(57)【要約】  入力画像の各画素に対して、測色的色再現による第１の色変換を行って目的色空間における第１のカラーデバイス値に変換する。また、白色の元色空間における輝度と、画素の元色空間における輝度との差分ＤＩを算出する。出力画像を生成する際に、差分ＤＩが０である画素については、元色空間におけるカラーデバイス値を維持する。差分ＤＩが０より大きい画素については、第１のカラーデバイス値と上記カラーデバイス値との差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、上記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を出力画像のカラーデバイス値として算出する。これにより、元色空間における入力画像から目的色空間における出力画像を生成する際に、色の見えを一致させながら、カラー画像をより明るく再生できる。
2010084560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する画像処理方法において、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理をし、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換を行い、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記差分算出処理と、前記第１の色変換は、複数の代表色についてのみ行われるものであり、
前記出力画像生成処理は、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けてルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記特徴量は、輝度または明度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記特徴量は、色成分が含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記特徴量は、色差Ｅａｂであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記特徴量は、カラーデバイス値であり、
前記差分は、カラーデバイス値のユークリッド距離であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項８】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する画像処理装置であって、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理手段と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換手段と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記差分算出処理手段と、前記第１の色変換手段は、複数の代表色についてのみ処理を行うものであり、
前記出力画像生成処理手段は、
ルックアップテーブルをさらに備え、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けて前記ルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記特徴量は、輝度または明度であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記特徴量は、色成分が含まれることを特徴とする請求項８から９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記特徴量は、色差Ｅａｂであることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記特徴量は、カラーデバイス値であり、
前記差分は、カラーデバイス値のユークリッド距離であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記複数の代表色を生成する代表色生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する際に、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理とをコンピュータに実行させるプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１７】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項１６に記載の記録媒体。
【請求項１８】
前記差分算出処理と、前記第１の色変換は、複数の代表色についてのみ行われるものであり、
前記出力画像生成処理は、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けてルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項１６または１７に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像再生装置のための画像処理方法、画像処理装置および記録媒体に関し、特にカラー画像再生装置においてカラー画像をより明るく、かつ、所望の色再現を実現する画像処理技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラースキャナや、カラーモニタ、カラープロジェクタ、カラープリンタなどの色特性が異なるカラー画像再生装置間の色再現について、様々な手法が提案されており、ここでいくつかの例を説明する。なお、以下の説明に引用される文献によって、カラー画像再生装置について異なる名称が用いられているが、分かりやすいように、カラー画像再生装置に統一する。【０００３】
非特許文献１のＡｎｎｅｘ  Ｄに開示された色再現手法は、まず、カラー画像再生装置のカラーデバイス値と、ＩＣＣ（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）規定された、ＣＩＥ標準の光Ｄ５０を基準白色とするプロファイルコネクションスペース（ＰＣＳ）との対応関係を求める。そして、ＰＣＳを経由して、入力元のカラー画像再生装置のカラーデバイス値から出力先のカラー画像再生装置のカラーデバイス値への変換を行う。具体的には、入力元のカラー画像再生装置のカラーデバイス値をＰＣＳに変換し、ＰＣＳから出力先のカラー画像再生装置のカラーデバイス値に変換する。カラーデバイス値からＰＣＳへの変換の際、白色が異なる場合、人間の完全色順応タイプの色順応変換が適用される。この場合の色再現は、入力元のカラー画像再生装置の白色に対応するカラーデバイス値が、出力先のカラー画像再生装置の白色に対応するカラーデバイス値に変換される色変換となる。【０００４】
人間の完全色順応を考慮したこの色変換方法は、ｖｏｎ  Ｋｒｉｅｓモデルをベースとしている。この色変換方法は、照明が変化すると人間の視覚における３種類の分光感度（ργβ）が、形を変えずに感度バランスを白色が一致するように変化することによって色順応を行うというものである。照明１のργβ感覚量を（ρ０，γ０，β０）、照明１下の物体のργβ感覚量を（ρ，γ，β）とし、照明２のργβ感覚量を（ρ０'，γ０'，β０'）、同一物体の照明２下のργβ感覚量を（ρ'，γ'，β')とすると、物体色の視覚系のργβ感覚量は、ρ/ρ０、γ/γ０、β/β０、ρ'/ρ０'、γ'/γ０'、β'/β０'となる。照明１と照明２の下で、その物体の色の見えを一致させるためには、式（１）と式（２）に示すように上記ργβ感覚量を一致させればよい。【０００５】
2010084560.tif 000003
【０００６】
2010084560.tif 000004
【０００７】
また、ργβ感覚量は、式（３）に示す線形変換により三刺激値ＸＹＺから得られる。【０００８】
2010084560.tif 000005
【０００９】
照明１と照明２の三刺激値（Ｘ０，Ｙ０，Ｚ０）、（Ｘ０'，Ｙ０'，Ｚ０'）を式（３）に代入することにより、式（１）中のρ０、γ０、β０、ρ０'、γ０'、β０'が得られる。また、式（３）における変換行列Ｍとしては、Ｐｉｔｔの行列や、Ｅｓｔｅｖｅｚの行列、Ｂｒａｄｆｏｒｄの行列などが用いられる。
また、式（３）を式（２）に代入することによって、式（４）に示すｖｏｎ  Ｋｒｉｅｓの色順応予測式を得ることができる。なお、式（４）におけるＤは、式（５）に示されている。【００１０】
2010084560.tif 000006
【００１１】
2010084560.tif 000007
【００１２】
ＲＧＢ表色系のカラー画像再生装置の場合、カラーデバイス値ＲＧＢと三刺激値ＸＹＺとの対応関係は、式（６）に示す通りである。ここで、カラーデバイス値ＲＧＢは、カラー画像再生装置のガンマ特性を考慮して、予め逆ガンマ補正を施して入力特性がリニアに変換されたものであるとする。【００１３】
2010084560.tif 000008
【００１４】
式（６）において、Ｑは、３ｘ３行列であり、以下ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列という。ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｑは、カラー画像再生装置の色特性によって異なる。なお、ブラックの三刺激値（Ｘｋ，Ｙｋ，Ｚｋ）を考慮すると、式（６）は式（７）になる。【００１５】
2010084560.tif 000009
【００１６】
したがって、ブラックの三刺激値をゼロとした場合、ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｑが「Ａ」であるカラー画像再生装置のＲＧＢから、ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｑが「Ｂ」であるカラー画像再生装置のＲ'Ｇ'Ｂ'への色変換は、人間の完全色順応を考慮した上記色変換方法を用いると、式（８）に示すようになる。【００１７】
2010084560.tif 000010
なお、式（８）における行列Ｄは、この２つのカラー画像再生装置におけるそれぞれの白色の三刺激値と、式（３）および式（５）を用いて算出できる。【００１８】
特許文献１には、白色の異なるカラー画像再生装置間の色再現において、不完全色順応を考慮した色再現手法が提案されている。この手法は、変換元と変換先のカラー画像再生装置の白色の相関色温度などを用いて、変換元と変換先での白色の表面反射率を復元し、復元された２つの白色の表面反射率から、不完全色順応状態における白色の順応白色表面反射率を計算する。そして、変換元の白色の表面反射率と不完全色順応状態における白色の順応白色表面反射率との関係を、その他の色の表面反射率にも同様に適用することで、白色の異なるカラー画像再生装置間で色の見えを一致させる。【００１９】
また、特許文献２には、カラー画像再生装置の出力する白の輝度に応じて、白色点の変化量を異ならせる色補正テーブルを用いて、入力信号に所望の画像処理を施してカラー画像再生装置に出力する画像処理装置が開示されている。この画像処理装置は、人間の眼が、暗い光よりも明るい光に順応しやすい特性を利用したものであり、カラー画像再生装置の出力する白の輝度が大きくなるにしたがって、変換後の目標白色点をカラー画像再生装置の白色点に近づけるように処理を行う。【００２０】
さらに、特許文献２には、忠実な色再現が可能な色補正を行うための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行うための明るさ優先の色補正テーブルとを画像処理装置に備え、色再現優先の色補正テーブルによる変換後の目標白色点をカラー画像再生装置の白色点に近づける方法に加え、自然画やプレゼンテーション用データなど入力信号に応じて明るさ優先の色補正テーブルと色再現優先の色補正テーブルを切り替える方法も開示されている。入力信号に応じた切替えに関して、自然画のデータの場合には色再現優先の色変換テーブルに、プレゼンテーション用のデータの場合には明るさ優先の色補正テーブルに切り替えるとしている。【００２１】
また、特許文献３は、特許文献２の手法に対して、色補正開始後の経過時間に応じて白色点の変化量を異ならせる処理を追加した手法を開示している。【００２２】
特許文献１〜３の手法は、対応する色再現あるいは等価な色再現により、人間の色知覚における（不完全）色順応を考慮して、カラー画像再生装置により再現される順応白色の色度を所望の色度に設定し、白色以外の色については、順応白色を基準とした色変換を適用した色再現方法であるといえる。【００２３】
また、カラーディスプレイは、測色的色再現により、再現する色を白色の色度が指定された特定の色空間（例えばｓＲＧＢやＡｄｏｂｅＲＧＢではＣＩＥ標準の光Ｄ６５）で比較的容易に色再現が実現できる。さらに、対応する色再現あるいは等価な色再現として、人間の色知覚における（不完全）色順応を考慮して、カラー画像再生装置で再現する順応白色の色度を所望の色度に設定し、白色以外の色については、この順応白色を基準として得られる色補正（色変換）を適用する色再現方法が、上述の特許文献１〜特許文献３の従来法で示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２０００−１１３１７４号公報
【特許文献２】特開２００３−１８４１６号公報
【特許文献３】特開２００３−９９０２６号公報
【非特許文献】
【００２５】
【非特許文献１】Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ＩＣＣ．１：２００４−１０（Ｐｒｏｆｉｌｅ  ｖｅｒｓｉｏｎ  ４．２．０．０），  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｌｏｒ  Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ
【非特許文献２】田島譲二著，「画像工学シリーズ１０  カラー画像複製論  カラーマネジメントの基礎」，丸善株式会社，平成８年９月３０日，ｐ．３３−３９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
カラー画像再生装置は、その使用目的によって、色の見えを一致させながら、カラー画像をより明るく再生することが要求される場合がある。例えば、周辺環境光の影響を受けやすいカラープロジェクタの場合、輝度に関するコントラストを維持するために、白色についてできるだけ輝度を高める必要がある。【００２７】
ところで、特許文献１〜３の手法では、カラー画像再生装置で色再現性を優先する場合、カラー画像再生装置で出力可能な最大輝度を有する色の色度が指定の色空間の白色の色度と異なるときに、カラー画像再生装置で出力可能な色の最大輝度を落とすことによって白色の色度を一致させる必要がある。つまり、これらの手法では、対応する色再現もしくは等価な色再現によって所望の色合いを再現することが可能であるが、それに伴い白色の輝度はカラー画像再生装置で出力可能な最大輝度よりも落ちてしまう可能性がある。これでは、再生する際に、カラー画像の明るさが暗くなってしまう。【００２８】
また、上記各手法は、白色を基準とした色変換を全ての色に適用している。再生する際の明るさを維持するために、カラー画像再生装置の白色を、該カラー画像再生装置で出力する可能な最大輝度の色に設定すると、色変換が行われないか、色変換の効果が弱まってしまうことが知られている。そのため、これらの手法では、カラー画像を明るく再生できるが、色の見えを一致させることができない恐れがある。【００２９】
なお、特許文献２および特許文献３において、明るさ優先の色補正テーブルの作成方法については記載がない。そのため、明るさ優先の色補正テーブルを用いて色補正する際の色の見えについては不明である。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の１つの態様は、元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する画像処理方法である。この画像処理方法において、特徴量取得処理と、差分算出処理と、第１の色変換と、出力画像生成処理が行われる。【００３１】
特徴量取得処理は、入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、該色の明るさを示し得る特徴量と、元色空間における白色の特徴量を取得する。【００３２】
差分算出処理は、入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、該カラーデバイス値が表す色の上記特徴量との差分である第１の差分を算出する。【００３３】
第１の色変換は、入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色のカラーデバイス値を目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する。【００３４】
出力画像生成処理は、第２の色変換により得られた第２のカラーデバイス値を出力画像のカラーデバイス値として出力する。第２の色変換は、入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、第１の差分が０であるときに該カラーデバイス値（元色空間におけるカラーデバイス値）になり、第１の差分が０より大きいときに、第１のカラーデバイス値と該カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、該カラーデバイス値との和になるように、第２のカラーデバイス値を算出する。【００３５】
第２の色変換は、下記の式（９）により表すことができる。式（９）において、関数ｆは、第１の差分が０であるときに０を、第１の差分が０以外であるときに１以下０より大きい値を出力するものである。
Ｐ２＝Ｐ０＋ｆ（ＤＩ）（Ｐ１−Ｐ０）      （９）
但し，Ｐ２：第２のカラーデバイス値
Ｐ１：第１のカラーデバイス値
Ｐ０：元色空間におけるカラーデバイス値
ＤＩ：第１の差分【００３６】
なお、上記態様の画像処理方法を画像処理装置やシステム、または該画像処理方法による処理をコンピュータに実行せしめるプログラムや、該プログラムを記録した記録媒体などに置き換えて表現したものも、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００３７】
本発明にかかる色変換技術によれば、色の見えを一致させながら、カラー画像をより明るく再生できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる画像処理装置を示す図である。
【図２】図１に示す画像処理装置における処理を示すフローチャートである。
【図３】本発明の第２の実施の形態にかかる画像処理装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略及び簡略化がなされている。また、様々な処理を行う機能ブロックとして図面に記載される各要素は、ハードウェア的には、ＣＰＵ、メモリ、その他の回路で構成することができ、ソフトウェア的には、メモリにロードされたプログラムなどによって実現される。したがって、これらの機能ブロックがハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、またはそれらの組合せによっていろいろな形で実現できることは当業者には理解されるところであり、いずれかに限定されるものではない。また、プログラムは、記録媒体に記録して提供することも可能であり、また、インターネットその他の通信媒体を介して伝送することにより提供することも可能である。また、記憶媒体には、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＲＯＭカートリッジ、バッテリバックアップ付きＲＡＭメモリカートリッジ、フラッシュメモリカートリッジ、不揮発性ＲＡＭカートリッジ等が含まれる。また、通信媒体には、電話回線等の有線通信媒体、マイクロ波回線等の無線通信媒体等が含まれる。
【００４０】
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像処理装置１００を示す。画像処理装置１００は、元色空間における画像（入力画像）から、目的色空間における、上記入力画像に対応する画像（出力画像）を生成するものであり、元色空間と目的色空間は、色特性が異なる２つの色空間である。
【００４１】
画像処理装置１００は、特徴量取得部１０２と、差分算出部１０４と、第１の色変換部１０６と、出力画像生成部１１０を備え、出力画像生成部１１０は、第２の色変換部１０８を有する。説明上の便宜のため、入力画像と出力画像の表色系がＲＧＢ表色系であるとする。すなわち、入力画像と出力画像のカラーデバイス値は、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の組合せとなる。また、ＲＧＢ値と三刺激値との対応関係は、元色空間と目的色空間のいずれについても知られているとする。これは、元色空間と目的色空間のいずれについても、前述した式（６）または式（７）において、ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｑが知られていることを意味する。ここで、元色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列がＡであり、目的色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列がＢであるとする。
【００４２】
特徴量取得部１０２は、元色空間における白色の特徴量と、入力画像の各画素の特徴量を取得する。この特徴量は、明るさを示し得るものであり、例えば、輝度を用いることができる。
【００４３】
特徴量として輝度を用いる場合、特徴量取得部１０２は、まず、下記の式（１０）または式（１１）に従って元色空間における白色の輝度Ｙｗを算出する。
【００４４】
2010084560.tif 000011
2010084560.tif 000012
ここで、Ａは、変換元となる色空間のＲＧＢ→ＸＹＺ変換行列であり、「Ｘｂｋ、Ｙｂｋ、Ｚｂｋ」は、元色空間における黒の三刺激値ＸＹＺである。
【００４５】
次に、特徴量取得部１０２は、下記の式（１２）または（１３）に従って元色空間における入力画像中の各画素の輝度Ｙを算出する。
【００４６】
2010084560.tif 000013
2010084560.tif 000014
【００４７】
ここでは入力画像の表色系がＲＧＢであるとしているため、特徴量取得部１０２は、入力画像のカラーデバイス値Ｐ０（ＲＧＢ）から輝度Ｙを算出する必要があるが、例えば、入力画像の表色系がＹＣＣである場合に、特徴量取得部１０２は、入力画像のカラーデバイス値から直接輝度Ｙを取得すればよい。また、元色空間における白色の輝度Ｙｗについても、必ずしも計算により取得するとは限らず、例えば予め設定されている場合には、設定値を読み出すことによって取得すればよい。
【００４８】
差分算出部１０４は、入力画像の各画素について、該画素の輝度Ｙと、元色空間における白色の輝度Ｙｗとの差分ＤＩを算出する。この差分ＤＩは、例えば式（１４）に示すものである。
2010084560.tif 000015
【００４９】
なお、白色画素の場合、ＹとＹｗが同一であるため、ＤＩが０になる。黒色画素の場合、Ｙが０であるため、ＤＩが１になる。すなわち、差分ＤＩは、０以上１以下の実数である。
【００５０】
第１の色変換部１０６は、測色的色再現による第１の色変換を行って、入力画像における各画素のカラーデバイス値Ｐ０（ＲＧＢ）を、目的色空間におけるカラーデバイス値に変換する。第１の色変換部１０６により得られたカラーデバイス値を、以下「第１のカラーデバイス値」といい、「Ｐ１」または「Ｒ'Ｇ'Ｂ'」で表記する。
【００５１】
具体的には、入力画像の各画素の三刺激値ＸＹＺを算出し、式（１５）に従って、入力画像における各画素のカラーデバイス値Ｐ０（ＲＧＢ）から、上述した第１のカラーデバイス値Ｐ１（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）を算出する。
【００５２】
2010084560.tif 000016
なお、式（１５）において、Ｂ−１は、目的色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｂの逆行列である。
【００５３】
第２の色変換部１０８は、入力画像の各画素について、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０を目的色空間におけるカラーデバイス値に変換する。第１の色変換部１０６が得た第１のデバイス値と区別するために、第２の色変換部１０８により得られたカラーデバイス値を第２のデバイス値といい、「Ｐ２」または「Ｒ''Ｇ''Ｂ''」で表記する。
【００５４】
第２の色変換部１０８は、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０（ＲＧＢ）を第２のカラーデバイス値Ｐ２（Ｒ''Ｇ''Ｂ''）に変換する際に、差分ＤＩが０であるときに０を、差分ＤＩが０以外であるときに０より大きく、１以下である値を出力する関数ｆを用いて、式（１６）にしたがって、入力画像の各画素の第２のカラーデバイス値Ｐ２を求める。
【００５５】
2010084560.tif 000017
【００５６】
すなわち、第２の色変換部１０８は、入力画像の各画素について、差分ＤＩが０であるときに０を、差分ＤＩが０以外であるときに０より大きく、１以下である係数を、測色的色再現による得られた第１のカラーデバイス値Ｐ１と元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０との差分に乗算して、カラーデバイス値Ｐ０に加算することにより、第２のカラーデバイス値Ｐ２を得る。
【００５７】
出力画像生成部１１０は、第２の色変換部１０８により得られた第２のカラーデバイス値を出力画像のカラーデバイス値として出力する。これにより、目的色空間における出力画像が生成される。
【００５８】
図２は、図１に示す画像処理装置１００の処理を示すフローチャートである。図示のように、まず、特徴量取得部１０２は、元色空間における白色の輝度Ｙｗと、入力画像の各画素の輝度Ｙを取得する（Ｓ１２、Ｓ１４）。そして、差分算出部１０４は、入力画像の各画素について、元色空間における白色の輝度Ｙｗと、輝度Ｙとの差分ＤＩを算出する（Ｓ１６）。
【００５９】
また、第１の色変換部１０６は、測色的色再現による第１の色変換を行い、入力画像の各画素について、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０（ＲＧＢ）を目的色空間における第１のカラーデバイス値Ｐ１（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）に変換する（Ｓ１８）。
【００６０】
そして、第２の色変換部１０８は、式（１６）に従って、入力画像の各画素について、第２のカラーデバイス値Ｐ２を求める（Ｓ２０）。
【００６１】
最後に、出力画像生成部１１０は、第２の色変換部１０８が得られた各第２のカラーデバイス値Ｐ２を出力する。これにより、出力画像が得られる。（Ｓ２２）。
【００６２】
画像処理装置１００において、白色画素について、差分ＤＩが０であるので、白色の元色空間におけるカラーデバイス値は維持される。例えば、白色の元色空間におけるカラーデバイス値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）が（２５５，２５５，２５５）であるときに、入力画像の白色画素について、出力画像のカラーデバイス値（Ｒ''、Ｇ''、Ｂ''）も（２５５，２５５，２５５）となる。これにより、入力画像の白色の輝度が維持される。
【００６３】
一方、白色以外の画素のうちの、差分ＤＩが０より大きい画素については、出力画像のカラーデバイス値（第２のカラーデバイス値Ｐ２）は、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０と、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０と測色的色再現により得られた第１のカラーデバイス値Ｐ１との間のカラーデバイス値となる。すなわち、白色以外の画素に対して、目的色空間におけるカラーデバイス値が測色的色再現による得られた第１のカラーデバイス値Ｐ１に近づくように色補正が行われている。
こうすることにより、色の見えを一致させながら、カラー画像をより明るく再生できる。
【００６４】
また、関数ｆとしては、差分ＤＩが０以外であるときに、「１以下０より大きい」範囲内で、差分ＤＩが大きいほど大きくなる値を出力するものを用いることが好ましい。この場合、差分ＤＩそのものを関数ｆの出力値としてもよい。すなわち、式（１６）は、下記の式（１７）になる。
2010084560.tif 000018
【００６５】
また、画像処理装置１００において、例として、明るさを示し得る特徴量として輝度を用いたが、明度を用いてもよい。さらに、この特徴量は、色成分が含まれてもよく、例えば明度に色成分が加味された色差Ｅａｂを用いてもよい。もちろん、カラーデバイス値そのもの（例えばＲＧＢ値）を用いてもよい。この場合、特徴量の差分は、カラーデバイス値のユークリッド距離になる。例えば、元空間における白色のカラーデバイス値が（２５５，２５５，２５５）であるときに、差分ＤＩは、式（１８）に示すように算出される。
2010084560.tif 000019
【００６６】
図３は、本発明の第２の実施の形態にかかる画像処理装置２００を示す。画像処理装置２００は、元色空間における画像（入力画像）から、目的色空間における、上記入力画像に対応する画像（出力画像）を生成するものであり、色空間情報記憶部２１０と、代表色生成部２２０と、特徴量取得部２３２と、差分算出部２３４と、第１の色変換部２３６と、出力画像生成部２５０を備え、出力画像生成部２５０は、第２の色変換部２３８と、ルックアップテーブル（ＬＵＴ）２４０を有する。
【００６７】
ここも、説明上の便宜のため、入力画像と出力画像の表色系がＲＧＢ表色系であるとする。すなわち、入力画像と出力画像のカラーデバイス値は、Ｒ値、Ｇ値、Ｂ値の組合せとなる。
【００６８】
色空間情報記憶部２１０は、元色空間と目的色空間の色空間情報を記憶している。色空間情報記憶部２１０に記憶される色空間情報の取得手法としては、従来知られている種々の方法を用いることができる。例えば、画像編集ソフトＰｈｏｔｏＳｈｏｐ（登録商標）では元色空間と目的色空間の色情報を得るために、ＩＣＣプロファイルを設定できるＧＵＩがある。この場合、色空間情報記憶部２１０は、図示しない上記ＧＵＩを介して設定された元色空間と目的色空間の色空間情報を記憶すればよい。なお、色空間情報は、当該色空間を規定する情報であり、例えば、ＲＧＢ蛍光体の色度、白色の色度と輝度、各色信号のガンマ特性などである。
【００６９】
代表色生成部２２０は、複数の代表色を生成して、夫々の代表色のＲＧＢ値を得る。この複数の代表色は、なるべく広範囲の色を網羅するように生成されることが好ましい。
【００７０】
特徴量取得部２３２と、第１の色変換部２３６と、第２の色変換部２３８は、処理する対象色が異なる点を除き、図１に示す画像処理装置１００における特徴量取得部１０２と、差分算出部１０４と、第２の色変換部１０８と夫々同一の処理を行う。なお、本実施の形態においても、例として、明るさを示しる特徴量として、輝度を用いる。
【００７１】
特徴量取得部２３２は、元色空間における白色の輝度Ｙｗと、各代表色の輝度Ｙｓを算出する。特徴量取得部２３２は、元色空間における白色の輝度Ｙｗについては、色空間情報記憶部２１０から読み出すと共に、色空間情報記憶部２１０に記憶された元色空間のＲＧＢ蛍光体の色度と白色の色度から、元色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｑを算出する（非特許文献２参照）。元色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列ＱがＡであるとする。そして、特徴量取得部２３２は、ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ａを用いて、式（６）または式（７）に従って各代表色のカラーデバイス値Ｐｓ（ＲＧＢ）から輝度Ｙｓを算出する。特徴量取得部２３２は、元色空間における白色の輝度Ｙｗと、各代表色の元色空間における輝度Ｙｓを差分算出部２３４に出力し、元色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ａを第１の色変換部２３６に出力する。
【００７２】
差分算出部２３４は、各代表色について、該代表色の輝度Ｙｓと、元色空間における白色の輝度Ｙｗとの差分ＤＩを算出する。この差分ＤＩは、例えば式（１９）に示すものである。
2010084560.tif 000020
【００７３】
第１の色変換部２３６は、各代表色について、測色的色再現による第１の色変換を行って、各代表色の元色空間における代表色のカラーデバイス値Ｐｓ（ＲＧＢ）を、夫々の第１のカラーデバイス値Ｐ１（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）に変換する。具体的には、色空間情報記憶部２１０に記憶された目的色空間のＲＧＢ蛍光体の色度と白色の色度から、目的色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｂを算出し、ＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ｂと、特徴量取得部２３２から得られた元色空間のＲＧＢ−ＸＹＺ変換行列Ａとを用いて、式（１５）に従って、各代表色のカラーデバイス値Ｐｓ（ＲＧＢ）から、第１のカラーデバイス値Ｐ１ｓ（Ｒ'Ｇ'Ｂ'）を算出する。
【００７４】
第２の色変換部２３８、各代表色について、式（１６）にしたがって、該各代表色の第２のカラーデバイス値Ｐ２ｓ（Ｒ''Ｇ''Ｂ''）を求めて、ＬＵＴ２４０に出力する。
【００７５】
ＬＵＴ２４０は、各代表色について、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０と、第２の色変換部１０８からの第２のカラーデバイス値Ｐ２ｓとを対応付けて格納する。
【００７６】
出力画像生成部２５０は、入力画像の白色画素については、元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０ｗを用い、白色以外の画素については、ＬＵＴ２４０を参照して、該画素のカラーデバイス値Ｐ０に対応する第２のカラーデバイス値Ｐ２（Ｒ''Ｇ''Ｂ''）を内挿法で算出するようにして、出力画像の各カラーデバイス値を得る。なお、内挿法としては、例えば８点補間法などを用いることができる。
【００７７】
図１に示す画像処理装置１００は、入力画像の各画素について、特徴量取得、差分算出、第１の色変換、第２の色変換を経て、出力画像のカラーデバイス値になる第２のカラーデバイス値Ｐ２を得る。なお、白色画素については、差分ＤＩが０であるので、出力画像における該画素のカラーデバイス値Ｐ２は、元色空間における白色のカラーデバイス値になる。
それに対して、画像処理装置２００は、複数の代表色についてのみ、特徴量取得、差分算出、第１の色変換、第２の色変換を行い、該複数の代表色の第２のカラーデバイス値Ｐ２ｓを得る。そして、該複数の代表色の元色空間におけるカラーデバイス値Ｐ０と、第２のカラーデバイス値Ｐ２ｓとを対応付けてＬＵＴ２４０に登録し、ＬＵＴ２４０の登録内容を参照して、白色以外の各画素の第２のカラーデバイス値Ｐ２を算出する。この点を除いて、画像処理装置１００と画像処理装置２００が同一の処理を行っているといえる。
【００７８】
そのため、画像処理装置２００によれば、画像処理装置１００が得られる各効果を得ることができる。
【００７９】
また、特徴量取得、差分算出、第１の色変換、第２の色変換は、複数の代表色についてのみ行うので、計算量が少なく、出力画像を高速に生成することができる。
【００８０】
なお、明度や色差Ｅａｂ、カラーデバイス値など、輝度以外の特徴量を用いることや、第２の色変換を行って第２のカラーデバイス値Ｐ２ｓを算出する際に用いる関数ｆの種類など、画像処理装置１００について説明した可能な変更を、画像処理装置２００に対して行ってもよい。
【００８１】
以上、実施の形態をもとに本発明を説明した。実施の形態は例示であり、本発明の主旨から逸脱しない限り、さまざまな変更、増減を加えてもよい。これらの変更、増減が加えられた変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００８２】
この出願は、２００９年１月２３日に出願された日本出願特願２００９−０１３６１４を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明にかかる技術は、例えば、色特性が異なるカラー画像再生装置間の色再現に利用することができる。
【符号の説明】
【００８４】
１００  画像処理装置
１０２  特徴量取得部
１０４  差分算出部
１０６  第１の色変換部
１０８  第２の色変換部
１１０  出力画像生成部
２００  画像処理装置
２１０  色空間情報記憶部
２２０  代表色生成部
２３２  特徴量取得部
２３４  差分算出部
２３６  第１の色変換部
２３８  第２の色変換部
２４０  ＬＵＴ
２５０  出力画像生成部
【図１】
2010084560.tif 000021
【図２】
2010084560.tif 000022
【図３】
2010084560.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】平成23年6月27日(2011.6.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する画像処理方法において、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理をし、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換を行い、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理を行うことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記差分算出処理と、前記第１の色変換は、複数の代表色についてのみ行われるものであり、
前記出力画像生成処理は、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けてルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理方法。
【請求項４】
前記特徴量は、輝度または明度であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項５】
前記特徴量は、色成分が含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像処理方法。
【請求項６】
前記特徴量は、色差Ｅａｂであることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項７】
前記特徴量は、カラーデバイス値であり、
前記差分は、カラーデバイス値のユークリッド距離であることを特徴とする請求項５に記載の画像処理方法。
【請求項８】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する画像処理装置であって、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理手段と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換手段と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
【請求項９】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項８に記載の画像処理装置。
【請求項１０】
前記差分算出処理手段と、前記第１の色変換手段は、複数の代表色についてのみ処理を行うものであり、
前記出力画像生成処理手段は、
ルックアップテーブルをさらに備え、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けて前記ルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項８または９に記載の画像処理装置。
【請求項１１】
前記特徴量は、輝度または明度であることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１２】
前記特徴量は、色成分が含まれることを特徴とする請求項８から９のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１３】
前記特徴量は、色差Ｅａｂであることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
【請求項１４】
前記特徴量は、カラーデバイス値であり、
前記差分は、カラーデバイス値のユークリッド距離であることを特徴とする請求項１３に記載の画像処理装置。
【請求項１５】
前記複数の代表色を生成する代表色生成手段をさらに備えることを特徴とする請求項８から１４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
【請求項１６】
元色空間における画像である入力画像から、目的色空間における画像である出力画像を生成する際に、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記元色空間における白色の明るさを示し得る特徴量と、前記カラーデバイス値が表す色の前記特徴量との差分である第１の差分を算出する差分算出処理と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、測色的色再現により該色の前記カラーデバイス値を前記目的色空間におけるカラーデバイス値である第１のカラーデバイス値に変換する第１の色変換と、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色について、前記第１の差分が０であるときに前記カラーデバイス値になり、前記第１の差分が０より大きいときに、前記第１のカラーデバイス値と前記カラーデバイス値との差分である第２の差分に、１以下０より大きい係数を乗算して得た値と、前記カラーデバイス値との和になる第２のカラーデバイス値を算出する第２の色変換を行い、該第２のカラーデバイス値を前記出力画像のカラーデバイス値として出力する出力画像生成処理とをコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項１７】
前記係数は、前記第１の差分が大きいほど大きくなるものであることを特徴とする請求項１６に記載のプログラム。
【請求項１８】
前記差分算出処理と、前記第１の色変換は、複数の代表色についてのみ行われるものであり、
前記出力画像生成処理は、
前記複数の代表色に対してのみ前記第２の色変換を行い、
該複数の代表色について、前記元色空間におけるカラーデバイス値と、前記第２の色変換により得られた前記第２のカラーデバイス値とを対応付けてルックアップテーブルに登録し、
前記入力画像の各カラーデバイス値が表す夫々の色のうちの白色以外の色については、前記ルックアップテーブルを参照して該色のカラーデバイス値に対応する前記第２のカラーデバイス値を算出し、白色については、元色空間における白色のカラーデバイス値を用いるようにして、前記出力画像のカラーデバイス値を得ることを特徴とする請求項１６または１７に記載のプログラム。
【国際調査報告】
2010084560.tif 000024
2010084560.tif 000025
2010084560.tif 000026