(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色空間で表現されたカラー画像を色成分毎にブロック化するブロック化手段と、前記ブロック毎に各色成分の平均値を算出する平均値算出手段と、前記ブロック毎の各色成分の平均値を第２の色空間におけるブロック平均値に色空間変換する色変換手段と、前記ブロック毎に第１の色空間のＬ* 成分について画素毎にＬ* 成分の平均値との差分を各画素における特徴量として算出する特徴量算出手段と、前記特徴量算出手段で算出した第１の色空間における各画素のＬ* 成分の差分を近似的に第２の色空間の差分に色変換し該第２の色空間の差分に前記色変換手段で変換された前記ブロック平均値の各色成分をそれぞれ加算して第２の色空間における各画素の値とする修正手段を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
さらに、コントラストの度合いを算出する強調度算出手段と、前記強調度算出手段で算出されたコントラストの度合いに従って前記修正手段から出力された第２の色空間における各画素の値に対して強調処理を行う強調手段を有することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記強調度算出手段は、ブロック内の差分の最大値と最小値の差をコントラストの度合いとすることを特徴とする請求項２に記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記強調手段は、前記コントラストの度合いにより強調処理を行う際に用いる関数を変更することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像処理装置。
【請求項５】
コンピュータに、第１の色空間で表現されたカラー画像を第２の色空間で表現された画像に変換する色変換処理を行う画像処理プログラムであって、請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像に対して色空間変換処理を行う画像処理技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より異なる色空間の間で変換処理を行う技術が利用されてきている。例えば複写機やプリンタなどにおいてはＲＧＢやＹＣｂＣｒなどの色空間で表現された画像を、ＣＭＹＫ色空間で表現された画像に変換し、それぞれの色成分の色材を用いて画像を形成している。色空間変換処理方法の代表的なものとして、Ｎ次元ルックアップテーブルと補間を用いた方法（以下ＤＬＵＴと略す）がある。
【０００３】
従来の色空間変換処理は、画像中のすべての画素について、それぞれ色空間変換処理を行っている。近年では色変換精度を向上させるための様々な方法が適用されており、処理量が増大し、色空間変換処理のための処理時間が長くなってきている。例えば上述のＤＬＵＴでは、１画素の色空間変換処理のためにいくつかのテーブル値を読み出してＮ次元の補間演算を行う。この処理を画像中のすべての画素について行うとかなりの処理量になり、処理時間がかかるという問題があった。そのため、処理時間の短縮により処理速度の向上が要求されている。
【０００４】
このような問題に対して、例えば特許文献１では、ルックアップテーブルを参照して色変換を行う際に、前段のプレ階調数変換部で階調変換を行うことによりルックアップテーブル中の格子点に変換し、ルックアップテーブルを参照して変換後の値を取り出し、後段のポスト階調数変換部で所望の階調数に変換している。これによって、ルックアップテーブルの参照を減らし、また補間処理を行わないようにしている。しかし、このような構成ではルックアップテーブルに登録されている階調数しか取り得ず、精度よく色変換を行うことができない。また、この方法でも画像中のすべての画素についてプレ階調数変換、ルックアップテーブルの参照、ポスト階調数変換の各処理を行うことになるため、やはり処理量が多く、高速化を図ることができなかった。
【０００５】
なお、本願発明に類似する別の技術として、画像を圧縮するためのブロック圧縮技術がある。その代表的なものに、特許文献２にも記載されているようなＧＢＴＣ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｂｌｏｃｋ  Ｔｒｕｎｃａｔｉｏｎ  Ｃｏｄｉｎｇ）がある。この技術は、画像をブロック化し、ブロック毎に平均値を算出し、その平均値との差を量子化して平均値とともに圧縮符号化するものである。この技術は上述のように画像の圧縮技術であり、色変換技術とは異なる技術である。
【０００６】
【特許文献１】特開平７−３０７７２号公報
【特許文献２】特開平９−９０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、ある程度の色変換精度を保ち、しかも高速に色空間変換処理を行うことができる画像処理装置を提供することを目的とするものである。また、そのような画像処理装置の機能をコンピュータにより実行させる画像処理プログラムを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、第１の色空間で表現されたカラー画像を第２の色空間で表現された画像に色変換する画像処理装置であって、第１の色空間で表現されたカラー画像を色成分毎にブロック化し、ブロック毎に各色成分の平均値を算出して、その平均値を第２の色空間におけるブロック平均値に色空間変換する。一方、ブロック毎に第１の色空間のＬ* 成分について画素毎にＬ* 成分の平均値との差分を各画素における特徴量として算出し、算出した第１の色空間における各画素のＬ* 成分の差分を近似的に第２の色空間の差分に色変換し該第２の色空間の差分に、色空間変換したブロック平均値の各色成分をそれぞれ加算して、第２の色空間における各画素の値とすることを特徴とするものである。
【００１０】
さらに、上述の構成によって得られた第２の色空間における各画素の値に対して、コントラストの度合いに従って強調処理を行うように構成することができ、その際のコントラストの度合いを、例えばブロック内の差分の最大値と最小値の差によって決定することができる。さらに、そのときのコントラストの度合いによって、強調処理を行う際の関数を変更することもできる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、色空間変換処理を行うのはブロックの平均値に対してであるから、ブロックのすべての画素について色空間変換処理を行う場合に比べて格段に処理量を減少させることができ、高速に色空間変換処理を行うことができる。また、色空間変換後の第２の色空間における各画素の値として、第２の色空間におけるブロック平均値をそのまま用いるのではなく、第１の色空間における各画素の特徴量によってブロック平均値を修正することによって、ある程度の色変換精度を保つことができるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図中、１はブロック化部、２は平均値算出部、３は色変換部、４は特徴量算出部、５は修正部である。ここでは入力画像はＬ* ａ* ｂ* 色空間で表現された画像であるものとし、出力画像はＣＭＹＫ色空間で表現された画像であるものとしている。もちろん、色空間はこの例に限られるものではなく、例えばＲＧＢ色空間やＹＣｂＣｒなど、他の色空間相互の色空間変換処理を行うものであってよい。
【００１３】
ブロック化部１は、入力画像を色成分毎にブロック化する。ブロックの大きさは予め任意に決めておくことができるが、この例では一例として４×４画素として図示している。
【００１４】
平均値算出部２は、ブロック化部１から渡されるそれぞれのブロックについて、各色成分の平均値を算出する。
【００１５】
色変換部３は、平均値算出部２で算出されたそれぞれのブロックの各色成分の平均値を、第２の色空間におけるブロック平均値に色空間変換する。この色変換部３としては、公知の色変換手法を適用することができ、例えば上述のＤＬＵＴを用いることができる。この色変換部３において色空間変換処理を行うのは、各ブロック中の画素の平均の色についてのみであるので、従来のようにそれぞれの画素について色空間変換処理を行う場合に比べて格段に処理量が少なく、高速に処理を行うことができる。この例ではブロックサイズを４×４画素としているので、１／１６の処理量及び処理時間となる。
【００１６】
特徴量算出部４は、平均値算出部２で算出したブロック毎の色成分の平均値と、ブロック中の各画素値から、各画素における特徴量を算出する。ここでは特徴量として、ブロックのＬ* 成分の平均値と、ブロックの各画素のＬ* の値との差分を算出する。もちろん、特徴量はＬ* 成分の差分に限られるものではなく、後述する実施の形態のようにそれぞれの成分毎の差分を用いたり、あるいは、差分以外の特徴量を算出してもよい。
【００１７】
修正部５は、特徴量算出部４で算出したブロック中の各画素の特徴量により、色変換部３で変換されたブロック平均値を修正して、第２の色空間における各画素の値とする。この例では、特徴量算出部４で画素毎の特徴量として算出した差分（ｄij）に第２の色空間の色成分毎の重み（Ｗｃ，Ｗｍ，Ｗｙ，Ｗｋ）を乗算し、色変換部３で得られたブロック平均値（Ｃａｖｅ，Ｍａｖｅ，Ｙａｖｅ，Ｋａｖｅ）の各色成分をそれぞれ加算して、第２の色空間における各画素の値を得ている。すなわち、求める第２の色空間の画素の値を（Ｃij，Ｍij，Ｙij，Ｋij）（ｉ＝１〜４，ｊ＝１〜４）とするとき、
Ｃij＝Ｃａｖｅ＋Ｗｃ・ｄij
Ｍij＝Ｍａｖｅ＋Ｗｍ・ｄij
Ｙij＝Ｙａｖｅ＋Ｗｙ・ｄij
Ｋij＝Ｋａｖｅ＋Ｗｋ・ｄij
によりブロック平均値を修正して第２の色空間の画素の値を求めている。
【００１８】
ここで、差分ｄijはＬ* 成分についての差分であり、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋのそれぞれの色成分についての差分ではないが、Ｌ* 成分が示す明るさ方向の修正を行うことによって、ブロック内の各画素間の色の変化を近似し、色変換精度の低下を抑えている。第２の色空間におけるそれぞれの色成分に対する明るさ（Ｌ* ）成分の寄与度が重み（Ｗｃ，Ｗｍ，Ｗｙ，Ｗｋ）である。なお、重み（Ｗｃ，Ｗｍ，Ｗｙ，Ｗｋ）は定数でもよいし、関数でもよい。重みを余り大きな値とすると、第１の色空間で表現される色との違いが大きくなってしまうので、もとの色との違いが大きくならないように適度な値となるようにすることが望ましい。
【００１９】
このようにして、修正部５から出力された第２の色空間の画素からなるブロックを並べることにより、色空間変換処理後の出力画像を得ることができる。上述のように、色空間変換処理は高速に行うことができ、また、修正部５でそれぞれの画素毎にブロック平均値を修正することによって色変換精度の低下を抑えることができる。なお、この例ではブロックサイズが小さいので、画像全体としてはブロック平均値の色が視認され、ブロック内の各画素の色が多少ちがっていても画像全体としてそれほど影響はなく、画質の劣化を抑えることができる。
【００２０】
図２は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。この第２の実施の形態は、上述の第１の実施の形態における特徴量算出部４及び修正部５の別の例を示すものである。
【００２１】
特徴量算出部４では、この例では第１の色空間におけるそれぞれの色成分について、ブロック内の各画素の色成分と平均値との差分を算出し、特徴量とする。
【００２２】
修正部５では、特徴量算出部で算出した第１の色空間における各色成分について差分を、第２の色空間における色成分毎の差分に色変換する。この色変換は簡単な関数やテーブルなどによって行えばよく、精度を要しない。そして、色変換された差分と、色変換部３から出力されるブロック平均値とを加算して、第２の色空間における各画素の値を得る。
【００２３】
この第２の実施の形態における構成では、修正部５で平均値との差分に対して簡単な色変換を行っているので、ブロック内での色の再現性を向上させることができる。従って、上述の第１の実施の形態に比べて出力画像の色変換精度を向上させることができる。
【００２４】
図３は、本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。６は強調度算出部、７は強調処理部である。この第３の実施の形態では、修正部５から出力された第２の色空間における値に対して適宜強調処理を行う例を示している。
【００２５】
強調度算出部６は、コントラストの度合いを算出する。コントラストの度合いとしては、ブロック内の画素のＬ* 値の最大値と最小値の差を求めることができる。
【００２６】
強調処理部７は、強調度算出部６で算出されたコントラストの度合いに従って、修正部５から出力された第２の色空間における各画素の値に対して強調処理を行う。強調処理は関数を用いて行うことができるが、このとき用いる関数をコントラストの度合いにより変更する。これにより、コントラストの度合いに応じた強調処理を行うことができる。
【００２７】
図４は、強調処理に用いる関数の切替の一例の説明図である。図４（Ａ）において、上述のようにブロック内の画素のＬ* 値が最も大きいものをＭａｘ、最も小さいものをＭｉｎとし、その差をコントラストの度合いとして強調度算出部６で算出する。そして、そのコントラストの度合いの絶対値が所定の閾値ＴＨ以下の場合には、例えば図４（Ｃ）に示すように入力をそのまま出力する関数を用い、実質的に強調処理を行わない。また、コントラストの度合いの絶対値が所定の閾値ＴＨよりも大きい場合には、例えば図４（Ｂ）に示すような関数を用い、コントラストを強調する。これによって、コントラストの度合いが小さい部分では強調せず、コントラストの度合いが大きい部分ではコントラストを強調する。コントラストの度合いが大きい部分は、多くの場合エッジ部分などであり、エッジ部分が存在するようなブロックにおいてコントラストを強調する処理を行ってエッジを強調することができる。このような強調処理についても、ブロック化した画素の値を用いて行うことができる。上述のようにブロックの平均値を用いて色変換を行っているので、そのことによるぼけを強調処理により軽減することができる。
【００２８】
なお、図３では第１の実施の形態に対して強調度算出部６及び強調処理部７を追加した構成を例示したが、第２の実施の形態への適用も可能であることは言うまでもない。
【００２９】
図５は、本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラムおよびそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。図中、１１はプログラム、１２はコンピュータ、２１は光磁気ディスク、２２は光ディスク、２３は磁気ディスク、２４はメモリ、３１は光磁気ディスク装置、３２は光ディスク装置、３３は磁気ディスク装置である。
【００３０】
上述の各実施の形態およびその変形例として説明した構成の一部または全部を、コンピュータにより実行可能なプログラム１１によって実現することが可能である。プログラム１１で実現される場合、そのプログラム１１およびそのプログラムが用いるデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。記憶媒体とは、コンピュータのハードウェア資源に備えられている読取装置に対して、プログラムの記述内容に応じて、磁気、光、電気等のエネルギーの変化状態を引き起こして、それに対応する信号の形式で、読取装置にプログラムの記述内容を伝達できるものである。例えば、光磁気ディスク２１，光ディスク２２（ＣＤやＤＶＤなどを含む）、磁気ディスク２３，メモリ２４（ＩＣカード、メモリカードなどを含む）等である。もちろんこれらの記憶媒体は、可搬型に限られるものではない。
【００３１】
これらの記憶媒体にプログラム１１を格納しておき、例えばコンピュータ１２の光磁気ディスク装置３１，光ディスク装置３２，磁気ディスク装置３３，あるいは図示しないメモリスロットやインタフェースにこれらの記憶媒体を装着することによって、コンピュータからプログラム１１を読み出し、本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法を実行することができる。あるいは、あらかじめ記憶媒体をコンピュータ１２に装着または内蔵しておき、例えばネットワークなどを介してプログラム１１をコンピュータ１２に転送し、記憶媒体にプログラム１１を格納して実行させてもよい。もちろん、一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、あるいは、すべてをハードウェアで構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態を示すブロック図である。
【図４】強調処理に用いる関数の切替の一例の説明図である。
【図５】本発明の画像処理装置の機能または画像処理方法をコンピュータプログラムで実現した場合におけるコンピュータプログラムおよびそのコンピュータプログラムを格納した記憶媒体の一例の説明図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ブロック化部、２…平均値算出部、３…色変換部、４…特徴量算出部、５…修正部、６…強調度算出部、７…強調処理部、１１…プログラム、１２…コンピュータ、２１…光磁気ディスク、２２…光ディスク、２３…磁気ディスク、２４…メモリ、３１…光磁気ディスク装置、３２…光ディスク装置、３３…磁気ディスク装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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