JPH01222967A - ディジタル画像の彩度調整方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は画像処理、とくに、ディジタル信号で表わされ
た画像の彩度を調整する方法、およびその装置に関する
。

［従来の技術］ 画像出力装置、とくに画像プリンタなどハードコピーに
て画像を出力するハードコピー装置では、画像の彩度を
強調または低下させて画像を再生したい場合がしばしば
ある。また、そのような出力画像の特定の部分について
彩度を強調したいことも多い、ディジタル映像信号で表
わされた画像、すなわち「ディジタル画像」の場合、こ
のような彩度強調を行なう従来の装置は一般に、ディジ
タル画像をフレームメモリに蓄積し、これを−旦アナロ
グ信号に戻してからアナログ回路の彩度強調回路に入力
するように構成されていた。このアナログ映像信号は画
面全体をラスク走査する通常のテレビジョン信号と同じ
方式をとる。つまりこの信号は、画面の特定の領域につ
いて彩度強調処理を行なうに適した信号の形をとってい
ない。

したがって、画像の一部分のみにそのような処理を行な
うには、高度で複雑な回路を必要とした。

カラー画像プリンタには１画像信号をディジタル信号の
形で入力する方式のものも多い、そのようなプリンタを
用いる場合、上述したアナログ回路による彩度強調処理
では、画像信号を再びディジタル信号に変換しなけらば
ならない。したがって、−旦アナログ信号に変換してか
ら彩度強調処理を行なう従来の方式では、システム構成
上も無駄が多かった。

そこで従来でもディジタル処理によって彩度強調を行な
う画像処理方式があった。ディジタル画像処理であれば
、ディジタル入力のカラープリンタとも両立し、また画
像の一部について彩度強調を行なうことも可能である。

ところで１周知のようにテレビジョン信号などの一般の
映像信号はＲＧＢ表色系である。従来のディジタル処理
による彩度強調方式では、彩度強調を）ＩＳＶ表色系の
信号形式にて行なっている。このため、　ＲＧＢ表色系
で表わされた映像信号を彩度強調のために）ＩＳＶ表色
系に座標変換しなければならなかった。彩度が強調され
た）ＩＳＶ表色系の信号は、画像再生のため再びＲＧＢ
表色系に逆変換される。この座標変換は多量の計算を必
要とし、したかって彩度強調を含む画像処理をパソコン
程度の小型のコンピュータで実現することは困難であっ
た。したがって、比較的小規模のハードウェアで部分的
な彩度処理も行なうことの可能なディジタル画像の彩度
調整方式が要求される。

［発明が解決しようとする課題］ このように従来技術によれば、アナログ映像信号の彩度
強調回路では１画像に部分的に彩度処理を行なうには高
度で複雑な回路を必要とし、またディジタル入力のカラ
ープリンタに適合しなかった。また、ディジタル信号で
彩度強調を行なう方式では、計算量が多く、したがって
比較的大規模のハードウェアの規模を必要としていた。

本発明はこのような従来技術の欠点を解消し、比較的簡
略な構成で画像の部分的処理も可能なディジタル画像の
彩度調整方法および装置を提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、３分解色成分を含むディジタル画像デ
ータで表わされたカラー画像の彩度を調整するディジタ
ル画像の彩度調整方法は、ディジタル画像データの３分
解色成分を用意する第１のステップと、用意された３分
解色成分のそれぞれについて、ディジタル画像データの
輝度成分に対する差に係数を乗じて該輝度成分に加算す
ることによって、カラー画像の彩度を処理する第２のス
テップとを含む。

本発明によればまた、３分解色成分を含むディジタル画
像データで表わされたカラー画像の彩度を調整するディ
ジタル画像の彩度調整装置は。

ディジタル画像データを蓄積する記憶手段と、記憶手段
に蓄積された３分解色成分のそれぞれについて、ディジ
タル画像データの輝度成分に対する差に係数を乗じて輝
度成分に加算することによって、カラー画像の彩度を処
理する彩度処理手段とを含む。

［作　用］ 本発明によれば、彩度処理を行なうカラー画像の領域が
指定されていれば、その領域について記憶手段からディ
ジタル画像データの３分解色成分を読み出し、そのそれ
ぞれについて、輝度成分に対する差に係数を乗じて輝度
成分に加算する彩度処理を行なう、ディジタル画像デー
タが一般の映像モニタのガンマ特性に適合するガンマ特
性を有したものであるときは、これを線形特性に変換し
てから彩度処理を行なう、彩度処理後は元のガンマ特性
に逆変換する。彩度処理されたディジタル画像データは
、たとえばカラープリンタなどの画像再生手段にて可視
化される。

「実施例」 次に添付図面を参照して本発明によるディジタル画像の
彩度調整方式の実施例を詳細に説明する。第１図を参照
すると、本実施例におけるディジタル画像の彩度調整装
置は、映像信号源ｌＯから得られる映像信号をディジタ
ル信号の形でフレームメモリ１２に格納し、これに彩度
処理を施して映像モニタ装置１４やカラー画像プリンタ
１６などの画、像出力装置に可視画像として出力する画
像の彩度調節機能を有する。なお本明細書において用語
「ディジタル画像」は、ディジタル形式の映像信号デー
タで表わされた画像自体の他に、その映像信号データを
も意味するものとする。

映像信号源１０は、たとえばテレビジョンカメラ、画像
スキャナ、たとえば通信回線から映像信号を受信する映
像信号受信装置、および（または）映像信号記憶媒体か
らから映像信号を読み込む読取り装置などを含む０本実
施例では映像信号源１０は、映像信号をＲＧＢ信号の形
で出力する。しかし本発明はこのような原色系ないしは
加色系のみに限定さるべきでなく、たとえば減色系や輝
度・色差信号の形で映像信号を出力する方式にも有利に
適用されることは、言うまでもない。

映像信号源ｌＯの映像信号出力１８はアナログ・ディジ
タル変換器（ＡＤＯ）　２０に接続されている。同変換
器２０は、映像信号源１０から出力されるアナログ映像
信号を受けてこれを対応するディジタルデータに変換し
、その出力２２にこれを出力する信号変換回路である。

出力２２はフレームメモリ１２の書込み入力に接続され
ている。映像信号源ｌＯがディジタル映像信号を出力す
る方式のものである場合は、勿論アナログ・ディジタル
変換器２０は不要であり、映像信号源１０の出力１８を
直接フレームメモリ１２の書込み入力２２に接続してよ
い。

フレームメモリ１２は１本実施例では少なくともｌフレ
ー６分のディジタル画像データを一時蓄積する記憶容量
を有する一時記憶装置であり、本実施例ではＲＧＢの３
分解色の画像データをそれぞれ格納する３つの記憶領域
１２Ｒ，１２Ｇおよび１２Ｂを有する。記憶領域１２Ｒ
，１２Ｇおよび１２Ｂに蓄積された画像データはその読
出し出力２４に読み出されるが、読出し出力２４はディ
ジタル・アナログ変換器（ＤＡＣ）　２Ｇの入力に接続
されている。フレームメモリ１２はまた。同図に概念的
に接続線２日で示すように、画像処理部３０に画像デー
タを読み出したり、これから書き込んだりする機能も有
する。フレームメモリ１２はまた、それ自身のための書
込み回路および読出し回路も備えているが、これは本発
明の理解に直接関係ないので図示を省略しである。

ディジタル・アナログ変換器２６は、メモリ１２から読
み出される画像データを対応するアナログ信号に変換し
て、たとえば標準のカラーテレビジョン信号の形でその
出力３２に出力する信号変換回路である。出力３２は、
本実施例では映像モニタ１４およびプリンタ１６などの
画像出力装置に接続されている。

映像モニタ１４は、ディジタル・アナログ変換器２Ｂか
ら出力される映像信号を受けてその表わすカラー映像を
、たとえばＣＲＴなどの映像表示装置の画面に再生する
カラー映像モニタ装置である。プリンタ１Ｂは、同じカ
ラー画像を、たとえば記録紙などの記録媒体４２にハー
ドコピーをして再生する画像記録装置である。ディジタ
ルデータの形で画像データを入力可能なプリンタをプリ
ンタ１Ｂに用いる場合は、ディジタル・アナログ変換器
２Ｂを介さず、フレームメモリ１２から読み出された画
像データをディジタルデータの形でプリンタ１６に入力
するように構成すればよい。

ところで、画像処理部３０は、本実施例ではとりわけ、
フレームメモリ１２に格納されているディジタル画像の
彩度を強調したり、低下させたりする彩度処理を含む画
像処理部なう機能部であり、たとえばマイクロコンビユ
ゴタなどの処理システムにて有利に構成される。この彩
度処理機能は、画像処理部３０に設けられた彩度処理部
３４にて実現さされる。

画像処理部３０はまた、図示のようにガンマ（γ）補正
部３６およびガンマ逆補正部３８も有している。一般に
映像信号源１０から得られる映像信号は、テレビジョン
受像機などの一般の映像モニタ装置の表示階調特性に合
わせたガンマ補正が施されている。ガンマ補正部３Ｂは
、このようなガンマ特性の映像信号が本装置に入力され
た場合、彩度処理のためにこれを線形の、すなわちγが
実質的に１に等しい映像信号に変換する機能部である。

またガンマ逆補正部３８は、このように線形に変換され
彩度処理された映像信号を元のガンマ特性を有する信号
に逆変換する処理部である。これらの画像処理部３０の
機能および処理動作については後に詳述する。

画像処理部３０にはまた操作表示部４０も接続され、こ
れは、本装置における彩度処理のための指示を操作者が
入力したり、また本装置各部の状態を操作者に表示した
りする装置である。彩度処理に関して操作表示部４０は
、フレームメモリ１２に蓄積されているディジタル画像
の画面のうち彩度処理を施したい領域の指定、および彩
度処理の程度、すなわちどの程度強調するか低下させる
かの指定を入力するためのキー配列を有する。なお本明
細書において用語「彩度処理」は、彩度の強調のみなら
ずその低下をも含むことは言うまでもない。

画像処理部３０の３つの機能部、すなわちガンマ補正部
３Ｂ、彩度処理部３４およびガンマ逆補正部３８は、フ
レームメモリ１２上の画像データに対して処理を行なう
。つまり各機能部３６．３４および３８は、フレームメ
モリ１２から映像信号データを読み出してそれぞれの処
理を行ない、その結果のデータを再びフレームメモリ１
２に格納する。ガンマ補正部３８は、通常のテレビジョ
ン信号のように、映像信号源１０からの入力映像信号が
一般のモニタ装置のガンで特性に合わせて補正されてい
る信号の場合、これを線形の、すなわちγが実質的に１
に等しい映像信号に変換する。ガンマ補正部３６は、映
像信号ｒＡ１０から得られる３分解色信号Ｒ，Ｇおよび
Ｂを次の式によって補正後の信号ｒ、ｇおよびｂに変換
する。

ｒ　＝　Ｒａ ｇ＝Ｑａ　　　　　　　　　　　　　（１）ｂ＝Ｂａ ここで、信号Ｒ，Ｇ、Ｂおよびｒ、ｇ、ｂはそれぞれの
岐大値を「１」に正規化した値をとる。また指数ａは、
信号Ｒ，ＧおよびＢが通常のテレビジョン信号の場合、
値２．２が有利に使用される。

なお以降の説明において、これらの信号は、あたかもア
ナログ信号に対応したような形で表現されているが、当
然ディジタルデータであることは言うまでもない。

彩度処理部３４は、ガンマ補正部３６で補正された結果
の映像信号データｒ、ｇおよびｂに対して彩度の強調ま
たは低下の処理を行ない、その結果の映像信号データｒ
１．　ｇｌおよびｂｌを生成する。この彩度処理は次の
式に従って行なわれる。

ｒｌ＝賛◆ｋ（ｒ−ｗ） ｇｌ＝　ｗ＋ｋ（ｇ−ｗ）　　　　　　　　　　　（２
）ｂｌ＝　ｗ＋ｋ（ｂ−賛） ただし、Ｗはテレビジョン信号の輝度成分と同じでよく
、本実施例の場合、たとえば ｗ　＝　０．２９９ｒ十０．５８７ｇ＋〇、１１４ｂ　
　　　　（３）が有利に適用される。また、係数には彩
度処理の程度を表わすパラメータであり、本実施例では
操作表示部４０からの指示に応じて彩度処理部３４に可
変的に設定される。係数にはｒＱＪまたは正の値をとり
、「Ｏ」の場合は処理部３４から得られる結果の画像が
白黒となり、「１」の場合は元の画像の彩度が保存され
、「１」より大きい場合は彩度が上昇し、「１」より小
さい場合は彩度が低下する。操作表示部４０を操作して
係数ｋを所望の値に設定することによって、任意の彩度
調節を行なうことができる。

ガンマ逆補正部３８は、彩度処理部３４で処理された結
果の画像データｒ１．　ｇｌおよびｂｌを元の入力信号
ｒ、ｇおよびｂと同じ階調特性を有する信号に逆変換し
、その結果の画像データＲ１，Ｇｌおよび８１を生成す
る。この逆変換は１式 ％式％ に従って行なわれる。

ところで、周知のように色には輝度、色相および彩度の
３要素がある。彩度調節は、輝度および色相を変えずに
、換言すれば、それらとは独立に彩度のみを調節可能で
あることが要求される。−般にカラー映像信号で表わさ
れる色Ｃ（ｒ、ｇ、ｂ）は第３図に示すように、Ｒ，Ｇ
およびＢの３軸からなる３次元空間において原点０から
点（ｒ、ｇ、ｂ）へ向う位置ベクトルＣとして表わされ
る。また、式（３）で表わされるＷが一定である平面５
０は等輝度面である。すなわち、この平面５０上では輝
度が一定である。さらに、Ｒ，ＧおよびＢの３成分が相
互に等しい状態は、同図の直線５２をとる。つまり、こ
の直線５２上では無彩色である。

そこで、点Ｃを含む等輝度面５０と無彩色直線５２との
交点をＷとすると、位置ベクトルＣは。

分、また（Ｃ−Ｗ）は色成分を示している。ベクトル（
Ｃ−Ｗ）の方向はＣの色相を、またその絶対値１ｃｍｗ
１は彩度を示している。そこで、前述した彩度処理のた
めの係ｆｉｋを用いて式（５）を次のように変形する。

式（６）において、ｋが１のときＣ末はＣに等しい。ｋ
を変化させると、輝度および色相を変化させずに彩度の
みを変化させることができる。より詳細には、ｋがＯで
あればＣｍはＣと等輝度の無彩色、ｋがＯから１の間で
あればＣｍはＣより彩度が低下し、ｋが１より大きけれ
ばＣ１はＣより彩度が上昇する。式（６）をＲ，Ｇおよ
びＢの各成分に展開すると、式（２）が得られる。

第２図を参照して第１図の装置の動作を説明する。映像
信号源１０から入力された映像信号は、アナログ・ディ
ジタル変換器２０にて対応のディジタルデータに変換さ
れ、フレームメモリ１２に蓄積される。これはフレーム
メモリ１２から読み出され、ディジタル・アナログ変換
器２６にて対応のアナログ信号に変換され、映像モニタ
１４に可視画像として映出される。操作者は、映像モニ
タ１４の表示画像を見ながら操作表示部４０を操作し、
その画像における彩度処理を施したい領域と、彩度処理
の程度を設定する（ステップ６０）。

たとえば人物画像の場合、唇、胸の赤いバラなどの部分
を指定する。また、背景画像について彩度ｒＱＪすなわ
ち白黒を指定し、主要の被写体を視覚的に浮き丑がらせ
ることも可能である。これらの処理は、映像信号源ｌＯ
から得られる映像信号がたとえばＴＶ右カメラ形成され
たものである場合にとくに有利である。

操作表示部４０から彩度処理の指示が入力されると、画
像処理部３０はこれに応動してフレームメモ１月２から
一指定領域の画像データを取り込む（６１）。

以下の処理は、１画素のＲＧＢデータについて行なわれ
、これらの処理をその指定領域の全画素について行なう
ことによって彩度処理が完了する（ｆｉ５）、フレーム
メモリ１２から読み出された画像データは、ガンマ補正
部３６にて式（１）によるガンマ補正が行なわれる（６
２）。その結果の画像データは次に、彩度処理部３４に
て式（２）に従う彩度処理が行なわれる（６３）。この
とき、彩度強調の程度は、操作部４０で指定された値の
係数ｋが使用される。彩度処理部３４で彩度の強調また
は低下が行なわれた結果の画像データは、ガンマ逆補正
部３８にて再び１元の人力映像信号と実質的に同じガン
マ特性を有するように逆補正される（１３４）、この逆
補正は式（３）に従って行なわれる。

こうして、指定された領域内の全画素についてこれらの
処理８１〜６４を順次行なうと、その領域について彩度
処理が完了した画像データがフレームメモリ１２に完成
する。彩度処理を行なった画像は、前述と同様にして映
像モニタ１４に再生され、操作者がこれを視認すること
ができる。彩度処理を施した画像はまた、たとえば操作
表示部４０からプリンタ１８への出力指示を与えること
によってフレームメモリ１２からプリンタ１Ｂに読み出
され、記録紙４２にハードコピーとして再生される。

本実施例はまた、前述のＴＶ右カメラらの映像信号に適
用する応用例の他、たとえば、映像信号源ｌＯとして画
像スキャナを有し、たとえば露光不足や経年変化により
彩度の低下した写真用ネガから画像をスキャナにて入力
し、その彩度を強調してあざやかなカラープリントをプ
リンタ１６から得る応用例にも効果的に適用される。

［発明の効果］ このように本発明によれば、ディジタルデータの形で映
像信号を簡略な、すなわち従来のような座標変換を行な
わない計算方法で処理することにより、輝度および色相
を変化させずに彩度を変化させることができる。したが
って、複雑で高度な構成を必要とせず、比較的少ない計
算量で画像における部分的な彩度処理が可能であり、ま
たディジタル入力のカラープリンタとも両立性がある。

このように本発明によれば、比較的簡略な構成で画像の
部分的処理も可能なディジタル画像の彩度調整方法およ
び装置が提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるディジタル画像の彩度調整装置の
実施例を示す機能ブロック図。 第２図は、第１図に示す実施例における彩度処理動作の
例を示す動作フａ−因、 第３図は同実施例における彩度処理の原理を説明するた
めの説明図である。 主要部分の符号の説明 １０、、、映像信号源 １２、、、フレームメモリ １Ｂ、、、プリンタ ３０、、、画像処理部 ３４、、、彩度想理部 ３８、、、ガンマ補正部 ３Ｂ、、、ガンマ逆補正部

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、３分解色成分を含むディジタル画像データで表わさ
   れたカラー画像の彩度を調整するディジタル画像の彩度
   調整方法において、該方法は、前記ディジタル画像デー
   タの３分解色成分を用意する第１のステップと、 該用意された３分解色成分のそれぞれについて、該ディ
   ジタル画像データの輝度成分に対する差に係数を乗じて
   該輝度成分に加算することによって、前記カラー画像の
   彩度を処理する第２のステップとを含むことを特徴とす
   るディジタル画像の彩度調整方法。 ２、請求項１に記載の方法において、 前記ディジタル画像データは通常の映像モニタ装置に適
   したガンマ特性を有し、 該方法はさらに、 第１と第２のステップの間に、前記用意された３分解色
   成分のガンマ特性を線形特性に変換する第３のステップ
   と、 第２のステップの後に、第２のステップで彩度を処理さ
   れたディジタル画像データを前記映像モニタ装置に適合
   したガンマ特性に逆変換する第４のステップとを含むこ
   とを特徴とする彩度調整方法。 ３、請求項１に記載の方法において、該方法はさらに、 第１のステップに先立って、前記ディジタル画像データ
   の表わすカラー画像のうち彩度を処理すべき領域を設定
   する第５のステップを含み、第２のステップは、該設定
   された領域のディジタル画像データについて実行される
   ことを特徴とする彩度調整方法。 ４、３分解色成分を含むディジタル画像データで表わさ
   れたカラー画像の彩度を調整するディジタル画像の彩度
   調整装置において、該装置は、前記ディジタル画像デー
   タを蓄積する記憶手段と、 該記憶手段に蓄積された３分解色成分のそれぞれについ
   て、該ディジタル画像データの輝度成分に対する差に係
   数を乗じて該輝度成分に加算することによって、前記カ
   ラー画像の彩度を処理する彩度処理手段とを含むことを
   特徴とするディジタル画像の彩度調整装置。５、請求項
   ４に記載の装置において、 前記ディジタル画像データは通常の映像モニタ装置に適
   したガンマ特性を有し、 該装置はさらに、 前記記憶手段に蓄積された３分解色成分のガンマ特性を
   線形特性に変換するガンマ補正手段と、 前記彩度処理手段で処理されたディジタル画像データを
   前記映像モニタ装置に適合したガンマ特性に逆変換する
   ガンマ逆補正手段とを含むことを特徴とする彩度調整装
   置。 ６、請求項５に記載の装置において、該装置はさらに、 像信号源と、 該映像信号を対応するディジタル画像データに変換して
   前記記憶手段に蓄積する信号変換手段とを含むことを特
   徴とする彩度調整装置。 ７、請求項４に記載の装置において、該装置はさらに、
   前記彩度処理手段で処理されたディジタル画像データの
   表わすカラー画像を可視化する画像再生手段を含むこと
   を特徴とする彩度調整装置。 ８、請求項４に記載の装置において、該装置はさらに、
   前記係数を前記彩度処理手段に設定する係数設定手段を
   含むことを特徴とする彩度調整装置。