JPH11250222A

JPH11250222A - 画像処理方法及びその装置

Info

Publication number: JPH11250222A
Application number: JP10047419A
Authority: JP
Inventors: Megumi Yoshimura; めぐみ吉村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-02-27
Filing date: 1998-02-27
Publication date: 1999-09-17
Also published as: US6463172B1

Abstract

(57)【要約】【課題】手動で画素レベル変換を行なうためには、ユ
ーザがレベル変換対象となる画像データの構成や、一般
的な画像処理技術を熟知している必要があり、誰でも簡
単にできるものではなかった。【解決手段】第１の画像データの色調を第２の画像デ
ータに近づけるように変換するために、第２の画像デー
タにおける画素レベルのヒストグラムを作成し、各色成
分毎に画素レベル×画素数の総和を分布度として求め、
その最高値ＳＵＭ＿Ｒを有する色以外の色成分につい
て、それぞれの分布度ＳＵＭ＿Ｇ，ＳＵＭ＿Ｂ、及び最
高値ＳＵＭ＿Ｒに応じた変換テーブルを作成し、該変換
テーブルに従って第１の画像データを変換する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像処理方法及びそ
の装置に関し、例えば、画像データのレベル変換を行な
う画像処理方法及びその装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の画像処理装置において、例えば色
調の異なる２枚の画像を合成するような場合には、その
まま合成を行なうと色調が異なるために合成結果が不自
然になってしまう。従って、ユーザが一方の画像のＲ，
Ｇ，Ｂのレベル値を変換したり、その他のレベルを手動
で調整した後に合成処理を行なうことにより、より自然
な合成画像を得ることができた。

【０００３】また、例えばあざやかさに欠けるような写
真画像をよりあざやかにくっきりとさせたいような場合
においても、ユーザが該写真画像のＲ，Ｇ，Ｂのレベル
値を変換したり、またその他のレベルを手動で調整する
ことによって、所望のコントラストを有する画像に変換
することができた。

【０００４】即ち、操作対象となる画像データに対し
て、そのレベル変換を任意に施すことにより、所望の画
像データを得ることができた。

【０００５】

【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、上
記従来の画像処理装置において手動で画素レベル変換を
行なうためには、ユーザがレベル変換対象となる画像デ
ータの構成や、一般的な画像処理技術を熟知している必
要があった。従って、所望するような画像を得るための
レベル変換作業は、誰でも簡単にできるものではなかっ
た。

【０００６】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、画像データに対する適切なレベル変換を簡
単に行なえる画像処理方法及びその装置を提供すること
を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の一手法として、本発明の画像処理方法は以下の工程を
備える。

【０００８】即ち、第１の画像データを入力する第１の
入力工程と、第２の画像データを入力する第２の入力工
程と、前記第２の画像データにおける画素レベル分布を
解析する解析工程と、前記解析工程における解析結果に
基づいて、前記第１の画像データを変換する変換テーブ
ルを作成する変換テーブル作成工程と、前記変換テーブ
ルに基づいて前記第１の画像データを変換する変換工程
と、を有することを特徴とする。

【０００９】また、画像データを入力する入力工程と、
前記画像データにおける画素レベル分布を解析する解析
工程と、前記解析工程における解析結果に基づいて、前
記画像データを変換する変換テーブルを作成する変換テ
ーブル作成工程と、前記変換テーブルに基づいて前記画
像データを変換する変換工程と、を有することを特徴と
する。

【００１０】また、第１の画像の色分布を判別する判別
工程と、前記色分布に応じた変換条件を用いて第２の画
像を変換する変換工程と、前記変換された第２の画像を
第１の画像に合成する合成工程と、を有することを特徴
とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態に
ついて、図面を参照して詳細に説明する。

【００１２】＜第１実施形態＞本実施形態は、例えば表
示された２枚のカラー画像について、ポインティングデ
バイス等を介したユーザの指示に応じて、一方の画像デ
ータの色調を他方の色調にあわせるように、自動的に適
切なレベル変換を行なうことを特徴とする。

【００１３】図１は、本実施形態に係る画像処理装置の
概略構成を示すブロック図である。本実施形態の画像処
理装置は、ＣＰＵ（中央処理装置）１、ＲＯＭ（リード
オンリメモリ）２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
３、キーボード４、マウス５、表示器６、および外部記
憶装置７により構成され、これら各構成要素はバスライ
ン８により互いに接続されている。

【００１４】ＣＰＵ１は、例えばマイクロプロセッサ形
態であり、本装置各部の動作を制御する。ＲＯＭ２は、
システムプログラム２ａ、各種画像処理を指示するため
の画像アプリプログラム２ｂを格納しており、画像アプ
リプログラム２ｂは、本実施形態の特徴である色調変換
プログラム２ｂ１を含んでいる。ＲＡＭ３は、色調を参
照するための画像を格納する参照画像データ領域３ａ、
色調を変換する対象画像を格納する対象画像データ領域
３ｂ、参照画像のヒストグラムを格納するヒストグラム
領域３ｃ、対象画像の色調を変換するための変換テーブ
ルを格納する変換テーブル領域３ｄ、およびその他の管
理・ワーク領域３ｆ等により構成されている。

【００１５】本実施形態においては、参照画像データ領
域３ａ及び対象画像データ領域３ｂに格納される各画像
データは、外部記憶装置７から読み込まれるとする。ま
た、後述する分布度ＳＵＭ＿Ｒ，ＳＵＭ＿Ｇ，ＳＵＭ＿
Ｂ、最高分布度ＭＡＸ等の変数は、その他の管理・ワー
ク領域３ｆ上に確保される。また、本実施形態において
は、参照画像データと対象画像データをともにＲＧＢ各
８ビットの、１画素２４ビットの情報を持つＲＧＢ画像
データとして、以下説明する。

【００１６】キーボード４は、ユーザによる文字・数字
・記号等のデータの入力、及びＣＰＵ１に対する各種指
示を行なう。マウス５は、表示器６上に表示されている
各種情報をクリック（指示）することにより、ＣＰＵ１
に対して各種指示を行なう。尚、マウス５は、例えばト
ラックボール、ペン、またはタッチパネル等、所謂ポイ
ンティングデバイスによって置き換え可能である。表示
器６は、ＬＣＤ等により構成され、ＣＰＵ１の制御によ
り各種データの表示を行なう。外部記憶装置７は、例え
ばフロッピーディスク等のメディアからなり、該外部記
憶装置７からＣＰＵ１の制御により読み出された各種デ
ータは、バスライン８を介してＲＡＭ３上に展開され
る。

【００１７】尚、ＲＯＭ２内のシステムプログラム２ａ
や色調変換プログラム２ｂ１等は、例えばハードディス
クなどのような外部記憶装置７内に格納されていてもよ
い。この場合、該プログラムはＣＰＵ１によって読み出
された後ＲＡＭ３に展開され、実行される。

【００１８】以下、上記構成からなる画像処理装置にお
ける色調変換処理について、詳細に説明する。

【００１９】まず図２及び図３を参照して、本実施形態
における色調変換の原理について説明する。

【００２０】まず図２に、本実施形態において作成され
る参照画像のヒストグラム例を示す。これらは、ＣＰＵ
１によって参照画像データに応じて求められ、ＲＡＭ３
内のヒストグラム領域３ｃに格納される。ここで、本実
施形態における画像データはＲ，Ｇ，Ｂ各８ビットであ
るため、本来、各色毎に０〜２５５の２５６段階の値を
有するが、図２の例では説明を簡単にするために、該２
５６段階を１６段階として示すとする。図２の（ａ）は
Ｒ（赤）成分のヒストグラムであり、各段階毎の画素数
を示している。例えば、参照画像を構成する全ての画素
において、第０段階の画素値（０〜１５）を有する画素
が０画素、同じく第１段階の画素値（１６〜３１）が１
画素であることを示している。また、図２（ｂ）はＧ
（緑）成分、図２（ｃ）はＢ（青）成分のヒストグラム
である。

【００２１】更に図３に、本実施形態における変換テー
ブルの例を表す。これらは、ＣＰＵ１によって参照画像
データに応じて求められ、ＲＡＭ３内の変換テーブル領
域３ｄに格納される。本実施形態においては、図３に示
す変換テーブルに従って、対象画像の入力画素値を各色
成分毎に変換する。これらの変換テーブルは以下のよう
にして作成される。まず、図２に示した参照画像のヒス
トグラムに基づいて、Ｒ，Ｇ，Ｂの各成分毎の画素値×
画素数の総和を、それぞれ分布度ＳＵＭ＿Ｒ，ＳＵＭ＿
Ｇ，ＳＵＭ＿Ｂとして求める。そしてその最大値、即ち
最大分布度が例えばＳＵＭ＿Ｒであったとすると、対象
画像データのＢ成分については、画素値がＶである画素
の変換後の画素値Ｖ’が、Ｖ’＝Ｖ×ＳＵＭ＿Ｂ／ＳＵＭ＿Ｒとなるように、Ｂ成分の変換テーブルを作成する。ま
た、Ｇ成分についても同様に、Ｖ’＝Ｖ×ＳＵＭ＿Ｇ／ＳＵＭ＿ＲとなるようにＧ成分の変換テーブルを作成する。

【００２２】即ち、参照画像のヒストグラムに基づい
て、参照画像データにおいては例えばＢ成分が少なく、
Ｒ成分が多い等、色の偏り状況を認識し、この偏りを反
映するように変換テーブルを作成する。従って、対象画
像データに対して該変換テーブルを用いた色調変換を施
した結果、参照画像データと同様にＢ成分を少なくする
ことができる。これにより、対象画像の色調を参照画像
の色調に近づけることができる。

【００２３】以下、図４のフローチャートを参照して、
本実施形態における色調変換処理について詳細に説明す
る。ただし、画像アプリプログラム２ｂ等を起動した際
の各種初期処理については、本フローチャートでは省略
する。

【００２４】本実施形態においては、ＣＰＵ１によって
画像アプリプログラム２ｂが起動されると、ＲＯＭ２か
ら画像アプリプログラム２ｂや、色調を変換するための
色調変換プログラム２ｂ１が読み出される。ただし、色
調変換プログラム２ｂ１は、画像アプリプログラム２ｂ
から色調変換処理が起動された際に読み出されるように
するのが、無駄なメモリ領域を使用しないために好まし
い。また、本実施形態における色調変換処理の際に必要
となる各種情報や領域がＲＡＭ３上に確保されるが、こ
れら参照画像データ領域３ａや対象画像データ領域３
ｂ、ヒストグラム領域３ｃ、変換テーブル領域３ｄは、
装置の起動時に確保しても良いが、それぞれが必要とな
った時点で確保するのが好ましい。こうすることによ
り、やはり無駄なメモリ領域を使用しないため、メモリ
領域を使用する他の処理を並行して行なう場合などに効
果的である。同じく、ＲＡＭ３上のその他の管理・ワー
ク領域３ｆも、画像アプリプログラム２ｂ起動時に予め
確保するか、又は必要となった時点で確保しても良い。

【００２５】図４のフローチャートにおいては、まずス
テップＳ１０１で、色調を変換したい画像データ（対象
画像データ）を対象画像データ領域３ｂに呼び出す。そ
して、画像アプリプログラム２ｂの実行に従って、本実
施形態における色調変換処理の開始が指示されると、次
にステップＳ１０２において、色調を参照したい画像デ
ータ（参照画像データ）を参照画像データ領域３ａに呼
び出す。もちろん、ステップＳ１０１とＳ１０２との順
序は逆であっても良く、即ち、参照画像データを呼び出
してから色調変換処理の開始を指示するような仕様であ
っても良い。いずれにせよ、本実施形態における色調変
換処理の開始時には、参照画像データ領域３ａと対象画
像データ領域３ｂには呼び出された画像データが格納さ
れ、必要な情報が設定されている。尚、本実施形態にお
ける対象画像データ及び参照画像データの呼び出しは、
例えば外部記憶装置７に保持された複数の画像データを
表示器６に表示し、該複数の表示画像から、キーボード
４やマウス５によりユーザが所望の画像をそれぞれ選択
することによって指示される。もちろん、キーボードよ
り直接ファイル名を入力しても良い。

【００２６】上述したようにして色調変換処理が起動さ
れると、ステップＳ１０３で、参照画像データのヒスト
グラムを作成する。このヒストグラムは、図２に示した
ように、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、全ての画素についてその値
（０〜２５５）を判定し、最終的に各画素値毎の画素数
をカウントしたものである。

【００２７】次にステップＳ１０４では、全ての画素値
に対して画素値×画素数の値を求め、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎にそ
の総和を分布度ＳＵＭ＿Ｒ，ＳＵＭ＿Ｇ，ＳＵＭ＿Ｂと
して求める。例えば図２の（ａ）に示したＲの例（便宜
上、画素値は０〜１６）では、画素値０の画素数は０、
画素値１の画素数は１、…、画素値１５の画素数は３で
あるので、ＳＵＭ＿Ｒは、ＳＵＭ＿Ｒ＝０×０＋１×１＋…＋１４×１０＋１５×
３＝９８３となる。同様に、図２（ｂ），（ｃ）においてＳＵＭ＿
Ｇ＝７０７，ＳＵＭ＿Ｂ＝３２８となる。

【００２８】そしてステップＳ１０５では、ステップＳ
１０４で求めたＳＵＭ＿Ｒ，ＳＵＭ＿Ｇ，ＳＵＭ＿Ｂの
うち、最大値を持つものを最大分布度ＭＡＸとして設定
する。

【００２９】次にステップＳ１０６において、ＭＡＸの
示す色（最大分布色）以外の色成分について、変換テー
ブルを作成する。図２の例では、ＳＵＭ＿Ｒが最大分布
色であるためにＭＡＸとなり、Ｇ，Ｂ成分に対する変換
テーブルを作成することになる。ここで本実施形態の変
換テーブルは、変換前の画素値をＶ、変換後の画素値を
Ｖ’とすると、Ｖ’＝Ｖ×ＳＵＭ＿Ｘ／ＭＡＸで求める。ここでＳＵＭ＿Ｘは最大分布色以外の色成分
における分布度であり、図２の例ではそれぞれＧ成分，
Ｂ成分におけるＳＵＭ＿Ｇ，ＳＵＭ＿Ｂに相当する。こ
のようにして求めた変換テーブルの例をグラフとして示
したのが、図３である。図３においては即ち、Ｇ成分の
変換テーブルはその傾きがＳＵＭ＿Ｇ／ＳＵＭ＿Ｒ、Ｂ
成分の傾きはＳＵＭ＿Ｂ／ＳＵＭ＿Ｒとなる。

【００３０】尚、本実施形態においては、最大分布色で
あるＲ成分については画素値を変換しないため、変換テ
ーブルを作成しない。即ち、図３においてＲ成分のグラ
フの傾きは１である。もちろん、最大分布色となる色成
分についても何等かの変換を行なう場合には、相応の変
換テーブルを作成すれば良い。

【００３１】次にステップＳ１０７においては、ステッ
プＳ１０６で作成した変換テーブルに従って実際に画素
値の変換を行なう。ここでは、対象画像データのうち、
変換テーブルを作成した色成分（図２の例ではＧ，Ｂ成
分）の全画素に対して、変換テーブルを参照しながらそ
の画素値を書換える。即ち、例えば注目画素のＲの値が
６，Ｇの値が１０，Ｂの値が１３である場合について考
えると、Ｒは変換テーブルを作成していないためその画
素値は書換えない。また、Ｇの変換テーブルにおいてＶ
＝１０に対する変換後の値がＶ’＝７であれば、注目画
素のＧの値を７に書換え、同じく、Ｂの変換テーブルに
おいてＶ＝１３に対する変換後の値がＶ’＝４であれ
ば、注目画素のＢの値を４に書換える。

【００３２】このように、全ての画素値を変換テーブル
に従って変換すると、色調が参照画像に近い画像を得る
ことができる。即ち、対象画像の色調を参照画像に近づ
けることができる。

【００３３】＜第１実施形態の変形例＞本実施形態にお
いては、変換テーブルによって、Ｖ’＝Ｖ×ＳＵＭ＿Ｘ
／ＭＡＸというような、線形の関数による変換を行なう
例について説明した。しかし本発明はこの例に限定され
るものではなく、例えばガンマ関数を用いる等、非線形
の関数を用いて変換テーブルを作成しても良い。ガンマ
関数による変形テーブルの例を図５に示す。図５に示す
変形テーブルによれば、画素値０，２５５は変換せず、
その間の画素値のみを変換する。すると、入力画素値に
おいてＲ，Ｇ，Ｂの各成分が多い部分ほどその色調は残
り、各成分が少ないところほど参照画像の色調に近づく
という効果を得ることができる。尚、ガンマ関数を用い
る場合は、必要となるパラメータγは、各色の分布度Ｓ
ＵＭ＿Ｘや最高分布度ＭＡＸの値から求めても良い。

【００３４】尚、本実施形態においては、対象画像デー
タの色調を変換するために参照するデータとして、対象
画像データと同様な、各色成分毎の画素レベルにより構
成されるカラー画像データを参照画像データとして説明
したが、色調変換の際に参照するデータとしては、例え
ばカラーのベクトルデータや、色を表す値が書き込まれ
たカラーテーブルのようなものであっても良い。同様
に、色調を変換する対象データも画像データに限らず、
例えばベクトルデータのような、画像データ以外のデー
タであってもよい。

【００３５】尚、本実施形態における参照画像データ及
び対象画像データは、ともに外部記憶装置７から読み込
まれるとして説明したが、参照画像データは、例えば画
像処理プログラム２ｂ１中や、その他のＲＯＭ２上の領
域等に予め組み込まれていても良い。その場合，その参
照画像データのヒストグラムや変換テーブルを予め求め
ておき、色調変換プログラム２ｂ１内に記述しておけ
ば、ヒストグラム及び変換テーブルの生成処理をその都
度行なう必要がなくなり、より高速な処理が可能とな
る。

【００３６】以上説明したように本実施形態によれば、
カラー画像の色調を、他の任意のカラー画像の色調にあ
わせて自動的に変換することができる。

【００３７】＜第２実施形態＞以下、本発明に係る第２
実施形態について説明する。

【００３８】第２実施形態は、画像データのコントラス
トが適切になるように、自動的にレベル変換を行なうこ
とを特徴とする。

【００３９】図６に、第２実施形態に係る画像処理装置
の概略ブロック構成を示す。同図において、上述した第
１実施形態における図１と同様の構成については同一番
号を付し、説明を省略する。

【００４０】第２実施形態において、ＲＯＭ２はシステ
ムプログラム２ａ、各種画像処理を指示するための画像
アプリプログラム２ｂを格納しており、画像アプリプロ
グラム２ｂは、本実施形態の特徴であるレベル変換プロ
グラム２ｂ２を含んでいる。ＲＡＭ３は、レベル変換の
対象となる画像を格納する画像データ領域３ｂ、画像デ
ータのヒストグラムを格納するヒストグラム領域３ｃ、
画像データのレベル変換のための変換テーブルを格納す
る変換テーブル領域３ｄ、およびその他の管理・ワーク
領域３ｆ等により構成されている。

【００４１】第２実施形態においては、画像データ領域
３ｂに格納される画像データは、外部記憶装置７から読
み込まれるとする。また、後述するα，β等の変数は、
その他の管理・ワーク領域３ｆ上に確保される。また、
第２実施形態においては、画像データをＲＧＢ各８ビッ
ト、即ち１画素２４ビットの情報を持つＲＧＢ画像デー
タとして、以下説明する。

【００４２】尚、ＲＯＭ２内のシステムプログラム２ａ
やレベル変換プログラム２ｂ２等は、例えばハードディ
スクなどのような外部記憶装置７内に格納されていても
よい。この場合、該プログラムはＣＰＵ１によって読み
出された後、ＲＡＭ３に展開され、実行される。

【００４３】以下、上記構成からなる画像処理装置にお
けるレベル変換処理について、詳細に説明する。

【００４４】まず図７及び図８を参照して、第２実施形
態におけるレベル変換の原理について説明する。

【００４５】第２実施形態においては、画像データのコ
ントラストレベルを調整するために、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色
毎にヒストグラムを求め、０〜２５５（第２実施形態に
おいては便宜上０〜１５）のレベルまで広く値が行きわ
たるように、画素レベルを変換する。このヒストグラム
の例を図７に示す。これらは、ＣＰＵ１によって画像デ
ータに応じて求められ、ＲＡＭ３内のヒストグラム領域
３ｃに格納される。ここで、第２実施形態における画像
データはＲ，Ｇ，Ｂ各８ビットであるため、本来、各色
毎に０〜２５５の２５６レベルの値を有するが、図７の
例では説明を簡単にするために、該２５６レベルを１６
レベルとして示すとする。図７の（ａ）はＲ（赤）成分
のヒストグラムであり、各レベル毎の画素数を示してい
る。例えば、参照画像を構成する全ての画素において、
レベル０の画素値（０〜１５）を有する画素が０画素、
同じくレベル１の画素値（１６〜３１）が１画素である
ことを示している。また、図７（ｂ）はＧ（緑）成分、
図７（ｃ）はＢ（青）成分のヒストグラムである。

【００４６】尚、図７に示す各色のヒストグラムについ
ては、変換テーブルを作成するための情報として、所定
の値が閾値として予め定められている。この閾値を越え
る画素数を持つ値の範囲を、レベル０〜２５５（第２実
施形態においてはレベル０〜１５）の範囲まで、あるい
はレベル０〜２５５（同０〜１５）の範囲近くまで広げ
るように、変換テーブルを作成する。図７に示すヒスト
グラム例では、閾値を「３」とする。

【００４７】更に図８に、第２実施形態における変換テ
ーブルの例を表す。第２実施形態においては、変換テー
ブルはＲ，Ｇ，Ｂのそれぞれについて個別に作成される
が、図８はＧ成分の例を示すており、上図がＧのヒスト
グラム、下図が該ヒストグラムより求められる変換テー
ブル例である。この変換テーブルは各色毎にＣＰＵ１に
よって画像データに応じて求められ、ＲＡＭ３内の変換
テーブル領域３ｄに格納される。そして、該変換テーブ
ルに従って、画像データの画素値が各色成分毎に変換さ
れる。

【００４８】図８上図に示すＧのヒストグラムにおい
て、閾値を越える画素数を持つ画素値の範囲は、レベル
４〜１１までである。従って第２実施形態における変換
テーブルは、レベル４〜１１である画素値の範囲を、レ
ベル０〜１５の範囲まで広げるように作成される。即
ち、変換前の画像データにおいて、レベル０〜４の画素
値を有する画素をレベル０に、また、レベル１１〜１５
の画素値を有する画素をレベル１５に変換し、更に、レ
ベル５〜１０までの画素値を有する画素については、比
例計算によりそれぞれレベル１〜１４のいずれかの値に
変換する。即ち、Ｇ成分の変換テーブルは、図８の下図
に示すグラフのように得られる。

【００４９】ところで、画像によっては、全体の色調が
ある特定色に偏っている場合がある。例えば夕焼けの風
景などの場合、画像全体がだいだい色のグラデーション
で構成されている。このような夕焼けの画像についてそ
のヒストグラムを参照すると、ある画素値をピークとし
てその近辺に画素が偏っていることが多い。具体的に
は、Ｒ，Ｇのヒストグラムにおいては画素値が大きい方
に、Ｂのヒストグラムにおいては画素値が小さい方に偏
る。このような画像に対して、上述したような変換テー
ブルに基づくレベル処理を行なうと、変換後の画像のヒ
ストグラムは、Ｒ，Ｇ，Ｂともに全体的に広がってしま
うため、変換前の画像におけるだいだい色はより青味が
かった色合いとなり、色調が大きく変わってしまう。

【００５０】本実施形態においては、レベル変換により
画像の色調が変わってしまう現象を避けるために、レベ
ル０及びレベル２５５の固定値に変換する画素値の範囲
に制限を設ける。この例を図９に示す。即ち、図９に示
すαやβの値に制限を設けることにより、上述した色調
の変化を避けることができる。尚、α及びβの値として
は、予め定数を与えても良いし、または、閾値を越える
ヒストグラムの下限及び上限を示すＭ，Ｎの値に基づい
て、予め与えられた関数によって算出しても良い。ま
た、Ｒ，Ｇ，Ｂのヒストグラムのうち、閾値を越える画
素値の範囲が最も広いものに合わせて変換テーブルを作
成する方法も考えられる。

【００５１】以下、図１０のフローチャートを参照し
て、第２実施形態におけるレベル変換処理について詳細
に説明する。ただし、画像アプリプログラム２ｂ等を起
動した際の各種初期処理については、本フローチャート
では省略する。

【００５２】第２実施形態においては、ＣＰＵ１によっ
て画像アプリプログラム２ｂが起動されると、ＲＯＭ２
から画像アプリプログラム２ｂや、レベルを変換するた
めの色調変換プログラム２ｂ２が読み出される。ただ
し、レベル変換プログラム２ｂ２は、画像アプリプログ
ラム２ｂからレベル変換処理が起動された際に読み出さ
れるようにするのが、無駄なメモリ領域を使用しないた
めに好ましい。また、第２実施形態におけるレベル変換
処理の際に必要となる各種情報や領域がＲＡＭ３上に確
保されるが、これら画像データ領域３ｂやヒストグラム
領域３ｃ、変換テーブル領域３ｄは、装置の起動時に確
保しても良いが、それぞれが必要となった時点で確保す
るのが好ましい。こうすることにより、やはり無駄なメ
モリ領域を使用しないため、メモリ領域を使用する他の
処理を並行して行なう場合などに効果的である。同じ
く、ＲＡＭ３上のその他の管理・ワーク領域３ｆも、画
像アプリプログラム２ｂ起動時に予め確保するか、又は
必要となった時点で確保しても良い。

【００５３】図１０のフローチャートにおいては、まず
ステップＳ２０１で、レベルを変換したい画像データを
画像データ領域３ｂに呼び出す。尚、第２実施形態にお
ける画像データの呼び出しは、例えば外部記憶装置７に
保持された複数の画像データを表示器６に表示し、該複
数の表示画像から、キーボード４やマウス５によりユー
ザが所望の画像を選択することによって指示される。も
ちろん、キーボードより直接ファイル名を入力しても良
い。

【００５４】そして、画像アプリプログラム２ｂの実行
に従って、第２実施形態におけるレベル変換処理の開始
が指示されると、次にステップＳ２０２において画像デ
ータのヒストグラムを作成する。このヒストグラムは、
図７に示したように、Ｒ，Ｇ，Ｂ毎に、全ての画素につ
いてその値（０〜２５５）を判定し、最終的に各画素値
毎の画素数をカウントしたものである。

【００５５】次にステップＳ２０３では、Ｒ，Ｇ，Ｂの
それぞれについて、ステップＳ２０２で作成したヒスト
グラムの中で、閾値よりも多い画素数を持つ画素値（レ
ベル）の範囲を求める。具体的には、まずレベル０であ
る画素数を取得し、該画素数が閾値よりも大きければ、
求める画素値範囲の下限はレベル０となる。一方、レベ
ル０である画素数が閾値以下であれば、レベル１である
画素数を取得し、同様に閾値と比較する。このように、
閾値を越える画素数を持つレベルが現れるまで比較を繰
り返し、閾値を越える画素数であるレベルを、求める画
素値範囲の下限とする。図９においては、該画素値範囲
の下限をＭで示している。そして同様に、レベル２５５
（第２実施形態においては便宜上レベル１５）からも閾
値と画素数との比較を行ない、閾値を越える画素数を持
つレベルが現れたら、そのレベルを求める画素値範囲の
上限とする。図９では、該画素値範囲の上限をＮで示し
ている。尚、ここでは求める画素値範囲として閾値を含
めないようにしているが、もちろん閾値を含めた範囲を
求めても良い。

【００５６】そしてステップＳ２０４においては、ステ
ップＳ２０３で求めた画素値範囲に基づいて、変換テー
ブルを作成する。第２実施形態における変換テーブル
は、ステップＳ２０３で求めた画素値範囲をレベル０〜
２５５（第２実施形態においては便宜上０〜１５）の範
囲に広げるように作成されるが、図９を用いて説明した
様に、レベル０及び２５５への変換に対して制限（α，
β）を設ける。

【００５７】ここで、α及びβの範囲は、例えば次のよ
うにして求めることができる。０〜Ｍ，Ｎ〜２５５（第
２実施形態においては１５）の範囲が所定値、例えば
「全レベル数／８」よりも大きい場合には、αの幅を
「全レベル数／８」に設定し、また、Ｍ〜Ｎの範囲が
「全レベル数×３／４」よりも小さい場合には、βの幅
を「全レベル数／８」に設定する。このように、レベル
変換後の色調が変換前の色調から大きく変化してしまわ
ないように、レベル０及び２５５以外のレベルに変換す
る画素値範囲を設定した後に、例えば図９下に示すグラ
フで与えられる変換式に従って、変換テーブルを作成す
る。

【００５８】次にステップＳ２０５において、ステップ
Ｓ２０４で作成した変換テーブルに従って、画像データ
の全画素値の変換を行なう。即ち、画像データを構成す
る全ての画素に対して、変換テーブルを参照しながら各
色成分ともに画素値を書き替える。図９に示したＧ成分
の例では、元の画素値がレベル０〜Ｍまでのいずれかで
あればレベル０に、レベルＮ〜１５までのいずれかであ
ればレベル１５に、そしてそれ以外であれば変換テーブ
ルに従った値に、各画素値を変換する。

【００５９】このように、画像データを構成する全ての
画素値をステップＳ２０４で作成した変換テーブルに従
って変換することにより、変換後の画像データにおける
画素値は、元の画像データよりも広がりを有することに
なる。従って、よりコントラストの良い画像等、適切な
レベル調整が自動的に施された画像を得ることができ
る。

【００６０】＜第２実施形態の変形例＞第２実施形態に
おいては、ヒストグラム上で閾値以下（または未満）の
画素数を有するレベル域では、無条件に変換後の画素値
をレベル０または２５５（第２実施形態では便宜上１
５）とする例について説明した。しかしながらその場
合、元の画像において閾値以下の画素数を有するレベル
域（輝度が低い、あるいは高い部分）の色調は失われて
しまう。従って、閾値以下の画素数を有するレベル範囲
が広い場合、即ち多段階にわたる画素値が失われてしま
うため、元の画像の特徴を失うことになりかねない。

【００６１】このような状況を避けるために、第２実施
形態においては例えば図１１に示すような変換テーブル
を作成することが有効である。図１１においては、閾値
以下（または未満）の画素数を有するレベル域の変換後
の画素値を、レベル０または２５５（第２実施形態では
１５）に固定してしまうのではなく、ある程度の傾きを
持たせた関数により変換することとする。その傾きは、
例えば図１１においてａ＝Ｍ／２のように、単純な式で
与えるなどの方法がある。これにより、閾値以下の画素
数を持つレベル範囲の情報（色調）が失われるのを避け
ることができる。

【００６２】また、図９で示した変換テーブルに対し
て、更に図１１で説明した手法を適用することもでき
る。この例を図１２に示す。図１２においては即ち、レ
ベル０及び２５５の固定値への変換に対する制限（α，
β）を設け、更に、閾値以下の画素数を有するレベル域
に対して、ある程度の傾きを持たせて変換テーブルを作
成する。このようにして変換テーブルを作成することに
より、レベル０及び２５５に近い画素値を有する画素の
情報が失われるのを防ぎ、かつ色調の大きな変化も防ぐ
ことができる。

【００６３】尚、第２実施形態においては、ヒストグラ
ムや変換テーブルをＲ，Ｇ，Ｂ毎に処理するとして説明
したが、例えば画像データの輝度についてのヒストグラ
ムを求め、輝度レベルの変換テーブルを作成する方法も
考えられる。この方法によれば、レベル変換による色調
の変化は少なく、コントラストだけを改良するような変
換が可能となる。

【００６４】また、尚、第２実施形態においてはカラー
画像データに対してレベル変換を施す例について説明し
たが、本発明はモノクロの画像データに対しても適用可
能であることは言うまでもない。即ち、画像データの輝
度成分に対してヒストグラム及び変換テーブルを作成す
ることにより、より適切なコントラストへの変換が可能
となる。

【００６５】尚、第２実施形態においては線形の関数
（比例計算）により変換テーブルを求める例について説
明したが、例えばガンマ関数等、非線形の関数を用いて
もよい。

【００６６】以上説明したように第２実施形態によれ
ば、画像データのコントラスト等のレベルが適切になる
ように、自動的に変換することができる。また、その際
に、元の画像の色調の変化、また低輝度部あるいは高輝
度部の情報の損失を抑制することができる。

【００６７】＜他の実施形態＞尚、本発明は、複数の機
器（例えばホストコンピュータ，インタフェイス機器，
リーダ，プリンタなど）から構成されるシステムに適用
しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機，フ
ァクシミリ装置など）に適用してもよい。

【００６８】また、本発明の目的は、前述した実施形態
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そ
のシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵ
やＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを
読出し実行することによっても、達成されることは言う
までもない。

【００６９】この場合、記憶媒体から読出されたプログ
ラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現するこ
とになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は
本発明を構成することになる。

【００７０】プログラムコードを供給するための記憶媒
体としては、例えば、フロッピディスク，ハードディス
ク，光ディスク，光磁気ディスク，ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ
−Ｒ，磁気テープ，不揮発性のメモリカード，ＲＯＭな
どを用いることができる。

【００７１】また、コンピュータが読出したプログラム
コードを実行することにより、前述した実施形態の機能
が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示
に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレ
ーティングシステム）などが実際の処理の一部または全
部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が
実現される場合も含まれることは言うまでもない。

【００７２】さらに、記憶媒体から読出されたプログラ
ムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボード
やコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わる
メモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に
基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わ
るＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。

【００７３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、画
像データに対する適切なレベル変換を自動的に行なうこ
とが可能となる。

【００７４】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る一実施形態である画像処理装置の
概略構成を示すブロック図である。

【図２】本実施形態における参照画像のヒストグラム例
を示す図である。

【図３】本実施形態における変換テーブル例を示す図で
ある。

【図４】本実施形態における色調変換処理を示すフロー
チャートである。

【図５】本実施形態における変換テーブル例を示す図で
ある。

【図６】本発明に係る第２実施形態である画像処理装置
の概略構成を示すブロック図である。

【図７】第２実施形態における画像のヒストグラム例を
示す図である。

【図８】第２実施形態における基本的な変換テーブル例
を示す図である。

【図９】第２実施形態における変換テーブル例を示す図
である。

【図１０】第２実施形態におけるレベル変換処理を示す
フローチャートである。

【図１１】第２実施形態における変換テーブル例を示す
図である。

【図１２】第２実施形態における変換テーブル例を示す
図である。

【符号の説明】

１ＣＰＵ２ＲＯＭ３ＲＡＭ４キーボード５マウス６表示器７外部記憶装置８バスライン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の画像データを入力する第１の入力
工程と、第２の画像データを入力する第２の入力工程と、前記第２の画像データにおける画素レベル分布を解析す
る解析工程と、前記解析工程における解析結果に基づいて、前記第１の
画像データを変換する変換テーブルを作成する変換テー
ブル作成工程と、前記変換テーブルに基づいて前記第１の画像データを変
換する変換工程と、を有することを特徴とする画像処理
方法。
【請求項２】前記変換テーブル作成工程においては、
前記第１の画像データにおける色調を変換する変換テー
ブルを作成することを特徴とする請求項１記載の画像処
理方法。
【請求項３】前記変換テーブル作成工程においては、
前記第１の画像データの画素レベルを変換する変換テー
ブルを各色成分毎に作成することを特徴とする請求項２
記載の画像処理方法。
【請求項４】前記解析工程においては、前記第２の画
像データにおける画素レベルのヒストグラムを各色成分
毎に作成することを特徴とする請求項３記載の画像処理
方法。
【請求項５】前記変換テーブル作成工程は、前記解析工程において作成されたヒストグラムに基づい
て、各色成分毎の分布度を各画素レベル×画素数の総和
により求める分布度算出工程と、前記各色成分毎の分布度のうち、最高の分布度を有する
色成分を最高分布色として決定する最高分布色決定工程
と、前記最高分布色以外の色成分について、それぞれの分布
度及び前記最高分布色の分布度に応じた変換テーブルを
作成するテーブル作成工程と、を有することを特徴とす
る請求項４記載の画像処理方法。
【請求項６】前記テーブル作成工程においては、変換
前の画素レベルをＶ、当該色成分の分布度をＳＵＭ、前
記最高分布色の分布度をＭＡＸとすると、変換後の画素
レベルＶ’がＶ’＝Ｖ×ＳＵＭ／ＭＡＸとなるように変換テーブルを作成することを特徴とする
請求項５記載の画像処理方法。
【請求項７】前記テーブル作成工程においては、画素
レベルが非線形に変換されるように変換テーブルを作成
することを特徴とする請求項５記載の画像処理方法。
【請求項８】前記テーブル作成工程においては、ガン
マ関数を用いて変換テーブルを作成することを特徴とす
る請求項７記載の画像処理方法。
【請求項９】前記変換工程においては、前記最高分布
色についてはその画素レベルを変換しないことを特徴と
する請求項５記載の画像処理方法。
【請求項１０】画像データを入力する入力工程と、前記画像データにおける画素レベル分布を解析する解析
工程と、前記解析工程における解析結果に基づいて、前記画像デ
ータを変換する変換テーブルを作成する変換テーブル作
成工程と、前記変換テーブルに基づいて前記画像データを変換する
変換工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１１】前記変換テーブル作成工程において
は、前記画像データにおけるコントラストを変換する変
換テーブルを作成することを特徴とする請求項１０記載
の画像処理方法。
【請求項１２】前記変換テーブル作成工程において
は、前記画像データの画素レベルを変換する変換テーブ
ルを作成することを特徴とする請求項１１記載の画像処
理方法。
【請求項１３】前記解析工程においては、前記画像デ
ータにおける画素レベルのヒストグラムを作成すること
を特徴とする請求項１２記載の画像処理方法。
【請求項１４】前記変換テーブル作成工程は、前記解析工程において作成されたヒストグラムに基づい
て、所定値以上の画素数を有する画素レベルの範囲を第
１の範囲として得る範囲取得工程と、前記第１の範囲を広げるように変換テーブルを作成する
テーブル作成工程と、を有することを特徴とする請求項
１３記載の画像処理方法。
【請求項１５】前記テーブル作成工程においては、前
記第１の範囲外である第２の範囲については、固定レベ
ルに変換するように変換テーブルを作成することを特徴
とする請求項１４記載の画像処理方法。
【請求項１６】前記テーブル作成工程においては、前
記第１の範囲外である第２の範囲については、所定の関
数による変換を行なうように変換テーブルを作成するこ
とを特徴とする請求項１４記載の画像処理方法。
【請求項１７】前記テーブル作成工程においては、前
記第２の範囲に制限を設けて変換テーブルを作成するこ
とを特徴とする請求項１５又は１６記載の画像処理方
法。
【請求項１８】前記テーブル作成工程においては、前
記制限外である第２の範囲を前記第１の範囲に含めて変
換テーブルを作成することを特徴とする請求項１７記載
の画像処理方法。
【請求項１９】前記解析工程においては、前記画像デ
ータにおける画素レベル分布を各色成分毎に解析し、前記変換テーブル作成工程においては、前記変換テーブ
ルを各色成分毎に作成することを特徴とする請求項１０
記載の画像処理方法。
【請求項２０】第１及び第２の画像データを入力する
入力手段と、前記第２の画像データにおける画素レベル分布を解析す
る解析手段と、前記解析手段における解析結果に基づいて、前記第１の
画像データを変換する変換テーブルを作成する変換テー
ブル作成手段と、前記変換テーブルに基づいて前記第１の画像データを変
換する変換手段と、を有することを特徴とする画像処理
装置。
【請求項２１】画像データを入力する入力手段と、前記画像データにおける画素レベル分布を解析する解析
手段と、前記解析手段における解析結果に基づいて、前記画像デ
ータを変換する変換テーブルを作成する変換テーブル作
成手段と、前記変換テーブルに基づいて前記画像データを変換する
変換手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２２】更に、前記入力手段によって入力する
画像データを指示する指示手段を有することを特徴とす
る請求項２０又は２１記載の画像処理装置。
【請求項２３】更に、画像データを表示する表示手段
を有し、前記指示手段においては、前記表示手段に表示された画
像データの中から画像データを指示することを特徴とす
る請求項２２記載の画像処理装置。
【請求項２４】第１の画像の色分布を判別する判別工
程と、前記色分布に応じた変換条件を用いて第２の画像を変換
する変換工程と、前記変換された第２の画像を第１の画像に合成する合成
工程と、を有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項２５】画像処理のプログラムコードが格納さ
れたコンピュータ可読メモリであって、第１の画像データを入力する第１の入力工程のコード
と、第２の画像データを入力する第２の入力工程のコード
と、前記第２の画像データにおける画素レベル分布を解析す
る解析工程のコードと、前記解析工程における解析結果に基づいて、前記第１の
画像データを変換する変換テーブルを作成する変換テー
ブル作成工程のコードと、前記変換テーブルに基づいて前記第１の画像データを変
換する変換工程のコードと、を有することを特徴とする
コンピュータ可読メモリ。
【請求項２６】画像処理のプログラムコードが格納さ
れたコンピュータ可読メモリであって、画像データを入力する入力工程のコードと、前記画像データにおける画素レベル分布を解析する解析
工程のコードと、前記解析工程における解析結果に基づいて、前記画像デ
ータを変換する変換テーブルを作成する変換テーブル作
成工程のコードと、前記変換テーブルに基づいて前記画像データを変換する
変換工程のコードと、を有することを特徴とするコンピ
ュータ可読メモリ。