CN102263882B - 图像处理设备和图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供图像处理设备和图像处理方法。图像处理设备包括：色相识别单元，识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域；输出颜色转换单元，根据识别出的色相区域将图像数据中包含的每一像素的颜色转换为预定输出颜色；亮度计算单元，从对于各个色相区域预先确定的亮度计算系数当中选择与每一像素的识别出的色相区域对应的亮度计算系数，并基于所选亮度计算系数，来计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度；以及图像数据产生单元，将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据中包含的每一像素，由此产生包含相比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。

Description

图像处理设备和图像处理方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2010年5月24日在日本提交的日本专利申请No.2010-118121和在2011年4月20日在日本提交的日本专利申请No.2011-094482的优先权，并将其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明涉及图像处理设备和图像处理方法。

背景技术

总的来说，比如复印机之类的图像处理设备将原件处理为像素集合(每个像素具有微小的面积)，并以值(色调值)来表示每一像素的颜色(每个值指示作为光的三基色的颜色分量R(红)、G(绿)和B(蓝)中的任何一个的强度(亮度))，以通过打印等输出其中精确地再现原件的颜色明暗的图像。近年来，已经要求图像处理设备不仅实现精确地再现彩色原件的颜色明暗的功能，而且还通过根据用户需要处理上述颜色分量的色调值(tone value)来实现各种其他功能，比如将彩色原件转换为黑白(单色)图像以输出的功能或将彩色原件转换为由无色和彩色形成的双色图像以输出的功能。

至于将彩色图像转换为单色图像的方法，已知一种现有方法，其中彩色图像中包含的每一像素的每一RGB颜色分量的色调值被乘以预定加权因子，并将相乘的色调值的和用作表示像素的亮度的色调值以产生单色图像。然而，在现有方法中，当原件中的颜色具有几乎相同的亮度时，即使颜色在色相(hue)上不同，在单色图像中也以相同的浓度表示各颜色。因此，存在这样的问题：在单色图像中不能适当地表示原件中颜色之间的差异。

作为用于解决上述问题的方法，存在一种已知的方法，其中，当大量颜色用于原件的图像时，如果通过转换获得的单色图像中的亮度的变化范围窄，则在单色图像中增加具有在原件的图像中最常使用的颜色的像素的亮度以增强该颜色(例如，参见日本专利No.4304846)。此外，存在另一已知方法，其中对于原件的图像中包含的颜色的每一色相获得出现频率(像素数目)，将具有最高出现频率的、色相中包含的颜色确定为特征颜色，且在单色图像中增强具有该特征颜色的每一像素的亮度(例如，参见日本专利申请特开No.2007-215216)。

此外，存在又一已知方法，其中在L*a*b颜色空间的a*b*平面上绘制原件的图像中包含的每一像素的颜色，将预定角度加到每个绘图的色相角(hueangle)以转换色相，将色相转换之前和之后之间各个RGB分量的色调值中的差进行平均，并将平均值加到在色相转换之前已经计算出的亮度值，从而产生考虑了彩色图像的单色图像(例如，参见日本专利申请特开No.2009-89382)。

然而，在日本专利No.4304846和日本专利申请特开No.2007-215216中公开的现有方法中，因为在输出图像中仅增强输入图像中具有最高出现频率的颜色，因此不能通过单色图像中的明暗差异来区分输入图像中包含的各种色相。此外，在日本专利申请特开No.2009-89382中公开的现有方法中，色相转换之前和之后之间各个RGB分量的色调值中的差的平均值是否是适当的值取决于输入图像的颜色分布。因此，有时，取决于输入图像的颜色分布，可能难以获得适当的明暗差异。

发明内容

已经考虑上述现有问题作出本发明，且本发明的目的是提供图像处理设备和图像处理方法，其当产生相比原件的图像包括更少颜色数的减色图像数据时，能够清楚地表示原件的图像中使用的颜色之间的差异。

根据本发明的方面，提供了图像处理设备，其包括：色相识别单元，识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域；输出颜色转换单元，根据识别出的色相区域将图像数据中包含的每一像素的颜色转换为预定输出颜色；亮度计算单元，从对于各个色相区域预先确定的亮度计算系数当中选择与每一像素的识别出的色相区域对应的亮度计算系数，和基于所选亮度计算系数，来计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度；和图像数据产生单元，将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据中包含的每一像素，由此产生包含相比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。

根据本发明的另一方面，提供了图像处理方法，包括：识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域；根据识别出的色相区域将图像数据中包含的每一像素的颜色转换为预定输出颜色；从对于各个色相区域预先确定的亮度计算系数当中选择与每一像素的识别出的色相区域对应的亮度计算系数；基于所选亮度计算系数，来计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度；和将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据中包含的每一像素，由此产生包含相比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。

通过阅读结合附图考虑的本发明的当前优选实施例的以下具体描述可以更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和技术和工业的重要性。

附图说明

图1是根据实施例的图像处理设备的硬件配置的框图；

图2是根据实施例的图像处理设备的功能配置的框图；

图3是图示色相空间中色相区域的设置的示例的图；

图4是图示根据实施例的亮度计算系数表的示例的说明图；

图5是根据实施例的图像处理过程的流程图；

图6是根据实施例的图像处理过程的继续的流程图；

图7是根据第一改进的图像处理过程的流程图；

图8是根据第二改进的图像处理过程的流程图；

图9是根据第三改进的图像处理过程的流程图；

图10是图示根据第四改进的亮度计算系数表的示例的说明图；

图11是根据第四改进的图像处理过程的流程图；

图12是图示根据第五改进的亮度计算系数表的示例的说明图；

图13是根据第五改进的图像处理过程的流程图；以及

图14是根据第六改进的图像处理设备的功能配置的框图。

具体实施方式

以下将参考附图详细解释根据本发明的图像处理设备、图像处理方法和计算机程序产品的示例性实施例。

图1是根据实施例的图像处理设备的硬件配置的框图。根据实施例的图像处理设备是复印机或具有复印功能的多功能外围设备。然而，本发明不限于该示例，而是可以应用于通常计算机的配置。

如图1所示，实施例的图像处理设备1主要包括扫描仪2、打印机6、显示单元5、通信接口3、输入/输出接口7、CPU(中央处理单元)4、ROM(只读存储器)8、RAM(随机存取存储器)9和HDD(硬盘驱动器)10作为硬件配置。

扫描仪2是读取原件并输出读取的原件的图像作为输入图像数据的引擎。

通信接口3是用于经由通信网络等从外部个人计算机(PC)(未图示)等接收图像数据的接口。

CPU 4控制整个图像处理设备1。根据实施例，CPU 4从输入图像数据产生包含比输入图像数据中包含的颜色数更少的颜色的减色图像数据。将在之后描述CPU 4通过执行图像处理程序执行的图像处理的细节。

显示单元5是用于为用户显示各种屏幕的显示装置。根据实施例，显示单元5显示包含比输入图像数据中包含的颜色数更少的颜色的减色图像数据。实施例的显示单元5具有触摸板系统，并用作允许用户通过触摸操作来输入各种类型的信息(比如设置信息)的输入装置。

输入/输出接口7是用于在显示单元5执行各种类型的显示操作、打印机6打印图像或显示单元5和扫描仪2输入各种类型的信息时执行数据通信的接口。

打印机6是打印所产生的减色图像数据的引擎。ROM 8是用于存储要由CPU 4执行的图像处理程序的非易失存储器。RAM 9是用于加载要由CPU 4执行的图像处理程序或临时存储数据的易失性存储器。

HDD 10是用于存储各种类型的数据的存储介质。根据实施例，HDD 10用作亮度计算系数存储单元并在其中预先存储亮度计算系数组，这将在之后描述。

以下将描述由CPU 4执行的图像处理的细节。图2是根据实施例的图像处理设备1的功能配置的框图。如图2所示，实施例的图像处理设备1主要包括显示单元5、输入输出控制单元41、色相识别单元42、减色图像数据产生单元200、打印处理单元210和亮度计算系数存储单元(HDD)10。以上解释了显示单元5，因此将不重复相同的解释。

例如，输入输出控制单元41控制经由显示单元5和输入/输出接口输入的输入数据或经由扫描仪2或通信接口3从外部PC输入的图像数据的输入。输入输出控制单元41还经由输入/输出接口7控制显示单元5上各种屏幕的显示。

色相识别单元42识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域。图3是图示色相空间中色相区域的设置示例的图。色相区域是通过以预定面积来划分颜色空间而提供的区域。

在图3的示例中，假定基于L*a*b*色彩系统的L*a*b*颜色空间用作颜色空间，在L*a*b*颜色空间的a*b*平面上将色相角划分为预定角a到f，以使得提供六个色相区域A到F。划分色相角的角a到f可以统一设置为60°或可以不统一地分别设置为40°、60°、70°、60°、60°和60°。

在下文中，在实施例中，L*a*b*颜色空间用作颜色空间且图3中图示的六个色相区域A到F解释为示例。然而，颜色空间不限于L*a*b*颜色空间，且色相区域不限于图3图示的示例。

色相识别单元42基于输入像素的颜色，识别输入图像数据中包含的每一像素(在下文中，描述为“输入像素”)的颜色属于六个色相区域当中的哪个色相区域。更具体地说，色相识别单元42在a*b*平面上绘制每个输入像素的颜色，并识别输入像素的颜色包含在哪个色相区域中。

减色图像数据产生单元200产生包含比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。打印处理单元210控制打印机6以打印由减色图像数据产生单元200产生的减色图像数据。

回去参考图2，以下将详细描述减色图像数据产生单元200。减色图像数据产生单元200对于每个输入像素将每一色相区域中像素的颜色转换为预定输出颜色，并根据像素在颜色转换之前具有的基本颜色结构来计算在颜色转换之后要应用于像素的亮度，由此产生减色图像数据。例如，减色图像数据产生单元200关于每个输入像素，将色相区域A到C中每一像素的颜色转换为红色输出颜色并将色相区域E和F中每一像素的颜色转换为蓝色输出颜色，并根据每一像素在颜色转换之前具有的基本颜色结构，来计算在颜色转换之后要应用于每一像素的亮度，由此产生减色图像数据。

如图2所示，减色图像数据产生单元200包括输出颜色转换单元201、亮度计算单元202、亮度差计算单元203和图像数据产生单元204。

输出颜色转换单元201将输入图像数据中包含的每一像素的颜色转换为根据由色相识别单元42识别出的色相区域预先确定的预定输出颜色。

亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10中存储的多个亮度计算系数组中选择与输入图像数据中包含的每一像素的识别出的色相区域对应的亮度计算系数组。然后，亮度计算单元202基于所选亮度计算系数组中的多个亮度计算系数，来计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。

图4是图示亮度计算系数存储单元10中存储的亮度计算系数表的示例的说明图。亮度计算系数表是这样的数据：在其中对于每个色相区域，将作为对于形成图像数据的各个颜色预先确定的多个亮度计算系数的集合的亮度计算系数组登记为一个单元。亮度计算系数组的集合包括与在颜色空间中提供的色相区域的数目相同数目的亮度计算系数的集合。在图4图示的示例中，在亮度计算系数表中登记分别应用于六个色相区域A到F的六个亮度计算系数组，以使得可以对于作为实施例的色相区域的示例图示在图3中的六个色相区域A到F中的每一个单独地计算亮度。

根据实施例，在亮度计算系数表中，对于每一个色相区域登记多个亮度计算系数组，且对于六个亮度计算系数组的每个集合登记作为识别信息的ID。

由以下等式(1)计算每个输入像素在颜色转换之后具有的亮度，其中将基本颜色分量R(红)、G(绿)和B(蓝)的色调值r、g和b分别乘以预先确定为集合的亮度计算系数α、β、γ。

亮度＝α×r+β×g+γ×b    (1)

因此，在图4的示例中，例如，应用于色相区域A的亮度计算系数由αa、βa和γa表示，应用于色相区域B的亮度计算系数由αb、βb和γb表示，应用于色相区域C的亮度计算系数由αc、βc和γc表示......。通过分析原件的各个图像预先确定的值在亮度计算系数表中登记为亮度计算系数。

亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10顺序地读取亮度计算系数组，选择与图3图示的六个色相区域A到F当中输入像素属于的色相区域对应的一个亮度计算系数组，并根据等式(1)，以所选择的一个亮度计算系数组中包含的三个亮度计算系数，计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的亮度。

亮度差计算单元203基于由亮度计算单元202执行的计算来计算属于色相区域A到F中的每一个的像素的最大亮度值，然后计算色相区域之间最大亮度值的差(在下文中，该差被称作“最大亮度值差”)。

亮度计算单元202根据等式(1)，以亮度计算系数组中包含的三个亮度计算系数，计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度，对于该三个亮度计算系数，由亮度差计算单元203计算出的最大亮度值差变得等于或大于预先确定的亮度差的预定下限。

更具体地说，亮度计算单元202确定由亮度差计算单元203计算出的最大亮度值差是否等于亮度差的预定下限。当最大亮度值差小于亮度差的预定下限时，亮度计算单元202根据由色相识别单元42识别出的色相区域，从亮度计算系数表中选择具有不同ID的亮度计算系数组，并根据等式(1)。以具有该不同ID的所选亮度计算系数组中包含的亮度计算系数，来计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。

另一方面，当最大亮度值差等于或大于亮度差的预定下限时，亮度计算单元202确定在亮度差计算单元203计算最大亮度值差之前已经计算出的亮度为要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。

回去参考图2，图像数据产生单元204将由亮度计算单元202计算或确定的亮度(对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限)应用于已经由输出颜色转换单元201转换为预定输出颜色的图像数据的每一像素，由此产生包含比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。

“通过调整仅一个色相的亮度而不调整其它色相的亮度而形成单色图像”的上述现有方法等效于这样的方法：在颜色空间中提供两个色相区域，一个是用于调整亮度的色相区域，而另一个是不用于调整亮度的色相区域。因此，在实施例的配置中，为实现颜色减少的图像可以清楚地表示输入图像中包含的颜色之间的差异的优点，必须在颜色空间中提供三个或更多的色相区域。

以下将解释由如上配置的实施例的图像处理设备1执行的图像处理。图5和6是根据实施例的图像处理过程的流程图。

当用户打开图像处理设备1时，输入输出控制单元41在显示单元5上显示用于获取输入图像数据的选项，比如通过扫描仪2输入图像或经由通信接口3从PC接收图像(步骤S101)。输入输出控制单元41等待用户从显示选项的屏幕输入图像获取方法的选项之一的选择(步骤S102，在步骤S102“否”)。

在步骤S102，当从用户接收到选项之一的选择时(在步骤S102“是”)，输入输出控制单元41根据所选选项经由输入/输出接口7或通信接口3获取输入图像数据(步骤S103)。

亮度计算单元从亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表读取亮度计算系数组的集合(步骤S104)。色相识别单元42关注于输入图像数据中包含的初始像素，例如，在输入图像的左上角的像素(在下文中，关注的像素被称为“感兴趣像素”)，并识别感兴趣像素的颜色属于图3图示的色相区域A到F当中的哪个色相区域(步骤S105)。

亮度计算单元202计算输入像素的亮度，且输出颜色转换单元201将输入像素的颜色转换为预定输出颜色(步骤S106)。更具体地说，亮度计算单元202基于在步骤S104中已经读取的亮度计算系数组和由色相识别单元42识别出的色相区域，来识别要应用于输入像素的亮度计算系数组，并通过使用等式(1)计算要应用于感兴趣像素的亮度。输出颜色转换单元201将感兴趣像素的颜色转换为根据色相区域已经预先确定的输出颜色(步骤S106)。可以在亮度计算系数存储单元10、ROM 8等中预先设置输出颜色和色相区域之间的关系，或可以由用户通过显示单元5设置。

亮度计算单元202确定是否已经计算了全部输入像素的亮度(S107)。当已经计算了全部输入像素的亮度时(在步骤S107“是”)，处理进行到步骤S108。另一方面，当存在还没有计算其亮度的输入像素时(在步骤S107“否”)，处理返回到步骤S105，在那里亮度计算单元202计算作为感兴趣像素的下一输入像素的亮度。

当已经计算了全部输入像素的亮度时，亮度差计算单元203对于色相区域A到F中的每一个识别属于每一色相区域的全部像素的最大亮度值，并计算色相区域A到F之间最大亮度值的差(最大亮度值差)(步骤S108)。亮度计算单元202确定由亮度差计算单元203计算出的最大亮度值差是否等于或大于预先确定的亮度差的下限(步骤S109)。

当最大亮度值差等于或大于亮度差的下限时(在步骤S109“是”)，亮度计算单元202确定在步骤S106已经对于每一像素计算出的亮度值为要应用于在步骤S106已经转换为特定输出颜色的图像数据的亮度，且图像数据产生单元204将亮度值应用于已经转换为输出颜色的图像数据，以使得产生减色图像数据(步骤S110)。

另一方面，当最大亮度值差小于亮度值的预定下限时(在步骤S109“否”)，亮度计算单元202确定亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组当中是否存在亮度计算系数组的未用集合(步骤S111)。当存在亮度计算系数组的任何未用集合时(在步骤S111“是”)，亮度计算单元202读取接下来使用的亮度计算系数组的集合，即，具有不同ID的亮度计算系数组的集合(步骤S112)。此后，处理返回到步骤S105，在那里根据等式(1)，通过使用具有该ID的亮度计算系数组中包含的亮度计算系数，来重复地计算亮度。

另一方面，在步骤S111，当在亮度计算系数表中不存在亮度计算系数组的未用集合时(在步骤S111“否”)，亮度计算单元202确定在步骤S106已经对于每一像素计算出的亮度值为要应用于在步骤S106已经转换为特定输出颜色的图像数据的亮度，且图像数据产生单元204将亮度值应用于已经转换为输出颜色的图像数据，以使得产生减色图像数据(步骤S110)。

输入输出控制单元41经由输入/输出接口7在显示单元5上显示在步骤S110产生的减色图像数据(步骤S113)，并询问用户是否将减色图像数据输出到打印机6(步骤S114)。当从用户接收到将在显示单元5上显示的减色图像数据输出到打印机6的指令时(在步骤S114“是”)，打印处理单元210经由输入/输出接口7输出减色图像数据到打印机6以打印减色图像数据(步骤S115)。

另一方面，当从用户接收不将在显示单元5上显示的减色图像数据输出到打印机6时(在步骤S114“否”)，输入输出控制单元41丢弃在显示单元5上显示的减色图像数据。此后，处理返回到步骤S101，在那里处理从步骤S101再次开始。

如上所述，根据实施例，图像处理设备1将输入像素的颜色分类为六个色相区域A到F，并通过使用不同的亮度计算系数计算属于每一色相区域的像素的亮度，以产生减色图像数据。因此，与其中通过调整输入图像中包含的仅一个色相的亮度而不调整其它色相的亮度来产生单色图像的现有方法相比，可以产生可更清楚地表示输入图像中包含的颜色之间的差异的颜色减少的图像。

根据实施例，亮度计算单元202通过使用从亮度计算系数组当中首先选择的亮度计算系数组来计算每一像素的亮度，对于该亮度计算系数组，最大亮度值差变得等于或大于亮度差的预定下限。然而，亮度计算单元202和图像数据产生单元204可以被配置为通过使用在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的全部亮度计算系数组来计算最大亮度值差，并通过使用对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的预定下限的亮度计算系数组来产生减色图像数据。

此外，亮度计算单元202和图像数据产生单元204可以被配置为通过使用在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的全部亮度计算系数组来计算最大亮度值差，并通过使用对于其最大亮度值差在所计算出的最大亮度值差当中最大的亮度计算系数组来产生减色图像数据。

虽然在实施例中提供六个色相区域，但是可以提供多于六个色相区域。随着色相区域数目增加，可以更精确地表示输入图像中包含的颜色之间的差异。同时，如果要应用于相邻色相区域的亮度计算系数被设置为相同值，可以实现与较小数目的色相区域相同的优点。例如，假定提供24个色相区域并捆绑两个相邻色相区域(在下文中，描述为“色相区域对”)，如果每个色相区域对中各个色相区域的亮度计算系数具有相同的值，而不同色相区域对的亮度计算系数具有不同的值，则可以实现与12个色相区域相同的优点。

第一改进

以下将描述根据实施例的图像处理设备1的第一改进。在第一改进中，当在步骤S114接收到不输出在显示单元5上显示的减色图像数据的指令时，输入输出控制单元41从用户接收亮度计算系数组的输入。亮度计算单元202通过使用由用户输入的亮度计算系数组，来计算要应用于已经转换为特定输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。图像数据产生单元204通过使用如此计算出的亮度来产生减色图像数据。

亮度计算单元202另外在亮度计算系数表中登记由用户输入的亮度计算系数组。

可以通过添加图7图示的处理作为在图6的步骤S114从用户接收到不输出减色图像数据的指令(图6的步骤S114的“否”)之后要执行的处理来实现根据第一改进的操作。以下将参考图7的流程图描述根据第一改进的操作过程。

在图6中，当从用户接收到不输出减色图像数据的指令时(图6的步骤S114的“否”)，输入输出控制单元41在显示单元5上显示关于用户是否直接输入亮度计算系数组以再次产生减色图像数据的询问(步骤S201)。输入输出控制单元41然后确定是否从用户接收直接输入亮度计算系数组的指令(步骤S202)。

当输入输出控制单元41从用户接收到直接输入亮度计算系数组的指令时(在步骤S202“是”)，亮度计算单元202通过显示单元5获取由用户输入的亮度计算系数组(步骤S203)，并另外在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记输入的亮度计算系数组(步骤S204)。此后，处理返回到图5的步骤S105，在那里再次产生减色图像数据。

另一方面，在步骤S202，当从用户接收到不直接输入亮度计算系数组的指令时(在步骤S202“否”)，输入输出控制单元41丢弃减色图像数据。然后，处理返回到图5的步骤S101，在那里处理从步骤S101再次开始。

如上所述，根据第一改进，通过使用由用户输入的亮度计算系数组产生减色图像数据，且在亮度计算系数表中登记输入的亮度计算系数组。因此，可以允许用户通过以用户的选项使用适当的亮度计算系数组来产生减色图像数据。此外，可以在后续操作中再次使用已经由用户输入的亮度计算系数组，使得能够设置更精确的明暗差异。

第二改进

第二改进不同于上述实施例在于，当在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组当中，不存在对于全部色相区域对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限的亮度计算系数组时，执行不同处理(图6的步骤S111的“否”)。根据第二改进，在上述情况中，当在减色图像数据中清楚地区分色相空间中两个相邻色相区域的不同颜色时，亮度计算单元202将属于两个色相区域中的每一个色相区域的每一像素的亮度乘以预定系数，以使得最大亮度值差可以等于或大于亮度差的下限。

更具体地说，可以通过改变在图6的步骤S111的“否”之后执行的处理为图8图示的处理来实现上述处理。以下将参考图8的流程图描述第二改进的操作过程。

在图8中，当甚至在已经通过使用亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的全部亮度计算系数组计算了亮度之后，给出等于或大于亮度差的下限的最大亮度值差的亮度计算系数组也不存在时(在步骤S111“否”)，亮度计算单元202识别在减色图像数据中需要彼此清楚地区分的两个相邻色相区域(步骤S301)。怎样识别色相区域的方式可以预先存储在存储介质中，比如亮度计算系数存储单元10中，或可以每次执行步骤S301的处理时由用户通过显示单元5输入。

亮度计算单元202确定在两个相邻色相区域之间的最大亮度值差是否等于或大于亮度差的下限(步骤S302)。当最大亮度值差等于或大于亮度差的下限时(在步骤S302“是”)，因为认为在减色图像数据中彼此清楚地区分至少两个色相区域，所以处理进行到图6的步骤S110。

另一方面，当在两个相邻色相区域之间的最大亮度值差小于亮度差的下限时(在步骤S302“否”)，亮度计算单元202将属于两个色相区域中的每一个色相区域的全部像素乘以预定系数h或预定系数d(步骤S303)。这里，假定h＞1且d＜1，其中对于其需要增加亮度的色相区域中的全部像素乘以系数h且对于其需要降低亮度的色相区域中的全部像素乘以系数d。也就是说，亮度计算单元202执行以下表达式(2)和(3)。

(对于其增加亮度的色相区域中的像素的亮度)×h    (2)

(对于其减小亮度的色相区域中的像素的亮度)×d    (3)

亮度差计算单元203计算通过相乘获得的像素的最大亮度值差。此后，处理返回到步骤S302。

在步骤S302，当最大亮度值差再次小于亮度差的下限时(在步骤S302“否”)，亮度计算单元202根据表达式(2)和(3)，将已经通过相乘获得的像素乘以系数h或系数d(步骤S303)，并重复上述操作直到已经通过相乘获得的像素的最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限为止。

如上所述，根据第二改进，当在亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组当中，不存在对于全部色相区域对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限的亮度计算系数组时，属于两个色相区域中的每一个色相区域的像素的亮度值乘以预定系数，以使得最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限。因此，当不能通过减色图像数据中的输出颜色之间的亮度差清楚地区分输入图像数据中包含的不同颜色时，可以产生其中调整并清楚地区分色相空间中至少两个特定的相邻色相区域的亮度的减色图像数据。

第三改进

在实施例的第三改进中，亮度差计算单元203对于减色图像数据中包含的要转换为相同输出颜色的色相区域的每个集合(在下文中，该集合被称作“色相区域集合”)计算最大亮度值差。亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组当中，识别对于全部色相区域集合对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的下限的亮度计算系数组。亮度计算单元202然后计算要应用于已经由输出颜色转换单元201转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。图像数据产生单元204然后通过使用所识别出的亮度计算系数组中包含的亮度计算系数来产生减色图像数据。

例如，当输出颜色转换单元201将属于由图3中图示的色相区域A到C形成的色相区域集合的像素转换为作为输出颜色的红色，并将属于由色相区域D和F形成的色相区域集合转换为作为输出颜色的黑色时，亮度计算单元202对于由色相区域A到C形成的色相区域集合和由色相区域D和F形成的色相区域集合中的每一个计算最大亮度值差。然后，图像数据产生单元204通过使用对于其每一计算出的最大亮度值差变得等于或大于亮度差的预定下限的亮度计算系数组来产生减色图像数据。

可以通过例如当使用两个输出颜色(即，红色和黑色)时，以从图9图示的步骤S401到步骤S403的处理代替图6的步骤S108和步骤S109的处理来实现根据第三改进的操作。以下将参考图9的流程图描述根据第三改进的操作过程。

在图9中，当已经计算了全部输入像素的亮度时(在步骤S107“是”)，亮度差计算单元203对于每个色相区域集合计算最大亮度值差(步骤S401)。亮度计算单元202确定与红色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差是否等于或大于亮度差的预定下限(步骤S402)。当与红色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差等于或大于亮度差的下限时(在步骤S402“是”)，亮度计算单元202确定与黑色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差是否等于或大于亮度差的预定下限(步骤S403)。

当与黑色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差等于或大于亮度差的预定下限时(在步骤S403“是”)，处理进行到图6的步骤S110，在那里产生减色图像数据。另一方面，当与红色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差小于亮度差的预定下限时(在步骤S402“否”)，或当与黑色输出颜色对应的色相区域集合的最大亮度值差小于亮度差的预定下限时(在步骤S403“否”)，处理进行到图6的步骤S111，在那里确定是否存在亮度计算系数组的未用集合。

如上所述，根据第三改进，对于每个色相区域集合计算最大亮度值差，且通过使用对于全部色相区域集合对于其最大亮度值差变得等于或大于亮度差的预定下限的亮度计算系数组来产生减色图像数据。因此，可以通过输出颜色之间的明暗差异来更清楚地区分色相区域集合之间色相区域的不同颜色。

第四改进

在实施例的第四改进中，在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，根据作为输入图像数据的基础的原件的每个类型分类和登记与原件的每个类型对应的亮度计算系数组的集合。亮度计算单元202根据输入图像数据的原件的类型从亮度计算系数表选择亮度计算系数组，并基于所选亮度计算系数组中包含的亮度计算系数，来计算要应用于转换为输出颜色之后的图像数据的每一像素的亮度。图像数据产生单元204然后通过使用该亮度来产生减色图像数据。

原件的类型是对于其使用颜色的方式彼此类似的类型。原件的类型的示例包括具有红墨水印戳的原件，包含以荧光笔写的部分的原件和地图原件。

图10是图示根据第四改进的亮度计算系数表的示例的说明图。如图10所示，指示原件代码的项被添加到亮度计算系数表中的每个亮度计算系数组，且在每个原件代码中存储用于识别原件类型的值。例如，原件代码“1”指示用于具有红墨水印戳的原件的亮度计算系数组，原件代码“2”指示用于包含以荧光笔写的部分的原件的亮度计算系数组，且原件代码“99”指示可以使用任何类型的原件的亮度计算系数组。

通过以图11图示的处理代替图5的步骤S104以及图6的步骤S111和S112的处理来实现根据第四实施例的操作。以下将参考图11的流程图描述根据第四改进的操作过程。

在图11中，在获取输入图像数据之后(步骤S103)，输入输出控制单元41获取由用户通过显示单元5输入的原件的类型(步骤S501)。亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，读取具有与由用户指定的原件的类型对应的原件代码(在下文中，该原件代码被称作“用户原件代码”)的亮度计算系数组(步骤S502)。然后，处理进行到图5的步骤S105，随后执行从图5和图6的步骤S106到步骤S109的处理。

在步骤S109，当亮度计算单元202确定最大亮度差值小于亮度差的预定下限时(在步骤S109“否”)，亮度计算单元202确定亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组当中是否存在具有用户原件代码的亮度计算系数组的未用集合(步骤S503)。当存在具有用户原件代码的亮度计算系数组的任何未用集合时(在步骤S503“是”)，亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，读取接下来要使用并具有用户原件代码的亮度计算系数组的未用集合(步骤S504)，且处理进行到步骤S105。

另一方面，在步骤S503，当在亮度计算系数表中不存在具有用户原件代码的亮度计算系数组的未用集合时(在步骤S503“否”)，处理进行到图6的步骤S110。

如上所述，根据第四实施例，在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，根据作为输入图像数据的基础的原件的每个类型分类和登记与原件的每个类型对应的亮度计算系数组的集合，并基于与输入图像数据的原件的类型对应的亮度计算系数组，通过计算要应用于转换为输出颜色之后的图像数据的每一像素的亮度来产生减色图像数据。因此，可以对于每个类型的原件，根据使用颜色的方式适当地选择亮度计算系数组。

第五改进

在实施例的第五改进中，在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，根据要输出的减色图像数据的每个输出用途分类和登记与每个输出用途对应的亮度计算系数组的集合。亮度计算单元202从亮度计算系数表中，根据减色图像数据的用途选择亮度计算系数组，并基于所选亮度计算系数组中包含的亮度计算系数，来计算要应用于转换为输出颜色之后的图像数据的每一像素的亮度。图像数据产生单元204然后通过使用该亮度来产生减色图像数据。

用途是对于其减色图像数据中要增强的色相类似于其他色相的用途。用途的示例包括用作摄影、用作弹出广告、用作城区地图和用作轮廓标识地图。

图12是图示根据第五改进的亮度计算系数表的示例的说明图。如图12所示，指示用途代码的项被添加到第五改进的亮度计算系数表中的每个亮度计算系数组，且存储用于识别减色图像数据的输出用途的值。例如，用途代码“1”指示用作弹出广告的亮度计算系数组，用途代码“2”指示用作城区地图的亮度计算系数组，且用途代码“99”指示用于任何输出用途的亮度计算系数组。

通过以图13图示的处理代替图5的步骤S104以及图6的步骤S111和S112的处理可以实现根据第五实施例的操作。以下将参考图13的流程图描述根据第五改进的操作过程。

在图13中，在获取输入图像数据之后(图5的步骤S103)，输入输出控制单元41获取从显示单元5由用户输入的输出用途(步骤S601)。亮度计算单元202读取具有与由用户指定的输出用途对应的用途代码(在下文中，该用途代码被称作“用户用途代码”)的亮度计算系数组的集合(步骤S602)。然后，处理进行到图5的步骤S105，随后执行从图5和图6的步骤S106到步骤S109的处理。

在步骤S109，当亮度计算单元202确定最大亮度差值小于亮度差的预定下限时(在步骤S109“否”)，亮度计算单元202确定亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的未用亮度计算系数组当中是否存在具有用户用途代码的亮度计算系数组的未用集合(步骤S603)。当存在具有用户用途代码的亮度计算系数组的任何未用集合时(在步骤S603“是”)，亮度计算单元202从亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，读取接下来要使用并具有用户用途代码的亮度计算系数组的未用集合(步骤S604)，且处理进行到步骤S105。

另一方面，在步骤S603，当在亮度计算系数表中不存在具有用户用途代码的亮度计算系数组的未用集合时(在步骤6503“否”)，处理进行到图6的步骤S110。

如上所述，根据第五改进，在亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中，根据减色图像数据的每个输出用途分类和登记与每个用途对应的亮度计算系数组的集合，并基于已经根据减色图像数据的输出用途从亮度计算系数表中选出的亮度计算系数组，通过计算要应用于转换为输出颜色之后的图像数据的每一像素的亮度来产生减色图像数据。因此，可以根据输出用途适当地应用亮度计算系数组，以使得可以适当地增强在颜色减少的图像中需要增强的色相。

第六改进

在实施例的第六改进中，计算色相区域A到F中的每一个中包含的像素数目(色相角)，将其色相角最大的色相区域的颜色确定为输出颜色之一，且将输入图像数据的像素转换为该输出颜色。

图14是根据该第六改进的图像处理设备1400的功能配置的框图。如图14所示，该第六改进的图像处理设备1400主要包括显示单元5、输入输出控制单元41、色相识别单元42、减色图像数据产生单元1410、打印处理单元210和亮度计算系数存储单元(HDD)10。显示单元5、色相识别单元42和打印处理单元210的配置和功能与参考图2解释的实施例的相同。

如图14所示，减色图像数据产生单元1410包括色相角计算单元1412、输出颜色转换单元1411、亮度计算单元202、亮度差计算单元203和图像数据产生单元204。亮度计算单元202、亮度差计算单元203和图像数据产生单元204的配置和功能与参考图2解释的实施例的相同。

色相角计算单元1412计算每一色相区域中包含的像素数目。优选地，作为用于转换输入像素的颜色的处理的预处理(图5的步骤S106)，色相角计算单元1412计算在确定输入像素的色相的处理之前的色相角(图5的步骤S105)。

输出颜色转换单元1411确定其中由色相角计算单元1412计算出的像素数目最大的色相区域中包含的颜色为预定输出颜色，并将输入图像数据中包含的像素的颜色转换为该输出颜色。

其色相角最大的色相区域的颜色是表示输入图像数据的特征的颜色(在下文中，该颜色被称作“特征颜色”)，且在多数情况下，优选地在减色图像数据中增强特征颜色。在该第六实施例中，因为特征颜色被设置为输出颜色，所以可以产生其中适当地增强希望增强的特征颜色的减色图像数据。

第七改进

在实施例的第七改进中，当减色图像数据中包含的输出颜色之一是当印刷时需要两个颜色材料的次级色时，输出颜色转换单元201通过改变两个颜色材料的混合比率，将要转换为该输出颜色的每一色相区域的颜色转换为该输出颜色。因此，可以通过输出颜色之间的明暗差异来表示色相区域之间的不同颜色。

例如，当输出颜色之一是通过混合黄色材料与洋红色材料而产生的红色时，如果图3图示的色相区域A到C要转换为红色输出颜色，则输出颜色转换单元201将色相区域B转换为由相同量的黄色材料和洋红色材料形成的红色，将色相区域A转换为其中增加黄色材料的带黄色的红色，并将色相区域C转换为其中增加洋红色材料的红色。因此，可以通过颜色减少的图像中的红色的明暗差异来区分输入图像数据的颜色之间的差异。

可以由用户通过显示单元5设置在输出颜色和形成要转换为输出颜色的色相区域组的色相区域之间对应关系，或者可以在比如HDD 10之类的存储介质中预先设置。

更具体地说，可以以下列方式确定用于产生作为输出颜色的次级色的颜色材料的混合比率。

例如，当通过混合不同颜色的颜色材料X和Y产生作为输出颜色的次级色，且要转换为输出颜色的色相区域组由色相区域0到n形成时，可以确定要应用于属于色相区域m(0≤m≤n)的输入像素的输出颜色以使得颜色材料X的量(g：gram)＝k×m/n，且颜色材料Y的量(g)＝k×(n-m)/n，其中k是用于确定混合之后颜色材料的总量的恒量。在该情况下，仅以颜色材料Y产生色相区域0(m＝0)的输出颜色，仅以颜色材料X产生色相区域n(m＝n)的输出颜色，且通过以不同混合比率混合颜色材料X和颜色材料Y来产生色相区域1到(n-1)的输出颜色作为不同的中间色。

第八改进

在实施例的第八改进中，亮度计算系数存储单元10中的亮度计算系数表中登记的亮度计算系数组包括与用户的颜色视觉特性对应的值。因此，可以防止可能引起具有不同颜色视觉特性的用户感到输入图像数据的亮度分布和减色图像数据的亮度分布彼此非常不同的任何设置，且可以产生不引起关于输入图像数据和减色图像数据之间的对应关系的任何陌生感觉的减色图像数据。

如上所述，根据实施例和改进，输入图像数据中包含的像素被分类为六个色相区域，且通过对于每一色相区域使用不同的亮度计算系数来计算要应用于颜色转换之后的每一像素的亮度。因此，可以通过输出颜色之间的明暗差异来清楚地区分输入图像数据中包含的颜色之间的差异。

此外，根据实施例，存储多个亮度计算系数组，每个亮度计算系数组由要应用于六个色相区域中的任何色相区域的亮度计算系数形成，且在这些参数当中，通过使用对于其色相区域之间的最大亮度值差变得等于或大于预定值的亮度计算系数组来产生减色图像数据。因此，可以通过减色图像数据的颜色之间的明暗差异来更清楚地区分输入图像数据中包含的颜色之间的差异。

通过预先安装在ROM 8中来提供由实施例和改进的图像处理设备1和1400执行的图像处理程序；然而，本发明不限于该示例。要由实施例和改进的图像处理设备1和1400执行的图像处理程序可以通过以可安装或可执行格式记录在计算机可读记录介质(比如CD-ROM、软盘(FD)、CD-R或DVD(数字多用途盘))中而作为计算机程序产品提供。

要由实施例和改进的图像处理设备1和1400执行的图像处理程序可以存储在连接到网络(比如因特网)的计算机中，并通过经由网络下载而提供。可以经由网络(比如因特网)来提供或分布要由实施例和改进的图像处理设备1和1400执行的图像处理程序。

要由实施例和改进的图像处理设备1和1400执行的图像处理程序具有由上述单元(输入输出控制单元41、色相识别单元42、输出颜色转换单元201和1411、亮度计算单元202、亮度差计算单元203、图像数据产生单元204、色相角计算单元1412和打印处理单元210)构成的模块结构。作为实际硬件，CPU从记录介质读取图像处理程序并执行该图像处理程序以在主存储器(比如RAM 9)上加载各单元，由此在主存储器上产生输入输出控制单元41、色相识别单元42、输出颜色转换单元201和1411、亮度计算单元202、亮度差计算单元203、图像数据产生单元204、色相角计算单元1412和打印处理单元210。

根据本发明的一个方面，当通过减少原始图像中包含的颜色数而产生减色图像数据时，可以清楚地表示原始图像中包含的颜色之间的差异。

尽管为了完整和清楚的公开已经关于特定的实施例描述了本发明，但所附的权利要求不因此而受限，而是应看作具体体现落入在这里陈述的基本教导的范围中的、本领域技术人员可想到的所有改进和替代结构。

Claims (16)

1.一种图像处理设备，包括：

色相识别单元，识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域；

输出颜色转换单元，根据识别出的色相区域将图像数据中包含的每一像素的颜色转换为预定输出颜色；

亮度计算单元，从对于各个色相区域预先确定的亮度计算系数当中，选择与每一像素的识别出的色相区域对应的亮度计算系数，并基于所选亮度计算系数，计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度；以及

图像数据产生单元，将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据中包含的每一像素，由此产生包含相比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。

2.如权利要求1所述的图像处理设备，进一步包括：

亮度计算系数存储单元，对于各个色相区域存储亮度计算系数组，每个亮度计算系数组包含对于形成图像的各个颜色预先确定的多个亮度计算系数，其中

所述亮度计算单元从所述亮度计算系数组当中选择与对于每一像素识别出的色相区域对应的亮度计算系数组，并基于所选亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数，计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度。

3.如权利要求2所述的图像处理设备，进一步包括：

亮度差计算单元，计算属于每一色相区域的像素的最大亮度值，并计算色相区域之间最大亮度值的差，其中

所述亮度计算系数存储单元对于每个色相区域存储多个亮度计算系数组，以及

所述亮度计算单元基于对于其最大亮度值的差变得等于或大于预定下限的亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数，计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

4.如权利要求3所述的图像处理设备，其中

所述亮度计算单元确定所述最大亮度值的差是否等于或大于预定下限，以及

当所述最大亮度值的差等于或大于预定下限时，所述图像数据产生单元将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据的每一像素，由此产生所述减色图像数据。

5.如权利要求4所述的图像处理设备，其中

所述亮度计算系数存储单元对于每个色相区域存储多个亮度计算系数组，以及

当所述最大亮度值的差小于预定下限时，所述亮度计算单元根据所识别出的色相区域选择不同的亮度计算系数组，并基于不同的亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数，来计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

6.如权利要求3所述的图像处理设备，其中

所述亮度差计算单元计算属于每一色相区域的像素的最大亮度值，并计算色相区域之间最大亮度值的差，以及

所述亮度计算单元基于对于其所述最大亮度值的差变得最大的亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数，计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

7.如权利要求2所述的图像处理设备，进一步包括：

显示单元，显示所产生的减色图像数据；

输入接收单元，从用户接收所显示的减色图像数据的输出的允许或拒绝的输入；以及

打印单元，当所述输入接收单元接收到所显示的减色图像数据的输出的允许的输入时，打印所述减色图像数据。

8.如权利要求7所述的图像处理设备，其中

所述输入接收单元在接收到所显示的减色图像数据的输出的拒绝的输入时，从用户接收亮度计算系数组的输入，以及

所述亮度计算单元基于由用户输入的亮度计算系数组，计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

9.如权利要求3所述的图像处理设备，其中

当在所述亮度计算系数存储单元中不存在对于其所述最大亮度值的差变得等于或大于预定下限的亮度计算系数组时，所述亮度计算单元将预定的两个相邻色相区域中的每一个色相区域中的每一像素的亮度乘以预定系数，由此计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

10.如权利要求3所述的图像处理设备，其中

所述亮度差计算单元对于色相区域的每个集合计算最大亮度值的差，每个集合被转换为不同的输出颜色，以及

所述亮度计算单元基于所述亮度计算系数存储单元中存储的亮度计算系数组当中，对于其所述最大亮度值的差的任何一个或全部变得最大的亮度计算系数组，来计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

11.如权利要求2所述的图像处理设备，其中

所述亮度计算系数存储单元关于原件的每个类型存储色相区域的亮度计算系数组，以及

所述亮度计算单元从所述亮度计算系数存储单元中根据所述输入图像数据的原件的类型选择亮度计算系数组，并基于所选亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

12.如权利要求2所述的图像处理设备，其中

所述亮度计算系数存储单元关于图像数据的每个用途存储色相区域的亮度计算系数组，以及

所述亮度计算单元从所述亮度计算系数存储单元中根据所述减色图像数据的用途选择亮度计算系数组，并基于所选亮度计算系数组中包含的多个亮度计算系数计算要应用于已转换的图像数据的每一像素的亮度。

13.如权利要求1所述的图像处理设备，进一步包括：

色相角计算单元，计算每一色相区域中包含的像素数目，其中

所述输出颜色转换单元将通过由所述色相角计算单元执行的计算确定为具有最大像素数目的色相区域中包含的颜色确定为预定输出颜色，并将所述图像数据中包含的像素的颜色转换为输出颜色。

14.如权利要求1所述的图像处理设备，其中

输出颜色之一是通过在印刷时混合两种颜色材料而形成的次级色，以及

所述输出颜色转换单元通过根据所识别出的色相区域改变两种颜色材料的混合比率，来将所述图像数据中不同的色相区域中的像素的颜色转换为不同的次级色。

15.如权利要求2所述的图像处理设备，其中

所述亮度计算系数存储单元对于各个色相区域，存储作为与用户的颜色视觉特性对应的值的亮度计算系数。

16.一种图像处理方法，包括：

识别输入图像数据中包含的每一像素的色相属于颜色空间中提供的三个或更多色相区域当中的哪个色相区域；

根据识别出的色相区域将图像数据中包含的每一像素的颜色转换为预定输出颜色；

从对于各个色相区域预先确定的亮度计算系数当中选择与每一像素的所识别出的色相区域对应的亮度计算系数；

基于所选亮度计算系数计算要应用于已经转换为输出颜色的图像数据的每一像素的亮度；和

将所计算出的亮度应用于已转换的图像数据中包含的每一像素，由此产生包含相比输入图像数据更少颜色数的减色图像数据。