(57)【要約】【課題】画質の低下を抑えつつ画像のビット深度を変換する。【解決手段】色情報分配装置１００は、ビット深度を変換する対象の画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換部１０３ａと、出力系のビット深度を指定するビット深度指定部１０４と、第一色空間変換部１０３ａにより変換された画像の画素値を、ビット深度指定部１０４により指定された出力系のビット深度に合わせて色空間内で変更する色情報変換部１０５と、色情報変換部１０５により画素値が変換された色空間の画像を、出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換部１０３ｂとを備える。【選択図】図１
2015095833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビット深度を変換する対象の画像である対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換部と、
出力系のビット深度を指定するビット深度指定部と、
前記第一色空間変換部により変換された画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に合わせて前記色空間内で変更する色情報変換部と、
前記色情報変換部により画素値が変換された前記色空間の画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換部と、
を備えることを特徴とする色情報分配装置。
【請求項２】
前記対象画像に対して色属性の画像レンジの変更が必要な場合に変更後の画像レンジを指定し、前記対象画像を、指定した前記画像レンジに応じた画素値の画像に変換する画像レンジ指定部をさらに備え、
前記第一色空間変換部は、画像レンジ指定部により変換された前記画像を、人間の色知覚特性を反映した前記色空間の画像に変換する、
ことを特徴とする請求項１に記載の色情報分配装置。
【請求項３】
前記色情報変換部は、前記第一色空間変換部により変換された画像の前記色空間における色属性の画素値の最大値及び最小値を、前記出力系のビット深度を用いたときの最大値及び最小値に変換し、前記画像の前記色属性の画素値を、変換により得られた前記最大値及び前記最小値の範囲内の画素値に変更する、
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の色情報分配装置。
【請求項４】
出力系のビット深度を指定するビット深度指定部と、
ビット深度を変換する対象の画像である対象画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に応じて変更する画素値調整部と、
前記対象画像のビット深度よりも前記出力系のビット深度が大きい場合に、前記画素値調整部により変更された前記画像の中から、画素値つぶれを示す画素値の画素が連続する領域を抽出し、抽出した前記領域に含まれる画素の画素値を、当該画素が前記領域の重心と前記領域の周辺の画素との間を内分する割合と、前記重心の画素値及び前記周辺の画素の画素値とに基づいて設定する画素値つぶれ領域調整部と、
を備えることを特徴とする色情報分配装置。
【請求項５】
前記対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換部と、
前記画素値つぶれ領域調整部により画素値が設定された前記画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換部とをさらに備え、
前記画素値調整部は、前記第一色空間変換部により変換された前記画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に合わせて変更する、
ことを特徴とする請求項４に記載の色情報分配装置。
【請求項６】
色情報分配装置が実行する色情報分配方法であって、
第一色空間変換部が、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換ステップと、
ビット深度指定部が、出力系のビット深度を指定するビット深度指定ステップと、
色情報変換部が、前記第一色空間変換ステップにより変換された画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に合わせて前記色空間内で変更する色情報変換ステップと、
前記色情報変換ステップにより画素値が変換された前記色空間の画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換ステップと、
を有することを特徴とする色情報分配方法。
【請求項７】
画像レンジ指定部が、前記対象画像に対して色属性の画像レンジの変更が必要な場合に変更後の画像レンジを指定し、前記対象画像を、指定した前記画像レンジに応じた画素値の画像に変換する画像レンジ指定ステップをさらに有し、
前記第一色空間変換ステップにおいては、前記画像レンジ指定ステップにより変換された前記画像を、人間の色知覚特性を反映した前記色空間の画像に変換する、
ことを特徴とする請求項６に記載の色情報分配方法。
【請求項８】
色情報分配装置が実行する色情報分配方法であって、
ビット深度指定部が、出力系のビット深度を指定するビット深度指定ステップと、
画素値調整部が、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に応じて変更する画素値調整ステップと、
画素値つぶれ領域調整部が、前記対象画像のビット深度よりも前記出力系のビット深度が大きい場合に、前記画素値調整ステップにより変更された前記画像の中から、画素値つぶれを示す画素値の画素が連続する領域を抽出し、抽出した前記領域に含まれる画素の画素値を、当該画素が前記領域の重心と前記領域の周辺の画素との間を内分する割合と、前記重心の画素値及び前記周辺の画素の画素値とに基づいて設定する画素値つぶれ領域調整ステップと、
を有することを特徴とする色情報分配方法。
【請求項９】
第一色空間変換部が、前記対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換ステップと、
第二色空間変換部が、前記画素値つぶれ領域調整ステップにより画素値が設定された前記画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換ステップとをさらに有し、
前記画素値調整ステップにおいては、前記第一色空間変換ステップにより変換された前記画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に合わせて変更する、
ことを特徴とする請求項８に記載の色情報分配方法。
【請求項１０】
コンピュータを、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の色情報分配装置の各部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色情報分配装置、色情報分配方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ビット深度とは、画像を構成する色成分を表現する際の情報量を示すものであり、現在、市販されているディスプレイや画像処理ツール等ではＲＧＢの各成分を８ビットで表現するものが多い。デジタルビデオカメラ等の入力機器では１０ビット以上の情報を扱うものも多く、データ処理や出力機器の利用時には８ビットに縮退させているのが現状である。
【０００３】
高ビット深度から低ビット深度への変換手法の代表的な例として、ハーフトーニングという手法がある（例えば、非特許文献１参照）。この手法の中でもっとも単純なものが二値化であり、例えば、画像の平均値を閾値とし、この値より小さい画素値を０、大きい画素値を１の２種類（１ビット）で表現することで８ビットを１ビットに変換することができる。また、この手法を発展させたディザ法では、閾値を周辺画素の画素値に応じて変更させることにより、原画像に近い濃淡を表現することも可能になっている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００４】
一方、低ビット深度から高ビット深度への変換では、ビット列の右側に新たにビット列を追加することで高ビット化を実現する手法がある。即ち、ビット列の右側に２ビット分を追加すると、画素値を２２倍することに対応する。しかしながら現状では、上記手法以外には高ビット深度化を実現する従来技術は見当たらない。その主な理由として、８ビットを越える深度で色を処理する画像処理ツールや出力デバイスが現時点では市場に出ているものが少ないことが挙げられる。
【０００５】
しかし、デジタルカメラ等の入力デバイスでは既に１６ビットで入力できるようになっており、これら高ビット深度に対応した出力デバイスが市場に出回るのは時間の問題であると考えられる。また、将来、高ビット深度の表現が可能な出力デバイスが普及すると、現時点での８ビット深度の画像を出力する場合には、高ビット深度への変換が必要になってくると思われる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Erik Reinhard, Michael Stark, Peter Shirley, and James Ferwerda、“Photographic Tone Reproduction for Digital Images”、 Proceedings of ACM SIGGRAPH 2002、２００２年、ｐ．２６７−２７６
【非特許文献２】貴家  仁志著、「よくわかる動画・静止画の処理技術」、ＣＱ出版社、第２章ディジタル画像の階調変換と色間引き、２００４年、ｐ．１９−２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
非特許文献１、２に記載の低ビット深度への変換方法は、輝度の情報に基づいた画素値の変換手法であり、色や人間の視知覚特性には着目してなかった。そのため、人間の知覚である非線形性が反映されない変換となっていた。一方、高ビット深度への変換におけるビット列付加の方法は、画素値を単純にＮ倍することに相当し（例えば、Ｎビットシフトの場合は２Ｎ倍することに対応）、隣接領域間での画素値の差が相対的に大きくなると擬似輪郭が発生しやすくなり、画像の品質低下を招く場合がある。
【０００８】
上記事情に鑑み、本発明は、画質の低下を抑えつつ画像のビット深度を変換する色情報分配装置、色情報分配方法、及びプログラムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換部と、出力系のビット深度を指定するビット深度指定部と、前記第一色空間変換部により変換された画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に合わせて前記色空間内で変更する色情報変換部と、前記色情報変換部により画素値が変換された前記色空間の画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換部と、を備えることを特徴とする色情報分配装置である。
【００１０】
また、本発明の一態様は、上述した色情報分配装置であって、前記対象画像に対して色属性の画像レンジの変更が必要な場合に変更後の画像レンジを指定し、前記対象画像を、指定した前記画像レンジに応じた画素値の画像に変換する画像レンジ指定部をさらに備え、前記第一色空間変換部は、前記画像レンジ指定部により変換された前記画像を、人間の色知覚特性を反映した前記色空間の画像に変換する、ことを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、上述した色情報分配装置であって、前記色情報変換部は、前記第一色空間変換部により変換された画像の前記色空間における色属性の画素値の最大値及び最小値を、前記出力系のビット深度を用いたときの最大値及び最小値に変換し、前記画像の前記色属性の画素値を、変換により得られた前記最大値及び前記最小値の範囲内の画素値に変更する、ことを特徴とする。
【００１２】
また、本発明の一態様は、出力系のビット深度を指定するビット深度指定部と、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に応じて変更する画素値調整部と、前記対象画像のビット深度よりも前記出力系のビット深度が大きい場合に、前記画素値調整部により変更された前記画像の中から、画素値つぶれを示す画素値の画素が連続する領域を抽出し、抽出した前記領域に含まれる画素の画素値を、当該画素が前記領域の重心と前記領域の周辺の画素との間を内分する割合と、前記重心の画素値及び前記周辺の画素の画素値とに基づいて設定する画素値つぶれ領域調整部と、を備えることを特徴とする色情報分配装置である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上述した色情報分配装置であって、前記対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換部と、前記画素値つぶれ領域調整部により画素値が設定された前記画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換部とをさらに備え、前記画素値調整部は、前記第一色空間変換部により変換された前記画像の画素値を、前記ビット深度指定部により指定された前記出力系のビット深度に合わせて変更する、ことを特徴とする。
【００１４】
また、本発明の一態様は、色情報分配装置が実行する色情報分配方法であって、第一色空間変換部が、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換ステップと、ビット深度指定部が、出力系のビット深度を指定するビット深度指定ステップと、色情報変換部が、前記第一色空間変換ステップにより変換された画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に合わせて前記色空間内で変更する色情報変換ステップと、前記色情報変換ステップにより画素値が変換された前記色空間の画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換ステップと、を有することを特徴とする色情報分配方法である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、上述した色情報分配方法であって、画像レンジ指定部が、前記対象画像に対して色属性の画像レンジの変更が必要な場合に変更後の画像レンジを指定し、前記対象画像を、指定した前記画像レンジに応じた画素値の画像に変換する画像レンジ指定ステップをさらに有し、前記第一色空間変換ステップにおいては、前記画像レンジ指定ステップにより変換された前記画像を、人間の色知覚特性を反映した前記色空間の画像に変換する、ことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の一態様は、色情報分配装置が実行する色情報分配方法であって、ビット深度指定部が、出力系のビット深度を指定するビット深度指定ステップと、画素値調整部が、ビット深度を変換する対象の画像である対象画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に応じて変更する画素値調整ステップと、画素値つぶれ領域調整部が、前記対象画像のビット深度よりも前記出力系のビット深度が大きい場合に、前記画素値調整ステップにより変更された前記画像の中から、画素値つぶれを示す画素値の画素が連続する領域を抽出し、抽出した前記領域に含まれる画素の画素値を、当該画素が前記領域の重心と前記領域の周辺の画素との間を内分する割合と、前記重心の画素値及び前記周辺の画素の画素値とに基づいて設定する画素値つぶれ領域調整ステップと、を有することを特徴とする色情報分配方法である。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上述した色情報分配方法であって、第一色空間変換部が、前記対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間の画像に変換する第一色空間変換ステップと、第二色空間変換部が、前記画素値つぶれ領域調整ステップにより画素値が設定された前記画像を、前記出力系の色空間の画像に変換する第二色空間変換ステップとをさらに有し、前記画素値調整ステップにおいては、前記第一色空間変換ステップにより変換された前記画像の画素値を、前記ビット深度指定ステップにより指定された前記出力系のビット深度に合わせて変更する、ことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明の一態様は、コンピュータを、上述した色情報分配装置の各部として機能させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明により、画質の低下を抑えつつ画像のビット深度を変換することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る色情報分配装置の構成例を示すブロック図である。
【図２】同実施形態に係る色情報分配装置が実行する処理手順例を示すフロー図である。
【図３】同実施形態における画像レンジ指定部における動作を説明する図である。
【図４】画像空間上の輝度成分と色知覚空間の色成分との関係を示す図である。
【図５】第二の実施形態に係る色情報分配装置の構成例を示すブロック図である。
【図６】同実施形態に係る色情報分配装置が実行する処理手順例を示すフロー図である。
【図７】同実施形態における画素値つぶれ領域を説明する模式図である。
【図８】同実施形態における画素値つぶれ領域を含んだ画像の一部を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１は、本発明の第一の実施形態に係る色情報分配装置１００の構成例を示すブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図に示すように、色情報分配装置１００は、画像格納部１０１、画像レンジ指定部１０２、色空間変換部１０３、ビット深度指定部１０４、色情報変換部１０５、画像出力部１０６、入力部１１１、及び表示部１１２を備えて構成される。
【００２２】
画像格納部１０１は、パーソナルコンピュータ等のコンピュータ装置におけるメモリに対応し、ビット深度を変換する対象の画像データ（以下、「画像データ」を「画像」と記載する。）や、各機能部から転送されたデータを格納する。各機能部から転送されるデータには、ビット深度変換処理の途中で生成された画像を含む各種データがある。以下では、ビット深度を変換する対象の画像を、「対象画像」とも記載する。
【００２３】
画像レンジ指定部１０２は、画像格納部１０１に格納されている対象画像を出力する際に、色属性の画像レンジの変更を行うか否の判定を行う。画像レンジ指定部１０２は、画像レンジの変更を行うと判定した場合には、出力系の画像レンジとなる出力レンジ（色属性の画素値の最小値と最大値）を設定する。画像レンジ指定部１０２は、設定した出力レンジに応じて対象画像の色変換を行い、この色変換により得られた画像を画像格納部１０１に転送する。なお、出力系は、例えば、モニタやプリンタ等の出力機器（出力デバイス）である。
【００２４】
色空間変換部１０３は、第一色空間変換部１０３ａと第二色空間変換部１０３ｂを備える。第一色空間変換部１０３ａは、画像格納部１０１に格納されている対象画像、あるいは、画像レンジ指定部１０２により色変換が行われた対象画像を、人間の色知覚特性を反映した色空間である色知覚空間の画像に変換し、画像格納部１０１に転送する。第二色空間変換部１０３ｂは、画像格納部１０１に格納されている色知覚空間の画像を、画像出力部１０６に出力可能な色空間の画像に変換し、画像格納部１０１に転送する。画像出力部１０６に出力可能な色空間は、出力機器が処理可能な色空間である。
【００２５】
ビット深度指定部１０４は、出力機器で画像を出力する際の（出力系の）ビット深度を指定し、色情報変換部１０５に転送する。色情報変換部１０５は、画像レンジ指定部１０２で指定された出力レンジ、対象画像のビット深度、及びビット深度指定部１０４で指定された出力系のビット深度に基づいて、画像格納部１０１に格納されている色知覚空間の画像の画素値を変更し、変更された画素値の画像を画像格納部１０１に転送する。画像出力部１０６は、ビット深度指定部１０４により画素値が変更された色知覚空間の画像を、第二色空間変換部１０３ｂが色変換して生成した出力系の色空間の画像を画像格納部１０１から読み出し、出力機器を介して出力する。
【００２６】
入力部１１１は、例えばキーボードやマウスなどあり、ユーザ操作による情報の入力を受ける。表示部１１２は、例えばモニタであり、画像などの情報を表示する。なお、画像出力部１０６により画像を出力させる出力機器が表示部１１２であってもよい。
【００２７】
図２は、色情報分配装置１００が実行する色情報分配方法の処理手順を示すフロー図である。色情報分配装置１００は、デジタルカメラやビデオカメラ等の入力機器からの画像の入力を受け、画像格納部１０１に対象画像として格納する。もしくは、色情報分配装置１００は、画像格納部１０１にあらかじめ格納されている画像を対象画像として設定する（ステップＳ２０１）。例えば、画像格納部１０１に複数の画像が記憶されている場合、色情報分配装置１００は、入力部１１１によりユーザからいずれの画像を対象画像とするかの指定を受ける。対象画像は、例えば、ＲＧＢ色空間の画像であり、ＣＧ（コンピュータグラフィック）で作成した画像でもよい。
【００２８】
次に、画像レンジ指定部１０２は、画像格納部１０１に格納されている対象画像に対し、色属性の画像レンジを変更するか否の判定を行う（ステップＳ２０２）。例えば、ユーザが画像の明るさや色味を変更したいなどと考え、入力部１１１により画像レンジの変更指示を入力した場合に、画像レンジ指定部１０２は、画像レンジを変更すると判定する。あるいは、画像レンジ指定部１０２は、対象画像の画像レンジが予め定められた所定の画像レンジ内にない場合、画像レンジを変更すると判定してもよい。画像レンジ指定部１０２は、画像レンジの変更が必要と判断した場合（ステップＳ２０２：有）、出力レンジとなる画像レンジの指定を行うと共に、指定した画像レンジに応じた色変換を対象画像に対して行う（ステップＳ２０８）。例えば、画像レンジ指定部１０２は、入力部１１１によりユーザから出力レンジの入力を受けてもよく、予め定められた所定の画像レンジを出力レンジとして指定してもよい。
画像レンジの変更対象は、輝度、Ｒ（Ｒｅｄ、赤）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ、緑）、Ｂ（Ｂｕｌｅ、青）の色属性のうちいずれか１以上であるが、以下では、輝度の画像レンジを変更する場合について説明する。
【００２９】
図３は、画像レンジ指定部１０２における動作を説明する図である。画像レンジ指定部１０２は、同図に示すように、対象画像の輝度のヒストグラムと、そのヒストグラムが出現する範囲である画像レンジの最小値Ｙｍｉｎ及び最大値Ｙｍａｘを表示部１１２に表示させる。最小値Ｙｍｉｎ及び最大値Ｙｍａｘはそれぞれ、カーソルＣ１及びカーソルＣ２により示される。
【００３０】
同図では、対象画像が取り得る輝度の画像レンジの最大値が２５５（＝２８、即ち、ビット深度が８の場合）の場合を示している。画像レンジ指定部１０２は、例えば、入力画像の各画素の輝度Ｙを、その画素の画素値（ｒ，ｇ，ｂ）を用いて以下の式（１）により計算する。画素値（ｒ，ｇ，ｂ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色の画素値で構成される。
【００３１】
Ｙ＝０．２９９＊ｒ＋０．５８６＊ｇ＋０．１１４＊ｂ      …（１）
【００３２】
画像レンジ指定部１０２は、計算した輝度値の頻度（各輝度値をとる画素の数）を表すヒストグラムを生成する。そして、画像レンジ指定部１０２は、例えば同図に示すように、生成したヒストグラムと共に、対象画像の画像レンジの最小値Ｙｍｉｎと最大値Ｙｍａｘを表すカーソルＣ１、Ｃ２を表示部１１２に表示させる。ユーザは、ヒストグラムが表示された状態で、入力部１１１によりカーソルＣ１やカーソルＣ２を左右に動かして出力レンジの最小値Ｙ’ｍｉｎ、及び最大値Ｙ’ｍａｘを入力する。
【００３３】
画像レンジ指定部１０２は、輝度の出力レンジの最小値Ｙ’ｍｉｎ、及び最大値Ｙ’ｍａｘを用いて、画像レンジ変更後の対象画像の各画素のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素値ｒ’、ｇ’、ｂ’を、以下の式（２）〜式（４）により算出する。
【００３４】
ｒ’＝（ｒ−Ｒｍｉｎ）＊ｋ＋Ｒ’ｍｉｎ      …（２）
【００３５】
ｇ’＝（ｇ−Ｇｍｉｎ）＊ｋ＋Ｇ’ｍｉｎ      …（３）
【００３６】
ｂ’＝（ｂ−Ｂｍｉｎ）＊ｋ＋Ｂ’ｍｉｎ      …（４）
【００３７】
但し、式（２）〜式（４）において、Ｒｍｉｎ、Ｇｍｉｎ、Ｂｍｉｎはそれぞれ、対象画像に含まれるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの画素値の最小値であり、ｋ＝（Ｙ’ｍａｘ−Ｙ’ｍｉｎ）／（Ｙｍａｘ−Ｙｍｉｎ）とする。また、Ｒ’ｍｉｎ＝Ｒｍｉｎ＊ｋ’、Ｇ’ｍｉｎ＝Ｇｍｉｎ＊ｋ’、Ｂ’ｍｉｎ＝Ｂｍｉｎ＊ｋ’、ｋ’＝Ｙ’ｍｉｎ／Ｙｍｉｎとする。
【００３８】
画像レンジ指定部１０２は、画像レンジ変換後の対象画像の各画素の画素値（ｒ’、ｇ’、ｂ’）を画像格納部１０１に転送し、画像格納部１０１は、画像レンジ指定部１０２から転送された画素値を格納する。後述する図２のステップＳ２０４の処理においては、この画素値（ｒ’、ｇ’、ｂ’）が、対象画像の画素値として用いられる。
【００３９】
図２において、画像レンジ指定部１０２が出力レンジの変更不要と判定した場合（ステップＳ２０２：無）、あるいは、ステップＳ２０８の処理の後、ビット深度指定部１０４は、出力機器から画像を出力する際のビット深度を指定する（ステップＳ２０３）。ビット深度指定部１０４は、例えば、入力部１１１によりユーザが入力したビット深度を指定する。あるいは、ビット深度指定部１０４は、出力機器に応じて予め記憶しているビット深度や、出力機器から受信したビット深度を指定してもよい。ここでは、例えば、対象画像のビット深度が「８」の場合、ビット深度指定部１０４は、出力ビット深度を「６」や「１０」のように数値で指定する。
【００４０】
次に、第一色空間変換部１０３ａは、画像格納部１０１に格納されている対象画像の個々の画素の画素値を色知覚空間上の画素値に変換し、変換した画素値からなる画像を生成する（ステップＳ２０４）。以下では、対象画像の各画素の画素値を色知覚空間の画素値に変換して生成された画像を、「色知覚空間の画像」と記載する。この変換には、既存の任意の色空間変換手法が用いられる。色知覚空間とは、例えば、ＨＳＩ（Ｈｕｅ，Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ，Ｉｎｔｅｎｓｉｔｙ）やＨＳＶ（Ｈｕｅ，Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ，Ｖａｌｕｅ）、ＣＩＥＬＡＢ（ＣＩＥ  １９７６  （Ｌ*，ａ＊，ｂ＊）色空間）、ＣＩＥＬＵＶ（ＣＩＥ  １９７６  （Ｌ＊，ｕ＊，ｖ＊）色空間）等のように色を色相、彩度、明度という三属性の色成分で表現する色空間や、人間の視知覚特性に対応した均等色空間のことを指す。また、第一色空間変換部１０３ａは、色空間変換の際、対象画像の各画素について、画素値から得られる輝度Ｙと色知覚空間の各色成分との関係を求め、色空間変換により得られた色知覚空間の画像と共に画像格納部１０１に転送する。画像格納部１０１は、第一色空間変換部１０３ａから転送された色知覚空間の画像と、輝度Ｙと色知覚空間の各色成分との関係を記憶する。ここで、輝度Ｙと色知覚空間の色成分との関係の例を、ＨＳＶ空間の明度Ｖを例に挙げて説明する。
【００４１】
図４は、輝度成分と色知覚空間の色成分との関係を示す図であり、色知覚空間の色成分が明度Ｖの場合を示している。同図では、明度Ｖが輝度Ｙのべき乗で表現されるという関係を示している。なお、αはスケーリング定数である。この場合、第一色空間変換部１０３ａは、輝度ＹとＨＳＶ空間の明度Ｖとの関係として、入力画像の各画素の指数βの値を画像格納部１０１に転送する。
【００４２】
次に、図２において、色情報変換部１０５は、画像格納部１０１に格納されている色知覚空間の画像に対し、ステップＳ２０３で指定されたビット深度に基づいて各画素の画素値の変更を行う（ステップＳ２０５）。色情報変換部１０５は、この画素値の変更を行った画像を、ビット深度変換後の色知覚空間として画像格納部１０１に転送する。
【００４３】
以下では、色知覚空間がＨＳＶ空間である場合のビット深度に基づく画素値変更の方法を説明する。ＨＳＶ空間は、Ｈ（Ｈｕｅ、色相）、Ｓ（Ｓａｔｕｒａｔｉｏｎ、彩度）、Ｖ（Ｖａｌｕｅ、明度）の色属性で表現される。色知覚空間の画像における彩度Ｓの最小値、最大値をそれぞれＳｍｉｎ、Ｓｍａｘとし、明度Ｖの最小値、最大値をそれぞれＶｍｉｎ、Ｖｍａｘとする。また、対象画像のビット深度をＮとし、出力機器側で表現するビット深度をＭとする。このとき、ビット深度変換後の彩度Ｓ、明度Ｖそれぞれの色属性毎の最小値、最大値は以下の式（５）〜式（８）で算出される。Ｓ’ｍｉｎ、Ｓ’ｍａｘはそれぞれ、ビット深度変換後の彩度Ｓの最小値、最大値であり、Ｖ’ｍｉｎ、Ｖ’ｍａｘはそれぞれ、ビット深度変換後の明度Ｖの最小値、最大値である。
【００４４】
【数１】
2015095833.tif 000003
【００４５】
続いて、色情報変換部１０５は、画像格納部１０１に格納されている輝度と色知覚空間の各色属性との関係を用いて、色知覚空間の画像の各画素の彩度Ｓ、明度Ｖから、ビット深度変換後の彩度Ｓ’∈｛Ｓ’ｍｉｎ，Ｓ’ｍａｘ｝、明度Ｖ’∈｛Ｖ’ｍｉｎ，Ｖ’ｍａｘ｝の値を、以下の式（９）、式（１０）にしたがって計算する。式（９）においてβｓは、輝度Ｙと彩度Ｓの関係を表す指数、式（１０）においてβＶは輝度Ｙと明度Ｖとの関係を表す指数（図４におけるβに相当）であり、ステップＳ２０４において画像格納部１０１に格納された値である。
【００４６】
【数２】
2015095833.tif 000004
【００４７】
上記の式（９）、式（１０）の２式は、彩度の最小値Ｓ’ｍｉｎと彩度の最大値Ｓ’ｍａｘの間、および、明度の最小値Ｖ’ｍｉｎと明度の最大値Ｖ’ｍａｘの間で知覚的に等歩度になるようにするための変換になる。色情報変換部１０５は、変換により得られたビット深度変換後の色知覚空間の画像を画像格納部１０１に転送し、画像格納部１０１は転送されたビット深度変換後の色知覚空間の画像を格納する。
【００４８】
なお、上記処理手順では、ステップＳ２０３とステップＳ２０４の実行順序はどちらが先であっても構わない。
【００４９】
最後に、第二色空間変換部１０３ｂは、画像格納部１０１に格納されているビット深度変換後の色知覚空間の画像を、既存の色空間変換手法により、出力機器が扱える色空間（例えば、ＲＧＢやＣＭＹＫ）の画像に変換する（ステップＳ２０６）。画像出力部１０６は、ステップＳ２０６において第二色空間変換部１０３ｂが生成した画像を、ディスプレイ等の出力機器を介して出力する（ステップＳ２０７）。
【００５０】
次に、本発明の第二の実施形態を説明する。上述した第一の実施形態ではビット深度の変換を色空間上で行うのに対し、第二の実施形態では、ビット深度の変換を画像空間内で行う。以下では、第一の実施形態との差分を中心に説明する。
【００５１】
図５は、本発明の第二の実施形態に係る色情報分配装置２００の構成例を示すブロック図であり、本実施形態と関係する機能ブロックのみを抽出して示してある。同図において、図１に示す第一の実施形態による色情報分配装置１００と同一の部分には同一の符号を付し、その説明を省略する。同図に示す色情報分配装置２００は、画像格納部１０１、ビット深度指定部１０４、画像出力部１０６、画素値調整部１０７、画素値つぶれ領域調整部１０８、及び入力部１１１を備えて構成される。画像格納部１０１、ビット深度指定部１０４、画像出力部１０６、及び入力部１１１は、第一の実施形態と同一の機能を有するため、以下では、画素値調整部１０７および画素値つぶれ領域調整部１０８について説明する。
【００５２】
画素値調整部１０７は、画像格納部１０１に格納されている対象画像に対し、ビット深度指定部１０４で指定されたビット深度に基づいて画素値を変更し、結果を画像格納部１０１に格納する。画素値つぶれ領域調整部１０８は、画素値調整部１０７によるビット深度変換後の画像において、低輝度部分や高輝度部分などの色属性の画素値つぶれがある領域に画素値変化を付加し、画像格納部１０１に転送する。
【００５３】
図６は、色情報分配装置２００が実行する色情報分配方法の処理手順を示すフロー図である。なお、第一の実施形態と同一の処理であるステップＳ２０１、及びステップＳ２０３の説明は省略する。以下では、ステップＳ２０１において、対象画像が画像格納部１０１に格納され、ステップＳ２０３において、ビット深度指定部１０４が出力系のビット深度を数値として入力した後の処理を説明する。
【００５４】
画素値調整部１０７は、画像格納部１０１に格納されている対象画像の各画素の画素値がＲＧＢ成分の組み合わせにより表現されている場合、以下の式（１１）〜式（１３）に基づいて、出力機器が扱えるビット深度に合わせた画素値の変換を行う（ステップＳ２０９）。なお、ｒ、ｇ、ｂは変換前の対象画像のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色成分の画素値、ｒ’、ｇ’、ｂ’はビット深度変換後のＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの色成分の画素値を表す。また、Ｎは、対象画像のビット深度、Ｍは、出力機器側で表現するビット深度である。
【００５５】
ｒ’＝２Ｍ−Ｎ＊ｒ      …（１１）
【００５６】
ｇ’＝２Ｍ−Ｎ＊ｇ      …（１２）
【００５７】
ｂ’＝２Ｍ−Ｎ＊ｂ      …（１３）
【００５８】
さらに、画素値調整部１０７は、式（１１）〜式（１３）により得られた画像の色成分毎に、平滑化フィルタを作用させる。作用させる平滑化フィルタは、例えば、対象画素を含む３×３もしくは５×５の画素からなる領域の平均をとる平均化フィルタや、対象画素（中央）に近いほど平均化の重み係数が大きくなるガウシアンフィルタ、あるいは、バイラテラルフィルタのようにエッジを保存する平滑化フィルタであっても構わない。この平滑化処理は、特にビット深度が大きくなる場合に（Ｎ≦Ｍ）、変換後の隣接領域との画素値変化を滑らかにする作用をもつ。
【００５９】
なお、画素値調整部１０７は、平滑化フィルタを、画像全体に作用させても構わないし、画素値変化が所定よりも大きな領域のみを選択して作用させても構わない。もしくは、人間が低めの輝度領域を相対的に明るく知覚する特性（図４における輝度Ｙと明度Ｖの関係）をもつことに基づき、画素値調整部１０７は、所定よりも画素値が低い領域、例えば画素値の中間値よりも低い画素値をもつ領域を選択し、この選択した領域に対して平滑化フィルタを選択的に作用させても構わない。また、フィルタを作用させる領域サイズも固定である必要はなく、画素値調整部１０７は、画素値変化の大きい領域に対しては大きめのフィルタサイズを適用しても構わない。
【００６０】
なお、平滑化フィルタについては、例えば、参考文献「“ディジタル画像処理”、（財）画像情報教育振興協会発行、２００４年、６章」に記載されている。
【００６１】
画素値つぶれ領域調整部１０８は、Ｎ≧Ｍである場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ステップＳ２０９において画素値調整部１０７がビット深度を変更した画像を画像出力部１０６に転送する。画像出力部１０６は、画素値つぶれ領域調整部１０８から転送された画像を、出力機器を介して出力する（ステップＳ２０７）。一方、画素値つぶれ領域調整部１０８は、Ｎ＜Ｍの場合、即ち、対象画像のビット深度よりも出力機器で表現するビット深度の方が大きい場合に（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、以下に説明する画素値つぶれの領域における画素値変化の調整を行う。
【００６２】
Ｎ＜Ｍの場合、画素値つぶれ領域調整部１０８は、ステップＳ２０９において画素値調整部１０７がビット深度を変更した画像に対して、画素値つぶれの領域の画素値変化の調整を行う（ステップＳ２１１）。
【００６３】
図７は、画素値つぶれ領域の模式図を示す。同図は、ビット深度変更後の画像のある水平方向における色成分（例えばＲ成分）の画素値の分布（実線）を示している。ｗｉｄｔｈ−１は、当該画像の水平方向の画素数である。「０」の画素値をもつ部分が連続する箇所、あるいは、最大値（ビット深度が８の場合は２５５）をとる画素値が連続する箇所が画素値つぶれ領域である。
【００６４】
なお、画素値として、色成分の他に、輝度などの色属性を用いてもよい。この場合、画素値つぶれ領域調整部１０８は、式（１）によりビット深度変更後の画像における各画素の輝度を算出する。画素値つぶれ領域のうち、輝度が「０」の画素値をもつ部分が連続する箇所が黒つぶれ領域、最大値（ビット深度が８の場合は２５５）をとる画素が連続する箇所が白つぶれ領域である。
【００６５】
画素値つぶれ領域は元々、低いビット深度では画素値の変化を表現できなかった領域である。ビット深度を増やすことにより、微妙な画素値変化を表現できるため、より自然な画像を生成できる。以下、画素値つぶれ領域に対する画素値の調整方法に関し、図８を参照しながら説明する。
【００６６】
図８は、画素値つぶれ領域を含んだ画像の一部を示す図である。同図において、小さいマスが個々の画素を表し、太枠で囲った網掛けの領域Ａが画素値つぶれ領域であり、この領域Ａ内の画素値は全て「０」であるとする。対象画像のビット深度をＮ、出力機器のビット深度をＭとした場合（ただし、Ｎ＜Ｍ）、領域Ａ内の画素値は、０から（２Ｍ−Ｎ−１）までの範囲を取り得る。
【００６７】
まず、画素値つぶれ領域調整部１０８は、画素値つぶれの領域Ａの重心の位置を求める。ここでは、例えば、画素値つぶれ領域調整部１０８は、領域Ａを含む最小の矩形として５×７のマス（画素）から構成される領域Ａ’を得、その中心位置を重心として求める。同図においてはこの重心を、「＊」印で示している。次に、求めた重心を含む画素Ａ０の画素値を「０」に設定した上で、領域Ａ内の画素Ａ０以外の各画素（対象画素）の画素値を、領域Ａの周辺の網掛けされていない領域の画素値と、その領域との距離とに応じて算出する。例えば、画素値つぶれ領域調整部１０８は、画素Ａ１が領域Ａに隣接する画素Ａ２と重心との中点にあたることから、画素Ａ１の画素値を、画素Ａ０と画素Ａ１の両画素値の平均値とする。同様に、画素値つぶれ領域調整部１０８は、画素Ｂ１が領域Ａに隣接する画素Ｂ２と重心を２：１に内分する点であることを利用して、画素Ｂ１の画素値を、重心の画素値と画素Ｂ２の画素値を２：１に内分する値として設定する。このように、画素値つぶれ領域調整部１０８は、対象画素と重心を結ぶ延長上に最初に現れる「０」以外の画素値をもつ画素（網掛けされていない領域の画素）を探索する。そして、画素値つぶれ領域調整部１０８は、対象画素の画素値を、重心の画素値及び探索された画素の画素値と、重心と探索された画素とを結ぶ線分を対象画素が内分する割合とに基づいて計算する。
【００６８】
なお、上述の説明では、画素値が「０」の画素値つぶれの領域の場合について説明したが、画素値が最大値の画素値つぶれ領域（ビット深度が８の場合は画素値が「２５５」）の場合も、同様の処理を適用する。
【００６９】
画素値つぶれ領域調整部１０８は、輝度の画素値に基づいて画素値つぶれ領域（白つぶれ領域や黒つぶれ領域などの輝度つぶれ領域）を抽出した場合、上記の処理により、画素値つぶれ領域に含まれる各画素の画素値を、Ｒ、Ｇ、Ｂ全ての色成分それぞれについて調整する。また、画素値つぶれ領域調整部１０８は、いずれかの色成分の画素値に基づいて画素値つぶれ領域を抽出した場合、その色成分についてのみ、上記の処理により画素値つぶれ領域に含まれる各画素の画素値を調整してもよく、Ｒ，Ｇ，Ｂ全ての色成分それぞれについて調整してもよい。画素値つぶれ領域調整部１０８は、ビット深度変更後の画像における各画素の色成分の値を、調整した色成分の値に置き代えた画像を生成する。画素値つぶれ領域調整部１０８は、生成した画像を画像出力部１０６に転送し、画像出力部１０６は、画素値つぶれ領域調整部１０８から転送された画像を、出力機器を介して出力する（ステップＳ２０７）。
【００７０】
また、画素値の調整および画素値つぶれ領域の調整を行う色空間は、入力した画像の色空間（例えばＲＧＢ色空間）で行う代わりに、色知覚空間内で行っても構わない。その場合は、図５に示す色情報分配装置２００に、第１の実施形態における色空間変換部１０３が追加された構成となる。そして、ステップＳ２０９の処理の前に、第一色空間変換部１０３ａは、図２に示す第１の実施形態のステップＳ２０４の処理を行って対象画像を色知覚空間の画像に変換し、画像格納部１０１に格納する。ステップＳ２０９において、画素値調整部１０７は、画像格納部１０１に格納されている色知覚空間の画像に対して、色知覚空間の各色属性について、ビット深度による画素値の変換を行う（ステップＳ２０９）。そして、第二色空間変換部１０３ｂは、Ｎ≧Ｍの場合（ステップＳ２１０：ＮＯ）、ステップＳ２０９において画素値が変換された色知覚空間の画像を、画像出力部１０６に出力可能な色空間の画像に変換する。あるいは、Ｎ＜Ｍの場合（ステップＳ２１０：ＹＥＳ）、画素値つぶれ領域調整部１０８は、ステップＳ２０９において画素値が変換された色知覚空間の画像に対して、画素値つぶれ領域の画素値変化の調整を行う（ステップＳ２１１）。第二色空間変換部１０３ｂは、ステップＳ２１１において画素値つぶれ領域調整部１０８が画素値つぶれ領域の画素値変化の調整を行った色知覚空間の画像を、画像出力部１０６に出力可能な色空間の画像に変換する。
【００７１】
以上説明した実施形態によれば、人間の色知覚特性を用いて、高ビット深度から低ビット深度へ、また、低ビット深度から高ビット深度へと画像を変換することが可能となる。これにより、色情報の特性を加味した自然な色によって画像を高ビット深度から低ビッド深度へ変換し、画質の低下を抑えつつ画像を低ビット深度から高ビット深度へ変換をすることができる。
【００７２】
なお、上述の色情報分配装置１００もしくは色情報分配装置２００の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより上述の色情報分配装置１００もしくは色情報分配装置２００の処理を行ってもよい。ここで、「記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行する」とは、コンピュータシステムにプログラムをインストールすることを含む。ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータシステム」は、インターネットやＷＡＮ、ＬＡＮ、専用回線等の通信回線を含むネットワークを介して接続された複数のコンピュータ装置を含んでもよい。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。このように、プログラムを記憶した記録媒体は、ＣＤ−ＲＯＭ等の非一過性の記録媒体であってもよい。また、記録媒体には、当該プログラムを配信するために配信サーバからアクセス可能な内部または外部に設けられた記録媒体も含まれる。配信サーバの記録媒体に記憶されるプログラムのコードは、端末装置で実行可能な形式のプログラムのコードと異なるものでもよい。すなわち、配信サーバからダウンロードされて端末装置で実行可能な形でインストールができるものであれば、配信サーバで記憶される形式は問わない。なお、プログラムを複数に分割し、それぞれ異なるタイミングでダウンロードした後に端末装置で合体される構成や、分割されたプログラムのそれぞれを配信する配信サーバが異なっていてもよい。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、ネットワークを介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また、上記プログラムは、上述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。さらに、上述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組合せで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であってもよい。
【００７３】
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
ビット深度の異なる映像機器間で色情報を割り当てる装置に利用できる。
【符号の説明】
【００７５】
１００、２００  色情報分配装置
１０１  画像格納部
１０２  画像レンジ指定部
１０３  色空間変換部
１０３ａ  第一色空間変換部
１０３ｂ  第二色空間変換部
１０４  ビット深度指定部
１０５  色情報変換部
１０６  画像出力部
１０７  画素値調整部
１０８  画素値つぶれ領域調整部
１１１  入力部
１１２  表示部
【図１】
2015095833.tif 000005
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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