JP2003331275A - 色変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作成条件が異なる様々な入力画像に対し、好
適で高品質な色変換画像を得ることができる色変換装置
を提供する。 【解決手段】 平均輝度計算手段２により、入力画像の
平均輝度を計算し、色変換領域決定手段３により、この
平均輝度の値に適応的に、色変換変換領域Ｄを決定す
る。そして、入力画像の平均輝度に基づいて、変換前基
準色決定手段４，変換後基準色決定手段５により、変換
前・後の基準色を決定する。そして、これら平均輝度，
色変換変換領域Ｄ、変換前・後の基準色が入力される色
変換手段６により、入力色と基準色及び色変換領域Ｄの
境界との距離に応じて、変換量の重み付けを表す係数ｗ
を設定しながら入力色を色変換して、高品質な画像出力
を得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラー画像処理シ
ステムにおける、ある色空間座標系の色を同一色空間上
の別の色に変換する色変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー印刷，写真，テレビ等により、オ
リジナルの事物の色を再現するための色再現手法の一つ
に、オリジナルの事物の色を忠実に再現する「完全な色
再現」がある。しかし、この「完全な色再現」を実現す
るためには、物体色の分光反射率をオリジナルの事物と
一致させなければならず、通常、これは実現不可能であ
る。

【０００３】また、オリジナルの事物についての照明光
や輝度等の条件が予め判明している場合は、オリジナル
画像の作成条件をこれら条件に近づけることで、よりオ
リジナルの事物の色に近い画像が再現できる。しかし、
この場合も、オリジナルの事物についての照明光や輝度
等の条件が不明な場合には、オリジナル画像の作成条件
をこれら条件に近づけることは不可能である。

【０００４】そこで、このようにオリジナル画像の作成
条件を特定できない場合、オリジナルの事物に対してオ
リジナル画像の再現画質を向上させるためには、見る人
にとって好ましい色を再現することに重きをおいた「好
ましい色再現」が、有効な色再現手法であることが知ら
れている。

【０００５】そして、「好ましい色再現」では、肌色，
空色，草色等、よく知られている幾つかのオリジナルの
事物についての色を、見る人にとって「好ましい色」に
再現することが重要になってくる。

【０００６】また、この「好ましい色再現」における
「好ましい色」と似た意味合いで使用される語に、「記
憶色」がある。「記憶色」は、「好ましい色」同様、よ
く知られている特定の事物に関して記憶されている色で
ある。オリジナルの事物の色の特徴的な性質が心理的に
強調されて記憶される「記憶色」では、オリジナルの事
物で明るい色はより明るく、暗い色はより暗く、はっき
りした色はより鮮やかに記憶される傾向がある。そし
て、過去の実験により、この「好ましい色」と「記憶
色」とは異なることがわかっている（大田登著「色再現
工学の基礎」、コロナ社刊）。

【０００７】このような関係を踏まえた上で従来技術を
眺めると、特開平９−２１４７９２号公報記載の、任意
の色を別の色に変換する色変換装置がある。この装置で
は、入力された画像に係り、変換前の中心色と、この変
換前中心色を含む変換範囲と、この変換範囲に含まれる
変換後中心色とを、ユーザが指定する構成になってい
る。そして、この装置では、“入力色度値”＝“変換前
中心色”の場合に“１”、“入力色度値”＝“変換範囲
境界”の場合に“０”となる重み係数を、変換前中心色
と変換後中心色との差分（＝“変換後中心色”−“変換
前中心色”）に乗算し、この乗算値を入力色度値に加算
して出力する構成になっている。

【０００８】また、前記公報とは別の従来技術として、
特開平６−７８３２０号公報記載の、記憶色についての
自動色調整装置がある。この装置では、調整する色調整
領域と、記憶色等の基準色度値とを、ユーザが設定する
構成になっている。そして、この装置では、“入力色度
値”＝“基準色度値”の場合に“１”、“入力色度値”
＝“色調整領域境界”の場合に“０”となる重み係数を
生成し、この重み係数を基準色度値に乗算する一方、そ
の補数を入力色度値に乗算し、これらを加算して出力す
る構成になっている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の色
変換装置では、オリジナル画像を作成した装置，オリジ
ナル画像が作成された照明条件等といった、作成条件が
異なる様々なオリジナル画像を、入力画像として処理す
る必要がある。この場合、処理を行う入力画像の作成条
件によって、最適な基準色や色変換領域（色調整領域）
が異なる。そのため、前述した従来の色変換装置では、
入力画像毎に、変換前後の基準色や色変換領域を適宜設
定することが望ましい。

【００１０】しかし、作成条件が異なる様々なオリジナ
ル画像を入力画像とし、これら入力画像の色変換に前述
した従来の色変換装置を適用しようとする場合、入力画
像１フレーム毎に、基準色や色変換領域に関するパラメ
ータをユーザが設定する必要があり、煩雑であった。

【００１１】また、テレビやストリーミングのように、
大量の画像データを扱うにも関わらず、入力画像データ
が受信端末に蓄積されず、リアルタイム処理が必要な場
合には、１フレーム毎にユーザがパラメータを設定する
こと自体も困難であった。

【００１２】さらに、人手によらず自動で色変換領域を
決定する場合、画像出力前に目視による色変換領域の境
界確認ができない。このため、色変換領域の境界で色の
不連続が発生したり、擬似輪郭が生じる等といった画質
劣化の問題もある。

【００１３】本発明は、上記問題点を鑑みなされたもの
であって、作成条件が異なる様々な入力画像に対し、好
適で高品質な色変換画像を得ることができる色変換装置
を提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した課題
を解決するためになされたものであって、本発明の色変
換装置は、ある色空間座標系の色を同一色空間上の別の
色に変換する色変換装置であって、入力画像の所定領域
の輝度特性を計算する輝度計算手段と、前記輝度特性か
ら、色空間上の色変換領域を決定する色変換領域決定手
段とを備えることを特徴とする。

【００１５】この色変換装置によれば、作成した装置や
作成された照明条件等が異なる各種の入力画像に対し、
色変換領域の最適値を自動で計算し、適応的に変化させ
ることで、あらゆる画像に対して好適で高品質な色変換
画像を得ることができる。

【００１６】また、本発明の色変換装置は、入力画像の
所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段と、前記輝
度特性から、変換後の基準色を決定する変換後基準色決
定手段とを備えることを特徴とする。

【００１７】この色変換装置によれば、作成した装置や
作成された照明条件等が異なる各種の入力画像に対し、
色変換後の基準色の最適値を自動で計算し、適応的に変
化させることで、あらゆる画像に対して好適で高品質な
色変換画像を得ることができる。

【００１８】また、本発明の色変換装置は、入力画像の
所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段と、前記輝
度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色変換領
域決定手段と、前記所定領域内の入力画像信号から、前
記色変換領域に含まれる信号を抽出し、前記抽出信号の
輝度及び色度の少なくとも一方について統計的特性を求
め、前記特性を基に変換前の基準色を決定する変換前基
準色決定手段とを備えることを特徴とする。

【００１９】この色変換装置によれば、作成した装置や
作成された照明条件等が異なる各種の入力画像に対し、
色変換前の基準色や色変換領域の最適値を自動で計算
し、適応的に変化させることで、あらゆる画像に対して
好適で高品質な色変換画像を得ることができる。

【００２０】また、本発明の色変換装置は、入力画像の
所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段と、前記輝
度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色変換領
域決定手段と、前記所定領域内の入力画像信号から、前
記色変換領域に含まれる信号を抽出し、前記抽出信号の
輝度及び色度の少なくとも一方について統計的特性を求
め、前記特性を基に変換前の基準色を決定する変換前基
準色決定手段と、前記輝度特性から、変換後の基準色を
決定する変換後基準色決定手段とを備えることを特徴と
する。

【００２１】この色変換装置によれば、作成した装置や
作成された照明条件等が異なる各種の入力画像に対し、
色変換前・後の基準色や色変換領域の最適値を自動で計
算し、適応的に変化させることで、あらゆる画像に対し
て好適で高品質な色変換画像を得ることができる。

【００２２】さらに、この色変換装置においては、色変
換手段は、前記色変換領域の境界と前記変換前の基準色
の色空間上での距離を基準とした、１ピクセル毎の入力
画像信号と前記色変換領域境界との色空間上での相対距
離を求め、前記変換前の基準色と前記変換後の基準色と
の差分に対し、前記相対距離から算出した重み係数を乗
算した値を１ピクセル毎の入力画像信号に加算した結果
を出力とすることを特徴とする。

【００２３】これにより、入力色と基準色及び色変換領
域の境界との距離に応じて変換量の重み付けを行うこと
ができ、色変換後の擬似輪郭の発生、変換後の色の不自
然さを解消した高品質な画像出力を実現できる。

【００２４】また、これらの色変換装置においては、所
定領域の入力画像信号を一時的に記憶可能なメモリを備
えることを特徴とし、また、この所定領域の大きさは、
１フレームであることを特徴とする。これにより、入力
画像がフレーム間の表示画像の相関がない静止画像の場
合であっても、良好な出力画像を得ることができる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しながら、
本発明の色変換装置の好適な実施の形態について詳細に
説明する。

【００２６】＜第一の実施の形態＞図１は、本発明の第
一の実施の形態による色変換装置１の構成図である。本
実施の形態の色変換装置１は、輝度計算手段２，色変換
領域決定手段３，変換前基準色決定手段４，変換後基準
色決定手段５，及び色変換手段６を備えて構成されてい
る。

【００２７】色変換装置１には、画像信号Ｌｉ，ｕｉ，
ｖｉが入力され、色変換装置１からは、色変換された画
像信号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏが出力される。

【００２８】ここで、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
は、ＣＩＥ１９７６均等知覚空間Ｌ＊ｕ＊ｖ＊（以下、
Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間と称す）上の座標で表した入力画像
１ピクセル毎の画像信号を示す。なお、以下の説明で
は、この入力画像１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，
ｖｉに対し、入力画像１フレーム分の画像信号Ｌｉ，ｕ
ｉ，ｖｉの集合を画像信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎで表
し、両者を適宜使い分けて説明する。

【００２９】また、色変換装置１の出力Ｌｏ，ｕｏ，ｖ
ｏも、同じくＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間上の座標で表す、出力
画像１ピクセル毎の画像信号である。同様に、この出力
画像１ピクセル毎の画像信号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏについて
も、出力画像１フレーム分の画像信号Ｌｏｕｔ，ｕｏｕ
ｔ，ｖｏｕｔと適宜使い分けて説明する。

【００３０】そして、これら画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖ
ｉ、Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎ、Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏ、Ｌｏ
ｕｔ，ｕｏｕｔ，ｖｏｕｔそれぞれの、明度信号Ｌ＊と
色度信号ｕ＊，ｖ＊をまとめて、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊信号と総
称する。

【００３１】これら関係を踏まえ、本実施の形態の色変
換装置１は、入力画像１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，
ｕｉｎ，ｖｉｎの一部をＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間上の別の色
に変換し、１フレーム分の画像信号Ｌｏｕｔ，ｕｏｕ
ｔ，ｖｏｕｔとして出力する構成となっている。

【００３２】次に、この色変換装置１に備えられた上記
各手段の構成について、詳細に説明する。輝度計算手段
２は、入力画像１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖ
ｉが入力され、入力された画像１フレーム分の画像信号
Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎの中の、明度信号（すなわち、
輝度信号）Ｌｉｎの平均輝度ａｖＬを計算して出力す
る。

【００３３】本実施の形態では、輝度計算手段２は、１
ピクセル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉが入力され
る毎に、当該入力された１ピクセル毎の入力画像信号Ｌ
ｉ，ｕｉ，ｖｉを含む、それ以前に入力された入力画像
信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの集合のうち、最新の１フレーム
分の画像信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎの平均輝度ａｖＬ
を計算して出力する。

【００３４】色変換領域決定手段３は、輝度計算手段２
によって計算された入力画像１フレーム分の画像信号Ｌ
ｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎの平均輝度ａｖＬから、画像中の
「好ましい色」に変換する色変換領域Ｄを決定して出力
する。具体的には、色変換領域決定手段３は、変換する
色領域の閾値ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ
（ａｖＬ）を設定して、色変換領域Ｄを決定する。

【００３５】例えば、色変換領域決定手段３は、１ピク
セル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉとの関係で、次式
（１）のように閾値を設定し、色変換領域Ｄ１を決定す
る。

【００３６】

【数１】

【００３７】なお、式（１）において、ｆＬ（ａｖ
Ｌ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）は、それぞれ入
力画像１フレーム分の平均輝度ａｖＬを変数とした関数
ｆＬ，ｆｕ，ｆｖによって定まる値である。

【００３８】すなわち、物体の色の見え方は、照明の明
るさにより異なる。照明が明るければそこにある物体も
明るい色で、暗ければ暗い色で見える。したがって、色
変換領域Ｄは、本来、オリジナルの事物を照らす照明の
明るさによって変えるべきものである。しかし、例え
ば、テレビ放送を受信機で表示する場合、受信側ではオ
リジナル画像を撮影したときの照明の明るさといった情
報は全く得られない。

【００３９】そのため、本実施の形態では、まず、輝度
計算手段２によって、画像の平均輝度ａｖＬを入力信号
（ここでは、最新の１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，ｕ
ｉｎ，ｖｉｎ）から計算し、撮影時の照明の明るさの代
わりに色変換領域Ｄを決める指標としている。

【００４０】その上で、色変換領域Ｄの閾値ｆＬ（ａｖ
Ｌ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）は、閾値ｆＬ
（ａｖＬ）を例に挙げれば、

【数２】 のように、平均輝度ａｖＬに関する１次式あるいは定数
式（ｐ＝０の場合）の関数ｆＬとなり、閾値ｆｕ（ａｖ
Ｌ），ｆｖ（ａｖＬ）についても同様の平均輝度ａｖＬ
に関する関数ｆｕ，ｆｖとなる。

【００４１】そのため、色変換領域決定手段３には、画
像の平均輝度ａｖＬに応じて色変換領域Ｄ１を決定する
ために、これら関数ｆＬ，ｆｕ，ｆｖが予め設定され、
格納されている。

【００４２】これにより、本実施の形態では、色変換領
域Ｄは、１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉが輝
度計算手段２に入力される毎に、輝度計算手段２で計算
される入力画像１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，ｕｉ
ｎ，ｖｉｎの平均輝度ａｖＬを基に、色変換領域決定手
段３によって随時決定されることになる。

【００４３】図２は、この色変換領域決定手段３により
決定される色変換領域Ｄの例Ｄ１を示す概念図である。
式（１）により、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間上において、図２
の斜線で囲まれた部分のような色変換領域Ｄ１が決定さ
れる。

【００４４】一方、図１に戻り、変換前基準色決定手段
４は、色変換領域決定手段３により決定された色変換領
域Ｄ１、及び１ピクセル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，
ｖｉが随時入力され、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉを決定する。

【００４５】この変換前基準色決定手段４により決定さ
れる変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉは、本
実施の形態では、随時入力される１ピクセル毎の入力画
像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに係り、当該入力される１ピク
セル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを含む、それ以
前に入力された最新の１フレーム分の入力画像信号Ｌｉ
ｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎ（すなわち、随時入力される１ピク
セル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの１フレーム分
の集合）のうち、色変換領域Ｄ１内に含まれている入力
画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの輝度信号Ｌ＊及び色度信号
ｕ＊，ｖ＊の平均値となっている。

【００４６】なお、この変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉは、上記決定の方法に代え、例えば、色変
換領域Ｄ１内に含まれている入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，
ｖｉの輝度信号Ｌ＊分布，色度信号ｕ＊，ｖ＊分布の中
央値、又はこれに準ずる値として、決定してもよい。

【００４７】変換後基準色決定手段５は、輝度計算手段
２により逐次計算される平均輝度ａｖＬが入力され、こ
の逐次入力される平均輝度ａｖＬに基づいて、変換後基
準色ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏを随時決定する。

【００４８】変換後基準色ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖ
ｏは、本実施の形態では、例えば、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間
において、輝度信号“Ｌ＊＝ａｖＬ”のｕ＊ｖ＊平面内
で、最も好ましく見える肌色の色度信号ｕ＊，ｖ＊の座
標値とする。したがって、本実施の形態では、変換後基
準色ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏは、平均輝度ａｖＬ
の複数の値と、この平均輝度ａｖＬの複数の値それぞれ
に応じて最も好ましく見える肌色の色度信号の値ｕ＊，
ｖ＊とが対応づけられて記憶されているテーブルを、変
換後基準色決定手段５のＲＯＭに予め設けておくことに
よって、簡単に取得し決定できる。

【００４９】色変換手段６は、１ピクセル毎の入力画像
信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、色変換領域決定手段３により
随時決定される色変換領域Ｄ１と、変換前基準色決定手
段４により随時決定される変換前基準色ｓｔｕｉ，ｓｔ
ｖｉ，ｓｔＬｉと、変換後基準色決定手段５により随時
決定される変換後基準色ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏ，ｓｔＬｏ
とが入力される。色変換手段６は、１ピクセル毎の画像
信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを逐次読み込んで、色変換領域Ｄ
１に含まれる場合には、当該入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，
ｖｉについて、色変換処理を行う。

【００５０】次に、この色変換手段６の構成について、
適宜図１及び図２を参照しながら、図３を基づき説明す
る。図３は、本実施の形態の色変換装置１における色変
換手段６の構成図である。本実施の形態では、色変換手
段６は、重み係数発生手段７，減算器８〜１０，乗算器
１１〜１３，加算器１４〜１６を備えて構成されてい
る。

【００５１】重み係数発生手段７は、１ピクセル毎の入
力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ、色変換領域決定手段３に
よる色変換領域Ｄ１の閾値ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖ
Ｌ），ｆｖ（ａｖＬ）、及び変換前基準色決定手段４に
よる変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉをそれ
ぞれ取り込み、重み係数ｗを生成する。

【００５２】減算器８〜１０は、変換前基準色決定手段
４による変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、
及び変換後基準色決定手段５による変換後基準色ｓｔＬ
ｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏを取り込んで、変換前基準色ｓ
ｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉと前記変換後基準色ｓｔＬ
ｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏとの差分“ｓｔＬｏ−ｓｔＬ
ｉ”，“ｓｔｕｏ−ｓｔｕｉ”，“ｓｔｖｏ−ｓｔｖ
ｉ”を演算する。

【００５３】乗算器１１〜１３は、重み係数発生手段７
によって生成された重み係数ｗ、及び減算器８〜１０に
よる差分“ｓｔＬｏ−ｓｔＬｉ”，“ｓｔｕｏ−ｓｔｕ
ｉ”，“ｓｔｖｏ−ｓｔｖｉ”を取り込んで、両者を乗
算し、変化量“（ｓｔＬｏ−ｓｔＬｉ）＊ｗ”，“（ｓ
ｔｕｏ−ｓｔｕｉ）＊ｗ”，“（ｓｔｖｏ−ｓｔｖｉ）
＊ｗ”を逐次演算する。

【００５４】加算器１４〜１６は、１ピクセル毎の入力
画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ、及び乗算器１１〜１３によ
る変化量“（ｓｔＬｏ−ｓｔＬｉ）＊ｗ”，“（ｓｔｕ
ｏ−ｓｔｕｉ）＊ｗ”，“（ｓｔｖｏ−ｓｔｖｉ）＊
ｗ”を取り込んで、以下に示す式（３）〜（５）の計算
を実行し、色変換手段６の出力Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏを生成
する。

【００５５】

【数３】

【００５６】ここで、図３に示した、色変換手段６の重
み係数発生手段７が行う処理ついて詳細に説明する。こ
の重み係数発生手段７が行う処理の説明に当たって、こ
こでは、色変換領域Ｄが、前述の閾値ｆＬ（ａｖＬ），
ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）で指定される色変換領
域Ｄ１の場合を例に、図３を参照しながら、図４に基づ
いて説明する。

【００５７】図４は、色変換領域Ｄが閾値ｆＬ（ａｖ
Ｌ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）で指定される色
変換領域Ｄ１の場合の、色変換手段６における重み係数
発生手段７の処理の流れを示すフローチャートである。

【００５８】重み係数発生手段７は、１ピクセル毎の入
力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉについて、前述の式（１）
に示した色変換領域Ｄ１（図２参照）に含まれるか否か
を判断する（ステップＳ１０１）。

【００５９】この結果、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
が色変換領域Ｄ１に含まれる場合、入力画像信号Ｌｉ，
ｕｉ，ｖｉと、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔ
ｖｉとをそれぞれ比較する（ステップＳ１０２、ステッ
プＳ１０５、ステップＳ１０８）。

【００６０】この比較結果に従い、重み係数発生手段７
は、次の式（６）〜（１１）の計算により、色変換領域
Ｄの境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖ
Ｌ）と入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉとの、Ｌ＊ｕ＊ｖ
＊色空間上での相対距離ｄ１〜ｄ３を求める（ステップ
Ｓ１０３，Ｓ１０４、ステップＳ１０６，Ｓ１０７、ス
テップＳ１０９，Ｓ１１０）。

【００６１】

【数４】

【００６２】その上で、重み係数発生手段７は、相対距
離ｄ１〜ｄ３の中で、最小の値を最短相対距離ｄｍｉｎ
として決定し、この最短相対距離ｄｍｉｎを係数とし
て、色変換領域Ｄの境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖ
Ｌ），ｆｖ（ａｖＬ）では“０”、変換前基準色ｓｔＬ
ｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉで“１”となる、重み係数ｗを
決定する（ステップＳ１１１）。

【００６３】なお、前述したステップＳ１０１による判
断結果において、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの何れ
かが色変換領域Ｄに含まれない場合は、ステップＳ１０
２〜Ｓ１１１に示した最短相対距離ｄｍｉｎに基づく重
み係数ｗの決定を行わず、重み係数ｗ＝０を出力する
（ステップＳ１１２）。

【００６４】図５は、重み係数発生手段７において、入
力色信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと色変換領域Ｄの境界ｆＬ
（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）の最短相
対距離ｄｍｉｎを重み係数ｗとした場合の、この重み係
数ｗの値変化を示す説明図である。

【００６５】ただし、実際は、図示しているｕ＊軸方向
及びｖ＊軸方向のみならず、Ｌ＊軸方向にも重み係数ｗ
の変化は存在するが、図が複雑になるため、同図では省
略してある。

【００６６】図５では、ｕ＊軸及びｖ＊軸によって規定
されるｕ＊ｖ＊平面上の、斜線を施した変換領域Ｄ１内
の入力画像信号ｕｉ，ｖｉに対応する重み係数ｗが、入
力画像信号ｕｉ，ｖｉの座標位置からｕ＊軸方向及びｖ
＊軸方向に対して垂直にｗ軸方向に立てた垂線と、変換
領域Ｄ１をその底面とし、その底面にある変換前基準色
ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉからｗ軸方向に高さ“ｗ
＝１”を有して形成された四角錘の側面との交点位置に
おける、ｗ軸方向に関する座標の大きさで表されてい
る。

【００６７】次に、図１〜図５に示した本実施の形態の
色変換装置１による処理の流れを説明する。図６は、本
実施の形態の色変換装置１の処理の流れを示すフローチ
ャートである。図１に示した色変換装置１に、１ピクセ
ル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉが入力されると、
輝度計算手段２により、１フレーム分の画像信号Ｌｉ
ｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎの平均輝度ａｖＬを計算する（ステ
ップＳ１）。

【００６８】本実施の形態の場合、画像信号Ｌｉ，ｕ
ｉ，ｖｉが入力される毎に、輝度計算手段２により、当
該入力された画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを含め、最新入
力された１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉ
ｎを基に、平均輝度ａｖＬが計算される。

【００６９】次に、色変換領域決定手段３，変換前基準
色決定手段４，及び変換後基準色決定手段５により、閾
値ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）に
よって指定された色変換領域Ｄ１と、変換前後の基準色
ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，
ｓｔｖｏとを決定する（ステップＳ２）。

【００７０】本実施の形態の場合、当該入力された画像
信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを含めた最新入力された１フレー
ム分の画像信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎを基に、色変換
領域Ｄ１が決定される。

【００７１】そして、色変換手段６により、入力された
１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを読み込み
（ステップＳ３）、当該画素（ピクセル）が前記色変換
領域Ｄ１に含まれるか否かを判断する（ステップＳ
４）。

【００７２】この結果、当該画素が前記色変換領域Ｄ１
に含まれる場合には、色変換処理を行う一方（ステップ
Ｓ５）、前記色変換領域Ｄに含まれない場合には、色変
換処理を行わない。

【００７３】ここで、色変換処理は、上記ステップＳ４
により、当該画素が前記色変換領域Ｄ１に含まれると判
断された、その１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖ
ｉについて、前述の図４に図示した重み係数発生手段７
により重み係数ｗを生成し、減算器８〜１０，乗算器１
１〜１３，及び加算器１４〜１６によって、前記式
（３）〜式（５）に示した演算結果を得る。そして、色
変換装置１は、１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖ
ｉが入力される毎に、ステップＳ１〜Ｓ５の処理を繰り
返す。

【００７４】図７は、図２に示した色変換領域Ｄ１につ
いて、色変換装置１による、１ピクセル毎の入力画像信
号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、当該１ピクセル毎の入力画像信
号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに対応した、１ピクセル毎の出力画
像信号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏ、変換前後の基準色ｓｔＬｉ，
ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏ、
色変換領域Ｄ１の関係を示した説明図である。図７で
は、説明簡単のため、Ｌ＊成分の変化については省略
し、ｕ＊ｖ＊成分の変化についてのみｕ＊ｖ＊平面上で
示しているが、Ｌ＊方向の変化も同様である。

【００７５】本実施の形態の色変換装置１によれば、作
成した装置や作成された照明条件等が異なる各種の画像
の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに対し、色変換前の基
準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、色変換後の基準色
ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏや色変換領域Ｄの最適値
を自動で計算し、適応的に変化させることで、あらゆる
画像に対して好適で高品質な色変換画像を得ることがで
きる。特に、画像毎にユーザ操作で最適値を設定するこ
とが難しい動画像に関して有効である。

【００７６】さらに、本実施の形態の色変換装置では、
色変換領域Ｄ１の領域境界をＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間上のｕ
＊ｖ＊座標に合わせている。これにより、色変換領域Ｄ
１はＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間のｕ＊値，ｖ＊値をそのまま境
界値としているため、計算が簡単で処理が少なく済み、
変換作業のより効率化をはかることができる。

【００７７】＜第二の実施の形態＞第二の実施の形態の
色変換装置１'は、第一の実施の形態の色変換装置１に
対し、図３に示した色変換手段６における重み係数発生
手段７の内部構成が異なるだけで、他の部分の構成につ
いては変わりない。

【００７８】そこで、本実施の形態の説明に当たって
は、第一の実施の形態の色変換装置１の説明と重複する
部分についてはその説明を省略するとともに、その特徴
部分について、適宜、第一の実施の形態の図１〜図７を
引用しながら説明する。

【００７９】ところで、前記第一の実施の形態の色変換
装置１では、重み係数発生手段７は、色変換領域Ｄの境
界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）と
入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉとの、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空
間上での相対距離ｄ１〜ｄ３の中で、最小の値を最短相
対距離ｄｍｉｎとして決定し、この最短相対距離ｄｍｉ
ｎを係数として、図５に示したように、色変換領域Ｄ１
の境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖ
Ｌ）では“０”、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓ
ｔｖｉでは“１”となる、重み係数ｗを決定していた。

【００８０】そして、この重み係数ｗの値は、色変換領
域Ｄ１の境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ
（ａｖＬ）と、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔ
ｖｉとの間の色変換領域Ｄ１では、入力画像信号Ｌｉ，
ｕｉ，ｖｉの座標位置と比例関係を持って、直線的に増
減する構成となっていた。

【００８１】本実施の形態は、このようにして求められ
た入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、色変換領域Ｄ１の
境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）
との最短相対距離ｄｍｉｎに対し、最短相対距離ｄｍｉ
ｎが“ｄｍｉｎ＝１”のときに重み係数ｗが“ｗ＝
１”、最短相対距離ｄｍｉｎが“ｄｍｉｎ＝０”のとき
に重み係数ｗが“ｗ＝０”となるような任意の変換を行
うことで、色変換領域Ｄ１内の色変化を適宜調整するこ
とができる一例を示したものである。

【００８２】図８は、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと
色変換領域Ｄ１の境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖ
Ｌ），ｆｖ（ａｖＬ）との最短相対距離ｄｍｉｎから重
み係数ｗを算出する場合に、最短相対距離ｄｍｉｎと重
み係数ｗとの関係の別例を示した説明図である。

【００８３】図９は、図８の関係により算出された重み
係数ｗの、ｕ＊ｖ＊色度座標上での変化を示す説明図で
ある。

【００８４】図８において、一点鎖線で示した前述した
第一の実施の形態による最短相対距離ｄｍｉｎと重み係
数ｗとの関係に対し、実線で示した本実施の形態による
最短相対距離ｄｍｉｎと重み係数ｗとの関係は、最短相
対距離ｄｍｉｎが“ｄｍｉｎ＝１”近傍の領域、又は
“ｄｍｉｎ＝０”近傍の領域では、最短相対距離ｄｍｉ
ｎの変化に対応した重み係数ｗの変化の割合が小さくな
っている。

【００８５】この結果、図９に示すように、この場合の
色変換領域Ｄ２内の１ピクセル毎の入力画像信号Ｌｉ，
ｕｉ，ｖｉに関して、境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖ
Ｌ），ｆｖ（ａｖＬ)側寄りの入力画像信号Ｌｉ，ｕ
ｉ，ｖｉは、その重み係数ｗが図５に示した第一の実施
の形態による場合よりも低く、色変換が抑えられるよう
になっている。また、逆に変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔ
ｕｉ，ｓｔｖｉ側寄りの入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
は、その重み係数ｗが図５に示した第一の実施の形態に
よる場合よりも高く、色変換が増長されて施されるよう
になっている。

【００８６】これにより、図９に示した決定方法によれ
ば、図５に示した方法に比較して重み係数ｗが“１”に
近い色変換領域Ｄの範囲の大きさが広くなるため、より
広い範囲で好ましい色を再現できるようになる。そのた
め、前述の式（３）〜（５）の変換によれば、重み係数
ｗが“１”に近い程、変換後の色は好ましい色（変換後
の基準色ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏ）に近くなる。

【００８７】なお、図９に示した決定方法が、重み係数
ｗが取得される面が曲面である、すなわち、図８におい
て、実線で示した最短相対距離ｄｍｉｎと重み係数ｗと
の関係が曲線であるのは、一定範囲内で重み係数ｗを全
く同じとしてしまうと、階調つぶれが発生してしまい、
画像の精細性が失われてしまうためである。

【００８８】＜第三の実施の形態＞第三の実施の形態の
色変換装置１"は、第一の実施の形態の色変換装置１に
対し、色変換領域決定手段３による色変換領域Ｄの決定
の仕方を変更し、より人間の視覚に近い領域指定を行う
ようにしたものである。

【００８９】第三の実施の形態の色変換装置１"は、第
一の実施の形態の色変換装置１に対し、図３に示した色
変換領域決定手段３の内部構成等が異なるだけで、他の
部分の構成については変わりない。

【００９０】そこで、本実施の形態の説明に当たって
も、第一の実施の形態の色変換装置１の説明と重複する
部分については説明を省略するとともに、その特徴部分
について、適宜、第一の実施の形態の図１〜図７を引用
しながら説明する。

【００９１】本実施の形態の色変換装置１"は、色変換
領域決定手段３による色変換領域Ｄの決定の仕方につい
て、第一の実施の形態の式（１）で説明した関数ｆＬ，
ｆｕ，ｆｖによる色変換領域Ｄ１の決定に代えて、色変
換領域Ｄ２を次式（１２）に基づいて決定する構成とな
っている。

【００９２】

【数５】

【００９３】ここで、式（１２）において、Ｃｉ，Ｈｉ
は、入力される入力画像１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，
ｕｉ，ｖｉのうちの色度信号であるｕｉ，ｖｉから算出
した彩度Ｃ＊及び色相Ｈ＊である。

【００９４】Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間における、ｕ＊軸及び
ｖ＊軸によって規定されるｕ＊ｖ＊平面上では、彩度Ｃ
＊はＬ＊軸を中心として放射方向（径方向）に、色相Ｈ
＊はＬ＊軸を中心軸として回転方向（周方向）に、それ
ぞれ増加する。

【００９５】式（１１）において、ｆＬ（ａｖＬ），ｆ
Ｃ（ａｖＬ），ｆＨ（ａｖＬ）は、入力画像１フレーム
の平均輝度ａｖＬを変数とした関数ｆＬ，ｆＣ，ｆＨに
よって定まる値である。

【００９６】この関数ｆＬ，ｆＣ，ｆＨは、例えば、関
数ｆＬを挙げれば、前述の式（１）の場合と同様に、

【数６】 といった、平均輝度ａｖＬに関する１次式あるいは定数
式（ｒ＝０の場合）となり、閾値ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ
（ａｖＬ）についても、同様の平均輝度ａｖＬに関する
１次式あるいは定数式となる。

【００９７】したがって、式（１２）中のｆＣ（ａｖ
Ｌ）およびｆＨ（ａｖＬ）からは、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間
における色変換領域Ｄ２の基準点Ｐのみが決まる。この
基準点Ｐは、色変換領域Ｄ２内のどの点でもよい。

【００９８】また、式（１２）において、定数ａ，ｂ
は、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間において基準点Ｐを中心とし
た、色変換領域Ｄ２の彩度方向の幅を、定数ｃ，ｄは、
同様に、色変換領域Ｄ２の色相方向の幅を定義するもの
である。

【００９９】例えば、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間に基準点Ｐ
（Ｃ＝ｆＣ（ａｖＬ），Ｈ＝ｆＨ（ａｖＬ）のＬ＊ｕ＊
ｖ＊色空間上の点）があった場合、ａは、Ｌ＊軸を中心
として基準点Ｐを通る径線上における、基準点Ｐからの
径方向内方への距離に、ｂは、同じ径線上における、基
準点Ｐからの径方向外方への距離に、それぞれ対応す
る。また、ｃは、Ｌ＊軸を中心として基準点Ｐを通る周
線上における、基準点Ｐからの周方向一側への距離に、
ｄは、同じ周線上における、基準点Ｐからの周方向他側
への距離に、それぞれ対応する。

【０１００】そのため、色変換領域決定手段３には、画
像の平均輝度ａｖＬに応じて色変換領域Ｄ１を決定する
ために、これら関数ｆＬ，ｆｕ，ｆｖ、及び定数ａ，
ｂ，ｃ，ｄが予め設定され、格納されている。

【０１０１】なお、画像信号Ｌ＊ｕ＊ｖ＊信号から彩度
Ｃ及び色相値Ｈを求めるためには、よく知られているよ
うに、その色度信号ｕ＊，ｖ＊から、式（１４）及び
（１５）の計算を行って求めることができる。

【０１０２】

【数７】

【０１０３】この式（１４）では、αのβ乗をα＊＊β
で表している。また、式（１５）では、アークタンジェ
ントを“ｔａｎ−１”表しており、以降の記述でも、こ
れらに従う。

【０１０４】図１０は、図１における色変換領域決定手
段３により決定される色変換領域Ｄの別の例Ｄ２を示す
概念図である。式（１２）は、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間上
で、図１０の斜線で囲まれた部分の色変換領域Ｄ２を示
す。

【０１０５】なお、図１０では、式（１４）及び式（１
５）に基づき、境界値としての、彩度“ｆＣ（ａｖＬ）
−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”、及び色相値“ｆＨ
（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”は、色度信
号ｕ＊，ｖ＊に逆変換された値ｇＣ（ｆＣ（ａｖＬ）−
ａ）”，“ｇＣ（ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ）”，“ｇＨ（ｆ
Ｈ（ａｖＬ）−ｃ）”，“ｇＨ（ｆＨ（ａｖＬ）＋
ｄ）”で表されている。

【０１０６】したがって、図１では、色変換領域決定手
段３から変換前基準色決定手段４及び色変換手段６へ
は、色変換領域Ｄ２における輝度Ｌ＊の境界値ｆＬ（ａ
ｖＬ）に加え、彩度Ｃ＊の境界値“ｆＣ（ａｖＬ）−
ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”、及び色相Ｈ＊の境界値
“ｆＨ（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”が直
接、又は、上述のようにＬ＊ｕ＊ｖ＊色空間上に逆変換
された値“ｇＣ（ｆＣ（ａｖＬ）−ａ）”，“ｇＣ（ｆ
Ｃ（ａｖＬ）＋ｂ）”，“ｇＨ（ｆＨ（ａｖＬ）−
ｃ）”，“ｇＨ（ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ）”で供給される
ことになる。

【０１０７】次に、この場合の色変換手段６の重み係数
発生手段７（図３参照）の構成について、色変換領域決
定手段３が、色変換領域Ｄ２の“ｆＬ（ａｖＬ）”，
“ｆＣ（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”，
“ｆＨ（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”を境
界値として、色変換手段６へ出力する場合を例に、以
下、説明する。

【０１０８】なお、本実施の形態の場合、色変換領域Ｄ
２の境界値“ｆＬ（ａｖＬ）”，“ｆＣ（ａｖＬ）−
ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”，“ｆＨ（ａｖＬ）−
ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”が供給される変換前基準
色決定手段４は、境界値“ｆＬ（ａｖＬ）”，“ｆＣ
（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”，“ｆＨ
（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”を、Ｌ＊ｕ
＊ｖ＊色空間上の値“ｇＣ（ｆＣ（ａｖＬ）−ａ）”，
“ｇＣ（ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ）”，“ｇＨ（ｆＨ（ａｖ
Ｌ）−ｃ）”，“ｇＨ（ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ）”に逆変
換する構成が内部付加されているものとする。

【０１０９】また、色変換手段６の重み係数発生手段７
も、式（１４）及び（１５）に示した計算内容に基づい
て、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの色度信号ｕｉ，ｖ
ｉ、及び変換前基準色決定手段４から供給される変換前
基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉの色度信号ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉを、彩度Ｃｉ，色相Ｈｉ、及び彩度ｓｔＣ
ｉ，色相ｓｔＨｉに変換する構成が内部付加されている
ものとする。

【０１１０】図１１は、色変換領域Ｄが“ｆＬ（ａｖ
Ｌ）”，“ｆＣ（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋
ｂ”，“ｆＨ（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋
ｄ”の境界値で指定される色変換領域Ｄ２の場合、色変
換手段６の重み係数発生手段７による処理の流れを示す
フローチャートである。

【０１１１】重み係数発生手段７は、１ピクセル毎の入
力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ、及び変換前基準色決定手
段４による変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ
について、前述の式（１４）、（１５）により、１ピク
セル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの彩度Ｃｉ，色
相Ｈｉ、及び変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖ
ｉの彩度ｓｔＣｉ，色相ｓｔＨｉを求める（ステップＳ
２００）。

【０１１２】次に、重み係数発生手段７は、１ピクセル
毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの輝度信号Ｌｉ，彩
度信号Ｃｉ，色相信号Ｈｉについて、前述の式（１２）
に示した色変換領域Ｄ２（図１０参照）に含まれるか否
かを判断する（ステップＳ２０１）。

【０１１３】この結果、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
の輝度信号Ｌｉ，彩度信号Ｃｉ，色相信号Ｈｉが色変換
領域Ｄ２に含まれる場合、重み係数発生手段７は、入力
画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの輝度信号Ｌｉ，彩度信号Ｃ
ｉ，色相信号Ｈｉと、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉの輝度信号ｓｔＬｉ，彩度信号ｓｔＣｉ，
色相信号ｓｔＨｉとをそれぞれ比較する（ステップＳ２
０２、ステップＳ２０５、ステップＳ２０８）。

【０１１４】この比較結果に従い、前述の式（６），
（７）、次の式（１６）〜（１９）の計算により、色変
換領域Ｄ２の境界値“ｆＬ（ａｖＬ）”，“ｆＣ（ａｖ
Ｌ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”，“ｆＨ（ａｖ
Ｌ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”と、入力画像信号
Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに対応した輝度信号Ｌｉ，彩度信号Ｃ
ｉ，色相信号ＨｉとのＬ＊Ｃ＊Ｈ＊色空間上での相対距
離ｄ１〜ｄ３を求める（ステップＳ２０３，Ｓ２０４、
ステップＳ２０６，Ｓ２０７、ステップＳ２０９，Ｓ２
１０）。

【０１１５】

【数８】

【０１１６】その上で、重み係数発生手段７は、相対距
離ｄ１〜ｄ３の中で最小の値を最短相対距離ｄｍｉｎと
して決定し、この最短相対距離ｄｍｉｎを係数として、
色変換領域Ｄ２の境界値“ｆＬ（ａｖＬ）”，“ｆＣ
（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋ｂ”，“ｆＨ
（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋ｄ”では
“０”、変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔＣｉ，ｓｔＨｉで
“１”となる重み係数ｗを決定する（ステップＳ２１
１）。

【０１１７】なお、前述したステップＳ２０１による判
断結果において、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉの輝度
Ｌｉ，彩度Ｃｉ，色相Ｈｉの何れかが色変換領域Ｄ２に
含まれない場合は、ステップＳ２０２〜Ｓ２１１に示し
た最短相対距離ｄｍｉｎに基づく重み係数ｗの決定を行
わず、ｗ＝０を出力する（ステップＳ２１２）。

【０１１８】その上で、本実施の形態の色変換装置１"
は、前述の図６に示したフローチャートで説明したステ
ップＳ１〜Ｓ６に示した処理を実行し、色変換領域Ｄ２
内に含まれる入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉについて、
色変換処理を行う。

【０１１９】なお、図６においては、色変換領域決定手
段３の内部構成についての第一の実施の形態との相違に
より、本実施の形態の色変換装置１"では、そのステッ
プＳ２において、色変換領域決定手段３が色変換領域Ｄ
を明度Ｌ＊，彩度Ｃ＊，色相Ｈ＊の境界値ｆＬ（ａｖ
Ｌ）”，“ｆＣ（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ（ａｖＬ）＋
ｂ”，“ｆＨ（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ（ａｖＬ）＋
ｄ”からなる色変換領域Ｄ２として決定するとともに、
そのステップＳ４において、色変換手段６の重み発生手
段７が、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉがこの色変換領
域Ｄ２に含まれるか否かを判別し、そのステップＳ５に
おいて、色変換領域Ｄ２のＬ＊Ｃ＊Ｈ＊色空間上で最短
相対距離ｄｍｉｎを決定して重み係数ｗを求めることが
変更なっている。

【０１２０】その上で、上記ステップＳ４により、第一
の実施の形態の色変換装置１と同様に、本実施の形態の
色変換装置１"は、前記色変換領域Ｄ２に含まれると判
断された１ピクセル毎の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
（すなわち、入力画像信号Ｌｉ，Ｃｉ，Ｈｉ）につい
て、前述の図４に図示した重み係数発生手段７により重
み係数ｗを生成し、減算器８〜１０，乗算器１１〜１
３，及び加算器１４〜１６によって、前記式（２）〜式
（４）に示した演算結果を得る構成となっている。そし
て、色変換装置１"は、１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，
ｕｉ，ｖｉが入力される毎に、ステップＳ１〜Ｓ５の処
理を繰り返す。

【０１２１】図１２は、図１０に示した色変換領域Ｄ２
について、色変換装置１"による、１ピクセル毎の入力
画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、当該１ピクセル毎の入力
画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに対応した、１ピクセル毎の
出力画像信号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏと、変換前後の基準色ｓ
ｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓ
ｔｖｏとの関係を示した説明図である。図１２では、説
明簡単のため、Ｌ＊成分の変化については省略し、ｕ＊
ｖ＊成分の変化についてのみｕ＊ｖ＊平面上で示してい
るが、Ｌ＊方向の変化も同様である。

【０１２２】本実施の形態では、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間上
では、色彩の３要素の一つである輝度（≒明度）をＬ＊
軸に、彩度Ｃ＊が、Ｌ＊軸からの距離（すなわち、式
（１２）：Ｃ＝（（ｕ＊）＊＊２＋（ｖ＊）＊＊２）＊
＊１／２）で、色相Ｈ＊が、Ｌ＊軸の回転方向（すなわ
ち、式（１３）：Ｈ＝ｔａｎ−１（ｖ＊／ｕ＊））で表
されている。そして、この彩度Ｃ＊や色相Ｈ＊は、それ
ぞれ色の鮮やかさや色合いを表す、人間の感覚に起因し
たパラメータである。

【０１２３】したがって、本実施の形態による色変換領
域Ｄ２では、その領域境界が彩度Ｃ＊・色相Ｈ＊の座標
と一致しているため、人間の感覚に合った彩度Ｃ＊・色
相Ｈ＊といったパラメータを色変換領域Ｄ２の境界値と
して用いることが可能となり、より人間の視覚に近い領
域となる効果がある。

【０１２４】＜第四の実施の形態＞第四の実施の形態の
色変換装置１０１は、色変換手段６への入力画像信号Ｌ
ｉ，ｕｉ，ｖｉと他のパラメータの同期ｆＬ（ａｖ
Ｌ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ)、ｓｔＬｉ，ｓ
ｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏの同
期をとり、良好な出力画像を得るようにしたものであ
る。

【０１２５】図１３は、本発明の第四の実施の形態によ
る色変換装置１０１の構成図である。本実施の形態の色
変換装置１０１は、変換前基準色設定手段４には、遅延
手段としてのフレームメモリ１７を介して入力画像信号
Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉが入力され、色変換手段６には、遅延
手段としての前記フレームメモリ１７に加え、さらにフ
レームメモリ１８を介して入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖ
ｉが入力されるようになっている点が、第一の実施の形
態の色変換装置１と異なり、その他の構成部分について
は、第一の実施の形態の色変換装置１と同一の構成にな
っている。

【０１２６】ところで、図１に示した第一の実施の形態
の色変換装置１では、輝度計算手段２は、１ピクセル毎
の入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉが入力されると、当該
入力された１ピクセル毎の画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉを
含め、それ以前に最新に入力された１フレーム分の画像
信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖｉｎをサンプルとして、平均輝
度ａｖＬを計算して出力する構成になっている。そのた
め、サンプルとしての１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，
ｕｉｎ，ｖｉｎの途中で映像画像が変わってしまったり
した場合、変換前基準色決定手段４は、入力される画像
信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、色変換領域手段３から輝度計
算手段２による平均輝度ａｖＬを基にして入力される境
界値ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ)
との間では、画像１フレーム分の遅れが生じる。

【０１２７】また、同様にして、色変換手段６では、入
力される画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、変換前基準色決
定手段４から入力される変換前基準色ｓｔＬｉ，ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉとの間では、変換前基準色決定手段４が色
変換領域Ｄ１内に含まれている入力画像信号Ｌｉ，ｕ
ｉ，ｖｉの輝度信号Ｌ＊及び色度信号ｕ＊，ｖ＊の平均
値を求める構成になっているため、さらに画像１フレー
ム分の遅れが生じる。

【０１２８】このように構成されている第一の実施の形
態の色変換装置１は、テレビ画像等、連続したフレーム
間の表示画像の相関が高い場合には、上述した遅延の影
響は軽微であり、むしろハードウェア構成を小さくする
ことができる。しかし、フレーム間の表示画像の相関が
ない静止画像を扱う場合には、上述した遅延の影響が軽
微では済まなくなる。

【０１２９】そのため、本実施の形態の色変換装置１０
１では、輝度計算手段２が平均輝度ａｖＬを計算し終え
るまでに、変換前基準色決定手段４に入力される入力画
像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに１フレーム分の遅延を発生さ
せ、さらに変換前基準色決定手段４が変換前基準色を決
定するまでに、色変換手段６に入力される入力画像信号
Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに１フレーム分の遅延を発生させるよ
うにしている。

【０１３０】このように、本実施の形態の色変換装置１
０１では、フレームメモリ１７、１８を配置すること
で、色変換手段６への入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉ
と、他のパラメータｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），
ｆｖ（ａｖＬ)、ｓｔＬｉ，ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔ
Ｌｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏとの同期をとり、良好な出力
画像を得ることができる。

【０１３１】図１４は、本実施の形態の色変換装置１０
１の処理の流れを示すフローチャートである。なお、図
６に示した第一の実施の形態の色変換装置１の場合の処
理と同様な処理については、同一の符号を付し、その説
明を省略する。本実施の形態の色変換装置１０１では、
入力された１フレーム分の画像信号Ｌｉｎ，ｕｉｎ，ｖ
ｉｎの全ピクセルについて、ステップＳ３〜Ｓ５の処理
が終了したか否かの確認を行い（ステップＳ６）、ステ
ップＳ３にて、入力画像１フレーム分の全ピクセルデー
タの読み込みが終了するまで、ステップＳ３〜Ｓ６の処
理を繰り返す構成になっている。

【０１３２】これによって、輝度計算手段２がその平均
輝度ａｖＬの計算のサンプルとした入力画像１フレーム
分の全ピクセルデータの色変換が終了するまでの間は、
色変換手段６に入力されるパラメータｆＬ（ａｖＬ），
ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ)、ｓｔＬｉ，ｓｔｕ
ｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏの値は、
変わらない。

【０１３３】この結果、静止画像を扱う場合でも、本実
施の形態の色変換装置１０１は、良好な出力画像を得る
ことができる。さらに、本発明の色変換装置は、上記説
明した実施の形態に限定されるものではない。

【０１３４】例えば、輝度計算手段２は入力画像の１フ
レーム分の平均輝度ａｖＬを計算するものとしたが、入
力画像の特徴を捉えられれば入力画像１フレーム分全て
ではなく、特定範囲から計算してもよい。また、平均輝
度ａｖＬではなく輝度分布の中央値又はそれに準ずる値
を計算してもよい。

【０１３５】また、色変換装置に入力される入力画像信
号を、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間上での座標を示す信号値と
し、Ｌ＊ｕ＊ｖ＊色空間上で色変換を行う場合を説明し
たが、例えば、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間やＹ，Ｃｂ，Ｃｒ
等、輝度あるいは明度等の明るさを示す信号を含む信号
値であれば、同様に応用可能である。さらに、前記手法
により求めた入力色信号と色変換領域Ｄの境界の最短相
対距離ｄｍｉｎに対し、“ｄｍｉｎ＝１”のときに“Ｗ
＝１”、“ｄｍｉｎ＝０”のときに“Ｗ＝０”となるよ
うな任意の変換を行うことで、色変換領域Ｄ内の色変化
を適宜調整できる。

【０１３６】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、作成し
た装置や作成された照明条件等が異なる各種の入力画像
に対し、色変換の基準色や色変換領域の最適値を自動で
計算し、適応的に変化させることで、あらゆる画像に対
して好適で高品質な色変換画像を得ることができる。特
に、画像毎にユーザ操作で最適値を設定することが難し
い動画像に関して有効である。

【０１３７】さらに、入力色と基準色及び色変換領域の
境界との距離に応じて変換量の重み付けを行うことで、
色変換後の擬似輪郭の発生、変換後の色の不自然さを解
消した高品質な画像出力を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施の形態による色変換装置１
の構成図である。

【図２】第一の実施の形態における、色変換領域決定手
段３により決定される色変換領域Ｄの例Ｄ１を示す概念
図である。

【図３】第一の実施の形態における、色変換手段６の構
成図である。

【図４】第一の実施の形態において、色変換領域Ｄが閾
値ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖＬ）で
指定される色変換領域Ｄ１の場合の、色変換手段６にお
ける重み係数発生手段７の処理の流れを示すフローチャ
ートである。

【図５】第一の実施の形態における、重み係数発生手段
７において、入力色信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと色変換領域
Ｄの境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖ
Ｌ）の最短相対距離ｄｍｉｎを重み係数ｗとした場合
の、重み係数ｗの変化を示す説明図である。

【図６】第一の実施の形態の色変換装置１の処理の流れ
を示すフローチャートである。

【図７】第一の実施の形態における、図２に示した色変
換領域Ｄ１について、１ピクセル毎の入力画像信号Ｌ
ｉ，ｕｉ，ｖｉと、当該１ピクセル毎の入力画像信号Ｌ
ｉ，ｕｉ，ｖｉに対応した、１ピクセル毎の出力画像信
号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏ、変換前後の基準色ｓｔＬｉ，ｓｔ
ｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏ、色変
換領域Ｄ１の関係を示した説明図である。

【図８】本発明の第二の実施の形態の色変換装置１'に
おいて、入力画像信号Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと色変換領域Ｄ
１の境界ｆＬ（ａｖＬ），ｆｕ（ａｖＬ），ｆｖ（ａｖ
Ｌ）との最短相対距離ｄｍｉｎから重み係数ｗを算出す
る場合に、最短相対距離ｄｍｉｎと重み係数ｗとの関係
の別例を示した説明図である。

【図９】第二の実施の形態において、図８の関係により
算出された重み係数ｗの、ｕ＊ｖ＊色度座標上での変化
を示す説明図である。

【図１０】本発明の第三の実施の形態の色変換装置１"
における、色変換領域決定手段３により決定される色変
換領域Ｄの別の例Ｄ２を示す概念図である。

【図１１】第三の実施の形態において、色変換領域Ｄが
“ｆＬ（ａｖＬ）”，“ｆＣ（ａｖＬ）−ａ”，“ｆＣ
（ａｖＬ）＋ｂ”，“ｆＨ（ａｖＬ）−ｃ”，“ｆＨ
（ａｖＬ）＋ｄ”の境界値で指定される色変換領域Ｄ２
の場合、色変換手段６の重み係数発生手段７による処理
の流れを示すフローチャートである。

【図１２】第三の実施の形態における、図１０に示した
色変換領域Ｄ２について、１ピクセル毎の入力画像信号
Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉと、当該１ピクセル毎の入力画像信号
Ｌｉ，ｕｉ，ｖｉに対応した、１ピクセル毎の出力画像
信号Ｌｏ，ｕｏ，ｖｏと、変換前後の基準色ｓｔＬｉ，
ｓｔｕｉ，ｓｔｖｉ、ｓｔＬｏ，ｓｔｕｏ，ｓｔｖｏと
の関係を示した説明図である。

【図１３】本発明の第四の実施の形態による色変換装置
１０１の構成図である。

【図１４】第四の実施の形態の色変換装置１０１の処理
の流れを示すフローチャートである。

【符号の説明】

１，１'，１"，１０１ 色変換装置 ２ 輝度計算手段 ３ 色変換領域決定手段 ４ 変換前基準色決定手段 ５ 変換後基準色決定手段 ６ 色変換手段 ７ 重み係数発生手段 ８，９，１０ 減算器 １１，１２，１３ 乗算器 １４，１５，１６ 加算器 １７，１８ フレームメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5B057 CA01 CA08 CA12 CA16 CB01 CB08 CB12 CB16 CC01 CE17 CE18 CH08 5C066 AA03 CA17 EA13 EB01 GA02 GA05 JA01 KD02 KE02 KE03 KE07 KF05 5C077 LL19 MP08 PP36 PP37 PQ12 PQ18 5C079 HB09 LA02 LA10 LA31 LB01 LB11 MA11 NA03 PA05 PA07 PA08

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ある色空間座標系の色を同一色空間上の
   別の色に変換する色変換装置であって、 入力画像の所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段
   と、 前記輝度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色
   変換領域決定手段とを備えることを特徴とする色変換装
   置。
2. 【請求項２】 ある色空間座標系の色を同一色空間上の
   別の色に変換する色変換装置であって、 入力画像の所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段
   と、 前記輝度特性から、変換後の基準色を決定する変換後基
   準色決定手段とを備えることを特徴とする色変換装置。
3. 【請求項３】 ある色空間座標系の色を同一色空間上の
   別の色に変換する色変換装置であって、 入力画像の所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段
   と、 前記輝度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色
   変換領域決定手段と、 前記所定領域内の入力画像信号から、前記色変換領域に
   含まれる信号を抽出し、前記抽出信号の輝度及び色度の
   少なくとも一方について統計的特性を求め、前記特性を
   基に変換前の基準色を決定する変換前基準色決定手段と
   を備えることを特徴とする色変換装置。
4. 【請求項４】 ある色空間座標系の色を同一色空間上の
   別の色に変換する色変換装置であって、 入力画像の所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段
   と、 前記輝度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色
   変換領域決定手段と、 前記所定領域内の入力画像信号から、前記色変換領域に
   含まれる信号を抽出し、前記抽出信号の輝度及び色度の
   少なくとも一方について統計的特性を求め、前記特性を
   基に変換前の基準色を決定する変換前基準色決定手段
   と、 前記輝度特性から、変換後の基準色を決定する変換後基
   準色決定手段とを備えることを特徴とする色変換装置。
5. 【請求項５】 ある色空間座標系の色を同一色空間上の
   別の色に変換する色変換装置であって、 入力画像の所定領域の輝度特性を計算する輝度計算手段
   と、 前記輝度特性から、色空間上の色変換領域を決定する色
   変換領域決定手段と、 前記所定領域内の入力画像信号から、前記色変換領域に
   含まれる信号を抽出し、前記抽出信号の輝度及び色度の
   少なくとも一方について統計的特性を求め、前記特性を
   基に変換前の基準色を決定する変換前基準色決定手段
   と、 前記輝度特性から、変換後の基準色を決定する変換後基
   準色決定手段と、 前記色変換領域の境界と前記変換前の基準色の色空間上
   での距離を基準とした、１ピクセル毎の入力画像信号と
   前記色変換領域境界との色空間上での相対距離を求め、
   前記変換前の基準色と前記変換後の基準色との差分に対
   し、前記相対距離から算出した重み係数を乗算した値を
   １ピクセル毎の入力画像信号に加算した結果を出力とす
   る色変換手段とを備えることを特徴とする色変換装置。
6. 【請求項６】 前記所定領域の入力画像信号を一時的に
   記憶可能なメモリを備えることを特徴とする請求項１〜
   ５記載の色変換装置。
7. 【請求項７】 前記所定領域の大きさは、１フレームで
   あることを特徴とする請求項１〜６記載の色変換装置。