JP2015012422A - Image processing apparatus, color change processing method and computer program - Google Patents

Image processing apparatus, color change processing method and computer program Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image processing apparatus capable of easily performing predetermined color change processing and obtaining a high-quality result, a color change processing method and a computer program.SOLUTION: On the basis of a color change designation that designates N pairs of conversion source colors on a processing object image and conversion target colors on a reference image, color change processing means determines a function F that converts a color (x1, x2 and x3) appearing on the processing object image displayed in a three-dimensional color space into a color (y1, y2 and y3) after the color change processing so as to minimize a norms of a differential from identity conversion based on the color change designation as an n-th order polynomial ((n) is a natural number equal to or greater than 2) of variables x1, x2 and x3.

Description

本発明は商品カタログなどの商業印刷物においてしばしば必要となる複数の画像において画像の色を揃えるという色変換の分野の技術に関する。 The present invention relates to a technology in the field of color conversion in which the colors of an image are aligned in a plurality of images that are often required in a commercial print such as a product catalog.

商品カタログなどの商業印刷物においては、同じ商品の写真画像が複数ある時に、撮影条件の相違により色味が異なっている場合に、色味の違いを解消して同一商品は同じ色に見えるようにしたいといった「商品の色揃え」の課題、同一頁内に配置される商品写真において、背景色を揃えたいという「背景の色揃え」の課題、一つの商品画像をもとに、当該商品のカラーバリエーションを示す画像を生成したいという「商品の色替え」の課題が存在する。これらの課題(以下総称して「色替え処理」ということにする)をこなすために印刷物制作の現場では、Photoshop(登録商標)に代表されるレタッチ処理機能を持った画像処理アプリケーションソフトウェアを用いて1点ずつ手作業で処理することがしばしば行われているが、熟練を要する作業であり経験の浅い作業者でも簡単にできる方法が望まれていた。   In commercial printouts such as product catalogs, when there are multiple photographic images of the same product, if the color is different due to differences in shooting conditions, the same product will look the same color by eliminating the color difference “Product color alignment” issues such as wanting to do, “Background color alignment” issue that wants to align the background color in product photos placed on the same page, one product image based on the product color There is a problem of “color change of product” that it is desired to generate an image showing a variation. In order to deal with these problems (hereinafter collectively referred to as “color change processing”), in the production of printed materials, image processing application software having a retouch processing function represented by Photoshop (registered trademark) is used. Manual processing is often performed one by one, but a method that requires skill and can be easily performed even by an inexperienced worker has been desired.

このような色替え処理に関する課題に対する取り組みは従来よりさまざまに試みられている。特許文献1には、処理対象となる処理対象画像、及び補正処理の参照とする参照画像を入力する画像入力部1と、画像入力部1にて入力された処理対象画像、及び参照画像から、色空間変換のペアとなる処理対象領域、及びそれに対応する参照領域を抽出する色空間分割部2と、色空間分割部2にて抽出された処理対象領域、及び参照領域を利用して、前記参照画像を基に処理対象画像の色彩を変換する色空間変換部3と、色空間変換部3における処理結果に基づき、前記画像入力部1にて入力された処理対象画像に対して、所定のフォーマットで処理結果画像を出力する画像出力部4とを備えた画像補正システム、画像補正方法の発明が開示されている。  Various attempts have been made to deal with such problems relating to color change processing. In Patent Document 1, an image input unit 1 that inputs a processing target image to be processed and a reference image to be referred to for correction processing, a processing target image input by the image input unit 1, and a reference image, Using the color space dividing unit 2 that extracts a processing target region that is a pair of color space conversion and a reference region corresponding thereto, and the processing target region and the reference region that are extracted by the color space dividing unit 2, Based on the processing result in the color space conversion unit 3 that converts the color of the processing target image based on the reference image, and the processing result in the color space conversion unit 3, a predetermined processing is performed on the processing target image input in the image input unit 1. An invention of an image correction system and an image correction method including an image output unit 4 that outputs a processing result image in a format is disclosed.

特許文献1では、色空間での頻度分布を頻度分布に移すというアイデアに基づきアフィン変換を用いている。分割した色空間の対応毎にアフィン変換関数をかけて部分色空間から部分色空間に変換させるという処理を行っている。しかし色変換関数の色空間全体にわたる連続性は保証されないので、処理対象画像の色がグラデーション的に変化していたり、対象画像の色域が広い場合には、色の変化が不連続となる点が出現したりするなどして不都合な結果が生じる可能性が高い。  In Patent Document 1, affine transformation is used based on the idea of shifting the frequency distribution in the color space to the frequency distribution. A process of converting from the partial color space to the partial color space is performed by applying an affine transformation function for each correspondence of the divided color spaces. However, the continuity of the color conversion function over the entire color space is not guaranteed, so if the color of the processing target image changes in a gradation or the target image has a wide color gamut, the color change becomes discontinuous. It is highly probable that an inconvenient result will occur.

ところで、プリンターやモニタディスプレイなどの色再現装置は(c、m、y)や(r、g、b)などの3つの色変数により再現する色を定めるが、同じ(r、g、b)により生成される色であってもディスプレイ装置が異なれば人の視覚系で知覚される刺激は異なり、違った色として認識される。そこで装置毎の(r、g、b)をCIE均等色空間に対応づけたり、或いは直接に装置固有の色空間同士を対応付けるための色空間変換関数(この関数を色変数の線形多項式として定める場合はその係数行列である色変換マトリックス)を求める必要性がしばしば生じる。特に、装置が異なっても同じ色を同じに見えるように再現(出力)するというカラーマネジメントを実現するためには適切な色空間変換関数を入手することが不可欠である。 By the way, color reproduction devices such as printers and monitor displays determine colors to be reproduced by three color variables such as (c, m, y) and (r, g, b), but the same (r, g, b) Even if the color is generated, if the display device is different, the stimulus perceived by the human visual system is different and is recognized as a different color. Therefore, a color space conversion function for associating (r, g, b) for each device with the CIE uniform color space, or for directly associating device-specific color spaces (when this function is defined as a linear polynomial of a color variable) There is often a need to obtain a color conversion matrix) which is a coefficient matrix. In particular, it is indispensable to obtain an appropriate color space conversion function in order to realize color management that reproduces (outputs) the same color so that it looks the same even if the devices are different.

特許文献2には、ある装置で定められる第1の色空間を別の装置で定められる第2の色空間に変換する色変換マトリックスの生成方法が開示されている。複数の色票データセットの第1の色空間に関するn次のマトリックス係数を構成し、上記構成されたマトリックスに対する擬似逆行列を求める工程、さらに、上記色票データセットの第2の色空間に関するカラーデータで構成されるマトリックスと上記擬似逆行列の積から色変換マトリックスを生成する工程を施すことにより所望の色変換マトリックスを得る方法である。 Patent Document 2 discloses a method for generating a color conversion matrix for converting a first color space defined by a certain device into a second color space defined by another device. Constructing an nth-order matrix coefficient relating to the first color space of a plurality of color chart data sets, obtaining a pseudo inverse matrix for the constructed matrix, and further providing a color relating to the second color space of the color chart data set This is a method of obtaining a desired color conversion matrix by performing a step of generating a color conversion matrix from the product of a matrix composed of data and the pseudo inverse matrix.

特開2007−281666号公報JP 2007-281666 A 特開2005−110089号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-110089

本発明は、どのような処理対象画像に対しても、所望の色替え処理を簡単に行え、かつ品質の良い結果を得ることが可能な画像処理装置、色替え処理方法、コンピュータプログラムを提供することを課題とする。とりわけ、特許文献1に開示される発明のような、空間を分割して部分空間ごとに変換関数を求めるやり方の欠点を回避し、色空間全域に定義される単一な連続関数を一つ求めることによりシンプルで高品質な結果画像を得る方法を呈示する。   The present invention provides an image processing apparatus, a color change processing method, and a computer program that can easily perform a desired color change process and obtain a high-quality result for any image to be processed. This is the issue. In particular, as in the invention disclosed in Patent Document 1, it avoids the drawbacks of dividing a space and obtaining a conversion function for each subspace, and obtains a single continuous function defined over the entire color space. This presents a method for obtaining a simple and high-quality result image.

上記課題を解決するための第1の発明は、
参照画像、処理対象画像および処理結果画像の各画像データおよび色替え指示データを記録保持する記憶部と
参照画像、処理対象画像および処理結果画像を表示する表示部と、
処理対象画像上の特定の色である変換元色と参照画像上の特定の色である変換目標色との組合せである色替え対応を1つ以上指定することによる色替え指示を受付け、受付けた色替え指示データを前記記憶部に記録する色替え指示入力手段と、
処理対象画像上の前記変換元色を色替え対応で指定される変換目標色に変換するとともに変換元色に指定されない色域については別に定める大局的条件に合致するように前記色替え指示に基づく処理対象画像の連続的な色替え処理を行い処理結果画像を得る色替え処理手段と、
表示部、入力手段、色替え処理手段を制御する制御部と
を備えた参照画像に基づいて処理対象画像の色替え処理を行う画像処理装置であって、
前記色替え処理手段は、前記記憶部から色替え指示データを読み出し、3次元色空間で表示される処理対象画像上に現れる色(x1,x2,x3)を色替え処理後の色(y1,y2,y3)に変換する関数Fを、変数x1、x2、x3のn次多項式(nは2以上の自然数)として、指定された色替え指示、および、
前記別に定める大局的条件としての関数Fを恒等変換との差分のノルムが最小となるよう定めるとする条件、に基づいて定めるものであって、
前記色替え指示入力手段は、前記色替え対応の指定数Nをn次多項式の項数Lより小さい数だけ受け付けるように構成される、あるいは、前記色替え処理手段は、n次多項式の項数Lが指定数Nを超えるように次数を十分大きく設定した関数Fを求めるように構成される
ことを特徴とする画像処理装置である。
The first invention for solving the above-described problems is
A storage unit that records and holds each image data and color change instruction data of the reference image, the processing target image, and the processing result image; and a display unit that displays the reference image, the processing target image, and the processing result image;
Accepted and accepted a color change instruction by specifying one or more color change correspondences that are combinations of a conversion source color that is a specific color on the processing target image and a conversion target color that is a specific color on the reference image Color change instruction input means for recording color change instruction data in the storage unit;
Based on the color change instruction so that the conversion source color on the processing target image is converted into a conversion target color specified in correspondence with the color change, and the color gamut not specified as the conversion source color satisfies a global condition separately defined. A color change processing means for performing continuous color change processing of the processing target image to obtain a processing result image;
An image processing apparatus that performs a color change process of a processing target image based on a reference image including a display unit, an input unit, and a control unit that controls a color change processing unit,
The color change processing means reads the color change instruction data from the storage unit, and changes the color (x1, x2, x3) appearing on the processing target image displayed in the three-dimensional color space to the color (y1, a function F for converting to y2, y3) as an n-order polynomial (n is a natural number of 2 or more) of variables x1, x2, and x3,
The function F as a global condition determined separately is determined based on a condition that the norm of the difference from the identity transformation is minimized,
The color change instruction input means is configured to accept the specified number N corresponding to the color change by a number smaller than the number L of terms of the nth order polynomial, or the color change processing means has the number of terms of the nth order polynomial. An image processing apparatus configured to obtain a function F having a sufficiently large order so that L exceeds a specified number N.

このような画像処理装置は、色替え変換を行う変換関数Fを3次元色空間全域にわたって単一の連続な関数として定めるため、処理対象画像が広い色域を持っていたり、なだらかなグラデーション部分を有していても品質の良い色替え処理結果画像を得ることができる。尚、連続的な色替え処理とは連続関数による変換処理という意味である。 In such an image processing apparatus, since the conversion function F for performing the color change conversion is defined as a single continuous function over the entire three-dimensional color space, the image to be processed has a wide color gamut or a gentle gradation portion. Even if it has, it is possible to obtain a color change processing result image with good quality. The continuous color changing process means a conversion process using a continuous function.

また、色替え対応指定数Nと関数Fの線形多項式としての項数Lとの関係により、色替え指示により、Fの係数行列を求める問題は、劣決定系(undetermined system)連立1次方程式の解を求める問題となる。この結果、変換元色を変換目標色に確実に写す関数Fは色替え指示だけでは一つには定まらない。しかしながら、関数Fを1つに決定するために、L個すべての色替え対応を設定するとすれば、追加した色替え対応が処理対象画像上の幾つかの特定の色を同じ色のままとするというような妥当と思われる指定だったとしても、その条件は局所的な条件に過ぎない以上、関数Fの大局的な形は予想できず、変換後画像の一部に不具合が生じる可能性を完全に払拭できない。そこで、色替え対応指示は、色替えを行いたい少数の色N(<L)個だけとして、これにさらに関数Fが満たすべき大局的条件を課すことにより関数Fを決定することが、手間もかからず実用上好ましい。あるいは、前記色替え処理手段は、n次多項式の項数Lが指定数Nを超えるように次数を十分大きく設定した関数Fを求めるように構成してもよい。   Further, the problem of obtaining the coefficient matrix of F by the color change instruction due to the relationship between the specified number N of color change correspondences and the number of terms L as a linear polynomial of the function F is the problem of an underdetermined system simultaneous linear equation. It becomes a problem to find a solution. As a result, the function F that reliably copies the conversion source color to the conversion target color cannot be determined by only the color change instruction. However, if all the L color change correspondences are set in order to determine one function F, the added color change correspondence causes some specific colors on the processing target image to remain the same color. Even if it is a specification that seems to be appropriate, the condition is only a local condition, so the global form of the function F cannot be predicted, and there is a possibility that a defect will occur in a part of the converted image. It cannot be wiped out completely. Therefore, it is possible to determine the function F by setting only a small number N (<L) of colors to be changed and imposing global conditions to be satisfied by the function F. However, it is practically preferable. Alternatively, the color change processing means may be configured to obtain a function F in which the order is set sufficiently large so that the number L of terms of the nth order polynomial exceeds the specified number N.

そして、この大局的条件としては、恒等変換、すなわち色空間上の全ての色を変えない変換Iの係数行列と関数Fの係数行列の要素同士の差分の平方和が最小、すなわちF−Iのノルムが最小となる条件を採用する。この条件により、色替え指示を行った変換元色は変換目標色に移り、変換元色に該当しない全ての色はできる限り元の色に留まるような連続多項式による変換Fがユニークに定まる。   The global condition is that the sum of squares of differences between the elements of the identity matrix, that is, the coefficient matrix of the transformation I that does not change all colors in the color space and the coefficient matrix of the function F, is the minimum, ie, F−I. The condition that minimizes the norm of is adopted. Under this condition, the conversion source color for which the color change instruction has been issued moves to the conversion target color, and the conversion F by a continuous polynomial is uniquely determined so that all colors that do not correspond to the conversion source color remain at the original color as much as possible.

第1の発明に係る画像処理装置において、変換元色と変換目標色とは3次元色空間上の3つの色変数の組(x1、x2、x3)で表示されるものとする。しかも前記色替え対応の指定を行うとき、変換元色と変換目標色の色空間は同じ色空間であるものとする。これは典型的には、処理対象画像と参照画像を同一のモニタディスプレイやカラープリンタなど同一の出力デバイスで出力したうえで両画像間の対応する色を対応付けることで可能である。しかし同一の色空間上での対応がとれればよいと考えるならば、色替え対応を指定するために必ず(同一の出力デバイスで出力された)参照画像が必要というわけではない。例えば、色替え対応としては、変換元色に対応する変換目標色をそれ自身の色とする指定は同一の色空間上で対応を指定することになるので有効である。また実用上も、色替え処理においてこの色はそのまま保持したいという場合があるため、色替え指示入力手段はそのような指定も受け付けるよう構成することが望ましい。 In the image processing apparatus according to the first invention, the conversion source color and the conversion target color are displayed as a set of three color variables (x1, x2, x3) in a three-dimensional color space. In addition, when the color change correspondence is specified, the color space of the conversion source color and the conversion target color are the same color space. Typically, this is possible by outputting the processing target image and the reference image on the same output device such as the same monitor display or color printer and then associating the corresponding colors between the two images. However, if it is considered that the correspondence in the same color space should be taken, a reference image (output by the same output device) is not necessarily required to designate the color change correspondence. For example, for color change correspondence, specifying the conversion target color corresponding to the conversion source color as its own color is effective because the correspondence is specified in the same color space. Further, in practice, there is a case where it is desired to keep this color as it is in the color change process, so it is desirable that the color change instruction input means accepts such a designation.

上記課題を解決するための第2の発明は、
処理対象画像上の特定の色である変換元色と変換後に得たい変換目標色との組合せである色替え対応を1つ以上指定することにより色替え指示を行った後、
この色替え指示に基づいて、3次元色空間で表示される処理対象画像上に現れる色(x1,x2,x3)を色替え処理後の色(y1,y2,y3)に変換する関数Fを、変数x1、x2、x3のn次多項式(nは2以上の自然数)として
求め、この関数Fにより処理対象画像を変換することにより色替え処理結果画像を得る色替え処理方法であって、
前記色替え指示する際の色替え対応の指定数Nをn次多項式の項数Lより少なく指定するようにして、あるいは、n次多項式の項数Lが指定数Nを超えるように次数nを十分大きく設定して、関数Fを、前記色替え指示によって定められる劣決定系連立一次方程式の解であって、関数Fと恒等変換との差分のノルムが最小となるように決定することを特徴とする色替え処理方法である。
The second invention for solving the above-mentioned problem is
After performing a color change instruction by designating one or more color change correspondences that are combinations of a conversion source color that is a specific color on the processing target image and a conversion target color to be obtained after conversion,
Based on this color change instruction, a function F for converting the color (x1, x2, x3) appearing on the processing target image displayed in the three-dimensional color space into the color (y1, y2, y3) after the color change process is obtained. A color change processing method for obtaining a color change processing result image by obtaining an n-th order polynomial (n is a natural number of 2 or more) of variables x1, x2, and x3 and converting the processing target image by this function F,
The specified number N corresponding to the color change when instructing the color change is specified to be less than the number L of terms of the nth order polynomial, or the order n is set so that the number L of terms of the nth order polynomial exceeds the specified number N. It is determined that the function F is set to be sufficiently large and the function F is a solution of the underdetermined simultaneous linear equations determined by the color change instruction, and the norm of the difference between the function F and the identity transformation is minimized. This is a characteristic color change processing method.

課題を解決するための本願第3の発明は、制御部、表示部、入力部を備えたコンピュータを第1の発明に係る画像処理装置として機能させるコンピュータプログラムである。   A third invention of the present application for solving the problem is a computer program that causes a computer including a control unit, a display unit, and an input unit to function as the image processing apparatus according to the first invention.

本願発明に係る画像処理装置、色替え処理方法、コンピュータプログラムによれば、色替え指示を必要な箇所だけ指定するだけで、色替え指示を全て満たし色空間全域に定義される単一な連続関数を一つ求めることができ、非熟練作業者でも簡単に所望の色替え画像を得ることが可能となるという顕著な効果を奏する。   According to the image processing apparatus, the color change processing method, and the computer program according to the present invention, a single continuous function that satisfies all the color change instructions and is defined in the entire color space only by specifying the necessary color change instructions. 1 can be obtained, and there is a remarkable effect that even a non-skilled worker can easily obtain a desired color-change image.

第1の発明の一実施形態に係る画像処理装置100の概要構成図である。1 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus 100 according to an embodiment of the first invention. 画像処理装置100の処理フロー図である3 is a processing flowchart of the image processing apparatus 100. FIG. 画像処理装置100の処理中の表示例である。6 is a display example during processing of the image processing apparatus 100. 画像処理装置100の色替え指示処理の説明図である。6 is an explanatory diagram of a color change instruction process of the image processing apparatus 100. FIG. 画像処理装置100の処理結果画像の表示例である。4 is a display example of a processing result image of the image processing apparatus 100.

以下、必要に応じて図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。まず色替え指示に基づいた色変換関数Fを決定する手順を説明する。
まず、色変換関数Fの決定問題を数学的に記述するための準備を行う。
3次元の色空間を C(空間を表す太文字)で表す。色空間は3より大きな次元で表すことも可能である。例えば可視領域の光の波長を等間隔に m 個の値をもって離散化したそれぞれの波長における分光強度によって m 次元ベクトルで色を表現してもよい。しかしながら通常は(r,g,b)など3次元で足りるので、Cは3次元空間とする。変換対象画像上の変換元色をx (∈ C) (x は3次元ベクトル)とする。参照画像上の変換目標色を y (∈ C) (yは3次元ベクトル)とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings as necessary. First, the procedure for determining the color conversion function F based on the color change instruction will be described.
First, preparation is made for mathematically describing the problem of determining the color conversion function F.
A three-dimensional color space is represented by C (bold character representing space). The color space can also be represented by a dimension larger than 3. For example, the color may be represented by an m-dimensional vector by the spectral intensity at each wavelength obtained by discretizing the wavelength of light in the visible region with m values at equal intervals. However, since three dimensions such as (r, g, b) are usually sufficient, C is a three-dimensional space. The conversion source color on the conversion target image is assumed to be x (∈ C) (x is a three-dimensional vector). The conversion target color on the reference image is y (∈ C) (y is a three-dimensional vector).

実際の色空間は(r、g、b)や(c、m、y)、(L*、a*、b*)、などいろいろな変数(色空間の軸)をとるが、以下の数学的記述ではこれらを一般化して色空間としては(x1、x2、x3)などと表示する。また変換元色に対して変換目標色を指定することは同一の色空間上の座標の対を一組指定することと同じである。 The actual color space takes various variables (color space axis) such as (r, g, b), (c, m, y), (L * , a * , b * ), but the following mathematical In the description, these are generalized and displayed as (x1, x2, x3) as the color space. Designating a conversion target color for the conversion source color is the same as designating a pair of coordinates on the same color space.

色変換指示は、変換元色 x と 変換目標色 yとの組(x,y)として指定する。この一組を色替え対応と呼ぶことにする。
色替え対応(x,y)は、「変換元色 x を変換目標色 y に移るように色変換せよ」という指示の意図を表す。ところで実際には、変換対象画像は多数の画素で構成される。画像を構成する各画素がその属性として3次元ベクトルにより色空間上に特定される色を持っていると考えてもよい。この見方によれば、前記色替え対応(x,y)は、「変換元色xを呈する変換対象画像の画素を変換目標色yを呈するようにその色属性を変換せよ」という意味であるが、以後の説明では、必要のない限りいちいち画素に言及しない。変換元色xといったときは、色空間C上の1点x という意味と、色属性xをもつ変換対象画像上の幾つかの画素という意味を特に断らない限り(混乱しない限り)区別しない。
The color conversion instruction is specified as a set (x, y) of the conversion source color x and the conversion target color y. This set is called color change correspondence.
The color change correspondence (x, y) represents the intention of an instruction “convert color so that the conversion source color x moves to the conversion target color y”. Actually, the conversion target image is composed of a large number of pixels. It may be considered that each pixel constituting the image has a color specified on the color space by a three-dimensional vector as its attribute. According to this view, the color change correspondence (x, y) means “convert the color attribute of the pixel of the conversion target image exhibiting the conversion source color x so as to exhibit the conversion target color y”. In the following description, pixels are not mentioned one by one unless necessary. When referring to the conversion source color x, the meaning of one point x on the color space C and the meaning of several pixels on the conversion target image having the color attribute x are not distinguished unless otherwise specified (unless confused).

色替え指示は、上記色替え対応(変換元色、変換目標色)をN 組指定したものである。本実施形態において、Nの値は 1 以上であって、なおかつ、後述するLよりも小さい自然数という制約(式(1))を設ける。
1 ≦ N < L (1)
即ち、色替え指示は色替え対応N組の集合として表される。
[ (x(1),y(1)), (x(2), y(2)), .., (x(N), y(N)) ]

いま、色空間Cから同一の色空間C への連続変換 f を考える。f により、C 内の任意の点 x が C内の点y に移るものとする。すなわち、
y = f(x) (2)
である。
The color change instruction is for specifying N sets of the color change correspondences (the conversion source color and the conversion target color). In the present embodiment, the value of N is 1 or more, and a constraint (equation (1)) that is a natural number smaller than L described later is provided.
1 ≦ N <L (1)
In other words, the color change instruction is represented as a set of N sets corresponding to color change.
[(x (1), y (1)), (x (2), y (2)), .., (x (N), y (N))]

Consider a continuous conversion f from the color space C to the same color space C. It is assumed that an arbitrary point x in C 1 moves to a point y 1 in C by f. That is,
y = f (x) (2)
It is.

本実施形態においては、f は3個の変数から3個の変数へのn次多項式で表現されるものとする。nは2以上の値を任意に決めてよい。システム側が固定の値を定めておいてもよいし、ユーザが、作業する都度、指定できるようにしてもよい。このようにして決定されたnに基づいて、Lを次の式(3)で定義する。Lは3個の変数のn次多項式の項数に等しい。
L = (3+n)!/(3!n!) (3)
In the present embodiment, it is assumed that f 1 is expressed by an nth order polynomial from three variables to three variables. n may arbitrarily be a value of 2 or more. The system side may set a fixed value, or the user may be able to specify it every time he / she works. Based on n determined in this way, L is defined by the following equation (3). L is equal to the number of terms of the n-order polynomial of three variables.
L = (3 + n)! / (3! N!) (3)

n の値を先に決定し、しかる後に、それに応じて、1以上(L−1)以下のN 個の色替え対応の組からなる色替え指示を指定することができる。あるいはまた、指定しなければならない色替え対応の組数Nが先に決まっているとき、式(1)を満たすように十分大きなn の値を選択してもよい。   The value of n can be determined first, and then a color change instruction consisting of N 1 or more (L−1) or less corresponding groups of color change can be designated accordingly. Alternatively, when the number N of color-change-corresponding sets that must be specified is determined in advance, a sufficiently large value of n 1 may be selected so as to satisfy Equation (1).

いま、n=4 の場合を例にとることにする。式(3)により、Lは、
L = (7!)/(3!4!)=35
として算出される。
色空間C 内の任意の点xを色の成分表示により
x = (x1,x2,x3)T (4)
と書き下すことができる。右肩のTは転置行列を表す。同様に、C 内の点 y を
y = (y1,y2,y3)T (5)
と書き下すことができる。
Let us take the case of n = 4 as an example. According to equation (3), L is
L = (7!) / (3! 4!) = 35
Is calculated as
An arbitrary point x in the color space C is represented by a color component x = (x1, x2, x3) T (4)
Can be written down. T on the right shoulder represents a transposed matrix. Similarly, the point y in C is expressed as y = (y1, y2, y3) T (5)
Can be written down.

色変換 f は、下記のような行列表現をもって書き下すことができる。

Figure 2015012422

式(6)の右辺は3行35列の行列と35行1列の列ベクトルの積である。前者をFで表し、後者をuで表すことにする。すると式(6)は次のようにも表示できる。

y = Fu (6) The color conversion f can be written down with the following matrix representation.
Figure 2015012422

The right side of Equation (6) is the product of a 3 × 35 matrix and a 35 × 1 column vector. The former is represented by F and the latter is represented by u. Then, equation (6) can be displayed as follows.

y = Fu (6)

いま、m=3(色空間の次元数), n =4 の例をみてきたが、一般のm,n についても
同様の操作により、式(6)の表現が可能である。このとき、x,y はm行からなる列ベクトルであり、u は L 行からなる列ベクトルであり、Fはm行L列の行列である。そしてx=(x1,x2,x3)T から uを求めることは容易である。
Now, an example of m = 3 (the number of dimensions of the color space) and n = 4 has been described. However, expression (6) can also be expressed for general m and n by the same operation. At this time, x and y are column vectors composed of m rows, u is a column vector composed of L rows, and F is a matrix of m rows and L columns. It is easy to obtain u from x = (x1, x2, x3) T.

色替え指示
[ (x(1),y(1)), (x(2), y(2)), .., (x(N), y(N)) ]
における
x(1),x(2), ..., x(N)
のそれぞれに対応するu を
u(1),u(2), ..., u(N)
と表すことにする。
Color change instructions
[(x (1), y (1)), (x (2), y (2)), .., (x (N), y (N))]
X (1), x (2), ..., x (N)
U (1), u (2), ..., u (N) corresponding to each of u
It will be expressed as

ここで連続変換f を求めたい。本実施形態において、f は多項式表現に限定することにしているので、f を求めることは、行列 Fのすべての成分の値を決定することにほかならない。まず、fが満たすべき第1の条件として、色替え指示で指定された色替え対応をすべて満たすことを定める。すなわち、式(7.1)〜(7.N)(総称して式(7))がすべて満たされるということである。
y(1) = Fu(1) (7.1)
y(2) = Fu(2) (7.2)
... ... ... ... ... ... ... ...
y(N) = Fu(N) (7.N)
Here, we want to obtain the continuous conversion f 1. In the present embodiment, since f is limited to a polynomial expression, obtaining f 1 is nothing other than determining the values of all the components of the matrix F. First, as a first condition to be satisfied by f, it is determined that all the color change correspondences specified by the color change instruction are satisfied. That is, all the expressions (7.1) to (7.N) (collectively, the expression (7)) are satisfied.
y (1) = Fu (1) (7.1)
y (2) = Fu (2) (7.2)
... ... ... ... ... ... ... ...
y (N) = Fu (N) (7.N)

これを横に書き並べると、式(7)は式(8)のように表現しなおすことができる。

Figure 2015012422

これを、さらに、式(9)のように書き表すことにする。
Y = FU (9)
と書き表すことにする。このとき、Y は3行N列の行列であり、Uは L行N列の行列である。(Fは3行L列の行列) If this is written horizontally, Expression (7) can be re-expressed as Expression (8).
Figure 2015012422

This is further expressed as shown in Equation (9).
Y = FU (9)
Will be written. At this time, Y is a matrix of 3 rows and N columns, and U is a matrix of L rows and N columns. (F is a matrix with 3 rows and L columns)

Fに関する方程式(9)は、未知変数の個数が3L 個あり、方程式の個数が 3N 個ある。しかるに、N は 1 ≦ N < L と定めているので、方程式の個数が未知変数の個数よりも少ない、劣決定系 (underdetermined) となっている。このとき、第1の条件を満たす Fは存在するが、無数に存在して一意には定まらない。   In equation (9) for F, the number of unknown variables is 3L and the number of equations is 3N. However, since N is defined as 1 ≦ N <L, it is an underdetermined system in which the number of equations is smaller than the number of unknown variables. At this time, F exists that satisfies the first condition, but it exists innumerably and is not uniquely determined.

そこで、Fが一意に決まるよう、第2の条件(大局的条件)を設定することができる。一般的に、劣決定系の連立一次方程式の解を一意に定めるための条件としてよく用いられるのは、ノルムが最小であるような解を選択することである。この条件を付加することにより、解が一意に定まることが知られている。しかしながら、色変換においては、この条件が必ずしも実用上好ましいわけではない。   Therefore, the second condition (global condition) can be set so that F is uniquely determined. In general, it is often used as a condition for uniquely determining a solution of a simultaneous linear equation of an underdetermined system to select a solution having a minimum norm. It is known that the solution is uniquely determined by adding this condition. However, this condition is not always preferable for color conversion.

変換元色と変換目標色とのペアN組からなる色替え指示を指定するとき、処理対象画像上の変換元色として指定していない色に対しては、全体の連続性を保ちつつなるべく原点に近い色に移したいと意図しているわけではなく、なるべく元色を変化させたくないと意図しているのが通例である。この意図を酌んで、実用上好ましいように第2の条件を設定すると、その条件とは、行列F によって定まる変換fと恒等変換との差分のノルムを
最小化すること、であると考えられる。ここに、行列によって定まる変換のノルムとは、その行列のすべての成分の二乗和の平方根によって定義することができる。
When specifying a color change instruction consisting of N pairs of conversion source color and conversion target color, the origin is as much as possible while maintaining the overall continuity for colors not specified as the conversion source color on the processing target image. It is not usually intended to shift to a color close to, but is usually intended not to change the original color as much as possible. In view of this intention, when the second condition is set as preferable in practice, it is considered that the condition is to minimize the norm of the difference between the transformation f and the identity transformation determined by the matrix F 1. . Here, the norm of transformation determined by a matrix can be defined by the square root of the sum of squares of all components of the matrix.

以下、第2の条件を満たすようにFを求める手続きについて述べる。恒等変換に対応する行列をI とおく。Iは式(10)で表される3行L列の行列である。ただし、... で示されている領域の成分はすべて 0 である。

Figure 2015012422


xから生成したu は、I により x に移される。つまり、
x = Iu
である。色替え指示で指定されたすべての組について、これを書き並べると式(11)となる。
Figure 2015012422

これを、さらに、式(12)で書き表すことにする。
X = IU (12)
一方、式(9)は、
Y = FU (9)
であった。式(9)から式(12)を辺々差し引くことにより、式(13)を得る。
Y−X = (F−I)U (13) Hereinafter, a procedure for obtaining F so as to satisfy the second condition will be described. Let I be the matrix corresponding to the identity transformation. I is a matrix of 3 rows and L columns expressed by Expression (10). However, all the components in the area indicated by ... are 0.
Figure 2015012422


u generated from x is moved to x by I. That means
x = Iu
It is. When all the groups designated by the color change instruction are written and arranged, Expression (11) is obtained.
Figure 2015012422

This is further expressed by equation (12).
X = IU (12)
On the other hand, Equation (9) is
Y = FU (9)
Met. By subtracting equation (12) from equation (9) side by side, equation (13) is obtained.
Y−X = (FI) U (13)

これをあらためて、(F−I)のすべての成分を未知数とする連立一次方程式としてみれば、劣決定系の連立一次方程式となっている。前述した第2の条件とは、(F−I)のノルムを最小化すること、
||F−I|| → min (14)
と言い換えることができる。これは、一般的に知られる、劣決定系の連立一次方程式のノルム最小化問題の形をしている。これの解は一意に定まることが知られている(例えば、山本 哲朗『行列解析ノート 珠玉の定理と精選問題』、サイエンス社 (2013/1/21)、或いは、中神 祥臣、柳井 晴夫『矩形行列の行列式』、丸善出版 (2012/12/15)を参照)。
すなわち、
F−I =(Y−X)U+ (15)
である。
ただし、U+は、Uに対する、Moore-Penrose の一般化逆行列である。式(15)より、Fは、式(16)として求められる。

F = I +(Y−X)U+ (16)
Considering this as a simultaneous linear equation with all the components of (FI) as unknowns, it is a simultaneous linear equation of an underdetermined system. The second condition described above is to minimize the norm of (FI).
|| FI || min (14)
In other words. This is in the form of a commonly known norm minimization problem of simultaneous linear equations of underdetermined systems. It is known that the solution of this is uniquely determined (for example, Tetsuro Yamamoto “Matrix Analysis Note Pearl Theorem and Selection Problem”, Science (2013/1/21), or Yoshiomi Nakagami, Haruo Yanai “ Rectangle determinant ”, Maruzen Publishing (2012/12/15)).
That is,
F−I = (Y−X) U + (15)
It is.
Where U + is a Moore-Penrose generalized inverse for U. From Expression (15), F is obtained as Expression (16).

F = I + (Y-X) U + (16)

(実験例)
処理対象画像A(図4(a))の点丸付数字1〜丸付数字3の箇所の色を参照画像B(図4(b))の点丸付数字1〜丸付数字3のそれぞれの箇所の色に、また画像Aの丸付数字4〜丸付数字8の箇所の色はそれ自身の色に対応付ける色指定(変化させない色替え指示)を行った。N=8である。
画像Aの点丸付数字1〜丸付数字8の箇所の色としては、指示者による画像上の指定座標画素の5×5画素近傍の各(r、g、b)の値の平均値をその箇所の色として定めた。画像A上の各丸付数字1〜丸付数字8のこの定め方により特定された色をそれぞれ、x(1)、‥‥、x(8)、対応する画像Bの対応する箇所の色をそれぞれがy(1)、‥‥、y(8)として、
x(1)=(185.960, 80.000, 76.320)T
x(2)=(198.240, 93.000, 90.240)T
x(3)=(150.240, 63.200, 64.120)T
y(1)=(146.360, 45.880, 46.480)T
y(2)=(183.840, 62.480, 63.280)T
y(3)=(107.800, 28.280, 28.480)T
x(4)=y(4)=(238.720, 206.760, 186.800)T
x(5)=y(5)=(198.600, 156.040, 137.960)T
x(6)=y(6)=(218.880, 181.120, 162.440)T
x(7)=y(7)=(253.080, 253.080, 253.080)T
x(8)=y(8)=(233.400, 232.400, 228.400)T
の色替え指示を得た結果、
Y−X =(x(1)−y(1)、x(2)−y(2)、x(3)−y(3)、
0,0,0,0,0)
を得る。
本実験では多項式としては6次のものを用いた。したがってL=84となる。多項式の次数nを決めれば、上記x(1),‥,x(8)からu(1),‥,u(8)が具体的に定められ、これらを各列要素とする84行8列の行列Uが定められる。UからUに対する、Moore-Penrose の一般化逆行列U+を求めなければならないが、これは公知の計算手順により求められる。
例えば、Uが退化していないこと、すなわち
rank U = 8
であることを確認した上で、
+ = (UTU)-1T
としてU+を求めることができる。但し右肩の(−1)は通常の逆行列を表す。
Y−X,I,U+ を式(16)に代入して6次多項式変換fの係数行列Fを得る。(84行8列の行列U,8行84列のU+の実際の数値を示すことは煩雑となるため省略する。)
また、劣決定系の連立一次方程式を、ノルム最小化という制約条件の下で解くための別手法として、LQ分解法も知られており、それを用いてもよい。
Fにより定まる色替え関数fにより処理対象画像を変換した結果画像が図5(C)として得られる。図5(c)ではややくすんだ色の赤いツーピースが参照画像の色に合わせた結果鮮やかさが増す方向に色替えされているが、首、腕、足などは変化がない。
(Experimental example)
The colors of the points 1 to 3 in the reference image B (FIG. 4B) are the numbers 1 to 3 in the reference image B (FIG. 4B). In addition, the color designation (color changing instruction not to be changed) corresponding to its own color was performed for the color of the location of the circle and the color of the circled number 4 to the circled number 8 of the image A. N = 8.
As the color of the dotted circle numbers 1 to 8 in the image A, the average value of each (r, g, b) value in the vicinity of 5 × 5 pixels of the designated coordinate pixel on the image by the instructor is used. It was determined as the color of the part. The colors specified by this method of determining each of the circled numbers 1 to 8 on the image A are x (1),..., X (8), and the color of the corresponding portion of the corresponding image B, respectively. Each is y (1), ..., y (8),
x (1) = (185.960, 80.000, 76.320) T
x (2) = (198.240, 93.000, 90.240) T
x (3) = (150.240, 63.200, 64.120) T
y (1) = (146.360, 45.880, 46.480) T
y (2) = (183.840, 62.480, 63.280) T
y (3) = (107.800, 28.280, 28.480) T
x (4) = y (4) = (238.720, 206.760, 186.800) T
x (5) = y (5) = (198.600, 156.040, 137.960) T
x (6) = y (6) = (218.880, 181.120, 162.440) T
x (7) = y (7) = (253.080, 253.080, 253.080) T
x (8) = y (8) = (233.400, 232.400, 228.400) T
As a result of getting the color change instruction,
Y-X = (x (1) -y (1), x (2) -y (2), x (3) -y (3),
(0,0,0,0,0)
Get.
In this experiment, a sixth order polynomial was used. Therefore, L = 84. If the degree n of the polynomial is determined, u (1),..., U (8) are specifically determined from the above x (1),. Matrix U is defined. The Moore-Penrose generalized inverse matrix U + from U to U must be determined, which is determined by known computational procedures.
For example, U is not degenerate, ie
rank U = 8
After confirming that
U + = (U T U) -1 U T
U + can be obtained as However, (-1) on the right shoulder represents a normal inverse matrix.
Substituting YX, I, U + into equation (16), a coefficient matrix F of sixth-order polynomial transformation f is obtained. (Showing actual numerical values of the matrix U of 84 rows and 8 columns and U + of 8 rows and 84 columns is complicated and will be omitted.)
Further, as another method for solving a simultaneous linear equation of an underdetermined system under a constraint condition of norm minimization, an LQ decomposition method is also known and may be used.
A result image obtained by converting the image to be processed by the color change function f determined by F is obtained as shown in FIG. In FIG. 5C, the slightly dull red two-piece is changed in color in a direction in which the vividness increases as a result of matching with the color of the reference image, but the neck, arms, legs, etc. are not changed.

次に、ここまで説明した色替え処理方法に基づく色替え処理機能を搭載した画像処理装置について説明する。図1は本願第1の発明の一実施形態に係る画像処理装置100の概要構成図を示したものである。画像処理装置100は、汎用のコンピュータ本体に表示部120、入力部130を接続し、色替え指示入力手段として機能するプログラム、色替え手段として機能するプログラムを搭載して実現することができる。画像処理装置100は、中央演算処理装置(CPU)101、表示インターフェース102、入力インターフェース103、記憶装置106を備える。これらはバス109により接続される。記憶装置106には、処理対象画像、参照画像の画像データの他、色替え指示を受付け、色替え指示データを記憶装置106の所定の領域に格納するための命令を実行するプログラムコード201、色替え処理を実行するプログラムコード202が記憶される。プログラムコード201、202はCPU101により記憶部106から読み出され、CPUにより解釈実行されることにより画像処理装置100のハードウェア資源を駆動制御させることで、それぞれ色替え指示入力手段、色替え処理手段として機能することになる。この他、記憶部106には図示しないが画像処理装置100に接続される表示部や入力部の基本的機能をユーザに提供するOS(オペレーティングシステム)のコードも記憶保持されている。表示部120は表示インターフェース102の表示メモリにある表示用データをカラー表示するモニタディスプレイである。入力部130はキーボードおよびまたはマウスである。 Next, an image processing apparatus equipped with a color change processing function based on the color change processing method described so far will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image processing apparatus 100 according to an embodiment of the first invention of the present application. The image processing apparatus 100 can be realized by connecting a display unit 120 and an input unit 130 to a general-purpose computer main body and mounting a program that functions as a color change instruction input unit and a program that functions as a color change unit. The image processing apparatus 100 includes a central processing unit (CPU) 101, a display interface 102, an input interface 103, and a storage device 106. These are connected by a bus 109. In addition to the image data of the processing target image and the reference image, the storage device 106 accepts a color change instruction and executes a program code 201 for executing an instruction for storing the color change instruction data in a predetermined area of the storage device 106. Program code 202 for executing the replacement process is stored. The program codes 201 and 202 are read from the storage unit 106 by the CPU 101 and are interpreted and executed by the CPU to drive and control the hardware resources of the image processing apparatus 100, thereby respectively changing the color change instruction input unit and the color change processing unit. Will function as. In addition, although not shown, the storage unit 106 also stores and holds an OS (operating system) code that provides a user with basic functions of a display unit and an input unit connected to the image processing apparatus 100. The display unit 120 is a monitor display that displays display data in the display memory of the display interface 102 in color. The input unit 130 is a keyboard and / or a mouse.

図2は、画像処理装置100による色替え処理の処理フローを説明する流れ図である。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the processing flow of color change processing by the image processing apparatus 100.

まず操作者は画像処理装置100上で処理対象画像の画像ファイルを選択し、表示部120に表示させる(S1)。次に、操作者は画像処理装置100上で参照画像の画像ファイルを選択し、表示部120に表示させる(S2)。この段階で図3に示すように表示部120に処理対象画像(A)と参照画像(B)が表示される。 First, the operator selects an image file of a processing target image on the image processing apparatus 100 and displays it on the display unit 120 (S1). Next, the operator selects an image file of a reference image on the image processing apparatus 100 and displays it on the display unit 120 (S2). At this stage, the processing target image (A) and the reference image (B) are displayed on the display unit 120 as shown in FIG.

次に色替え指示入力手段201が起動され、操作者は処理対象画像の1点と対応する参照画像の1点を指定することによりその画像の1点が呈する色空間上の座標同士を対応付けて1組の色替え対応として記憶部106に記憶させる(S3)。(実装形態によるが、画面上の指定する1点を表示倍率に基づいた該当箇所近辺の所定数の画素が指定されたこととして、指定点の色を、該当する幾つかの画素の色空間上の座標の平均値により定めてもよい。以後の記載ではこの場合も含めて「指定した1点が呈する色」と表現する。) Next, the color change instruction input unit 201 is activated, and the operator designates one point of the reference image corresponding to one point of the processing target image, thereby associating the coordinates on the color space represented by the point of the image. And stored in the storage unit 106 as one set of color change correspondences (S3). (Depending on the implementation mode, assuming that a predetermined number of pixels in the vicinity of the relevant location based on the display magnification is designated as one designated point on the screen, the color of the designated point is set on the color space of several relevant pixels. (In the following description, it will be expressed as “color represented by a specified point”).

色替え対応は、処理対象画像上のある点に参照画像上のある点を対応させて、それぞれの点が表示する色同士を色空間上で対応づけることが基本であるが、そのバリエーションとして、処理対象画像上のある点が持つ色を色替え処理で変化しないようにする指定を含んでいてもよい。この場合にも色空間上の対応を1組指定することに変わりはない。この色対応の指示を必要な数だけ行いN組の色指示対応を得て色替え指示入力(S3)が完了する。入力されたN組の色指示対応は色替え指示データとして記憶部106の所定の領域に所定のフォーマットで一時記録される。
さらなるバリエーションとして、表示部上にカラーパッチを表示し、色替え指示における変換元色または変換目標色の指定手段として、ユーザがこのカラーパッチから色を選択するようにしてもよい。
さらには、R, G, B あるいは色相、明度、彩度をユーザが指定して任意の色を生成できるようにして、その生成した色を変換元色または変換目標色として指定できるようにしてもよい。
たとえばハンドバッグなど、形状が同じで、色の異なる商品のラインナップが提供されていることがあるが、1 つの色の商品を撮影して得られた画像を、別の色の商品として色を差し替えて使いたいという場合がある。そのような際に、上記カラーパッチや任意色生成手段が有用である。
Color change correspondence is basically to associate a certain point on the reference image with a certain point on the image to be processed and associate the colors displayed by each point on the color space, but as a variation, It may include a designation for preventing a color of a certain point on the processing target image from being changed by the color changing process. In this case as well, there is no change in specifying one set of correspondences in the color space. The necessary number of color correspondence instructions are performed to obtain N sets of color instruction correspondences, and the color change instruction input (S3) is completed. The inputted N sets of color instruction correspondences are temporarily recorded in a predetermined area of the storage unit 106 in a predetermined format as color change instruction data.
As a further variation, a color patch may be displayed on the display unit, and the user may select a color from the color patch as a conversion source color or conversion target color designation means in the color change instruction.
Furthermore, the user can specify R, G, B or hue, brightness, and saturation to generate an arbitrary color, and the generated color can be specified as the conversion source color or conversion target color. Good.
For example, a lineup of products with the same shape and different colors, such as handbags, may be provided, but the image obtained by shooting one color product can be replaced with another color product. Sometimes you want to use it. In such a case, the color patch or the arbitrary color generation means is useful.

図4は、処理対象画像上の丸付数字1を参照画像の丸付数字1の位置の襟の色に、処理対象画像上の丸付数字2(服の地の色)を参照画像の丸付数字2の位置(袖口のやや明るい部分)の色に、処理対象画像上の丸付数字3(袖口の影に入った部分)を参照画像の丸付数字3の位置(袖口暗め)の色に色替え対応させ、処理対象画像の丸付数字4(首)、丸付数字5(右腕)、丸付数字6(右足ハイライト)、丸付数字7(背景明部)、丸付数字8(背景暗部)の5点は明示的に色替え処理で変化しないようにという色替え指示を行った場合を示す。 In FIG. 4, the circled number 1 on the processing target image is set to the collar color at the position of the circled number 1 in the reference image, and the rounded number 2 (cloth background color) on the processing target image is set to the circled number 2 on the reference image. Change the color of the position (slightly cuffs) to the color of the circled number 3 on the image to be processed (the part in the shadow of the cuffs) to the color of the circled number 3 position (cuffs darkened) on the reference image, Circle number 4 (neck), circle number 5 (right arm), circle number 6 (right foot highlight), circle number 7 (background light portion), circle number 8 (background dark portion) of the image to be processed A dot indicates a case where a color change instruction is given so as not to change the color change process explicitly.

色替え指示入力が完了すると色替え処理手段202が起動され記憶部106から色替え指示データを読み出して色替え処理が実行される(S4)。この時、求める関数Fの次数nとしては予めデフォルトの値、例えばn=4が設定されている。その結果デフォルトのLの値(n=4の場合は式(3)によりL=35)も設定されている。そこで色替え処理に入る前にNが式(1)を満たしているかチェックする。もし満たしていなければ式(1)を満たすように必要なだけnをインクリメントする。その後色替え処理を行う。色替え処理の内容は、前記説明したように、結局与えられたX、UからUに対する、Moore-Penrose の一般化逆行列U+ を求め、式(16)に代入することにより色変換マトリックスFを得て、処理対象画像の各画素の色座標をこのFにより変換することである。 When the input of the color change instruction is completed, the color change processing means 202 is activated, the color change instruction data is read from the storage unit 106, and the color change process is executed (S4). At this time, as the order n of the function F to be obtained, a default value, for example, n = 4 is set in advance. As a result, a default value of L (L = 35 by equation (3) when n = 4) is also set. Therefore, before entering the color changing process, it is checked whether N satisfies the expression (1). If not, n is incremented as necessary to satisfy equation (1). Thereafter, color change processing is performed. As described above, the content of the color changing process is as follows. The color-reversed matrix F is obtained by calculating the Moore-Penrose generalized inverse matrix U + for given X and U to U and substituting it into equation (16). And the color coordinate of each pixel of the processing target image is converted by this F.

色替え処理結果画像を表示部に表示する(S5)。操作者は結果画像を見て満足ならば(S6の下向き矢印)結果画像を保存して色替え処理を終了する(S7)。不満があればステップS3に戻り色替え指示をやり直す。色替え指示は元のままで、関数nの次数を1増やして再度ステップS4を行うようにしてもよい。 The color change processing result image is displayed on the display unit (S5). If the operator is satisfied with the result image (down arrow in S6), the result image is saved and the color change process is terminated (S7). If there is dissatisfaction, the process returns to step S3 to redo the color change instruction. The order of the function n may be incremented by 1 and the step S4 may be performed again with the original color change instruction.

以上、本願第1の発明に係る画像処理装置の一実施形態としての画像処理装置100を説明したが、本願第1の発明に係る画像処理装置は上記説明の範囲に限定されるものではない。本願発明の趣旨を変えない範囲で種々変形した装置も本願第1の発明に係る画像処理装置の技術範囲に係る装置となり得る。例えば、図3−5では参照画像は1つであるが、参照画像は複数個使えるように構成してもよい。前記の、表示部上にカラーパッチを表示し、色替え指示における変換元色または変換目標色の指定手段として、ユーザがこのカラーパッチから色を選択することは、参照画像を複数個使用する場合に相当する。色替え対応を指示するユーザーインターフェースは同一の色空間上の2点の組を指定できるものであれば何でもよく、図3−5のような態様の画面である必要はない。 The image processing apparatus 100 as one embodiment of the image processing apparatus according to the first invention of the present application has been described above. However, the image processing apparatus according to the first invention of the present application is not limited to the above description. An apparatus variously modified without departing from the spirit of the present invention can also be an apparatus according to the technical scope of the image processing apparatus according to the first invention of the present application. For example, in FIG. 3-5, there is one reference image, but a plurality of reference images may be used. When the color patch is displayed on the display unit and the user selects a color from the color patch as the conversion source color or conversion target color designation means in the color change instruction, a plurality of reference images are used. It corresponds to. The user interface for instructing the color change correspondence may be anything as long as it can specify a set of two points on the same color space, and does not have to be a screen as shown in FIG.

本発明の画像処理装置、色替え処理方法は既述の通りカラー画像処理を行う産業分野、とりわけ商業印刷物の制作分野の生産性向上に役立てられる可能性がある。 As described above, the image processing apparatus and the color change processing method of the present invention may be useful for improving productivity in the industrial field where color image processing is performed, particularly in the field of production of commercial printed matter.

100 画像処理装置
101 中央演算処理装置(CPU)
102 表示インターフェース
103 入力インターフェース
106 記憶装置
109 バス
120 表示部
130 入力部
201 色替え指示入力手段として機能させるためのプログラムコード
202 色替え処理手段として機能させるためのプログラムコード


100 Image Processing Device 101 Central Processing Unit (CPU)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 102 Display interface 103 Input interface 106 Memory | storage device 109 Bus | bath 120 Display part 130 Input part 201 Program code for functioning as a color change instruction input means 202 Program code for functioning as a color change processing means


これを横に書き並べると、式(7)は式(8)のように表現しなおすことができる。

Figure 2015012422

これを、さらに、式(9)のように書き表すことにする。
Y = FU (9)
このとき、Y は3行N列の行列であり、Uは L行N列の行列である。(Fは3行L列の行列) If this is written horizontally, Expression (7) can be re-expressed as Expression (8).
Figure 2015012422

This is further expressed as shown in Equation (9).
Y = FU (9)
At this time, Y is a matrix of 3 rows and N columns, and U is a matrix of L rows and N columns. (F is a matrix with 3 rows and L columns)

Claims (4)

参照画像、処理対象画像および処理結果画像の各画像データおよび色替え指示データを記録保持する記憶部と
参照画像、処理対象画像および処理結果画像を表示する表示部と、
処理対象画像上の特定の色である変換元色と参照画像上の特定の色である変換目標色との組合せである色替え対応を1つ以上指定することによる色替え指示を受付け、受付けた色替え指示データを前記記憶部に記録する色替え指示入力手段と、
処理対象画像上の前記変換元色を色替え対応で指定される変換目標色に変換するとともに変換元色に指定されない色域については別に定める大局的条件に合致するように前記色替え指示に基づく処理対象画像の連続的な色替え処理を行い処理結果画像を得る色替え処理手段と、
表示部、入力手段、色替え処理手段を制御する制御部と
を備えた参照画像に基づいて処理対象画像の色替え処理を行う画像処理装置であって、
前記色替え処理手段は、前記記憶部から色替え指示データを読み出し、3次元色空間で表示される処理対象画像上に現れる色(x1,x2,x3)を色替え処理後の色(y1,y2,y3)に変換する関数Fを、変数x1、x2、x3のn次多項式(nは2以上の自然数)として、指定された色替え指示、および、
前記別に定める大局的条件としての関数Fを恒等変換との差分のノルムが最小となるよう定めるとする条件、に基づいて定めるものであって、
前記色替え指示入力手段は、前記色替え対応の指定数Nをn次多項式の項数Lより小さい数だけ受け付けるように構成される、あるいは、前記色替え処理手段は、n次多項式の項数Lが指定数Nを超えるように次数を十分大きく設定した関数Fを求めるように構成される
ことを特徴とする画像処理装置。
A storage unit that records and holds each image data and color change instruction data of the reference image, the processing target image, and the processing result image; and a display unit that displays the reference image, the processing target image, and the processing result image;
Accepted and accepted a color change instruction by specifying one or more color change correspondences that are combinations of a conversion source color that is a specific color on the processing target image and a conversion target color that is a specific color on the reference image Color change instruction input means for recording color change instruction data in the storage unit;
Based on the color change instruction so that the conversion source color on the processing target image is converted into a conversion target color specified in correspondence with the color change, and the color gamut not specified as the conversion source color satisfies a global condition separately defined. A color change processing means for performing continuous color change processing of the processing target image to obtain a processing result image;
An image processing apparatus that performs a color change process of a processing target image based on a reference image including a display unit, an input unit, and a control unit that controls a color change processing unit,
The color change processing means reads the color change instruction data from the storage unit, and changes the color (x1, x2, x3) appearing on the processing target image displayed in the three-dimensional color space to the color (y1, a function F for converting to y2, y3) as an n-order polynomial (n is a natural number of 2 or more) of variables x1, x2, and x3,
The function F as a global condition determined separately is determined based on a condition that the norm of the difference from the identity transformation is minimized,
The color change instruction input means is configured to accept the specified number N corresponding to the color change by a number smaller than the number L of terms of the nth order polynomial, or the color change processing means has the number of terms of the nth order polynomial. An image processing apparatus configured to obtain a function F having a sufficiently large order so that L exceeds a specified number N.
請求項1に記載の画像処理装置であって、前記色替え指示入力手段は、変換元色に対応する変換目標色をそれ自身の色とする色替え対応の指定が可能なものであることを特徴とする画像処理装置。   The image processing apparatus according to claim 1, wherein the color change instruction input unit is capable of specifying color change correspondence with the conversion target color corresponding to the conversion source color as its own color. A featured image processing apparatus. 処理対象画像上の特定の色である変換元色と変換後に得たい変換目標色との組合せである色替え対応を1つ以上指定することにより色替え指示を行った後、
この色替え指示に基づいて、3次元色空間で表示される処理対象画像上に現れる色(x1,x2,x3)を色替え処理後の色(y1,y2,y3)に変換する関数Fを、変数x1、x2、x3のn次多項式(nは2以上の自然数)として
求め、この関数Fにより処理対象画像を変換することにより色替え処理結果画像を得る色替え処理方法であって、
前記色替え指示する際の色替え対応の指定数Nをn次多項式の項数Lより少なく指定するようにして、あるいは、n次多項式の項数Lが指定数Nを超えるように次数nを十分大きく設定して、関数Fを、前記色替え指示によって定められる劣決定系連立一次方程式の解であって、関数Fと恒等変換との差分のノルムが最小となるように決定することを特徴とする色替え処理方法。
After performing a color change instruction by designating one or more color change correspondences that are combinations of a conversion source color that is a specific color on the processing target image and a conversion target color to be obtained after conversion,
Based on this color change instruction, a function F for converting the color (x1, x2, x3) appearing on the processing target image displayed in the three-dimensional color space into the color (y1, y2, y3) after the color change process is obtained. A color change processing method for obtaining a color change processing result image by obtaining an n-th order polynomial (n is a natural number of 2 or more) of variables x1, x2, and x3 and converting the processing target image by this function F,
The specified number N corresponding to the color change when instructing the color change is specified to be less than the number L of terms of the nth order polynomial, or the order n is set so that the number L of terms of the nth order polynomial exceeds the specified number N. It is determined that the function F is set to be sufficiently large and the function F is a solution of the underdetermined simultaneous linear equations determined by the color change instruction, and the norm of the difference between the function F and the identity transformation is minimized. Characteristic color change processing method.
制御部、表示部、入力部を備えたコンピュータを請求項1または請求項2に記載の画像処理装置として機能させるコンピュータプログラム。


A computer program that causes a computer including a control unit, a display unit, and an input unit to function as the image processing apparatus according to claim 1.


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