JP3987077B2 - 色彩画像調整方法 - Google Patents

Description

この発明は、色彩画像調整方法に関し、特に、予め決定された領域での色彩画像調整方法に関する。

テレビジョンでの色彩画像の表示において、色彩信号のＲ（red），Ｇ（green），Ｂ（blue）信号が輝度信号Ｙおよび２つの異なる色彩信号Ｒ−Ｙ，Ｂ−Ｙに変換されて、色彩画像の色相（hue）および飽和度（saturation）を表している。従来技術では、色相信号と飽和度信号と輝度信号とが（Y,R-Y and B-Y）色彩モデル下で調整される。

しかしながら、従来技術には、２つの欠点が存在している。第１には、色彩信号の全てのグレイスケールが同時に調整され、任意の色彩を調整することが困難である。例えば、予め決定された領域における青空、白雲、夕日画像の色彩飽和度を強化または偏った肌色を調整することが困難である。第２には、たとえデジタルＲＧＢ信号を入力する場合でも、デジタルＲＧＢ信号がR-Y and B-Y色彩モデルのY,R-Y and B-Y信号に変換されてから、これらの信号が再びＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換されて出力される。このような従来プロセスは、調整回路の複雑性およびコストを増大させるものである。

米国特許第5,060,060号は、別なY,R-Y and B-Y色彩モデルにおける肌色用の再生回路を開示しており、米国特許第5,060,060号では、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号がY,R-Y and B-Y信号に変換されてから、Y,R-Y and B-Y信号が輝度（Y'）、色相（H）、飽和度（C）信号に変換される。もしも米国特許第5,060,060号の技術的特徴がテレビジョンのカラーディスプレイに提供されるならば、輝度（Y'）、色相（H）、飽和度（C）信号がＲ，Ｇ，Ｂ信号に変換される。

米国特許第5,585,860号は、また別なY,R-Y and B-Y色彩モデルにおける肌色用の再生回路を開示しており、米国特許第5,585,860号では、色彩信号がRGBモデルおよびY,R-Y and B-Yモデル間で変換される。

ここに、色彩モデルの変換無しにRGBモデルにおいて色彩画像を調整することの必要性が存在する。

そこで、この発明の目的は、色彩モデルの変換無しにＲＧＢ色彩モデル下で予め決定された領域において色彩信号を調整する色彩画像調整方法を提供することにある。

この発明の別な目的は、適切かつ好適な色彩モデル下で予め決定した領域において色彩画像を調整する色彩画像調整方法を提供することにある。調整方法において、調整領域の境界線上または付近に位置する色彩信号の調整効果は小さいが、境界線から遠い色彩信号を調整する効果は有意義なものである。従って、調整効果は漸進的であり、誤った輪郭の発生を低減させることができる。

上記課題を解決し、所望の目的を達成するために、この発明にかかる色彩画像調整方法は、調整領域を定義ならびに選択するステップと、色彩画像の色彩信号が前記調整領域内にあるか否かを判定するステップと、もしも前記色彩信号が前記調整領域内にあれば、色彩モデルの変換無しに前記色彩信号のRed(R),Green(G),Blue(B)グレイスケール（gray scale）を調整するステップとを含む。

一実施形態において、前記調整方法が、さらに、前記色彩信号および前記調整領域の境界間の距離に基づいて調整因子を定義するステップと、前記調整因子の数値に基づいて前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを調整するステップとを含む。

一実施形態において、前記調整領域の境界が、色彩信号のＲ，Ｇ，Ｂのグレイスケールを含む一つ以上の不等式で定義づけられる。

一実施形態において、前記調整因子が、それぞれ前記不等式の１つに対応する多数個の境界因子の積である。一実施形態において、前記境界因子が、対応する前記不等式により定義される前記色彩信号および前記境界間の距離の上昇関数である。前記境界因子は、もしも前記色彩信号が境界上に位置すれば、０（ゼロ）である。前記境界因子の上限は、１である。

一実施形態において、前記調整因子の値に基づいて前記色彩信号を調整する前記ステップは、前記した対応するゲインと前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールに掛け合わせるステップを含み、前記ゲインは前記調整因子に基づいて決定されるものである。

別の本発明の特徴は、カラーイメージを調整する方法を提供するものであり、調整領域を定義ならびに選択するステップと、色彩画像の色彩信号が前記調整領域内に位置するか否かを判定するステップと、もしも前記色彩信号が前記調整領域内に位置していれば、前記色彩信号および前記調整領の境界間の距離に基づいて調整因子を定義するステップと、色彩モデルの変換無しに前記調整因子の値に基づいて前記色彩信号を調整するステップとを含む。

この発明の色彩画像調整方法は、色彩モデルの変換無しに、ＲＧＢ色彩モデル下で色彩信号を調整するものであって、この発明が供給する装置の複雑性およびコストを低減するものである。

この発明の色彩画像調整方法において、予め決定された領域内に位置する色彩画像が調整因子に基づいて調整され、調整領域の色彩信号および境界間の距離の上昇関数であって、もしも調整領域の境界線上または付近に位置すれば、調整効果は０または小さい、つまり境界線上または付近に位置する色彩信号の調整効果は小さい。反対に、境界線から遠い色彩信号の調整効果は有意義なものであって、調整効果が漸進的で、誤った輪郭の発生を防止するものである。
上記の一般事項と下記の詳細な説明は例示であり、発明の請求項の更なる説明を意図している。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
色彩画像は、多数個の画素（pixel）の色彩信号からなっており、色彩信号は、画素のＲＧＢグレイスケールが決定する。この実施形態において、画素の色彩信号が色彩空間の予め決定した調整領域に位置しているか否かを決定する。もしイエスであれば、色彩信号および境界線間の距離に基づいて調整因子が決定される。画像信号のＲＧＢグレイスケールが調整因子に基づいて調整される。

調整領域が図１に示されており、それは、色度図（chromaticity diagram）を示している。図１において、この発明を具体化する表示装置のＲ，Ｇ，Ｂ信号は、ＰＲ，ＰＧ，ＰＢで表される。これら３つのＰＲ，ＰＧ，ＰＢにより形成される三角形が表示装置に表示される色彩をカバーしている。イエロー（yellow）、マゼンタ（magenta）、シアン（cyan）信号が三角形の境界線上にＰＹ，ＰＭ，ＰＣで表されている。線ＰＲ−ＰＣ，ＰＧ−ＰＭ，ＰＢ−ＰＹが三角形を６つの色彩領域１〜６に分割している。色彩領域１〜６は、ホワイト信号を表示する共同頂点ＰＷを有している。表１は、色彩領域１〜６を定義するものである。

この実施形態において、色彩領域１は、例えば肌色を含む調整領域としてセットされる。もちろん、他の色彩領域２〜６は、必要であれば調整領域としてセットされる。表１において、Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれ各画素の色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを表している。もしもR>G>Bなら、色彩信号が調整領域中にあると定義される。R>G>Bは、R>GおよびG>Bと等価である。表１中、色彩領域１は、線PY-PB(R=Gを意味する)および線PR-PC(G=Bを意味する)に制限されている。

調整領域が決定された後、調整因子がセットされる。この実施形態において、２つの境界因子Y_GainおよびM_Gainの積である(調整因子＝Y_Gain* M_Gain)。境界因子Y_Gainは、線PY-PBに関係し、境界因子M_Gainは、線PR-PCに関係する。境界因子Y_Gainは、色彩信号および線PY-PB間の距離の上昇関数として定義される。同様に、境界因子M_Gainは、色彩信号および線PR-PC間の距離の上昇関数として定義される。表２および表３は、Y_GainおよびM_Gainの定義である。

調整因子が定義された後、調整因子に基づいて色彩信号が調整される。Rin,Gin,Binが、入力色彩信号のオリジナルR,G,Bグレイスケールとして定義され、Rout,Gout,Boutが調整されたR,G,Bグレイスケールとして定義される。調整公式は、以下の通りである。

［数１］
Rout=Rin+Y_Gain*M_Gain*R_Gain
Gout=Gin+Y_Gain*M_Gain*G_Gain
Bout=Bin+Y_Gain*M_Gain*B_Gain

(Y_Gain*M_Gain)は、調整因子である。R_Gin,G_Gain,B_Gainは、さらに、R,G,Bグレイスケールの等級調整を制御する。R_Gin,G_Gain,B_Gainは、デフォルト（default）か又はユーザー設定である。また、R_Gin,G_Gain,B_Gainは、正または負であり、即ち、この実施形態において、グレイスケールが増大または減少する。（Y_Gain*M_Gain*R_Gai），（Y_Gain*M_Gain*G_Gain），（Y_Gain*M_Gain*B_Gain）は、ゲイン因子として定義される。もちろん、他の調整公式も適用できる。

［数２］
Rout=Rin*(1+Y_Gain*M_Gain*R_Gain)
Gout=Gin*(1+Y_Gain*M_Gain*G_Gain)
Bout=Bin*(1+Y_Gain*M_Gain*B_Gain)

あるいは、他の公式も実施形態に応用できる。例えば、R_Gin,G_Gain,B_Gainは、Rin,Gin,Binの関数であり、また、デフォルトか又はユーザー設定である。(1+Y_Gain*M_Gain*R_Gain),(1+Y_Gain*M_Gain*G_Gain),(1+Y_Gain*M_Gain*B_Gain)は、ゲイン因子として定義される。

図２は、RinおよびR_Gain間の関係を示すものである。図２には、３つの曲線があり、ユーザーは、好ましいものを選択することができる。曲線は、人類に好ましく調整された／ゲインされたグレイスケールを示している。曲線の中間部分のグレイスケールは、大きなゲインと関係しており、曲線の両端においてゼロまたは小さいゲインと関係している。RinおよびRout間の関係が一番上のRinおよびR_Gain曲線を使用した場合につき図３に示されている。注意すべきは、図３中の関係線が直線ではなく、その中央部分が少し突起しており、人の目にRinおよびRout間の差異を感じさせるものとなっていることである。この発明は、図２の曲線に限定されるものではなく、任意の許容できる曲線が適用できる。

図２と図３とから分かるように、もしも色彩信号が調整領域の境界線上または付近に位置すれば、境界因子Y_Gain,M_Gainは、０または小さい。色彩信号が調整領域の境界線から遠ければ遠いほど境界因子が大きくなる。境界因子の上限は１である。調整領域の境界線上または付近に位置する色彩信号の調整効果は小さいが、調整領域の境界線から遠い色彩信号の調整効果は有意義なものである。従って、調整効果は、漸進的なものであり、誤った輪郭が発生する可能性は低い。境界因子の定義は、表２，３の上昇関数に限定されるものではなく、例えば、調整効果をより円滑なものとするために、境界因子をさらに細かく段階分けする、または上昇関数が継続するものとすることができる。

図４は、この発明の実施形態にかかる色彩画像調整方法を示すフローチャートである。ステップ４０５で調整領域が定義ならびに選択される。ステップ４１０で色彩信号が入力される。ステップ４２０で色彩信号が調整領域内かどうか決定する。もしもノーであればステップ４６０で調整無しに出力する。

もしも色彩信号が調整領域内であれば、ステップ４３０で調整因子が色彩信号および調整領域の境界線間の距離に基づいてセットされる。ステップ４４０で色彩信号のR,G,Bグレイスケールが調整因子に基づいて調整される。ステップ４５０で調整された色彩信号が出力される。

調整領域は、多角形のような別な形状でも良い。あるいは、明確な定義により、調整領域を曲線とすることもでき、さらに、調整領域の分布を図１の色度図に限定する必要もなく、例えば、RGB色彩モデルに対応した３次元座標中に分布させることができる。良く定義された調整因子により、良い調整効果が達成できる。

また、この発明の応用をRGB色彩モデルに限定するものではない。この発明は、別な色彩モデルにも適用できるものであり、例えば、YMC(yellow, magenta, cyan)あるいはHSV(hue, saturation, luminance)色彩モデルにも適用できる。

この発明の色彩画像調整方法は、色彩モデルの変換無しに、ＲＧＢ色彩モデル下で色彩信号を調整するものであって、この発明が供給する装置の複雑性およびコストを低減するものである。
この発明の色彩画像調整方法において、予め決定された領域内に位置する色彩画像が調整因子に基づいて調整され、調整領域の色彩信号および境界間の距離の上昇関数であって、もしも調整領域の境界線上または付近に位置すれば、調整効果は０または小さい、つまり境界線上または付近に位置する色彩信号の調整効果は小さい。反対に、境界線から遠い色彩信号の調整効果は有意義なものであって、調整効果が漸進的で、誤った輪郭の発生を防止するものである。

以上のごとく、この発明を好適な実施例により開示したが、もとより、この発明を限定するためのものではなく、当業者であれば容易に理解できるように、この発明の技術思想の範囲内において、適当な変更ならびに修正が当然なされうるものであるから、その特許権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な領域を基準として定めなければならない。

添付した図面は本発明を更に理解させるためのものであり、本発明の一部を形成する。図面は実施例を例示するもので、本発明の原理の説明を形成している。

この発明の色彩画像調整方法にかかる実施形態で使用される色度図である。 この発明にかかる色彩信号の赤グレイスケール調整方法を示す説明図である。 この発明にかかる色彩信号の赤グレイスケール調整方法を示す説明図である。 この発明にかかる色彩画像調整方法を示すフローチャートである。

Claims (15)

1. 調整領域を定義ならびに選択するステップと、
   色彩画像の色彩信号が前記調整領域内にあるか否かを判定するステップと、
   もしも前記色彩信号が前記調整領域内にあれば、色彩モデルの変換無しに前記色彩信号のグレイスケールを調整するステップと
   前記色彩信号および前記調整領域の境界間の距離に基づいて調整因子を定義するステップと、
   前記調整因子の数値に基づいて前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを調整するステップとを含み、
   前記調整領域の境界は、前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを含む１つまたはそれ以上の不等式によって定義され、
   前記調整因子は、それぞれ前記不等式の１つに対応する多数個の境界因子の積である色彩画像調整方法。
2. 前記調整方法が、さらに、前記色彩信号を入力するステップと、
   前記した調整済み色彩信号を出力するステップと
   を含むものである請求項１記載の色彩画像調整方法。
3. 前記調整方法が、さらに、もしも前記色彩信号が前記調整領域の外であれば調整無しで前記色彩信号を出力するステップを含むものである請求項２記載の色彩画像調整方法。
4. 前記色彩信号がもしもＲ＞Ｇ＞Ｂ（式中、Ｒ，Ｇ，Ｂは前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを表す）を満たせば、前記調整領域内にあると判定されるものである請求項１記載の色彩画像調整方法。
5. 前記境界因子が、前記境界因子に対応する前記不等式により定義される前記色彩信号および前記境界間の距離に基づいて定義されるものである請求項１記載の色彩画像調整方法。
6. 前記境界因子が、対応する前記不等式により定義される前記色彩信号および前記境界間の距離の上昇関数である請求項５記載の色彩画像調整方法。
7. 前記境界因子が、もしも前記色彩信号が対応する前記不等式により定義された境界上に位置すれば、０（ゼロ）である請求項６記載の色彩画像調整方法。
8. 前記境界因子の上限が、１である請求項６記載の色彩画像調整方法。
9. 前記した調整因子の値に基づいて前記色彩信号を調整するステップが、
   前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールに対応するゲインを加えるものであって、前記ゲインが前記調整因子に基づいて決定されるものである請求項１記載の色彩画像調整方法。
10. 前記調整因子の値に基づいて前記色彩信号を調整する前記ステップが、
    前記した対応するゲインにより前記色彩信号の赤、緑、青グレイスケールを掛け合わせるものであって、前記ゲインが前記調整因子に基づいて決定されるものである請求項１記載の色彩画像調整方法。
11. 調整領域を定義ならびに選択するステップと、
    色彩画像の色彩信号が前記調整領域内に位置するか否かを判定するステップと、
    前記色彩信号が前記調整領域内に位置する場合に、前記色彩信号および前記調整領の境界間の距離に基づいて調整因子を定義するステップと、
    色彩モデルの変換無しに前記調整因子の値に基づいて前記色彩信号を調整するステップとを含み、
    前記調整領域の前記境界は、１つまたはそれ以上の不等式によって定義され、
    前記調整因子は、それぞれ前記不等式の１つに対応する多数個の前記境界因子の積である色彩画像調整方法。
12. 前記境界因子が、前記境界因子の前記した対応する不等式により定義される前記色彩信号および前記境界間の距離に基づいて定義されるものである請求項１１記載の色彩画像調整方法。
13. 前記境界因子が、前記境界因子の対応する前記不等式により定義される前記色彩信号および前記境界間の距離の上昇関数である請求項１２記載の色彩画像調整方法。
14. 前記境界因子が、もしも前記色彩信号が対応する前記不等式により定義された境界上に位置すれば、０（ゼロ）である請求項１３記載の色彩画像調整方法。
15. 前記境界因子の上限が、１である請求項１３記載の色彩画像調整方法。

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