圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理程序的製作方法

2023-06-09 18:32:11

專利名稱：圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理程序的製作方法
技術領域：
本發明涉及在彩色印表機、彩色複印機、彩色電視機、數字靜態照像機等的處理彩色圖象的設備和系統中，將彩色圖象內的顏色調整到所要的顏色的圖象處理方法，圖象處理裝置和圖象處理程序。
背景技術：
近年來，隨著數字靜態照像機和噴墨印表機等的普及，個人處理彩色圖象的情形正在增多。這時，受到照明條件和設備特有的性能等的影響，用數字靜態照像機等取入的圖象成為與操作者的意圖不同的彩色圖象。這時，通過調整彩色圖象的顏色，能夠改變到令人喜歡的顏色，但是如何調整圖象的調整參數(亮度和彩色度等)成為令人喜歡的顏色一般都是不知道的。例如，當用數字靜態照像機拍攝的圖象的肌膚顏色不好時，如何調整色相、彩色度、亮度(濃度)、RGB的比例等，成為令人喜歡的顏色，一般操作者不知道的情形是很多的。又，即便能夠很好地調整肌膚顏色，也由於這種弊病使周圍的顏色發生變化。
圖42是已有的圖象處理方法的第1說明圖。該方法是能夠自動地校正肌膚顏色等特定的想要校正的顏色，而完全不影響其它顏色的方法。所以，操作者不用操作不習慣的調整參數就能夠變換到令人喜歡的顏色。在圖42中，Q是所要的色度值，P是輸入的色度值，L1、L2是預先決定的閾值。令從所要的色度值Q到色度值P的距離為L(請參照專利文獻1)。
圖43是已有的圖象處理方法的第2說明圖。為了使說明簡單起見，使第1說明圖的所要的色度值Q處於原點。當距離L在閾值L1以下時，將輸入色度值P置換成所要的色度值Q(原點)。又，當距離L在閾值L2以上時，保持輸入色度值P不變。當距離L為L1＜L＜L2時，使輸入色度值P與距離L相應地接近所要的色度值Q(原點)(P′)。
日本特開平5-276527號專利公報(第2～3頁、第1圖、第2圖)發明內容但是，在揭示的方法中，通過將閾值L1以下的色度值完全置換成所要的色度值Q，輸出的圖象的顏色均勻容易變得不自然。又，自然的顏色，其色度值不是恆定的而隨著亮度變化。例如，自然的綠存在著當明亮時接近黃色，當暗淡時接近藍色的傾向。如果反著說，則黃色的葉子亮度容易顯得高，藍綠色的葉子亮度容易顯得低。又，即便在等色色空間中，想要變化的顏色範圍也很少能夠用圓表示，當只單純地進行距離比較接近所要的色度值Q時，存在著輸出圖象變得不自然的情形。
本發明為了解決上述課題採用下列的方法。
首先，本發明的圖象處理方法，在由1個亮度值和2個色度值表現的3維色立體內設定目標色度值線，用輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值和目標色度值線求得目標色度值，使彩色圖象信號的輸入色度值接近目標色度值。
因此，因為用輸入亮度值改變目標色度值，所以難以成為均勻的顏色，能夠得到自然的圖象。
在這種方法中，如果在求目標色度值前顯示目標色度值線上的顏色，則操作者能夠確認它，能夠在處理前決定是否進行色調整。從而，即便不作無用的列印也能夠得到好的結果。進一步，這時，也可以用多個亮度值、和從多個亮度值與目標色度值線求得的多個色度值顯示生成的目標彩色圖象數據。
又，通過選擇設定在色立體內的目標色度值面的目標色度值線，能夠得到操作者喜歡的圖象。
此外，代替目標色度值線，也可以用目標色度值的集合，代替目標色度值面，也可以用目標色度值線的集合。
又，當使輸入色度值接近目標色度值時，也可以合成在將目標色度值作為一點的色度平面上的多個三角形區域，生成調整色度區域，從連接目標色度值和輸入色度值的直線與連接調整色度區域的周圍三角形的頂點的各直線的交點的色度值和目標色度值求得多個輸入色度值的內分比，從多個內分比選擇1個內分比，用選出的內分比，使輸入色度值接近目標色度值。因此，能夠設定不能用圓和簡單圖形設定的形狀的調整色度區域，也可以進行高速的色調整的計算。這時，當調整色度區域是凸區域時容易計算，色的連續性也很好。又，也可以使調整色度區域根據亮度值而變化。
當從多個內分比選擇1個內分比時，也可以從多個內分比求得最小的內分比，比較最小的內分比和第1閾值，選擇最小的內分比和第1閾值中大的一方，或者也可以從多個內分比求得最小的內分比，當上述最小的內分比第1閾值小時，選擇第1閾值，當上述最小的內分比比第2閾值大時，選擇第2閾值，當最小的內分比在第1閾值以上第2閾值以下時，選擇最小的內分比。
又，也可以根據特定的圖象色信息設置多條目標色度值線。
又，使彩色圖象信號的輸入色度值接近目標色度值的調整色度值能夠用在作為色調整範圍的調整色度區域、目標色度值、和彩色圖象信號的輸入色度值，以及隨著從預定的亮度值範圍離開而變小的第1增益和彩色圖象信號越接近無彩色而變得越小的第2增益中的至少一方生成。
因此，使目標色度值根據亮度值進行變化，能夠防止輸出的圖象的顏色均勻而不自然，進一步因為從輸入亮度值生成第1增益，抑制對不必要的亮度值進行色調整，所以能夠防止由色調整引起的圖象質量的惡化，得到高的圖象質量。
又，通過用第2增益修正色調整係數，能夠抑制在由於色調整產生的不在意的無彩色附近部分的色變化，從而能夠得到高的圖象質量。
進一步，通過不僅控制第1增益而且控制第2增益，能夠進行更細緻的增益調整。例如，因為用第2增益修正色調整係數，所以也能夠使由第1增益引起的修正量比只用第1增益時的少。
又，從別的觀點來看，本發明也能夠提供以下的裝置。
該圖象處理裝置備有在用1個亮度值和2個色度值表現的3維色立體內設定目標色度值線，用輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值和上述目標色度值線求得目標色度值的目標色度值發生裝置、產生用於從上述目標色度值發生裝置輸出的目標色度值進行色調整的色調整係數的色調整係數發生裝置、和用上述色調整係數使上述彩色圖象信號的輸入色度值接近上述目標色度值的色調整裝置。
進一步，從別的觀點來看，本發明也能夠提供為了在計算機中實施上述圖象處理方法的程序。
在本發明中，使目標色度值根據亮度值進行變化，能夠防止輸出的圖象的顏色均勻而不自然。可以形成比目標色度值固定的情形更自然的圖象，使進行色校正並輸出的圖象顏色更自然。


圖1是表示本發明的實施形態1中的圖象處理裝置的方框圖。
圖2是表示目標色度值曲線的說明圖。
圖3是表示2維平面中拍攝的目標色度值曲線的說明圖。
圖4是表示合成三角形區域的調整色度區域的說明圖。
圖5是表示連接輸入色度值和目標色度值的直線與連接調整色度區域的的各頂點的直線的交點的說明圖。
圖6是表示三角形區域的說明圖。
圖7是表示色調整係數發生裝置的一個例子的第1色調整係數發生電路的方框圖。
圖8是表示作為內分比計算係數發生裝置的一個例子的內分比計算係數發生電路的方框圖。
圖9是表示作為內分比計算裝置的一個例子的內分比計算電路的方框圖。
圖10是表示作為內分比選擇裝置的一個例子的第1內分比選擇電路的方框圖。
圖11是作為內分比選擇裝置的另一個例子的第2內分比選擇電路的方框圖。
圖12是表示作為色調整係數發生裝置的另一個例子的第2色調整係數發生裝置的方框圖。
圖13是表示作為色調整裝置的一個例子的色調整電路的方框圖。
圖14是表示本發明的實施形態2中的圖象處理裝置的方框圖。
圖15是表示作為目標顯示方法的一個例子的目標顯示裝置的說明圖。
圖16是表示本發明的實施形態3中的圖象處理裝置的方框圖。
圖17是表示目標色度值曲面的說明圖。
圖18是表示在2維平面上拍攝的2個目標色度值曲線的說明圖。
圖19是表示在2維平面上拍攝的目標色度值曲線的選擇方法的說明圖。
圖20是表示作為目標色度值曲線選擇方法的一個例子的目標色度值曲線選擇裝置的說明圖。
圖21是表示本發明的實施形態4中的圖象處理裝置的方框圖。
圖22是表示為了用軟體實現本發明的圖象處理技術的CPU系統的方框圖。
圖23是表示本發明的實施形態5中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖24是表示色調整係數生成步驟的操作程序圖。
圖25是表示本發明的實施形態6中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖26是表示本發明的實施形態7中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖27是表示本發明的實施形態8中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖28是第1增益的說明圖。
圖29是表示本發明的實施形態9中的圖象處理驟裝置的方框圖。
圖30是作為第1增益生成裝置的實施例的第1增益生成電路和作為第1色調整係數修正裝置的實施例的第1色調整係數修正電路的方框圖。
圖31是作為色調整裝置的實施例的色調整電路的方框圖。
圖32是本發明的實施形態10中的圖象處理裝置的方框圖。
圖33是第2增益的說明圖。
圖34是第2增益變動的說明圖。
圖35是作為第2增益生成裝置的實施例的第2增益生成電路和作為第2色調整係數修正裝置的實施例的第2色調整係數修正電路的方框圖。
圖36是本發明的實施形態11中的圖象處理裝置的方框圖。
圖37是作為第2增益生成裝置的實施例的別的第2增益生成電路的方框圖。
圖38是作為第3色調整係數修正裝置的實施形態的第3色調整係數修正電路的方框圖。
圖39是本發明的實施形態12中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖40是本發明的實施形態13中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖41是本發明的實施形態14中的圖象處理用程序的操作程序圖。
圖42是已有的圖象處理方法的第1說明圖。
圖43是已有的圖象處理方法的第2說明圖。
標號說明1色調整裝置2目標色度值曲線發生裝置3目標色度值發生裝置4色調整係數發生裝置5第1增益生成裝置6第1色調整係數修正裝置28目標色度值曲線35調整色度區域236目標色度值顯示裝置272目標色度值曲面發生裝置275目標色度值曲線選擇裝置411第2增益生成裝置412第2色調整係數修正裝置478第3色調整係數修正裝置具體實施方式
下面，我們用圖說明本發明的實施形態。
(實施形態1)圖1是本發明的實施形態1中的圖象處理裝置的方框圖。在說明該方框圖前，我們先用圖2到圖6說明本實施形態中的圖象處理方法。圖2是目標色度值曲線的說明圖。能夠將輸入的彩色圖象信號映射到3維色空間。在圖2中在軸21為亮度L、軸22為色度CR、軸23為色度CB的3維色空間中進行表現。此外，也可以將亮度L作為NTSC信號的亮度Y，將色度CR作為色差R-Y，將色度CB作為色差B-Y，也可以用等色色空間的各要素。當作為彩色圖象信號輸入RGB信號時，最好用一般熟知的公式變換成亮度和色度的值。在圖2中目標色度值曲線28是連接點24(記號O)、點25(記號A)、點26(記號B)、點27(記號Z)的曲線。此外，通過用直線(線段)連接各點之間使計算變得容易。
在本實施形態中，目標色度值曲線對於各亮度值取1個目標色度值。此外，也可以根據要進行色調整的要素設置多條目標色度值曲線。例如，也可以設置用於肌膚顏色的目標色度值曲線、用於天空顏色的目標色度值曲線、用於草木顏色的目標色度值曲線的這樣3條曲線。這對於以後的實施形態也是一樣的。
在色度CR、CB的2維平面(色度面)中表示目標色度值曲線28的圖如圖3所示。因為在平面上表示對於全部的亮度值的色度值，所以成為用直線連接的形狀。當用特定的亮度值切取3維空間時，用色度平面上的1點表示目標色度值。當令點25(記號A)的亮度值為La、色度值為CRa、CBa時，亮度值La時的目標色度值成為點25的色度值CRa、CBa。此外，在圖3中，將平面上的例如點25的坐標表示為A(La，CRa，CBa)。同樣亮度值Lb時的目標色度值成為點26(記號B)的色度值CRb、CBb。又，比亮度值La大比亮度值Lb小時的目標色度值成為線段AB上的色度值。
這裡，我們考慮輸入的彩色圖象的1個象素X(Lx，CRx，CBx)的亮度值Lx為Ls的情形(Lx＝Ls)(X在圖中未畫出)。
如圖3所示，目標色度值成為亮度值Ls時的目標色度值線上的點29(記號S)的亮度值CRs、CBs。在線段AB上的目標色度值CRs能夠用點A、點B的值由下列(公式1)表示，又目標色度值CBs能夠由下列(公式2)表示。
CRs=CRa+CRb-CRaLb-La(Ls-La)]]> CBs=CBa+CBb-CBaLb-La(Ls-La)]]>這樣與亮度值相應地給出目標色度值。
其次，我們說明使輸入的彩色圖象的1個象素X(Lx，CRx，CBx)接近它的目標色度值CRs、CBs方法。此外，在以後的說明中也用集合2個色度值的1個記號的表現。例如，CRs、CBs的情形表示Cs。所以，象素X也能夠表示為X(Lx，Cx)。
當色度值Cx接近目標色度值Cs時，也可以用Cs和Cx之間的色度的2維平面內的距離，但是這時，將要調整的色範圍限定於圓或單純的矩形區域。
因此，在本實施形態中通過用多個三角形區域構成調整色度區域，即便要調整的色範圍在複雜的區域內也能夠高速地計算出來。下面，我們說明這種方法。
圖4是合成三角形區域的調整色度區域的說明圖。本實施例中的調整色度區域C0C1C2C3是合成三角形區域31～34的區域。在該圖中，只調整色度區域35內的色度接近目標色度值Cs。此外，在本實施形態中，作為調整色度區域構成合成4個三角形區域的四角形區域，但是合成的三角形區域不限定於4個，如果是3個以上的三角形區域則也可以是任意多個。又調整色度區域能夠使凸區域保持色的連續性。
當輸入的色圖象的1個象素的色度值Cx(以後，稱為輸入色度值)接近目標色度值Cs時，在連接輸入色度值和目標色度值的直線與連接作為調整色度區域的周圍的邊的三角形的各頂點的直線的交點的色度值和目標色度值的線段上，調查輸入色度值的內分比。將該內分比用於評價輸入色度值對於目標色度值和調整色度區域的境界的位置關係。在由4個三角形區域構成的調整色度區域中，一般能夠求得4個內分比。從中選擇適當的內分比。
圖5是連接輸入色度值和目標色度值的直線與連接調整色度區域的周圍三角形的各頂點的直線的交點的說明圖。連接輸入色度值Cx和目標色度值Cs的直線42與連接調整色度區域的周圍三角形的頂點C0C1的直線43相交於交點44。所以，能夠計算輸入色度值Cx是以什麼樣的比例內分連接目標色度值Cs和交點44的線段。同樣，能夠求得與直線C1C2的交點46、與直線C2C3的交點48、與直線C3C0的交點50。此外，當令輸入色度值Cx是交點44時內分比為「0」、輸入色度值Cx是目標色度值Cs時內分比為「1」時，當輸入色度值Cx為交點46和交點48時內分比成為比1大的值。
又，從Cs接近Cx的交點，當調整色度區域為凸區域時，除了與直線C0C1的交點外還存在著與其它直線的交點。因此，不在直線C0C1上的其它交點的內分比變得比直線C0C1的交點44時的內分比大。所以，最小的內分比成為求得的內分比。
其次，考慮輸入色度值處於調整色度區域外的情形(圖5的點51的情形)。
這時，與點36的情形相同交點46、48成為比1大的值。交點50的情形成為正的值，但是交點44的情形成為負的值。即，當輸入色度值處於調整色度區域外時發生內分比為負的情形。所以，當最小內分比為負時最好不進行色調整。
圖6是三角形區域的說明圖。我們用圖6說明求內分比Ki(x)的方法。這裡，i表示調整色度區域的周圍三角形的各頂點的號碼。輸入色度值Cx36的內分比Ki(x)能夠用下列(公式3)求得。
Ki(x)=(CBi+1-CBi)CRx+(CRi-CRi+1)CBx+CRi+1CBi-CRiCBi+1(CRi-CRi+1)CBs+(CRi+1-CRs))CBi+(CRs-CRi)CBi+1]]>色度CRi、CBi是頂點61的色度值Ci，色度CRi+1、CBi+1是頂點62的色度值Ci+1。又CRs、CBs是目標色度值Cs29，CRx、CBx是輸入色度值Cx36。
這裡要注意的點除了輸入色度值Cx36以外以預定間隔表示亮度值時能夠預先求得。例如，當以整數值(0～255)表示亮度值時，Cs是256個模式的數據，又作為三角形區域的頂點的色度值Ci，Ci+1也成為固定值或根據亮度值變化的預定數的模式的某一個值。所以，可以說分子的CRx項的係數除以分母得到的值也具有預定數的模式的值，分子的CBx項的係數除以分母得到的值也一樣，分子的餘下項除以分母得到的值也是同樣的。即，如果預先求得根據亮度值變化的這些值，則能夠通過2次乘法和2次加法高速地求得內分比Ki(x)。
在調整色度區域內的全部三角形區域中求得內分比Ki(x)，接著求得最小的Kmin(x)。比較求得的最小內分比和預定的閾值Kth1，當比Kth1小時使內分比變更到Kth1。作為Kth1的值例如是值「0」。預定的閾值Kth1用於限制調整色度區域內外的色調整，特別是也能夠改變是完全不改變還是少量改變調整色度區域外。
以上的內分比選擇式如下面的(公式4)所示。
Km(x)＝max(Kth1，min(K0(x)，K1(x)，...，Kn-1(x)))[公式5]Km(x)＝min(Kth2，max(Kth1，min(K0(x)，K1(x)，...，Kn-1(x))))又，也可以原封不動地用求得的內分比，但是進一步與預定的閾值Kth2比較，當比Kth2大時將內分比置換成Kth2。作為Kth2，例如為值「0.6」。這時的選擇式能夠如(公式5)所示。預定的閾值Kth2起著抑制當目標色度值附近的輸入色度值接近目標色度值時的變化的作用。
這裡n是調整色度區域中的三角形區域的數目。Km(x)是求得的內分比。
這樣如果用三角形區域合成調整色度區域，求得與各三角形區域對應的內分比，則調整色度區域不是圓和單純的矩形區域，並且能夠簡單地確定輸入色度值相對於目標色度值和調整色度區域的境界的位置關係。
用該內分比Km(x)從輸入色度值Cx求得輸出色度值Cx′63。下面表示用於求CR′x、CB′x的公式的一個例子。CR′x＝Km(x)×CRs+(1-Km(x))×CRx[公式7] CB′x＝Km(x)×CBs+(1-Km(x))×CBx按照這些公式，當輸入色度值Cx處於目標色度值Cs和調整色度區域的境界的中間時，與輸入色度值Cx比較輸出色度值Cx′接近大的目標色度值Cs，當輸入色度值Cx處於目標色度值Cs和調整色度區域的境界近旁時，與輸入色度值Cx沒有什麼變化。因此，不會損害顏色的自然性。
此外，使預定的閾值Kth1、Kth2為固定值，但是也可以根據亮度值和要變化的顏色(目標色度值)使它們變化。
用硬體實現以上的圖象處理方法的是圖1所示的圖象處理裝置。該圖象處理裝置備有色調整裝置1、目標色度值曲線發生裝置2、目標色度值發生裝置3和色調整係數發生裝置4。
從目標色度值曲線發生裝置2輸出目標色度值曲線信息16。目標色度值發生裝置3用目標色度值曲線信息16和輸入亮度值13輸出目標色度值17、18。色調整係數發生裝置4生成用於用目標色度值17、18和輸入色度值11、12進行色調整的色調整係數19。這裡，最好用內分比作為色調整係數19。此外，生成色調整係數時也可以進一步用亮度值13。色調整裝置1用色調整係數19和目標色度值17、18，調整輸入色度值11、12的值，輸出輸出色度值14、15。
最好目標色度值發生裝置3用查找表(或計算)，輸入亮度值13，生成色度值17、18。在從上述圖象處理方法的說明中的輸入亮度值Lx求得目標色度值Cs(CRs、CBs)的方法中如果用合成多條直線的結果作為目標色度值曲線，則能夠從直線方程容易地求得目標色度值Cs。
圖7是作為色調整係數發生裝置4的一個例子的第1色調整係數發生電路的方框圖。第1色調整係數發生電路備有內分比計算係數發生裝置71、內分比計算裝置72和內分比選擇裝置73。將從目標色度值發生裝置3輸出的目標色度值17、18輸入到內分比計算係數發生裝置71。內分比計算係數發生裝置71用目標色度值17、18和作為調整色度區域周圍的頂點的三角形區域的頂點的色度值，產生用於計算內分比的係數。對多個三角形區域中的每一個求得內分比計算係數。此外，也可以根據亮度值13改變用於計算內分比的調整色度區域。內分比計算裝置72用從內分比計算係數發生裝置71輸出的多個內分比計算係數81和輸入色度值11、12求得各三角形區域中的多個內分比82。內分比選擇裝置73用從內分比計算裝置72輸出的多個內分比82和閾值選擇內分比19。
圖8是作為圖7所示的內分比計算係數發生裝置71的一個例子的內分比計算係數發生電路的方框圖。內分比計算係數發生電路備有減法器91～95、加法器96、乘法器97～101和除法器102～104。內分比計算係數發生電路是求得在上述圖象處理方法中說明的(公式3)的分子的第1項的CRx的係數除以分母得到的值81Ai、分子的第2項的CBx的係數除以分母得到的值81Bi、和分子的餘下項除以分母得到的值81Ci的電路。
用減法器92從三角形區域的頂點i的色度值CRi(信號線110)減去別的頂點i+1的色度值CRi+1(信號線111)，將計算結果輸出到信號線115，用乘法器99將其與從目標色度值發生裝置3輸出的信號線18的目標色度值CBs相乘。得到的信號線120的值是(公式3)的分母的第1項的值。同樣，用減法器93從信號線111的色度值CRi+1減去從目標色度值發生裝置3輸出的信號線17的目標色度值CRs，用乘法器100使計算結果(信號線116)與信號線112的三角形區域的頂點i的色度值CBi相乘。得到的信號線121的值是(公式3)的分母的第2項。又，用減法器91從目標色度值CRs(信號線17)減去信號線110的色度值CRi，用乘法器101使計算結果(信號線1 14)與信號線113的三角形區域的頂點i+1的色度值CBi+1相乘。得到的信號線123的值是(公式3)的分母的第3項。又，加法器96將信號線120、121、123的值加起來，將得到的(公式3)的分母的值輸出到信號線124。
減法器95從信號線113的色度值CBi+1減去信號線112的色度值CBi，將結果輸出到信號線122。該值成為(公式3)的分子的CRx的係數。除法器104使信號線122的值除以作為(公式3)的分母的值的信號線124的值。所以，從除法器104輸出(公式3)的CRx的係數(信號線81Ai)。
又，因為除法器102使信號線125的值除以表示(公式3)的分母的值的信號線124的值，所以能夠求得CBx的係數(信號線81Bi)。
乘法器97使信號線112的色度值CBi與信號線111的色度值CRi+1相乘，將結果輸入到信號線117。又，乘法器98使信號線113的色度值CBi+1與信號線110的色度值CRi相乘，將結果輸出到信號線118。用減法器94減去這些值，將結果輸出到信號線119。除法器103使信號線119的值除以信號線124的(公式3)的分母的值。所以，將輸入色度值CRx、CBx的係數以外的值輸出到信號線81Ci。
此外，我們在圖8中說明產生1個三角形區域中的內分比計算係數的電路，但是通過構成多個同樣的電路也能夠實現其它的多個三角形區域的情形。
圖9是作為圖7所示的內分比計算裝置72的一個例子的內分比計算電路的方框圖。內分比計算電路131～134備有乘法器135、136和加法器137。此外，方框132～134能夠用與方框131相同的構成來實現。
將從內分比計算係數發生裝置71輸出的內分比計算係數81A0、81B0、81C0輸入到方框131。此外，信號線的添加字「0」表示是第1個三角形區域的內分比計算係數。用乘法器135使從信號線11輸入的輸入圖象的色度值CRx與作為信號線81A0的值的(公式3)的CRx的係數相乘，將結果輸出到信號線141。同樣，用乘法器136使從信號線12輸入的輸入圖象的色度值CBx與作為信號線81B0的值的(公式3)的CBx的係數相乘，將結果輸出到信號線142。加法器137將信號線141的值和信號線142的值，而且表示(公式3)的餘下項的值的信號線81C0的值加起來，將得到的內分比K0(x)輸出到信號線82A。
在本實施形態中由4個三角形區域構成調整色度區域。所以，通過信號線81A1、81B1、81C1將第2個三角形區域的內分比計算係數輸入到方框132，將內分比K1(x)輸出到信號線82B。又，通過信號線81A2、81B2、81C2將第3個三角形區域的內分比計算係數輸入到方框133，將內分比K2(x)輸出到信號線82C。同樣，通過信號線81A3、81B3、81C3將第4個三角形區域的內分比計算係數輸入到方框134，將內分比K3(x)輸出到信號線82D。
圖10是作為圖7所示的內分比選擇裝置73的一個例子的第1內分比選擇電路的方框圖。第1內分比選擇電路151備有比較器152～155、選擇器156～159。
第1內分比選擇電路151是求得多個內分比的最小值將其與預定的閾值Kth1比較，當最小的內分比比預定的閾值Kth1小時，輸出Kth1作為內分比，在除此以外的情形中輸出最小的內分比的電路。又，表示三角形區域是4個的情形。
將第1個三角形區域中的內分比從信號線82A輸入到比較器152，並且也輸入到選擇器156。又，將第2個三角形區域中的內分比從信號線82B輸入到比較器152，並且也輸入到選擇器156。比較器152比較第1和第2內分比，將結果輸出到信號線161。選擇器156根據信號線161的比較結果將小的一方的內分比值輸出到信號線162。將第3個三角形區域中的內分比輸入到信號線82C，又將第4個三角形區域中的內分比輸入到信號線82D，用比較器153進行比較。將比較結果輸出到信號線163，接受該結果，選擇器157將小的一方的內分比值輸出到信號線164。用比較器154比較信號線162、164的內分比，將該比較結果輸出到信號線165。選擇器158根據比較器154的結果，將小的一方的內分比值輸出到信號線166。所以，將4個三角形區域中的內分比的最小值輸出到信號線166。從信號線167輸入預定閾值Kth1。作為預定閾值Kth1，例如它的值為「0」。比較器155比較最小內分比和閾值Kth1，將比較結果輸出到信號線168。選擇器159從比較結果將大的一方的值作為內分比輸出到信號線19。
圖11是作為圖7所示的內分比選擇裝置73的其它例子的第2內分比選擇電路的方框圖。第2內分比選擇電路除了如圖10所示的方框151外還備有比較器171和選擇器172。
將從選擇器151輸出的內分比輸出到信號線182。從信號線181輸入預定的第2閾值Kth2。作為Kth2，例如它的值為「0.6」。比較器171比較信號線182的內分比和Kth2，將比較結果輸出到信號線183。選擇器172將小的一方的值作為最終的內分比輸出到信號線19。它是用於實現在上述圖象處理方法中說明的(公式4)的電路。
圖12是作為圖1所示的色調整係數發生裝置4的其它例子的第2色調整係數發生電路的方框圖。第2色調整係數發生電路備有內分比計算係數發生裝置191、內分比計算係數存儲裝置192，內分比計算裝置193、和內分比選擇裝置194。
將從目標色度值發生裝置3輸出的目標色度值17、18輸入到內分比計算係數發生裝置191。內分比計算係數發生裝置191用目標色度值17、18和作為調整色度區域周圍的頂點的三角形區域的頂點的色度值，產生用於計算內分比的係數。對多個三角形區域中的每一個求得內分比計算係數201。此外，也可以根據亮度值改變用於計算內分比的調整色度區域。將從內分比計算係數發生裝置191輸出的內分比計算係數201存儲在內分比計算係數存儲裝置192中。對要取入輸入圖象的亮度值進行上述處理。例如，當亮度值取0～255的電平時，存儲256個模式的內分比計算係數。作為前處理實施它們。
內分比計算係數存儲裝置192，當輸入輸入圖象的亮度值13時，將每個三角形區域的內分比計算係數202輸入到內分比計算裝置193。內分比計算裝置193用多個內分比計算係數202和輸入色度值11、12，求得各三角形區域中的多個內分比203。內分比選擇裝置194用從內分比計算裝置193輸出的多個內分比203和閾值選擇內分比19。
內分比計算係數發生裝置191、內分比計算裝置193和內分比選擇裝置194分別能夠由與圖7所示的第1色調整係數發生電路中說明的內分比計算係數發生裝置71、內分比計算裝置72和內分比選擇裝置73同樣的電路構成。又，內分比計算係數存儲裝置192能夠用查找表(存儲器)來實現。
通過取圖12的構成，不需要對每個亮度值計算內分比計算係數，從而能夠高速地進行內分比計算。
此外，也可以不用內分比計算係數發生裝置191，預先將個人計算機等計算的內分比計算係數存儲在內分比計算係數存儲裝置192中。
圖13是作為圖1所示的色調整裝置1的一個例子的色調整電路211、212的方框圖。色調整電路211、212備有乘法器213、214、減法器215和加法器216。方框211是用於求得經過調整的色度值CR′x的電路，方框212是用於求得色度值CB′x的電路。方框212能夠用與方框211同樣的電路來實現。
用乘法器213使從信號線17輸入的目標色度值CRs與從信號線19輸入的內分比Km(x)相乘。從信號線221輸入值「1」，將1-Km(x)的值從減法器215輸出到信號線222。乘法器214使從信號線11輸入的輸入色度值CRx與來自減法器215的輸出相乘，將結果輸出到信號線224。加法器216將信號線223、224的值加起來，將輸出色度值CR′x輸出到信號線14。同樣，從信號線18輸入目標色度值CBs，從信號線12輸入輸入色度值CBx，方框212將輸出色度值CB′x輸出到信號線15。
通過取以上的構成在實施形態1中的圖象處理裝置中，因為使目標色度值根據亮度值變化，所以能夠防止輸出的圖象的顏色均勻變得不自然。
又，因為不需要將調整的色空間限定於圓或單純的矩形，所以能夠高速地得到更自然的圖象。
(實施形態2)圖14是表示本發明的實施形態2中的圖象處理裝置的方框圖。圖15是表示作為目標顯示方法的一個例子的目標顯示裝置的說明圖。
圖14所示的圖象處理裝置備有色調整裝置231、目標色度值曲線發生裝置232、目標色度值發生裝置233、色調整係數發生裝置234和目標色度值顯示裝置236。
目標色度值曲線發生裝置232將目標色度值曲線信息246輸出到目標色度值發生裝置233。又，目標色度值曲線發生裝置232將顯示用的目標色度值曲線信息250輸出到目標色度值顯示裝置236。目標色度值曲線信息246和顯示用的目標色度值曲線信息250也可以是同一個信息。目標色度值顯示裝置236用顯示用的目標色度值曲線信息250將目標色度值曲線變換成圖象數據進行顯示。目標色度值發生裝置233用目標色度值曲線信息246和輸入亮度值243輸出目標色度值247、248。色調整係數發生裝置234生成用於用目標色度值247、248和輸入色度值241、242進行色調整的色調整係數249。最好用內分比作為色調整係數249。此外，當利用者看到由目標色度值顯示裝置236顯示的圖象，輸入色調整中止信號251時，色調整係數發生裝置234輸出不進行色調整那樣的色調整係數249。此外，當生成色調整係數時也可以進一步用亮度值243。色調整裝置231用色調整係數249和目標色度值247、248，調整輸入色度值241、242的值，並輸出輸出色度值244、245。
這裡，圖14所示的實施形態2的圖象處理裝置與圖1所示的實施形態1的圖象處理裝置的不同之處在於備用目標色度值顯示裝置236這一點，其它都用與實施形態1的圖象處理裝置相同的裝置來實現。
色調整處理很多是將自然色和人的記憶色作為基礎進行的，但是也存在著顏色與利用者的感性偏離或實際上輸入圖象與設定的記憶色不同的情形。這時，即便一樣地向著目標色進行色調整也不能夠得到所求的圖象。因此，設置目標色度值顯示裝置236，顯示目標色度值曲線上的顏色。最好利用者決定是否根據顯示的顏色進行色調整處理。當利用者不進行色調整時，最好用色調整中止信號251，從信號線249輸出值「0」作為內分比。如果使選擇器進入色調整係數發生裝置234的輸出段則這能夠構成電路(圖中未畫出)。
圖15是作為目標色度值顯示裝置236的一個例子的目標色度值顯示裝置的說明圖。目標色度值顯示裝置按照目標色度值曲線的亮度值顯示目標的顏色。在圖15中表示出亮度值從低方261到高方262顯示目標顏色的形狀。因此，在所有的亮度值中，利用者能夠通過目視確認是否接近哪種顏色。此外，目標色度值顯示裝置236的顯示形式不限於此。
通過取以上的構成，利用者能夠在調整前決定是否進行色調整，也可以不進行無用的列印。
(實施形態3)圖16是表示本發明的實施形態3中的圖象處理裝置的方框圖。圖17是表示目標色度值曲面的說明圖，圖18是表示在2維平面上表示的2個目標色度值曲線的說明圖，圖19是表示在2維平面上表示的2個目標色度值曲線的選擇方法的說明圖，圖20是表示作為目標色度值曲線選擇裝置的一個例子的目標色度值曲線選擇裝置的說明圖。
首先，在說明圖象處理裝置前，我們用圖17到圖19說明本實施形態的圖象處理方法。
圖17是目標色度值曲面的說明圖。圖17與圖2相同，是用亮度L的軸301、色度CR的軸302、色度CB的軸303表現的色空間。在圖2中說明了目標色度值曲線，但是在本實施形態中設定目標色度值曲面，從目標色度值曲面選擇目標色度值曲線。在本實施形態中設定包含2條目標色度值曲線的區域，作為目標色度值曲面。又，作為目標色度值曲線，通過將3個線段連接起來實現。即，它是通過點304(記號O)、點305(記號E)、點306(記號F)、點307(記號Z)、308(記號G)以及309(記號H)的曲面。通過形成曲面，對於1個亮度值可以具有多個色度值。
圖18是在2維平面(色度平面)上表示的2個目標色度值曲線的說明圖。1條目標色度值曲線311是由通過點E、點F的多條直線構成的曲線，又1條目標色度值曲線312是由通過點G、點H的多條直線構成的曲線。為了使說明簡單起見，使點E、點G的亮度值相等，又使點F、點H的亮度值相等。又，我們只用線段EF和線段GH進行說明。
當利用者選擇目標色度值曲線(直線)時，目標色度值曲線的一端在連接點E和點G的線段EG之間(箭頭313)。又，目標色度值曲線的另一端在連接點F和點H的線段FH之間(箭頭314)。這樣一來，利用者能夠選擇目標色度值曲線。
圖19是在2維平面上表示的2個目標色度值曲線的選擇方法的說明圖。求得選擇的目標色度值曲線上的點321(記號P)和322(記號Q)。令點E的亮度為Le，2個色度值為CRe、CBe，表示為E(Le，CRe、CBe)。同樣，當將點G、點P分別表示為G(Lg，CRg、CBg)、P(Lp，CRp、CBp)時，P點的色度值能夠用下列公式表示。
CRp=CRe+CRg-CReWPos]]>[公式9]CBp=CBe+CBg-CBeWPos]]>這裡，W表示利用者調整的間隔，pos表示調整點(利用者選擇的點)。例如，令W為「10」，能夠設定調整點pos使它取0～10的整數值。
用(公式8)和(公式9)，能夠求得點P的色度值。此外，當點E和點G的亮度值不同時，最好對於亮度值也進行補插。對於點F和點H也同樣，能夠求得點Q的色度值。
圖16所示的圖象處理裝置備有色調整裝置271、目標色度值曲面發生裝置272、目標色度值曲線選擇裝置275、目標色度值發生裝置273、色調整係數發生裝置274。
目標色度值曲面發生裝置272將目標色度值曲面信息290輸出到目標色度值曲線選擇裝置275。在目標色度值曲線選擇裝置275中，利用者選擇目標色度值曲線。作為選擇方法，是利用者根據預定的信息，例如接近紅色的肌膚和接近黃色的肌膚等的信息進行選擇的方法。將選出的目標色度值曲線信息291輸出到目標色度值發生裝置273。
目標色度值發生裝置273用目標色度值曲線信息291和輸入亮度值283輸出目標色度值287、288。色調整係數發生裝置274生成用於用目標色度值287、288和輸入色度值281、282進行色調整的色調整係數289。可以用內分比作為色調整係數289。此外，當生成色調整係數時也可以進一步用亮度值283。色調整裝置271用色調整係數289和目標色度值287、288，調整輸入色度值281、282的值，並輸出輸出色度值284、285。
圖16所示的本實施形態的圖象處理裝置與圖1所示的實施形態1的圖象處理裝置的不同之處在於代替目標色度值曲線發生裝置2，用目標色度值曲面發生裝置272和目標色度值曲線選擇裝置275，生成目標色度值曲線這一點，其它都用與圖1所示的圖象處理裝置相同的電路來實現。
圖20是作為目標色度值曲線選擇裝置278的一個例子的目標色度值曲線選擇裝置的說明圖。目標色度值曲線選擇裝置331備有可動單元332，可動單元332在可動範圍333之間移動。該可動範圍與(公式8)和(公式9)中的間隔W相當，可動單元332的位置表示調整點pos。即，通過移動可動單元332使作為目標的色度值曲線變化，將變化後的目標色度值曲線信息291輸出到目標色度值發生裝置273。
通過取上述構成，因為利用者能夠選擇目標色度值曲線自身，所以能夠將利用者所要的顏色作為目標進行調整。
(實施形態4)圖21是表示本發明的實施形態4中的圖象處理裝置的方框圖。
圖21所示的圖象處理裝置備有色調整裝置341、目標色度值曲面發生裝置342、目標色度值曲線選擇裝置345、目標色度值顯示裝置346、目標色度值發生裝置343、和色調整係數發生裝置344。
目標色度值曲面發生裝置342將目標色度值曲面信息356輸出到目標色度值曲線選擇裝置345。用目標色度值曲線選擇裝置345，利用者能夠選擇目標色度值曲線，但是首先將標準的目標色度值曲線信息358輸出到目標色度值顯示裝置346。目標色度值顯示裝置346用目標色度值曲線信息358對每個亮度值顯示目標色度值。利用者能夠根據由目標色度值顯示裝置346顯示的圖象用目標色度值曲線選擇裝置345選擇喜歡的目標色度值曲線。將選出的目標色度值曲線信息358輸入到目標色度值顯示裝置346，顯示選出的目標色度值的圖象。最終將用目標色度值曲線選擇裝置345選出的目標色度值曲線信息357輸出到目標色度值發生裝置343。目標色度值發生裝置343用目標色度值曲線信息357和輸入亮度值353輸出目標色度值359、360。色調整係數發生裝置344生成用於用目標色度值359、360和輸入色度值351、352進行色調整的色調整係數361。可以用內分比作為色調整係數361。此外，生成色調整係數時也可以進一步用亮度值353。色調整裝置341用色調整係數361和目標色度值359、360，調整輸入色度值351、352的值，並輸出輸出色度值354、355。
圖21所示的本發明的實施形態的圖象處理裝置與圖16所示的實施形態3中的圖象處理裝置的不同之處在於備用目標色度值顯示裝置246這一點，其它都用與實施形態3的圖象處理裝置相同的裝置來實現。又，目標色度值顯示裝置346用與圖14所示的實施形態2中的圖象處理裝置的目標色度值顯示裝置236相同的裝置來實現。
通過取上述構成，因為能夠用目標色度值顯示裝置346顯示用目標色度值曲線選擇裝置345選擇的目標色度值曲線信息，所以能夠一面進行目視一面設定微妙的顏色，能夠得到利用者喜歡的圖象。
(實施形態5)圖22是表示為了用軟體實現本發明的圖象處理技術的CPU系統的方框圖。此外，當實施在實施形態5到8中的圖象處理用程序時能夠用該CPU系統。
圖22所示的CPU系統由CPU(中央處理單元)372、ROM(只讀存儲器)371、RAM(隨機存取存儲器)373、和輸入輸出埠374構成。
在該CPU系統中，CPU372使用作為作業存儲器的RAM373實施存儲在ROM371中的程序。輸入輸出埠374進行圖象的輸入382和輸出383。將圖象數據從輸入輸出埠374傳送到RAM373，按照ROM371的程序，實施圖象處理。此外，也可以從輸入輸出埠374通過總線381將程序傳送到RAM373，在RAM上進行實施。當處理結束時通過輸入輸出埠383輸出圖象數據。此外，也可以在個人計算機和工作站等上進行圖象處理。
圖23是本發明的實施形態5中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態5中的圖象處理用程序對實施形態1中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化。
此外，能夠將實施形態5到8中說明的圖象處理用程序存儲在計算機可以讀取的HDD、MO、FD、CD-ROM等的種種記錄形態的信息記錄媒體中。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟1)，首先在步驟2中進行初始設定。在初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟3，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換。例如，從RGB信號變換到Y、R-Y、B-Y信號。在步驟4，用注意象素的輸入亮度和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟5，用步驟4中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟6，用步驟5中得到的色調整係數進行注意象素的輸入色度值的色調整。在步驟7，檢查全部象素的色調整是否已經結束，當全部象素沒有結束時，回到步驟3，當全部象素已經結束時，結束色調整處理(步驟8)。
圖24更詳細地說明圖23所示的色調整係數生成步驟5的內容的操作程序圖。
在步驟11，生成上述的內分比計算係數。用生成的內分比計算係數，在步驟12，計算第1三角形區域的內分比。在步驟13，檢查是否對要構成調整色度區域的全部三角形區域求得內分比，當沒有全部結束時回到步驟11。如果全部三角形區域中的內分比的計算結束了，則在步驟14選擇內分比。
此外，在步驟2的初始設定中，如圖12中說明的那樣，對於全部亮度值預先計算內分比計算係數，進行表格化(配列化)，能夠縮短全體處理時間。這時，不需要產生步驟4的目標色度值，用在步驟3中進行注意象素的讀取得到的亮度值和色度值，在步驟5直接生成色調整係數。所以，在步驟2內生成步驟11的內分比計算係數。此外，關於高速化方法在以後的實施形態中也是相同的。
(實施形態6)圖25是本發明的實施形態6中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態6中的圖象處理用程序對實施形態2中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟21)，首先在步驟22中用預先設定的目標色度值曲線信息，顯示與各亮度值對應的目標色度值圖象。此外，最好通過輸入輸出埠374將目標色度值圖象輸出到顯示裝置。利用者根據顯示的目標色度值圖象在步驟23選擇是否進行色調整。當不進行色調整時，行進到步驟30結束處理。當進行色調整時，在步驟24進行初始設定。在初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟25，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換。例如，從RGB信號變換到Y、R-Y、B-Y信號。在步驟26，用注意象素的輸入亮度值和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟27，用步驟26中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟28，用步驟27中得到的色調整係數進行注意象素的輸入色度值的色調整。在步驟29，檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟25，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟30)。
(實施形態7)圖26是本發明的實施形態7中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態7中的圖象處理用程序對實施形態3中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟31)，首先在步驟32中從目標色度值曲面選擇目標色度值曲線。在步驟33的初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟34，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換。例如，從RGB信號變換到Y、R-Y、B-Y信號。在步驟35，用注意象素的輸入亮度值和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟36，用步驟35中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、全部象素調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟37，用步驟36中得到的色調整係數進行注意象素的輸入色度值的色調整。在步驟38，檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟34，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟39)。
(實施形態8)圖27是本發明的實施形態8中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態8中的圖象處理用程序對實施形態4中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟41)，首先在步驟42中用預先設定的目標色度值曲線信息，顯示與各亮度值對應的目標色度圖象。此外，最好通過輸入輸出埠374將目標色度值圖象輸出到顯示裝置。利用者根據顯示的目標色度值圖象在步驟43選擇是否在該目標色度值曲線上進行色調整。當不在該目標色度值曲線上進行色調整時，進行到步驟44選擇(調整)目標色度值曲線，重複進行步驟42～44，利用者選擇喜歡的目標色度值曲線。當選擇目標色度值曲線時，在步驟45進行初始設定。在初始設定中首先設定選出的目標色度值曲線信息。
在步驟46，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換。例如，從RGB信號變換到Y、R-Y、B-Y信號。在步驟47，用注意象素的輸入亮度值和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟48，用步驟47中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟49，用步驟48中得到的色調整係數進行注意象素的輸入色度值的色調整。在步驟50，檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟46，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟51)。
(實施形態9)也能夠不將如實施形態1那樣，得到的內分比Km(x)原封不動地用於色調整，而是乘上預定的值，控制變化的程度。
也可以對於全部的亮度值用內分比Km(x)求得輸出色度值Cx′63，但是通過限定要變化的顏色的亮度值，能夠防止不要的顏色的變化。例如，當進行綠色的色調整時，亮度值高的綠色不是草木的綠色的可能性增高，當一樣變化時存在著圖象質量惡化的情形。
因此，通過使對於每個亮度值決定的第1增益G(L)與Km(x)相乘，使內分比Km(x)模擬地變小，抑制顏色的變化。圖28是第1增益G的說明圖。從點392(記號T)到點393(記號U)不使內分比Km(x)變化原封不動地進行使用。即，令第1增益G為1.0。點392(記號T)是與圖2中的點25(記號A)相同的亮度值，點393(記號U)也可以是與圖2中的點26(記號B)相同的亮度值。關於T～U區域以外的亮度部分使第1增益衰減。這也是令T～U區域內一點的第1增益為1.0，隨著從該點離開使第1增益衰減的方法，但是一般要色調整的顏色的亮度在1點很少，所以不實用。Kg(x)＝Km(x)×G(Lx)這裡，G(Lx)表示在輸入亮度值Lx的第1增益。用由(公式10)求得的經過修正的內分比Kg(x)從輸入色度值Cx求得輸出色度值Cx′63。在下列的(公式11)(公式12)中，表示了用於求CR′x、CB′x的公式的一個例子。CR′x＝Kg(x)×CRs+(1-Kg(x))×CRx[公式12] CB′x＝Kg(x)×CBs+(1-Kg(x))×CBx通過硬體來實現這種用第1增益的圖象處理方法的是圖29所示的圖象處理裝置。該圖象處理裝置除了備有色調整裝置1、目標色度值曲線發生裝置2、目標色度值發生裝置3和色調整係數發生裝置4外，還備有第1增益生成裝置5和第1色調整係數修正裝置6。
第1增益生成裝置5用亮度值13，生成第1增益10。在第1色調整係數修正裝置6中使第1增益10與色調整係數19相乘對色調整係數19進行修正生成修正色調整係數20。在本實施形態中，色調整裝置1用修正色調整係數20和目標色度值17、18，調整輸入色度值11、12的值，並輸出輸出色度值14、15。
圖30是作為該第1增益生成裝置5的一個例子的第1增益生成電路和作為第1色調整係數修正裝置6的一個例子的第1色調整係數修正電路的方框圖。第1增益生成電路能夠由查找表401構成。作為存儲在查找表中的第1增益數據是圖28所示的數據。此外，也可以代替查找表，與輸入亮度值對應地每次計算圖28所示的增益數據值。
將從第1增益生成電路輸出的第1增益10輸入到第1色調整係數修正電路。第1色調整係數修正電路能夠由乘法器402生成。用乘法器402使作為輸入第1色調整係數修正裝置6的色調整係數的內分比19與第1增益相乘，作為第1修正色調整係數20進行輸出。
這時，在色調整電路中，如圖31所示，用乘法器213使從信號線17輸入的目標色度值CRs與作為從信號線20輸入的第1修正色調整係數20的內分比Kg(x)相乘。從信號線221輸入值「1」，從減法器215將1-Kg(x)的值輸出到信號線222。乘法器214使來自減法器215的輸出與從信號線11輸入的輸入色度值CRx相乘。將結果輸出到信號線224。加法器216將信號線223、224的值加起來，將輸出色度值CR′x輸出到信號線14。同樣從信號線18輸入目標色度值CBs，從信號線12上輸入輸入目標色度值CBx，方框212將輸出色度值CB′x輸出到信號線15。
通過取上述構成，在實施形態9中的圖象處理裝置中，使目標色度值根據亮度值進行變化，能夠防止輸出的圖象的顏色均勻而不自然，進一步因為從輸入亮度值生成第1增益，抑制對不必要的亮度值進行色調整，所以能夠防止由色調整引起的圖象質量的惡化，得到高的圖象質量。
(實施形態10)圖32是本發明的實施形態10中的圖象處理裝置的方框圖。該圖象處理裝置備有色調整裝置231、目標色度值曲線發生裝置232、目標色度值發生裝置233、色調整係數發生裝置234、第2增益生成裝置411和第2色調整係數修正裝置412。
目標色度值曲線發生裝置232將目標色度值曲線信息246輸出到目標色度值發生裝置233。目標色度值發生裝置233用目標色度值曲線信息246和輸入亮度值243輸出目標色度值247、248。色調整係數發生裝置234生成用於用目標色度值247、248和輸入色度值241、242進行色調整的色調整係數249。可以用內分比作為色調整係數249。第2增益生成裝置411用輸入色度值241、242，生成越接近無彩色而變得越小的第2增益421。第2色調整係數修正裝置412用第2增益421修正色調整係數249，生成修正色調整係數251。色調整裝置231用修正色調整係數251和目標色度值247、248，調整輸入色度值241、242的值，並輸出輸出色度值244、245。
與實施形態9中的圖象處理裝置的不同之處在於代替第1增益生成裝置，備有第2增益生成裝置411，代替第1色調整係數修正裝置備有第2色調整係數修正裝置412這一點，其它裝置都用與實施形態1的圖象處理裝置相同的裝置來實現。
圖33是第2增益的說明圖。第2增益是隨著從有彩色接近無彩色(原點O)而變小的增益。當進行色調整時，與有彩色部分的變化比較，人們對於無彩色部分的變化更敏感。本來，當在無彩色的物體上加上顏色時，即便同樣的色差由於有彩色的顏色變化也存在著容易覺得不自然的傾向。因此，設置越接近無彩色而變得越小的第2增益，抑制接近無彩色的色調整。在圖33中，在圓437內部的輸入色度值(例如輸入色度值436)的情形中，令第2增益在1.0以下，模擬地使色調整係數變小。
圖34是第2增益變動的說明圖，橫軸表示離開原點O的距離，縱軸表示第2增益。點446的距離447與從圖33中的原點O到目標色度值Cs的色度平面上的距離相當。令這時的第2增益為1.0，越接近原點，第2增益變得越小。此外，生成第2增益的方法不限於此。
圖35是表示作為圖32中的第2增益生成裝置411的實施例的第2增益生成電路、和作為第2色調整係數修正裝置412的實施例的第2色調整係數修正電路的方框圖。第2增益生成電路備有乘法器451、452、加法器453和查找表454。
用乘法器451使輸入色度值CRx241平方，同樣用乘法器452使輸入色度值CBx242平方。用加法器453將經過平方的值461、462加起來，將得到的值463輸入到查找表454。
查找表，與離開原點O的距離相應地，輸出第2增益。此外，也可以在輸入到查找表前計算值463的平方根，生成離開原點O的距離。
第2色調整係數修正電路能夠由乘法器455構成。用乘法器455使色調整係數249與第2增益421相乘，生成修正色調整係數422。
如上所述用越接近無彩色而變得越小的第2增益修整色調整係數，能夠抑制接近由於色調整引起的不在意的無彩色的部分的顏色的變化，從而能夠得到高的圖象質量。
(實施形態11)圖36是本發明的實施形態11中的圖象處理裝置的方框圖。該圖象處理裝置備有色調整裝置471、目標色度值曲線發生裝置472、目標色度值發生裝置473、色調整係數發生裝置474、第1增益生成裝置476、第2增益生成裝置475和第3色調整係數修正裝置478。
目標色度值曲線發生裝置472將目標色度值曲線信息486輸出到目標色度值發生裝置473。目標色度值發生裝置473用目標色度值曲線信息486和輸入亮度值483輸出目標色度值487、488。色調整係數發生裝置474產生用於用目標色度值487、488和輸入色度值481、482進行色調整的色調整係數489。可以用內分比作為色調整係數489。此外，當生成色調整係數時，也可以進一步用亮度值483。第1增益生成裝置476用亮度值483生成第1增益492。第2增益生成裝置475用輸入色度值481、482和目標色度值487、488生成越接近無彩色而變得越小的第2增益491。第3色調整係數修正裝置478用第1增益492和第2增益491修正色調整係數489，生成修正色調整係數490。色調整裝置471用修正色調整係數490和目標色度值487、488，調整輸入色度值481、482的值，並輸出輸出色度值484、485。
與實施形態9中的圖象處理裝置的不同之處在於附加第2增益生成裝置475，代替第1色調整係數修正裝置備有第3色調整係數修正裝置478這一點，其它裝置都用與實施形態9的圖象處理裝置相同的裝置來實現。
圖37是作為第2增益生成裝置475的一個例子的(別的)第2增益生成電路的方框圖。第2增益生成電路備有乘法器501～504、加法器505、506、除法器507和查找表508。
用乘法器503使輸入色度值CRx481平方，同樣也用乘法器504使輸入色度值CBx482平方。用加法器506將經過平方的值513、514加起來，將得到的值516輸入到除法器507。同樣也分別使目標色度值487、488的值平方然後相加，將得到的值515輸入到除法器507。除法器507求得值516對值515的比。
將比517輸入查找表508。當比517在1以上時，查找表使第2增益491為1.0，當比1小時輸出它的平方根的值作為第2增益491。
此外，在本實施形態中第2增益生成裝置475除了用輸入色度值481、482以外，還用目標色度值487、488，但是也可以只用輸入色度值481、482進行構成，這時能夠實現如圖35所示的電路。
圖38是作為第3色調整係數修正裝置478的實施形態的第3色調整係數修正電路的方框圖。第3色調整係數修正電路備有乘法器521～524。用作為第1增益修正電路526的乘法器524使第1增益492與值532相乘。值532是利用者設定的值，最好當原封不動地用第1增益492時，用1.0的值，當使第1增益492減小時設定比1.0小的值。同樣，用作為第2增益修正裝置525的乘法器523修正第2增益491。用乘法器521使第1修正增益534與色調整係數489相乘。用乘法器522使第2修正增益535與得到的修整色調整係數533相乘。得到的值是修整色調整係數490。
此外，操作者修正第1增益和第2增益的方法，不限於本實施形態的方法，例如也是改變增益的斜率，改變增益成為恆定的範圍的方法。
又，在本實施形態中設置第1增益修正裝置526和第2增益修正裝置525，操作者能夠修正第1增益和第2增益，但是也可以是只修正其中的任何一方，或者不能夠修正雙方的構成。
通過備有以上的構成，除了實施形態9的優點外，也備有實施形態10的優點，能夠進行更細緻的增益調整。例如，因為用第2增益修正色調整係數，所以也產生能夠使由第1增益產生的修正量比只用第1增益的情形少那樣的效果。
在實施形態9、10、11中我們將目標色度值曲線作為預定的曲線進行了說明，但是與實施形態相同，當設定目標色度值曲面，操作者從曲面內選擇目標色度值曲線本身時，能夠進行與操作者的感性符合的色調整。
色調整處理很多是將自然色和人的記憶色作為基礎進行的，但是也存在著顏色與操作者的感性偏離或實際上輸入圖象與設定的記憶色不同的情形。這時，即便一樣地向著目標色進行色調整也不能夠得到所求的圖象。因此，用實施形態2中說明的那種目標色度值顯示裝置236，顯示目標色度值曲線上的顏色。最好操作者決定是否根據顯示的顏色進行色調整處理。又，因為通過與目標色度值曲線選擇裝置278一起使用，能夠顯示選出的目標色度值曲線的信息，所以能夠一面進行目視一面設定微妙的顏色，能夠得到操作者喜歡的圖象。
此外，當操作者從目標色度值曲面選擇目標色度值曲線時，也可以不需要對於各種目標色度值曲線使用相同的第1增益和第2增益，與選出的目標色度值曲線相應地改變第1增益或第2增益或者它們兩者。
(實施形態12)實施形態12到實施形態14是用軟體實現實施形態9到實施形態11的實施形態。在使該軟體工作的CPU系統中，能夠用實施形態5中說明的裝置。
圖39是本發明的實施形態12中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態12中的圖象處理用程序是對實施形態9中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化的程序。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟61)，首先在步驟62中進行初始設定。在初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟63，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換，生成亮度值和色度值。例如，從RGB信號變換到Y、Cr、Cb信號。在步驟64，用注意象素的輸入亮度和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟65，用在步驟64中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。此外，色調整係數生成步驟65的詳細情形如在實施形態5中說明的那樣。在步驟66，生成隨著從預定的亮度範圍離開而變小的第1增益。在步驟67用在步驟66中得到的第1增益，對在步驟65中生成的色調整係數進行修正。在步驟68用在步驟67中得到的修正色調整係數對注意象素的輸入色度值進行色調整。在步驟69檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟63，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟70)。
(實施形態13)圖40是本發明的實施形態13中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態13中的圖象處理用程序是對實施形態10中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化的程序。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟81)，首先在步驟82中進行初始設定。在初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟83，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換，生成亮度值和色度值。例如，從RGB信號變換到Y、Cr、Cb信號。在步驟84，用注意象素的輸入亮度和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟85，用在步驟84中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟86，生成越接近無彩色而變得越小的第2增益。在步驟87用在步驟86中得到的第2增益，對在步驟85中生成的色調整係數進行修正。在步驟88，用在步驟87中得到的修正色調整係數對注意象素的輸入色度值進行色調整。在步驟89檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟83，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟90)。
(實施形態14)圖41是本發明的實施形態14中的圖象處理用程序的操作程序圖。實施形態14中的圖象處理用程序是對實施形態11中的圖象處理裝置的處理內容進行軟體化的程序。
當開始本發明的圖象處理用程序時(步驟101)，首先在步驟102中用預先設定的目標色度值曲線信息，顯示與各亮度值對應的目標色度值圖象。此外，最好通過輸入輸出埠374將目標色度值圖象輸出到顯示裝置。操作者根據顯示的目標色度值圖象，在步驟103選擇是否用該目標色度值曲線進行色調整。當不用該目標色度值曲線進行色調整時，進行到步驟104選擇(調整)目標色度值曲線。重複步驟102～104，操作者選擇喜歡的目標色度值曲線。當選擇目標色度值曲線時，在步驟105進行初始設定。在初始設定中首先設定目標色度值曲線信息。在步驟106，讀取輸入圖象數據中的注意象素數據。此外，當不用亮度、色度表示輸入圖象數據時，進行熟知的色空間變換，生成亮度值和色度值。例如，從RGB信號變換到Y、Cr、Cb信號。在步驟107，用注意象素的輸入亮度和目標色度值曲線生成目標色度值。在步驟108用在步驟107中得到的目標色度值、注意象素的輸入亮度值、注意象素的輸入色度值、構成調整色度區域的三角形區域的頂點的色度值，生成用於進行色調整的色調整係數。也可以用內分比作為色調整係數。在步驟109，生成隨著從預定的亮度範圍離開而變小的第1增益。在步驟110生成越接近無彩色而變得越小的第2增益。在步驟111用在步驟109中得到的第1增益和在步驟110中得到的第2增益，對在步驟108中生成的色調整係數進行修正。在步驟112用在步驟111中得到的修正色調整係數對注意象素的輸入色度值進行色調整。在步驟113檢查全部象素的色調整是否已經結束，當沒有結束全部象素時，回到步驟106，當已經結束全部象素時，結束色調整處理(步驟114)。
此外，我們在所有的實施形態中說明了將進行色調整的顏色作為1種顏色的情形，但是調整的顏色不限於1種，也可以調整多種顏色。
又，我們用了目標色度值曲面和目標色度值曲線，但是代替它也可以用目標色度值的集合。
又，當顯示目標色度值曲線時，不需要對於所有的亮度值進行顯示，也可以只對於預定的亮度範圍和特定的亮度值進行顯示。
又，在實施形態中也可以具有用根據輸入亮度選擇的色調整係數生成第1修正色調整係數，但是在選擇前使第1增益與色調整係數相乘，選擇得到的第1修正色調整係數的構成。
又，在本實施形態中，為了求第2增益用到目標色度值Cs的色度平面上的距離，但是不限於該方法，例如也可以與目標色度值Cs無關，設定越接近無彩色而變得越小的第2增益。
又，在上述實施形態中，作為集中處理系統，應用於單個圖象處理裝置，但是不限於此，例如，也可以應用於作為圖象處理系的圖象處理系統。當然，通過在分散處理系統中實施圖象處理用程序，也可以使分散處理系統作為圖象處理系統起作用。
與本發明有關的圖象處理方法、裝置和程序能夠自動地進行自然的色調整，作為處理彩色印表機、彩色複印機、彩色電視機、數字靜態照像機等的彩色圖象的設備和系統是有用的。
權利要求
1.一種圖象處理方法，其特徵是在用1個亮度值和2個色度值表現的3維色立體內設定目標色度值線，用輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值和上述目標色度值線求得目標色度值，使上述彩色圖象信號的輸入色度值接近上述目標色度值。
2.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是在用輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值和上述目標色度值線求得目標色度值前，顯示上述目標色度值線上的顏色。
3.權利要求項2記載的圖象處理方法，其特徵是顯示用多個亮度值、和從上述多個亮度值與上述目標色度值線求得的多個色度值生成的目標彩色圖象數據。
4.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是代替上述目標色度值線，用目標色度值的集合。
5.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是從設定在上述色立體內的目標色度值面，選擇上述目標色度值線。
6.權利要求項5記載的圖象處理方法，其特徵是代替上述目標色度值面，用目標色度值線的集合。
7.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是當使上述輸入色度值接近上述目標色度值時，合成在將上述目標色度值作為一點的色度平面上的多個三角形區域，生成調整色度區域，從連接上述目標色度值和上述輸入色度值的直線與連接上述調整色度區域的周圍三角形的頂點的各直線的交點的色度值和上述目標色度值求得多個上述輸入色度值的內分比，從上述多個內分比選擇1個內分比，用上述選出的內分比，使上述輸入色度值接近上述目標色度值。
8.權利要求項7記載的圖象處理方法，其特徵是上述調整色度區域是凸區域。
9.權利要求項7記載的圖象處理方法，其特徵是上述調整色度區域根據亮度值而變化。
10.權利要求項7記載的圖象處理方法，其特徵是當從上述多個內分比選擇1個內分比時，從上述多個內分比求得最小的內分比，比較上述最小的內分比和第1閾值，選擇上述最小的內分比和上述第1閾值中大的一方。
11.權利要求項7記載的圖象處理方法，其特徵是當從上述多個內分比選擇1個內分比時，從上述多個內分比求得最小的內分比，當上述最小的內分比第1閾值小時，選擇上述第1閾值，當上述最小的內分比比設定得比上述第1閾值大的第2閾值大時，選擇上述第2閾值，當上述最小的內分比在上述第1閾值以上且在上述第2閾值以下時，選擇上述最小的內分比。
12.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是根據特定的圖象色信息設置多條上述目標色度值線。
13.權利要求項1記載的圖象處理方法，其特徵是使上述彩色圖象信號的輸入色度值接近上述目標色度值的調整色度值是用作為色調整範圍的調整色度區域、上述目標色度值、和上述彩色圖象信號的輸入色度值，以及隨著從預定的亮度值範圍離開而變小的第1增益和上述彩色圖象信號越接近無彩色而變得越小的第2增益中的至少一方生成的。
14.權利要求項13記載的圖象處理方法，其特徵是操作者修正上述第1增益和第2增益中的至少一方。
15.權利要求項13記載的圖象處理方法，其特徵是上述目標色度值線是操作者從設定在上述色立體內的目標色度值面選出的線，上述第1增益和第2增益中的至少一方與操作者選出的目標色度值線相應地進行變化。
16.一種用於在計算機中實施權利要求項1記載的圖象處理方法的圖象處理程序。
17.一種圖象處理裝置，其特徵是它備有用於在用1個亮度值和2個色度值表現的3維色立體內設定目標色度值線，用輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值和上述目標色度值線求得目標色度值的目標色度值發生裝置；產生用於從上述目標色度值發生裝置輸出的目標色度值進行色調整的色調整係數的色調整係數發生裝置；和用上述色調整係數使上述彩色圖象信號的輸入色度值接近上述目標色度值的色調整裝置。
18.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是它進一步備有顯示從上述目標色度值線求得的目標色度值信息的目標色度值顯示裝置。
19.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是它進一步備有在上述色立體內設定目標色度值面，選擇上述目標色度值面上的目標色度值線的目標色度值線選擇裝置。
20.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是上述色調整係數發生裝置具有當使上述輸入色度值接近上述目標色度值時，合成在將上述目標色度值作為一點的色度平面上的多個三角形區域，生成調整色度區域，從連接上述目標色度值和上述輸入色度值的直線與連接上述調整色度區域的周圍三角形的頂點的各直線的交點的色度值和上述目標色度值求得多個上述輸入色度值的內分比的內分比計算裝置；用於用上述目標色度值生成由上述內分比計算裝置計算上述內分比的係數的內分比計算係數發生裝置；和從上述內分比計算裝置輸出的上述多個內分比選擇1個內分比的內分比選擇裝置。
21.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是它進一步備有用上述輸入亮度值生成隨著從預定的亮度值範圍離開而變小的第1增益的第1增益生成裝置；和用上述色調整係數和上述第1增益修正上述色調整係數的第1色調整係數修正裝置，上述色調整裝置用從上述第1色調整係數修正裝置輸出的第1修正色調整係數，使上述輸入色度值接近上述目標色度值。
22.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是它進一步備有用上述彩色圖象信號的輸入色度值生成上述彩色圖象信號越接近無彩色一側而變得越小的第2增益的第2增益生成裝置；和用上述色調整係數和上述第2增益修正上述色調整係數的第2色調整係數修正裝置，上述色調整裝置用從上述第2色調整係數修正裝置輸出的第2修正色調整係數，使上述輸入色度值接近上述目標色度值。
23.權利要求項17記載的圖象處理裝置，其特徵是它進一步備有用上述輸入亮度值生成隨著從預定的亮度值範圍離開而變小的第1增益的第1增益生成裝置；用上述彩色圖象信號的輸入色度值生成上述彩色圖象信號從上述目標點越接近無彩色一側而變得越小的第2增益的第2增益生成裝置；和用上述第1增益和第2增益修正上述色調整係數的第3色調整係數修正裝置，上述色調整裝置用從上述第3色調整係數修正裝置輸出的第3修正色調整係數、上述目標色度值和上述輸入色度值，使上述輸入色度值接近上述目標色度值。
全文摘要
本發明提供了圖象處理方法、圖象處理裝置和圖象處理程序。本發明使彩色圖象的輸入圖象成為自然色，又與利用者的愛好對應，能夠在任意調整範圍內高速地進行色調整。本發明的圖象處理裝置備有在用1個亮度值和2個色度值表現的3維色立體內設定目標色度值曲面，選擇在目標色度值曲面上的目標色度值曲線的色度值曲線選擇裝置(345)、顯示目標色度值曲線的目標色度值顯示裝置(346)、根據輸入的彩色圖象信號的輸入亮度值用目標色度值曲線求得目標色度值的目標色度值發生裝置(343)、從目標色度值產生用於進行色調整的色調整係數的色調整係數發生裝置(344)、和用色調整係數使彩色圖象信號的輸入色度值接近目標色度值的色調整裝置(341)。
文檔編號H04N1/56GK1501718SQ20031011492
公開日2004年6月2日 申請日期2003年11月13日 優先權日2002年11月13日
發明者桑原康浩, 小嶋章夫, 渡邊辰巳, 黑沢俊晴, 物部祐亮, 亮, 夫, 巳, 晴 申請人:松下電器產業株式會社