JP2004201314A - 映像信号の皮膚色再現装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 非典型的な皮膚色領域の色差信号値を典型的な皮膚色領域の色差信号値に規準化し、映像信号の皮膚色再現の品質を向上させることができる映像信号の皮膚色再現装置及び方法を提供する。
【解決手段】 入力画素値が色度座標上の皮膚色領域の非典型色領域に存在するか否かを判別する入力画素値位置判別部３０と、入力画素値が非典型色領域に存在すると判別される場合に、前記入力画素値が前記皮膚色領域の典型色領域に近接するように前記入力画素値を調整し、入力画素の規準化された画素値を獲得する規準化画素値獲得部３１と、を備える映像信号の皮膚色再現装置とした。
【選択図】 図３Ａ

Description

本発明は、映像信号の皮膚色再現装置及び方法に関し、特に色度座標上の皮膚色の領域が典型的な皮膚色（以下、「典型色」と記載する。）領域と非典型的な皮膚色（以下、「非典型色」と記載する。）領域とに分けられることに基づき、入力映像信号の色差信号値が非典型色領域に含まれる場合に典型色がさらに自然に感じられるという記憶色の原理に着眼し、非典型的な皮膚色領域の色差信号値を典型的な皮膚色領域の色差信号値に規準化し、映像信号の皮膚色再現の品質を向上させることができる映像信号の皮膚色再現装置及び方法に関する。

人間の視神経は、映像ディスプレイ装置によって再現された皮膚色に非常に敏感である。したがって皮膚色が再現された場合には、人間の目はわずかな変化や異常さえも直ちに感知する。このような理由で、皮膚色の再現能力はディスプレイ装置の画質に大きく影響すると見なされている。皮膚色再現を最適化するための研究が数多く行われてきた。また、現在ディスプレイ装置がデジタル化するにつれて、高画質の画像が要求されており、このような理由からも、皮膚色再現の最適化は非常に重要である。

皮膚色再現に関連する従来技術として、入力映像信号の色信号位相を用いて皮膚色領域を決定した後、位相移動や色信号の振幅を調整することによって皮膚色を再現する方法（特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４参照）と、色信号の位相および振幅と同様に平均輝度を調整することによって皮膚色を再現する方法（特許文献５参照）と、色信号の振幅によって皮膚色領域を決定した後、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅの３つの色信号のうち一つ以上を調整することによって皮膚色を再現する方法（特許文献６、特許文献７参照）と、があった。これらの方法では、操作上の簡便性は追求できるが、皮膚色再現の前提である皮膚色領域の決定の正確性は小さい。したがって、調整対象色が調整されなかったり、調整非対象色が調整されたりするといった問題点があった。

さらに他の従来技術として、映像信号の色相、彩度、輝度別にファジーモデリングを用いて皮膚色領域を検出し、映像信号の彩度および輝度を調整することによって皮膚色を再現する方法（特許文献８参照）が開示されている。この方法では、一次元的な皮膚色モデルが用いられる。したがって、皮膚色領域の正確性が小さく、所望しない色が調整されてしまうといった問題点があった。

さらに他の従来技術として、前記従来技術と異なるアプローチのものがある。それには、皮膚の典型色の特定色が予め色度座標上に指定され、前記特定色を中心とした適当な範囲内の正方形領域が皮膚色領域として決定され、前記正方形領域内の全ての色が前記特定色に調整されることによって皮膚色を再現する方法が開示されている（特許文献９参照）。
この方法は、以下に示す問題点を有している。第一に、色度座標上の実際の皮膚色の分布は、略円形または楕円形を有している。しかしながらこの方法では、皮膚色領域は正方形領域として決定されている。したがって、調整非対象色が調整されてしまうという問題点があった。
第二に、最近の研究結果（非特許文献１参照）によると、典型色領域の色が特定色に調整されない方が、人間の視覚特性により適している場合がある。前記方法では、かかる場合であっても、全ての色が特定色に調整されてしまう。したがって、皮膚色の再現品質が低下するといった問題点があった。
さらに前記方法は、皮膚色の輝度値を特定かつ典型的な輝度値に変換するステップを含んでいる。この場合には、特定画素の輝度が低下するといった問題点があった。
米国特許第３７４８８２５号明細書 米国特許第３７２９５７８号明細書 米国特許第３８７３７６０号明細書 米国特許第４３２７３７４号明細書 米国特許第５５８５８６０号明細書 米国特許第３２５３３０５号明細書 米国特許第５３８１１８５号明細書 米国特許第６２７２２３９号明細書 米国特許第５３８４６０１号明細書 Peter Bodrogi，"Colour Memory for Various Sky,Skin and Plant Colour-Effect of the Image Context"，COLOR research and application，Vol 26，No.4，August 2001

そこで本発明は、色度座標上の皮膚色の領域が典型的な皮膚色（以下、「典型色」と記載する。）領域と非典型的な皮膚色（以下、「非典型色」と記載する。）領域とに分けられることに基づき、入力映像信号の色差信号値が非典型色領域に含まれる場合に典型色がさらに自然に感じられるという記憶色の原理に着眼し、非典型的な皮膚色領域の色差信号値を典型的な皮膚色領域の色差信号値に規準化し、映像信号の皮膚色再現の品質を向上させることができる映像信号の皮膚色再現装置及び方法を提供する。

前記課題を解決するため、本発明の映像信号の皮膚色再現装置は、入力画素値が色度座標上の皮膚色領域の非典型色領域に存在するか否かを判別する入力画素値位置判別部と、入力画素値が非典型色領域に存在すると判別される場合に、前記入力画素値が前記皮膚色領域の典型色領域に近接するように前記入力画素値を調整し、入力画素の規準化された画素値を獲得する規準化画素値獲得部と、を備えることを特徴とする。
また、本発明の映像信号の皮膚色再現装置は、前記入力画素の輝度値Ｙを調整し、輝度信号の強化された値Ｙａを発生させる輝度強化部をさらに備えることを特徴とする。

また、前記課題を解決するため、本発明の映像信号の皮膚色再現方法は、入力画素値が色度座標上の皮膚色領域の非典型色領域に存在するか否かを判別するステップと、入力画素値が非典型色領域に存在すると判別される場合に、入力画素値が前記皮膚色領域の典型色領域に近接するように前記入力画素値を調整し、入力画素の規準化された画素値を獲得するステップと、を含むことを特徴とする。
また、本発明の映像信号の皮膚色再現方法は、前記入力画素の輝度値Ｙを調整し、輝度信号の強化された値Ｙａを発生させるステップをさらに含むことを特徴とする。

本発明に係る映像信号の皮膚色再現装置によると、規準化は、単一色にではなく所定の領域に基づいている。このことによって、色が単一の典型的な色に向かって調整され、人間の視覚特性が反映されないといった従来技術の問題点が解決される。
さらには、規準化時に、画一的な基準（basis）による規準化ではなく、入力画素の輝度値及び色差信号値によって適切な規準化指数が付与され、皮膚色が人間の目に対してより自然に再現されるようになり、したがってデジタル化された映像ディスプレイ装置の画質を向上させることができる。

以下、本発明の構成、作用および好ましい実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。同様の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。

本発明によると、皮膚色領域は、正規分布の確率密度関数の同一密度輪郭を表す二乗マハラノビス距離公式（squared Mahalanobis distance fomula）によって決定される。かかる公式を用いた皮膚色領域の決定は、色度座標上における実際の皮膚色の分布が二変数の正規分布によってモデリングされていることを前提としている。

図１において、色度座標上に表された皮膚色領域は、点の分布として示されている。図１のグラフのｘ軸は色信号Ｃｂを表し、ｙ軸は色信号Ｃｒを表している。また図１において、ＲはＲｅｄの位置を表し、ＧはＧｒｅｅｎの位置を表し、ＢはＢｌｕｅの位置を表し、ＣはＣｙａｎの位置を表し、ＭはＭａｇｅｎｔａの位置を表し、ＹはＹｅｌｌｏｗの位置を表している。

図２は、図１の皮膚色領域の拡大図である。図２によると、色度座標上の皮膚色領域は、典型的な皮膚色領域（典型色領域、内部楕円の内側）と、この典型的な皮膚色領域を取り囲む非典型的な皮膚色領域（非典型色領域、外部楕円と内部楕円との間）とに分けられる。本発明では、入力画素値は、ＰがＰ’に近接するように、すなわち皮膚色の分布モデルを利用して非典型色領域に存在する画素が典型色領域に近接するように調整され、それによって皮膚色を規準化された入力画素値として再現している。

規準化（standardization；標準化ともいう）に関して、本発明は人間の視覚特性を反映するため、入力画素の規準化が所定の領域、すなわち単一点ではない典型色領域に基づいているという点で、前記特許文献９（米国特許第５３８４６０１号明細書）と異なっている。したがって、入力画素が単一点に基づき規準化され、人間の視覚特性が反映されないといった従来技術の問題点が解決されている。特に入力画素は、単一点ではなく所定の領域に規準化される。

図２において、Ａは皮膚色領域の最外側の輪郭を表し、Ｃは典型色領域の最外側の輪郭を表している。Ｐは入力画素の色差信号の座標Ｃｂｉ，Ｃｒｉの点を表し、Ｐ’は入力画素Ｃｂｉ，Ｃｒｉの座標が調整された後の、入力画素の色差信号の座標Ｃｂａ，Ｃｒａの規準化された点を表している。Ｍは典型色の平均座標の点を表し、Ｍ’はＭおよびＰを通る直線がＣと交差する点を表している。ｅはＭ’を基点としてＰに向かうベクトルを表し、ｅ’はＭ’を基点としてＰ’に向かうベクトルを表している。Ｄ１はＭとＣとの間の距離、すなわち典型色領域の幅を表し、Ｄ２はＭとＡとの間の距離、すなわち皮膚色領域の幅を表している。

図３Ａは、本発明に係る映像信号の皮膚色再現装置の構成図である。

本発明に係る映像信号の皮膚色再現装置は、入力画素の色差信号値に対応する色度座標上の点Ｐと典型色領域の平均色差信号値として用いられる点Ｍとの距離を算出する距離値算出部３４と、距離値が典型色領域内であるか非典型色領域内であるかを判別する距離値判別部３５と、を備える入力画素値位置判別部３０、および、典型色領域の色差信号の最外側の値から入力画素の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出する変換量算出部３６と、規準化された変化量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを用いて入力画素の色差信号値の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出する規準化色差信号算出部３７と、を備える規準化画素値獲得部３１、といった主に二つの要素を備えている。

距離算出部３４は、入力画素の色差信号の色度座標Ｃｂｉ，Ｃｒｉの点Ｐと典型色領域の色差信号の平均値を座標にする点Ｍとの距離ｄｐを算出する。
距離値判別部３５は、距離値ｄｐが典型色領域の幅値内または非典型色領域内に存在するか否かを判別する。
変換量算出部３６は、距離値ｄｐが典型色領域および非典型色領域に存在する場合に、入力画素の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出する。
規準化色差信号算出部３７は、規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを用いて入力画素の色差信号の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出する。

図３Ｂを参照して、本発明の実施形態についてさらに詳細に説明する。

図３Ｂは、本発明の実施形態に係る映像信号の皮膚色再現装置の詳細構成図である。図３Ｂによると、因子保存部３２は、皮膚色の最大輝度値Ｙｍａｘｐ、皮膚色の最小輝度値Ｙｍｉｎｐ、皮膚色の平均輝度値Ｙｍｅａｎ、皮膚色の輝度値の変化量定数ΔＹ、皮膚色の色差信号値Ｃｂの標準偏差σｘ、皮膚色の色差信号値Ｃｒの標準偏差σｙ、色差信号Ｃｒ，Ｃｂ間の相関係数ρ、典型色の色差信号Ｃｂの平均値Ｃｂｐ、皮膚色の色差信号Ｃｒの平均値Ｃｒｐ、二つの色差信号値の平均値の点Ｍから典型色領域の最外側の輪郭までの距離Ｄ１、Ｍから皮膚色領域の最外側の輪郭までの距離Ｄ２、強度定数ｓ等、後記される構成要素で用いられる因子を保存する。

入力輝度値判別部３３は、因子保存部３２からＹｍａｘｐ，Ｙｍｉｎｐを入力され、入力画素の輝度値Ｙが Ｙｍｉｎｐ≦Ｙ≦Ｙｍａｘｐ を満たしているか否かを判別する。入力画素の輝度値Ｙが前記条件を満たさない場合には、このことは入力画素の輝度値が皮膚色の輝度値の範囲に存在しないことを意味している。したがって入力輝度値判別部３３は、次の入力画素の輝度値が前記不等式を満たしているか否かを判別する。皮膚色の輝度値の範囲は、実験に基づき決定される。その一例として、皮膚色の輝度値の範囲は、多様な照明条件下で撮影されたビデオチップにおける皮膚色の輝度を評価することによって決定されてもよい。入力画素の輝度値Ｙが前記条件を満たす場合には、動作開始信号Ｅｎａｂｌｅｒ Ａが距離値算出部３４に印加され、距離値算出部３４は色差信号の値Ｃｂｉ，Ｃｒｉの色度座標上の点Ｐと点Ｍとの間の距離ｄｐを算出する。

距離値算出部３４は、因子保存部３２から因子σｘ，σｙ，ρ，Ｃｂｐ，Ｃｒｐを入力され、色差信号の値Ｃｂｉ，Ｃｒｉの色度座標上の点Ｐと点Ｍとの間の距離ｄｐを算出する。この場合に、ｄｐは式（１）によって得られることが望ましい。

ここで、ｄｐは二乗マハラノビス距離と呼ばれるものであり、同じ共分散行列と異なる平均値とを有する２つの母集団間の距離である。二乗は、二変数の正規分布を用いてモデリングされた皮膚色領域の正規分布の確率密度関数の同一密度の輪郭を意味している。ユークリッド距離は平面での距離であり、二乗マハラノビス距離は山傾斜の増減を考慮した距離であると言える。

距離値判別部３５は、因子保存部３２から因子Ｄ１，Ｄ２を入力され、距離値ｄｐが Ｄ１≦ｄｐ≦Ｄ２ を満たすか否かを判別する。すなわち距離値判別部３５は、入力画素の色差信号値が典型色の最外側の輪郭Ｃと皮膚色領域の最外側の輪郭Ａとの間に存在するか否かを判別する。判別の結果として、規準化対象画素は、典型色領域に存在せずに皮膚色領域に存在しており、すなわち非典型色領域に存在している。典型色領域に存在する画素を規準化しない理由は、前記したとおりである。すなわち、典型色領域に存在する画素が単一色に調整される場合には、人間の視覚特性が反映されないためである。したがって本実施形態では、入力画素が典型色領域内にある場合には、入力画素の輝度値及び色差信号値は映像ディスプレイ装置に再現されるときにそのまま利用される。

距離値ｄｐが前記不等式を満たす場合には、動作開始信号Ｅｎａｂｌｅｒ Ｂが距離値判別部３５から変換量算出部３６に印加される。そして変換量算出部３６は、点Ｍおよび点Ｐを互いに連結した直線が典型色領域の最外側の輪郭Ｃと交差する点Ｍ’の二つの色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’を求め、点Ｍ’と点Ｐとの間の各色差信号別差（ベクトルｅの長さ）ΔＣｂ，ΔＣｒを算出する。そして変換量算出部３６は、Ｃｂｉ，Ｃｒｉの規準化のため、ΔＣｂ，ΔＣｒに付与された規準化指数ωに比例する距離にある直線上の点Ｐ’と点Ｍ’との間の距離を算出し、前記典型色領域の最外側の輪郭点からＣｂｉ，Ｃｒｉの規準化された変換量（ベクトルｅ’の長さ）ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出する。

色差信号Ｃｂ，Ｃｒの値Ｃｂ’，Ｃｒ’は、式（２）によって与えられる。

ここで、ΔＣｂｐ，ΔＣｒｐは点Ｍでの色差信号Ｃｂ，Ｃｒの平均値Ｃｂｐ，Ｃｒｐと点Ｐでの色差信号Ｃｂ，Ｃｒの値Ｃｂｉ，Ｃｒｉとの差を表している。ΔＣｂ’，ΔＣｒ’は平均値Ｃｂｐ，Ｃｒｐと点Ｍ’での色差信号Ｃｂ，Ｃｒの値Ｃｂ’，Ｃｒ’との差を表している。

点Ｍ’と点Ｐとの間の各色差信号別の差ΔＣｂ，ΔＣｒは、式（３）によって求められることが望ましい。

ここで、ΔＣｂ，ΔＣｒは値Ｃｂｉ，Ｃｒｉの規準化のために調整されなければならない。調整のために、規準化指数ωがΔＣｂ，ΔＣｒに付与される。ωは、式（４）によって求められることが望ましい。

ここで、ｓは因子保存部３２に設定されている値であって、強度定数と呼ばれるものであり、規準化指数ωの初期値（あるいはオフセット）に相当する。ａ（ｄ）は一次関数であり、ωの導入のための関数型媒介変数（functional parameter）として用いられている。ωは、０と１との間の値である。

ωが求められる場合には、ΔＣｂａ，ΔＣｒａは式（５）によって求められる。

規準化色差信号算出部３７は、ΔＣｂａ，ΔＣｒａを用いて入力画素の色差信号値の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出する。値Ｃｂａ，Ｃｒａは、式（６）によって求められる。

結果として、値Ｃｂｉ，Ｃｒｉが規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａに変換され、規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａが映像ディスプレイ装置の色差信号として再現される。

本発明に係る映像信号の皮膚色再現装置は、所定の方式を用いて入力画素の輝度値Ｙを調整する輝度強化部３８をさらに備えており、輝度信号の強化された値Ｙａを発生させる。
換言すると、皮膚色再現装置は、入力画素の輝度値に所定の加重値を付与し、強化された輝度信号値Ｙａを発生させる輝度強化部３８をさらに備えている。

皮膚色を再現する方法の従来技術においては、輝度信号は調整されず、色信号のみが調整されて皮膚色を再現していた。輝度信号を調整する方法の従来技術の例としては、前記特許文献９（米国特許第５３８４６０１号明細書）が挙げられる。ここで前記方法は、入力画素の輝度値を皮膚色の特定的かつ典型的な輝度値に変換する過程を含んでいる。かかる変換の結果として、入力画素の特定の輝度値が低下してしまう。一般的には、映像信号の黒レベルを調整する黒レベル向上や陰極線管のビーム強度を調整する自動コントラストレベルによって生じる二次効果によって、皮膚色が暗くなる、すなわち皮膚色の輝度値が減少してしまう。これらの理由によって、入力画素の輝度値を強化することが必要である。

輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも小さい場合には、（ΔＹ＋Ｙｍｅａｎ−Ｙｍｉｎｐ）を（Ｙｍｅａｎ−Ｙｍｉｎｐ）で割った値が、係数ｗ１１としてＹに付与されることが望ましい。そして最小輝度値Ｙｍｉｎｐの補正値ｗ１２が、オフセットとしてｗ１１×Ｙに加算され、Ｙａを得る。

輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも大きい場合には、（Ｙｍａｘｐ−Ｙｍｉｎｐ−ΔＹ）を（Ｙｍａｘｐ−Ｙｍｉｎｐ）で割った値が、係数ｗ２１としてＹに付与される。そして最大輝度値Ｙｍａｘｐの補正値ｗ２２が、オフセットとしてｗ２１×Ｙに付与され、Ｙａを得る。前記説明は式（７）に示される。

ここで、ΔＹは皮膚色の輝度値の、実験に基づいて決定される変化量定数である。一般には、ΔＹの値は５である。

したがって入力画素は、入力画素の値Ｙ，Ｃｂｉ，ＣｒｉをＹａ，Ｃｂａ，Ｃｒａに調整することによって、典型色領域に近接するように規準化される。このようにして、映像ディスプレイ装置は、規準化された値を用いて皮膚色を再現することができる。

本発明に係る映像信号の皮膚色再現方法は、主に２つのステップを含んでいる。
第一のステップは、入力画素の色差信号値を座標とする色度座標上の点Ｐと典型色領域の色差信号の平均値を座標とする点Ｍとの距離を算出し、距離値が典型色領域の幅値と非典型色領域の幅値との間に存在するか否かを判別することによって入力画素値位置を判別するステップである。
第二のステップは、入力画素の色差信号値の典型色領域の最外側の色差信号値から規準化された変換量を算出し、規準化された変換量を用いて入力画素の色差信号値の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出することによって規準化入力画素を獲得するステップである。

図４Ａは、本発明の実施形態に係る映像信号の皮膚色再現方法を説明するフローチャートである。図４Ａによると、入力画素の輝度値Ｙが皮膚色の最小輝度値Ｙｍｉｎｐと最大輝度値Ｙｍａｘｐとの間に存在しているか否かを判別することによって（Ｓ４１）、入力画素が皮膚色の輝度値を有しているか否かを判別する。ステップＳ４１は、入力画素が規準化対象画素であるか否かを判別する第一ステップである。輝度値Ｙが前記条件を満たさない場合には、このことは入力画素の輝度値が皮膚色の輝度値の範囲にない、すなわち入力画素の輝度値が規準化非対象画素であることを意味している。したがってステップＳ４２では、次の入力画素が処理される。

輝度値Ｙが皮膚色の最小輝度値Ｙｍｉｎｐと最大輝度値Ｙｍａｘｐとの間に存在する場合には、入力画素の点Ｐと典型色の色差信号の平均値の点Ｍとの間の距離ｄｐを算出するステップ（Ｓ４３）は、因子σｘ，σｙ，ρ，Ｃｂｐ，Ｃｒｐを用いて距離ｄｐを算出する。この場合において、ｄｐは前記式（１）によって求められることが望ましい。

距離ｄｐが典型色領域の幅Ｄ１と皮膚色領域の幅Ｄ２との間に存在するか否かを判別するステップにおいて（Ｓ４４）、入力画素の輝度値はＳ４１で規準化対象画素であるか否かを判別するため、まず評価される。それから、入力画素の色差信号が規準化対象色差信号値を有しているか否かが判別される。ステップＳ４４では、規準化対象色差信号値を表す点の位置は、典型色領域の最外側の輪郭と皮膚色領域の最外側の輪郭との間に存在しなければならない。入力画素の色差信号がステップＳ４１の前記条件を満たす場合であっても、ステップＳ４４の条件を満たさない場合には、入力画素は規準化対象から除外される。したがって入力画素の色差信号が典型色領域内に存在する場合、または皮膚色領域外に存在する場合には、ステップＳ４２において次の入力画素が処理される。

距離ｄｐが幅Ｄ１と幅Ｄ２との間に存在する場合には、典型色領域の最外側の輪郭と入力画素点との間の距離（ｄ＝ｄｐ−Ｄ１）によって、値Ｃｂｉ，Ｃｒｉの典型色領域の最外側の輪郭から補正された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出するステップ（Ｓ４５）は、入力画素の色差信号値Ｃｂｉ，Ｃｒｉを典型色領域に規準化するために必要である。特に、ステップＳ４５は、典型色領域の最措置側の輪郭点Ｍ’の色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’と、この値Ｃｂ’，Ｃｒ’から値Ｃｂｉ，Ｃｒｉの変換量ΔＣｂ，ΔＣｒと、を算出するステップ（Ｓ４５１）と、値ΔＣｂ，ΔＣｒの規準化のための規準化指数ωを獲得するステップ（Ｓ４５２）と、規準化指数ωを変換量ΔＣｂ，ΔＣｒに付与することによって、変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出するステップ（Ｓ４５３）と、を含んでいる。
この場合において、ステップＳ４５１からステップＳ４５３に定義された各値は、式（２）から式（５）によって求められる。ステップＳ４５の詳細（ステップＳ４５１〜Ｓ４５３）は、図４Ｂに示されている。

続いて、ΔＣｂａ，ΔＣｒａがそれぞれ入力画素の色差信号値Ｃｂｉ，Ｃｒｉに加算され、色差信号の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出する（Ｓ４６）。

本発明に係る映像信号の皮膚色再現方法は、所定の方式を用いて輝度値Ｙを変換することによって強化された輝度値Ｙａを得るステップ（Ｓ４７）をさらに含んでいる。換言すると、映像信号の皮膚色再現方法は、入力画素の輝度値に所定の加重値を付与し、強化された輝度値Ｙａを得るステップ（Ｓ４７）をさらに含んでいる。ステップＳ４７は、前記した理由のために必要であり、Ｙａは式（７）によって求められる。したがって、詳細な説明を省略する。

さらに本発明は、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されたコンピュータで読み取り可能なコード（あるいはプログラム）としても実現可能である。コンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＤ‐ＲＯＭ、磁気テープ、フロッピー（Ｒ）ディスク、ＤＶＤであってもよく、またキャリアウェーブ（例えば、インターネットを通じた伝送）であってもよい。またコンピュータで読み取り可能な記録媒体は、ネットワークに接続されたコンピュータシステムにインストールされてもよく、このようにコンピュータで読み取り可能なコード（あるいはプログラム）は、分散形式で保存・実行可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることは、当業者には理解可能である。

本発明は映像信号の皮膚色再現に利用される装置及び方法に係り、一般的にデジタルＴＶ、デジタルカムコーダ、ＤＶＤなどの映像再生機器に適用されうる。

色度座標上に表された皮膚色領域である。 図１の皮膚色領域の拡大図である。 本発明に係る映像信号の皮膚色再現装置の構成図である。 本発明の実施形態に係る映像信号の皮膚色再現装置の詳細構成図である。 本発明の実施形態に係る映像信号の皮膚色再現方法を説明するフローチャートである。 図４ＡのステップＳ４５の詳細を説明するフローチャートである。

符号の説明

３０ 入力画素値位置判別部
３１ 規準化画素値獲得部
３２ 因子保存部
３３ 入力輝度値判別部
３４ 距離値算出部
３５ 距離値判別部
３６ 変換量算出部
３７ 規準化色差信号算出部
３８ 輝度強化部

Claims (21)

1. 入力画素値が色度座標上の皮膚色領域の非典型的な皮膚色（以下‘非典型色’）領域に存在するか否かを判別する入力画素値位置判別部と、
   前記入力画素値が前記非典型色領域に存在すると判別される場合に、前記入力画素値が前記皮膚色領域の典型的な皮膚色（以下‘典型色’）領域に近接するように前記入力画素値を調整し、入力画素の規準化された画素値を獲得する規準化画素値獲得部と、
   を備えることを特徴とする映像信号の皮膚色再現装置。
2. 前記入力画素値位置判別部は、
   前記色度座標上の前記入力画素値の色差信号値を座標とする点Ｐと前記典型色領域の色差信号の平均値を座標とする点Ｍとの距離値を算出する距離値算出部と、
   前記距離値が前記典型色領域の幅値と前記非典型色領域の幅値との間に存在するか否かを判別する距離値判別部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
3. 前記規準化画素値獲得部は、
   前記典型色領域の最外側の色差信号値から前記入力画素値の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出する変換量算出部と、
   前記規準化された変換量を用いて、前記入力画素値の色差信号値の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出する規準化色差信号算出部と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
4. 前記距離値は、
   二乗マハラノビス距離であることを特徴とする請求項２に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
5. 前記変換量算出部は、
   前記点Ｍと前記点Ｐとを互いに連結した直線が前記典型色領域の最外側の輪郭と交差する点Ｍ’の色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’を獲得し、前記点Ｍ’と前記点Ｐとの間の各色差信号の変換量ΔＣｂ，ΔＣｒを算出し、
   入力画素の色差信号値の規準化のために規準化指数ωを前記ΔＣｂ，ΔＣｒに付与し、前記点Ｍ’から前記規準化指数ωに比例する距離にある直線上の点Ｐ’と前記点Ｍ’との間の距離を算出し、
   前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’から入力画素の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出することを特徴とする請求項３に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
6. 前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’は、
   前記典型色領域の色差信号値の平均値を、前記点Ｍと前記点Ｍ’との間の色差信号値の差に加算することによって求められることを特徴とする請求項５に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
7. 前記規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａは、
   前記ΔＣｂ，ΔＣｒに各々前記規準化指数ωを掛けることによって求められることを特徴とする請求項５に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
8. 前記規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａは、
   前記規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを、前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’に各々加算することによって求められることを特徴とする請求項３に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
9. 入力画素の輝度値Ｙを調整し、輝度信号の強化された値Ｙａを発生させる輝度強化部をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
10. 前記輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも小さい場合には、
    皮膚色の平均輝度値と皮膚色の最小輝度値との差と、輝度値の変化量定数と、を加算した値を、皮膚色の平均輝度値と皮膚色の最小輝度値との差で除した値が、比例係数ｗ１1としてＹに付与され、最小輝度値の補正値がオフセットとしてｗ１１×Ｙに付与されることによって、Ｙａが得られ、
    前記輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも大きい場合には、
    皮膚色の最大輝度値と最小輝度値との差から輝度値の変換量定数を引いた結果を、皮膚色の最大輝度値と最小輝度値との差で除した値が、比例係数ｗ２１としてＹに付与され、最大輝度値の補正値がオフセットとしてｗ２１×Ｙに付与されることによって、Ｙａが得られる
    ことを特徴とする請求項９に記載の映像信号の皮膚色再現装置。
11. （ａ） 入力画素値が色度座標上の皮膚色領域の非典型的な皮膚色（以下‘非典型色’）領域に存在するか否かを判別するステップと、
    （ｂ） 前記入力画素値が前記非典型色領域に存在すると判別される場合に、前記入力画素値が前記皮膚色領域の典型的な皮膚色（以下‘典型色’）領域に近接するように前記入力画素値を調整し、入力画素の規準化された画素値を獲得するステップと、
    を含むことを特徴とする映像信号の皮膚色再現方法。
12. 前記（ａ）ステップは、
    （ａ１） 前記色度座標上の前記入力画素値の色差信号値を座標とする点Ｐと前記典型色領域の色差信号の平均値を座標とする点Ｍとの距離値を算出するステップと、
    （ａ２） 前記距離値が前記典型色領域の幅値と前記非典型色領域の幅値との間に存在するか否かを判別するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
13. 前記（ｂ）ステップは、
    （ｂ１） 前記典型色領域の最外側の色差信号値から前記入力画素値の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出するステップと、
    （ｂ２） 前記規準化された変換量を用いて前記入力画素値の色差信号の規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａを算出するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
14. 前記距離値は、
    二乗マハラノビス距離であることを特徴とする請求項１２に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
15. 前記（ｂ１）ステップは、
    （ｂ１１） 前記点Ｍと前記点Ｐとを互いに連結した直線が前記典型色領域の最外側の輪郭と交差する点Ｍ’の色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’を獲得し、前記点Ｍ’と前記点Ｐとの間の各色差信号の変換量ΔＣｂ，ΔＣｒを算出するステップと、
    （ｂ１２） 入力画素の色差信号値の規準化のために規準化指数ωを前記ΔＣｂ，ΔＣｒに付与し、前記点Ｍ’から前記規準化指数ωに比例する距離にある直線上の点Ｐ’と前記点Ｍ’との間の距離を算出するステップと、
    （ｂ１３） 前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’から入力画素の色差信号値の規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを算出するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１３に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
16. 前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’は、
    前記典型色領域の色差信号値の平均値を、前記点Ｍと点Ｍ’との間の色差信号値の差に加算することによって求められることを特徴とする請求項１５に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
17. 前記規準化された変換量ΔＣｂａ，ΔＣｒａは、
    前記ΔＣｂ，ΔＣｒに各々前記規準化指数ωを掛けることによって求められることを特徴とする請求項１５に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
18. 前記規準化された値Ｃｂａ，Ｃｒａは、
    前記規準化された変化量ΔＣｂａ，ΔＣｒａを、前記色差信号値Ｃｂ’，Ｃｒ’に各々加算することによって求められることを特徴とする請求項１５に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
19. （ｃ） 入力画素の輝度値Ｙを調整し、輝度信号の強化された値Ｙａを発生させるステップ、
    をさらに含むことを特徴とする請求項１１に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
20. 前記輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも小さい場合には、
    皮膚色の平均輝度値と皮膚色の最小輝度値との差と、輝度値の変化量定数と、を加算した値を、皮膚色の平均輝度値と皮膚色の最小輝度値との差で除した値が、比例係数ｗ１1としてＹに付与され、最小輝度値の補正値がオフセットとしてｗ１１×Ｙに付与されることによって、Ｙａが得られ、
    前記輝度値Ｙが皮膚色の一般的な輝度値の平均値よりも大きい場合には、
    皮膚色の最大輝度値と最小輝度値との差から輝度値の変換量定数を引いた結果を、皮膚色の最大輝度値と最小輝度値との差で除した値が、比例係数ｗ２１としてＹに付与され、最大輝度値の補正値がオフセットとしてｗ２１×Ｙに付与されることによって、Ｙａが得られる
    ことを特徴とする請求項１９に記載の映像信号の皮膚色再現方法。
21. 請求項１１から請求項２０のいずれか一項に記載の皮膚色再現方法がコンピュータで実行可能なプログラムとして記録されていることを特徴とする記録媒体。

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