JP2001211339A - 画像処理方法および装置並びに記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の濃度および／または階調を変換した際
に、画像中の特定色についての色味も補正する。 【解決手段】 対数変換後の画像データＳ１に対して、
ＣＭＹ色空間において階調を変換するとともに、濃度変
換手段４において濃度を変換する処理を施し、逆対数変
換を施して画像データＳ４を得る。次いで、ＬＣＨ変換
手段６において、画像データＳ４を明度、彩度、色相に
変換し、色味補正手段７において彩度および／または色
相を補正し、これをＲＧＢ変換手段８においてＲＧＢデ
ータに変換し、処理済み画像データＳ５を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデジタルカメラやス
キャナ等により取得されたデジタルのカラー画像データ
に対して濃度や階調を変更する画像処理を施す画像処理
方法および装置並びに画像処理方法をコンピュータに実
行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取
り可能な記録媒体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】デジタル電子スチルカメラ（以下デジタ
ルカメラとする）において取得したデジタル画像データ
や、フイルムに記録された画像を読取ることにより得ら
れたデジタル画像データを、プリント等のハードコピー
としてあるいはディスプレイ上にソフトコピーとして再
現する画像処理システムが提案されている。また、この
ような画像処理システムにおいて、デジタル画像データ
をＣＤ−Ｒなどの記録媒体に記録して提供することも行
われている。このように、デジタルカメラやスキャナ等
により取得した画像をプリントする場合、ネガフイルム
からプリントされた写真と同様の高品位な画質を有する
ものとすることが期待されている。

【０００３】このため、デジタル画像データに対して濃
度や階調を補正する画像処理を施した後にプリントする
ことが行われている。とくに人物を含む画像において
は、肌色が非常に重要な色であることから、肌色が適切
な濃度あるいは階調となるように画像データに対して画
像処理を施している。例えば、ストロボを用いて撮影し
た画像においては、人物の肌色が明るすぎることがある
ため、画像の濃度を上げる方向にシフトすることによ
り、肌色を暗くすることができる。また、逆光撮影時の
暗い肌色を明るくする場合には濃度を低くすることによ
り、肌色を明るくすることができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、画像の
濃度を上げると肌色を暗くすることはできるものの、彩
度が低下してしまい、肌色の色味が冴えないものとなっ
てしまう。また、階調を変換するための階調曲線を下に
凸となるようにして濃度を低くすると、肌色がシアンが
かったものとなり、肌色の色味としては冴えないものと
なる。このように、画像の濃度や階調を変更すると、画
像が冴えない色味を再現するものとなってしまう場合が
ある。

【０００５】本発明は上記事情に鑑みなされたものであ
り、濃度および／または階調を変更しつつも、画像中の
特定色の色味を維持できる画像処理方法および装置並び
に画像処理方法をコンピュータに実行させるためのプロ
グラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を
提供することを目的とするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による第１の画像
処理方法は、カラー画像データに対して濃度および／ま
たは階調を変更する画像処理を施して処理済み画像デー
タを得る画像処理方法において、第１の色空間におい
て、前記カラー画像データにより表される画像の前記濃
度および／または階調を変更するとともに、前記第１の
色空間とは異なる第２の色空間において、前記画像にお
ける特定色の彩度および／または色相を変更して前記処
理済み画像データを得ることを特徴とするものである。

【０００７】本発明による第２の画像処理方法は、カラ
ー画像データに対して濃度および階調を変更する画像処
理を施して処理済み画像データを得る画像処理方法にお
いて、第１の色空間において、前記カラー画像データに
より表される画像の前記濃度を変更した後に階調を変更
するとともに、前記第１の色空間とは異なる第２の色空
間において、前記階調の変更に伴う前記画像における特
定色の彩度および／または色相の変化を補正して前記処
理済み画像データを得ることを特徴とするものである。

【０００８】なお、本発明による第２の画像処理方法に
おいては、前記特定色の彩度および／または色相が、前
記濃度を変更した後の前記画像における特定色の彩度お
よび／または色相となるように前記補正を行うことが好
ましい。

【０００９】ここで、「濃度を変更する」とは、カラー
画像データの全データ値に対して一律の値を乗算または
加減算することにより、データ値を一律にシフトするこ
とをいう。なお、カラー画像データが光量により表され
る場合には一律の値を乗算し、カラー画像データが濃度
により表される場合には一律の値を加減算する。また、
「階調を変更する」とは、データ値の入力値と出力値と
の関係を表す階調変換曲線（直線）の傾きを種々変更し
てデータ値を変更する、上に凸または下に凸とした非線
形となる階調変換曲線によりデータ値を変更する、デー
タ値を一律にシフトするとともにハイライト部および／
またはシャドー部を非線形なものとした階調変換曲線に
よりデータ値を変更する等、カラー画像データの全デー
タ値に対して一律の値を乗算あるいは加減算する以外の
方法によりデータ値を変更することをいう。

【００１０】「第１の色空間」としては、例えばＲＧＢ
色空間、ＣＭＹ色空間のように、特定色については定義
することが困難であるが、単に画素値をシフトしたり画
素値にある値を乗算することにより、画像全体の濃度や
階調を変更することが容易な色空間が挙げられる。ま
た、「第２の色空間」としては、例えばＬ^*ａ^*ｂ^*色空
間あるいはＬ^*ｕ^*ｖ^*色空間のように、特定色について
定義することが容易であり、彩度や色相を制御しやすい
色空間が挙げられる。ここで、ＲＧＢ色空間やＣＭＹ色
空間においては、デジタル画像データの１単位当たりの
変化量は全色領域において均等であるが、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色
空間やＬ^*ｕ^*ｖ^*色空間においては、デジタル画像デー
タの１単位当たりの変化量は色領域に応じて異なるもの
となる。すなわち、ある色領域においては１単位当たり
の変化量が非常に大きく、他の色領域においては１単位
当たりの変化量が非常に小さくなったりする。このた
め、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＬ^*ｕ^*ｖ^*色空間において濃度や
階調を変化させようとしても、色領域に応じて変化量が
異なるため、例えば１単位当たりの変化量が大きい色領
域と小さい色領域とにおいて濃度のシフト量や階調の変
化の程度が異なり、全色に亘って一律に濃度や階調を変
化させようとすると、処理済み画像に破綻を生じてしま
う。このため、本発明においては、濃度および／または
階調を変更する際にはＲＧＢ色空間、ＣＭＹ色空間など
の第１の色空間において行い、彩度および／または色相
を変更する際にはＬ^*ａ^*ｂ^*色空間、Ｌ^*ｕ^*ｖ^*色空間な
どの第２の色空間において行うようにしたものである。

【００１１】なお、本発明においては、濃度および／ま
たは階調の変更、並びに彩度および／または色相の変更
を演算式に基づいて行ってもよく、予め作成されたルッ
クアップテーブルを参照することにより行ってもよい。

【００１２】また、本発明においては、濃度および／ま
たは階調を変更した後に一旦中間的な画像データ（濃度
および／または階調が変更されたもの）を得、この中間
的な画像データに対して彩度および／または色相を変更
する処理を施して処理済み画像データを得るようにして
もよい。また、ルックアップテーブルを用いて濃度およ
び／または階調の変更並びに彩度および／または色相の
変更を同時に行うことが好ましい。このように、濃度お
よび／または階調の変更並びに彩度および／または色相
の変更をルックアップテーブルを用いて行うことによ
り、演算時間を短縮することができる。また、濃度およ
び／または階調の変更並びに彩度および／または色相の
変更を演算式を用いてそれぞれ別個に行った場合、中間
画像データがある一定値以上あるいは一定値以下となっ
てクリップされると、クリップされた部分については、
彩度および／または色相を適切に変更することができな
いこととなる。しかしながら、ルックアップテーブルを
用いて濃度および／または階調の変更並びに彩度および
／または色相の変更を同時に行えば、中間画像データが
生成されないことからクリップが生じることが無くな
り、これにより適切な彩度および／または色相を有する
画像を再現可能な処理済み画像データを得ることができ
る。

【００１３】本発明による第１の画像処理装置は、カラ
ー画像データに対して濃度および／または階調を変更す
る画像処理を施して処理済み画像データを得る画像処理
装置において、第１の色空間において、前記カラー画像
データにより表される画像の前記濃度および／または階
調を変更する第１の変更手段と、前記第１の色空間とは
異なる第２の色空間において、前記画像における特定色
の彩度および／または色相を変更して前記処理済み画像
データを得る第２の変更手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【００１４】なお、本発明による第１の画像処理装置に
おいては、前記第１および第２の変更手段を共通の手段
としてもよい。

【００１５】本発明による第２の画像処理装置は、カラ
ー画像データに対して濃度および階調を変更する画像処
理を施して処理済み画像データを得る画像処理装置にお
いて、第１の色空間において、前記カラー画像データに
より表される画像の前記濃度を変更した後に階調を変更
する第１の変更手段と、前記第１の色空間とは異なる第
２の色空間において、前記階調の変更に伴う前記画像に
おける特定色の彩度および／または色相の変化を補正し
て前記処理済み画像データを得る第２の変更手段とを備
えたことを特徴とするものである。

【００１６】なお、本発明による第２の画像処理装置に
おいては、前記第２の変更手段は、前記特定色の彩度お
よび／または色相が、前記濃度を変更した後の前記画像
における特定色の彩度および／または色相となるように
前記補正を行う手段であることが好ましい。

【００１７】また、本発明による第２の画像処理装置に
おいても、前記第１および第２の変更手段を共通の手段
からなるものとしてもよい。

【００１８】なお、本発明による第１および第２の画像
処理方法をコンピュータに実行させるためのプログラム
として、コンピュータ読取り可能な記録媒体に記録して
提供してもよい。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、濃度および／または階
調については第１の色空間において変更するようにした
ため、画像に破綻を来すことなくカラー画像データの濃
度および／または階調を変更することができる。また、
画像中の特定色の彩度および／または色相については第
２の色空間において変更するようにしたため、特定色に
ついては所望とする彩度および／または色相となるよう
に変更することができる。したがって、処理済み画像デ
ータを再生することにより得られる再生画像を所望とす
る濃度および／または階調を有し、かつ特定色において
は所望とする彩度および／または色相すなわち色味を有
するものとすることができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の実施
形態について説明する。

【００２１】図１は本発明の第１の実施形態による画像
処理装置の構成を示す概略ブロック図である。図１に示
すように、第１の実施形態による画像処理装置は、デジ
タルカメラにより撮像された、あるいはスキャナにより
読取られた、Ｒ，Ｇ，Ｂの色データＲ０，Ｇ０，Ｂ０か
らなる画像データＳ０に対して画像処理を施して処理済
み画像データＳ５（Ｒ５，Ｇ５，Ｂ５）を得るものであ
り、画像データＳ０が記録されたメディアから画像デー
タＳ０を読み出す、あるいはネットワークを介して転送
された画像データＳ０を読み出す読出手段１と、画像デ
ータＳ０を対数変換してＣＭＹ色空間の濃度値Ｃ１，Ｍ
１，Ｙ１からなる画像データＳ１を得る対数変換手段２
と、対数変換された画像データＳ１に対して階調を変換
する処理を施して画像データＳ２を得る階調変換手段３
と、画像データＳ２に対して濃度を変更する処理を施し
て画像データＳ３を得る濃度変換手段４と、画像データ
Ｓ３を逆対数変換してＲＧＢ色空間の色データＲ４，Ｇ
４，Ｂ４からなる画像データＳ４を得る逆対数変換手段
５と、画像データＳ４を構成するＲ，Ｇ，Ｂの色データ
Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４を明度Ｌ^*、彩度Ｃ^*および色相角ＨＡ
を表すデータＬ４，Ｃ４，Ｈ４に変換するＬＣＨ変換手
段６と、データＬ４，Ｃ４，Ｈ４に対して色味を補正す
る処理を施して処理済みデータＬ５，Ｃ５，Ｈ５を得る
色味補正手段７と、処理済みデータＬ５，Ｃ５，Ｈ５を
ＲＧＢ色空間に変換して色データＲ５，Ｇ５，Ｂ５から
なる処理済み画像データＳ５を得るＲＧＢ変換手段８と
を備える。

【００２２】なお、第１の実施形態は、階調変換手段３
において後述する基本階調曲線により階調を変換するこ
とにより得られる肌色の色味と、基本階調曲線により階
調を変更するとともに、濃度変換手段４によって濃度を
変更することにより得られる肌色の色味との変化量を求
め、その変化量を色味補正手段７において補正するもの
である。

【００２３】したがって、本実施形態における濃度変換
手段４が本発明の第１の変更手段に対応し、色味補正手
段７が第２の変更手段に対応する。

【００２４】階調変換手段３は例えば図２に示す基本階
調変換曲線により、濃度値Ｃ１，Ｍ１，Ｙ１からなる画
像データＳ１を変換して濃度値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２からな
る画像データＳ２を得る。この階調変換曲線はＳ字状の
カーブを有し、かつ中間濃度域において１．５の傾きを
有するものである。

【００２５】濃度変換手段４には、画像全体の濃度Ｄ、
Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）およびＹ（イエロー）の
各色の濃度を補正するためのＤＣＭＹキー４Ａが接続さ
れており、このＤＣＭＹキー４Ａを操作することによ
り、キーを押下した回数に応じて画像全体の濃度、Ｃ、
Ｍ、Ｙの各色の濃度が変更されることとなる。

【００２６】濃度変換手段４においては例えば図３に示
すように階調変換済みの画像データＳ２の各濃度値Ｃ
２，Ｍ２，Ｙ２に一律の値を加減算する。すなわち各濃
度値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２をシフトして線形に濃度が変更さ
れ、濃度値Ｃ３，Ｍ３，Ｙ３からなる画像データＳ３が
得られる。例えば、画像データＳ０により表される画像
が暗い場合、画像を明るくするために濃度を図３の下方
にシフトする。この処理は真数空間において下記の式
（１）により表すことができる。

【００２７】 但し、αはキーを押下した回数に応じて定められる係数
（α＞１）、Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２は濃度値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ
２の、Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３は濃度値Ｃ３，Ｍ３，Ｙ３の真
数値である。

【００２８】一方、画像データＳ０により表される画像
が明るい場合、画像を暗くするために濃度を図３の上方
にシフトする。この処理は上記式（１）においてα＜１
とすることに相当する処理である。なお、上記式（１）
においては真数値の色データＲ２，Ｇ２，Ｂ２に係数α
を乗算することにより濃度をシフトしているが、これは
後述の説明を容易にするためであり、濃度値Ｃ２，Ｍ
２，Ｙ２で表した場合には、係数αに対応する濃度シフ
ト量が濃度値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２に加減算されて濃度がシ
フトされる。

【００２９】なお、階調変換手段３および濃度変換手段
４ではＣＭＹ色空間にて全ての処理が行われるものであ
る。

【００３０】ＬＣＨ変換手段６は画像データＳ３を逆対
数変換することにより得られる画像データＳ４をＲＧＢ
色空間からＬ^*ａ^*ｂ^*色空間に変換するとともに、明度
Ｌ^*、彩度（クロマ値）Ｃ^*および色相角ＨＡを表すデー
タＬ４，Ｃ４，Ｈ４を得るものである。以下、この変換
について説明する。読出手段１において読み出される画
像データＳ０は、ＩＴＵ−Ｒ ＢＴ．７０９（ＲＥＣ．
７０９）に準拠しているものとすると、下記の式（２）
から（４）に基づいて画像データＳ４を構成する色デー
タＲ４，Ｇ４，Ｂ４がＣＩＥ１９３１三刺激値Ｘ，Ｙ，
Ｚに変換される。

【００３１】 Ｐｒ＝Ｒ４／２５５ Ｐｇ＝Ｇ４／２５５ （２） Ｐｂ＝Ｂ４／２５５ Ｒ４′＝((Pr+0.099)/1.099)^2.222 Ｇ４′＝((Pg+0.099)/1.099)^2.222 （Pr,Pg,Pb≧0.081） （３） Ｂ４′＝((Pb+0.099)/1.099)^2.222 Ｒ４′＝Ｐｒ／４．５ Ｇ４′＝Ｐｇ／４．５ （Pr,Pg,Pb＜0.081） （３′） Ｂ４′＝Ｐｂ／４．５ Ｘ Ｒ４′ Ｙ ＝｜Ａ｜・ Ｇ４′ （４） Ｚ Ｂ４′ ここで、マトリクス｜Ａ｜は、色データＲ４′，Ｇ
４′，Ｂ４′を三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚに変換するためのマ
トリクスであり、例えば以下のような値を用いることが
できる。

【００３２】 0.4124 0.3576 0.1805 ｜Ａ｜ ＝ 0.2126 0.7152 0.0722 （５） 0.0193 0.1192 1.0571 なお、マトリクス｜Ａ｜に代えて、ルックアップテーブ
ルにより三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚを求めるようにしてもよ
い。

【００３３】次に、三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚから下記の式
（６）〜（８）によりＣＩＥ１９７６Ｌ^*（＝Ｌ４）、
クロマ値Ｃ^*（＝Ｃ４）および色相角ＨＡ（＝Ｈ４）を
求める。

【００３４】 ａ^*＝５００｛ｆ（Ｘ／Ｘｎ）−ｆ（Ｙ／Ｙｎ）｝ ｂ^*＝２００｛ｆ（Ｙ／Ｙｎ）−ｆ（Ｚ／Ｚｎ）｝ （６） Ｌ^*＝１１６（Ｙ／Ｙｎ）^1/3−１６（Ｙ／Ｙｎ＞0.0088
56のとき） Ｌ^*＝９０３．２５（Ｙ／Ｙｎ）（Ｙ／Ｙｎ≦0.008856
のとき） ここで、 Ｘ／Ｘｎ，Ｙ／Ｙｎ，Ｚ／Ｚｎ＞0.008856のとき ｆ（ａ／ａｎ）＝（ａ／ａｎ）^1/3（ａ＝Ｘ，Ｙ，Ｚ） Ｘ／Ｘｎ，Ｙ／Ｙｎ，Ｚ／Ｚｎ≦0.008856のとき ｆ（ａ／ａｎ）＝７．７８７（ａ／ａｎ）＋１６／１１
６ なお、Ｘｎ，Ｙｎ，Ｚｎは白色に対する三刺激値であ
り、ＣＩＥ−Ｄ６５（色温度が６５００Ｋの光源）に対
応する三刺激値により代用することができる。

【００３５】 Ｃ^*＝（ａ^*2＋ｂ^*2）^1/2 （７） ＨＡ＝ｔａｎ^-1（ｂ^*／ａ^*） （８） ここで、上記式（１）による濃度シフト前の画像データ
Ｓ２（階調のみが変換されたもの）を式（２）から
（４）により変換することによって得られる三刺激値を
Ｘ２，Ｙ２，Ｚ２、濃度シフト後の三刺激値をＸ３，Ｙ
３，Ｚ３とすると、 Ｘ３ Ｒ４′ Ｒ２ Ｘ２ Ｙ３＝｜Ａ｜・ Ｇ４′＝α｜Ａ｜・Ｇ２＝α・Ｙ２ （９） Ｚ３ Ｂ４′ Ｂ２ Ｚ２ となる。したがって、係数αを用いて式（６）に基づい
てクロマ値Ｃ^*を求めると（但しＸ／Ｘｎ，Ｙ／Ｙｎ，
Ｚ／Ｚｎ＞0.008856とする）、 ａ^*＝５００｛（αＸ／Ｘｎ）^1/3−（αＹ／Ｙｎ）^1/3｝ ＝α^1/3５００｛（Ｘ／Ｘｎ）^1/3−（Ｙ／Ｙｎ）^1/3｝ ｂ^*＝２００｛（αＹ／Ｙｎ）^1/3−（αＺ／Ｚｎ）^1/3｝ （１０） ＝α^1/3２００｛（Ｙ／Ｙｎ）^1/3−（Ｚ／Ｚｎ）^1/3｝ となる。したがって、 Ｃ^*＝α^1/3（ａ^*2＋ｂ^*2）^1/2 （１１） となる。

【００３６】式（１１）により、ＲＧＢ空間において濃
度をシフトさせて画像を明るくするあるいは暗くするこ
とは、同時にクロマ値を上げるあるいは下げることに対
応する。例えば、画像を明るくする場合にはα＞１とな
ることからクロマ値は上がるため、彩度が上がって知覚
される。逆に、画像を暗くする場合にはα＜１となるこ
とから、クロマ値は下がるため彩度が下がって知覚され
る。

【００３７】これを補正するために、色味補正手段７に
おいては、図４に示すようにＬ^*ａ^*ｂ^*空間の肌色領域
において、肌色の周辺部すなわち肌色から離れるほど値
が小さくなり、中心部すなわち肌色に近いほど値が大き
くなるような肌色強度関数Ｗ（ａ^*，ｂ^*）（但し０≦Ｗ
（ａ^*，ｂ^*）≦１）を定義しておき、下記の式（１２）
に基づいて肌色領域のクロマ値を変更して変更クロマ値
Ｃ１^*（＝Ｃ５）を得る。

【００３８】 Ｃ１^*＝（α^1/3−１）・Ｃ^*・Ｗ（ａ^*，ｂ^*）＋Ｃ^* （１２） ここで、整数値として設定されたａ^*，ｂ^*に対する肌色
強度関数（ａ^*，ｂ^*）を予め求めておき、上記式（６）
により算出された値ａ^*，ｂ^*を整数化し、整数化された
ａ^*，ｂ^*に対応する肌色強度関数Ｗ（ａ^*，ｂ^*）を選択
するようにしてもよい。また、任意の値ａ^*，ｂ^*に応じ
た肌色強度関数Ｗ（ａ^*，ｂ^*）を予め求めておき、実際
に式（６）により算出された値ａ^*，ｂ^*に基づいて、予
め求められたＷ（ａ^*，ｂ^*）に対して補間演算を施すこ
とにより、算出された値ａ^*，ｂ^*に対する肌色強度関数
Ｗ（ａ^*，ｂ^*）求めるようにしてもよい。

【００３９】ＲＧＢ変換手段８は、変更クロマ値Ｃ１^*
（＝Ｃ５）および色相角ＨＡ（ここでは変更されていな
いがＨＡ＝Ｈ５となる）に基づいて、上記式（７）、
（８）を逆に解くことにより変更後のａ^*，ｂ^*を求め、
この変更後のａ^*，ｂ^*およびＬ ^*に基づいて、式（６）
を逆に解くことにより変更後の三刺激値Ｘ５，Ｙ５，Ｚ
５を求める。

【００４０】そして、下記の式（１３）により三刺激値
Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５を色データＲ５′，Ｇ５′，Ｂ５′に
変換する。

【００４１】 Ｒ５′ Ｘ５ Ｇ５′＝｜Ａ｜^-1・Ｙ５ （１３） Ｂ５′ Ｚ５ さらに、下記の式（１４）により色データＲ５，Ｇ５，
Ｂ５を得、これを処理済み画像データＳ５とする。

【００４２】 Ｒ５＝255×（1.099Ｒ５′^0.45−0.099） Ｇ５＝255×（1.099Ｇ５′^0.45−0.099）（0.018≦R5′,G5′,B5′≦１） Ｂ５＝255×（1.099Ｂ５′^0.45−0.099） Ｒ５＝255×4.500Ｒ５′ Ｇ５＝255×4.500Ｇ５′ （０≦R5′,G5′,B5′＜0.018） Ｂ５＝255×4.500Ｂ５′ （１４） なお、上記第１の実施形態においては、濃度変換手段４
において濃度を一律にシフトすることにより線形に濃度
を変更しているが、濃度変換手段４において濃度を非線
形となるように変更するすなわち階調を変更するように
してもよい。例えば、画像データＳ０により表される画
像が暗い場合、図５に示すようにハイライト部とシャド
ー部とを固定して下に凸の非線形となるように階調を変
更することにより、画像を明るくすることができる。一
方、上に凸の非線形となるように階調を変更すれば、画
像を暗くすることができる。この処理により、肌色は真
数空間において下記の式（１５）により表すことができ
る。

【００４３】 但し、α、β、γはキーを押下した回数に応じて定めら
れる係数であり、γ＞β＞α＞１（画像を明るくする場
合）となる。すなわち、ＣＭＹ色空間において肌色の色
バランスは概ねＣ＞Ｍ＞Ｙであり、階調を下に凸となる
ように変更した場合は、ＣＭＹ各色の変化量は図５の矢
印に示すようにＣ＜Ｍ＜Ｙとなるため、γ＞β＞α＞１
となる。逆に、画像を暗くする場合には、０＜γ＜β＜
α＜１となる。

【００４４】このように階調を非線形となるように変更
した場合、上記（７）において求められるクロマ値Ｃ^*
が階調の変更量に応じて一律に変化しないものとなる。
また、クロマ値Ｃ^*のみでなく、式（８）により算出さ
れる色相角ＨＡも変化する。したがって、階調を非線形
となるように変更した場合には、階調変更前の三刺激値
Ｘ，Ｙ，Ｚと変更後の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚとに基づいて
上記式（６）から（８）を用いて肌色の各画素毎にクロ
マ値Ｃ^*および色相角ＨＡの変化量ΔＣおよびΔＨＡを
算出し、下記の式（１６）、（１７）に示すように、こ
れを肌色強度関数Ｗ（ａ^*，ｂ^*）と乗算して変更クロマ
値Ｃ１^*（＝Ｃ５）および変更色相角ＨＡ１（＝Ｈ５）
を求めればよい。

【００４５】 Ｃ１^*＝ΔＣ・Ｗ（ａ^*，ｂ^*）＋Ｃ^* （１６） ＨＡ１＝ΔＨＡ・Ｗ（ａ^*，ｂ^*）＋ＨＡ （１７） しかしながら、肌色の各画素毎に変化量ΔＣおよびΔＨ
Ａを算出するには、濃度シフトの前後においてクロマ値
および色相角を算出する必要があるため演算負荷が非常
に大きい。このため、階調変更による濃度の変化量をΔ
Ｄとし、この変化量ΔＤに依存した変化量ΔＣおよびΔ
ＨＡのテーブルを肌色領域内に作成し、このテーブルを
参照して補正量を求めることが好ましい。これを式で表
すと下記の式（１８）、（１９）となる。

【００４６】 Ｃ１^*＝ｆｃ（ΔＤ）・Ｗ（ａ^*，ｂ^*）＋Ｃ^* （１８） ＨＡ１＝ｆｈ（ΔＤ）・Ｗ（ａ^*，ｂ^*）＋ＨＡ （１９） 但し、ｆｃ（ΔＤ）：肌色領域内のクロマ値の変化量Δ
Ｃ ｆｈ（ΔＤ）：肌色領域内の色相角の変化量ΔＨＡ そして、このようにして算出された変更クロマ値Ｃ１^*
（＝Ｃ５）および変更色相角ＨＡ１（＝Ｈ５）に基づい
て、ＲＧＢ変換手段８において上記式（７）、（８）を
逆に解くことにより変更後のａ^*，ｂ^*を求め、この変更
後のａ^*，ｂ^*およびＬ^*に基づいて、式（６）を逆に解
くことにより変更後の三刺激値Ｘ５，Ｙ５，Ｚ５を求め
る。そして、上記式（１３）および（１４）に基づいて
色データＲ５，Ｇ５，Ｂ５を算出し、これを処理済み画
像データＳ５とする。

【００４７】次いで、第１の実施形態の動作について説
明する。図６は本実施形態の動作を示すフローチャート
である。まず、読出手段１において画像データＳ０が読
み出されて対数変換手段２に入力される（ステップＳ
１）。対数変換手段２においては画像データＳ０が対数
変換されて画像データＳ１が得られる（ステップＳ
２）。画像データＳ１は階調変換手段３において階調変
換が施されて画像データＳ２が得られる（ステップＳ
３）。画像データＳ２は濃度変換手段４において濃度が
変更されて画像データＳ３が得られる（ステップＳ
４）。なお、濃度変換手段４において階調を変更しても
よい。画像データＳ３は逆対数変換手段５において逆対
数変換されて画像データＳ４が得られる（ステップＳ
５）。

【００４８】画像データＳ４はＬＣＨ変換手段６におい
て明度、彩度、色相に変換され（ステップＳ６）、色味
補正手段７においてその色味が補正される（ステップＳ
７）。そして色味が補正された明度、彩度、色相データ
はＲＧＢ変換手段８においてＲＧＢに変換されて処理済
み画像データＳ５が得られ（ステップＳ８）、処理を終
了する。

【００４９】このように、本実施形態においては、濃度
および／または階調についてはＣＭＹ色空間（真数値で
考えた場合にはＲＧＢ色空間）において変更するように
したため、画像に破綻を来すことなく画像データＳ０の
濃度を変更することができる。また、画像中の肌色の彩
度および／または色相についてはＬ^*ａ^*ｂ^*色空間にお
いて変更するようにしたため、肌色については所望とす
る彩度および／または色相となるように変更することが
できる。したがって、処理済み画像データＳ５を再生す
ることにより得られる再生画像において、所望とする濃
度および／または階調を有し、かつ特定色においては所
望とする色味を有するものとすることができる。

【００５０】次いで、本発明の第２の実施形態について
説明する。図７は本発明の第２の実施形態による画像処
理装置の構成を示す概略ブロック図である。なお、第２
の実施形態において、第１の実施形態と同一の構成につ
いては同一の参照番号を付し、詳細な説明は省略する。
第１の実施形態においては、濃度変換手段４において、
図３に示すように濃度をシフトする、あるいは図５に示
すように階調を変更するようにしているが、第２の実施
形態においては、図３に示すように濃度をシフトした
後、図８に示すように階調を変更する濃度変換手段１４
を備えた点が第１の実施形態と異なるものである。

【００５１】このため、第２の実施形態における濃度変
更手段１４は、図３に示すように画像データＳ２に対し
て濃度をシフトする処理を施して画像データＳ２ａを得
る濃度シフト手段１４Ａと、画像データＳ２ａに対して
図８に示すように階調を変更する処理を施して画像デー
タＳ３を得る階調変更手段１４Ｂとを備える。なお、図
３における縦軸の画像データＳ３は第２の実施形態にお
いては、画像データＳ２ａに読み替えるものとする。

【００５２】なお、第２の実施形態は、濃度シフト手段
１４Ａにおいて濃度をシフトした後の肌色の色味と、濃
度シフト後に階調変更手段１４Ｂにおいてさらに階調を
変更することにより得られる肌色の色味との変化量を求
め、その変化量を色味補正手段７において補正するもの
である。

【００５３】濃度シフト手段１４Ａにおいては、画像デ
ータＳ２の濃度値Ｃ２，Ｍ２，Ｙ２をシフトして濃度が
変更されて濃度値Ｃ２ａ，Ｍ２ａ，Ｙ２ａからなる画像
データＳ２ａが得られる。この処理は、真数空間におい
て下記の式（２０）により表すことができる。

【００５４】 ここで、αはＤＣＭＹキー４Ａを押下した回数に応じて
定められる係数であって、濃度を図３の下方にシフトす
る場合はα＞１、上方にシフトする場合はα＜１とな
る。なお、Ｒ２ａ，Ｇ２ａ，Ｂ２ａは濃度値Ｃ２ａ，Ｍ
２ａ，Ｙ２ａの真数値である。

【００５５】階調変更手段１４Ｂにおいては、図８に示
すように画像データＳ２の各濃度値Ｃ２ａ，Ｍ２ａ，Ｙ
２ａのハイライト部（低濃度域）が非線形となるように
階調を変更する。この処理により、肌色は真数空間にお
いて下記の式（２１）により表すことができる。

【００５６】 但し、α′、β′、γ′はＤＣＭＹキー４Ａを押下した
回数に応じて定められる係数であり、γ′＞β′＞α′
＞１（ハイライト部を明るくする場合）となる。逆に、
ハイライト部を暗くする場合には、０＜γ′＜β′＜
α′＜１とすればよい。

【００５７】このように階調を非線形となるように変更
した場合、図５に示すように階調を非線形となるように
変更する場合と同様に、上記（７）において求められる
クロマ値Ｃ^*が階調の変更量に応じて一律に変化しない
ものとなる。また、クロマ値Ｃ^*のみでなく、式（８）
により算出される色相角ＨＡも変化する。したがって、
階調を非線形となるように変更した場合には、階調変更
前の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ（画像データＳ２ａから求めら
れるもの）と変更後の三刺激値Ｘ，Ｙ，Ｚ（画像データ
Ｓ３から求められるもの）とに基づいて上記式（６）か
ら（８）を用いて肌色の各画素毎にクロマ値Ｃ^*および
色相角ＨＡの変化量ΔＣおよびΔＨＡを算出し、上記の
式（１６）、（１７）に示すように、これを肌色強度関
数Ｗ（ａ ^*，ｂ^*）と乗算して変更クロマ値Ｃ１^*（＝Ｃ
５）および変更色相角ＨＡ１（＝Ｈ５）を求めればよ
い。

【００５８】また、画像データＳ２ａと画像データＳ３
との階調変更による濃度の変化量をΔＤとし、この変化
量ΔＤに依存した変化量ΔＣおよびΔＨＡのマップを作
成し、このマップを参照して上記式（１８）、（１９）
に示すように補正量を求めることが好ましい。

【００５９】そして、このようにして算出された変更ク
ロマ値Ｃ１^*（＝Ｃ５）および変更色相角ＨＡ１（＝Ｈ
５）に基づいて、ＲＧＢ変換手段８において上記式
（７）、（８）を逆に解くことにより変更後のａ^*，ｂ^*
を求め、この変更後のａ^*，ｂ^*およびＬ^*に基づいて、
式（６）を逆に解くことにより変更後の三刺激値Ｘ５，
Ｙ５，Ｚ５を求める。そして、上記式（１３）および
（１４）に基づいて色データＲ５，Ｇ５，Ｂ５を算出
し、これを処理済み画像データＳ５とすればよい。

【００６０】なお、上記第１および第２の実施形態にお
いては、ＬＣＨ変換手段６においては、画像データＳ４
をＬ^*ａ^*ｂ^*空間に変換しているが、Ｌ^*ｕ^*ｖ^*空間に変
換し、色味補正手段７にてＬ^*ｕ^*ｖ^*空間において彩度
および色相を補正するようにしてもよい。

【００６１】また、上記第１および第２の実施形態にお
いては、画像データＳ０に対して、対数変換手段２、階
調変換手段３、濃度変換手段４，１４、逆対数変換手段
５、ＬＣＨ変換手段６、色味補正手段７およびＲＧＢ変
換手段８においてそれぞれ上述した処理を行っている
が、各手段における処理を同時に行うためのルックアッ
プテーブルを予め作成しておき、画像データＳ０をこの
ルックアップテーブルを参照して変換することにより、
処理済み画像データＳ５を得るようにしてもよい。この
ように、ルックアップテーブルを参照して画像データＳ
０を変換することにより、演算量を低減して処理を高速
に行うことができる。この場合、図９の第３の実施形態
による画像処理装置に示すように、上記各手段に代え
て、上記各手段における処理を同時に行うための演算手
段２０のみを設ければよいため、装置の構成を簡易なも
のとすることができる。

【００６２】さらに、上記第１および第２の実施形態に
おいては肌色の色味を補正しているが、空の色や樹木の
緑色を特定色として、肌色の場合と同様に色味を補正す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態による画像処理装置の
構成を示す概略ブロック図

【図２】濃度シフトを説明するための図

【図３】階調変換曲線を示す図

【図４】Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間における肌色強度関数を示す図

【図５】濃度シフトの他の例を説明するための図

【図６】本実施形態の動作を示すフローチャート

【図７】本発明の第２の実施形態による画像処理装置の
構成を示す概略ブロック図

【図８】第２の実施形態における階調変換曲線を示す図

【図９】本発明の第３の実施形態による画像処理装置の
構成を示す概略ブロック図

【符号の説明】

１ 読出手段 ２ 対数変換手段 ３ 階調変換手段 ４，１４ 濃度変換手段 ５ 逆対数変換手段 ６ ＬＣＨ変換手段 ７ 色味補正手段 ８ ＲＧＢ変換手段 ２０ 演算手段

フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 AA20 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE11 CE17 CE18 5C066 AA11 CA21 CA25 EA05 EA07 EB01 EE02 GA01 HA03 HA04 KE01 KE09 KE16 5C077 LL19 MP08 PP15 PP31 PP32 PP33 PP35 PP36 PP37 PQ08 PQ23 SS01 SS05 TT02 TT09 5C079 HB01 HB02 HB06 HB12 LA02 LA12 LA13 LB01 MA11 NA03 NA05 PA00

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像データに対して濃度および
   ／または階調を変更する画像処理を施して処理済み画像
   データを得る画像処理方法において、 第１の色空間において、前記カラー画像データにより表
   される画像の前記濃度および／または階調を変更すると
   ともに、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
   記画像における特定色の彩度および／または色相を変更
   して前記処理済み画像データを得ることを特徴とする画
   像処理方法。
2. 【請求項２】 カラー画像データに対して濃度および
   階調を変更する画像処理を施して処理済み画像データを
   得る画像処理方法において、 第１の色空間において、前記カラー画像データにより表
   される画像の前記濃度を変更した後に階調を変更すると
   ともに、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
   記階調の変更に伴う前記画像における特定色の彩度およ
   び／または色相の変化を補正して前記処理済み画像デー
   タを得ることを特徴とする画像処理方法。
3. 【請求項３】 前記特定色の彩度および／または色相
   が、前記濃度を変更した後の前記画像における特定色の
   彩度および／または色相となるように前記補正を行うこ
   とを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
4. 【請求項４】 カラー画像データに対して濃度および
   ／または階調を変更する画像処理を施して処理済み画像
   データを得る画像処理装置において、 第１の色空間において、前記カラー画像データにより表
   される画像の前記濃度および／または階調を変更する第
   １の変更手段と、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
   記画像における特定色の彩度および／または色相を変更
   して前記処理済み画像データを得る第２の変更手段とを
   備えたことを特徴とする画像処理装置。
5. 【請求項５】 前記第１および第２の変更手段が共通
   の手段からなることを特徴とする請求項４記載の画像処
   理装置。
6. 【請求項６】 カラー画像データに対して濃度および
   階調を変更する画像処理を施して処理済み画像データを
   得る画像処理装置において、 第１の色空間において、前記カラー画像データにより表
   される画像の前記濃度を変更した後に階調を変更する第
   １の変更手段と、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
   記階調の変更に伴う前記画像における特定色の彩度およ
   び／または色相の変化を補正して前記処理済み画像デー
   タを得る第２の変更手段とを備えたことを特徴とする画
   像処理装置。
7. 【請求項７】 前記第２の変更手段は、前記特定色の
   彩度および／または色相が、前記濃度を変更した後の前
   記画像における特定色の彩度および／または色相となる
   ように前記補正を行う手段であることを特徴とする請求
   項６記載の画像処理装置。
8. 【請求項８】 前記第１および第２の変更手段が共通
   の手段からなることを特徴とする請求項６または７記載
   の画像処理装置。
9. 【請求項９】 カラー画像データに対して濃度および
   ／または階調を変更する画像処理を施して処理済み画像
   データを得る画像処理方法をコンピュータに実行させる
   ためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な
   記録媒体において、 前記プログラムは、第１の色空間において、前記カラー
   画像データにより表される画像の前記濃度および／また
   は階調を変更するとともに、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
   記画像における特定色の彩度および／または色相を変更
   して前記処理済み画像データを得る手順を有することを
   特徴とするコンピュータ読取り可能な記録媒体。
10. 【請求項１０】 カラー画像データに対して濃度およ
    び階調を変更する画像処理を施して処理済み画像データ
    を得る画像処理方法をコンピュータに実行させるための
    プログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒
    体において、 前記プログラムは、第１の色空間において、前記カラー
    画像データにより表される画像の前記濃度を変更した後
    に階調を変更するとともに、 前記第１の色空間とは異なる第２の色空間において、前
    記階調の変更に伴う前記画像における特定色の彩度およ
    び／または色相の変化を補正して前記処理済み画像デー
    タを得る手順を有することを特徴とするコンピュータ読
    取り可能な記録媒体。
11. 【請求項１１】 前記処理済み画像データを得る手順
    は、前記特定色の彩度および／または色相が、前記濃度
    を変更した後の前記画像における特定色の彩度および／
    または色相となるように前記補正を行う手順を有するこ
    とを特徴とする請求項１０記載のコンピュータ読取り可
    能な記録媒体。