JP2007215216A - カラー画像のモノトーン化処理 - Google Patents

Abstract

【課題】カラー画像データに適したモノトーン化処理を実行する技術を提供することを目的とする。
【解決手段】カラー画像データを解析して得られる色の偏りに関連のある色分布情報と、カラー画像データに関連付けられた動作モード情報との少なくとも一方に基づいて明度変換式を調整し、調整された明度変換式を用いて、カラー画像データの各画素の色を表す画素値を、モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する。
【選択図】図２

Description

この発明は、カラー画像データのモノトーン化を行う技術に関する。

デジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ、スキャナなどの画像生成装置で撮影した画像は、モニタやプリンタなどの種々の画像出力装置で出力（表示や印刷）される。画像出力装置としては、カラー画像を出力可能なＬＣＤディスプレイやカラーインクジェットプリンタ等が広く普及しており、ユーザは、手軽にカラー画像を利用することができる。

カラー画像が広く用いられる一方、モノトーン画像も広く好まれている。モノトーン画像は、古い写真を連想させるなどして、独特の雰囲気を表現することが可能である。そこで、カラー画像データをモノトーン画像データに変換して利用する方法が用いられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−３３７３２３号公報

画像の画質を決める重要な要素の１つに、被写体の見えがある。被写体が引き立って見えれば、ユーザは、その画像を高画質な画像として認識することができる。カラー画像では、被写体の色相がその周囲の色相と異なれば、被写体が引き立って見える。ところが、モノトーン画像においては、色相が異なっていても、明るさが近い領域は近い階調で表現される。その結果、一律にカラー画像データのモノトーン化処理を行っても、被写体とその周囲とのコントラストが弱くなり、高画質なモノトーン画像が得られない可能性があった。

本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、カラー画像データに適したモノトーン化処理を実行する技術を提供することを目的とする。

上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の第１の画像処理装置は、カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理装置であって、前記カラー画像データに基づいてモノトーン画像データを生成するデータ処理部を備え、前記データ処理部は、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値を、明度変換式に従って、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する変換部と、前記カラー画像データを解析することによって、前記カラー画像データにおける色の偏りに関連のある色分布情報を生成する画像データ解析部と、前記色分布情報に基づいて前記明度変換式を調整する明度変換式調整部と、を備える。

この第１の画像処理装置は、カラー画像データの色の偏りに関連のある色分布情報に基づいてモノトーン化処理を行うので、カラー画像データに適したモノトーン化処理を実行することができる。

上記画像処理装置において、前記画像データ解析部は、前記カラー画像データにおける特定の色相を有する画素の頻度を表す特徴色情報を決定し、前記明度変換式調整部は、前記特徴色情報に応じて前記明度変換式を調整することが好ましい。

この構成によれば、少なくとも特定の色相を有する画素の頻度を表す特徴色情報に応じてモノトーン化処理を行うことができるので、カラー画像データの特定の色相に関する特徴に応じた適切なモノトーン化処理を行うことができる。

上記各画像処理装置において、前記画像データ解析部は、互いに異なる色相に関する複数の前記特徴色情報を決定し、前記明度変換式調整部は、互いに異なる複数の明度変換式を予め有しており、さらに、前記変換部が利用する前記明度変換式を、前記複数の明度変換式の中から、前記複数の特徴色情報に応じて選択することが好ましい。

この構成によれば、変換部が利用する明度変換式を、互いに異なる複数の明度変換式の中から複数の特徴色情報に応じて選択するので、複数の特徴色情報に応じた適切なモノトーン化処理を行うことができる。

上記各画像処理装置において、前記画像データ解析部は、互いに異なる色相に関する複数の前記特徴色情報を決定し、前記明度変換式は、前記カラー画像データの各画素の色を表す複数成分の画素値のそれぞれに係数を乗じて加算して、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値を求める変換式であり、前記明度変換式調整部は、前記明度変換式の各成分の係数のそれぞれを、前記複数の特徴色情報に基づいて決定することが好ましい。

この構成によれば、明度変換式の各成分の係数のそれぞれを、互いに異なる色相に関する複数の特徴色情報に基づいて決定するので、複数の特徴色情報に応じた適切なモノトーン化処理を行うことができる。

上記各画像処理装置において、前記変換部は、調整後の前記明度変換式を前記カラー画像データの全画素に適用することが好ましい。

この構成によれば、調整後の明度変換式を全ての画素に適用するので、画素に応じて明度変換式を切り替えることなく、簡単な構成でモノトーン化処理を行うことができる。

上記各画像処理装置において、前記明度変換式調整部は、前記色分布情報に基づいて複数の前記明度変換式を準備し、前記変換部は、前記カラー画像データの画素の色に応じて異なる前記明度変換式を適用することが好ましい。

この構成によれば、画素の色に応じた明度変換式を適用するので、カラー画像データのそれぞれの画素の色に適したモノトーン化処理を行うことができる。

本発明の第２の画像処理装置は、画像生成装置で生成されたカラー画像データと、前記カラー画像データ生成時における前記画像生成装置の動作モードに関する動作モード情報を少なくとも含むとともに前記カラー画像データに関連付けられた画像データ関連情報とを用いて、前記カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理装置であって、前記カラー画像データと前記動作モード情報とに基づいてモノトーン画像データを生成するデータ処理部を備え、前記データ処理部は、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値を、明度変換式に従って、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する変換部と、前記動作モード情報を解析することによって、前記動作モード情報で設定された動作モードを判別する動作モード判別部と、前記動作モード判別部が判別した動作モードに基づいて前記明度変換式を調整する明度変換式調整部と、を備える。

この第２の画像処理装置は、動作モードに基づいてモノトーン化処理を行うので、カラー画像データに適したモノトーン化処理を実行することができる。

上記画像処理装置において、前記明度変換式調整部は、前記動作モード判別部が判別した動作モードが人物画像に適した動作モードである場合に、前記画像生成装置の標準撮影条件での動作モードである場合と比べて、前記カラー画像データの肌色を有する画素に対する前記モノトーン画像データの画素の明るさが明るくなるように、前記明度変換式を調整することが好ましい。

この構成によれば、人物画像に適した動作モードである場合には、肌色を有する画素の明るさが明るくなるようにモノトーン化処理が行われるので、人物が引き立つ高画質なモノトーン画像データを生成することができる。

上記各画像処理装置において、前記明度変換式調整部は、前記動作モード判別部が判別した動作モードが風景画像に適した動作モードである場合に、前記画像生成装置の標準撮影条件での動作モードである場合と比べて、前記カラー画像データの空色を有する画素に対する前記モノトーン画像データの画素の明るさが暗くなるように、前記明度変換式を調整することが好ましい。

この構成によれば、風景画像に適した動作モードである場合には、緑色を有する画素の明るさが暗くなるようにモノトーン化処理が行われるので、植物等の被写体が引き立つ高画質なモノトーン画像データを生成することができる。

なお、本発明は、種々の形態で実現することが可能であり、例えば、画像処理方法および画像処理装置、それらの方法または装置の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体等の形態で実現することができる。

次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
A．装置の構成：
B.第１実施例：
C.第２実施例：
D.第３実施例：
E.第４実施例：
F.第５実施例：
G.変形例：

A．装置の構成：
図１は、本発明の一実施例としての画像出力システムの構成を示す説明図である。このシステムは、デジタルカメラ１００と、コンピュータ２００と、プリンタ３００とを含んでいる。デジタルカメラ１００は画像生成装置として機能し、コンピュータ２００は画像処理装置として機能し、プリンタ３００は画像出力部として機能する。デジタルカメラ１００で生成されたカラー画像データはコンピュータ２００に転送される。コンピュータ２００は、受け取ったカラー画像データに適したモノトーン化処理を実行してモノトーン画像データを生成する。コンピュータ２００は、さらに、モノトーン画像データに応じて印刷データを生成し、プリンタ３００に送出する。プリンタ３００は、受け取った印刷データに応じて印刷を実行する。

B.第１実施例：
B1.画像処理装置の構成：
図２は、コンピュータ２００の構成を示すブロック図である。このコンピュータ２００は、データ処理部２２０と、印刷データ生成部２４０とを備えている。データ処理部は、明度変換部２２２と、明度変換式調整部２２４と、画像データ解析部２２６とを備えている。

画像データ解析部２２６は、処理対象のカラー画像データを解析し、色の偏りに関連のある色分布情報を生成する。明度変換式調整部２２４は、色分布情報に基づいて明度変換式を調整する。明度変換部２２２は、明度変換式に従って、処理対象のカラー画像データに対する明度変換処理を実行し、モノトーン画像データを生成する。これらの機能部の処理の詳細については、後述する。

印刷データ生成部２４０は、データ処理部２２０によって生成されたモノトーン画像データに応じて印刷データを生成する。本実施例では、印刷データ生成部２４０は、モノトーン画像データの各画素の画素値からプリンタ３００が利用可能な複数のインクの量に相当する多階調データへの変換処理を実行し、得られた多階調データに対してハーフトーン処理を行うことによって、印刷データを生成する。インクの量に相当する多階調データへの変換処理は一種の色空間変換処理であり、通常は、入力値と出力値との対応関係を表すルックアップテーブルに基づいて実行される。

印刷データ生成部２４０によって生成された印刷データは、プリンタ３００に送出され印刷される。プリンタ３００は、主走査駆動機構や、副走査駆動機構、印刷ヘッド、印刷ヘッド駆動回路、制御回路などの種々の構成要素を有しているが、ここではその説明を省略する。

なお、モノトーン表現には、純粋な無彩色を用いて階調を再現する表現（いわゆるニュートラル表現）に限らず、様々な色を帯びた表現がある。例えば、黄色がかったグレーを用いて階調を表現するウォーム表現や、青色がかったグレーを用いて階調を表現するクール表現など、色相が黄や青といった様々な色感を与える表現がある。

このような色感は、印刷データ生成部２４０が、種々のモノトーン表現に対応して準備されたルックアップテーブルを利用することによって、表現することができる。例えば、ウォーム表現用のルックアップテーブルは、モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値から、黄色がかったグレーを用いて階調を表現する多階調データへの変換を行うように設定される。なお、このように色を帯びた階調を表現する多階調データも、モノトーン画像データと呼ぶことができる。

また、データ処理部２２０が、種々の色感を表現するモノトーン画像データを生成してもよい。このようなモノトーン画像データは、明度変換部２２２が生成した明るさを表す画素値に基づいて特定の色を帯びた階調を表現する画素値を算出することによって生成することができる。データ処理部２２０は、このような色感調整処理を行う色感調整部（図示せず）を備えることによって、種々の色感を表現するモノトーン画像データを生成することができる。なお、以下の説明では、データ処理部２２０が明度変換処理を実行して作成した明度のみの多階調データをモノトーン画像データと呼ぶ。

なお、上述のようなコンピュータ２００内の各構成要素の一部または全部の機能は、例えばコンピュータプログラムによって実現される。これらコンピュータプログラムは、フレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録された形態で提供することが可能である。

B2.モノトーン化処理：
図３（ａ）（ｂ）は、第１実施例において、画像データ解析部２２６（図２）が、カラー画像データを解析して生成する特徴色情報を説明する説明図である。本実施例では、画像データ解析部２２６は、空色の画素の割合を、特徴色情報として算出する。図３（ａ）には、画像の一例として、街の上に広がる空を被写体とする画像が示され、図３（ｂ）には、空を被写体とする画像の色相のヒストグラムの一例が示されている。

各画素の色相Ｈは、各画素の画素値に基づいて算出することができる。本実施例では、色相Ｈを算出するために、ＲＧＢ色空間からＨＳＩ色空間への変換式を用いる。ＨＳＩ色空間は、色相Ｈと、彩度Ｓと、明度Ｉをパラメータとする色空間である。また、ＨＳＶ色空間やＨＳＬ色空間など、その他の適切な色空間を利用して、色相Ｈを算出することも可能である。

ＲＧＢ色空間で表された画素値R、G、Bと、ＨＳＩ色空間で表現された色相Ｈとの関係は、以下の数式で表される。

ここで、Imax=max{R,G,B}であり、Imin=min{R,G,B}である。Imax=Iminの場合は、色相Ｈは不定（無彩色）となる。なお、色相Ｈ＜０の場合は、算出された色相Ｈの値に２πを加える。その結果、色相Ｈの値域は０〜２πとなるが、この実施例では、値域を０度〜３６０度として色相Ｈを表すこととする。

この実施例では、肌色、緑色、空色の３つの特徴色に関して色相範囲が設定されている。具体的には、色相Ｈが０度〜３０度の範囲を肌色範囲ＳＲとし、色相が１００度〜１３０度の範囲を緑色範囲ＧＲとし、色相が２３０度〜２６０度の範囲を空色範囲ＢＲとする（図３（ｂ））。また、画像データ解析部２２６は、空色の画素、すなわち、空色範囲ＢＲの色相を有する画素の割合sky_rateを算出する。なお、色相の範囲は、必ずしも上述の範囲である必要はなく、異なる範囲を設定してもよい。

図４（ａ）（ｂ）は、第１実施例における明度変換式の調整を説明する説明図である。図４（ａ）は、明度変換式調整部２２４（図２）による着目色の判定条件を示す説明図である。ここで、着目色とは、被写体の特徴を表す色であり、画像の観察者が着目し易い色を意味する。本実施例では、明度変換式調整部２２４は、空色割合sky_rateに基づいて着目色を判定する。空色割合sky_rateが空色しきい値sky_thよりも大きい場合には、空を被写体とする風景画像である、すなわち、着目色が空色であると判定する。空色割合sky_rateが空色しきい値sky_th以下である場合には、画像が特定の着目色を判定できない標準的な画像である、すなわち、着目色が標準であると判定する。

上述の空色しきい値sky_thは、判定の精度が高くなるように設定することが好ましい。また、特定の値を初期値として設定し、ユーザがその値を変更できるようにしてもよい。

図４（ｂ）は、明度変換式調整部２２４によって調整される明度変換式を示す説明図である。図４（ｂ）の上部には、カラー画像データの各画素の色を表す画素値R,G,Bと、モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値Y（輝度値とも呼ぶ）との関係を示す明度変換式の一例が示されている。

本実施例の明度変換式では、輝度値Yは、３つの画素値R,G,Bの線形結合で表されている。各画素値R,G,Bの係数は、標準値kr_std、kg_std、kb_stdと調整値Δkr、Δkg、Δkbとの和で、それぞれ表されている。

図４（ｂ）の下部には、調整値Δkr、Δkg、Δkbと、着目色との関係が示されている。着目色が標準である場合には、いずれの調整値Δkr、Δkg、Δkbもゼロに設定される。その結果、輝度値Yと画素値R,G,Bとは、標準値kr_std、kg_std、kb_stdに基づく標準的な関係式で対応付けられる。

着目色が空色である場合には、赤成分Rの調整値Δkrがプラスの値に設定され、緑成分G、青成分Bの調整値Δkg,Δkbがマイナスの値に設定される。その結果、緑または青に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、小さな値に設定される。一方、赤に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、大きな値に設定される。

なお、標準値kr_std、kg_std、kb_stdとしては、標準的な値、例えば、ＲＧＢ色空間の各パラメータ値R,G,Bから、ＹＣｂＣｒ色空間の輝度値Yへの変換式に基づく値を用いることができる。また、調整値Δkr、Δkg、Δkbの大きさは、得られるモノトーン画像が不自然なものとならないように設定することが好ましく、画質の調整結果の感応評価に基づいて決めることができる。

以下、このような着目色に応じて設定される明度変換式を、その色に対応する明度変換式と呼ぶ。

図５は、図３（ａ）に示す画像に対するモノトーン画像の例を示す説明図である。図３（ａ）に示す画像は、空色の画素の割合sky_rateが空色しきい値sky_thと比べて大きく、着目色が空色であるものとする。従って、明度変換部２２２（図２）は、空色に対応する明度変換式を用いて明度変換処理を行う。また、本実施例では、明度変換部２２２は、図４（ｂ）に示すように設定された明度変換式を、処理対象のカラー画像データの全画素に適用する。その結果、図５に示すモノトーン画像では、空の明るさが低く抑えられ、周りの背景（この例では街）とのコントラストが強くなる。このように、空色に対応する明度変換式を用いて明度変換処理を行うことによって、空が引き立つ高画質なモノトーン画像データを得ることができる。

以上、本実施例では、空色割合sky_rateに応じて、明度変換式を自動的に調整することができる。その結果、カラー画像データに応じて適切なモノトーン化処理を行うことができる。

なお、本実施例における空色割合sky_rateは、本発明における特徴色情報に相当する。

C.第２実施例：
第１実施例との差異は、３つの特徴色（肌色、緑色、空色）のそれぞれの画素割合に基づいて、明度変換式が調整される点である。画像処理装置の構成は、図２と同じである。

図６（ａ）（ｂ）は、第２実施例における明度変換式の調整を説明する説明図である。図６（ａ）は、明度変換式調整部２２４（図２）による着目色の判定条件を示す説明図である。図４（ａ）に示す例との差異は、３つの特徴色（肌色、緑色、空色）のそれぞれの画素の割合skin_rate、green_rate、sky_rate（図３（ｂ））に基づいて着目色が判定される点である。これらの画素の割合は、画像データ解析部２２６によって算出される。

本実施例では、各特徴色のうち、画素の割合の最も大きいものが着目色候補として採用される。さらに、画素の割合が、それぞれの特徴色に対応するしきい値よりも大きい場合に、着目色として採用される。例えば、３つの割合skin_rate、green_rate、sky_rateのうち、肌色割合skin_rateが最も大きい場合には、肌色が着目色候補として採用される。さらに、肌色割合skin_rateが肌色しきい値skin_thよりも大きい場合には、人物を被写体とする人物画像である、すなわち、着目色が肌色であると判定される。一方、肌色割合skin_rateが肌色しきい値skin_th以下である場合には、着目色が標準であると判定される。

同様に、緑色割合green_rateが最も大きい場合には、緑色に関する判定が行われる。緑色割合green_rateが緑色しきい値green_thよりも大きい場合には、森林や山を被写体とする風景画像である、すなわち、着目色が緑色であると判定される。空色割合sky_rateが最も大きい場合も、同様に、空色に関する判定が行われる。

図６（ｂ）は、本実施例において、明度変換式調整部２２４によって調整される明度変換式を示す説明図である。図４（ｂ）に示す例との差異は、着目色が肌色である場合と、緑色である場合が追加されている点である。

着目色が肌色である場合には、赤成分R、緑成分Gの調整値Δkr、Δkgがプラスの値に設定され、青成分Bの調整値Δkbがマイナスの値に設定される。従って、赤または緑に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、大きな値に設定される。一方、青に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、小さな値に設定される。このように明度変換式を調整することによって、画像の中の肌色を有する画素の変換後の明るさが高めに設定される。その結果、人物が引き立つ高画質なモノトーン画像データを生成することができる。

着目色が緑色である場合には、緑成分Gの調整値Δkgがマイナスの値に設定され、赤成分R、青成分Bの調整値Δkr、Δkbがプラスの値に設定される。従って、緑に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、小さな値に設定される。一方、赤または青に近い色相を有する画素の輝度値Yは、着目色が標準である場合と比べて、大きな値に設定される。このように明度変換式を調整することによって、画像中の緑色を有する画素の変換後の明るさが低く抑えられる。その結果、植物や山が引き立つ高画質なモノトーン画像データを生成することができる。

このように、本実施例では、肌色、緑色、空色のそれぞれの画素割合に応じて、明度変換式を自動的に調整することができる。その結果、カラー画像データが表現する様々な被写体に適したモノトーン化処理を行うことができる。

なお、着目色を判定する場合には、単純に画素の割合を比較する代わりに、特徴色に応じて予め設定された重みを、画素の割合に付して比較しても良い。例えば、人物画像における肌色割合skin_rateは、風景画像における緑色割合green_rateや空色割合sky_rateと比べて小さくなる傾向がある。このような場合でも、肌色割合skin_rateに対する重みを大きくして比較すれば、人物画像に対して着目色を肌色と判定する精度を高めることができる。

また、特徴色に優先順位を設定し、優先順位の順番に着目色の判定を行ってもよい。例えば、優先順位を、肌色、緑色、空色の順とする。この場合には、まず、肌色について、画素の割合としきい値とを比較する判定を行う。着目色が肌色であると判定できない場合には、緑色について判定を行う。以下、優先順位に従った順番に判定を行う。このように、優先順位に従って着目色の判定を行うことによって、様々なカラー画像データに対する着目色の判定の精度を向上させることができる。

D.第３実施例：
上述した第１と第２の実施例では、同一の明度変換式を全ての画素に適用しているが、画素に応じて異なる明度変換式を適用してもよい。図７は、１つのカラー画像データに対して複数の明度変換式を適用する様子を示す説明図である。図７には、街の上に広がる空と人物とが写った画像が示されている。

本実施例では、このような複数の被写体に適したモノトーン化処理を行うために、複数の特徴色のそれぞれの画素に対して、独立に、明度変換式を設定している。具体的には、明度変換式調整部２２４（図２）は、３つの特徴色（肌色、緑色、空色）のそれぞれを有する画素群に対して、それぞれの画素の割合としきい値とに基づいた明度変換式を独立に準備する。

明度変換式調整部２２４は、３つの特徴色（肌色、緑色、空色）のそれぞれに関して、画素の割合としきい値とに基づく判定を行う。この判定は、図６（ａ）に示す条件と同様の判定である。割合がしきい値よりも大きい特徴色に関しては、その特徴色に対応する明度変換式（図６（ｂ））を準備する。割合がしきい値以下である特徴色に関しては、着目色が標準の明度変換式を準備する。いずれの特徴色も有しない画素に関しては、着目色が標準の明度変換式を準備する。明度変換部２２２は、カラー画像データの各画素が有する色に応じた明度変換式をそれぞれ適用する。

図７に示す例では、肌色の画素には、肌色に対応する明度変換式が適用されている。また、空色の画素には、空色に対応する明度変換式が適用されている。他の画素に関しては、着目色が標準である場合の明度変換式が適用されている。その結果、肌色の明るさは高めに設定され、空の明るさは低めに設定されるので、人物と空とのコントラストが強められた迫力のあるモノトーン画像データを生成することができる。

このように、本実施例では、カラー画像データの画素の色に応じて明度変換式を使い分けているので、様々な被写体を含むカラー画像データを処理する場合でも、複数の被写体に適したモノトーン化処理を行うことができる。

E.第４実施例：
上述の各実施例において、明度変換式の調整値Δkr、Δkg、Δkbの大きさを、各特徴色の画素割合に応じた可変値としてもよい。例えば、図６（ａ）（ｂ）に示す例において、調整値Δkr、Δkg、Δkbの絶対値の大きさを、最大画素割合の大きさが大きいほど大きくなるように調整しても良い。例えば、３つの画素割合の内、空色割合sky_rateが最大である場合に、空色割合sky_rateが大きいほど、Δkrが大きく、ΔkgとΔkbとが小さく（絶対値は大きく）なるように調整することができる。こうすれば、特徴色を有する画素の割合が比較的大きい場合に、より効果的に、特徴色を有する被写体とその周囲とのコントラストを強くすることができる。この際、調整値Δkr、Δkg、Δkbのプラスとマイナスに関しては、最大画素割合の特徴色に対応する明度変換式の設定に従うことが好ましい。

また、着目色の判定を行う代わりに、明度変換式の３つの画素値R,G,Bの係数を、各特徴色の画素割合に基づく関数で定義してもよい。このような明度変換式は、例えば、以下に示す演算式で表される。

数式中、fr、fb、fgは、ぞれぞれ、３つの特徴色の画素割合skin_rate、green_rate、sky_rateの関数であり、３つの画素値R,G,Bのそれぞれの係数である。

このように、明度変換式を、画素割合の関数で表せば、様々なカラー画像データに対応して細かく明度変換式を調整することができる。その結果、様々なカラー画像データに対応して、適切なモノトーン化処理を行うことができる。

F.第５実施例：
図８は、本実施例の画像処理装置が利用可能な画像データファイルＩＤＦの構成を示す説明図である。この画像データファイルＩＤＦは、撮影モード情報ＩＮＦと、カラー画像データＩＭＧとを含んでいる。撮影モード情報ＩＮＦは、デジタルカメラ１００の撮影時の動作モード（以下、撮影モードと呼ぶ）の設定に関する情報である。

デジタルカメラの中には、撮影時の撮影モードを、人物や風景といった撮影シーンに応じて切り替えることができるものがある。撮影モードとしては、標準モード、人物モード（ポートレートモード）、風景モード等の予め準備されている複数のモードの中の１つを、被写体の種類等に合わせて選択することが可能である。標準モードは、デジタルカメラ１００におけるデフォルトの撮影条件（標準撮影条件）である。また、標準撮影条件は、デジタルカメラ１００の購入時の設定としてしばしば利用される。さらに、デジタルカメラの中には、撮影時の撮影モードに関する情報（撮影モード情報ＩＮＦ）を、画像データに関連する画像データ関連情報として、画像データとともに、画像データファイルに格納するものもある。本実施例では、このような画像データファイルを利用することができる。なお、このようなファイル形式としては、例えば、Ｅｘｉｆファイル形式がある。

図９は、第５実施例におけるコンピュータ２００ａの構成を示すブロック図である。図２に示すコンピュータ２００との差異は、データ処理部２２０ａが、画像データ解析部２２６の代わりに撮影モード情報解析部２２８を備えている点である。撮影モード情報解析部２２８は、画像データファイルＩＤＦに含まれる撮影モード情報ＩＮＦを解析して、撮影モードを取得する。明度変換式調整部２２４ａは、取得された撮影モードに応じて明度変換式を調整する。なお、本実施例において撮影モード情報解析部２２８は、本発明における動作モード判別部に相当する。

図１０は、明度変換式調整部２２４ａによって調整される明度変換式を示す説明図である。図４（ｂ）、図６（ｂ）に示す例との差異は、調整値Δkr、Δkg、Δkbが撮影モードに応じて設定されている点である。本実施例では、標準モードの場合には、いずれの調整値Δkr、Δkg、Δkbもゼロに設定される。

人物モードの場合には、図６（ｂ）において着目色が肌色の場合と同様に、赤成分R、緑成分Gの調整値Δkr、Δkgがプラスの値に設定され、青成分Bの調整値Δkbがマイナスの値に設定される。その結果、画像の中の肌色の画素の変換後の明るさが、標準モードの場合と比べて高めに設定される。

風景モードの場合には、図６（ｂ）において着目色が空色の場合と同様に、赤成分Rの調整値Δkrがプラスの値に設定され、緑成分G、青成分Bの調整値Δkg,Δkbがマイナスの値に設定される。その結果、画像の中の空色の画素の変換後の明るさが、標準モードの場合と比べて低めに設定される。

明度変換部２２２は、図１０に示すように設定された明度変換式に基づいて、モノトーン画像データを生成する。

このように、本実施例では、撮影モード情報に応じて、明度変換式を自動的に調整することができる。その結果、撮影モードに適したモノトーン化処理を行うことができる。

G.変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。

G1.変形例１：
図２に示す画像データ解析部２２６と、図９に示す撮影モード情報解析部２２８とを備えるデータ処理部を利用してもよい。この場合、画像データファイルが撮影モード情報ＩＮＦを格納している場合には、撮影モードに基づくモノトーン化処理を行い、撮影モード情報ＩＮＦを格納していない場合には、画像データを解析した結果に基づくモノトーン化処理を行う構成とすることができる。この構成によれば、撮影モード情報の有無に拘わらず、カラー画像データに適したモノトーン化処理を行うことができる。また、撮影モードが標準モードである場合には、画像データを解析した結果に基づくモノトーン化処理を行う構成としてもよい。

G2.変形例２：
上述の各実施例では、特徴色を色相範囲に基づいて定めていたが、彩度や明度にも範囲を設けて定めてもよい。こうすれば、特徴色が、被写体の特徴を表す色をより適切に反映することができる。

G3.変形例３：
上述の各実施例では、画素割合を表す特徴色情報を色分布情報として用いているが、色分布情報としては特徴色情報に限らず、一般に、カラー画像データにおける色の偏りに関連のある情報であればよい。例えば、色相分布においてピークとなる色相を色分布情報として用い、その色相を有する色の明るさが暗くなるように明度変換式を調整しても良い。逆に、色相分布においてピークとなる色相を有する色の明るさが明るくなるように明度変換式を調整しても良い。

G4.変形例４：
モノトーン化処理で生成されたモノトーン画像データは、印刷に限らず、種々の用途に利用することができる。例えば、ＬＣＤディスプレイやＣＲＴモニタへの画像の出力に用いてもよく、また、モノトーン画像データを格納する画像データファイルを生成してもよい。このような画像データファイルを生成して再利用すれば、モノトーン化処理を実行できない装置を用いる場合でも、モノトーン画像を利用することができる。

G5.変形例５：
上述の各実施例においては、モノトーン化処理を実行する画像処理装置としてコンピュータを用いていたが、この代わりに、画像出力装置がモノトーン化処理を実行する構成としてもよい。例えば、プリンタ３００（図１）の制御回路（図示せず）がデータ処理部２２０と印刷データ生成部２４０としての機能を有する構成とすることができる。さらに、プリンタ３００がケーブルや無線通信、メモリカードＭＣ等を介してデジタルカメラ１００から直接画像データを受け取ることができる構成とすれば、コンピュータ２００を用いることなく、モノトーン画像を印刷することができる。従って、ユーザは手軽に高画質なモノトーン画像を利用することができる。

G6.変形例６：
なお、本明細書において、「デジタルカメラ」とは、静止画を撮影するデジタルスチルカメラと、動画を撮影するデジタルビデオカメラとの両方を含んでいる。

G7.変形例７：
上記各実施例において、ソフトウェアによって実現されていた構成の一部をハードウェアに置き換えるようにしてもよく、逆に、ハードウェアによって実現されていた構成の一部をソフトウェアに置き換えるようにしてもよい。例えば、コンピュータ２００（図２）の機能の一部を、プリンタ３００内の制御回路（図示せず）が実行するようにすることも可能である。

G8.変形例８：
上記各実施例において、画像データと、画像データ関連情報とは、同じ画像データファイルに格納されていなくてもよい。一般に、画像データと、画像データ関連情報と、が互いに関連付けられた画像データセットが構成されていればよい。

画像出力システムの構成を示す説明図である。 コンピュータ２００の構成を示すブロック図である。 カラー画像データを解析して生成する特徴色情報を説明する説明図である。 明度変換式の調整を説明する説明図である。 モノトーン画像の例を示す説明図である。 明度変換式の調整を説明する説明図である。 １つのカラー画像データに対して複数の明度変換式を適用する様子を示す説明図である。 画像データファイルＩＤＦの構成を示す説明図である。 コンピュータ２００ａの構成を示すブロック図である。 明度変換式を示す説明図である。

符号の説明

１００...デジタルカメラ
２００、２００ａ...コンピュータ
２２０、２２０ａ...データ処理部
２２２...明度変換部
２２４、２２４ａ...明度変換式調整部
２２６...画像データ解析部
２２８...撮影モード情報解析部
２４０...印刷データ生成部
３００...プリンタ
ＩＤＦ...画像データファイル
ＩＮＦ...撮影モード情報
ＩＭＧ...カラー画像データ
ＭＣ...メモリカード

Claims (14)

1. カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理装置であって、
   前記カラー画像データに基づいてモノトーン画像データを生成するデータ処理部を備え、
   前記データ処理部は、
   前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値を、明度変換式に従って、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する変換部と、
   前記カラー画像データを解析することによって、前記カラー画像データにおける色の偏りに関連のある色分布情報を生成する画像データ解析部と、
   前記色分布情報に基づいて前記明度変換式を調整する明度変換式調整部と、
   を備える、画像処理装置。
2. 請求項１に記載の画像処理装置であって、
   前記画像データ解析部は、前記カラー画像データにおける特定の色相を有する画素の頻度を表す特徴色情報を決定し、
   前記明度変換式調整部は、前記特徴色情報に応じて前記明度変換式を調整する、
   画像処理装置。
3. 請求項２に記載の画像処理装置であって、
   前記画像データ解析部は、互いに異なる色相に関する複数の前記特徴色情報を決定し、
   前記明度変換式調整部は、互いに異なる複数の明度変換式を予め有しており、さらに、前記変換部が利用する前記明度変換式を、前記複数の明度変換式の中から、前記複数の特徴色情報に応じて選択する、
   画像処理装置。
4. 請求項２に記載の画像処理装置であって、
   前記画像データ解析部は、互いに異なる色相に関する複数の前記特徴色情報を決定し、
   前記明度変換式は、前記カラー画像データの各画素の色を表す複数成分の画素値のそれぞれに係数を乗じて加算して、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値を求める変換式であり、
   前記明度変換式調整部は、前記明度変換式の各成分の係数のそれぞれを、前記複数の特徴色情報に基づいて決定する、
   画像処理装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置であって、
   前記変換部は、調整後の前記明度変換式を前記カラー画像データの全画素に適用する、
   画像処理装置。
6. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の画像処理装置であって、
   前記明度変換式調整部は、前記色分布情報に基づいて複数の前記明度変換式を準備し、
   前記変換部は、前記カラー画像データの画素の色に応じて異なる前記明度変換式を適用する、画像処理装置。
7. 画像生成装置で生成されたカラー画像データと、前記カラー画像データ生成時における前記画像生成装置の動作モードに関する動作モード情報を少なくとも含むとともに前記カラー画像データに関連付けられた画像データ関連情報とを用いて、前記カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理装置であって、
   前記カラー画像データと前記動作モード情報とに基づいてモノトーン画像データを生成するデータ処理部を備え、
   前記データ処理部は、
   前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値を、明度変換式に従って、前記モノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する変換部と、
   前記動作モード情報を解析することによって、前記動作モード情報で設定された動作モードを判別する動作モード判別部と、
   前記動作モード判別部が判別した動作モードに基づいて前記明度変換式を調整する明度変換式調整部と、
   を備える、画像処理装置。
8. 請求項７に記載の画像処理装置であって、
   前記明度変換式調整部は、前記動作モード判別部が判別した動作モードが人物画像に適した動作モードである場合に、前記画像生成装置の標準撮影条件での動作モードである場合と比べて、前記カラー画像データの肌色を有する画素に対する前記モノトーン画像データの画素の明るさが明るくなるように、前記明度変換式を調整する、
   画像処理装置。
9. 請求項７または請求項８に記載の画像処理装置であって、
   前記明度変換式調整部は、前記動作モード判別部が判別した動作モードが風景画像に適した動作モードである場合に、前記画像生成装置の標準撮影条件での動作モードである場合と比べて、前記カラー画像データの空色を有する画素に対する前記モノトーン画像データの画素の明るさが暗くなるように、前記明度変換式を調整する、
   画像処理装置。
10. カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理方法であって、
    （ａ）前記カラー画像データを解析することによって、前記カラー画像データにおける色の偏りに関連のある色分布情報を生成する工程と、
    （ｂ）前記色分布情報に基づいて、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値をモノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する明度変換で利用される明度変換式を調整する工程と、
    （ｃ）前記工程（ｂ）で調整された前記明度変換式に従って前記明度変換を実行する工程と、
    を備える、画像処理方法。
11. 画像生成装置で生成されたカラー画像データと、前記カラー画像データ生成時における前記画像生成装置の動作モードに関する動作モード情報を少なくとも含むとともに前記カラー画像データに関連付けられた画像データ関連情報とを用いて、前記カラー画像データのモノトーン化を行う画像処理方法であって、
    （ａ）前記動作モード情報を解析することによって、前記動作モード情報で設定された動作モードを判別する工程と、
    （ｂ）前記工程（ｂ）で判別された動作モードに基づいて、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値をモノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する明度変換で利用される明度変換式を調整する工程と、
    （ｃ）前記工程（ｂ）で調整された前記明度変換式に従って前記明度変換を実行する工程と、
    を備える、画像処理方法。
12. カラー画像データのモノトーン化を行うためのコンピュータプログラムであって、
    （ａ）前記カラー画像データを解析することによって、前記カラー画像データにおける色の偏りに関連のある色分布情報を生成する機能と、
    （ｂ）前記色分布情報に基づいて、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値をモノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する明度変換で利用される明度変換式を調整する機能と、
    （ｃ）前記機能（ｂ）で調整された前記明度変換式に従って前記明度変換を実行する機能と、
    を、コンピュータに実現させるコンピュータプログラム。
13. 画像生成装置で生成されたカラー画像データと、前記カラー画像データ生成時における前記画像生成装置の動作モードに関する動作モード情報を少なくとも含むとともに前記カラー画像データに関連付けられた画像データ関連情報とを用いて、前記カラー画像データのモノトーン化を行うためのコンピュータプログラムであって、
    （ａ）前記動作モード情報を解析することによって、前記動作モード情報で設定された動作モードを判別する機能と、
    （ｂ）前記機能（ｂ）で判別された動作モードに基づいて、前記カラー画像データの各画素の色を表す画素値をモノトーン画像データの各画素の明るさを表す画素値に変換する明度変換で利用される明度変換式を調整する機能と、
    （ｃ）前記機能（ｂ）で調整された前記明度変換式に従って前記明度変換を実行する機能と、
    を、コンピュータに実現させるコンピュータプログラム。
14. 請求項１２または請求項１３に記載のコンピュータプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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