JP2000046648A - 照明光変換装置、照明光変換方法及び記録媒体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 照明光の変換結果が推定精度等に依存するこ
となく、対象画像の照明光の色を変換した画像を生成す
ることが可能な技術を提供する。 【解決手段】 カラー画像の画像入力手段と、カラー画
像の画像出力手段と、画像蓄積手段と、入出力特性蓄積
手段と、入出力特性ファイル指定手段と、入出力特性補
正手段と、機器に依存しない全画素値の平均値を求める
平均値計算手段と、機器に依存しない全画素値の平均値
と機器に依存しない全画素値を輝度と色度とに分解する
色空間変換手段と、入力画像に対して変化させたい照明
光の変化量を入力する照明光変化量入力手段と、得られ
た変化量で色空間変換手段により求められた色度に対し
て照明光を変化させた色度を求める照明光変換手段とに
より構成されてなる照明光変換装置である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】本発明は、カラー画像の照明
光の条件を変更した画像を作成する技術に関し、特に、
照明光の推定を行わず、照明光の色の条件を連続的に変
化させることにより画像を変換する技術に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、カラー画像に対して、照明光の条
件を変えた画像を作成しようとするとき、画像の各画素
値が物体の色と照明光の色の積で表されることから、照
明光の色を変更する場合にはまず対象画像から照明光の
色を推定し、その照明光の色を取り除いてから新たに変
更したい照明光の色を加えるということを行っていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の技術では、
通常、対象画像の照明光の色が不明であることから、正
確に照明光の色を推定することは困難であり、その推定
精度に変換結果が依存してしまうという問題があった。

【０００４】本発明の目的は、照明光の変換結果が推定
精度等に依存することなく、対象画像の照明光の色を変
換した画像を生成することが可能な技術を提供すること
にある。本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特
徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかにな
るであろう。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。 （１）カラー画像の画像入力手段と、カラー画像の画像
出力手段と、入力された画像データ及び照明光変換後の
画像データを記憶する画像蓄積手段と、入力機器及び出
力機器の入出力特性のデータファイルを記憶する入出力
特性蓄積手段と、入出力特性蓄積手段により記憶された
入出力特性のデータファイルの中から使用する機器の入
出力特性ファイルを指定して選択する入出力特性ファイ
ル指定手段と、入出力特性ファイル指定手段により指定
された入出力特性ファイルを使用して入力された画像デ
ータを機器に依存しない画素値に、または機器に依存し
ない画素値を出力機器に出力するための画像データに変
換処理する入出力特性補正手段と、入出力特性補正手段
により作成された機器に依存しない全画素値の平均値を
求める平均値計算手段と、機器に依存しない全画素値の
平均値と機器に依存しない全画素値を輝度と色度とに分
解する色空間変換手段と、入力画像に対して変化させた
い照明光の変化量を入力する照明光変化量入力手段と、
照明光変化量入力手段により得られた変化量で色空間変
換手段により求められた色度に対して照明光を変化させ
た色度を求める照明光変換手段とを具備する照明光変換
装置である。

【０００６】（２）スキャナやデジタルカメラ等の入力
機器を用いてカラー画像データを入力し、一時的に蓄
積、保存し、前記入力機器の入出力特性を記述したファ
イルを指定し、前記蓄積されたカラー画像データと前記
入出力特性を記述したファイルのデータとを入力データ
とし、前記カラー画像データを機器に依存しない画素値
に変換し、前記機器に依存しない画素値に基づき全画素
値の平均値を求め、前記全画素値の平均値と、前記機器
に依存しない画素値をそれぞれ、輝度と色度に分解し、
前記入力機器により入力されたカラー画像データに対
し、変化させたい照明光の変化量を入力し、前記カラー
画像データの全画素値の平均値の色度を、前記入力した
照明光の変化量に基づき照明光変換し、前記変換された
平均値の色度および前記入力した照明光の変化量に基づ
き、前記カラー画像データの全画素値の色度を照明光変
換し、前記変換された全画素値の色度を機器に依存しな
い画素値に逆変換し、前記変換された機器に依存しない
画素値を所望する出力機器の入出力特性のデータに基づ
きカラー画像データに変換し、蓄積、保存し、前記蓄積
された変換後のカラー画像データを出力機器に出力する
照明光変換方法である。

【０００７】（３）前記照明光変換手順が、前記全画素
値の平均値の色度を黒体放射軌跡上にプロットし、前記
照明光が黒体放射軌跡上にあるという条件を仮定し、指
定された、前記照明光の変化量に前記全画素値の平均値
の色度を変換し、前記全画素値の平均値の色度の変換に
併せて、前記全画素値の色度が、黒体放射軌跡との相対
関係を保つように変換する照明光変換方法である。

【０００８】（４）照明光変換方法の処理手順をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピ
ュータ読みとり可能な記録媒体であって、入力機器によ
り入力したカラー画像データを蓄積する手順と、前記入
力機器及び出力機器の入出力特性を記述したデータファ
イルを指定する手順と、該蓄積されたカラー画像データ
と該指定された入力機器の入出力特性を記述したデータ
ファイルに基づいて機器に依存しない画素値に変換する
手順と、該変換された画素値に対して全画素値の平均値
を求める手順と、前記画素値と前記全画素値の平均値を
それぞれ、輝度と色度とに分離する手順と、前記入力さ
れたカラー画像データの照明光の変化量を指定する手順
と、該指定された変化量に基づき、黒体放射軌跡との相
対関係を保ちながら、前記画素値の色度と前記全画素値
の平均値の色度を変換する手順と、該変換された画素値
の色度を、機器に依存しない画素値に変換する手順と、
該変換された機器に依存しない画素値を前記出力機器の
入出力特性を記述したデータファイルに基づき、カラー
画像データに変換する手順と、該変換されたカラー画像
データを蓄積する手順を、コンピュータに実行させるた
めのプログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な
記録媒体である。

【０００９】前述の手段によれば、カラー画像の照明光
の色を推定することをしないで、色度座標上で黒体放射
軌跡からの相対位置を保持しながら色度を黒体放射軌跡
にそって移動させることにより、照明光の色条件を連続
的に変化させることができる。

【００１０】また、本発明の手法を用いることにより、
カラー画像の照明光変換結果が照明光の推定精度に依存
することなく、ユーザの好みに合わせて調整可能とな
る。以下、本発明について、図面を参照して実施の形態
（実施例）とともに詳細に説明する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明による実施形態の照
明光変換装置の概略構成を示すブロック構成図である。
本実施形態の照明光変換装置は、図１に示すように、カ
ラー画像の画像入力手段１０１と、カラー画像の画像出
力手段１０２と、入力された画像データ及び照明光変換
後の画像データを記憶する画像蓄積手段１０３と、入力
機器及び出力機器の入出力特性のデータファイルを記憶
する入出力特性蓄積手段１１０と、この入出力特性蓄積
手段１１０により記憶された入出力特性のデータファイ
ルの中から使用する機器の入出力特性ファイルを指定し
て選択する入出力特性ファイル指定手段１０９と、この
入出力特性ファイル指定手段１０９により指定された入
出力特性ファイルを使用して入力された画像データを機
器に依存しない画素値に、または機器に依存しない画素
値を出力機器に出力するための画像データに変換処理す
る入出力特性補正手段１０４と、この入出力特性補正手
段１０４により作成された機器に依存しない全画素値の
平均値を求める平均値計算手段１０５と、機器に依存し
ない全画素値の平均値と機器に依存しない全画素値を輝
度と色度とに分解する色空間変換手段１０６と、入力画
像に対して変化させたい照明光の変化量を入力する照明
光変化量入力手段１０８と、照明光変化量入力手段によ
り得られた変化量で色空間変換手段１０６により求めら
れた色度に対して照明光を変化させた色度を求める照明
光変換手段１０７とを具備する。

【００１２】本実施形態の照明光変換装置の動作を以下
に説明する。まず、画像入力手段１０１により、スキャ
ナやデジタルカメラ等の入力機器を用いて、カラー画像
データ（ＲＧＢデータ）を入力する。

【００１３】前記画像入力手段１０１により入力された
カラー画像の情報は画像蓄積手段１０３に蓄積される。
次に、入力機器及び出力機器の入出力特性を記述したフ
ァイルのリストを蓄積してある入出力特性蓄積手段１１
０から、使用する入力機器及び出力機器の入出力特性を
記述してあるファイルを入出力特性ファイル指定手段１
０９により指定する。

【００１４】前記カラー画像データと前記入出力特性フ
ァイル指定手段１０９により指定した入出力特性のデー
タを用いて、入出力特性補正手段１０４により、前記カ
ラー画像データを入力機器の特性を排除した機器に依存
しない画素値である物理データ（ＸＹＺ）の画像情報に
変換する。前記入出力特性補正手段１０４により機器に
依存しない画素値に変換されたデータを用いて、平均値
計算手段１０５により、全画素値の平均値を求める。前
記カラー画像の全画素値と前記平均値計算手段１０５に
より得られたカラー画像の全画素値の平均値は、色空間
変換手段１０６により、輝度と色度に分解される。

【００１５】一方で、照明光変化量入力手段１０８によ
り、入力されたカラー画像が前記画像蓄積手段１０３か
ら読み出されてディスプレイに表示されている状態で、
その画像に対して変化させたい照明光の変化量（赤、橙
方向か青方向かの変化量）を入力する。照明光変換手段
１０７では、照明光変化量入力手段１０８により入力さ
れた照明光の変化量に従って、まず、前記カラー画像の
機器に依存しない画素値の平均値の色度を照明光変換
し、次に、変換後の平均値の色度および照明光変化量入
力手段１０８に入力された照明光の変化量を用いて、前
記機器に依存しない画素値全部を照明光変換する。

【００１６】前記照明光変換手段１０７により変換され
た色度は、色空間変換手段１０６に戻され、機器に依存
しない画素値に変換し直される。

【００１７】さらに、前記色空間変換手段１０６により
変換された画素値は、入出力特性補正手段１０４に戻さ
れ、前記入出力特性ファイル指定手段１０９により選択
された出力機器の入出力特性のデータを用いて、該出力
機器の入出力特性を補正したカラー画像データ（ＲＧＢ
データ）に変換し、そのカラー画像データを画像蓄積手
段１０３に蓄積する。前記画像蓄積手段１０３に蓄積さ
れた照明光変換後のカラー画像データは画像出力手段１
０２により読みだされ、出力機器に出力される。

【００１８】図２は本実施形態における照明光変換装置
による照明光変換方法の手順を示した図である。画像蓄
積手段１０３に蓄積されたカラー画像データと、入出力
特性ファイル指定手段１０９により指定された入出力特
性のデータをもとに、入出力特性補正手段１０４で、赤
Ｒ、緑Ｇ、青Ｂの各画素値に対応する（ＸＹＺ）値を例
えば、下記の数１のような変換式を用いて求める（ステ
ップ２０１）。

【００１９】

【数１】X=0.6067・R+0.1736・G+0.2001・B Y=0.2988・R+0.5868・G+0.1144・B Z=0.0661・G+1.1150・B 前記の数１の式におけるＲ、Ｇ、Ｂそれぞれの係数は、
使用する機器の入出力特性により異なる。

【００２０】前記の数１の式により得られた（ＸＹＺ）
値は、平均値計算手段１０５に送られ、下記の数２の式
により、その平均値を求める（ステップ２０２）。

【００２１】

【数２】

【００２２】（ＸＹＺ）値と前記数２の式で求められた
（Ｘ_ave，Ｙ_ave，Ｚ_ave）は、色空間変換手段１０６に
送られ、輝度と色度とに分けられる（ステップ２０
３）。

【００２３】分け方としては、下記の数３の式のような
ｘｙ色度を用いる方法や、ｕ′ｖ′色度を用いた方法が
ある。

【００２４】

【数３】ｘ＝Ｘ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） ｙ＝Ｙ／（Ｘ＋Ｙ＋Ｚ） 次に、前記の数３の式により得られた色度と、照明光変
化量入力手段１０８により入力された照明光の変化量と
を用いて照明光の変換を行う（ステップ２０４）。照明
光の変換では、まず、機器に依存しない画素値の平均値
の色度を、照明光変化量に基づいて照明光変換し、次
に、変換後の平均値の色度および照明光変換量を用い
て、機器に依存しない画素値全部の色度を照明光変換す
る。照明光変換の様子を図３を参照しながら以下に説明
する。

【００２５】図３（ａ）は照明光の変化量を指定する方
法の例を示している。図３（ａ）のように、現在の照明
光の条件が示されているときに、指定する照明光を現在
の照明光よりも赤くしたいか青くしたいかを、スライド
バー上で指定すれば良い。

【００２６】図３（ｂ）は、指定された変化量による変
換前後の関係を示している。図３（ｂ）中の、Ｇ１は入
力画像の平均値のｘｙ色度を黒体放射軌跡上にプロット
した点、Ｐ１は入力画像の任意のｘｙ色度、θはＧ１で
の接線と線分Ｇ１Ｐ１とのなす角、Ｈ１はＰ１から黒体
放射軌跡上におろした垂線の足、Ｈ１′は線分Ｐ１Ｈ１
を黒体放射軌跡と反対方向へのばした時に可視光範囲と
接する点を表している。

【００２７】Ｐ１とＧ１を黒体放射軌跡及び可視光範囲
が描かれたｘｙ色度図上にプロットすると、Ｈ１、Ｈ
１′はすぐに求められる。

【００２８】照明光変化量入力手段１０８により入力さ
れた照明光の変化量を黒体放射の色温度に換算し、Ｇ１
を黒体放射軌跡上でＧ２までシフトさせる。Ｇ１からＧ
２へのシフトに合わせてＰ１もＰ２にシフトさせるが、
この際、下記の数４の式のような条件をつける。

【００２９】

【数４】

【００３０】前記の方法により、任意の入力画像の色度
（ｘｙ）は、（ｘ′ｙ′）に変換される。この変換方法
では、照明光の分光特性は黒体放射の分光特性で近似で
きることから、照明光の色が黒体放射軌跡上にあるとい
う条件を仮定する。

【００３１】対象となるカラー画像の各画素値を色度座
標上にプロットし、黒体放射軌跡との相対関係を保ちな
がら各色度座標上の点を移動させることで色を変化させ
ると、照明光の色を変化させたことと同じ効果が得ら
れ、所望の変換画像を得ることができる。

【００３２】変換された（ｘ′ｙ′）は、色空間変換手
段１０６に戻され、ステップ２０３と逆の手順により輝
度Ｙと変換された色度（ｘ′ｙ′）を機器に依存しない
画素値（Ｘ′ＹＺ′）に変換する（ステップ２０５）。
さらに、ステップ２０５により変換された機器に依存し
ない画素値（Ｘ′ＹＺ′）は、入出力特性補正手段１０
４に戻され、使用する出力機器の入出力特性のデータを
元にステップ２０１と逆の手順で出力用の画像データ
（ＲＧＢ）に変換される。こうして得られた（ＲＧＢ）
データは画像蓄積手段１０３に蓄積される。画像蓄積手
段１０３に蓄積されたデータを元に画像出力手段１０２
により、ディスプレイやプリンタ等の出力機器に出力さ
れる。

【００３３】以上、本発明を、前記実施例に基づき具体
的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
カラー画像データの照明光の色を推定することをしない
で、色度座標上で黒体放射軌跡からの相対位置を保持し
ながら色度を黒体放射軌跡にそって移動させることによ
り、照明光の色条件を連続的に変化させることができる
ので、カラー画像の照明光変換結果が照明光の推定精度
に依存することなく、ユーザの好みに合わせて調整可能
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による実施形態の照明光変換装置の概略
構成を示すブロック構成図である。

【図２】本実施形態の照明光変換装置による照明光変換
方法の流れを示すフローチャートである。

【図３】本実施形態の照明光変換方法の照明光の変換方
法を説明するための図である。

【符号の説明】

１０１…画像入力手段、１０２…画像出力手段、１０３
…画像蓄積手段、１０４…入出力特性補正手段、１０５
…平均値計算手段、１０６…色空間変換手段、１０７…
照明光変換手段、１０８…照明光変化量入力手段、１０
９…入出力特性ファイル指定手段、１１０…入出力特性
蓄積手段。

フロントページの続き (72)発明者 中村 能章 東京都新宿区西新宿三丁目19番２号 日本 電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2G020 AA08 DA05 DA14 DA31 DA32 DA34

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 カラー画像データを入力する画像入力手
   段と、照明光変換後のカラー画像データを出力する画像
   出力手段と、前記画像入力手段により入力されたカラー
   画像データ及び前記照明光変換後のカラー画像データを
   蓄積、保存する画像蓄積手段と、入力機器及び出力機器
   の入出力特性のデータファイルを蓄積、保存する入出力
   特性蓄積手段と、該入出力特性蓄積手段により蓄積、保
   存されている入出力特性のデータファイルの中から使用
   する機器の入出力特性ファイルを指定して選択する入出
   力特性ファイル指定手段と、該入出力特性ファイル指定
   手段により指定された入出力特性ファイルを使用して前
   記画像入力手段により入力されたカラー画像データを機
   器に依存しない画素値に、または機器に依存しない画素
   値を出力機器に出力するためのカラー画像データに変換
   処理する入出力特性補正手段と、該入出力特性補正手段
   により作成された機器に依存しない全画素値の平均値を
   求める平均値計算手段と、前記機器に依存しない全画素
   値の平均値と前記機器に依存しない全画素値を輝度と色
   度とに分解する色空間変換手段と、入力画像に対して変
   化させたい照明光の変化量を入力する照明光変化量入力
   手段と、該照明光変化量入力手段により得られた変化量
   で前記色空間変換手段により求められた色度に対して照
   明光を変化させた色度を求める照明光変換手段とを具備
   することを特徴とする照明光変換装置。
2. 【請求項２】 スキャナやデジタルカメラ等の入力機器
   を用いてカラー画像データを入力し、一時的に蓄積、保
   存し、前記入力機器の入出力特性を記述したファイルを
   指定し、前記蓄積されたカラー画像データと前記入出力
   特性を記述したファイルのデータとを入力データとし、
   前記カラー画像データを機器に依存しない画素値に変換
   し、前記機器に依存しない画素値に基づき全画素値の平
   均値を求め、前記全画素値の平均値と、前記機器に依存
   しない画素値をそれぞれ、輝度と色度に分解し、前記入
   力機器により入力されたカラー画像データに対し、変化
   させたい照明光の変化量を入力し、前記カラー画像デー
   タの全画素値の平均値の色度を、前記入力した照明光の
   変化量に基づき照明光変換し、前記変換された平均値の
   色度および前記入力した照明光の変化量に基づき、前記
   カラー画像データの全画素値の色度を照明光変換し、前
   記変換された全画素値の色度を機器に依存しない画素値
   に逆変換し、前記変換された機器に依存しない画素値を
   所望する出力機器の入出力特性のデータに基づきカラー
   画像データに変換し、蓄積、保存し、前記蓄積された変
   換後のカラー画像データを出力機器に出力することを特
   徴とする照明光変換方法。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の照明光変換方法におい
   て、前記照明光変換手順が、前記全画素値の平均値の色
   度を黒体放射軌跡上にプロットし、前記照明光が黒体放
   射軌跡上にあるという条件を仮定し、指定された前記照
   明光の変化量に前記全画素値の平均値の色度を変換し、
   前記全画素値の平均値の色度の変換に併せて、前記全画
   素値の色度が、黒体放射軌跡との相対関係を保つように
   変換することを特徴とする照明光変換方法。
4. 【請求項４】 照明光変換方法の処理手順をコンピュー
   タに実行させるためのプログラムを記録したコンピュー
   タ読みとり可能な記録媒体であって、入力機器により入
   力したカラー画像データを蓄積する手順と、前記入力機
   器及び出力機器の入出力特性を記述したデータファイル
   を指定する手順と、該蓄積されたカラー画像データと該
   指定された入力機器の入出力特性を記述したデータファ
   イルに基づいて機器に依存しない画素値に変換する手順
   と、該変換された画素値に対して全画素値の平均値を求
   める手順と、前記画素値と前記全画素値の平均値をそれ
   ぞれ、輝度と色度とに分離する手順と、前記入力された
   カラー画像データの照明光の変化量を指定する手順と、
   該指定された変化量に基づき、黒体放射軌跡との相対関
   係を保ちながら、前記画素値の色度と前記全画素値の平
   均値の色度を変換する手順と、該変換された画素値の色
   度を、機器に依存しない画素値に変換する手順と、該変
   換された機器に依存しない画素値を前記出力機器の入出
   力特性を記述したデータファイルに基づき、カラー画像
   データに変換する手順と、該変換されたカラー画像デー
   タを蓄積する手順を、コンピュータに実行させるための
   プログラムを記録したコンピュータ読みとり可能な記録
   媒体。