(57)【要約】【課題】実在色か虚色かの判定を容易に実現するとともに、虚色から実在色への置換を容易に実現する。【解決手段】色変換部１０２は、画像入力部１０１から入力された画像データを判定用色空間の画像データに変換し、虚色判定部１０３は、判定用色空間の画像データに基づいて、画像入力部１０１に入力された画像データが虚色か否かを判定する。虚色削除部１０４は、虚色判定部１０３により虚色と判定された画像データを、実在色に変換して出力する。【選択図】図１
2009147631.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
虚色も表現可能な色空間で示される画像データを入力する入力手段と、前記入力手段により入力された画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を原色とする色空間の画像データに変換する色変換手段と、前記色変換手段により変換された画像データに基づいて、前記入力手段により入力された画像データが虚色か否かを判定する判定手段とを少なくとも有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記色変換手段により変換された画像データが負の成分を有するときに、虚色と判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記判定手段により虚色と判定された画像データを、実在色の画像データに置換する置換手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記置換手段は、前記虚色と判定された画像データの負の成分を、零に置換することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記置換手段は、前記虚色と判定された画像データの色度座標を移動して実在色の画像データに置換することを特徴とする請求項３記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記３点を第１の３点、前記色変換手段を第１の色変換手段としたときに、実在色に置換された画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点であって、少なくとも前記第１の３点とは１点が異なる、第２の３点を原色とする色空間の画像データに変換する第２の色変換手段を有することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項７】
前記第２の３点は、入力された画像データの原色の色度点であることを特徴とする請求項６記載の画像処理装置。
【請求項８】
前記色変換手段は、前記入力手段により入力された画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる複数組みの３点を原色とする色空間の画像データに変換し、前記判定手段は、前記色変換手段により変換された複数の画像データに基づいて、前記入力手段により入力された画像データが虚色か否かを判定することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項９】
虚色も表現可能な色空間で示される画像データを入力する入力工程と、前記入力工程により入力された画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を原色とする色空間の画像データに変換する色変換工程と、前記色変換工程により変換された画像データに基づいて、前記入力工程により入力された画像データが虚色か否かを判定する判定工程とを少なくとも有することを特徴とする画像処理方法。
【請求項１０】
請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
【請求項１１】
請求項９記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、虚色も表現可能な色空間で示される画像データを取扱う画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像入出力機器（デジタルカメラ、カラースキャナ、カラーモニタ、カラープリンタなど）の色再現特性や色再現範囲は、機器に依存して異なるので、機器間の色再現をマッチングさせるため、機器間で色信号を交換する色空間として標準的な色空間を使用し、画像を色再現する際に、階調性や鮮鋭性などを重視した処理が行われる。
【０００３】
機器間で色信号を交換するための標準的な色空間として、モニタ色空間であるｓＲＧＢが一般的であるが、ｓＲＧＢ色空間の色域はカラープリンタの色域を全てカバーできない等の問題がある。
【０００４】
一方、より広い色域をもつ標準的な色空間としてはｅｓＲＧＢ、ｓｃＲＧＢなどがあるが、実際には存在しない空想上の色、即ち、虚色が表現できるため、その取り扱いが問題となっていた。
【０００５】
このため、実在色か虚色かの判定を行なうため、実際には存在する色、即ち、実在色の範囲を３次元データ列の色情報で表し、評価対象の色が、３次元データ列を構成する６面体に含まれるか否かを、全６面体について評価し、実在色か虚色かの判定を行なう方法（特許文献１を参照）や、実在色の限界のＬＣｈ値を記憶しておいて、実在色か虚色かの判定を行なう方法（特許文献２を参照）が提案されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−２９５１５５号公報
【特許文献２】特許第３７５４９４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上記した方法は、実在色か虚色かの判定を行なうための３次元データ列を必要とするので、メモリ消費量が多く、処理が複雑で、実現が困難であるという欠点があった。また、虚色の場合に実在色へ置換するため、ＣＩＥＬＡＢ空間で、（Ｌ，ａ，ｂ）＝（５０，０，０）に向かって実在色を探索する方法や、ＬＣｈ空間で彩度優先、色差優先、明度優先のマッピングを行う方法では、３次元データを取り扱うため処理が複雑で、実現が困難であるという欠点があった。
【０００８】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、実在色か虚色かの判定を容易に実現するとともに、虚色から実在色への置換を容易に実現する画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、実在色に変換した画像の利用を容易にする画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、虚色も表現可能な色空間で示される画像データを入力する入力手段と、前記入力手段により入力された画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を原色とする色空間の画像データに変換する色変換手段と、前記色変換手段により変換された画像データに基づいて、前記入力手段により入力された画像データが虚色か否かを判定する判定手段とを少なくとも有することを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、９〜１１：判定用の色空間へ画像データを変換しているので、虚色か否かを容易に判定できる。
【００１２】
請求項２：画像データが負の成分を有しているか否かを検出するだけなので、虚色か否かの判定が更に容易になる。
【００１３】
請求項３：虚色と判定された画像データを、実在色の画像データに置換するので、虚色から実在色へ容易に置換できる。
【００１４】
請求項４：虚色と判定された画像データの負の成分を、零に置換するだけなので、虚色から実在色へ更に容易に置換できる。
【００１５】
請求項５：虚色と判定された画像データの色度座標を移動するだけなので、虚色から実在色へ更に容易に置換できる。
【００１６】
請求項６：判定用の特殊な色空間とは異なる色空間に画像データを変換するので、実在色に変換した画像の利用が容易になる。
【００１７】
請求項７：入力された画像データと同じ色空間に画像データを変換するので、実在色に変換した画像の利用が更に容易になる。
【００１８】
請求項８：実在色と判断する領域を、スペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域により近づけることができるので、実在色か虚色かの判定をより正確に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。
【００２０】
実施例１
図１は、本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す。図１において、１０１は画像入力部で、図示しないイメージスキャナ、デジタルカメラやＣＧ（コンピュータ・グラフィックス）作成装置等が接続されており、これらから、虚色も表現可能な標準的な色空間（例えば、ｅｓＲＧＢ（ＰＩＭＡ  ７６６７：２００１）、ｓｃＲＧＢ（ＩＥＣ６１９６６−２−２）、ＸＹＺ（ＣＩＥ  １５．２）等）で表現された画像データが入力される。
【００２１】
以下では、入力される画像データのデータ形式が、１６ビットのｓｃＲＧＢで表現されているものとして説明する。詳細はＩＥＣ６１９６６−２−２等に記載されているが、１６ビットのｓｃＲＧＢ値（ＲｓｃＲＧＢ（１６），ＧｓｃＲＧＢ（１６），ＢｓｃＲＧＢ（１６））は、次式（１）、（２）によりＸＹＺ値に変換される。
【００２２】
【数１】
2009147631.tif 000003
【００２３】
また、ＸＹＺ値は、次式（３）によりｘｙ色度値に変換される。
ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）
ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ）    （３）
【００２４】
図２は、スペクトル軌跡と、４００ｎｍと７００ｎｍのスペクトルを結んだ赤紫線を示すｘｙ色度図であるが、実在色はこれらで囲まれた領域にのみ存在している。従って、上述した（１）〜（３）式で変換されたｘｙ色度値が、この領域内であれば、元の色は実在色であると判定できる。この判定は、２次元平面での処理であるので、従来、用いられていた３次元での処理と比べると簡素化することができる。但し、スペクトル軌跡は曲線であるので、判定の実現は未だ容易でない。
【００２５】
そこで、本発明では、図３に示すような、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を定め、この３点を原色とする判定用色空間に画像データを変換する。
【００２６】
例えば、７００ｎｍ、５２０ｎｍ、４６５ｎｍのスペクトルの色度座標を３点に選ぶものとする。また、白色点は、ｓｃＲＧＢと同じＤ６５を白色点とする。７００ｎｍ、５２０ｎｍ、４６５ｎｍの三刺激値をそれぞれ、Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１とすると、この条件での変換式は次のようになる。
【００２７】
【数２】
2009147631.tif 000004
【００２８】
図１に戻り、色変換部１０２は、画像入力部１０１に入力された１６ビットのｓｃＲＧＢ表現された画像データに、（１）、（２）、（４）式に例示したような演算を施して、判定用色空間（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）の画像データに変換する。
【００２９】
ここで、（４）式の演算の結果、判定用色空間の三刺激値が負の成分を有するのは、図３に示した判定用色空間の３角形の外に、色度座標がある場合である。
【００３０】
Ｒ１＜０またはＧ１＜０またはＢ１＜０      （５）
判定用色空間の３角形で囲まれた領域は全て実在色であるが、スペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域に完全に一致するものでない。しかし、原色とする３点を適宜選ぶことにより、その差を小さくすることができる。
【００３１】
つまり、虚色か否かの判定として上記（５）式を用いても、実用上問題のないレベルの判定を実現することができる。また、このためには３点を結ぶ３角形の面積が大きくなるようにすると良いので、上述した例のようにスペクトル軌跡上に３点を取るとより良い。
【００３２】
尚、図３には、広く利用されているｓＲＧＢの色域も示した。上記では４６５ｎｍのスペクトルの色度点を選んだ例を示したが、３点を結ぶ３角形の面積だけを考慮すると、４２０ｎｍのスペクトルの色度点を選んだ方がより良い。但し、４２０ｎｍのスペクトルの色度点を選ぶと、ｓＲＧＢの色域をカバーできないといった問題が生じるため、ｓＲＧＢの色域との整合性を考慮して、４６５ｎｍのスペクトルの色度点を上述の例では選んでいる。
【００３３】
本発明は勿論７００ｎｍ、５２０ｎｍ、４６５ｎｍのスペクトルの色度座標を３点に選ぶものに限定されるものではない。白色点に関しても同様で、Ｄ６５の白色点に限定するものではないが、入力された画像データと同じ白色点を採用すると、所謂色順応変換等を考慮しなくて良いので、処理を簡単にすることができる。
【００３４】
再度、図１を参照すると、虚色判定部１０３は、色変換部１０２により変換された判定用色空間の画像データに基づいて、画像入力部１０１に入力された１６ビットのｓｃＲＧＢ表現された画像データが、虚色か否かを判定し、例えば上述の（５）式により判定を行なう。この場合、判定用色空間の三刺激値が負の成分を有するかどうかを判定すれば良いので、虚色であるか否かの判定を容易に実現することができる。
【００３５】
本発明の虚色判定部１０３による判定は、（５）式に限定するものではない。例えば、実在色でありながら虚色と見なしてしまった画像データを、正しく実在色と判定する処理を、更に加えるようにしても良い。
【００３６】
また、虚色削除部１０４は、虚色判定部１０３により虚色と判定された画像入力部１０１からの画像データを、実在色に変換して出力する。これにより、虚色削除部１０４からは実在色の画像データのみが出力されることになる。
【００３７】
虚色削除部１０４は、虚色判定部１０３により虚色と判定された場合、例えば、入力された画像データを、実在色の分布の中心（例えば（ＲｓｃＲＧＢ，ＧｓｃＲＧＢ，ＢｓｃＲＧＢ）＝（０．５，０．５，０．５））の方向に少しずつ移動させ、実在色と判定されるまでこれを繰返し、初めて実在色と判定された値を、入力された画像データの代わりに出力する等を行う。また、色域圧縮部１０５は、実在色のみで構成された画像データに、公知の色域圧縮処理を施す。
【００３８】
実施例２
図４は、本発明の実施例２の構成を示す。実施例２では、実施例１の虚色削除部１０４を虚色置換部１０６に代えて構成されている。
【００３９】
図４において、虚色置換部１０６は、色変換部１０２により判定用色空間に変換され、虚色判定部１０３により虚色と判定された画像データを、実在色に置換して出力する。これにより、虚色置換部１０６からは実在色の画像データのみが出力されることになる。
【００４０】
虚色置換部１０６は、虚色判定部１０３により虚色と判定された場合、例えば、入力された判定用色空間の画像データの負の成分を零に置換して、入力された画像データの代わりに出力する。
ｉｆ  Ｒ１＜０  ｔｈｅｎ  Ｒ１＝０
ｉｆ  Ｇ１＜０  ｔｈｅｎ  Ｇ１＝０
ｉｆ  Ｂ１＜０  ｔｈｅｎ  Ｂ１＝０      （６）
この場合、（６）式に示すように簡単な処理で済むので、虚色置換部１０６の実現が容易である。また、虚色と判定された画像データは、図５に示すような実在色に置換される。即ち、ほぼ実在色の分布の中心（白色点）方向に向って置換されるので、色相の保存性も良好である。但し、虚色であるので、あくまで仮想的である。
【００４１】
また、虚色置換部１０６は、虚色判定部１０３により虚色と判定された場合、入力された判定用色空間の画像データを、実在色の分布の中心（例えば（Ｒ１，Ｇ１，Ｂ１）＝（０．５，０．５，０．５））の方向に少しずつ移動させ、実在色と判定されるまでこれを繰返し、初めて実在色と判定された値を、入力された画像データの代わりに出力しても良い。この場合、色相の保存性を更に向上することができる。
【００４２】
実施例３
図６は、本発明の実施例３の構成を示す。実施例３では、実施例２の構成に、第２の色変換部１０７が追加されている。
【００４３】
第２の色変換部１０７は、虚色置換部１０６で実在色に置換された判定用色空間の画像データを、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点であって、少なくとも上記判定用色空間の３点とは１点が異なる、第２の３点を原色とする色処理用色空間（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）の画像データに変換する。
【００４４】
上述した判定用色空間は、虚色か否かの判定や虚色を実在色に置換する際に都合が良いが、特殊な色空間であるので、機器間での画像データの交換や色域圧縮処理には不都合がある。このため、第２の色変換部１０７により機器間での画像データの交換や色域圧縮処理に適した色処理用色空間（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）の画像データに変換する。
【００４５】
例えば、第２の３点としてｓｃＲＧＢの色度点を選ぶものとする。また、白色点もｓｃＲＧＢと同じにする。この場合、詳細はＩＥＣ６１９６６−２−２等に記載されているが、ＸＹＺ値は次式により、ｓｃＲＧＢ値（ＲｓｃＲＧＢ，ＧｓｃＲＧＢ，ＢｓｃＲＧＢ）に変換される。
【００４６】
【数３】
2009147631.tif 000005
【００４７】
また、上述した判定用色空間の三刺激値からＸＹＺ値への変換は、（４）式の逆変換であり、
【００４８】
【数４】
2009147631.tif 000006
である。
【００４９】
即ち、第２の色変換部１０７は、虚色置換部１０６で実在色に置換された判定用色空間の画像データに、（７）、（８）式に例示したような演算を施して、色処理用色空間（Ｒ２，Ｇ２，Ｂ２）＝（ＲｓｃＲＧＢ，ＧｓｃＲＧＢ，ＢｓｃＲＧＢ）の画像データに変換する。
【００５０】
また、上述した例では、画像入力部１０１に入力される画像データのデータ形式は１６ビットのｓｃＲＧＢであり、第２の色変換部１０７から出力される画像データもｓｃＲＧＢとした。このように、色処理用色空間の原色の色度点を、入力された画像データの原色の色度点と一致させておくと、実質的に虚色に対してのみ影響を与えることになる。このため、色変換部１０２、虚色判定部１０３、虚色置換部１０６および第２の色変換部１０７で構成される本発明の主要部分の差換え、取り外しが容易となり、柔軟性の高い画像処理装置を実現することができる。
【００５１】
実施例４
以上では、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を１組定め、この３点を原色とする判定用色空間に画像データを変換、虚色か否かの判定、実在色への置換等を行う例を説明したが、本発明はこの限りではない。
【００５２】
即ち、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を複数組定め、この３点を原色とする判定用色空間にそれぞれ画像データを変換、虚色か否かの判定、実在色への置換等を行っても良い。
【００５３】
例えば、第１の組として７００ｎｍ，４９５ｎｍ，４６０ｎｍのスペクトルの色度座標を３点（第１の判定用色空間）に選ぶものとする。この場合、７００ｎｍ，４９５ｎｍ，４６０ｎｍの三刺激値をそれぞれ、Ｒ３，Ｇ３，Ｂ３とすると変換式は次のようになる。
【００５４】
【数５】
2009147631.tif 000007
【００５５】
また、第２の組として７００ｎｍ，５２０ｎｍ，４９０ｎｍのスペクトルの色度座標を３点（第２の判定用色空間）に選ぶものとする。この場合、７００ｎｍ，５２０ｎｍ，４９０ｎｍの三刺激値をそれぞれ、Ｒ４，Ｇ４，Ｂ４とすると変換式は次のようになる。
【００５６】
【数６】
2009147631.tif 000008
尚、ここでも白色点は、ｓｃＲＧＢと同じＤ６５を白色点としている。
【００５７】
図７は、上記２組の色度座標を示す。上述した場合と同様に、（９）あるいは（１０）式の演算の結果、判定用色空間の三刺激値が負の成分を有するのは、図７に示した第１あるいは第２の判定用色空間の３角形の外に、色度座標がある場合である。判定用色空間の何れかの３角形で囲まれた領域は実在色であるので、
（Ｒ３＞＝０  ａｎｄ  Ｇ３＞＝０  ａｎｄ  Ｂ３＞＝０）ｏｒ
（Ｒ４＞＝０  ａｎｄ  Ｇ４＞＝０  ａｎｄ  Ｂ４＞＝０）  （１１）
あれば実在色である。この領域は、スペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域に完全に一致するものでないが、原色とする３点をそれぞれ適宜選ぶことにより、その差を小さくすることができる。即ち、虚色か否かの判定に下記（１２）式を用いると、実用上、問題のないレベルの判定を実現できる。
（Ｒ３＜０  ｏｒ  Ｇ３＜０  ｏｒ  Ｂ３＜０）ａｎｄ
（Ｒ４＜０  ｏｒ  Ｇ４＜０  ｏｒ  Ｂ４＜０）  （１２）
【００５８】
更に、複数組の３点を原色とする判定用色空間群を使用すると、１組の３点を原色とする判定用色空間を使用する場合に比べ、よりスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域に近づけることができるので、より高精度な判定が容易に実現できる。
【００５９】
尚、複数組の３点を原色とする判定用色空間群を使用する場合、虚色置換の処理は、例えば、各判定用色空間毎に上述したような処理を行うだけで良い。また、第２の色変換の処理も同様である。但し、色処理用色空間の画像データが、複数組得られることになるので、最終的な選択が必要となるが、実在色の判定であれば、実質的に同じ画像データが得られるので問題はない。問題は虚色と判定された場合であるが、これも、例えば、各判定用色空間の３刺激値の最小値が大きい方を優先するといった方法により解決できる。
【００６０】
実施例５
本発明に係る画像処理方法は、図１、図４あるいは図６に示した画像処理装置と同様なステップを有する方法で実現される。また、本発明に係る画像処理プログラムは、図１、図４あるいは図６に示した画像処理装置と同様なモジュールを有する画像処理プログラムによって実現しても良い。画像処理プログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＤＶＤ等のコンピュータで読取り可能な記録媒体に記録されて提供されてもよい。また、画像処理プログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でのダウンロードにより提供しても良い。尚、色度図上のスペクトル軌跡と赤紫線で囲まれた領域内の相異なる３点を定める際は、３点を結ぶ３角形が白色点を包含するようにする。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１の画像処理装置の構成を示す。
【図２】スペクトル軌跡と、４００ｎｍと７００ｎｍのスペクトルを結んだ赤紫線を示すｘｙ色度図である。
【図３】実施例１の判定用色空間を示す。
【図４】実施例２の画像処理装置の構成を示す。
【図５】実施例２における実在色への置換の変換を説明する図である。
【図６】実施例３の画像処理装置の構成を示す。
【図７】実施例４における第１、第２の判定用色空間を示す。
【符号の説明】
【００６２】
１０１  画像入力部
１０２  色変換部
１０３  虚色判定部
１０４  虚色削除部
１０５  色域圧縮部
【図１】
2009147631.tif 000009
【図２】
2009147631.tif 000010
【図３】
2009147631.tif 000011
【図４】
2009147631.tif 000012
【図５】
2009147631.tif 000013
【図６】
2009147631.tif 000014
【図７】
2009147631.tif 000015