JP2002042132A - 画像処理装置およびその方法 - Google Patents
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Abstract
適用すると、ラスタライズ後の画像上で表現される単色
と背景との間の視覚効果をカラーマッチング結果に反映
させることができない。 【解決手段】 人間の色知覚モデルを用いるカラーマッ
チングを行う際に、画像と観察者との距離、および、画
像の解像度を入力して(S21-S25)、それらに基づき、画
像上の注目画素に対する複数の視野角(例えば二度、四
度および10度)に基づく刺激領域、隣接領域および背景
領域を定義して(S26)、観察条件パラメータを決定し(S2
7-S31)、 カラーマッチングを行う(S32)。
Description
その方法に関し、例えば、異なる観察条件下におけるカ
ラーマッチングを行う画像処理装置およびその方法に関
する。
票が与えられた場合に、人間の色の見えが正しく予測で
きるように設計されている。図1は人間の視野の定義を
示す図で、CIE 1931測色標準観察者は視野角一度から四
度の範囲で適用可能なので、この適用可能な領域を視野
角二度以内の刺激領域、視野角四度以内の隣接領域、隣
接領域から視野角10度までの領域を背景領域、および、
背景領域の周囲を周囲領域とする。さらに、それら領域
すべてを含む視界領域を順応領域とする。
があり、このモデルでは観察条件パラメータとして以下
のようなものが設定できる。 La: 順応領域の絶対輝度[cd/m2] 通常、順応領域における白色点絶対輝度の20% XYZ: 色票の相対XYZ値 XwYwZw: 白色点の相対XYZ値 Yb: 背景領域の相対輝度 周囲条件: Average Surrond(色票の視野角四度より大) Average Surrond(色票の視野角四度以下) Dim Surround Dark Surround Cut-Sheet Transparencies (on viewing box)
対輝度が順応領域における白色点の20%以上ならばAvera
ge、20%より小さいならばDim、ほとんど0%ならばDarkに
なる。
モデルが導き出されたことから、複数の色が混在する画
像に対して、どのような観察条件パラメータを適用すれ
ばよいかという点については、未だ確立されていない。
つまり、ニュートラルなグレーが白色点の20%であるこ
とから、一般に、Ybを20%に設定している。
る場合、一般に、全画素に対して一つの観察条件パラメ
ータを利用している。
観察条件パラメータを適用する場合、ラスタライズ後の
画像上で表現される単色と背景との間の視覚効果をカラ
ーマッチング結果に反映させることができない。
ラメータを均一に適用するため、局所的に精度の高いカ
ラーマッチング結果を得ることができない。
のであり、画像上で表現される単色と背景との間の視覚
効果をカラーマッチング結果に反映させることを目的と
する。
ング結果を得ることを目的とする。
達成する一手段として、以下の構成を備える。
知覚モデルを用いるカラーマッチングを行う画像処理装
置であって、画像と観察者との距離、および、画像の解
像度を入力する入力手段と、入力された距離および解像
度に基づき、画像上の注目画素に対する複数の視野角に
基づく領域を定義してカラーマッチングを行う処理手段
とを有することを特徴とする。
知覚モデルを用いるカラーマッチングを行う画像処理方
法であって、画像と観察者との距離、および、画像の解
像度を入力し、入力された距離および解像度に基づき、
画像上の注目画素に対する複数の視野角に基づく領域を
定義してカラーマッチングを行うことを特徴とする。
の画像処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
ーマッチングの概念を説明する図である。
るデータを、入力側の環境光の白色点基準に基づくデバ
イスに依存しない色空間データへ変換するための変換マ
トリクスまたは変換ルックアップテーブル(LUT)、12は
変換LUT11から得られるデータを人間の色知覚色空間JCh
またはQMhへ変換するための色知覚モデルの順変換部(CA
M)、13は環境光の基準白色に相対的な色知覚空間である
JCh(またはJCH)、14は照度レベルによって大きさの変
化する絶対的な色知覚空間であるQMh(またはQMH)、15
は人間の色知覚空間JChまたはQMhから出力側の環境光の
白色点基準に基づくデバイスに依存しない色空間データ
へ変換するための色知覚モデルの逆変換部、16は逆変換
部15から得られるデータを出力デバイスに依存する色空
間データヘ変換するための変換LUT、17は入力側の観察
条件パラメータ、18は出力側の観察条件パラメータであ
る。
は、RGBやCMY(K)といった色空間には限定されず、ディ
ジタルスチルカメラ、ディジタルビデオカメラ、モニ
タ、プリンタといった任意の画像入出力デバイスであ
る。また、カラーマッチング自体を実行する画像処理装
置には、パーソナルコンピュータなどのコンピュータ機
器を適用することができるが、入出力デバイスにその機
能を与えることも可能である。
は、カラーターゲットやカラーパッチなどの色票を測色
した際の標準光源の白色点とは異なる。例えば、測色の
際に使用される標準光源はD50やD65であるが、実際に画
像を観察する場合の環境光はライトブースのD50やD65と
は限らず、白熱電球や蛍光灯などの照明光であったり、
照明光と太陽光とが混合した光になる場合が多い。以下
の説明では、簡単化のために、観察条件における環境光
の光源特性をD50、D65およびD93とするが、実際にはメ
ディア上の白色点のXYZ値を白色点として設定する。
適用する場合、入力側の観察条件パラメータ17および出
力側の観察条件パラメータ18は以下のようになる。 La: 順応領域の絶対輝度[cd/m2] XYZ: 色票の相対XYZ値 XwYwZw: 白色点の相対XYZ値 Yb: 背景領域の相対輝度 周囲条件: Average Surrond(平均的、色票の視野角四度より大) Average Surrond(平均的、色票の視野角四度以下) Dim Surround(薄暗い) Dark Surround(暗い) Cut-Sheet Transparencies (on viewing box)
データは、変換LUT 11によって入力側の環境光下の相対
XYZ値へ変換される。
一例を示すフローチャートである。なお、処理構成を実
現する具体的なハードウェア構成は説明しないが、処理
構成に対応するプログラムをパーソナルコンピュータな
どに供給することで実現される。
より入力される(S21)。図4に一例を示すように、モニタ
画面や印刷物と観察者との距離は0.4mから0.7mである
が、ユーザ入力によって任意の距離Dを設定することが
できる。ここでは、例えばD=0.5mを用いる。なお、画像
と観察者との距離Dは、入力側と出力側とで異なる値を
設定できる。
域、隣接領域および背景領域の直径を求める(S22)。図5
に示されるように、視線と画像の表面は、ほぼ垂直に交
わると考えることができるので、視野角二度以内の刺激
領域の直径Da、視野角四度以内の隣接領域の直径Dp、お
よび、視野角10度以内の背景領域の直径Dbはそれぞれ下
のようになる。 Da = 2×D×tan(1°) Dp = 2×D×tan(2°) Db = 2×D×tan(5°)
Db=87mmである。
ザにより入力される(S23)。例えば、モニタに表示され
た画像であれば72ppi、プリントアウトされた画像であ
ればプリンタ解像度の400ppiのようになる。実際は、ア
プリケーションやデバイスドライバによって指定される
解像度またはズーム比率に依存する。なお、入力側と出
力側の解像度Rには同じ値を用いる。
背景画素領域それぞれの直径に対応する画像上のピクセ
ル数を算出する(S24)。刺激領域の直径ピクセル数Dap、
隣接領域の直径ピクセル数Dppおよび背景領域の直径ピ
クセル数Dbpはそれぞれ下のようになる。 Dap = Da×R/0.0254 Dpp = Dp×R/0.0254 Dbp = Db×R/0.0254
2、Dpp=99.0、Dbp=246.6になる。ここで簡略化のため、
図6のように、各辺が2n+1画素(nは正の整数)になる正
方形領域を仮定する。円形領域の面積と正方形領域の面
積が等しくなるように正方形領域の一辺の長さLを算出
すれば、L=√π×D/2=0.886×Dより、各領域の一辺の長
さはLap=43画素、Lpp=87画素、Lbp=219画素になる。な
お、入力側のDと出力側のDとが異なる場合は、各領域に
対する一辺の長さに対応する画素数が入力側と出力側と
で独立に計算すればよい。
領域の白色点絶対輝度Law[cd/m2]および周囲領域の絶対
輝度Ls[cd/m2]がユーザにより入力される(S25)。
合はモニタ白色点の絶対輝度[cd/m2]、印刷物の場合に
は(印刷物上の照度[lux]/π)によって求めることがで
きる。また、周囲領域の絶対輝度は、厳密には注目画素
に対して視野角10度より広い領域の絶対輝度になるが、
ここでは簡単化のためにモニタの場合はモニタ周囲の絶
対輝度、印刷物の場合には印刷物周囲の絶対輝度にす
る。なお、各絶対輝度は、入力側と出力側との観察条件
に応じて、異なる値を設定することができる。
する(S26)。 0.2≦Ls/LawならばAverage Surrond 0.06<Ls/Law<0.2ならばDim Surround Ls/Law≦0.06ならばDark Surround
異なる場合、周囲条件は入力側と出力側とで独立に決定
される。
(S27)、例えば、画像の左上から右下までの全画素に対
して以下の処理を施す。
erage Surroundか否かを判断し(S28)、Average Surrond
であれば隣接領域における均一度合Spを算出する(S2
9)。
がLppの隣接領域内(注目画素および刺激領域を含む)
について、各画素のXYZ値から最大および最小のY値Ymax
およびYminを求める。そして、均一度合Sp=(Ymax - Ymi
n)/100を算出し、例えばSp≦0.01の場合は、隣接領域が
均一領域だとみなす。隣接領域が均一領域とみなされる
場合は周囲条件としてAverage Surrond(色票の視野角
四度より大)を適用し、均一でない場合はAverage Surr
ond(色票の視野角四度以下)を適用する。なお、入力
側の距離Dと出力側の距離Dとが異なる場合は隣接領域の
範囲が異なるため、入力側と出力側とは独立に計算され
る。
bpの背景領域(注目画素、刺激領域および隣接領域を含
まない)について、各画素に対するXYZ値からYの平均的
相対輝度Ybを求める(S30)。なお、入力側の距離Dと出力
側の距離Dとが異なる場合は背景領域の範囲が異なるた
め、入力側と出力側とは独立に計算される。
メータを設定する(S31)。例えば、入力側がsRGBモニタ
(D65、Law=80[cd/m2]、Ls=4.074[cd/m2])、出力側が
典型的なオフィス環境(D50、Law=238.7[cd/m2]、Ls=4
7.74[cd/m2])であり、画像と観察者との距離Dが入出力
側ともに0.5m、解像度が72ppiであれば、観察条件パラ
メータは下のようになる。 入力側の観察条件パラメータ: La = Law×0.2 = 80×0.2 = 16[cd/m2] XwYwZw = D65 Yb = 各注目画素に対する入力側背景領域(一辺219画
素)の平均Y 周囲条件: Dark Surround (Ls/Law = 4.074/80 = 0.05
1) 出力側の観察条件パラメータ: La = Law×0.2 = 238.7×0.2 = 47.74[cd/m2] XwYwZw=D50 Yb = 各注目画素に対する出力側背景領域(一辺219画
素)の平均Y 周囲条件:Average Surrond (Ls/Law = 47.74/238.7 =
0.2)
Z値から算出されるべきである。しかし、この段階で出
力側のXYZ値は推定不可能なため、ここでは入力側のXYZ
値を用いて出力側の平均的相対輝度Ybを近似する。ま
た、出力側の周囲条件は、Average Surrondであるた
め、ステップS29と同様の処理、つまり隣接領域内の部
分画像の均一度合によって「色票の視野角四度より大」
または「色票の視野角四度以下」の観察条件パラメータ
が設定される。
メータを用いてCAMによるカラーマッチングを行い(S3
2)、入力側のXYZ値に対応する出力側のXYZ値を算出し、
ステップS33の判定により、画像のすべての画素に対し
て同様の処理を行うまでステップS27からS32を繰り返
し、画像全体に対するカラーマッチングを行う。
像の縁近傍に注目画素が設定される場合は、ステップS2
9の処理において刺激領域および隣接領域の画素が欠落
する。同様に、ステップS30においても背景領域の画素
が欠落する。このような場合、欠落分の画素を処理対象
外とし、有効な画素からYmax、YminおよびYbを求める。
有無を判定することによる処理速度の低下を防ぐため
に、他の方法として、欠落画素に対してY=100、Y=20ま
たは周囲領域の相対輝度のような値を、仮定される画像
の枠や周囲の状況に応じて(欠落分の画素として)設定
することにより、欠落画素がない状態にして処理するこ
ともできる。
のような効果を得ることができる。 (1) 画像と観察者との距離Dおよび画像の解像度Rを利用
することにより、画像上で注目画素に対する各視野角
(二度、四度、10度など)の領域を定義することができ
る。 (2) 画像において、視野角に対する円形領域を正方形領
域で近似することにより、領域内の処理を高速化するこ
とができる。 (3) 画像において、視野角四度以内の均一度合Spを求め
ることにより、Average Surrondの観察条件パラメータ
として「色票の視野角四度より大」を利用するのか、
「色票の視野角四度以下」を利用するのかを判断するこ
とができる。 (4) 画像において、注目画素に対する背景領域の平均相
対輝度Ybを求めることにより、その値を注目画素に対す
る観察条件パラメータとして設定することができる。 (5) 画像の縁近傍の処理において、隣接領域内の欠落画
素および背景領域の欠落画素に特定の値(例えばY=10
0、Y=20または周囲領域の相対輝度など)を設定するこ
とにより、縁近傍の処理を高速化することができる。
像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第
1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付し
て、その詳細説明を省略する。
ェクトまたはラスタライズ後の画像について説明した
が、第2実施形態では、ラスタライズ前のグラフィカル
オブジェクトに上記のカラーマッチングを適用する例を
説明する。
の重なり順を解析し、オブジェクトのサイズに応じて、
オブジェクト内の色や、背景のオブジェクトの色を参照
することにより、背景領域の平均相対輝度Ybを得ること
ができる。ここでは、Average Surroundの場合に「色票
の視野角四度より大」か否かを判断する方法を例として
説明する。
フローチャートである。
ト出力するベクタ画像を入力し(S71)、入力されたオブ
ジェクトのタイプを認識する(S72-S75)。なお、何れの
オブジェクトとしても認識されない場合はエラーメッセ
ージを表示して処理を終える(S76)。
ェクトの場合 この場合、初期設定(S77)において図3に示すステップS2
1からS26に相当する処理を行い、視野角四度に相当する
領域(隣接領域)や周囲条件などを予め決定する。
かを判断し(S78)、Average Surroundであれば、簡単化
のためにオブジェクトを包含する矩形を算出し、その矩
形が視野角四度の領域より大きいか否かを判断する。つ
まり、オブジェクトを包含する矩形を抽出し(S79)、視
野角四度の正方形(D=0.5m、R=72ppiの場合、Lpp=87画
素相当)と包含矩形との比較を行い、オブジェクトに対
する観察条件パラメータを最適化する(S80)。
矩形の各辺が縦横ともにLppより大きい場合は「視野角
四度より大」とみなす。また、縦横のどちらか一辺が短
い場合はさらに解析を進め、例えば包含矩形の短辺≧0.
8×Lpp、かつ、面積が視野角四度の領域(Lpp/m2)より大
きければ「視野角四度より大」、それら以外は「視野角
四度以下」とみなす。ただし、この判断はテキストや閉
ループが単色で塗り潰されている場合のみ適用可能であ
る。また、より精度の高い判断を行うために、包含矩形
領域において実際に塗り潰されている領域が占める面積
(占有率)を求めることも考えられる。
処理により観察条件パラメータの最適化が行われる(S8
1)。
ため、観察条件パラメータを最適化する処理をスキップ
する。
る観察条件パラメータが設定されると、CAMによるカラ
ーマッチングが行われ(S82)、ステップS83の判定により
すべてのオブジェクトに対する処理が終わるまで、ステ
ップS72からS82の処理が繰り返され、ベクタ画像全体の
カラーマッチングが終了する。
により、ラスタ画像だけでなく、ベクタ画像に対しても
視野角に対する処理を行うことができる。
像処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第
1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付し
て、その詳細説明を省略する。
画像と観察者との距離Dが入力されるが、測距センサを
用いることにより自動化を図ることができる。例えば、
赤外線の反射時間から距離を測定する測距センサをモニ
タや観察ボックスの上へ設置すればよい(図9参照)。
に接続されていない場合は、マニュアル操作によって距
離Dを設定することができる。勿論、測距センサがオフ
ライン(ホストマシンに接続されていない)の場合に、
測距センサに表示された数値(距離)を入力してもよ
い。
素に対する相対輝度値の設定も図10に示されるユーザイ
ンタフェイスによって行うことができる。デフォルト値
は20%であるが、背景が白の場合には100%、縁なし画像
の場合は周囲の相対輝度値が設定できる。また、実際の
相対輝度値が得られる場合にはカスタム値の入力も可能
である。
ザと、原稿、モニタまたは印刷物との距離Dを自動的に
正確に入力することができる。
ない場合を説明したが、ズーム倍率Zに応じた観察条件
パラメータの設定を行うこともできる。例えば、画像と
観察者との距離D、画像の解像度Rが与えられたとき、等
倍画像に対する刺激領域、隣接領域および背景領域の一
辺がそれぞれLap、LppおよびLbpであれば、ズーム倍率Z
に対する各領域の一辺は、距離Dが固定の場合、オリジ
ナル画像上で下のようになる。この値を上述した処理で
使用することで、画像を変倍する場合に対応することが
できる。 Lap' = Lap×(1/Z) Lpp' = Lpp×(1/Z) Lbp' = Lbp×(1/Z)
ホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プ
リンタなど)から構成されるシステムに適用しても、一
つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ
装置など)に適用してもよい。
の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記
録した記憶媒体(または記録媒体)を、システムあるい
は装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュ
ータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納されたプログ
ラムコードを読み出し実行することによっても、達成さ
れることは言うまでもない。この場合、記憶媒体から読
み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の
機能を実現することになり、そのプログラムコードを記
憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。また、
コンピュータが読み出したプログラムコードを実行する
ことにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけ
でなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピ
ュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)
などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理に
よって前述した実施形態の機能が実現される場合も含ま
れることは言うまでもない。
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
の記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応す
るプログラムコードが格納されることになる。
画像上で表現される単色と背景との間の視覚効果をカラ
ーマッチング結果に反映させることができる。
ング結果を得ることができる。
図、
ャート、
る図、
域および背景領域の直径を求める方法を説明する図、
を示す図、
図、
ャート、
た例を示す図、
る相対輝度値の設定を行うユーザインタフェイスを示す
図である。
Claims (14)
- 【請求項1】 人間の色知覚モデルを用いるカラーマッ
チングを行う画像処理装置であって、 画像と観察者との距離、および、画像の解像度を入力す
る入力手段と、 入力された距離および解像度に基づき、画像上の注目画
素に対する複数の視野角に基づく領域を定義してカラー
マッチングを行う処理手段とを有することを特徴とする
画像処理装置。 - 【請求項2】 前記処理手段は、前記複数の視野角とし
て少なくとも二度、四度および10度を採用することを特
徴とする請求項1に記載された画像処理装置。 - 【請求項3】 前記処理手段は、前記複数の視野角に対
応する円形領域を正方形領域で近似することで、それら
領域内における処理を高速化することを特徴とする請求
項1または請求項2に記載された画像処理装置。 - 【請求項4】 前記処理手段は、前記複数の視野角に対
応する領域の画素値を用いて、前記注目画素に対する観
察条件パラメータを決定することを特徴とする請求項1
から請求項3の何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項5】 前記処理手段は、前記人間の色知覚モデ
ルにおける色票の視野角以内における画像の均一度合に
基づき、前記色票の視野角より大または前記色票の視野
角以下を平均的な周囲(Average Surrond)の観察条件パ
ラメータとして採用することを特徴とする請求項1から
請求項4の何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項6】 前記処理手段は、前記注目画素に対する
背景領域の平均相対輝度を前記注目画素に対する観察条
件パラメータに設定することを特徴とする請求項1から
請求項5の何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項7】 前記処理手段は、画像の縁近傍を処理す
る際に、隣接領域内の欠落画素および背景領域の欠落画
素に特定の値を設定することで、前記縁近傍における処
理を高速化することを特徴とする請求項1から請求項6の
何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項8】 前記特定の値は輝度100%、20%または周
囲領域の相対輝度であることを特徴とする請求項7に記
載された画像処理装置。 - 【請求項9】 前記処理手段は、前記複数の視野角に対
応する領域の範囲を利用して、ベクタ画像上の各オブジ
ェクトに対する観察条件パラメータを決定することを特
徴とする請求項1から請求項8の何れかに記載された画像
処理装置。 - 【請求項10】 さらに、画像と観察者との距離を計測
する測距センサを有することを特徴とする請求項1から
請求項9の何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項11】 さらに、画像と観察者との距離を入力
するインタフェイスを有することを特徴とする請求項1
から請求項9の何れかに記載された画像処理装置。 - 【請求項12】 さらに、画像の縁または枠部分の相対
輝度を入力するユーザインタフェイスを有することを特
徴とすることを特徴とする請求項1から請求項11の何れ
かに記載された画像処理装置。 - 【請求項13】 人間の色知覚モデルを用いるカラーマ
ッチングを行う画像処理方法であって、 画像と観察者との距離、および、画像の解像度を入力
し、 入力された距離および解像度に基づき、画像上の注目画
素に対する複数の視野角に基づく領域を定義してカラー
マッチングを行うことを特徴とする画像処理方法。 - 【請求項14】 人間の色知覚モデルを用いるカラーマ
ッチングを行う画像処理のプログラムコードが記録され
た記録媒体であって、前記プログラムコードは少なくと
も、 画像と観察者との距離、および、画像の解像度を入力す
るステップのコードと、 入力された距離および解像度に基づき、画像上の注目画
素に対する複数の視野角に基づく領域を定義してカラー
マッチングを行うステップのコードとを有することを特
徴とする記録媒体。
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---|---|---|---|
JP2000224284A JP4652535B2 (ja) | 2000-07-25 | 2000-07-25 | 画像処理装置およびその方法 |
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US11/001,031 US7295705B2 (en) | 2000-07-25 | 2004-12-02 | Image processing apparatus and method |
US11/864,593 US7599553B2 (en) | 2000-07-25 | 2007-09-28 | Image processing apparatus and method that perform color matching using detected uniformity |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (3)
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JP2002042132A5 JP2002042132A5 (ja) | 2007-08-30 |
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Family
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