JPH07322033A - 電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正方法及びその装置 - Google Patents
電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正方法及びその装置Info
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- JPH07322033A JPH07322033A JP7116114A JP11611495A JPH07322033A JP H07322033 A JPH07322033 A JP H07322033A JP 7116114 A JP7116114 A JP 7116114A JP 11611495 A JP11611495 A JP 11611495A JP H07322033 A JPH07322033 A JP H07322033A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラ
ー彩度補正の方法及び装置を提供する。 【構成】 入力画像は、その元のカラー空間定義からＨ
ＳＶ空間のような輝度−色相−彩度カラー空間に変換さ
れる(100) 。ここでＳは、知覚彩度と強い相関関係を有
する。画像ノイズの影響を減らし、低い明度データ測定
の依存性をなくすために、信号であるその彩度成分を、
局所画像明度に基づき画像を通して選択的に平均化する
(102) 。決定された平均値は、望ましい彩度レベルを示
すように選択されたしきい値と比較される(104) 。彩度
が、目標の彩度よりも低い場合、フィルタを選択して、
平均彩度と所望の彩度との関数として彩度を向上するよ
うに画像に動作することができる(110) 。その他の場合
に、画像に変更は付されない。
ー彩度補正の方法及び装置を提供する。 【構成】 入力画像は、その元のカラー空間定義からＨ
ＳＶ空間のような輝度−色相−彩度カラー空間に変換さ
れる(100) 。ここでＳは、知覚彩度と強い相関関係を有
する。画像ノイズの影響を減らし、低い明度データ測定
の依存性をなくすために、信号であるその彩度成分を、
局所画像明度に基づき画像を通して選択的に平均化する
(102) 。決定された平均値は、望ましい彩度レベルを示
すように選択されたしきい値と比較される(104) 。彩度
が、目標の彩度よりも低い場合、フィルタを選択して、
平均彩度と所望の彩度との関数として彩度を向上するよ
うに画像に動作することができる(110) 。その他の場合
に、画像に変更は付されない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自然シーンカラー電子絵
画の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置に関する。
画の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】画像の
一般的な欠陥の１つに、画像彩度の明白な欠如がある。
即ち、これはより高い彩度の画像を得たいという要望に
置き換えることができる。画像の彩度の欠如は、幾つか
の要因による。ある要因は、経時変化又は他の外的な影
響に起因する画像の劣化である。別の要因は、画像のデ
ータレンジと、走査システムの可能なダイナミックレン
ジとの間の不整合である。三番目の要因は、”メモリ”
画像と”実在”画像との間の食い違いである。この三番
目のカテゴリの一般的な例は、元のシーンのカラー又は
カラフルネス（色彩）を正確に複製しない場合でさ
え、”青い空””緑の草原”を示す画像に対する要望が
あることである。
一般的な欠陥の１つに、画像彩度の明白な欠如がある。
即ち、これはより高い彩度の画像を得たいという要望に
置き換えることができる。画像の彩度の欠如は、幾つか
の要因による。ある要因は、経時変化又は他の外的な影
響に起因する画像の劣化である。別の要因は、画像のデ
ータレンジと、走査システムの可能なダイナミックレン
ジとの間の不整合である。三番目の要因は、”メモリ”
画像と”実在”画像との間の食い違いである。この三番
目のカテゴリの一般的な例は、元のシーンのカラー又は
カラフルネス（色彩）を正確に複製しない場合でさ
え、”青い空””緑の草原”を示す画像に対する要望が
あることである。
【０００３】カラー画像の彩度を補正するためのアプロ
ーチは、アキラ イノウエ（AkiraInoue)、及びジョー
ジ タジマ(Johji Tajima)による「カラー画像の品質向
上を行う方法(Adaptive Quality Improvement Method f
or Color Images"」（電子画像科学及び技術に関するＩ
Ｓ＆Ｔ／ＳＰＩＥシンポジウム、２１７９−４３、１９
９４年）に記載された。このアプローチでは、ＨＳＶ
（色相−彩度−明度）の最大彩度を測定して、補正係数
を計算し、測定された最大の彩度Ｓmax を調整し、それ
を得ることができる最大の彩度Ｓmax ＝１に変換する。
このアプローチの難しさは、低いＶ値に対してＨＳＶデ
ータの信頼性が低下する性質のために、不正確な測定値
が得られるであろうということである。第二番目に、１
つの画一的な測定に頼ることでアルゴリズムは画像ノイ
ズを受けやすくなることである。第三番目に、ＨＳＶ空
間の画像彩度を調整することにより明度(lightness) 又
は輝度の視覚的外観に、強い画像ノイズが生じることが
あるということである。
ーチは、アキラ イノウエ（AkiraInoue)、及びジョー
ジ タジマ(Johji Tajima)による「カラー画像の品質向
上を行う方法(Adaptive Quality Improvement Method f
or Color Images"」（電子画像科学及び技術に関するＩ
Ｓ＆Ｔ／ＳＰＩＥシンポジウム、２１７９−４３、１９
９４年）に記載された。このアプローチでは、ＨＳＶ
（色相−彩度−明度）の最大彩度を測定して、補正係数
を計算し、測定された最大の彩度Ｓmax を調整し、それ
を得ることができる最大の彩度Ｓmax ＝１に変換する。
このアプローチの難しさは、低いＶ値に対してＨＳＶデ
ータの信頼性が低下する性質のために、不正確な測定値
が得られるであろうということである。第二番目に、１
つの画一的な測定に頼ることでアルゴリズムは画像ノイ
ズを受けやすくなることである。第三番目に、ＨＳＶ空
間の画像彩度を調整することにより明度(lightness) 又
は輝度の視覚的外観に、強い画像ノイズが生じることが
あるということである。
【０００４】本発明の目的は、上記従来技術の欠点を克
服することである。
服することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段と作用】本発明によると、
電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正
の方法及び装置が提供される。
電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正
の方法及び装置が提供される。
【０００６】本発明の一態様によると、電子文書中の自
然シーン画像の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置
が提供される。入力画像は、その元のカラー空間定義か
らＨＳＶ空間のような輝度−色相−彩度カラー空間に変
換される。ここでＳは、知覚彩度(perceived saturatio
n)と強い相関を有する。画像ノイズの影響を減らし、低
いＶ値データ測定への依存性をなくすために、局所画像
値Ｖに基づき信号の彩度成分を、画像を通して選択的に
平均化する。決定された平均値は、望ましい彩度レベル
を示すように選択されたしきい値と比較される。彩度が
目標の彩度よりも低い場合、フィルタを選択して、平均
彩度と所望の彩度との関数として彩度を向上（強調）(e
nhance) するように画像に動作することができる。その
他の場合には画像に変更は付されない。
然シーン画像の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置
が提供される。入力画像は、その元のカラー空間定義か
らＨＳＶ空間のような輝度−色相−彩度カラー空間に変
換される。ここでＳは、知覚彩度(perceived saturatio
n)と強い相関を有する。画像ノイズの影響を減らし、低
いＶ値データ測定への依存性をなくすために、局所画像
値Ｖに基づき信号の彩度成分を、画像を通して選択的に
平均化する。決定された平均値は、望ましい彩度レベル
を示すように選択されたしきい値と比較される。彩度が
目標の彩度よりも低い場合、フィルタを選択して、平均
彩度と所望の彩度との関数として彩度を向上（強調）(e
nhance) するように画像に動作することができる。その
他の場合には画像に変更は付されない。
【０００７】本発明の別の態様によると、ＨＳＶ空間に
おける画像の彩度の変更は、画像の輝度を変える傾向に
ある。従って、画像をフィルタリングして彩度を向上し
た後に、画像を再びフィルタリングして、元の輝度と彩
度向上画像の輝度との関数として、輝度のばらつきを減
少する。あるいは、彩度が向上した画像の輝度値を元の
輝度値と交換する。次に、彩度向上画像は、出力デバイ
スに送られる。
おける画像の彩度の変更は、画像の輝度を変える傾向に
ある。従って、画像をフィルタリングして彩度を向上し
た後に、画像を再びフィルタリングして、元の輝度と彩
度向上画像の輝度との関数として、輝度のばらつきを減
少する。あるいは、彩度が向上した画像の輝度値を元の
輝度値と交換する。次に、彩度向上画像は、出力デバイ
スに送られる。
【０００８】本発明の更に別の態様によると、電子文書
中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正方法が提
供され、該方法は、元の画像をその元のカラー空間定義
から、知覚彩度と強い相関を有する彩度成分を有する第
２のカラー空間定義に変換するステップと；元の画像デ
ータの値範囲の少なくとも一部分の平均彩度を、その第
２のカラー空間定義における彩度成分の関数として決定
するステップと；決定された平均彩度を所望の彩度を表
すように選択された目標彩度と比較し、決定された平均
彩度が目標彩度よりも高いか否かを示す比較信号を生成
するステップと；平均彩度が目標彩度よりも低いことを
比較信号が示す場合に、平均彩度と所望の彩度の関数と
してフィルタ係数を生成するステップと；第２のカラー
空間によって定義された元の画像を、生成されたフィル
タ係数を有するその彩度成分に対して動作するプログラ
マブルフィルタへ送り、彩度を変更した画像を生成する
ステップと；彩度変更画像を出力デバイスへ送るステッ
プと；平均彩度が目標彩度よりも高いことを比較信号が
示す場合、画像を彩度成分に変更を加えずに出力デバイ
スへ送るステップと、を含む。
中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正方法が提
供され、該方法は、元の画像をその元のカラー空間定義
から、知覚彩度と強い相関を有する彩度成分を有する第
２のカラー空間定義に変換するステップと；元の画像デ
ータの値範囲の少なくとも一部分の平均彩度を、その第
２のカラー空間定義における彩度成分の関数として決定
するステップと；決定された平均彩度を所望の彩度を表
すように選択された目標彩度と比較し、決定された平均
彩度が目標彩度よりも高いか否かを示す比較信号を生成
するステップと；平均彩度が目標彩度よりも低いことを
比較信号が示す場合に、平均彩度と所望の彩度の関数と
してフィルタ係数を生成するステップと；第２のカラー
空間によって定義された元の画像を、生成されたフィル
タ係数を有するその彩度成分に対して動作するプログラ
マブルフィルタへ送り、彩度を変更した画像を生成する
ステップと；彩度変更画像を出力デバイスへ送るステッ
プと；平均彩度が目標彩度よりも高いことを比較信号が
示す場合、画像を彩度成分に変更を加えずに出力デバイ
スへ送るステップと、を含む。
【０００９】請求項２に記載の電子文書中の自然シーン
画像の画像依存カラー彩度補正方法は、請求項１に記載
電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正
方法において、彩度が変更された画像を出力デバイスへ
送るための準備となるステップであって；元のカラー空
間定義からの元の画像を、輝度と強い相関のある成分を
含む第３のカラー空間に変換するステップと；第２のカ
ラー空間からの彩度が変更された画像を第３のカラー空
間に変換するステップと；元の画像の輝度成分の関数と
して、彩度が変更された画像の輝度成分を調整するステ
ップと、を更に含む。
画像の画像依存カラー彩度補正方法は、請求項１に記載
電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正
方法において、彩度が変更された画像を出力デバイスへ
送るための準備となるステップであって；元のカラー空
間定義からの元の画像を、輝度と強い相関のある成分を
含む第３のカラー空間に変換するステップと；第２のカ
ラー空間からの彩度が変更された画像を第３のカラー空
間に変換するステップと；元の画像の輝度成分の関数と
して、彩度が変更された画像の輝度成分を調整するステ
ップと、を更に含む。
【００１０】請求項３に記載の発明は、電子文書中の自
然シーン画像の画像依存カラー彩度補正のための画像プ
ロセッサであって；元のカラー空間によって定義される
カラー画像を受け取る入力部と；前記入力部と動作的に
接続され、知覚彩度と強い相関を有する彩度成分を有す
る第２のカラー空間定義によって定義される画像を出力
として生成する第１のカラー空間変換器と；元の画像の
入力ダイナミックレンジの少なくとも一部分の平均彩度
を、その第２のカラー空間定義における彩度成分の関数
として測定する手段と；前記平均彩度測定手段と動作的
に接続され、決定された平均彩度が目標彩度よりも低い
か否かを示す応答信号を生成するコンパレータと；コン
パレータからの信号に応答して動作し、フィルタ係数を
平均彩度と所望の彩度との関数として生成する係数計算
回路と；画像を前記カラー空間変換器から受け取り、そ
の彩度成分に前記フィルタ係数で動作し、彩度変更画像
を生成するプログラマブルフィルタと；彩度変更画像を
プログラマブルフィルタから出力デバイスへ送る出力部
と、を含む。
然シーン画像の画像依存カラー彩度補正のための画像プ
ロセッサであって；元のカラー空間によって定義される
カラー画像を受け取る入力部と；前記入力部と動作的に
接続され、知覚彩度と強い相関を有する彩度成分を有す
る第２のカラー空間定義によって定義される画像を出力
として生成する第１のカラー空間変換器と；元の画像の
入力ダイナミックレンジの少なくとも一部分の平均彩度
を、その第２のカラー空間定義における彩度成分の関数
として測定する手段と；前記平均彩度測定手段と動作的
に接続され、決定された平均彩度が目標彩度よりも低い
か否かを示す応答信号を生成するコンパレータと；コン
パレータからの信号に応答して動作し、フィルタ係数を
平均彩度と所望の彩度との関数として生成する係数計算
回路と；画像を前記カラー空間変換器から受け取り、そ
の彩度成分に前記フィルタ係数で動作し、彩度変更画像
を生成するプログラマブルフィルタと；彩度変更画像を
プログラマブルフィルタから出力デバイスへ送る出力部
と、を含む。
【００１１】本発明は、画像ノイズに対する減少した感
度、低いＶ値データに対する低い感度、及び局所的な輝
度を維持できる能力を有することによって、主な画像ノ
イズソースを除去できる方法について記載する。
度、低いＶ値データに対する低い感度、及び局所的な輝
度を維持できる能力を有することによって、主な画像ノ
イズソースを除去できる方法について記載する。
【００１２】
【実施例】図面を参照すると、図示されているものは、
本発明の実施例を説明するためのものであり、同等物を
限定するためのものではない。図１を参照すると、本発
明の良好な使用がわかるスキャン・ツ−・プリント(sca
n-to-print) システムが示される。
本発明の実施例を説明するためのものであり、同等物を
限定するためのものではない。図１を参照すると、本発
明の良好な使用がわかるスキャン・ツ−・プリント(sca
n-to-print) システムが示される。
【００１３】図１は、カラー画像用のｒｇｂ空間で定義
される画像信号を生成するカラースキャナと便宜上する
ことができるスキャナ１０を示す。取り扱うこれらの画
像は、絵画的性質を有するもの、即ちそれらは自然シー
ンを表すものである。コンピュータにより生成された画
像を、自然シーンを表す画像と見なすこともできるが、
意図される画像は主に走査される写真である。画像自体
は、ピクセルによって定義され、ここで各ピクセルは、
ホワイトレベルとブラックレベルの間で変化する３つの
グレー値から成るトリプレットを有する。算定が８ビッ
ト情報に基づいてなされ得る一般的に望ましいシステム
では、各分離に対して２５６レベルのグレイが使用可能
である。ピクセルはまた位置によっても識別される。即
ち、ピクセルは、画像内に固有の領域を定め、走査線中
のピクセル位置及びページ中の走査線位置によって識別
される。従って、カラーは、画像中の各カラーピクセル
に対するピクセル値のトリプレットによって表され、ピ
クセル値のトリプレットの各要素が各分離部分において
カラーを定義し、それらが一緒になってカラーピクセル
が形成される。
される画像信号を生成するカラースキャナと便宜上する
ことができるスキャナ１０を示す。取り扱うこれらの画
像は、絵画的性質を有するもの、即ちそれらは自然シー
ンを表すものである。コンピュータにより生成された画
像を、自然シーンを表す画像と見なすこともできるが、
意図される画像は主に走査される写真である。画像自体
は、ピクセルによって定義され、ここで各ピクセルは、
ホワイトレベルとブラックレベルの間で変化する３つの
グレー値から成るトリプレットを有する。算定が８ビッ
ト情報に基づいてなされ得る一般的に望ましいシステム
では、各分離に対して２５６レベルのグレイが使用可能
である。ピクセルはまた位置によっても識別される。即
ち、ピクセルは、画像内に固有の領域を定め、走査線中
のピクセル位置及びページ中の走査線位置によって識別
される。従って、カラーは、画像中の各カラーピクセル
に対するピクセル値のトリプレットによって表され、ピ
クセル値のトリプレットの各要素が各分離部分において
カラーを定義し、それらが一緒になってカラーピクセル
が形成される。
【００１４】スキャナ１０は、スライドスキャナ、ドキ
ュメントスキャナ、電子カメラ等を含み得る可視画像を
電気信号にするためのデバイスを示す。一般的にスキャ
ナ１０によって生成された電気信号は、レッド、グリー
ン及びブルー（ｒｇｂ）カラー光に関して定義された標
準的なＣＩＥカラー空間によって与えられる、あるいは
また、このような項に補正可能である。これらの信号
（即ち、ピクセル）を、カラー画像処理ユニット２０に
おいて印刷のために編集、改良、及び準備し、このカラ
ー画像処理ユニット２０が信号をｒｇｂ空間等における
出力信号として、提供する。プリンタ３０は、カラー画
像処理ユニット２０から信号を受け取り、その信号をプ
リンタドライバ信号に変換する。このプリンタドライバ
信号は、複製に用いられる着色材(colorant)、典型的に
はシアン、マゼンダ、イエロー及びキー又はブラック
（ＣＭＹＫ）に関して一般的に与えられる。プリンタ
は、ユーザが望んだようなシーンと望ましくは近似する
自然シーン画像を出力として有する。あるいは、カラー
画像処理ユニット２０からの処理された画像は、テレビ
スクリーン又はＣＲＴディスプレイ等に表示される。
ュメントスキャナ、電子カメラ等を含み得る可視画像を
電気信号にするためのデバイスを示す。一般的にスキャ
ナ１０によって生成された電気信号は、レッド、グリー
ン及びブルー（ｒｇｂ）カラー光に関して定義された標
準的なＣＩＥカラー空間によって与えられる、あるいは
また、このような項に補正可能である。これらの信号
（即ち、ピクセル）を、カラー画像処理ユニット２０に
おいて印刷のために編集、改良、及び準備し、このカラ
ー画像処理ユニット２０が信号をｒｇｂ空間等における
出力信号として、提供する。プリンタ３０は、カラー画
像処理ユニット２０から信号を受け取り、その信号をプ
リンタドライバ信号に変換する。このプリンタドライバ
信号は、複製に用いられる着色材(colorant)、典型的に
はシアン、マゼンダ、イエロー及びキー又はブラック
（ＣＭＹＫ）に関して一般的に与えられる。プリンタ
は、ユーザが望んだようなシーンと望ましくは近似する
自然シーン画像を出力として有する。あるいは、カラー
画像処理ユニット２０からの処理された画像は、テレビ
スクリーン又はＣＲＴディスプレイ等に表示される。
【００１５】スキャナ１０からの出力を、自動画像向上
システム(automated image enhancement system)を含む
カラー画像処理ユニット２０に送ってもよい。この自動
画像向上システムに関しては本明細書中で更に定義され
る。本発明の目的のために、自動画像向上システムは、
絵的な及び絵的でない画像領域を含む画像のタイプを、
原稿内で識別できるセグメンテーションシステムを含ん
でもよい。本明細書中で記載される自動画像向上システ
ムからの出力がプリンタ、ＣＲＴ又は同様のデバイスへ
送られることを想定する。これらのデバイスは、多くの
特性を有することができ、それらはレーザプリンタ又は
インクジェットプリンタ又はＬＣＤディスプレイ又はＣ
ＲＴディスプレイとすることができる。
システム(automated image enhancement system)を含む
カラー画像処理ユニット２０に送ってもよい。この自動
画像向上システムに関しては本明細書中で更に定義され
る。本発明の目的のために、自動画像向上システムは、
絵的な及び絵的でない画像領域を含む画像のタイプを、
原稿内で識別できるセグメンテーションシステムを含ん
でもよい。本明細書中で記載される自動画像向上システ
ムからの出力がプリンタ、ＣＲＴ又は同様のデバイスへ
送られることを想定する。これらのデバイスは、多くの
特性を有することができ、それらはレーザプリンタ又は
インクジェットプリンタ又はＬＣＤディスプレイ又はＣ
ＲＴディスプレイとすることができる。
【００１６】本発明の画像向上システムによる動作のた
めのデータを得ることに関して、コピー又は走査プラテ
ン上に配され、スキャナの電子光学システムで走査され
る原稿に、必要に応じてプレスキャン（事前走査）を行
って、原稿画像を表す信号を生成することができる。あ
るいは、予め走査された又はある他のシステムから得ら
れた画像を、メモリから自動画像向上システムに送るこ
とができ、この場合、受け取られた画像を、必要に応じ
てサンプリングする。
めのデータを得ることに関して、コピー又は走査プラテ
ン上に配され、スキャナの電子光学システムで走査され
る原稿に、必要に応じてプレスキャン（事前走査）を行
って、原稿画像を表す信号を生成することができる。あ
るいは、予め走査された又はある他のシステムから得ら
れた画像を、メモリから自動画像向上システムに送るこ
とができ、この場合、受け取られた画像を、必要に応じ
てサンプリングする。
【００１７】プレスキャンは、不完全な（少なめの）サ
ンプリング形態(undersampled fashion)で行われ、即
ち、画像は、向上の目的のためにシステムの最終的な分
解能でサンプリングされる必要はない。実際上は、画像
全体を表し、画像全体に分散された比較的少ない数のピ
クセルが、この目的のための画像を正確に表すことがで
きるということが確認された。本発明の特定の実施例で
は、約５１２×５１２のピクセルの画像から得られるピ
クセルのブロックを使用する。この選択の主な目的は、
ソフトウェア画像向上システムが絵的な画像を処理する
ことができる速度を向上させることである。一般的な画
像分解能でのサンプリングは、本明細書中に記載される
発明のプロセスに示される結果を著しく改良せず、要求
されるソフトウェア処理時間をめざましく増大する。発
明のプロセスに記載される実施例のハードウェアは、画
像を不完全にサンプリングしないように設計することも
できる。
ンプリング形態(undersampled fashion)で行われ、即
ち、画像は、向上の目的のためにシステムの最終的な分
解能でサンプリングされる必要はない。実際上は、画像
全体を表し、画像全体に分散された比較的少ない数のピ
クセルが、この目的のための画像を正確に表すことがで
きるということが確認された。本発明の特定の実施例で
は、約５１２×５１２のピクセルの画像から得られるピ
クセルのブロックを使用する。この選択の主な目的は、
ソフトウェア画像向上システムが絵的な画像を処理する
ことができる速度を向上させることである。一般的な画
像分解能でのサンプリングは、本明細書中に記載される
発明のプロセスに示される結果を著しく改良せず、要求
されるソフトウェア処理時間をめざましく増大する。発
明のプロセスに記載される実施例のハードウェアは、画
像を不完全にサンプリングしないように設計することも
できる。
【００１８】先ず、発明の原理を述べる。画像は、輝度
−色相−彩度(luminance-hue-saturation)のカラー空間
に変換される。このような空間は「ゼロックスカラー符
号化基準(Xerox Color Encording Standard)」（ＸＮＳ
Ｓ ２８９００５、１９８９年）のＣ．７に記載された
ＨＳＶ（色相−彩度−明度;hue-saturation-value)モデ
ルであり、ここでモデルの彩度成分は、人間の知覚彩度
とモデルの彩度成分との間に強い相関を提供する。モデ
ルは標準のｒｇｂカラー空間と非線形な関係を提供し、
それはまた全てのＶ値に対して０と１との間の彩度範囲
にある。彩度変数を有する別のカラー空間であるＹＨＳ
空間において、彩度は輝度Ｙと色相Ｈとの関数であるこ
とを示すことは有用である。このＹＨＳ空間は記載され
たＨＳＶ空間とは全く異なる。
−色相−彩度(luminance-hue-saturation)のカラー空間
に変換される。このような空間は「ゼロックスカラー符
号化基準(Xerox Color Encording Standard)」（ＸＮＳ
Ｓ ２８９００５、１９８９年）のＣ．７に記載された
ＨＳＶ（色相−彩度−明度;hue-saturation-value)モデ
ルであり、ここでモデルの彩度成分は、人間の知覚彩度
とモデルの彩度成分との間に強い相関を提供する。モデ
ルは標準のｒｇｂカラー空間と非線形な関係を提供し、
それはまた全てのＶ値に対して０と１との間の彩度範囲
にある。彩度変数を有する別のカラー空間であるＹＨＳ
空間において、彩度は輝度Ｙと色相Ｈとの関数であるこ
とを示すことは有用である。このＹＨＳ空間は記載され
たＨＳＶ空間とは全く異なる。
【００１９】図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、十分に鮮
明な(well saturated)画像（図２Ａ）と鮮明さが不十分
な画像（図２Ｂ）との比較が示される。示されるよう
に、不鮮明な(unsaturated) 画像は、Ｖ値の範囲を通し
て低い彩度により特徴付けられるが、十分に鮮明な画像
は、Ｖのブロードな範囲に高レベルの彩度を有する。
明な(well saturated)画像（図２Ａ）と鮮明さが不十分
な画像（図２Ｂ）との比較が示される。示されるよう
に、不鮮明な(unsaturated) 画像は、Ｖ値の範囲を通し
て低い彩度により特徴付けられるが、十分に鮮明な画像
は、Ｖのブロードな範囲に高レベルの彩度を有する。
【００２０】観察に基づいて、画像の知覚彩度は、Ｖ値
の範囲を通した最大の彩度関数の平均であることがわか
る。又は以下のように示される。
の範囲を通した最大の彩度関数の平均であることがわか
る。又は以下のように示される。
【００２１】
【数１】
【００２２】求められた平均彩度Ｓavを固定した目標Ｓ
target（所望の彩度を示す）と比較して、画像の彩度を
向上するべきか否かを決定する。彩度の増大Ｂは、以下
のように定義される。
target（所望の彩度を示す）と比較して、画像の彩度を
向上するべきか否かを決定する。彩度の増大Ｂは、以下
のように定義される。
【００２３】 Ｓav＜Ｓtargetの場合、Ｂ＝Ｓav／Ｓtarget そうでなければ、 Ｂ＝１
【００２４】この決定により、十分に鮮明な画像におい
て彩度が増大されることが回避される。
て彩度が増大されることが回避される。
【００２５】ＨＳＶ空間における彩度は、人間の知覚彩
度と高い相関を有するカラー空間で測定されるが、その
カラー空間の明度（Ｖ）成分は、明るさの知覚と十分な
相関を有さない。簡単な例として、鮮明なイエロー及び
鮮明なブルーを考えてみると理解することができる。こ
の両者の場合、ＨＳＶのＳは”１”である。その理由は
カラーが十分に鮮明であるからである。一方、両者の場
合、Ｖもまた等しい。鮮明なイエローが鮮明なブルーよ
りもかなり明るいということは、十分に立証され、この
ことは、Ｖ成分によって画像の明るさを表すＨＳＶシス
テムの欠点を示す。Ｖ項は、例えば（ＹＥＳ空間の）Ｙ
又は（Ｌ* Ａ* Ｂ* 空間の）Ｌ* のような輝度のみの関
数ではないので、カラー空間のＨＳＶモデルは、輝度を
十分に表さない。従って、Ｖを一定に保った画像の任意
の変更は、画像の輝度を変更することが可能である。Ｈ
ＳＶモデルの彩度成分の変更は、このような変更になる
であろう。例として、ＨＳＶ項で定義される画像の彩度
を次の様に変更すること及び、その変更の結果をＹ（輝
度）に関して考える： Sを 1に変更すると が与えられる。
度と高い相関を有するカラー空間で測定されるが、その
カラー空間の明度（Ｖ）成分は、明るさの知覚と十分な
相関を有さない。簡単な例として、鮮明なイエロー及び
鮮明なブルーを考えてみると理解することができる。こ
の両者の場合、ＨＳＶのＳは”１”である。その理由は
カラーが十分に鮮明であるからである。一方、両者の場
合、Ｖもまた等しい。鮮明なイエローが鮮明なブルーよ
りもかなり明るいということは、十分に立証され、この
ことは、Ｖ成分によって画像の明るさを表すＨＳＶシス
テムの欠点を示す。Ｖ項は、例えば（ＹＥＳ空間の）Ｙ
又は（Ｌ* Ａ* Ｂ* 空間の）Ｌ* のような輝度のみの関
数ではないので、カラー空間のＨＳＶモデルは、輝度を
十分に表さない。従って、Ｖを一定に保った画像の任意
の変更は、画像の輝度を変更することが可能である。Ｈ
ＳＶモデルの彩度成分の変更は、このような変更になる
であろう。例として、ＨＳＶ項で定義される画像の彩度
を次の様に変更すること及び、その変更の結果をＹ（輝
度）に関して考える： Sを 1に変更すると が与えられる。
【００２６】この例から理解することができるように、
彩度の変更により得られた画像は、輝度に多大な変化を
有し、この変化は、本発明において画像ノイズとしてし
ばしば認識された。観察によって、主観的により高い画
像の品質は、ＨＳＶ空間に於ける彩度補正に加えて、出
力ピクセルの輝度を入力ピクセルの輝度と等しくなるよ
うにすることで得ることができることがわかった。この
高品質画像を得るためには、入力ピクセル毎に輝度を計
算し、出力輝度をこの値に調整する。これは、ＨＳＶ彩
度変更後に輝度（Ｙ）を単に計算し、ファクタｋを下記
のように導くことによって行われる。
彩度の変更により得られた画像は、輝度に多大な変化を
有し、この変化は、本発明において画像ノイズとしてし
ばしば認識された。観察によって、主観的により高い画
像の品質は、ＨＳＶ空間に於ける彩度補正に加えて、出
力ピクセルの輝度を入力ピクセルの輝度と等しくなるよ
うにすることで得ることができることがわかった。この
高品質画像を得るためには、入力ピクセル毎に輝度を計
算し、出力輝度をこの値に調整する。これは、ＨＳＶ彩
度変更後に輝度（Ｙ）を単に計算し、ファクタｋを下記
のように導くことによって行われる。
【００２７】ｋ＝Ｙ／Ｙ’ であり、これは下記の式によって画像に適用される。
【００２８】ｒFINAL ＝ｋ×ｒ’ ｇFINAL ＝ｋ×ｇ’ ｂFINAL ＝ｋ×ｂ’
【００２９】ここで、（ｒ，ｇ，ｂ）FINAL は、所望の
輝度に補正された出力値であり、（ｒ，ｇ，ｂ）’は、
ＨＳＶ彩度の変更後のピクセルのために決定されたｒ，
ｇ，ｂ空間である。あるいは彩度が変更された画像の輝
度を、元の画像の輝度に単に置き換えることもできる。
輝度に補正された出力値であり、（ｒ，ｇ，ｂ）’は、
ＨＳＶ彩度の変更後のピクセルのために決定されたｒ，
ｇ，ｂ空間である。あるいは彩度が変更された画像の輝
度を、元の画像の輝度に単に置き換えることもできる。
【００３０】図３は、本発明を組み込んだシステムのブ
ロック図を示す。専用計算回路若しくはユニット、又は
プログラムされたマイクロプロセッサ等であり得るカラ
ー空間変換器１００において、ＨＳＶ以外のカラー空間
によって表された明度を、ＨＳＶ空間に変換する。ある
いは、幾つかの関連した特許に記載されたように、画像
は、他の理由のためにＬＣ1 Ｌ2 空間にあることもある
が、典型的には画像の描写をレッド−グリーン−ブルー
の信号で受け取ることができる。
ロック図を示す。専用計算回路若しくはユニット、又は
プログラムされたマイクロプロセッサ等であり得るカラ
ー空間変換器１００において、ＨＳＶ以外のカラー空間
によって表された明度を、ＨＳＶ空間に変換する。ある
いは、幾つかの関連した特許に記載されたように、画像
は、他の理由のためにＬＣ1 Ｌ2 空間にあることもある
が、典型的には画像の描写をレッド−グリーン−ブルー
の信号で受け取ることができる。
【００３１】先ず、専用計算回路若しくはユニット又は
プログラムされたマイクロプロセッサ等であり得る平均
彩度計算機１０２において、平均彩度Ｓavが画像から決
定されてリターンされる。次に、スレショルダー１０４
で、Ｓavの値は、外部ソースから受け取られるかまたは
ユーザ選択に従ってＵＩから入力されるＳtargetの値に
対して、しきい値処理される。スレショルダー比較に基
づいてバイナリ１又は０がリターンされ、係数計算機１
０６が駆動され、Ｓav＜Ｓtargetの場合にはＳ av／Ｓ
target' 、そうでなければ１がプログラマブルデジタル
フィルタ１１０へ出力される。プログラマブルデジタル
フィルタ１１０は、カラー空間変換器１００から受けた
値に対応して画像全体の彩度を向上する。彩度の変更が
生じない場合、フィルタは信号を変更しない。図示され
た構成は、処理されるべき信号がプログラマブルデジタ
ルフィルタ１１０により常に処理されることを示す。一
方、彩度向上が生じない場合に、処理されるべき信号が
ログラマブルフィルタを迂回する構成を提供すること
は、十分に本発明の範囲内である。このような代替回路
パスは、上記提供されたシーケンスと同じシーケンスで
制御可能である。
プログラムされたマイクロプロセッサ等であり得る平均
彩度計算機１０２において、平均彩度Ｓavが画像から決
定されてリターンされる。次に、スレショルダー１０４
で、Ｓavの値は、外部ソースから受け取られるかまたは
ユーザ選択に従ってＵＩから入力されるＳtargetの値に
対して、しきい値処理される。スレショルダー比較に基
づいてバイナリ１又は０がリターンされ、係数計算機１
０６が駆動され、Ｓav＜Ｓtargetの場合にはＳ av／Ｓ
target' 、そうでなければ１がプログラマブルデジタル
フィルタ１１０へ出力される。プログラマブルデジタル
フィルタ１１０は、カラー空間変換器１００から受けた
値に対応して画像全体の彩度を向上する。彩度の変更が
生じない場合、フィルタは信号を変更しない。図示され
た構成は、処理されるべき信号がプログラマブルデジタ
ルフィルタ１１０により常に処理されることを示す。一
方、彩度向上が生じない場合に、処理されるべき信号が
ログラマブルフィルタを迂回する構成を提供すること
は、十分に本発明の範囲内である。このような代替回路
パスは、上記提供されたシーケンスと同じシーケンスで
制御可能である。
【００３２】リミタ１１２において、フィルタリングさ
れた彩度信号は０〜１の範囲に限定される。ＨＳＶモデ
ル中のＳの許容範囲は、全ての色相及び明度に対して０
と１との間にあるので、この彩度向上は、全体の不釣合
の原因とはならない。信号はＨ、Ｓ’、Ｖとなる。
れた彩度信号は０〜１の範囲に限定される。ＨＳＶモデ
ル中のＳの許容範囲は、全ての色相及び明度に対して０
と１との間にあるので、この彩度向上は、全体の不釣合
の原因とはならない。信号はＨ、Ｓ’、Ｖとなる。
【００３３】図４を参照すると、上記記載されたよう
に、画像の輝度は補正されなくてはならない。従って、
専用計算回路若しくはユニット、又はプログラムされた
マイクロプロセッサ等であり得るカラー空間変換器２０
０において、信号Ｈ、Ｓ’、Ｖは、先ずＹＥＳ空間に変
換されて、信号Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’を生成する。次に、信
号Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’は、専用計算回路若しくはユニッ
ト、又はプログラムされたマイクロプロセッサ等であり
得る更に別のカラー空間変換器２０６へ、変換のために
送られ、ｒｇｂ空間値を出力し、ここで、信号はｒ’、
ｇ’、ｂ’となる。同様に、初期のカラー空間変換器
（図３のカラー空間変換器１００）から得られた未補正
信号Ｈ、Ｓ、Ｖは、専用計算回路若しくはユニット、又
はプログラムされたマイクロプロセッサ等であり得るカ
ラー空間変換器２０２でＹＥＳ空間に変換され、信号
Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’を生成する。これらは、同一デバイス
によって行われ得る同様の変換であることは、当然認識
されるであろう。専用計算回路若しくはユニット、又は
プログラムされたマイクロプロセッサであり得る輝度調
整係数計算機２０４において、値ｋは元の彩度Ｙと変更
された彩度Ｙ’との関数として計算される。値ｋは乗算
器２０８へ伝送され、ここで、ｒ、ｇ、ｂ出力値は、信
号ｒ’、ｇ’、ｂ’をｋと掛けることによって生成され
る。
に、画像の輝度は補正されなくてはならない。従って、
専用計算回路若しくはユニット、又はプログラムされた
マイクロプロセッサ等であり得るカラー空間変換器２０
０において、信号Ｈ、Ｓ’、Ｖは、先ずＹＥＳ空間に変
換されて、信号Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’を生成する。次に、信
号Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’は、専用計算回路若しくはユニッ
ト、又はプログラムされたマイクロプロセッサ等であり
得る更に別のカラー空間変換器２０６へ、変換のために
送られ、ｒｇｂ空間値を出力し、ここで、信号はｒ’、
ｇ’、ｂ’となる。同様に、初期のカラー空間変換器
（図３のカラー空間変換器１００）から得られた未補正
信号Ｈ、Ｓ、Ｖは、専用計算回路若しくはユニット、又
はプログラムされたマイクロプロセッサ等であり得るカ
ラー空間変換器２０２でＹＥＳ空間に変換され、信号
Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’を生成する。これらは、同一デバイス
によって行われ得る同様の変換であることは、当然認識
されるであろう。専用計算回路若しくはユニット、又は
プログラムされたマイクロプロセッサであり得る輝度調
整係数計算機２０４において、値ｋは元の彩度Ｙと変更
された彩度Ｙ’との関数として計算される。値ｋは乗算
器２０８へ伝送され、ここで、ｒ、ｇ、ｂ出力値は、信
号ｒ’、ｇ’、ｂ’をｋと掛けることによって生成され
る。
【００３４】あるいは、信号Ｙ’、Ｅ’、Ｓ’をカラー
空間変換器２０６へ送ることにより、カラー空間変換器
２００の輝度成分Ｙ’をカラー空間変換器２０２の輝度
成分Ｙと取り替えることによって、輝度調整を行うこと
ができる。
空間変換器２０６へ送ることにより、カラー空間変換器
２００の輝度成分Ｙ’をカラー空間変換器２０２の輝度
成分Ｙと取り替えることによって、輝度調整を行うこと
ができる。
【００３５】おそらく最適速度を提供するであろうハー
ドウェア回路によって機能を実行するアプリケーション
ソフトウェアによって、又はソフトウェアとハードウェ
アのある組み合わせによって、本発明を遂行できるとが
できることは確かである。
ドウェア回路によって機能を実行するアプリケーション
ソフトウェアによって、又はソフトウェアとハードウェ
アのある組み合わせによって、本発明を遂行できるとが
できることは確かである。
【００３６】
【発明の効果】本発明によって、電子文書中の自然シー
ン画像の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置が提供
された。
ン画像の画像依存カラー彩度補正の方法及び装置が提供
された。
【図１】本発明を使用できるシステムを示す総体的なシ
ステムブロック図。
ステムブロック図。
【図２】図２Ａ及び図２Ｂは、ＨＳＶ空間の彩度カーブ
を、鮮明な画像及び不鮮明な画像に関して比較する。
を、鮮明な画像及び不鮮明な画像に関して比較する。
【図３】本発明を完成する彩度変更システムのブロック
図。
図。
【図４】本発明の別の態様による輝度補正システムを示
すブロック図。
すブロック図。
フロントページの続き (72)発明者 ベーンド ダブリュ．コルパツィック アメリカ合衆国 マサチューセッツ州 02172 ウォータータウン ヒルトップ ロード ４エイ
Claims (3)
- 【請求項１】 電子文書中の自然シーン画像の画像依
存カラー彩度補正方法であって、 元の画像をその元のカラー空間定義から、知覚彩度と強
い相関を有する彩度成分を有する第２のカラー空間定義
に変換するステップと、 元の画像データの値範囲の少なくとも一部分の平均彩度
を、その第２のカラー空間定義における彩度成分の関数
として決定するステップと、 決定された平均彩度を、所望の彩度を表すように選択さ
れた目標彩度と比較し、決定された平均彩度が目標彩度
よりも低いか否かを示す比較信号を生成するステップ
と、 平均彩度が目標彩度よりも低いことを比較信号が示す場
合に、平均彩度と所望の彩度の関数としてフィルタ係数
を生成するステップと、 第２のカラー空間によって定義された元の画像を、生成
されたフィルタ係数を有するその彩度成分に対して動作
するプログラマブルフィルタへ送り、彩度を変更した画
像を生成するステップと、 彩度変更画像を出力デバイスへ送るステップと、 平均彩度が目標彩度よりも高いことを比較信号が示す場
合、画像を彩度成分に変更を加えずに出力デバイスへ送
るステップと、 を含む、電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー
彩度補正方法。 - 【請求項２】 彩度が変更された画像を出力デバイスへ
送るための準備となるステップであって、 元のカラー空間定義からの元の画像を、輝度と強い相関
のある成分を含む第３のカラー空間に変換するステップ
と、 第２のカラー空間からの彩度が変更された画像を第３の
カラー空間に変換するステップと、 元の画像の輝度成分の関数として、彩度が変更された画
像の輝度成分を調整するステップと、 を更に含む請求項１に記載の電子文書中の自然シーン画
像の画像依存カラー彩度補正方法。 - 【請求項３】 電子文書中の自然シーン画像の画像依存
カラー彩度補正のための画像プロセッサであって、 元のカラー空間によって定義されるカラー画像を受け取
る入力部と、 前記入力部と動作的に接続され、知覚彩度と強い相関を
有する彩度成分を有する第２のカラー空間定義によって
定義される画像を出力として生成する第１のカラー空間
変換器と、 元の画像の入力ダイナミックレンジの少なくとも一部分
の平均彩度を、その第２のカラー空間定義における彩度
成分の関数として測定する手段と、 前記平均彩度測定手段と動作的に接続され、決定された
平均彩度が目標彩度よりも低いか否かを示す応答信号を
生成するコンパレータと、 コンパレータからの信号に応答して動作し、フィルタ係
数を平均彩度と所望の彩度との関数として生成する係数
計算回路と、 画像を前記カラー空間変換器から受け取り、その彩度成
分に前記フィルタ係数で動作し、彩度変更画像を生成す
るプログラマブルフィルタと、 彩度変更画像をプログラマブルフィルタから出力デバイ
スへ送る出力部と、 を含む、電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー
彩度補正のための画像プロセッサ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/247,367 US5450217A (en) | 1994-05-23 | 1994-05-23 | Image-dependent color saturation correction in a natural scene pictorial image |
| US247367 | 1995-04-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07322033A true JPH07322033A (ja) | 1995-12-08 |
| JP3723604B2 JP3723604B2 (ja) | 2005-12-07 |
Family
ID=22934655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11611495A Expired - Fee Related JP3723604B2 (ja) | 1994-05-23 | 1995-05-15 | 電子文書中の自然シーン画像の画像依存カラー彩度補正方法及びその装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5450217A (ja) |
| EP (1) | EP0684729B1 (ja) |
| JP (1) | JP3723604B2 (ja) |
| DE (1) | DE69520303T2 (ja) |
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