(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
色空間の各成分ごとに原カラー画像の画素値から、前記原カラー画像の色数をＮａ、仮代表色の総数をＮｂ、真代表色の総数をＮｃとするとき、Ｎａ＞Ｎｂ＞Ｎｃの関係となる仮代表色値を、前記画素値が前記Ｎｂ個のセル空間のいずれに属するかによって選定する仮代表色選定手段と、
前記仮代表色選定手段によって選定された各成分ごとの仮代表色値から真代表色を選定する真代表色選定手段と
を具備することを特徴とするカラー画像限定色化装置。
【請求項２】
前記仮代表色選定手段の入力値と出力値との差分を原カラー画像の画素値に対してフィードバックさせるフィードバック手段を有することを特徴とする請求項１記載のカラー画像限定色化装置。
【請求項３】
前記仮代表色選定手段の入力値と前記真代表色選定手段の出力値との差分を原カラー画像の画素値に対してフィードバックさせるフィードバック手段を有することを特徴とする請求項１記載のカラー画像限定色化装置。
【請求項４】
原カラー画像の持つ色空間の画素値を限定色化処理および誤差拡散処理を行うに適する色空間の画素値に変換して前記仮代表色選定手段に与える色空間変換手段を有し、
前記フィードバック手段は、前記仮代表色選定手段の入力値と出力値との差分を前記色空間変換手段の出力値にフィードバックさせることを特徴とする請求項２記載のカラー画像限定色化装置。
【請求項５】
前記フィードバック手段は、前記仮代表色選定手段の入力値と出力値との差分を変化させて原カラー画像の画素値に対してフィードバックさせることを特徴とする請求項２記載のカラー画像限定色化装置。
【請求項６】
原カラー画像の画素値を変化させる画素値変換手段を有し、前記フィードバック手段は、前記仮代表色選定手段の入力値と出力値との差分を変化させて前記画素値変換手段の出力値にフィードバックすることを特徴とする請求項５記載のカラー画像限定色化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、カラー画像限定色化装置に関し、特にディジタル化されたフルカラー画像を、少数の限られた色数しか同時に表現できないカラー画像表示装置やカラー画像出力装置などにおいて、原画像に対して遜色なく表現するために限定色化する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像は一般に赤、緑、青の３成分（いわゆる、光の３原色）によって表されるが、自然画像を原画像と同等に表示するには、各成分の画素値として８ビット程度にディジタル化されたものが必要で、画像メモリとしては１画素につき２４ビット程度の容量を必要とする。図２２は、このようなフルカラー表示のカラー画像表示装置の一例を示し、画像メモリ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂには、それぞれ１画素につき８ビットのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）画像データが記憶され、そのＲ，Ｇ，Ｂ画像データが画像メモリ１Ｒ，１Ｇ，１Ｂから読み出されてＤ／Ａ変換器２Ｒ，２Ｇ，２Ｂによりアナログ信号に変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ画像信号がＣＲＴディスプレイ３に供給されて、ＣＲＴディスプレイ３上にフルカラー画像が表示される。
【０００３】
一方、パーソナルコンピュータなどでは、少数の限られた色数しか同時に表示できないカラー画像表示装置が用いられることが多い。図２３は、そのような限定色表示のカラー画像表示装置の一例を示し、画像メモリ５には１画素につき８ビットの、したがって０から２５５までの値をとり得る色情報が蓄えられ、その色情報が画像メモリ５から読み出されてカラーマップ６に、そのアドレス信号として供給されることにより、カラーマップ６から、それぞれ８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ画像データが読み出され、すなわち画像メモリ５からの８ビットの色情報がそれぞれ８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ画像データに変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ画像データがＤ／Ａ変換器７Ｒ，７Ｇ，７Ｂによりアナログ信号に変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ画像信号がＣＲＴディスプレイ８に供給されて、ＣＲＴディスプレイ８上に２５６色に限定された色数のカラー画像が表示される。この例のカラー画像表示装置は、２５６色しか同時に表示できないものの、図２２の例のフルカラー表示のカラー画像表示装置に比べて画像メモリの容量は１／３ですむ。
【０００４】
フルカラー画像を少数の限られた色数で表現することはカラー画像の限定色化と呼ばれるが、一般に２５６色程度の色数では自然画像を原画像に対して遜色なく表現することはできない。しかし、これを可能にしたいという要求は大きく、またこれを可能にする提案が種々なされている。その代表的なものとして、コンピュータ・グラフィックス第１６巻第３号（１９８２年７月）２９７〜３０７ページなどに示されたメディアン・カット・アルゴリズム（Ｍｅｄｉａｎ  ＣｕｔＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）がある。これは、色空間における原カラー画像の色分布を調べてヒストグラムを作成し、最初に色空間を色分布の広がりの最も長い軸のメディアン（中央値）で分割して２つの部分空間（クラスタ）に分け、次にその２つの部分空間をそれぞれ色分布の広がりの最も長い軸のメディアンで分割して４つの部分空間に分け、これを所定の限定色数の、たとえば２５６個の部分空間が得られるまで繰り返して、各部分空間においてその部分空間に属する画素値の平均値を代表色値とし、限定色化にあたっては原画素値をそれが属する最終的な部分空間の代表色値に置き換えるものである。
【０００５】
これに対して、あらかじめ代表色が決まっている場合、またはなんらかの方法により代表色が決定された場合には、原画素値をこれに最も近い代表色値に置き換える必要がある。ただし、単純に原画素値と全ての代表色値との距離を計算したのでは、代表色の選定に時間がかかりすぎる。そこで、代表色の選定に要する時間を短くする方法が提案されており、その代表例として、上記の文献などに示された局所区分探索法（Ｌｏｃａｌｌｙ  Ｓｏｒｔｅｄ  Ｓｅａｒｃｈ  Ｍｅｔｈｏｄ）がある。
【０００６】
これは、代表色の数をＮとするとき、原カラー画像が表現される色空間をＮ×Ｎ×Ｎのセル空間に分割し、各セル空間ごとにそのセル空間に近い代表色のリストを作成しておくが、その際、図２４（同図においては便宜上、色空間を２次元平面で示す）において黒丸印で示す代表色のうちの、あるセル空間Ｓ１の中心Ｃ１に最も近いものと、すなわち同図の場合には代表色Ｐａと、そのセル空間Ｓ１の角のうちの上記の代表色Ｐａから最も遠いものとの、すなわち同図の場合には角Ｃｎとの距離ｒを求めて、セル空間Ｓ１内およびセル空間Ｓ１から距離ｒ以内の代表色はセル空間Ｓ１の代表色リストに加えるが、セル空間Ｓ１から距離ｒ以上離れた代表色はセル空間Ｓ１の代表色リストに加えないようにする。
【０００７】
すなわち、図２４の場合、セル空間Ｓ１の代表色リストには、セル空間Ｓ１から距離ｒだけ離れた周辺Ｅ１の内側に位置する代表色Ｐａ，Ｐｂ，Ｐｃ，Ｐｄ，Ｐｅ，Ｐｆ，Ｐｇのみを加え、周辺Ｅ１の外側に位置する代表色Ｐｈ，Ｐｉなどは加えない。このようにすることにより無駄な代表色をリストから外すことができるもので、限定色化にあたっては、まず原画素値がいずれのセル空間に属するかを調べ、次にその原画素値が属するセル空間の代表色リストにある代表色のうち原画素値に最も近い色を選択する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したメディアン・カット・アルゴリズムは、原カラー画像の色分布に応じて代表色を決定する、いわゆる適応的方法であるので、限定色化後のカラー画像として質の高い画像が得られるものの、原カラー画像の色分布を調べてヒストグラムを作成するには、たとえば原カラー画像がそれぞれ１画素につき８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ画像データで表されている場合、最低でも２２４×２バイト＝３２メガバイト程度の容量のメモリを必要とし、しかも部分空間への分割を繰り返して最終的に代表色を決定するには、かなりの処理時間を要するコンピュータ処理が必要となる欠点がある。
【０００９】
また、局所区分探索法は、原画素値と全ての代表色値との距離を計算する方法に比べれば代表色の選定に要する時間は短くなるものの、前処理としての代表色リストの作成にかなりの時間を要し、しかも原画素値と代表色リストにある複数の代表色値との距離を計算しなければならないので、全体としてかなりの処理時間を必要とする欠点がある。
【００１０】
そこで、この発明は、ディジタル化されたフルカラー画像を、少数の限られた色数しか同時に表現（表示あるいは出力）できないカラー画像表示装置やカラー画像出力装置などにおいて、代表色の決定および選定に要するメモリ容量と処理時間を著しく減少させることを可能としたカラー画像限定色化装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によるカラー画像限定色化装置は、色空間の各成分ごとに原カラー画像の画素値から仮代表色値を選定する仮代表色選定手段と、この仮代表色選定手段によって選定された各成分ごとの仮代表色値から真代表色を選定する真代表色選定手段とを具備する構成となっている。ここで、本明細書中で言う「真代表色」とは、原カラー画像を限定色化する際に原画素値に対して最終的に割り当てられる色のことで、一般的に言われる「代表色」ないし「限定色」のことである。また、「仮代表色」とは、この発明において原カラー画像を限定色化する際に原画素値に対して上記の真代表色が最終的に割り当てられる過程で原画素値に対して中間的に割り当てられる色のことで、原カラー画像の理論上の色数をＮａ、仮代表色の総数をＮｂ、真代表色の総数をＮｃとするとき、Ｎａ＞Ｎｂ＞Ｎｃの関係となるものである。仮代表色選定手段は、原画素値がＮｂ個のセル空間のいずれに属するかによって仮代表色を選定する。
【００１２】
【作用】
上記構成のカラー画像限定色化装置においては、あらかじめ原カラー画像が表現される色空間を適宜分割したＮｂ個のセル空間のそれぞれ例えば中心を仮代表色として仮代表色選定手段に登録するとともに、あらかじめＮｃ色の真代表色を設定して真代表色選定手段に登録する。そして、代表色の選定にあたっては、原画素値が上記の分割されたＮｂ個のセル空間のいずれに属するかによって仮代表色選定手段からあらかじめ登録された仮代表色が選定され、次にその仮代表色により真代表色選定手段からあらかじめ登録された真代表色が選定される。
【００１３】
【実施例】
以下、この発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、第１〜第３の実施例では、原カラー画像がＬ＊ａ＊ｂ＊均等色空間で表現された、
１画素１成分につき８ビットにディジタル化されたものであり、したがって原カラー画像の理論上の色数が２２４色、すなわち約１６７７万色であり、かつ仮代表色の総数が２１２＝４０９６色とされ、真代表色の総数が２８＝２５６色とされる場合を例にとって説明するものとする。また、Ｌ＊ａ＊ｂ＊均等色空間の各成分
は「Ｌ＊」「ａ＊」「ｂ＊」と表記されるべきであり、図面上ではそのように示
すが、明細書中では「Ｌ」「ａ」「ｂ」と略記する。
【００１４】
図１は、この発明によるカラー画像限定色化装置の第１の実施例を示すブロック図である。図１において、画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂには、原稿上のカラー画像がイメージスキャナ等により読み取られることによって得られた、またはコンピュータ等により生成された、それぞれ１画素につき８ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データが、原カラー画像の画素値としてあらかじめ格納される。画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂに格納されたＬ，ａ，ｂ成分の各画像データは、画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂから読み出されて仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂに入力される。一例として、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂとしては、それぞれＲＡＭまたはＲＯＭにより構成されたルックアップテーブル（以下、ＬＵＴと称する）が用いられ、これが画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂからの画像データにより、それぞれアクセスされる。
【００１５】
図２は、この仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂの入出力特性の一例を示し、それぞれ８ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データにより表される０から２５５までの値の入力値範囲が、０付近および２５５付近を除いては１７の値の幅で均等に、０付近および２５５付近ではその約１／２の９の値の幅で、合計１６個の領域に分割され、この１６個の入力値領域に対して０から１５までの値の出力値が、それぞれ４ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データにより表される仮代表色値として割り当てられる。したがって、原カラー画像が表現される色空間が２１２＝４０９６個のセル空間に分割され、その４０９６個のセル空間のそれぞれ中心が、すなわち原カラー画像が表現される色空間を便宜上、ａｂ平面として示すと、図３の横軸（ａ軸）および横方向の破線と縦軸（ｂ軸）および縦方向の破線との交点が、仮代表色として設定登録されることになる。仮代表色は、図３では便宜上、１６×１６＝２５６色しか示していないが、実際上はＬａｂ均等色空間において１６×１６×１６＝４０９６色、設定されることになる。
【００１６】
このように仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂに総計４０９６色の仮代表色が設定登録され、その仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂが画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂからの原画素値によりアクセスされることによって、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからは、４０９６色の仮代表色のうちの原画素値に対して色差が最も小さい仮代表色が選定され、それぞれ４ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データにより表される仮代表色値として出力される。たとえば、原画素値がＬ＝１２９，ａ＝９６，ｂ＝１４７であるときには、図２の特性から明らかなように、また図３のａｂ平面上に示すように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからの仮代表色はＬ＝８，ａ＝６，ｂ＝９の値のものとなる。
【００１７】
この仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからのＬ，ａ，ｂ成分の仮代表色値を示すそれぞれ４ビットの画像データは、真代表色選定手段１３に入力される。一例として、真代表色選定手段１３としてもＬＵＴが用いられ、これが仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからの画像データによりアクセスされる。ただし、真代表色選定手段１３には、真代表色の画素値そのものではなく、後述するように設定された２８＝２５６色の真代表色の番号を示す８ビットのデータが格納される。
【００１８】
図４（Ａ）は、この真代表色選定手段１３の入出力特性の一例、すなわちＬ，ａ，ｂ成分の仮代表色値と真代表色番号との関係の一例を示す。この真代表色選定手段１３からの真代表色番号を示す８ビットのデータは、画像メモリ１４にいったん記憶されたのち、画像メモリ１４から読み出されてカラーマップ１５に入力される。カラーマップ１５はＬＵＴにより構成されており、その２８＝２５６のアドレスに後述するように設定された２８＝２５６色の真代表色が、それぞれ８ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データにより表される画素値として格納され、画像メモリ１４からの真代表色番号を示す８ビットのデータによりアクセスされる。
【００１９】
図４（Ｂ）は、このカラーマップ１５の入出力特性の一例、すなわち真代表色番号と真代表色の画素値との関係の一例を示す。真代表色は、原カラー画像が表現される色空間の中から２５６色まで任意の色を設定することができるが、基本的には仮代表色の中から設定するのが望ましい。それは、仮代表色の中から真代表色が設定されることによって、上述したように、２段階の限定色化により原カラー画像が限定色化される際、最終的に原画素値に対して色差が小さい代表色を割り当てることができるからである。
【００２０】
図５は、このように真代表色を仮代表色の中から設定する場合における仮代表色と真代表色の関係を便宜上、ａｂ平面により示したもので、横方向の破線と縦方向の破線との交点が仮代表色を表し、そのうちの丸印を付した点が真代表色を表す。もっとも、最終的にカラー画像を表示ないし出力する手段で再現できない色は、真代表色とする意味がない。たとえば、カラープリンタがＬ＝ａ＝ｂ＝０の色を出力できない場合には、そのような色を真代表色とするのは全く無意味である。また、表示ないし出力が可能な色であっても、真代表色に人間が区別できない複数の色が存在する場合には、それらは１色を除いてあまり意味がない。したがって、表示ないし出力する手段が明らかな場合には、真代表色としては、その手段のガミュート（再現可能な色範囲）内の、人間が区別できる色を設定することが望ましい。
【００２１】
さらに、原カラー画像の種類を問わず、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒），Ｗ（白）などの純色を真代表色に加えることが望ましい。なかでも、Ｗ（白）を真代表色に加えておくと、より効果的である。これは、Ｗ（白）が真代表色に加えられることにより、原カラー画像に含まれる微妙なノイズや白部分のカブリに対しては限定色化の際に白が割り当てられ、下地除去の効果を生じるからである。また、原カラー画像の種類によっては、その画像にあった任意の色を真代表色に加えることも、効果的である。
【００２２】
図４に一例を示した仮代表色から真代表色への変換については基本的に、ある仮代表色に対しては、これに対して色差が最も小さい真代表色が割り当てられるように、仮代表色と真代表色の対応関係が定められる。ただし、上述したように真代表色として特定の色が設定され、最も色差の小さい真代表色ではなく、その特定の真代表色が割り当てられるべき場合には、そのような対応関係とされる。この仮代表色と真代表色の対応関係を、図５に示したように、仮代表色の中から真代表色を設定する場合について示すと、同図の点Ｐ１で示す原画素値に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ２で示す仮代表色が割り当てられ、その仮代表色に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ３，Ｐ４で示す２つの真代表色のうちのたとえば点Ｐ３で示す真代表色が割り当てられる。
【００２３】
また、点Ｐ５で示す原画素値に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ６で示す仮代表色が割り当てられ、その仮代表色に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ７で示す真代表色が割り当てられる。具体的に、原画素値と仮代表色の対応関係が図２および図３に示したように設定され、かつ仮代表色と真代表色の対応関係が図４に示したように設定される場合には、例えば原画素値がＬ＝１２９，ａ＝９６，ｂ＝１４７であるときには、図６に示すように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからの仮代表色はＬ＝８，ａ＝６，ｂ＝９の値のものとなり、その値が真代表色選定手段１３に入力され、真代表色選定手段１３からは真代表色番号「７１」が出力される。真代表色選定手段１３からの出力値である真代表色番号「７１」は画像メモリ１４に入力され、いったん画像メモリ１４に記憶される。画像メモリ１４から読み出された真代表色番号「７１」はカラーマップ１５に入力され、カラーマップ１５から出力される真代表色はＬ＝１３６，ａ＝１０２，ｂ＝１５３の値のものとなる。
【００２４】
図１の第１の実施例においては、一方で、カラーマップ１５から読み出されたそれぞれ８ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データが色変換手段１６により、それぞれ８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データに変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データがＤ／Ａ変換器１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂにより、それぞれアナログ信号に変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像信号がＣＲＴディスプレイ１８に供給されて、ＣＲＴディスプレイ１８上に２５６色に限定された色のカラー画像が表示される。他方で、カラーマップ１５から読み出されたそれぞれ８ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データが色変換手段１９により、それぞれ８ビットのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ成分の画像データに変換され、そのＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ成分の画像データがカラープリンタ２０に供給されて、カラープリンタ２０から２５６色に限定された色のカラー画像がプリント出力される。
【００２５】
上述した第１の実施例によれば、あらかじめ原カラー画像が表現されるＬａｂ均等色空間をほぼ均等に分割した４０９６個のセル空間のそれぞれ中心を仮代表色として仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂに登録し、その４０９６色の仮代表色に対応させて０から２５５までの真代表色番号を設定して真代表色選定手段１３に登録し、その真代表色番号に対応させて２５６色の真代表色を設定してカラーマップ１５に登録するようにしたことにより、ヒストグラムの作成を要することなく、少ないメモリ容量と短い処理時間により代表色を決定することができる。
【００２６】
また、代表色の選定にあたっては、原画素値が上記の分割された４０９６個のセル空間のいずれに属するかによって仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからあらかじめ登録された仮代表色が選定され、次にその仮代表色により真代表色選定手段１３からあらかじめ登録された真代表色番号が選定されることによって、距離計算を要することなく、少ないメモリ容量と短い処理時間により代表色が選定され、原カラー画像の限定色化がなされる。しかも、真代表色が上述したような考慮のもとに設定されることによって、カラー画像を原画像に対して遜色なく表示ないし出力することができる。
【００２７】
仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂの入出力特性は、図２に示したように入力値範囲をほぼ均等に分割した、ほぼ線形の特性とする代わりに、図７に示すように、０から２５５までの値の入力値範囲を、中央付近は少ない値の幅で密に、両端側は多い値の幅で疎に、それぞれ分割した非線形の特性とすることもできる。このような特性とするときは、色空間の中の一般に自然画像に多く含まれる中央部付近に多くの仮代表色を割り当てることができる。
【００２８】
図８は、この発明によるカラー画像限定色化装置の第２の実施例を示するブロック図である。この第２の実施例では、図１の第１の実施例の構成に対して、仮代表色選定手段からの仮代表色値を原画素値にフィードバックさせる構成となっている。すなわち、Ｌ成分の系については、加算器２１Ｌにおいて画像メモリ１１Ｌからの８ビットの画像データに後述する乗算器２５Ｌからのデータが加算され、ビット数変換器２２Ｌにより仮代表色選定手段１２Ｌからの画像データが４ビットから８ビットに変換され、差分検出器２３Ｌにおいて加算器２１Ｌから仮代表色選定手段１２Ｌに入力される画像データとビット数変換器２２Ｌからの画像データとの差分が検出され、リミッタ２４Ｌにおいてその差分データの値がある範囲内に制限され、乗算器２５Ｌにおいてその制限された値の差分データに適当な係数ｋが乗じられる。ａ成分の系およびｂ成分の系についても同様で、参照符号中においてＬに代えてａまたはｂを用いて対応部分を示す。
【００２９】
ビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂは、たとえば入力値が「０１１０」のときには出力値が「０１１０００００」となるというように、単純なビットシフトによりビット数が変換されるようにしてもよいが、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂの入力値領域幅の中間値を出力するように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂの入出力特性と逆の入出力特性を持たせるのが望ましい。すなわち、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂが図２に示した入出力特性とされる場合には、ビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂを図９（Ａ）に示すような入出力特性のものとし、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂが図７に示した入出力特性とされる場合には、ビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂを図９（Ｂ）に示すような入出力特性のものとするのが好ましい。
【００３０】
図１の第１の実施例においては、原カラー画像が表現される色空間を便宜上、ａｂ平面として示すと、図１０の点Ｐ１１，Ｐ１２で示す原画素値に対しては、これに対して色差が最も小さい仮代表色である点Ｐ１３で示す仮代表色がともに割り当てられ、その仮代表色に対しては、たとえば点Ｐ１４で示す真代表色が割り当てられるというように、複数の原画素値の間にある程度以上の色差があるにもかかわらず、それら複数の原画素値に対して集中的に同一の真代表色が割り当てられることにより、かえって原カラー画像と異なる画像が表示ないし出力されることがあり得る。
【００３１】
これに対して、図８の第２の実施例においては、直前の画素についての点Ｐ１１で示す原画素値とこれに対して割り当てられた点Ｐ１３で示す仮代表色値との差αに対して係数ｋが乗じられたものが符号を変えて次の画素についての点Ｐ１２で示す原画素値に対して加算され、次の画素については等価的に原画素値が点Ｐ１５で示す値とされることにより、次の画素については、例えば点Ｐ１６で示す仮代表色が割り当てられ、点Ｐ１７で示す真代表色が割り当てられる。したがって、ある程度以上の色差がある複数の原画素値に対して集中的に同一の真代表色が割り当てられるようなことがない。
【００３２】
ただし、リミッタ２４Ｌ，２４ａ，２４ｂにおいては上記の差αがあるしきい値以下またはあるしきい値以上に制限され、これにより、フィードバック後の原画素値が本来の原画素値に対して大きくかけ離れてしまって全く異なった色の真代表色が割り当てられてしまうことが防止される。また、上記の差αがあるしきい値以下であるときにはリミッタ２４Ｌ，２４ａ，２４ｂの出力値が０となるようにしてもよく、これによれば下地除去や不要なフィードバックの除去という効果を生じる。もっとも、乗算器２５Ｌ，２５ａ，２５ｂで乗じられる係数ｋの値などによっては、リミッタ２４Ｌ，２４ａ，２４ｂはなくてもよい。係数ｋの値は、０以上１以下であることが望ましい。
【００３３】
また、図示していないが、画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂからの画像データの経路にラインメモリにより近接する複数の画素からなる画素ブロックを形成する回路を設けて、乗算器２５Ｌ，２５ａ，２５ｂからのデータを複数の周辺画素についての画像データに係数ｋを適宜異ならせて加算すると、画質的により効果的である。なお、図示していないが、この第２の実施例においても、図１の第１の実施例と同様に、ＣＲＴディスプレイ上に２５６色に限定された色のカラー画像を表示することができる。
【００３４】
図１１は、この発明によるカラー画像限定色化装置の第３の実施例を示すブロック図である。この第３の実施例では、図１の第１の実施例の構成に対して、真代表色選定手段からの真代表色番号による真代表色値を原画素値にフィードバックさせる構成となっている。すなわち、真代表色選定手段１３からの真代表色番号を示すデータがカラーマップ１５と同様のカラーマップ２６に入力されて、カラーマップ２６から真代表色の画素値を示すＬ，ａ，ｂ成分の画像データが読み出され、差分検出器２３Ｌ，２３ａ，２３ｂにおいて、加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂから仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂに入力されるＬ，ａ，ｂ成分の画像データとカラーマップ２６からのＬ，ａ，ｂ成分の画像データとの差分が、すなわち限定色化される前の画素値と限定色化された後の画素値との差分が検出される。その他の構成は、図８の第２の実施例と同じである。
【００３５】
この第３の実施例においても、乗算器２５Ｌ，２５ａ，２５ｂからのデータを複数の周辺画素についての画像データに加算するようにすると、画質的により効果的である。また、図１１の第３の実施例においても、図８の第２の実施例と同様の効果を生じるが、さらに両者を比較すると、図８の第２の実施例の場合は、図１１の第３の実施例のようなカラーマップ２６を必要とせず、図１１の第３の実施例に比べて回路規模を小さくすることができる。これに対して、図１１の第３の実施例の場合は、原画素値とこれに対して最終的に割り当てられた真代表色との差分が原画素値にフィードバックされ、限定色化により任意に設定登録された真代表色が割り当てられたときでも正確な差分がフィードバックされるので、画像全体の濃度を保存することができ、図８の第２の実施例に比べてより画質のよい限定色化画像を得ることができる。
【００３６】
ここで、第２の実施例の場合のように、仮代表色選定手段１２ｌ，１２ａ，１２ｂからの仮代表色値と原カラー画像の画素値との差分を原カラー画像の画素値にフィードバックさせたり、第３の実施例の場合のように、真代表色選定手段１３からの出力による真代表色値と原カラー画像の画素値との差分を原カラー画像の画素値にフィードバックさせたりする方法は、いわゆる誤差拡散法のことである。すなわち、この誤差拡散法では、ある画素で発生した誤差を周囲の複数画素に分配することにより、原カラー画像と誤差拡散後の画像の任意の領域の平均濃度を同等にし（保存し）、画質の向上を図っている。
【００３７】
ところで、図１、図８および図１１の各実施例に共通するが、原カラー画像が表現される色空間は、限定色化に際して原画素値に対して色差が最も小さい仮代表色を割り当て、色差の小さい真代表色を割り当てるために、色空間内でのユークリッド距離が視覚的に色差と等しい、上述したＬａｂ均等色空間や同じくＣＩＥ（国際照明委員会）が推奨するＬｕｖ均等色空間であることが望ましいが、必ずしもこれに限らず、ＲＢＧ色空間やＹＭＣ色空間などの非均等色空間であってもよい。ただし、このＲＧＢやＹＭＣなどの非均等色空間では、数値データ的には色の平均は同等であるが（色を保存しているが）、人間の視覚的には必ずしも色を保存していることにはならず、限定色処理および誤差拡散法を行うには適さないものと考えられていた。
【００３８】
そこで、この非均等色空間でも限定色処理および誤差拡散処理を可能とした第４，第５の実施例について以下に説明する。この第４，第５の実施例では、限定色処理および誤差拡散処理を行うに適さない色空間としてＲＧＢ非均等色空間を例にとり、限定色処理および誤差拡散処理を行うに適する色空間としてＬａｂ均等色空間を例にとっている。なお、原カラー画像はＲＧＢ非均等色空間で表現された、１画素１成分につき８ビットにディジタル化されたものであって、理論上２２４色、すなわち約１６７７万色で表されており、かつ仮代表色の総数が２１２＝４０９６色とされ、真代表色の総数が２８＝２５６色とされる場合を例にとって説明するものとする。
【００３９】
図１２は、この発明によるカラー画像限定色化装置の第４の実施例を示すブロック図であり、図中、図１および図８と同等部分には同一の参照符号を付して示しており、またその詳細な説明については重複するので省略する。図１２において、画像メモリ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂには、原稿上のカラー画像がイメージスキャナ等により読み取られることによって得られた、またはコンピュータ等によって生成された、それぞれ１画素につき８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データが、原カラー画像の画素値としてあらかじめ格納される。画像メモリ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに格納されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、画像メモリ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから読み出されて色空間変換手段２７に入力される。
【００４０】
色空間変換手段２７では、入力された１画素につき８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データを、Ｌａｂ均等色空間で表現される１画素につき８×３＝２４ビットの画像データに変換する処理が行われる。この色空間変換手段２７としては、公知の技術を用いればよく、その一例として、ＲＡＭまたはＲＯＭにより構成されたＬＵＴと、数１の式のマトリクス演算を行うことのできる加算・乗算器群とからなる構成のものを用いることができる。
【数１】
0003564789.tif 000002
色空間変換手段２７から出力されたＬ，ａ，ｂ各成分１画素８ビットの画像データは、それぞれ加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂに入力され、後述する乗算器２５Ｌ，２５ａ，２５ｂからのデータと加算されて出力される。
【００４１】
加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂから出力されたＬ，ａ，ｂ各成分の画像データは、それぞれ仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂに入力され、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂにより仮代表色が選定され、それぞれ４ビットのＬ，ａ，ｂ成分の画像データにより表される仮代表色値として出力される。仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂの機能については、第１の実施例と同様なので、ここでの説明は省略する。この仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからのＬ，ａ，ｂ成分の仮代表色値を示すそれぞれ４ビットの画像データは、真代表色選定手段１３に入力される。
【００４２】
この真代表色選定手段１３の機能についても第１の実施例と同様であるため、その説明については省略するが、その入出力特性の一例、すなわちＬ，ａ，ｂ成分の仮代表色値と真代表色番号の関係の一例を図１３（Ａ）に示す。この真代表色選定手段１３からの真代表色番号を示す８ビットのデータは、画像メモリ１４にいったん記憶された後、画像メモリ１４から読み出されてカラーマップ１５に入力される。このカラーマップ１５の機能についても第１の実施例と同様であるため、その説明については省略するが、その一例、すなわち真代表色番号と真代表色の画素値との関係の一例を図１３（Ｂ）に示す。
【００４３】
ここで、仮代表色と真代表色の対応関係を、図５に示したように、仮代表色の中から真代表色を設定する場合について示すと、同図の点Ｐ１で示す加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂからの出力画素値に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ２で示す仮代表色が割り当てられ、その仮代表色に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ３，Ｐ４で示す２つの真代表色のうちのたとえば点Ｐ３で示す真代表色が割り当てられる。また、点Ｐ５で示す加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂからの出力画素値に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ６で示す仮代表色が割り当てられ、その仮代表色に対しては、これに対して色差が最も小さい点Ｐ７で示す真代表色が割り当てられる。
【００４４】
具体的に、原画素値と仮代表色の対応関係が図２および図３に示したように設定され、かつ仮代表色と真代表色の対応関係が図１３に示したように設定される場合において、例えば加算器２１Ｌ，２１ａ，２１ｂからの出力画素値がＬ＝１２９，ａ＝９６，ｂ＝１４７であるときには、図１４に示すように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂからの仮代表色はＬ＝８，ａ＝６，ｂ＝９の値のものとなり、その値が真代表色選定手段１３に入力され、真代表色選定手段１３からは真代表色番号「７１」が出力される。真代表色選定手段１３からの出力値である真代表色番号「７１」は画像メモリ１４に入力され、いったん画像メモリ１４に記憶される。画像メモリ１４から読み出された真代表色番号「７１」はカラーマップ１５に入力され、カラーマップ１５から出力される真代表色はＲ＝１１３，Ｇ＝１２８，Ｂ＝６５の値のものとなる。
【００４５】
図１２の第４の実施例においては、カラーマップ１５から読み出されたそれぞれ８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データがＤ／Ａ変換器１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂによってそれぞれアナログ信号に変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像信号がＣＲＴディスプレイ１８に供給されて、ＣＲＴディスプレイ１８上に２５６色に限定色化されたカラー画像が表示される。一方、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂから出力される仮代表色のＬ，ａ，ｂ成分の画像データは、真代表色選定手段１３に入力されると同時に、ビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂにも入力される。このビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂでは、入力値である仮代表色のＬ，ａ，ｂ各成分４ビットの画像データが、各成分８ビットのデータに変換される。このビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂからのＬ，ａ，ｂ成分の出力値は、差分検出器２３Ｌ，２３ａ，２３ｂにそれぞれ入力される。
【００４６】
Ｌ成分の系についてのみ説明すれば、差分検出器２３Ｌにおいて、ビット変換器２２ＬからのＬ成分のデータと、加算器２１Ｌからのデータとの差分が検出され、リミッタ２４Ｌにおいてその差分データの値がある範囲内に制限され、乗算器２５Ｌにおいてその制限された値の差分データに適当な係数ｋが乗じられ、加算器２１Ｌに入力される。ａ成分の系およびｂ成分の系についても同様で、参照符号中においてＬに代えてａまたはｂを用いて対応部分を示す。このように、最終的な出力値であるカラーマップ１５からの出力画像データと、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂから出力される仮代表色のＬ，ａ，ｂ成分の画像データとの差分がフィードバックされることにより、画像全体の平均の色が保存される。
【００４７】
図１５を例にあげてａｂ平面において説明すると、直前の画素についての点Ｐ１１で示す画素値とこれに対して割り当てられた点Ｐ１４で示す真代表色との差αに対して係数ｋが乗じられたものが符号を変えて次の画素についての点Ｐ１２で示す画素値に対して加算され、次の画素については等価的に画素値が点Ｐ１５で示す値とされることにより、次の画素については、例えば点Ｐ１７で示す真代表色が割り当てられることになる。したがって、ある程度以上の色差がある複数の原画素値に対して、集中的に同一の真代表色が割り当てられることがない。
【００４８】
ただし、リミッタ２４Ｌ，２４ａ，２４ｂにおいては上記の差αがあるしきい値以下またはあるしきい値以上に制限され、これにより、フィードバック後の原画素値が本来の原画素値に対して大きくかけ離れてしまって全く異なった色の真代表色が割り当てられてしまうことが防止される。また、上記の差αがあるしきい値以下であるときにはリミッタ２４Ｌ，２４ａ，２４ｂの出力値が０となるようにしてもよく、これによれば下地除去や不要なフィードバックの除去という効果を生じる。また、図示していないが、色空間変換手段２７からの画像データの経路にラインメモリにより近接する複数の画素からなる画素ブロックを形成する回路を設けて、乗算器２５Ｌ，２５ａ，２５ｂからのデータを複数の周辺画素についての画像データに係数ｋを適宜異ならせて加算すると、画質的により効果的である。
【００４９】
上述した第４の実施例によれば、ＲＧＢやＹＭＣなどの非均等色空間に代表されるような限定色化処理および誤差拡散処理を行うに適していない色空間であっても、色空間変換手段２７により、原カラー画像が表現された色空間を、限定色化処理および誤差拡散処理を行うに適した色空間に変換することができるため、誤差拡散における色の保存を視覚的にも満足させた高品質な限定色化を行うことができる。
【００５０】
図１６は、この発明によるカラー画像限定色化装置の第５の実施例を示すブロック図である。この第５の実施例では、第４の実施例において非均等色空間であるＲＧＢ色空間から均等色空間であるＬａｂ色空間に変換した後、Ｌａｂ均等色空間内で差分のフィードバック（誤差拡散）を行っている代わりに、ＲＧＢ色空間内で差分のフィードバックを行う構成となっている。すなわち、画像メモリ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂに格納されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、画像メモリ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂから読み出されて画素値変換手段２８に入力される。この画素値変換手段２８は、後述するように、発生した差分を人間の視覚的に正しくフィードバック（誤差拡散）されるように、入力されるＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データを変化させるものである。なお、この画素値変換手段２８の説明については後述する。
【００５１】
画素値変換手段２８から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、それぞれ加算器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに入力される。後述する画素値変換手段２９から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データと加算器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにて加算されて出力される。加算器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂから出力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分各８ビットの画像データは、それぞれ仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに入力され、この仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂにより仮代表色が選定され、それぞれ４ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データにより表される仮代表色値として出力される。仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの機能については第１の実施例と同様なので、ここでは説明は省略する。
【００５２】
仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２ＢからのＲ，Ｇ，Ｂ成分の仮代表色を示すそれぞれ４ビットの画像データは、真代表色選定手段１３に入力される。この真代表色選定手段１３の機能についても第１の実施例と同様であるため、その説明については省略するが、その入出力特性の一例、すなわちＲ，Ｇ，Ｂ成分の仮代表色値と真代表色値の関係の一例を図１７（Ａ）に示す。この真代表色選定手段１３からの真代表色番号を示す８ビットのデータは、画像メモリ１４にいったん記憶された後、画像メモリ１４から読み出されてカラーマップ１５に入力される。このカラーマップ１５の機能についても第１の実施例と同様であるため、その説明については省略するが、その一例、すなわち真代表色番号と真代表色の画素値との関係の一例を図１７（Ｂ）に示す。
【００５３】
カラーマップ１５から読み出されたそれぞれ８ビットのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、Ｄ／Ａ変換器１７Ｒ，１７Ｇ，１７Ｂによってそれぞれアナログ信号に変換され、そのＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像信号がＣＲＴディスプレイ１８に供給されて、ＣＲＴディスプレイ１８上に２５６色に限定色化されたカラー画像が表示される。一方、仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂから出力される仮代表色のＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、真代表色選定手段１３に入力されると同時に、ビット数変換器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂにも入力される。このビット数変換器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂは、第４の実施例におけるビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂと同様の機能を持ち、その機能については第４の実施例で説明したのでここでは省略する。このビット数変換器２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂで８ビットのデータに変換されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データは、それぞれ差分検出器２３Ｒ，２３Ｇ，２３Ｂに入力される。
【００５４】
Ｒ成分の系についてのみ説明すれば、差分検出器２３Ｒにおいて、ビット変換器２２Ｒから入力されるＲ成分のデータと、加算器２１Ｒからのデータとの差分が検出され、リミッタ２４Ｒにおいてその差分データの値がある範囲内に制限され、乗算器２５Ｒにおいてその制限された値の差分データに適当な係数ｋが乗じられ、画素値変換手段２９に入力される。Ｇ成分の系およびＢ成分の系についても同様で、参照符号中においてＲに代えてＧまたはＢを用いて対応部分を示す。画素値変換手段２９に入力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の差分の画像データは、画素値変換手段２９において、人間の視覚的に正しくフィードバック（誤差拡散）されるように変換される。この画素値変換手段２９の説明については後述する。画素値変換手段２９から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の差分の画像データは、それぞれ加算器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂに入力され、加算器２１Ｒ，２１Ｇ，２１Ｂにおいて、画素値変換手段２９から出力されたＲ，Ｇ，Ｂ成分の画像データと加算される。
【００５５】
さて、限定色化を行うにあたっては、先述したように、視覚的に平均の色を保持しながら差分データのフィードバック（誤差拡散）を行うのが望ましい。そこで、上述した第５の実施例では、画素値変換手段２８および画素値変換手段２９を設け、ＲＧＢ非均等色空間において、視覚的に平均の色を保存しながら差分データのフィードバック（誤差拡散）を行うために、画素値変換手段２８および画素値変換手段２９によって画像データおよび差分の画像データの画素値変換を行うようにしている。以下、画素値変換手段２８および画素値変換手段２９について、数式（行列式）を用いながら説明する。
【００５６】
今、ＲＧＢ色空間からＬａｂ色空間への変換は、
【数２】
0003564789.tif 000003
数２の式と近似することができる。同様に、Ｌａｂ色空間からＲＧＢ色空間への変換も、
【数３】
0003564789.tif 000004
数３の式と近似することができる。
【００５７】
今、図１８に示すように、任意の画素値をＰ２１＝（Ｒ１  ，Ｇ１  ，Ｂ１）、Ｐ２１の限定色化後の画素値をＰ２２＝（Ｒ２  ，Ｇ２  ，Ｂ２）、Ｐ２１とＰ２２との差分（誤差）が加算される画素の画素値をＰ２３＝（Ｒ３  ，Ｇ３  ，Ｂ３）、Ｐ２３に上記の差分（誤差）が加算された後の画素値をＰ２４＝（Ｒ４  ，Ｇ４  ，Ｂ４）とする。また、ＲＧＢ色空間上で表された上記の画素値Ｐ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４を、Ｌａｂ色空間に変換したときの画素値をＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３，Ｐ２４の順に、（Ｌ１  ，ａ１  ，ｂ１），（Ｌ２  ，ａ２  ，ｂ２），（Ｌ３  ，ａ３  ，ｂ３），（Ｌ４  ，ａ４  ，ｂ４）とする。
【００５８】
すなわち、
【数４】
0003564789.tif 000005
数４の関係式が成り立つとする。なお、理解を容易にするために、差分（誤差）のフィードバックは隣接する１画素にのみ行うものとし、また乗算器２５Ｒ，２５Ｇ，２５Ｂの乗算係数は全てｋ＝１．０、リミッタ２４Ｒ，２４Ｇ，２４Ｂでは値の制限を行わないものとする。
【００５９】
さて、差分（誤差）のフィードバックはＬａｂ均等色空間で行うことが望ましいので、
【数５】
0003564789.tif 000006
数５の式の計算をするのがよい。したがって、
【数６】
0003564789.tif 000007
【数７】
0003564789.tif 000008
数６および数７の各式の関係が成り立つ。
【００６０】
これにより、画素値変換手段２８は、
【数８】
0003564789.tif 000009
数８の式のマトリクス演算を行うことのできる加算・乗算器群で構成され、画素値変換手段２９は、
【数９】
0003564789.tif 000010
数９の式のマトリクス演算を行うことのできる加算・乗算器群で構成される。
【００６１】
また、数６の式の４段目の右辺第１項は、
【数１０】
0003564789.tif 000011
数１０の式となるため画素値変換手段２８はなくてもよいが、近似誤差をできるだけ少なくするためには画素値変換手段２８を設けることが望ましい。さらに、近似誤差を少なくするためには、画素値変換手段２８および画素値変換手段２９にはＬＵＴを備えることもより有効である。
【００６２】
このように、第５の実施例によれば、仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂの入力値と出力値との差分を変化させてフィードバック（誤差拡散）させる画素値変換手段２９を設けたことにより、ＲＧＢ非均等色空間であっても視覚的に平均の色を保存して差分のフィードバックを行うことが可能となる。特に、原カラー画像の画素値を変化させて仮代表色選定手段１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂに与える画素値変換手段２８をも設けることにより、近似誤差をできるだけ少なくすることができるため、限定化処理および誤差拡散処理を行うに適さない色空間においても視覚的に色を保存した誤差拡散を行うことができるため、高品質な限定色化画像を得ることができる。
【００６３】
なお、上記各実施例において、画像メモリ１１Ｌ，１１ａ，１１ｂ（１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂ）に格納される原カラー画像が１画素１成分につき８ビットで、すなわち１画素あたり合計２４ビットで表現されたものであれば、原カラー画像は約１６７７万色を表すことができ、自然画像を人間の目には全く変わらず表現することができるものの、原カラー画像は必ずしも１画素あたり合計２４ビットで表現されたものである必要はない。仮代表色の総数についても、４０９６色に限る必要はなく、また仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の入出力特性も図２または図７に示したものとは異なるものにすることができる。
【００６４】
例えば、原カラー画像が１画素１成分につき８ビットで表現されたものである場合に、上述したように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の出力を各成分につき４ビットとするときは、それぞれの出力値として０から１５までの値を得ることができるが、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の入出力特性を、入力値範囲は図１９に示すように０付近および２５５付近を除いて均等の幅で、または図２０に示すように中央付近では少ない値の幅で密に、両端側では多い値の幅で疎に、それぞれ合計９個の領域に分割され、この９個の入力値領域に対して出力値は０から８までの値をとる特性とすることもできる。この場合には、仮代表色の総数は９×９×９＝７２９色となり、真代表色選定手段１３の回路規模を小さくすることができる。
【００６５】
このように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）を図１９または図２０に示した入出力特性とする場合には、図８の第２の実施例、図１２の第４の実施例および図１６の第５の実施例においては、ビット数変換器２２Ｌ，２２ａ，２２ｂ（２２Ｒ，２２Ｇ，２２Ｂ）は、上述したように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の入力値領域幅の中間値を出力するように、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）が図１９に示した入出力特性とされるときには図２１（Ａ）に示すような入出力特性のものとし、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）が図２０に示した入出力特性とされるときには図２１（Ｂ）に示すような入出力特性のものとするのが望ましい。
【００６６】
また、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の入出力特性は、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）ごとに、すなわち各成分ごとに、図２、図６、図１９または図２０に示したような特性の間で互いに異ならせてもよい。さらに、たとえば仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）の出力を各成分につき５ビットとして、仮代表色の総数を３２×３２×３２＝３２７６８色とすることもできる。真代表色の総数も、２５６色に限る必要はない。たとえば、真代表色選定手段１３の出力の真代表色番号を７ビットとして真代表色の総数を１２８色とし、または真代表色番号を９ビットとして真代表色の総数を５１２色とすることができる。
【００６７】
仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）、真代表色選定手段１３、カラーマップ１５および図１１の第３の実施例におけるカラーマップ２６などは、ＬＵＴ以外の手段を用いて構成することができる。たとえば、仮代表色選定手段１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）は、比較器などによって原画素値が分割されたセル空間のいずれに属するかが検出され、その属するセル空間に応じた仮代表色値が出力されるように構成することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、代表色の決定にあたって、あらかじめ原カラー画像が表現される色空間を適宜分割したＮｂ個のセル空間のそれぞれ例えば中心を仮代表色として仮代表色選定手段に登録するとともに、あらかじめＮｃ色の真代表色を設定して真代表色選定手段に登録するので、ヒストグラムの作成を必要とすることなく、少ないメモリ容量と短い処理時間により代表色を決定することができ、また代表色の選定にあたっては、原画素値が上記の分割されたＮｂ個のセル空間のいずれに属するかによって仮代表色選定手段からあらかじめ登録された仮代表色が選定され、次にその仮代表色により真代表色選定手段からあらかじめ登録された真代表色が選定されるので、原画素値と代表色値との間の距離を計算する必要がなく、少ないメモリ容量と短い処理時間により代表色を選定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明によるカラー画像限定色化装置の第１の実施例を示すブロック図である。
【図２】仮代表色選定手段の入出力特性の一例を示す特性図である。
【図３】その入出力特性をａｂ平面上で示す図である。
【図４】第１の実施例に係る真代表色選定手段およびカラーマップの各入出力特性の一例を示す図である。
【図５】原画素値、仮代表色および真代表色の関係の一例をａｂ平面上で示す図である。
【図６】第１の実施例に係る原画素値、仮代表色および真代表色の関係の具体的数値例を示す図である。
【図７】仮代表色選定手段の入出力特性の他の例を示す特性図である。
【図８】この発明によるカラー画像限定色化装置の第２の実施例を示すブロック図である。
【図９】ビット数変換器の入出力特性の一例を示す図である。
【図１０】第２の実施例のフィードバックの説明に供する図である。
【図１１】この発明によるカラー画像限定色化装置の第３の実施例を示すブロック図である。
【図１２】この発明によるカラー画像限定色化装置の第４の実施例を示すブロック図である。
【図１３】第４の実施例に係る真代表色選定手段およびカラーマップの各入出力特性の一例を示す図である。
【図１４】第４の実施例に係る原画素値、仮代表色および真代表色の関係の具体的数値例を示す図である。
【図１５】第４の実施例のフィードバックの説明に供する図である。
【図１６】この発明によるカラー画像限定色化装置の第５の実施例を示すブロック図である。
【図１７】第５の実施例に係る真代表色選定手段およびカラーマップの各入出力特性の一例を示す図である。
【図１８】第５の実施例のフィードバックの説明に供する図である。
【図１９】仮代表色選定手段の入出力特性のさらに他の例を示す特性図である。
【図２０】仮代表色選定手段の入出力特性のさらに他の例を示す特性図である。
【図２１】ビット数変換器の入出力特性の他の例を示す図である。
【図２２】フルカラー表示のカラー画像表示装置の一例を示すブロック図である。
【図２３】限定色表示のカラー画像表示装置の一例を示すブロック図である。
【図２４】局所区分探索法の説明に供する図である。
【符号の説明】
１２Ｌ，１２ａ，１２ｂ（１２Ｒ，１２Ｇ，１２Ｂ）  仮代表色選定手段
１３  真代表色選定手段
１５  カラーマップ
２７  色空間変換手段
２８，２９  画素値変換手段
【図１】
0003564789.tif 000012
【図２】
0003564789.tif 000013
【図３】
0003564789.tif 000014
【図４】
0003564789.tif 000015
【図５】
0003564789.tif 000016
【図６】
0003564789.tif 000017
【図７】
0003564789.tif 000018
【図８】
0003564789.tif 000019
【図９】
0003564789.tif 000020
【図１０】
0003564789.tif 000021
【図１１】
0003564789.tif 000022
【図１２】
0003564789.tif 000023
【図１３】
0003564789.tif 000024
【図１４】
0003564789.tif 000025
【図１５】
0003564789.tif 000026
【図１６】
0003564789.tif 000027
【図１７】
0003564789.tif 000028
【図１８】
0003564789.tif 000029
【図１９】
0003564789.tif 000030
【図２０】
0003564789.tif 000031
【図２１】
0003564789.tif 000032
【図２２】
0003564789.tif 000033
【図２３】
0003564789.tif 000034
【図２４】
0003564789.tif 000035