表であり、 第７図は第３図に示されたＤ−logH特性を持ったカラー
・フィルムに記録された多数の画像についてのイルミナ
ント（Igr、Ibr）のプロットであり、 第８図はこの発明に従ってイルミナント制約及びＤ−lo
gH制約を施すことによって補正された第４図の色再現関
数を示した図表であり、 第９図はこの発明の採択された方法を実施するための装
置を示した概略図であり、 第10図は第９図の装置において色値ヒストグラムを作成
するために使用されたヒストグラム記憶装置の構成を図
解した概略図であり、又 第11図〜第15図は第９図の装置の動作を図解し、且つこ
の発によるディジタル・カラー画像処理の方法を実施す
る流れ図である。
する基本的ステップを実行する装置を図解した構成図で
あり、 第２図は色再現関数を説明するのに有効な図表であり、 第３図は代表的なカラー写真フィルムに対する一組のＤ
−logH曲線を示した図表であり、 第４図はディジタル・カラー画像を処理するための代表
的な一組の色再現関数を図解した図表であり、 第５図は第４図において図解された色再現関数から取ら
れた一組の中性点からの青対赤及び緑対赤の色値のプロ
ットであり、 第６図はこの発明に従ってＤ−logH制約を施すとによっ
て補正された第４図の色再現関数を示した図表であり、 第７図は第３図に示されたＤ−logH特性を持ったカラー
・フィルムに記録された多数の画像についてのイルミナ
ント（Igr、Ibr）のプロットであり、 第８図はこの発明に従ってイルミナント制約及びＤ−lo
gH制約を施すことによって補正された第４図の色再現関
数を示した図表であり、 第９図はこの発明の採択された方法を実施するための装
置を示した概略図であり、 第10図は第９図の装置において色値ヒストグラムを作成
するために使用されたヒストグラム記憶装置の構成を図
解した概略図であり、又 第11図〜第15図は第９図の装置の動作を図解し、且つこ
の発によるディジタル・カラー画像処理の方法を実施す
る流れ図である。
符号説明 10:走査器 12:ディジタル計算機 14:標本化器・ヒストグラム作成器 16:ヒストグラム正規化器 18:制約式補正器 38:色再現関数発生器 40:ディジタル画像処理器 42:色再現関数探索表 44:出力校正表 46:入力校正表 48:ブロック平均フィルタ 50:コントラスト測定フィルタ 52:ヒストグラム作成器 54:ヒストグラム記憶装置 56:統計計算機 58:コントラスト区間選択器 60:ヒストグラム正規化器 62:制約式補正器 64:コントラスト調整器
Claims (3)
- 【請求項１】ディジタル・カラー画像の複数の色成分に
色再現関数を適用することによって、１組のＤ−logH曲
線によって与えられる色応答を有するカラー写真フィル
ムから生成されるディジタル・カラー画像を処理する方
法において、 前記Ｄ−logH曲線の形状に従って前記色再現関数の形状
を制約するステップと、 前記カラー写真フィルムを露光するのに使用されるイル
ミナントが黒体放射器であったという仮定に従って、前
記色再現関数の間の関係を制約するステップと を特徴とするディジタル・カラー画像を処理する方法。 - 【請求項２】複数の赤、緑、青の色値からなるディジタ
ル・カラー画像が赤、緑、青のＤ−logH曲線によって与
えられる色応答を有するカラー写真フィルムから生成さ
れ、前記ディジタル・カラー画像の情報部分から赤、
緑、青の色値の標本を正規化することによって発生され
る赤、緑、青の色再現関数が使用され、前記色再現関数
が前記ディジタル・カラー画像の赤、緑、青のそれぞれ
の色成分に適用されて処理済のディジタル・カラー画像
を生成するように構成されたディジタル・カラー画像を
処理する方法において、 前記カラー写真フィルムの赤、緑、青のＤ−logH曲線の
形状に従って前記赤、緑、青の色再現関数の形状を制約
するステップと、 前記カラー写真フィルムが黒体放射器によって露光され
たという仮定に従って前記赤、緑、青の色再現関数間の
関係を制約するステップと、 を特徴とするディジタル・カラー画像を処理する方法。 - 【請求項３】前記赤、緑、青の色再現関数を発生するた
めに使用される赤、緑、青の色値の標本が、 前記ディジタル・カラー画像の赤、緑、青の色値のそれ
ぞれで前記ディジタル・カラー画像のコントラストを決
定するステップと、 前記赤、緑、青の色値を、各色値での前記コントラスト
に基づく複数のコントラスト区間に対応する複数の赤、
緑、青の色値の標本に分離するステップと、 前記赤，緑、青の色値の標本を選択するステップであっ
て、前記色値の標本が、選択された赤、緑、青の色値の
標本における色値の分布の形状の類似性に基づく前記複
数のコントラスト区間の１つに対応する、前記選択する
ステップと、 により得られ、前記色再現関数が正規変量Ｚ（Ｚ値）に
よって与えられることを特徴とする特許請求の範囲第２
項に記載のディジタル・カラー画像を処理する方法。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/730,884 US4663663A (en) | 1985-05-06 | 1985-05-06 | Digital color image processing method employing constrained correction of color reproduction functions |
| US730884 | 1985-05-06 | ||
| PCT/US1986/000796 WO1986006906A1 (en) | 1985-05-06 | 1986-04-21 | Digital image colour correction method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62500752A JPS62500752A (ja) | 1987-03-26 |
| JPH0666883B2 true JPH0666883B2 (ja) | 1994-08-24 |
Family
ID=24937180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61502276A Expired - Lifetime JPH0666883B2 (ja) | 1985-05-06 | 1986-04-21 | ディジタル・カラー画像を処理する方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4663663A (ja) |
| EP (1) | EP0221111B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0666883B2 (ja) |
| DE (1) | DE3672061D1 (ja) |
| WO (1) | WO1986006906A1 (ja) |
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| JP3219403B2 (ja) * | 1989-05-10 | 2001-10-15 | キヤノン株式会社 | 画像記憶装置 |
| JP2939270B2 (ja) * | 1989-05-31 | 1999-08-25 | 株式会社ヤマトヤ商会 | 画像の階調変換法 |
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1985
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1986
- 1986-04-21 EP EP86902734A patent/EP0221111B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-21 JP JP61502276A patent/JPH0666883B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1986-04-21 DE DE8686902734T patent/DE3672061D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1986-04-21 WO PCT/US1986/000796 patent/WO1986006906A1/en active IP Right Grant
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Also Published As
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| EP0221111B1 (en) | 1990-06-13 |
| EP0221111A1 (en) | 1987-05-13 |
| WO1986006906A1 (en) | 1986-11-20 |
| JPS62500752A (ja) | 1987-03-26 |
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