JPH021077A - 色彩画像強調のシステム及び方法 - 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】 λ刊辺分Ｍ 本発明は、元の（オリジナルの）画像からのディジタイ
ズ（数値化）されたグレースケール情報の、アクロマチ
イックなグレースケールに応用された色彩伝達関数から
派生した色相、照度および彩度（三揃い）の−意の値に
対する関係によって単色画像または多色画像の色彩強調
のためのシステム及び方法に関する。

λ哩辺貨１ 厳密に数学的な用語においては、白黒フィルム上に発生
された画像は、１次元（輝度）のものであり、その一方
、オリジナルの景色は（色相、照度および彩度が次元を
成すＨＬＳの色彩モードを用いれば）３次元のものとし
て見ることができる。

フィルムのエマルジョン（乳濁液）の化学反応ならびに
カメラのメカニズム及びフィルタによって実質的には、
複雑なマツピングによって３次元情報を１次元情報に還
元され、元の色相、照度および彩度の情報は永久に抹消
される。

なお照度と輝度とは同一のものではないと指摘すべきで
ある。白黒画像の輝度は、ＨＬｓシステムの３要素の複
雑な相互作用の結果もたらされるものであるので、輝度
と照度との間には統計的な相関関係が存在するだけであ
り、両者は同一ではない。

魚影１じ乙んムに 色彩とは、光線（その波長または周波数）の絶対量であ
ると同時にそれを知覚する人間に依存する相対量でもあ
る。この理由により、知覚された色彩を定量化できる様
々な色彩の“音階”が提案されてきた。これらのモデル
の中ｋ、ＣＩＥ色度があるが、これはいわゆる三原色（
単独では人間の観察者には見えない）の組合せによって
色彩を定量化するものである。（Ｆｏｌｃｙ　＆　Ｖａ
ｎＤａｍのＦｕｎｄａ−ｍｅｎｔａｌｓ　　ｏｆ　　Ｉ
ｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ　　Ｃｏｍ　　ｕｔｅｒ　　Ｇｒ
ａ　　ｈｉｃｓ。

Ａｄｄｉｓｏｎ　Ｗｅｓｌｅｙ、　Ｒｅａｄｉｎｇ、　
ＭＡ　１９８４　　ｐｐ、　６０６−６０８を参照。）
色彩の理論的モデル（ｃＩＥ色度モデル、色相−照度−
彩度モデル、および赤−緑一青モデル）に加えて、（：
ＲＴ（（：ａｔｈｏｄｅ−Ｒａｙ　Ｔｕｂｅ：陰極線管
）用のＲＧＢシステム、印字用のプロセス色彩システム
及び、放送ビデオ用のＮＴＳＣシステム、ＰＡＬＡＭシ
ステムＥ（：ＡＭシステムのような様々な媒体における
色彩再現用表示システムがある。実際にはこれらの個々
のモデルは、色彩の理論的絶対範囲と人間が知覚し得る
色彩の実際の範囲双方の比較的に小さいサブセット（小
集合）である。

色彩の分析に特に有用な理論的な１つのモデル（Ｏｓｔ
ｗａｌｄ、　Ｗ、、　Ｃｏ１ｏｕｒ　５ｃｉｅｎｃｅ、
　Ｗｉｎｓｏｒ　＆Ｗｉｎｓｏｎ、　Ｌｏｎｄｏｎ、　
１９３１）ｋ、色相、照度および彩度の）ＩＬｓ　（！
！ｕｅ、↓ｕｍｉｎａｎｃｅ、　５ａｔｕｒａｔｉｏｎ
）モデルがある。このモデルは３次元の円筒形の空間（
絶対的な理論的色彩空間）を用い、その内部は共通の底
面を持った１対の錐体によって境界が定められている空
間（知覚空間）になっている。この円筒形の軸（２つの
錘体の頂点から頂点まで）は、低い方の頂点の照度が“
０”　（全て黒）であり高い方の頂点の照度が“１”　
（全て白）であるような照度軸である。この照度軸から
の距ｍ＜この軸に対して直角に計って）によって彩度（
ある色とその補色との比率）がきまり、従って軸は彩度
０（原色とその補色との量が等しく、従って無色）であ
り、錘体表面は所与の照度に対して知覚し得る最大の彩
度を表す。結局、照度軸の回りの変位角は、従来の色彩
ホイール（ｃｏｌｏｒ　ｗｈｅｅｌ）の場合と同様ｋ、
その補色が１８０°離れている色相を表す。

ＨＬＳ錘体モデルによって限定された立体空間は、色が
白くまたは黒くなるにつれて色相を失うようｋ、その頂
点と底部とで方向付けされている。彩度とは、ある色を
構成している波長の幅の狭さまたは純粋さに主として依
存する特徴である。この空間の厳密な中心は、光線の全
波長にたいして穏やかな放射塵または反射度を示す中間
の灰色である。

ＲＧＢシステムは、例えばＣＲ７表示に用いられるが、
この表示においては３つの電子銃（赤、緑および青色）
の個々が、それ自身の強度を示す信号によって直接に制
御される。ＨＬＳ色彩は、ＲＧＢ表示に変換され得る（
Ｆｏｌｅｙ　＆　ＶａｎＤａｍ、　ｐｐ、　６４８−９
を参照）がしかし、ＲＧＢの３色で表すためには、“ク
リップ”しなければならないＨＬＳの組合せが多く存在
する。これと同じことがＮＴＳＣビデオ（ＹＩＱとして
も知られている）にも当てはまるが、この場合には、そ
の範囲はＲＧＢより更に制限されたものになる。従って
、ＲＧＢ規格を用いるビデオ・システムによってもＮＴ
Ｓ（：規格を用いるビデオ・システムによっても、全て
の“現実の世界”の色が再現されるわけではない。Ｆｏ
ｌｅｙとＶａｎＤａｍによれば、”　Ｈ５Ｖ　（）ｌｕ
ｅ、　５ａｔｕｒａｔｉｏｎ、　Ｖａｌｕｅ）の■もＨ
ＬＳのＬもＹＩＱモデルにおける照度には対応しないか
ら、そのどちらかの空間で定義された応つの互いに異な
った色は、簡単に同じ照度にすることができ、白黒のテ
レビやビデオテープ上では識別できない。　　（Ｆｏｌ
ｅｙ　＆　ＶａｎＤａｍ　ｐ、　６１Ｂを参照。） １９７０年頃から、単色画像に色彩を加える技法がいく
つか開発されてきた。しばしば、これらの技法はビデオ
技術に依存して、典型的な例としては既に存在する照度
信号にたいしてクロミナンス（ｃｈｒｏｍｉｎａｎｃｅ
）成分信号を加える等、明確な方法でビデオ信号を増大
させてきた。この技法を用いると、その結果もたらされ
る外観は、トーマス・エジソンがフレーム（ｆｒａｍｅ
）をペイント（ｐａｉｎｔ）することによって白黒フィ
ルムに色合いを加えようとしたー白黒の画像の上に色付
きのエリア（ａｒｅａ）が存在するーその初期の努力に
よって達成されたものとは類似しないものとなる。これ
らのシステムは、その全てがビデオ技術に依存している
ためｋ、生き生きとした色彩に欠け、色彩の再現性も正
確でないことになる。

衾用立１刀 本発明は、１つの画像または映画のような１連の画像を
ディジタル化（数値化）して捉え、類似の色相を持つ画
像内の物体または領域に対応するエリア又は領域を相互
作用的に定義し、更ｋ、個々の領域にたいして、個々の
画素（ｐｉｃｔｕｒｅ　ｅｌｅ−ｍｅｎｔ）の画像グレ
ースケール情報を一意の色相、照度および彩度の値に変
換する色彩伝達関数を定義する事によって色彩を強調す
るシステム及び方法に関わる。そして、個々の領域の内
部のグレースケール値は、自身の色彩伝達関数によって
処理され、その結果画像メモリ中に作成される色は、後
で検索したり表示したりするために記憶される。

色付けされたり又は色強調されたりするフィルムは最初
ｋ、予め選択された解像度で数値化され記録される。最
終製品が従来のビデオ・テープ上に位置されるような例
においては、適切な解像度が選択される。（例えば、Ｎ
ＴＳ（ニー５２５行、ＰＡＬ−６４０、）ＩＤＴＶ−１
１２５−１５００テある。）最終製品が劇場ニオケる表
示用である場合、１０２４行以上の解像度が用いられる
。数値化プロセス（第１図に示されている）には、かき
傷や他の欠陥をマスクする液体ゲート・デバイスを通し
てオリジナルのフィルム（標準的には白黒フィルム）の
個々のフレームを投影する操作が含まれる。この投影済
みのフレームは、５ａｔｉｃｏｎ管のようなビデオ・カ
メラを使つて捕捉され、そのビデオ信号は数値化（ディ
ジタイズ）さね、ＲＡＭフレーム・バッファ中に記憶さ
れる。この数値化プロセスによって、数値化中の特定の
フレームにたいして最良のコントラストが得られるよう
ｋ、フィルムに投射される光線の強度を調節できる（ガ
ンマ補正）。１つのフレームが捕捉されると、そのフレ
ームを数値で表示した情報が、後で処理するために不揮
発性メモリに記憶される。この数値化プロセスは、フレ
ーム毎に繰り返され、フレーム−枚毎に時間と順序表示
（ＳＭＰＴＥ時間コード）が印付けされる。

個々の景色（フレームの順列から成る）にたいしては、
１枚のフレームが、その順列に存在する要素の大部分の
代表として選択される。この“キー・フレーム”は、同
じ景色の順列の内部に存在する他のフレームを強調する
テンプレートとして用いられる。この理由によって、キ
ー・フレームの処理には、最大限の注意が払われる。

キー・フレームは、色強調され限定されると、１つの景
色を構成する残りのフレームと共ｋ、ワークステーショ
ンに渡され、そこでどの領域に色を適用するかが、フレ
ームからフレームへと次々に追跡して定義される。フレ
ームが一つ一つの色強調されると、非揮発性メモリに再
度記憶され、更に中央記憶装置に送られ、そこで色強調
された全ての景色は１つの最終製品の映画として自身の
オリジナルの順序に従って最終的に組立て直される。

キー・フレームの″ キー・フレームの彩色者にとって最初の仕事は、類似し
た色相であると指定される物体を構成する画像のエリア
を識別することである。彩色者は、い（つかのソフトウ
ェア・ツールの助けを借りて、このコンピュータとの対
話による定義プロセスを実行する。

”フリー・ハンド”モードによって、可変寸法のカーソ
ルに対する制御だけでなく、作図及び消去が可能である
。ポインタ装置によって、処理されるキー・フレームを
重ねて、画面上に表示される対話カーソルを制御する。

このポインタ装置の移動によってカーソルがアナログ的
に移動し、この移動によって選択された画素（“マスク
平面”として知られている図形平面上に表示される）は
、エリアの縁を限定するために使用される。カーソルの
寸法はたった１画素の大きさにまで縮小できるので、発
生可能な最少の領域も１画素の大きさとなる。

彩色者が利用できる第二の作図ツールは、完全なフリー
・ハンドによる形状ではな（、多角形を定義するもので
ある。ポインタ装置を使って、彩色者は、多角形のエリ
アの周辺を定義すべく意図される頂点の正確な位置を表
示できる。個々の頂点は、割り当てたり除去したり、更
にこれらの頂点を閉じて間道（ｃｌｏｓｅｄ　ｐａｔｈ
）を定義することもできる。

閉じた周辺をフリー・ハンド又は多角形法によって定義
した後は、包囲されたエリアは、２つあるフィリング・
アルゴリズム（ｆｉｌｌｉｎｇ　ａｌｇｏ−ｒｉｔｈｍ
）の内の１つを用いて（マスク平面中にビットを設定す
ることによって）領域に割り当てることもできる。１つ
の”エリア埋め（ａｒｅａ　ｆｉｌｌ）”によって、閉
形状（ｃｌｏｓｅｄ　５ｈａｐｅ）内部にある全ての画
素が、エリアの定義済み縁にまで割り当てられる。”カ
ーラーン・フィル”によって、漫画によくある黒ペンの
線のような境界線によって境をつけられたエリアを埋め
るためｋ、縁認識アルゴリズムによって、定義済みの縁
を組み合わされる。カーラーン・フィル・モードによっ
て、このような重い境界線にまで、又はそれに少しまた
がって埋める。

共通の色相を持つ全ての物体に関してエリアが定義され
た後は、最終の段階は、そのエリアに対して任意の色相
を選択して適用することである。

色は、ビデオ画面に表示されている色彩ホイールを対話
的に指示し、更に以下に述べるようにエリアのグレース
ケール情報を細分化できる制御インジケータを画面上で
操作することによって、選択しても良い。選択した後で
、色はその応用によってエリア（集合的には色マスクと
して知られている）に対して表示させてもよい。色マス
クを定義した後は、フレーム中に表示される個々の色相
毎に１つずつ、その関連の画素が”領域”として識別さ
れ、マスク平面はクリアされ、追加のマスクが類似の方
法で定義される。

一度すべての領域が定義されると、これらの領域、基礎
を成すフレーム及び個々の領域に割り当てられた色は、
後で彩色者が検索できるように記憶されるが、彩色者は
個々の景色の継続するフレーム及び定義済みのキー・フ
レームを用いてプロセスを繰り返すだろう。

色彩強調をキー・フレームから景色全体にまで外挿する
プロセスは、物体の出現と消滅だけでな（、識別及び追
跡動作によって実行される。−船釣ｋ、１つの景色につ
いて、次のフレーム中で変化する画素は、先行するフレ
ーム中の画素の５％未満である。映画（ｍｏｔｉｏｎ　
ｐｉｃｔｕｒｅ）は、１秒２４フレームの速度でフィル
ムに写されているので、最高速度で移動している物体以
外の物体に関する動作に対する増分は極めて小さく、従
って、容易に追跡可能である。−度動作が識別されると
、必要とされるのは、領域及びこれらの領域に対するキ
ー・フレームの予め決定されている色彩の適用の調整だ
けである。

次々とフレームを追跡することの全てに内在するのは、
先行の又はキー・フレームの領域メモリの内容の内、予
め定義されている部分をコピーし、これらの部分を継続
のフレームの処理で使用する能力である。コピーした後
は、新しい領域メモリの内容に少し調整を施し、新しい
フレームと共に退避してもよい。重要なことは、ディジ
タライズ（数値化）のプロセスによって輝度とグレー・
スケールとの適合性が保証され、更に色彩はキー・フレ
ームを使って働いているアート・ディレクタによって予
め定義されるので、フレーム間及び景色間の全体的な適
合性も保証される。

フレームからフレームに至る追跡の最も単純な形態は、
フレーム内の動作がカメラのパンの結果としてのみ明ら
かである場合である。このような例においては、領域メ
モリ全体が先行フレームのメモリからコピーして、その
パンの方向に”シフト”（ｓｈｉｆｔ）させてもよい。

このようなシフトは、その動作の反対側の端部に無定義
のエリアを作成する。次にこのエリアは、色を完全に適
用するためｋ、既存の領域に追加しなければならない。

１つのフレームの物体の内、いくつかだけが移動する時
には、領域メモリ中の対応する部分も変換され得る。こ
の動作においては、移動されるその領域の部分はオペレ
ータによって指定され、次にその新しいロケーションに
手動で移動され、このようにして領域メモリ中のこの新
しいロケーションの所に記憶されている古い内容が、オ
ーバライドされる。次：乙古いロケーションが、色彩を
適用するためｋ、再定義されるか、１つ以上の先注の領
域に追加されるか又はその双方の動作がなされる。

動作のタイプ（特ｋ、被写体の動作とカメラの動作との
複合動作）が複数個存在するような高度に複雑な景色に
おいては、　”分化”手順が採られる。（グレー・スケ
ール値において）変化した画素を明らかにするためｋ、
エリアが定義されており、更に色彩も適用されているフ
レームが、次に続くフレームから引き抜かれる。次ｋ、
これらの異なったエリアは、次に処理される継続フレー
ム上でのコントラスト・オーバレイとして表示される。

こうする代わりｋ、グレー・スケール画像における縁検
出用アルゴリズムを使用し、先行のフレームの領域メモ
リに相互関連させてもよい。次ｋ、検出された相違によ
ってその次に続（フレームの領域が、必要に応じて調整
されたり削除されたりする。このオーバレイと先行フレ
ームから複写した領域構造体とが一致するかどうかを検
査することによって、製作彩色者はこの領域構造体に追
加すべきエリア及び所与の領域から除去して再割り当て
すべきエリアとをすぐに指定できる。

最後の操作は、フレームから完全に現れたり消えたりす
る物体は何も存在しなかったことを確認することである
。もし物体が消えた場合、その領域は除去しなければな
らない。同様ｋ、新たに現れる物体に対しては、それよ
うに定義された領域を“即座に”与え、そして色も割り
当てなければならない。次に続く画像用の領域を調整し
た後は、彩色者は再度、その画像をその領域メモリと共
に記憶し、それに続く個々のフレームに対してこのプロ
セスを繰り返す。

品質管理を実行し色彩強調されたフレームの順序を見直
すためｋ、シネマ・モード（ｃｉｎｅｍｏｄｅ　）及び
サイクル・モード（ｃｙｃｌｅ　ｍｏｄｅ）の２つの観
測モードがある。シネマ・モードにおいては、ｌ連のフ
レームが最初に前方向に滑り出し、その直後には逆方向
に滑り出して順に表示される。この速度は、オペレータ
によって制御され得る。サイクル・モードにおいては、
表示方向及び速度は、フレームからフレームへの遷移の
観測を微細に制御できるようｋ、指示装置と直接に結び
付いている。

ハードウェアの概要 本発明の方法は、パソコン（例えば、ＩＢＭ　　パソコ
ンＡＴ　）とインタフェースされた専用版のＲＴＩステ
ーションの画像処理システム上で実現される。ＲＴＩの
画像処理サブシステム（Ｈｏｌｌｉｓｔｏｎ。

ＭＡのＲｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ
社から入手できる）は、ビデオ・ディジタイザ、バイブ
ライン・アーキテクチャの画素プロセッサ、およびホス
ト・コンピュータのバス（母線）と同期ビデオ・バスに
よって全てが互いに接続されている画像メモリを有する
。このビデオ・ディジタイザは、フィルム・フレームデ
ィジタイズ用の上記のようなビデオ・カメラからその入
力を受は取って、その情報を高解像度のカラーＣＲＴ　
　（従来のＮＴＳＣビデオ回路でインタフェースされた
ＣＲＴである必要は必ずしもないが）に出力する。ホス
ト・コンピュータ・バスによって、画像処理サブシステ
ムは、ホストＣＰＵ　、そのメモリ、関連の大容量記憶
装置、及び指示装置やキーボードのような入出力装置を
介してユーザと通信する。

本発明の好ましい実施例における画像処理サブシステム
は、５１２　Ｘ　５１２の空間解像度、４ビットの輝度
解像度及び領域識別用の４ビツトを持つ画像メモリを有
する。このかわりｋ、輝度解像度用に６ビツト、領域識
別用に６ビツト又は輝度解像度用に７ビツト、領域識別
用に５ビツトで、同一のシステムを構成しても良い。（
追加の１ビツトは、マスク・ビット平面の構造内のシス
テムが使用するように留保される。）　ＲＴＩステーシ
ョン及びその関連のソフトウェア・ライブラリ（ＲＴＩ
ＬＩＢ）の構造体及び動作に関連する一般的な情報は、
ＲＴＩＬＩＢ１５００　（７）ＴＵＴＯＲＩＡＬ　ＲＥ
ＶＩＳＩＯＮ　１．００及びＲＴＩＬＩＢ１５００（７
）ＵＳＥＲＭＡＮＵＡＬ　ＲＥＶＩＳＩＯＮ　Ａ中で見
つけられるが、この２つのりビジョン共、Ｒｅｃｏｇｎ
ｉｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社の発行したものであ
る。

現在使用されている機器は５１２行の空間解像度を採用
しているとは言え、当業者は２０００行を超える空間解
像度及びこれにたいする増加は本発明の範囲内であるこ
を認識されるだろう。更ｋ、画像メモリは、例えば４０
９６　Ｘ　４０９６　Ｘ　１６ビツトであるような、よ
り大きなフレームの記憶メモリの一部であってもよい。

従って、フレームのデイスプレィ（表示装置）はこのフ
レーム記憶装置中にメモリ・ポインタによって制御して
も良い。色を選択するための、ホストＣＰＵには、２４
ビツトのＲＧＢビデオ・ボード（例えば、ＡＴ＆Ｔ　Ｉ
ｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＳｙｓｔｅｍｓ社の製品であるＴ
ａｒｇａ　２４）が装備されている。ビデオ画面上には
、ＨＬＳ錘体の共通の底に対応する色彩ホイールが表示
される。指示装置を使って、彩色者はこのホイール上に
ある特定の色を選択し、このようにして色相（色彩ホイ
ール上の角位置）および彩度（中心からの距離）の双方
を定義する。以下により詳述するようｋ、この−意の２
４ビツトのＲＧＢ値は即座にＨＬＳ座標空間中に変換さ
れ、修正済の画像のグレースケールと相互関連付けされ
、更にＲＧＢモニタ上に出力するために再変換される。

ソフトウェアの概要 第１図から第４図に示すようｋ、本発明の方法によって
、ディジタイズされた１連の単色画像が、ｌ配列のグレ
ースケール値として、コンピュータのＲＡＭに記憶され
る。例えば、８ビツトの情報で１つ１つの画素を表し、
それによって２５６ある一意のグレースケール値全部を
表してもよい。

（勿論、より多くの数のビットを使って解像度の向上と
グレースケール情報用の動的範囲を達成しても良い。）
コントラストを向上させたり、ガンマを調整したり、緑
の限定を向上させたり又は退色した画像のグレースケー
ルを“引き延ばす”事を実行するためｋ、ディジタイズ
の段階で、ルックアツプ表を、随意に使用しても良い。

グレースケール値を記憶するために使用されるメモリと
関連して、領域メモリを用いて、多くの領域（第２図か
ら第５図では、４ビツトのメモリ構造体として描かれて
いる）のうちの１つと個々の画素とを一意に同定させる
。画像メモリ構造体及び領域メモリ構造体の外にも、マ
スク平面メモリも、画素を同定する目的で、画像と関連
している。従来の技法を用いて、これらメモリ構造体の
内容の全部又は一部を、１つの構造体から別の構造体へ
と（例えば、領域メモリからマスク平面メモリへと）コ
ピーしたり又は１つのフレームのメモリから別のものへ
と（第３図に描かれているようｋ、フレーム１の領域か
らフレーム２の領域メモリへの転送目的で）コピーして
もよい。コピーされた内容は、勿論、第４図に描かれて
いるように基礎を成すフレームの内容に適合するようｋ
、オペレータが変更しても良い。

第５図から第８図に描かれているようｋ、彩色者は、色
彩伝達関数の構造を制御するソフトウェアで実現された
多くのツールを自由に使える。計算を効率よく実行する
ためｋ、ＨＬＳ円筒空間の照度軸は、整数範囲［０，、
，１口００１（範囲［０，，１，０］内の実数として表
す従来の方法に対立するものとして）として表される。

フレームのグレースケールは、グレースケール値１２８
を照度値５００にデイフォルトされ更に個々の離散グレ
ースケール・ユニットを個々の照度整数に対応させる事
によって、整数範囲に線形に関連される。（このように
して、グレースケール２５５は、デイフォルトされると
、照度６２７に対応する。） システムによって構築された色彩伝達関数を好んで用い
るためｋ、彩色者は、変換、圧縮引き延ばしのようなヒ
ストグラム技法を適用してフレームのグレースケールの
情報を実際に操作する。

具体的には、照度スケール（第６図を参照）を基準にし
てグレースケール（ＧＳ：　ｇｒａｙ−ｓｃａｌｅ）を
単純に“スライド”させることによって、グレースケー
ル全体をより明る（又はより暗く見えるようにしてもよ
い。ＧＳ＝１２８をＬ＝５００に対応させる代わりｋ、
オペレータはむしろ、Ｌ＝７５０を選択することによっ
てフレームを明るくするようにしてもよい。同様ｋ、Ｌ
＝３５０を選択することによって、フレームを暗くして
もよい、第６図に描かれているようｋ、グレースケール
に対応するＨＬＳ錘体空間内に収る色彩伝達関数の部分
は、このスライドさせる動作によって制御される。極端
な場合、この動作、その値を超えると全てのグレースケ
ール値が白（情報閾値を超える）又は黒（下方閾値未満
）のいずれかとして表示されるような閾値を伝達関数の
内部に作成する。

＼＼ ／＊　Ｅｎｄ　５ｌｉｄｅ　ｍａｐ　＊／彩色者が利用
できるもう一つの操作は、比率計を用いてグレースケー
ルに成る値を掛けることである（第７図及び第８図に描
かれている）。乗数の値が１未満の分数の場合、離散針
を用いてグレースケールが圧縮され、これによって２５
６個の離散グレースケール値が２５６個未満の整数の照
度値に関連付けられる。乗数の値が１より大きい場合、
グレースケールが“引き延ばされ”その結果、２５６個
のグレースケール値が、２５６より大きな照度範囲に対
応することになる。これらの乗算は、グレースケールの
端部のどちらかを固定点として使用することによって発
生することもあるが、この場合には、第７図及び第８図
に描かれているようｋ、４つの変形物を生じる。

（以下余白） スニーー１ 反射光線（それが彩色された光源から発せられたもので
あるか、彩色された表面から反射されてきたものである
か、その双方であるかを問わず）を描くにあたって必要
とされることは、色彩伝達関数を°゛屈曲゛°させるこ
とである。第９図に示すようｋ、彩色者には、この関数
用に一対の“屈曲点”を設定するというオプション機能
を利用できるが、この１対の点によって、屈曲の性質及
び範囲が決定される。第９図に（点Ａ及びＢとして）描
かれているこれらの点によって、３つの線分（ＯＢ、　
ＢＡ、　ＡＩ）の端点が定義される。これら３つの線分
の内、最初の線分及び最後の線分は個々ｋ、オペレータ
が選択した一意の色相値と関連しており、一方線分ＢＡ
は、色相と彩度の混合物を表している。点Ａ及びＢの位
置は、現行のグレースケール範囲の２５％および７５％
にそれぞれデイフォルトされ、これによってグレースケ
ールの片半分上において色が混合される。

屈曲の１例として、（炎から反射した光線で人の顔を見
た場合のように）色相ＯＢをフレッシュな濃淡として、
色相ＡＩをオレンジ色として選択する場合を考える。線
分ＢＡは、より暗いエリアではフレッシュな濃淡となる
色相を有するが、より明るいエリアにおいては、ますま
すオレンジ色の色彩を帯びる。勿論、点Ａ及びＢの選択
又は追加の屈曲点の包含が完全に本発明の精神に含まれ
るのであれば、評価されるだろう。

領域は、類似の色相をもつ全ての物体をその中に含むよ
うに定義されるので、領域には広範囲の画素グレースケ
ール値が包含される。彩色された最終の画像中において
グレースケール値を正確に表すためｋ、１次元のグレー
スケールを３次元のＨＬＳ値に変換するためｋ、色彩伝
達関数を定義しなければならない。キー・フレームの彩
色者が選択した表示されている色彩ホイール上の点から
、１本の線分が円筒形のＨＬＳユニバースの軸に平行し
て垂直に延びている。この線分は、ＨＬＳ錘体中に存在
しこの領域内部において適用される色を表す点を通過し
、更に色彩伝達関数をその内に含む。例えば、グレース
ケール値１９０をもつ８ビット画素は第５図のグレース
ケール上に表される。

色彩伝達関数の上方の線分上に存在する対応する点によ
って、グレースケール値１９０の領域の内部のこれらの
画素に適用される一意のＨＬＳ値が定義される。線分が
ＨＬＳ錘体空間の内部に収らない場合においては、表示
は純粋な白色（Ｌ　＝　０．５を上回る領域の場合）で
あるか又は純粋な黒色（Ｌ＝０．５未満の領域の場合）
である。色彩伝達関数がＨＬＳ座標空間の高度の成る部
分を横切るので、グレースケールの２つの極地のどちら
かに当る点は、色表示した時にそれに相応してその彩度
が落ちる。これによって、表示されている色は、一定の
彩度を用いるシステムに比較してより現実性が増す。

光が反映して最も明るくなる部分（ハイライト部分）は
、入射角効果によって特に明るく反射されるエリアであ
る。無色の反映ハイライト部分は、上記のヒストグラム
の引き延ばし技法を応用してＨＬＳ錘体の外部にある、
より明るいグレースケール値を“引っ張る”ことによっ
てそれらを白く見えるようにすることによって発生させ
ることができる。

第９図を参照すると、反映ハイライトおよび彩色光源か
らの反射の双方を達成できる可能性を持つ方法の略図が
描かれている。事実、人間の知覚は、ＨＬＳ二重錘体に
よって最も良く表されるが、色および光線の実際の物理
的性質は、照度をその軸として更に彩度をその半径とし
て持つＨＬＳ円筒形によって最もよく表される。この円
筒形の内部には、錘体の知覚空間が刻まれている。この
錘体空間によって、人間の知覚の限度が定義されるが同
時ｋ、錘体の正確な形状および寸法は一人一人異なる。

（例えば、色盲の人は、“平になった”辺の錘体を持ち
、一方夜盲症の人は極端に先を切ったより低い錘体を持
つ。）１つの画像を表すグレースケール情報を、操作す
ることによって、グレースケールを色相、照度および彩
度に変換する色彩伝達関数がＬ９を受け、いろいろな効
果が発生する。

用語の説明 画像−単色または多色のアナログな絵 画素−画像中に存在する互いに離散した位置輝度−単色
の画像を（入力光線強度に依って）通って伝送された光
線の絶対量 画像のディジタル的捕獲−画像を表しそれから画像を再
作成できるようなディジタル・データを記録すること グレースケール値−単色画像上の１点を（入射光線強度
によ）て）通って伝送される光線の相対量 照度−多色画像上の１点から放射された、又はその点を
通って伝送された光線の絶対量 色相−多色画像上の１点から放射された、又はその点を
通って伝送された波長のピーク値またはプライマリ（ｐ
ｒｉｍａｒｙ）値 彩度−多色画像の任意のエリア中における、プライマリ
点のコンプリメンタリ（ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔ−ａｒｙ
）点に対する相対的な数 領域一定義された色彩伝達関数が適用されるべき画素の
グループを識別するために使用される、メモリ中のデー
タ・構造体 マスク−領域内への包含というような動作を受ける画素
のグループを識別するために使用される、メモリ中のデ
ータ構造体（通常は、図面平面） マツプ−その個々が、共通の性質を持つ１つ以上の物体
または画像のエリアを表す画素を含む、１つ以上の領域
を識別するためのデータ構造体（通常は、多重ビットの
図形平面） 反映ハイライト部分−光源の直接（入射角）反射によっ
てもたらされた高い輝度をもつ（単色光線の場合）又は
高い照度をもつ（多色光線の場合）領域 工ｌ血五■五 本発明の方法および装置は、スチール写真、映画、ビデ
オテープに記録された画像遠隔測定データ及びこれらの
類似物の色彩強調に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の方法によって、図形情報に基づいて
互いに隣接したフレームを作成する様子を略図で示した
ものである。 第２図は、本発明の方法の１つの実施例による１画像メ
モリの構造物の一部の略図である。 第３図は、本発明による画像メモリ構造物の領域メモリ
部の模写の様子を示したものである。 第４図は、第３図の模写された領域のメモリ部中に記憶
されてりる値を訂正する様子を示したものである。 第５図は、第２図から第４図の画像メモリ構造物中に記
憶されている１配列の画素の色付けにＨＬＳの色彩モデ
ルを応用する様子を示す。 第６図は、本発明の方法による“ヒストグラム・スライ
ド”操作の略図である。 第７図は、本発明の方法による“ヒストグラムの下方乗
算″’　　（ｈｉｓｔｏｇｒａｍ　ｍｕｌｔｉｐｌｉｃ
ａｔｊｏｎ　ｄｏｗｎ）操作の略図である。 第８図は、本発明の方法による“ヒストグラムの上方乗
算”（ｈｉｓｔｏｇｒａｍ　ｍｕｌｔｉｐｌｉｃａｔｉ
ｏｎ　ｕｐ）操作の略図である。 第９図は、本発明の方法による“色屈曲”操作の略図で
ある。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ａ、個々が自身の輝度を表すグレースケール値を持
   つ１連の画素として、画像をディジタル的に捕捉する段
   階； ｂ、個々が、類似のオペレータ指定の色相をもつ画像の
   内部のオペレータが知覚した１つ以上の物体を表す画素
   の閉じた領域を１つ以上含む一つ以上のマスクを定義す
   る段階； ｃ、色相、照度及び彩度の一意の組み合わせに対して、
   前記マスクの個々の内部の前記画素のグレースケール値
   の個々を同定させる前記マスクの個々に対する色彩伝達
   関数を定義する段階； ｄ、前記画素のグレースケール値に対して、前記色彩伝
   達関数を適用し、これによって個々のグレースケール値
   に対応する一の色相、彩度及び照度の値を引き出す段階
   ；及び、 ｅ、前記マスクに対応して、前記画素に対して前記の引
   き出された色相、彩度及び照度を割り当てる段階を有す
   ることを特徴とする画像の色彩を強調する方法。 ２、前記画素グレースケール値が、グレースケールを引
   き延ばすことによって、段階（ｄ）に先立って修正され
   ることを特徴とする請求項１記載の方法。 ３、前記画素グレースケール値が、グレースケールを圧
   縮することによって、段階（ｄ）に先立って修正される
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ４、前記画素グレースケール値が、グレースケールをス
   ライドさせることによって、段階（ｄ）に先立って修正
   されることを特徴とする請求項１記載の方法。 ５、段階（ｃ）が更に、 ａ、前記マスクに対応して画素に適用されるべく意図さ
   れているオペレータが定義した任意の色相値を選択する
   段階； ｂ、前記マスクに対応して前記画素の輝度を表す照度値
   の範囲を選択する段階； ｃ、前記マスクに対応して彩度を表す彩度値の範囲を選
   択する段階；及び、 ｄ、前記照度範囲を前記彩度範囲に関連付ける予め決定
   されている照度−彩度伝達関数を構築する段階を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の方法。 ６、段階（ａ）が更に、 オペレータが指定した物体の色相を表す任意の第一の色
   相値を選択する段階；及び、 オペレータが指定した照明源の色相を表す任意の第二の
   色相値を選択する段階を含み、更に、段階（ｄ）が更に
   、前記彩度値及び照度値の範囲を前記第一及び第二の色
   相値に関連付ける、予め決定されている色相−照度−彩
   度の伝達関数を構築する段階を含むことを特徴とする請
   求項５記載の方法。 ７、段階（ｃ）が更に、 ａ、前記マスクに対応して、画素の平均輝度を表す照度
   値を選択する段階； ｂ、前記マスクに対応して前記画素の色相を表す色相値
   の範囲を選択する段階； ｃ、前記マスクに対応して彩度を表す彩度値の範囲を選
   択する段階；及び、 ｄ、前記色相値範囲を前記彩度値範囲に関連付ける予め
   決定されている色相−彩度伝達関数を構築する段階を含
   むことを特徴とする請求項１記載の方法。 ８、段階（ｂ）において、少なくとも１つの前記領域が
   、 ａ、共通の輝度を持つつながった画素のグループの縁を
   表す上方及び下方のしきいグレースケール値を選択する
   段階； ｂ、前記捕捉された画像の予め定義されているエリア（
   ブラシの先端）内の画素を、それらの中間輝度を測定す
   るために分析する段階；及び、ｃ、前記の予め定義され
   ているエリア内部の画素の中間輝度が前記下方しきい値
   を越えるか又は前記上方しきい値未満であるとき、前記
   画素を前記領域内に含まれるものであると指定する段階
   によって定義されることを特徴とする請求項１記載の方
   法。 ９、前記予め定義されているエリア（ブラシの先端）が
   、予め決定されている次元の正方行列であることを特徴
   とする請求項８記載の方法。 １０、前記予め定義されているエリア（ブラシの先端）
   が、予め決定されている次元の円行列であること特徴と
   する請求項８記載の方法。 １１、前記グレースケール領域の少なくとも１つが、マ
   スクを作成するために指示装置を使用して１つ以上のエ
   リアの境界を手で指定することによって定義されること
   を特徴とする請求項１記載の方法。 １２、ａ、個々がその輝度を表すグレースケール値を持
   つ１連の画素として、個々の画像フレームをディジタル
   的に捕捉して記憶する段階； ｂ、前記の捕捉されたフレームの１つをキー・フレーム
   として指定する段階； ｃ、類似の色相を持つように指定された１つ以上の物体
   を表す画素の閉じられた領域を個々が１つ以上含む１つ
   以上のマップを、前記キー・フレームを使って定義する
   段階； ｄ、色相値、照度値及び彩度値の一意の組み合わせを持
   つ前記画素グレースケール値を識別する色彩伝達関数を
   、前記マップの少なくとも１つに対して定義する段階； ｅ、前記画素グレースケール値を前記色彩伝達関数に相
   互関連させ、これによって個々のグレースケール値に対
   応する一意の色相値、彩度値及び照度値を引き出す段階
   ； ｆ、前記マップを含む前記画素に対して前記色相値、彩
   度値及び照度値を割り当てる段階； ｇ、前記キー・フレームに関連の前記マップを記憶する
   段階；及び、 ｈ、前記の記憶済み画像フレームを順に再呼出しする段
   階を含み、更に個々の画像フレームに対して； ｉ、前記の再呼出しされたフレームを先行のフレームと
   比較して、前記物体の位置の差を測定し； ｊ、前記の測定された物体位置に従って、前記物体をも
   はや定義しない画素を選択的に削除し、そして前記物体
   を定義する画素を追加することによって前記マップのコ
   ピーを修正し； ｋ、随意に、１つ以上の追加領域を定義し、更に前記追
   加領域を前記の新しい又は既存のマップに割り当て；更
   に、 ｌ、前記の再呼出しされたフレームに関連して、前記の
   修正済みマップを記憶することを特徴とする１連の画像
   フレームに対して色彩強調をする方法。 １３、ａ、個々がその輝度を表す値を持つ１連の画素と
   して、画像をディジタル的に捕捉する手段； ｂ、類似のオペレータ指定の色相を持つ画像の内部でオ
   ペレータが知覚した１つ以上の物体を表す画素の閉じた
   領域を１つ以上個々が含むマスクを１つ以上定義する手
   段； ｃ、前記マスクの個々の内部の前記画素グレースケール
   値を色相値、照度値及び彩度値の一意な組み合わせと同
   定する前記マスクの個々に対して色彩伝達関数を定義す
   る手段； ｄ、前記色彩伝達関数を前記画素グレースケール値に適
   用し、これによって個々のグレースケール値に対応する
   一意の色相値、彩度値及び照度値を引き出す手段；及び
   、 ｅ、前記マスクに対応する前記画素に対して、前記の引
   き出された色相値、彩度値及び照度値を割り当てる手段
   とを有することを特徴とする画像を色彩強調するシステ
   ム。 １４、ａ、個々がその輝度を表すグレースケール値を持
   つ第一の１連の画素として、原画像をディジタル的に記
   録する段階； ｂ、個々が、類似のオペレータ指定色相を持つ画像内部
   のオペレータが知覚した１つ以上の物体を表す画素の閉
   じられた領域を１つ以上含む前記の原画像内部の第一の
   １連の１つ以上のマスクを定義する段階； ｃ、色相値、照度値及び彩度値の一意の組み合わせを持
   つ前記画素グレースケール値を識別する前記マスクの個
   々に対して色彩伝達関数を定義する段階； ｄ、前記画素グレースケール値に対して前記色彩伝達関
   数を適用し、これによって、個々のグレースケール値に
   対応する一意の色相値、彩度値及び照度値を引き出す段
   階；及び、ｅ、個々が形状、寸法及び位置が第一の１連
   のマスク内の１つのマスクに対応する第二の１連のマス
   ク内の第二の１連の画素に対して前記の引き出された色
   相値、彩度値及び照度値を割り当て、更に前記第二の１
   連のマスクの前記画素に対して割り当てられた値を記憶
   する段階とを有することを特徴とする原画像を色彩強調
   する方法。