JP2702184B2 - カラー画像の色変更方法及び装置 - Google Patents
カラー画像の色変更方法及び装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、カラー画像の色を、自然さを損なわずに変
更する方法及び装置に関する。
更する方法及び装置に関する。
（従来の技術） カラーデザインの分野にCAD（コンピュータ・エイデ
ィッド・デザイン）が適用され、その中で色を変更する
ことが求められている。具体的には、デザインの対象
（例えば自動車）を含む画像を、スキャナやカラーカメ
ラでコンピュータ・システムにとり込み、カラーディス
プレイに表示したのち、この対象の部分の色を変更（例
えば、元々、赤い自動車のボディーを青色）することが
要求される。対象物体の色が本来は一様であっても光の
反射や透過の関係で陰影がついているため、自然に色を
変更することは簡単ではないが、既に以下のような方法
が知られている（特開昭63−237172号公報）。
ィッド・デザイン）が適用され、その中で色を変更する
ことが求められている。具体的には、デザインの対象
（例えば自動車）を含む画像を、スキャナやカラーカメ
ラでコンピュータ・システムにとり込み、カラーディス
プレイに表示したのち、この対象の部分の色を変更（例
えば、元々、赤い自動車のボディーを青色）することが
要求される。対象物体の色が本来は一様であっても光の
反射や透過の関係で陰影がついているため、自然に色を
変更することは簡単ではないが、既に以下のような方法
が知られている（特開昭63−237172号公報）。
従来の方法を第３図を参照して説明する。光源21から
物体22に当たって、カメラ23に入る光は、鏡面反射光24
と拡散反射光25に大別できる。鏡面反射光は、物体の表
面で反射するもので、その分光組成は、光源と同じで強
度だけが変化する。拡散反射光は、光源の光が物体の中
に入射し、物質特有の分光吸収を受けたのち、等方的に
外部に射出されるものである。拡散反射光の分光組成は
光源とは異なっているのが普通である。そのため、対象
面の各点の色の三成分（R,G,B）は、 と書くことができる。ここで、（Ro,Go,Bo）は拡散反射
光の三成分であり、物体により異なるので、本明細書で
は以降、「物体色」と呼ばれる。（Rs,Gs,Bs）は鏡面反
射光の三成分であり、光源の色と等しいので、本明細書
では以降「光源色」と呼ばれる。α、βは射出光量に対
する拡散反射光、鏡面反射光の寄与の度合いを示してお
り、表面の材質、方向などに関係する。これは、画素毎
に異なるので、画素毎の画素位置を（x,y）とすると、 と書かれる。
物体22に当たって、カメラ23に入る光は、鏡面反射光24
と拡散反射光25に大別できる。鏡面反射光は、物体の表
面で反射するもので、その分光組成は、光源と同じで強
度だけが変化する。拡散反射光は、光源の光が物体の中
に入射し、物質特有の分光吸収を受けたのち、等方的に
外部に射出されるものである。拡散反射光の分光組成は
光源とは異なっているのが普通である。そのため、対象
面の各点の色の三成分（R,G,B）は、 と書くことができる。ここで、（Ro,Go,Bo）は拡散反射
光の三成分であり、物体により異なるので、本明細書で
は以降、「物体色」と呼ばれる。（Rs,Gs,Bs）は鏡面反
射光の三成分であり、光源の色と等しいので、本明細書
では以降「光源色」と呼ばれる。α、βは射出光量に対
する拡散反射光、鏡面反射光の寄与の度合いを示してお
り、表面の材質、方向などに関係する。これは、画素毎
に異なるので、画素毎の画素位置を（x,y）とすると、 と書かれる。
このとき、同じ材質を色が異なるものの見えかたは、
物体色のみを（Ro′,Go′,Bo′）に変更することによ
り、式（３）のように各画素値を計算することができ
る。
物体色のみを（Ro′,Go′,Bo′）に変更することによ
り、式（３）のように各画素値を計算することができ
る。
（本発明が解決しようとする問題点） しかし、このモデルは元々プラスティックのような物
体を対象に構築された物理モデルであるため、同じよう
に陰影のついた画像であっても透明物体の透過色や布地
のようなものの反射色に適用しても自然な画像が得られ
ない場合がある。
体を対象に構築された物理モデルであるため、同じよう
に陰影のついた画像であっても透明物体の透過色や布地
のようなものの反射色に適用しても自然な画像が得られ
ない場合がある。
本発明は、この問題点を解決し、式（１）の成り立た
ない場合にも変更を自然に行える、変更方法及び装置を
提供することを目的としている。
ない場合にも変更を自然に行える、変更方法及び装置を
提供することを目的としている。
（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、カラー画像の
一定色領域内の各画素について、三原色値（R,G,B）か
ら、対数計算により色濃度ベクトルＣ（x,y）＝（Dr,D
g,Db）を得、この三次元色濃度空間における分布から分
布の主軸ベクトルｖを求め、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度
ベクトルCsとし、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準
色濃度ベクトルCoとし、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計
算により第二の基準色濃度ベクトルCo′とし、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトル
Coと前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを、ま
た、前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記光源色濃
度ベクトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′を計算
し、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算し、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトル
Ｐ′と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求め、更に指数計算によって第二の三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求め、前記カラー画像の新しい画
素値とするカラー画像の色を変更するものである。
一定色領域内の各画素について、三原色値（R,G,B）か
ら、対数計算により色濃度ベクトルＣ（x,y）＝（Dr,D
g,Db）を得、この三次元色濃度空間における分布から分
布の主軸ベクトルｖを求め、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度
ベクトルCsとし、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準
色濃度ベクトルCoとし、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計
算により第二の基準色濃度ベクトルCo′とし、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトル
Coと前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを、ま
た、前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記光源色濃
度ベクトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′を計算
し、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算し、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトル
Ｐ′と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求め、更に指数計算によって第二の三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求め、前記カラー画像の新しい画
素値とするカラー画像の色を変更するものである。
なお、第二の発明は、上記のカラー画像の色変更方法
における各画素毎の第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）
を決定する際に、Csの代わりに、利用者により与えられ
る第二の光源色から対数計算により求められた第二の光
源色濃度ベクトルCs′を用い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求めるようにすることにより、前記カラー
画像の一定色領域の色を、光源色を含めて第二の三原色
値で変更するものである。
における各画素毎の第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）
を決定する際に、Csの代わりに、利用者により与えられ
る第二の光源色から対数計算により求められた第二の光
源色濃度ベクトルCs′を用い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求めるようにすることにより、前記カラー
画像の一定色領域の色を、光源色を含めて第二の三原色
値で変更するものである。
また、上記目的を達成するために、第三の発明は、カ
ラー画像メモリ中の一定色領域内の各画素について、三
原色値（R,G,B）から、対数計算により、色濃度ベクト
ルＣ（x,y）＝（Dr,Dg,Db）を得、この三次元色濃度空
間における分布から分布の主軸ベクトルｖを求める色分
布計算手段と、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度
ベクトルCsとして記憶する光源色記憶手段と、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準
色濃度をベクトルCoとして記憶する基準色記憶手段と、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計
算により第二の基準色濃度ベクトルCo′として記憶する
第二の基準色記憶手段と、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトル
Coと前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを計算す
る、或いは、前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記
光源色濃度ベクトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′
を計算する吸収ベクトル計算手段と、 前記吸収ベクトルＰを記憶する吸収ベクトル記憶手段
と、 前記第二の吸収ベクトルＰ′を記憶する第二の吸収ベ
クトル記憶手段と、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算する中間画像計算手段と、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトル
Ｐ′と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求め、更に指数計算によって三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求めて、前記カラー画像メモリの
前記一定色領域の各画素に書き込む変更画像計算手段
と、 から成る、カラー画像の色変更装置である。
ラー画像メモリ中の一定色領域内の各画素について、三
原色値（R,G,B）から、対数計算により、色濃度ベクト
ルＣ（x,y）＝（Dr,Dg,Db）を得、この三次元色濃度空
間における分布から分布の主軸ベクトルｖを求める色分
布計算手段と、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度
ベクトルCsとして記憶する光源色記憶手段と、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準
色濃度をベクトルCoとして記憶する基準色記憶手段と、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計
算により第二の基準色濃度ベクトルCo′として記憶する
第二の基準色記憶手段と、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトル
Coと前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを計算す
る、或いは、前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記
光源色濃度ベクトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′
を計算する吸収ベクトル計算手段と、 前記吸収ベクトルＰを記憶する吸収ベクトル記憶手段
と、 前記第二の吸収ベクトルＰ′を記憶する第二の吸収ベ
クトル記憶手段と、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算する中間画像計算手段と、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトル
Ｐ′と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求め、更に指数計算によって三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求めて、前記カラー画像メモリの
前記一定色領域の各画素に書き込む変更画像計算手段
と、 から成る、カラー画像の色変更装置である。
なお、第四の発明は、第三の発明に対し、利用者によ
り与えられる第二の光源色を対数計算により第二の光源
色濃度ベクトルCs′として記憶する第二の光源色記憶手
段を付加し、変更画像計算手段を、前記光源色濃度ベク
トルCsの代わりに第二の光源色濃度ベクトルCs′を用
い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求めるものとする。
り与えられる第二の光源色を対数計算により第二の光源
色濃度ベクトルCs′として記憶する第二の光源色記憶手
段を付加し、変更画像計算手段を、前記光源色濃度ベク
トルCsの代わりに第二の光源色濃度ベクトルCs′を用
い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求めるものとする。
（作用） 本発明の作用を第４図及び第５図を参照して説明す
る。例えば、色ガラスのシェードを通る光の陰影は第４
図のように電球30から発した光が色ガラス31の中を何回
も反射して吸収されることにより生成されていると考え
られる。また、絨毯のような毛足の長い繊維の色は、第
５図のように光源32から発した光が何回も繊維33に反射
しながら目に届くため、陰影を生じると考えられる。こ
の２つの場合は、ある吸収特性を持った媒質に光源のエ
ネルギーが吸収される程度をモデル化することによって
反射される色が近似できる。
る。例えば、色ガラスのシェードを通る光の陰影は第４
図のように電球30から発した光が色ガラス31の中を何回
も反射して吸収されることにより生成されていると考え
られる。また、絨毯のような毛足の長い繊維の色は、第
５図のように光源32から発した光が何回も繊維33に反射
しながら目に届くため、陰影を生じると考えられる。こ
の２つの場合は、ある吸収特性を持った媒質に光源のエ
ネルギーが吸収される程度をモデル化することによって
反射される色が近似できる。
光源の分光エネルギ分布をＳ（λ）とし、対象の物質
の単位長の透過率または単位回数後の反射率をｐ（λ）
とする。すると、透過や反射による吸収の影響を受けた
のちの分光エネルギ分布Ｓ′（λ）は式（４）のように
表される。
の単位長の透過率または単位回数後の反射率をｐ（λ）
とする。すると、透過や反射による吸収の影響を受けた
のちの分光エネルギ分布Ｓ′（λ）は式（４）のように
表される。
Ｓ′（λ）＝Ｓ（λ）pl（λ） （４） ここで、ｌは透過なら媒質を通る光路長、反射ならその
相対的な回数を示す。
相対的な回数を示す。
光源色は（Rs,Gs,Bs）で表され、Ｓ（λ）とは赤、
緑、青に対応するセンサの感度をそれぞれ、（λ）、
（λ）、（λ）とすると、 Rs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ Gs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ （５） Bs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ の関係にあり、透過または反射後の色（R,G,B）は同様
に、 Ｒ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ Ｇ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ （６） Ｂ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ の関係にある。式（５）および式（６）の形では、媒質
の分光特性ｐ（λ）を知らない限り光源色と光路長また
は反射回数との関係で（R,G,B）を求めることはできな
い。
緑、青に対応するセンサの感度をそれぞれ、（λ）、
（λ）、（λ）とすると、 Rs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ Gs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ （５） Bs＝∫Ｓ（λ）（λ）ｄλ の関係にあり、透過または反射後の色（R,G,B）は同様
に、 Ｒ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ Ｇ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ （６） Ｂ＝∫Ｓ′（λ）（λ）ｄλ＝∫Ｓ（λ）pl（λ）
（λ）ｄλ の関係にある。式（５）および式（６）の形では、媒質
の分光特性ｐ（λ）を知らない限り光源色と光路長また
は反射回数との関係で（R,G,B）を求めることはできな
い。
しかし、すべての分光特性について、波長に関して滑
らかに変化することを仮定すれば、第６図のように区分
的に一定な分光特性で近似することが可能である。即
ち、光源はλ＞λ２でRs、λ１＜λ＜λ２でGs、λ＜λ
１でBsの強度を持つ光と考え、物体の透過率または反射
率はλ＞λ２でpr、λ１＜λ＜λ２でpg、λ＜λ１でpb
であると考える。この場合、物体色はｌとの関係で Ｒ＝pr l・Rs、Ｇ＝pg l・Gs、Ｂ＝pb l・Bs （７） のように求められる。この式の対数をとり濃度の形で表
すと、 Dr≡−logR＝−ｌ・log pr−logRs≡ｌ・Pr＋Drs Dg≡−logG＝−ｌ・log pg−logGs≡ｌ・Pg＋D
gs （８） Db≡−logB＝−ｌ・log pb−logBs≡ｌ・Pb＋Dbs ここで、 Pi≡−log pi,Dis≡−logIs（ｉ＝r,g,b;I＝R,G,
B）， となり、ｌの変化による色の変化は第７図に示すように
（Dr,Dg,Db）濃度空間内で光源濃度ベクトルCs ≡（Drs,
Dgs,Dbs）を通る直線34にのる。一定色領域の各点の色
濃度ベクトルＣ（x,y）≡（Dr（x,y）,Dg（x,y）,D
b（x,y））は、吸収ベクトルＰをＰ≡（Pr,Pg,Pb）と定
義することにより、 Ｃ（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ＋Cs （９） のように表される。実際には画像にノイズ成分が含まれ
るため、色分布は直線から広がるが、吸収ベクトルＰの
方向は一定色領域の濃度空間での色分布の形から、例え
ば、第１主軸の方向ベクトルｖにより以下のように求め
ることができる。
らかに変化することを仮定すれば、第６図のように区分
的に一定な分光特性で近似することが可能である。即
ち、光源はλ＞λ２でRs、λ１＜λ＜λ２でGs、λ＜λ
１でBsの強度を持つ光と考え、物体の透過率または反射
率はλ＞λ２でpr、λ１＜λ＜λ２でpg、λ＜λ１でpb
であると考える。この場合、物体色はｌとの関係で Ｒ＝pr l・Rs、Ｇ＝pg l・Gs、Ｂ＝pb l・Bs （７） のように求められる。この式の対数をとり濃度の形で表
すと、 Dr≡−logR＝−ｌ・log pr−logRs≡ｌ・Pr＋Drs Dg≡−logG＝−ｌ・log pg−logGs≡ｌ・Pg＋D
gs （８） Db≡−logB＝−ｌ・log pb−logBs≡ｌ・Pb＋Dbs ここで、 Pi≡−log pi,Dis≡−logIs（ｉ＝r,g,b;I＝R,G,
B）， となり、ｌの変化による色の変化は第７図に示すように
（Dr,Dg,Db）濃度空間内で光源濃度ベクトルCs ≡（Drs,
Dgs,Dbs）を通る直線34にのる。一定色領域の各点の色
濃度ベクトルＣ（x,y）≡（Dr（x,y）,Dg（x,y）,D
b（x,y））は、吸収ベクトルＰをＰ≡（Pr,Pg,Pb）と定
義することにより、 Ｃ（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ＋Cs （９） のように表される。実際には画像にノイズ成分が含まれ
るため、色分布は直線から広がるが、吸収ベクトルＰの
方向は一定色領域の濃度空間での色分布の形から、例え
ば、第１主軸の方向ベクトルｖにより以下のように求め
ることができる。
一定色領域内の各点の濃度の濃度空間での分布の共分
散行列Σは次の形の対称行列になる。
散行列Σは次の形の対称行列になる。
ここで行列［Ａ］の成分Ａi,jは、 A11＝Σ（Dr（x,y）−ｒ）２ A12＝Σ（Dg（x,y）−ｇ）（Dr（x,y）−ｒ） A13＝Σ（Dr（x,y）−ｒ）（Db（x,y）−ｂ） A21＝A12 A22＝Σ（Dg（x,y）−ｇ）２ A23＝Σ（Dg（x,y）−ｇ）（Db（x,y）−ｂ） A31＝A13 A32＝A23 A33＝Σ（Db（x,y）−ｂ）２ である。
これは、直交行列Ｏを用いて対角化することができ、 と書くことができる。Ｏを構成する固有ベクトル（ｖ 1,
ｖ 2,ｖ ３）の内、最大の固有値に対応するｖ １を第１主
軸の方向ベクトルｖとする。
ｖ 2,ｖ ３）の内、最大の固有値に対応するｖ １を第１主
軸の方向ベクトルｖとする。
以上の理論から、一定色領域の色変更は次の手順によ
り行われる。
り行われる。
光源色（Rs,Gs,Bs）を決定し、これから光源色濃度ベ
クトルＣ ｓを得る。
クトルＣ ｓを得る。
一定色領域の一点（ここで、ｌ＝１と考える）を指示
し、その色を（Ro,Go,Bo）（以降基準色と呼ぶ）とし、
式（８）と同様に基準色濃度（Dro,Dgo,Dbo）を求め
る。
し、その色を（Ro,Go,Bo）（以降基準色と呼ぶ）とし、
式（８）と同様に基準色濃度（Dro,Dgo,Dbo）を求め
る。
基準色を所望の新しい基準色（Ro′,Go′,Bo′）に変
更するように色を与える。
更するように色を与える。
すると、まず、ｌ＝１で基準色濃度ベクトル（Dro,D
go,Dbo）をＣ ｏとおくと、これを式（９）の直線上の最
も近い点に投影し、 Ｐ＝｛（Ｃ ｏ−Ｃ ｓ）・ｖ｝ｖ （12） により吸収ベクトルＰが得られる。ここで｛・｝はベク
トルの内積を示す。これと同様に、一定色領域内の各点
についても、その色濃度ベクトルＣ（x,y）から、ｌ
（x,y）を次のように求めることができる。
go,Dbo）をＣ ｏとおくと、これを式（９）の直線上の最
も近い点に投影し、 Ｐ＝｛（Ｃ ｏ−Ｃ ｓ）・ｖ｝ｖ （12） により吸収ベクトルＰが得られる。ここで｛・｝はベク
トルの内積を示す。これと同様に、一定色領域内の各点
についても、その色濃度ベクトルＣ（x,y）から、ｌ
（x,y）を次のように求めることができる。
また、ｌ＝１の点を（Ro′,Go′,Bo′）に変更するの
で、新しい基準色濃度Ｃ ｏ′≡（Dro′,Dgo′,Dbo′）
と置くことにより、変更された色に対する吸収ベクトル
Ｐ′≡（Pr′,Pg′,Pb′）は、 Ｐ′＝Ｃ ｏ′−Ｃ ｓ （14） として求められる。各画素のｌ（x,y）は既に求まって
いるので、色変更された画素の色は、式（９）と同様に
式（15）により得ることができる。
で、新しい基準色濃度Ｃ ｏ′≡（Dro′,Dgo′,Dbo′）
と置くことにより、変更された色に対する吸収ベクトル
Ｐ′≡（Pr′,Pg′,Pb′）は、 Ｐ′＝Ｃ ｏ′−Ｃ ｓ （14） として求められる。各画素のｌ（x,y）は既に求まって
いるので、色変更された画素の色は、式（９）と同様に
式（15）により得ることができる。
Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Ｃ ｓ （15） （実施例） 本発明の実施例を第１図を参照して説明する。カラー
画像メモリ１には色変更を行いたい対象を含むフルカラ
ー画像が例えば、R,G,B各８ビットの階調で格納されて
いる。この内容はD/Aコンバータ２を介して、CRT3にカ
ラー画像として表示される。マスク画象メモリ４は、こ
の画像中の、色変更の対象とする色領域のマスクを各画
素１ビットで格納している。この関係を第２図に示す。
カラー画像メモリ１には、ガラスのシェードのある照明
を含む室内の情景が格納されている。マスク画像メモリ
４は、この内、色変更の対称となるガラスのシェードの
部分についてのみ“1"で、それ以外の部分については
“0"を値とするマスク画像を持つ。マスク画像は、CRT
によってカラー画像を観察しながらポインティング・デ
バイスで輪郭をとり中を塗りつぶすような公知の技術で
既に作られていると仮定する。
画像メモリ１には色変更を行いたい対象を含むフルカラ
ー画像が例えば、R,G,B各８ビットの階調で格納されて
いる。この内容はD/Aコンバータ２を介して、CRT3にカ
ラー画像として表示される。マスク画象メモリ４は、こ
の画像中の、色変更の対象とする色領域のマスクを各画
素１ビットで格納している。この関係を第２図に示す。
カラー画像メモリ１には、ガラスのシェードのある照明
を含む室内の情景が格納されている。マスク画像メモリ
４は、この内、色変更の対称となるガラスのシェードの
部分についてのみ“1"で、それ以外の部分については
“0"を値とするマスク画像を持つ。マスク画像は、CRT
によってカラー画像を観察しながらポインティング・デ
バイスで輪郭をとり中を塗りつぶすような公知の技術で
既に作られていると仮定する。
第１図の色分布計算手段５は、マスク画像メモリ４及
びカラー画像メモリ１の各画素を走査し、前者の値が
“1"である画素について、カラー画像メモリに格納され
ている（R,G,B）から、まず、濃度（Dr,Dg,Db）を得、
式（10）に従って、色分布の共分散行例を作る。そし
て、これを対角化することにより、固有ベクトルを求
め、第１主軸の方向ベクトルをｖとして求める。色分布
計算手段５は以上の計算をプログラムしたマイクロコン
ピュータなどにより実現される。求められたｖは、主軸
ベクトル記憶手段６に格納される。
びカラー画像メモリ１の各画素を走査し、前者の値が
“1"である画素について、カラー画像メモリに格納され
ている（R,G,B）から、まず、濃度（Dr,Dg,Db）を得、
式（10）に従って、色分布の共分散行例を作る。そし
て、これを対角化することにより、固有ベクトルを求
め、第１主軸の方向ベクトルをｖとして求める。色分布
計算手段５は以上の計算をプログラムしたマイクロコン
ピュータなどにより実現される。求められたｖは、主軸
ベクトル記憶手段６に格納される。
色指定手段７は利用者の指示により、CRT3とポインテ
ィング・デバイス８を利用して、画像中から光源色及び
基準色をピックアップし、それぞれ濃度に変換し、光源
色濃度ベクトルＣ ｓを光源色記憶手段９に格納し、基準
色濃度ベクトルＣ ｏを基準色記憶手段10に格納する。吸
収ベクトル計算手段11は更にＣ ｏを主軸ベクトルｖを参
照して式（12）により吸収ベクトルＰに変換し、第一の
吸収ベクトル記憶手段12に格納するものでマイクロコン
ピュータなどで実現できる。中間画像計算手段13は、マ
スク画像メモリ４の各画素を走査し、値が“1"である画
素に対して、カラー画像メモリ１に格納されている画素
値（Ｒ（x,y）,G（x,y）,B（x,y））からまず式（８）
に従って濃度ベクトルＣ（x,y）を求め、更に式（13）
に従ってｌ（x,y）を計算し画像データとして中間画像
メモリ14に書き込む。中間画像が完成した段階で、色変
更の準備は整ったことになる。
ィング・デバイス８を利用して、画像中から光源色及び
基準色をピックアップし、それぞれ濃度に変換し、光源
色濃度ベクトルＣ ｓを光源色記憶手段９に格納し、基準
色濃度ベクトルＣ ｏを基準色記憶手段10に格納する。吸
収ベクトル計算手段11は更にＣ ｏを主軸ベクトルｖを参
照して式（12）により吸収ベクトルＰに変換し、第一の
吸収ベクトル記憶手段12に格納するものでマイクロコン
ピュータなどで実現できる。中間画像計算手段13は、マ
スク画像メモリ４の各画素を走査し、値が“1"である画
素に対して、カラー画像メモリ１に格納されている画素
値（Ｒ（x,y）,G（x,y）,B（x,y））からまず式（８）
に従って濃度ベクトルＣ（x,y）を求め、更に式（13）
に従ってｌ（x,y）を計算し画像データとして中間画像
メモリ14に書き込む。中間画像が完成した段階で、色変
更の準備は整ったことになる。
実際の色変更は、まず利用者が、例えばポインティン
グデバイス８やキーボード15から基準色（Ro,Go,Bo）の
代わりの新しい基準色のRGB値（Ro′,Go′,Bo′）を色
指定手段７に与え、新しい基準色濃度ベクトルＣｏ′が
基準色記憶手段10に格納される。更に吸収ベクトル計算
手段には、これから上記と同様に式（14）により第二の
吸収ベクトルＰ′を計算し、第二の吸収ベクトル記憶手
段16に格納する。変更画像計算手段17は、マスク画像メ
モリ４の各画素を走査し、やはり値が“1"である画素に
対して、中間画像メモリ14から得られるｌ（x,y）、第
二の吸収ベクトル記憶手段16から得られるＰ′及び光源
色記憶手段９から得られるCsから、式（15）によりＣ′
（x,y）を求め、得られた濃度値を三原色値に戻した画
素値（Ｒ′（x,y）,G′（x,y）,B′（x,y））を再びカ
ラー画像メモリ１に書き込む。これが、全画素について
終了した時点で、カラー画像メモリ１中の画像のマスク
画像に“1"が立っている画素の色は所望の色に不自然さ
なく置き換えられている。
グデバイス８やキーボード15から基準色（Ro,Go,Bo）の
代わりの新しい基準色のRGB値（Ro′,Go′,Bo′）を色
指定手段７に与え、新しい基準色濃度ベクトルＣｏ′が
基準色記憶手段10に格納される。更に吸収ベクトル計算
手段には、これから上記と同様に式（14）により第二の
吸収ベクトルＰ′を計算し、第二の吸収ベクトル記憶手
段16に格納する。変更画像計算手段17は、マスク画像メ
モリ４の各画素を走査し、やはり値が“1"である画素に
対して、中間画像メモリ14から得られるｌ（x,y）、第
二の吸収ベクトル記憶手段16から得られるＰ′及び光源
色記憶手段９から得られるCsから、式（15）によりＣ′
（x,y）を求め、得られた濃度値を三原色値に戻した画
素値（Ｒ′（x,y）,G′（x,y）,B′（x,y））を再びカ
ラー画像メモリ１に書き込む。これが、全画素について
終了した時点で、カラー画像メモリ１中の画像のマスク
画像に“1"が立っている画素の色は所望の色に不自然さ
なく置き換えられている。
尚、以上では光源色を変えずに物体の色を変更するこ
とについてのみ記述したが、光源の色も変更する場合に
は、色指定手段７、ポインティングデバイス８、キーボ
ード15などによって新しい光源色Ｃ ｓを指定し、光源色
記憶手段９の内容を書き換えたのち、上記と同様に変更
画像計算手段17により、式（15）を実行しこれを実現す
ることができる。
とについてのみ記述したが、光源の色も変更する場合に
は、色指定手段７、ポインティングデバイス８、キーボ
ード15などによって新しい光源色Ｃ ｓを指定し、光源色
記憶手段９の内容を書き換えたのち、上記と同様に変更
画像計算手段17により、式（15）を実行しこれを実現す
ることができる。
（発明の効果） 以上に述べた方法及び装置により、カラー画像中に含
まれる、本来一定色であるが、透過や反射の工夫により
濃淡のある領域の色を、自然さを損なわず、指定した色
に変更することができる。本発明によりデザインの色
を、画像の周囲の状況を変化させることなく自然に変更
して表示することができるので、実際にその色の製品を
作ることなく配色などのチェックを行うことができ、工
業的、経済的に大きな効果がある。
まれる、本来一定色であるが、透過や反射の工夫により
濃淡のある領域の色を、自然さを損なわず、指定した色
に変更することができる。本発明によりデザインの色
を、画像の周囲の状況を変化させることなく自然に変更
して表示することができるので、実際にその色の製品を
作ることなく配色などのチェックを行うことができ、工
業的、経済的に大きな効果がある。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は第
１図におけるカラー画像メモリとマスク画像メモリの関
係を示す説明図、第３図は従来の色変更方法で用いる物
体から反射される光の組成の説明図、第４図は本発明の
作用を透明物体で説明する説明図、第５図は本発明の作
用を反射物体で説明する説明図、第６図は本発明の作用
で仮定する区分的に一定な分光特性の説明図、第７図は
本発明の仮定における色分布の説明図である。 図において、 １……カラー画像メモリ、２……D/A変換器、３……CR
T、４……マスク画像メモリ、５……色分布計算手段、
７……色指定手段、11……吸収ベクトル計算手段、13…
…中間画像計算手段、14……中間画像メモリ、17……変
更画像計算手段。
１図におけるカラー画像メモリとマスク画像メモリの関
係を示す説明図、第３図は従来の色変更方法で用いる物
体から反射される光の組成の説明図、第４図は本発明の
作用を透明物体で説明する説明図、第５図は本発明の作
用を反射物体で説明する説明図、第６図は本発明の作用
で仮定する区分的に一定な分光特性の説明図、第７図は
本発明の仮定における色分布の説明図である。 図において、 １……カラー画像メモリ、２……D/A変換器、３……CR
T、４……マスク画像メモリ、５……色分布計算手段、
７……色指定手段、11……吸収ベクトル計算手段、13…
…中間画像計算手段、14……中間画像メモリ、17……変
更画像計算手段。
Claims (4)
- 【請求項１】カラー画像の一定色領域内の各画素につい
て、三原色値（R,G,B）から、対数計算により色濃度ベ
クトルＣ（x,y）＝（Dr,Dg,Db）を得、この三次元色濃
度空間における分布から分布の主軸ベクトルｖを求め、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度ベ
クトルCsとし、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準色
濃度ベクトルCoとし、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計算
により第二の基準色濃度ベクトルCo′とし、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトルCo
と前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを、また、
前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記光源色濃度ベ
クトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′を計算し、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算し、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトルＰ′
と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求め、更に指数計算によって第二の三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求め、前記カラー画像の新しい画
素値とするカラー画像の色変更方法。 - 【請求項２】特許請求の範囲第一項のカラー画像の色変
更方法における各画素毎の第二の色濃度ベクトルＣ′
（x,y）を決定する際に、Csの代わりに、利用者により
与えられる第二の光源色から対数計算により求められた
第二の光源色濃度ベクトルCs′を用い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように第二の色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（Dr′,D
g′,Db′）を求めるようにすることにより、前記カラー
画像の一定色領域の色を、光源色を含めて第二の三原色
値で変更する、カラー画像の色変更方法。 - 【請求項３】カラー画像メモリ中の一定色領域内の各画
素について、三原色値（R,G,B）から、対数計算によ
り、色濃度ベクトルＣ（x,y）＝（Dr,Dg,Db）を得、こ
の三次元色濃度空間における分布から分布の主軸ベクト
ルｖを求める色分布計算手段と、 画像から得られる光源色を対数計算により光源色濃度ベ
クトルCsとして記憶する光源色記憶手段と、 同じく画像から得られる基準色を対数計算により基準色
濃度ベクトルCoとして記憶する基準色記憶手段と、 同じく利用者により与えられる第二の基準色を対数計算
により第二の基準色濃度ベクトルCo′として記憶する第
二の基準色記憶手段と、 前記光源色濃度ベクトルCsと前記基準色濃度ベクトルCo
と前記主軸ベクトルｖとから吸収ベクトルＰを計算す
る、或いは、前記第二の基準色濃度ベクトルCo′と前記
光源色濃度ベクトルCsとから、第二の吸収ベクトルＰ′
を計算する吸収ベクトル計算手段と、 前記吸収ベクトルＰを記憶する吸収ベクトル記憶手段
と、 前記第二の吸収ベクトルＰ′を記憶する第二の吸収ベク
トル記憶手段と、 前記色濃度ベクトルＣ（x,y）から、 ｌ（x,y）＝｛（Ｃ（x,y）−Cs）・Ｐ｝／（Ｐ・Ｐ） により、中間画像の画素値である相対光吸収量ｌ（x,
y）を計算する中間画像計算手段と、 前記相対光吸収量ｌ（x,y）と第二の吸収ベクトルＰ′
と、前記光源色濃度ベクトルCsとから、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs により、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求め、更に指数計算によって三原色
値（Ｒ′,G′,B′）を求めて、前記カラー画像メモリの
前記一定色領域の各画素に書き込む変更画像計算手段
と、 から成る、カラー画像の色変更装置。 - 【請求項４】特許請求の範囲第三項におけるカラー画像
の色変更装置に対し、 利用者により与えられる第二の光源色を対数計算により
第二の光源色濃度ベクトルCs′として記憶する第二の光
源色記憶手段を付加し、変更画像計算手段を、前記光源
色濃度ベクトルCsの代わりに第二の光源色濃度ベクトル
Cs′を用い、 Ｃ′（x,y）＝ｌ（x,y）・Ｐ′＋Cs′ のように、新たな三原色濃度ベクトルＣ′（x,y）＝（D
r′,Dg′,Db′）を求めるものとした、カラー画像の色
変更装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28193088A JP2702184B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | カラー画像の色変更方法及び装置 |
| US08/118,280 US5408595A (en) | 1988-11-07 | 1993-09-09 | Method and apparatus for coloring of recoloring of visual image |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28193088A JP2702184B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | カラー画像の色変更方法及び装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02127779A JPH02127779A (ja) | 1990-05-16 |
| JP2702184B2 true JP2702184B2 (ja) | 1998-01-21 |
Family
ID=17645921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28193088A Expired - Lifetime JP2702184B2 (ja) | 1988-11-07 | 1988-11-07 | カラー画像の色変更方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2702184B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5438963A (en) * | 1992-09-30 | 1995-08-08 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | 4-cycle engine |
| US6971371B2 (en) | 2003-09-30 | 2005-12-06 | Honda Motor Co., Ltd. | Air-fuel mixing and delivery apparatus for an internal combustion engine |
-
1988
- 1988-11-07 JP JP28193088A patent/JP2702184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02127779A (ja) | 1990-05-16 |
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