JP2005260583A - 画像処理装置および画像処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 置かれた環境と画像情報の特徴を反映させて、異なる表示メディア間での画像の見えを一致させた画像処理装置及び画像処理方法を提供する。
【解決手段】 入力画像を表示する表示装置１が置かれている照明などの環境情報を環境情報獲得部２で取得する。また、入力画像の平均強度などの強度情報を画像情報解析部３で取得する。見え属性判定部４は、得られた環境情報と強度情報とから、ユーザが表示装置１を参照することにより知覚されている色の見え属性を判定する。色補正係数決定部６は、見え属性判定部４で判定した見え属性に対応する色補正係数を色補正係数記憶部５から取得し、その色補正係数に従って色補正部７は入力画像に対して色補正処理を行い、出力画像に変換する。出力装置８で出力画像を出力すれば、表示装置１で入力画像を表示した時の見えを再現することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カラー画像を扱う画像処理技術に関するものであり、例えばＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイに表示された入力画像を電子写真方式やインクジェット方式等により記録用紙等へ出力するなど、異なる出力装置で出力する場合に、画像の見えを一致させるために行う画像処理の技術に関するものである。

現在、カラー画像を扱う装置固有の特性により、ＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイ等の表示装置に表示したカラー画像と、それを記録媒体へ電子写真方式やインクジェット方式で出力したカラー画像との間での見えの一致が求められるようになってきている。そこで、従来からこれらの異なるメディア間での表示画像間の色再現の一致を目指して数々の色補正方法が提案されてきている。特に、異なる出力装置を用いたときに、装置固有の色再現域の関連付けを行うことにより両者の見えを一致させようとする試みが多くなされてきた。例えば、特許文献１に記載されているように、画像情報からそれぞれの装置の色再現域との情報を組み合わせて、含まれる画像情報により色補正係数を選択するという画像適応型色域圧縮方式が提案されている。

その一方で、カラー画像の観察者がどのような環境で画像を観察しているかということまでは考慮されていない。人間の色相知覚において、その色をどのような属性で知覚しているかが、色の見えに影響していることが知られている。この属性は、「色の見えのモード」と呼ばれ、表面色モードと開口色モードもしくは光源色モードと大別できる。表面色モードは色が物体の表面の属性として知覚されたときのモードである。また、その色自体が発光している、もしくはその領域が開口として知覚されその開口からの光が来ているように知覚されるのが光源色モード、もしくは開口色モードである。

この色の見えのモードが色知覚に影響を与えることが知られている。例えば、周辺刺激呈示条件により見えのモードを変化させて観察者に色の名前を応答させる実験を行うと、同じ色票でも見えのモードが異なると異なる色として知覚される場合がある。また、ユニーク色と呼ばれる色を彩度を変化させて実験的に求めると、見えのモードが異なると等色相に知覚される色が異なることが報告されている。

しかしながら、前記特許文献１に示されている手法は、色度情報や輝度に関する情報だけであり、それが表示装置の置かれている空間情報までを考慮していない。例えば、表示装置の置かれた環境が明るいか暗いかによっても、画像情報が明るい情報から形成されるのか暗めの情報だけで構成されているのかにより、見えのモードは異なる。上述したように、見えのモードが異なると色知覚特性が異なるので、正確な色再現をカラー画像処理装置、カラー画像形成装置に求めるのであれば、見えのモードを考慮した上での処理を考える必要がある。

特許第３４３０１７８号公報

本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、置かれた環境下の情報と画像情報を反映させて、異なる表示メディア間での画像の見えを一致させた画像処理装置及び画像処理方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、入力画像を表示する表示装置とは異なる出力装置に出力画像を出力する場合に、入力画像から出力画像への変換を行う画像処理装置及び画像処理方法において、表示装置に表示された入力画像を参照する環境に関する情報である環境情報を環境情報獲得手段で獲得し、得られた環境情報と、入力画像を画像情報解析手段で解析した結果とを用いて、画像補正係数決定手段で画像補正係数を決定し、画像補正係数に従って色補正処理手段で入力画像から出力画像への色変換を行うことを特徴とするものである。表示装置は例えばディスプレイで構成することができ、その環境情報として、表示装置が置かれた環境の照明に関する情報を獲得することができる。環境情報は、ユーザが設定可能に構成することもできる。また出力装置は、記録媒体への出力を行う記録装置などで構成することができる。

画像補正係数は、入力画像の例えば画素毎の強度レベルを得て、この強度レベルから、表示装置を参照した時に知覚される見えの属性、例えば表面色であるか非表面色であるかを決定し、その見えの属性下での画像補正係数を決定する。このとき、表示装置の色再現域と出力装置の色再現域を関連付け、見えの属性において知覚される色相が等しくなるように画像補正係数を決定することができる。

本発明によれば、表示装置上に表示された画像がどのように観察されるかを環境情報から予測し、その特性に応じた画像処理を施すことが可能になり、表示装置で見えている画像を他の出力装置で正確に色再現することができる。特に、表示装置を参照した時に知覚される見えの属性を決定し、その見えの属性において知覚される色相が保存されるように画像補正係数を決定し、色変換を行うので、より正確な色再現が実現できるという効果がある。

図１は、本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。図中、１は表示装置、２は環境情報獲得部、３は画像情報解析部、４は見え属性判定部、５は色補正係数記憶部、６は色補正係数決定部、７は色補正部、８は出力装置である。表示装置１は、例えばＣＲＴや液晶ディスプレイなどの表示装置であり、入力画像を表示してユーザが参照する。本発明では、このときのユーザの見えを、出力装置８による出力においても保証しようとするものである。

環境情報獲得部２は、表示装置１の置かれた照明条件に関する情報を獲得する。図２は、環境情報獲得部２の一例の説明図である。図中、１１は明るさセンサである。図２に示した例では、表示装置１の表示画面の周囲に明るさセンサ１１を二次元状に複数配置している。それぞれの明るさセンサ１１からの情報により、表示装置１の表示面に照射されている照明の強度を計算することができる。これによって、表示装置１の置かれた環境情報を精度よく獲得することができる。例えば、それぞれの明るさセンサ１１からの信号の最大値を用いて、正規化した照明強度を二次元補間して近似し、環境情報を求めることができる。なお、図２に示した例では、表示画面の各隅に明るさセンサ１１を設けているが、明るさセンサ１１の個数及び配置は任意である。また、環境情報としては、明るさの他、照明色などについても取得するように構成してもよい。

画像情報解析部３は、入力画像に関する強度情報を計算する。入力画像がＬ^* ａ^* ｂ^* で与えられるのであれば、Ｌ^* がどのような分布になっているかを示すヒストグラムを計算し、平均強度及び最大強度がどれくらいになっているかを計算すればよい。また、Ｌ^* の情報を用いるだけでなく、Ｌ^* ａ^* ｂ^* の全部の値を計算して見えの明るさがどの程度になるかを換算してヒストグラムを算出するようにしても何ら差し支えない。

見え属性判定部４は、環境情報獲得部２から得られた環境情報と画像情報解析部３から得られた入力画像の強度情報に基づいて、入力画像が表示装置１においてどのように観察されるか、すなわち入力画像がどのような見え属性で知覚されているのかを判定する、見え属性としては、表面色モードと開口色モードの２種類、あるいはさらにその両者の見えが混在するような中間モードを含めた３種類とすることができる。表面色モードは、上述のように色が物体の表面の属性として知覚されたときのモードである。また、その色自体が発光している、もしくはその領域が開口として知覚されその開口からの光が来ているように知覚されるのが開口色モードである。

見え属性を判定する際には、表示装置１に表示されている画像の平均強度と、表示装置１の置かれている環境（完全拡散面の輝度）との関係で決定することができる。図３は、見え属性の判定方法の一例の説明図である。図３（Ａ）は表示装置１に表示されている画像の平均強度と見え属性の関係を示しており、画像の平均強度がＬ₀ 以下であれば表面色モード、Ｌ₁ 以上であれば開口色モード、その間では中間モードであると判定することができる。また図３（Ｂ）には表示装置１の置かれている環境として、照明光の強度と見え属性の関係を示しており、照明光の強度がＬ₂ 以下であれば開口色モード、Ｌ₃ 以上であれば表面色モード、その間では中間モードであると判定することができる。これらの判定結果を組み合わせることによって、最終的な見え属性を決定することができる。なお、この例では表面色モードとそれ以外の非表面色モードの２種類に分けるものとする。

特に表示装置１がＣＲＴディスプレイや液晶ディスプレイなどの自発光型の表示装置である場合には、表示可能な最大強度は装置の特性で決定され、環境に依存しない。そのため、表示装置１の設定条件に関する情報を獲得し、それをも考慮することが望ましい。そうでなければ、汎用的な値を代表値として持たせておき、それを用いてもよい。

見え属性判定部４は、このようにして見え属性を判定し、判断結果を色補正係数決定部６に送出する。

色補正係数記憶部５は、表示装置１と出力装置８とで画像の色が等色相に知覚される対応関係を、光源色モードと表面色モードであらかじめ求めておき、この対応関係を色補正係数として記憶している。図４は、見え属性による等色相に知覚される色の関係の説明図である。図４に示した色度図において、白色点を黒丸で示した時、ある色と等色相に知覚される色を線で示している。図４に示すように、表面色モードと開口色モードとでは等色相線が異なり、それぞれの見え属性に応じた色補正処理が必要であることが分かる。色補正係数記憶部５は、このようなそれぞれの見え属性に応じた色補正が色補正部７で行われるように、それぞれの見え属性に対応した色補正係数を記憶している。なお、色補正係数は表示装置１の色再現範囲及び出力装置８の色再現範囲を考慮した色変換係数として算出しておくことができる。色補正係数決定部６がその都度色補正係数を算出する場合には、この色補正係数記憶部５を設けずに構成することも可能である。

色補正係数決定部６は、表示装置１上の画像がどのような見えのモードで観察されるかを示す見え属性を見え属性判定部４から受け取り、色補正部７で色補正処理の際に用いる色補正係数を決定する。この例では、見え属性判定部４から受け取った見え属性に従って、色補正係数記憶部５から対応する色補正係数を呼び出して設定する。もちろん、その都度、色補正係数を色補正係数決定部６で算出することもできる。

色補正部７は、色補正係数決定部６で決定した色補正係数を用いて、入力画像に対して色補正処理を行い、出力画像に変換する。色補正処理は、例えば補間付きのルックアップテーブルなどを用いた方法や、ニューラルネットワークなどで構成することができる。もちろん、他の方法で色変換処理を行っても良い。

このようにして色補正部７から出力される出力画像は、出力装置８に渡される。例えば出力装置８が記録装置である場合には、出力画像が記録媒体に記録され、ユーザが記録媒体上の画像を参照することになる。この時、表示装置１で参照していた入力画像の見え属性を考慮して色補正処理を行っているので、表示装置１を参照していた時と同様の見えで記録媒体上の画像を参照することができる。

図５は、本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。図中、図１と同様の部分には同じ符号を付して重複する説明を省略する。９はユーザ入力部である。この第２の実施の形態では、環境情報獲得部２でセンサなどによって獲得していた環境情報を、ユーザが設定する例を示している。

ユーザ入力部９は、ユーザからの照明条件に関する情報の入力を受け付けて環境情報獲得部２に渡す。環境情報獲得部２は、ユーザ入力部９でユーザが入力した情報を環境情報として取得する。

図６は、ユーザ入力部９においてユーザが情報の入力に利用するユーザインタフェースの一例の説明図である。図６に示す例では、環境光強度、環境光種類、ディスプレイ設定条件などを設定する項目が設けられている。環境光強度としては「高」、「中」、「低」のうちから選択できるようになっている。環境光種類としては、この例ではＤ５０とＤ６５のいずれかを選択できるようになっている。ディスプレイ設定条件としては、表面色モードか開口色モードのいずれかを選択するか、あるいは、上述の第１の実施の形態と同様に見え属性を自動的に計算するための「見えのモード計算」ボタンが設けられている。

これらの環境光強度、環境光種類、ディスプレイ設定条件などを設定した後、これらの条件を設定するための「実行」ボタンを操作することによって、設定された条件が環境情報として取り込まれることになる。設定をキャンセルする際には「キャンセル」ボタンを操作すればよい。

なお、「見えのモード計算」ボタンが操作された場合には、そのまま自動的に環境情報を取得して色補正処理を実行しても良いし、あるいは、自動的に決定される見え属性をユーザに提示してユーザによる確認を受けるように構成することができる。例えば自動的に決定される見え属性とは異なる見え属性を強制的に設定することによって、強調などの特殊効果を得ることも可能である。上述の各項目における選択肢は、図６に限られるものではなく、設定可能な項目についても、この例に限られるものではない。

本発明の第１の実施の形態を示すブロック図である。 環境情報獲得部２の一例の説明図である。 見え属性の判定方法の一例の説明図である。 見え属性による等色相に知覚される色の関係の説明図である。 本発明の第２の実施の形態を示すブロック図である。 ユーザ入力部９においてユーザが情報の入力に利用するユーザインタフェースの一例の説明図である。

符号の説明

１…表示装置、２…環境情報獲得部、３…画像情報解析部、４…見え属性判定部、５…色補正係数記憶部、６…色補正係数決定部、７…色補正部、８…出力装置、９…ユーザ入力部、１１…明るさセンサ。

Claims (22)

1. 入力画像を表示する表示装置とは異なる出力装置に出力画像を出力する場合に前記入力画像から前記出力画像への変換を行う画像処理装置において、前記表示装置に表示された前記入力画像を参照する環境に関する情報である環境情報を獲得する環境情報獲得手段と、前記入力画像を解析する画像情報解析手段と、前記環境情報獲得手段から得られた前記環境情報と画像情報解析手段による解析結果に基づいて画像補正係数を決定する画像補正係数決定手段と、前記補正係数決定手段で決定された前記画像補正係数に従って前記入力画像から前記出力画像への色変換を行う色補正処理手段を有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記入力画像を表示する表示装置がディスプレイであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記出力装置による前記出力画像の出力は、記録媒体への出力であることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
4. 前記環境情報獲得手段は、前記表示装置が置かれた環境の照明に関する情報を前記環境情報として獲得することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記画像情報解析手段は、前記入力画像を解析して前記入力画像の強度レベルを獲得するものであり、前記画像補正係数決定手段は、前記環境情報と画像情報解析手段から得られた前記強度レベルに基づいて画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記画像補正係数決定手段は、前記画像情報解析手段から画素ごとの強度レベルを得て前記画像補正係数を決定することを特徴とする請求項５に記載の画像処理装置。
7. 前記画像補正係数決定手段は、前記環境情報と前記強度レベルにより、前記表示装置を参照した時に知覚される見えの属性を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記画像補正係数決定手段は、前記見えの属性として、表面色であるかあるいは非表面色であるかを決定することを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 前記画像補正係数決定手段は、前記表示装置の色再現域と前記出力装置の色再現域を関連付ける画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項に記載の画像処理装置。
10. 前記画像補正係数決定手段は、知覚される色相が等しくなるように、色再現域を関連付ける画像補正係数を決定することを特徴とする請求項９に記載の画像処理装置。
11. さらにユーザが環境条件を設定するユーザ条件設定手段を有し、前記環境情報獲得手段は、前記ユーザ条件設定手段から前記環境情報を獲得することを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の画像表示装置。
12. 入力画像を表示する表示装置とは異なる出力装置に出力画像を出力する場合に前記入力画像から前記出力画像への変換を行う画像処理方法において、前記表示装置に表示された前記入力画像を参照する環境に関する情報である環境情報を環境情報獲得手段で獲得し、得られた前記環境情報と前記入力画像を画像情報解析手段で解析した結果とを用いて画像補正係数決定手段で画像補正係数を決定し、前記画像補正係数に従って色補正処理手段で前記入力画像から前記出力画像への色変換を行うことを特徴とする画像処理方法。
13. 前記入力画像を表示する前記表示装置がディスプレイであることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
14. 前記出力装置による前記出力画像の出力は、記録媒体への出力であることを特徴とする請求項１２に記載の画像処理方法。
15. 前記環境情報として、前記表示装置が置かれた環境の照明に関する情報を獲得することを特徴とする請求項１４に記載の画像処理方法。
16. 前記入力画像の解析によって前記入力画像の強度レベルを獲得し、該強度レベルに基づいて画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１２ないし請求項１５のいずれか１項に記載の画像処理方法。
17. 前記入力画像の解析によって前記入力画像の画素ごとに強度レベルを得て前記画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１６に記載の画像処理方法。
18. 前記画像補正係数の決定に際し、前記環境情報と前記強度レベルにより、前記表示装置を参照した時に知覚される見えの属性を決定し、該見えの属性下での前記画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１２ないし請求項１７のいずれか１項に記載の画像処理方法。
19. 前記見えの属性として、表面色であるかあるいは非表面色であるかを決定することを特徴とする請求項１８に記載の画像処理方法。
20. 前記画像補正係数として、前記表示装置の色再現域と前記出力装置の色再現域を関連付ける画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１２ないし請求項１９のいずれか１項に記載の画像処理方法。
21. 前記画像補正係数として、知覚される色相が等しくなるように、色再現域を関連付ける画像補正係数を決定することを特徴とする請求項２０に記載の画像処理方法。
22. さらに、ユーザによってユーザ条件設定手段で環境条件が設定され、該設定条件に基づいて前記画像補正係数を決定することを特徴とする請求項１２ないし請求項２１のいずれか１項に記載の画像表示方法。

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