JP3093220B2 - カラー画像処理方法 - Google Patents

カラー画像処理方法

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JP3093220B2 JP01225342A JP22534289A JP3093220B2 JP 3093220 B2 JP3093220 B2 JP 3093220B2 JP 01225342 A JP01225342 A JP 01225342A JP 22534289 A JP22534289 A JP 22534289A JP 3093220 B2 JP3093220 B2 JP 3093220B2
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ファジィ推論を用いてカラー画像処理を行
うカラー画像処理方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、カラー画像複写装置は画像入力装置よりR
(レツド)G(グリーン)B(ブルー)の色分解信号を
入力し、輝度(光量)−濃度変換、マスキング等処理を
行いインクジエツト方式や電子写真方式による画像出力
装置によって印字記録を行っている。ここでマスキング
処理においては、濃度変換後の濃度信号、Dr,Dg,Dbより
Y(イエロー)M(マゼンタ)C(シアン)K(ブラツ
ク)信号をマトリツクス演算により導出しているが、通
常、プリンターの画像再現特性の比線型性などにより、
Dr,Dj,Db以外にDrDg DgDb DbDr,Dr 2 Dg 2 Db 2など高
次の項を用いて色再現範囲内の色差が最小となる様、最
小=乗法などによりマスキング係数aijの最適化、即ち
非線型マスキングが行われている。
〔発明が解決しようとしている課題〕 ところで無彩色や肌色等は人間の弁別能力は高いの
で、これらの色を含む原稿についての複写画像には高度
の色再現性が要求される。
しかしながら、上記従来技術では、これら無彩色や肌
色等の再現性を高めなおかつ色再現範囲内の全域に渡っ
て十分な色再現性を実現するためにはより高次の項を含
めたマスキング処理を行なわなければならず、そのため
にマスキング回路が複雑となったり、最適係数の決定が
煩雑になるという欠点があった。
一方、無彩色や肌色等の色彩が人間の視覚により認識
される度合いには個人差があり、ある程度主観に基づく
あいまいなパラメータに支配される。
本発明は、カラー画像処理を制御して色再現性を向上
させることを目的とする。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
上述の目的を達成するため本発明のカラー画像処理方
法は、各々異なる色再現性を有する複数のカラー画像処
理条件を有し、ファジィ推論を用いて、入力画像に対す
る複数の前記カラー画像処理条件の各々について適合度
合いを判別し、前記判別された適合度合いを用いて、前
記複数のカラー画像処理条件を重み付け処理するカラー
画像処理方法であって、前記適合度合いは、複数のルー
ルと、該ルールの条件部に関する複数のメンバーシップ
関数と、前記ルールの帰結部に関する複数のメンバーシ
ップ関数を用い、前記ルールに応じて得られた前記帰結
部の結果を合成することにより求められ、前記ルールの
条件部で用いる複数のメンバーシップ関数は、前記適合
度合いを判別するカラー画像処理条件が有する色再現性
に関する入力画像の特徴に対応するメンバーシップ関数
であり、前記ルールの帰結部で用いる複数のメンバーシ
ップ関数は、前記適合度合いを判別するカラー画像処理
条件に対する前記入力画像の適合度合いに関するメンバ
ーシップ関数であることを特徴とする。
[実施例] 以下図面を用いて本発明の好ましい実施例について説
明する。
実施例1 本発明の第1の実施例は複数の線型のマスキング回路
と色判定回路を設けることにより、画像原稿の色に応じ
て複数のマスキング補正出力の合成を行うものであり、
色判定回路においては、メンバーシツプ関数を用い滑ら
かに合成を行えるようにしたものである。
以下本発明の第1の実施例を図を用いながら説明す
る。第2図は本発明の構成を各処理毎にまとめたブロツ
ク図である。図中201はCCDカラーイメージセンサー、サ
ンプルホールド回路、A/Dコンバータなどから構成され
る画像入力装置であり、複写されるべき画像原稿のデジ
タル色分解信号Red,Green,Blueを出力する。又、図202
はR,G,B−Y,M,Cの変換を行う濃度変換回路203、色変換
回路204で構成される色再現系である。画像入力装置201
から出力されたR,G,B色分解信号は濃度変換回路203に入
力された(2)式に従って輝度信号から濃度信号へと変
換され、R,G,B信号からそれぞれC,M,Y信号が生成され
る。
次に濃度信号C,M,Yは図204の色変換回路1に入力さ
れ、Y,M,Cの最小値Min(Y,M,C)から黒信号Kを生成
し、画像出力装置209の出力特性(例えばインクジエツ
ト方式であればカラーインク混色時の再度の低下などの
印字特性)を補正するためマスキング処理が行われる。
ここで本発明の色変換回路1について第3図を用いて
詳しく説明する。黒成分抽出回路301においてY,M,C信号
最小値から再生された黒信号Kを含めたY,M,C,K信号は
従来例でも説明した様にY2,M2項など高次の項を含んだ
マスキング回路303に入力し例えば従来例(1)式の様
に、2乗項や積の項を含む多項式による色変換を行う。
このように、高次の項を含むことにより無彩色について
良好な色再現性を示すマスキング係数が設定される。
一方、黒成分抽出回路301の出力信号Y,M,C,Kは同様に
マスキング回路304に入力され、(3)式の様なマスキ
ング演算が行われる。
ここでマスキング係数bij(1ij3)及びb44は無
彩色の読み取り原稿に対する色再現性を最適にする値を
最小二乗法により演算し、同時にフルブラツクに近いUC
R(100%UCR)を行って決定する。すなわちb44〜1 b
11〜b22〜b33〜0の様な係数が設定されている。
又、他方、黒成分抽出回路301の出力信号Y,M,Cはマス
キング回路302に入力し、第4式のマスキング演算を行
なう。
ここではdij(1ij3)は肌色の読み取り原稿に
対する色再現性の最適化により設定されている。即ちd
ijは肌色に対して再現性が最適となるような値を予め算
出したものである。又、出力にK(ブラツク)の頃を設
けないことでY,M,Cの3色で再現する。これは肌色の場
合黒トナーが混ざると、色の濁りが生じ好ましくないた
めである。
以上の様に色変換回路204ではマスキング係数にそれ
ぞれ固有の意味を持つ3種類のマスキング回路302,303,
304から構成される。そしてマスキング回路303では色差
が色空間全域にわたり均等かつ最小となる様なマスキン
グ係数を設定し、信号Y2、M2、C2、K2を出力する。マス
キング回路304では無彩色に関し極めて良好な色再現を
示すマスキング係数が設定され信号Y3,M3,C3,K3を出力
する。又、マスキング回路302では肌色に関し極めて良
好な色再現を示すマスキング係数が設定され信号Y1,M1,
C1を出力する。
色変換回路1からの出力信号Y1M1C1、Y2M2C2K2、およ
びY3M3C3K3は次に色変換回路2に入力され後述する重み
係数α、β、γを用いて の変換が行われ、Y4,M4,C4,K4の出力信号が画像出力装
置209へ送られ、そこで印字記録される。次に前記重み
係数α、β、γの決定方法について説明する。画像入力
装置201からのR,G,Bの色分解信号は、前記色再現系202
に入力する一方で、重み係数設定系205にも入力する。
重み係数設定系205は大きく分けて2つの回路、色信号
変換回路206及び重み係数決定回路207から成る。色信号
変換回路206ではR,G,B信号をNTSC方式のY,I,Q信号に変
換する。具体的にはCCD出力のR,G,B信号をNTSC方式によ
るR′,G′,B′信号出力と等しくなる様な線型変換を行
次にNTSC方式によるR,G,B信号からY,I,Q信号への変換は
周知の様に で表されるので(6)(7)式よりCCD出力のR,G,B信号
からY,I,Q信号への変換は の様になり(8)式の変換が色変換回路3 206で行われ
る。
さらにI,Q信号は重み係数決定回路207に入力され、こ
こで色味判定24され重み係数α、β、γを出力する。
すなわち読み取り画像が無彩色であるとき(5)式の
γ≒1とし、無彩色で最適化されたマスキング処理の出
力値を記録装置に転送し、又読み取り画像が肌色である
とき(5)式のα≒1とし肌色で最適化されたマスキン
グ処理の出力値を記録装置に転送する。
次にI,Q信号から重み係数α、β、γを決定する方法
について説明する。第4図は無彩色画像によるI,Q信号
の分布図(領域A)と肌色画像によるI,Q信号の分布図
(領域B)である。
いま黒において領域A内のどのI,Q座標においても
“黒さ”は同レベルではなく観測者(人)によって認識
する“黒さ”の度合いが異なる。
言いかえるとI,Q軸原点(I=Q=φ)での“黒”は
誰もが“黒又は灰色又は無彩色”と認識する。しかし領
域A内の境界線に近づくほど“ほぼ黒い”、“少し黒”
などさらには境界線上では“黒っぽい赤である”などの
“赤”と認識する可能性もある。
そこで“黒っぽさ”を定量化するため真黒からの印象
のずれ量△を横軸で表わし縦軸に0〜1までの数値をと
り、度合い(グレード)で表した第1図(a)のような
メンバーシツプ関数をつくる。
具体的には第4図領域Aの境界線でのI,Qの値をずれ
量△の最大値とし、又領域Aの中心でのI,Qを△=0と
して△を0〜1で規格化し横軸にする。
具体的にはある色CのI,Q信号がIi,Qiであったとする
となり、無彩色に関しては中心はIc=Qc=0より、上式
は、 とすることができる。
又、メンバアーシツプ関数として例えば第1図(a)
に示すように、それぞれラベル名“(色のずれ量が)と
ても小さい(very small=VS)”(101)、“小さい
(small=S)”(102)、“中くらい(medium=M)”
(103)、“大きい(large=L)”(104)、“とても
大きい(very Large=VL)”(105)、という5つの関
数を設定する。
例えば“(ずれ量が)とても少さい”という関数は△
=0で度合い=1(すなわち誰もが黒だと認める)△0.
5で度合い=0と△が大きくなる程、度合いが小さくな
る関数である。
又“中くらい”という関数は△=0.5で度合い=1と
なる関数である。今、第1図(a)の様にある色Cの△
が△=0.44、△=0.2であったとすると、それぞれ
関数の値は VS(△I)=0.125 VS(△Q)=0.6 S (△I)=0.625 S (△Q)=0.9 M (△I)=0.9 M (△Q)=0.4 L (△I)=0.375 L (△Q)=0.0 VL(△I)=0.0 VL(△Q)=0.0 となる(第5図(a)〜(e)) 次にこれらを関数値を、ルールブロツク(第1図
(b))にあてはめる。ルールブロツクはIF〜THEN…の
形をしていて、〜を条件部、…を帰結部と呼ぶことにす
る。
今、ルールを考えるとI=VS(△I)、Q=VS(△
Q)という2つの文節があり、それぞれの度合いがVS
(△I)=0.125 VS(△Q)=0.6であるので条件部の
度合いはそれぞれの文節の最小値(=0.125)をとる。
さらに帰結部の度合いも0.125とする。
帰結部には第1図(C)の様なメンバーシツプ関数が
あり、VS〜VLの関数名がついている。
ルールの帰結部の関数はVLよりVL=0.125でメンバ
ーシツプ関数を切り落し、ルールに対する結論を第6
図601の斜線部とする。同様にしてルール〜の帰結
部を示す。
ω=0.125 ω=0.625 ω=0.4 ω=0.0 ω=0.0 次に図示された所を囲む第6図黒太枠領域の重心をx
求める。
これを無彩色に対する重み係数γとする。
第6図においてはx=γ=0.6となる。同様にして肌
色についての重み係数を領域Bから求め、これをαとす
る。
以上α、γより α,β,γ、もしくはα′,β′,γ′が求まる。これ
ら重み係数を第2図の色変換回路208に転送し、(5)
式より画像出力装置209への入力信号となる。
なお、ここで画像出力装置209としては、カラーレー
ザービームプリンタ、カラーインクジエツトプリンタ、
カラー熱転写プリンタなど様々なカラー画像出力を行う
プリンタを用いることができる。
また、色変換回路1、色変換回路2、色信号変換回路
206、重み付け係数決定回路207は、いずれもROMやRAMに
より構成することができる。そのテーブルの内容は入力
信号に対して上述の様な処理結果を得ることができるよ
う、出力信号を出力するように対応させればよい。また
ROM、RAMを用いずに実際に随時演算を行うような回路で
あってもよい。
以上説明した様に本実施例によればメンバーシツプ関
数によって画像読み取り信号のあいまいさを考慮し連続
的に色補正処理を切り替えていくことにより、処理切り
替え時のつなぎなどを出すことなく、画像の色再現性を
向上できるという極めて高い効果が得られる。
特に、本実施例によれば、従来人間の感に支配されて
いた色調、例えば肌色らしさや、無彩色らしさをメンバ
シツプ関数として表現し、しかもその“らしさ”に応じ
て行うべき制御を“規則”として定めたので、従来自動
化することの困難であった微妙な色調制御を容易に行う
ことができる。
しかも、本発明はフアジイ推論を、出力色決定のため
に用いているので、“〜らしさ”の種類の増加にも容易
に対応できる。即ちパラメータとなるべき関数の数を増
加することが容易であり、複雑な条件に対する帰結を得
るのが容易となる。
また前記重み係数α,β,γは連続的に変化させるこ
とができるので、色調の変化部において急激な変化を生
じることなく滑らかな画像を得ることができる。
またフアジイ推論の条件部となるべきパラメータの入
力の一部に誤りがあったとしても、複数の条件を用いて
推論するため、誤動作の確立が極めて減少する。
なお上述のメンバシツプ関数のとり方、変数の種類、
規則の内容、数等は本実施例のものには、限らない。ま
たフアジイ推論のアルゴリズムも例えば前記重心を演算
するのではなく内心や外心を演算するなどの変更が可能
である。また本実施例においては、色マスキング回路を
例として説明したが、色調を補正する回路であれば、他
の補正回路であってもよい。また、入力色成分信号も、
R,G,Bに限らずY,I,QやY,M,C等の信号でも良く出力信号
も同様にY,M,Cのプリント用信号に限らずビデオ信号のN
TSCであっても良い。また、前記検出手段も、I−Q空
間で色検出するのではなくR−G−B空間で検出しても
良い。
実施例2 実施例1においてはマスキング回路を黒色の色再現
用、肌色の色再現用の2通りを専用マスキングとして具
備したが、第3図において専用マスキング回路をさらに
増すことによって、色信号変換回路206及び重み係数決
定回路207は、そのままで規格化式(9)のIA,IC,QA,QC
を適当に決定することによりさらに注目する色について
の再現性を高めることが可能となる。
実施例3 実施例1ではR,G,B信号をNTSC方式のYIQ信号に変換
し、重み係数決定回路に入力としたが、Y,I,Q以外にR,
G,B信号の信号比G/R,B/Rを用いることもできる。この時
例えば黒の中心はG/R=B/R=1となる。
式(9)′は で表わされる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明によれば、入力画像に対
するカラー画像処理条件の適合度合いを判別し、カラー
画像処理条件に対する重み付け係数を生成することを高
精度に行うことができ、色再現性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の第1の実施例のメンバシツプ関数と規
則を示す図、 第2図は本発明の第1の実施例の全体ブロツク図、 第3図は色変換回路1のブロツク図、 第4図はI−Q領域における色分布を示す図、 第5図、第6図は、フアジイ推論の一例を説明する図で
ある。 204……色変換回路1 208……色変換回路2 206……色信号変換回路 207……重み係数決定回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H04N 1/40 - 1/409 H04N 1/46 - 1/64

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】各々異なる色再現性を有する複数のカラー
    画像処理条件を有し、 ファジィ推論を用いて、入力画像に対する複数の前記カ
    ラー画像処理条件の各々について適合度合いを判別し、 前記判別された適合度合いを用いて、前記複数のカラー
    画像処理条件を重み付け処理するカラー画像処理方法で
    あって、 前記適合度合いは、複数のルールと、該ルールの条件部
    に関する複数のメンバーシップ関数と、前記ルールの帰
    結部に関する複数のメンバーシップ関数を用い、前記ル
    ールに応じて得られた前記帰結部の結果を合成すること
    により求められ、 前記ルールの条件部で用いる複数のメンバーシップ関数
    は、前記適合度合いを判別するカラー画像処理条件が有
    する色再現性に関する入力画像の特徴に対応するメンバ
    ーシップ関数であり、 前記ルールの帰結部で用いる複数のメンバーシップ関数
    は、前記適合度合いを判別するカラー画像処理条件に対
    する前記入力画像の適合度合いに関するメンバーシップ
    関数であることを特徴とするカラー画像処理方法。
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