JP2003018415A - 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents
画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体Info
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Abstract
を有効に使用しつつ、全体的に目標色特性に近い色特性
を再現可能な画像処理装置を提供することを課題とす
る。 【解決手段】 本発明による画像処理装置は、白の色変
換量(ΔLw,Δuw,Δvw)から、明度Lに応じて色変
換量が求められる色補正テーブルを備え、当該色補正テ
ーブルを用いて所望の色補正を行う。当該色補正テーブ
ルでは、明度が小さくなるにしたがって色変換量を小さ
くし、明度が所定値Lminより小さくなると、色変換量
をほぼゼロにする。また、前記色補正テーブルによる色
補正は、明度が維持される方向に色点を移動させること
によって、または明度が増加する方向に色点を移動させ
ることによって行われることができる。
Description
空間を画像出力装置の色空間に変換する場合の画像入力
信号に対する画像処理に関する。
クタなどのデバイス毎に色再現領域が異なる。したがっ
て、色再現領域の相違をどのようにして吸収して色再現
を行うかが問題となる。
などの色規格に合わせる場合、まず、両者の色域を比較
して、液晶プロジェクタの色域内でどのように目標色特
性を再現するかに関する方法(カラーマッチング方法)
を考える必要がある。
どの色規格は、一般的にCRTディスプレイの色特性を
元に作られているため、緑がかった色特性を有するプロ
ジェクタとその色域を比較すると、白から黒にかけての
グレイの色合い(グレイ軸の向き)が異なる。このた
め、液晶プロジェクタの色域内で目標色特性を忠実に再
現する場合(色再現優先のカラーマッチング)、液晶プ
ロジェクタの色特性を目標色特性に正確にあわせること
ができるものの、白付近の高輝度領域はカラーマッチン
グ後は使用されなくなり、出力画像が暗くなってしまう
という問題点がある。一方、明るさ優先のカラーマッチ
ングの場合、変換後も白付近の色は液晶プロジェクタの
色をそのまま使用するので明るさを犠牲にすることはな
いが、その分色は合わなくなるという問題点がある。
されたもので、画像出力装置の高輝度色再現領域を有効
に使用しつつ、全体的に目標色特性に近い色特性を再現
可能な画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび
記録媒体を提供することを課題とする。
み、請求項1に記載の発明は、色補正テーブルを用いて
所望の色補正を行う画像処理装置であって、白の色変換
量から、明度に応じて色変換量が求められる色補正テー
ブルを備えて構成される。
に記載の画像処理装置であって、明度が小さくなるにし
たがって色変換量を小さくするように構成される。
2に記載の画像処理装置であって、明度が小さくなるに
したがって色変換量を2次関数に基づき小さくするよう
に構成される。
乃至3のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、
明度が所定値より小さくなると、色変換量をほぼゼロに
するように構成される。
4に記載の画像処理装置であって、白の明度を100と
した場合に、前記所定値が50以下であるように構成さ
れる。
乃至5のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、
前記色補正テーブルによる色補正が、明度が維持される
方向に色点を移動させることによって行われるように構
成される。
1乃至5のいづれか一項に記載の画像処理装置であっ
て、前記色補正テーブルによる色補正が、明度が増加す
る方向に色点を移動させることによって行われるように
構成される。
ーブルを用いて所望の色補正を行う画像処理方法であっ
て、白の色変換量から、明度に応じて色変換量が求めら
れる色補正テーブルを用いるように構成される。
テーブルを用いて所望の色補正を行う画像処理をコンピ
ュータに実行させるためのプログラムであって、白の色
変換量から、明度に応じて色変換量が求められる色補正
テーブルを用いる画像処理をコンピュータに実行させる
ように構成される。
9に記載のプログラムを記録したコンピュータによって
読取可能な記録媒体である。
色変換量から、明度に応じて色変換量が求められる色補
正テーブルを記録したコンピュータによって読取可能な
記録媒体である。
好適な実施の形態について説明する。
正テーブル生成装置の機能ブロック図であり、図3は、
本発明の一実施形態にかかる画像処理装置の機能ブロッ
ク図である。
装置の具体的ハードウエア構成例を概略ブロック図によ
り示している。
生成装置および画像処理装置を実現するハードウェアの
一例としてコンピュータシステムを採用している。図2
は、同コンピュータシステムをブロック図により示して
いる。本コンピュータシステムは、画像入力デバイスと
して、スキャナ11aとデジタルスチルカメラ11bと
ビデオカメラ11cとを備えており、コンピュータ本体
12に接続されている。それぞれの入力デバイスは画像
をドットマトリクス状の画素で表現した画像データを生
成してコンピュータ本体12に出力可能となっており、
ここで同画像データはRGBの三原色においてそれぞれ
256階調表示することにより、約1670万色を表現
可能となっている。
装置としてのフロッピー(登録商標)ディスクドライブ
13aとハードディスク13bとCD−ROMドライブ
13cとが接続されており、ハードディスク13bには
システム関連の主要プログラムが記録されており、フロ
ッピーディスクやCD−ROMなどから適宜必要なプロ
グラムなどを読み込み可能となっている。また、コンピ
ュータ本体12を外部のネットワークなどに接続するた
めの通信デバイスとしてモデム14aが接続されてお
り、外部のネットワークに同公衆通信回線を介して接続
し、ソフトウェアやデータをダウンロードして導入可能
となっている。この例ではモデム14aにて電話回線を
介して外部にアクセスするようにしているが、LANア
ダプタを介してネットワークに対してアクセスする構成
とすることも可能である。この他、コンピュータ本体1
2の操作用にキーボード15aやマウス15bも接続さ
れている。
プレイ17a、カラープリンタ17bおよびプロジェク
タ17cを備えている。ディスプレイ17aについては
水平方向に800画素と垂直方向に600画素の表示エ
リアを備えており、各画素毎に上述した1670万色の
表示が可能となっている。この解像度は一例に過ぎず、
640×480画素であったり、1024×768画素
であるなど、適宜、変更可能である。
ットプリンタであり、CMYKの四色の色インクを用い
てメディアたる印刷用紙上にドットを付して画像を印刷
可能となっている。画像密度は360×360dpiや7
20×720dpiといった高密度印刷が可能となってい
るが、階調表現については色インクを付すか否かといっ
た2階調表現となっている。一方、このような画像入力
デバイスを使用して画像を入力しつつ、画像出力デバイ
スに表示あるいは出力するため、コンピュータ本体12
内では所定のプログラムが実行されることになる。その
うち、基本プログラムとして稼働しているのはオペレー
ティングシステム(OS)12aであり、このオペレー
ティングシステム12aには、ディスプレイ17aでの
表示を行わせるディスプレイドライバ(DSP DR
V)12bと、カラープリンタ17bに印刷出力を行わ
せるプリンタドライバ(PRT DRV)12cと、プ
ロジェクタ17cでの表示を行わせるプロジェクタドラ
イバ12d(図示せず)が組み込まれている。これらの
ドライバ12b、12cおよび12dはディスプレイ1
7a、カラープリンタ17bおよびプロジェクタ17c
の機種に依存しており、それぞれの機種に応じてオペレ
ーティングシステム12aに対して追加変更可能であ
る。また、機種に依存して標準処理以上の付加機能を実
現することもできるようになっている。すなわち、オペ
レーティングシステム12aという標準システム上で共
通化した処理体系を維持しつつ、許容される範囲内での
各種の追加的処理を実現できる。
て、コンピュータ本体12は、CPU12e、RAM1
2f、ROM12gおよびI/O12hなどを備え、演
算処理を実行するCPU12eがRAM12fを一時的
なワークエリアや設定記憶領域として使用したりプログ
ラム領域として使用しながら、ROM12gに書き込ま
れた基本プログラムを適宜実行し、I/O12hを介し
て接続されている外部機器及び内部機器などを制御して
いる。
ティングシステム12a上でアプリケーション12dが
実行される。アプリケーション12dの処理内容は様々
であり、操作デバイスとしてのキーボード15aやマウ
ス15bの操作を監視し、操作された場合には各種の外
部機器を適切に制御して対応する演算処理などを実行
し、さらには、処理結果をディスプレイ17aに表示し
たり、カラープリンタ17bに出力したりすることにな
る。
力デバイスであるスキャナ11aなどで画像データを取
得し、アプリケーション12dによる所定の画像処理を
実行した後、画像出力デバイスとしてのディスプレイ1
7a、カラープリンタ17bやプロジェクタ17cに表
示出力することが可能である。
ンピュータシステムとして実現しているが、必ずしもか
かるコンピュータシステムを必要とするわけではなく、
同様の画像データに対して本発明による画像処理が必要
なシステムであればよい。例えば、デジタルスチルカメ
ラ内に本発明による画像処理を行う画像処理装置を組み
込み、画像処理された画像データを用いてカラープリン
タに印字させるようなシステムであっても良い。また、
コンピュータシステムを介することなく画像データを入
力して印刷するカラープリンタにおいては、スキャナや
デジタルスチルカメラまたはモデム等を介して入力され
る画像データに対して自動的に本発明による画像処理を
行って印刷処理するように構成することも可能である。
コピー装置、プロジェクタといった画像データを扱う各
種の装置においても当然に適用可能である。
ュータ12が読取可能な形態でフロッピーディスク、C
D−ROMなどの記録媒体に記録されて流通する。当該
プログラムは、メディア読取装置(CD−ROMドライ
ブ13c、フロッピーディスクドライブ13aなど)に
よって読み取られてハードディスク13bにインストー
ルされる。そして、CPUが所望のプログラムを適宜ハ
ードディスク13bから読み出して所望の処理を実行す
るように構成されている。なお、本発明による画像処理
制御プログラム自体も本願発明の一部を構成する。
装置の高輝度色再現領域を有効に使用しつつ、全体的に
目標色特性に近い色特性を再現可能な色補正テーブルを
生成する。
0Aは、目標色空間および各パラメータ決定部20e
と、基準白色点計算部20fと、第1変換部20gと、
色変換量計算部20hと、第2変換部20iと、を備え
ている。これら各構成部分の処理の詳細に関しては後述
する。
す色補正テーブル生成装置20Aによって行われる色補
正テーブル生成処理プログラムを説明する。当該実施形
態では、画像出力装置がプロジェクタの場合について説
明する。
実行にあたっては、前提として、以下に示すプロジェク
タの色特性データを予め測定しておく必要がある。
Ywp、Zwp 赤(Rd,Gd,Bd)=(255, 0, 0)の三刺激値Xrp、
Yrp、Zrp 緑(Rd,Gd,Bd)=( 0,255, 0)の三刺激値Xgp、
Ygp、Zgp 青(Rd,Gd,Bd)=( 0, 0,255)の三刺激値Xbp、
Ybp、Zbp 黒(Rd,Gd,Bd)=( 0, 0, 0)の三刺激値Xkp、
Ykp、Zkp の各色特性データを予め測定しておく必要がある。各測
定データは、以下に示す式(1)
セットを差し引いておく。式は、白のデータについて示
すが、RGBについても同様の変換を行う。黒について
は(Xkd,Ykd,Zkd)=(0,0,0)となる。
Aによって行われる色補正テーブル生成処理プログラム
を説明するためのフローチャートを示す。
(S20) 図6に示すように、第1色補正テーブル生成装置20A
の目標色空間および各パラメータ決定部20eは、ま
ず、目標色空間および変換用行列の各パラメータを決定
する(S20)。
とする。この場合、目標色空間の各色度座標はsRGB
の定義より 白(R,G,B)=(255,255,255)の色度座標 xwt=
0.313、ywt=0.329 赤(R,G,B)=(255, 0, 0)の色度座標 xrt=
0.640、yrt=0.330 緑(R,G,B)=( 0,255, 0)の色度座標 xgt=
0.300、ygt=0.600 青(R,G,B)=( 0, 0,255)の色度座標 xbt=
0.150、ybt=0.060 となる。
部20eは、RtGtBtからXtYtZtへの変換に用いる
行列Mtを計算する(S20)。この変換もsRGBの
定義に基づくものであり、Mtは以下の式(2)に示すよう
な行列になる。
RdGdBdからXdYdZdへの変換に用いる行列Mdを計
算する(S20)。この変換は、プロジェクタの色特性
に基づくものであり、Mdは以下の式(3)に示すような行
列になる。
おいて、目標色空間とプロジェクタの色との対応付けを
行う際、基本的に明度L*が維持されるように、基準白
色点の計算を行う(S22)。このため、プロジェクタ
の色再現域をCIELUV空間で表す際の基準の白色点
は、その明度がプロジェクタの白の明度とほぼ等しく、
色度がほぼ目標色温度となるように選択する。当該実施
形態による色補正テーブル生成装置20Aによって生成
される基準白色点X0、Y0、Z0は、以下の式(4):
(S24) 次に、色補正テーブル生成装置20Aの第1変換部20
g、色変換量計算部20hおよび第2変換部20iは、
3次元色補正テーブル(3D−LUT)の各入力値Rt
GtBtに対する出力値RdGdBdを計算する(S2
4)。3次元色補正テーブル(3D−LUT)の出力値
計算処理に関しては、図7を参照して、さらに詳細に説
明する。図7において、S30およびS32における処
理は第1変換部20gによって行われ、S34およびS
36における処理は色変換量計算部20hによって行わ
れ、S38およびS40における処理は第2変換部20
iにおいて行われる。
(5)、式(6)および式(2):
30)。この変換は、sRGBの定義に基づくものであ
る。
(7):
(S32)。
時は目標色特性と液晶プロジェクタの色特性とを合わせ
て、高明度になるにしたがって液晶プロジェクタの出力
する白を出力できる色補正テーブルを生成できるよう
に、Lt*ut*vt*からL*u*v*への変換を行う(S3
4)。図5および図8に、Lt*ut*vt*からL*u*v*
への変換を説明するための図を示す。Lt*ut*vt*から
L*u*v*への変換の前後を、以下の説明において、単
に「変換前」および「変換後」と称する。
小さい色域では、変換前から変換後への色変換量(ΔL,
Δu,Δv)をゼロとして目標色特性と液晶プロジェクタ
の色特性とを合わせる。一方、明度LがLminよりも大
きい色域では、変換前から変換後への色変換量(ΔL,Δ
u,Δv)を高明度になるにしたがって徐々に大きくす
る。ここで、液晶プロジェクタの白の明度を100とし
た場合、0≦Lmin≦50とすることが好ましい。
ジェクタの高輝度色再現領域を有効に使用しつつ、全体
的に目標色特性に近い色特性を再現可能な色補正テーブ
ルを生成することができる。
Δv)は、
色変換量であり、 ΔL=Lwd−Lwt Δu=uwd−uwt Δv=vwd−vwt から求められる。
wt)は、それぞれプロジェクタと目標色空間の白色点に
おける(Ld,ud,vd)および(Lt,ut,vt)の値であ
る。このように、式(8)より、白の色変換量(ΔLw,Δu
w,Δvw)から、明度に応じて他の色の色変換量(ΔL,Δ
u,Δv)が求められる。
く、図8に示すように、点(Lmin,0)と点(100,1)と
を通る任意の関数(例えば、2次関数)とすることがで
きる。
さが等しくなるように全ての色点を移動させているが、
図9に示すように、明るさが増加する方向に変換後の色
点を移動させることもできる。このように、用途に応じ
てこれら2つの場合を使い分けることができる。
*u*v*への変換では、白の変換量(ΔLw*,Δuw*,Δ
vw*)を基準にして全ての色の変換量を決めているの
で、白以外の、特に彩度の高い色については、変換後の
色が液晶プロジェクタの色域外になる場合がある。そこ
で、色変換量計算部では、さらに、L*u*v*からLd*
ud*vd*への変換を行う。この変換は、図10に示すよ
うに、変換後の色が液晶プロジェクタの色域外の場合
に、その色に対してプロジェクタが表示できる色のうち
比較的近い色(例えば、色相が同じで座標上の距離が最
も小さい色)を対応付けるような変換である。
(S38)。ここで、Xn,Yn,Znの値は、式(4)で求め
た基準白色点の値(X0,Y0,Z0)である。
タの色特性に基づいてXdYdZdをRdGdBdに変換する
(S40)。変換式は、以下の式(14)および式(15):
列Mdの逆行列である。計算の結果、Rd,Gd,Bd<0と
なったときはRd,Gd,Bdをゼロとし、Rd,Gd,Bd>25
5となったときには255とする。ここで得られたRd,Gd,
Bdの値が最終的な3次元色補正テーブルのデータとな
る。
な3次元色補正テーブルのデータに基づき、3次元色補
正テーブルが生成され(S26)、当該生成された3次
元色補正テーブルが色補正LUT格納部20bに格納さ
れる(S28)。
ロジェクタの高輝度色再現領域を有効に使用しつつ、全
体的に目標色特性に近い色特性を再現可能な色補正テー
ブルを生成することができる。
データに対して所望の画像処理を施し、当該画像処理さ
れた画像データを画像出力装置30に出力する。ここ
で、画像データはカラー画像を所定の要素色毎に色分解
しつつ、その要素色毎に強弱を表したものであり、有彩
色であって所定の比で混合したときにはグレイに代表さ
れる無彩色と黒色とからなる。当該実施形態では、ディ
スプレイなどの画像出力装置30がRGBデータに基づ
き色再現を行う場合について説明する。
成装置20Aによって生成された色補正テーブルを少な
くとも格納している色補正LUT格納部20bと;色補
正LUT選択部20cによって選択された色補正テーブ
ル(LUT)を色補正LUT格納部20bから読み出
し、当該読み出された色補正LUTを参照してRGBデ
ータをR’G’B’データに変換するための色補正部2
0aと;を備えている。
Bの動作について説明する。
力開始(ステップ70)が指示されるとともに、所定の
3次元色補正LUTが選択されると(ステップ72、Y
es)、当該所定の3次元色補正LUTが色補正LUT
格納部20bから読み出され、RAM内に読み込まれる
(ステップ74)。そして、当該3次元色補正LUTを
色補正部20aに組み込み(ステップ76)、3次元色
補正LUTを参照して補間演算によって画像処理を行
い、画像出力処理を行う(ステップ78)。
て、ユーザが好みまたは用途などに応じて、色補正LU
T選択部20iを用いて所望のLUTを選択できるよう
に構成している。
ば、画像出力装置であるプロジェクタの高輝度色再現領
域を有効に使用しつつ、全体的に目標色特性に近い色特
性を再現可能な色補正を行うことができる。
成装置の機能ブロック図である。
像処理装置の具体的ハードウエア構成例を示す概略ブロ
ック図である。
能ブロック図である。
ローチャートである。
るための図(1)である。
われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明するた
めのフローチャートである。
値計算処理プログラムを説明するためのフローチャート
である。
るための図(2)である。
るための図(3)である。
するための図である。
Claims (11)
- 【請求項1】 色補正テーブルを用いて所望の色補正を
行う画像処理装置であって、 白の色変換量から、明度に応じて色変換量が求められる
色補正テーブルを備える画像処理装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の画像処理装置であっ
て、 明度が小さくなるにしたがって色変換量を小さくする、
画像処理装置。 - 【請求項3】 請求項2に記載の画像処理装置であっ
て、 明度が小さくなるにしたがって色変換量を2次関数に基
づき小さくする、画像処理装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいづれか一項に記載の
画像処理装置であって、 明度が所定値より小さくなると、色変換量をほぼゼロに
する、画像処理装置。 - 【請求項5】 請求項4に記載の画像処理装置であっ
て、 白の明度を100とした場合に、前記所定値が50以下
である、画像処理装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいづれか一項に記載の
画像処理装置であって、 前記色補正テーブルによる色補正が、明度が維持される
方向に色点を移動させることによって行われる、画像処
理装置。 - 【請求項7】 請求項1乃至5のいづれか一項に記載の
画像処理装置であって、 前記色補正テーブルによる色補正が、明度が増加する方
向に色点を移動させることによって行われる、画像処理
装置。 - 【請求項8】 色補正テーブルを用いて所望の色補正を
行う画像処理方法であって、 白の色変換量から、明度に応じて色変換量が求められる
色補正テーブルを用いる画像処理方法。 - 【請求項9】 色補正テーブルを用いて所望の色補正を
行う画像処理をコンピュータに実行させるためのプログ
ラムであって、 白の色変換量から、明度に応じて色変換量が求められる
色補正テーブルを用いる画像処理をコンピュータに実行
させるためのプログラム。 - 【請求項10】 請求項9に記載のプログラムを記録し
たコンピュータによって読取可能な記録媒体。 - 【請求項11】 白の色変換量から、明度に応じて色変
換量が求められる色補正テーブルを記録したコンピュー
タによって読取可能な記録媒体。
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