JP2010541356A - 適応可能な黒点補正のための方法、装置、およびコンピュータプログラム - Google Patents
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Abstract
Description
・数個(あるいはそれ以下)の画素の色のみが出力装置の黒点のレベルに満たない場合、BPCは必要ではない。
・画像の全ての画素の色が出力装置の黒点のレベルに満たない場合、BPCは絶対に必要である。
原画像を複数の帯域で分解し、少なくとも低域通過画像と高域通過画像とを生成するためのフィルタと、
低域通過画像を入力として取り込み、黒点補正された低域通過画像を出力として送る黒点補正コンポーネントと、
黒点補正された低域通過画像と高域通過画像とのマージングおよびマッピングを行って、出力画像を生成するための適応マージングマッピングコンポーネントとを備える。
通常は、下付き文字の上の水平バーは、変数がマッピングされたことを示す「M」の拡張に対応し、
L、C、hは、アステリスク*付きでも示され、
変数に関しては、下付き文字および上付き文字は、場合によっては変換の主要文字の次は通常の文字で示される、例えば、IlowはIlowと同じである。
図1は、本発明の適応色域マッピングのためのフレームワークを構成する多数のコンポーネントを備えるシステム100を示す。フレームワークでは、1つのコンポーネントから別のコンポーネントに移る画像は、隅が折られた矩形で示されている。モジュールとも呼ばれるコンポーネントは、コンピュータ上の特定のオペレーティングシステムの下で実行するソフトウェアコンポーネントとして具現化され得る、または、FPGLAなどの専用回路としてハードウェア内で具現化され得る。図2は、本発明の方法の一実施形態を示すフロー図である。図1および図2は、典型的には、特定のコンポーネントが方法の特定のステップを実行するという意味では、関連している。
ステップS1において、CIELABへの変換が実行される。空間的色域マッピングアルゴリズムが適用される色空間が重要であることに留意されたい。示された実施形態では、CIELABが選択されているが、CIEXYZも使用される。
モジュール108で実行される分解の目的は、画像の局所平均と局所細部とを分解して、それらを別個に処理にし、得られる画像に局所平均と局所細部との両方をできる限り保存することである。示されたフレームワークは、画像を2つの帯域で分解するが、モジュール108を変更することで、フレームワークはn個の帯域に適合できる。BPCおよびSCAGMAの改良型も、複数の帯域に適用されるのに適している。
低域通過フィルタリングを行うためにGaussianフィルタを使用すると、ハロー現象が生じる。ハロー現象の発生を避けるために、5D双方向フィルタリング(BF)を使用するエッジ保存フィルタによって分解が行われる。フィルタのサイズは極めて重要なパラメータであるので、ここで簡単に説明する。ここでは、分解の際の周波数帯域は2つであるが、2超でもよく、最大値は計算時間のコストによってのみ制限される。
Ilow=(LBF,cBF,hin)
ここで、LBF=BF(Lin)かつcBF=BF(cin)である。
従来のガウスフィルタリングでは、ガウスフィルタの幅(σdで設定)が、低域通過帯域に進む低周波成分(局所平均と見なされる)と高域通過帯域に進む高周波成分(局所細部)との境界を決定する。σdの適切な値を設定するのは、ささいな作業ではない。この選択は、「局所細部」(すなわち、特定の領域における小さなまたは微細な要素)の定義付けに関連する。この定義付けは、再生画像のサイズや解像度、再生装置の変調伝達関数、視野条件、可視化の距離、人間の視覚システムの動作などの複数のパラメータに依存する。当該技術分野では、人間の視覚ステムを3つ以上(通常は5つまで)の帯域のマルチスケール分解によってモデル化することが知られている。ここでは、本発明のフレームワークにこれを適用することで、異なるサイズの細部の複数のカテゴリの定義付けが可能になる。示された実施形態では、画像分解は2つの帯域に制限されている。この実施形態のσdおよびσrの適切な値は、以下で説明する。
5D双方向フィルタでは、中心画素と隣接画素との間のΔEabの色距離も考慮に入れられる。このことにより、ハロー現象を避け、局所の同じ画素間の局所遷移を具体的に処理することができる。小さいΔEab距離にある(すなわち、同じとみなされる)隣接画素がフィルタリングされる。ΔEab距離がσrに比べて大きくなるにつれて、画素はフィルタリングされなくなる。したがって、σrが小さいΔEabを大きいΔEabと区別する基準を決定する。小さいΔEab値は知覚色差と十分に相互関係があるが、ΔEab値が大きいと見なされることのできる閾値σrを定義付けするのはより難しい。SCAGMAの1つの目的は、色域マッピングアルゴリズムにより変換先の色域の同じ色にマッピングされてしまう色差を保存することである。したがって、σrを入力色域と変換先の色域との間の平均距離に設定することが考えられる。色間の小さい距離を維持する出力装置の機能も考慮に入れられる。
次に、高域通過帯域画像Ihighは、図1のモジュール106により実行されるステップS3で、Iinと低域通過Ilowとの差を利用して計算される:
Ihigh=Iin−Ilow=(Lin−LBF,cin−cBF,0)
これは、図4に示されている。
低域通過帯域に関数g()を適用するステップ(モジュール109により実行されるステップS5)をさらに詳細に説明する。
IlowBPCadaptive=q*Ilow+(1−q)*IlowBPC
ここで、q=#/(Th2−Th1)である。
IlowM=HPMinΔE(IlowBPC)=g(Ilow)
g=HPMinΔE・BPC
IlowM=SCLIP(IlowBPC)=g(Ilow)
g=SCLIP・BPC
ここで、図1のモジュール111により実行される図2のステップS6の適応スケーリングのステップをさらに考察する。Ilowの画像領域がクリッピングによってIlowMに大きく修正された時、IlowM内の局所エネルギーはIlow内の局所エネルギーに比べてかなり低減される可能性がある。IlowおよびIhighの両方が大きな局所エネルギーを有するが、IlowMが局所エネルギーの一部を損失してしまった場合の画像領域では、Ihighのエネルギーを低減してIhighMを形成し、2つの帯域の画像IlowMおよびIhighMからの寄与の平衡率をIlowおよびIhighの場合の平衡率と同様に保つことが賢明である場合がある。したがって、各画素iでマージする時に、IlowMに加えられるIhighのエネルギーの量に影響を与える局所変数α(i,Ilow,IlowM)を取り入れる:
IhighM=α・Ihigh
または、同様に、
2つの帯域の画像IlowおよびIhighはそれぞれg()およびk()により修正され、この時点でIlowMとIhighMとがマージされ、その後マッピングされることができる(ステップS7、モジュール113)。
Itemp=IlowM+IhighM
・poutは、Iinのpinにできる限り近い、
・poutの隣接画素との色変化とは、pinの隣接画素との色変化に最も近い、
・w=1の場合、kは最小のΔ1のクリッピングとなる(Δ=ΔE*abの場合、k=HPMinΔE)。
・w=0の場合、画素の値ではなく、画素と隣接画素との間の色変化のみが保存される。
・その中間の場合、つまりw∈]0,1[の場合は、結果は最適化アルゴリズムによって得られる場合がある。
特定の実施形態によれば、IhighMに含められる隣接画素間の色変化を保存する適応圧縮アルゴリズムが使用される。概念は、GamutDestの範囲外にある各画素を、その隣接画素に依存する色域の多少内側深くの中心に向かって投射することである(図6)。
Is=SCLIP(Itemp)=SCLIP(IlowM+IhighM)
Itemp=(IlowM+IhighM)
Ioffset=Is−Itemp=Is−(IlowM+IhighM)
ここで、「・」は、スカラー積を示す。wi shiftは1以上であり、したがって、得られる色値が確実に色域境界とGamutDestの50%グレー点との間の色域にあることになる。
第2の実施形態によれば、Ihighの成分を維持するために、投射方向が変数として設定され、各画素に対して、最適なマッピング方向は局所変化が最適に維持されるように選択される。
Ihigh_nM=fn(IlowM+IhighM)−IlowM,n∈{1,2,3}
pi out=fselect(pi low+pi high)
select=argminn(|Ei n−Ei high|),n∈{1,2,3}
上述の実施形態の変形例では、保存するエネルギーの数式を変更することにより、SCACLIPがさらに最適化される。
Ifn=fn(IlowM+IhighM),n∈{1,2,3}
SCACLIPのこの変形例では、エネルギーは以下のように定義される:
select=argminn(Ei n),n∈{1,2,3}
pi out=fselect(pi lowM+pi highM)
・本明細書で示されたシステムおよび方法において、画像を分解するエッジ保存フィルタが使用される。このフィルタにより、ハロー現象を避けることができる。より特有の5D双方向フィルタがIin−GMA(Iin)に適用されて、Ihighを形成し、その後これはGMA(Iin)に単純に足される。
・提案された実施形態によれば、関数k()を使用して得られたIhighを適応調整するエッジ保存のマルチスケールな分解が使用される。このことで、以下のような先行技術の欠点を克服する:
(a)Gaussianベースのマルチレベルの分解での適応調整はハロー現象を避けることができない。
(b)ZollikerおよびSimonによるSGMAでの調整は画像内に不均衡な周波数成分を発生させることになる。
・提案された実施形態によれば、方法は局所適応関数k()を使用する。先行技術では、一定のスケーリングの関数k()のみが知られている。
・提案された実施形態によれば、複数のマッピングの代替形態を比較して、エネルギーを計算することにより入力画像内の局所の色差の歪みを最小にする局所適応マッピング(SCACLIP)が適用される。
・利点は、得られる画像内の周波数成分が変換先の色域GamutDest内にある画像領域およびGamutDest外にある画像領域の周波数成分と同じである点である。当該技術分野で知られているSGMAはこの点に欠ける。
・最初のマッピングは異なる。SCACLIPのHPMinΔEに対してSCACOMPではSCLIPである。この差は得られる画像の知覚飽和度に影響を与える。
・適応マッピングの結果も異なり、SCACLIPによる出力画像における局所コントラストは、SCACOMPによる出力画像の場合より、より十分に認められる。また、SCACLIPは、可能な3方向に制限するために局所的アーチファクトがより発生しやすい。この制限により、滑らかな変化領域において色の急激な変化が生じ、これが顕著なアーチファクトを発生させる可能性がある。
0=<Cp=<1
次に、拡張された彩度C1は:
C1=f(CN)・C0m 但し、0≦CN≦1
によって得られる。
Claims (11)
- 原画像を変換元の色域の色部分空間から、一定の出力装置内に属し一定の黒点を有する変換先の色域の色部分空間にマッピングし、黒点補正のステップを含む方法であって、黒点補正ステップが、画像の特性に基づいて、特性値が第1の閾値より大きい場合に黒点補正を実行し、特性値が第1の閾値以下である場合に黒点補正を実行しないことにより適応可能であることを特徴とする、方法。
- 特性が画像のヒストグラムであること、および特性値が出力装置の黒点のレベルに達しない画素の数であることを特徴とする、請求項1に記載の方法。
- 出力装置の黒点のレベルに達しない画素の数が第1の閾値より大きい場合に黒点補正を実行するステップが、出力装置の黒点のレベルに達しない画素の数が第1の閾値と第2の閾値との間にある場合に部分的黒点補正を実行するステップと、出力装置の黒点のレベルに達しない画素の数が第2の閾値より大きい場合に完全黒点補正を実行するステップとを含むことを特徴とする、請求項2に記載の方法。
- 画像を複数の帯域の画像で分解して少なくとも低域通過画像を生成し、低域通過画像に黒点補正が実行されて黒点補正された低域通過画像を生成するステップと、黒点補正された低域通過画像に適用される色域マッピングのステップとを含むことを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 原画像を変換元の色域の色部分空間から、一定の出力装置内に属し一定の黒点を有する変換先の色域の色部分空間にマッピングするためのシステムであって、
原画像を複数の帯域で分解し、少なくとも低域通過画像と高域通過画像とを生成するためのフィルタと、
低域通過画像を入力として取り込み、黒点補正された低域通過画像を出力として送る黒点補正コンポーネントと、
黒点補正された低域通過画像と高域通過画像とのマージングおよびマッピングを行って、出力画像を生成するための適応マージングマッピングコンポーネントとを備える、システム。 - 黒点補正コンポーネントが、第1の閾値および第2の閾値により制御され、オペレータによって第1の閾値および第2の閾値を設定するためのユーザインタフェースを備える、請求項5に記載のシステム。
- 出力画像を出力するための出力装置をさらに備える、請求項5または6に記載のシステム。
- 出力装置がインクジェット印刷システムである、請求項7に記載のシステム。
- 出力装置が表示システムである、請求項7に記載のシステム。
- 請求項1から4のいずれか一項に記載の原画像を変換元の色域の色部分空間から変換先の色域の色部分空間にマッピングする方法を装置に実行させるためのコンピュータプログラム。
- 請求項9に記載のコンピュータプログラムを含む、コンピュータ可読媒体。
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