(57)【要約】【課題】  複数の類似する画像間で、統一的な色再現を得る。【解決手段】  画像処理装置101は、第一の色域で表される画像データを、第一の色域とは異なる第二の色域の画像データに変換する色処理を行う。その際、画像入力部106は、複数の画像データをカテゴリ別に画像データベース112に登録する。画像特徴量算出部107は、画像データベース112に登録されたカテゴリ別の画像データの画像特徴量を計算する。マッピング方法選択部108は、画像特徴量に基づくユーザの指示により、カテゴリ別に画像データに施す色処理を設定する。【選択図】  図2
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の色域で表される画像データを、前記第一の色域とは異なる第二の色域の画像データに変換する色処理装置であって、
複数の画像データをカテゴリ別にメモリに登録する登録手段と、
前記メモリに登録された前記カテゴリ別の画像データの画像特徴量を計算する計算手段と、
前記画像特徴量に基づき前記カテゴリ別に、画像データに施す色処理を設定する設定手段とを有することを特徴とする色処理装置。
【請求項２】
前記計算手段は、前記画像特徴量として、前記カテゴリ別の画像データの色分布特性を計算することを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
【請求項３】
前記色分布特性は、明度、彩度、および、色相の分布特性を含むことを特徴とする請求項2に記載された色処理装置。
【請求項４】
さらに、前記画像特徴量に基づき、前記色処理における色域のマッピング方法を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
【請求項５】
さらに、前記メモリに登録された画像データから前記色処理を施す画像データを選定する選定手段と、
前記選定された画像データのカテゴリに対応する色処理を、前記画像データに施す色処理手段とを有することを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
【請求項６】
第一の色域で表される画像データを、前記第一の色域とは異なる第二の色域の画像データに変換する色処理方法であって、
複数の画像データをカテゴリ別にメモリに登録し、
前記メモリに登録された前記カテゴリ別の画像データの画像特徴量を計算し、
前記画像特徴量に基づき前記カテゴリ別に、画像データに施す色処理を設定することを特徴とする色処理方法。
【請求項７】
画像処理装置を制御して、請求項6に記載された色処理を実行することを特徴とするコンピュータプログラム。
【請求項８】
請求項7に記載されたコンピュータプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一の色域で表される画像データを、第一の色域とは異なる第二の色域の画像データに変換する色処理に関する。
【背景技術】
【０００２】
一つのカラー画像を複数の画像入出力装置において良好に再現するための色管理技術としてカラーマネジメントシステム(Color Management System: CMS)が知られている。CMSは、デバイスに依存する色空間の色からデバイスに依存しない色空間の色への色変換を規定するソースプロファイル（所定の変換式または変換テーブル）を用いる。さらに、デバイスに依存しない色空間の色からデバイスに依存する色空間の色への色変換を規定するデスティネーションプロファイルを用いる。これら二つの色変換によりカラーマネージメントを実現する。なお、デバイスに依存しない色空間には、例えばCIELabやCIEJCh空間などを利用する。
【０００３】
しかし、出力系の色域（以下、出力色域と呼ぶ）が入力系の色域（以下、入力色域と呼ぶ）より狭い場合、入力系の色情報を正確に再現することが不可能な場合が存在する。例えば、色域が広いモニタ上の画像を、色域が狭いプリンタで出力する場合、プリンタの色域外の色をそのまま再現することはできない。このような場合、元の画像情報（階調性や色合いなど）をなるべく保ちつつ、色域外の色を色域内の色で良好に再現する色処理が必要になる。これを実現する技術として色域マッピングがある。
【０００４】
色域マッピングは様々な方法が提案されている。図1A〜1Dは色相を固定して、明度と彩度の二次元平面上で色域マッピングを行う代表的な処理を示す図である。図1Aは明度を固定して、彩度を圧縮する色域マッピング方法を示す。図1Bは彩度を一定にして、明度を圧縮する色域マッピング方法を示す。図1Cは明度と彩度のマッピング前後の変化量を最小にするマッピング方法を示す。図1Dは明度軸上の所定の定点（焦点）Pに向けて明度と彩度を圧縮するマッピング方法である。
【０００５】
図1A〜1Dに示すマッピング方法以外にも、色相を所定の範囲で変化させて明度と彩度の圧縮率（マッピング前後の変化量）を軽減する方法が知られている。また、階調性を保つために色域内の所定の非圧縮領域までは色信号値を維持し、非圧縮領域を超える色信号値は、所定の圧縮関数を用いて、非圧縮領域の境界面と出力色域の境界面の間に滑らかにマッピングする方法が知られている。
【０００６】
しかし、これらマッピング方法にはそれぞれ一長一短がある。例えば、色域外の色を多く含む画像について、色相一定で色域マッピングする際、彩度を保存するため、明度の圧縮を大きくするとコントラストが低下して画像の立体感が失われる。逆に、明度を保存するため、彩度の圧縮を大きくすると鮮やかさが低下し、インパクトのない画像になる。
【０００７】
また、非圧縮領域までは色信号値を維持するマッピング方法は、入力画像の色信号値の分布に依らず、相対的または絶対的に非圧縮領域を設定すると、色信号値が出力色域内で忠実に再現できるにも関わらず、マッピングされる場合がある。
【０００８】
このように、すべての画像について一つのマッピング方法で良好な色再現を得ることは非常に難しい。
【０００９】
また、画像適応型のマッピング方法としてマッピングすべき画像の特徴量を算出し、その特徴量に基づき最適な色域マッピングを行う方法が知られている。しかし、画像の撮影シーンに応じて色域マッピングのパラメータを最適化するため、複数の類似する画像が同じ被写体の色データを有していたとしても、それら画像間では異なる被写体の色データとして扱われて、統一的な色再現が得られない問題がある。
【００１０】
【特許文献１】特開平7-107306号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、複数の類似する画像間で、統一的な色再現を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１３】
第一の色域で表される画像データを、前記第一の色域とは異なる第二の色域の画像データに変換する色処理を行う際に、複数の画像データをカテゴリ別にメモリに登録し、前記メモリに登録された前記カテゴリ別の画像データの画像特徴量を計算し、前記画像特徴量に基づき前記カテゴリ別に、画像データに施す色処理を設定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、複数の類似する画像間で、統一的な色再現を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明にかかる実施例の画像処理を図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００１６】
［装置の構成］
図2は実施例1の画像処理装置101の構成例を示すブロック図である。
【００１７】
図2において、画像表示装置102は、画像を表示するためのモニタなどである。画像出力装置103は、画像を出力するためのプリンタなどである。画像入力装置104は、画像を入力するためのディジタルカメラなどである。これら装置はそれぞれ、所定のインタフェイス（例えばUSBやIEEE1394）を介して画像処理装置101に接続されている。
【００１８】
画像処理装置101において、画像表示部105は、画像表示装置102に表示するためのビデオ信号を生成する。画像入力部106は、画像入力装置104が取得したディジタル画像を画像データベース112に格納する。画像出力部111は、画像出力装置103で画像を出力するための画像信号を生成する。
【００１９】
画像特徴量算出部107は、画像データベース112に登録された画像の特徴量を算出する。マッピング方法選択部108は、画像データベース112に登録された各画像に適した色域のマッピング方法を選択する。色処理部109は、画像出力装置103で画像を出力するための色処理を行う。
【００２０】
入力プロファイル記憶部113は、画像表示装置102や画像入力装置104などのソースプロファイルを記憶する。出力プロファイル記憶部114、画像出力装置103などのデスティネーションプロファイルを記憶する。なお、画像データベース112、入力プロファイル記憶部113、出力プロファイル記憶部114は、例えばハードディスクドライブなどの不揮発性メモリに割り当てられる。データバッファ115は、データ処理を行うために一時的にデータを記憶するRAMなどである。
【００２１】
ユーザインタフェイス(UI)部116は、ユーザが画像処理装置101を操作するためのユーザインタフェイスを画像表示装置102に表示するための画像データを生成する。操作入力部110は、例えば特定色に対して目標にする色データなど、ユーザの指示などを入力するための、例えばキーボード、ポインティングデバイス、タッチパネルなどである。
【００２２】
［画像処理］
図3は画像処理装置101が実行する画像処理を説明するフローチャートである。
【００２３】
画像処理装置101は、まずデータバッファ115を初期化するなどの初期化処理を行う(S201)。
【００２４】
次に、画像処理装置101は、画像入力装置104が取得した画像データを画像入力部106を介して入力し、ユーザが指定するカテゴリ別に画像データを分類して画像データベース112に登録する(S202)。
【００２５】
次に、画像処理装置101は、画像データベース112に登録された、ユーザが指定するカテゴリの画像データをデータバッファ115に読み込み、画像データの画像特徴量（色分布特性）を画像特徴量算出部107に計算させる(S203)。なお、画像特徴量算出部107による画像特徴量の計算方法は後述する。
【００２６】
次に、画像処理装置101は、ユーザの指示に従い、入力プロファイル記憶部113と出力プロファイル記憶部114から画像入力装置104と画像出力装置103の色再現情報を取得する(S204)。ここで取得する色再現情報は、ソースプロファイルに含まれるデバイスに依存する色空間（例えばRGB空間など）からデバイスに独立な色空間（例えばXYZ、Lab色空間など）への変換特性が記述されたデータテーブルである。さらに、デスティネーションプロファイルに含まれるデバイスに独立しない色空間からデバイスに依存する色空間（例えばCMYK空間）への変換特性が記述されたデータテーブルである。
【００２７】
実施例1のデータテーブルは、例えば図5に示すフォーマットのように、格子点のRGB値と、それに対応するLab値の対応関係を記述する。なお、図5には、均等に配置した9×9×9の格子点のRGB値とLab値の組み合わせを記述する例を示している。勿論、格子点の配置と数は均等と9×9×9に限定されるわけではなく、不均等、5×5×5、7×7×7などでもよい。
【００２８】
次に、画像処理装置101は、後述するユーザの指示に従い、目標色データを読み込む(S205)。図6は目標色データの一例を示す図である。目標色データには、ユーザが再現したい色（重要色）を示すRGB値とLab値の対応関係が記述されている。
【００２９】
次に、画像処理装置101は、マッピング方法選択部108により、後述するユーザの指示を入力して、画像データの名称（例えばデータファイル名）、カテゴリ、マッピング方法の関係を記述したマッピング方法テーブルを更新する(S206)。詳細は後述するが、ユーザは、カテゴリ別の画像データの色分布特性を参考にして最適なマッピング方法を選択する。
【００３０】
図7はマッピング方法テーブルの一例を示す図である。マッピング方法テーブルは、画像データベース112の所定領域に格納されている。
【００３１】
次に、画像処理装置101は、ユーザが指示する画像データを、色処理部109により、ステップS204で取得した画像入力装置104の色再現情報を用いてRGB値からLab値に変換する(S207)。そして、色処理部109により、ステップS204で取得した色再現情報が示す画像入力装置104の色域と画像出力装置103の色域の関係と、ステップS206で選択したマッピング方法を用いて、画像データのLab値を色域マッピングする(S208)。そして、色処理部109により、ステップS204で取得した画像出力装置103の色再現情報を用いて、色域マッピング後の画像データをLab値を画像出力装置103のCMYK値へ変換する(S209)。
【００３２】
ステップS207、S208においては、ステップS205で読み込まれた目標色データに基づき、ユーザが重要とする特定色の目標色データを設定して、目標色データを出力するよう色処理を行う。また、ステップS207、S208において、テーブルデータがない格子点以外の信号値の計算には、四面体補間などの補間演算を用いる。
【００３３】
次に、画像処理装置101は、画像出力部111により、ステップS208で変換した画像データから画像出力装置103が処理可能な印刷データを生成して画像出力装置103に出力する(S209)。
【００３４】
なお、図3には、画像データの登録処理(S202)から画像データの出力処理(S210)までを一連の処理のように記述した。しかし、実際は、画像データの登録処理(S202)、特徴量の計算処理(S203)からマッピング方法テーブルの更新処理(S206)、画像データの色処理(S207)から画像データの出力処理(S210)に分けることができる。これらの処理は、後述するユーザインタフェイスの操作によって独立に実行される処理である。
【００３５】
［ユーザインタフェイス］
図4は画像処理装置101が画像表示装置102に表示する、画像処理を操作するためのUIの一例を示す図である。
【００３６】
領域301には、ユーザが画像データの画像特徴量を算出するカテゴリを選択するためのラジオボタン302を配置する。なお、ユーザは、画像データを画像データベース102に登録する際、画像データに任意のカテゴリ名称を設定することが可能である。つまり、画像データベース102に登録された画像データに設定されたカテゴリの名称が領域301にリストされる。
【００３７】
領域303には、ユーザが指定したカテゴリの画像データの画像特徴量（色分布特性）を示すヒストグラムを表示する。ユーザは、ボタン310を選択することで、明度分布、彩度分布、色相分布のそれぞれ、あるいは、二つまたは三つを重ねたヒストグラムを表示させることができる。また、ユーザは、ボタン311によって、R、G、B、C、M、Yなどの色領域を選択して、各領域の明度および彩度のヒストグラムを表示させることできる。
【００３８】
画像特徴量算出ボタン304は、ユーザが指定したカテゴリの画像データの画像特徴量の算出を指示するボタンである。
【００３９】
ドロップダウンメニュー305は、予め用意されたマッピング方法の中からユーザがマッピング方法を選択するメニューである。例えば、海の写真画像を印刷する場合、ユーザは、海のカテゴリで分類された画像データの明度分布、彩度分布、色相分布を参照する。そして、シアン領域に色分布が偏っている場合は、マッピング方法B（シアン領域保存）を選択して、シアン領域の色再現性を重視するマッピング方法を選択する。
【００４０】
図7は、ユーザのマッピング方法の選択によって作成される、画像データの名称（例えばデータファイル名）、カテゴリ、マッピング方法の関係が記述されたテーブルを示す図である。このテーブルは、画像データベース112の所定領域に格納されている。
【００４１】
印刷画像データ指定ボタン306は、ユーザが印刷を望む画像データ指定するためのボタンである。
【００４２】
色再現情報取得ボタン307は、ユーザが画像入力装置104と画像出力装置103の名称等を指定するためのボタンである。ステップS204では、このボタン307の操作により指定された名称等に対応する画像入力装置104と画像出力装置103の色再現情報を取得する。なお、画像入力装置104の名称等は、画像データに付加された情報から取得することも可能である。その場合、ユーザは、色再現情報取得ボタン307を操作して画像入力装置104の名称等を指定する必要はない。
【００４３】
目標色データ取得ボタン308は、ユーザが重要色を記述した図6に示す形式のデータの取得を指示するボタンである。
【００４４】
画像出力ボタン309は、ユーザが画像データの印刷を指示するボタンである。このボタン309を押すと、印刷画像データの指定ボタン306を操作して指定した画像データは、図7に示すテーブルに記述されたマッピング方法による色域マッピングを含む色処理が施された後、画像出力装置103に出力される。
【００４５】
［画像特徴量の計算］
図8は画像特徴量算出部107の処理を説明するフローチャートである。
【００４６】
画像特徴量算出部107は、前処理として、ヒストグラム作成による演算コストを低減するために画像データの画素のサンプリングや、不特定の画像サイズを所定サイズに変換する処理を行う(S701)。
【００４７】
次に、画像特徴量算出部107は、色再現情報取得ボタン307の操作によって指定された名称等または画像データに付加された情報に従い、画像入力装置104のソースプロファイルを入力プロファイル記憶部113から読み込む(S702)。
【００４８】
次に、画像特徴量算出部107は、データバッファ115に格納された画像データの一つを選択する(S703)。そして、選択した画像データの一画素を抽出し(S704)、ステップS702で読み込んだソースプロファイルを用いて画素のRGB値をLab値に変換し、さらに式(1)を用いて、明度L、彩度C、色相Hを計算する(S705)。
L = L*
C = √(a*2 + b*2)      …(1)
H = tan-1(b*/a*)
【００４９】
次に、画像特徴量算出部107は、ステップS702で計算した明度L、彩度C、色相Hによって、データバッファ115の所定領域に格納したヒストグラムを更新する(S706)。なお、ヒストグラムには、明度LのヒストグラムHistL、彩度CのヒストグラムHistC、色相HのヒストグラムHistHがあり、初期状態のヒストグラムの要素はすべて0である。また、ヒストグラムは式(2)に従って更新する。
HistL[L] = HistL[L] + 1
HistC[C] = HistC[C] + 1      …(2)
HistH[H] = HistH[H] + 1
【００５０】
次に、画像特徴量算出部107は、一つの画像データの全画素のヒストグラムの作成が終了したか否かを判定する(S707)。そして、一つの画像データの全画素のヒストグラムの作成が終了するまで、ステップS704からS706の処理を繰り返す。
【００５１】
一つの画像データの全画素のヒストグラムの作成が終了すると、データバッファ115に格納した全画像データ（指定されたカテゴリの全画像データ）のヒストグラムの作成が終了したか否かを判定する(S708)。そして、指定されたカテゴリの全画像データのヒストグラムの作成が終了するまで、ステップS703からS707の処理を繰り返す。
【００５２】
図9は画像特徴量算出部107が作成するヒストグラムの例を示す図である。
【００５３】
このように、複数の画像データをカテゴリ別にデータベース化し、複数の画像データの色分布特性を解析して、ユーザの目的に応じた色処理を施すことができる。従って、カテゴリが同じ画像間で統一的な色再現を得ることができる。
【実施例２】
【００５４】
以下、本発明にかかる実施例2の画像処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５５】
実施例1では、ユーザは、領域303に表示される色分布特性を参照してマッピング方法の
【００５６】
選択メニュー305により、適切な色域のマッピング方法を選択する例を説明した。以下では、ユーザではなく、マッピング方法選択部108が適切な色域のマッピング方法を選択する処理を説明する。
【００５７】
以下では、色域のマッピング方法として、R、G、B、C、M、Yの領域ごとに色域を圧縮しない非圧縮領域を設ける。そして、非圧縮領域までは色信号値を維持し、非圧縮領域を超える色信号値は、所定の圧縮関数を用いて、非圧縮領域の境界面と出力色域の境界面の間に滑らかにマッピングする方法を説明する。
【００５８】
図10は、マッピング方法選択部108が実行する、データバッファ115に格納された画像データ（指定されたカテゴリの画像データ）の画像特徴量が算出された後、画像特徴量に基づいて非圧縮領域を設定する方法を説明するフローチャートである。
【００５９】
マッピング方法選択部108は、まず初期化処理を行う(S901)。
【００６０】
次に、マッピング方法選択部108は、色再現情報取得ボタン307の操作によって指定された名称等に従い、出力プロファイル記憶部114から画像出力装置103の色再現情報を取得する(S902)。
【００６１】
次に、マッピング方法選択部108は、データバッファ115に格納された画像データ（指定されたカテゴリの画像データ）の色分布情報から、R、G、B、C、M、Yの色相領域の何れかについて、最大彩度値をもつ色信号値Cmaxを取得する(S903)。なお、色分布情報は、実施例1の処理によって計算済みとする。
【００６２】
次に、マッピング方法選択部108は、ヒストグラムの制御値Nを0に初期化し(S904)、Cmaxが画像出力装置103の出力色域内か否かを判定する(S905)。
【００６３】
Cmaxが出力色域外の場合、マッピング方法選択部108は、制御値Nをインクリメントする(S906)。そして、ステップS903でCmaxを取得した色相領域のヒストグラムの上位側N%における出現頻度が最も高い彩度値をもつ色信号値をCmaxに設定し(S907)、処理をステップS905に戻す。従って、Cmaxが出力色域内になるまでステップS905からS907が繰り返される。
【００６４】
Cmaxが出力色域内になると、マッピング方法選択部108は、現在のCmaxを、ステップS903でCmaxを取得した色相領域の非圧縮領域に設定する(S908)。非圧縮領域の設定には、画像出力装置103の出力色域に対して相対的に非圧縮領域を設定する方法を用いる。つまり、データバッファ115に格納された画像データ（指定されたカテゴリの画像データ）の色信号値と、画像出力装置103の出力色域の共通色域で、最大彩度を有する色信号値を探索する。そして、その色信号値の明度値を求め、その明度値上において彩度の非圧縮領域を設定する。
【００６５】
次に、マッピング方法選択部108は、R、G、B、C、M、Yすべての色相領域について、ステップS903からS908の処理を行ったか否かを判定し(S909)、未了であればステップS903からS908の処理を繰り返す。
【００６６】
［変形例］
上記の実施例では、カテゴリ別の画像データの画像特徴量として明度、彩度、色相のヒストグラムを作成する例を説明したが、CIELab空間におけるab平面の色分布特性を用いてもよい。また、Lab信号値を擬似的に三次元表示し、三次元上の色分布特性を参照して、色域のマッピング方法を選択させるようにしてもよい。
【００６７】
上記の実施例において、ユーザ選択した色域のマッピング方法を用いて色補正用のルックアップテーブル（色補正LUT）を生成し、この色補正LUTを用いて色処理を行う。しかし、予めカテゴリ別に画像出力装置103および出力設定に応じた色補正LUTを不揮発性メモリに格納しておき、色処理を行う際に、不揮発性メモリに格納された色補正LUTを参照するようにしてもよい。
【００６８】
上記の実施例では、写像色空間をLab空間としたが、CIEJCH空間のような他の均等色空間、XYZ空間のような非均等色空間、あるいは、デバイスディペンデントなRGB色空間などに対しても本発明は適用可能である。
【００６９】
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【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１Ａ】色相を固定して、明度と彩度の二次元平面上で色域マッピングを行う代表的な処理を示す図、
【図１Ｂ】色相を固定して、明度と彩度の二次元平面上で色域マッピングを行う代表的な処理を示す図、
【図１Ｃ】色相を固定して、明度と彩度の二次元平面上で色域マッピングを行う代表的な処理を示す図、
【図１Ｄ】色相を固定して、明度と彩度の二次元平面上で色域マッピングを行う代表的な処理を示す図、
【図２】実施例1の画像処理装置の構成例を示すブロック図、
【図３】画像処理装置が実行する画像処理を説明するフローチャート、
【図４】画像処理を操作するためのUIの一例を示す図、
【図５】色再現情報を説明する図、
【図６】目標色データの一例を示す図、
【図７】マッピング方法テーブルの一例を示す図、
【図８】画像特徴量算出部の処理を説明するフローチャート、
【図９】画像特徴量算出部が作成するヒストグラムの例を示す図、
【図１０】実施例2のマッピング方法選択部が実行する、非圧縮領域を設定する方法を説明するフローチャートである。
【図１Ａ】
2008148163.tif 000003
【図１Ｂ】
2008148163.tif 000004
【図１Ｃ】
2008148163.tif 000005
【図１Ｄ】
2008148163.tif 000006
【図２】
2008148163.tif 000007
【図３】
2008148163.tif 000008
【図４】
2008148163.tif 000009
【図５】
2008148163.tif 000010
【図６】
2008148163.tif 000011
【図７】
2008148163.tif 000012
【図８】
2008148163.tif 000013
【図９】
2008148163.tif 000014
【図１０】
2008148163.tif 000015