JP4158332B2

JP4158332B2 - カラー画像処理装置

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Publication number: JP4158332B2
Application number: JP2000363635A
Authority: JP
Inventors: 大雪遠山; 浩之鈴木; 誠熊谷; 淳史石川
Original assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Current assignee: Konica Minolta Business Technologies Inc
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-11-29
Publication date: 2008-10-01
Anticipated expiration: 2020-11-29
Also published as: US6816613B2; JP2001292333A; US20010012399A1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力されたカラー画像データに基づき画像を再現するデジタル複写機やプリンタ等の画像形成装置、デジタルカメラのようなデジタル画像撮影装置に適用され、カラー画像データを人間の視覚特性を考慮して色補正処理するカラー画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、この種の画像処理装置においては、入力されたカラー画像を忠実に再現させるための種々の補正方法が提案されている。例えば、特開平９−２７０９３２号公報には、使用される記録媒体（用紙など）の色に応じて画像再現のマスキング係数を設定することによりカラー画像データを補正し、種々の色の用紙が使われた場合であっても、カラー画像を忠実に再現しようとするものが開示されている。また、特開平９−１０２８８２号公報には、例えばカラー印刷物とカラーモニタ画像とがある周囲光のもとで色空間上において等色が得られていても、周囲光の変化によって両カラー画像の見え方が変化してしまう課題を解決するために、周囲光の情報を検出して、それに応じて再現する色を変換する手法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したいずれの従来技術においても、人間の視覚特性を考慮して補正する技術は提案されていない。例えば、高精度なカラースキャナやカメラを用いてカラー画像データを忠実に取り込んで、周囲光や使用される用紙色に応じて補正して忠実に画像を再現したとしても、人間の視覚的に生じる色の見え方の違いは補正することができない。すなわち、画像の前景部が背景部によってその色の見え方が異なってしまうことには対応できていなかった。この色の見え方が異なってくる現象とは、一般的に対比現象と言われているもので、色相であれば前景部の色相が背景色の補色の色みを帯びて見える現象であり、明度であれば背景色が明るければ暗く見え、同様に彩度であれば背景色が鮮やかであれば前景部がくすんで見えるというものである。この色の見え方が異なってくる現象により、例えば、図１３（ａ）（ｂ）に示すように、彩やかな海の青さや草の緑の中（背景）に人（前景）が映っているような場合、人（前景）の肌が、海の青の中では黄色みを帯び、草の緑の中では赤みを帯びて見える。
【０００４】
本発明は、上記問題を解消するものであり、背景色に応じて前景色を補正することで、人間の視覚特性として背景部の画像によって生じる前景部の色みの変化（対比現象）を補正することができ、視覚的に正確な色みを再現可能とするカラー画像処理装置を提案することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、本発明は、入力されたカラー画像データを補正処理するカラー画像処理装置において、入力されたカラー画像データから前景部と背景部を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された背景部の色相を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された色相に基づいて、前景部の色相を補正する補正手段と、を備え、前記補正手段は、前景色の色相を背景色の色相の補色の方向とは反対方向に補正するものである。
【０００６】
本発明によれば、画像データから前景部と背景部を抽出し、さらに、抽出された背景部の色相を検出し、この色相に基づいて前景部の色相を補正するので、背景部の画像によって視覚的に画像の色の見え方が変化する現象が起こる場合にあっても、この現象が補正されるように色再現が行われ、色の見え方が変わらないものとなり、忠実な色みを伝達することができる。
【０００７】
また、補正手段は、前景色の色相を背景色の色差方向に補正するものとすることで、前景部は背景色の補色方向に色みを帯びてくるので、これを相殺することができる。
【０００８】
また、補正手段は、前景色と背景色の占める面積がある所定の大きさ以上のときに補正し、それ以下のときには補正しないものとすることで、人間の視覚特性に影響を与える大きさ以上の場合のみ補正することになり、不必要な補正による忠実再生の劣化を防止することができる。
【０００９】
また、上記請求項１における補正対象を色相に代えて、明度を補正することで、明度対比効果を補正することができる。また、上記請求項１における補正対象を色相に代えて、彩度を補正することで、彩度対比効果を補正することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態によるカラー画像処理装置について図面を参照して説明する。なお、図面において同一の参照符号は同一または同様なものを示す。図１は、カラーデジタル複写機の全体構成を示す。この複写機は、自動原稿送り装置１００と、画像読み取り部２００と、タンデム方式の画像形成部３００とから構成される。本複写機は、１スキャン４色同時カラー出力が可能で、通常は自動原稿送り装置１００により画像読み取り位置に搬送された原稿を画像読み取り部２００で読み取り、読み取られた画像データを画像形成部３００に転送し、画像を形成する（複写機能）。また、インターフェイス２０７により外部機器との接続が可能である。そのため、画像読み取り部２００で読み取った画像データを外部機器に出力でき（画像読み取り機能）、逆に、外部機器から受け取った画像データを画像形成部３００に送ることにより、画像を形成できる（プリンタ機能）。
【００１１】
次に、自動原稿送り装置１００について説明する。自動原稿送り装置１００は、原稿セットトレイ１０１にセットされた原稿を画像読み取り部２００の画像読み取り位置に搬送し、画像読み取り終了後に原稿排出トレイ１０３上に排出する。原稿搬送の動作は操作パネル（図示しない）からの指令に従って行い、原稿排出の動作は画像読み取り装置２００の読み取り終了信号に基づいて行う。複数枚の原稿がセットされている場合には、これらの制御信号が連続的に発生され、原稿搬送、読み取り、原稿排出の動作が効率よく行われる。
【００１２】
次に、画像読み取り部２００について説明すると、露光ランプ２０１により照射された原稿ガラス２０８上の原稿の反射光は、３枚のミラー群２０２によりレンズ２０３に導かれＣＣＤセンサ２０４に結像する。露光ランプ２０１と第１ミラーはスキャナモータ２０９により矢印の方向へ倍率に応じた速度Ｖでスキャンすることにより原稿ガラス２０８上の原稿を全面にわたって走査することができる。また、露光ランプ２０１と第１ミラーのスキャンに伴い、第２ミラーと第３ミラーは速度Ｖ／２で同方向へスキャンされる。露光ランプ２０１の位置はスキャナホームセンサ２１０とホーム位置からの移動量（モータのステップ数）により算出され、制御される。ＣＣＤセンサ２０４に入射した原稿の反射光はセンサ内で電気信号に変換され、画像処理回路２０５により電気信号のアナログ処理、Ａ／Ｄ変換、デジタル画像処理が行われた後、インターフェイス部２０７と画像形成部３００へ送られる。原稿ガラス２０８の原稿読み取り位置とは別に白色のシェーディング補正板２０９が配置されており、原稿上の画像情報の読み取りに先立ちシェーディング補正用の補正データを作成するため、シェーディング補正板２０９を読み取る。
【００１３】
次に、タンデム方式の画像形成部３００について説明する。まず、露光とイメージングについて説明する。画像読み取り部２００またはインターフェイス２０７から送られてきた画像データは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字用データに変換され、各露光ヘッドの制御部（図示せず）に送られる。各露光ヘッド制御部では送られてきた画像データの電気信号に応じてレーザーを発光させて、その光をポリゴンミラー３０１により１次元走査し、各イメージングユニット３０２ｃ、３０２ｍ、３０２ｙ、３０２ｋ内の感光体を露光する。イメージングユニット３０２ｃ、３０２ｍ、３０２ｙ、３０２ｋは、用紙搬送ベルト３０４の用紙搬送方向に沿って縦に１列に並んで配置される。各イメージングユニット内部には感光体を中心に電子写真プロセスを行うために必要なエレメントが配置されている。Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ用の各感光体が時計周りに回転することにより各画像形成プロセスが連続的に行われる。また、これらの画像形成に必要なイメージングユニットは各プロセスごとに一体化され、本体に着脱自在な構成になっている。各イメージングユニット内の感光体上の潜像は各色現像器により現像される。感光体上のトナー像は用紙搬送ベルト３０４内に上述の各感光体と対向して設置された転写チャージャ３０３ｃ、３０３ｍ、３０３ｙ、３０３ｋにより、用紙搬送ベルト３０４上の用紙に転写される。
【００１４】
次に、給紙／搬送／定着について説明する。転写される側の用紙は以下の順序で転写位置に供給されて画像をその上に形成する。給紙カセット群３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃの中には様々なサイズの用紙がセットされており、所望のサイズの用紙が各給紙カセット３１０ａ、３１０ｂ、３１０ｃに取付けられている給紙ローラー３１２により搬送路へ供給される。搬送路へ供給された用紙は搬送ローラー対３１３により用紙搬送ベルト３０４へ送られる。ここではタイミングセンサ３０６により、用紙搬送ベルト３０４上の基準マークを検出し、搬送される用紙の搬送タイミング合わせが行われる。また、イメージングユニットの最下流には、３個のレジスト補正センサ３１４が、ベルト３０４の搬送方向と垂直な方向（主走査方向に）に一列に配置されている。用紙搬送ベルト３０４上のレジストパターンを形成した際、このセンサによってＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像の主・副走査方向の色ずれ量を検出し、プリントイメージング制御部（ＰＩＣ部）での描画位置補正と画像歪み補正を行うことによって、用紙上のＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋ画像の色ずれを防止している。そして転写された用紙上のトナー像は定着ローラー対３０７により加熱され溶かされて用紙上に定着された後、排紙トレイ３１１へ排出される。
【００１５】
また、両面コピーの場合には、裏面の画像形成のため、定着ローラー対３０７により定着された用紙は用紙反転ユニット３０９により反転され、両面ユニット３０８により導かれ、両面ユニットから用紙を再給紙する。なお、用紙搬送ベルト３０４はベルト退避ローラー３０５の挙動により、Ｃ，Ｍ，Ｙ，の各イメージングユニットから退避でき、用紙搬送ベルト３０４と感光体が非接触状態にできる。そこで、モノクロ画像形成時にはＣ，Ｍ，Ｙの各イメージングユニットの駆動を停止できるため、感光体や周辺プロセスの摩擦を削減できる。
【００１６】
次に、画像読み取り部２００の信号処理について説明する。図２と図３は画像読み取り部２００における画像処理部２０５の全体ブロック図である。縮小型光学系によって原稿面からの反射光をＣＣＤセンサ２０４に結像させて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色分解情報に光電変換されたアナログ信号を得る。Ａ／Ｄ変換部４０１では、ＣＣＤセンサ２０４で光電変換された４００ｄｐｉの画像データを基準駆動パルス生成部４１１より転送されるタイミング信号によって、Ａ／Ｄ変換器を用いてＲ，Ｇ，Ｂの色情報毎に８ビット（２５６階調）のデジタルデータに変換する。シェーディング補正部４０２では、Ｒ，Ｇ，Ｂデータの主走査方向の光量ムラをなくすため、各Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に独立して、原稿読み取りに先立ってシェーディング補正用白色板２０９を読み取ったデータを内部のシェーディングメモリに基準データとして格納しておき、原稿走査時に逆数変換し、原稿情報の読み取りデータと乗算して、補正を行う。
【００１７】
ライン間補正部４０３では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各センサチップのスキャン方向の読み取り位置を合わせるためにスキャン速度（副走査倍率に依存）に応じて、内部のフィールドメモリを用いて、各色データをライン単位でディレイ制御する。光学レンズによって生じる色収差現象によって、主走査側の原稿端部側ほどＲ，Ｇ，Ｂの読み取り位相差が大きくなる。この影響によって、単なる色ずれ以外に後述するＡＣＳ判定や黒文字判別で誤判定を引き起こす。そこで色収差補正部４０４では、Ｒ，Ｇ，Ｂの位相差を彩度情報に基づいて補正する。
【００１８】
変倍、移動処理部４０５では、Ｒ，Ｇ，Ｂデータ毎に変倍用ラインメモリを２個用いて、１ライン毎に入出力を交互動作させ、そのライト・リードタイミングを独立して制御することで主走査方向の変倍・移動処理を行う。すなわち、メモリ書き込み時にデータを間引くことで縮小を行い、メモリ読み出し時にデータを水増しして拡大を行っている。この制御において、変倍率に応じて縮小側ではメモリ書き込み前に、拡大側ではメモリ読み出し後に補間処理を行い、画像欠損やガタツキを防止している。このブロック上の制御とスキャン制御を組み合わせて、拡大と縮小だけでなく、センタリング・イメージリピート・拡大連写・綴じ代縮小などを行う。
【００１９】
ヒストグラム生成部４１２および自動カラー判定（ＡＣＳ）部４１３では、原稿をコピーする動作に先立ち、予備スキャンして得られたＲ，Ｇ，Ｂデータから明度データ生成をして、そのヒストグラムをメモリ（ヒストグラムメモリ）上に作成する一方、彩度データによって１ドット毎にカラードットか否かを判定し、原稿上５１２ドット角のメッシュ毎にカラードット数をメモリ（ＡＣＳメモリ）上に作成する。この結果に基づいて、コピー下地レベル自動制御（ＡＥ処理）およびカラーコピー動作かモノクロコピー動作かの自動カラー判定（ＡＣＳ処理）をする。
【００２０】
ラインバッファ部４１４では、画像読み取り部２００で読み取ったＲ，Ｇ，Ｂデータを１ライン分記憶できるメモリを有し、Ａ／Ｄ変換部４０１でのＣＣＤセンサの自動感度補正や自動クランプ補正のための画像解析用に画像データのモニタができる。また、紙幣認識部４１５では、原稿ガラス２０８上に紙幣などの有価証券が積載されコピー動作した場合に正常なコピー画像ができないように、Ｒ，Ｇ，Ｂデータの領域切り出しを随時行い、パターンマッチングによって紙幣か否かを判断する。紙幣と判断した場合すぐに、画像読み取り部２００の読み取り動作および画像処理部２０５を制御するＣＰＵがプリントイメージング制御部側に対して黒べた塗りつぶし信号（−ＰＮＴ＝“Ｌ”）を出力して、プリントイメージング制御部側でＫデータを黒べたに切替えて正常コピーを禁止している。
【００２１】
ＨＶＣ変換部４２２では、データセレクタ４２１を介して入力されたＲ，Ｇ，Ｂデータから３＊３の行列演算によって、色相（Ｈｕｅ）、明度（Ｖａｌｕｅ）および彩度（Ｃｈｒｏｍａ）である色差信号（Ｃｒ、Ｃｂデータ）に一旦変換する。次に、ＡＥ処理部４２３で前記した下地レベル制御値に基づいてＶデータを補正し、操作パネル上で設定された彩度レベルおよび色相レベルに応じてＣｒ、Ｃｂデータの補正を行う。この後、逆ＨＶＣ変換部４２４で３＊３の逆行列演算を行い、Ｒ，Ｇ，Ｂデータに再変換する。さらに、色補正判別部４２５（詳細は図４）がＨＶＣ変換部４２２とＡＥ処理部４２３とに接続され、この色補正判別部４２５には画像メモリ４３０が接続されている。
【００２２】
ＬＯＧ補正部４３１では、各Ｒ，Ｇ，Ｂデータを濃度データ（ＤＲ，ＤＧ，ＤＢデータ）に変換後、墨抽出部４３２でＤＲ，ＤＧ，ＤＢデータの最小色レベルを原稿下色成分として検出し、同時にＲ，Ｇ，Ｂデータの最大色と最小色の階調レベル差を原稿彩度データとして検出する。ＤＲ，ＤＧ，ＤＢデータは、マスキング演算部４３３で３＊６の非線型行列演算処理がされて、プリンタのカラートナーにマッチングした色データ（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータ）に変換される。
【００２３】
下色除去・墨印刷処理部（ＵＣＲ・ＢＰ処理部）４３４では、前述した原稿下色成分（Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））に対して、原稿彩度データに応じたＵＣＲ・ＢＰ係数を算出して、乗算処理によってＵＣＲ・ＢＰ量を決定し、マスキング演算後のＣ，Ｍ，Ｙデータから下色除去量（ＵＣＲ量）を差分して、Ｃ，Ｍ，Ｙデータを算出し、ＢＰ量＝Ｋデータを算出する。また、モノクロデータ生成部４３５では、Ｒ，Ｇ，Ｂデータから明度成分を作成し、ＬＯＧ補正してブラックデータ（ＤＶデータ）として出力する。最後に色データ選択部４３６で、カラーコピー用画像であるＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータとモノクロコピー用画像であるＤＶデータ（Ｃ，Ｍ，Ｙは白）を選択する。
【００２４】
領域判別部４４１では、データセレクタ４４１を介して入力されたＲ，Ｇ，Ｂデータより最小色（Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））と最大色と最小色との差（Ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）−Ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ））を検出し、黒文字判別・色文字判別・網点判別など行う。また、黒文字判別時の文字エッジ補正を行い、判別結果とともに文字エッジ再生部４５１に転送する。同時にプリントイメージング制御部側およびプリントヘッド制御部側に対して、階調再現方法を切り替えるための属性信号を作成して転送する。
【００２５】
文字エッジ再生部４５１では、領域判別結果から、色データ選択部４３６からのＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータに対して、各判別領域に適した補正処理（エッジ強調・スムージング・文字エッジ除去）を行う。最後に、シャープネス・ガンマ・カラーバランス調整部４５２は、操作パネル上で指定されたシャープネス・カラーバランス・ガンマレベルに応じてＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータの画像補正を行い、階調再現属性信号−ＬＩＭＯＳをプリントイメージ制御インターフェイス４５３に転送する。また、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータを、データセレクタ４６１を介して画像インターフェイス部４６２へ送る。
【００２６】
階調再現属性信号−ＬＩＭＯＳについて説明すると、階調再現属性信号は、後段でのプリントイメージング制御部内の階調再現処理およびプリントヘッド制御部での階調再現周期を自動的に切り替える目的で、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの画像データとともに転送される。この信号は、エッジ処理をするべく領域（非網点領域かつ文字エッジ領域かつ文字内部側のエッジ領域）において“Ｌ”レベルとなり、解像度を優先した文字がたつきがない階調再現処理を指示する。プリントイメージング制御部での階調再現処理では、通常多値誤差拡散と呼ばれる擬似２５６階調処理を行うが、−ＬＩＭＯＳ＝“Ｌ”に相当する文字エッジ部では、単純量子化処理を行い、エッジのがたつきを防止している。
【００２７】
また、画像形成部３００のプリントヘッド制御部では、通常４５°方向のスクリーン角に設定された２ドットパルス幅変調再現を行うが、−ＬＩＭＯＳ＝“Ｌ”に相当する領域では、解像度を優先した１ドットパルス幅変調再現を行う。なお、文字エッジ部内の内側エッジに対して処理を切り替えることで、文字エッジ境界部で、プリントヘッド制御部の階調再現周期が切り替わるため、それによる濃度ジャンプ（ガンマ特性の違いによる）が目立ちにくくなる。最後に、画像インターフェイス部４６２について説明すると、外部装置と画像入出力を行う。動作は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータの同時入出力とＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋデータの面順次入出力が可能であり、外部装置側は、スキャナ機能やプリント機能としてカラー複写機を利用できる。
【００２８】
図４は上記色補正判別部４２５のブロック構成を示す。色補正判別部４２５は、入力された画像データ中のＨ，Ｖ，Ｃの各信号（各８ビット）に基づいて、ベタ画像部を判別するベタ画像判別部４２６と、ヒストグラム作成部４２７（検出手段）と、前景／背景判別部４２８（抽出手段）と、色数判別部４２９とから構成される。入力画像データは一旦、画像メモリ４３０に格納されて各種判別処理される。色補正判別部４２５での処理が終わると、色補正判別部４２５からＨＶＣ調整部４２３へ、画像データＨ，Ｖ，Ｃ及び制御データが送られる。この判別結果に基づいて、ＨＶＣ調整部４２３（補正手段）は、視覚的に生じる対比現象（色相対比、明度対比、彩度対比など）を補正するように画像データを補正する。制御データとしては、補正要否（１ビット）、前景・背景・他（２ビット）の信号が含まれる。なお、ＨＶＣ調整部４２３は、前述の色補正と上記対比現象の色補正とを処理することになる。
【００２９】
以下に、視覚的に生じる対比現象を補正する手法について説明する。補正は、基本的には、画像データから前景部と背景部を抽出し、背景部の色相、明度または彩度に基づいて、前景部の色相、明度または彩度の一つ以上を、背景色の色差などの方向に補正し、また、前景色と背景色との占める面積がある所定の大きさ以上のときに補正する。図５にＹ（黄色）とＢ（青色）の色差軸上での補正手法を示す。実際の色差がＢ０で、視覚的な色差がＢ０’であるとした時、その差ΔＢ分だけ実際の色差より視覚的な色差方向とは逆方向に補正し、出力色差Ｂ０”（補正後）を取る。
【００３０】
図６（ａ）（ｂ）（ｃ）に、ある画像についてヒストグラム作成部４２７により作成した色相、彩度、明度のヒストグラム例を示す。「ｔｈ」は、補正を行うか否かの判断基準となる「しきい値」である。Ｂ０，ＢＧ，ＧＢ，ＧＹ，Ｙ０，Ｒ０は、いずれも、しきい値を超える色相であり、後述する前景／背景判別に用いられる。
【００３１】
図７は上記補正手法の処理手順を示すフローチャートである。まず、色数を判別し（＃１）、色数がフルカラーであるしきい値ｔｈ_ＣＬを越えているかを判定し（＃２）、フルカラーであれば＃３に進み、フルカラーでなければ本処理は行わない。＃３では、ベタ画像判別を行い（この判別方法の詳細は後述）、ベタ画像部の色相、明度、彩度の各ヒストグラムを作成する（＃４）。各ヒストグラムは、２５６階調のカウント結果数を示すＨ（θ）_ＣＮＴ、Ｖ（０〜２５５）_ＣＮＴ、Ｃ（０〜２５５）_ＣＮＴで表される（ＣＮＴはカウント結果であることを示す記号として、通常のＨ，Ｖ，Ｃと区別している）。次に、各値がしきい値（ｔｈ）を越えているかを判定する（＃５、図示ではＨ（θ）についてのみ記すが、明度、色彩についても同様に行なう）。図６（ａ）の例では、Ｂ０，ＢＧ，ＧＢ，ＧＹ，Ｙ０，Ｒ０が抽出される。これがＹＥＳであって、全てのデータについて判定が終了したなら（＃６でＹＥＳ）、しきい値を越えているＨ（θ）等が複数有るかを判定し（＃７）、これがＹＥＳなら、それらが前景もしくは背景を成しているか、又は、前景、背景のいずれでもない他の領域に属するかを判定し（＃８、この判別方法の詳細は後述）、これがＹＥＳなら、色補正処理を行う（＃９）。いずれかの判定がＮＯであれば、本処理は行わない。
【００３２】
上記処理により、前景色と背景色の占める面積がある所定（任意に設定すればよい）の大きさ以上のときに補正し、それ以下のときには補正しないものとすることができ、これにより、人間の視覚特性に影響を与える大きさ以上の場合のみ補正することになり、不必要な補正による忠実再生の劣化を防止することができる。
【００３３】
上記色補正処理の各種例を図８、図９、図１１に示す。図８は色相の補正処理手順である。本処理では、まず、背景色の色相（Ｈ_Ｂ）を抽出し（＃１１）、Ｈ_Ｂの色差軸方向の補正レベルΔＨ_Ｂを抽出し（＃１２）、次いで、前景色の色相（Ｈ_Ｆ）を抽出し（＃１３）、Ｈ_Ｆ＋ΔＨ_Ｂを前景色の新たな色相Ｈ_Ｆとする（＃１４）。このような補正処理を行わなければ、前景部は視覚的に背景色の補色方向に色みを帯びてくるが（色相対比現象）、本補正処理を経て色再現を行うことで、上記現象を相殺することができ、色の見え方が変わらないものとなり、忠実な色みの伝達が可能となる。
【００３４】
図９は明度の補正処理手順を示す。本処理では、まず、背景色の明度（Ｖ_Ｂ）を抽出し（＃２１）、次いで、前景色の明度（Ｖ_Ｆ）を抽出し（＃２２）、その後、Ｖ_ＢがＶ_Ｆを越えているかを判定し（＃２３）、これがＹＥＳであれば、Ｖ_Ｆ＋ΔＶを前景色の新たな明度Ｖ_Ｆとし（＃２４）、ＮＯであれば、Ｖ_Ｆ−ΔＶを前景色の新たな明度Ｖ_Ｆとする（＃２４）。つまり、＃２４では、背景色が前景色よりも明るい場合で、前景色の明度を上げ、＃２５では背景色が前景色よりも暗い場合で、前景色の明度を下げる。
【００３５】
図１０に上記明度の補正処理の手法を示す。背景色の明度よりも前景色の実際の明度が低い場合、視覚的に見える前景色の明度は、実際の明度よりも暗くなる（明度対比現象）。そこで、この場合、補正後の前景色の出力明度は実際の前景色の明度よりも明るいものとする。このような補正を行うことで、明度対比現象を抑えることができる。逆に、背景色が前景色よりも暗い場合、前景色が視覚的に実際の明るさよりも明るく見えるので、この場合は、前景色の出力明度は実際の明度よりも暗いものとする。
【００３６】
図１１は彩度の補正処理手順を示す。本処理では、まず、背景色の彩度（Ｃ_Ｂ）を抽出し（＃３１）、次いで、前景色の彩度（Ｃ_Ｆ）を抽出し（＃３２）、その後、Ｃ_ＢがＣ_Ｆを越えているかを判定し（＃３３）、これがＹＥＳであれば、Ｃ_Ｆ＋ΔＣを前景色の新たな彩度Ｃ_Ｆとし（＃３４）、ＮＯであれば、Ｃ_Ｆ−ΔＣを前景色の新たな彩度Ｃ_Ｆとする（＃３５）。つまり、＃３４では、背景色が前景色よりも彩度が高い場合で、前景色の彩度を上げ、＃３５では背景色が前景色よりも彩度が低い場合で、前景色の彩度を下げる。
【００３７】
図１２に上記彩度の補正処理の手法を示す。背景色の彩度よりも実際の前景色の彩度が低い場合、視覚的に見える彩度は、実際の彩度よりも低くなる（彩度対比現象）。そこで、補正後の前景色の出力彩度は実際の前景色の彩度よりも高いものとする。このような補正を行うことで、彩度対比現象を抑えることができる。逆に、背景色の彩度が前景色よりも低い場合、前景色が視覚的に実際の彩度よりも高く見えるので、この場合は、前景色の出力彩度は実際の彩度よりも低いものとする。
【００３８】
以上のように、背景色の色みに応じて前景色の色みを補正することにより、例えば、前述した図１３（ａ）（ｂ）に示すような場合、人（前景）の肌が、海の青（背景）の中で黄色みを帯びて見えることが抑制され、また、草の緑（背景）の中で赤みを帯びて見えることが抑制され、正確な色みの伝達が可能となる。なお、上記では、各種の色補正処理を挙げたが、それら全ての処理を併せて行う必要はなく、画像の状況に応じて適宜に少なくとも１つ以上の補正を行えばよい。
【００３９】
次に、図１４及び図１５を参照して前景／背景の判別方法を説明する。前述の図６で作成された色相ヒストグラムから、しきい値ｔｈ以上の色相を抽出し（＃４１）、その各色相について、図１４に示した画像のＸ方向及びＹ方向に頻度ヒストグラムをそれぞれ作成する（＃４２）。この頻度ヒストグラムより、Ｘ方向及びＹ方向での分布のアドレスを抽出し（＃４３）、最大／最小アドレスを抽出する（＃４４）。これにより、画像内における各色相の分布を把握することができる。ここに、最大／最小アドレスが同一色相であれば、それを背景画像とし（＃４５，＃４６）、最大／最小アドレスに包含される色相があれば、それを前景画像とする（＃４７，＃４８）。この前景画像を色補正する（＃４９）。図１４では、色相ＧＹ，Ｂ０について頻度ヒストグラムを作成した例を示す。色相ＧＹは、Ｘ０´〜Ｘ１´、Ｙ０´〜Ｙ１´の位置に分布し、色相Ｂ０は、Ｘ０〜Ｘ１、Ｙ０〜Ｙ１の位置に分布している。これらから外側に分布している色相Ｂ０を背景画像、内側に分布している色相ＧＹを前景画像とすることができる。
【００４０】
次に、ベタ画像判別方法を示す。ベタ画像判別は、所定の色相の頻度ヒストグラムにおいて、或るしきい値以上の色相の画像が所定画素数以上連続している領域を抽出することにより行なうことができる。図１６は或る色相の頻度ヒストグラムを示す。頻度がしきい値を越えているアドレスＸ０〜Ｘ１の範囲がベタ部、それ以外が非ベタ部である。なお、色相が同じでも、明度／彩度が大きく異なると、ベタとは言えないので、明度／彩度についてもヒストグラムを作成し、同じ位置において頻度がしきい値以上であればベタと判断すればよい。
【００４１】
上述実施形態では、本発明をカラーのデジタル複写機及びプリンタ等の画像形成装置に適用した場合を示したが、デジタルカメラの表示部やデジタルカメラの画像を表示する装置にも適用可能である。図１７は、本発明の他の実施形態によるデジタルカメラの画像表示システムの全体構成を示す。デジタルカメラ1は、ＬＣＤ表示装置1000と、プリンタ2000とに接続されている。ＬＣＤ表示装置1000には、撮影待機状態においてはデジタルカメラ1の撮像部により1／30秒毎に撮像された画像が表示され、再生モードにおいてはメモリカードから読み出された撮影済み画像を表示することが可能である。
【００４２】
図１８はデジタルカメラ1とＬＣＤ表示装置1000のブロック構成を示す。撮像部の構成要素であるＣＣＤカラーエリアセンサ５０３（以下、センサという）は、撮影レンズ５０１により結像された被写体の撮像を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画素信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力する。
【００４３】
上記デジタルカメラ1は絞りが固定絞りとなっているので、撮像部における露出制御はセンサ５０３の露光量、すなわち、シャッタスピードに相当するセンサ５０３の電荷蓄積時間を調節することにより行われる。被写体輝度が低輝度のときに適切なシャッタスピードが設定できない場合は、センサ５０３から出力される画像信号のレベル調整を行うことにより露光不足による不適正露出が補正される。すなわち、低輝度時は、シャッタスピードとゲイン調整とを組み合わせて露出制御が行われる。画像信号のレベル調整は、信号処理回路５０４内のＡＧＣ回路のゲイン調整において行われる。
【００４４】
タイミングジェネレータ５１４は、タイミング制御回路５０２から送信される基準クロックに基づき、上記センサ５０３の駆動制御信号を生成するものである。上記タイミングジェネレータ５１４は、積分開始／終了（露出開始／終了）のタイミング信号、各画素の受光信号の読出し制御信号（水平同期信号、垂直同期信号、転送信号等）等のクロック信号を生成し、センサ５０３に出力する。
【００４５】
信号処理回路５０４は、センサ５０３から出力される画像信号（アナログ信号）に所定のアナログ信号処理を施すものである。信号処理回路５０４は、ＣＤＳ（相関二重サンプリング）回路とＡＧＣ（オートマチック・ゲイン・コントロール）回路とを有し、上記ＣＤＳ回路により画像信号のノイズの低減を行い、上記ＡＧＣ回路のゲインを調整することにより画像信号のレベル調整を行う。
【００４６】
調光回路５１５は、フラッシュ撮影における内蔵フラッシュ５１８の発光量を全体制御部５１１により設定された所定の発光量に制御するものである。フラッシュ撮影においては、露出開始と同時に被写体からのフラッシュ光の反射光が調光センサ５１６により受光され、上記発光量が所定の発光量に達すると、調光回路５１５から全体制御部５１１内に設けられたＦＬ制御回路に発光停止信号が出力される。ＦＬ制御回路は、この発光停止信号に応答して内蔵フラッシュ５１８の発光を強制的に停止し、これにより内蔵フラッシュ５１８の発光量が所定の発光量に制御される。
【００４７】
カメラ本体部内において、Ａ／Ｄ変換器５０５は、画像信号の各画素信号を１０ビットのデジタル信号に変換するものである。Ａ／Ｄ変換器５０５は、図示しないＡ／Ｄクロック発生回路から入力されるＡ／Ｄ変換用のクロックに基づいて各画素信号（アナログ信号）を１０ビットのデジタル信号に変換する。タイミング制御回路５０２は、全体制御部５１１により制御され、基準クロックを生成するとともに、タイミングジェネレータ５１４、Ａ／Ｄ変換器５０５に対するクロックを生成する。
【００４８】
黒レベル補正回路５０６は、Ａ／Ｄ変換された画素信号（以下、画素データという）の黒レベルを基準の黒レベルに補正するものである。また、ＷＢ回路５０７は、γ補正後にホワイトバランスも合わせて調整されるように、Ｒ，Ｂ，Ｇの各色成分の画素データのレベル変換を行うものである。ＷＢ回路５０７は、全体制御部５１１から入力されるレベル変換テーブルを用いてＲ，Ｇ，Ｂの各色成分の画素データのレベルを変換する。なお、レベル変換テーブルの各色成分の変換係数（特性の傾き）は全体制御部５１１により撮影画像毎に設定される。
【００４９】
γ補正回路５０８は、画素データのγ特性を補正するものであり、γ特性の異なる例えば6種類のγ補正テーブルを有し、撮影シーンや撮影条件に応じて所定のγ補正テーブルにより画素データのγ補正を行う。画像メモリ５０９は、γ補正回路５０８から出力される画素データを記憶するメモリである。画像メモリ５０９は、1フレーム分の記憶容量、すなわち、センサ５０３がｎ行×ｍ列の画素を有している場合、ｎ×ｍ画素分の画素データの記憶容量を有し、各画素データが対応する画素位置に記憶されるようになっている。
【００５０】
ＶＲＡＭ５１０は、デジタルカメラ1に備えられたＬＣＤ表示部１０に再生表示される画像データのバッファメモリである。ＶＲＡＭ５１０は、表示部１０の画素数に対応した画像データの記憶容量を有している。
【００５１】
撮影待機状態においては、撮像部により１／３０（秒）毎に撮像された画像の各画素データがＡ／Ｄ変換器５０４乃至γ補正回路５０８により所定の信号処理を施された後、画像メモリ５０９に記憶されるとともに、全体制御部５１１を介してＶＲＡＭ５１０に転送され、表示部１０に表示される。なお、表示部１０の画素数は、３２０×２４０ピクセルであるが、ＶＲＡＭ自身は９００ＫＢ、すなわち、６４０×４８０×２４ビットの容量があり、表示部１０で表示する際に、１／２に縮小するようにしている。
【００５２】
これにより、撮影者は、表示部１０に表示された画像により被写体像を視認することができる。また、再生モードにおいては、メモリカード２０から読み出された画像が全体制御部５１１で所定の信号処理が施された後、ＶＲＡＭ５１０に転送され、ＶＲＡＭ５１０を介して表示部１０に再生表示される。
【００５３】
デジタルカメラ1には、ＶＧＡサイズ（６４０×４８０ピクセル）の感圧式のタッチパネルを有するＬＣＤ表示装置1000がデジタルカメラ1の外部に接続可能である。これを接続した場合には、撮影モードにおいては、ＶＲＡＭ５１０に転送されたデータが上記ＬＣＤ表示装置1000にも表示される。また、再生モードでは、メモリカード２０から読み出された画像データが全体制御部５１１で所定の信号処理を受けた後，ＶＲＡＭ５１０に転送され、ＶＲＡＭ５１０を介して画像が表示部１０及びＬＣＤ表示装置1000に表示される。
【００５４】
カードＩ／Ｆ５１２は、メモリカード２０への画像データの書込み及び読出しを行なうためのインタフェースである。また、通信用Ｉ／Ｆ５１３は、パーソナルコンピュータ３０を通信可能に外部接続するための、例えば、ＵＳＢ規格に準拠したインタフェースである。フラッシュ制御回路５１７は内蔵フラッシュ５１８の発光を制御する回路である。ＲＴＣ５１９は時計回路であり、操作部５２０はシャッタボタンを含む各種スイッチを備え、全体制御部５１１に操作指示を与える。
【００５５】
デジタルカメラに設けられたＬＣＤ表示部１０、ＬＣＤ表示装置1000は、それぞれ画像データ変換・補正部１０ａ，1000ａとＬＣＤ駆動部１０ｂ，1000ｂとを備える。これらの画像データ変換・補正部１０ａ，1000ａは、上述の図４に示した例と同様であって、図１９に示すように、ＨＶＣ変換部４２２、色補正判別部４２５（抽出手段、検出手段）、ＨＶＣ調整部４２３（補正手段）、逆ＨＶＣ変換部４２４の回路機能を有する。これにより、上述の実施形態と同等の色補正が行なえる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態によるカラーデジタル複写機の全体構成図。
【図２】画像読み取り部における画像処理部の全体ブロック図。
【図３】画像読み取り部における画像処理部の全体ブロック図。
【図４】色補正判別部のブロック構成図。
【図５】ＹとＢの色差軸上での補正手法を説明する図。
【図６】（ａ）（ｂ）（ｃ）はある画像について作成した色相、彩度、明度のヒストグラム例を示す図。
【図７】補正手法の処理手順を示すフローチャート。
【図８】色相の補正処理手順のフローチャート。
【図９】明度の補正処理手順のフローチャート。
【図１０】明度の補正処理の手法を示す図。
【図１１】彩度の補正処理手順のフローチャート。
【図１２】彩度の補正処理の手法を示す図。
【図１３】（ａ）は海の青さの中（背景）に人（前景）が映っている場合を示す図、（ｂ）は草の緑の中（背景）に人（前景）が映っている場合を示す図。
【図１４】前景／背景を判別する方法を説明する図。
【図１５】前景／背景判別処理手順を示すフローチャート。
【図１６】ベタ画像を判別する方法を説明する図。
【図１７】本発明の他の実施形態によるデジタルカメラの画像表示システムの全体構成図。
【図１８】同システムの部分ブロック図。
【図１９】色補正判別部のブロック構成図。
【符号の説明】
４２３ＨＶＣ調整部（補正手段）
４２５色補正判別部
４２６ベタ画像判別部
４２７ヒストグラム作成部（検出手段）
４２８前景／背景判別部（抽出手段）
４３６色データ選択部

Claims

入力されたカラー画像データを補正処理するカラー画像処理装置において、入力されたカラー画像データから前景部と背景部を抽出する抽出手段と、前記抽出手段により抽出された背景部の色相を検出する検出手段と、前記検出手段により検出された色相に基づいて、前景部の色相を補正する補正手段とを備え、
前記補正手段は、前景色の色相を背景色の色相の補色の方向とは反対方向に補正することを特徴とするカラー画像処理装置。
前記補正手段は、前景色と背景色の占める面積がある所定の大きさ以上のときに補正し、それ以下のときには補正しないことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像処理装置。