專利名稱：色調(diào)校正方法、色調(diào)校正裝置、色調(diào)校正程序以及圖像設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正方法、色調(diào)校正裝置和 色調(diào)校正程序，以及圖像設(shè)備。
背景技術(shù)：
用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正裝置的一個(gè)示例是專利文獻(xiàn)l描述 的亮度(值)校正裝置。專利文獻(xiàn)l描述的亮度校正裝置將圖像劃分成 若干個(gè)區(qū)域，并根據(jù)各劃分區(qū)域的平均亮度算出參數(shù)，以進(jìn)行伽馬校 正。一種用于校正人物圖像色調(diào)方法是根據(jù)顏色信息提取人體皮膚 區(qū)域，并根據(jù)事先確定的參數(shù)將人體皮膚區(qū)域的顏色校正成所需膚色 (如專利文獻(xiàn)2)。專利文獻(xiàn)3描述了一種利用面部檢測(cè)單元對(duì)圖像進(jìn)行 處理的圖像處理方法。根據(jù)專利文獻(xiàn)3中描述的圖像處理方法，面部檢 測(cè)單元獲取面部區(qū)域圖像數(shù)據(jù)SH，并根據(jù)SH的特征值確定諸如背光 等圖像狀態(tài)。執(zhí)行圖像處理的過(guò)程為先用加權(quán)系數(shù)對(duì)所需膚色的皮膚圖像和原始圖像進(jìn)行加權(quán)，再將它們相加，其中，加權(quán)系數(shù)是利用確定出的圖像狀態(tài)獲得的。此外，專利文獻(xiàn)4描述了一種圖像處理方 法，該方法對(duì)灰度(density)進(jìn)行校正，使面部區(qū)域的灰度值處于目 標(biāo)范圍以內(nèi)。此外，專利文獻(xiàn)5描述了一種根據(jù)附屬于待校正圖像的圖像信息確 定校正參數(shù)，以便執(zhí)行圖像處理的圖像處理方法。專利文獻(xiàn)5描述，根 據(jù)輸入圖像的縮減圖像(預(yù)覽)數(shù)據(jù)確定伽馬校正值，從而在短時(shí)間 內(nèi)執(zhí)行適當(dāng)?shù)膱D像校正過(guò)程。專利文獻(xiàn)l: JP-A10-150566 (0013-0014段)專利文獻(xiàn)2: JP-A11-267937 (0006-0008段) 專利文獻(xiàn)3: JP-A11-328359 (0016-0023段)專利文獻(xiàn)4: JP-A2000-1968卯(0005段) 專利文獻(xiàn)5: JP-A2000-137805 (0017-0018段)發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題舉例而言，如果圖像是逆光拍攝的人物圖像，那么利用專利文獻(xiàn)l 和2中描述的校正方法，并不總是能夠?qū)⑷宋飯D像校正為具有令人滿意的可見度的人物圖像。由于專利文獻(xiàn)1的亮度校正裝置不判斷圖像是否 含有人物，因此，即使可對(duì)整幅圖像進(jìn)行校正，使其具有令人滿意的 可見度，該圖像也并不總是具有針對(duì)人物圖像的令人滿意的可見度。 也就是說(shuō)，并不總是能夠?qū)⑷宋锏哪w色校正為優(yōu)選膚色。在專利文獻(xiàn)2的色調(diào)校正方法中，嘗試基于顏色信息檢測(cè)人體皮 膚，然而，在嚴(yán)重背光的情況下，膚色可能不符合正態(tài)分布。此外，即使裝備了面部檢測(cè)單元，也必需執(zhí)行需要大存儲(chǔ)容量的 操作，因而，處理時(shí)間變長(zhǎng)。在專利文獻(xiàn)3的圖像處理方法中，由于需 要通過(guò)加權(quán)，將有色皮膚轉(zhuǎn)換為期望膚色的面部圖像同面部區(qū)域以外 的背景圖像進(jìn)行合成，因而用于存儲(chǔ)圖像數(shù)據(jù)的幀存儲(chǔ)器是必不可少 的。在專利文獻(xiàn)4的圖像處理方法中，由于必需執(zhí)行轉(zhuǎn)換為灰度值的操 作，因而，各像素所用的操作單元以及用于存儲(chǔ)灰度圖像的存儲(chǔ)器是 必不可少的。在專利文獻(xiàn)5描述的圖像處理方法中，并不總是能夠確定出最優(yōu)校 正參數(shù)。在專利文獻(xiàn)5的圖像處理方法中，推導(dǎo)出計(jì)算公式gamma-in (0.5)/In(Lv)，將其作為基于所有像素的亮度平均值Lv來(lái)求解伽馬校正 值的計(jì)算公式。根據(jù)該計(jì)算公式，產(chǎn)生輸出圖像，使亮度平均值變?yōu)?常數(shù)。因此，例如，如果輸入了過(guò)亮或過(guò)暗的圖像，圖像會(huì)被過(guò)度增 強(qiáng)，從而導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。此外，由于必需用到對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換，因而增 加了計(jì)算的處理負(fù)荷。因此，本發(fā)明的目的是提供一種色調(diào)校正方法、色調(diào)校正裝置以 及色調(diào)校正程序，能夠自動(dòng)校正色調(diào)，以將甚至逆光拍攝的人物圖像 轉(zhuǎn)換為具有令人滿意的可見度的人物圖像。此外，本發(fā)明的另一目的是減少色調(diào)校正操作所需的存儲(chǔ)容量以及操作次數(shù)。具有令人滿意的 可見度的人物圖像是指，具有在整幅圖像色調(diào)平衡中給出面部部分優(yōu) 選膚色的亮度的圖像。解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正方法，其特征在于，包括 步驟計(jì)算對(duì)提取自圖像的圖像特定區(qū)域中包括的像素的亮度分量進(jìn)行 表示的代表亮度值；根據(jù)代表亮度值以及預(yù)定亮度分量的預(yù)定邊界值，計(jì)算用于校正 圖像色調(diào)的校正參數(shù)；以及利用校正參數(shù)對(duì)圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。只要能夠表示和待校 正圖像內(nèi)容相同的內(nèi)容，提取特定區(qū)域時(shí)所見的圖像以及計(jì)算代表亮 度值時(shí)所見的圖像可以是比如縮減圖像。依照本發(fā)明的、用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正裝置，其特征在于， 包括-特定區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)對(duì)提取自圖像的圖像特定 區(qū)域中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的值、以及所述亮度分量的指 定邊界值，計(jì)算用于校正圖像色調(diào)的校正參數(shù)；以及像素轉(zhuǎn)換單元，用于利用校正參數(shù)對(duì)圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 依照本發(fā)明的、用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正程序，其特征在于，使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行如下過(guò)程-從圖像中提取特定區(qū)域；根據(jù)對(duì)特定圖像中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的值以及預(yù)定 亮度分量的邊界值，計(jì)算校正參數(shù)，作為用于校正圖像色調(diào)的參數(shù)； 以及利用校正參數(shù)對(duì)所述圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。 本發(fā)明的效果依照本發(fā)明，由于校正參數(shù)是根據(jù)代表輸入圖像中特定區(qū)域所含像素的亮度分量的值以及預(yù)定亮度分量的邊界值計(jì)算得到的，因而可 以實(shí)現(xiàn)比如將含有逆光拍攝的黑暗的面部的圖像(背光圖像)的面部 部分調(diào)亮的色調(diào)校正。此外，不僅可以對(duì)背光圖像，還可以對(duì)以順光 拍攝的特定區(qū)域上的圖像實(shí)現(xiàn)抑制波動(dòng)的色調(diào)校正。在本發(fā)明中，校 正參數(shù)是用于校正亮度色調(diào)的轉(zhuǎn)換運(yùn)算所用的參數(shù)。


圖1是示出了依照第一實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖；圖2是示出了面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3的構(gòu)成示例的框圖； 圖3是示出了面部中心區(qū)的設(shè)置示例的說(shuō)明圖； 圖4是示出了通過(guò)Y校正得到的色調(diào)曲線的一個(gè)示例的說(shuō)明圖； 圖5是示出了從代表亮度值到Y(jié)值的轉(zhuǎn)換特性的一個(gè)示例的說(shuō)明圖；圖6是示出了代表亮度值和最優(yōu)Y值間的關(guān)系的圖，該關(guān)系是通 過(guò)主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)得到的；圖7是示出了利用色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離得到的色調(diào)曲線的 一個(gè)示例的說(shuō)明圖；圖8是示出了將代表亮度值轉(zhuǎn)換為控制點(diǎn)移動(dòng)距離的轉(zhuǎn)換表的一 個(gè)示例的說(shuō)明圖；圖9是示出了依照第一實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的操作示例的流程圖；圖10是示出了依照第二實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖；圖11是示出了依照第二實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的操作示例的流 程圖；圖12是是示出了依照第三實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的 框圖；圖13是示出了包含多個(gè)面部的輸入圖像的一個(gè)示例的說(shuō)明圖； 圖14是其中以圖表示校正參數(shù)映射函數(shù)的說(shuō)明圖；圖15是示出了個(gè)人計(jì)算機(jī)的構(gòu)成示例的框圖；圖16是示出了依照另一實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖；以及圖17是示出了作為本發(fā)明圖像設(shè)備示例的、裝有照相機(jī)的蜂窩電 話的構(gòu)造的框圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1:面部檢測(cè)單元2:參數(shù)計(jì)算控制單元3:面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元11:面部中心區(qū)設(shè)置單元12:代表亮度計(jì)算單元13:校正參數(shù)計(jì)算單元4:標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元5:圖像轉(zhuǎn)換單元21:多面部重復(fù)確定單元22:校正參數(shù)合并單元31:面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元32:面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元具體實(shí)施方式
第一實(shí)施例下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例予以說(shuō)明。圖1是示出了依據(jù) 本發(fā)明第一實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖。圖1所示的色調(diào)校正裝置包含面部檢測(cè)單元1、參數(shù)計(jì)算控制單元2、面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3、標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4以及圖像轉(zhuǎn)換單元5，其 中圖像轉(zhuǎn)換單元5是像素轉(zhuǎn)換單元。色調(diào)校正裝置可由信息處理裝置， 如按照程序運(yùn)行的個(gè)人計(jì)算機(jī)予以實(shí)現(xiàn)。色調(diào)校正裝置的功能不僅可 用軟件實(shí)現(xiàn)，還可以用配置色調(diào)校正裝置各個(gè)組件的專用IC (硬件) 或集成色調(diào)校正裝置各個(gè)組件的專用IC (硬件)予以實(shí)現(xiàn)。在第一實(shí)施例中，將用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正程序存儲(chǔ)在存儲(chǔ)設(shè)備，如用 于實(shí)現(xiàn)色調(diào)校正裝置的信息處理裝置的硬盤中。圖15是示出了個(gè)人計(jì)算機(jī)的構(gòu)成示例的框圖。用于校正圖像色調(diào) 的色調(diào)校正程序存儲(chǔ)在磁盤裝置204 (如硬盤)中，且CPU205根據(jù) 圖9流程圖所示的過(guò)程執(zhí)行色調(diào)校正程序。RAM 206存儲(chǔ)經(jīng)輸入/輸 出單元203輸入的圖像數(shù)據(jù)以及執(zhí)行所含程序所必需的數(shù)據(jù)。在顯示 單元202，如液晶顯示設(shè)備(LCD)上顯示輸入圖像以及經(jīng)色調(diào)校正 后的圖像輸出。操作單元201利用比如鍵盤等控制程序運(yùn)行的啟動(dòng)或 者停止?？梢詫⒔?jīng)色調(diào)校正后的圖像輸出保存在磁盤設(shè)備上，或逋過(guò) 輸入/輸出單元203將其輸出至打印機(jī)，或從輸入/輸出單元203經(jīng)由 網(wǎng)絡(luò)傳輸。本發(fā)明可作為記錄著色調(diào)校正程序的計(jì)算機(jī)可讀記錄介質(zhì)。 這樣的記錄介質(zhì)并不局限于安裝在計(jì)算機(jī)內(nèi)的硬盤等記錄介質(zhì)，還包 括可拆卸的記錄介質(zhì)，如CDROM、 DVD以及閃存。面部檢測(cè)單元1分析輸入圖像，并檢測(cè)面部是/否存在以及面部的 位置。面部檢測(cè)單元l參考輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)(通過(guò)對(duì)圖像數(shù)字化 得到的信息)，利用模式識(shí)別判斷圖像上是/否存在面部，并在檢測(cè)到 面部時(shí)檢測(cè)面部的位置。面部檢測(cè)單元1輸出輸入圖像上面部特征點(diǎn) 的坐標(biāo)(例如，眼睛位置的坐標(biāo))作為表示面部位置的信息。為了檢測(cè)面部，面部檢測(cè)單元1可以利用陰影模式(shading pattern)進(jìn)行模板匹配。模板匹配方法在比如文獻(xiàn)Shin Kosugi的 "Searching and Locating of Face in Scene Using Multiple Pyramid for Identifying Individuals"，電子學(xué)會(huì)，信息與通信工程師期刊，1994 年3月，第J77-D-II巻，第4期，第672-681頁(yè)"中有所說(shuō)明。此夕卜， 為了檢測(cè)位置，可以釆用特征向量探查照片距離(eigenvector spy-photo distance)進(jìn)行定位。定位單元在比如文獻(xiàn)M. Turk、A. Pentland的"Face Recognition on Using Eigenfaces，， ， Proceedings of IEEE, 、 CVPR91，1991 年6月,第586-591頁(yè)中有所說(shuō)明。面部檢測(cè)單元1可以在檢測(cè)面部時(shí)計(jì)算面部檢測(cè)可靠度，該可靠 度表示檢測(cè)到的面部模式的可靠度。可以用檢測(cè)面部時(shí)獲得的模式識(shí) 別特征量與輸入圖像特征量之差作為面部檢測(cè)可靠度。此外，可以使用該差的倒數(shù)，從而使得可靠度越高，差越大。面部檢測(cè)單元1所分 析的圖像不必和輸入圖像大小相同，因而可以使用經(jīng)縮減以便能夠檢 測(cè)到面部的參考輸入圖像。為了產(chǎn)生參考輸入圖像，面部檢測(cè)單元1 可以對(duì)輸入圖像執(zhí)行縮減過(guò)程。參數(shù)計(jì)算控制單元2根據(jù)面部檢測(cè)單元1的檢測(cè)結(jié)果確定校正參 數(shù)計(jì)算方法，以便進(jìn)行控制來(lái)執(zhí)行該方法。參數(shù)計(jì)算控制單元2根據(jù) 來(lái)自面部檢測(cè)單元1的有關(guān)是/否存在面部的信息，控制如何計(jì)算校正 參數(shù)(即，哪個(gè)單元(組件)計(jì)算校正參數(shù))。在第一實(shí)施例中，如 果尚未檢測(cè)到面部，參數(shù)計(jì)算控制單元2就控制標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單 元4計(jì)算校正參數(shù)，如果檢測(cè)到面部，參數(shù)計(jì)算控制單元2就控制面 部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3計(jì)算校正參數(shù)。面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3根據(jù)輸入圖像的面部區(qū)域的亮度分 量計(jì)算校正參數(shù)。面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3可以使用參考輸入圖 像代替輸入圖像，來(lái)計(jì)算校正參數(shù)。如圖2所示，面部區(qū)域校正參數(shù) 計(jì)算單元3包含面部中心區(qū)設(shè)置單元11、代表亮度計(jì)算單元12以及 校正參數(shù)計(jì)算單元13。圖2是示出了面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3的 構(gòu)成示例的框圖。面部檢測(cè)單元1和面部中心區(qū)設(shè)置單元11構(gòu)成面部 區(qū)域提取單元。面部中心區(qū)設(shè)置單元11根據(jù)面部檢測(cè)單元1輸出的面部特征點(diǎn)的 坐標(biāo)，在圖像上設(shè)置面部中心區(qū)。在第一實(shí)施例中，面部中心區(qū)是人 們?cè)谟^察面部時(shí)留意的區(qū)域，即雙眼和嘴所包圍的區(qū)域。圖3是示出 了面部中心區(qū)的設(shè)置示例的說(shuō)明圖。如圖3所示，可以將面部中心區(qū) 101定義為基于雙眼間距w的矩形區(qū)域。如圖3所示，例如，當(dāng)將連 接雙眼的寬度看作雙眼間距w時(shí)，面部中心區(qū)設(shè)置單元11將由基于 雙眼位置向上延伸0.4w和向下延伸0.8w的點(diǎn)圍成的矩形區(qū)域設(shè)置為 面部中心區(qū)。除矩形外，面部中心區(qū)還可以是橢圓形等其他形狀。代表亮度計(jì)算單元12計(jì)算面部中心區(qū)所含像素的亮度分量的代 表值。如果輸入圖像為彩色圖像，可將XYZ坐標(biāo)系統(tǒng)的Y值用作亮 度分量。如果輸入圖像為灰度圖像，則可以直接使用像素值。此外， 還可以將平均值、中值、最大值以及最小值用作亮度分量的代表值，然而通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，使用平均值可以達(dá)到最高精度。以下，將代表亮度計(jì)算單元12算得的亮度分量的代表值稱為代表亮度值。校正參數(shù)計(jì)算單元13根據(jù)代表亮度計(jì)算單元12算得的代表亮度 值，計(jì)算校正參數(shù)。當(dāng)面部檢測(cè)單元l計(jì)算面部檢測(cè)可靠度時(shí)，校正 參數(shù)計(jì)算單元13可以根據(jù)代表亮度和面部檢測(cè)可靠度計(jì)算校正參數(shù)。 在第一實(shí)施例中，舉例說(shuō)明將Y校正中的Y(伽馬)值以及色調(diào)曲線 的控制點(diǎn)移動(dòng)距離用作校正參數(shù)的情形。Y校正通常校正由元件特性 或類似因素導(dǎo)致的誤差或類似問(wèn)題，從而使表示電壓轉(zhuǎn)換值的變化與 圖像亮度變化之比的Y值移動(dòng)靠近1。在第一實(shí)施例中，將由以下公 式(l)表示的校正稱為Y校正。公式(1)中，R、 G、 B表示紅、綠和藍(lán) (三原色)光的強(qiáng)度，R，、 G，和B，表示經(jīng)y校正的R、 G、 B。此夕卜， 在公式(l)中，a是常數(shù)。在由公式(l)表示的y校正中，進(jìn)行校正，以 使當(dāng)Y〈1時(shí)強(qiáng)度變大，當(dāng)丫>1時(shí)強(qiáng)度變小。 R， = a(R)y G， = a(G)yB， = a(B)Y 公式(l) 此外，如果"R"、 "G"禾卩"B"處于0到255的范圍以內(nèi)，就采用 由以下公式(2)所表示的y校正。 R，-255' (R/255)y G，-255' (G/255)y B，=255' (B/255)y 公式(2)圖4是示出了通過(guò)Y校正得到的色調(diào)曲線的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。 色調(diào)曲線是在將輸入rgb值(校正前的像素值)沿著橫軸繪制，并將輸出rgb值(校正后的像素值)沿著縱軸繪制時(shí)的轉(zhuǎn)換特性曲線。在 Y校正中，圖4所示的轉(zhuǎn)換特性曲線適用于R、 G和B。因?yàn)閳D4所 示的色調(diào)曲線相比于45。的直線向上升起，這表明通過(guò)Y校正使輸入 圖像變亮。當(dāng)計(jì)算y值作為校正參數(shù)時(shí)，基于將代表亮度值Yf轉(zhuǎn)換為y值時(shí) 的特性(以下稱轉(zhuǎn)換特性)，根據(jù)代表亮度值計(jì)算Y值。圖5是示出了 從代表亮度值Yf到y(tǒng)值的轉(zhuǎn)換特性的一個(gè)示例的說(shuō)朋圖。圖5示出了線性轉(zhuǎn)換特性41以及非線性轉(zhuǎn)換特性42，作為本發(fā)明中使用的轉(zhuǎn) 換特性的示例。校正參數(shù)計(jì)算單元13利用基于線性轉(zhuǎn)換特性41的線性一次 (primary)表達(dá)式(線性變換)計(jì)算y值。此外，還可以利用基于非 線性轉(zhuǎn)換特性42的非線性函數(shù)或査找表計(jì)算y值。查找表(以下稱査 找表1)是針對(duì)代表亮度的可能值而記錄基于非線性轉(zhuǎn)換特性21確定 的y值的表。以下公式(3)是基于線性轉(zhuǎn)換特性41計(jì)算Y值的校正參數(shù)計(jì)算單 元13所用的轉(zhuǎn)換等式的一個(gè)示例。公式(3)中，"ct"和"P"為常數(shù)。 y = aYf+p 公式(3)此外，當(dāng)面部檢測(cè)單元1計(jì)算面部檢測(cè)可靠度L時(shí)，校正參數(shù)計(jì) 算單元13可以利用以下的公式(4)計(jì)算加權(quán)y值(y')。在公式(4)中，如 果面部檢測(cè)可靠度較高，就用較大的值對(duì)根據(jù)代表亮度值算得的y值 進(jìn)行加權(quán)，如果可靠度較低，就增大缺省參數(shù)y0的權(quán)重。在公式(4) 中，面部檢測(cè)可靠度L是(KI^1的實(shí)數(shù)，并且值越大，可靠度越高。 公式(5)是通過(guò)將公式(4)重寫為不限制y值計(jì)算方法的表達(dá)式而得到 的。y' = L x (aYf+p ) + (1醒L) x Y0 公式(4) Y' = Lxy + (1-L)xy0 公式(5)在本發(fā)明中，提供了轉(zhuǎn)換特性的特定標(biāo)準(zhǔn)。即，如圖5所示，基 于預(yù)定等級(jí)(以下稱邊界亮度等級(jí))，根據(jù)轉(zhuǎn)換特性來(lái)計(jì)算校正參數(shù)， 其中轉(zhuǎn)換特性曲線具有這樣的特性代表亮度值Yf越低，圖像變得 越亮(y值減小)，代表亮度值Yf越高，圖像變得越暗(y值增大)。 邊界亮度等級(jí)事先設(shè)定為用于根據(jù)使用區(qū)域提供優(yōu)選膚色的亮度值。如有需要，事先將計(jì)算公式中用到的常數(shù)和查找表1的內(nèi)容存 儲(chǔ)在色調(diào)校正裝置的存儲(chǔ)設(shè)備中。允許事先使用多個(gè)轉(zhuǎn)換特性，并且 用戶可以指定轉(zhuǎn)換特性。當(dāng)用戶調(diào)整邊界亮度值時(shí)，根據(jù)邊界亮度值 更新所存儲(chǔ)的常數(shù)以及査找表1的內(nèi)容。圖6是示出了代表亮度值Yf和最優(yōu)Y值間的關(guān)系的圖，該關(guān)系是 通過(guò)主觀評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)得到的。在評(píng)價(jià)者手動(dòng)調(diào)整人物圖像的y校正的情況下，最優(yōu)y值是將人物圖像校正為評(píng)價(jià)者認(rèn)為優(yōu)選時(shí)的y值。如圖 6所示，面部中心區(qū)的代表亮度值Yf與最優(yōu)y值正相關(guān)。據(jù)觀察，當(dāng) 代表亮度Yf較大時(shí)，將圖像校正得較暗，當(dāng)代表亮度Yf較小時(shí)，將 圖像校正得較亮。因此，圖6的實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，可以通過(guò)根據(jù)具有本 發(fā)明所確定的標(biāo)準(zhǔn)的轉(zhuǎn)換特性來(lái)計(jì)算校正參數(shù)，實(shí)現(xiàn)最優(yōu)y校正。可以獲得色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離作為校正參數(shù)。色調(diào)曲線的 控制點(diǎn)移動(dòng)距離是在如圖7所示繪制色調(diào)曲線的圖中作為以45°直線 為基礎(chǔ)沿縱軸方向的控制點(diǎn)而確定的亮度值的移動(dòng)距離，即顯示了預(yù) 定輸入亮度值的校正量的信息。圖7是示出了利用色調(diào)曲線的控制點(diǎn) 移動(dòng)距離(dl、 d2和d3)得到的色調(diào)曲線的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。可以 利用圖8所示的記錄了與可能的代表亮度值對(duì)應(yīng)的控制點(diǎn)移動(dòng)距離的 轉(zhuǎn)換表，得到色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離。圖8是示出了用于將代表 亮度值轉(zhuǎn)換為控制點(diǎn)移動(dòng)距離的轉(zhuǎn)換表的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。同樣，在控制點(diǎn)移動(dòng)距離中，使用的轉(zhuǎn)換表具有這樣的特性代 表亮度值Yf越小，控制點(diǎn)越向亮的方向移動(dòng)(值朝正加方向顯著變 化)，代表亮度值Yf越高，控制點(diǎn)越向暗的方向移動(dòng)(值朝負(fù)減方 向顯著變化)?？刂泣c(diǎn)移動(dòng)距離表明的并不是各個(gè)控制點(diǎn)的移動(dòng)距離， 而是全部亮度值的校正量。在圖7中，將3個(gè)點(diǎn)確定為控制點(diǎn)，然而 控制點(diǎn)的數(shù)量并不局限于3。也就是說(shuō)，舉例而言，可以確定一個(gè)中 點(diǎn)或三個(gè)或三個(gè)以上的點(diǎn)，只要能從控制點(diǎn)的移動(dòng)距離推導(dǎo)出基于特 性的色調(diào)曲線的近似公式即可。轉(zhuǎn)換表的內(nèi)容事先存儲(chǔ)在色調(diào)校正裝 置的存儲(chǔ)設(shè)備中。可以將利用根據(jù)上述Y值繪制的Y校正而得到的色 調(diào)曲線的值記錄在轉(zhuǎn)換表中。雖然將色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離描述 為沿縱軸方向的移動(dòng)距離，然而還可以將控制點(diǎn)移動(dòng)距離定義為沿橫 軸方向的移動(dòng)距離。如果將控制點(diǎn)移動(dòng)距離定義為沿橫軸方向的移動(dòng) 距離，那么當(dāng)控制點(diǎn)向左移動(dòng)時(shí)圖像變亮，當(dāng)控制點(diǎn)向右移動(dòng)時(shí)圖像 變暗。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4利用輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)校正 參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4根據(jù)整個(gè)輸入圖像或預(yù)定評(píng)估區(qū)內(nèi)的 圖像數(shù)據(jù)計(jì)算校正參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4可以用參考輸入圖像而不是輸入圖像來(lái)計(jì)算校正參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4可以根 據(jù)對(duì)圖像進(jìn)行分割得到的各個(gè)小區(qū)域中亮度值的平均值計(jì)算校正參 數(shù)，而不考慮圖像內(nèi)容。此外，不僅可以根據(jù)平均值，還可以根據(jù)最 小值、最大值或最小值與最大值的差值進(jìn)行計(jì)算。圖像轉(zhuǎn)換單元5根據(jù)校正參數(shù)對(duì)輸入圖像中的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換， 以對(duì)整個(gè)輸入圖像的色調(diào)加以校正。圖像轉(zhuǎn)換單元5用校正參數(shù)對(duì)像 素值進(jìn)行運(yùn)算，以對(duì)像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)計(jì)算伽馬值作為校正 參數(shù)時(shí)，圖像轉(zhuǎn)換單元5根據(jù)伽馬校正公式(2)為待進(jìn)行伽馬校正的分 量(例如R、 G和B)的可能值(例如，0到255)計(jì)算經(jīng)伽馬校正的 值，并將值存儲(chǔ)在預(yù)定存儲(chǔ)區(qū)中，以建立査找表。此處的査找表(以 下稱查找表2)是其中記錄著要用校正參數(shù)計(jì)算出的、色調(diào)有待校正 的分量的可能值經(jīng)過(guò)校正后的數(shù)值。如公式(2)所示，由于使用同一計(jì) 算公式對(duì)要進(jìn)行Y校正的分量R、 G和B進(jìn)行校正，因而，査找表2 可以是公用的。如此以來(lái)，由于像素轉(zhuǎn)換所使用的查找表記錄了利用 校正參數(shù)對(duì)像素值分量中待校正分量的可能值加以運(yùn)算得到的計(jì)算 值，因而不必對(duì)每個(gè)像素執(zhí)行獲取校正量的運(yùn)算。此外，由于具有輸 出尺寸的圖像并不是合成的，因而不需要大容量存儲(chǔ)器，并且可以執(zhí) 行高速校正處理。當(dāng)計(jì)算色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離作為校正參數(shù)時(shí)，圖像轉(zhuǎn)換單 元5根據(jù)全部控制點(diǎn)的移動(dòng)距離得到色調(diào)曲線的近似公式，并根據(jù)求 得的近似公式為色調(diào)有待校正的分量的可能值(例如，0到255)計(jì)算 校正值，以建立查找表2。可以根據(jù)諸如線性插值或樣條插值等插值 方法，從經(jīng)校正的亮度值獲得色調(diào)曲線的近似公式，其中所述校正由 控制點(diǎn)的移動(dòng)距離表示。也就是說(shuō)，圖像轉(zhuǎn)換單元5建立了查找表2，査找表2針對(duì)色調(diào) 有待校正的分量的可能值，記錄利用校正參數(shù)計(jì)算得到校正值。圖像 轉(zhuǎn)換單元5利用建立的查找表2，用輸入圖像像素值的分量中色調(diào)有 待校正的分量的值作為輸入，進(jìn)行表轉(zhuǎn)換，以對(duì)整個(gè)輸入圖像的色調(diào) 進(jìn)行校正。在第一實(shí)施例中，利用依程序運(yùn)行的CPU實(shí)現(xiàn)面部檢測(cè)單元1、參數(shù)計(jì)算控制單元2、面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3、面部中心區(qū)設(shè)置 單元11、代表亮度計(jì)算單元12、校正參數(shù)計(jì)算單元13、標(biāo)準(zhǔn)校正參 數(shù)計(jì)算單元4以及圖像轉(zhuǎn)換單元5。下面參考圖9說(shuō)明第一實(shí)施例的操作，圖9是示出了依照第一實(shí) 施例的色調(diào)校正裝置的操作示例的流程圖。當(dāng)輸入待校正的輸入圖像 時(shí)，面部檢測(cè)單元1執(zhí)行面部檢測(cè)過(guò)程(步驟A1)。面部檢測(cè)單元l 參考通過(guò)縮減輸入圖像而得到的參考輸入圖像，以采用模式識(shí)別檢測(cè) 面部。當(dāng)檢測(cè)到面部時(shí)，面部檢測(cè)單元l檢測(cè)面部的位置。面部檢測(cè) 單元1輸出面部檢測(cè)結(jié)果以及表示面部位置的信息(例如，雙眼的位 置坐標(biāo))。面部檢測(cè)單元1可以在檢測(cè)面部時(shí)計(jì)算面部檢測(cè)可靠度。 參數(shù)計(jì)算控制單元2判斷是否檢測(cè)到面部(步驟A2)。如果檢測(cè)到面 部(步驟A2，是)，參數(shù)計(jì)算控制單元2就指示面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì) 算單元3計(jì)算校正參數(shù)。面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3接收到來(lái)自參數(shù)計(jì)算控制單元2的 指令，并根據(jù)參考輸入圖像中面部區(qū)域的亮度值計(jì)算校正參數(shù)。面部 中心區(qū)設(shè)置單元11根據(jù)面部檢測(cè)單元1檢測(cè)到的表示面部位置的信 息，確定參考輸入圖像上的面部中心區(qū)。代表亮度計(jì)算單元12根據(jù)面 部中心區(qū)設(shè)置單元11所確定的面部中心區(qū)內(nèi)的像素值，計(jì)算代表像素 值(步驟A3)。代表亮度計(jì)算單元12獲得比如面部中心區(qū)內(nèi)包括的 像素值的平均亮度值，以此作為代表亮度值。校正參數(shù)計(jì)算單元13根據(jù)代表亮度計(jì)算單元12算出的代表亮度 值，計(jì)算校正參數(shù)(步驟A4)。校正參數(shù)計(jì)算單元13可以利用線性 一次公式或非線性函數(shù)或査找表1，根據(jù)代表亮度值計(jì)算Y校正中的 Y值，其中線性一次公式、非線性函數(shù)、査找表1具有這樣的轉(zhuǎn)換特 性基于邊界亮度等級(jí)，校正方向以及校正量根據(jù)代表亮度值而變化。 此外，校正參數(shù)計(jì)算單元13可以利用轉(zhuǎn)換表，根據(jù)代表亮度值計(jì)算色 調(diào)曲線的控制點(diǎn)運(yùn)動(dòng)距離，其中轉(zhuǎn)換表具有這樣的特性基于邊界亮 度等級(jí)，，校正方向以及校正量根據(jù)代表亮度值而變化。當(dāng)面部檢測(cè) 單元1計(jì)算面部檢測(cè)可靠度時(shí)，校正參數(shù)計(jì)算單元13可以在計(jì)算的校 正參數(shù)和缺省參數(shù)之間，利用面部檢測(cè)可靠度進(jìn)行加權(quán)。如果未檢測(cè)到面部(步驟a2，否)，參數(shù)計(jì)算控制單元2就指示 標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4計(jì)算校正參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4利 用參考輸入圖像的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單 元4可以根據(jù)比如參考輸入圖像內(nèi)的預(yù)定區(qū)域內(nèi)包括的像素值計(jì)算校 正參數(shù)(步驟a6)。圖像轉(zhuǎn)換單元5利用算得的校正參數(shù)對(duì)輸入圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn) 換。如果計(jì)算y值作為校正參數(shù)，圖像轉(zhuǎn)換單元5就根據(jù)Y校正公式， 為待y校正的像素值的分量的可能值計(jì)算經(jīng)y校正的值，以建立査找 表2。此外，如果計(jì)算色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離作為校正參數(shù)，圖 像轉(zhuǎn)換單元5就根據(jù)全部控制點(diǎn)的移動(dòng)距離求得色調(diào)曲線的近似公 式，并根據(jù)求得的近似公式，為色調(diào)有待校正的分量的可能值計(jì)算經(jīng) 過(guò)校正的值，以建立查找表2。對(duì)于輸入圖像的像素，圖像轉(zhuǎn)換單元5 利用建立的查找表對(duì)色調(diào)有待校正的像素值的分量的值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。圖 像轉(zhuǎn)換單元5對(duì)輸入圖像的全部像素的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以校正輸入 圖像的色調(diào)。在第一實(shí)施例中，由于檢測(cè)到圖像中的面部，并利用根據(jù)面部中 心區(qū)的亮度信息(代表亮度值)算得的校正參數(shù)校正整個(gè)圖像的色調(diào)， 因而可以實(shí)現(xiàn)這樣的色調(diào)校正使背光圖像中暗的面部變亮。此外， 由于校正參數(shù)是根據(jù)校正方向以及校正量基于邊界亮度等級(jí)并根據(jù)代 表亮度值而變化這一特性計(jì)算的，因而可以對(duì)背光圖像實(shí)現(xiàn)色調(diào)校正， 還可以對(duì)含有以順光拍攝的面部的圖像實(shí)現(xiàn)抑制波動(dòng)的色調(diào)校正。也 就是說(shuō)，由于色調(diào)校正是根據(jù)被預(yù)置為能夠提供優(yōu)選膚色的亮度值的 邊界亮度等級(jí)而基于代表亮度值實(shí)現(xiàn)的，因而可以提供可見度良好的 人物圖像。由于可以僅使用參考輸入圖像計(jì)算校正參數(shù)，而不必執(zhí)行根據(jù)輸 出尺寸的合成，因而不必使用大容量存儲(chǔ)器。由于在計(jì)算校正參數(shù)時(shí) 沒(méi)有用到諸如對(duì)數(shù)轉(zhuǎn)換等復(fù)雜運(yùn)算，而是通過(guò)在圖像轉(zhuǎn)換時(shí)建立査找 表2進(jìn)行表轉(zhuǎn)換，因而可以高速執(zhí)行這一處理過(guò)程。第二實(shí)施例下面將參考附圖，對(duì)本發(fā)明的第二實(shí)施例予以說(shuō)明。圖IO是示出 了依照第二實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖。圖IO所示的色調(diào)校正裝置包含面部檢測(cè)單元1、參數(shù)計(jì)算控制單元2、面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3、多面部重復(fù)確定單元21、標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元 4、校正參數(shù)合并單元22以及圖像轉(zhuǎn)換單元5。圖IO所示的色調(diào)校正 裝置與圖1所示的第一實(shí)施例的不同之處在于添加了多面部重復(fù)確 定單元21以及校正參數(shù)合并單元22。如果檢測(cè)到多個(gè)(N個(gè))面部，多面部重復(fù)確定單元21就進(jìn)行控 制，計(jì)算N個(gè)面部區(qū)域所對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)。多面部重復(fù)確定單元21 重復(fù)指示面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3，直至計(jì)算出N個(gè)面部區(qū)域所 對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)。如果檢測(cè)到多個(gè)(N個(gè))面部，校正參數(shù)合并單元 22對(duì)對(duì)應(yīng)于各面部區(qū)域計(jì)算的校正參數(shù)進(jìn)行合并。為了合并校正參 數(shù)，校正參數(shù)合并單元22可以取校正參數(shù)的平均值。此外，如公式(6) 所示，如果面部檢測(cè)單元1計(jì)算了面部檢測(cè)可靠度，還可以利用加權(quán) 的均值執(zhí)行合并。在公式(6)中，"N"是檢測(cè)到的面部數(shù)量，"L(N)"是 面部檢測(cè)可靠度，"Y(N)"是對(duì)應(yīng)于各面部區(qū)域計(jì)算的校正參數(shù)(以下 稱Y值)。[數(shù)學(xué)公式l]<formula>formula see original document page 18</formula>
公式(6)作為合并示例，可以用面部尺寸對(duì)多個(gè)面部的校正參數(shù)進(jìn)行加權(quán) 均值平均。例如，可以使用雙眼之間的距離作為面部尺寸，根據(jù)下面<formula>formula see original document page 18</formula>校正參數(shù)合并單元22將該合并的校正參數(shù)作為合并校正參數(shù)予 以輸出。此外，如果檢測(cè)到的面部數(shù)量為0，且輸入了標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù) 計(jì)算單元4計(jì)算的校正參數(shù)，校正參數(shù)合并單元22可以直接將該校正 參數(shù)作為合并校正參數(shù)予以輸出。圖像轉(zhuǎn)換單元5利用校正參數(shù)合并 單元22輸出的合并校正參數(shù)對(duì)像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在第二實(shí)施例中，利用依程序運(yùn)行的CPU實(shí)現(xiàn)多面部重復(fù)確定單 元21和校正參數(shù)合并單元22。下面參考圖11說(shuō)明第二實(shí)施例的操作。圖11是示出了依照第二 實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的操作示例的流程圖。由于步驟A、 A2和A5 以及步驟A5和A6與圖9所示的第一實(shí)施例中的步驟類似，故而將其 說(shuō)明省略。當(dāng)面部檢測(cè)單元1執(zhí)行面部檢測(cè)過(guò)程(步驟Al)時(shí)，檢測(cè) 到N個(gè)面部。面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3接收到來(lái)自參數(shù)計(jì)算控制 單元2的指令，根據(jù)參考輸入圖像上的面部區(qū)域的亮度值計(jì)算校正參、W'數(shù)。多面部重復(fù)確定單元21進(jìn)行控制，對(duì)檢測(cè)到的N個(gè)面部區(qū)域執(zhí) 行步驟A3和A4的操作。當(dāng)面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3完成了對(duì)應(yīng) 于一個(gè)面部區(qū)域的校正參數(shù)的計(jì)算，多面部重復(fù)確定單元21就判斷是 否存在其他面部區(qū)域(步驟All)。如果存在其他面部(步驟All中 的是)，多面部重復(fù)確定單元21就指示面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3 計(jì)算下一個(gè)面部區(qū)域所對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)(返回步驟A3)。如果不存在 其他面部，多面部重復(fù)確定單元21就向校正參數(shù)合并單元22輸出算 得的N個(gè)面部所對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)。校正參數(shù)合并單元22對(duì)與N個(gè)面部相對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)加以合并， 以計(jì)算合并校正參數(shù)(步驟A12)。校正參數(shù)合并單元22通過(guò)對(duì)校正 參數(shù)取平均，計(jì)算合并校正參數(shù)。此外，如果面部檢測(cè)單元l計(jì)算了 面部檢測(cè)可靠度，校正參數(shù)合并單元22可以通過(guò)用面部檢測(cè)可靠度或 面部尺寸來(lái)取加權(quán)均值(加權(quán)平均)，計(jì)算合并校正參數(shù)。圖像轉(zhuǎn)換 單元5根據(jù)合并校正參數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4算出的校正參數(shù) 對(duì)輸入圖像的各像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換(步驟A5)。如果輸入了標(biāo)準(zhǔn)校正參 數(shù)計(jì)算單元4算出的校正參數(shù)，校正參數(shù)合并單元22可以直接把該校正參數(shù)作為合并校正參數(shù)予以輸出。依照第二實(shí)施例，由于對(duì)圖像上的所有面部區(qū)域進(jìn)行了加權(quán)以及 同時(shí)合并，因而實(shí)現(xiàn)的校正可以維持整幅圖像的平衡，從而避免了由 于特定面部的影響而使校正對(duì)整幅圖像造成不良影響。第三實(shí)施例下面將參考附圖對(duì)本發(fā)明的第三實(shí)施例予以說(shuō)明。圖12是示出了 依照第三實(shí)施例的色調(diào)校正裝置的構(gòu)成示例的框圖。圖12所示的色調(diào)校正裝置包含面部檢測(cè)單元1、參數(shù)計(jì)算控制單元2、面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3、多面部重復(fù)確定單元21、標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4、 面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31以及面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32。圖12 所示的色調(diào)校正裝置與圖IO所示的第二實(shí)施例的不同之處在于加入 了取代校正參數(shù)合并單元22的面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31，加入 了取代圖像轉(zhuǎn)換單元5的面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32。面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31利用面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元3 算得的與面部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)，計(jì)算用于對(duì)各面部中心區(qū)進(jìn)行 密集校正的校正參數(shù)映射。面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32根據(jù)面部強(qiáng)調(diào)校 正參數(shù)計(jì)算單元31算得的校正參數(shù)映射，對(duì)特定區(qū)域的色調(diào)密集地加 以轉(zhuǎn)換。在第三實(shí)施例中，將校正參數(shù)視為隨圖像坐標(biāo)值(x，y)變化的校正 參數(shù)映射，因而面部區(qū)域的校正效果可以較顯著。面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù) 計(jì)算單元31將坐標(biāo)上的校正參數(shù)(此處，為Y值)表示為如以下公式 所示的函數(shù)r(x, y)。以下，將函數(shù)r(x， y)稱為校正參數(shù)映射函數(shù)。面 部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31基于檢測(cè)到的面部中心區(qū)的坐標(biāo)，根據(jù)校正參數(shù)映射函數(shù)為圖像上的所有坐標(biāo)計(jì)算校正參數(shù)。 Y-r(x,y)公式(8)更具體地說(shuō)，面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31基于檢測(cè)到的面部中心區(qū)的坐標(biāo)及其校正參數(shù)，建立表示圖像上所有坐標(biāo)上校正參數(shù)的校正參數(shù)映射函數(shù)。校正參數(shù)映射函數(shù)r(x， y)的示例是使用公式(9)所表示的二維高斯分布函數(shù)的函數(shù)。在公式(9)中，"N"是檢測(cè)到的面部數(shù)量，yi是對(duì)應(yīng)于第i (1 ^ i ^ N)個(gè)面部區(qū)域的校正參數(shù)，"(x0,y0)"是第i個(gè)面部 區(qū)域的中心坐標(biāo)，"cri"是根據(jù)第i個(gè)面部中心區(qū)尺寸而變化的參數(shù)(如 果面部中心區(qū)面積較大，得到較大的"ai"值，如果面部中心區(qū)面積較小，得到較小的"C7i"值)。[數(shù)學(xué)公式3] r(x,y)= Z0v『(u。，_y，_y。，CT,》'、2 " 、2、公式(9)『O，Xo,少,少o,",) =:;~rexP27TCT.-在公式(9)中，以這樣的格式定義校正參數(shù)映射函數(shù)r(x，y):首先 用加權(quán)函數(shù)W對(duì)與各面部區(qū)域相對(duì)應(yīng)的校正參數(shù)Yi進(jìn)行加權(quán)，然后 進(jìn)行求和。加權(quán)函數(shù)W可以是隨著到面部中心坐標(biāo)的距離的增加將校 正參數(shù)逐漸減小的函數(shù)，然而W并不局限于公式(9)的形式。此外， 可以事先將加權(quán)函數(shù)W的輸出值作為表存儲(chǔ)。圖13示出了包含數(shù)個(gè)面部的輸入圖像的一個(gè)示例。面部檢測(cè)單元 l檢測(cè)到第一個(gè)面部中心區(qū)101-1以及第二個(gè)面部中心區(qū)101-2。圖13 示出了第一面部影響范圍102-1，在該范圍內(nèi)，對(duì)第一面部中心區(qū)101 的校正的影響占主導(dǎo)，還示出了第二面部影響范圍102-2，在該范圍 內(nèi)，對(duì)第二面部中心區(qū)101-2的校正的影響占主導(dǎo)。圖14是示出了根據(jù)圖14的面部檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生的、圖形式的校正 參數(shù)映射函數(shù)r(x， y)的一個(gè)示例的說(shuō)明圖。圖14示出了第一面部校 正參數(shù)分布103-1以及第二面部校正參數(shù)分布103-2，第一面部校正參 數(shù)分布103-1是根據(jù)對(duì)應(yīng)于第一面部中心區(qū)101-1的校正參數(shù)求得的 校正參數(shù)分布，第二面部校正參數(shù)分布103-2是根據(jù)對(duì)應(yīng)于第二面部 中心區(qū)101-2的校正參數(shù)求得的校正參數(shù)分布。如圖13所示，由于第一面部中心區(qū)101-1中亮度值較大，因而在 圖14的第一面部校正參數(shù)分布103-1上面部中心周圍的校正參數(shù)(此 處為Y值)變大。另一方面，由于第二面部中心區(qū)101-2中亮度值較 小，因而在圖14的第二面部校正參數(shù)分布103-2中面部中心周圍的校 正參數(shù)小于第一校正參數(shù)分布103-1中面部中心周圍的校正參數(shù)。面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32利用面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù)計(jì)算單元31生 成的校正參數(shù)映射函數(shù)r(x, y)對(duì)輸入圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以校正 整幅輸入圖像的色調(diào)。為了對(duì)像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單 元32獲取坐標(biāo)上的輸入圖像像素，并根據(jù)校正參數(shù)映射函數(shù)r(x， y) 所代表的坐標(biāo)上的校正參數(shù)對(duì)像素值加以運(yùn)算。面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32對(duì)輸入圖像上所有坐標(biāo)所代表的像素 值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以對(duì)整幅輸入圖像的色調(diào)加以校正。如果校正參數(shù)映射 函數(shù)r(x, y)顯示在某個(gè)坐標(biāo)(y值為0)上無(wú)校正，就不對(duì)該坐標(biāo)表 示的像素值執(zhí)行轉(zhuǎn)換過(guò)程。此外，如果檢測(cè)到的面部數(shù)量為0，那么 同第一實(shí)施例類似，面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32利用標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算 單元4算得的校正參數(shù)對(duì)輸入圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在第三實(shí)施例中，利用依程序運(yùn)行的CPU實(shí)現(xiàn)面部強(qiáng)調(diào)校正參數(shù) 計(jì)算單元31以及面部強(qiáng)調(diào)圖像轉(zhuǎn)換單元32。依照第三實(shí)施例，可以設(shè)置對(duì)應(yīng)于多個(gè)面部的校正參數(shù)。由于只 校正了面部區(qū)域及其周圍的區(qū)域，并且可以根據(jù)每個(gè)面部分別進(jìn)行校 正，因而可以避免由于特定面部的影響使校正對(duì)整幅圖像造成不良影 響。在計(jì)算各坐標(biāo)上的校正量時(shí)，使用校正量參數(shù)映射函數(shù)，因而不 必使用多余的、用于圖像合成的幀存儲(chǔ)器或類似裝置。第三實(shí)施例說(shuō)明了圖像包含人物、且可以從圖像提取出面部區(qū)域 作為特定區(qū)域的情形，然而，該特定區(qū)域還包括如下情況圖像含有 要作為特定區(qū)域的動(dòng)物、圖像含有要作為特定區(qū)域的建筑物或車輛、 以及圖像含有自然物體，如山脈、島嶼，因而并未對(duì)特定區(qū)域作具體 限制。在第三實(shí)施例中，對(duì)輸入圖像進(jìn)行分析，以自動(dòng)檢測(cè)特定區(qū)域， 然而圖像是顯示在顯示設(shè)備上的，以便可以手動(dòng)指定特定區(qū)域。在各實(shí)施例中，不一定要提供面部檢測(cè)單元1和面部中心區(qū)設(shè)置單元ll，只要可以將圖像顯示在顯示設(shè)備上，并且可以手動(dòng)指定特定 區(qū)域，從而可以提取圖像的面部區(qū)域(具體而言，中心區(qū)域)即可。 此外，不一定要提供標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元4，在這種情況下，參數(shù) 計(jì)算控制單元2也不是必需的。也就是說(shuō)，在本發(fā)明的實(shí)施例中，可以采用圖16所示的構(gòu)造。在圖16的構(gòu)造中，將同圖2的面部中心區(qū) 設(shè)置單元11的輸出相類似的、有關(guān)圖像上面部中心區(qū)的信息輸入代表 亮度計(jì)算單元12。實(shí)施例中的色調(diào)校正裝置可用于諸如視頻攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、裝 有攝像機(jī)的移動(dòng)電話以及具有圖像處理功能的打印機(jī)等圖像設(shè)備。圖17是示出了作為依照本發(fā)明實(shí)施例的圖像設(shè)備的、裝有照相機(jī) 的蜂窩電話的構(gòu)造的說(shuō)明圖。ROM104存儲(chǔ)用于校正圖像色調(diào)的色調(diào) 校正程序，CPU105按照?qǐng)D9流程圖所示的步驟執(zhí)行色調(diào)校正程序。 RAM106存儲(chǔ)從輸入/輸出裝置103、發(fā)射機(jī)/接收機(jī)101或圖像拾取元 件107 (如CCD)輸入的圖像數(shù)據(jù)，以及用于執(zhí)行程序的必要數(shù)據(jù)。 輸入圖像和經(jīng)色調(diào)校正的圖像輸出顯示在顯示單元102，如液晶顯示 單元(LCD)上。將經(jīng)色調(diào)校正的圖像輸出保存在RAM106中，或通 過(guò)輸入/輸出單元103將其輸出至打印機(jī)，或利用發(fā)射機(jī)/接收機(jī)101 將其發(fā)送出去?？梢栽诓槐畴x本發(fā)明精神或特征的前提下做出各種其他修改。上 述各實(shí)施例僅僅是示例，本發(fā)明并不局限于這些實(shí)施例。本發(fā)明是在 權(quán)利要求書中限定的，因而本發(fā)明不受說(shuō)明書限制。此外，本發(fā)明范 圍包括權(quán)利要求等價(jià)物的意義和范圍以內(nèi)的全部改變。
權(quán)利要求
1.一種用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正方法，包括步驟計(jì)算對(duì)提取自圖像的圖像特定區(qū)域中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的代表亮度值；根據(jù)代表亮度值以及預(yù)定亮度分量的預(yù)定邊界值，計(jì)算用于校正圖像色調(diào)的校正參數(shù)；以及利用校正參數(shù)對(duì)圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的色調(diào)校正方法，其中所述特定區(qū)域是面 部區(qū)域。
3. —種用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正裝置，包括 特定區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)對(duì)提取自圖像的圖像特定區(qū)域中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的值、以及所述亮度分量的指 定邊界值，計(jì)算用于校正圖像色調(diào)的校正參數(shù)；以及像素轉(zhuǎn)換單元，用于利用校正參數(shù)對(duì)圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色調(diào)校正裝置，其中所述特定區(qū)域是面 部區(qū)域，特定區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元是面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色調(diào)校正裝置，還包括用于從圖像中提取面部區(qū)域的面部區(qū)域提取單元。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的色調(diào)校正裝置，其中面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元包括代表亮度值計(jì)算單元，用于計(jì)算對(duì)面部區(qū)域提取裝置所提取的面 部區(qū)域中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的代表亮度值；以及校正參數(shù)計(jì)算單元，用于根據(jù)代表亮度值以及所述亮度分量的預(yù) 定邊界值，計(jì)算所述校正參數(shù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)計(jì)算單元 計(jì)算所述校正參數(shù)，以使在被預(yù)定為提供優(yōu)選膚色的值的所述亮度分 量的邊界值的基礎(chǔ)上，校正方向和校正量與代表亮度值具有負(fù)相關(guān)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)計(jì)算單元通過(guò)利用代表亮度值的線性變換來(lái)計(jì)算校正參數(shù)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)計(jì)算單元計(jì)算用于Y校正的Y值，作為所述校正參數(shù)，所述Y值具有轉(zhuǎn)換特性，以 使在代表亮度值大于所述亮度分量的邊界值時(shí)，將圖像變暗，而在代 表亮度值小于所述亮度分量的邊界值時(shí)，將圖像變亮。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)計(jì)算單元 計(jì)算色調(diào)曲線的控制點(diǎn)移動(dòng)距離，作為所述校正參數(shù)，以使在代表亮 度值大于所述亮度分量的邊界值時(shí)，將圖像變暗，而在代表亮度值小 于所述亮度分量的邊界值時(shí)，將圖像變亮，所述控制點(diǎn)移動(dòng)距離是對(duì) 根據(jù)色調(diào)曲線圖中向縱軸方向或橫軸方向的移動(dòng)距離的預(yù)定輸入亮度 值的校正量進(jìn)行表示的信息。
11. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的色調(diào)校正裝置，其中面部區(qū)域提取單元 提取由雙眼和嘴包圍的區(qū)域作為所述面部區(qū)域。
12. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的色調(diào)校正裝置，其中像素轉(zhuǎn)換裝置建立 査找表，并利用査找表進(jìn)行表轉(zhuǎn)換，以對(duì)像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，在所述査 找表中，針對(duì)所述像素值的分量中各個(gè)待校正分量的可能值，記錄了 利用所述校正參數(shù)計(jì)算的校正值。
13. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色調(diào)校正裝置，還包括-校正參數(shù)合并單元，用于采用加權(quán)平均，將對(duì)應(yīng)于多個(gè)面部區(qū)域 而計(jì)算的校正參數(shù)合并，其中像素轉(zhuǎn)換單元利用合并的校正參數(shù)對(duì)像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
14. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的色調(diào)校正裝置，還包括校正參數(shù)映射計(jì)算單元，用于計(jì)算對(duì)圖像上全部坐標(biāo)上的校正參 數(shù)進(jìn)行表示的校正參數(shù)映射，以根據(jù)所述面部區(qū)域的中心坐標(biāo)、對(duì)應(yīng) 于所述面部區(qū)域而計(jì)算的校正參數(shù)以及所述面部區(qū)域的面積，對(duì)面部 中心區(qū)進(jìn)行密集的校正。其中像素轉(zhuǎn)換單元根據(jù)所述校正參數(shù)映射對(duì)像素值迸行轉(zhuǎn)換。
15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)映射計(jì) 算單元計(jì)算校正參數(shù)映射，作為基于所述面部區(qū)域的中心坐標(biāo)、對(duì)應(yīng) 于所述面部區(qū)域而計(jì)算的校正參數(shù)以及所述面部區(qū)域的面積并利用二 維高斯分布函數(shù)的函數(shù)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的色調(diào)校正裝置，其中校正參數(shù)映射計(jì) 算單元利用隨著到所述面部區(qū)域的中心坐標(biāo)的距離的增加而減小權(quán)值 的加權(quán)函數(shù)，計(jì)算校正參數(shù)映射。
17. —種用于校正圖像色調(diào)的色調(diào)校正程序，使計(jì)算機(jī)能夠執(zhí)行如下過(guò)程從圖像中提取特定區(qū)域； : 根據(jù)對(duì)特定圖像中包括的像素的亮度分量進(jìn)行表示的值以及預(yù)定 亮度分量的邊界值，計(jì)算校正參數(shù)，作為用于校正圖像色調(diào)的參數(shù)； 以及'利用校正參數(shù)對(duì)所述圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
18. —種圖像設(shè)備，包括權(quán)利要求3所述的色調(diào)校正裝置；圖像拾取元件，用于拍攝圖像并將圖像輸入色調(diào)校正裝置；以及存儲(chǔ)元件， 用于存儲(chǔ)來(lái)自色調(diào)校正裝置的像素轉(zhuǎn)換單元的輸出圖像。
全文摘要
[問(wèn)題]將逆光拍攝的人物圖像校正為具有良好可見度的圖像。[解決方法]面部檢測(cè)單元(1)從輸入圖像或其縮減圖像中檢測(cè)面部是/否存在以及面部的位置。參數(shù)計(jì)算控制單元(2)根據(jù)面部是/否存在，控制用于計(jì)算校正參數(shù)的方法。當(dāng)檢測(cè)到面部時(shí)，面部區(qū)域校正參數(shù)計(jì)算單元(3)計(jì)算校正參數(shù)，校正參數(shù)具有特性，以使根據(jù)邊界亮度級(jí)，代表亮度值越大，圖像越暗，而代表亮度值越小，圖像越亮，其中亮度值是預(yù)定的，以根據(jù)根據(jù)從檢測(cè)到的面部中心區(qū)算出的代表亮度值來(lái)提供優(yōu)選膚色。當(dāng)未檢測(cè)到面部時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)校正參數(shù)計(jì)算單元(4)不考慮圖像內(nèi)容，而根據(jù)輸入圖像或其縮減圖像的圖像數(shù)據(jù)計(jì)算校正參數(shù)。圖像轉(zhuǎn)換單元(5)利用獲得的校正參數(shù)對(duì)輸入圖像的像素值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以對(duì)色調(diào)加以校正。
文檔編號(hào)H04N1/407GK101331515SQ200680047700
公開日2008年12月24日 申請(qǐng)日期2006年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月21日
發(fā)明者井上晃 申請(qǐng)人:日本電氣株式會(huì)社