JP2009260474A - 色処理装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 上記の課題を解決するために、色変換テーブルの階調特性評価を可能とする。
【解決手段】 上記目的を達成するために、本発明にかかる色処理装置は、以下の構成を有する。すなわち、入力色信号を出力色信号に色変換する色変換テーブルを取得する取得手段と、前記出力色信号の色空間において、前記入力色信号の色空間における格子点に対応する前記出力色信号の格子点により形成される四面体の体積を算出する算出手段と、前記体積に基づき前記色変換テーブルの階調特性を評価する評価手段とを有することを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、色変換テーブルの階調特性の評価に関する。

従来のデジタルカメラにおいては、デジタルカメラ内部にあらかじめモードに応じた複数の色処理条件を保持し、その中から選択した１つのモードに応じた色処理条件を使用して、撮影した画像データの色処理を行っていた。

しかしながら、従来のデジタルカメラにおいては、あらかじめ用意されている色処理条件のみしか設定できず、ユーザの好みの色再現を実現することが出来ない。

そこで、特許文献１では、デジタルカメラの色再現をユーザの好みによって自由に設定できるような装置を提供することを目的として、色処理条件の編集方法が提案されている。この方法では、肌色や空・草の色、原色などを含むカラーチャートをデジタルカメラで撮影したときの撮影データを、カラーチャートの本来の色、または上記の肌色などを自分が好ましいと思う色（以後目標色と称す）に近づくような色処理条件を生成することが出来る。
特開２００４−３４１９２３号公報

しかしながら、従来技術では、好ましいと思う色に近づくような色処理条件をユーザが任意に設定できる反面、単にユーザが生成した色処理条件に応じた色変換テーブルを生成している。最終的に出力する色変換テーブルの階調性などの評価を行っていないため、生成された色変換テーブルの階調性に着目したとき、階調の反転が起こってしまうという問題があった。その結果、この階調反転により、最終的に出力される階調が損なわれてしまう場合があった。

本発明は、上記の課題を解決するために、色変換テーブルの階調特性の評価を可能とすることを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明にかかる色処理装置は、以下の構成を有する。すなわち、入力色信号を出力色信号に色変換する色変換テーブルを取得する取得手段と、前記出力色信号の色空間において、前記入力色信号の色空間における格子点に対応する前記出力色信号の格子点により形成される四面体の体積を算出する算出手段と、前記体積に基づき前記色変換テーブルの階調特性を評価する評価手段とを有することを特徴とする。

また、本発明にかかる色処理方法は、以下の構成を有する。すなわち、入力色信号を出力色信号に色変換する色変換テーブルを取得する取得工程と、前記出力色信号の色空間において、前記入力色信号の色空間における格子点に対応する前記出力色信号の格子点により形成される四面体の体積を算出する算出工程と、前記体積に基づき前記色変換テーブルの階調特性を評価する評価工程とを有することを特徴とする。

本発明により、色変換テーブルの階調特性の評価を可能とすることできる。

（実施形態１）
＜構成＞
本実施形態の構成を図１に示す。

図１において、１はデジタルカメラ、２はプロファイル作成装置、３は色票である。１０１は撮像部であり、撮影レンズと例えばＣＣＤ等の画像センサとを有する。１０２はデータ入出力部であり、画像データおよび色処理パラメータに対する外部とのインターフェイスである。１０３は画像処理部であり、撮像部１０１で取得した被写体像に対し、色処理パラメータ保持部１０４に格納された色処理パラメータを用いて、例えば色、明るさなどに関する処理を行う。処理された画像データは、データ入出力部１０２を介してプロファイル作成装置２に出力される。このとき、ケーブルなどを介してプロファイル作成装置に直接データを出力しても良いし、例えばコンパクトフラッシュ（登録商標）などの記録媒体に出力しても良い。

１０４は色処理パラメータ保持部であり、色処理パラメータを保持する。１０５は表示部であり、撮像部１０１により取得した撮影中の画像を表示する液晶ディスプレイ等である。２０１はデータ入出力部であり、画像データおよび色処理パラメータ、ターゲットデータの外部とのインターフェイスである。２０２は目標色設定部であり、取得した被写体像の目標とする色を設定する。２０３は色データ取得部であり、取得した画像データの各パッチにおけるＲＧＢ平均値を算出する。２０４は色処理条件生成部であり、色処理パラメータを例えば公知の減衰最小二乗法（Ｄｕｍｐｅｄ Ｌｅａｓｔ Ｓｑｕａｒｅ Ｍｅｔｈｏｄ：ＤＬＳ法）などを用いて最適化し、色処理条件を生成する。２０５はプロファイル生成部であり、色処理条件生成部２０４で生成された色処理条件を用いてプロファイルを生成する。２０６は形状評価部であり、プロファイル生成部２０５で生成されたプロファイルの形状を評価する。２０７は表示部であり、生成したプロファイル、および形状評価結果を表示する。

図２に色票３の例を示す。

図２において、色票３は色設計に用いるためのチャートであり、複数の色それぞれに対応するパッチを有する。

図３にプロファイル作成装置２における処理の流れを示す。

ステップＳ１において、色処理条件生成部２０４は、色データ取得部２０３で取得した画像データに対して、目標色設定部２０２で取得した被写体像の目標とする色を設定するための色処理条件を生成し、プロファイルを生成する。ステップＳ１の動作の詳細は、図４を用いて後述する。ステップＳ２において、ステップＳ１により生成したプロファイルをデータ入出力部２０１に出力、デジタルカメラ１にアップロードする。

＜色処理条件生成方法＞
図４は、図３のステップＳ１における色処理条件の生成方法を詳細に示したものである。

ステップＳ１１において、画像入出力部２０１は、画像の画像データ、例えばＲＧＢ値（以降、ＲＧＢを例に説明する）を入力する。入力先は、ケーブルなどを介してデジタルカメラから直接入力しても良いし、コンパクトフラッシュ（登録商標）などの記録媒体から入力するようにしても良い。ここで、入力する画像データの被写体は色票３である。

ステップＳ１２において、目標色設定部２０２は、目標色を設定する。目標色は、ステップＳ１１で入力した画像データの被写体である色票３の各パッチに対して、図示しない測定器を用いて測色することで得られる測色値とする。

ステップＳ１３において、色データ取得部２０３は、ステップＳ１１で入力したＲＧＢ値に対して、パッチ毎のＲＧＢ平均値を取得する。

ステップＳ１４において、色処理条件生成部２０４は、色処理条件を生成する。色処理条件は、たとえば３ｘ３のマトリックスや、３ｘ９のマトリックスなどで表わし、ステップＳ１１で入力した入力データとステップＳ１２で設定した目標色との色差が小さくなるようなマトリックス値を、公知のＤＬＳなどの最適化手法を用いて生成される。具体的には、入力データは、ステップＳ１３で取得したＲＧＢ平均値にマトリックス演算し（Ｒ’Ｇ’Ｂ’とする）、ＩＥＣ６１９６６−２−１で規定されるｓＲＧＢと仮定してＣＩＥＬＡＢ色空間上の値に変換される（Ｌ＊ｉ、ａ＊ｉ、ｂ＊ｉとする）。また、ステップＳ１２において設定された目標色は、測定したＸＹＺ表色系のＸＹＺ値をＣＩＥＬＡＢに変換する公知の変換式（Ｌ＊Ｔｉ、ａ＊Ｔｉ、ｂ＊Ｔｉ）を用いることで得られる。そして、各パッチの評価関数をＥｉ、重み値をｗｉ、全体の評価関数をＥとし、

を最小とするようなマトリックス値を算出するように最適化する。

ここで、ステップＳ１４におけるＲ’Ｇ’Ｂ’値の算出方法、およびＲＧＢ→ＣＩＥＸＹＺ、ＣＩＥＸＹＺ→ＣＩＥＬＡＢへの変換式を以下に示す。

＜Ｒ’Ｇ’Ｂ’値の算出方法＞
まず、入力ＲＧＢ値を正規化する。正規化は入力ＲＧＢ値が１０ビットの場合には各値を１０２３（＝２^１０−１）で割る。次に、以下の式（２）から式（４）のいずれかの式を用いてＲ’Ｇ’Ｂ’を算出する。

ただし、Ｍ１：３ｘ３マトリックス、Ｍ２：３ｘ９マトリックス、Ｍ３：３ｘ１９マトリックスである。

＜ＲＧＢ→ＣＩＥＸＹＺへの変換式＞

＜ＣＩＥＸＹＺ→ＣＩＥＬＡＢへの変換式＞

ステップＳ１５において、プロファイル生成部２０５は、ステップＳ１４により生成された色処理条件を用いてプロファイルを生成する。プロファイルは、入力色信号の色空間において格子状に配置される格子点に、各入力色信号を対応させた、例えば３次元のルックアップテーブルで表される３ＤＬＵＴ形式がある。３ＤＬＵＴ形式について、デジタルカメラの入力ＲＧＢデータが１０ビット（０−１０２３）であり、スライス数（色空間における各入力色信号の刻み数）が１７であると仮定した場合の作成方法を以下に示す。プロファイル生成部２０５は、
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝
（０，０，０）、（０，０，６４）、（０，０，１２８）、‥‥、
（０，０，１０２３）、（０，６４，０）、（０，６４，６４）、‥‥、
（０，６４，１０２３）、（０，１２８，０）、（０，１２８，６４）、‥‥、（１０２３，１０２３，１０２３）
の４９１３個（＝１７ｘ１７ｘ１７個）のデータを順番に入力し、先に求めた色処理条件を用いてＲ’Ｇ’Ｂ’値を算出する。これを国際電気標準会議（ＩＥＣ）が定めたＩＥＣ６１９６６−２−１で規定されるｓＲＧＢと仮定して、ＣＩＥＬＡＢに変換したＬ＊ａ＊ｂ＊値を算出する。そして算出した４９１３組の（Ｒ、Ｇ、Ｂ）と出力色信号である（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）との対応関係を表す組を３ＤＬＵＴとする。

ステップＳ１６において、形状評価部２０６は、ステップＳ１５により生成した３ＤＬＵＴの形状を評価する。形状は、たとえば３ＤＬＵＴの出力値の色空間において、出力値が形成する立体を形成する各四面体の体積で評価する。

３ＤＬＵＴの体積は、図５に示すように３ＤＬＵＴの立体を形成する四面体に分割し、個々の分割された四面体の体積Ｖを、四面体の頂点を表すベクトルの内積と外積を用いて算出する。図５において、ｘはベクトルの外積、・はベクトルの内積である。任意の３辺のベクトルをａ、ｂ、ｃとしたとき、
Ｖ＝（ａｘｂ）・ｃ／６‥‥（１６）
（ただし、ｘはベクトルの外積、・はベクトルの内積とする。）
で求める。

階調反転率Ｒは、３ＤＬＵＴを形成する個々の四面体の体積を求める際、図５の計算式のように四面体の体積を算出すると、階調が反転していないときには算出結果は正の数、階調が反転しているときには算出結果は負の数となる。そして、結果が正、０、負になった四面体の個数をそれぞれＰ、Ｚ、Ｍとしたとき、
Ｒ＝Ｍ／（Ｐ＋Ｚ＋Ｍ）‥‥（１８）
で求める。

ステップＳ１７において、表示部２０７は、図６に示すように生成した３ＤＬＵＴおよび階調評価結果を表示する。また、階調評価結果が、（１６）で求めたＶの値が０以下になった場合、もしくは（１８）で求めたＲが所定の値以上になった場合に警告が報知される。

ステップＳ１８において、色処理条件生成部２０４は、色処理条件生成を終了するか否かを判断し、終了する場合には処理を終了し、継続する際にはステップＳ１４に進む。

本実施形態においては、プロファイルを例に説明したが、入力色信号を出力色信号に変換する色変換テーブルであれば、本実施形態と同様に適用可能である。

（実施形態２）
実施形態１においては、評価関数として式（１）で表される式を使用したが、公知の下記の式で表される△Ｅ９４を使用しても良い。

（実施形態３）
上述の実施形態では、立体の形状は、たとえば３ＤＬＵＴの出力値の色空間において、この立体を形成する各四面体における階調反転率で評価したが、出力値が形成する立体の表面の凹凸度合いに基づいて評価しても良い。

表面の凹凸度合いは、生成した３ＤＬＵＴの体積と同じ体積を示す球の表面積と、生成した３ＤＬＵＴの表面積の比を算出することで得られる。３ＤＬＵＴの体積は、図５に示すように３ＤＬＵＴの立体を形成する四面体に分割し、個々の分割された四面体の体積を、四面体の頂点を表すベクトルの内積と外積を用いて算出する。図５において、ｘはベクトルの外積、・はベクトルの内積である。３ＤＬＵＴの表面積Ｓｔは、最外郭を形成する三角形の面積をＳ、任意の２辺のベクトルをａ、ｂとしたとき、
Ｓｔ＝ΣＳ・・・・（１５）
Ｓ＝｜ａｘｂ｜／２‥‥（１６）
（ただし、｜｜はベクトルの大きさ、ｘはベクトルの外積とする。）
で求める。

また、体積Ｖの球の表面積Ｓｃは

で求める。

また、階調評価結果は、（１５）−（１７）で求めたＳｔ、Ｓｃを用いてＳｔ／Ｓｃの値が所定の値以上になった場合、もしくは（１８）で求めたＲが所定の値以上になった場合に警告を報知すればよい。

（他の実施の形態）
本発明は、複数の機器（例えばコンピュータ、インターフェイス機器、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、制御装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記憶媒体をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（ＣＰＵやＭＰＵ）が前記コンピュータプログラムを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのコンピュータプログラムと、そのコンピュータプログラムを記憶する、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成する。

また、前記コンピュータプログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム（ＯＳ）および／または第一の、第二の、第三の、…プログラムなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記コンピュータプログラムがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに書き込まれていてもよい。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、第一の、第二の、第三の、…デバイスのＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するコンピュータプログラムが格納される。

以上の実施形態により、色変換テーブルの階調特性の評価を可能とすることできる。

実施形態１の構成を示す図である。 色票３の例を示す図である。 色処理パラメータ編集装置２における処理の流れを示す図である。 色処理条件生成と形状評価値算出の流れを示す図である。 各四面体の体積を算出する方法の模式図を示す図である。 ３ＤＬＵＴおよび警告表示の例を示す図である。

Claims (8)

1. 入力色信号を出力色信号に色変換する色変換テーブルを取得する取得手段と、
   前記出力色信号の色空間において、前記入力色信号の色空間における格子点に対応する前記出力色信号の格子点により形成される四面体の体積を算出する算出手段と、
   前記体積に基づき前記色変換テーブルの階調特性を評価する評価手段と
   を有することを特徴とする色処理装置。
2. さらに、前記評価手段による評価結果をユーザに報知する報知手段とを有することを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
3. 前記四面体は、前記出力色信号の格子点が形成する立体を分割して生成されることを特徴とする請求項１又は２に記載の色処理装置。
4. 前記算出手段は、前記体積を、前記階調特性が階調反転していないときに正の数となるように、前記頂点を表すベクトルの外積と内積とを用いて算出することを特徴とする請求項３に記載の色処理装置。
5. 前記評価手段は、前記体積が正の数の値である場合に前記階調特性を正常と評価し、前記体積が０の値の場合に前記階調特性がつぶれていると評価し、前記体積が負の数の場合に前記階調特性が階調反転していると評価することを特徴とする請求項１乃至４に記載の色処理装置。
6. 入力色信号を出力色信号に色変換する色変換テーブルを取得する取得工程と、
   前記出力色信号の色空間において、前記入力色信号の色空間における格子点に対応する前記出力色信号の格子点により形成される四面体の体積を算出する算出工程と、
   前記体積に基づき前記色変換テーブルの階調特性を評価する評価工程と
   を有することを特徴とする色処理方法。
7. コンピュータ装置を制御して、請求項１乃至５の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
8. 請求項７に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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