JP2896310B2 - カラー画像のマスク作成方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、カラー画像内の所望
の色部分の切抜き処理等に使用されるマスクを作成する
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷製版工程においては、写真原稿など
のカラー画像の特定の色の部分に対して色変更や鮮鋭度
強調等の種々の処理を選択的に行ないたい場合がある。
例えば、衣服を着たモデルの衣服の色のみを変更した
り、モデルの肌を除く部分に鮮鋭度強調を行ないたい場
合などがある。このように、カラー画像の特定の色部分
にのみ所望の処理を行なう（または行わない）際には、
その色部分を示す切抜きマスクが作成される。

【０００３】図１は、カラー画像と好ましいマスクの一
例を示す説明図である。図１（Ａ）に示すカラー画像
は、黒色の髪のモデルが、黄色地にバラの花の模様がプ
リントされた衣服を着ている写真である。バラの花は、
白色およびピンク色の花びらと、その周囲にある緑色の
葉とを有している。図１（Ｂ）に示すマスクは、衣服の
黄色部分のみを示すマスクである。

【０００４】カラー画像の色を分析することによってマ
スクを作成する方法としては、例えば特開平１−２９８
４７７号公報に記載されたものがある。この方法は、マ
スク領域となるべき部分（トレーニングエリア）の複数
の画素の色を分析してその色の主成分軸を求める。そし
て、カラー画像内の各画素の色がその主成分軸以外の成
分を多く含む場合（すなわち、その色が主成分軸から遠
い場合）には、その画素をマスク領域から除外する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の
技術では、図１（Ｂ）に示すように黄色をマスク領域と
しつつ肌色をマスク領域から除外することは困難であっ
た。これは、肌色が黄色成分をかなり含むので、黄色を
マスク領域の色として指定した場合には、肌色もマスク
領域として認識されてしまうからである。このような問
題は、比較的近い色相を有する２つの色の一方をマスク
領域とし、他方をマスク領域から除外しようとする場合
に共通する問題であった。

【０００６】この発明は、従来技術における上述の課題
を解決するためになされたものであり、比較的近い色相
の複数の色のうちで、一部の色部分をマスク領域とし、
他の色部分をマスク領域から除外することのできるマス
ク作成方法を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用】上述の課題を
解決するため、この発明の請求項１に記載した方法は、
カラー画像内において、マスクのｎ個の対象色とｍ個の
対象外色（ｎとｍの少なくとも一方は２以上）を指定す
る工程と、所定の色空間における前記ｎ個の対象色の第
１の色ベクトルをそれぞれ求める工程と、前記所定の色
空間における前記ｍ個の対象外色の第２の色ベクトルを
それぞれ求める工程と、前記第１と第２の色ベクトルの
ｎ×ｍ個の組み合わせのそれぞれについて、前記第１と
第２の色ベクトルとは独立の第３の色ベクトルを求め、
第１ないし第３の色ベクトルを組み合わせることによっ
てｎ×ｍ組の基底を作成する工程と、前記ｎ×ｍ組の基
底のそれぞれについて、前記カラー画像内の各画素の色
を前記第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わす
ときの前記第１ないし第３の色ベクトルに対する第１な
いし第３の係数をそれぞれ求める工程と、前記カラー画
像内の各画素において、前記ｎ×ｍ組の基底のそれぞれ
について得られた前記第１の係数の値に応じて前記マス
クを作成する工程と、を備えることを特徴とする。

【０００８】上述の方法によれば、ｎ個の対象色に近い
色については第１の係数が大で第２の係数は小さく、一
方、ｍ個の対象外色に近い色については第１の係数が小
で第２の係数が大きくなる。従って、対象色と対象外色
の色相が近い場合にも、第１の係数に応じてマスクを作
成すれば、ｎ個の対象色に近い色部分をマスク領域と
し、ｍ個の対象外色に近い色部分をマスク領域から除外
することができる。

【０００９】請求項２に記載した方法では、前記マスク
作成工程は、前記カラー画像内の各画素において、同一
の第２の色ベクトルを含むｎ組の基底について得られた
ｎ個の第１の係数のうちの最大値を求めることによっ
て、前記ｍ個の第２の色ベクトルのそれぞれについて前
記第１の係数の最大値を得る工程と、前記カラー画像内
の各画素において、前記ｍ個の第２の色ベクトルのそれ
ぞれについて得られた前記第１の係数の最大値のうちの
最小値を求めることによって、各画素における前記最小
値を示す多階調マスクデータを作成する工程と、前記多
階調マスクデータに応じて前記マスクを作成する工程
と、を備える。

【００１０】このように、同一の第２の色ベクトルに対
するｎ個の第１の係数の中の最大値を求め、こうして得
られたｍ個の最大値の中の最小値を求めて多階調マスク
データとすれば、ｎ個の対象色に近い色の部分をマスク
領域とし、ｍ個の対象外色に近い色の部分をマスク領域
から除外することができる。

【００１１】請求項３に記載した方法では、前記マスク
作成工程は、前記多階調マスクデータをしきい値で２値
化することによって、前記マスクを表わす２値マスクデ
ータを作成する工程を含む。

【００１２】こうすれば、マスク領域のみを示す２値の
マスクデータを容易に作成することができる。

【００１３】請求項４に記載した方法では、前記多階調
マスクデータを２値化する工程は、前記多階調マスクデ
ータの出現頻度を示すヒストグラムを作成する工程と、
前記ヒストグラムの極小値における前記多階調マスクデ
ータの値を前記しきい値として設定する工程と、を備え
る。

【００１４】こうすれば、ヒストグラムに応じて２値化
のしきい値を自動的に決定することができる。

【００１５】請求項５に記載した方法では、前記第３の
色ベクトルは白色を表わすベクトルである。

【００１６】こうすれば、第３の色ベクトルを容易に決
定することができる。

【００１７】請求項６に記載した方法では、前記第３の
色ベクトルを求める工程は、前記第１と第２の色ベクト
ルを、色相／彩度／明度空間における第４および第５の
色ベクトルにそれぞれ変換する工程と、前記第４と第５
の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が所定の値を
超える場合には、前記所定の色空間において白色を表わ
すベクトルを前記第３の色ベクトルとして選択し、前記
第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が
前記所定の値未満の場合には、前記第４と第５の色ベク
トルのうちで彩度成分のより大きな色ベクトルについて
前記色相／彩度／明度空間において色相を所定の角度回
転した第６の色ベクトルを生成し、前記第６の色ベクト
ルを前記所定の色空間のベクトルに変換することによっ
て前記第３の色ベクトルを生成する工程と、を備える。

【００１８】こうすれば、第１と第２の色ベクトルとは
独立な第３の色ベクトルを容易に決定することができ
る。また、第１ないし第３の色ベクトルはそれぞれ現実
の色を表わすことになるので、各画素の色に対する第１
の係数が、対象色の成分を実際に表わす指標となる。

【００１９】請求項７に記載した方法では、前記第１な
いし第３の色ベクトルは単位ベクトルである。

【００２０】こうすれば、第１ないし第３の色ベクトル
が色相のみを表わすベクトルになるので、カラー画像の
各画像の色相に応じてマスクを作成することができる。

【００２１】

【実施例】図２は、この発明の一実施例を適用して切抜
きマスクを作成するマスク作成システムの構成を示すブ
ロック図である。このマスク作成システムは、ＣＰＵ２
０と、カラー原稿画像を記憶する元画像メモリ２２と、
色ベクトルの成分を記憶するベクトル値メモリ２４と、
後述するマトリクスの成分を記憶するマトリクスメモリ
２６と、多階調マスクデータを記憶する多階調マスクメ
モリ２８と、２値マスクデータを記憶する２値マスクメ
モリ３０とを備えたコンピュータシステムである。この
システムは、さらに、入力手段または指定手段としての
キーボード３２およびマウス３４と、画像入力手段とし
ての読取スキャナ３６と、表示手段としてのカラーＣＲ
Ｔ３８と、外部記憶手段としてのハードディスク装置４
０とを備えている。

【００２２】ＣＰＵ２０は、マトリクス演算部５０と、
多階調マスク演算部５２と、２値化演算部５４としての
機能を有する。これらの各部は、図示しないＲＡＭに記
憶されたソフトウェアプログラムをＣＰＵ２０が実行す
ることによって実現される。なお、これらの機能につい
ては更に後述する。

【００２３】図３は、実施例における切抜きマスクの作
成の全体手順を示すフローチャートである。ステップＳ
１では、カラー原稿の画像データを読取スキャナ３６で
読み取って、元画像メモリ２２に記憶する。このカラー
原稿は、例えば、図１（Ａ）に示すようなカラー写真で
ある。なお、元画像メモリ２２はフレームメモリであ
り、元画像メモリ２２に記憶された画像はカラーＣＲＴ
３８に表示される。

【００２４】ステップＳ２およびＳ３では、ユーザがカ
ラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像上において、ｎ
個の切抜きの対象色とｍ個の対象外色とをそれぞれ指定
する。ここで、ｎとｍは整数であり、いずれか一方は少
なくとも２以上である。例えば、図１（Ａ）における衣
服の地の色である黄色を対象色として指定し、バラの葉
の色である緑色とモデルの肌色を対象外色として指定す
る。この場合には、ｎ＝１，ｍ＝２である。色の指定
は、マウス３４などのポインティングデバイスを用い
て、カラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像の上の一
点を指定することによって行なわれる。

【００２５】図４は、マンセルの色相環上における対象
色と対象外色の位置を示す説明図である。対象色として
指定された黄色と、対象外色として指定された肌色は色
相環上で近接した位置にある。この発明では、このよう
に２つの色の色相が近接している場合でも、一方の色を
マスクの対象色とし、他方の色をマスクの対象外色とこ
とが可能である。なお、以下においては、特に言及しな
い限り対象色および対象外色として黄色および肌色を指
定した場合に特定せず、一般的に説明する。

【００２６】ステップＳ４では、マトリクス演算部５０
（図２）が対象色と対象外色の色ベクトルをそれぞれ算
出するとともに、後述するマトリクス（行列）を求める
処理を行なう。

【００２７】図５は、ステップＳ４の詳細手順を示すフ
ローチャートである。ステップＳ１１では、ｎ個の対象
色の色ベクトルを正規化することによって、ｎ個の第１
の色ベクトルを求める。図６（Ａ）と図６（Ｂ）は、第
１の色ベクトルと第２の色ベクトルをそれぞれ示すグラ
フである。対象色Ｃsub1のＲＧＢの各成分を（ＲA1，Ｇ
A1，ＢA1）とすると、対象色Ｃsub1を表わすベクトルは
Ｖsub1（ＲA1，ＧA1，ＢA1）と表わされる。なお、図６
（Ａ），（Ｂ）では図示の便宜上、ＲＧＢ空間のＧ軸を
省略している。ステップＳ１１においては、マトリクス
演算部５０がこの色ベクトルＶsub1の単位ベクトルＶA1
（ｒA1，ｇA1，ｂA1）を求め、その成分（ｒA1，ｇA1，
ｂA1）をベクトル値メモリ２４に記憶する。ここで、単
位ベクトルとは長さ１のベクトルである。

【００２８】ステップＳ１２においても同様に、２つの
対象外色の色ベクトルＶnsub1 （ＲB1，ＧB1，ＢB1），
Ｖnsub2 （ＲB2，ＧB2，ＢB2）の単位ベクトルＶB1（ｒ
B1，ｇB1，ｂB1），ＶB2（ｒB2，ｇB2，ｂB2）を求め、
その成分をベクトル値メモリ２４に記憶する。

【００２９】こうして得られたｎ個の第１の色ベクトル
ＶAi（ｉ＝１〜ｎ）と、ｍ個の第２の色ベクトルＶBj
（ｊ＝１〜ｍ）とのｎ×ｍ個の組み合わせは、ＲＧＢ空
間内の色を表現するためのｎ×ｍ組の基底を構成する。
各組の基底の第３の色ベクトルＶCij としては、第１と
第２の色ベクトルＶAi，ＶBjとは独立な単位ベクトルが
選択される。すなわち、第３の色ベクトルは、第１と第
２の色ベクトルＶAi，ＶBjの線形結合では表わせない単
位ベクトルである。例えば、第３の色ベクトルＶCij と
して、白色を表わす単位ベクトルＶWHが選択される。白
色の単位ベクトルＶWHの成分は、（１／√３，１／√
３，１／√３）である。

【００３０】図７は、第１ないし第３の色ベクトルＶA
i，ＶBj，ＶCij とＲＧＢ空間の関係を示す説明図であ
る。この実施例では、次の数式１に示すように、一次独
立な３つの色ベクトルＶAi，ＶBj，ＶCijで構成される
ｎ×ｍ組の基底のそれぞれを用いて、ＲＧＢ空間内の任
意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を、各組の３つの色ベク
トルＶAi，ＶBj，ＶCij の線形結合（一次結合）で表現
する。

【００３１】

【数１】

【００３２】後述するように、マスクを表わすマスクデ
ータは、第１の色ベクトルＶAi（すなわち、対象色に関
する色ベクトル）に対する係数ｋ１（ｉ，ｊ）に基づい
て作成される。ところで、第１と第２の色ベクトルＶA
i，ＶBjのいずれか一方が第３の色ベクトルＶCij に一
致している場合には、３つの色ベクトルが一次独立では
なくなるので、任意の色を３つのベクトルＶAi，ＶBj，
ＶCij で表現することはできなくなる。また、第１と第
２の色ベクトルＶAi，ＶBjのいずれか一方が第３の色ベ
クトルＶCij に十分に近接している場合にも、第１の色
ベクトルＶAiに対する係数ｋ１（ｉ，ｊ）が過度に大き
くなったり小さくなったりすることがある。そこで、図
５のステップＳ１３では、第１と第２の色ベクトルＶA
i，ＶBjのいずれか一方が白色の単位ベクトルＶWH（１
／√３，１／√３，１／√３）に十分に近接しているか
否かを調べる。そして、十分に近接している場合には、
ステップＳ１４において、第３の色ベクトルＶCij とし
て白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを設定する。

【００３３】まず、ステップＳ１３では、次の数式２に
従って、第１と第２の色ベクトルＶAi，ＶBjをＨＳＶ座
標系（色相／彩度／明度座標系）に変換する。

【００３４】

【数２】

【００３５】数式２において、演算子「ｍａｘ」と「ｍ
ｉｎ」は、括弧内の値の最大値と最小値をそれぞれ取る
演算を示す。数式２によって、第１の色ベクトルＶAi
（ｒAi，ｇAi，ｂAi）と第２の色ベクトルＶBj（ｒBj，
ｇBj，ｂBj）のそれぞれの色相値Ｈ，明度値Ｖ，彩度値
Ｓが求められる。

【００３６】図８は、ＨＳＶ空間を示す説明図である。
図８から解るように、白色の単位ベクトルＶWHは明度Ｖ
の座標軸上に存在する。換言すれば、白色の単位ベクト
ルＶWHは彩度Ｓと色相Ｈとを持たないベクトルである。
なお、ＨＳＶ空間は円筒座標系（ｚｒθ座標系）であ
り、明度Ｖが垂直座標ｚに、彩度Ｓが径ｒに、色相Ｈが
角度θに相当する。

【００３７】彩度値Ｓが小さい色ベクトルは、白色の単
位ベクトルＶWH（１／√３，１／√３，１／√３）に近
接している。従って、第１と第２の色ベクトルＶAi，Ｖ
Bjの少なくとも一方の彩度値Ｓが所定の値以下の場合に
は、その色ベクトルが白色の単位ベクトルＶWHに十分に
近接していると判断できる。この所定の値としては、例
えば、各成分が８ビットのデータ、すなわち０〜２５５
の範囲の値で表わされる場合には１０（１６進数では０
Ａｈ）程度が適当である。

【００３８】上述の方法の代わりに、彩度値Ｓと明度値
Ｖとの比Ｓ／Ｖが一定値以下の場合に、その色ベクトル
が白色の単位ベクトルＶWHに十分近接しているものと判
断するようにしてもよい。

【００３９】第１と第２の色ベクトルＶAi，ＶBjの少な
くとも一方が白色の単位ベクトルＶWHに十分に近接して
いる場合には、ステップＳ１４において、第３の色ベク
トルＶCij として、白色の単位ベクトルＶWH以外のベク
トルが求められる。図９は、白色の単位ベクトルＶWH以
外のベクトルを第３の色ベクトルＶCij として設定する
方法を示す説明図である。まず、第１と第２の色ベクト
ルＶAi，ＶBjのうちで、白色の単位ベクトルからより遠
い方の色ベクトルを選択する。図９の例では、彩度値Ｓ
が比較的大きい第１の色ベクトルＶAiが選択される。そ
して、選択された色ベクトルＶAiの色相値Ｈから９０を
減算する。すなわち、ＨＳＶ空間内で色ベクトルＶAjを
時計廻りに９０°回転する。こうして得られたベクトル
（Ｈ−９０，Ｓ，Ｖ）をＲＧＢ座標系に逆変換し、その
ＲＧＢ成分を正規化することによって、単位ベクトルで
ある第３の色ベクトルＶCij が得られる。図９には、こ
のような演算によって得られた第３の色ベクトルＶCij
が描かれている。なお、回転角度は９０°以外の任意の
角度とすることも可能である。

【００４０】上述の手順によって得られた第３の色ベク
トルＶCij は、第１と第２の色ベクトルＶAi，ＶBjから
独立なので、３つの色ベクトルＶAi，ＶBj，ＶCij を基
底として用いることができる。換言すれば、ＲＧＢ色空
間内の任意の色が、上述の数式１のように、３つの色ベ
クトルＶAi，ＶBj，ＶCij の線形結合によって表わされ
る。また、第３の色ベクトルＶCij は第１または第２の
色ベクトルの色相を回転したものなので、現実に存在す
る色を示すベクトルである。３つの色ベクトルＶAi，Ｖ
Bj，ＶCij はいずれも現実の色を示すベクトルなので、
各色ベクトルに対する係数ｋ１（ｉ，ｊ），ｋ２
（（ｉ，ｊ），ｋ３（ｉ，ｊ）の値が、３つの色の混合
比を表わす現実的な意味を有することになる。

【００４１】第３の色ベクトルとしては、第１と第２の
色ベクトルＶAi，ＶBjとは独立なベクトルを選択すれば
よいので、上記以外の種々の方法で第３の色ベクトルを
設定することができる。例えば、第１と第２の色ベクト
ルＶAi，ＶBjの外積ＶAi×ＶBjを第３の色ベクトルＶCi
j として使用することも可能である。しかし、この外積
ＶAi×ＶBjは現実の色を表わさない場合があり、この場
合には各色ベクトルに対する係数ｋ１，ｋ２，ｋ３の値
が現実的な意味を有さなくなる。従って、上述したよう
に、第１と第２の色ベクトルの色相を回転することによ
って第３の色ベクトルを求める方が好ましい。

【００４２】なお、以下では３つの色ベクトルＶAi，Ｖ
Bj，ＶCij で構成される基底を、「基底ＢＢ（ｉ，
ｊ）」と呼ぶ。

【００４３】こうして第３の色ベクトルＶCij が決定さ
れると、ステップＳ１５（図５）において各基底ＢＢ
（ｉ，ｊ）の３つの色ベクトルＶAi，ＶBj，ＶCij の成
分で構成される３×３マトリクスＭ（ｉ，ｊ）（数式１
参照）が作成され、マトリクスメモリ２６に記憶され
る。

【００４４】任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）に対する
係数Ｋ（ｉ，ｊ）は、次の数式３で与えられる。

【００４５】

【数３】

【００４６】従って、各基底ＢＢ（ｉ，ｊ）のマトリク
スＭ（ｉ，ｊ）の逆行列Ｍ（ｉ，ｊ）^-1を求めておけ
ば、任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）にこの逆行列Ｍ
（ｉ，ｊ）^-1を乗ずることによって、係数Ｋ（ｉ，ｊ）
を求めることができる。そこで、ステップＳ１６では、
マトリクス演算部５０がｎ×ｍ組の基底ＢＢ（ｉ，ｊ）
に対する逆行列Ｍ（ｉ，ｊ）^-1を演算し、マトリクスメ
モリ２６に格納する。

【００４７】こうして、図３のステップＳ４の処理が終
了すると、ステップＳ５において多階調マスクが作成さ
れる。図１０は、多階調マスクの作成手順を示すフロー
チャートである。ステップＳ２１では、パラメータｉ，
ｊが０にイニシャライズされ、ステップＳ２２，Ｓ２３
においてｊとｉがそれぞれ１ずつインクリメントされ
る。

【００４８】ステップＳ２４では、多階調マスク演算部
５２が元画像メモリ２２内のカラー画像の各画素の画素
値Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を読出し、数式３の右辺に代
入してｉ×１番目の基底ＢＢ（ｉ，１）に対する係数Ｋ
（ｉ，１）を求める。そして、ステップＳ２５において
パラメータｉがｎ未満であればステップＳ２３，Ｓ２４
を繰り返す。こうして、同一の第２の色ベクトルＶB1に
ついてのｎ組の基底ＢＢ（ｉ，１）についてのｎ組の係
数Ｋ（ｉ，１）（ｉ＝１〜ｎ）が得られる。図１１は、
１つの画素値について多階調マスクデータを求める手順
を示す説明図である。ｊ＝１におけるステップＳ２３〜
Ｓ２５の処理によって、ｎ個の係数ｋ１（１，１）〜ｋ
１（ｎ，１）が得られる。

【００４９】ステップＳ２６では、得られたｎ組の係数
Ｋ（ｉ，１）（ｉ＝１〜ｎ）の中から第１の色ベクトル
ＶAiの係数ｋ１（１，１）〜ｋ１（ｎ，１）を抽出し、
その中の最大値ｋｍ（ｉ）＝ｍａｘ｛ｋ１（ｉ，１）｝
を求める。

【００５０】図１２は、最大値ｋｍ（ｉ）＝ｍａｘ｛ｋ
１（ｉ，１）｝を求める理由を示す説明図である。第１
の係数ｋ１（ｉ，ｊ）は、各画素の色Ｅを基底ＢＢ
（ｉ，ｊ）で表現した場合の第１の色ベクトルＶAiの強
度を示している。換言すれば、画素の色Ｅが第１の色ベ
クトルＶAiの成分を多く含むほど第１の係数ｋ１（ｉ，
１）の値が大きい。図１２では、同一の第２の色ベクト
ルＶB1対する２つの係数ｋ１（１，１），ｋ１（２，
１）を示している。２つの第１の色ベクトルＶA1，ＶA2
のうちで、より大きな係数ｋ１（１，１）を有する第１
の色ベクトルＶA1は、他の第１の色ベクトルＶA2よりも
画素の色Ｅに近い。従って、複数の対象色が指定されて
いる場合に、同一の第２の色ベクトルＶB1に対するｎ個
の係数ｋ１（ｉ，１）（ｉ＝１〜ｎ）のうちの最大値ｋ
ｍ（ｉ）＝ｍａｘ｛ｋ１（ｉ，１）｝を求めるようにす
れば、画素の色Ｅに最も近い対象色を表わす色ベクトル
を含む基底によって、その色Ｅを表現した場合の係数ｋ
１を得ることができる。

【００５１】こうして、ｊ＝１についての第１の係数の
最大値ｋｍ（１）が得られると、図１０のステップＳ２
７においてパラメータｊがｍ未満か否かが判断される。
ｊがｍ未満の場合には、ステップＳ３０においてパラメ
ータｉが０にリセットされ、上述したステップＳ２２〜
Ｓ２７が繰り返される。

【００５２】こうして、パラメータｊ（ｊ＝１〜ｍ）の
各値について第１の係数の最大値ｋｍ（ｊ）（ｊ＝１〜
ｍ）が得られると、ステップＳ２８において、これらｍ
個の最大値ｋｍ（ｊ）の中の最小値ｍｉｎ｛ｋｍ
（ｊ）｝が求められ、この最小値が多階調マスクデータ
ｋmaskとして多階調マスクメモリ２８に格納される（図
１１参照）。

【００５３】図１３は、最小値ｍｉｎ｛ｋｍ（ｊ）｝を
多階調マスク値ｋmaskとして採用する理由を示す説明図
である。図１３の例では、同一の第１の色ベクトルＶA1
に２つの第２の色ベクトルＶB1，ＶB2をそれぞれ組み合
わせた場合の２つの係数ｋ１（１，１），ｋ１（１，
２）を示している。これらの係数ｋ１（１，１），ｋ１
（１，２）は、ステップＳ２６で得られた最大値ｋｍ
（１），ｋｍ（２）であると仮定する。図１３から解る
ように、画素の色Ｅは、左側の第２の色ベクトルＶB2よ
りも右側の第２の色ベクトルＶB1で示される色に近い。
このような場合には、より近い色を示す右側の第２の色
ベクトルＶB1を用いた場合の係数ｋ１（１，１）の方が
小さくなる。また、右側の第２の色ベクトルよりも更に
色Ｅに近い第２の色ベクトルが存在すると、その係数ｋ
１は更に小さくなる。このように、第２の色ベクトルが
画素の色Ｅに近づくほど、係数ｋ１の値が小さくなる。
ところで、第２の色ベクトルに近い色は、マスク領域の
対象外として認識したい色である。従って、複数の第２
の色ベクトルＶB1，ＶB2を用いた場合に得られる複数の
第１の係数ｋ１（１，１），ｋ１（１，２）の中の最小
値を多階調マスク値ｋmaskとして採用することによっ
て、複数の対象外色のいずれかに近い色は、マスク領域
には含まれないものとすることができる。

【００５４】このように、同一の第２の色ベクトルに対
するｎ個の第１の係数ｋ１の中の最大値ｋｍを求め、こ
うして得られたｍ個の最大値ｋｍの中の最小値を求めて
多階調マスク値ｋmaskとすれば、ｎ個の対象色に近い色
の部分をマスク領域とし、ｍ個の対象外色に近い色の部
分をマスク領域から除外することができる。

【００５５】カラー画像の各画素について図１０の手順
をそれぞれ実行することによって、各画素についての多
階調マスクデータｋmaskが得られる。この多階調マスク
データｋmaskは、ｍ個の対象外色に近似せず、かつ、ｎ
個の対象色に近似した色の領域を示すビットマップデー
タである。

【００５６】なお、多階調マスク値ｋmaskが負の場合に
は、その画素は切抜きの対象色とは正反対の色を有する
ので、その多階調マスク値ｋmaskを０に置換してもよ
い。

【００５７】また、上記のようにして得られた各画素の
多階調マスク値ｋmaskを対象色に対する多階調マスク値
ｋmaska （＝Ｒ1 ／ｒ1 ＝Ｇ1 ／ｇ1 ＝Ｂ1 ／ｂ1 ）で
除算して得られた値ｋｋａ（＝ｋ１／ｋmaska ）を、最
終的な多階調マスク値として使用することも可能であ
る。この際、ｋｋａの値が１以上の場合にはこれを１に
置き換え、また、負の値を０に置き換えても良い。こう
すれば、多階調マスクを表わすビットマップデータの値
を０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する
２値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。

【００５８】あるいは、各画素における３つの係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３の値を次の数式４に従って正規化し、正
規化された係数ｋｕ１のビットマップデータを多階調マ
スクとして用いるようにしてもよい。

【００５９】

【数４】

【００６０】なお、係数ｋｕ１に関しても、負の値を０
にすることが好ましい。こうして得られた係数ｋｕ１も
０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する２
値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。

【００６１】数式４による正規化は、図１０のステップ
Ｓ２４において基底ＢＢ（ｉ，ｊ）に対する係数ｋ１，
ｋ２，ｋ３が得られる度に実行してもよく、ステップＳ
２８において各画素の多階調マスク値ｋmaskを決定した
後に実行してもよい。

【００６２】こうして多階調マスクが作成されると、図
３のステップＳ６において、多階調マスクをそのまま出
力するか、２値マスクを作成して出力するかの選択指示
を受ける。指示がＮｏであれば、ステップＳ７におい
て、多階調マスクが出力される。

【００６３】多階調マスクの用途としては、例えば、透
かし合成処理が挙げられ、この場合には、対象色の強度
を合成比率として利用することができる。また、多階調
マスクの階調値を参照することで、切抜き対象部分に施
す画像処理の強弱あるいは重み付けが可能となる。例え
ば、画像の対象部分に輪郭強調処理を施す場合、マスク
の階調値が高い部分には強い輪郭強調、階調値が低い部
分には弱い輪郭強調をかけることができる。

【００６４】ステップＳ６における指示がＹｅｓであれ
ば、ステップＳ８において、２値化演算部５４が多階調
マスクを２値化することによって２値マスクが作成さ
れ、さらにステップＳ９において、２値マスクが出力さ
れる。２値化に用いられるしきい値を設定する方法とし
ては、以下のような種々のものが考えられる。

【００６５】図１４は、マニュアルでしきい値を入力し
つつ２値マスクを作成する手順を示すフローチャートで
ある。ユーザが対話処理によってしきい値を入力すると
（ステップＳ３１）、そのしきい値を用いて２値化演算
部５４が多階調マスクを２値化することにより２値マス
クを作成する（ステップＳ３２）。ユーザは、カラーＣ
ＲＴ３８に表示された２値化マスクを観察し、満足のい
くものであるか否かを判断する（ステップＳ３３，Ｓ３
４）。なお、２値マスクの表示の際には、図１（Ａ），
（Ｂ）のように、カラー画像と２値マスクとを並べて表
示するのが好ましい。２値マスクが満足のいくものでな
い場合には、ステップＳ３１に戻って新たなしきい値を
入力し、２値化処理を再度実行する。一方、２値マスク
が満足のいくものであれば、２値化処理を終了する。図
１４の手順に従って２値マスクを作成すれば、ユーザが
欲するマスクを作成しやすいという利点がある。

【００６６】多階調マスクの分布に基づいて２値化のし
きい値を自動的に設定することも可能である。図１５
は、多階調マスクデータのヒストグラムである。図１５
の横軸における値Ｋstは、対象色の多階調マスク値であ
る。通常のカラー画像では、切抜きの対象色に近い色を
有する画素がかなり多い場合が普通であるので、対象色
のマスク値の付近にヒストグラムのピークが現われる。
また、画像の背景部分は暗い色を有しているので、マス
ク値が小さい部分にもピークが現われる。このような場
合には、図１５に示すように、対象色のマスク値Ｋstよ
りも小さな値ｘにおいて出現頻度が極小値を示す。従っ
て、対象色に対するマスク値Ｋstよりも小さく、かつ、
出現頻度が極小値を示すマスク値ｘを求めてこれを２値
化のしきい値とすれば、対象色に近い色の部分を表わす
２値マスクを作成することができる。

【００６７】なお、図１６に示すように、多階調マスク
値の最大値を所定の値Ｋmax とし、Ｋmax 以上の値をす
べてＫmax で置き換えるようにすれば、出現頻度が極小
値となるマスク値ｘを、より容易に求めることが可能で
ある。この値Ｋmax としては、多階調マスク値が８ビッ
トデータで表わされる場合には、１２８程度の値が適当
である。

【００６８】２値化のしきい値を求める方法としては、
多階調マスク値のヒストグラムに基づいて、いわゆる非
階層的クラスタリング法（再配置法、ｋ−ｍｅａｎ法と
も呼ばれる）を用いて決定することができる。この方法
によってヒストグラム内のクラスタを求め、対象色のク
ラスタの下限値をしきい値として使用すれば、対象色に
近似する色部分を示す２値マスクを得ることができる。

【００６９】図１７は、２値マスクで切り抜かれる色の
領域を示すグラフである。領域（Ｒａ＋Ｒｂ）内の色
は、第１の色ベクトルＶAiの係数ｋ１の値がＴａ以上と
なる色である。また、領域Ｒｂ内の色は、第１の色ベク
トルＶAiの係数ｋ１の値がＴｂ以上となる色である。従
って、２値化のしきい値をＴａに設定すれば、領域（Ｒ
ａ＋Ｒｂ）内の色の部分を示す２値マスクを作成するこ
とができる。この際、領域Ｒａの左側に隣接する領域Ｒ
ｃ内の色は、対象色の成分が小さいのでマスク領域から
は除外されることになる。なお、２値化のしきい値をＴ
ｂに設定すれば、領域Ｒｂ内の色の部分を示す２値マス
クを作成することができる。

【００７０】図１８は、実施例によって作成されたマス
クの効果を示す説明図である。図１８における多数の丸
は、カラー画像内における色の分布を示している。この
カラー画像は、対象色Ｃsub に近い色の画素の第１の集
合Ｏb1と、対象外色Ｃnsubに近い色の画素の第２の集合
Ｏb2とを含んでいる。第１の集合Ｏb1には、写真撮影時
に光線が反射して光った部分（いわゆるハイライト領
域）の色が存在する。例えば、図１（Ａ）のカラー原稿
において、黄色い服地の光った部分などがこのハイライ
ト領域に対応している。上述の実施例によれば、しきい
値を図中のＴａに設定することによって、ハイライト領
域を含む第１の集合Ｏb1を含み、第２の集合Ｏb2を除外
するような２値マスクを得ることができる。第１の集合
Ｏb1内のハイライト領域と第２の集合Ｏb2とは、どちら
もＢ成分が大きいので、ＲＧＢ空間における色ベクトル
を使用する従来の方法では、このハイライト領域と第２
の集合Ｏb2とを分離することは不可能である。これに対
して、この実施例による方法では、対象色に近いハイラ
イト領域を、第２の集合Ｏb2から容易に分離することが
できる。

【００７１】なお、図１（Ａ）のカラー画像において、
服地の色である黄色を対象色Ｃsubとして指定し、バラ
の葉の緑色とモデルの肌色とを対象外色Ｃnsubとして指
定すれば、服地の黄色部分のみを示す図１（Ｂ）のマス
クを得ることができる。

【００７２】ところで、図４に示すマンセルの色相環か
らも解るように、緑色は対象色から見て対象外色とは反
対側の色相である。従って、肌色のみを対象外色Ｃnsub
と指定し、黄色を対象色Ｃnsubとして指定すると、緑色
の葉の部分もマスク領域に含まれることになる。これに
対して、対象外色として肌色と緑色とを指定すれば、黄
色部分のみをマスク領域とすることができる。

【００７３】以上のように、この実施例では、ｎ個の対
象色Ｃsub とｍ個の対象外色Ｃnsubとを指定することに
よって、ｎ個の対象色Ｃsub に近い色部分を含み、か
つ、ｍ個の対象外色Ｃnsubに近い色を含まないマスクを
容易に得ることができる。

【００７４】なお、この発明は上記実施例に限られるも
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。

【００７５】（１）上記実施例では、色空間としてＲＧ
Ｂ座標系を用いたが、ＣＩＥ−ＸＹＺ座標系，ＹＭＣ座
標系，ＹＵＶ座標系などの他の色空間を用いてもよい。

【００７６】（２）図１１の手順で選択された値ｋmask
や数式４で得られた係数ｋｕ１が負の場合も、その値を
０に変更せずにそのまま多階調マスクデータとして使用
し、多階調マスクデータが正の画素については２値マス
クの値を１とし、負の画素については２値マスクの値を
０としてもよい。すなわち、しきい値として０を用いて
も良い。特に、カラー画像の色を変更するための２値マ
スクを作成する場合には、このような方法によっても良
好なマスクを得ることができる。

【００７７】（３）第１ないし第３の色ベクトルは、単
位ベクトルでなくてもよい。ただし、第１ないし第３の
色ベクトルを単位ベクトルとすれば、各色ベクトルが色
相のみを表わすベクトルになる。従って、上述のように
第１の係数に応じてマスクを作成すれば、カラー画像の
各画素の色相に応じてマスク領域を決定することが可能
である。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載し
た発明によれば、比較的近い色相の複数の色のうちで、
一部の色部分をマスク領域とし、他の色部分をマスク領
域から除外することができる。

【００７９】請求項２に記載した発明によれば、ｎ個の
対象色に近い色の部分をマスク領域としつつ、ｍ個の対
象外色に近い色の部分をマスク領域から除外するよう
に、ｎ×ｍ個の第１の係数から適切な値を選択すること
ができる。

【００８０】請求項３に記載した発明によれば、マスク
領域のみを示す２値のマスクデータを容易に作成するこ
とができる。

【００８１】請求項４に記載した発明によれば、ヒスト
グラムに応じて２値化のしきい値を自動的に決定するこ
とができる。

【００８２】請求項５に記載した発明によれば、第３の
色ベクトルを容易に決定することができる。

【００８３】請求項６に記載した発明によれば、第１と
第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを容易に
決定することができる。また、第１ないし第３の色ベク
トルはそれぞれ現実の色を表わすことになるので、各画
素の色に対する第１の係数を、対象色の成分を実際に表
わす指標とすることができる。

【００８４】請求項７に記載した発明によれば、第１な
いし第３の色ベクトルが色相のみを表わすベクトルにな
るので、カラー画像の各画像の色相に応じてマスクを作
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー写真原稿とそのマスクを示す説明図。

【図２】この発明の一実施例を適用して切抜きマスクを
作成するマスク作成システムの構成を示すブロック図。

【図３】実施例における切抜きマスクの作成の全体手順
を示すフローチャート。

【図４】マンセルの色相環上における対象色（黄色）と
対象外色（肌色）の位置を示す説明図。

【図５】ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャー
ト。

【図６】第１と第２の色ベクトルＶAi，ＶBjを示すグラ
フ。

【図７】第１ないし第３の色ベクトルＶAi，ＶBj，ＶCi
j とＲＧＢ空間の関係を示す説明図。

【図８】ＨＳＶ空間を示す説明図。

【図９】白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを第３
の色ベクトルＶCij として設定する方法を示す説明図。

【図１０】多階調マスクの作成手順を示すフローチャー
ト。

【図１１】１つの画素値について多階調マスクデータを
求める手順を示す説明図。

【図１２】最大値ｋｍ（ｉ）＝ｍａｘ｛ｋ１（ｉ，
１）｝を求める理由を示す説明図。

【図１３】最小値ｍｉｎ｛ｋｍ（ｊ）｝を多階調マスク
データとする理由を示す説明図。

【図１４】２値マスクの作成手順を示すフローチャー
ト。

【図１５】多階調マスクデータのヒストグラム。

【図１６】多階調マスクデータのヒストグラム。

【図１７】２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグ
ラフ。

【図１８】実施例によって作成されたマスクの効果を示
す説明図。

【符号の説明】

２０…ＣＰＵ ２２…元画像メモリ ２４…ベクトル値メモリ ２６…マトリクスメモリ ２８…多階調マスクメモリ ３２…キーボード ３４…マウス ３６…読取スキャナ ３８…カラーＣＲＴ ４０…ハードディスク装置 ５０…マトリクス演算部 ５２…多階調マスク演算部 Ｃnsub…対象外色 Ｃsub …対象色 ＶAi …第１の色ベクトル ＶBj …第２の色ベクトル ＶCij …第３の色ベクトル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−61558（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−153201（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−197804（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−7107（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−96114（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115430（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−115431（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−272942（ＪＰ，Ａ) 富永外，「カラー画像の色分類とその 応用」，日本色彩学会誌，1991年，第15 巻，第１号，Ｐ．55−56 (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G06T 7/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像内の所望の色部分を示すマス
   クを作成する方法であって、 前記カラー画像内において、前記マスクのｎ個の対象色
   とｍ個の対象外色（ｎとｍの少なくとも一方は２以上）
   を指定する工程と、 所定の色空間における前記ｎ個の対象色の第１の色ベク
   トルをそれぞれ求める工程と、 前記所定の色空間における前記ｍ個の対象外色の第２の
   色ベクトルをそれぞれ求める工程と、 前記第１と第２の色ベクトルのｎ×ｍ個の組み合わせの
   それぞれについて、前記第１と第２の色ベクトルとは独
   立の第３の色ベクトルを求め、第１ないし第３の色ベク
   トルを組み合わせることによってｎ×ｍ組の基底を作成
   する工程と、 前記ｎ×ｍ組の基底のそれぞれについて、前記カラー画
   像内の各画素の色を前記第１ないし第３の色ベクトルの
   線形結合で表わすときの前記第１ないし第３の色ベクト
   ルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める工程
   と、 前記カラー画像内の各画素において、前記ｎ×ｍ組の基
   底のそれぞれについて得られた前記第１の係数の値に応
   じて前記マスクを作成する工程と、を備えることを特徴
   とするカラー画像のマスク作成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、 前記マスク作成工程は、 前記カラー画像内の各画素において、同一の第２の色ベ
   クトルを含むｎ組の基底について得られたｎ個の第１の
   係数のうちの最大値を求めることによって、前記ｍ個の
   第２の色ベクトルのそれぞれについて前記第１の係数の
   最大値を得る工程と、 前記カラー画像内の各画素において、前記ｍ個の第２の
   色ベクトルのそれぞれについて得られた前記第１の係数
   の最大値のうちの最小値を求めることによって、各画素
   における前記最小値を示す多階調マスクデータを作成す
   る工程と、 前記多階調マスクデータに応じて前記マスクを作成する
   工程と、を備えるカラー画像のマスク作成方法。
3. 【請求項３】 請求項２記載の方法であって、 前記マスク作成工程は、 前記多階調マスクデータをしきい値で２値化することに
   よって、前記マスクを表わす２値マスクデータを作成す
   る工程を含む、カラー画像のマスク作成方法。
4. 【請求項４】 請求項３記載のカラー画像のマスク作成
   方法であって、 前記多階調マスクデータを２値化する工程は、 前記多階調マスクデータの出現頻度を示すヒストグラム
   を作成する工程と、 前記ヒストグラムの極小値における前記多階調マスクデ
   ータの値を前記しきい値として設定する工程と、を備え
   る、カラー画像のマスク作成方法。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載のカ
   ラー画像のマスク作成方法であって、前記第３の色ベク
   トルは白色を表わすベクトルである、カラー画像のマス
   ク作成方法。
6. 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれかに記載のカ
   ラー画像のマスク作成方法であって、 前記第３の色ベクトルを求める工程は、 前記第１と第２の色ベクトルを、色相／彩度／明度空間
   における第４および第５の色ベクトルにそれぞれ変換す
   る工程と、 前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成
   分が所定の値を超える場合には、前記所定の色空間にお
   いて白色を表わすベクトルを前記第３の色ベクトルとし
   て選択し、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一
   方の彩度成分が前記所定の値未満の場合には、前記第４
   と第５の色ベクトルのうちで彩度成分のより大きな色ベ
   クトルについて前記色相／彩度／明度空間において色相
   を所定の角度回転した第６の色ベクトルを生成し、前記
   第６の色ベクトルを前記所定の色空間のベクトルに変換
   することによって前記第３の色ベクトルを生成する工程
   と、を備える、カラー画像のマスク作成方法。
7. 【請求項７】 請求項１ないし６のいずれかに記載のカ
   ラー画像のマスク作成方法であって、 前記第１ないし第３の色ベクトルは単位ベクトルであ
   る、カラー画像のマスク作成方法。