カラー画像のマスク作成方法
【目的】 比較的近い色相の２つの色のうちで、一方の色部分をマスク領域とし、他方の色部分をマスク領域から除外する。
【構成】 カラー画像内においてマスクの対象色と対象外色とを指定し、対象色を示す第１の色ベクトルと対象外色を示す第２の色ベクトルとを求める。さらに、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを設定する。そして、カラー画像内の各画素の色を、第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わしたときの、第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める。この第１の係数のビットマップデータを２値化することによって、マスクを表わす２値マスクデータが得られる。
【構成】 カラー画像内においてマスクの対象色と対象外色とを指定し、対象色を示す第１の色ベクトルと対象外色を示す第２の色ベクトルとを求める。さらに、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを設定する。そして、カラー画像内の各画素の色を、第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わしたときの、第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める。この第１の係数のビットマップデータを２値化することによって、マスクを表わす２値マスクデータが得られる。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カラー画像内の所望の色部分の切抜き処理等に使用されるマスクを作成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】印刷製版工程においては、写真原稿などのカラー画像の特定の色の部分に対して色変更や鮮鋭度強調等の種々の処理を選択的に行ないたい場合がある。例えば、衣服を着たモデルの衣服の色のみを変更したり、モデルの肌を除く部分に鮮鋭度強調を行ないたい場合などがある。このように、カラー画像の特定の色部分にのみ所望の処理を行なう（または行わない）際には、その色部分を示す切抜きマスクが作成される。
【０００３】図１は、カラー画像と好ましいマスクの一例を示す説明図である。図１（Ａ）に示すカラー画像は、黒色の髪のモデルが、黄色地にバラの花の模様がプリントされた衣服を着ている写真である。バラの花は、白色およびピンク色の花びらと、その周囲にある緑色の葉とを有している。図１（Ｂ）に示すマスクは、衣服の黄色部分と緑色部分とを示すマスクである。
【０００４】カラー画像の色を分析することによってマスクを作成する方法としては、例えば特開平１−２９８４７７号公報に記載されたものがある。この方法は、マスク領域となるべき部分（トレーニングエリア）の複数の画素の色を分析してその色の主成分軸を求める。そして、カラー画像内の各画素の色がその主成分軸以外の成分を多く含む場合（すなわち、その色が主成分軸から遠い場合）には、その画素をマスク領域から除外する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の技術では、図１（Ｂ）に示すように黄色をマスク領域としつつ肌色をマスク領域から除外することは困難であった。これは、肌色が黄色成分をかなり含むので、黄色をマスク領域の色として指定した場合には、肌色もマスク領域として認識されてしまうからである。このような問題は、比較的近い色相を有する２つの色の一方をマスク領域とし、他方をマスク領域から除外しようとする場合に共通する問題であった。
【０００６】この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、比較的近い色相の２つの色のうちで、一方の色部分をマスク領域とし、他方の色部分をマスク領域から除外することのできるマスク作成方法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および作用】上述の課題を解決するため、この発明の請求項１に記載した方法は、前記カラー画像内において前記マスクの対象色を指定する工程と、前記カラー画像内において前記マスクの対象外色を指定する工程と、所定の色空間における前記対象色の第１の色ベクトルを求める工程と、前記所定の色空間における前記対象外色の第２の色ベクトルを求める工程と、前記第１と第２の色ベクトルとは独立の第３の色ベクトルを求める工程と、前記カラー画像内の各画素の色を、前記第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わすときの前記第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める工程と、前記カラー画像内の各画素における前記第１の係数の値に応じて前記マスクを作成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】上述の方法によれば、対象色に近い色については第１の係数が大で第２の係数は小さく、一方、対象外色に近い色については第１の係数が小で第２の係数が大きくなる。従って、対象色と対象外色の色相が近い場合にも、第１の係数に応じてマスクを作成すれば、対象色に近い色部分をマスク領域とし、対象外色に近い色部分をマスク領域から除外することができる。
【０００９】請求項２に記載した方法では、前記マスク作成工程は、前記第１の係数をしきい値で２値化することによって、前記マスクを表わすマスクデータを作成する工程を含む。
【００１０】こうすれば、マスク領域のみを示す２値のマスクデータを容易に作成することができる。
【００１１】請求項３に記載した方法では、前記第１の係数を２値化する工程は、前記第１の係数の出現頻度を示すヒストグラムを作成する工程と、前記ヒストグラムの極小値における前記第１の係数を前記しきい値として設定する工程と、を備える、。
【００１２】こうすれば、ヒストグラムに応じて２値化のしきい値を自動的に決定することができる。
【００１３】請求項４に記載した方法では、前記第３の色ベクトルは白色を表わすベクトルである。
【００１４】こうすれば、第３の色ベクトルを容易に決定することができる。
【００１５】請求項５に記載した方法では、前記第３の色ベクトルを求める工程は、前記第１と第２の色ベクトルを、色相／彩度／明度空間における第４および第５の色ベクトルにそれぞれ変換する工程と、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が所定の値を超える場合には、前記所定の色空間において白色を表わすベクトルを前記第３の色ベクトルとして選択し、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が前記所定の値未満の場合には、前記第４と第５の色ベクトルのうちで彩度成分のより大きな色ベクトルについて前記色相／彩度／明度空間において色相を所定の角度回転した第６の色ベクトルを生成し、前記第６の色ベクトルを前記所定の色空間のベクトルに変換することによって前記第３の色ベクトルを生成する工程と、を備える。
【００１６】こうすれば、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを容易に決定することができる。また、第１ないし第３の色ベクトルはそれぞれ現実の色を表わすことになるので、各画素の色に対する第１の係数が、対象色の成分を実際に表わす指標となる。
【００１７】請求項６に記載した方法では、前記第１ないし第３の色ベクトルは単位ベクトルである。
【００１８】こうすれば、第１ないし第３の色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになるので、カラー画像の各画像の色相に応じてマスクを作成することができる。
【００１９】
【実施例】図２は、この発明の一実施例を適用して切抜きマスクを作成するマスク作成システムの構成を示すブロック図である。このマスク作成システムは、ＣＰＵ２０と、カラー原稿画像を記憶する元画像メモリ２２と、色ベクトルの成分を記憶するベクトル値メモリ２４と、後述するマトリクスの成分を記憶するマトリクスメモリ２６と、多階調マスクデータを記憶する多階調マスクメモリと、２値マスクデータを記憶する２値マスクメモリ３０とを備えたコンピュータシステムである。このシステムは、さらに、入力手段または指定手段としてのキーボード３２およびマウス３４と、画像入力手段としての読取スキャナ３６と、表示手段としてのカラーＣＲＴ３８と、外部記憶手段としてのハードディスク装置４０とを備えている。
【００２０】ＣＰＵ２０は、マトリクス演算部５０と、多階調マスク演算部５２と、２値化演算部５４としての機能を有する。これらの各部は、図示しないＲＡＭに記憶されたソフトウェアプログラムをＣＰＵ２０が実行することによって実現される。なお、これらの機能については更に後述する。
【００２１】図３は、実施例における切抜きマスクの作成の全体手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、カラー原稿の画像データを読取スキャナ３６で読み取って、元画像メモリ２２に記憶する。このカラー原稿は、例えば、図１（Ａ）に示すようなカラー写真である。なお、元画像メモリ２２はフレームメモリであり、元画像メモリ２２に記憶された画像はカラーＣＲＴ３８に表示される。
【００２２】ステップＳ２およびＳ３では、ユーザがカラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像上において、切抜きの対象色と対象外色とをそれぞれ指定する。例えば、図１（Ａ）における衣服の地の色である黄色を対象色として指定し、モデルの肌色を対象外色として指定する。色の指定は、マウス３４などのポインティングデバイスを用いて、カラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像の上の一点を指定することによって行なわれる。この代わりに、近似する色の複数の点を指定して、その平均の色を求める処理によって、対象色と対象外色とをそれぞれ指定するようにしてもよい。
【００２３】図４は、マンセルの色相環上における対象色と対象外色の位置を示す説明図である。対象色として指定された黄色と、対象外色として指定された肌色は色相環上で近接した位置にある。この発明では、このように２つの色の色相が近接している場合でも、一方の色をマスクの対象色とし、他方の色をマスクの対象外色とすることが可能である。なお、以下においては、特に言及しない限り、対象色および対象外色として黄色および肌色を指定した場合に特定せず、一般的に説明する。
【００２４】ステップＳ４では、マトリクス演算部５０（図２）が対象色と対象外色の色ベクトルをそれぞれ算出するとともに、後述するマトリクス（行列）を求める処理を行なう。
【００２５】図５は、ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、対象色の色ベクトルを正規化することによって、第１の色ベクトルを求める。図６は、第１と第２の色ベクトルを示すグラフである。対象色Ｃsub のＲＧＢの各成分を（Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ）とすると、対象色Ｃsub を表わすベクトルはＶsub （Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ）と表わされる。なお、図６では図示の便宜上、ＲＧＢ空間のＧ軸を省略している。ステップＳ１１においては、マトリクス演算部５０がこの色ベクトルＶsub の単位ベクトルＶ１（ｒ1 ，ｇ1 ，ｂ1 ）を求め、その成分（ｒ1 ，ｇ1 ，ｂ1 ）をベクトル値メモリ２４に記憶する。ここで、単位ベクトルとは長さ１のベクトルである。ステップＳ１２においても同様に、対象外色の色ベクトルＶnsub（Ｒ2 ，Ｇ2 ，Ｂ2 ）の単位ベクトルＶ２（ｒ2 ，ｇ2 ，ｂ2 ）を求め、その成分をベクトル値メモリ２４に記憶する。
【００２６】こうして得られた第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２は、ＲＧＢ空間内の色を表現するための基底を構成する３つのベクトルのうちの２つを構成する。基底を構成するための第３の色ベクトルＶ３としては、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２とは独立な単位ベクトルが選択される。すなわち、第３の色ベクトルは、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の線形結合では表わせない単位ベクトルである。例えば、第３の色ベクトルＶ３として、白色を表わす単位ベクトルＶWHが選択される。白色の単位ベクトルＶWHの成分は、（１／√３，１／√３，１／√３）である。
【００２７】図７は、第１ないし第３の色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＲＧＢ空間の関係を示す説明図である。この実施例では、次の数式１に示すように、一次独立な３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３を基底として用い、ＲＧＢ空間内の任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を、３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３の線形結合（一次結合）で表現する。
【００２８】
【数１】
【００２９】後述するように、マスクを表わすマスクデータは、第１の色ベクトルＶ１（すなわち、対象色に関する色ベクトル）に対する係数ｋ１に基づいて作成される。ところで、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が第３の色ベクトルＶ３に一致している場合には、３つの色ベクトルが一次独立ではなくなるので、任意の色を３つのベクトルＶ１〜Ｖ３で表現することはできなくなる。また、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が第３の色ベクトルＶ３に十分に近接している場合にも、第１の色ベクトルＶ１に対する係数ｋ１が過度に大きくなったり小さくなったりすることがある。そこで、図５のステップＳ１３では、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が白色の単位ベクトルＶWH（１／√３，１／√３，１／√３）に十分に近接しているか否かを調べる。そして、十分に近接している場合には、ステップＳ１４において、第３の色ベクトルＶ３として白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを設定する。
【００３０】まず、ステップＳ１３では、次の数式２に従って、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２をＨＳＶ座標系（色相／彩度／明度座標系）に変換する。
【００３１】
【数２】
【００３２】数式２において、演算子「ｍａｘ」と「ｍｉｎ」は、括弧内の値の最大値と最小値をそれぞれ取る演算を示す。数式２によって、第１の色ベクトルＶ１（ｒ1，ｇ1 ，ｂ1 ）と第２の色ベクトルＶ２（ｒ2 ，ｇ2 ，ｂ2 ）のそれぞれの色相値Ｈ，明度値Ｖ，彩度値Ｓが求められる。
【００３３】図８は、ＨＳＶ空間を示す説明図である。図８から解るように、白色の単位ベクトルＶWHは明度Ｖの座標軸上に存在する。換言すれば、白色の単位ベクトルＶWHは彩度Ｓと色相Ｈとを持たないベクトルである。なお、ＨＳＶ空間は円筒座標系（ｚｒθ座標系）であり、明度Ｖが垂直座標ｚに、彩度Ｓが径ｒに、色相Ｈが角度θに相当する。
【００３４】彩度値Ｓが小さい色ベクトルは、白色の単位ベクトルＶWH（１／√３，１／√３，１／√３）に近接している。従って、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の少なくとも一方の彩度値Ｓが所定の値以下の場合には、その色ベクトルが白色の単位ベクトルＶWHに十分に近接していると判断できる。この所定の値としては、例えば、各成分が８ビットのデータ、すなわち０〜２５５の範囲の値で表わされる場合には１０（１６進数で０Ａｈ）程度が適当である。
【００３５】上述の方法の代わりに、彩度値Ｓと明度値Ｖとの比Ｓ／Ｖが一定値以下の場合に、その色ベクトルが白色の単位ベクトルＶWHに十分近接しているものと判断するようにしてもよい。
【００３６】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の少なくとも一方が白色の単位ベクトルＶWHに十分に近接している場合には、ステップＳ１４において、第３の色ベクトルＶ３として、白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルが求められる。図９は、白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを第３の色ベクトルＶ３として設定する方法を示す説明図である。まず、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のうちで、白色の単位ベクトルからより遠い方の色ベクトルを選択する。図９の例では、彩度値Ｓが比較的大きい第１の色ベクトルＶ１が選択される。そして、選択された色ベクトルＶ１の色相値Ｈから９０を減算する。すなわち、ＨＳＶ空間内で色ベクトルＶ２を時計廻りに９０°回転する。こうして得られたベクトル（Ｈ−９０，Ｓ，Ｖ）をＲＧＢ座標系に逆変換し、そのＲＧＢ成分を正規化することによって、単位ベクトルである第３の色ベクトルＶ３が得られる。図９には、このような演算によって得られた第３の色ベクトルＶ３が描かれている。なお、回転角度は９０°以外の任意の角度とすることも可能である。
【００３７】上述の手順によって得られた第３の色ベクトルＶ３は、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２から独立なので、３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３を基底として用いることができる。換言すれば、ＲＧＢ色空間内の任意の色が、上述の数式１のように、３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３の線形結合によって表わされる。また、第３の色ベクトルＶ３は第１または第２の色ベクトルの色相を回転したものなので、現実に存在する色を示すベクトルである。３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３はいずれも現実の色を示すベクトルなので、各色ベクトルに対する係数ｋ１〜ｋ３の値が、３つの色の混合比を表わす現実的な意味を有することになる。
【００３８】第３の色ベクトルとしては、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２とは独立なベクトルを選択すればよいので、上記以外の種々の方法で第３の色ベクトルを設定することができる。例えば、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の外積Ｖ１×Ｖ２を第３の色ベクトルＶ３として使用することも可能である。しかし、この外積Ｖ１×Ｖ２は現実の色を表わさない場合があり、この場合には各色ベクトルに対する係数ｋ１〜ｋ３の値が現実的な意味を有さなくなる。従って、上述したように、第１と第２の色ベクトルの色相を回転することによって第３の色ベクトルを求める方が好ましい。
【００３９】こうして第３の色ベクトルＶ３が決定されると、ステップＳ１５（図５）において３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３の成分で構成される３×３マトリクスＭ（数式１参照）が作成され、マトリクスメモリ２６に記憶される。
【００４０】任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）に対する係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）は、次の数式３で与えられる。
【００４１】
【数３】
【００４２】従って、マトリクスＭの逆行列Ｍ-1を求めておけば、任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）にこの逆行列Ｍ-1を乗ずることによって、係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）を求めることができる。そこで、ステップＳ１６では、マトリクス演算部５０がこの逆行列Ｍ-1を演算し、マトリクスメモリ２６に格納する。
【００４３】こうして、図３のステップＳ４の処理が終了すると、ステップＳ５において多階調マスクが作成される。図１０は、多階調マスクの作成手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、多階調マスク演算部５２が元画像メモリ２２内のカラー画像の各画素の画素値Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を読出し、数式３の右辺に代入してその係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）を求める。ステップＳ２２では、得られた係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）の中から第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１を抽出し、ステップＳ２３で多階調マスクメモリ２８に格納する。
【００４４】第１の係数ｋ１は、各画素の色における第１の色ベクトルＶ１の強度を示している。換言すれば、各画素の色が第１の色ベクトルＶ１の成分を多く含むほど第１の係数ｋ１の値が大きい。従って、カラー画像内の全画素についての第１の係数ｋ１を表わすビットマップデータは、対象色に近似した色の領域を示す多階調マスクとして使用できる。
【００４５】なお、第１の係数ｋ１の値が負の場合には、その画素は切抜きの対象色とは正反対の色を有するので、その係数ｋ１の値を０に置換してもよい。
【００４６】また、各画素の第１の係数ｋ１を、対象色に対する第１の係数ｋ１ａ（＝Ｒ1／ｒ1 ＝Ｇ1 ／ｇ1 ＝Ｂ1 ／ｂ1 ）で除算して得られた値ｋｋ（＝ｋ１／ｋ１ａ）を、多階調マスクとして使用することも可能である。この際、ｋｋの値が１以上の場合にはこれを１に置き換え、また、負の値を０に置き換えても良い。こうすれば、多階調マスクを表わすビットマップデータの値を０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する２値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。
【００４７】あるいは、各画素における３つの係数ｋ１，ｋ２，ｋ３の値を次の数式４に従って正規化し、正規化された係数ｋｕ１のビットマップデータを多階調マスクとして用いるようにしてもよい。
【００４８】
【数４】
【００４９】なお、係数ｋｕ１に関しても、負の値を０にすることが好ましい。こうして得られた係数ｋｕ１も０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する２値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。
【００５０】こうして多階調マスクが作成されると、図３R>３のステップＳ６において、多階調マスクをそのまま出力するか、２値マスクを作成して出力するかの選択指示を受ける。指示がＮｏであれば、ステップＳ７において、多階調マスクが出力される。
【００５１】多階調マスクの用途としては、例えば、透かし合成処理が挙げられ、この場合には、対象色の強度を合成比率として利用することができる。また、多階調マスクの階調値を参照することで、切抜き対象部分に施す画像処理の強弱あるいは重み付けが可能となる。例えば、画像の対象部分に輪郭強調処理を施す場合、マスクの階調値が高い部分には強い輪郭強調、階調値が低い部分には弱い輪郭強調をかけることができる。
【００５２】ステップＳ６における指示がＹｅｓであれば、ステップＳ８において、２値化演算部５４が多階調マスクを２値化することによって２値マスクが作成され、さらにステップＳ９において、２値マスクが出力される。２値化に用いられるしきい値を設定する方法としては、以下のような種々のものが考えられる。
【００５３】図１１は、マニュアルでしきい値を入力しつつ２値マスクを作成する手順を示すフローチャートである。ユーザが対話処理によってしきい値を入力すると（ステップＳ３１）、そのしきい値を用いて２値化演算部５４が多階調マスクを２値化することにより２値マスクを作成する（ステップＳ３２）。ユーザは、カラーＣＲＴ３８に表示された２値化マスクを観察し、満足のいくものであるか否かを判断する（ステップＳ３３，Ｓ３４）。なお、２値マスクの表示の際には、図１（Ａ），１（Ｂ）のように、カラー画像と２値マスクとを並べて表示するのが好ましい。２値マスクが満足のいくものでない場合には、ステップＳ３１に戻って新たなしきい値を入力し、２値化処理を再度実行する。一方、２値マスクが満足のいくものであれば、２値化処理を終了する。図１１の手順に従って２値マスクを作成すれば、ユーザが欲するマスクを作成しやすいという利点がある。
【００５４】多階調マスクの分布に基づいて２値化のしきい値を自動的に設定することも可能である。図１２は、多階調マスクデータのヒストグラムである。図１２の横軸における値Ｋstは、対象色の多階調マスク値である。通常のカラー画像では、切抜きの対象色に近い色を有する画素がかなり多い場合が普通であるので、対象色のマスク値の付近にヒストグラムのピークが現われる。また、画像の背景部分は暗い色を有しているので、マスク値が小さい部分にもピークが現われる。このような場合には、図１２に示すように、対象色のマスク値Ｋstよりも小さな値ｘにおいて出現頻度が極小値を示す。従って、対象色に対するマスク値Ｋstよりも小さく、かつ、出現頻度が極小値を示すマスク値ｘを求めてこれを２値化のしきい値とすれば、対象色に近い色の部分を表わす２値マスクを作成することができる。
【００５５】なお、図１３に示すように、多階調マスク値の最大値を所定の値Ｋmax とし、Ｋmax 以上の値をすべてＫmax で置き換えるようにすれば、出現頻度が極小値となるマスク値ｘを、より容易に求めることが可能である。この値Ｋmax としては、多階調マスク値が８ビットデータで表わされる場合には、１２８程度の値が適当である。
【００５６】２値化のしきい値を求める方法としては、多階調マスク値のヒストグラムに基づいて、いわゆる非階層的クラスタリング法（再配置法、ｋ−ｍｅａｎ法とも呼ばれる）を用いて決定することができる。この方法によってヒストグラム内のクラスタを求め、対象色のクラスタの下限値をしきい値として使用すれば、対象色に近似する色部分を示す２値マスクを得ることができる。
【００５７】図１４は、２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグラフである。領域（Ｒａ＋Ｒｂ）内の色は、第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１の値がＴａ以上となる色である。また、領域Ｒｂ内の色は、第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１の値がＴｂ以上となる色である。従って、２値化のしきい値をＴａに設定すれば、領域（Ｒａ＋Ｒｂ）内の色の部分を示す２値マスクを作成することができる。この際、領域Ｒａの左側に隣接する領域Ｒｃ内の色は、対象色の成分が小さいのでマスク領域からは除外されることになる。なお、２値化のしきい値をＴｂに設定すれば、領域Ｒｂ内の色の部分を示す２値マスクを作成することができる。
【００５８】図１５は、実施例によって作成されたマスクの効果を示す説明図である。図１５における多数の丸は、カラー画像内における色の分布を示している。このカラー画像は、対象色Ｃsub に近い色の画素の第１の集合Ｏb1と、対象外色Ｃnsubに近い色の画素の第２の集合Ｏb2とを含んでいる。第１の集合Ｏb1には、写真撮影時に光線が反射して光った部分（いわゆるハイライト領域）の色が存在する。例えば、図１（Ａ）のカラー原稿において、黄色い服地の光った部分などがこのハイライト領域に対応している。上述の実施例によれば、しきい値を図中のＴａに設定することによって、ハイライト領域を含む第１の集合Ｏb1を含み、第２の集合Ｏb2を除外するような２値マスクを得ることができる。第１の集合Ｏb1内のハイライト領域と第２の集合Ｏb2とは、どちらもＢ成分が大きいので、ＲＧＢ空間における色ベクトルを使用する従来の方法では、このハイライト領域と第２の集合Ｏb2とを分離することは不可能である。これに対して、この実施例による方法では、対象色に近いハイライト領域を、第２の集合Ｏb2から容易に分離することができる。
【００５９】なお、図１（Ａ）のカラー画像において、服地の色である黄色を対象色Ｃsubとして指定し、モデルの肌色を対象外色Ｃnsubとして指定すれば、服地の黄色部分を示す図１（Ｂ）のマスクを得ることができる。なお、図４に示すマンセルの色相環からも解るように、緑色は対象色から見て対象外色とは反対側の色相である。従って、対象色Ｃsub を黄色と指定し、対象外色Ｃnsubを肌色と指定すると、緑色の葉の部分もマスク領域に含まれることになる。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、黄色と緑色の部分をマスク領域とする２値マスクを得ることができる。
【００６０】以上のように、この実施例では、対象色Ｃsub と対象外色Ｃnsubとを指定することによって、対象色Ｃsub に近い色部分を含み、かつ、対象外色Ｃnsubに近い色を含まないマスクを容易に得ることができる。
【００６１】なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６２】（１）上記実施例では、色空間としてＲＧＢ座標系を用いたが、ＣＩＥ−ＸＹＺ座標系，ＹＭＣ座標系，ＹＵＶ座標系などの他の色空間を用いてもよい。
【００６３】（２）前述の数式３または４で得られた第１の係数ｋ１またはｋｕ１をそのまま多階調マスクデータとして使用し、多階調マスクデータが正の画素については２値マスクの値を１とし、負の画素については２値マスクの値を０としてもよい。すなわち、しきい値として０を用いても良い。特に、カラー画像の色を変更するための２値マスクを作成する場合には、このような方法によっても良好なマスクを得ることができる。
【００６４】（３）第１ないし第３の色ベクトルは、単位ベクトルでなくてもよい。ただし、第１ないし第３の色ベクトルを単位ベクトルとすれば、各色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになる。従って、上述のように第１の係数に応じてマスクを作成すれば、カラー画像の各画素の色相に応じてマスク領域を決定することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、対象色と対象外色の色相が近い場合にも、対象色に近い色部分をマスク領域とし、対象外色に近い色部分をマスク領域から除外することができる。
【００６６】請求項２に記載した発明によれば、マスク領域のみを示す２値のマスクデータを容易に作成することができる。
【００６７】請求項３に記載した発明によれば、ヒストグラムに応じて２値化のしきい値を自動的に決定することができる。
【００６８】請求項４に記載した発明によれば、第３の色ベクトルを容易に決定することができる。
【００６９】請求項５に記載した発明によれば、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを容易に決定することができる。また、第１ないし第３の色ベクトルはそれぞれ現実の色を表わすことになるので、各画素の色に対する第１の係数を、対象色の成分を実際に表わす指標とすることができる。
【００７０】請求項６に記載した発明によれば、第１ないし第３の色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになるので、カラー画像の各画像の色相に応じてマスクを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー写真原稿とそのマスクを示す説明図。
【図２】この発明の一実施例を適用して切抜きマスクを作成するマスク作成システムの構成を示すブロック図。
【図３】実施例における切抜きマスクの作成の全体手順を示すフローチャート。
【図４】マンセルの色相環上における対象色（黄色）と対象外色（肌色）の位置を示す説明図。
【図５】ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャート。
【図６】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２を示すグラフ。
【図７】第１ないし第３の色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＲＧＢ空間の関係を示す説明図。
【図８】ＨＳＶ空間を示す説明図。
【図９】白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを第３の色ベクトルＶ３として設定する方法を示す説明図。
【図１０】多階調マスクの作成手順を示すフローチャート。
【図１１】２値マスクの作成手順を示すフローチャート。
【図１２】多階調マスクデータのヒストグラム。
【図１３】多階調マスクデータのヒストグラム。
【図１４】２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグラフ。
【図１５】実施例によって作成されたマスクの効果を示す説明図。
【符号の説明】
２０…ＣＰＵ
２２…元画像メモリ
２４…ベクトル値メモリ
２６…マトリクスメモリ
２８…多階調マスクメモリ
３２…キーボード
３４…マウス
３６…読取スキャナ
３８…カラーＣＲＴ
４０…ハードディスク装置
５０…マトリクス演算部
５２…多階調マスク演算部
Ｃnsub…対象外色
Ｃsub …対象色
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、カラー画像内の所望の色部分の切抜き処理等に使用されるマスクを作成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】印刷製版工程においては、写真原稿などのカラー画像の特定の色の部分に対して色変更や鮮鋭度強調等の種々の処理を選択的に行ないたい場合がある。例えば、衣服を着たモデルの衣服の色のみを変更したり、モデルの肌を除く部分に鮮鋭度強調を行ないたい場合などがある。このように、カラー画像の特定の色部分にのみ所望の処理を行なう（または行わない）際には、その色部分を示す切抜きマスクが作成される。
【０００３】図１は、カラー画像と好ましいマスクの一例を示す説明図である。図１（Ａ）に示すカラー画像は、黒色の髪のモデルが、黄色地にバラの花の模様がプリントされた衣服を着ている写真である。バラの花は、白色およびピンク色の花びらと、その周囲にある緑色の葉とを有している。図１（Ｂ）に示すマスクは、衣服の黄色部分と緑色部分とを示すマスクである。
【０００４】カラー画像の色を分析することによってマスクを作成する方法としては、例えば特開平１−２９８４７７号公報に記載されたものがある。この方法は、マスク領域となるべき部分（トレーニングエリア）の複数の画素の色を分析してその色の主成分軸を求める。そして、カラー画像内の各画素の色がその主成分軸以外の成分を多く含む場合（すなわち、その色が主成分軸から遠い場合）には、その画素をマスク領域から除外する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来の技術では、図１（Ｂ）に示すように黄色をマスク領域としつつ肌色をマスク領域から除外することは困難であった。これは、肌色が黄色成分をかなり含むので、黄色をマスク領域の色として指定した場合には、肌色もマスク領域として認識されてしまうからである。このような問題は、比較的近い色相を有する２つの色の一方をマスク領域とし、他方をマスク領域から除外しようとする場合に共通する問題であった。
【０００６】この発明は、従来技術における上述の課題を解決するためになされたものであり、比較的近い色相の２つの色のうちで、一方の色部分をマスク領域とし、他方の色部分をマスク領域から除外することのできるマスク作成方法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および作用】上述の課題を解決するため、この発明の請求項１に記載した方法は、前記カラー画像内において前記マスクの対象色を指定する工程と、前記カラー画像内において前記マスクの対象外色を指定する工程と、所定の色空間における前記対象色の第１の色ベクトルを求める工程と、前記所定の色空間における前記対象外色の第２の色ベクトルを求める工程と、前記第１と第２の色ベクトルとは独立の第３の色ベクトルを求める工程と、前記カラー画像内の各画素の色を、前記第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わすときの前記第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める工程と、前記カラー画像内の各画素における前記第１の係数の値に応じて前記マスクを作成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００８】上述の方法によれば、対象色に近い色については第１の係数が大で第２の係数は小さく、一方、対象外色に近い色については第１の係数が小で第２の係数が大きくなる。従って、対象色と対象外色の色相が近い場合にも、第１の係数に応じてマスクを作成すれば、対象色に近い色部分をマスク領域とし、対象外色に近い色部分をマスク領域から除外することができる。
【０００９】請求項２に記載した方法では、前記マスク作成工程は、前記第１の係数をしきい値で２値化することによって、前記マスクを表わすマスクデータを作成する工程を含む。
【００１０】こうすれば、マスク領域のみを示す２値のマスクデータを容易に作成することができる。
【００１１】請求項３に記載した方法では、前記第１の係数を２値化する工程は、前記第１の係数の出現頻度を示すヒストグラムを作成する工程と、前記ヒストグラムの極小値における前記第１の係数を前記しきい値として設定する工程と、を備える、。
【００１２】こうすれば、ヒストグラムに応じて２値化のしきい値を自動的に決定することができる。
【００１３】請求項４に記載した方法では、前記第３の色ベクトルは白色を表わすベクトルである。
【００１４】こうすれば、第３の色ベクトルを容易に決定することができる。
【００１５】請求項５に記載した方法では、前記第３の色ベクトルを求める工程は、前記第１と第２の色ベクトルを、色相／彩度／明度空間における第４および第５の色ベクトルにそれぞれ変換する工程と、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が所定の値を超える場合には、前記所定の色空間において白色を表わすベクトルを前記第３の色ベクトルとして選択し、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が前記所定の値未満の場合には、前記第４と第５の色ベクトルのうちで彩度成分のより大きな色ベクトルについて前記色相／彩度／明度空間において色相を所定の角度回転した第６の色ベクトルを生成し、前記第６の色ベクトルを前記所定の色空間のベクトルに変換することによって前記第３の色ベクトルを生成する工程と、を備える。
【００１６】こうすれば、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを容易に決定することができる。また、第１ないし第３の色ベクトルはそれぞれ現実の色を表わすことになるので、各画素の色に対する第１の係数が、対象色の成分を実際に表わす指標となる。
【００１７】請求項６に記載した方法では、前記第１ないし第３の色ベクトルは単位ベクトルである。
【００１８】こうすれば、第１ないし第３の色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになるので、カラー画像の各画像の色相に応じてマスクを作成することができる。
【００１９】
【実施例】図２は、この発明の一実施例を適用して切抜きマスクを作成するマスク作成システムの構成を示すブロック図である。このマスク作成システムは、ＣＰＵ２０と、カラー原稿画像を記憶する元画像メモリ２２と、色ベクトルの成分を記憶するベクトル値メモリ２４と、後述するマトリクスの成分を記憶するマトリクスメモリ２６と、多階調マスクデータを記憶する多階調マスクメモリと、２値マスクデータを記憶する２値マスクメモリ３０とを備えたコンピュータシステムである。このシステムは、さらに、入力手段または指定手段としてのキーボード３２およびマウス３４と、画像入力手段としての読取スキャナ３６と、表示手段としてのカラーＣＲＴ３８と、外部記憶手段としてのハードディスク装置４０とを備えている。
【００２０】ＣＰＵ２０は、マトリクス演算部５０と、多階調マスク演算部５２と、２値化演算部５４としての機能を有する。これらの各部は、図示しないＲＡＭに記憶されたソフトウェアプログラムをＣＰＵ２０が実行することによって実現される。なお、これらの機能については更に後述する。
【００２１】図３は、実施例における切抜きマスクの作成の全体手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、カラー原稿の画像データを読取スキャナ３６で読み取って、元画像メモリ２２に記憶する。このカラー原稿は、例えば、図１（Ａ）に示すようなカラー写真である。なお、元画像メモリ２２はフレームメモリであり、元画像メモリ２２に記憶された画像はカラーＣＲＴ３８に表示される。
【００２２】ステップＳ２およびＳ３では、ユーザがカラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像上において、切抜きの対象色と対象外色とをそれぞれ指定する。例えば、図１（Ａ）における衣服の地の色である黄色を対象色として指定し、モデルの肌色を対象外色として指定する。色の指定は、マウス３４などのポインティングデバイスを用いて、カラーＣＲＴ３８に表示されたカラー画像の上の一点を指定することによって行なわれる。この代わりに、近似する色の複数の点を指定して、その平均の色を求める処理によって、対象色と対象外色とをそれぞれ指定するようにしてもよい。
【００２３】図４は、マンセルの色相環上における対象色と対象外色の位置を示す説明図である。対象色として指定された黄色と、対象外色として指定された肌色は色相環上で近接した位置にある。この発明では、このように２つの色の色相が近接している場合でも、一方の色をマスクの対象色とし、他方の色をマスクの対象外色とすることが可能である。なお、以下においては、特に言及しない限り、対象色および対象外色として黄色および肌色を指定した場合に特定せず、一般的に説明する。
【００２４】ステップＳ４では、マトリクス演算部５０（図２）が対象色と対象外色の色ベクトルをそれぞれ算出するとともに、後述するマトリクス（行列）を求める処理を行なう。
【００２５】図５は、ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャートである。ステップＳ１１では、対象色の色ベクトルを正規化することによって、第１の色ベクトルを求める。図６は、第１と第２の色ベクトルを示すグラフである。対象色Ｃsub のＲＧＢの各成分を（Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ）とすると、対象色Ｃsub を表わすベクトルはＶsub （Ｒ1 ，Ｇ1 ，Ｂ1 ）と表わされる。なお、図６では図示の便宜上、ＲＧＢ空間のＧ軸を省略している。ステップＳ１１においては、マトリクス演算部５０がこの色ベクトルＶsub の単位ベクトルＶ１（ｒ1 ，ｇ1 ，ｂ1 ）を求め、その成分（ｒ1 ，ｇ1 ，ｂ1 ）をベクトル値メモリ２４に記憶する。ここで、単位ベクトルとは長さ１のベクトルである。ステップＳ１２においても同様に、対象外色の色ベクトルＶnsub（Ｒ2 ，Ｇ2 ，Ｂ2 ）の単位ベクトルＶ２（ｒ2 ，ｇ2 ，ｂ2 ）を求め、その成分をベクトル値メモリ２４に記憶する。
【００２６】こうして得られた第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２は、ＲＧＢ空間内の色を表現するための基底を構成する３つのベクトルのうちの２つを構成する。基底を構成するための第３の色ベクトルＶ３としては、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２とは独立な単位ベクトルが選択される。すなわち、第３の色ベクトルは、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の線形結合では表わせない単位ベクトルである。例えば、第３の色ベクトルＶ３として、白色を表わす単位ベクトルＶWHが選択される。白色の単位ベクトルＶWHの成分は、（１／√３，１／√３，１／√３）である。
【００２７】図７は、第１ないし第３の色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＲＧＢ空間の関係を示す説明図である。この実施例では、次の数式１に示すように、一次独立な３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３を基底として用い、ＲＧＢ空間内の任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を、３つの色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３の線形結合（一次結合）で表現する。
【００２８】
【数１】
【００２９】後述するように、マスクを表わすマスクデータは、第１の色ベクトルＶ１（すなわち、対象色に関する色ベクトル）に対する係数ｋ１に基づいて作成される。ところで、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が第３の色ベクトルＶ３に一致している場合には、３つの色ベクトルが一次独立ではなくなるので、任意の色を３つのベクトルＶ１〜Ｖ３で表現することはできなくなる。また、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が第３の色ベクトルＶ３に十分に近接している場合にも、第１の色ベクトルＶ１に対する係数ｋ１が過度に大きくなったり小さくなったりすることがある。そこで、図５のステップＳ１３では、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のいずれか一方が白色の単位ベクトルＶWH（１／√３，１／√３，１／√３）に十分に近接しているか否かを調べる。そして、十分に近接している場合には、ステップＳ１４において、第３の色ベクトルＶ３として白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを設定する。
【００３０】まず、ステップＳ１３では、次の数式２に従って、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２をＨＳＶ座標系（色相／彩度／明度座標系）に変換する。
【００３１】
【数２】
【００３２】数式２において、演算子「ｍａｘ」と「ｍｉｎ」は、括弧内の値の最大値と最小値をそれぞれ取る演算を示す。数式２によって、第１の色ベクトルＶ１（ｒ1，ｇ1 ，ｂ1 ）と第２の色ベクトルＶ２（ｒ2 ，ｇ2 ，ｂ2 ）のそれぞれの色相値Ｈ，明度値Ｖ，彩度値Ｓが求められる。
【００３３】図８は、ＨＳＶ空間を示す説明図である。図８から解るように、白色の単位ベクトルＶWHは明度Ｖの座標軸上に存在する。換言すれば、白色の単位ベクトルＶWHは彩度Ｓと色相Ｈとを持たないベクトルである。なお、ＨＳＶ空間は円筒座標系（ｚｒθ座標系）であり、明度Ｖが垂直座標ｚに、彩度Ｓが径ｒに、色相Ｈが角度θに相当する。
【００３４】彩度値Ｓが小さい色ベクトルは、白色の単位ベクトルＶWH（１／√３，１／√３，１／√３）に近接している。従って、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の少なくとも一方の彩度値Ｓが所定の値以下の場合には、その色ベクトルが白色の単位ベクトルＶWHに十分に近接していると判断できる。この所定の値としては、例えば、各成分が８ビットのデータ、すなわち０〜２５５の範囲の値で表わされる場合には１０（１６進数で０Ａｈ）程度が適当である。
【００３５】上述の方法の代わりに、彩度値Ｓと明度値Ｖとの比Ｓ／Ｖが一定値以下の場合に、その色ベクトルが白色の単位ベクトルＶWHに十分近接しているものと判断するようにしてもよい。
【００３６】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の少なくとも一方が白色の単位ベクトルＶWHに十分に近接している場合には、ステップＳ１４において、第３の色ベクトルＶ３として、白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルが求められる。図９は、白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを第３の色ベクトルＶ３として設定する方法を示す説明図である。まず、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２のうちで、白色の単位ベクトルからより遠い方の色ベクトルを選択する。図９の例では、彩度値Ｓが比較的大きい第１の色ベクトルＶ１が選択される。そして、選択された色ベクトルＶ１の色相値Ｈから９０を減算する。すなわち、ＨＳＶ空間内で色ベクトルＶ２を時計廻りに９０°回転する。こうして得られたベクトル（Ｈ−９０，Ｓ，Ｖ）をＲＧＢ座標系に逆変換し、そのＲＧＢ成分を正規化することによって、単位ベクトルである第３の色ベクトルＶ３が得られる。図９には、このような演算によって得られた第３の色ベクトルＶ３が描かれている。なお、回転角度は９０°以外の任意の角度とすることも可能である。
【００３７】上述の手順によって得られた第３の色ベクトルＶ３は、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２から独立なので、３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３を基底として用いることができる。換言すれば、ＲＧＢ色空間内の任意の色が、上述の数式１のように、３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３の線形結合によって表わされる。また、第３の色ベクトルＶ３は第１または第２の色ベクトルの色相を回転したものなので、現実に存在する色を示すベクトルである。３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３はいずれも現実の色を示すベクトルなので、各色ベクトルに対する係数ｋ１〜ｋ３の値が、３つの色の混合比を表わす現実的な意味を有することになる。
【００３８】第３の色ベクトルとしては、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２とは独立なベクトルを選択すればよいので、上記以外の種々の方法で第３の色ベクトルを設定することができる。例えば、第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２の外積Ｖ１×Ｖ２を第３の色ベクトルＶ３として使用することも可能である。しかし、この外積Ｖ１×Ｖ２は現実の色を表わさない場合があり、この場合には各色ベクトルに対する係数ｋ１〜ｋ３の値が現実的な意味を有さなくなる。従って、上述したように、第１と第２の色ベクトルの色相を回転することによって第３の色ベクトルを求める方が好ましい。
【００３９】こうして第３の色ベクトルＶ３が決定されると、ステップＳ１５（図５）において３つの色ベクトルＶ１〜Ｖ３の成分で構成される３×３マトリクスＭ（数式１参照）が作成され、マトリクスメモリ２６に記憶される。
【００４０】任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）に対する係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）は、次の数式３で与えられる。
【００４１】
【数３】
【００４２】従って、マトリクスＭの逆行列Ｍ-1を求めておけば、任意の色Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）にこの逆行列Ｍ-1を乗ずることによって、係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）を求めることができる。そこで、ステップＳ１６では、マトリクス演算部５０がこの逆行列Ｍ-1を演算し、マトリクスメモリ２６に格納する。
【００４３】こうして、図３のステップＳ４の処理が終了すると、ステップＳ５において多階調マスクが作成される。図１０は、多階調マスクの作成手順を示すフローチャートである。ステップＳ２１では、多階調マスク演算部５２が元画像メモリ２２内のカラー画像の各画素の画素値Ｅ（Ｒｅ，Ｇｅ，Ｂｅ）を読出し、数式３の右辺に代入してその係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）を求める。ステップＳ２２では、得られた係数Ｋ（ｋ１，ｋ２，ｋ３）の中から第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１を抽出し、ステップＳ２３で多階調マスクメモリ２８に格納する。
【００４４】第１の係数ｋ１は、各画素の色における第１の色ベクトルＶ１の強度を示している。換言すれば、各画素の色が第１の色ベクトルＶ１の成分を多く含むほど第１の係数ｋ１の値が大きい。従って、カラー画像内の全画素についての第１の係数ｋ１を表わすビットマップデータは、対象色に近似した色の領域を示す多階調マスクとして使用できる。
【００４５】なお、第１の係数ｋ１の値が負の場合には、その画素は切抜きの対象色とは正反対の色を有するので、その係数ｋ１の値を０に置換してもよい。
【００４６】また、各画素の第１の係数ｋ１を、対象色に対する第１の係数ｋ１ａ（＝Ｒ1／ｒ1 ＝Ｇ1 ／ｇ1 ＝Ｂ1 ／ｂ1 ）で除算して得られた値ｋｋ（＝ｋ１／ｋ１ａ）を、多階調マスクとして使用することも可能である。この際、ｋｋの値が１以上の場合にはこれを１に置き換え、また、負の値を０に置き換えても良い。こうすれば、多階調マスクを表わすビットマップデータの値を０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する２値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。
【００４７】あるいは、各画素における３つの係数ｋ１，ｋ２，ｋ３の値を次の数式４に従って正規化し、正規化された係数ｋｕ１のビットマップデータを多階調マスクとして用いるようにしてもよい。
【００４８】
【数４】
【００４９】なお、係数ｋｕ１に関しても、負の値を０にすることが好ましい。こうして得られた係数ｋｕ１も０〜１の範囲内に納めることができるので、後述する２値化処理におけるしきい値の設定が容易になる。
【００５０】こうして多階調マスクが作成されると、図３R>３のステップＳ６において、多階調マスクをそのまま出力するか、２値マスクを作成して出力するかの選択指示を受ける。指示がＮｏであれば、ステップＳ７において、多階調マスクが出力される。
【００５１】多階調マスクの用途としては、例えば、透かし合成処理が挙げられ、この場合には、対象色の強度を合成比率として利用することができる。また、多階調マスクの階調値を参照することで、切抜き対象部分に施す画像処理の強弱あるいは重み付けが可能となる。例えば、画像の対象部分に輪郭強調処理を施す場合、マスクの階調値が高い部分には強い輪郭強調、階調値が低い部分には弱い輪郭強調をかけることができる。
【００５２】ステップＳ６における指示がＹｅｓであれば、ステップＳ８において、２値化演算部５４が多階調マスクを２値化することによって２値マスクが作成され、さらにステップＳ９において、２値マスクが出力される。２値化に用いられるしきい値を設定する方法としては、以下のような種々のものが考えられる。
【００５３】図１１は、マニュアルでしきい値を入力しつつ２値マスクを作成する手順を示すフローチャートである。ユーザが対話処理によってしきい値を入力すると（ステップＳ３１）、そのしきい値を用いて２値化演算部５４が多階調マスクを２値化することにより２値マスクを作成する（ステップＳ３２）。ユーザは、カラーＣＲＴ３８に表示された２値化マスクを観察し、満足のいくものであるか否かを判断する（ステップＳ３３，Ｓ３４）。なお、２値マスクの表示の際には、図１（Ａ），１（Ｂ）のように、カラー画像と２値マスクとを並べて表示するのが好ましい。２値マスクが満足のいくものでない場合には、ステップＳ３１に戻って新たなしきい値を入力し、２値化処理を再度実行する。一方、２値マスクが満足のいくものであれば、２値化処理を終了する。図１１の手順に従って２値マスクを作成すれば、ユーザが欲するマスクを作成しやすいという利点がある。
【００５４】多階調マスクの分布に基づいて２値化のしきい値を自動的に設定することも可能である。図１２は、多階調マスクデータのヒストグラムである。図１２の横軸における値Ｋstは、対象色の多階調マスク値である。通常のカラー画像では、切抜きの対象色に近い色を有する画素がかなり多い場合が普通であるので、対象色のマスク値の付近にヒストグラムのピークが現われる。また、画像の背景部分は暗い色を有しているので、マスク値が小さい部分にもピークが現われる。このような場合には、図１２に示すように、対象色のマスク値Ｋstよりも小さな値ｘにおいて出現頻度が極小値を示す。従って、対象色に対するマスク値Ｋstよりも小さく、かつ、出現頻度が極小値を示すマスク値ｘを求めてこれを２値化のしきい値とすれば、対象色に近い色の部分を表わす２値マスクを作成することができる。
【００５５】なお、図１３に示すように、多階調マスク値の最大値を所定の値Ｋmax とし、Ｋmax 以上の値をすべてＫmax で置き換えるようにすれば、出現頻度が極小値となるマスク値ｘを、より容易に求めることが可能である。この値Ｋmax としては、多階調マスク値が８ビットデータで表わされる場合には、１２８程度の値が適当である。
【００５６】２値化のしきい値を求める方法としては、多階調マスク値のヒストグラムに基づいて、いわゆる非階層的クラスタリング法（再配置法、ｋ−ｍｅａｎ法とも呼ばれる）を用いて決定することができる。この方法によってヒストグラム内のクラスタを求め、対象色のクラスタの下限値をしきい値として使用すれば、対象色に近似する色部分を示す２値マスクを得ることができる。
【００５７】図１４は、２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグラフである。領域（Ｒａ＋Ｒｂ）内の色は、第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１の値がＴａ以上となる色である。また、領域Ｒｂ内の色は、第１の色ベクトルＶ１の係数ｋ１の値がＴｂ以上となる色である。従って、２値化のしきい値をＴａに設定すれば、領域（Ｒａ＋Ｒｂ）内の色の部分を示す２値マスクを作成することができる。この際、領域Ｒａの左側に隣接する領域Ｒｃ内の色は、対象色の成分が小さいのでマスク領域からは除外されることになる。なお、２値化のしきい値をＴｂに設定すれば、領域Ｒｂ内の色の部分を示す２値マスクを作成することができる。
【００５８】図１５は、実施例によって作成されたマスクの効果を示す説明図である。図１５における多数の丸は、カラー画像内における色の分布を示している。このカラー画像は、対象色Ｃsub に近い色の画素の第１の集合Ｏb1と、対象外色Ｃnsubに近い色の画素の第２の集合Ｏb2とを含んでいる。第１の集合Ｏb1には、写真撮影時に光線が反射して光った部分（いわゆるハイライト領域）の色が存在する。例えば、図１（Ａ）のカラー原稿において、黄色い服地の光った部分などがこのハイライト領域に対応している。上述の実施例によれば、しきい値を図中のＴａに設定することによって、ハイライト領域を含む第１の集合Ｏb1を含み、第２の集合Ｏb2を除外するような２値マスクを得ることができる。第１の集合Ｏb1内のハイライト領域と第２の集合Ｏb2とは、どちらもＢ成分が大きいので、ＲＧＢ空間における色ベクトルを使用する従来の方法では、このハイライト領域と第２の集合Ｏb2とを分離することは不可能である。これに対して、この実施例による方法では、対象色に近いハイライト領域を、第２の集合Ｏb2から容易に分離することができる。
【００５９】なお、図１（Ａ）のカラー画像において、服地の色である黄色を対象色Ｃsubとして指定し、モデルの肌色を対象外色Ｃnsubとして指定すれば、服地の黄色部分を示す図１（Ｂ）のマスクを得ることができる。なお、図４に示すマンセルの色相環からも解るように、緑色は対象色から見て対象外色とは反対側の色相である。従って、対象色Ｃsub を黄色と指定し、対象外色Ｃnsubを肌色と指定すると、緑色の葉の部分もマスク領域に含まれることになる。すなわち、図１（Ｂ）に示すように、黄色と緑色の部分をマスク領域とする２値マスクを得ることができる。
【００６０】以上のように、この実施例では、対象色Ｃsub と対象外色Ｃnsubとを指定することによって、対象色Ｃsub に近い色部分を含み、かつ、対象外色Ｃnsubに近い色を含まないマスクを容易に得ることができる。
【００６１】なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００６２】（１）上記実施例では、色空間としてＲＧＢ座標系を用いたが、ＣＩＥ−ＸＹＺ座標系，ＹＭＣ座標系，ＹＵＶ座標系などの他の色空間を用いてもよい。
【００６３】（２）前述の数式３または４で得られた第１の係数ｋ１またはｋｕ１をそのまま多階調マスクデータとして使用し、多階調マスクデータが正の画素については２値マスクの値を１とし、負の画素については２値マスクの値を０としてもよい。すなわち、しきい値として０を用いても良い。特に、カラー画像の色を変更するための２値マスクを作成する場合には、このような方法によっても良好なマスクを得ることができる。
【００６４】（３）第１ないし第３の色ベクトルは、単位ベクトルでなくてもよい。ただし、第１ないし第３の色ベクトルを単位ベクトルとすれば、各色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになる。従って、上述のように第１の係数に応じてマスクを作成すれば、カラー画像の各画素の色相に応じてマスク領域を決定することが可能である。
【００６５】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、対象色と対象外色の色相が近い場合にも、対象色に近い色部分をマスク領域とし、対象外色に近い色部分をマスク領域から除外することができる。
【００６６】請求項２に記載した発明によれば、マスク領域のみを示す２値のマスクデータを容易に作成することができる。
【００６７】請求項３に記載した発明によれば、ヒストグラムに応じて２値化のしきい値を自動的に決定することができる。
【００６８】請求項４に記載した発明によれば、第３の色ベクトルを容易に決定することができる。
【００６９】請求項５に記載した発明によれば、第１と第２の色ベクトルとは独立な第３の色ベクトルを容易に決定することができる。また、第１ないし第３の色ベクトルはそれぞれ現実の色を表わすことになるので、各画素の色に対する第１の係数を、対象色の成分を実際に表わす指標とすることができる。
【００７０】請求項６に記載した発明によれば、第１ないし第３の色ベクトルが色相のみを表わすベクトルになるので、カラー画像の各画像の色相に応じてマスクを作成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】カラー写真原稿とそのマスクを示す説明図。
【図２】この発明の一実施例を適用して切抜きマスクを作成するマスク作成システムの構成を示すブロック図。
【図３】実施例における切抜きマスクの作成の全体手順を示すフローチャート。
【図４】マンセルの色相環上における対象色（黄色）と対象外色（肌色）の位置を示す説明図。
【図５】ステップＳ４の詳細手順を示すフローチャート。
【図６】第１と第２の色ベクトルＶ１，Ｖ２を示すグラフ。
【図７】第１ないし第３の色ベクトルＶ１，Ｖ２，Ｖ３とＲＧＢ空間の関係を示す説明図。
【図８】ＨＳＶ空間を示す説明図。
【図９】白色の単位ベクトルＶWH以外のベクトルを第３の色ベクトルＶ３として設定する方法を示す説明図。
【図１０】多階調マスクの作成手順を示すフローチャート。
【図１１】２値マスクの作成手順を示すフローチャート。
【図１２】多階調マスクデータのヒストグラム。
【図１３】多階調マスクデータのヒストグラム。
【図１４】２値マスクで切り抜かれる色の領域を示すグラフ。
【図１５】実施例によって作成されたマスクの効果を示す説明図。
【符号の説明】
２０…ＣＰＵ
２２…元画像メモリ
２４…ベクトル値メモリ
２６…マトリクスメモリ
２８…多階調マスクメモリ
３２…キーボード
３４…マウス
３６…読取スキャナ
３８…カラーＣＲＴ
４０…ハードディスク装置
５０…マトリクス演算部
５２…多階調マスク演算部
Ｃnsub…対象外色
Ｃsub …対象色
【特許請求の範囲】
【請求項１】 カラー画像内の所望の色部分を示すマスクを作成する方法であって、前記カラー画像内において前記マスクの対象色を指定する工程と、前記カラー画像内において前記マスクの対象外色を指定する工程と、所定の色空間における前記対象色の第１の色ベクトルを求める工程と、前記所定の色空間における前記対象外色の第２の色ベクトルを求める工程と、前記第１と第２の色ベクトルとは独立の第３の色ベクトルを求める工程と、前記カラー画像内の各画素の色を、前記第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わすときの前記第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める工程と、前記カラー画像内の各画素における前記第１の係数の値に応じて前記マスクを作成する工程と、を備えることを特徴とするカラー画像のマスク作成方法。
【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記マスク作成工程は、前記第１の係数をしきい値で２値化することによって、前記マスクを表わすマスクデータを作成する工程を含む、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項３】 請求項２記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第１の係数を２値化する工程は、前記第１の係数の出現頻度を示すヒストグラムを作成する工程と、前記ヒストグラムの極小値における前記第１の係数を前記しきい値として設定する工程と、を備える、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第３の色ベクトルは白色を表わすベクトルである、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第３の色ベクトルを求める工程は、前記第１と第２の色ベクトルを、色相／彩度／明度空間における第４および第５の色ベクトルにそれぞれ変換する工程と、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が所定の値を超える場合には、前記所定の色空間において白色を表わすベクトルを前記第３の色ベクトルとして選択し、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が前記所定の値未満の場合には、前記第４と第５の色ベクトルのうちで彩度成分のより大きな色ベクトルについて前記色相／彩度／明度空間において色相を所定の角度回転した第６の色ベクトルを生成し、前記第６の色ベクトルを前記所定の色空間のベクトルに変換することによって前記第３の色ベクトルを生成する工程と、を備える、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第１ないし第３の色ベクトルは単位ベクトルである、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項１】 カラー画像内の所望の色部分を示すマスクを作成する方法であって、前記カラー画像内において前記マスクの対象色を指定する工程と、前記カラー画像内において前記マスクの対象外色を指定する工程と、所定の色空間における前記対象色の第１の色ベクトルを求める工程と、前記所定の色空間における前記対象外色の第２の色ベクトルを求める工程と、前記第１と第２の色ベクトルとは独立の第３の色ベクトルを求める工程と、前記カラー画像内の各画素の色を、前記第１ないし第３の色ベクトルの線形結合で表わすときの前記第１ないし第３の色ベクトルに対する第１ないし第３の係数をそれぞれ求める工程と、前記カラー画像内の各画素における前記第１の係数の値に応じて前記マスクを作成する工程と、を備えることを特徴とするカラー画像のマスク作成方法。
【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記マスク作成工程は、前記第１の係数をしきい値で２値化することによって、前記マスクを表わすマスクデータを作成する工程を含む、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項３】 請求項２記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第１の係数を２値化する工程は、前記第１の係数の出現頻度を示すヒストグラムを作成する工程と、前記ヒストグラムの極小値における前記第１の係数を前記しきい値として設定する工程と、を備える、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第３の色ベクトルは白色を表わすベクトルである、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項５】 請求項１ないし３のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第３の色ベクトルを求める工程は、前記第１と第２の色ベクトルを、色相／彩度／明度空間における第４および第５の色ベクトルにそれぞれ変換する工程と、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が所定の値を超える場合には、前記所定の色空間において白色を表わすベクトルを前記第３の色ベクトルとして選択し、前記第４と第５の色ベクトルの少なくとも一方の彩度成分が前記所定の値未満の場合には、前記第４と第５の色ベクトルのうちで彩度成分のより大きな色ベクトルについて前記色相／彩度／明度空間において色相を所定の角度回転した第６の色ベクトルを生成し、前記第６の色ベクトルを前記所定の色空間のベクトルに変換することによって前記第３の色ベクトルを生成する工程と、を備える、カラー画像のマスク作成方法。
【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のカラー画像のマスク作成方法であって、前記第１ないし第３の色ベクトルは単位ベクトルである、カラー画像のマスク作成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図９】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開平８−７１０７
【公開日】平成８年（１９９６）１月１２日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平６−１６５９２０
【出願日】平成６年（１９９４）６月２３日
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
【公開日】平成８年（１９９６）１月１２日
【国際特許分類】
【出願日】平成６年（１９９４）６月２３日
【出願人】（０００２０７５５１）大日本スクリーン製造株式会社 (2,640)
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