JP2896319B2 - 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
黄色部分と緑色部分と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、
（ａ）前記カラー画像内の色の統計的分布に基づいて複
数の代表色を決定し、前記複数の代表色を表示デバイス
に表示する工程と、（ｂ）前記複数の代表色の中から前
記マスクの対象色を指定する工程と、（ｃ）前記複数の
代表色の中から前記マスクの対象外色を指定する工程
と、（ｄ）所定の色空間における前記対象色の第１の色
ベクトルを求める工程と、（ｅ）前記所定の色空間にお
ける前記対象外色の第２の色ベクトルを求める工程と、
（ｆ）前記第１と第２の色ベクトルとは独立の第３の色
ベクトルを求める工程と、（ｇ）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、
（ｈ）前記カラー画像内の各画素における前記第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。

【０００８】上述の方法によれば、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、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、対
象色に近い色部分をマスク領域とし、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。また、カ
ラー画像の色の統計的分布に基づいて複数の代表色を表
示し、その中から対象色と対象外色とを指定するように
したので、対象色と対象外色とを容易に指定することが
できる。

【０００９】請求項２に記載した方法では、前記工程
（ａ）は、色空間を複数の部分空間に区分する工程と、
前記複数の部分空間のそれぞれにおける前記カラー画像
内の色の出現頻度を求める工程と、前記出現頻度に応じ
て、前記複数の部分空間のうちの少なくとも一部の部分
空間を代表する色を前記複数の代表色として表示する工
程と、を備える。

【００１０】こうすれば、カラー画像内の出現頻度の高
い色を対象色や対象外色として容易に指定できる。

【００１１】また、請求項３に記載した方法では、前記
色空間を複数の部分空間に区分する工程は、前記カラー
画像内の色に関して、３次元表色系の各成分についての
ヒストグラムを求める工程と、前記各成分のヒストグラ
ムの極小値付近において境界を設定することによって、
前記境界で区分された前記複数の部分空間に前記色空間
を区分する工程と、を備える。

【００１２】こうすれば、カラー画像内の色の出現頻度
に応じて部分空間を区分するので、カラー画像内に存在
する主な色を代表するような複数の代表色を求めること
ができる。

【００１３】請求項４に記載した方法では、前記工程
（ｈ）は、前記第１の係数をしきい値で２値化すること
によって、前記マスクを表わすマスクデータを作成する
工程を含む。

【００１４】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。

【００１５】請求項５に記載した方法では、前記第１の
係数を２値化する工程は、前記第１の係数の出現頻度を
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第１の係数を前記しきい値として
設定する工程と、を備える。

【００１６】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。

【００１７】請求項６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。

【００１８】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。

【００１９】請求項７に記載した方法では、前記工程
（ｆ）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。

【００２０】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。

【００２１】請求項８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。

【００２２】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。

【００２３】

【実施例】

Ａ．第１の実施例：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、
ＣＰＵ２０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
ＣＲＴ３８と、外部記憶手段としてのハードディスク装
置４０とを備えている。

【００２４】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。

【００２５】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。

【００２６】ステップＳ１ａでは、カラー原稿を読取ス
キャナ３６で再びスキャンして色のヒストグラムを作成
し、このヒストグラムから複数の代表色を決定する。そ
して、決定した複数の代表色をカラーＣＲＴ３８に表示
する。図４は、色のヒストグラムを作成する際に色空間
を部分空間に分割する方法の一例を示す説明図である。
図４の例では、ＲＧＢ空間が各座標軸に沿って所定の単
位長さＬで区切られ、立方体状の単位空間Ｓｐに区分さ
れている。ステップＳ１ａでは、まず、各単位空間Ｓｐ
におけるカラー原稿内の色の出現頻度を示す３次元配列
のヒストグラムＨst（ｉ，ｊ，ｋ）が求められる。ここ
で、ｉ，ｊ，ｋは、Ｒ，Ｇ，Ｂ座標と方向が等しく、そ
の単位座標値が上記の単位長さＬに等しい座標軸であ
る。例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色がそれぞれ２５５階調で
表現されている場合に、単位区間Ｌを５とすれば、ｉ，
ｊ，ｋ座標はそれぞれ０〜５１の範囲の値をとる。今、
カラー原稿内のｎ番目の画素のＲＧＢ各色の輝度値（Ｒ
n ，Ｇn ，Ｂn ）が（３０，１２０，２００）である場
合には、これに対応するｉ，ｊ，ｋ座標の値はそれぞれ
６（＝３０／５），２４（＝１２０／５），４０（＝２
００／５）なので、ヒストグラムの値Ｈst（６，２４，
４０）に１が加算される。また、同時に、（ｉ，ｊ，
ｋ）の位置の単位空間内の各色成分の平均値Ｒave
（ｉ，ｊ，ｋ），Ｇave （ｉ，ｊ，ｋ），Ｂave （ｉ，
ｊ，ｋ）が次の数式１に従って更新計算される。

【００２７】

【数１】

【００２８】上記の処理を、カラー原稿の全画素に対し
て行なうことによって、各単位空間内の色の出現頻度を
示す３次元ヒストグラムＨst（ｉ，ｊ，ｋ）と、各単位
空間の色の平均値Ｒave （ｉ，ｊ，ｋ），Ｇave （ｉ，
ｊ，ｋ），Ｂave （ｉ，ｊ，ｋ）とが求められる。

【００２９】なお、単位空間を区分する際の単位長さＬ
の値は、５に限らず、任意の値を採用することができ
る。但し、単位長さＬを２の累乗の値とすれば、複数ビ
ットで表現されたＲＧＢの各座標軸の上位の数ビットが
ヒストグラムの座標値（ｉ，ｊ，ｋ）となるので、ヒス
トグラムを求め易いという利点がある。

【００３０】また、上述の処理をカラー原稿の全画素に
対して行なう必要はなく、カラー原稿の画像を間引きし
て、数画素おきに上述の処理を行なうようにしてもよ
い。この場合に、ステップＳ１ａにおけるプレスキャン
は、カラー原稿を再度走査することによって実現しても
よく、また、ステップＳ１で読み取られた画像データを
間引きすることによって実現することもできる。

【００３１】カラー原稿の全体についてヒストグラムＨ
stと平均色Ｒave ，Ｇave ，Ｂaveとが得られると、出
現頻度（画素数）が所定のしきい値以上である位置
（ｉ，ｊ，ｋ）の平均色（Ｒave ，Ｇave ，Ｂave ）が
代表色と決定される。こうして決定された複数の代表色
は、出現頻度の高い順番にカラーＣＲＴ３８に表示され
る。図５は、複数の代表色の表示例を示す説明図であ
る。モニタ画面の右半分には複数の代表色を示すカラー
パッチが配列されており、左半分には代表色で塗られた
カラー原稿の間引き画像が表示されている。

【００３２】なお、出現頻度が所定のしきい値以上であ
るか否かを判断せず、単位空間の平均色を、出現頻度が
高い順に代表色として表示するだけでもよい。この場合
にも、ユーザは出現頻度の高い代表色を対象色や対象外
色として容易に選択することができる。

【００３３】ステップＳ２およびＳ３では、ユーザがカ
ラーＣＲＴ３８に表示された複数の代表色の中から、切
抜きの対象色と対象外色とをそれぞれ指定する。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、モデルの肌色を対象外色として指定す
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に表示された代表色パ
ッチを選択することによって行なわれる。このように、
複数の代表色のカラーパッチと、代表色で塗られたカラ
ー画像とを同時に表示するようにすれば、対象色と対象
外色とを指定する作業に熟練を要することなく、容易に
対象色と対象外色を指定することができる。また、代表
色はカラー画像に含まれている色なので、対象色や対象
外色の指定を間違える可能性が低いという利点もある。
さらに、対象色と対象外色の指定の際には、代表色で塗
られた間引き画像を表示すればよく、間引きしない実画
像をそのまま表示する必要がないという利点もある。

【００３４】なお、各単位空間の平均色を求める代わり
に、各単位空間の所定の位置に対応する色を、各単位空
間を代表する色として用いても良い。例えば、各単位空
間の中心に相当する色や、各単位空間の所定のコーナー
部に相当する色をその単位空間を代表する色として用い
ることができる。但し、各単位空間の平均色を算出する
ようにすれば、カラー原稿に含まれる正しい色を代表色
として求めることができるという利点がある。

【００３５】なお、ステップＳ１ａ〜Ｓ９のルーチンは
繰り返し実行されるので、このルーチンの各サイクルに
おける対象色と対象外色とを特に区別する必要がある場
合には、第１回目のサイクルで指定された対象色と対象
外色をそれぞれ「第１回対象色」、「第１回対象外色」
と呼ぶ。

【００３６】図６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。第１回対象色
として指定された黄色と、第１回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
の対象外色とすることが可能である。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。

【００３７】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。

【００３８】図７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、対象色の色
ベクトルを正規化することによって、第１の色ベクトル
を求める。図８は、第１と第２の色ベクトルを示すグラ
フである。対象色Ｃsub のＲＧＢの各成分を（Ｒ1 ，Ｇ
1 ，Ｂ1 ）とすると、対象色Ｃsub を表わすベクトルは
Ｖsub （Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ）と表わされる。なお、図８
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Ｖsub の単位ベクトルＶ１（ｒ1 ，ｇ1 ，
ｂ1 ）を求め、その成分（ｒ1 ，ｇ1 ，ｂ1 ）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。ステップＳ１２においても同
様に、対象外色の色ベクトルＶnsub（Ｒ2 ，Ｇ2 ，Ｂ2
）の単位ベクトルＶ２（ｒ2 ，ｇ2 ，ｂ2 ）を求め、
その成分をベクトル値メモリ２４に記憶する。

【００３９】こうして得られた第１と第２の色ベクトル
Ｖ１，Ｖ２は、ＲＧＢ空間内の色を表現するための基底
を構成する３つのベクトルのうちの２つを構成する。基
底を構成するための第３の色ベクトルＶ３としては、第
１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２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Ｖ１，Ｖ２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Ｖ３
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。

【００４０】図９は、第１ないし第３の色ベクトルＶ
１，Ｖ２，Ｖ３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２に示すように、一次独
立な３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３を基底として用
い、ＲＧＢ空間内の任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）
を、３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３の線形結合（一
次結合）で表現する。

【００４１】

【数２】

【００４２】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Ｖ１（すなわち、対象色に関
する色ベクトル）に対する係数ｋ１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Ｖ１，Ｖ２のい
ずれか一方が第３の色ベクトルＶ３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Ｖ１〜Ｖ３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Ｖ１，Ｖ
２のいずれか一方が第３の色ベクトルＶ３に十分に近接
している場合にも、第１の色ベクトルＶ１に対する係数
ｋ１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７のステップＳ１３では、第１と第２
の色ベクトルＶ１，Ｖ２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Ｖ３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。

【００４３】まず、ステップＳ１３では、次の数式３に
従って、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２をＨＳＶ座
標系（色相／彩度／明度座標系）に変換する。

【００４４】

【数３】

【００４５】数式３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３によって、第１の色ベクトルＶ１
（ｒ1，ｇ1 ，ｂ1 ）と第２の色ベクトルＶ２（ｒ2 ，
ｇ2 ，ｂ2 ）のそれぞれの色相値Ｈ，明度値Ｖ，彩度値
Ｓが求められる。

【００４６】図１０は、ＨＳＶ空間を示す説明図であ
る。図１０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。

【００４７】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Ｖ１，Ｖ
２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０Ａ
ｈ）程度が適当である。

【００４８】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。

【００４９】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２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Ｖ３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１１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Ｖ３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
Ｖ１，Ｖ２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１１の例では、彩度値Ｓ
が比較的大きい第１の色ベクトルＶ１が選択される。そ
して、選択された色ベクトルＶ１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Ｖ２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Ｖ３が得られる。図１１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Ｖ３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。

【００５０】上述の手順によって得られた第３の色ベク
トルＶ３は、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２から独
立なので、３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３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２のように、３つの色ベクトルＶ１
〜Ｖ３の線形結合によって表わされる。また、第３の色
ベクトルＶ３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Ｖ１〜Ｖ３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
〜ｋ３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。

【００５１】第３の色ベクトルとしては、第１と第２の
色ベクトルＶ１，Ｖ２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Ｖ１，Ｖ２の外積Ｖ１×Ｖ２を第３の色ベクトルＶ３
として使用することも可能である。しかし、この外積Ｖ
１×Ｖ２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〜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。

【００５２】こうして第３の色ベクトルＶ３が決定され
ると、ステップＳ１５（図７）において３つの色ベクト
ルＶ１〜Ｖ３の成分で構成される３×３マトリクスＭ
（数式２参照）が作成され、マトリクスメモリ２６に記
憶される。

【００５３】任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）に対する
係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）は、次の数式４で与えられ
る。

【００５４】

【数４】

【００５５】従って、マトリクスＭの逆行列Ｍ^-1を求め
ておけば、任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）にこの逆行
列Ｍ^-1を乗ずることによって、係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ
３）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がこの逆行列Ｍ^-1を演算し、
マトリクスメモリ２６に格納する。

【００５６】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１２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、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４の右辺
に代入してその係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）を求める。
ステップＳ２２では、得られた係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ
３）の中から第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１を抽出
し、ステップＳ２３で多階調マスクメモリ２８に格納す
る。

【００５７】第１の係数ｋ１は、各画素の色における第
１の色ベクトルＶ１の強度を示している。換言すれば、
各画素の色が第１の色ベクトルＶ１の成分を多く含むほ
ど第１の係数ｋ１の値が大きい。従って、カラー画像内
の全画素についての第１の係数ｋ１を表わすビットマッ
プデータは、対象色に近似した色の領域を示す多階調マ
スクとして使用できる。

【００５８】なお、第１の係数ｋ１の値が負の場合に
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、その係数ｋ１の値を０に置換してもよい。

【００５９】また、各画素の第１の係数ｋ１を、対象色
に対する第１の係数ｋ１ａ（＝Ｒ1／ｒ1 ＝Ｇ1 ／ｇ1
＝Ｂ1 ／ｂ1 ）で除算して得られた値ｋｋ（＝ｋ１／ｋ
１ａ）を、多階調マスクとして使用することも可能であ
る。この際、ｋｋ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。

【００６０】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５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。

【００６１】

【数５】

【００６２】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。

【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】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、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
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１３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），
１（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１３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１４
は、多階調マスクデータのヒストグラムである。図１４
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１４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１５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１６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Ｖ１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Ｖ１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１７は、図３のステップＳ１ａ〜Ｓ７を
１回実行することによって作成された第１回マスクの効
果を示す説明図である。図１７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第１回対象色Ｃsub として指定
し、モデルの肌色を第１回対象外色Ｃnsubとして指定す
れば、服地の黄色部分を示す図１（Ｂ）のマスクを得る
ことができる。なお、図６に示すマンセルの色相環から
も解るように、緑色は第１回対象色から見て第１回対象
外色とは反対側の色相である。従って、第１回対象色Ｃ
sub を黄色と指定し、第１回対象外色Ｃnsubを肌色と指
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。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、黄色と緑
色の部分をマスク領域とする２値マスクを得ることがで
きる。

【００７２】以上のように、図３のステップＳ１ａ〜Ｓ
９のルーチンの最初のサイクルでは、第１回対象色Ｃsu
b と第１回対象外色Ｃnsubとを指定することによって、
第１回対象色Ｃsub に近い色部分を含み、かつ、第１回
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。

【００７３】こうして第１回マスクが作成されると、ス
テップＳ７において、カラー原稿の画像データと２値マ
スクデータとを合成することによって、切抜き対象領域
がカラーＣＲＴ３８に表示される。図１８（Ａ）は、切
抜き対象領域と切抜き対象外の領域とが区別して表示さ
れたカラー画像を示す説明図である。図１８（Ａ）にお
いて、破線でハッチングされた領域はグレーで表示され
ており、この例では、図１（Ａ）のカラー原稿の中で第
１回マスクの領域（切抜き対象領域）のみがカラーで表
示され、他の領域は多階調のグレーで表示されている。
なお、第１回マスクの領域は、図１（Ｂ）に示すよう
に、黄色と緑色の領域である。切抜き対象領域（マスク
領域）と切抜き対象外の領域とを区別する方法として
は、上記以外にも種々の方法が考えられる。例えば、切
抜き対象外の領域を白黒の２値で表示するようにしても
よい。

【００７４】ユーザは、カラーＣＲＴ３８に表示された
切抜き対象領域を観察し、所望のマスクが得られている
か否かを判断する。所望のマスクが得られていない場合
には、図３のステップＳ８からステップＳ１ａに戻り、
上記ステップＳ１ａ〜Ｓ７のルーチンを繰り返す。この
際、ステップＳ１ａにおける代表色の決定は、切抜き対
象領域内のカラー画像部分において行なわれ、ステップ
Ｓ２，Ｓ３における第２回対象色と第２回対象外色の指
定やステップＳ４〜Ｓ７の処理も切抜き対象領域内のカ
ラー画像部分に関して実行される。例えば、図６に示す
ように、第２回対象色として第１回対象色と同じ黄色を
指定し、第２回対象外色として緑色を指定する。第１回
マスクは、図１８（Ａ）に示すように黄色と緑色の領域
なので、このマスク領域の中で緑色を対象外色と指定す
ることによって、図１８（Ｂ）に示すように黄色の領域
のみを含んだ第２回マスクが得られる。なお、第２回マ
スクが所望のマスクでない場合には、ステップＳ１ａ〜
Ｓ８を再度繰り返し実行すれば、所望の対象色に近い色
のみを含むようなマスクを生成することができる。

【００７５】なお、ステップＳ１ａを再度実行する場合
には、カラー原稿を再度スキャンする必要はなく、予め
得られている画像データのうちで、切抜き対象領域内の
カラー画像部分の画像データのみを用いて代表色を決定
する。

【００７６】こうして所望のマスクが得られると、ステ
ップＳ８からステップＳ９に移行して、マスク（２値マ
スクと多階調マスクの少なくともいずれか一方）が出力
される。

【００７７】Ｂ．第１の実施例の変形例： （１）上記の第１の実施例では、色空間としてＲＧＢ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。

【００７８】（２）前述の数式４または５で得られた第
１の係数ｋ１またはｋｕ１を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。

【００７９】（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。

【００８０】（４）上記実施例では、第２回対象色とし
て第１回対象色と同じ色を指定していたが、第２回対象
色を指定することなく、対象色は常に同一であるものと
仮定してもよい。また、ステップＳ１ａ〜Ｓ８の各サイ
クルにおいて異なる色を対象色として指定できるように
してもよい。

【００８１】（５）代表色を求める際に色空間を部分空
間に区分する方法としては、上述の方法の他に種々のも
のが考えられる。図１９は、部分空間の他の分割方法を
示す説明図である。図１９のＲ軸上のグラフＨR は、カ
ラー原稿のＲ成分のヒストグラムである。同様に、Ｇ軸
上のグラフＨG ，Ｂ軸上のグラフＨB はそれぞれＧ成分
とＢ成分のヒストグラムである。代表色を決定する際
に、Ｒ成分に関してはヒストグラムＨR の谷間（極小
値）において色空間を区分する。この結果、図１９の例
ではＲ軸が３つの領域ＲR1，ＲR2，ＲR3に区分されてい
る。同様に、Ｇ成分、Ｂ成分に関しても、それぞれのヒ
ストグラムＨG ，ＨB の谷間で区分される。なお、例え
ば、Ｒ成分のヒストグラムが作成された後、Ｇ成分のヒ
ストグラムを作成する場合には、Ｒ軸上の各領域によっ
て区分される色空間において、それぞれＧ成分のヒスト
グラムが作成され、さらにＢ成分のヒストグラムを作成
する場合には、Ｒ軸及びＧ軸上の各領域によって区分さ
れる色空間内において、それぞれＢ成分のヒストグラム
が作成される。また、ヒストグラムのピークが１つしか
存在しない場合には、その色成分の座標軸を区分する必
要はない。こうして、各色成分の座標軸を区分すること
によって、３次元の色空間が複数の部分空間に区分され
る。各部分空間の色の出現頻度とその平均色は、上記第
１の実施例と同様にして算出される。そして、出現頻度
が所定のしきい値以上の部分空間の平均色が代表色とし
て決定される。

【００８２】このようにして、各色成分のヒストグラム
の谷間（極小値）付近で色空間を区分することによっ
て、代表色を求める際の部分空間を決定するようにすれ
ば、色空間を適切な境界で区分することができるという
利点がある。

【００８３】なお、図１９に示すように色空間を区分す
る際には、ＲＧＢ軸以外の任意の一次独立な３つの座標
軸を用いることができる。例えば、カラー画像の色の主
成分を求め、３つの主成分軸において図１９と同様に色
空間を区分することも可能である。

【００８４】Ｃ．第２の実施例：図３のステップＳ１ａ
〜Ｓ８の各サイクルにおいて、ｎ個の対象色とｍ個の対
象外色とを指定するようにすることも可能である。な
お、この場合にも、マスク作成の手順は図３に示す第１
の実施例の手順と同じである。

【００８５】ステップＳ２およびＳ３では、ユーザがカ
ラーＣＲＴ３８に表示された複数の代表色の中から、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に表示された代表色パッチ（図
５）を選択することによって行なわれる。図２０は、第
２の実施例において指定された対象色と対象外色の位置
を示す説明図である。

【００８６】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。

【００８７】ステップＳ４の詳細手順は、図７に示す第
１の実施例における手順と同じである。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２１（Ａ）
と図２１（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，ＧA1，ＢA1）とすると、対象色Ｃsu
b1を表わすベクトルはＶsub1（ＲA1，ＧA1，ＢA1）と表
わされる。なお、図２１（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Ｖ
sub1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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】図２２は、第１ないし第３の色ベクトルＶ
Ai，ＶBj，ＶCij とＲＧＢ空間の関係を示す説明図であ
る。第２の実施例では、次の数式６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。

【００９１】

【数６】

【００９２】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
７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。

【００９３】まず、ステップＳ１３では、上述した数式
３に従って、第１と第２の色ベクトルＶAi，ＶBjをＨＳ
Ｖ座標系（色相／彩度／明度座標系）に変換する。

【００９４】数式３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。

【００９５】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。

【００９６】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２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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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７）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６
参照）が作成され、マトリクスメモリ２６に記憶され
る。

【０１００】任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）に対する
係数Ｋ（ｉ，ｊ）は、次の数式７で与えられる。

【０１０１】

【数７】

【０１０２】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。

【０１０３】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２３は、第２の実施例における多階調マスクの
作成手順を示すフローチャートである。ステップＳ４１
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Ｓ４２，Ｓ４３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。

【０１０４】ステップＳ４４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７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Ｓ４５において
パラメータｉがｎ未満であればステップＳ４３，Ｓ４４
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２４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Ｓ４３〜
Ｓ４５の処理によって、ｎ個の係数ｋ１（１，１）〜ｋ
１（ｎ，１）が得られる。

【０１０５】ステップＳ４６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。

【０１０６】図２５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２５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。

【０１０７】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２３のステップＳ４
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Ｓ５０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Ｓ４２〜
Ｓ４７が繰り返される。

【０１０８】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Ｓ４８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
２４参照）。

【０１０９】図２６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２６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Ｓ４６で得られた最大値ｋｍ
（１），ｋｍ（２）であると仮定する。図２６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。

【０１１０】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。

【０１１１】カラー画像の各画素について図２３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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】あるいは、各画素における３つの係数ｋ
１，ｋ２，ｋ３の値を上述した数式５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。

【０１１５】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。

【０１１６】数式５による正規化は、図２３のステップ
Ｓ４４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
４８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。

【０１１７】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２値マスクが作成され、ステ
ップＳ７において切抜き対象領域がカラーで表示され
る。

【０１１８】そして、所望のマスクが得られていない場
合には、ステップＳ８からステップＳ１ａに戻り、上述
したステップＳ１ａ〜Ｓ８にルーチンが繰り返される。
この点は、上述した第１の実施例と同じである。

【０１１９】第１の実施例では肌色のみを第１回対象外
色Ｃnsubと指定し、黄色を第１回対象色Ｃnsubとして指
定したので、緑色の葉の部分も第１回マスク（図１
（Ａ））に含まれていた。これに対して、第２の実施例
では、第１回対象外色として肌色と緑色とを指定するこ
とができるので、黄色部分のみを第１回マスクとして得
ることができる。また、ステップＳ１ａ〜Ｓ８を複数回
実行すれば、極めて多数の色を含むカラー画像について
も対象色に極めて近い色のみを含むようなマスクを作成
することができる。

【０１２０】以上のように、第２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。

【０１２１】なお、第２の実施例の処理は、次の工程
（ａ）〜（ｇ）を含むものと考えることができる。 （ａ）カラー画像内の色の統計的分布に基づいて複数の
代表色を決定し、前記複数の代表色を表示デバイスに表
示する工程と、（ｂ）前記複数の代表色の中から前記マ
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。（ｃ）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。（ｄ）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。（ｅ）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。（ｆ）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。（ｇ）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。

【０１２２】なお、上記の工程（ａ），（ｂ）を再度実
行し、前記マスクで覆われたマスク領域内のカラー画像
部分においてｎ’個の対象色とｍ’個の対象外色の組を
新たに指定して、前記カラー画像部分について前記工程
（ｃ）ないし（ｇ）を実行することが可能である。

【０１２３】また、上記工程（ａ）〜（ｆ）において、
対象色の個数ｎと対象外色の個数ｍをいずれも１以上の
整数とすることもできる。この時、第１の実施例はｎ＝
ｍ＝１の特殊な場合に相当する。

【０１２４】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る。

【０１２５】

【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、対象色と対象外色の色相が近い場合に
も、対象色に近い色部分をマスク領域とし、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。ま
た、カラー画像の色の統計的分布に基づいて複数の代表
色を求め、その中から対象色と対象外色とを指定するよ
うにしたので、対象色と対象外色とを容易に指定するこ
とができる。

【０１２６】請求項２に記載した発明によれば、カラー
画像内の出現頻度の高い色を対象色や対象外色として容
易に指定できる。

【０１２７】請求項３に記載した発明によれば、カラー
画像内の色の出現頻度に応じて部分空間を区分するの
で、カラー画像内に存在する主な色を代表するような複
数の代表色を求めることができる。

【０１２８】請求項４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。

【０１２９】請求項５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。

【０１３０】請求項６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。

【０１３１】請求項７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。

【０１３２】請求項８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】ヒストグラムの作成に用いられる色空間の分割
方法を示す説明図。

【図５】代表色の表示例を示す説明図。

【図６】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７】ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャー
ト。

【図８】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２を示すグラ
フ。

【図９】第１ないし第３の色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３
とＲＧＢ空間の関係を示す説明図。

【図１０】ＨＳＶ空間を示す説明図。

【図１１】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Ｖ３として設定する方法を示す説明図。

【図１２】多階調マスクの作成手順を示すフローチャー
ト。

【図１３】２値マスクの作成手順を示すフローチャー
ト。

【図１４】多階調マスクデータのヒストグラム。

【図１５】多階調マスクデータのヒストグラム。

【図１６】２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグ
ラフ。

【図１７】実施例によって作成されたマスクの効果を示
す説明図。

【図１８】第１回マスク領域の表示と第２回マスクを示
す説明図。

【図１９】部分空間の他の分割方法を示す説明図。

【図２０】第２の実施例における対象色（黄色）と対象
外色（肌色）の位置を示す説明図。

【図２１】第２の実施例における第１と第２の色ベクト
ルＶAi，ＶBjを示すグラフ。

【図２２】第２の実施例における第１ないし第３の色ベ
クトルＶAi，ＶBj，ＶCij とＲＧＢ空間の関係を示す説
明図。

【図２３】第２の実施例における多階調マスクの作成手
順を示すフローチャート。

【図２４】第２の実施例において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２５】第２の実施例において最大値ｋｍ（ｉ）＝ｍ
ａｘ｛ｋ１（ｉ，１）｝を求める理由を示す説明図。

【図２６】第２の実施例において最小値ｍｉｎ｛ｋｍ
（ｊ）｝を多階調マスクデータとする理由を示す説明
図。

【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

───────────────────────────────────────────────────── 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８−7106（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−7107（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−96114（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 (8)

(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、（ａ）前記カラー画像内の
   色の統計的分布に基づいて複数の代表色を決定し、前記
   複数の代表色を表示デバイスに表示する工程と、（ｂ）
   前記複数の代表色の中から前記マスクの対象色を指定す
   る工程と、（ｃ）前記複数の代表色の中から前記マスク
   の対象外色を指定する工程と、（ｄ）所定の色空間にお
   ける前記対象色の第１の色ベクトルを求める工程と、
   （ｅ）前記所定の色空間における前記対象外色の第２の
   色ベクトルを求める工程と、（ｆ）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る工程と、
   （ｇ）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、（ｈ）前記カラー画像内の各
   画素における前記第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、 前記工程（ａ）は、 色空間を複数の部分空間に区分する工程と、 前記複数の部分空間のそれぞれにおける前記カラー画像
   内の色の出現頻度を求める工程と、 前記出現頻度に応じて、前記複数の部分空間のうちの少
   なくとも一部の部分空間を代表する色を前記複数の代表
   色として表示する工程と、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、 前記色空間を複数の部分空間に区分する工程は、 前記カラー画像内の色に関して、３次元表色系の各成分
   についてのヒストグラムを求める工程と、 前記各成分のヒストグラムの極小値付近において境界を
   設定することによって、前記境界で区分された前記複数
   の部分空間に前記色空間を区分する工程と、を備えるカ
   ラー画像のマスク作成方法。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の方
   法であって、 前記工程（ｈ）は、 前記第１の係数をしきい値で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。
5. 【請求項５】 請求項４記載のカラー画像のマスク作成
   方法であって、 前記第１の係数を２値化する工程は、 前記第１の係数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第１の係数を前
   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。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５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。
7. 【請求項７】 請求項１ないし５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、 前記工程（ｆ）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。
8. 【請求項８】 請求項１ないし７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。