CN102984430B - 图像处理装置以及图像处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及图像处理装置以及图像处理方法，其目的在于能够在不改变色调以及灰度特性的情况下实行彩色通用设计处理，使得经过处理的图像既便于色觉异常患者以图像图案来识别不同颜色，同时又不会给视觉健康的人带来不适应的感觉。该图像处理装置用色相判断部(102)判断图像的色相，并用选择部(105)根据经过判断的色相来选择半色调处理。当采用利用AM抖动信号的抖动处理作为半色调处理时，半色调处理部(106)按照经过判断的色相来实行不同网线数的半色调处理。

Description

图像处理装置以及图像处理方法

技术领域

本发明涉及用于彩色通用设计处理的图像处理装置以及图像处理方法。

背景技术

彩色通用设计是一种方便色觉异常患者的设计，目前已有的彩色通用设计技术方案例如有，将操作面板、操作画面等重要装置部位上的配色转换成便于色觉异常患者辨认的颜色。除此之外，在图像输出设备的领域中，专利文献1(JP特开2003-223635号公报)公开了可将打印资料的配色转换成便于色觉异常患者辨认的颜色的技术方案。另外还有专利文献2(JP特许第4228670号公报)公开的在每种颜色上加上不同的图案或纹理的技术方案。

但是，上述技术方案虽然满足彩色通用设计处理的的基本原理，有助于提高色觉异常患者的图像识别能力，但是对于没有色觉异常的健康人来说，很难对应用该处理的打印件感到满意。

例如，对于将图像中的颜色转换成便于色觉异常患者识别的颜色的情况，如果仅要求将打印对象的图像形成为如同用文字、线条或图表表示的状态，即只要能够区别不同颜色或者仅在需要强调的部位上着色，上述技术方案的效果足以满足要求，然而实际能够使用的颜色要比原本可以选择的颜色大幅度减少，因而在转换使用颜色较多的图像时难以应对。

对于原有图像的配色已被广为知晓的对象、以及原本应有的配色已被习以为常的特定的人物、动物、静物、自然物、人工物、特征物、商标、设计等，其配色如经过色变换，则印象上会产生显著变化。如果仅限于色觉异常患者使用范围，该问题并不严重，但是实际上色觉异常患者也随色觉特性不同而被分为多种类型，而且在一般情况下通常是将使用对象设定为视觉健康的普通人与色觉异常患者共同使用，因而对于具有被习以为常的颜色的图像数据采用彩色通用设计来配色，会给利用者带来异常或不适应的感觉。

此外，在每种颜色上加上不同的图像或纹理的技术方案也会发生类似上述的问题。虽然配色本身没有变化，不会发生因改变颜色而引起的异常或不舒应的感觉。然而，此时存在与原本可以使用的颜色对应的图案或纹理的种类不足的问题，在此问题上与上述色变换的情况相同，不同的图案可能改变颜色深浅(灰度特性)。人对灰度的变化(包括逆转和断续性)通常十分敏感，加之色觉异常患者对浓淡明暗变化较一般健康人尤为敏感，因此灰度平衡的破坏同样会造成不适应感或异常的感觉。

进而，增加纹理的处理实际上是增加原有图像中没有的噪音数据的处理，因此不仅会降低图像质量，而且平面图案可能给出立体感觉(参见图4C、4D)。当未能选择适于原有图像的立体感的纹理图案时，反而会给用户带来印象混乱。

虽然在制作文件时力求在使用色彩和配色上下功夫才称得上是真正的彩色通用设计，但实际中要让所有用户具备这种意识并非容易。实际上用户有意识地进行彩色通用设计时，不但表现上的自由受到限制，而且在使用鲜艳的配色力求提高诉求性时所要付出的努力大大超过寻找并加工出最佳的图像等所要付出的劳动。

发明内容

鉴于上述课题，本发明提供一种用于彩色通用设计的图像处理装置以及图像处理方法，用于在不改变色调以及灰度特性的情况下提供既便于色觉异常患者易于识别颜色又不会让视觉健康的人有异常感觉的同一幅图像。

针对色觉异常患者对某种颜色的视觉细胞异常或对多种颜色的组合的感度不同于正常人的问题，本发明改变R、G、B各色相的半色调处理中的网线数或分辨率，在保持原有图像色调的状态下，让色觉异常患者用不同的粒状感觉来分辨不同颜色。

本发明的图像处理装置用于彩色通用设计处理，其中具备以下单元，即，判断单元，用于判断图像的色相；选择单元，用于选择对应经过所述判断单元判断的色相的半色调处理；以及，处理单元，用所述选择单元选择的半色调处理来将所述图像转换成具有不同粒形度的图像。

本发明的效果在于，可根据输入图像的色相来将图像转换成粒形度不同的图像，与在打印中转换互不相关的各种颜色或图案的对应彩色通用设计的现有技术相比，有利于减轻视觉健康的人不适应转换后的图像的感觉。

附图说明

图1是本发明实施例结构的示意图。

图2是本发明的实施例的处理流程图。

图3A和图3B是用于说明本发明的半色调处理的示意图。

图4A～图4D分别为网目角度不同的例子、网点图案不同的例子、引起立体感的图案、引起质地感的图案的示意图。

图5A和图5B是用于说明实施例4和5的处理的示意图。

标记的说明：101图像输入部，102色相判断部，103 CMM处理部，104伽玛补偿处理部，105 选择部，106 半色调处理部，107 图像输出部。

具体实施方式

以下参见附图详细说明本发明的实施方式。

实施例1

人的色觉是指基于来自L锥体细胞色素(红色反应)、M锥体细胞色素(绿色反应)以及S锥体细胞色素(蓝色反应)的刺激的颜色识别。色觉异常患者的上述各锥体细胞色素失衡或失去功能，因而色觉异常患者对颜色的识别能力要比健康人弱。换言之，是否色觉异常取决于是否能够识别被输入的颜色是红色系统的颜色，还是绿色系统的颜色，还是蓝色系统的颜色。

图1显示本发明的实施例的结构。图1中，101表示图像输入部，用于从个人计算机或多功能复合机等设备取得图像，102表示色相判断部，用于判断输入图像的图像数据的色相，103表示配色处理部(CMM处理部)，用于将RGB信号转换成CMYK信号，104表示伽玛补偿处理部(γ补偿处理部)，用于补偿输入图像数据的灰度特性，105表示选择部，用于选择与色相相应的半色调处理，106表示半色调处理部，其用抖动(dither)处理和误差扩散处理对输入图像数据进行半色调处理，并将图像转换成粒形度不同的图像，107表示喷墨记录装置或电子照相记录装置等的图像输出部。

图2是本发明实施例的处理流程图。首先在步骤201中，图像输入部101从个人计算机或多功能复合机等设备取得图像。而后，在步骤202中，色相判断部12判断输入图像数据中使用的颜色属于红(R)、绿(G)、蓝(B)中的哪一个系统的色相的颜色。在计算机上通常用RGB表色系来管理处理的图像数据，为此，可以判断例如输入图像数据的每个像素的R、G、B值中的最大成分，即输入图像数据所属的色相区域＝max(R、G、B)。

当色相判断部102判断某个像素的颜色属于R色相区域(步骤202的“是”)，则进入步骤S203，设定半色调处理旗为1。而当判断某个像素的颜色不属于R色相区域(步骤202的“否”)时，则进入步骤S204，进一步判断该像素的颜色是否属于G色相区域。如果判断结果为属于G色相区域(步骤204的“是”)，则进入步骤S205，设定半色调处理旗为2。进而，当判断某个像素的颜色不属于G色相区域而属于B色相区域(步骤204的“否”)，则进入步骤S206，设定半色调处理旗为3。

结束输入图像数据中所有像素的上述处理后，将判断结果即旗数据付与后述的选择部105。

上述判断基于将每个像素的R、G、B成份中的最大成分作为该像素的色相，但是本发明并不受此限制，除此之外，还可以基于{R∶G∶B}＝{α∶β∶γ}之类的三原色比例来判断色相区域，进一步严格反映色觉异常患者的色觉特性。进而，还可以更加细化，如用彩色配色处理中使用的三元LUT，判断1658万色中各种颜色所属的色相区域。

而后，在步骤207中，CMM处理部103实行彩色配色处理，将RGB的图像数据转换成CMYK的图像数据。接着，在步骤208中，珈玛补偿处理部104对CMYK的图像数据进行珈玛补偿处理，使该图像数据的灰度特性达到规定。

接着，在步骤209中，选择部105参见旗数据。当像素的旗被设为1时，进入步骤210，选择半色调处理1，像素的旗被设为2时，进入步骤211，选择半色调处理2，像素的旗被设为3时，进入步骤212，选择半色调处理3。

半色调处理部106根据所选的半色调处理改变灰度，将CMYK图像数据转换为二值或低值图像数据后，在步骤213中，图像输出部107打印输出经过半色调处理的图像。

图3是用于说明本发明的半色调处理的示意图。在图3A中，301表示RGB的输入图像数据，302表示在输入图像数据301被判断为属于R色相区域颜色的情况下，经过本发明的半色调处理得到的网点图案图像。与此相同，303表示在输入图像数据301被判断为属于G色相区域颜色的情况下，经过本发明的半色调处理得到的网点图案图像，304为表示在输入图像数据301被判断为属于B色相区域颜色的情况下，经过本发明半色调处理得到得网点图案图像。

此时，用抖动处理作为半色调处理，利用AM抖动信号，按照色相来改变网线数。本例中B色相的网线数最多，即粒形度(粒状感觉)最少(半色调处理3)，G色相的网线数最少，即粒形度最多(半色调处理2)，R色相的网线数为前二者之间，即粒形度中等(半色调处理1)。

另外，如图3B所示，用本发明的半色调处理将具有RGB色相区域的图像数据401转换成图像数据402。具体为，用本发明改变每个RGB色相中的半色调处理的网线数，在保持原有图像色调的状态下，以粒形度之差(基于网线数不同的粒状感觉)来表现颜色不同，这样不但便于色觉异常患者识别，而且有利于减轻健康的人对经过转换的图像的不适应的感觉。

实施例2

实施例1的半色调处理利用AM抖动信号(抖动处理)，但是本发明并不受此限制，除此之外，还可以用FM抖动信号或误差扩散处理来作为半色调处理。在这种情况下，与实施例1相同，也是根据经过判断的色相区域来进行抖动处理或转换误差扩散处理的分辨率。

实施例2对输入图像数据实行抖动处理或误差扩散处理，除此之外，还可以对一个图像数据同时采用不同的半色调处理。具体来说，利用FM抖动信号和误差扩散处理之间因处理结果相近，为此允许同时采用这两种处理。但是，AM抖动信号和FM抖动信号之间以及利用AM抖动信号和误差扩散处理之间则因处理类型不同，因而不允许被同时采用。

不允许同时采用的理由在于，防止发生转换前后的点设置规则不同的两种处理造成灰度图案等灰度连续性受到影响而产生意想不到的可视性立体视觉效果。

实施例3

如上所述，本发明通过改变每个色相中的半色调处理的网线数或分辨率，来表现不同颜色，因此，在网目角度或网点图案相异的部位，因灰度图案等灰度连续性受到影响，由此产生的意想不到的可视性立体视觉效果将使得色觉异常患者无法辨别颜色差异。

对此，实施例3将各色相区域中的网目角度设为相同，并使网点图案基于相同基调(相同趋向)。图4A是一例网目角度(网目抖动处理)不同的实施例，图4B是一例网点图案不同的实施例。

上述实施例并不意味着统一输出颜色即CMYK各版中的网目角度。例如，红色用M和Y表现，绿色用C和Y表现。按照本发明的实施方式在红色中使用的Y和在绿色中使用的Y需要转换半色调处理，但是网目角度相同。而与此不同的是M没有必要与Y相同。

实施例4

以上的实施例均改变了每个色相中的半色调处理的网线数或分辨率。在实施例4中为了简化原有图像分辨率的处理，用n倍、n×m倍、或者1/n倍、1/(n×m)倍的分辨率(AM抖动信号时为网线数)输出，在此，n、m分别为2以上的整数。

本实施例是为了能够利用点图案的粗度(粒形度)让色觉异常患者分辨颜色，n和m需要为2以上的整数是为了降低控制上的成本(如果允许小数，则至少需要10倍以上的分辨率)。

实际上，在记录装置的控制中难以在同一图像区域内同时形成不同分辨率的记录部位。例如，用600dpi(高分辨率)的记录装置来形成300dpi(低分辨率)的点时，需要如图5A所示，集中600dpi的点而形成的块(网点)，并形成该块在300dpi的坐标中的位置，由此重现低分辨率的点。

实施例5

在实施例5中，用于各色相的半色调处理不改变灰度特性，而且在可以输出的最大灰度中，不输出全面涂抹，仅输出到能够用半色调处理来确认点(或点块、网目)的设置程度(图案)为止(参见图5B)。这样，不但能够防止半色调处理的转换所造成的灰度特性变化，而且因不输出全面涂抹，从而避免点图案本身的消失。

上述实施例通过转换每个色相区域中的半色调处理，来提供能够同时兼顾色觉异常患者和健康人的彩色通用设计处理。

实施例6

实施例6根据输入图像种类来转换彩色通用设计处理。在对文字或图表实施采用AM抖动信号的抖动处理后尤其可能发生部分欠缺或边缘破损，为此，实施例6可根据是否是照片或绘画之类的位图对象的判断结果，来转换彩色通用设计处理。

具体为，用像域分离单元判断输入图像的每个像素的图像种类，判断是文字或图表，还是照片或绘画，当判断结果为文字或图表区域时，采用现有的色变换方式彩色通用设计处理(转换颜色、或者在每种颜色上加上不同的图案或纹理)，而当判断结果为照片或绘画区域时，则采用本发明的彩色通用设计处理。

以上阐述的彩色通用设计处理既可以由操作人员在记录装置的控制面板或控制程序上输入，或通过网络指定，也可根据输入的图像数据中包含的记录处理指示信息来自动选择，而不经由操作人员的选择。进而，本发明的彩色通用设计处理既可作为软件用程序读取，也可如ASIC那样直接组装到硬件电路上(还可以安装到从图像处理到打印处理均用单独处理来实行的记录系统中)。

进而，还可以将实现上述实施例功能的软件程序编码保存到存储媒体中，并向系统或装置提供该存储媒体，由该系统或装置的计算机(CPU或MPU)读取记录媒体中保存的程序编码，来实现本发明。此时，从记录媒体读取的程序编码能够实现上述实施例的功能。关于提供程序编码的记录媒体，例如有硬盘、光盘、光磁盘、非易失性存储卡、ROM等。在此，计算机实行读取的程序编码，不仅实现上述实施例的功能，而且还包括基于该程序的指令，在该计算机上运行的操作系统等实行一部分或全部实际处理，通过该处理上述实施例的功能得以实现。进而还包括，从记录媒体读取的程序编码被写入存储器、如插在计算机中的功能扩张板或连接在计算机上的功能扩张单元中后，根据该程序编码的指令，具备该功能扩张板或功能扩张单元的CPU等实行一部分或全部实际处理，通过该处理上述实施例的功能得以实现。最后，用于实现本发明的实施例功能等的程序可以由服务器通过网络提供。

Claims (7)

1.一种用于彩色通用设计处理的图像处理装置，其特征在于具备以下单元，即，判断单元，用于判断图像的色相；选择单元，用于选择对应经过所述判断单元判断的色相的半色调处理；以及，处理单元，用所述选择单元选择的半色调处理来将所述图像转换成具有不同粒形度的图像，

其中，所述图像处理装置能够在保持原有图像色调的状态下，以粒形度之差来表现颜色的不同。

2.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述选择单元根据经过所述判断单元判断的色相来选择具有不同网线数或分辨率的半色调处理。

3.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，所述半色调处理为利用AM抖动信号或FM抖动信号的抖动处理，或者为误差扩散处理。

4.根据权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于，当所述选择部选择利用AM抖动信号的抖动处理时，不论所述经过判断的色相如何，将经过该抖动处理后的网点图案设定为具有相同基调。

5.根据权利要求1或2所述的图像处理装置，其特征在于，无论所述选择部选择何种半色调处理，均用相同的灰度特性来重现所述图像。

6.根据权利要求1所述的图像处理装置，其特征在于，对所述图像中的文字或图表区域采用颜色转换，在每种颜色上加上图案或纹理，而对所述图像中的照片或绘画区域则选择对应于色相的半色调处理，将所述图像转换成具有不同粒形度的图像。

7.一种实行彩色通用设计处理的图像处理方法，其特征在于具备以下步骤，即，判断步骤，用于判断图像的色相；选择步骤，用于选择对应经过所述判断步骤判断的色相的半色调处理；以及，处理步骤，用所述选择步骤所选择的半色调处理来将所述图像转换成具有不同粒形度的图像，

其中，所述图像处理方法能够在保持原有图像色调的状态下，以粒形度之差来表现颜色的不同。