JP3600372B2 - 色再現域補正装置および方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、入力装置の色再現範囲と出力装置の色再現範囲が異なる場合に、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正装置および方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
入力系の装置としてカラーCRT、出力系の装置としてカラーインクジェットプリンタを用いる場合を例にして、色再現域補正処理を説明する。
【0003】
一般にこれらの入出力装置は、入力系の色再現範囲と出力系の色再現範囲は異なり、これを図16で説明する。図16は、各入出力装置において、色相が赤色のときの色再現範囲を示したものであり、縦軸は明度、横軸は彩度を表す。図16の明度軸と折線に囲まれる領域はカラーCRTの色再現範囲であり、点線折線に囲まれる領域はインクジェットの色再現範囲である。
【0004】
このように、カラーCRTの色再現域がインクジェットの色再現域よりも広いため、カラーCRT上で表示可能な色であってもインクジェットでは出力できない色がある。そこで、カラーCRTの画像をインクジェットで出力する際には、インクジェットの色再現範囲内の色に色再現域補正処理を行った後に出力する。色再現域補正処理については、従来から種々の方法が提案されている。
【0005】
一般に入力画像は、出力系で出力可能な色の占める割合および出力できない色の度合いが画像毎に異なっている。そこで、特開平4−119765号公報に記載されているように、プレスキャンを行い、入力画像の色分布情報を得た後に分布情報に応じて色再現域補正処理を適切な方式に切り替える手法が用いられている。この方法では、入力色分布の広さに応じて、色再現域補正処理時に色空間を圧縮する度合いを制御することにより、出力系で再現する際にコントラスト、階調性の劣化の度合いが少なくなるように制御されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
従来の色再現域補正処理としては、入力画像の特徴量に応じて色再現域補正方法を制御し、出力画像の画質の向上を図ったものが幾つか提案されている。しかしながら、出力画像の画質の評価は、本来、入力画像と出力画像を比較することによって得られるものである。本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、
本発明の目的は、複数の色再現域補正方法について、入力画像と出力画像の画像を比較し、その結果に基づいて画質劣化の少ない色再現域補正処理を決定し、適用することにより、優れた画質の出力画像を得るようした色再現域補正装置および方法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項1記載の発明では、入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正装置であって、複数の色再現域補正方法を格納した補正方法格納手段と、該各色再現域補正方法を評価するために、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する補正手段と、前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する評価手段と、前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する補正方法決定手段と、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正するために、該決定された色再現域補正方法を前記補正手段に設定する手段とを備えたことを特徴としている。
【0008】
請求項2記載の発明では、前記複数の色再現域補正方法は、それぞれ補正する方向が異なる補正方法であることを特徴としている。
【0009】
請求項3記載の発明では、前記補正する方向が異なる補正方法は、入力系画像と出力系画像間において色差が最小となる方向へ補正する方法、明度変化量が最小となる方向へ補正する方法、彩度変化量が最小となる方向へ補正する方法の少なくとも1つの方法を含むことを特徴としている。
【0010】
請求項4記載の発明では、前記色再現域補正方法は、異なる二つの補正方法によって得られる二つの点を内分する比率をパラメータにより変えることで補正後の点の位置を求めることを特徴としている。
【0011】
請求項5記載の発明では、前記色再現域補正方法は、所定の補正方向への補正位置の変化量をパラメータにより変えることで補正後の点の位置を求めることを特徴としている。
【0012】
請求項6記載の発明では、入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正装置であって、複数の色再現域補正方法を格納した補正方法格納手段と、所定の画像領域を選定する画像領域選定手段と、該各色再現域補正方法を評価するために、該画像領域選定手段により選定された画像領域に対して、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する補正手段と、前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する評価手段と、前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する補正方法決定手段と、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正するために、該決定された色再現域補正方法を前記補正手段に設定する手段とを備えたことを特徴としている。
【0013】
請求項7記載の発明では、前記画像領域選定手段は、指定された画像領域を選定することを特徴としている。
【0014】
請求項8記載の発明では、前記画像領域選定手段は、所定の条件を満たす画像領域を自動的に選定することを特徴としている。
【0015】
請求項9記載の発明では、前記条件は、明度または彩度の高い色を持つ領域、または所定の色相に近い色を持つ領域であることを特徴としている。
【0016】
請求項10記載の発明では、入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正方法であって、前処理時に、複数の色再現域補正方法を評価するために、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程と、前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する工程と、該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する工程と、前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する工程と、本処理時に、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程とを有することを特徴としている。
【0017】
請求項11記載の発明では、入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正方法であって、前処理時に、複数の色再現域補正方法を評価するために、選定された画像領域に対して、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程と、前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する工程と、該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する工程と、前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する工程と、本処理時に、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程とを有することを特徴としている。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明する。
〈実施例1〉
図1は、本発明の実施例1の構成を示す。この実施例の構成においては、カラーCRTを入力装置、プリンタを出力装置としているが、他の入出力装置を用いる場合にも同様に実現できる。
【0019】
図1において、1はカラー画像情報を格納するフレームメモリ、2は入力系の装置であるカラーCRT、3はバスとフレームメモリを接続する外部インタフェース、4はCPU、5はRGB信号をLAB信号に変換する変換回路、6はLAB信号をLCH信号に変換する変換回路、7は最適な補正方法を用いて、入力されたLCH信号を、出力系の色再現域内のLCH信号に補正する色再現域補正処理回路、8は前処理時に、色再現域補正処理回路に入力する画像と処理回路から出力される画像から特徴量を抽出する画像特徴量抽出回路、9は特徴量を基に出力系画像の画質を評価する画質評価回路、10はその評価結果を保持する評価結果保持回路、11は評価結果を基に、複数の補正方法の中から最適な補正方法を決定する補正方法決定回路、12は決定された補正方法を色再現域補正処理回路に設定する補正方法制御回路、13は複数の補正方法を記憶した補正方法記憶回路、14はLCH信号をLAB信号に変換する変換回路、15はLAB信号をCMY信号に変換する変換回路、16は外部インタフェース、17は出力系の装置であるプリンタ、18はバスである。
【0020】
フレームメモリ1にはカラー画像情報を表すR、G、B信号(0〜255の整数値)が画素単位で格納され、カラーCRT2上に表示される。また、フレームメモリ1のカラー画像情報は外部インタフェース3、バス18を経由して、CPU4に取り込まれる。CPU4に取り込まれた画素は、RGB→LAB変換回路5においてCIE LAB色空間の座標値(L*in,a*in,b*in)に変換される。
【0021】
次に、LAB→LCH変換回路6において、(L*,a*,b*)信号を次式によって明度L、彩度C、色相Hを表す3変数(0〜255の整数値)から構成される色空間に変換する。
【0022】
〈明度〉L=L*
〈彩度〉C=√(a*)2+(b*)2
〈色相〉H=255×arctan(a*/b*)/2π
以上の変換により、(L*in,a*in,b*in)は(Lin,Cin,Hin)に変換され、さらに色再現域補正処理回路7において出力系の色再現範囲内のLCH信号(Lout,Cout,Hout)に変換される。色再現域補正処理を行う色再現域
補正処理回路は、本発明において特に特徴を有するものである。該処理は、前処理と本処理の2つに大きく分かれ、まずここではその概要を説明し、詳細は後述する。
【0023】
前処理では、予め与えられた複数の色再現域補正方法に対して、入力画像の特徴と出力画像の特徴から出力画像の画質を評価し、最も評価の高い色再現域補正方法を決定する。
【0024】
本処理では、前処理で決定した補正方法を用いて入力系画像(Lin,Cin,Hin)を出力系の再現域内の画像(Lout,Cout,Hout)に変換する。色再現補正を行い出力系の色再現範囲内に変換された(Lout,Cout,Hout)は、LCH→LAB変換回路14、LAB→CMY変換回路15を経てプリンタ信号(CMY信号またはCMYK信号)に変換され、プリンタ17に出力する。
【0025】
フレームメモリ上の画像全体に、上記した処理を施すことにより、入力系のR、G、B信号は色再現域補正処理を施された出力系のプリンタ信号(C、M、Y信号)に変換される。
【0026】
次に、色再現域補正処理の詳細について、前処理、本処理に分けて説明する。図2、図3は、それぞれ前処理、本処理の処理フローチャートである。本実施例では、色再現域補正処理方法として、予め3種類の補正方法が補正方法記憶回路13に格納されていて、ここでは色差が最小となる方法、明度方向の色差が最小となる方法、彩度方向の色差が最小となる方法の3種類とする。
【0027】
前処理では、まず、補正方法制御回路12は、補正方法記憶回路13に格納されている3種類の色再現域補正方法の中から1つの方法、例えば色差が最小となる方法を選択する。色再現域補正処理回路には選択された方法が設定され(ステップ101)、指定された補正方法を用いて、色再現域補正処理回路7は入力画素を補正し出力する。
【0028】
次に指定された補正方法を仮りに適用した場合の出力画像の画質を、本処理に先立って予め評価する(ステップ102)。図4は、実施例1の画質評価の処理フローチャートである。
【0029】
フレームメモリ1から所定領域のRGB値を入力し(ステップ301)、CPU4に取り込まれた画素は、RGB→LAB変換回路5でLAB信号に変換され(ステップ302)、次いでLAB→LCH変換回路6でLCH信号に変換される(ステップ303)。
【0030】
画像特徴量抽出回路は、LCH信号に変換された入力画像信号を入力とし、入力画像において出力系の色再現域外の画素を持つ領域に対して補正処理を施し、その領域における入力画像と出力画像間の3種類の画像特徴量(平均色差、平均明度変化量、平均彩度変化量)=(AVEΔ E,AVEΔ L,AVEΔ C)を算出する(ステップ304)。
【0031】
前述の領域における各画素について、入力画素のLCH信号値(Lin,Cin,Hin)、補正処理を施した出力画素のLCH信号値(Lout,Cout,Hout)の明度変化量をΔL、彩度変化量をΔC、色差をΔEとし、それぞれ
(ΔL,ΔC)=(Lin−Lout,Cin−Cout)、
ΔE=√(ΔL)2+(ΔH)2
と定めたとき、AVEΔ E,AVEΔ L,AVEΔ Cはそれぞれ、画像特徴量を算出する対象となる全画素のΔE,ΔL,ΔCの平均値として求められる(ステップ305)。画像特徴量を算出する領域は、特に上記した領域に限定するものではなく、画像全体であってもよいし、所定の閾値よりも高い彩度や明度を持つ領域などを用いてもよい。
【0032】
画質評価回路9は、これらの特徴量を解析し評価する(ステップ306)。ここでは評価関数Valueを次のように定義する。すなわち、
Value=α(AVEΔ E/MAXΔ E)+β(AVEΔ L/MAXΔ L)+γ(AVEΔ C/MAXΔ C)
ただし、MAXΔ E、MAXΔ L、MAXΔ Cはそれぞれ平均色差の最大値、平均明度変化量の最大値、平均彩度変化量の最大値を表す。α、β、γは各特徴量を評価する際の重みであり、例えば、人間の視覚特性が彩度の変化よりも明度の変化に大きく影響される場合は、β>γの関係を持つ値を設定し、平均彩度変化量よりも平均明度変化量を重視して評価する。
【0033】
色変わりに関する画質評価は、この評価関数に前述した3つの特徴量を代入して得られ、図4の処理手順が終了する。そして、図2の処理フローチャートに戻って、この結果を評価結果保持回路10に保存する(ステップ103)。
【0034】
このように、色再現域補正処理回路7に色差が最小となる補正方法を設定した場合の画質評価値を得た。同様に、他の2種類の色再現域補正方法に対しても、前述した前処理を実行し、最終的に3種類の補正方法に対する画質評価結果が得られ、評価結果保持回路10に保存される(ステップ104)。
【0035】
補正方法決定回路11は、評価結果保持回路10の内容を参照し、3種類の色再現域補正方法の中で、最も高い評価値の得られた方法を決定し(ステップ105)、結果を補正方法制御回路12に渡し、前処理の処理が終了する。
【0036】
本処理について説明する(図3)。本処理では、補正方法制御回路12は、前処理で最も評価値の高かった補正方法を記憶回路13から読み出し、色再現域補正処理回路7に設定する(ステップ201)。次に、入力画像は前処理と同様に、RGB信号からLCH信号に変換され(ステップ202、203、204)、色再現域補正処理回路7は設定された補正方法を用いて、入力画像全体に対して入力画素(Lin,Cin,Hin)の色再現域を補正し、出力画素(Lout,Cout,Hout)を出力する(ステップ205)。
【0037】
出力系の色再現範囲内に変換された信号(Lout,Cout,Hout)は、LCH→LABに変換され(ステップ206)、さらにLAB→CMYに変換され(ステップ207)、プリンタ17に出力する(ステップ208)。フレームメモリ上の画像全体に上記した処理を施し(ステップ209)、入力系のR、G、B信号は色再現域補正処理が施された出力系のプリンタ信号(C、M、Y信号)に変換される。
【0038】
入力画素(Lin,Cin,Hin)から出力画素(Lout,Cout,Hout)への補正方法としては、従来から種々の方法が提案されている。本発明では、補正方法として従来の方法を用いるが、その概要を図を参照して説明する。
【0039】
出力系の色再現範囲外の入力画素を、図5は色差が最小となる方法、図6は明度方向の色差が最小となる方法、図7は彩度方向の色差が最小となる方法を用いて補正したときの結果であり、ある色相での断面図を示している。出力系の再現範囲モデルは、白点、黒点、および最大彩度点の3点を結ぶ三角形でモデル化している。
【0040】
図5の色差が最小となる方法は、出力系の色再現範囲の境界面へ垂線を下し、境界面との交点となる点へ補正する。境界面との交点がない箇所については白点、黒点、最大彩度点などの頂点へ補正する。
【0041】
図6の明度方向の色差が最小となる方法は、無彩色軸へ垂線を下し、色再現範囲の境界面との交点へ補正する。交点が白点、黒点よりも外になる場合は白点、黒点へ補正する。
【0042】
図7の彩度方向の色差が最小となる方法は、最大彩度点を通る彩度軸へ垂線を下し、色再現範囲の境界面との交点へ補正する。交点が最大彩度点よりも外になる場合は最大彩度点へ補正する。
【0043】
上記したように、本実施例が対象とする色再現域補正方法は、色差が最小となる方法、明度方向の色差が最小となる方法、彩度方向の色差が最小となる方法の3つの場合であるが、本実施例はこれに限定されるものではなく、その他の色再現域補正方法の場合についても同様に実現できる。
【0044】
また、本実施例では、画像特徴量として、平均色差、平均明度変化量、平均彩度変化量の3種類を算出しているが、これ以外の特徴量を算出して、より評価の信頼性を高めることも可能であり、この点については実施例3で詳述する。
【0045】
〈実施例2〉
先の実施例1の画像特徴量抽出回路は、入出力画像の所定の領域内における平均色差、平均明度変化量、平均彩度変化量の3種類の特徴量を算出し、出力画像の色変わりに関する画質を評価した。
【0046】
本実施例では、特徴量として入出力画像の所定の領域内における(色分布体積の変化量、彩度レンジの変化量、明度レンジの変化量)の3種類を算出し、出力画像の階調潰れに関する画質を評価する場合の実施例である。
【0047】
実施例1の実現方法とは異なる、前処理における画像特徴量抽出回路8と画質評価回路9についてのみ説明する。画像特徴量抽出回路8は、LCH信号に変換された入力画像信号を入力とし、入力画像において出力系の色再現域外の画素を持つ領域に対して補正処理を施し、その領域における入力画像と出力画像間の3種類の画像特徴量(色分布体積の変化量、彩度レンジの変化量、明度レンジの変化量)=(Vratio,Cratio,Lratio)を算出する。
【0048】
まず、上記した領域の全画素の入力画素のLCH信号値(Lin,Cin,Hin)、および補正処理を施した出力画素のLCH信号値(Lout,Cout,Hout)において、以下の値を求める。
【0049】
Vin・・・領域内の異なる値を持つ(Lin,Cin,Hin)の組の数。
Vout・・・領域内の異なる値を持つ(Lout,Cout,Hout)の組の数。
CMAXin,CMINin・・・領域内のCinの最大値、最小値。
CMAXout,CMINout・・・領域内のCoutの最大値、最小値。
LMAXin,LMINin・・・領域内のLinの最大値、最小値。
LMAXout,LMINout・・・領域内のLoutの最大値、最小値。
【0050】
次に、以下の算出方法によって(Vratio,Cratio,Lratio)を求める。すなわち、
Vratio=Vout/Vin
Cratio=(CMAXout−CMINout)/(CMAXin−CMINin)
Lratio=(LMAXout−LMINout)/(LMAXin−LMINin)
画質評価回路9では、これらの特徴量を解析し評価するが、ここでは評価関数を次のように定義する。すなわち、
Value=αVratio+βCratio+γLratio
ただし、α、β、γは各特徴量を評価する際の重みであり、例えば、人間の視覚特性が彩度方向よりも明度方向の階調の潰れに大きく影響される場合は、β>γの関係を持つ値を設定することにより、彩度レンジの変化量よりも明度レンジの変化量を重視して評価する。
【0051】
このように階調潰れに関する画質評価は、この評価関数に前述した3つの特徴量を代入して得られる。実施例1の評価関数では色変わりに関する評価を行い、実施例2では階調潰れに関する評価を行っているが、これら2つの評価を総合して画質評価値とする方法を採ってもよい。
【0052】
〈実施例3〉
本実施例3の全体構成は実施例1と同様であり、また前処理以外は実施例1と同様であるので、その説明を省略する。実施例1では、前処理において3種類の色再現域補正方法の中から最適な評価値が得られる方法を選択しているが、実施例3ではパラメータの設定値αに応じて色再現域補正方法が変化し、その中から最適な評価値が得られるときのパラメータ値αを決定する。
【0053】
実施例3の色再現域補正方法は、明度方向の色差が最小となる方法(補正方法1)と、彩度方向の色差が最小となる方法(補正方法2)の2つの方法を基準とし、2つの方法によって補正される点A、点Bをα:1−αの比で内分する点に補正する。
【0054】
すなわち、入力画素(Lin,Cin,Hin)が補正方法1によって点A=(LA,CA,Hin)に補正され、補正方法2によって点B=(LB,CB,Hin)に補正され、パラメータの設定値がαのとき、出力画素(Lout,Cout,Hout)は、
Lout=(1−α)×LA+α×LB
Cout=(1−α)×CA+α×CB
Hout=Hin
となる。
【0055】
パラメータの設定値(α=0.0〜1.0)に応じて変化する様子を図8に示す。パラメータαの設定は、補正方法制御回路において行われ、色再現域補正処理回路は指定されたパラメータ値αを用いて入力画素を補正し出力する。パラメータ値αを例えば0.2刻みでα=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0の6通りについて画質の評価を行う場合は、補正方法制御回路において、これら6通りのパラメータ値を順次生成する。
【0056】
設定したパラメータ値αによって補正される入力画像と出力画像を用いて、実施例1と同様に画像特徴量抽出回路8は、入力画像において出力系の色再現域外の画素を持つ領域に対して補正処理を施し、その領域における入力画像と出力画像間の3種類の画像特徴量(平均色差、平均明度変化量、平均彩度変化量)=(AVEΔ E,AVEΔ L,AVEΔ C)を算出する。
【0057】
画質評価回路9は、特徴量から画質を評価し、評価結果保持回路10に保存する。以上の画質評価を6通りのパラメータ値αに対して行い、算出した画質評価結果を画質評価結果保持回路10に保存する。
【0058】
補正方法決定回路11は、評価結果保持回路10の内容を参照し、6種類のパラメータ設定値の中で最も高い評価が得られた方法を決定し、その結果を補正方法制御回路12に渡し、前処理での処理が終了する。このように、前処理において最適な画質を得る補正方法のパラメータ値が決まり、以降、実施例1と同様の処理を行うことによって出力画像を得る。
【0059】
〈実施例4〉
実施例3では、前処理において補正方向がパラメータに応じて異なる6種類の補正方法の中で最も評価値が高くなるパラメータ値を決定したが、本実施例では、所定の方向へ補正する補正方法において、補正前後における変化量がパラメータに応じて制御される補正方法の中で最も評価値が高くなるパラメータ値を決定する。
【0060】
図9を用いて説明する。補正方向に関しては特に限定しないが、ここでは色差が最小となる方向へ補正する場合を例にする。例えば、入力色が図9の点Ocrtのように入力系の色再現域境界上の色のときは、出力系の色再現域境界上の点Oprntに補正し、例えば、入力色が点inのときは点outに補正する。これに伴い出力系の色再現域内の色で色再現域近傍の色についても同じ方向でさらに内側の色に補正する。
【0061】
具体的には、点Oprntから点outまでの距離をΔout、点Ocrtから点inまでの距離をΔinとしたとき、
Δout=αΔin
の関係を満たすように点outを求める。αは、所定の補正方向における補正位置の変化量を制御するパラメータであり正の値をとる。α=0のときは、出力系の再現域外の色は全て出力系の再現域境界上の色に補正され、αの値が大きくなるに従い出力系の再現域内の色に補正される度合いがより大きくなる。
【0062】
このように本実施例では、パラメータ値αに応じて補正方向における補正位置の変化量が制御される。この色再現域補正方法をパラメータを例えば、α=0.0, 0.2, 0.4の3段階に設定した場合の3種類の補正方法について前処理の画質評価を行う。画質の評価手順については実施例3と同様であるので、説明は省略する。
【0063】
〈実施例5〉
上記した実施例では、複数の色再現域補正方法(色差最小方式、明度一定方式など)について、入力画像と出力画像の画像を比較評価し、その評価結果に基づいて画質劣化の少ない色再現域補正処理を決定し適用することにより、高画質の出力画像を得るものである。図10は、本発明の色再現域補正処理の概要を示す図である。
【0064】
さて、実施例1では、画像特徴量を抽出する対象となる画像領域を出力系の色再現域外の画素を含む画像領域として選定しているが、本実施例では画像特徴量を抽出する対象となる画像領域を限定することにより、処理時間の短縮を図るものである。
【0065】
図11は、実施例5の構成を示す。図1と異なる点は、LAB→LCH変換回路6、LCH→LAB変換回路14と画像特徴量抽出回路8との間に、画像領域選定回路19を設けた点である。その他の構成要素は実施例1のものと同一のものである。また、図12は、実施例5の画質評価の処理フローチャートであり、実施例1と同様に、本処理に先立って予め出力画像の画質を評価する。図4の処理フローチャートと異なる点は、画質領域選定処理のステップAが追加された点である。
【0066】
画像領域選定回路19は、LCH信号に変換された入力画像信号を入力とし、画像特徴量抽出回路8で抽出する画像領域を選定する。この選定方法として、大きく分けて次の2つの場合がある。
【0067】
(1)評価すべき画像領域を計算により自動的に選定する。この方法は、少ない領域で有効な評価を得る場合に使用する。
(2)ユーザが評価すべき領域を選定する。この方法は、ユーザの利用目的に応じて評価すべき画像領域を選定する場合に使用し、エディタ入力指定装置により評価すべき画像領域を指定する。
【0068】
以下に、(1)の場合を詳細に説明する。
【0069】
出力系の色再現域外である画像領域を選定する場合:
画像領域選定回路19に、出力系の色再現域を定義するテーブルを予め準備する。このテーブルには(L,C,H)の値をアドレスとし、その色が出力系の再現域内の場合にはテーブルの内容に“1”、そうでない場合は“0”を格納する。画像信号(Lin,Cin,Hin)が色再現域内であるか否かの判定は、(Lin,Cin,Hin)を、テーブルを参照するアドレスとしてセットし、テーブル内容を参照すれば得られる。画像領域選定回路19は色再現域外の領域である画像信号(Lin,Cin,Hin)および、それを色再現域補正した画像信号(Lout、Cout、Hout)を出力する。
【0070】
所定の色を有する画像領域を選定する場合:
以下の(a)〜(c)に規定する3種類の色空間領域はプリンタに比べてCRTの色再現範囲の方が一般に大きいので、この領域を優先的に評価することにより少ない領域で有効な評価が可能となる。
【0071】
(a)比較的明度の高い色を持つ領域;
判定条件は(Lin,Cin,Hin)信号に対して、Lth<Linである領域、
ただし、Lthは比較的大きな明度値に相当する閾値を表わす。
【0072】
(b)比較的彩度の高い色を持つ領域;
判定条件は(Lin,Cin,Hin)信号に対して、Cth<Cinである領域、
ただし、Cthは比較的大きな彩度値に相当する閾値を表わす。
【0073】
(c)Red,Green,Blueに近い色相の色を持つ領域;
判定条件は(Lin,Cin,Hin)信号に対して、(Hred−offset<Hin<Hred+offset)or(Hgreen−offset<Hin<Hgreen+offset)or(Hblue−offset<Hin<Hblue+offset)である領域、
ただし、Hred,Hgreen,HblueはそれぞれRed,Green,Blueの色相をLCH空間で表わした時のHueであり、offsetはどの程度の色相幅を対象とするかによって定まる定数を表わす。
【0074】
上記した条件判定は閾値による比較判定で実現でき、画像領域選定回路19は上記した条件を満たす画像信号(Lin,Cin,Hin)および、それを色再現域補正した画像信号(Lout,Cout,Hout)を出力する。
【0075】
画像特徴量抽出回路8は、画像領域選定回路19で選定された画像領域における入力画像と出力画像間の3種類の画像特徴量(平均色差、平均明度変化量、平均彩度変化量)=(AVEΔ E,AVEΔ L,AVEΔ C,)を算出する。
【0076】
画像領域選定回路19で選定された画像領域における各画素について、入力画素のLCH信号値(Lin,Cin,Hin)、補正処理を施した出力画素のLCH信号値(Lout,Cout,Hout)の明度変化量をΔL、彩度変化量をΔC、色差をΔEとし、それぞれ(ΔL、ΔC)=(Lin−Lout,Cin−Cout)、ΔE=√(ΔL2+ΔC2)と定めたとき、AVEΔ E、AVEΔ L、AVEΔ Cはそれぞれ、画像特徴量を算出する対象となる全画素のΔE,ΔL,ΔCの平均値として求められる。
【0077】
以下、実施例1と同様に、これらの特徴量を解析して画質を評価し、その評価結果が評価結果保持回路に保存される。保存された評価結果から補正方法を決定し、前処理が終了した後、本処理を行うが、前述した実施例1と同様であるので、その説明を省略する。
【0078】
〈実施例6〉
ところで、本発明に関連する従来技術として、米国特許第4,500,919号(William F.Schreiber)が挙げられる。これはカラーCRT上に表示された出力画像に相当する画像を見ながら色調整装置により最適な画像に調整するものである。しかし、この方式ではユーザ自身が色調整作業をしなければならないため操作が繁雑になるという問題点がある。
【0079】
そこで、本実施例では、予め準備した複数の補正方法の中からユーザが最適と判断した補正方法を選択することにより、簡単な操作でユーザが主観的に評価できる環境を提供するものである。
【0080】
図13は、実施例6の構成を示す。実施例1、5では画像特徴量抽出回路において特徴量を抽出し、画質評価回路において最適な補正方法を決定しているが、実施例6では、カラーCRT上でユーザが最適な補正方法を決定する。その他の構成要素は実施例1、5と同様である。また、図14は、実施例6の画質評価の処理フローチャートであり、実施例1と同様に、本処理に先立って予め出力画像の画質を評価する。図4の処理フローチャートと異なる点は、図4の画像特徴量抽出ステップを、カラーCRT表示用出力画像を作成するステップBに変更し、図4の画質評価ステップを、ユーザがカラーCRT上で画質評価するステップCに変更した点である。
【0081】
図13では、各種補正方法によって得られた出力画像はカラーCRT信号であるRGB信号に変換され、各種補正結果である出力画像はカラーCRT上に表示される。観察者(ユーザ)はカラーCRT上の画像を評価し、最も好ましい画像(すなわち補正方法)を決定し、その評価結果が補正方法制御回路に送られる。以上によって前処理が完了し、本処理時には、前処理時に決定した補正方法を用いて色再現域補正処理回路を駆動することにより、最終的にユーザが最適と判断したプリンタ出力画像を得ることができる。
【0082】
〈実施例7〉
上記した各実施例は、特定の装置(色再現域補正装置)を用いて色再現域補正処理を行うものであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、ソフトウェアによっても実現することができる。
【0083】
図15は、本発明をソフトウェアによって実現する場合の構成例を示す。CD−ROMなどの記録媒体には、本発明の色再現域補正処理の機能(図1の場合、5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15の回路、実施例5の図11の場合、さらに選定回路19を加える)を実現するプログラムが記録されている。
【0084】
本発明の色再現域補正処理を行うときは、CD−ROMドライブにセットされた該記録媒体から、上記した処理機能を実現するプログラムが読み出され、RAM上にロードされて、CPUによって逐一実行される。また、処理データ、つまり補正処理対象の画像データは、実施例1と同様にCRTのフレームメモリに書き込まれたデータである。なお、補正処理対象の画像データとしては、この他に、HDD(ハードディスク)内にファイル化された画像データあるいは、図示しないスキャナから読み込んだ画像データ、デジタルカメラから取り込んだ画像データなどであってもよい。CPUによって色再現域補正処理された画像データは、プリンタから出力される。
【0085】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、複数の色再現域補正処理方法について入力画像の特徴と出力画像の特徴から画質を評価し、その結果に基づいて最適な色再現域補正方法を決定しているので、画質劣化の少ない出力画像を得ることができる。
【0086】
本発明によれば、入力画像と出力画像間の平均色差量、平均彩度変化量、平均明度変化量を基に、それぞれ色変わり、彩度低下、明度変化による画質劣化の度合いを評価しているので、色変わりによる画質劣化の少ない出力画像を得ることができる。
【0087】
本発明によれば、入力画像と出力画像間の色分布体積の変化量、彩度レンジの変化量、明度レンジの変化量を基に、それぞれ色変わり、彩度低下、明度変化による画質劣化の度合いを評価しているので、階調潰れによる画質劣化の少ない出力画像を得ることができる。
【0088】
本発明によれば、補正方向が異なる複数の補正方法について出力画像の画質を評価しているので、最も画質劣化の少ない方向に補正された出力画像を得ることができる。
【0089】
本発明によれば、色差が最小となる方向へ補正する方法、明度変化量が最小となる方向へ補正する方法、彩度変化量が最小となる方向へ補正する方法などの補正方法において最適な評価が得られる色再現域補正方法を入力系画像に適用しているので、予め与えられた補正方法の中で最も画質劣化の少ない方向に補正された出力画像を得ることができる。
【0090】
本発明によれば、パラメータの設定値に応じて補正方向が定まる色再現域補正処理において、最適な評価が得られるパラメータ設定値の色再現域補正方法を入力系画像に適用しているので、最も画質劣化の少ない方向に補正された出力画像を得ることができる。
【0091】
本発明によれば、パラメータの設定値に応じて補正方向における補正位置の変化量が定まる色再現域補正処理において、最適な評価が得られるパラメータ設定値の色再現域補正方法を入力系画像に適用しているので、最も画質劣化の少ない方向に補正された出力画像を得ることができる。
【0092】
本発明によれば、画像特徴量を抽出する対象となる画像領域を選定しているので、画像特徴量抽出の処理時間を短縮することが可能となる。
【0093】
本発明によれば、画像特徴量を抽出する対象となる領域をユーザが直接指定することにより、ユーザの利用目的に応じた画像領域を指定することが可能となる。
【0094】
本発明によれば、評価する画像領域を計算により自動的に決定しているので、少ない領域で有効な評価が可能となる。
【0095】
本発明によれば、予め準備された複数の色再現域補正方法の中から、カラーCRT上でユーザが最適と判断した方法を選択することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の構成を示す。
【図2】前処理の処理フローチャートである。
【図3】本処理の処理フローチャートである。
【図4】実施例1の画質評価の処理フローチャートである。
【図5】色差が最小となる方向へ補正する補正方法を説明する図である。
【図6】明度方向の色差が最小となる補正方法を説明する図である。
【図7】彩度方向の色差が最小となる補正方法を説明する図である。
【図8】パラメータの設定値に応じて補正方向が変化する様子を示す図である。
【図9】パラメータの設定値に応じて補正方向における補正位置の変化量が制御される様子を示す図である。
【図10】本発明の色再現域補正処理の概要を示す図である。
【図11】本発明の実施例5の構成を示す。
【図12】実施例5の画質評価の処理フローチャートである。
【図13】本発明の実施例6の構成を示す。
【図14】実施例6の画質評価の処理フローチャートである。
【図15】本発明をソフトウェアによって実現する場合の構成例を示す。
【図16】色相が赤色のときの、カラーCRTとインクジェットプリンタにおける色再現範囲を示す。
【符号の説明】
1 フレームメモリ
2 カラーCRT
3、16 外部インタフェース
4 CPU
5 RGB−LAB変換回路
6 LAB−LCH変換回路
7 色再現域補正処理回路
8 画像特徴量抽出回路
9 画質評価回路
10 評価結果保持回路
11 補正方法決定回路
12 補正方法制御回路
13 補正方法記憶回路
14 LCH−LAB変換回路
15 LAB−CMY変換回路
17 プリンタ
18 バス
Claims (11)
- 入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正装置であって、
複数の色再現域補正方法を格納した補正方法格納手段と、
該各色再現域補正方法を評価するために、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する補正手段と、
前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、
該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する評価手段と、
前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する補正方法決定手段と、
該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正するために、該決定された色再現域補正方法を前記補正手段に設定する手段とを備えたことを特徴とする色再現域補正装置。 - 前記複数の色再現域補正方法は、それぞれ補正する方向が異なる補正方法であることを特徴とする請求項1記載の色再現域補正装置。
- 前記補正する方向が異なる補正方法は、入力系画像と出力系画像間において色差が最小となる方向へ補正する方法、明度変化量が最小となる方向へ補正する方法、彩度変化量が最小となる方向へ補正する方法の少なくとも1つの方法を含むことを特徴とする請求項2記載の色再現域補正装置。
- 前記色再現域補正方法は、異なる二つの補正方法によって得られる二つの点を内分する比率をパラメータにより変えることで補正後の点の位置を求めることを特徴とする請求項2記載の色再現域補正装置。
- 前記色再現域補正方法は、所定の補正方向への補正位置の変化量をパラメータにより変えることで補正後の点の位置を求めることを特徴とする請求項2記載の色再現域補正装置。
- 入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正装置であって、
複数の色再現域補正方法を格納した補正方法格納手段と、
所定の画像領域を選定する画像領域選定手段と、
該各色再現域補正方法を評価するために、該画像領域選定手段により選定された画像領域に対して、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する補正手段と、
前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する特徴量抽出手段と、
該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する評価手段と、
前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する補正方法決定手段と、
該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正するために、該決定された色再現域補正方法を前記補正手段に設定する手段とを備えたことを特徴とする色再現域補正装置。 - 前記画像領域選定手段は、指定された画像領域を選定することを特徴とする請求項6記載の色再現域補正装置。
- 前記画像領域選定手段は、所定の条件を満たす画像領域を自動的に選定することを特徴とする請求項6記載の色再現域補正装置。
- 前記条件は、明度または彩度の高い色を持つ領域、または所定の色相に近い色を持つ領域であることを特徴とする請求項8記載の色再現域補正装置。
- 入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正方法であって、
前処理時に、複数の色再現域補正方法を評価するために、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程と、
前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する工程と、
該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する工程と、
前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する工程と、
本処理時に、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程とを有することを特徴とする色再現域補正方法。 - 入力系カラー画像の色再現範囲に対して出力系カラー画像の色再現範囲が異なり、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に補正する色再現域補正方法であって、
前処理時に、複数の色再現域補正方法を評価するために、選定された画像領域に対して、各補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程と、
前記入力系カラー画像と前記出力系カラー画像から、入力系カラー画像と出力系カラー画像間の色分布体積の変化量と彩度レンジの変化量と明度レンジの変化量を特徴量として抽出する工程と、
該特徴量を基に前記出力系カラー画像の画質を評価する工程と、
前記複数の色再現域補正方法の中から、最も高い評価値が得られる補正方法を決定する工程と、
本処理時に、該決定された色再現域補正方法を用いて入力系カラー画像を出力系カラー画像に補正する工程とを有することを特徴とする色再現域補正方法。
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