專利名稱：圖像處理裝置、攝影裝置、圖像處理方法及圖像處理程序的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及處理圖像數(shù)據(jù)的圖像處理裝置、具有該圖像處理裝置的攝影裝置、圖像處理方法及圖像處理程序。
背景技術：
當今，彩色照相膠片的掃描圖像或用攝影裝置被攝影的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)經(jīng)由CD-R(CD-可記錄的，CD-Recordable)、軟盤、存儲卡片等的存儲設備和英特網(wǎng)被分配，或在CRT(陰極射線管，Cathode RayTube)、液晶、等離子等的顯示監(jiān)視器和便攜式電話的小型液晶監(jiān)視器的顯示設備中被顯示，或使用數(shù)字打印機、噴墨打印機、感熱式打印機等的輸出設備，作為硬拷貝圖像被打印等，其顯示、打印方法正多種多樣化起來。
然而，各種顯示、打印設備隨著其原理和內部構成不同，能顯示的色域和灰度特性不同，對于同一圖像數(shù)據(jù)，使用各種顯示、打印方法而外觀不相同，這種情況一直多有發(fā)生。為減少這樣的外觀的差異，人們一直試圖進行多種努力。
例如，試圖將數(shù)字RGB信號表現(xiàn)的色空間標準化為不依存于攝像裝置特性的色空間，現(xiàn)在，作為許多的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)被標準化了的色空間正采用“sRGB”(例如，參照“Multimedia Systems andEquipment-Colour Measurement and Management-Part2-1ColourManagement-Default RGB Colour Spance-sRGB”IEC″61966-2-1)。該sRGB的色空間與標準的CRT顯示監(jiān)視器的色再現(xiàn)區(qū)域對應并被設定。
然而，用CRT顯示監(jiān)視器等的顯示設備所顯示的圖像和用各種打印設備所打印的硬拷貝圖像隨著使用的熒光體或色料的構成不同而色再現(xiàn)區(qū)域不相同。例如與sRGB標準色空間對應的CRT顯示監(jiān)視器的色再現(xiàn)區(qū)域有寬的、明亮的綠和藍的區(qū)域，對于銀鹽照相打印、噴墨打印機、印刷等的硬拷貝有不能再現(xiàn)的區(qū)域，相反，在印刷、噴墨的青綠色區(qū)域和銀鹽照相的黃色區(qū)域中對于與sRGB標準色空間對應的CRT電視監(jiān)視器有存在不能再現(xiàn)的區(qū)域(例如，參照“精細成像和數(shù)字照相”，コロナ商社，(社)日本照相學會出版委員會編，p.444)。
作為與這樣的問題對應的方法，ICC(國際色彩協(xié)會，International Color Consortium)規(guī)定的ICC協(xié)議格式也經(jīng)常被使用。該方法是為了在第1設備中的再生而生成了的第1圖像數(shù)據(jù)中預先添加第1設備的第1色空間信息，在用第2設備再生圖像時，根據(jù)第1色空間信息將第1圖像數(shù)據(jù)變換成在不依存于特定設備的PCS(Profile Connection Space)的色空間中的第3圖像數(shù)據(jù)，接著，根據(jù)第2設備的第2色空間信息使第3圖像數(shù)據(jù)向已適合于在第2設備中的再生的第2圖像數(shù)據(jù)變換的方法。在該方法中，顯著地提高了在用測色計所測定的測色值的再生設備間的色再現(xiàn)性。
但是，人們知道，即使嚴密地再現(xiàn)測色值，對于實際的觀察者，色的外觀往往不同。這是因為人的視覺不能感覺絕對的測色值，在相應于觀察條件(周圍、背景的亮度等)的適應狀態(tài)下，色的外觀發(fā)生變化的緣故。例如，對于CRT那樣的發(fā)光顯示設備和打印那樣的反射顯示物，往往由于一般的觀察條件和適應狀態(tài)不同，因此即使在測色上一致，外觀也不一致。
為了與這樣的問題對應，使用色的外觀模型的彩色管理已為人們所熟知。所謂色的外觀模型是預測在各種觀察條件下的“色的外觀”的模型。更具體地說，從測色值，根據(jù)觀察條件參數(shù)進行變換，計算表示在指定的觀察條件下的“色的外觀”的值。作為這樣的色的外觀模型，例如，作為標準模型經(jīng)常使用由國際照明委員會(CIE)建議的CIECAM97s。此外，不久，將會建議人們使用對CIECAM97s已加以改進的CIECAM02(例如，參照非專利文獻1)。
除上述外，還發(fā)表了納谷模型、Hunt模型、RLab模型、LLab模型等。作為用這樣的模型在計算中使用的觀察條件參數(shù)的具體例子能舉出適應視野的亮度、適應白色的3刺激值、背景相對亮度、周圍的影響等。在圖13中表示CIECAM97s的具體的觀察條件參數(shù)。例如，能舉出圖13所示那樣的CIECAM97s的具體的觀察條件參數(shù)。
如果使用這樣的色的外觀模型，例如，通過將為了在第1觀察條件下的再生而生成了的第1圖像數(shù)據(jù)根據(jù)與第1觀察條件對應的第1觀察條件參數(shù)而適用于色的外觀模型變換，從而變換成表示色的外觀的值，接著通過將表示該色的外觀的值根據(jù)與第2觀察條件對應的第2觀察條件參數(shù)而適用于色的外觀模型逆變換，從而能夠變換成為了在第2觀察條件下的再生的第2圖像數(shù)據(jù)。就是說能夠用這樣的方法在第1和第2觀察條件下使色的外觀一致(例如參照專利文獻1)。
這樣，為實施使用了色的外觀模型的彩色管理，必須與圖像數(shù)據(jù)一起輸入與所希望的該觀察條件對應的觀察條件參數(shù)。
專利文獻1特開平7-222196號公報非專利文獻1矢口博久著，“色的外觀模型-CIECAM02的概要和課題”，圖像電子學會彩色論壇2003予稿集，2003，p.57但是，例如當在數(shù)字攝像機等的攝像中產生圖像數(shù)據(jù)的場合，為了使該圖像數(shù)據(jù)適用使用了色的外觀模型的彩色管理，有必要預先確定與該圖像數(shù)據(jù)對應的觀察條件參數(shù)。如何設定該觀察條件參數(shù)就成了問題。
每次攝影時對攝影景物的景物觀察者的觀察條件參數(shù)(適應視野的亮度、適應白色的3刺激值、背景相對亮度、周圍的影響等)進行計測很繁雜。尤其對于明暗的差別大的景物，由于觀察者注視了景物中的哪里，觀察條件參數(shù)就發(fā)生變化，但每次攝影時計測觀察者的視線方向是困難的。
另外，當在表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中要添加觀察條件參數(shù)的場合，按照鑒賞圖像所希望的觀察條件將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的基礎上，有必要計算正確地表達鑒賞圖像所希望的觀察條件的具體的觀察條件參數(shù)。
這樣，在圖像數(shù)據(jù)中添加適當?shù)挠^察條件參數(shù)的作業(yè)是困難的作業(yè)，尤其對于色的外觀模型沒有具有特別的知識的人計算適當?shù)挠^察條件參數(shù)幾乎是不可能的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的就是不進行特別的計測，也不需要特別的專門知識，從數(shù)字攝像機等的攝像數(shù)據(jù)簡單地生成能適用于色的外觀模型的圖像數(shù)據(jù)。
為解決上述的課題，方案1記載的發(fā)明，其特征在于，一種圖像處理裝置將表示基于攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)，它具備取得鑒賞圖像所希望的觀察條件，解析表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，從該解析結果和所述鑒賞圖像所希望的觀察條件計算圖像變換條件的數(shù)據(jù)解析部分；根據(jù)由所述數(shù)據(jù)解析部分計算的圖像變換條件，將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的圖像變換部分；以及在表示由所述圖像變換部分變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)并進行輸出的格式部分。
方案2記載的發(fā)明，其特征在于，方案1記載的圖像處理裝置具備讓選擇鑒賞圖像所希望的觀察條件的操作部分，所述數(shù)據(jù)解析部分計算與由所述操作部分選擇的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)，所述格式部分在表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加由所述數(shù)據(jù)解析部分計算的觀察條件參數(shù)并輸出。
方案3記載的發(fā)明，其特征在于，在方案1或2記載的圖像處理裝置中，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件。
方案4記載的發(fā)明，其特征在于，在方案1或2記載的圖像處理裝置中，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件和白平衡修正條件。
方案5記載的發(fā)明，其特征在于，在方案3或4記載的圖像處理裝置中，所述數(shù)據(jù)解析部分從表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)取得或推定景物的類別并進行解析。
方案6記載的發(fā)明，其特征在于，在方案3～5的任何一項記載的圖像處理裝置中，所述數(shù)據(jù)解析部分計算特定的觀察條件中的臨時灰度映射條件，將該臨時灰度映射條件與鑒賞圖像所希望的觀察條件合在一起進行修正，并計算所述灰度映射條件。
方案7記載的發(fā)明，其特征在于，在方案1～6的任何一項記載的圖像處理裝置中，所述數(shù)據(jù)解析部分計算在亮度擴展空間中記載所述鑒賞圖像的圖像變換條件。
方案8記載的發(fā)明，其特征在于，在方案1～7的任何一項記載的圖像處理裝置中，所述格式部分在表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加由所述數(shù)據(jù)解析部分已計算的圖像變換條件并輸出。
方案9記載的發(fā)明，其特征在于，在方案1～8的任何一項記載的圖像處理裝置中，被添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中的、與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)是在CIE-CAM97s或CIE-CAM02s中所使用的觀察條件參數(shù)。
方案10記載的發(fā)明，其特征在于，它具備對被攝物體攝像并輸出攝像數(shù)據(jù)的攝像部分；從被所述攝像部分輸出的攝像數(shù)據(jù)生成表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的圖像生成部分；以及方案1～9的任何一項記載的圖像處理裝置，所述數(shù)據(jù)解析部分解析表示由所述圖像生成部分已生成的所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)。
方案11記載的發(fā)明，其特征在于，一種圖像處理方法，將表示根據(jù)攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)，它包含取得鑒賞圖像所希望的觀察條件，解析表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，從該解析結果和所述鑒賞圖像所希望的觀察條件計算圖像變換條件的數(shù)據(jù)解析工序根據(jù)所述被計算的圖像變換條件將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的圖像變換工序；以及在表示所述已被變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條參數(shù)并輸出的格式工序。
方案12記載的發(fā)明，其特征在于，方案11記載的圖像處理方法包含讓選擇鑒賞圖像所希望的觀察條件的工序和計算與所述已被選擇的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)的工序，對于所述格式工序，在表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加所述已被選擇的觀察條件參數(shù)并輸出。
方案13記載的發(fā)明，其特征在于，在方案11或12記載的圖像處理方法中，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件。
方案14記載的發(fā)明，其特征在于，在方案11或12記載的圖像處理方法中，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件和白平衡修正條件。
方案15記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案13或14記載的圖像處理方法，在所述數(shù)據(jù)解析工序中，從表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)取得或推定景物的類別并進行解析。
方案16記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案13～15的任何一項記載的圖像處理方法，在所述數(shù)據(jù)解析工序中，計算在特定的觀察條件中的臨時的灰度映射條件，將該臨時的灰度映射條件與鑒賞圖像所希望的觀察條件合在一起進行修正，并計算所述灰度映射條件。
方案17記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案11～16記載的圖像處理方法，在所述數(shù)據(jù)解析工序中，計算在亮度擴展空間中記載所述鑒賞圖像的圖像變換條件。
方案18記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案11～17的任何一項記載的圖像處理方法，在所述格式工序中，將所述已被計算的圖像變換條件添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中并輸出。
方案19記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案11～18的任何一項記載的圖像處理方法，被添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的、與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)是在CIE-CAM97s或CIE-CAM02s中被使用的觀察條件參數(shù)。
方案20記載的發(fā)明，其特征在于，它是一種圖像處理程序，該程序用于在計算機中讓實現(xiàn)以下功能，即，取得鑒賞圖像所希望的觀察條件，解析表示根據(jù)攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，從該解析結果和所述鑒賞圖像所希望的觀察條件計算圖像變換條件的數(shù)據(jù)解析功能；根據(jù)所述已被計算的圖像變換條件，將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的圖像變換功能；以及在表示所述已被變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)并輸出的格式功能。
方案21記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20記載的圖像處理程序，在所述計算機中，讓實現(xiàn)選擇鑒賞圖像所希望的觀察條件的功能和所述數(shù)據(jù)解析功能計算與所述已被選擇的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)的功能，所述格式功能將所述已被計算的觀察條件參數(shù)添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)并輸出。
方案22記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20或21記載的圖像處理程序，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件。
方案23記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20或21記載的圖像處理程序，所述圖像變換條件包含將景物亮度變換成鑒賞圖像的亮度的灰度映射條件和白平衡修正條件。
方案24記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案22或23記載的圖像處理程序，所述數(shù)據(jù)解析功能從表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)取得或推定景物的類別并進行解析。
方案25記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案22～24的任何一項記載的圖像處理程序，所述數(shù)據(jù)解析功能計算特定的觀察條件中的臨時灰度映射條件，將該臨時灰度映射條件與鑒賞圖像所希望的觀察條件合在一起進行修正，并計算所述灰度映射條件。
方案26記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20～25的任何一項記載的圖像處理程序，所述數(shù)據(jù)解析功能計算在亮度擴展空間中記載所述鑒賞圖像的圖像變換條件。
方案27記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20～26的任何一項記載的圖像處理程序，所述格式功能將所述已被計算的圖像變換條件添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)并輸出。
方案28記載的發(fā)明，其特征在于，對于方案20～27的任何一項記載的圖像處理程序，被添加到表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的、與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)是在CIE-CAM97s或CIE-CAM02中被使用的觀察條件參數(shù)。
此處，說明在本發(fā)明的權利要求書和說明書中記載的用語。
在本發(fā)明中，所謂“表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)”是屬于scene-referred的image-state的圖像數(shù)據(jù)的一種，特別意味著被記錄的象素的亮度值和景物亮度的關系實質上處于一維直線的關系的圖像數(shù)據(jù)。
另外，所謂本發(fā)明中的“表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)”意味著屬于output-referred的image-state的圖像數(shù)據(jù)。此處使用的、所謂“image-state”是作為表示“圖像數(shù)據(jù)的再現(xiàn)狀態(tài)”的概念近幾年固定下來的用語，其詳細的定義例如被公布在下面的文獻中?！癛equirementsfor Unambiguous Specification of a Color Encoding ISO22028-1”，Kevin Spaulding，in Pro.Tenth Color Imaging ConferenceColor Science and Engineering Systems，Technologies，Applications，IS&T，Springfield，，VA，p.106-111(2002)。
所謂“scene-referred”，意味著表達了風景景物的色度評價值的狀態(tài)。例如對DSC(Digital Still Camera)的原數(shù)據(jù)只進行分光靈敏度等的校正，相當于沒有增加所希望的強調的圖像的狀態(tài)。例如，一般所使用的原數(shù)據(jù)(CCD(Charge-Coupled Devices)等的感光元件輸出的原數(shù)據(jù))，通過進行修正3色的分光靈敏度的矩陣演算而能夠變換成scene-referred的圖像數(shù)據(jù)。
所謂“output-referred”意味著對于特定的輸出設備、觀察條件被再現(xiàn)成適當表達的狀態(tài)。例如，由于一般的DSC生成的JPEG(JointPhotographic Coding Experts Group)圖像在顯示器顯示中被最佳化，因此適用于output-referred。
本發(fā)明中的、所謂“表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的解析”意味著進行表示該景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的直方圖分析，計算亮度分布的實際的最大值和最小值、出現(xiàn)頻度最高的亮度值等的統(tǒng)計信息。此外，希望從該直方圖的形狀進行通常攝影、逆光景物、頻閃接近景物類別的判別。此外，更希望預先進行膚色區(qū)域和面孔形狀的檢測，求出該區(qū)域的平均(或中間模式)亮度。
所謂本發(fā)明中的“解析結果”意味著用上述的方法所得到的景物亮度的統(tǒng)計信息、景物類別、色區(qū)域和面孔區(qū)域的平均亮度等的信息。
所謂本發(fā)明中的“鑒賞圖像所希望的觀察條件”意味著在生成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)時作為前提的標準的觀察條件。作為觀察條件的類別，例如可以舉出CRT觀察、投影機投影觀察、打印觀察等。在本發(fā)明中，鑒賞圖像所希望的觀察條件例如通過讓用戶直接指定，或讓選擇圖像用途并采用該用途中的標準的觀察條件而可確定。作為其它形態(tài)，從已被指定為鑒賞圖像數(shù)據(jù)輸出用的色空間也能推定鑒賞圖像所希望的觀察條件。例如在sRGB色空間被指定的場合，鑒賞圖像所希望的觀察條件是CRT觀察，在YMCK色空間被指定的場合，推定為打印觀察。此外，在本發(fā)明的圖像處理裝置中，當圖像處理裝置或打印裝置等設備被連接，向該設備輸出表示鑒賞圖像的數(shù)據(jù)的場合，也能從該設備的機種信息推定鑒賞圖像所希望的觀察條件。例如，在液晶投影機被連接的場合，鑒賞圖像所希望的觀察條件推定為在微暗的房間中的投影觀察。
所謂本發(fā)明中的“圖像變換條件”，意味著用于將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的條件，具體地說，包含白平衡修正、灰度映射的項目。在現(xiàn)有的技術中，從表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的解析結果確定了這些圖像變換條件。與此相對，對于本發(fā)明，其特征在于，參照表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的解析結果和鑒賞圖像所希望的觀察條件的雙方，確定這些圖像變換條件。另外，在本發(fā)明的圖像處理中，希望在能取得與攝影條件有關的信息，例如用景物類型(屋外、屋內、肖像、夜景等)、有無頻閃等Exif(Exchangeable ImageFile Format)的信息等記載的信息時，也增加該取得信息進行參照，并在確定圖像變換條件時加以利用。
以下，說明關于上述各項目。
以往，白平衡修正條件基本上根據(jù)不同的、表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的RGB信道的直方圖解析結果而被確定下來。另外，尤其為了檢測色調變化容易顯眼的膚色，使膚色的色調進入理想的范圍，也能進行調整白平衡條件。該方法是使將在表現(xiàn)表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的色空間中所指定的白色點(例如在sRGB色空間的場合是D65)作為前提被計算的測色值(例如CIE L*a*b*)最佳化的技術，但對于鑒賞圖像所希望的觀察條件的相異并沒有加以注意。例如，即使是相同的sRGB色空間的圖像，往往當在明亮的室內靠近地觀察有充分的光通量的CRT時，由于向CRT的白色點的適應性強，因此對于適當?shù)啬芸匆姷膱D像當在微暗的室內看見光通量弱的投影機投影圖像時，由于向投影圖像的白色點的適應性差，因此看起來發(fā)綠。與此相對，在本發(fā)明的圖像處理中，通過根據(jù)鑒賞圖像所希望的觀察條件，修正白平衡修正的條件，生成適合于鑒賞圖像所希望的觀察條件的圖像。
接著，關于灰度映射進行說明。一般，攝影景物的照明的不均較多，亮度比超過1000被也不稀罕。(例如，參照日本彩色學會編 彩色科學手冊第2版，東京大學出版社，p925-926(1998))，與此相對，各種媒體能顯示的亮度比是100倍數(shù)量級。表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的灰度必然與表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的灰度不同。因此，將從表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的灰度向表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的灰度進行變換的工序叫做灰度映射。該工序可以通過分成在寬廣范圍的景物亮度中選擇映射成鑒賞圖像的中心亮度的亮度區(qū)域的曝光修正、和選擇用怎樣的關系映射景物亮度和鑒賞圖像的亮度的灰度修正這樣的2個工序來考慮，但在實際技術中也存在同時進行兩者的修正的算法，因此此處總稱為灰度映射。
該灰度映射條件不是千篇一律的，有必要根據(jù)攝影景物的狀況使其變化。例如景物在是7成明亮，3成背陰的場合，通常應進行灰度映射，以便使景物的明亮的部分或者全部景物的平均亮度容易看見。但是，在所述背陰的部分大致位于畫面的中央，人物映照在那里的場合，判斷為逆光景物，為了在所述背陰部分容易看見人物，必須變更灰度映射。另外，對于像集體照相那樣拍了小的面孔的照片希望有對比度稍強的表現(xiàn)，與此相對，對于肖像那樣的面孔的特寫的照相希望有對比度稍弱的表現(xiàn)。因此，根據(jù)景物亮度的統(tǒng)計信息、景物類別、膚色區(qū)域和面孔區(qū)域的平均亮度的解析結果，實行確定映射條件的方法。具體地說，例如在特愿2003-434669號中記載的方法已為人們所熟知。這樣的現(xiàn)有的技術是使將在表現(xiàn)表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的色空間中所指定的再現(xiàn)灰度系數(shù)(例如在sRGB色空間的場合大約是2.2)作為前提被計算的測色值(例如CIE L*a*b*)的亮度灰度最佳化的技術。與此相對，對于本發(fā)明是這樣的特征，即，也加進所希望的觀察條件使該映射條件變化。例如在明亮的房間和微暗的房間中觀察相同的亮度圖像的場合，由于在微暗的房間觀察的場合看起來明亮和對比度強，因此在鑒賞圖像所希望的觀察條件下周圍環(huán)境微暗的場合，最好根據(jù)標準的灰度映射條件而稍微暗且對比度弱地進行調整。這樣，在本發(fā)明中，與鑒賞圖像所希望的觀察條件一致地調整灰度映射。
所謂本發(fā)明中的“與鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)”是在所述鑒賞圖像所希望的觀察條件下被假定的、在色的外觀模型的計算中使用的具體的輸入數(shù)據(jù)，并能舉出適應視野的亮度、適應白色的3刺激值、背景相對亮度、周圍的影響等。用戶也可以直接指定這樣的觀察條件參數(shù)的具體的值，除專家外，由于一般的用戶設定觀察條件參數(shù)的具體的數(shù)值往往是困難的，因此希望預先準備表示觀察條件的種類和觀察條件參數(shù)的對應關系的表，與用戶已指定的觀察條件的種類對應，設定具體的觀察條件參數(shù)。另外，希望根據(jù)表示所述景物亮度的圖像的解析結果，按照需要修正在所述表中已被準備的觀察條件參數(shù)的數(shù)值。例如作為背景相對亮度，通常采用適應白色亮度的20％左右的值，但例如在像夜景和焰火的照相那樣全部圖像的背景比所述值明顯地暗的場合，將背景相對亮度的值設定得更暗。
與這樣的鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)以作為元信息(標簽信息)記錄在表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的文件內、或記錄在與該文件相關聯(lián)的其它文件內的形式，被添加到表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中并被輸出。
這樣，在本發(fā)明的圖像處理中所生成的、表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)變換成使得適合于鑒賞圖像所希望的觀察條件，并且，添加與鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)。因此，接收了表示在本發(fā)明的圖像處理中被生成的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的圖像顯示裝置、打印裝置或其它的圖像處理裝置，就會在與鑒賞圖像所希望的觀察條件不同的觀察條件下，也能夠使用色的外觀模型，達成適當?shù)膱D像外觀。
另外，在本發(fā)明中，希望對于在圖像處理的演算中使用的色空間和輸出鑒賞圖像的色空間，使用亮度擴展色空間。下面，對該亮度擴展色空間進行說明。當前在DSC圖像中普遍被使用的sRGB色空間根據(jù)IEC(International Electrotechnical Commission)作為IEC61966-2-1被規(guī)格定義。例如在8位的場合，黑色點被規(guī)定為作為8位的最小值的0，白色點被規(guī)定為作為8位的最高值的255，并且，顯示、印刷圖像數(shù)據(jù)時的灰度系數(shù)(γ)被規(guī)定為2.2。此處成問題的是所謂白色點指什么。作為白色點一般認為有(i)顯示、印刷時的媒體的空白、(ii)攝影景物中的完全擴散反射板的空白、(iii)攝影景物中的亮度最大值(包含鏡面反射和發(fā)光部分)的3種，但當前市場上的顯示設備、打印機、與圖像有關的應用軟件將(i)看作白色點進行運轉。
當將用DSC已攝影的原數(shù)據(jù)變換成鑒賞圖像參照數(shù)據(jù)(output-referred)時，在顯示、印刷時想要進行白色顯示的景物亮度分配白色點，但在該場合，(ii)和(iii)的區(qū)域往往攝影亮度值比該白色點高，大于等于白色點的象素值不能記錄，因此就會將該區(qū)域全部涂上白色。但是，由于DSC的曝光調整并不是萬能的，因此產生以后調整圖像的必要。例如，在前額和鼻子上有光反射，在前額中產生白色脫落的場合作為例子被列舉。但是，對于在sRGB色空間中已記錄的圖像，由于該區(qū)域用白色(8位的場合是255)被限制(clipping)，該區(qū)域的攝影信息被丟失，因此不能對它進行修正。為避免這樣的問題，人們考慮將(iii)作為白色點進行數(shù)據(jù)記錄，但由于顯示設備、打印機、與圖像關聯(lián)的應用軟件將該白色點作為(i)處理，因此這樣的圖像微暗且對比度弱地被顯示、打印，不適合于鑒賞。
與此相對，能進行超過白色點的亮度值的記錄的色空間被提案。例如，IEC61966-2-2規(guī)定的scRGB、scRGB-n1、scYCC-n1和ANSI/13AIT10.7466規(guī)定的RIMM RGB、ERIMM RGB作為例子被列舉。在本說明書中將這樣的色空間總稱為“亮度擴展色空間”。下面，以16位的scRGB色空間為例進行說明。對于在CIE 1931 XYZ空間的測色值，用0標準化黑色點、用1標準化白色點后的值設定為X、Y、Z，那么scRGB的R、G、B值如下式(1)、(2)那樣被定義。此處，R’、G’、B’表示不被量化為整數(shù)的浮動小數(shù)點處的值。
數(shù)學式1R′G′B′=3.240625-1.537208-0.498629-0.9689311.8757560.0415180.055710-0.2040211.056996XYZ···(1)]]>RGB=round[(R′×8192.0)+4096]round[(G′×8192.0)+4096]round[(B′×8192.9)+4096]···(2)]]>相反，也能夠如下式(3)、(4)那樣從scRGB的R、G、B向X、Y、Z變換。
數(shù)學式2R′G′B′=(R÷8192.0)-0.5(G÷8192.0)-0.5(B÷8192.0)-0.5···(3)]]>XYZ=0.41240.35760.18050.21260.71520.07220.01930.11920.9505R′G′B′···(4)]]>通過上述的定義，黑色點的(R’、G’、B’)變成(0、0、0)，其16位表現(xiàn)(R、G、B)變成(4096、4096、4096)。另外，D65白色點中的(R’、G’、B’)變成(1、1、1)，其16位表現(xiàn)(R、G、B)變成(12288、12288、12288)。在16位表現(xiàn)中從0到4095為止相當于小于等于黑色點的亮度，從4096到12288為止相當于大于等于黑色點小于等于白色點的亮度，從12288到65535為止相當于超過白色點的亮度，對于用0.0標準化黑色點、用1.0標準化白色點的值能夠表現(xiàn)從-0.5到7.4999的亮度范圍。
若對于用于本發(fā)明的圖像處理的演算的色空間和輸出表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的色空間，使用上述的亮度擴展色空間，那么能夠不限制(clipping)在白色點中而將在鑒賞圖像中景物亮度比應白色顯示的區(qū)域高的區(qū)域的數(shù)據(jù)作為大于等于白色點的亮度預先記錄。若預先這樣做，那么其它的顯示裝置、打印裝置接收表示在本發(fā)明的圖像處理中已生成的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)，并在向與不同于鑒賞圖像所希望的觀察條件的觀察條件對應的圖像數(shù)據(jù)變換時，能夠防止白色點附近的損壞和模擬輪廓的發(fā)生。
另外，可以在輸出表示本發(fā)明輸出的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的色空間中采用上述的亮度擴展色空間，而且在表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加在本發(fā)明的圖像處理中已實施的圖像變換條件并輸出。若預先這樣做，那么在已接收鑒賞圖像文件的其它的圖像處理裝置中，在想要使用與在生成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)時已使用的色的外觀模型之間沒有互換性的其它色的外觀模型時，就能夠從表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)倒算表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，重新根據(jù)其它的色的外觀模型進行圖像變換。
此外，式(2)是用于用16位的無符號整數(shù)表現(xiàn)色空間的變換，當在圖像處理裝置中能高速處理浮動小數(shù)點的場合，在內部演算中可以使用式(1)所定義的浮動小數(shù)點值(R’、G’、B’)。該(R’、G’、B’)值相對于亮度呈比例關系，因此圖像處理的演算式變得簡單，作為浮動小數(shù)點處理所容許的場合的本發(fā)明的圖像處理的演算而言是理想的形態(tài)。
此外，由于由scRGB記錄與亮度值有線性式的關系的整數(shù)，因此在文件中記錄了時的尺寸變大。所以，當將數(shù)據(jù)記錄在文件中，或發(fā)送到其它的圖像處理裝置、顯示裝置、打印機中時，可以在用比scRGB更小的尺寸能記錄的亮度擴展色空間中變換數(shù)據(jù)。作為這樣的色空間，能舉出IEC61966-2-2Annex B規(guī)定的scRGB-n1、scYCC-n1和ANSI/I3A IT10.7466規(guī)定的RIMM RGB。相反，在數(shù)據(jù)尺寸沒有問題的場合，替代整數(shù)值的scRGB，也可以考慮將所述的浮動小數(shù)點表記的數(shù)據(jù)記錄在文件中，或將數(shù)據(jù)轉送到其它的圖像處理裝置、顯示裝置、打印機中的形態(tài)。這樣，具體的亮度擴展色空間的選擇能夠根據(jù)應用本發(fā)明的裝置的規(guī)格任意被確定。
若依據(jù)本發(fā)明，那么由于從表示基于攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的解析結果和鑒賞圖像所希望的觀察條件而計算圖像變換條件，根據(jù)已被計算的圖像變換條件，將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)，將與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)添加到表示所述已被變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中并輸出，因此在攝影時不進行特別計測，另外也不需要特別的專門知識，能夠從數(shù)字攝像機等的攝像數(shù)據(jù)簡單地生成表示能適用于色的外觀模型的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)。
另外，由于將與鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)添加到表示已被輸出的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中并輸出，因此通過將表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)輸出到已適應色的外觀模型的各種圖像顯示裝置、打印裝置、圖像處理裝置等設備中，從而對于與在所述設備一側使用所述觀察參數(shù)而生成鑒賞圖像時所希望的觀察條件不同的觀察條件，也能夠適當?shù)卦佻F(xiàn)在生成鑒賞圖像時已希望的色的外觀。


圖1是表示涉及本發(fā)明的實施形態(tài)的圖像處理系統(tǒng)1α主要部分構成的概要的圖。
圖2是表示作為圖像處理裝置100的應用程序的功能的構成的圖。
圖3是表示鑒賞圖像觀察條件的選擇對話DI的圖。
圖4是表示數(shù)據(jù)解析部分52的內部構成和演算處理的流程的圖。
圖5是表示由圖像內容解析部分521實行的圖像內容解析處理的流程圖。
圖6是表示2維直方圖的一例的圖。
圖7是表示由臨時圖像變換條件確定部分522實行的臨時圖像變換條件確定處理的流程圖。
圖8是表示灰度變換曲線的圖。
圖9是表示灰度映射修正前后的亮度的變換曲線的圖。
圖10是表示彩色管理的概要的圖。
圖11是表示由CAM變換部分71實行的CAM變換處理的流程圖。
圖12是表示由CAM逆變換部分72實行的CAM逆變換處理的流程圖。
圖13是表示CIECAM97s的具體的觀察條件參數(shù)的圖。
具體實施例方式
以下，參照

涉及本發(fā)明的實施形態(tài)。首先，參照圖1～圖4說明本實施形態(tài)的裝置構成。
在圖1中表示涉及本發(fā)明的實施形態(tài)的圖像處理系統(tǒng)1α的主要部分構成的概要。圖像處理系統(tǒng)1α具備圖像處理裝置100，監(jiān)視器41，操作部分42，數(shù)字攝像機43，CD/DVD(Digital Versatile Disc)驅動器44，LAN(Local Area Network)等網(wǎng)絡線路45，打印機46，以及投影機47。圖像處理裝置100具備控制部分10，存儲部分20，以及輸入輸出I/F(接口)而被構成。
監(jiān)視器41，操作部分42，數(shù)字攝像機43，CD/DVD驅動器44和網(wǎng)絡線路45被連接到輸入輸出I/F30。控制部分10具備對各部分進行中央控制的CPU(Central Processing Unit)11，RAM(RandomAccess Memoy)，ROM(Read Only Memory)等存儲器12等。
圖像處理系統(tǒng)1α具備由個人計算機，監(jiān)視器，用戶等輸入各種選擇事項的操作部分42，通過將作為應用程序21被存儲在存儲部分20中的程序讀入到控制部分11的存儲器12中，并在控制部分10的CPU11中實行，個人計算機等就會作為圖像處理裝置100的一部分發(fā)揮作用。圖像處理裝置100經(jīng)由輸入輸出I/F部分30，能與數(shù)字攝像機43，CD/DVD驅動器44，網(wǎng)絡線路45連接，并能夠從這些裝置、線路輸入圖像數(shù)據(jù)，輸出表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)。另外，在個人計算機中能夠連接投影用的投影機47等的圖像顯示、打印裝置，在將表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)輸出到這些裝置的場合，表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)從所述應用程序21被輸出到未圖示的圖像顯示、打印裝置的驅動軟盤中。
在圖2中，表示作為圖像處理裝置100的應用程序的功能的構成。圖像處理裝置100通過作為上述個人計算機的功能具備原數(shù)據(jù)變換部分51，數(shù)據(jù)解析部分52，圖像變換部分53，以及格式部分54而被構成。通過用戶操作在有原數(shù)據(jù)的輸入命令時，該原數(shù)據(jù)就向原數(shù)據(jù)變換部分51傳送，通過校正傳感器分光靈敏度的矩陣演算、自動白平衡演算、自動曝光修正演算之類的眾所周知的演算被變換成表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，并向數(shù)據(jù)解析部分52傳送。另外，在通過用戶操作已有表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的輸入命令的場合，表示該景物亮度的圖像數(shù)據(jù)直接向數(shù)據(jù)解析部分52傳送。
另外，當已被輸入的圖像數(shù)據(jù)的攝影條件信息(快門速度、光圈、景物類型、頻閃有無等)作為元數(shù)據(jù)被記錄到該圖像數(shù)據(jù)的文件內，或從與該圖像數(shù)據(jù)有關聯(lián)并已被記錄的其它的文件能取得的場合，該攝影條件信息也向數(shù)據(jù)解析部分52傳送。
在圖3中，表示鑒賞圖像觀察條件的選擇對話DI。另外，在已有圖像數(shù)據(jù)的輸入命令時，在監(jiān)視器41中顯示圖3所示的鑒賞圖像觀察條件的選擇對話DI，根據(jù)選擇對話DI，用戶經(jīng)由操作部分42已選擇輸入的觀察條件的信息向數(shù)據(jù)解析部分52被傳送。
接著，對圖像處理裝置100中的數(shù)據(jù)解析部分52的內部構成及其演算進行說明。在圖4中，表示數(shù)據(jù)解析部分52的內部構成和演算處理流程。數(shù)據(jù)解析部分52具備圖像內容解析部分521，臨時圖像變換條件確定部分522，臨時圖像變換條件修正部分523，觀察條件表參照部分524，以及觀察條件參數(shù)修正部分525而被構成，此外，作為被存儲在存儲部分20中的數(shù)據(jù)，具有白平衡修正系數(shù)表61，灰度映射修正條件表62，觀察條件表63，以及觀察條件參數(shù)的修正加權表64。
表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)被送到圖像內容解析部分521。在圖5中，表示由圖像內容解析部分521實行的圖像內容解析處理。此處，參照圖5說明由圖像內容解析部分521實行的圖像內容解析處理。
首先，表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)被進行灰平衡調整(步驟S0)。該灰平衡調整是用于正確地進行步驟S1中的變換而進行的調整。而且，表示已被灰平衡調整的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的RGB值被變換成HSV顯色系統(tǒng)的值(步驟S1)。HSV顯色系統(tǒng)是用色調(Hue)、色度(Saturation)、亮度(Value或Brighness)的3個要素表示，并在由芒塞爾(マンサル)提案的顯色體系的基礎上被研究出來的。變換方法的實例，例如寫入John Clark Craig，Jeff Webb共同編著永山操譯“Visual Basic5.0技術叢書”(ASCII出版社)512頁。
在步驟S1中，在取得表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的各象素的色調和亮度值時，在將X軸作為色調值(H)、將Y軸作為亮度值(V)的坐標平面內生成表示象素的累積頻數(shù)分布的2維直方圖(步驟S2)。在圖6中表示2維直方圖的一例。圖6所示的2維直方圖是表示在將Y軸作為亮度(V)的坐標平面內具有象素的累積頻數(shù)分布的值的陣點。位于坐標平面的邊緣的陣點保持分布在色調值(H)為18、亮度值(V)約為13的范圍內的象素數(shù)的累積頻數(shù)。除此以外的陣點保持分布在色調值(H)為36、亮度值(V)約為25的范圍內的象素數(shù)的累積頻度。區(qū)域A表示色調值(H)為70～184的綠色色調區(qū)域。
接著，根據(jù)步驟S2中所生成的2維直方圖，將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成規(guī)定的亮度區(qū)域(步驟S3)。具體地說，通過被生成的2維直方圖以預先被定義的至少1個亮度值為邊界，被分割成至少2個平面，將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成規(guī)定的亮度區(qū)域。在本發(fā)明中，希望通過至少2個亮度值，將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成3個平面。作為設為邊界的亮度值希望用HSV變換程序的計算值定義為85、170。在本發(fā)明實施形態(tài)中也假定將2維直方圖(表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù))用85、170的亮度值分割成3個亮度區(qū)域。因此，有可能將2維直方圖(表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù))分割成陰影區(qū)域(亮度為0～84)、中間區(qū)域(亮度為85～196)、高亮部分(亮度為170～255)。
在步驟S3中，若將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成規(guī)定的亮度區(qū)域，那么對于已被分割的各自的亮度區(qū)域，通過用輸入圖像數(shù)據(jù)的全部象素數(shù)除各區(qū)域內的累積頻數(shù)分布的σ值，計算各亮度區(qū)域在輸入圖像的畫面內占有的比例，即，每個亮度區(qū)域的占有率。(步驟S4)。
接著，根據(jù)在步驟S2中所生成的2維直方圖，將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成由規(guī)定的色調及亮度的組合組成的區(qū)域(步驟S5)。具體地說，通過已被生成的2維直方圖以預先被定義的至少1個色調值和1個亮度值為邊界被分割成至少4個區(qū)域，從而將輸入圖像數(shù)據(jù)分割成由規(guī)定的色調和亮度的組合組成的區(qū)域。在本發(fā)明中，希望通過至少1個色調值和2個亮度值，分割成6個區(qū)域。作為設為邊界的色調值，希望用HSV變換程序的計算值定義為70。另外，作為設為邊界的亮度值，希望用HSV變換程序的計算值定義為85、170。因此，有可能將2維直方圖(表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù))至少分割成皮膚色調陰影區(qū)域(色調值為0～69、亮度值為0～84)、皮膚色調中間區(qū)域(色調值為0～69、亮度值為85～169)、皮膚色調高亮區(qū)域(色調值為0～69、亮度值為170～255)。
若將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)分割成由規(guī)定的色調和亮度的組合的區(qū)域，那么通過對于已被分割的各自區(qū)域，用輸入圖像數(shù)據(jù)的全部象素數(shù)除象素的累積頻數(shù)分布的σ值，計算各分割區(qū)域在輸入圖像的畫面內占有的比例，即，每個分割區(qū)域的占有率(步驟S6)。
接著，根據(jù)在步驟S4和S6中已被求出的占有率，推定表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的攝影景物(步驟S7)，然后結束圖像內容解析處理。具體地說，通過陰影、中間、高亮區(qū)域的占有率和皮膚色調陰影區(qū)域、皮膚色調中間區(qū)域、皮膚色調高亮區(qū)域的占有率，推定是逆光，或是頻閃接近攝影，或是通常景物，然后結束本處理。作為推定方法，像表示成下列“定義1”那樣，定義攝影景物與中間、高亮區(qū)域的各占有率的大小關系以及皮膚色調陰影、皮膚色調中間、皮膚色調高亮區(qū)域的各占有率的大小關系之間的對應關系，并作為表預先存儲在ROM等中，根據(jù)該定義推定攝影景物。
陰影區(qū)域的占有率 …Rs中間區(qū)域的占有率 …Rm高亮區(qū)域的占有率 …Rh皮膚色調陰影區(qū)域的占有率 …SkRs皮膚中間區(qū)域的占有率 …SkRm皮膚色調高亮區(qū)域的占有率 …SkRh逆光景物…Rs＞Rm，Rh＞Rm，SkRs＞SkRm＞SkRh頻閃接近攝影…Rh＞Rs，Rh＞Rm，SkRh＞SkRm＞SkRs此外，當在圖像內容解析部分521中記載了被輸入攝影條件信息并用該攝影提信息已進行逆光攝影和頻閃接近攝影的場合，省略上述的圖像內容解析處理，并根據(jù)該攝影條件信息確定攝影景物推定結果。用以上的圖像內容解析處理已計算的所述各種統(tǒng)計信息和景物推定結果，作為圖像內容解析結果，從圖像內容解析部分521被送到臨時圖像變換條件確定部分522和觀察條件參數(shù)修正部分525。
在臨時圖像變換條件確定部分522中，將預先被確定的特定的觀察條件參數(shù)作為前提計算臨時圖像變換條件。該臨時圖像變換條件向與在臨時圖像變換修正部分523中所指定的觀察條件參數(shù)對應的圖像變換條件修正。這樣，不必用2個階段計算圖像變換條件。但是，作為預先確定的特定的觀察條件參數(shù)，若設定為采用相當于在室內的CRT觀察的條件、用上述的2個階段計算圖像變換條件的形態(tài)，那么由于在臨時圖像變換條件確定部分522的演算中能使用已將sRGB最佳化作為前提的現(xiàn)有的算法，因此就能簡單地形成圖像處理裝置100。
接著，說明作為在臨時圖像變換條件確定部分522中的演算內容的例子的灰度變換處理。此外，臨時圖像變換條件確定部分522的演算方法不應被限定于下述灰度變換處理，如上述那樣，能夠使用將sRGB最佳化作為前提的現(xiàn)有的各種算法。
此處，作為在進行灰度變換處理時必要的、確定灰度變換后的目標值的指標，一般使用整體圖像的亮度的平均值。但是，理想的是進行調整，以便對于逆光景物和頻閃攝影景物等，在圖像中使極端明亮的區(qū)域和暗的區(qū)域混在一起，而且使用作為重要的被攝物體的面孔區(qū)域的亮度的平均值，將面孔區(qū)域的亮度修正為適當?shù)闹?。在實際攝影中，由于明亮的區(qū)域和暗的區(qū)域的亮度的差異各不相同，因此希望按照其差異的程度，調整重視面孔區(qū)域的亮度的比例(以下，稱作面孔區(qū)域的貢獻率)。
因此，在本實施形態(tài)中，利用攝影景物的推定結果，考慮面孔區(qū)域和全部圖像的亮度的差異程度，確定處理臨時圖像變換條件。在圖7中，表示由臨時圖像變換條件確定部分522實行的臨時圖像變換條件確定處理。
首先，從表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)進行面孔區(qū)域的抽取(步驟S11)。人們知道在面孔區(qū)域的抽取方法中有很多方法，但在本發(fā)明中，希望將X軸作為色調(H)，將Y軸作為色度(S)生成2維直方圖，并將分布在由規(guī)定的色調和色度的組合組成的膚色區(qū)域中的象素作為面孔區(qū)域抽取。希望對于使用2維直方圖的場合的膚色區(qū)域，在HSV變換程序的計算值中，色調值為0～50，色度值為10～120。
此外，希望與抽取上述的膚色區(qū)域的方法合并，另外進行抽取面孔區(qū)域的圖像處理，使抽取精度提高。在抽取面孔區(qū)域的圖像處理中，可以進行眾所周知的怎樣的處理。作為抽取所述眾所周知的面孔區(qū)域的圖像處理的例子，能舉出單純區(qū)域擴展法等。所謂單純區(qū)域擴展法是通過當離散地抽取適合于膚色的定義的象素(膚色象素)的場合，對于周圍的象素求出與所述離散地被抽取的膚色象素的差，在該差比規(guī)定的閾值小的場合判斷為膚色象素，接著使面孔區(qū)域擴展下去，使作為面孔區(qū)域的抽取變?yōu)榭赡?。另外，使用神?jīng)網(wǎng)絡的學習功能也能從膚色區(qū)域抽取面孔區(qū)域。
若在步驟S11中抽取面孔區(qū)域，那么就計算已被抽取的面孔區(qū)域的平均亮度值和全部圖像的平均亮度值(步驟S12)。另外，根據(jù)用圖像內容解析部分521中的圖像內容解析處理所推定的攝影景物，確定面孔區(qū)域的貢獻率(步驟S13)。面孔區(qū)域的貢獻率，例如，如下述[定義2]所示那樣，根據(jù)經(jīng)驗值預先與攝影景物對應被設定。該攝影景物和面孔區(qū)域的貢獻率的相關值被圖表化，并被存儲在ROM等中，通過參照該圖表，確定基于攝影景物的面孔區(qū)域的貢獻率。
逆光景物 ＝100％半逆光景物 ＝50％頻閃接近攝影 ＝100％通常景物 ＝30％希望逆光景物按照面孔區(qū)域的平均亮度值，或對于全部圖像的亮度偏差量(詳細情況后述)，調整面孔區(qū)域的貢獻率。在上述的例子中，表示對于面孔區(qū)域的平均亮度值設置閾值，根據(jù)是否超過閾值將逆光景物的程度分為2個階段的例子，但可以更詳細地設定逆光景物的程度。
接著，根據(jù)已被確定的面孔區(qū)域的貢獻率，成為亮度區(qū)域的限制指標的“黑色飽和點”和“白色飽和點”，以及適用于輸入圖像數(shù)據(jù)的“灰度變換曲線的種類”作為臨時圖像變換條件被確定(步驟S14)，并結束臨時圖像變換條件確定處理。
以下，說明關于“平均亮度值”的確定方法。
若將全部圖像的平均亮度值設定為a，將面孔區(qū)域的平均亮度值設定為b，將面孔區(qū)域的貢獻率設定為Rsk，那么平均亮度輸入值(C)通過下式(5)被求出。
C＝a×(1-(Rsk×0.01))+(b×Rsk×0.01) …(5)在圖8中，表示灰度變換曲線。接著，如圖8所示那樣，確定灰度變換曲線，以便將該平均亮度輸入值變換成預先被設定的平均亮度值變換目標值。在圖8中，主要在逆光景物的場合，確定平均亮度輸入值變?yōu)镃1，C2，輸出值變得更明亮那樣的灰度變換曲線。在通常的場合，確定平均亮度輸入值變?yōu)镃3，輸出值稍微變得明亮那樣的灰度變換曲線。在頻閃接近攝影的場合，確定平均亮度輸入值變?yōu)镃4，C5，輸出值與輸入值相等，或稍微變低那樣的灰度變換曲線。
灰度變換曲線的確定，通過根據(jù)已被計算的平均亮度輸入值，通過每次改變灰度變換曲線進行，也可以是預先準備多條灰度變換曲線，按照平均亮度輸入值選擇、應用灰度變換曲線的形態(tài)。另外，也可以預先準備多條圖8所示的灰度變換曲線，并按照集合照相、肖像等攝影模式信息分別使用。
接著，說明臨時圖像變換條件修正部分525的演算內容。在圖像處理裝置100的存儲部分20中，存儲著記載了已被指定的觀察條件和鑒賞圖像的白平衡修正系數(shù)的關系的白平衡修正系數(shù)表61和記載了已被指定的觀察條件和灰度映射修正條件的關系的灰度映射洗組橫條件表62，在臨時圖像變換條件修正部分523中，參照白平衡修正系數(shù)表61和灰度映射修正條件表62，修正臨時圖像變換條件，計算圖像變換條件。
下列表示白平衡修正系數(shù)表61的例子。
表1


下列表示灰度映射修正條件表62的例子。
表2


在圖9中表示灰度映射修正前后的亮度的變換曲線。在灰度映射修正條件表62中被記為A、B、C的意味著用圖9的A·B·C所示的變換曲線。通過將作為臨時圖像變換條件被給與的灰度影響表的值作為圖9的修正前的亮度，讀取已被選擇的變換曲線上的修正后的亮度，能夠得到已被修正的灰度映射表。
以上，由臨時圖像表換條件修正部分計算的灰度映射表和白平衡修正系數(shù)，作為圖像變換條件從數(shù)據(jù)解析部分52被輸出，并向圖像變換部分53被傳送。
接著，進行觀察條件表參照部分524的功能說明。在圖像處理裝置100的存儲部分20中，存儲著記載與在色的外觀模型的計算中使用的具體的參數(shù)的關系的觀察條件表63。
下列表示作色的外觀模型是CIECAM02的場合的觀察條件表63的例子。
表3


在觀察條件表參照部分524中，從觀察條件表63檢索與已被輸入的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)，并將適當?shù)闹底鳛榕R時觀察條件參數(shù)輸出。
在觀察條件參數(shù)修正部分525中，根據(jù)從圖像內容解吸部分521被輸入的圖像內容解析結果，修正臨時觀察條件參數(shù)。在一般的色的外觀模型中，所謂背景意味著大約2度視野的外側并且10度視野的內側的區(qū)域，適應視野意味著10度視野的外側的區(qū)域。在該背景和適應視野位于鑒賞圖像的外側的場合，該背景和適應視野的區(qū)域的亮度依存于周圍的觀察環(huán)境，但當鑒賞圖像的尺寸大，該背景和適應視野的區(qū)域位于鑒賞圖像內的場合，該背景和適應視野的區(qū)域的亮度受到鑒賞圖像的狀態(tài)的影響。在觀察條件參數(shù)修正部分525中，在設定這樣的狀況的場合，進行臨時觀察條件參數(shù)的修正，并將修正完的值作為觀察條件參數(shù)輸出。另外，在沒有設定所述的狀況的場合，將臨時觀察條件參數(shù)的值原封不動地作為觀察條件參數(shù)進行輸出。
具體地說，在圖像處理裝置100的存儲部分20中，存儲著下述的觀察條件參數(shù)的修正加權表64。
表4


按照所指定的觀察條件，從上述表中取得各觀察條件參數(shù)的修正加權系數(shù)w。根據(jù)該系數(shù)w，由下式(6)計算觀察條件參數(shù)。
Pcorr＝Ptemp*(1-w)+Pfig*w …(6)Ptemp臨時觀察條件參數(shù)Pfig從鑒賞圖像被計算的觀察條件參數(shù)
Pcorr觀察條件參數(shù)此處，由鑒賞圖像計算的觀察條件參數(shù)用下式(7)、(8)計算。
在LA的場合LAfig＝(Vavg/100)Yw…(7)Vavg鑒賞圖像的平均亮度值在Yb的場合Ybfig＝(Vavg/100)Yw…(8)Vavg鑒賞圖像的平均亮度值以上，由觀察條件參數(shù)修正部分525計算的觀察條件參數(shù)從數(shù)據(jù)解析部分52被輸出，并向格式部分54被傳送。
在以上的數(shù)據(jù)解析部分52中的演算的結果，計算圖像變換條件和與觀察條件對應的觀察條件參數(shù)。
由數(shù)據(jù)解析部分52計算的圖像變換條件如圖2所示那樣向圖像變換部分53被傳送，根據(jù)該圖像變換條件，將表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)。下面，說明在圖像變換部分53中的演算。表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)用scRGB的浮動小數(shù)點表示R’、G’、B’被記錄。按照下式(9)將它變換成亮度Y’和色差Cb’、Cr’。
數(shù)學式3Y′Cb′Cr′=0.29900.58700.1140-0.1687-0.33130.50000.5000-0.41870.0813·R′G′B′···(9)]]>接著，對于上述Y’應用作為圖像變換條件被給與的灰度映射表，變換成Y’m。接著，如下式(10)那樣，計算灰度映射后的值R’m、G’m、B’m。
數(shù)學式4R′mG′mB′m=1.00000.00001.40201.0000-0.3441-0.71411.00001.77200.0000·Y′mCb′Cr′···(10)]]>此外，使用作為圖像變換條件被給與的白平衡修正系數(shù)，如下式(11)那樣計算表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的值R’o、G’o、B’o。
數(shù)學式5R′oG′oB′o=kR·R′mkG·G′mkB·B′m···(11)]]>此處已被計算的R’o、G’o、B’o作為表示鑒賞圖像的數(shù)據(jù)向格式部分54被傳送。
格式部分54接收表示已被計算的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)和所述觀察條件參數(shù)，根據(jù)包含在未圖示的對話中所指定生成的鑒賞圖像的文件形式、圖像尺寸、色空間等指示的鑒賞圖像生成條件，通過已被指定的圖像格式輸出鑒賞圖像文件。
首先，在格式部分54中，將用scRGB的浮動小數(shù)點表示所記載的R’o、G’o、B’o變換成在輸出中所指定的色空間表現(xiàn)。例如，若輸出用的色空間是scRGB，那么按照下式(12)得到輸出用的象素值Ro、Go、Bo。
數(shù)學式6RoGoBo=round[(R′o×8192.0)+4096]round[(G′o×8192.0)+4096]round[(B′o×8192.9)+4096]···(12)]]>這樣所得到的輸出用的象素值Ro、Go、Bo按照所指定的圖像格式，添加由數(shù)據(jù)解析部分52傳送的觀察條件并輸出。這時，所述觀察條件參數(shù)作為元數(shù)據(jù)被記錄到該鑒賞圖像文件內，用被添加到表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的形式被輸出。該元數(shù)據(jù)的形式是任意的，但例如在是DCF/Exif文件形式的場合，能夠寫入表示廠商標記的區(qū)域。此外，也可以將所述圖像變換條件的內容加在一起作為元數(shù)據(jù)預先記錄。
這樣，由圖像處理裝置100輸出的、添加了觀察條件參數(shù)的鑒賞圖像文件被讀入監(jiān)視器41、打印機46、投影機47等的各種圖像顯示裝置，圖像打印裝置，按照色的外觀模型進行彩色管理。在圖10中表示彩色管理的概要。
圖像顯示裝置或圖像打印裝置包含CAM變換部分71和CAM逆變換部分72。在圖像處理裝置100中所生成的圖像數(shù)據(jù)1a和被添加到該數(shù)據(jù)中的觀察條件參數(shù)2a被送到CAM變換部分71，圖像數(shù)據(jù)1a被變換成表示色的外觀的圖像數(shù)據(jù)1c。接著，被設定在圖像顯示裝置或圖像打印裝置中的觀察條件參數(shù)2b和表示所述色的外觀的圖像數(shù)據(jù)1c被送到CAM逆變換部分72，并被變換成與觀察條件參數(shù)2b對應的圖像數(shù)據(jù)1b。
作為色的外觀模型，以CIECAM97s被采用的場合為例，更詳細地說明圖10的彩色管理。此外，CIECAM02，其基本構造與CIECAM97s相同，部分的算式有限度地被變更。
在圖11中表示由CAM變換部分71實行的CAM變換處理。在本實施形態(tài)中，首先，作為外觀模型使用了CIECAM97s進行說明。有必要作為向模型的輸入數(shù)據(jù)的是以下的數(shù)據(jù)。
想要預測外觀的色的3刺激值 X、Y、Z觀察條件參數(shù)適應視野的白色3刺激值 Xw、Yw、Zw適應視野的平均亮度 LA背景的相對亮度 Yb由周邊條件確定的常數(shù) c、Nc、FLL、F首先，輸入圖像數(shù)據(jù)的各象素的RGB值被變換成3刺激值XYZ(步驟S31)。此處，想要預測外觀的色的3刺激值從圖像數(shù)據(jù)1a的各象素的RGB值被計算。例如，當圖像數(shù)據(jù)1a用scRGB被記載的場合，用下式(13)、(14)能被變換成色的3刺激值X、Y、Z。
數(shù)學式7R′G′B′=(R÷8192.0)-0.5(G÷8192.0)-0.5(B÷8192.0)-0.5···(13)]]>XYZ=0.41240.35760.18050.21260.71520.07220.01930.11920.9505R′G′B′···(14)]]>另外，在sRGB的場合，使用下式(15)～(18)。
RsRGB=R/255GsRGB=G/255BsRGB=B/255···(15)]]>在RsRGB、GsRGB、BsRGB≤0.04045的場合R′=RsRGB=B/12.92G′=GsRGB=B/12.92B′=BsRGB=B/12.92···(16)]]>在其它的場合R′=[(RsRGB+0.055)/1.055]2.4G′=[(GsRGB+0.055)/1.055]2.4B′=[(BsRGB+0.055)/1.055]2.4···(17)]]>數(shù)學式9XYZ=0.41240.35760.18050.21260.71520.07220.01930.11920.9505R′G′B′···(18)]]>另外，在原數(shù)據(jù)的場合，使用已描述數(shù)字攝像機的特性的ICC分布圖(profile)并被變換。具體地說，使用在分布圖內被描述的3×3矩陣信息，實行與上述相同的變換。
然后，從已被設定觀察條件參數(shù)計算在后面的計算中使用的下式(19)～(23)的值k、FL、n、Nbb、z(步驟S32)。
數(shù)學式10k=15·LA+1···(19)]]>FL=0.2·k4·(5·LA)+0.1·(1-k4)2·(5·LA)13···(20)]]>n=YbYw···(21)]]>Nbb=Ncb=0.725·(1n)0.2···(22)]]>z＝1+FLL·n1/2…(23)然后，對于圖像數(shù)據(jù)進行色適應變換(步驟S33)。因為色適應變換改進了フオンクリ-ス類型的色適應變換，所以考慮對于在觀察條件下的白色的適應程度。首先，通過下式(24)，X、Y、Z被變換成R條、G條、B條。
數(shù)學式11R‾G‾B‾=MB·X/YY/YZ/Y···(24)]]>此處，作為變換矩陣MB，使用下式(25)。
數(shù)學式12MB=0.89510.2664-0.1614-0.75021.71350.03670.03890.06851.0296···(25)]]>從已變換的R條、G條、B條，通過下式(26)～(28)計算色適應變換了的應答Rc、Gc、Bc。
數(shù)學式13Rc=[DRw+(1-D)]·R‾Gc=[DGw+(1-D)]·G‾Bc=[DBwP+(1-D)]·|B‾|p···(26)]]>p＝Bw0.0834…(27)D＝F-F/[1+2(LA1/4)+(LA2)/300]…(28)此處Rw、Gw、Bw是通過矩陣MB變換了適應白色的3刺激值后的。
然后，進行了色適應處理的圖像數(shù)據(jù)被變換成相當于人的視覺系統(tǒng)的傳感器的錐體的應答R’、G’、B’(步驟S34)。通過下式(29)～(31)，進行像前面已進行的矩陣的變換的逆變換，然后去乘被叫做Hunt-Pointer-Estevez變換的3×3矩陣。
數(shù)學式14R′G′B′=MHPE·MB-1Rc·YGc·YBc·Y···(29)]]>MB-1=0.9870-0.14710.16000.43230.51840.0493-0.00850.04000.9685···(30)]]>MHPE=0.389710.68898-0.07868-0.229811.183400.04641001···(31)]]>然后，對于被變換成錐體應答的圖像數(shù)據(jù)，通過下式(32)，進行與視覺系統(tǒng)的非線性應答的變換(步驟S35)。
數(shù)學式15Ra′=40·(FL·R′/100)0.73[(FL·R′/100)0.73+2]+1Ga′=40·(FL·G′/100)0.73[(FL·G′/100)0.73+2]+1Ba′=40·(FL·B′/100)0.73[(FL·B′/100)0.73+2]+1···(32)]]>最后，預測色的外觀的數(shù)值、色調角H、亮度J、色度C分別按照下式(33)～(40)被計算(步驟S36)，并結束CAM變換處理。
數(shù)學式16h＝tan-1(b/a)…(33)a＝Ra′-12·Ga′/11+Ba′/11…(34)b＝(1/9)·(Ra′+Ga′-2·Ba′)…(35)J＝100·(A/Aw)c·z…(36)A＝[2·Ra′+Ga′+(1/20)·Ba′-0.305]·Nbb…(37)(Aw從同樣變換了Xw、Yw、Zw的Ra’、Ga’、Ba’進行計算)C＝2.44·s0.69(J/100)0.67n(1.64-0.29n)…(38)s=50·(a2+b2)1/2100·e·(10/13)Nc·NcbRa′+Ga′+(21/20)·Ba′···(39)]]>e＝e1+(e2-e1)(h-h1)/(h2-h1)…(40)對于在數(shù)學式(40)中使用的h1、h2、e1、e2，從以下的表中進行檢索。
在h＜h1的場合，設定h’＝h+360，除此以外，設定h’＝h，并求出在下列表中滿足Hi≤h’＜hi+1的i，并作為h1＝hi、h2＝hi+1、e1＝ei、e2＝ei+1使用。
表5


另外，作為彩色外觀模型在使用了CIECAM02的場合，如以下那樣變換CAM變換處理的步驟S32以后的處理。
在步驟S32中，從已被設定的觀察條件參數(shù)計算下式(19’)～(23’)的值k、FL、n、Nbb、z。
數(shù)學式17k=15·LA+1···(19′)]]>FL=0.2·k4·(5·LA)+0.1·(1-k4)2·(5·LA)13···(20′)]]>n=YbYw···(21′)]]>Nbb=Ncb=0.725·(1n)0.2···(22′)]]>z=1.48+n···(23′)]]>然后，在步驟S33中，對于圖像數(shù)據(jù)進行適應變換。因為色適應變換改進了フオンクリ-ス類型的色適應變換，所以考慮了對于在觀察條件下的白色的適應程度。首先通過下式(24’)將X、Y、Z變換成R條、G條、B條。
數(shù)學式18R‾G‾B‾=MCAT02·XYZ···(24′)]]>此處，作為變換矩陣MCAT02，使用下式(25’)。
數(shù)學式19MCAT02=0.73280.4296-0.1624-0.70361.69750.00610.00300.01360.9834···(25′)]]>從變換了的R條、G條、B條，通過下式(26’)、(28’)計算色適應變換了的應答Rc、Gc、Bc。
數(shù)學式20Rc=[Yw·DRw+(1-D)]·R‾Gc=[Yw·DGw+(1-D)]·G‾Bc=[Yw·DBw+(1-D)]·B‾···(26′)]]>D=F[1-(13.6)e(-LA-4292)]···(28′)]]>(但是，e為自然數(shù)的底)此處，Rw、Gw、Bw是通過矩陣MCAT02變換了適應白色的3刺激值后的。
然后，在步驟S34中，將進行了色適應處理的圖像數(shù)據(jù)變換成相當于人的視覺系統(tǒng)的傳感器的錐體應答R’、G’、B’。使用下式(29’)～(31’)，首先，進行像前面已進行的矩陣的變換的逆變換，然后去乘叫做Hunt-Pointer-Estevez變換的3×3矩陣。
數(shù)學式21R′G′B′=MHPE·MCAT02-1RcGcBc···(29′)]]>MCAT02-1=1.096124-0.2788690.1827450.4543690.4735330.072098-0.009628-0.0056981.015326···(30′)]]>MHPE=0.389710.68898-0.07868-0.229811.183400.04641001···(31′)]]>然后，在步驟S35中，對已被變換成錐體應答的圖像數(shù)據(jù)進行已與視覺系統(tǒng)的非線性應答對應的下式(32’)的變換。
數(shù)學式22Ra′=400·(FL·R′/100)0.4227.13+(FL·R′/100)0.42+0.1Ga′=400·(FL·G′/100)0.4227.13+(FL·G′/100)0.42+0.1Ba′=400·(FL·B′/100)0.4227.13+(FL·B′/100)0.42+0.1···(32)]]>最后，在步驟S36中，分別按照下式(33’)～(40’)計算預測色的外觀的數(shù)值、色調角h、亮度J、色度C。
數(shù)學式23h＝tan-1(b/a)…(33’)a＝Ra′-12·Ga′/11+Ba′/11…(34’)b＝(1/9)·(Ra′+Ga′-2·Ba′)…(35’)J＝100·(A/Aw)c·z…(36’)A＝[2·Ra′+Ga′+(1/20)·Ba′-0.305]·Nbb…(37’)(Aw從同樣變換了Xw、Yw、Zw的Ra’、Ga’、Ba’進行計算)C=t0.9·J/100·(1.64-0.29n)0.73···(38′)]]>t=ei·(a2+b2)1/2Ra′+Ga′+(21/20)·Ba′---(39′)]]>ei=(1250013·Nc·Ncb)·[cos(h·π180+2)+3.8]···(40′)]]>通過以上的變換，圖像數(shù)據(jù)的RGB值變成已表示“色的外觀”的J、C、h的值。
在圖12中，表示由CAM逆變換部分72實行的CAM逆變換處理。在本實施形態(tài)中，首先，作為外觀模型進行使用了CIECAM97s的說明。首先，從與輸出圖像有關系的第2觀察條件參數(shù)、Xw’、Yw’、Zw’、LA’、Yb’、c’、Nc’、FLL’、F’，使用下式(41)～(45)計算變量k’、FL’、N’bb、Z’(步驟S41)。
數(shù)學式24k′=15·LA′+1···(41)]]>FL′=0.2·k′4·(5·LA′)+0.1·(1-k′4)2·(5·LA′)13···(42)]]>n′=Yb′Yw′···(43)]]>Nbb′=Ncb′=0.725·(1n′)0.2···(44)]]>z′=1+FLL′·n′1/2···(45)]]>另外，使圖11的CAM變換處理中的步驟S33～S36的演算適用于Xw’、Yw’、Zw’，計算Aw’。
然后，從表示色的外觀的參數(shù)J、C、h計算非線性應答值Ra’、Ga’、Ba’。開始從J、C，通過下式(46)、(47)求出A、s。
數(shù)學式25A＝Aw′·(J/100)1/c′·z′…(46)s＝C1/0.69/[2.44·(J/100)0.67n′(1.64-0.29n′)]1/0.69…(47)然后，通過下式(48)、(49)求出a、b。
數(shù)學式26a=s·(A/Nbb′+2.05){[1+tan2(h)]1/2[50000·e·Nc′·Ncb′/13]+s[11/23+(108/23)·tan(h)]}···(48)]]>b＝a·tan(h)…(49)此處，在數(shù)學式(48)的[1+tan2(h)]1/2的計算中，通過h的值將結果設定為以下的符號。
0≤h＜90 [1+tan2(h)]1/290≤h＜270-[1+tan2(h)]1/2270≤h＜360 [1+tan2(h)]1/2
另外，設定e＝e1+(e2-e1)(h-h1)(h2-h1)…(50)關于在式(50)中使用的h1、h2、e1、e2，從以下的表進行檢索。在h＜h1的場合，設定h’＝h+360，除此以外設定h’＝h，用下表求出滿足hi≤h’＜hi+1的i，并作為h1＝hi，h2＝hi+1，e1＝ei，e2＝ei+1使用。
表6


Ra’、Ga’、Ba’從下式(51)被計算。
數(shù)學式28Ra′=(20/61)·(A/Nbb′+2.05)+(41/61)·(11/23)·a+(288/61)·(1/23)·bGa′=(20/61)·(A/Nbb′+2.05)-(81/61)·(11/23)·a-(261/61)·(1/23)·bBa′=(20/61)·(A/Nbb′+2.05)-(20/61)·(11/23)·a-(20/61)·(315/23)·b···(51)]]>接著，使用下式(52)，使非線性應答值Ra’、Ga’、Ba’逆變換，并求出錐體應答R’、G’、B’(步驟S43)。
數(shù)學式29R′=100·[(2·Ra′-2)/(41-Ra′)]1/0.73G′=100·[(2·Ga′-2)/(41-Ga′)]1/0.73B′=100·[(2·Ba′-2)/(41-Ba′)]1/0.73···(52)]]>此處，在Ra’-1＜0的場合，使用下式(53)。關于Ga’、Ba’也相同。
數(shù)學式30R′＝-100·[(2-2·Ra′)/(39-Ra′)1/0.73…(53)然后，通過下式(54)、(55)，將錐體應答進行逆變換，并計算RcY、GcY、BcY(步驟S44)。
數(shù)學式31RcYGcYBcY=MB·MHPE-1R′G′B′···(54)]]>MHPE=1.91019-1.112140.201950.370950.629050001···(55)]]>然后，進行色適應逆變換，并返回到測色值(步驟S45)。開始通過下式(56)計算Yc。
Yc＝0.43231-RcY+0.51836-GcY+0.04929-BcY…(56)數(shù)學式32然后，通過下式(57)，計算(Y/Yc)R，(Y/Yc)G，(Y/Yc)1/PB。
(Y/Yc)R=(Y/Yc)Rc/[D(1/Rw)+1-D(Y/Yc)G=(Y/Yc)Gc/[D(1/Gw)+1-D(Y/Yc)1/pB=[|(Y/Yc)Bc|]1/p/[D(1/Bwp)+1-D]1/p···(57)]]>此處，在Y/Yc)＜0的場合，將(Y/Yc)1/PB的值變?yōu)樨?。然后通過下式(58)計算Y’。
Y′＝0.43231·YR+0.51836·YG+0.04929·(Y/Yc)1/PBYc…(58)3刺激值X”、Y”、Z”通過下式(59)被計算。
數(shù)學式33X′′Y′′Z′′=M-1Yc(Y/Yc)RYc(Y/Yc)GYc(Y/Yc)1/pB/Yc(Y′/Yc)(1/p-1)···(59)]]>以上，從表示色的外觀的值和第2觀察環(huán)境參數(shù)計算了相當于在該環(huán)境中已被指定的外觀的色的3刺激值X”、Y”、Z”。
該3刺激值X”、Y”、Z”被變換成輸出設備的色空間(R、G、B)并被輸出(步驟S46)，然后結束CAM逆變換處理。具體地說，使用在描述了監(jiān)視器、打印機的特性的ICC分布圖中所描述的3×3矩陣信息，或3維一覽表被變換。
另外，作為彩色外觀模型在使用了CIECAM02的場合，逆變換處理像以下那樣被替代。首先，通過下式(41’)～(45’)，從第2觀察條件參數(shù)計算變量k’、FL’、N’bb、Z’。
數(shù)學式34k′=15·LA′+1···(41′)]]>FL′=0.2·k′4·(5·LA′)+0.1·(1-k′4)2·(5·LA′)13···(42′)]]>n′=Yb′Yw′···(43′)]]>Nbb′=Ncb′=0.725·(1n′)0.2···(44′)]]>z′=1.48+n′···(45′)]]>另外，對于適應視野中的白色的3刺激值Xw’、Yw’、Zw’，使用第2觀察條件參數(shù)，應用圖11的CAM變換處理的步驟S33～S36的演算計算Aw’。
然后，在步驟S42中，從色的外觀值進行非線性應答演算。開始用下表檢索色調角h的輸入值，求出滿足hi≤h＜hi+1的i。
表7


使用上述i和色的外觀的色調成分H的輸入值，計算下式(60)。
數(shù)學式35h′=(H-Hi)(ei+1·hi-ei·hi+1)-100·hi·ei+1(H-Hi)(ei+1-ei)-100·ei+1···(60)]]>此處在h’＞360的場合，設定減去了360的值。
然后，使用表示色的外觀的色度的C和表示亮度的J的輸入值，通過下式(61)～(67)計算變量t、e、A、p1、p2、p3、hr。
數(shù)學式36t=(CJ/100(1.64-0.29n′)0.73)10.9···(61)]]>e=(1250013·Nc′·Ncb′)(cos(h′π180+2)+3.8)···(62)]]>A＝Aw′(J/100)c′·z′…(63)p1＝e/t…(64)p2＝(A/Nbb′)+0.305…(65)p3＝21/20…(66)hr=h′π180···(67)]]>數(shù)學式37然后，若是|sin(hr)|≥|cos(hr)|，那么計算下式(68)～(70)。
p4＝p1/sin(hr)…(68)b=p2(2+p3)(460/1403)p4+(2+p3)(220/1403)(cos(hr)/sin(hr))-(27/1403)+p3(6300/1403)···(69)]]>a＝b(cos(hr)/sin(hr))…(70)數(shù)學式38另外，若是|sin(hr)|＜|cos(hr)|，那么計算下式(71)～(73)。
p5＝p1/cos(hr)…(71)a=p2(2+p3)(460/1403)p5+(2+p3)(220/1403)-((27/1403)-p3(6300/1403))(sin(hr)/cos(hr))···(72)]]>b＝a(sin(hr)/cos(hr))…(73)然后，進行下式(51’)的計算。
數(shù)學式39Ra′=4601403p2+4511403a+2881403bGa′=4601403p2-8911403a-2611403bBa′=4601403p2-2201403a-63001403b···(51′)]]>然后，在步驟S43中，通過下式(52’)進行非線性應答逆變換的計算。
數(shù)學式40R′=sign(Ra′-0.1)·100FL′·(27.13·|Ra′-0.1|400-|Ra′-0.1|)10.42G′=sign(Ga′-0.1)·100FL′(27.13·|Ga′-0.1|400-|Ga′-0.1|)10.42B′=sign(Ba′-0.1)·100FL′··(27.13·|Ba′-0.1|400-|Ba′-0.1|)10.42···(52′)]]>此處，sign(x)是在x＞0時取1，x＝0時取0，x＜0時取-1的值的函數(shù)。
然后，在步驟S44中，通過下式(53’)進行錐體應答逆變換的計算。
數(shù)學式41RcGcBc=0.73280.4296-0.1624-0.70361.69750.00610.00300.01360.98341.910197-1.1121240.2019080.3709500.6290540.000008001R′G′B′···(53′)]]>然后，在步驟S45中，通過下式(57’)、(59’)進行色適應逆變換的計算。
數(shù)學式42R=Rc(Yw′·D/Rw′+1-D)G=Gc(Yw′·D/Gw′+1-D)B=Bc(Yw′·D/Bw′+1-D)···(57′)]]>X′′Y′′Z′′=1.096124-0.2788690.1827450.4543690.4735330.072098-0.009628-0.0056981.015326RGB···(59′)]]>此外，在彩色外觀模型中，除在本實施形態(tài)中已使用的CIECAM97s、CIECAM02外，還發(fā)表了納谷模型、Hunt模型、RLab模型、LLab模型等幾種模型。也能使用它們替代CIECAM97s、CIECAM02。
這樣一來，由于在圖像處理裝置100中所生成的圖像數(shù)據(jù)1a根據(jù)在該數(shù)據(jù)生成時所希望的觀察條件(參數(shù)2a)，被變換成表示色的外觀的圖像數(shù)據(jù)，以后在觀察條件(參數(shù)2b)下被變換成表示相同顏色的外觀的圖像數(shù)據(jù)1b，因此在與生成圖像數(shù)據(jù)1a時已希望的觀察條件(參數(shù)2a)不同的觀察條件(參數(shù)2b)也使適當?shù)娘@示、打印成為可能。
以上，若依據(jù)本發(fā)明的實施形態(tài)，那么由于通過數(shù)據(jù)解析部分52從表示基于攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的解析結果和鑒賞圖像所希望的觀察條件而計算圖像變換條件，通過圖像變換部分53，根據(jù)所述已被計算的圖像變換條件將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)，通過格式部分54在表示所述已被變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)并輸出，因此在攝影時不進行特別的計測，另外也不需要特別的專門知識，就能夠從數(shù)字攝像機等的攝像數(shù)據(jù)簡單地生成表示能適用于色的外觀模型的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)。
另外，由于通過格式部分54，在表示所輸出的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)并輸出，因此通過將表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)輸出到已適應于色的外觀模型的各種圖像顯示裝置、打印裝置、圖像處理裝置等設備中，在所述設備一側使用所述觀察參數(shù)在與當生成鑒賞圖像時已希望的觀察條件不同的觀察條件下，也能夠適當?shù)卦佻F(xiàn)在生成鑒賞圖像時已希望的色的外觀。
此外，以上的各實施形態(tài)的描述是涉及本發(fā)明的合適的圖像處理裝置的一例，并且不應受此限定。
另外，關于構成以上的實施形態(tài)中的圖像處理裝置的各部分的細節(jié)部分的構成和細節(jié)部分的動作在不脫離本發(fā)明的宗旨的范圍能適當?shù)剡M行變更。
例如，可以具備對被攝物體攝像并輸出攝像數(shù)據(jù)的攝像部分，從由所述攝像部分輸出的攝像數(shù)據(jù)生成表示景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的圖像生成部分，以及圖像處理裝置100，并作為數(shù)據(jù)解析部分52解析表示由所述圖像生成部分已生成的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)的數(shù)字攝像機等的攝影裝置而構成。
權利要求
1.一種圖像處理裝置，將表示景物亮度的攝影圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的鑒賞圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，包含一個數(shù)據(jù)解析部分，用于獲得觀察鑒賞圖像的觀察條件，解析攝影圖像數(shù)據(jù)，并獲得根據(jù)所述攝影圖像數(shù)據(jù)的解析結果和用于觀察所述鑒賞圖像的所述觀察條件用于進行使用色外觀模式的色管理的圖像變換條件和的觀察條件參數(shù)；一個圖像變換部分，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)解析部分獲得的所述圖像變換條件變換所述攝影圖像數(shù)據(jù)，以便產生鑒賞圖像數(shù)據(jù)；以及一個格式部分，將所述觀察條件參數(shù)附加到由所述圖像變換部分所產生的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)并輸出附加了所述觀察條件參數(shù)的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)。
2.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，還包含一個操作部分，選擇用于觀察鑒賞圖像的觀察條件；其中，所述數(shù)據(jù)解析部分獲得與由所述操作部分所選擇的所述觀察條件對應的觀察條件參數(shù)，所述格式部分將由所述數(shù)據(jù)解析部分所獲得的所述觀察條件參數(shù)附加到所述鑒賞圖像并輸出附加了所述觀察條件參數(shù)的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)。
3.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)解析部分獲得與所述觀察條件對應的臨時觀察條件參數(shù)，并通過根據(jù)所述攝影圖像數(shù)據(jù)的所述解析結果修正所述臨時觀察條件參數(shù)而獲得所述觀察條件參數(shù)。
4.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述圖像變換條件包含將所述景物亮度變換成所述鑒賞圖像亮度的灰度變換條件。
5.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述圖像變換條件包含將所述景物亮度變換成所述鑒賞圖像亮度的灰度變換條件和白平衡修正條件。
6.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)解析部分從所述攝影圖像數(shù)據(jù)獲得或估算景物類型。
7.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)解析部分獲得用于特殊的觀察條件的臨時灰度變換條件，并通過修正所述臨時灰度變換條件獲得灰度變換條件以便與所述觀察條件一致。
8.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)解析部分獲得所述圖像變換條件，以便在亮度擴展的色空間中指示所述鑒賞圖像。
9.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，所述格式部分附加由所述數(shù)據(jù)解析部分所獲得的所述圖像變換條件并輸出附加了所述圖像變換條件的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)。
10.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，與用于觀察所述鑒賞圖像的所述觀察條件對應的所述觀察條件參數(shù)是在色外觀模式CIE-CAM97s或色外觀模式CIE-CAM02s中使用的觀察條件參數(shù)。
11.如權利要求1記載的圖像處理裝置，其特征在于，還包含一個輸入用戶的觀察條件參數(shù)的操作部分，其中，所述格式部分將所述用戶的所述觀察條件參數(shù)附加到所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)并輸出附加了所述用戶的觀察條件參數(shù)的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)。
12.一種圖像工序方法，將表示景物亮度的攝影圖像數(shù)據(jù)變換成表示鑒賞圖像的鑒賞圖像數(shù)據(jù)，其特征在于，包含一個數(shù)據(jù)解析工序，用于獲得觀察鑒賞圖像的觀察條件，解析攝影圖像數(shù)據(jù)，并獲得根據(jù)所述攝影圖像數(shù)據(jù)的解析結果和用于觀察所述鑒賞圖像的所述觀察條件用于進行使用色外觀模式的色管理的圖像變換條件和觀察條件參數(shù)；一個圖像變換工序，根據(jù)由所述數(shù)據(jù)解析工序獲得的所述圖像變換條件變換所述攝影圖像數(shù)據(jù)，以便產生鑒賞圖像數(shù)據(jù)；以及一個格式工序，將所述觀察條件參數(shù)附加到由所述圖像變換工序所產生的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)并輸出附加了所述觀察條件參數(shù)的所述鑒賞圖像數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明提供圖像處理裝置、攝影裝置、圖像處理方法及圖像處理程序。在圖像處理裝置(100)中具備取得能適用于色的外觀模型的鑒賞圖像所希望的觀察條件，解析表示基于攝像數(shù)據(jù)的景物亮度的圖像數(shù)據(jù)，從該解析結果和所述鑒賞圖像所希望的觀察條件計算圖像變換條件的數(shù)據(jù)解析部分(52)；根據(jù)所述已被計算的圖像變換條件，將表示所述景物亮度的圖像數(shù)據(jù)變換成表示所述鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)的圖像變換部分(53)；以及在表示所述已被變換的鑒賞圖像的圖像數(shù)據(jù)中添加與所述鑒賞圖像所希望的觀察條件對應的觀察條件參數(shù)并輸出的格式部分(54)。本發(fā)明可不進行特別的計測，另外不需要特別的專門知識，從攝像數(shù)據(jù)簡單地生成能適用于色的外觀模型的圖像數(shù)據(jù)。
文檔編號G06T5/00GK1645942SQ20051000458
公開日2005年7月27日 申請日期2005年1月18日 優(yōu)先權日2004年1月22日
發(fā)明者伊藤司, 水口淳, 中島丈, 高野博明 申請人:柯尼卡美能達影像株式會社