JPH11317872A - デジタル画像の自動最適化処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】入力デジタル画像の自動最適化を目的とする。 【解決手段】画像データに基づいて入力デジタル画像の
濃度値ヒストグラムの重心値を求める手段と、該濃度値
ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画像の濃度
値ヒストグラムの重心値とから該入力デジタル画像の濃
度値ヒストグラムの重心値の求差手段と、その差から最
適明暗画像の濃度値ヒストグラムの重心偏差およびトー
ンカーブの膨らみ修正量から予め設定された膨らみ修正
量変換デ−夕からトーンカーブの膨らみ修正量を求める
手段と、入力画像のシャドー点、ハイライト点を特定す
る所望の各入力濃度値レベルの設定手段と、該入力濃度
値レベルと予め該入力濃度値レベルに対応して設定され
た出力画像の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカー
ブの膨らみ修正量を備え該入力デジタル画像の変換用の
トーンカーブの作成手段とを備えて構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モノクロ画像や、
カラー写真やカラー原稿をスキャナによって読み取った
カラーデジタル画像や、デジタルカメラで撮像されたカ
ラーデジタル画像の画質を向上させるための装置および
方法に関し、特に、画質の劣化等に関する特別の知識を
必要とせずに入力画像の画質を自動的に最適化する装置
および方法に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年は情報のデジタル化に伴い、スキャナ
で入力されたカラーデジタル画像やデジタルカメラで撮
影されたカラーデジタル画像を画像出力装置に出力する
機会が非常に多くなってきている。

【０００３】しかし、これらのカラーデジタル画像をそ
のまま画像出力装置に出力すると、多くの場合画質が劣
化している。これらの原因は、スキャナ特性によるも
の、画像出力装置の特性によるもの等が挙げられる。

【０００４】従来よりこれらを解決するために、これら
の個々の劣化特性を明らかにし、それらに応じた画像の
復元、補正によって画質改善を図ることが行われてい
る。しかしながら、スキャナ入力された画像やデジタル
カメラ入力からの画像等を取り扱う場合は、劣化のメカ
ニズムが複雑であるため、実際には手動で画質の最適化
処理が行われている。

【０００５】この従来の手動による画質の最適化処理
は、オペレータが経験に基づいてトーンカーブ等で明暗
や色かぶり等をほせいすることで行わている。

【０００６】このため、オペレータごとに仕上がり具合
が異なること、同一のオペレータでも環境・体調等によ
り仕上がり具合が変わること、処理時間が長くなること
等の欠点がある。

【０００７】近年、この問題を改良する目的で、自動で
画質の最適化を行う装置も提案されているが、いまだ満
足できるカラーデジタル画像の自動最適化処理装置は改
良されていないのが現状である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の欠点を
解決するためになされたものであり、モノクロ画像や、
スキャナで入力されたカラーデジタル画像やデジタルカ
メラで撮影されたカラーデジタル画像を、画像の濃度値
ヒストグラムの重心値差に着目し、該重心値差に基づい
て各入力画像のトーンカーブを変換して、各画像の画質
を自動的に最適化する装置および方法及を提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題が解決するための手段】即ち、画素ごとの画像デ
−夕からなる入力デジタル画像を最適化処理する方法に
おいて、該画像データに基づいて入力デジタル画像の濃
度値ヒストグラムの重心値を求める手段と、該濃度値ヒ
ストグラムの重心値と予め設定された最良画像の濃度値
ヒストグラムの重心値とから該入力デジタル画像の濃度
値ヒストグラムの重心値の差を求める手段と、該入力デ
ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を用い
て、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの重心偏差およ
びトーンカーブの膨らみ修正量との関係に基づいて予め
設定された膨らみ修正量変換デ−夕からトーンカーブの
膨らみ修正量を求める手段と、入力画像のシャドー点、
ハイライト点を特定するための所望の入力濃度値レベル
を各々設定する手段と、該入力濃度値レベルと予め該入
力濃度値レベルに対応して設定された出力画像のシャド
ー点およびハイライト点の出力濃度値レベルとを通り、
該トーンカーブの膨らみ修正量を備えるように、該入力
デジタル画像を変換するためのトーンカーブを作成する
手段と、該作成されたトーンカーブを用いて入力デジタ
ル画像を出力デジタル画像に変換する手段と、を備えた
ことを特微とする。

【００１０】また、上述の発明は、該変換された出力デ
ジタル画像を出力装置に固有のトーン力−ブを用いて出
力装置の特性に合わせて変換する手段を更に備えること
を特徴とする。

【００１１】また、画素ごとの画像データからなる入力
カラーデジタル画像を最適化処理する方法において、該
画像データに基づいて入力カラーデジタル画像の濃度値
ヒストグラムの重心値を求める手段と、該濃度値ヒスト
グラムの重心値と予め設定された最良画像の濃度値ヒス
トグラムの重心値とから該入力カラーデジタル画像の濃
度値ヒストグラムの重心値の差を求める手段と、該入力
カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差
を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの重心偏
差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係に基づい
て予め設定された膨らみ修正量変換データからトーンカ
ーブの膨らみ修正量を求める手段と、入力画像のＲ、
Ｇ、Ｂについて各々のシャドー点、ハイライト点を特定
するための所望の入力濃度値レベルを各々設定する手段
と、該各々のＲ、Ｇ、Ｂ入力濃度値レベルと予め該各々
のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度値レベルに対応して設定された出
力画像の各々のＲ、Ｇ、Ｂのシャドー点およびハイライ
ト点の各々の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカー
ブの膨らみ修正量を備えるように、該入力カラーデジタ
ル画像を変換するためのＲ、Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブ
を作成する手段と、該作成されたＲ、Ｇ、Ｂ各々のトー
ンカーブを用いて入力カラーデジタル画像を出力カラー
デジタル画像に変換する手段と、を備えたことを特徴と
する。

【００１２】また、上述の発明は、該変換された出力カ
ラーデジタル画像を画像データの出力装置に固有のトー
ンカーブを用いて出力装置の特性に合わせて変換する手
段を、更に備えることを特徴とする。

【００１３】また、入力画像データに基づいて入力デジ
タル画像の濃度値ヒストグラムの重心値を求める手順
と、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された
最良画像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力デ
ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める
手順と、該入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重
心値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラム
の重心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係
に基づいて予め設定された膨らみ修正量変換デ−夕から
トーンカーブの膨らみ修正量を求める手順と、入力画像
のシャドー点、ハイライト点を特定するための所望の入
力濃度値レベルを各々設定する手順と、該入力濃度値レ
ベルと予め該入力濃度値レベルに対応して設定された出
力画像のシャドー点およびハイライト点の出力濃度値レ
ベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ修正量を備える
ように、該入力デジタル画像を変換するためのトーンカ
ーブを作成する手順と、該作成されたトーンカーブを用
いて入力デジタル画像を出力デジタル画像に変換する手
順と、を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体
を特徴とする。

【００１４】また、本発明は、入力画像データに基づい
て入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心
値を求める手順と、該濃度値ヒストグラムの重心値と予
め設定された最良画像の濃度値ヒストグラムの重心値と
から該入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの
重心値の差を求める手順と、該入力カラーデジタル画像
の濃度値ヒストグラムの重心値の差を用いて、最適明暗
画像の濃度値ヒストグラムの重心偏差およびトーンカー
ブの膨らみ修正量との関係に基づいて予め設定された膨
らみ修正量変換データからトーンカーブの膨らみ修正量
を求める手順と、入力画像のＲ、Ｇ、Ｂについて各々の
シャドー点、ハイライト点を特定するための所望の入力
濃度値レベルを各々設定する手順と、該各々のＲ、Ｇ、
Ｂ入力濃度値レベルと予め該各々のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度
値レベルに対応して設定された出力画像の各々のＲ、
Ｇ、Ｂのシャドー点およびハイライト点の各々の出力濃
度値レベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ修正量を
備えるように、該入力カラーデジタル画像を変換するた
めのＲ、Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブを作成する手順と、
該作成されたＲ、Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブを用いて入
力カラーデジタル画像を出力カラーデジタル画像に変換
する手順と、を記憶したコンピュータ読み取り可能な記
憶媒体を特徴とする。

【００１５】また、本発明は、デジタル画像を入力する
ための入力装置と、該入力装置の入力デジタル画像を画
素ごとの画像データで記憶する記憶手段と、を備えたデ
ジタル画像の最適化処理装置において、該画像データに
基づいて入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心
値を求める手段と、該濃度値ヒストグラムの重心値と予
め設定された最良画像の濃度値ヒストグラムの重心値と
から該入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値
の差を求める手段と、該入力デジタル画像の濃度値ヒス
トグラムの重心値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値
ヒストグラムの重心偏差およびト−ンカーブの膨らみ修
正量との関係に基づいて予め設定された膨らみ修正量変
換データからトーンカーブの膨らみ修正量を求める手段
と、入力画像のシャドー点、ハイライト点を特定するた
めの所望の入力濃度値レベルを各々設定する手段と、該
入力濃度値レベルと予め該入力濃度値レベルに対応して
設定された出力画像のシャドー点およびハイライト点の
出力濃度値レベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ修
正量を備えるように、該入力デジタル画像を変換するた
めのトーンカーブを作成する手段と、該作成されたトー
ンカーブを用いて入力デジタル画像を出力デジタル画像
に変換する手段と、該出力デジタル画像を出力する出力
装置と、を備えたことを特徴とする。

【００１６】また、上述の発明は、画像データの出力装
置に固有のトーンカーブを予め記憶する手段と、請求項
７で変換された出力デジタル画像を画像データの出力装
置に固有のトーンカーブを用いて出力装置の特性に合わ
せて変換する手段と、を更に備えることを特徴とする。

【００１７】また、本発明は、カラーデジタル画像を入
力するための入力装置と、該入力装置からの入力カラー
デジタル画像を画素ごとの画像データで記憶する記億手
段と、を備えたカラーデジタル画像の最適化処理装置に
おいて、該画像データに基づいて入力カラーデジタル画
像の濃度値ヒストグラムの重心値を求める手段と、該濃
度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画像の
濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力カラーデジタ
ル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める手段
と、該入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの
重心値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラ
ムの重心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関
係に基づいて予め設定された膨らみ修正量変換データか
ら、トーンカーブの膨らみ修正量を求める手段と、入力
画像のＲ、Ｇ、Ｂについて各々のシャドー点、ハイライ
ト点を特定するための所望の入力濃度値レベルを各々設
定する手段と、該各々のＲ、Ｇ、Ｂ入力濃度値レベルと
予め該各々のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度値レベルに対応して設
定された出力画像の各々のＲ、Ｇ、Ｂのシャドー点およ
びハイライト点の各々の出力濃度値レベルとを通り、該
トーンカーブの膨らみ修正量を備えるように、該入力カ
ラーデジタル画像を変換するためのＲ、Ｇ、Ｂ各々のト
ーンカーブを作成する手段と、該作成されたＲ、Ｇ、Ｂ
各々のトーンカーブを用いて入力カラーデジタル画像を
出力カラーデジタル画像に変換する手段と、該出力カラ
ーデジタル画像を出力する出力装置と、を備えたことを
特徴とする。

【００１８】また、上述の発明は、画像データの出力装
置に固有のトーンカーブを予め記憶する手段と、該求め
たＲ、Ｇ、Ｂそれぞれのトーンカーブを、画像データの
出力装置に固有のトーン力ーブを用いて出力装置の特性
に合わせて変換する手段と、を更に備えることを特徴と
する。

【００１９】また、本発明は、カラーデジタル画像の自
動最適化装置において、（１）Ｒ、Ｇ、Ｂからなるカラ
ーデジタル画像の画像データを記憶部に入力する手段、
（２）Ｒ、Ｇ、Ｂそれぞれの各画素について、各々濃度
値ヒストグラムを作成し、総画素数のＨ％の頻度数の濃
度値レベルに相当するハイライト点（Ｒ、Ｇ、Ｂの濃度
値レベルをそれぞれＨｒ、Ｈｇ、Ｈｂ）、総画素数のＳ
％の頻度数の濃度値レベルに相当するシャドー点（Ｒ、
Ｇ、Ｂのレベル値をそれぞれＳｒ、Ｓｇ、Ｓｂ）を設定
する手段、（３）前記Ｒ、Ｇ、Ｂの各濃度値ヒストグラ
ムの重心値Ｇｒ、Ｇｇ、Ｇｂを算出し、得られた各重心
値を用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂからなるカラーデジタル画像の
元データの色成分を除いた濃度値ヒストグラムの重心値
Ｇｗを算出し、これと明暗が適正な複数のカラー画像サ
ンプルの濃度値ヒストグラムの重心値の平均値Ｇ０との
差ｄＧを求める手段、（４）予め記憶部に記憶された画
像の濃度値ヒストグラムの重心値の差（ｄＧ）と、最適
明暗画像にするためのトーンカーブの膨らみ修正量
（Ｗ）との相関関係を用いて前記ｄＧからＷを決定する
手段、（５）前記Ｗをもつトーンカーブを作成する手
段、（６）前記トーンカーブが、予め定めたＲ、Ｇ、Ｂ
共通の出力ハイライト点、出力シャドー点と、Ｒについ
てはＨｒとＳｒ、ＧについてはＨｇとＳｇ、Ｂについて
はＨｂとＳｂの座標を、各々通るように各々トーンカー
ブを作成する手段、（７）（６）で求めたＲ、Ｇ、Ｂ各
トーンカーブを用いて、Ｒ、Ｇ、Ｂからなるカラーデジ
タル画像の元データのＲ、Ｇ、Ｂのデジタルデータを補
正する手段、からなるこを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図に基づい
て説明する。

【００２１】図1は、本願発明の一実施形態の画像の自
動最適化処理装置の概略ブロック図を示す。

【００２２】図1において、１は被写体、２は画像入力
装置としての一般的なデジタルカメラを示す。該デジタ
ルカメラ２は、レンズ３、ＣＣＤ４，標本化部５および
量子化部６を含んでいる。該デジタルカメラ２の出力
は、フレームメモリ7に結合され、このフレームメモリ7
の出力８はモニタ9に結合されている。

【００２３】また、前記フレームメモリ７の出力は本願
発明の特徴である画像最適化処理部１０の濃度ヒストグ
ラム演算部11に結合され、該濃度ヒストグラム演算部１
１の出力はハイライト点およびシャドー点を決定するＨ
Ｓ決定演算部１２に結合され、該ＨＳ決定演算部12の出
力は明暗補正度合い判定演算部13に結合され、該明暗補
正度合い判定演算部１３の出力はトーンカーブ作成部１
４に結合され、該トーンカーブ作成部14の出力はトーン
変換処理部１５に結合されている。

【００２４】このトーン変換処理部１５の出力は、出力
処理部1７のＣＰＵ１８に結合されている。このＣＰＵ1
8にはＲＡＭ１９に結合され、ＣＰＵ１8の出力はイメー
ジファイル２０および画像の出力装置２１に結合されて
いる。

【００２５】図2は、前記画像最適化処理部１０の動作
を示すフローチャートである。

【００２６】このような構成において、被写体１から発
せられデジタルカメラ２のレンズ３で集光された光は、
ＣＣＤ４に入力し、色成分Ｒ，Ｇ，Ｂごとのアナログ輝
度信号に変換される。この信号は、標本化部５および量
子化部６でそれぞれ標本化および量子化され、元の画像
の画像データは色成分Ｒ，Ｇ，Ｂの濃度値としてフレー
ムメモリ７に記憶される。即ち、Ｎ個の画素からなる自
動的に画像最適化処理されるべきカラーデジタル画像デ
ータは、Ｒ、Ｇ、Ｂのデジタル画像データに分離され、
例えば８ビット（２５６の階調）の濃度値レベルとして
記憶部（フレームメモリ７）に記憶される。この入力画
像はモニタ９によりモニタできる。

【００２７】ここで、本発明の元の画像の画像データと
しては、デジタルカメラからの入力画像の他に、フィル
ムや印画紙のスキャナからのカラーデジタル画像データ
等も使用できる。また、本実施の形態では、各色成分が
各々８ビットの濃度値レベルとしてフレームメモリ７に
記憶されるものとする。

【００２８】この状態で、本発明の特徴ある動作が行わ
れる。

【００２９】濃度値ヒストグラム演算部１１により、ハ
イライト点およびシャドー点が決定される。

【００３０】即ち、まず、濃度値ヒストグラム演算部１
１は、前記フレームメモリ ７に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂ
の各デジタル画像データを用いて、各々の濃度値ヒスト
グラムｆｒ，ｆｇ，ｆｂを作成する（ステップ３０、図
2）。

【００３１】この各々の濃度値ヒストグラムより濃度値
ヒストグラム演算部１１は、濃度値ヒストグラムの全個
数Ｔｒ，Ｔｇ，Ｔｂを下式（１）により求める。

【００３２】ＨＳ決定演算部１２は、濃度値ヒストグラ
ムの暗い濃度値レベル側から頻度値を数え、各々 Ｒ、
Ｇ、Ｂの全個数Ｔｒ，Ｔｇ，ＴｂのＨ％に達した濃度値
レベルをハイライト点Ｈｒ，Ｈｇ，Ｈｂとする。同様に
各々 Ｒ、Ｇ、Ｂの全個数Ｔｒ，Ｔｇ，ＴｂのＳ％に達
した濃度値レベルをシャドー点Ｓｒ，Ｓｇ，Ｓｂとする
（ステップ３１、３２）。

【００３３】ここで、Ｈ％、Ｓ％は、メーカ側が統計的
に予め求め該ＨＳ決定演算部１２に設定した固定値（例
えば、Ｈ％＝９５％、Ｓ％＝５％）である。

【００３４】次に、明暗補正度合い判定演算部１３によ
り、濃度値ヒストグラムの重心値の差ｄＧを求める（ス
テップ３３，３４）。

【００３５】即ち、明暗補正度合い判定演算部１３は、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各々について濃度値ヒストグラムの重心値
Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを下式（２）より求める。

【００３６】次に、明暗補正度合い判定演算部１３は、
Ｒ、Ｇ、Ｂの各重心値Ｇｒ，Ｇｇ，Ｇｂを下記（３）式
（テレビジョンでの輝度を求める式）に代入し、色成分
を除去した濃度値ヒストグラムの重心値Ｇｗを求める
（ステップ３３）。 Ｇｗ＝０．３００×Ｇｒ＋０．５９０×Ｇｇ＋０．１１０×Ｇｂ ………（３）

【００３７】更に、明暗補正度合い判定演算部１３は、
予め複数の明暗が適正なカラー画像サンプル（即ち、最
適画像パターン）から得られた濃度値ヒストグラムの重
心値を平均した重心値Ｇ０ と、前記（3）式から求めた
濃度値ヒストグラムの重心値Ｇｗとから下式（４）によ
り濃度値ヒストグラムの重心値の差ｄＧを求める（ステ
ップ３４）。 ｄＧ＝Ｇｗ−Ｇ０ ……・（４）

【００３８】ここで、上記平均重心値Ｇ０について詳述
する。この平均重心値Ｇ０は、メーカー側が予め複数の
最適画像パターンを用いて、各々の画像の濃度値ヒスト
グラムの重心値を上述の方法（ステップ３０，３３）で
求め、これを平均して最適画像の濃度値ヒストグラムの
重心値として装置内に初期設定したものである。

【００３９】次に、明暗補正度合い判定演算部１３は、
予め設定された変換データにより、入力画像の濃度値ヒ
ストグラムの重心の差ｄＧに対応したトーンカーブの膨
らみ修正量Ｗを各々決定する（ステッフ゜３５)。

【００４０】ここで、トーンカーブとは、横軸に入力画
像データの濃度値レベルを取り、縦軸に出力画像データ
の濃度値レベルを取つた、入出力濃度特性曲線である。

【００４１】ここで、該明暗補正度合い判定演算部１３
に設定された前記トーンカーブの膨らみ修正量Ｗを求め
る変換データについてい詳述する。変換データは例え
ば、以下の２種類の方法で求められる。

【００４２】＜１＞メーカー側は、予め複数の明暗が適
正でないカラー画像サンプルを用いて、予め上述の方法
（ステップ３０、３３，３４）を用いて、それぞれのカ
ラー画像について濃度値ヒストグラムの重心値の差ｄＧ
Ｙを求める。

【００４３】更に、該各々の画像サンプルについて、明
暗が適正な画像になるようにトーンカーブの膨らみ修正
量を調整（モニター）し、もっとも明暗の正常な画像に
近くなったトーンカーブの膨らみ修正量ＷＹを実際の作
業により求める。更に、この差ｄＧＹと膨らみＷＹをプ
ロットして、濃度値ヒストグラムの重心値の差とトーン
カーブの膨らみ修正量の関係を示すテーブルを上述の変
換データとして作成して、このテーブルに基づいてｄＧ
に対応するトーンカーブの膨らみ修正量Ｗを決定する。

【００４４】＜２＞また、他の方法は、ニューロンの入
出力特性を定めるためなどに使われるシグモイド関数を
下式（5）式のように用い、 Ｗ＝ａ×１／２｛１＋ｔａｎｈ（ｄＧ／ｂ）｝ ……・・（５） （但し、ａ、ｂは予め行った作業により統計的に求めた
係数）ｄＧを代入することによって、トーンカーブの膨
らみ修正量Ｗを求める。

【００４５】該（５）式または前記テーブルを上述の変
換データとして明暗補正度合い判定演算部１３に予め設
定する。

【００４６】次に、トーンカーブ作成部１４は、まず、
入力画像データに対して、前記明暗補正度合い判定演算
部１３により決定された膨らみ修正量Ｗを待つトーンカ
ーブを作成する。

【００４７】トーンカーブ作成部１４は、例えばサイン
カーブを使用し、シャドー点と仮定した（０，０）点、
ハイライト点と仮定した（２５５，２５５）点、および
（０，０）点と（２５５，２５５）点とを通る直線の中
間部の（１２８，１２８）点から直線に対して垂直に距
離Ｗを持ち上げた点、の３点を通る膨らみ修正量Ｗを持
つ図３に示すＲ，Ｇ，Ｂに共通のトーンカーブＴｉを作
成する（ステップ３６）。

【００４８】ここで、膨らみ修正量Ｗを持たせる中間点
は、（１２８，１２８）点に限定されるものではなく、
トーンカーブが該Ｗだけ膨らんでいればいずれの点でも
よい。

【００４９】次に、トーンカーブ作成部１４は、共通の
トーンカーブＴｉに基づいてＲ、Ｇ、Ｂの各々のトーン
カーブを作成する（ステップ３７）。

【００５０】ここで、トーンカーブ作成部１４には、ハ
イライト点、シャドー点を決定するために上述のＨＳ決
定演算部１２に設定されたＨ％、Ｓ％に基づいて最適な
画像パターンにより予め統計的に決定した最良のハイラ
イト点およびシャドー点の濃度値レベルが既定値Ｈｏｕ
ｔ およびＳｏｕｔとして設定されている。

【００５１】トーンカーブ作成部１４は、この既定値を
出力濃度値レベルとして、上述の入力画像データのハイ
ライト点およびシャドー点を入力濃度値レベルとして、
ＲについてはトーンカーブＴｉを縮小、拡大し、（Ｈ
ｒ、Ｈｏｕｔ）と（Ｓｒ，Ｓｏｕｔ）を通るように調節
し図４に示すような、トーンカーブＴｉｒを作成する
（ステップ３７）。

【００５２】同様にＧについては、（Ｈｇ，Ｈｏｕｔ）
と（Ｓｇ，Ｓｏｕｔ） 、Ｂについては（Ｈｂ，Ｈｏｕ
ｔ ）と（Ｓｂ，Ｓｏｕｔ）を通るように各々のトーン
カーブＴｉを調節してそれぞれＴｉｇ、Ｔｉｂを作成す
る（ステップ３７）。

【００５３】前記トーンカーブ作成部１４は、更に前記
トーンカーブＴｉｒを、図５に示す様な正常な画像が入
力した場合の入力濃度値レベルと、これに対応した出力
濃度値レベルの関係を表す出力装置に固有の出力補正ト
ーンカーブＴｍに基づいてトーンカーブＴｒ、Ｔｇ、Ｔ
ｂを作成する。

【００５４】ここで、出力補正トーンカーブＴｍは、出
力装置の種類に，例えばカラープリンタ、フィルム出力
機、 コンピュータ画面等に応じて各々予め複数記憶さ
れており、ユーザ゛が使用する出力装置に応じて選択す
る。

【００５５】即ち、図６の左側に示すようにトーンカー
ブ作成部１４は、出力補正トーンカーブＴｍの入力側Ｔ
ｍｉｎに前記トーンカーブＴｉｒの出力Ｔｉｒｏｕｔを
与え、この入力に対応した該出力補正トーンカーブＴｍ
の出力Ｔｍｏｕｔの出力濃度値レベルを決定する。例え
ば、図６において、トーンカーブＴｉｒの入力濃度値レ
ベル６４はトーンカーブＴｉｒにしたがって出力補正ト
ーンカーブＴｍの入力濃度値レベル１７２となり、この
入力濃度値レベル１７２に対応する出力補正トーンカー
ブＴｍの出力濃度値レベルは１７０である。

【００５６】更に、トーンカーブ作成部１４は、図７に
示すように前記出力補正トーンカーブＴｍの前記出力Ｔ
ｍｏｕｔの出力濃度値レベルを出力側（縦軸）にとり、
前記トーンカーブＴｉｒの入力濃度値レベルを入力側
（横軸）にとり、入力濃度値レベルと出力濃度値レベル
とを通るカーブをトーンカーブＴｒとして作成する（ス
テップ３８）。このトーンカーブＴｒ において、例え
ば、前記入力濃度値レベル６４は出力装置に適した最適
画像レベルである出力濃度値レベル１７０に変換され
る。

【００５７】Ｇ、Ｂの各々のトーンカーブ（Ｔｇ，Ｔ
ｂ）も同様に作成される（ステッフ゜３８)。

【００５８】尚、図６および図７において、各々の濃度
値レベルは代表的なもののみを示しているが、０〜２５
５のレベルすべてについて上述の処理が同様に行われ
る。

【００５９】このトーンカーブ（Ｔｒ，Ｔｇ、Ｔｂ）に
従って、フレームメモリ７に記憶されたＮ個の画素から
なるＲ、Ｇ、Ｂの画像データがそれぞれ変換されイメー
ジファイル２０に記憶される(ステッフ゜３９)。

【００６０】この様に、本願発明は、スキャナ入力され
た写真、デジタルカメラからのカラー画像等を、劣化に
関する事前の知識なしに入力画像に応じ、自動的に画質
を最適化することができる。

【００６１】カラープリンタ、フィルム出力機に出力す
る場合には、イメージファイル２０に記憶されたＲ、
Ｇ、Ｂのデジタル画像データを例えば、補数変換する
方法３×３のマトリックスで変換する方法二次マト
リックスを用いる方法などによりＹ、Ｍ、Ｃのデジタル
画像データに変換する。

【００６２】次に、Ｙ、Ｍ、Ｃのデジタル画像データか
ら墨版（Ｋ）を作成する。一般的には、Ｙ、Ｍ、Ｃのデ
ジタル画像データの重なった部分を墨版（Ｋ）とする。
その際、Ｙ、Ｍ、Ｃのデジタル画像データは、ＵＣＲ
（下色除去）やＧＣＲ等を施し、イメージファイル２０
に記憶する。記憶されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのデジタル画像
データを、必要があるならば、レイアウト（印刷物中で
画像を貼る位置・大きさ等を決める）したり、文字やイ
ラスト等と一緒にし、これらのデジタル画像データをイ
メージファイル２０に記憶する。

【００６３】最後に、記憶されたデジタル画像データ
を、カラープリンタ、フィルム出力機、ＣＴＰ等の出力
機に転送し、出力する。

【００６４】また、コンピューターの画面（インターネ
ットのホームページ等）等に出力する場合には、イメー
ジファイル２０に記憶されたＲ、Ｇ、Ｂのデジタル画像
データを、例えば、レイアウト（ホームページ中で画像
を貼る位置・大きさ等を決める）したり、文字やイラス
ト等と一緒したりして、コンピューターの画面（インタ
ーネットのホームページ等）等に貼りつける。

【００６５】ここで、上記実施の形態では、出力補正ト
ーンカーブＴｍを用いる場合を示したが、自動適正化さ
れた画像を単にＲＧＢディスプレーにモニタする場合に
は、トーンカーブＴｉｒ，Ｔｉｇ，Ｔｉｂを用いて画像
を適正化し、この適正化された画像データをモニターに
出力してもよい。

【００６６】また、シャドー点、ハイライト点を固定値
Ｈ％，Ｓ％により決定する場合を示したが、使用したス
キャナ、デジタルカメラ等の機器に応じてその都度初期
設定してもよい。この場合には、上述の予め設定された
既定値ＨｏｕｔとＨ％との間の一次関数式により、該新
たに設定されたＨ'％に対応するＨ'ｏｕｔが設定され、
既定値ＳｏｕｔとＳ％との間の一次関数式により、該新
たに設定されたＳ'％に対応するＳ'ｏｕｔが設定され
る。

【００６７】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、
該画像データに基づいて入力デジタル画像の濃度値ヒス
トグラムの重心値を求める手段と、該濃度値ヒストグラ
ムの重心値と予め設定された最良画像の濃度値ヒストグ
ラムの重心値とから該入力デジタル画像の濃度値ヒスト
グラムの重心値の差を求める手段と、該入力デジタル画
像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を用いて、最適明
暗画像の濃度値ヒストグラムの重心偏差およびトーンカ
ーブの膨らみ修正量との関係に基づいて予め設定された
膨らみ修正量変換デ−夕からトーンカーブの膨らみ修正
量を求める手段と、入力画像のシャドー点、ハイライト
点を特定するための所望の入力濃度値レベルを各々設定
する手段と、該入力濃度値レベルと予め該入力濃度値レ
ベルに対応して設定された出力画像のシャドー点および
ハイライト点の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカ
ーブの膨らみ修正量を備えるように、該入力デジタル画
像を変換するためのトーンカーブを作成する手段と、該
作成されたトーンカーブを用いて入力デジタル画像を出
力デジタル画像に変換する手段とを備える様に構成し
た。

【００６８】従って、スキャナ入力された写真、デジタ
ルカメラからのデジタル画像を、劣化に関する事前の知
識なしに、自動的に画質を最適化することができる。

【００６９】この為、従来ユーザに必要とされていた最
適化の知識、経験等が必要無く、同一の最良画質を短時
間で自動的に得ることができる等の優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施の形態の概略回路構成図

【図２】図１の動作を表すフローチャート

【図３】共通のトーンカーブの説明図

【図４】Ｒ（赤）成分のトーンカーブの説明図

【図５】出力機に固有の出力補正トーンカーブの説明図

【図６】出力補正トーンカーブ（Ｔｍ）とトーンカーブ
（Ｔｉｒ）との合成を示す説明図

【図７】トーンカーブＴｒの説明図

【符号の説明】

１ 被写体、 ２ デジタルカメラ、 １０ 画像最適化
処理部、 １１ 濃度値ヒストグラム演算部、１２ ＨＳ
決定演算部、 １３ 明暗補正度合い判定演算部、１４
トーンカーブ作成部、 １５ トーン変換処理部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｈ０４Ｎ 9/64 Ｈ０４Ｎ 5/92 Ｈ (72)発明者 岡森 賢治 大阪市西区江戸堀１丁目23番37号 サカタ インクス株式会社内

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画素ごとの画像デ−夕からなる入力デジ
   タル画像を最適化処理する方法において、 該画像データに基づいて入力デジタル画像の濃度値ヒス
   トグラムの重心値を求めるステップと、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力デジタル
   画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求めるステッ
   プと、 該入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差
   を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの重心偏
   差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係に基づい
   て予め設定された膨らみ修正量変換デ−夕から、トーン
   カーブの膨らみ修正量を求めるステップと、 入力画像のシャドー点、ハイライト点を特定するための
   所望の入力濃度値レベルを各々設定するステップと、 該入力濃度値レベルと予め該入力濃度値レベルに対応し
   て設定された出力画像のシャドー点およびハイライト点
   の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ
   修正量を備えるように、該入力デジタル画像を変換する
   ためのトーンカーブを作成するステップと、 該作成されたトーンカーブを用いて入力デジタル画像を
   出力デジタル画像に変換するステップと、 を備えたことを特微とするデジタル画像の最適化処理方
   法。
2. 【請求項２】 請求項１で変換された出力デジタル画像
   を出力装置に固有のトーン力−ブを用いて出力装置の特
   性に合わせて変換するステップを、 更に備えることを特徴とする請求項１記載のデジタル画
   像の最適化処理方法。
3. 【請求項３】 画素ごとの画像データからなる入力カラ
   ーデジタル画像を最適化処理する方法において、 該画像データに基づいて入力カラーデジタル画像の濃度
   値ヒストグラムの重心値を求めるステップと、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力カラーデ
   ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める
   ステップと、 該入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心
   値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの
   重心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係に
   基づいて予め設定された膨らみ修正量変換データから、
   トーンカーブの膨らみ修正量を求めるステップと、入力
   画像のＲ、Ｇ、Ｂについて各々のシャドー点、ハイライ
   ト点を特定するための所望の入力濃度値レベルを各々設
   定するステップと、該各々のＲ、Ｇ、Ｂ入力濃度値レベ
   ルと予め該各々のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度値レベルに対応し
   て設定された出力画像の各々のＲ、Ｇ、Ｂのシャドー点
   およびハイライト点の各々の出力濃度値レベルとを通
   り、該トーンカーブの膨らみ修正量を備えるように、該
   入力カラーデジタル画像を変換するためのＲ、Ｇ、Ｂ各
   々のトーンカーブを作成するステップと、 該作成されたＲ、Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブを用いて入
   力カラーデジタル画像を出力カラーデジタル画像に変換
   するステップと、を備えたことを特徴とするカラーデジ
   タル画像の最適化処理方法。
4. 【請求項４】 請求項３で変換された出力カラーデジタ
   ル画像を画像データの出力装置に固有のトーンカーブを
   用いて出力装置の特性に合わせて変換するステップを、
   更に備えることを特徴とする請求項３記載のカラーデジ
   タル画像の最適化処理方法。
5. 【請求項５】 入力画像データに基づいて入力デジタル
   画像の濃度値ヒストグラムの重心値を求める手順と、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力デジタル
   画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める手順
   と、該入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値
   の差を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの重
   心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係に基
   づいて予め設定された膨らみ修正量変換デ−夕から、ト
   ーンカーブの膨らみ修正量を求める手順と、 入力画像のシャドー点、ハイライト点を特定するための
   所望の入力濃度値レベルを各々設定する手順と、 該入力濃度値レベルと予め該入力濃度値レベルに対応し
   て設定された出力画像のシャドー点およびハイライト点
   の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ
   修正量を備えるように、該入力デジタル画像を変換する
   ためのトーンカーブを作成する手順と、 該作成されたトーンカーブを用いて入力デジタル画像を
   出力デジタル画像に変換する手順と、 を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
6. 【請求項６】 入力画像データに基づいて入力カラーデ
   ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値を求める手順
   と、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力カラーデ
   ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める
   手順と、 該入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心
   値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値のヒストグラム
   の重心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係
   に基づいて予め設定された膨らみ修正量変換データか
   ら、トーンカーブの膨らみ修正量を求める手順と、入力
   画像のＲ、Ｇ、Ｂについて各々のシャドー点、ハイライ
   ト点を特定するための所望の入力濃度値レベルを各々設
   定する手順と、該各々のＲ、Ｇ、Ｂ入力濃度値レベルと
   予め該各々のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度値レベルに対応して設
   定された出力画像の各々のＲ、Ｇ、Ｂのシャドー点およ
   びハイライト点の各々の出力濃度値レベルとを通り、該
   トーンカーブの膨らみ修正量を備えるように、該入力カ
   ラーデジタル画像を変換するためのＲ、Ｇ、Ｂ各々のト
   ーンカーブを作成する手順と、 該作成されたＲ、Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブを用いて入
   力カラーデジタル画像を出力カラーデジタル画像に変換
   する手順と、 を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。
7. 【請求項７】 デジタル画像を入力するための入力装置
   と、 該入力装置の入力デジタル画像を画素ごとの画像データ
   で記憶する記憶手段と、 を備えたデジタル画像の最適化処理装置において、 該画像データに基づいて入力デジタル画像の濃度値ヒス
   トグラムの重心値を求める手段と、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力デジタル
   画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める手段
   と、 該入力デジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差
   を用いて、最適明暗画像の濃度値のヒストグラムの重心
   偏差およびト−ンカーブの膨らみ修正量との関係に基づ
   いて予め設定された膨らみ修正量変換データから、トー
   ンカーブの膨らみ修正量を求める手段と、 入力画像のシャドー点、ハイライト点を特定するための
   所望の入力濃度値レベルを各々設定する手段と、 該入力濃度値レベルと予め該入力濃度値レベルに対応し
   て設定された出力画像のシャドー点およびハイライト点
   の出力濃度値レベルとを通り、該トーンカーブの膨らみ
   修正量を備えるように、該入力デジタル画像を変換する
   ためのトーンカーブを作成する手段と、該作成されたト
   ーンカーブを用いて入力デジタル画像を出力デジタル画
   像に変換する手段と、該出力デジタル画像を出力する出
   力装置と、を備えたことを特徴とするデジタル画像の最
   適化処理装置。
8. 【請求項８】 画像データの出力装置に固有のトーンカ
   ーブを予め記憶する手段と、請求項７で変換された出力
   デジタル画像を画像データの出力装置に固有のトーンカ
   ーブを用いて出力装置の特性に合わせて変換する手段
   と、 を更に備えることを特徴とする請求項７記載のデジタル
   画像の最適化処理装置。
9. 【請求項９】 カラーデジタル画像を入力するための入
   力装置と、該入力装置からの入力カラーデジタル画像を
   画素ごとの画像データで記憶する記億手段と、を備えた
   カラーデジタル画像の最適化処理装置において、 該画像データに基づいて入力カラーデジタル画像の濃度
   値ヒストグラムの重心値を求める手段と、 該濃度値ヒストグラムの重心値と予め設定された最良画
   像の濃度値ヒストグラムの重心値とから該入力カラーデ
   ジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心値の差を求める
   手段と、 該入力カラーデジタル画像の濃度値ヒストグラムの重心
   値の差を用いて、最適明暗画像の濃度値ヒストグラムの
   重心偏差およびトーンカーブの膨らみ修正量との関係に
   基づいて予め設定された膨らみ修正量変換データから、
   トーンカーブの膨らみ修正量を求める手段と、 入力画像のＲ、Ｇ、Ｂについて各々のシャドー点、ハイ
   ライト点を特定するための所望の入力濃度値レベルを各
   々設定する手段と、該各々のＲ、Ｇ、Ｂ入力濃度値レベ
   ルと予め該各々のＲ、Ｇ，Ｂ入力濃度値レベルに対応し
   て設定された出力画像の各々のＲ、Ｇ、Ｂのシャドー点
   およびハイライト点の各々の出力濃度値レベルとを通
   り、該トーンカーブの膨らみ修正量を備えるように、該
   入力カラーデジタル画像を変換するためのＲ、Ｇ、Ｂ各
   々のトーンカーブを作成する手段と、該作成されたＲ、
   Ｇ、Ｂ各々のトーンカーブを用いて入力カラーデジタル
   画像を出力カラーデジタル画像に変換する手段と、 該出力カラーデジタル画像を出力する出力装置と、 を備えたことを特徴とするカラーデジタル画像の最適化
   処理装置。
10. 【請求項１０】 画像データの出力装置に固有のトーン
    カーブを予め記憶する手段と、 請求項９で求めたＲ、
    Ｇ、Ｂそれぞれのトーンカーブを、画像データの出力装
    置に固有のトーン力ーブを用いて出力装置の特性に合わ
    せて変換する手段と、を更に備えることを特徴とする請
    求項９記載のカラーデジタル画像の最適化処理装置。