JP2004336656A - 輝度及び彩度調整方法、輝度及び彩度調整装置並びに画像出力装置 - Google Patents
輝度及び彩度調整方法、輝度及び彩度調整装置並びに画像出力装置 Download PDFInfo
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Abstract
【解決手段】輝度及び彩度調整装置120において、調整すべき入力画像データの各画素の彩度値と、その画素全ての入力彩度範囲とを算出し、入力彩度範囲と予め用意された出力デバイスの彩度範囲とを比較する。入力彩度範囲が出力対象の出力デバイス(161〜165)の彩度範囲から外れている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように、かつ入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、その輝度調整量を用いて、入力画像データの各画素を輝度及び彩度調整する。
【選択図】図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、輝度及び彩度調整方法、輝度及び彩度調整装置並びに画像出力装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディジタルスチルカメラなどの入力デバイスから入力された入力画像データを、出力画像データとしてプリンタなどの出力デバイスから出力する画像処理システムがあった。その画像処理システムにおいて、自動又は手動による画質調整、入力機器の特性と出力デバイスの特性との調整などのときには、画像の明るさ、コントラストなどが調整される。
【0003】
特に、出力デバイスにより色再現範囲が異なるため、色再現範囲の狭い出力デバイスで出力をする際には色の圧縮が必要になってくる。また、同じ色再現範囲の狭い出力デバイスであっても入力画像データの色範囲が出力デバイスの色範囲より狭い場合は、色の調整の必要は無く、入力画像データに忠実な色で出力すればよい。色の調整はRGBの各データの調整、輝度調整などにより画像の明るさ、コントラスト調整などが行われる。
【0004】
特に最近では、広輝度範囲を撮影できる撮影機器も考えられている(例えば、特許文献1参照)。また、彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整する方法などを用いて輝度調整による彩度低下や色つぶれを防ぐ輝度調整装置も考えられている(例えば、特許文献2参照)。
【0005】
【特許文献1】
特開2000−125209号公報
【特許文献2】
特開2002−335536号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献1に記載の撮影装置で撮影された入力画像データを、従来の出力デバイスでより好ましい出力画像データとして出力するためには輝度や彩度の調整が必要とされる。また、入力画像データのRGBの各データを調整すると色相や彩度が変化してしまうおそれがあった。輝度調整する場合であっても、操作量に応じてそのまま輝度を調整すると、色相や彩度が変化してしまうおそれがあった。とくに、三原色付近の色について輝度調整する場合には、彩度が低下してしまうおそれがあった。
【0007】
また、特許文献2に記載の輝度調整装置では、出力画像データの彩度低下や色つぶれを防いでいるが、出力デバイスの色再現範囲から入力画像データの彩度範囲が外れている場合に出力デバイスの色再現範囲を十分に活用し、より良い出力画像を得るための調整方法については一切考慮されていない。
【0008】
本発明の目的は、入力画像データの彩度範囲を出力デバイスの彩度範囲に入るように、入力画像データを輝度及び彩度調整することである。より具体的に述べると、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力画像データの全画素の彩度が出力デバイスの彩度範囲に入るように調整し、かつ入力画像データの各画素の輝度値を変換し、変換後の色相や見かけの彩度に影響を与えないようにすることである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、入力画像データの各画素の彩度が出力デバイスの彩度範囲内に入るように輝度調整量を補正して、その輝度調整量を用いて前記入力画像データの各画素の輝度値を調整する輝度及び彩度調整方法において、
調整すべき前記入力画像データの各画素の彩度値を算出し、その輝度値より前記入力画像データの入力彩度範囲を求め、
前記入力彩度範囲と予め用意された出力デバイスの彩度範囲とを比較し、
前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、
その補正された前記輝度調整量を用いて、前記入力画像データの各画素の輝度値を調整することを特徴とする。
【0010】
請求項5に記載の発明は、入力画像データの各画素の彩度が出力デバイスの彩度範囲内に入るように輝度調整量を補正する補正手段と、その輝度調整量を用いて前記入力画像データの各画素の輝度値を調整する輝度調整手段とを備える輝度及び彩度調整装置において、
調整すべき前記入力画像データの各画素の彩度値を算出し、その輝度値より前記入力画像データの入力彩度範囲を求める算出手段と、
前記入力彩度範囲と予め用意された出力デバイスの彩度範囲とを比較する比較手段とを備え、
前記補正手段は、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、
前記輝度調整手段は、前記補正された前記輝度調整量を用いて、前記入力画像データの各画素の輝度値を調整することを特徴とする。
【0011】
請求項6に記載の発明は、
請求項5に記載の輝度及び彩度調整装置と、
前記輝度及び彩度調整装置により、輝度値が調整された前記入力画像データを出力画像データとして出力する出力デバイスとを備える画像出力装置であることを特徴とする。
【0012】
請求項1、5又は6に記載の発明によれば、入力画像データの入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度調整量を補正し、補正した輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。このため、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度及び彩度調整した入力画像データを出力デバイスにおいて出力し、出力デバイスの色再現範囲に合う画像データを出力することができる。
また、一般的に彩度が大きいほど色再現範囲が狭くなるが、本発明では彩度が大きいほど輝度調整量を小さくしているので、輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整しても色つぶれを未然に防止できる。さらに、彩度を考慮して輝度及び彩度調整しているので、見かけ上の彩度変化を小さくすることができる。
【0013】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の輝度及び彩度調整方法において、
色相ごとに輝度調整量を異にすることを特徴とする。
【0014】
請求項2に記載の発明によれば、色相ごとに輝度調整量を異にするので、入力画像データの色相が異なる領域では、異なる輝度調整量を用いて輝度及び彩度調整を行うことができる。全色相で異なる輝度及び彩度調整を行う必要は無いが、少なくとも1つの色相で他の色相と異なる輝度及び彩度調整が行われる。特に肌色の色相においては他の色相と異なり、見かけの彩度を維持することより、肌色が不自然にならないように重点がおかれた輝度及び彩度調整が施されることが好ましい。
【0015】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の輝度及び彩度調整方法において、
前記輝度調整量の補正において、
前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相で前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように前記輝度調整量を補正することを特徴とする。
【0016】
請求項3に記載の発明によれば、入力画像データの入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように、かつ少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相で入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、補正した輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。このため、少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相において、肌色の色相と異なる色調整をすることができる。肌色の色相は特に人間の目につきやすいため、肌色の色相の性質に合った輝度調整を行うことができる。また、入力画像データ全体として、肌色再現性が高くなるように輝度及び彩度調整されることが好ましい。
【0017】
請求項4に記載の発明は、請求項1から3のいずれか一項に記載の輝度及び彩度調整方法において、
前記入力画像データの各画素の輝度値の調整は、前記入力画像データの階調変換を含むことを特徴とする。
【0018】
請求項4に記載の発明によれば、入力画像データの輝度及び彩度調整において、階調変換を行うことができる。階調変換としては、例えば入力値と出力値の関係が線形になる線形変換や入力値と出力値の関係がS字状の曲線になる非線形変換などが挙げられる。また、色ごとに異なる階調調整を行うこともできる。特に輝度調整量を求める際に、階調変換による色調整量で輝度調整量を補正することで高速な処理を行うことができる。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、添付図を参照して本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【0020】
先ず、図1を参照して、本実施の形態の装置の特徴を説明する。図1は、本実施の形態の画像処理システム100の内部構成を示すブロック図である。
【0021】
図1に示すように、画像処理システム100は、出力画像データを出力する画像処理装置110と、フィルムスキャナ部131と、反射原稿入力装置132と、画像転送手段133と、通信手段134と、操作部141と、制御部142と、処理条件テーブル記憶手段151と、データ蓄積手段152と、彩度範囲記憶手段153と、階調調整テーブル記憶手段154と、データ蓄積手段155と、テンプレート記憶手段156と、CRT161と、露光処理部162と、外部プリンタ163と、画像搬送部164と、通信手段165とを備えて構成される。
【0022】
以下、フィルムスキャナ部131、反射原稿入力装置132、画像転送手段133及び通信手段134をまとめて入力デバイスとする。また、CRT161、露光処理部162、外部プリンタ163、画像搬送部164及び通信手段165を出力デバイスとする。
【0023】
また、画像処理装置110は、フィルムスキャンデータ処理部111と、反射原稿スキャンデータ処理部112と、画像データ書式解読処理部113と、画像調整処理部114と、CRT固有処理部115と、プリンタ固有処理部116と、プリンタ固有処理部117と、画像データ作成処理部118と、テンプレート処理部119と、輝度及び彩度調整装置120とを備えて構成される。輝度及び彩度調整装置120は、ヘッダ情報解析部121と、装置特性補正処理部122と、撮影情報データ処理部123と、算出手段としての入力画像データ生成部124と、出力画像データ生成部125と、比較手段、補正手段及び輝度調整手段としての輝度調整部126とを備えて構成される。
【0024】
フィルムスキャナ部131、反射原稿入力装置132、画像転送手段133及び通信手段134は、画像データ取得元からデジタルの入力画像データを取得する入力手段である。フィルムスキャナ部131は、画像データ取得元としての撮影フィルム(カラーネガフィルム、カラーリバーサルフィルムなどのアナログカメラに撮影されたフィルム)から透過光により画像をスキャンし入力画像データを取得する。反射原稿入力装置132は、画像データ取得元としての写真原稿(画像が記録された印画紙など)から反射光により画像をスキャンし入力画像データを取得する。画像転送手段133は、デジタルスチルカメラなどにケーブルなどにより直接接続する通信接続手段、デジタルスチルカメラなどの記録媒体である各種メモリカードやCD−Rなどの記録メディアがセットされる画像データ読取り手段などにより構成され、デジタルスチルカメラや記録メディアから画像データが読み出され入力画像データとして取得される。通信手段134は、有線又は無線の、ピアツーピア又は通信ネットワークにより接続された外部機器(コンピュータ、記憶装置など)から画像データを受信して入力画像データを取得する。
【0025】
操作部141は、図示しない各種機能ボタン、カーソルキーなどが設けられ、各ボタンやキーに対応する操作信号を入力信号として画像調整処理部114に出力する。制御部142は、画像処理システム100本体の制御部である。
【0026】
処理条件テーブル記憶手段151は、入力デバイス固有の処理などの前処理の処理条件を有するテーブルであり、その処理条件テーブルが読み出されて装置特性補正処理部122に出力される。データ蓄積手段152は、入力画像データを読み書き可能に一時的に記憶する。彩度範囲記憶手段153は、出力デバイスの彩度範囲データを有するテーブルであり、その出力デバイスの彩度範囲が読み出されて輝度調整部126に出力される。階調調整テーブル記憶手段154は、輝度調整処理の階調調整の基準となるテーブルであり、その階調調整テーブルが読み出されて輝度調整部126に出力される。データ蓄積手段155は、出力画像データを読み書き可能に一時的に記憶する。テンプレート記憶手段156は、出力画像データに貼り付けるためのテンプレートなどの画像データを記憶し、テンプレート処理部119に出力する。処理条件テーブル記憶手段151、データ蓄積手段152,154、彩度範囲記憶手段153、テンプレート記憶手段155は、HDD(ハードディスクドライブ)、フラッシュROMなどにより構成される。
【0027】
CRT161、露光処理部162、外部プリンタ163、画像搬送部164及び通信手段165は、画像処理装置110により画像処理された出力画像データを出力画像として出力する出力手段である。CRT161は、出力画像データを出力画像として出力する。CRT161に代えて、LCD(液晶ディスプレイ)、プラズマディスプレイ、ELディスプレイなどの表示装置としてもよい。露光処理部162は、出力画像データに基づいて出力メディアである銀塩印画紙などに露光して出力画像を記録する。画像搬送部164は、デジタルスチルカメラなどにケーブルなどにより直接接続する通信接続手段、デジタルスチルカメラなどの記録媒体である各種メモリカードやCD−Rなどの記録メディアがセットされる画像データ書き込み手段などにより構成され、デジタルスチルカメラや記録メディアに画像データが出力画像データとして書き込みされる。通信手段165は、有線又は無線の、ピアツーピア又は通信ネットワークにより接続された外部機器(コンピュータ、記憶装置など)に出力画像データを送信する。
【0028】
フィルムスキャナ部131から入力された入力画像データは、フィルムスキャンデータ処理部111において、フィルムスキャナ部固有の校正操作・ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、粒状ノイズ除去、鮮鋭化強調などが施され、画像調整処理部114に出力される。また、フィルムサイズ、ネガポジ種別、フィルムに光学的或いは磁気的に記録された主要被写体に関わる情報、撮影条件に関する情報(例えばAPSの記載情報内容)などが、併せて画像調整処理部114に出力される。
【0029】
反射原稿入力装置132から入力された入力画像データは、反射原稿スキャンデータ処理部112において、反射原稿入力装置固有の校正操作、ネガ原稿の場合のネガポジ反転、ゴミキズ除去、グレーバランス調整、コントラスト調整、ノイズ除去、鮮鋭化強調などが施され、画像調整処理部114に出力される。
【0030】
画像転送手段133又は通信手段134から入力された入力画像データは、画像データ書式解読処理部113において、その入力画像データのデータ書式に従い必要に応じて圧縮符号の復元・色データの表現方法の変換などを行ない、画像処理システム100内の演算に適したデータ形式に変換されて画像調整処理部114に出力される。また、画像データ書式解読処理部113は、画像転送手段133又は通信手段134から出力された入力画像データが、フィルムサイズ、ネガポジ種別、フィルムに光学的或いは磁気的に記録された主要被写体に関わる情報、撮影条件に関する情報などのヘッダ情報を含むか否かを判別し、ヘッダ情報を含む場合に、そのヘッダ情報をヘッダ情報解析部121に出力する。ヘッダ情報解析部121においては、入力されたヘッダ情報を解析して、そのヘッダ情報を装置特性補正処理部122に出力する。
【0031】
出力画像データの大きさについての指定は操作部141からユーザにより入力されるが、この他に入力デバイスから入力された入力画像データについての指定があった場合には、画像データ書式解読処理部113が該情報を検出し、画像調整処理部114へ出力するとしてもよい。また、輝度及び彩度調整装置120内の各部の機能は、後述する画像処理システム100の動作で詳細に述べる。
【0032】
画像調整処理部114では、出力画像データにテンプレート処理が必要な場合に、テンプレート記憶手段156からテンプレート処理部119を介して所定の画像データ(フレームなどのテンプレート)を呼び出す。出力画像データ生成部125は、テンプレート処理部119に出力画像データを転送する。テンプレート処理部119は、出力画像データをテンプレートと合成しテンプレート処理後の出力画像データを画像調整処理部114に出力する。画像調整処理部114は、出力画像データ生成部125又はテンプレート処理部119から入力された出力画像データを、CRT固有処理部115、プリンタ固有処理部116,117及び画像データ作成処理部118のうちの出力対象の出力デバイスに対応するものへ出力する。
【0033】
CRT固有処理部115では、画像調整処理部114から受け取った出力画像データに対して、必要に応じて画素数変更やカラーマッチングなどの処理を行ない、制御情報などを含む表示用の画像データをCRT161に送出する。プリンタ固有処理部116では、必要に応じてプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更などを行ない、露光処理部162に出力画像データを送出する。プリンタ固有処理部117では、出力するプリンタ装置ごとに必要に応じてプリンタ固有の校正処理、カラーマッチング、画素数変更などを行ない、外部プリンタ163に出力画像データを送出する。
【0034】
画像データ作成処理部118においては、画像調整処理部114から入力された出力画像データに対して、データの圧縮や、必要に応じてJPEG、TIFF、Exifなどに代表される各種の汎用画像フォーマットへの変換を行ない、画像搬送部164や通信手段165へ出力画像データを出力する。
【0035】
画像処理装置110内の各部の区分は、画像処理装置110の機能の理解を助けるために設けた区分であり、必ずしも物理的に独立したデバイスとして実現される必要はなく、たとえば単一のCPUと、図示しない記憶部から読み出されてRAMに格納されたプログラムとの協働により各部が実現される構成でもよい。
【0036】
次に、図2〜図4を参照して、画像処理システム100の動作を説明する。図2は、出力デバイス及び入力画像データの輝度及び彩度を示すグラフである。図3は、画像データ出力処理を示すフローチャートである。図4は、画像データ出力処理中の輝度及び彩度調整処理を示すフローチャートである。
【0037】
画像処理システム100は、入力デバイスから入力された入力画像データを輝度調整して出力デバイスから出力する。例えば、図2のように、入力画像データのsRGBの色空間における色範囲と、出力デバイスの色再現範囲とが表される場合に、入力画像データの彩度範囲と出力デバイスの彩度範囲とに共通でない領域が生ずる場合がある。つまり、入力画像データの超過範囲A1(入力画像データの彩度範囲>出力デバイスの彩度範囲の領域)が発生する。このため、画像処理システム100は、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度調整する。
【0038】
ここで、図3及び図4を参照して、画像処理システム100で実行される画像データ出力処理を説明する。画像データ出力処理は、例えば、前述のように画像処理プログラムとCPUとの協働により実現される各部で実行される。
【0039】
図3に示すように、先ず、入力デバイス131〜134のうちの少なくとも一つの入力元デバイスから入力画像データが入力され、フィルムスキャンデータ処理部111、反射原稿スキャンデータ処理部112、画像データ書式解読処理部113及び画像調整処理部114のうちの対応するものを介して画像調整処理部114に出力される(ステップS1)。
【0040】
そして、輝度及び彩度調整装置120により、入力画像データに輝度及び彩度調整処理が行われる(ステップS2)。そして、輝度調整及び彩度処理が行われた入力画像データが、出力画像データとして、画像調整処理部114から、CRT固有処理部115、プリンタ固有処理部116、プリンタ固有処理部117及び画像データ作成処理部118のうちの出力先デバイスに対応する少なくとも一つに出力される。CRT固有処理部115、プリンタ固有処理部116、プリンタ固有処理部117及び画像データ作成処理部118のうちの出力画像データが入力されたものにより、出力先の出力デバイス(161〜165)に対応するように固有の処理が出力画像データに実行され、出力先デバイスに出力される。そして、出力先デバイスにより、出力画像データが画像出力され(ステップS3)、画像データ出力処理が終了される。
【0041】
ここで、ステップS2の輝度及び彩度調整処理を詳述する。図4に示すように、先ず、画像データ書式解読処理部113により、入力画像データにヘッダ情報が含まれる場合に、そのヘッダ情報が解読され、ヘッダ情報解析部121に入力される。ヘッダ情報解析部121により、そのヘッダ情報が解析され、装置特性補正処理部122に出力される。そして、装置特性補正処理部122により、処理条件テーブル記憶部151から処理条件テーブルが読み出され、読み出された処理条件テーブルと解析されたヘッダ情報とに基づいて、前処理としての装置特性補正処理を行うための装置特性補正情報が取得される。
【0042】
また、画像調整処理部114により、入力画像データが撮影情報データ処理部123を介して入力画像データ生成部124に出力される。入力画像データ生成部124により、装置特性補正情報を用いて、入力画像データが前処理される(ステップS21)。前処理は、例えば、ホワイトバランス処理、入力デバイスの固有の色調整処理などの処理であり、輝度調整実行前の処理という意味である。
【0043】
そして、入力画像データ生成部124により、入力画像データの全画素の色相と輝度値と彩度値とが算出される(ステップS22)。そして、その算出された全画素の各色相と各輝度値とにおける輝度値に対する彩度範囲が算出され、入力画像データ生成部124により、その算出された彩度範囲が入力彩度範囲として輝度調整部126に出力される(ステップS23)。入力画像データ生成部124において、適宜、入力画像データがデータ蓄積手段152に一時的に格納される。そして、輝度調整部126において、入力彩度範囲が入力され、さらに、彩度範囲記憶手段153から出力デバイスの彩度範囲が読み出され、階調調整テーブル記憶手段153から階調調整テーブルが読み出される(ステップS24)。
【0044】
そして、輝度調整部126により、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲内であるか否かが判別される(ステップS25)。入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲内である場合(ステップS25;YES)、輝度及び彩度調整処理が終了され、ステップS3に移行される。この場合、入力画像データ生成部124から、出力画像データ生成部125を介して、輝度調整されていない入力画像データが画像調整処理部114に送出される。
【0045】
入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲内でない場合(ステップS25;NO)、輝度調整部126により、入力画像データ中の未選択の1つの画素が対象画素として選択される(ステップS26)。そして、輝度調整部126により、ステップS23において算出された入力彩度範囲とステップS24において取得された階調調整テーブルとに基づいて、所定の階調変換されるように対象画素の輝度調整量が決定される(ステップS27)。
【0046】
そして、輝度調整部126により、入力彩度範囲を出力デバイスの彩度範囲まで縮小して合せるように、かつ対象画素の彩度が大きくなるにつれて輝度調整量を小さくするように、ステップS24において取得された出力デバイスの彩度範囲に基づいて、既に決定された対象画素の輝度調整量が補正され、入力画像データと補正された輝度調整量とが出力画像データ生成部125に出力される(ステップS28)。
【0047】
そして、出力画像データ生成部125により、補正された輝度調整量に基づいて入力画像データが輝度調整される(ステップS29)。そして、ステップS26において、対象画素として入力画像データの全画素が選択されたか否かが判別される(ステップS30)。全画素が選択されていない場合(ステップS30;NO)、ステップS26に移行されて、次の対象画素が選択される。全画素が選択された場合(ステップS30;YES)、輝度及び彩度調整処理が終了され、ステップS3に移行される。
【0048】
ステップS26〜S30における輝度調整は、図2の超過領域A1を補正するような輝度調整となる。
【0049】
(第1の輝度及び彩度調整例)
次に、図5、図6を参照して、輝度及び彩度調整処理の具体的な例の一つである第1の輝度及び彩度調整例を説明する。本輝度及び彩度調整例における出力対象の出力デバイスを出力デバイスAとする。
【0050】
最初に、輝度及び彩度調整処理のステップS22,S23に対応して、入力画像データの全画素Kxに対応する輝度Lx、彩度Cx、色相θxの算出を説明する。輝度Lxに対する彩度Cxの範囲が入力彩度範囲となる。
【0051】
輝度値の計算方法としては、例えば、sRGB値をマトリックス演算を用いてXYZ表色系に変換し、「JISハンドブック 色彩」などに記載されているL*a*b*表色系、L*u*v*表色系又はHSI表色系へ変換し輝度値を算出する方法が挙げられる。
先ず、入力画像データの各画素のRGB値を用いてRGB値をL*a*b*値に変換する。例えば、入力画像データのある画素K1のRGB値が(R1,G1,B1)であるとすると、次式(1)、(2)、(3)に示すマトリックス変換を用いてXYZ座標系の座標値(X1,Y1,Z1)に変換する。
X1=0.4124×R1+0.3576×G1+0.1805×B1 …(1)
Y1=0.2126×R1+0.7152×G1+0.0722×B1 …(2)
Z1=0.0193×R1+0.1192×G1+0.9505×B1 …(3)
【0052】
ここで、白色点のXYZ座標値を(X0,Y0,Z0)、また白色点のL*a*b*座標値を(L0,a0,b0)とし、画素K1のL*a*b*座標系の座標値を(L1,a1,b1)とすると、
Y1/Y0>0.008856の場合、
L1=116.0×(Y1/Y0)1/3 −16.0 …(4)
となり、
Y1/Y0≦0.008856の場合、
L1=903.29 × Y1/Y0 …(5)
となる。このように、RGB値が(R1,G1,B1)である画素K1の輝度値L1が算出される。
【0053】
また、X1/X0>0.008856の場合の、
f(X1)=(X1/X0)1/3 …(6)
X1/X0≦0.008856の場合の、
f(X1)=7.78×X1/X0+16/116 …(7)
により、f(X1)を算出する。
また、Y1/Y0>0.008856の場合の、
f(Y1)=(Y1/Y0)1/3 …(8)
Y1/Y0≦0.008856の場合の、
f(Y1)=7.78×Y1/Y0+16/116 …(9)
により、f(Y1)を算出する。
また、Z1/Z0>0.008856の場合の、
f(Z1)=(Z1/Z0)1/3 …(10)
Z1/Z0≦0.008856の場合の、
f(Z1)=7.78 ×Z1/Z0+16/116 …(11)
により、f(Z1)を算出する。
【0054】
また、a1,b1は、次式(12)、(13)により算出される。
a1=500.0 ×(f(X1)−f(Y1)) …(12)
b1=200.0 ×(f(Y1)−f(Z1)) …(13)
【0055】
そして、L*a*b*座標値(L1,a1,b1)から、次式(14)、(15)により彩度C1、色相θ1を求めることができる。
C1= (a12+b12)1/2 …(14)
θ1= tan−1(b1/a1) …(15)
【0056】
同様にして入力画像データの全画素KxのL*a*b*座標系の座標値(Lx,ax,bx)及び彩度Cx、色相θxを算出する。入力画像データの全画素の輝度Lx、彩度Cx、色相θxから各色相における入力画像データの輝度に対する彩度値の最大値及び最小値から彩度範囲を求める。
【0057】
次に、ステップS25に対応して、色相θ2において求めた入力画像データの彩度範囲と図5に示した出力デバイスAの色再現範囲の彩度範囲とを比較する。図5は、本輝度及び彩度調整例における出力デバイスAの色相θ2における輝度L*と彩度C*の色再現範囲を示す図である。図5においてグレーに塗りつぶされた範囲が出力デバイスAの色再現範囲である。同様に他の色相においても、彩度範囲の比較を行う。
【0058】
次に、ステップS26〜S30に対応して、図5に示すように、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスAの色再現範囲から外れている場合、入力画像データの画素である点K2の輝度調整量ΔL2は、以下のようにして求めることができる。点K2の色相θ2上で黒点(彩度Cblack=0、輝度Lblack=0)と点K2を結ぶ直線上で最も高輝度な画素点Kmaxの彩度Cmax、輝度Lmaxを求める。
【0059】
そして、図6に示す階調調整曲線を用いて仮の輝度調整量を求める。図6は、本輝度及び彩度調整例における階調調整曲線を示す図である。横軸は,入力輝度値Lin,縦軸は、調整後の出力輝度値Lout である。点K2の入力輝度値L2に対する調整後の出力輝度値は図6よりLout2となる。
そして、次式(16)により、階調調整曲線から仮の輝度調整量Δla2が求められる。
Δla2=Lout2 −L2 …(16)
【0060】
さらに、次式(17)により、入力画像データの全画素が出力デバイスAの色再現範囲内に入るように補正を行い、輝度調整量ΔL2が求められる。
ただし、lb2は、黒点と点K2を結ぶ直線上における、出力デバイスAの色再現範囲の輝度の最大値を示す。同様にして入力画像データの全画素Kxにおいて、輝度調整量ΔLxを求め、求めた輝度調整量ΔLxと元の入力画像データとから各画素のRGB値を算出することで、入力画像データの輝度調整を行う。
【0061】
第1の輝度及び彩度調整例によれば、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度調整量を補正し、補正した輝度調整量ΔLxを用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。このため、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度及び彩度調整した入力画像データを出力デバイスにおいて出力し、出力デバイスの色再現範囲に合う画像データを出力することができる。
【0062】
また、一般に彩度Cが大きいほど色再現範囲が狭くなるが、式(17)のように、彩度Cが大きいほど輝度調整量ΔLを小さくしているので、輝度調整量を用いて対象画素の輝度及び彩度調整しても色つぶれを未然に防止できる。さらに、彩度Cを考慮して輝度及び彩度調整しているので、見かけ上の彩度Cの変化を小さくすることができる。
【0063】
さらに、図6に示す階調調整曲線により、入力画像データに階調変換を行うことができる。また、階調調整曲線としては、例えば入力値と出力値の関係が線形になる線形変換や入力値と出力値の関係がS字状の曲線になる非線形変換などが挙げられる。また、色ごとに異なる階調調整を行うこともできる。特に輝度調整量を求める際に、階調変換による色調整量で輝度調整量を補正することで高速な処理を行うことができる。
【0064】
(第2の輝度及び彩度調整例)
本第2の輝度及び彩度調整例は、第1の輝度及び彩度調整例の変形例としての輝度及び彩度調整例であり、異なる部分を主として説明する。本輝度及び彩度調整例は、第1輝度及び彩度調整例において、入力画像データの色相ごとに輝度調整量が異なるように輝度及び彩度調整するものである。
【0065】
具体的にいうと、本輝度及び彩度調整例は、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように、かつ入力画像データの各画素の彩度が大きくなるにつれて輝度調整量を小さくするように、かつ色相ごとに輝度調整量を異にするように輝度調整量を補正し、その輝度調整量を用いて入力画像データを輝度調整する。
【0066】
第2の輝度調整例によれば、色相ごとに輝度調整量を異にするので、入力画像データの色相が異なる領域では、異なる輝度調整量を用いて輝度及び彩度調整を行うことができる。全色相で異なる輝度及び彩度調整を行う必要は無いが、少なくとも1つの色相で他の色相と異なる輝度及び彩度調整が行われる。特に肌色の色相においては他の色相と異なり、見かけの彩度を維持することより、肌色が不自然にならないように重点がおかれた輝度及び彩度調整が施されることが好ましい。
【0067】
(第3の輝度及び彩度調整例)
本第3の輝度及び彩度調整例は、第1の輝度及び彩度調整例の変形例としての輝度調整例であり、異なる部分を主として説明する。本輝度及び彩度調整例は、第1の輝度及び彩度調整例において、少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相において輝度調整するものである。
【0068】
具体的にいうと、本輝度及び彩度調整例は、入力画像データの彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように、かつ少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相で入力画像データの各画素の彩度が大きくなるにつれて輝度調整量を小さくするように輝度調整量を補正し、その輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。
【0069】
第3の輝度及び彩度調整例によれば、入力画像データの少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相において、肌色の色相と異なる色調整をすることができる。肌色の色相は特に人間の目につきやすいため、肌色の色相の性質に合った輝度調整を行うことができる。また、入力画像データ全体として、肌色再現性が高くなるように輝度及び彩度調整されることが好ましい。
【0070】
なお、第1〜第3の輝度及び彩度調整例の処理を入力画像データの各画素ではなく、LUT(ルックアップテーブル)の各格子点に輝度及び彩度調整を行い、入力画像データに対してLUT変換をすることで輝度及び彩度調整を行うものとしてもよい。このLUT変換による輝度及び彩度調整によれば、画素数の多い入力画像データを扱う場合においても、計算の高速化を図ることができる。
【0071】
また、本実施の形態では、輝度及び彩度調整装置120と各出力デバイス161〜165とが別の機器としての構成であったが、出力デバイスに輝度及び彩度調整装置120の機能を設けて、一体の画像出力装置とする構成でもよい。
【0072】
なお、上述した本実施の形態における記述は、本発明に係る好適な画像処理システム100の一例であり、これに限定されるものではない。
【0073】
【発明の効果】
請求項1、5又は6に記載の発明によれば、入力画像データの入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度調整量を補正し、補正した輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。このため、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように輝度及び彩度調整した入力画像データを出力デバイスにおいて出力し、出力デバイスの色再現範囲に合う画像データを出力することができる。
また、一般的に彩度が大きいほど色再現範囲が狭くなるが、本発明では彩度が大きいほど輝度調整量を小さくしているので、輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整しても色つぶれを未然に防止できる。さらに、彩度を考慮して輝度及び彩度調整しているので、見かけ上の彩度変化を小さくすることができる。
【0074】
請求項2に記載の発明によれば、色相ごとに輝度調整量を異にするので、入力画像データの色相が異なる領域では、異なる輝度調整量を用いて輝度及び彩度調整を行うことができる。
【0075】
請求項3に記載の発明によれば、入力画像データの入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、入力彩度範囲が出力デバイスの彩度範囲に入るように、かつ少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相で入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、補正した輝度調整量を用いて入力画像データを輝度及び彩度調整する。このため、入力画素データの少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相において、肌色の色相と異なる色調整をすることができる。肌色の色相は特に人間の目につきやすいため、肌色の色相の性質に合った輝度及び彩度調整を行うことができる。
【0076】
請求項4に記載の発明によれば、入力画像データの輝度及び彩度調整において、階調変換を行うことができる。また、例えば、輝度調整量を求める際に、階調変換による色調整量で輝度調整量を補正することで高速な処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る実施の形態の画像処理システム10を示すブロック図である。
【図2】出力デバイス及び入力画像データの輝度及び彩度を示すグラフである。
【図3】画像データ出力処理を示すフローチャートである。
【図4】画像データ出力処理中の輝度及び彩度調整処理を示すフローチャートである。
【図5】第1の輝度及び彩度調整例における出力デバイスAの色相θ2における輝度L*と彩度C*の色再現範囲を示す図である。
【図6】第1の輝度及び彩度調整例における階調調整曲線を示す図である。
【符号の説明】
100…画像処理システム
110…画像処理装置
111…フィルムスキャンデータ処理部
112…反射原稿スキャンデータ処理部
113…画像データ書式解読処理部
114…画像調整処理部
115…CRT固有処理部
116,117…プリンタ固有処理部
118…画像データ作成処理部
119…テンプレート処理部
120…輝度及び彩度調整装置
121…ヘッダ情報解析部
122…装置特性補正処理部
123…撮影情報データ処理部
124…入力画像データ生成部
125…出力画像データ生成部
126…輝度調整部
131…フィルムスキャナ部
132…反射原稿入力装置
133…画像転送手段
134,165…通信手段
141…操作部
142…制御部
151…処理条件テーブル記憶手段
152,155…データ蓄積手段
153…彩度範囲記憶手段
154…階調調整テーブル記憶手段
156…テンプレート記憶手段
Claims (6)
- 入力画像データの各画素の彩度が出力デバイスの彩度範囲内に入るように輝度調整量を補正して、その輝度調整量を用いて前記入力画像データの各画素の輝度値を調整する輝度及び彩度調整方法において、
調整すべき前記入力画像データの各画素の彩度値を算出し、その輝度値より前記入力画像データの入力彩度範囲を求め、
前記入力彩度範囲と予め用意された出力デバイスの彩度範囲とを比較し、
前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、
その補正された前記輝度調整量を用いて、前記入力画像データの各画素の輝度値を調整することを特徴とする輝度及び彩度調整方法。 - 色相ごとに輝度調整量を異にすることを特徴とする請求項1に記載の輝度及び彩度調整方法。
- 前記輝度調整量の補正において、
前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ少なくとも肌色の色相を含む色相以外の色相で前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように前記輝度調整量を補正することを特徴とする請求項1に記載の輝度及び彩度調整方法。 - 前記入力画像データの各画素の輝度値の調整は、前記入力画像データの階調変換を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の輝度及び彩度調整方法。
- 入力画像データの各画素の彩度が出力デバイスの彩度範囲内に入るように輝度調整量を補正する補正手段と、その輝度調整量を用いて前記入力画像データの各画素の輝度値を調整する輝度調整手段とを備える輝度及び彩度調整装置において、
調整すべき前記入力画像データの各画素の彩度値を算出し、その輝度値より前記入力画像データの入力彩度範囲を求める算出手段と、
前記入力彩度範囲と予め用意された出力デバイスの彩度範囲とを比較する比較手段とを備え、
前記補正手段は、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの彩度範囲を超えている場合に、前記入力彩度範囲が前記出力デバイスの輝度範囲に入るように、かつ前記入力画像データの各画素の彩度が大きいほど輝度調整量が小さくなるように輝度調整量を補正し、
前記輝度調整手段は、前記補正された前記輝度調整量を用いて、前記入力画像データの各画素の輝度値を調整することを特徴とする輝度及び彩度調整装置。 - 請求項5に記載の輝度及び彩度調整装置と、
前記輝度及び彩度調整装置により、輝度値が調整された前記入力画像データを出力画像データとして出力する出力デバイスとを備えることを特徴とする画像出力装置。
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JP2003133437A JP2004336656A (ja) | 2003-05-12 | 2003-05-12 | 輝度及び彩度調整方法、輝度及び彩度調整装置並びに画像出力装置 |
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JP2009027570A (ja) * | 2007-07-23 | 2009-02-05 | Ricoh Co Ltd | 画像処理装置、画像処理方法、プログラム及び記録媒体 |
KR101279773B1 (ko) * | 2008-12-26 | 2013-07-04 | 닛본 덴끼 가부시끼가이샤 | 화상 처리 장치, 화상 처리 방법 및 기억 매체 |
-
2003
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