JP2002027263A

JP2002027263A - 画像処理方法

Info

Publication number: JP2002027263A
Application number: JP2000201894A
Authority: JP
Inventors: Mutsuko Nichogi; 睦子二梃木; Katsuhiro Kanamori; 克洋金森
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-07-04
Filing date: 2000-07-04
Publication date: 2002-01-25

Abstract

(57)【要約】【課題】入力画像が出力装置の色域外であった場合に
色域を変換する画像処理方法を提供することを目的とす
る。【解決手段】本発明の画像処理方法は、入力された画
像の色分布に応じて、画像色域を出力装置色域内に変換
する色域変換方法、または画像データの色域を変換する
方向を変えて色変換することで、各画像に最適な色域変
換を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、入力装置から入力
されたカラー画像データを、装置に依存しない色空間に
変換してから、出力装置に出力するためのカラー画像デ
ータに変換する画像処理方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラー画像を処理する装置として
スキャナ、デジタルカメラ、プリンタ、ディスプレイ等
さまざまなものが利用されている。これらの装置間で画
像データを交換する際には、入力装置から入力されたカ
ラー画像データを、一度装置に依存しない色空間に変換
してから、出力装置に出力するためのカラー画像データ
に変換するという手法が取られることが多くなってきて
いる。

【０００３】このような考え方は、カラーマネージメン
トと呼ばれ、国際標準機関ICCやCIE,IECが提唱してい
る。

【０００４】装置に依存しない色空間としては、国際標
準機関CIEが規定するところの、XYZ三刺激値、L^*a^*b^*表
色系、L^*u^*v^*表色系、あるいはCAM97sなどのカラーアピ
アランスモデルが用いられる。このような装置に依存し
ない色空間をデバイスインデペンデントカラー空間（以
下、DIC空間）と呼ぶ。

【０００５】入力装置の色空間をDIC空間に変換する作
業や、DIC空間を出力装置の色空間に変換する作業は、
それぞれ国際標準機関ICCが推奨するICCプロファイルと
いうフォーマットに従って、コンピュータ内のOSや専用
ソフトが行うのが一般的となっている。

【０００６】入力装置の色空間をDIC空間に変換してか
ら、出力装置の色空間に変換する一連の作業において
は、DIC空間において入力した画像の色域を出力装置の
色再現範囲（色域と呼ぶ）内に納まるように変換を行う
必要がある。このような処理は色域変換と呼ばれ、その
手法についてはさまざまな提案が各種研究機関からなさ
れているが、適切といえる手法は未だ存在せず、大きな
課題となっている。

【０００７】なぜなら、例えば、ディスプレイで表示し
ている画像をプリンタで出力する際には、ディスプレイ
画像は加色法によりカラー画像が構成され、その表色系
として蛍光体のRGB表色系が使用されるのに対し、プリ
ンタは減色法によりカラー画像が構成され、その表色系
としては例えばYMC表色系が使用される。ディスプレイ
が放射される光の色である光源色を扱うのに対し、プリ
ンタは反射される光の色である物体色を扱う。このよう
に扱う光の物理的性質が異なるため、ディスプレイで表
示可能な色範囲はプリンタで再生可能な色範囲よりも広
く、一方、低明度部の彩度はプリンタ再生可能な色範囲
の方が広いというように、両色範囲は大きく異なる。そ
のため、ディスプレイに表示している画像のうち、プリ
ンタの色範囲に存在しない色は、ディスプレイで見るこ
とはできてもプリンタで印刷することはできず、何らか
のプリンタ色範囲内の色に変換する必要が生じる。

【０００８】図８にこれら装置の色域の関係例を示す。
８０１は出力装置色空間としてのプリンタの色域、８０
２は入力装置色空間としてのディスプレイの色域、８０
３は入力したカラー画像データの色域、８０４はプリン
タの色域外となる色値の例である。従って、色域変換で
は、このような色再現範囲の違いを、ディスプレイで見
る画像とプリンタで出力される画像との間で視覚上差異
のないように行う必要があり、これは極めて難しい問題
となっている。

【０００９】色域マッピング問題を解決する方法には、
一般に、次の２つの方法が既に提案されている。１つ
は、出力装置の色域外色は、出力装置色域の最外郭にマ
ッピングする方法である（例：特開昭61―7776号公報記
載の方法）。これをクリッピングという。もう１つの方
法は、入力装置の色域が出力装置の色域に合致するよう
に圧縮する方法である（例：特開平4-196675号公報記載
の方法）。これを圧縮という。

【００１０】図９は、従来の特開昭61―7776号公報記載
の画像処理方法の説明図である。ここに記載のクリッピ
ング方法では、プリンタの色域外の色８０４は、プリン
タ色域８０１の最外郭上の色９０１にマッピングされ
る。また、図１０は従来の特開平4-196675号公報記載の
画像処理方法の説明図である。ここの記載の圧縮方法で
は、プリンタ色域外の色８０４は、画像データの色域８
０３がすべてプリンタ色域８０１内となるように、画像
データ全体が縮小されるようにしてマッピング先１００
１が決定される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】例えば、特開平4-1966
75号公報記載の方法では、DIC空間において、入力装置
の色域を出力装置の色域にマッピングするLUTを予め作
成しておき、このLUTを介して該当する入力装置に入力
される画像を処理する。このような考え方は装置対装置
色変換と呼ばれている。

【００１２】このとき、クリッピングを使うと、出力装
置色空間の色域内色は、完全に等色に色再現することが
できるという長所をもつ一方で、同じ出力装置色空間の
色にマッピングされるため、彩度の高い色にグラデーシ
ョンがあった場合には色がつぶれたり、色域外色の相対
的な位置関係が、マッピングの結果、逆転してしまうと
いう課題を有していた。

【００１３】一方、圧縮を使うと、彩度の高い色にグラ
デーションがあった場合には、色がつぶれることなく再
現されたり、マッピングの結果、色値の位置関係の逆転
が生じにくいという長所があるが、本来、対応色が存在
する出力装置の色域内である色も、等色に色再現するこ
とができなくなる。また、入力装置空間が出力装置色空
間の色域内に完全に入るまでに圧縮すると、画像全体の
彩度の低下が激しく、薄暗い画像が得られてしまうとい
う課題を有していた。

【００１４】このように装置対装置色変換では、色域変
換方法として、圧縮かクリッピングどれか一つを採用
し、装置に入力されるすべての画像を、この同一の色域
変換方法でまかなおうとする。この方法では、ある画像
には適するが、ある画像には極めて不適な変換結果が得
られてしまう。このようにすべての画像に適した色域変
換方法を一つだけに決定することは極めて困難である。

【００１５】本発明は、かかる点に鑑みてなされたもの
で、本発明は、入力装置から入力されたカラー画像デー
タを、一度装置に依存しない色空間に変換してから出力
装置に出力するためのカラー画像データとする際に、各
入力画像に適した変換を行う画像処理方法を提供するこ
とを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、入力装置によ
り入力された画像データを所定の表色系に変換するステ
ップと、所定の表色系で表現された画像データの色分布
を算出するステップと、画像データの色分布により画像
データの色域を出力装置の色域内に変換する色域変換方
法を変更するステップと、前記色域変換方法により色域
変換を行うステップと、色域変換後の画像データを出力
装置の色空間に変換するステップとを有する。

【００１７】このように、入力された各画像データの色
分布に応じて、画像データの色域を出力装置の色域内に
変換する色域変換方法を変えることで、各画像に最適な
色域変換を行うことができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、画像入力装置により入力された画像データを所望の
画像出力装置に出力する際に、所定の表色系における画
像データの色域が出力装置の色域を超えてしまう場合、
画像データの色の分布に応じて、前記画像データの色域
を変換する方向を変えて色変換することを特徴とする画
像処理方法であり、このように、各入力画像データ毎に
その色分布を算出して、色分布に応じて画像データの色
域を出力装置色域内に圧縮する方向を変えることで、各
入力画像データ毎に適した色域圧縮を行うことができ、
高品位な出力画像を得ることができるという作用を有す
る。

【００１９】請求項２に記載の発明は、画像入力装置に
より入力された画像データを所望の画像出力装置に出力
する際に、所定の表色系における画像データの色域が出
力装置の色域を超えてしまう場合、画像データの色の分
布に応じて、前記画像データの画像出力装置色域外の色
を色域内に変換する方法を変えて色変換することを特徴
とする画像処理方法であり、このように、各入力画像デ
ータ毎にその色分布を算出して、色分布に応じて前記画
像データの画像出力装置色域外の色を色域内に変換する
方式として異なる方式を用いて出力用の画像データを作
成することで、各入力画像データ毎に適した色域圧縮を
行うことができ、高品位な出力画像を得ることができる
という作用を有する。

【００２０】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の画像処理方法において、色変換は、前記色空間内の画
像データの階調の分布方向に応じて、前記画像データの
色域を変換する方向を変えて色変換することを特徴とす
る画像処理方法であり、このように、各入力画像データ
毎にその階調部分の分布方向を所定の表色系において算
出して、前記分布方向に応じて前記画像データの色域を
変換する方向を変えた色域変換を行ってから出力用の画
像データとすることで、各入力画像データ毎に適した色
域圧縮を行うことができ、高品位な出力画像を得ること
ができるという作用を有する。

【００２１】請求項４に記載の発明は、請求項２記載の
画像処理方法において、色変換は、前記色空間内の画像
データの階調の分布方向に応じて、前記画像データの画
像出力装置色域外の色を色域内に変換する方法を変えて
色変換することを特徴とする画像処理方法であり、この
ように、各入力画像データ毎にその階調部分の分布方向
を所定の表色系において算出して、前記分布方向に応じ
て前記画像データの画像出力装置色域外の色を色域内に
変換する方法を変えて色変換して出力用の画像データを
作成することで、各入力画像データ毎に適した色域圧縮
を行うことができ、高品位な出力画像を得ることができ
るという作用を有する。

【００２２】請求項５に記載の発明は、請求項２記載の
画像処理方法において、色変換は、前記色空間内の画像
データを表色系の中の一軸を等間隔に分割した各区間に
振り分けて色数を度数としたヒストグラムを作成し、前
記ヒストグラム形状に応じて、前記画像データの画像出
力装置色域外の色を色域内に変換する方法を変えて色変
換することを特徴とする画像処理方法であり、このよう
に、前記色空間内の画像データを、表色系の中の一軸を
等間隔に分割した各区間に振り分けて、区間毎の色数を
度数としたヒストグラムを作成し、前記ヒストグラム形
状に応じて、前記画像データの出力装置色域外の色を色
域内に変換する方法を変えて色変換して出力用の画像デ
ータを作成することで、各入力画像データ毎に適した色
域圧縮を行うことができ、高品位な出力画像を得ること
ができるという作用を有する。

【００２３】請求項６に記載の発明は、請求項５記載の
画像処理方法において、前記ヒストグラムの分布がピー
クを持つ場合には、前記画像出力装置色域外の色を出力
装置色域の最外郭上に色変換し、ピークを持たず分布が
均一に近い場合には、前記画像出力装置色域外の色を出
力装置色域内に入るように色域を圧縮することを特徴と
する画像処理方法であり、このように前記ヒストグラム
の分布がピークを持つ場合には、前記画像出力装置色域
外の色を出力装置色域の最外郭上に割り当てるクリッピ
ング方法を用い、ピークを持たず分布が均一に近い場合
には、前記画像出力装置色域外の色を出力装置色域内に
入るように色域圧縮方法を用いるというように、ヒスト
グラム形状を色域変換方法としてクリッピングと圧縮の
どちらを選択すればよいかの基準とすることで、各入力
画像データ毎に適した色域圧縮を行うことができ、高品
位な出力画像を得ることができるという作用を有する。

【００２４】以下、本発明の実施の形態について図面を
参照して詳細に説明する。

【００２５】（実施の形態１）以下、本発明の実施の形
態１について図面を参照しながら説明する。図１は、本
発明の実施の形態１にかかる画像処理方法のブロック構
成図である。

【００２６】１０１は画像の入力装置であり、例えば、
デジタルカメラやスキャナやディスプレイなどとするこ
とができる。１０２は入力装置色特性保持手段１０２で
あり、入力装置１０１の色特性を予め算出して保持して
おく手段である。

【００２７】入力装置色特性１０４は、入力装置の色空
間RGBと装置に依存しない色空間(以下 DIC)を対応付け
るものであり、DIC色空間として例えばXYZ三刺激値や国
際標準機関CIEが決めているL*a*b*空間などを用いる。

【００２８】入力装置色空間変換手段１０５は、入力さ
れた入力装置RGB色空間表現の画像データ１０３をDIC空
間表現の画像データに、入力装置色特性１０４を用いて
変換する手段である。

【００２９】階調色方向算出手段１０７は、DIC空間表
現の入力画像データ１０６から、DIC空間内における階
調の方向を算出する手段であり、得られた階調色方向は
次段の色域変換方向決定手段１０８に入力される。色域
変換方向決定手段１０８は、階調色方向から色変換方向
を決定する手段である。

【００３０】ヒストグラム算出手段１０９は、DIC空間
表現の入力画像データ１０６から、DIC空間の中の一軸
を等間隔に分割した各区間に振り分けて色数を度数とし
たヒストグラムを作成する手段である。

【００３１】色域変換方法決定手段１１０は、前記ヒス
トグラム形状に応じて、前記画像データの画像出力装置
色域外の色を色域内に変換する方式として複数のうちか
ら１つの方法を決定する手段である。色域変換手段１１
２は、色域変換方向決定手段１０８と、色域変換方法決
定手段１１０で決定された色変換方向と方法１１１を用
いて、入力装置から得られたDIC空間表現の画像データ
１０６の色域を変換する手段である。

【００３２】出力装置色特性保持手段１１４は出力装置
１１８の色特性を予め計測及び算出して保持しておく手
段である。出力装置としては、例えば、ディスプレイや
プリンタなどさまざまな画像装置とすることができる。
出力装置色空間変換手段１１６は、色域変換処理された
後のDIC空間画像データ１１３を出力装置の色特性１１
５を用いて出力装置色空間の画像データ１１７に変換す
る手段である。出力装置１１８は、画像データ１１７を
出力する装置である。

【００３３】以下、実施の形態１にかかる上記構成の動
作について詳細に説明する。まず、入力装置１０１から
入力された入力装置のRGB空間表現の画像データは入力
装置色特性１０４を用いて入力装置色空間変換手段１０
５により、DIC空間画像データ１０６となる。DIC空間画
像データ１０６は、例えば、ＣＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間の
極座標系とする。

【００３４】次に、DIC空間画像データ１０６は、階調
色方向算出手段１０７に入力され、入力画像のDIC空間
内における階調の方向を算出する。得られた階調色方向
は次段の色域変換方向決定手段１０８に入力される。色
域変換方向決定手段108は、階調色方向から色変換方向
を決定する。

【００３５】また、DIC空間画像データ１０６は、ヒス
トグラム算出手段１０９にも入力され、DIC空間の中の
一軸を等間隔に分割した各区間に振り分けて色数を度数
としたヒストグラムを作成する。DIC空間を例えば、本
実施例では、ＣＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間の極座標系として
いるので、ヒストグラムを作成するために用いる軸を極
座標半径とし、この極座標半径を等間隔に分割し、各区
間内に入る色の数をヒストグラムの度数とする。得られ
たヒストグラム形状に応じて、色域変換方法決定手段１
１０は、前記画像データの画像出力装置色域外の色を色
域内に変換する方式として複数のうちから１つの方法を
決定する。

【００３６】次に、色域変換手段１１２は色域変換方向
決定手段１０８と、色域変換方法決定手段１１０で決定
された色域変換方向と方法１１１を用いて、入力装置か
ら得られたDIC空間表現の画像データ１０６の色域を出
力装置の色域内に入るように変換する。

【００３７】最後に、色域変換手段１１２から出力され
たDIC空間画像データ１１３を出力装置色空間変換手段
１１６で、出力装置の色空間、例えば、プリンタのCMYK
色空間に変換し、出力装置１１８に送る。出力装置１１
８では、画像データが出力される。例えば、出力装置が
プリンタであれば、画像はハードコピーとなる。

【００３８】次に、本発明の特徴となる色域変換手段１
１２の色域変換方法について説明する。まず、色域変換
手段に至るまでの手順をまとめておく。

【００３９】最初に、階調色方向算出手段１０７は、DI
C空間であるL*a*b*空間において、画像において階調を
成す色の方向を算出する。次に、色域変換方向決定手段
１０８は、前記階調色方向算出手段１０７で得られた階
調色方向に基づき、色域変換を行う方向を決定する。ま
た、色域変換方法は、ヒストグラム算出手段１０９によ
って算出された画像データのヒストグラム情報から、色
域変換方法決定手段１１０によって決定される。

【００４０】色域変換手段１１２は、これら１０８，１
１０の手段で決定された変換方法と方向に基づいて色域
の変換を行う。ここで、色域変換とは、L*a*b*空間にお
いて、入力画像データの色のうち、出力装置の色域外の
色となる色を出力装置の色域内となるように変換するこ
とを指す。

【００４１】色域変換方法には、色域外色を出力装置の
色域の最外郭上の点にマッピングするクリッピングと、
色域外色を出力装置の色域内に入るように変換する圧縮
の２種類が一般的である。従って、色域変換方法決定手
段１１０では、クリッピングと圧縮のどちらを選択する
かを決定し、色域変換方向決定手段１０８では、クリッ
ピングあるいは圧縮を行う方向を決定する。

【００４２】従来は、入力画像データを出力装置の色域
内に変換する色域変換方法は、１つに決められている
か、あるいは、ユーザーがコンピュータ上で選択できる
ようになっていた。しかし、例えば、クリッピングと圧
縮は、それぞれ長所と短所があり、双方とも完全な色域
変換方法とはいえない。従って、どちらの色域変換方法
が良いかは、画像データの内容によって異なる。また、
従来のように、ユーザーが色域変換方法を指定できるよ
うになっていたとしても、ユーザーは、これらの方法を
トライアンドエラーで実行するしかなく、どの色
域変換方法を選択するかの指標が全くなかった。

【００４３】そこで、本発明では、色域変換を行う指標
を、各入力画像毎に算出することで、各画像に最適な色
域変換方法を決定することが特徴の一つとなっている。

【００４４】次に、色域変換手段における色域変換の２
つの指標のうち、1つ目の色域変換方向の決定方法につ
いて説明する。

【００４５】色域変換方向の決定は、階調色方向算出手
段１０７と、色域変換方向決定手段１０８によって行わ
れる。

【００４６】まず、階調色方向算出手段１０７の動作を
説明する。階調色方向算出手段１０７では、図２に示す
ように、DIC空間であるL*a*b*空間を、各等色相面で分
割した明度と彩度の二次元空間において、色の分布が群
を成している領域を画像における階調を成す部分である
と判断し、画像の階調を成す方向２０１を求める。この
ように階調を成す方向２０１が決定されれば、色域変換
は、その方向２０１と異なる方向に行うように色域変換
方向決定手段１０８が変換方向を決定する。異なる方向
としては、例えば、できるだけ垂直な方向が理想的であ
る。

【００４７】階調方向を求める方法には、例えば、次の
ような方法がある。図３は階調方向を求める方法の説明
図である。まず、入力画像３０１を、重複を許したブロ
ック３０２、ブロック３０３他に分割し、各ブロック３
０２、３０３毎にL*a*b*空間を、各等色相面で分割した
明度と彩度の二次元空間内での色の分布方向を算出す
る。このとき、色の分布方向とは、ある程度偏った色分
布があるかどうかを見極めるのであり、具体的には、回
帰直線を求め、その回帰直線との二乗誤差和が大きけれ
ば、分布に偏りはなく、二乗誤差和が小さければ、分布
に偏りがあると判定し階調が存在すると判断する。

【００４８】例えば、ブロック３０２内の色は色空間３
０４において、群を成している。従って、回帰直線を求
めたとき、その二乗誤差は極めて小さいはずであり、そ
の階調方向３０５を直線の傾きとして得ることができ
る。一方、ブロック３０３の色分布は群をなしていない
ので、このブロックには階調は存在しないとする。

【００４９】次に階調が存在すると判断されたブロック
のみ、その回帰直線の方向を単位円に投票していく。た
だし、単位円は、ハイライト部３０７とダーク部３０９
と中間部３０８の３つの円を例えば用意しておき、その
ブロック内の階調の位置により、どの単位円に投票を行
うかを決定する。例えば、ブロック３０２の階調の中心
は、明度の高い位置（ハイライト）に存在するため、ハ
イライト用の単位円３０７に、その階調方向３０５を投
票する。以上の処理を各画像ブロック毎に行えば、画像
内で階調が存在すると思われる位置及び方向は、３つの
単位円のうち、最も投票頻度の多かったものと判断する
ことができる。

【００５０】以上の方法により、階調を成す方向２０１
が決定されたので、次に、色域変換方向決定手段１０８
は、その階調方向２０１にできるだけ垂直な方向に色域
変換行うように変換方向を決定する。

【００５１】具体的には、クリッピングあるいは圧縮を
行う色空間の座標系の取り方を決定することになる。

【００５２】DIC空間がL*a*b*空間であったとしても、
その３軸の取り方は、例えば、直交座標系や円柱座標系
や極座標系などさまざまな座標系がある。これら複数の
座標系のうち、どれを用いるかで、クリッピング、圧縮
を行う方向が変わる。

【００５３】例えば、階調を成す方向が明度軸と平行で
あった場合、つまり、明度の変化があるグラデーション
では、図５（ａ）に示すように、円柱座標系を選択し彩
度軸上でクリッピングあるいは圧縮を行う。階調を成す
方向が彩度軸と平行であった場合、つまり、彩度の変化
があるグラデーションでは、円柱座標系を選択し明度軸
上でクリッピングあるいは圧縮を行う。

【００５４】階調を成す方向が彩度軸と明度軸のいずれ
にも平行でない場合、つまり、明度と彩度の両方に変化
があるグラデーションでは、図５（ｂ）に示すように、
極座標系を選択しその半径の軸上でクリッピングあるい
は圧縮を行う。

【００５５】しかし、極座標系でクリッピングあるいは
圧縮を行うときには、極座標系の原点よりも明度が大幅
に高い色と大幅に低い色はクリッピング、圧縮により明
度が急激に変化してしまうため、処理後の画像の明るさ
が著しく変化してしまうという問題がある。

【００５６】そこで、明度が高い色と低い色のある、す
なわち、明度が広く分布している画像では、一般的な極
座標系を用いず、図５（ｃ）に示すように、円柱座標系
と極座標系を明度の値によって選択して用いる座標系と
すると上記問題を解決することができる。このような座
標系を図４に示し、改良型極座標系と呼ぶことにする。
改良型極座標系では、明度より大きい前記画像データは
前記第１の基準点Ｌ１を原点とした極座標系に変換し、
明度が前記第２の基準点の明度よりも小さい前記画像デ
ータは前記第２の基準点Ｌ２を原点とした極座標系に変
換し、明度が前記第１の基準点の明度と前記第２の基準
点の明度との間の前記画像データは円柱座標系に変換す
る。

【００５７】このように、明度が第１の基準点Ｌ１より
高い色と、第２の基準点Ｌ２より低い色では極座標系を
用い、明度が第１の基準点Ｌ１と第２の基準点Ｌ２の間
にある色では円柱座標系を用いることで、明度が高い色
は、極座標系の原点よりも明度の高い第１の基準点Ｌ１
に向けて圧縮されるため、圧縮、クリッピングにより明
度が急激に低下することはない。また、明度が低い色
は、極座標系の原点よりも明度の低い第２の基準点Ｌ２
に向けて圧縮されるため、圧縮、クリッピングにより明
度が急激に増加することはない。

【００５８】以上のように、複数の座標系のうち、階調
方向にできるだけ垂直な方向の変換を行うように、座標
系とその基準点の位置を決定することで、色域変換処理
後の影響が最も出力画像に顕著に現れやすい階調を重視
して色域変換を行うことができる。

【００５９】次に、色域変換手段における色域変換の２
つの指標のうちの二つ目である、色域変換方法の決定方
法について説明する。色域変換方法の決定は、ヒストグ
ラム算出手段１０９と、色域変換方法決定手段１１０に
よって行われる。

【００６０】ヒストグラム算出手段１０９の動作につい
て図６を用いて説明する。６０１はDIC色空間であるL*a
*b*を等色相面で切った断面であり、縦軸が明度、横軸
が彩度を表す。本実施の形態では、L*a*b*空間で、色域
変換方向決定手段１０８において決定された色域変換を
行うべき方向が、基準点として明度L*=50である極座標
系であると判断された場合を例に説明を行う。

【００６１】まず、極座標系色空間６０１において、極
座標の半径方向を等間隔に分割して、各区間に入る色数
を計数し、その色数からヒストグラム６０２を作成す
る。次に、色域変換方法決定手段１１０は、そのヒスト
グラム形状から色域変換方法として、例えば、クリッピ
ングを用いるか、圧縮を用いるかを決定する。ヒストグ
ラム形状にピークが明らかに存在している場合、例え
ば、図６における６０２のようなヒストグラム形状の場
合はクリッピングを用いると判断する。

【００６２】なぜなら、ピークが存在する場合には、極
座標系の半径方向には色が並んでいないため、クリッピ
ングを行っても複数色が、出力装置の色域の外郭上の同
一色にマッピングされて階調がなくなってしまうという
可能性が少ないためである。クリッピングを行った方
が、出力装置の色域内の色は色域変換の影響を受けない
ため、好ましい色域変換を行うことができる。

【００６３】一方、ヒストグラム形状がピークの無い比
較的なだらかなものであった場合には、圧縮を用いると
判断する。なぜなら、ピークが無く比較的なだらかであ
る場合には、極座標の半径方向には、極座標の同緯度上
には、半径値が異なる複数の色が並んでいるので、これ
をクリッピングしてしまうと、これら複数の色はすべ
て、出力装置の色域の外郭上の同一点に変換されてしま
い、階調がなくなってしまう。そのため、極座標半径の
軸上で圧縮を行うことにより、階調をつぶさない好まし
い色域変換ができるようになる。

【００６４】図７は、圧縮方法の一例で、DIC空間をL*a
*b*空間の極座標系とした場合である。

【００６５】プリンタの色域７０１に対して、注目色７
０４がその色域外であった場合に、圧縮により、プリン
タ色域７０１内の色にマッピングする方法について説明
する。

【００６６】まず、注目色と同色相、同緯度を持つ画像
データの色域７０２の最外郭上色７０５を求める。

【００６７】次に、最外郭上色７０５の変換量７０６を
決定する。変換量７０６は、例えば、最外郭上色７０５
がプリンタの色域の最外郭上に変換されるように決定す
る。

【００６８】更に、色空間上に変換量を０とする無変換
範囲を設定しておく。無変換範囲は、明度軸のまわりの
無彩色範囲とすることが普通である。このように、無彩
色は圧縮の際に影響を与えないようにすることで、より
自然な出力画像を得ることができる。

【００６９】以上の変換量７０６と無変換範囲７０８の
設定により、求めるべき注目色７０４の変換量７１０を
決定する。注目色７０４の変換量は、最外郭上色７０５
で変換量７０６であり、無変換範囲の最外郭上色７０８
で変換量を０として、その間で、変換量が徐々に変化す
るように決定する。すなわち、注目色７０４が無変換範
囲の最外郭上色７０８から画像データの最外郭上色７０
５の間のどこに位置するかによって、変換量７１０を決
定するのである。

【００７０】以上の方法によれば、無変換範囲の最外郭
上色７０８から画像データの最外郭上色７０５までの色
を、無変換範囲の最外郭上色７０８からプリンタの色域
の最外郭上色までの範囲に圧縮変換することができる。

【００７１】以上で、本発明の特徴である階調色方向算
出手段１０７とヒストグラム算出手段１０９の詳細な説
明を終える。

【００７２】本発明は、あらゆる画像入出力機器におい
て可能であるが、本実施の形態では、その一例として、
入力装置をＣＲＴディスプレイ、出力装置をプリンタと
して、ディスプレイ上の画像とプリンタから出力された
ハードコピーの色が一致する場合を考え、その場合の入
力装置色空間変換手段１０５と、出力装置色空間変換手
段１１６の動作について以下に説明する。

【００７３】まず、入力装置色空間変換手段１０５の動
作を、入力装置がCRTディスプレイの場合について説明
する。入力装置色空間変換手段１０５は、入力された入
力装置RGB色空間表現の画像データ１０３をDIC空間表現
の画像データに、入力装置色特性１０４を用いて変換す
る。入力装置の色特性は、例えば、色に関する国際標準
機関CIEでは次のような手順によって作成することを推
奨している。

【００７４】まず、グレーの階調データから、ディスプ
レイのガンマカーブを推定する。それには、グレーの階
調をディスプレイに表示し、その三刺激値を測色計で計
測する。XYZ値（17あるいは33階調データのXYZ値）から
（数１）により、R',G',B'を求める。R',G',B'をスカラ
ーRGBと呼ぶ。

【００７５】

【数１】

【００７６】（数１）において、(XR,YR,ZR)はディスプ
レイの赤の最大発光色の三刺激値、(XG,YG,ZG)はディス
プレイの緑の最大発光色の三刺激値、(XB,YB,ZB)はディ
スプレイの青の最大発光色の三刺激値,BlackXYZ＝(Xbla
ck,Yblack,Zblack)はディスプレイの駆動RGBを(0,0,0)
としたときの三刺激値である。

【００７７】そして、ドライブ値のR(255で割って0-1に
正規化)と、（数１）で得られたR'の関係を（数２）に
示すGOGモデルと呼ばれる式にあてはめる。得られた関
数が、ディスプレイのガンマカーブである。

【００７８】

【数２】

【００７９】同様にして、GとG',ＢとB'の関係をGOGモ
デルにあてはめて、ガンマカーブを算出する。これらガ
ンマカーブと、行列Sと、BlackXYZが、ディスプレイの
色特性として保持しておくパラメーターとなる。

【００８０】これらの色特性を用いて、実際に、入力さ
れた入力装置RGB色空間表現の画像データ１０３をDIC空
間表現の画像データに変換するには、まず、（数２）に
RGB値を代入し、スカラーRGB(R',G',B')を得る。次に、
（数１）にスカラーRGBを代入して、対応する三刺激値
(X,Y,Z)を得る。得られたXYZ三刺激値から標準機関CIE
が規定している方法によりL*a*b*値を算出する。

【００８１】次に、出力装置色空間変換手段１１６の動
作について、説明する。出力装置をプリンタとした場
合、出力装置色空間変換手段１１６は、色域変換手段１
１２によって出力装置色域内となったDIC空間表現の画
像データを、プリンタ色空間であるCMYK表現の画像デー
タに変換する。この変換には、予め計測して保持されて
いる出力装置色特性１１５を用いる。

【００８２】出力装置色特性１１５とその作成方法につ
いて詳細な説明を行う。出力装置色特性１１５は、Ｌ^*
ａ^*ｂ^*信号をＣＭＹＫ信号に変換するときに利用される
ルックアップテーブルである。ルックアップテーブルを
作成するには、まず、ＣＭＹＫ信号で構成されるチャー
トをプリンタで出力し、出力結果のＬ^*ａ^*ｂ^*信号を分
光測定器などで測定する。

【００８３】次に、測定された各カラーパッチのＣＭＹ
Ｋ信号を入力としＬ^*ａ^*ｂ^*信号を出力とするテーブル
からＬ^*ａ^*ｂ^*信号を入力としＣＭＹＫ信号を出力とす
る逆テーブルを作成する。このとき、格子となるＬ^*ａ^*
ｂ^*信号に対応する値は周囲のデータ点から補間する。

【００８４】以上のように作成されたプリンタ色特性１
１５のルックアップテーブルを例えば、線形補間するこ
とで、出力装置色空間変換手段１１６はDIC空間画像デ
ータ１１３のＬ^*ａ^*ｂ^*信号に対応するプリンタのＣＭ
ＹＫ信号１１７を決定する。

【００８５】以上のように実施の形態１によれば、入力
された各画像データの階調方向や色分布を表すヒストグ
ラムに応じて、画像データの色域を出力装置の色域内に
変換する色域変換方向と方法を変えることで、各画像に
最適な色域変換を行うことができる。

【００８６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、画像デー
タの色の分布に応じて、前記画像データの色域を変換す
る方向を変えて、または前記画像データの画像出力装置
色域外の色を色域内に変換する方法を変えて色変換する
ことにより、入力装置から入力されたカラー画像データ
の色域を高画質に出力装置の色域内に変換する画像処理
方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかる画像処理装置の
ブロック構成図

【図２】実施の形態１にかかる階調方向の説明図

【図３】実施の形態１にかかる階調方向算出の説明図

【図４】実施の形態１にかかる改良型極座標系の説明図

【図５】実施の形態１にかかる色域変換方向の説明図

【図６】実施の形態１にかかるヒストグラム算出手段１
０９の説明図

【図７】実施の形態１にかかる圧縮方法の説明図

【図８】ディスプレイ、プリンタ、画像の色域の説明図

【図９】クリッピングの説明図

【図１０】圧縮の説明図

【符号の説明】

１０１入力装置１０２入力装置色特性保持手段１０５入力装置色空間変換手段１０７階調色方向算出手段１０８色域変換方向決定手段１０９ヒストグラム算出手段１１０色域変換方法決定手段１１２色域変換手段１１４出力装置色特性保持手段１１６出力装置色空間変換手段１１８出力装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5B057 AA11 CA01 CA16 CB01 CB16 CE17 CE18 DA16 DB06 DC19 5C066 AA01 AA03 AA05 AA11 BA20 CA08 CA17 DD01 EC05 EE01 GA01 KA08 KE00 KE04 KE07 KF05 KM01 KM11 5C077 MP01 MP08 PP14 PP15 PP32 PP36 PP37 PP43 PQ08 PQ19 PQ23 SS05 SS06 TT02 5C079 HB01 HB03 HB05 HB08 HB11 LA26 LA31 LB02 NA03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像入力装置により入力された画像デー
タを所望の画像出力装置に出力する際に、所定の表色系
における画像データの色域が出力装置の色域を超えてし
まう場合、画像データの色の分布に応じて、前記画像デ
ータの色域を変換する方向を変えて色変換することを特
徴とする画像処理方法。
【請求項２】画像入力装置により入力された画像デー
タを所望の画像出力装置に出力する際に、所定の表色系
における画像データの色域が出力装置の色域を超えてし
まう場合、画像データの色の分布に応じて、前記画像デ
ータの画像出力装置色域外の色を色域内に変換する方法
を変えて色変換することを特徴とする画像処理方法。
【請求項３】色変換は、前記色空間内の画像データの
階調の分布方向に応じて、前記画像データの色域を変換
する方向を変えて色変換することを特徴とする請求項１
記載の画像処理方法。
【請求項４】色変換は、前記色空間内の画像データの
階調の分布方向に応じて、前記画像データの画像出力装
置色域外の色を色域内に変換する方法を変えて色変換す
ることを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項５】色変換は、前記色空間内の画像データを
表色系の中の一軸を等間隔に分割した各区間に振り分け
て色数を度数としたヒストグラムを作成し、前記ヒスト
グラム形状に応じて、前記画像データの画像出力装置色
域外の色を色域内に変換する方法を変えて色変換するこ
とを特徴とする請求項２記載の画像処理方法。
【請求項６】前記ヒストグラムの分布がピークを持つ
場合には、前記画像出力装置色域外の色を出力装置色域
の最外郭上に色変換し、ピークを持たず分布が均一に近
い場合には、前記画像出力装置色域外の色を出力装置色
域内に入るように色域を圧縮することを特徴とする請求
項５記載の画像処理方法。