(57)【要約】【課題】所定の色テーマに含まれる各色の割当割合を制御し、この色テーマに対応した色合いを変換先の画像において実現することができる色変換処理プログラムを提供する。【解決手段】本色変換処理プログラムは、色テーマの各テーマ色について、入力画像の画素値をテーマ色に変換する際のコストを、対応画素に付与したコストマップを生成するコストマップ生成手段と、コストマップのコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップでの加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、最小コスト画素割合として算出する最小コスト画素割合算出手段と、最小コスト画素割合が所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）≦（Ｃi＋Ｈi）となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、入力画像の画素に割り当てる割当制御手段として機能する。【選択図】図３
2014140138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する装置に搭載されたコンピュータを機能させる色変換処理プログラムであって、
前記色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、前記入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、前記入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ生成手段と、
当該コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、当該加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する最小コスト画素割合算出手段と、
当該コストマップの各々について、当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、前記入力画像の対応する画素に対して割り当てる割当制御手段と
してコンピュータを機能させることを特徴とする色変換処理プログラム。
【請求項２】
前記色変換処理プログラムは、
生成された当該テーマ色毎のコストマップのコストを所定数ｋの階調にクラスタリングして、ｋ階調化されたテーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ階調化手段
としてコンピュータを更に機能させ、
前記最小コスト画素割合算出手段は、当該ｋ階調化したテーマ色毎のコストマップを用いて当該最小コスト画素割合Ｇを算出する
ことを特徴とする請求項１に記載の色変換処理プログラム。
【請求項３】
前記割当制御手段は、当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ当該値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させても、対応する当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割合幅Δｒ内に収まるような加算パラメータの値Ｈtを決定する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の色変換処理プログラム。
【請求項４】
前記割当制御手段は、当該コストマップの各々についての当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ当該値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｄ内で変動させた際の当該最小コスト画素割合Ｇの変動幅が最小となるような加算パラメータの値Ｈtを決定する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項５】
前記コストマップ生成手段は、前記色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、前記入力画像の各画素に対応する対応画素毎に当該コストを付与し、さらに、対応画素毎に付与された当該コストに対し、色的カーネル及び空間的カーネルを用いたバイラテラルフィルタリング（bilateral filtering）処理を実施して、テーマ色毎のコストマップを生成する
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項６】
前記色変換処理プログラムは、
前記入力画像の画素毎に、色空間において当該画素の画素値と、当該画素に割り当てられた理想変換先としてのテーマ色の値との間に位置する変換先画素値を決定する変換色決定手段
としてコンピュータを更に機能させることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項７】
前記変換色決定手段は、大きい値であるほど当該変換先画素値が理想変換先としてのテーマ色に近い位置になることを示す変換パラメータβであって、前記入力画像の各画素について、当該画素の画素値を当該理想変換先としてのテーマ色に変換する際のコストが大きくなるにつれてゼロに近づき、当該コストが所定値θ２以上のときにゼロとなる変換パラメータβを決定する
ことを特徴とする請求項６に記載の色変換処理プログラム。
【請求項８】
前記コストマップ生成手段は、前記入力画像の各画素の画素値を前記色テーマの当該テーマ色に変換する際のコストを、前記入力画像の当該画素の画素値と前記色テーマの当該テーマ色との色距離に基づいて決定することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項９】
前記割当制御手段は、前記所定の割当割合範囲を、各テーマ色について予め設定された割当割合の下限値λtに基づいて決定することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項１０】
前記割当制御手段は、前記色テーマに含まれるテーマ色の数をｎ個とし、各コストマップの加算パラメータをｈiとし、各コストマップのテーマ色の割当割合をｒiとして、色割当関数Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）＝（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）を決定し、当該色割当関数と、算出された最小コスト画素割合Ｇと、予め設定された割当割合の下限値λｉ（ｒi≧λｉ）とを用いて値Ｈtを算出する
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の色変換処理プログラム。
【請求項１１】
所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する色変換処理処置であって、
前記色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、前記入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、前記入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ生成手段と、
当該コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、当該加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する最小コスト画素割合算出手段と、
当該コストマップの各々について、当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、前記入力画像の対応する画素に対して割り当てる割当制御手段と
を有することを特徴とする色変換処理装置。
【請求項１２】
所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する色変換処理方法であって、
前記色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、前記入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、前記入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成する第１のステップと、
当該コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、当該加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する第２のステップと、
当該コストマップの各々について、当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、前記入力画像の対応する画素に対して割り当てる第３のステップと
を有することを特徴とする色変換処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像の色を変換する色変換処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯端末に内蔵されたカメラやデジタル撮影装置を使用して、誰でも簡単に静止画像や動画像といった画像を撮影することができる。撮影された画像は、他人に公開・提供されたり、さらにはウェブ（Web）上で共有されたりすることも多い。しかしながら、一般に、ユーザによって撮影された画像は、ユーザの伝えたいと感じた内容を必ずしも表現できてはいない。このため、携帯端末の多くのカメラアプリケーションや画像共有ウェブサイトでは、画像を見る者の主観的印象を変化させるような画像処理効果を施すための機能が用意されている。このような機能を用い、ユーザの伝えたいと感じた内容を画像上に表現するべく、この画像に変換処理を施す機会が増えている。
【０００３】
特に、画像の色は画像を見る者の主観的印象に非常に大きな影響を与えるため、ユーザは、画像の色を所望の形に変換することによって、伝えたいと感じた内容をより適切に画像上に表現することができる。従来、このような色の変換処理を実施するため、画像の色情報をユーザの所望する色情報に変換する装置が種々開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献1には、画像の色合いを所望の色合いに変換する技術が開示されている。この技術では、色変換対象画像における色ヒストグラム等の特徴量を、所望の色合いを有するとされた画像における同種の特徴量に近づけることによって色変換を実現する。画像の色ヒストグラムのうち出現頻度が予め定められた閾値以上のビンを特徴量とした場合には、これを、所望の色合いを有するとされた画像のヒストグラムのうちで最も近いビンの平均色に置き換えている。
【０００５】
また、非特許文献１には、画像全体の色を、ユーザの所望する色テーマに基づいて変換する技術が開示されている。この技術では、ユーザによって選択された、複数の色情報のセットである色テーマに基づいて、画像の色情報が変換される。色変換は各分割領域の平均色を変換することで実現される。この際、分割領域の平均色がなるべく変化せず、分割領域のテクスチャに対して適切な色が使用され、さらに、画像全体に出現する色の印象が色テーマの印象とできるだけ近くなるように色変換が実行される。この印象の近さは、色と印象とを結びつける色−印象空間におけるユークリッド距離によって測られる。即ち、色テーマの全色を色−印象空間へ投影した際の印象の平均値と、画像の全画素の色を色−印象空間へ投影した際の印象の平均値とのユークリッド距離によって印象の近さを測っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−２７４２０５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】Baoyuan Wang, Yizhou Yu, Tien-Tsin Wong, Chun Chen, Ying-Qing Xu,"Data-driven image color theme enhancement", ACM Trans. on Graphics(TOG), vol. 29, Issue 6, 146ページ, 2010年
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像全体の色をユーザの所望する色テーマに基づいて変換する場合、ユーザが１つの色テーマを選択している以上、ユーザの所望する色合いは、この色テーマに含まれる色の全てを反映することによって実現される。しかしながら、上述したような従来技術を用いても、変換先の画像全体において使用される色の割合を制御することは困難である。
【０００９】
例えば、特許文献1の技術では、色変換対象画像のヒストグラムのうち、高頻度で出現する色のビンがそれぞれ変換されるので、所望の色合いとして与えられた画像の色が、全て反映される保証がない。従って、所望の色合いとして与えられた複数の色のうち、いずれか１つの色を強く反映させた色変換が行われる可能性がある。この場合、所望の色合いとして与えられた色のうち、色変換で適用された色以外の色は反映されないため、ユーザが望んだ色合いに変換されたとは言い難い。
【００１０】
一方、非特許文献1の技術では、色変換対象となっている各色がどの色へ変換されることが望ましいかという局所的な制約だけでなく、画像全体に出現した色が全体として色テーマの印象へ近づくようにという大域的な制約が設定されている。しかしながら、この大域的な制約は、単に、色−印象空間に各色を投影した際の印象の平均値に基づいて設定されたものであり、色テーマの各色が全て反映されることを何ら保証するものではない。
【００１１】
そこで、本発明は、所定の色テーマに含まれる各色の割当割合を制御し、この色テーマに対応した色合いを変換先の画像において実現することができる色変換処理プログラム、装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する装置に搭載されたコンピュータを機能させる色変換処理プログラムであって、
色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ生成手段と、
コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する最小コスト画素割合算出手段と、
コストマップの各々について、最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、入力画像の対応する画素に対して割り当てる割当制御手段と
してコンピュータを機能させる色変換処理プログラムが提供される。
【００１３】
この色変換処理プログラムの一実施形態として、本色変換処理プログラムは、生成されたテーマ色毎のコストマップのコストを所定数ｋの階調にクラスタリングして、ｋ階調化されたテーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ階調化手段としてコンピュータを更に機能させ、最小コスト画素割合算出手段は、ｋ階調化したテーマ色毎のコストマップを用いて最小コスト画素割合を算出することも好ましい。
【００１４】
また、本発明による色変換処理プログラムの他の実施形態として、割当制御手段は、（α）最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させても、対応する最小コスト画素割合Ｇが所定の割合幅Δｒ内に収まるような加算パラメータの値Ｈtを決定することも好ましい。または、（α’）コストマップの各々についての最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｄ内で変動させた際の最小コスト画素割合Ｇの変動幅が最小となるような加算パラメータの値Ｈtを決定することも好ましい。
【００１５】
さらに、本発明による色変換処理プログラムの他の実施形態として、コストマップ生成手段は、色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、入力画像の各画素に対応する対応画素毎にコストを付与し、さらに、対応画素毎に付与されたコストに対し、色的カーネル及び空間的カーネルを用いたバイラテラルフィルタリング（bilateral filtering）処理を実施して、テーマ色毎のコストマップを生成することも好ましい。
【００１６】
また、本発明による色変換処理プログラムによれば、本色変換処理プログラムは、入力画像の画素毎に、色空間において当該画素の画素値と、当該画素に割り当てられた理想変換先としてのテーマ色の値との間に位置する変換先画素値を決定する変換色決定手段としてコンピュータを更に機能させることも好ましい。
【００１７】
ここで、この変換色決定手段は、大きい値であるほど変換先画素値が理想変換先としてのテーマ色に近い位置になることを示す変換パラメータβであって、入力画像の各画素について、当該画素の画素値を理想変換先としてのテーマ色に変換する際のコストが大きくなるにつれてゼロに近づき、このコストが所定値θ２以上のときにゼロとなる変換パラメータβを決定することも好ましい。
【００１８】
また、本発明による色変換処理プログラムによれば、コストマップ生成手段は、入力画像の各画素の画素値を色テーマのテーマ色に変換する際のコストを、入力画像の当該画素の画素値と色テーマのテーマ色との色距離に基づいて決定することも好ましい。また、割当制御手段は、所定の割当割合範囲を、各テーマ色について予め設定された割当割合の下限値λtに基づいて決定することも好ましい。
【００１９】
さらに、本発明による色変換処理プログラムの一実施形態として、割当制御手段は、色テーマに含まれるテーマ色の数をｎ個とし、各コストマップの加算パラメータをｈiとし、各コストマップのテーマ色の割当割合をｒiとして、色割当関数Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）＝（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）を決定し、色割当関数と、算出された最小コスト画素割合Ｇと、予め設定された割当割合の下限値λｉ（ｒi≧λｉ）とを用いて値Ｈtを算出することも好ましい。
【００２０】
本発明によれば、さらに、所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する色変換処理処置であって、
色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成するコストマップ生成手段と、
コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する最小コスト画素割合算出手段と、
コストマップの各々について、最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、前記入力画像の対応する画素に対して割り当てる割当制御手段と
を有する色変換処理装置が提供される。
【００２１】
本発明によれば、さらにまた、所定の色テーマに基づいて入力画像の色を変換する色変換処理方法であって、
色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際のコストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した、テーマ色毎のコストマップを生成する第１のステップと、
コストマップの対応画素に付与されたコストＣtに加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣiに加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合Ｇとして算出する第２のステップと、
コストマップの各々について、当該最小コスト画素割合Ｇが所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、加算コスト（Ｃt＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi＋Ｈi）以下となるコストＣtを有するコストマップのテーマ色を、前記入力画像の対応する画素に対して割り当てる第３のステップと
を有する色変換処理方法が提供される。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の色変換処理プログラム、装置及び方法によれば、所定の色テーマに含まれる各色の割当割合を制御し、この色テーマに対応した色合いを変換先の画像において実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明による色変換処理方法の一実施形態を概略的に示す説明図である。
【図２】各テーマ色の割当割合の制御及びテーマ色の適切な領域分割について説明するための画像例である。
【図３】本発明による色変換処理装置の一実施形態における機能構成図である。
【図４】第１のコストマップを平滑化処理して第２のコストマップを生成する一実施形態を示すグラフである。
【図５】第２のコストマップを階調化して第３のコストマップを生成する一実施形態を示すグラフである。
【図６】累積分布Ｇtを算出する一実施形態を示すグラフ及び概略図である。
【図７】出力画像の画素値である変換先画素値を決定する一実施形態を示す概略図である。
【図８】入力画像の画素値と、理想変換先としてのテーマ色とのブレンドの効果を示す画像例である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下では、本発明の実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
図１は、本発明による色変換処理方法の一実施形態を概略的に示す説明図である。
【００２６】
図１によれば、最初に、色変換処理を行う対象である入力画像が、ユーザによる指示操作によって、又は処理装置への入力によって、指定・選定される。複数の画像が画像記憶部に保存されていて、ユーザの指示操作によって所望の画像が入力画像として指定されてもよい。ここで、入力画像には、写真ファイル等の静止画像、及びビデオファイル等の動画像が含まれる。
【００２７】
また、ユーザの所望する色合いを実現するために、色変換の基準として、複数の色（テーマ色）のセットである「色テーマ」が、ユーザによる指示操作によって指定される。複数の「色テーマ」が色テーマ記憶部に保存されていて、ユーザの指示操作によって所望の「色テーマ」が指定されてもよい。この「色テーマ」に基づき入力画像の色を変換することによって、色変換された出力画像が生成される。
【００２８】
ここで、「色テーマ」は、色のセットを直接指定するものだけではなく、他の画像や、「ロマンチック」等のキーワードであってもよい。この場合、「色テーマ」は、これらの画像で使用されている色のセット、又はキーワードに予め関連付けられた色のセットを間接的に指定するものとなる。
【００２９】
図１に示した実施形態によれば、最初に、入力画像及び「色テーマ」から、第１のコストマップが生成される。第１のコストマップは、「色テーマ」に含まれる色１、色２、・・・といった複数の色（テーマ色）の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際の変換コストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与したマップである。ここで、変換コストは、入力画像の画素の画素値と色テーマのテーマ色との色空間における色距離として又は当該色距離に基づいて決定されてもよい。このような第１のコストマップは、テーマ色毎に（テーマ色の数ｎだけ）生成される。図１では、色１に対する第１のコストマップＣ1f及び色２に対する第１のコストマップＣ2fが明示されている。
【００３０】
次いで、本実施形態では、第１のコストマップの対応画素毎に付与された変換コストに対し、バイラテラルフィルタリング（bilateral filtering）等の平滑化処理を実施して、第２のコストマップを生成する。第２のコストマップでは、この平滑化処理により、（イ）ノイズが除去され、（ロ）隣接画素が同様の色に変換される。ここで、平滑化処理としてバイラテラルフィルタリング処理を実施することによって、さらに、（ハ）変換コストの変わる境目、即ちエッジ、をぼかさずに保存しつつ、平滑化を実現することができる。このような第２のコストマップも、テーマ色毎に生成される。図１では、色１に対する第２のコストマップＣ1'及び色２に対する第２のコストマップＣ2'が明示されている。
【００３１】
さらに、本実施形態では、第２のコストマップの変換コストを所定数ｋの階調にクラスタリングして、ｋ階調化されたテーマ色毎の第３のコストマップ（Ｃ1''及びＣ2''）を生成する。変換コストを階調化することによって、後に実行されるテーマ色の割り当ての際、各テーマ色の割当割合を安定的に制御し、且つ画像内の１つの領域に同様の色を割り当て易くすることができる。
【００３２】
同じく図１によれば、次いで、
（ａ）１つの第３のコストマップにおける対応画素に付与された変換コストＣt''に加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt''＋ｈt）と、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣi''に加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi''＋ｈi）とを算出し、さらに、
（ｂ）加算コスト（Ｃt''＋ｈt）が、加算コスト（Ｃi''＋ｈi）以下（Ｃt''＋ｈt≦Ｃi''＋ｈi）となる変換コストＣt''を有する対応画素の割合を、加算パラメータｈtの関数となる最小コスト画素割合（「累積分布」）Ｇt（ｈt）として算出する。
【００３３】
さらに、次いで、
（ｃ）第３のコストマップの各々について、「累積分布」Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定し、さらに、
（ｄ）加算コスト（Ｃt''＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi''＋Ｈi）以下となるコストＣt''を有するコストマップのテーマ色を、入力画像の対応する画素に対して割り当てる。
【００３４】
ここで、上記（ｃ）において、
（ｃ'）「累積分布」Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させても、対応する「累積分布」Ｇt（ｈt）が所定の割合幅Δｒ内に収まるような加算パラメータの値Ｈtを決定することも好ましく、または、
（Ｃ''）「累積分布」Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させた際の「累積分布」Ｇt（ｈt）の変動幅が最小となるような値Ｈtを決定することも好ましい。
このように、値Ｈtを決定することによって、
（α）各テーマ色の割当割合を安定的に制御し、且つ
（β）画像内の１つの領域（１つのオブジェクト）に同様の色を割り当て易くする
ことができる。
【００３５】
次いで、入力画像の画素毎に、色空間において、当該画素の画素値と、当該画素に割り当てられた理想変換先としてのテーマ色の値との間に位置する変換先画素値を決定する。最後に、入力画像の画素毎に、当該画素の画素値を、決定された変換先画素値に変換して、出力画像を生成する。
【００３６】
このように、本実施形態によれば、「累積分布」Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtを決定するので、所定の色テーマに含まれる各テーマ色の割当割合を制御することが可能となる。その結果、この色テーマを指定することによってユーザが所望した色合いを、変換先の画像において実現することができる。
【００３７】
さらに、上記（ｃ'）及び（ｃ''）を満たすように値Ｈtを決定することによって、画像内の１つの領域（例えば海の領域）に同様の色（例えば青系統の色）を割り当て易くすることが可能となる。即ち、色の領域分割を適切に行うことができる。その結果、画像内の各領域（オブジェクト）について自然な着色・輪郭を実現することができるのである。
【００３８】
図２は、各テーマ色の割当割合の制御及びテーマ色の適切な領域分割について説明するための画像例である。
【００３９】
図２（Ａ）の例では、色変換の効果を容易に確認することができるように、「色テーマ」の有するテーマ色は、色１及び色２の２つ（ｎ＝２）となっている。この「色テーマ」に基づき、図２（Ａ）に示した入力画像を、図１に示した実施形態によって色変換処理することによって生成された出力画像を、図２（Ｂ）に示す。図２（Ｂ）の出力画像では、（α）各テーマ色の割当割合が適切であり、即ち、色１及び色２がそれぞれ十分に割り当てられており、
（β）テーマ色の領域分割も適切である、即ち、画像内における領域（オブジェクト）が概ね同様の色で占められている（割り当てられた色による領域分割が適切な箇所で行われている）。
【００４０】
これに対し、各テーマ色の割当割合の制御を行うことのできない従来技術では、例えば、図２（Ｃ）に示した出力画像が生成される。この出力画像では、色１の割当割合が極端に高く、全体の色合いが色１に偏っており、色の割当割合が不適切である。その結果、「色テーマ」を指定することによってユーザが所望した色合いを、実現することができていない。さらに、図２（Ｄ）に示した出力画像では、テーマ色の領域分割が不適切である。その結果、画像内の各オブジェクト（領域）について、自然な着色・輪郭を実現することができていない。
【００４１】
このように、「色テーマ」を指定した色変換処理においては、（α）テーマ色の割当割合の制御、及び（β）テーマ色の領域分割の適切さ、といった２つの制約条件が、非常に重要となることが理解される。
【００４２】
図３は、本発明による色変換処理装置の一実施形態における機能構成図である。
【００４３】
図３に示した色変換処理装置１は、図１に示した実施形態の色変換処理を実施可能な装置であり、例えば、スマートフォン、タブレット型コンピュータ、パーソナルコンピュータ、ノート型コンピュータ等の情報機器とすることができる。色変換処理装置１は、入力部１００と、出力部１０１と、表示・操作部１０２と、色テーマ記憶部１０３と、プロセッサ・メモリとを備えている。ここで、プロセッサ・メモリは、プログラムを実行することによってその機能を実現させる。
【００４４】
色変換処理装置１は、入力部１００を介して入力した入力画像を、色テーマに基づいて色変換処理し、出力部１０１から色変換後の出力画像を出力する。ここで、色テーマも、入力部１００を介して入力し、色テーマ記憶部１０３に蓄積することができる。また、出力部１０１は、色適用部１７から出力された出力画像を、外部の表示手段、印刷手段、記録手段、又は通信手段等に出力・送信するインタフェースである。
【００４５】
色テーマ記憶部１０３は、入力部１００から入力した、又は別ルートから入手した複数の色テーマを記憶する。色テーマ記憶部１０３は、ユーザによる表示・操作部１０２に対する指定操作によって指定された色テーマを、色テーマ・割当割合設定部１１に出力してもよい。表示・操作部１０２は、例えば、ディスプレイ及びキーボード、又はタッチパネル・ディスプレイとすることができる。
【００４６】
プロセッサ・メモリは、機能構成部として、色テーマ・割当割合設定部１１と、コストマップ生成部１２と、コストマップ階調化部１３と、最小コスト画素割合算出部１４と、割当制御部１５と、変換色決定部１６と、色適用部１７とを有している。
【００４７】
色テーマ・割当割合設定部１１は、色テーマ記憶部１０３に記憶された色テーマを、ユーザに提示すべく表示・操作部１０２に表示させる。また、ユーザによる表示・操作部１０２に対する指定操作によって指定された
（ａ）所望の色テーマの情報、及び
（ｂ）色テーマに含まれる各テーマ色に対する所望の割当割合（の下限値）の情報
を入力する。ここで、割当割合の下限値は、例えば「全てのテーマ色が３割以上含まれている」という制約として与えられてもよい。色テーマ・割当割合設定部１１は、次いで、これらの情報を、コストマップ生成部１２及び割当制御部１５に出力する。
【００４８】
コストマップ生成部１２は、コスト算出部１２０と、平滑化部１２１とを有する。コスト算出部１２０は、色テーマに含まれる複数のテーマ色の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際の変換コストを算出する。ここで、変換コストは、入力画像の画素の画素値と色テーマのテーマ色との色空間における色距離として又は当該色距離に基づいて決定されてもよい。コスト算出部１２０は、次いで、この変換コストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与した（テーマ色毎の）第１のコストマップを生成する。
【００４９】
平滑化部１２１は、（テーマ色毎の）第１のコストマップにおいて、対応画素毎に付与された変換コストに対し、色的カーネル及び空間的カーネルを用いたバイラテラルフィルタリング処理を実施して、（テーマ色毎の）第２のコストマップを生成する。
【００５０】
コストマップ階調化部１３は、生成された（テーマ色毎の）第２のコストマップの変換コストを所定数ｋの階調にクラスタリングして、ｋ階調化された（テーマ色毎の）第３のコストマップを生成する。これにより、テーマ色の数をｎとして、ｎ個の第３のコストマップが生成され、最小コスト画素割合算出部１４に出力される。
【００５１】
最小コスト画素割合算出部１４は、第３のコストマップの対応画素に付与された変換コストＣt''に加算パラメータｈtを加算した加算コスト（Ｃt''＋ｈt）が、他のコストマップにおける対応する対応画素に付与されたコストＣi''に加算パラメータｈiを加算した加算コスト（Ｃi''＋ｈi）以下となるようなコストＣtを有する対応画素の割合を、加算パラメータｈtの関数となる累積分布（最小コスト画素割合）Ｇt（ｈt）として算出する。
【００５２】
割当制御部１５は、加算パラメータ決定部１５０と、テーマ色割当部１５１とを有する。加算パラメータ決定部１５０は、第３のコストマップの各々について、累積分布Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような加算パラメータｈの値Ｈtを決定する。ここで、所定の割当割合範囲は、各テーマ色について予め設定された割当割合の下限値λtに基づいて決定されることも好ましい。
【００５３】
また、加算パラメータ決定部１５０は、後に図８を用いて説明するように、色テーマに含まれるテーマ色の数をｎ個とし、各コストマップの加算パラメータをｈiとし、各コストマップのテーマ色の割当割合をｒiとして、色割当関数Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）＝（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）を決定し、決定された色割当関数と、算出された累積分布Ｇt（ｈt）と、予め設定された割当割合の下限値λｉ（ｒi≧λｉ）とを用いて値Ｈtを算出することも好ましい。
【００５４】
さらに、加算パラメータ決定部１５０は、（α）累積分布Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ（β）当該値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させても、対応する累積分布Ｇt（ｈt）が所定の割合幅Δｒ内に収まる値Ｈtを決定することも好ましい。または、（α’）累積分布Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような値Ｈtであって、且つ（β'）当該値Ｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させた際の累積分布Ｇt（ｈt）の変動幅が最小となるような加算パラメータｈの値Ｈtを決定することも好ましい。
【００５５】
テーマ色割当部１５１は、加算コスト（Ｃt''＋Ｈt）が加算コスト（Ｃi''＋Ｈi）以下となるコストＣt''を有するコストマップのテーマ色を、入力画像の対応する画素に対して割り当てる。
【００５６】
変換色決定部１６は、入力画像の画素毎に、色空間において当該画素の画素値と、当該画素に割り当てられた理想変換先としてのテーマ色の値との間に位置する変換先画素値を決定する。この際、変換色決定部１６は、大きい値であるほど変換先画素値が理想変換先としてのテーマ色に近い位置になることを示す変換パラメータβであって、入力画像の各画素について、当該画素の画素値を理想変換先としてのテーマ色に変換する際の変換コストが大きくなるにつれてゼロに近づき、この変換コストが所定値θ２以上のときにゼロとなる変換パラメータβを決定することも好ましい。
【００５７】
色適用部１７は、入力画像の各画素の画素値を、変換色決定部１６で決定された変換先画素値に変換する。
【００５８】
［変換コスト算出・エッジ保存平滑化処理］
図４は、第１のコストマップを平滑化処理して第２のコストマップを生成する一実施形態を示すグラフである。
【００５９】
尚、以後説明する実施形態では、入力画像及び色テーマの色情報は、均等色空間であるＬ＊ａ＊ｂ＊空間を用いて表現される。また、色変換は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊空間（ＣＩＥ色空間）における座標（ａ＊，ｂ＊）を変換することで実現される。但し、比較可能な色空間であれば、当然に、ＲＧＢ色空間等の他の色空間を用いて色情報を表現してもよい。
【００６０】
図４（Ａ）に、第１のコストマップの３次元グラフを示す。このグラフでは、第１のコストマップの対応画素に対応する２次元の位置（ｘ，ｙ）における変換コストを、３番目の軸（ｚ軸）に沿った量で表している。
【００６１】
第１のコストマップは、「色テーマ」に含まれる複数のテーマ色（色１、色２、・・・）の各々について、入力画像の各画素の画素値を当該テーマ色に変換する際の変換コストを、入力画像の各画素に対応する対応画素毎に付与したマップである。ここで、変換コストＣは、入力画像の画素位置（ｘ，ｙ）における色情報（ａ＊，ｂ＊）と、テーマ色の色情報（ａt＊，ｂt＊）とのＬ＊ａ＊ｂ＊空間におけるユークリッド距離（色距離）として、
（１）  Ｃ＝（（ａ＊−ａt＊）２＋（ｂ＊−ｂt＊）２）０．５
のように表されてもよい。
【００６２】
図４（Ｂ）に、第２のコストマップの３次元グラフを示す。この第２のコストマップは、第１のコストマップ（図４（Ａ））の対応画素毎に付与された変換コストに対し、バイラテラルフィルタリング処理を実施したものである。第２のコストマップでは、この処理の平滑化作用（隣接画素同士に同じような変換コストを持たせる作用）によって、
（イ）ノイズが除去され、（ロ）隣接画素が同様の色に変換される。
さらに、バイラテラルフィルタリング処理特有の作用（色距離だけではなく輝度の差も考慮し、輝度変化の大きいところは重みを小さくする作用）によって、
（ハ）変換コストの変わる境目（エッジ）をぼかさずに保存しつつ、平滑化を実現する
ことができる。
【００６３】
ここで、ガウシアンフィルタリングのような平滑化処理を用いたとすると、変換コストが変わる境目、即ち色が変わる境目も平滑化されてしまい、結果的に色変換後の領域（オブジェクト）の輪郭がぼけてしまう。従って、バイラテラルフィルタリング処理のようなエッジを保存しながら平滑化を行う手法を用いることが好ましい。尚、図４（Ｂ）の第２のコストマップは、図４（Ａ）の第１のコストマップに対し、バイラテラルフィルタリング処理を複数回実施することによって生成されている。
【００６４】
具体的に、第１のコストマップの対応画素位置（ｘ，ｙ）の色情報（ａ＊，ｂ＊）をｆ（ｘ，ｙ）とすると、バイラテラルフィルタリング処理を実施した際の色情報ｇ（ｘ，ｙ）は、
【数１】
2014140138.tif 000003
と表される。
【００６５】
ここで、ｗは、図４（Ｃ）に示すように、フィルタカーネルの半径である。またweightは、画素ｐ（ｘ，ｙ）との空間距離及び色距離から定義される重みを表す。この重みは空間距離及び色距離が近いほど大きい値となる。従って、空間距離及び色距離のより近い隣接画素の色情報が、処理後の色情報により大きく影響する。weightは、次式で定義される。
【数２】
2014140138.tif 000004
【００６６】
ここで、σs２及びσc２は、それぞれ空間的及び色的正規分布における分散を表す。また、dists及びdistcは、それぞれ画素ｐ（ｘ，ｙ）と画素ｐ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）との空間距離及び色距離を表す。本実施形態では、dists＝（ｉ２＋ｊ２）０.５であり、distc＝（(ｆ（ｘ，ｙ）)２＋(ｆ（ｘ＋ｉ，ｙ＋ｊ）)２）０.５となる。また、式（３）において、最初のｅｘｐ項は、空間的カーネル（Spatial Kernel）を表し、次のｅｘｐ項は、色（トーン）的カーネル（Tonal Kernel）を表す。
【００６７】
［階調化処理］
図５は、第２のコストマップを階調化して第３のコストマップを生成する一実施形態を示すグラフである。
【００６８】
図５（Ａ１）及び（Ａ２）にそれぞれ、色１についての第２のコストマップＣ1'の３次元グラフ、及び第２のコストマップＣ1'を階調化処理して生成した第３のコストマップＣ1''の３次元グラフを示す。この階調化処理では、第２のコストマップＣ1'の変換コストを所定数ｋの階調にクラスタリングして、ｋ階調化された第３のコストマップＣ1''を生成する。変換コストを階調化することによって、後に実行されるテーマ色の割り当ての際、各テーマ色の割当割合を安定的に制御し、且つ画像内の１つの領域に同様の色を割り当て易くする。
【００６９】
具体的に、階調化処理においては、コストマップの変換コスト値を、ｋ−ｍｅａｎｓ法を用いてクラスタリングし、各クラスタの代表値で置き換えることによって、ｋ個の値へ階調化してもよい。このｋ−ｍｅａｎｓ法のアルゴリズムは下記の通りである。
（ステップ１）：ｋ個のクラスタの中心をランダムに設定する。
（ステップ２）：それぞれの個体を最も近い中心に割り当てる。
（ステップ３）：クラスタ毎に中心を計算し直す。
ステップ３で、すべてのクラスタ中心が変化しなければ終了し、それ以外の場合、ステップ２に戻って処理を継続する。
【００７０】
図５（Ｂ１）及び（Ｂ２）にそれぞれ、色２についての第２のコストマップＣ2'の３次元グラフ、及び第２のコストマップＣ2'を階調化処理して生成した第３のコストマップＣ2''の３次元グラフを示す。このように、階調化された第３のコストマップは、テーマ色の数ｎだけ生成される。
【００７１】
［累積分布Ｇt生成］
図６は、累積分布Ｇtを算出する一実施形態を示すグラフ及び概略図である。
【００７２】
ここで、テーマ色の割り当て方法について説明する。入力画像の各画素に割り当てるテーマ色を決定する際、最も単純な方法として、例えば、色テーマの各テーマ色に対応するコストマップを参照し、各画素について、最も変換コストの低いテーマ色を割り当てることが考えられる。即ち、色テーマに含まれるテーマ色がｎ個あった場合に、入力画像の画素位置（ｘ，ｙ）に色tが割り当てられるのは、ｉ≠ｔである全てのｉ∈｛１，２，・・・，ｎ｝に対して、
（４）  Ｃt''（ｘ，ｙ）≦Ｃi''（ｘ，ｙ）
となる場合である。ここで、Ｃt''（ｘ，ｙ）及びＣi''（ｘ，ｙ）は、それぞれ色ｔ及び色ｉに対応する第３のコストマップの対応画素位置（ｘ，ｙ）における変換コスト値である。例えば、テーマ色が２つ（ｎ＝２）である場合は、Ｃ1''（ｘ，ｙ）≦Ｃ2''（ｘ，ｙ）の場合に色１が適用され、それ以外の場合に色２が適用される。
【００７３】
しかしながら、このようにして算出された割合が、図２を用いて説明した重要な２つの制約、即ち、
制約（α）：各テーマ色の割当割合を適切にする（各テーマ色を十分に割り当てる）、及び
制約（β）：テーマ色の領域分割を適切にする（割り当てられた色による領域分割が適切な箇所で行われるようにする）
を満たす保証はない。そこで、加算パラメータｈを用い、各コストマップの変換コストに下駄を履かせて（コスト値ｈを追加（加算）して）、
（５）  Ｃt''（ｘ，ｙ）＋ｈt≦Ｃi''（ｘ，ｙ）＋ｈi
の場合に、色ｔが割り当てられるとする。
【００７４】
ここで、図６（Ａ）に示すように、各コストマップについての加算パラメータをｈ1，ｈ2，・・・，ｈnとし、ｈtのみを変数とした場合に、ｉ≠ｔである全てのｉ∈｛１，２，・・・，ｎ｝において、式（５）を満たす変換コストＣt''を有する対応画素の数の全画素数に対する割合ｒtを、累積分布Ｇt（ｈt）、即ち、
（６）  ｒt＝Ｇt（ｈt）
とする。この累積分布Ｇt（ｈt）が制約（α）及び制約（β）を満たすことになる適切な加算パラメータｈtの値Ｈtを決定することで、適切な色の割り当て制御を実現する。
【００７５】
例えば、テーマ色が２つ（ｎ＝２）である場合、Ｃ1''（ｘ，ｙ）＋ｈ1≦Ｃ2''（ｘ，ｙ）＋ｈ2、即ち、
（７）  、Ｃ1''（ｘ，ｙ）−Ｃ2''（ｘ，ｙ）≦ｈ2−ｈ1
の場合に、色１が割り当てられる。
【００７６】
ここで、Ｃ1''（ｘ，ｙ）−Ｃ2''（ｘ，ｙ）、即ち、コスト差は、図６（Ｂ）に示すコスト差マップ（Ｃ1''−Ｃ2''）のグラフで表現される。このグラフの縦軸は、ｈS＝ｈ2−ｈ1である。さらに、色１が割り当てられる割当割合ｒ1を示す累積分布Ｇt（ｈs）は、図６（Ｃ）に示すようになる。この累積分布Ｇt（ｈs）は、条件式（７）を満たす画素の数を全画素数で割ったものに相当する。
【００７７】
［テーマ色割り当て］
次いで、累積分布Ｇt（ｈs）が上記制約（α）及び制約（β）を満たすことになるような加算パラメータｈtの値Ｈtを決定する。
【００７８】
＜制約（α）＞
最初に、制約（α）を定式化する。色テーマのうちの１つのテーマ色tが画像全体に割り当てられる(反映される)割合の下限値が、ユーザ又はシステム設計者等によって予め設定される。この値をλt∈［０，１］とする。指定された色テーマに含まれるテーマ色がｎ個である場合、λ1＋λ2＋・・・＋λn≦１である。ここで、累積分布Ｇt（ｈt）において、全てのテーマ色のうちでテーマ色ｔが割り当てられる割合（割当割合）をｒtとすると、
（８）  ｒt＝Ｇt（Ｈt）≧λt
となるｎ個の値Ｈtを決定することによって、テーマ色毎の割当割合ｒ1，ｒ2，・・・，ｒnを実現することができる。
【００７９】
例えば、テーマ色が２つ（ｎ＝２）であって、λ1＝λ2＝０.３と設定されたとする。この際、色１及び色２の割当割合をそれぞれｒ1及びｒ2とすると、ｒ1＝Ｇ1（Ｈ1）≧λ1及びｒ2＝Ｇ2（Ｈ2）≧λ2を満たす値Ｈ1及びＨ2を決定することによって、０.３≦ｒ1，ｒ2≦０.７との条件を満たす色１及び色２の割当割合ｒ1及びｒ2が実現する。
【００８０】
＜制約（β）＞
次に、制約（β）を定式化する。着色の自然さを保つために、一つの領域（オブジェクト）にできるだけ同じ色が適用される必要がある。そのための理想的な状態は、同じ領域内の画素に同じ変換コストが付加されていることである。このような制約（β）を満たすために、（第２の）コストマップが階調化される。これにより、平滑化された後においても同じ領域内で尚異なっていた変換コスト値の差が吸収され、同じ領域内で同じ変換コストを持たせることが可能となる。
【００８１】
この階調化（第３のコストマップ作成）を実施することによって、制約（β）を定式化することができる。比較例として、図６（Ｄ）に、図１に示した実施形態において、テーマ色が色１及び色２の２つである（ｎ＝２）場合における、階調化される前の第２のコストマップを用いて生成した累積分布を示す。この累積分布では、値（割当割合）が滑らかに遷移している。この場合、色の領域分割を適切に実施できる値Ｈtを如何に選択すればよいか、の情報が得られない。
【００８２】
これに対し、階調化された第３のコストマップを用いて生成した累積分布Ｇtでは、図６（Ｂ）に示すように、値（割当割合）が段階的に遷移する。ここで、加算パラメータｈ（ｈs）を多少変動させても（パラメータ幅Δｈ内で変動させても）、累積分布Ｇtが大きく変わらない（所定の割合幅Δｒ内に収まる）箇所は、値（割当割合）が安定している箇所であり、領域分割が成功している可能性が高い。即ち、このような箇所が、加算パラメータの適切な値Ｈtの候補となる。
【００８３】
従って、
（β）加算パラメータｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させても、対応する累積分布Ｇtが所定の割合幅Δｒ内に収まるような値Ｈtを決定することも好ましく、または、
（β’）加算パラメータｈtを所定のパラメータ幅Δｈ内で変動させた際の累積分布Ｇtの変動幅が最小となるような値Ｈtを決定する（例えば、｜Ｇt（ｈt）−Ｇt（ｈt＋Δｈ）｜を最小にするｈt値を値Ｈtとする）ことも好ましい。
【００８４】
＜テーマ色の割り当て＞
次に、以上のように定式化された制約（α）及び制約（β）を満たす加算パラメータＨtを決定し、ｉ≠ｔである全てのｉ∈｛１，２，・・・，ｎ｝に対してＣt''（ｘ，ｙ）＋ｈt≦Ｃi''（ｘ，ｙ）＋ｈiとなる変換コストＣt''を有するコストマップのテーマ色ｔを、入力画像の対応する画素に対して割り当てる。
【００８５】
以下、具体的なテーマ色の割り当て方法について説明する。最初に、色テーマに含まれるテーマ色をｎ個として、テーマ色を割り当てる際の各テーマ色の割当割合を、加算パラメータｈ1，ｈ2,・・・，ｈnの関数として示す色割当関数、即ち、
（９）  Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）＝（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）
を求める。色割当関数Ψは、以下のように算出される。
【００８６】
（ステップ１）ｔ＝１とする。
（ステップ２）まだ色が割り当てられていない画素位置（ｘ，ｙ）について、ｉ≠ｔである全てのｉ∈｛１，２，・・・，ｎ｝に対して、Ｃt''（ｘ，ｙ）＋ｈt≦Ｃi''（ｘ，ｙ）＋ｈiであれば色ｔを割り当て、当該画素の割合ｒtを算出する。
（ステップ３）ｔ＝ｔ＋１とする。
（ステップ４）ｔ＜ｎであるか否かを判定する。ここで、ｔ＜ｎであれば、ステップ２に戻る。一方、ｔ≧ｎであれば、まだ割り当てられていない画素に色ｎを割り当て、終了とする。
【００８７】
以上のステップを、とり得る全ての（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）の組について実施することによって、（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）の関数としての割当割合（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）＝Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）が決定される。次に、この決定された色割当関数Ψを用いた具体的なテーマ色の割り当ては、以下のように実行される。
【００８８】
（ステップ１）ｕ＝１とし、（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）＝（０，０，・・・，０）とする。
（ステップ２）累積分布Ｇu（ｈu）を算出する。
（ステップ３）λu≦Ｇt（ｈ）≦１−Σνλν（Σνはνについての１からｎまで（但しν≠ｕ）の総和）を満たすＧt（ｈ）について、
（１０）  ｈu＝ａｒｇhｍｉｎ｜Ｇu（ｈ）−Ｇu（ｈ＋Δｈ）｜
を算出する。ここで、ａｒｇｄｍｉｎは、argument of the minimumであり、関数値（｜Ｇu（ｈ）−Ｇu（ｈ＋Δｈ）｜）が最小となるような定義域（ｈ）の元の集合である。
（ステップ４）色割当関数Ψ（ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn）を用いて、（ｒ1，ｒ2,・・・，ｒn）を算出する。
【００８９】
（ステップ５）全てのｖ∈｛ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn｝に関して、算出されたｒνがλν≦ｒνを満たしているか否かを判定する。ここで、満たしているとの判定がなされた際、決定された｛ｈ1，ｈ2,・・・，ｈn｝を、値Ｈi（ｉ＝１，２，・・，ｎ）に決定する。一方、満たしていないとの判定がなされた際、ｕ＝ν（但しλν＞ｒν）としてステップ２に戻る。
（ステップ６）ｉ≠ｔである全てのｉ∈｛１，２，・・・，ｎ｝に対してＣt''（ｘ，ｙ）＋ｈt≦Ｃi''（ｘ，ｙ）＋ｈiとなる変換コストＣt''を有するコストマップのテーマ色ｔを、入力画像の対応する画素に対して割り当てる。
次に、最終的な変換色の決定を説明する。
【００９０】
［変換色決定］
図７は、出力画像の画素値である変換先画素値を決定する一実施形態を示す概略図である。また、図８は、入力画像の画素値と、理想変換先としてのテーマ色とのブレンドの効果を示す画像例である。
【００９１】
テーマ色の割り当てが終了した後、入力画像の画素毎に、色空間において、当該画素の画素値と、当該画素に割り当てられた理想変換先としてのテーマ色の値との間に位置する変換先画素値を決定する。入力画像の画素位置（ｘ，ｙ）での色（画素値）をｆ（ｘ，ｙ）とし、指定された色テーマのテーマ色をｆT（ｔ）とすると、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、変換後の色（変換先画素値）ｆ'（ｘ，ｙ）は、次式
（１１）  ｆ'（ｘ，ｙ）＝（１−β）・ｆ（ｘ，ｙ）＋β・ｆT（ｔ）
のように表される。ここで、βは、大きい値であるほど変換先画素値ｆ'（ｘ，ｙ）が理想変換先としてのテーマ色ｆT（ｔ）に近い位置になることを示す変換パラメータである。
【００９２】
この変換パラメータβは、例えば、
【数３】
2014140138.tif 000005
のように設定される。ここで、α、θ1及びθ2は、予め定められたパラメータである。この変換パラメータβは、色ｆ（ｘ，ｙ）をテーマ色ｆT（ｔ）に変換する際の変換コストＣt''（ｘ，ｙ）が大きくなるにつれ、αからゼロに減少する。
【００９３】
このような変換パラメータβを用いて、入力画像の画素値と理想変換先としてのテーマ色とをブレンドする変換（ブレンド変換）を行うことによって、
（ａ）画素位置（ｘ，ｙ）における変換コストＣt''（ｘ，ｙ）がθ１以下であれば、入力画像の色が所定の変換パラメータαによって変換され、
（ｂ）変換コストＣt''（ｘ，ｙ）がθ１よりも大きくなるほど、変換先画素値は、入力画像の色に近づき、
（ｃ）変換コストＣt''（ｘ，ｙ）がθ2以上になると、入力画像の色がそのまま変換先画素値に適用される。
【００９４】
これにより、例えば、図８（Ｂ）に示す「紫陽花の葉」の画像領域のように、テーマ色への理想変換だけでは若干色の領域分割が不適切になった場合でも、ブレンド変換することによって、図８（Ｃ）に示すように、色の領域分割を適切なものとすることが可能となる。その結果、自然な着色を有する変換画像（出力画像）を実現することができる。
【００９５】
最後に、入力画像の画素毎に、当該画素の画素値を、決定された変換先画素値ｆ'（ｘ，ｙ）に変換することによって、出力画像を生成することができる。
【００９６】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、コストマップから生成される累積分布（最小コスト画素割合）Ｇt（ｈt）が所定の割当割合範囲内となるような（制約（α）を満たすような）加算パラメータの値Ｈtを決定する。その結果、所定の色テーマに含まれる各テーマ色の割当割合を制御することができる。これにより、この色テーマを指定することによってユーザが所望した色合いを、変換先の画像において実現することが可能となる。
【００９７】
さらに、制約（α）だけでなく、制約（β）を満たすように値Ｈtを決定することによって、画像内の１つの領域に同様の色を割り当て易くすることが可能となる。その結果、画像内の各オブジェクト（領域）について自然な着色・輪郭を実現することが可能となるのである。
【００９８】
以上に述べた本発明の種々の実施形態について、本発明の技術思想及び見地の範囲の種々の変更、修正及び省略は、当業者によれば容易に行うことができる。前述の説明はあくまで例であって、何ら制約しようとするものではない。本発明は、特許請求の範囲及びその均等物として限定するものにのみ制約される。
【符号の説明】
【００９９】
１  色変換処理装置
１００  入力部
１０１  出力部
１０２  表示・操作部
１０３  色テーマ記憶部
１１  色テーマ・割当割合設定部
１２  コストマップ生成部
１２０  コスト算出部
１２１  平滑化部
１３  コストマップ階調化部
１４  最小コスト画素割合算出部
１５  割当制御部
１５０  コスト差パラメータ決定部
１５１  テーマ色割当部
１６  変換色決定部
１７  色適用部
【図３】
2014140138.tif 000006
【図１】
2014140138.tif 000007
【図２】
2014140138.tif 000008
【図４】
2014140138.tif 000009
【図５】
2014140138.tif 000010
【図６】
2014140138.tif 000011
【図７】
2014140138.tif 000012
【図８】
2014140138.tif 000013