JP2008118590A - 画像処理装置及び画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】色空間の変換に必要なメモリ容量を増大させず、且つ変換後の画像を劣化させない画像処理装置及び画像処理プログラムを提供する。
【解決手段】入力受付部１００が画像データ生成装置から第１の色空間で生成された画像データを受け付け、第１色変換部１２０に渡すと、第１色変換部１２０では、取得した第１の色空間の画像データを、第１の色空間より狭い第２の色空間に変換する。この変換は、クリッピング処理のみ、またはマトリクス演算とクリッピング処理との組合せにより実行される。次に、第２変換部１３０は、第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置１２で処理可能な第３の色空間に変換する。第３の色空間に変換された画像データは、画像再現装置１２に出力される。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置及び画像処理プログラムに関する。

デジタルカメラ等の画像生成装置から受け取った画像データを画面表示しまたは印刷する場合、画像データの色空間を画像表示装置または印刷機等の画像再現装置が処理可能な色空間に変換する必要がある。このため、画像生成装置が画像データを生成する際の色空間は、所定の変換テーブル等を使用して画像再現装置の色空間に変換処理される。

例えば、下記特許文献１には、第一色空間よりも広い第二色空間で撮影した画像を、第一色空間に変換して出力するデジタルカメラが開示されている。
特開２００４−２６０５７２号公報

しかし、上記従来の技術においては、第二色空間に例えばｓｃＲＧＢのような、画像再現装置が処理可能な現実色空間よりも広い仮想色空間が使用されている場合に、変換テーブルの容量が大きくなり、必要なメモリ容量が増大するという問題があった。また、変換テーブルの容量を小さくすると画像データの変換精度が悪化して変換後の画像が劣化するという問題もあった。

本発明は、上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、色空間の変換に必要なメモリ容量を増大させず、且つ変換後の画像を劣化させない画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１記載の画像処理装置の発明は、第１の色空間で生成された画像データを、前記第１の色空間より狭い第２の色空間に変換する第１の色変換手段と、前記第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置で処理可能な第３の色空間に多次元色変換テーブル(DLUT)にて、色変換する第２の色変換手段と、を備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の色変換手段が、所定の範囲を超えるデータを上限値に固定するクリッピング処理手段を含むことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記第１の色変換手段が、色変換処理のマトリクス演算を行うマトリクス演算手段及び所定の範囲を超えるデータを上限値に固定するクリッピング処理手段を含むことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記第１の色変換手段が、画像データに対してマトリクス演算を施した後、色相を保持しながら第２の色空間の外郭にクリッピング処理することを特徴とする。

請求項５記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれか一項記載の発明において、前記第１の色空間は仮想色空間であり、前記第２の色空間は実在色空間であることを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記仮想色空間はｓｃＲＧＢ色空間であり、前記実在色空間はＡｄｏｂｅＲＧＢまたはｓＲＧＢ色空間であることを特徴とする。

請求項７記載の画像処理プログラムの発明は、第１の色空間で生成された画像データを、前記第１の色空間より狭い第２の色空間に変換し、前記第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置で処理可能な第３の色空間に変換する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする。

本発明によれば、色空間の変換に必要なメモリ容量を増大させず、且つ変換後の画像を劣化させない画像処理装置及び画像処理プログラムを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という）を、図面に従って説明する。

図１には、本発明にかかる画像再現システムの一実施形態の機能ブロック図が示される。図１において、画像再現システムは、画像処理装置１０及び画像再現装置１２を含んで構成されている。

画像処理装置１０は、デジタルカメラ、スキャナ、パーソナルコンピュータ等の画像データ生成装置から取得した画像データを、画像再現装置１２で処理可能な色空間に変換して出力する。また、画像再現装置１２は、パーソナルコンピュータ等の画像表示装置または印刷装置等により構成され、画像処理装置１０から取得した画像データを画面表示または印刷出力する。

上記画像処理装置１０は、入力受付部１００、第１色変換部１２０、第２変換部１３０及び記憶部１４０を含んで構成されている。

入力受付部１００は、ＵＳＢ（ユニバーサルシリアルバス）ポート、ネットワークポート等の適宜なインターフェースにより実現され、画像データ生成装置から画像データを取得する。

第１色変換部１２０は、中央処理装置（ＣＰＵ）及びＣＰＵの処理動作を制御するプログラムを含んで実現され、画像データ生成装置から取得した画像データを、その画像データが生成された第１の色空間より狭い第２の色空間に変換する。このとき、第１の色空間をＮビットとし、第２の色空間をＭビットとすると、Ｍ＜Ｎの関係となっている。第１の色空間としては、例えばｓｃＲＧＢ色空間のような広い仮想色空間とすることができ、第２の色空間としては、例えばＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間またはｓＲＧＢ色空間のような実在色空間とすることができる。また、色空間の変換は、クリッピング処理のみ、またはマトリクス演算とクリッピング処理との組合せにより実行される。この色空間の変換の内容は後述する。

ここで、第１色変換部１２０は、クリッピング処理部１２２、マトリクス演算部１２４及びガンマ補正部１２６を含んでいる。

クリッピング処理部１２２は、画像データ生成装置から取得した画像データに対してクリッピング処理、すなわち所定の範囲を超えるデータを上限値に固定する処理を行う。

マトリクス演算部１２４は、所定の係数を使用し、上記第１の色空間を第２の色空間へ変換するためのマトリクス演算を実行する。

ガンマ補正部１２６は、マトリクス演算部１２４が変換し、出力した第２の色空間の画像データに対して所定のガンマ補正を行う。

また、上記第２変換部１３０は、ＣＰＵ及びＣＰＵの処理動作を制御するプログラムを含んで実現され、第１色変換部１２０が出力した第２の色空間の画像データを画像再現装置１２で処理可能な第３の色空間に変換する。例えば、画像再現装置１２がパーソナルコンピュータのディスプレイ（画像表示装置）である場合には、第３の色空間としてｓＲＧＢ色空間が好適であり、画像再現装置１２が印刷装置である場合には、第３の色空間としてｓＲＧＢ色空間またはＣＭＹＫ色空間が好適である。第２変換部１３０における変換処理は、多次元色変換テーブル(DLUT)を使用して実行される。

記憶部１４０は、リードオンリーメモリ（読み出し専用記憶装置 ＲＯＭ）、ハードディスク装置等の磁気記憶装置その他のコンピュータが読み取り可能な記憶装置により実現され、ＣＰＵの処理動作を制御するプログラム、クリッピング処理部１２２、マトリクス演算部１２４及びガンマ補正部１２６、第２色変換処理部１３０が演算に使用する係数やテーブルデータ等を記憶する。

なお、以上に述べた第１色変換部１２０及び第２変換部１３０は、ＣＰＵ及びＣＰＵの処理動作を制御するプログラムによりソフトウエアで実現する例を説明したが、これらの機能はアクセラレータボード等のハードウエアにより実現してもよい。

次に、第１色変換部１２０が実行する第１の色空間内の画像データを第２の色空間に変換する処理を説明する。ここで、第１の色空間はｓｃＲＧＢ色空間であり、第２の色空間はＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間とする。

まず、クリッピング処理部１２２のみにより画像データの変換を行う場合には、クリッピング処理部１２２がｓｃＲＧＢ色空間の画像データのうちＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色域外となる色データをＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色域の外郭へクリッピング処理する。これにより、第１の色空間内の画像データのうち、第２の色空間の範囲の外にある色データを第２の色空間内の値とすることができ、画像データを第２の色空間に変換できる。

また、マトリクス演算とクリッピング処理との組合せにより画像データの変換を行う場合には、マトリクス演算部１２４がｓｃＲＧＢ色空間の画像データをＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に変換するマトリクス演算を実行し、次にクリッピング処理部１２２が、マトリクス演算の結果ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色域外となった色データをクリッピング処理する。

以下に、マトリクス演算部１２４が実行するマトリクス演算の例が示される。

まず、式（１）によりｓｃＲＧＢ色空間をＸＹＺ色空間に変換する。

次に、式（２）によりＸＹＺ色空間をＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に変換する。

以上の式（１）、式（２）より、ｓｃＲＧＢ色空間をＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に変換する演算は、

となる。

マトリクス演算部１２４は、上記式（３）を使用して、ｓｃＲＧＢ色空間をＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に変換する。なお、上記各演算式で使用する係数は、記憶部１４０に記憶させておく。

上記ｓｃＲＧＢ色空間からＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間へのマトリクス演算後、ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色域外の色データがある場合には、クリッピング処理部１２２が以下のようにクリッピング処理を実行する。ここで、「Ｒ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}」、「Ｇ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}］、「Ｂ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}」が上記式（３）を使用して、ｓｃＲＧＢ色空間の画像データをＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間に変換するためのマトリクス演算を行った後の色データであり、「Ｒ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}'」、「Ｇ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}'］、「Ｂ_{ＡｄｏｂｅＲＧＢ}'」がクリッピング処理後の色データである。

ここでは、ＡｄｏｂｅＲＧＢ色空間の色域を、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれの画素値で０〜１．０としており、この色域外となるデータを当該色域の外郭へクリッピング処理している。すなわち、０より小さい（＜０）色データは０とし、１．０より大きい（＞１．０）色データは１．０としている。この場合、画像データの色相を保持しながらクリッピング処理するのが、再現される画像の品質を維持する上で好適である。

また、ガンマ補正部１２６は、画像再現装置１２の特性に応じて、好適な階調ガンマ補正を行う。このガンマ補正処理は、処理γを２．２とすると、

となる。ここで、Ｒ’、Ｇ、’Ｂ’は、ガンマ補正後の色データである。

以上のようにして、第１の色空間内の画像データが第２の色空間の画像データに変換される。

図２には、本実施形態にかかる画像処理装置１０の動作例のフローが示される。図２において、入力受付部１００が画像データ生成装置から第１の色空間で生成された画像データを受け付け（Ｓ１）、第１色変換部１２０に渡す。

第１色変換部１２０では、取得した第１の色空間の画像データを、第１の色空間より狭い第２の色空間に変換する（Ｓ２）。この変換は、上述したように、クリッピング処理のみ、またはマトリクス演算とクリッピング処理との組合せにより実行される。

次に、第２変換部１３０は、第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置１２で処理可能な第３の色空間に変換する（Ｓ３）。第３の色空間に変換された画像データは、画像再現装置１２に出力され（Ｓ４）、画像再現装置１２により、画面表示、印刷等の画像再現処理が行われる。

このように、第１の色空間と第３の色空間との間に中間色空間である第２の色空間を介在させることにより、色の表現範囲が広い仮想的色空間（第１の色空間）で作成された画像データを、小規模で簡易な色変換処理により画像再現装置１２が処理可能な現実色空間（第３の色空間）に高い精度で変換することができる。また、本発明は従来技術を変更せずに、色の表現範囲が広い仮想的色空間（第１の色空間）に対応することが、可能な構成をソフトウェアや拡張ボードなどにて容易に実現することができるので、現有資産をそのまま使うことも可能である。

本発明にかかる画像再現システムの一実施形態の機能ブロック図である。 本発明にかかる画像処理装置の動作例のフロー図である。

符号の説明

１０ 画像処理装置、１２ 画像再現装置、１００ 入力受付部、１２０ 第１色変換部、１２２ クリッピング処理部、１２４ マトリクス演算部、１２６ ガンマ補正部、１３０ 第２変換部、１４０ 記憶部。

Claims (7)

1. 第１の色空間で生成された画像データを、前記第１の色空間より狭い第２の色空間に変換する第１の色変換手段と、
   前記第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置で処理可能な第３の色空間に多次元色変換テーブル(DLUT)にて、色変換する第２の色変換手段と、
   を備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 請求項１記載の画像処理装置において、前記第１の色変換手段は、所定の範囲を超えるデータを上限値に固定するクリッピング処理手段を含むことを特徴とする画像処理装置。
3. 請求項１記載の画像処理装置において、前記第１の色変換手段は、色変換処理のマトリクス演算を行うマトリクス演算手段及び所定の範囲を超えるデータを上限値に固定するクリッピング処理手段を含むことを特徴とする画像処理装置。
4. 請求項３記載の画像処理装置において、前記第１の色変換手段は、画像データに対してマトリクス演算を施した後、色相を保持しながら第２の色空間の外郭にクリッピング処理することを特徴とする画像処理装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項記載の画像処理装置において、前記第１の色空間は仮想色空間であり、前記第２の色空間は実在色空間であることを特徴とする画像処理装置。
6. 請求項３記載の画像処理装置において、前記仮想色空間はｓｃＲＧＢ色空間であり、前記実在色空間はＡｄｏｂｅＲＧＢまたはｓＲＧＢ色空間であることを特徴とする画像処理装置。
7. 第１の色空間で生成された画像データを、前記第１の色空間より狭い第２の色空間に変換し、
   前記第２の色空間に変換された画像データを、画像再現装置で処理可能な第３の色空間に変換する処理をコンピュータに実行させることを特徴とする画像処理プログラム。

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