JP3952256B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 Download PDF

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像入力信号の色空間を画像出力装置の色空間に変換する場合の画像入力信号に対する画像処理に関する。
【0002】
【従来の技術】
スキャナ、モニタ、プリンタ、プロジェクタなどのデバイス毎に色再現領域が異なる。したがって、色再現領域の相違をどのようにして吸収して色再現を行うかが問題となる。
【0003】
例えば、液晶プロジェクタの色特性をsRGBなどの色規格に合わせる場合、まず、両者の色域を比較して、液晶プロジェクタの色域内でどのように目標色特性を再現するかに関する方法(カラーマッチング方法)を考える必要がある。しかし、sRGBなどの色規格は、一般的にCRTディスプレイの色特性を元に作られているため、緑がかった色特性を有するプロジェクタとその色域を比較すると、白から黒にかけてのグレイの色合い(グレイ軸の向き)が異なる。液晶プロジェクタの色特性を目標色特性に正確にあわせて色補正することによって、液晶プロジェクタの色域内で目標色特性を忠実に再現するカラーマッチング方法がある(色再現優先のカラーマッチング)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プロジェクタの色特性を完全にsRGBなどの目標色特性に合わせると、色補正をかけ過ぎた赤っぽい画像に感じられることが多いという問題点がある。これは、色補正前の画像を見ている段階で、プロジェクタ本来の緑を帯びた白が自然な白と感じられるように、目の感覚が順応してしまっているからである。一方、色補正開始後、時間が経過するにしたがって目の感覚が順応するので、プロジェクタの緑を帯びた白よりも真の白の方が自然な白と感じられるようになる。
【0005】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、より自然な色再現が可能な画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記課題に鑑み、請求項1に記載の発明は、色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを備えて構成される。
【0007】
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像処理装置であって、色補正開始後の経過時間に応じて、色補正後の目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。このようにして、眼の順応による影響を低減して、より自然な色再現が可能になる。
【0008】
さらに、請求項3に記載の発明は、色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を備え、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【0009】
また、請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、時間の経過とともに指数関数的に目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【0010】
さらに、請求項5に記載の発明は、請求項1乃至4のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、約60秒乃至約120秒で、目標白色点を本来の白色点にほぼ一致させるように構成される。
【0011】
また、請求項6に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力するように構成される。
【0012】
さらに、請求項7に記載の発明は、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理方法であって、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づけるように構成される。
【0013】
また、請求項8に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理をコンピュータに実行させるように構成される。
【0014】
さらに、請求項9に記載の発明は、忠実な色再現が可能な色補正を行なうための色再現優先の色補正テーブルと、明るさ優先の色補正を行なうための明るさ優先の色補正テーブルと、を用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、前記色再現優先の色補正テーブルによる変換の目標白色点を画像出力装置の白色点に近づけ、前記色再現優先の色補正テーブルによる色補正開始後、時間の経過とともに目標白色点を本来の白色点に徐々に近づける画像処理をコンピュータに実行させるように構成される。
【0015】
また、請求項10に記載の発明は、請求項8または9に記載のプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【0016】
さらに、請求項11に記載の発明は、画像出力装置の出力する白の輝度に応じて白色点の変換量を異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記白色点の変換量を異ならせる色補正テーブルを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体である。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
【0018】
図1は色再現優先の色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部20bの機能ブロック図であり、図3および図7は本発明による画像処理装置の機能ブロック図である。
【0019】
ハードウエア構成
図2は、これら色補正テ−ブル生成部および画像処理装置の具体的ハードウエア構成例を概略ブロック図により示している。
【0020】
当該実施形態においては、色補正テーブル生成部および画像処理装置を実現するハードウェアの一例としてコンピュータシステムを採用している。図2は、同コンピュータシステムをブロック図により示している。本コンピュータシステムは、画像入力デバイスとして、スキャナ11aとデジタルスチルカメラ11bとビデオカメラ11cとを備えており、コンピュータ本体12に接続されている。それぞれの入力デバイスは画像をドットマトリクス状の画素で表現した画像データを生成してコンピュータ本体12に出力可能となっており、ここで同画像データはRGBの三原色においてそれぞれ256階調表示することにより、約1670万色を表現可能となっている。
【0021】
コンピュータ本体12には、外部補助記憶装置としてのフロッピーディスクドライブ13aとハードディスク13bとCD−ROMドライブ13cとが接続されており、ハードディスク13bにはシステム関連の主要プログラムが記録されており、フロッピーディスクやCD−ROMなどから適宜必要なプログラムなどを読み込み可能となっている。また、コンピュータ本体12を外部のネットワークなどに接続するための通信デバイスとしてモデム14aが接続されており、外部のネットワークに同公衆通信回線を介して接続し、ソフトウェアやデータをダウンロードして導入可能となっている。この例ではモデム14aにて電話回線を介して外部にアクセスするようにしているが、LANアダプタを介してネットワークに対してアクセスする構成とすることも可能である。この他、コンピュータ本体12の操作用にキーボード15aやマウス15bも接続されている。
【0022】
さらに、画像出力デバイスとして、ディスプレイ17a、カラープリンタ17bおよびプロジェクタ17cを備えている。ディスプレイ17aについては水平方向に800画素と垂直方向に600画素の表示エリアを備えており、各画素毎に上述した1670万色の表示が可能となっている。この解像度は一例に過ぎず、640×480画素であったり、1024×768画素であるなど、適宜、変更可能である。
【0023】
また、カラープリンタ17bはインクジェットプリンタであり、CMYKの四色の色インクを用いてメディアたる印刷用紙上にドットを付して画像を印刷可能となっている。画像密度は360×360dpiや720×720dpiといった高密度印刷が可能となっているが、階調表現については色インクを付すか否かといった2階調表現となっている。一方、このような画像入力デバイスを使用して画像を入力しつつ、画像出力デバイスに表示あるいは出力するため、コンピュータ本体12内では所定のプログラムが実行されることになる。そのうち、基本プログラムとして稼働しているのはオペレーティングシステム(OS)12aであり、このオペレーティングシステム12aには、ディスプレイ17aでの表示を行わせるディスプレイドライバ(DSP DRV)12bと、カラープリンタ17bに印刷出力を行わせるプリンタドライバ(PRT DRV)12cと、プロジェクタ17cでの表示を行わせるプロジェクタドライバ12d(図示せず)が組み込まれている。これらのドライバ12b、12cおよび12dはディスプレイ17a、カラープリンタ17bおよびプロジェクタ17cの機種に依存しており、それぞれの機種に応じてオペレーティングシステム12aに対して追加変更可能である。また、機種に依存して標準処理以上の付加機能を実現することもできるようになっている。すなわち、オペレーティングシステム12aという標準システム上で共通化した処理体系を維持しつつ、許容される範囲内での各種の追加的処理を実現できる。
【0024】
このようなプログラムを実行する前提として、コンピュータ本体12は、CPU12e、RAM12f、ROM12gおよびI/O12hなどを備え、演算処理を実行するCPU12eがRAM12fを一時的なワークエリアや設定記憶領域として使用したりプログラム領域として使用しながら、ROM12gに書き込まれた基本プログラムを適宜実行し、I/O12hを介して接続されている外部機器及び内部機器などを制御している。
【0025】
ここで、基本プログラムとしてのオペレーティングシステム12a上でアプリケーション12dが実行される。アプリケーション12dの処理内容は様々であり、操作デバイスとしてのキーボード15aやマウス15bの操作を監視し、操作された場合には各種の外部機器を適切に制御して対応する演算処理などを実行し、さらには、処理結果をディスプレイ17aに表示したり、カラープリンタ17bに出力したりすることになる。
【0026】
かかるコンピュータシステムでは、画像入力デバイスであるスキャナ11aなどで画像データを取得し、アプリケーション12dによる所定の画像処理を実行した後、画像出力デバイスとしてのディスプレイ17a、カラープリンタ17bやプロジェクタ17cに表示出力することが可能である。
【0027】
本実施形態においては、画像処理装置をコンピュータシステムとして実現しているが、必ずしもかかるコンピュータシステムを必要とするわけではなく、同様の画像データに対して本発明による画像処理が必要なシステムであればよい。例えば、デジタルスチルカメラ内に本発明による画像処理を行う画像処理装置を組み込み、画像処理された画像データを用いてカラープリンタに印字させるようなシステムであっても良い。また、コンピュータシステムを介することなく画像データを入力して印刷するカラープリンタにおいては、スキャナやデジタルスチルカメラまたはモデム等を介して入力される画像データに対して自動的に本発明による画像処理を行って印刷処理するように構成することも可能である。
【0028】
この他、カラーファクシミリ装置、カラーコピー装置、プロジェクタといった画像データを扱う各種の装置においても当然に適用可能である。
【0029】
画像処理制御プログラム
本発明による画像処理制御プログラムは、通常、コンピュータ12が読取可能な形態でフロッピーディスク、CD−ROMなどの記録媒体に記録されて流通する。当該プログラムは、メディア読取装置(CD−ROMドライブ13c、フロッピーディスクドライブ13aなど)によって読み取られてハードディスク13bにインストールされる。そして、CPUが所望のプログラムを適宜ハードディスク13bから読み出して所望の処理を実行するように構成されている。なお、本発明による画像処理制御プログラム自体も本願発明の一部を構成する。
【0030】
色補正テーブル生成部
図1に示す画像処理装置の色補正テーブル生成部20bは、より自然な色再現が可能な色補正テーブル(色再現優先の色補正テ−ブル)を生成する。
【0031】
図1において、色補正テーブル生成部20bは、目標色空間および各パラメータ決定部20eと、基準白色点計算部20fと、第1変換部20gと、第2変換部20hと、第3変換部20iと、第4変換部20jと、第5変換部20kと、第6変換部20lと、を備えている。これら各構成部分の処理の詳細に関しては後述する。
【0032】
以下、図5および図6を参照して、図1に示す色補正テーブル生成部20bによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明する。当該実施形態では、画像出力装置がプロジェクタの場合について説明する。
【0033】
当該色補正テーブル生成処理プログラムの実行にあたっては、前提として、以下に示すプロジェクタの色特性データを予め測定しておく必要がある。
【0034】
すなわち、
白(Rd,Gd,Bd)=(255,255,255)の三刺激値Xwp、Ywp、Zwp
赤(Rd,Gd,Bd)=(255, 0, 0)の三刺激値Xrp、Yrp、Zrp
緑(Rd,Gd,Bd)=( 0,255, 0)の三刺激値Xgp、Ygp、Zgp
青(Rd,Gd,Bd)=( 0, 0,255)の三刺激値Xbp、Ybp、Zbp
黒(Rd,Gd,Bd)=( 0, 0, 0)の三刺激値Xkp、Ykp、Zkp
の各色特性データを予め測定しておく必要がある。各測定データは、以下に示す式(1)
【0035】
【数1】
Figure 0003952256
を用いて白の輝度(Ywd)で規格化し、黒におけるオフセットを差し引いておく。式は、白のデータについて示すが、RGBについても同様の変換を行う。黒については(Xkd,Ykd,Zkd)=(0,0,0)となる。
【0036】
図5に、色補正テーブル生成部20bによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明するためのフローチャートを示す。
【0037】
目標色空間および各パラメータの決定処理(S20)
図5に示すように、色補正テーブル生成部20bの目標色空間および各パラメータ決定部20eは、目標色空間および変換用行列の各パラメータを決定する(S20)。
【0038】
まず、変換後の目標となる色空間の白(W)、赤(R)、緑(G)、青(B)各色の色度座標を決定する。色再現優先の色補正テーブルの場合、目標色空間はsRGBなので各色度座標は、
白(R,G,B)=(255,255,255)の色度座標 xwt=0.313、ywt=0.329
赤(R,G,B)=(255, 0, 0)の色度座標 xwt=0.640、ywt=0.330
緑(R,G,B)=( 0,255, 0)の色度座標 xwt=0.300、ywt=0.600
青(R,G,B)=( 0, 0,255)の色度座標 xwt=0.150、ywt=0.060
となる。
【0039】
その他のパラメータとして、色補正量計算部20nから供給される部分順応パラメータDおよびマッチング限界明度Lmaxを定める。これらのパラメータの詳細については後述する。
【0040】
次に、目標色空間および各パラメータ決定部20eは、RtGtBtからXtYtZtへの変換に用いる行列Mtを計算する(S20)。この変換は目標色空間の定義に基づくものであり、Mtは以下の式(2)に示すような行列になる。
【0041】
【数2】
Figure 0003952256
次に、目標色空間および各パラメータ決定部20eは、RdGdBdからXdYdZdへの変換に用いる行列Mdを計算する(S20)。この変換は、プロジェクタの色特性に基づくものであり、Mdは以下の式(3)に示すような行列になる。
【0042】
【数3】
Figure 0003952256
ここで、
zrd=1−xrd−yrd
zgd=1−xgd−ygd
zbd=1−xbd−ybd
であり、またSrd、SgdおよびSbdは、(Rd,Gd,Bd)=(255,255,255)が(Xd,Yd,Zd)=(Xwd,Ywd,Zwd)に変換されるように決定される値であり、以下の式:
【0043】
【数4】
Figure 0003952256
によって求められる。
【0044】
次に、目標色空間および各パラメータ決定部20eは、XtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換に用いる行列Mwpを計算する(S20)。プロジェクタの色特性を完全にsRGBなどの目標色特性に合わせると、色補正をかけ過ぎた赤っぽい画像に感じられることが多いという問題点がある。これは、色補正前の画像を見ている段階で、プロジェクタ本来の緑を帯びた白が自然な白と感じられるように、目の感覚が順応してしまっているからである。この順応の影響を回避するために、XtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う。この変換は順応の理論に基づいて以下のように行う。
【0045】
まず、三刺激値XtYtZtを人間の眼の3種類の錐体(網膜上にある色を感知する細胞)の応答量L,M,Sに変換する。
【0046】
【数5】
Figure 0003952256
次に、目標色空間および各パラメータ決定部20eは、順応後の錐体の応答量L’,M’,S’を
L’={(Lwd/Lwt)D+(1−D)}L … (6)
M’={(Mwd/Mwt)D+(1−D)}M … (7)
S’={(Swd/Swt)D+(1−D)}S … (8)
を用いて計算する。式中のDは、順応の度合いを示す部分順応パラメータであり、0≦D≦1の値をとる。図9に示すように、D=0の時は色順応なし、すなわち目標の白色点として目標色空間の白色点(xwt,ywt)を用いる。一方、D=1の時は目標の白色点としてプロジェクタの白色点(xwd,ywd)を用いる。0<D<1の場合、目標の白色点はxy座標上で(xwt,ywt)と(xwd,ywd)とを結ぶ直線を内分する点になる。当該パラメータDは、画像出力装置であるプロジェクタの白の輝度の関数とし、プロジェクタの白の輝度が大きい程、Dの値を大きくする(すなわち、プロジェクタの白色点に近づける)。プロジェクタの白の輝度が大きい程、Dの値を大きくするのは、人間の眼が、暗い光よりも明るい光に対して順応し易いからである。図9に示す昼光軌跡は、CIE(国際照明委員会)が定めている代表的な昼光の色度軌跡である。D50やsRGBの白色点であるD65などの標準光の色度はこの軌跡上に存在する。
【0047】
また、式(6)〜式(8)におけるLwt、Mwt、Swtは目標色空間の白における錐体の応答量であり、目標色空間の白の三刺激値Xwt,Ywt,Zwtを式(5)に代入することによって求められる。同様に、式(6)〜式(8)におけるLwd、Mwd、Swdはプロジェクタの白の三刺激値Xwd,Ywd,Zwdにおける錐体の応答量である。
【0048】
最後に、錐体の応答量L’、M’、S’を
【0049】
【数6】
Figure 0003952256
を用いて三刺激値Xt’Yt’Zt’に戻す。式(9)中の行列は、式(5)中の行列の逆行列である。そして、XtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換で用いる行列Mwpは、
【0050】
【数7】
Figure 0003952256
から求められる。ここで、D=0の時の行列Mwpは単位行列になる。
【0051】
基準白色点の計算処理(S22)
基準白色点計算部20fは、以下のように基準白色点の計算を行う(S22)。色再現優先の色補正テーブルでは、変換後の白が「プロジェクタで出力できる最も明るい白6500Kの色」となる。具体的には、後に説明するS38のLd*ud*vd*からXdYdZdへの変換における基準白色点XnYnZnを変換後の白の三刺激値にすることで実現される。当該基準白色点XnYnZnも予め求めておく。
【0052】
基準白色点XnYnZnにおけるプロジェクタの出力値をRnGnBnとすると、XnYnZnとRnGnBnとの間に
【0053】
【数8】
Figure 0003952256
の関係が成立する。
【0054】
式(11)の係数pは、(Rn,Gn,Bn)がプロジェクタの色域内で最も明るい色になるように、すなわち、Rn,Gn,Bnの最大値が255となるように選択する必要がある。現在のプロジェクタの色特性では、一般的な色温度(10000K以下)の白を出力する場合、Rn=255となることが実験的にわかっているので、Rn=255を式(11)に代入して係数pについて解くと
【0055】
【数9】
Figure 0003952256
となる。式(12)から係数pを求めることができ、さらに求められた係数pを式(11)に代入することで、基準白色点の三刺激値Xn,Yn,Znが求まる。
【0056】
さらに当該基準白色点の三刺激値Xn,Yn,Znを用いてプロジェクタの白および黒の均等色空間CIELUVにおける座標(Lwd*uwd*vwd*)および(Lkd*ukd*vkd*)を以下の式:
【0057】
【数10】
Figure 0003952256
によって求めておく。式(13)に、プロジェクタの白の三刺激値Xwd,Ywd,Zwdを代入すればLwd*uwd*vwd*が求まり、式(13)に、プロジェクタの黒の三刺激値Xkd,Ykd,Zkdを代入すればLkd*ukd*vkd*が求まる。
【0058】
3次元色補正テーブルの出力値の計算処理(S24)
次に、色補正テーブル生成部20bの第1乃至第6変換部20g〜20lは、3次元色補正テーブル(3D−LUT)の各入力値RtGtBtに対する出力値RdGdBdを計算する(S24)。3次元色補正テーブル(3D−LUT)の出力値計算処理に関しては、図6を参照して、さらに詳細に説明する。図6において、S30における処理は第1変換部20gによって行われ、S32における処理は第2変換部20hによって行われ、S34における処理は第3変換部20iによって行われ、S36における処理は第4変換部20jによって行われ、S38における処理は第5変換部20kによって行われ、S40における処理は第6変換部20lによって行われる。
【0059】
まず、第1変換部20gは、目標となる色空間の定義に基づいて、3次元色補正テーブルへの入力値RtGtBtを3刺激値XtYtZtに変換する(S30)。色再現優先の色補正テーブルではsRGBが目標色空間なので、sRGBの定義に基づいた以下の式(14)および式(15)によって計算する。
【0060】
【数11】
Figure 0003952256
最終的なXtYtZtの値は、以下の式(16):
【0061】
【数12】
Figure 0003952256
によって求められる。式(16)中のMtは式(2)によって求められる行列である。
【0062】
そして、第2変換部20hは、式(10)および以下の式(17):
【0063】
【数13】
Figure 0003952256
を用いて、XtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換を行う(S32)。当該変換によって、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避する。すなわち、XtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う。
【0064】
次に、第3変換部20iは、目標色空間の色とプロジェクタの色とを均等色空間であるCIELUV空間上で表して両者の対応付けを可能にするために、以下の式(18):
【0065】
【数14】
Figure 0003952256
を用いて、目標色空間の三刺激値Xt’Yt’Zt’を色圧縮空間CIELUVの座標値Lt*ut*vt*への変換を行う(S34)。
【0066】
式(18)中のXwt’,Ywt’,Zwt’は、目標色空間の白(Rt=Gt=Bt=255)におけるXt’,Yt’,Zt’の値である。
【0067】
そして、第4変換部20jは、目標色空間の色Lt*ut*vt*に対応付けるプロジェクタの色Ld*ud*vd*を求める(S36)。
【0068】
色再現優先の3次元色補正テーブルでは、色が目標色空間に合うことを目的としているので、基本的には(Ld*,ud*,vd*)=(Lt*,ut*,vt*)である。しかし、プロジェクタの黒の輝度はゼロではなく、目標色空間の(Xkd,Ykd,Zkd)=(0,0,0)はプロジェクタの色域外にあるので、これらの事実を考慮せずに計算すると低階調領域において階調がつぶれてしまう。そこで、当該実施形態では、目標色空間の色の明度Lt*が小さくなるにしたがって、対応付けれられる色が目標色空間の色からはずれていき、目標色空間の黒(Lt*=0)が測定されたプロジェクタの黒に変換されるようにする。以上で説明したS36における処理を式に示すと以下のようになる。
【0069】
【数15】
Figure 0003952256
ここで、Lkt*,ukt*,vkt*は目標色空間の黒(Rt,Gt,Bt)=(0,0,0)に対する式(14)〜式(18)による計算結果であり、Lkd*,ukd*,vkd*はプロジェクタの黒のCIELUV空間における座標である。また、当該実施形態において、マッチング限界明度Lmaxは100とする。
【0070】
次に、第5変換部20kは、
【0071】
【数16】
Figure 0003952256
を用いて、Ld*ud*vd*からXdYdZdへの変換を行う(S38)。ここで、Xn,Yn,Znの値は、基準白色点の三刺激値である。
【0072】
最後に、第6変換部20lは、プロジェクタの色特性に基づいてXdYdZdをRdGdBdに変換する(S40)。変換式は、以下の式(22)および式(23):
【0073】
【数17】
Figure 0003952256
【0074】
【数18】
Figure 0003952256
のようになる。式(22)において、Md-1は式(3)に示す行列Mdの逆行列である。計算の結果、Rd,Gd,Bd<0となったときはRd,Gd,Bdをゼロとし、Rd,Gd,Bd>255となったときには255とする。ここで得られたRd,Gd,Bdの値が最終的な3次元色補正テーブルのデータとなる。
【0075】
そして、図5のS26に戻り、当該最終的な3次元色補正テーブルのデータに基づき、3次元色補正テーブルが生成される(S26)。
【0076】
以上のようにして、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するためにXtYtZtからXt’Yt’Zt’への変換を行い、目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能な色補正テーブルを生成することができる。
【0077】
画像処理装置
第1実施形態
図3において、画像処理装置20Bは、RGB画像入力データに対して所望の画像処理を施し、当該画像処理された画像データを画像出力装置30に出力する。ここで、画像データはカラー画像を所定の要素色毎に色分解しつつ、その要素色毎に強弱を表したものであり、有彩色であって所定の比で混合したときにはグレイに代表される無彩色と黒色とからなる。当該実施形態では、プロジェクタ、ディスプレイなどの画像出力装置30がRGBデータに基づき色再現を行う場合について説明する。
【0078】
画像処理装置20Bは、色補正テーブルを選択するための色補正テーブル選択部20cと;色補正部20aの色補正量(D)を計算するための色補正量計算部20nと;当該計算されたDの値に基づき色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部20bと、当該色補正テーブル生成部20bによって生成された色再現優先の色補正テーブルを参照してRGBデータをR’G’B’データに変換するための色補正部20aと;を備えている。
【0079】
次に、図4を参照して、画像処理装置20Bの動作について説明する。当該実施形態では、ステップ72において、色補正テーブル生成部20bによって生成された色再現優先の色補正テーブルが選択される場合について説明する。
【0080】
図4に示すように、ユーザによって画像出力開始(ステップ70)が指示されるとともに、色再現優先の色補正テーブルが選択されると(ステップ72、Yes)、色補正量修正処理が行われる(ステップ74)。すなわち、色補正量計算部20nが、色補正部20aにおける色補正量(D)を計算する。具体的には、色再現優先の色補正テーブルにおけるパラメータD(式(6)、式(7)および式(8)における部分順応パラメータ)の値を図10に示すように指数関数的に時間とともに減少させる。当該実施形態では、色補正開始後、約60秒〜120秒でDの値がほぼゼロになるように指数関数の時定数を決定する。すなわち、パラメータDはtについての指数関数:
D=e-t/ τ
によって表される。ここで、τは60≦τ≦120の実数である。
【0081】
そして、色補正量計算部20nによって求められたDに基づき、図5および図6を参照して説明した色補正テーブル生成処理が行われる(ステップ76)。
【0082】
そして、生成された色補正テーブルが色補正部20aに組み込まれ(ステップ77)、当該色補正部20aは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う(ステップ78)。
【0083】
上記ステップ74〜78はデータが終了するまで行われる(ステップ79)。
【0084】
当該実施形態による画像処理装置によれば、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するために目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う色再現優先の色補正テーブルを用いて画像処理を行うとともに、色補正開始後、時間の経過とともにDの値を小さくすることによって目標の白色点の色度を真の白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能である。
【0085】
第2実施形態
図7において、画像処理装置20Cは、RGB画像入力データに対して所望の画像処理を施し、当該画像処理された画像データを画像出力装置30に出力する。第1実施形態と同様に、画像データはカラー画像を所定の要素色毎に色分解しつつ、その要素色毎に強弱を表したものであり、有彩色であって所定の比で混合したときにはグレイに代表される無彩色と黒色とからなる。当該第2実施形態においては、プロジェクタがRGBデータに基づき色再現を行う場合について説明する。
【0086】
画像処理装置20Cは、色補正部20aの色補正量(D)を計算するための色補正量計算部20nと;当該計算されたDの値に基づき色補正テーブルを生成する色補正テーブル生成部20bと、当該色補正テーブル生成部20bによって生成された色再現優先の色補正テーブルを参照してRGBデータをR’G’B’データに変換するための色補正部20aと;を備えている。なお、画像データ生成部20mから供給されるRGBデータが、自然画など色を忠実に再現した方が好ましいデータである場合、所定のデータ判定フラグを有しており、前記RGBデータがプリゼンテーション用のデータなど明るさを優先して色再現した方が好ましいデータである場合、所定のデータ判定フラグを有していないように構成する。
【0087】
次に、図8を参照して、画像処理装置20Cの動作について説明する。
【0088】
図8に示すように、ユーザによって画像出力開始(ステップ80)が指示されると、色補正部20aは、画像データ生成部20mから供給されるデータの前記所定のデータ判定フラグを有しているか否かを判定する(ステップ82)。所定のデータ判定フラグを有している場合(ステップ82、Yes)、色補正量修正処理が行われる(ステップ83)。すなわち、色補正量計算部20nが、色補正部20aにおける色補正量(D)を計算する。具体的には、第1実施形態と同様に、色再現優先の色補正テーブルにおけるパラメータD(式(6)、式(7)および式(8)における部分順応パラメータ)の値を図10に示すように指数関数的に時間とともに減少させる。当該第2実施形態においても、色補正開始後、約60秒〜120秒でDの値がほぼゼロになるように指数関数の時定数を決定する。すなわち、パラメータDはtについての指数関数:
D=e-t/ τ
によって表される。ここで、τは60≦τ≦120の実数である。
【0089】
そして、色補正量計算部20nによって求められたDに基づき、図5および図6を参照して説明した色補正テーブル生成処理が行われる(ステップ84)。
【0090】
そして、生成された色補正テーブルが色補正部20aに組み込まれ(ステップ86)、当該色補正部20aは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う(ステップ89)。
【0091】
一方、所定のデータ判定フラグを有していない場合(ステップ82、No)、明るさ優先の3次元色補正テーブルが生成され、(ステップ85)、当該生成された3次元色補正テーブルが色補正部20aに組み込まれる(ステップ86)。当該色補正部20aは、組み込まれた色補正テーブルを参照して補間演算によって画像処理を行い、画像出力処理を行う(ステップ89)。
【0092】
上記ステップ82〜89はデータが終了するまで行われる(ステップ90)。
【0093】
当該実施形態では、ステップ82において、データ判定フラグを有しているか否かに応じて明るさ優先の色補正テーブルまたは色再現優先の色補正テーブルを選択しているので、データの種類に応じてより適切な色再現を行うことができる。
【0094】
当該実施形態による画像処理装置によれば、目の感覚が順応してしまうことによる影響を回避するために目標の白色点の色度をプロジェクタの白の色度に近づける処理を行う色再現優先の色補正テーブルを用いて画像処理を行うとともに、色補正開始後、時間の経過とともにDの値を小さくすることによって目標の白色点の色度を真の白の色度に近づける処理を行っているので、より自然な色再現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態にかかる画像処理装置の色補正テーブル生成部の機能ブロック図である。
【図2】本発明による色補正テ−ブル生成部および画像処理装置の具体的ハードウエア構成例を示す概略ブロック図である。
【図3】本発明の第1実施形態にかかる画像処理装置の機能ブロック図である。
【図4】画像処理装置20Bの動作を説明するためのフローチャートである。
【図5】色補正テーブル生成部20bによって行われる色補正テーブル生成処理プログラムを説明するためのフローチャートである。
【図6】3次元色補正テーブル(3D−LUT)の出力値計算処理プログラムを説明するためのフローチャートである。
【図7】本発明の第2実施形態にかかる画像処理装置の機能ブロック図である。
【図8】画像処理装置20Cの動作を説明するためのフローチャートである。
【図9】色再現優先の色補正テーブルを生成する際に必要な、目標の白色点を説明するための図である。
【図10】時間経過に伴うDの値の変化量を説明するための図である。
【符号の説明】
10 画像入力装置
11a スキャナ
11b デジタルスチルカメラ
11c ビデオカメラ
12 コンピュータ本体
12a オペレーティングシステム
12b ディスプレイドライバ
12c プリンタドライバ
12d アプリケーション
13a フロッピーディスクドライブ
13b ハードディスク
13c CD−ROMドライブ
14a モデム
15a キーボード
15b マウス
17a ディスプレイ
17b カラープリンタ
17c プロジェクタ
20B 画像処理装置
20C 画像処理装置
20a 色補正部
20b 色補正テーブル生成部
20c 色補正LUT選択部
20e 目標色空間および各パラメータ決定部
20f 基準白色点計算部
20g 第1変換部
20h 第2変換部
20i 第3変換部
20j 第4変換部
20k 第5変換部
20l 第6変換部
20m 画像データ生成部
20n 色補正量計算部

Claims (7)

  1. 色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力する画像処理装置であって、
    画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを備え、
    前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
    前記部分順応パラメータをDとし、人間の眼の3種類の錐体(網膜上にある色を感知する細胞)の応答量をL,M,Sとし、順応後の錐体の応答量をL’,M’,S’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をLwt、Mwt、Swtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Xwd,Ywd,Zwdにおける錐体の応答量をLwd、Mwd、Swdとした場合、
    L’={(Lwd/Lwt)D+(1−D)}Lと、
    M’={(Mwd/Mwt)D+(1−D)}Mと、
    S’={(Swd/Swt)D+(1−D)}Sと、
    が成立する画像処理装置。
  2. 請求項1に記載の画像処理装置であって、
    色補正開始後の経過時間に応じて、前記部分順応パラメータを0に徐々に近づける、画像処理装置。
  3. 請求項1または2に記載の画像処理装置であって、
    時間の経過とともに指数関数的に前記部分順応パラメータを0に徐々に近づける、画像処理装置。
  4. 請求項1乃至3のいづれか一項に記載の画像処理装置であって、
    約60秒乃至約120秒で、前記部分順応パラメータを0にほぼ一致させる、画像処理装置。
  5. 画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理を施して画像出力装置に出力し、
    前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
    前記部分順応パラメータをDとし、人間の眼の3種類の錐体(網膜上にある色を感知する細胞)の応答量をL,M,Sとし、順応後の錐体の応答量をL’,M’,S’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をLwt、Mwt、Swtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Xwd,Ywd,Zwdにおける錐体の応答量をLwd、Mwd、Swdとした場合、
    L’={(Lwd/Lwt)D+(1−D)}Lと、
    M’={(Mwd/Mwt)D+(1−D)}Mと、
    S’={(Swd/Swt)D+(1−D)}Sと、
    が成立する画像処理方法。
  6. 画像出力装置の出力する白の輝度に応じて部分順応パラメータを異ならせるとともに、色補正開始後の経過時間に応じて前記部分順応パラメータを異ならせる色補正テーブルを用いて入力信号に対して所望の画像処理をコンピュータに実行させるためのプログラムであり、
    前記白の輝度が大きい程、色補正開始時の前記部分順応パラメータが大きく、
    前記部分順応パラメータをDとし、人間の眼の3種類の錐体(網膜上にある色を感知する細胞)の応答量をL,M,Sとし、順応後の錐体の応答量をL’,M’,S’とし、目標色空間の白における錐体の応答量をLwt、Mwt、Swtとし、前記画像出力装置の白の三刺激値Xwd,Ywd,Zwdにおける錐体の応答量をLwd、Mwd、Swdとした場合、
    L’={(Lwd/Lwt)D+(1−D)}Lと、
    M’={(Mwd/Mwt)D+(1−D)}Mと、
    S’={(Swd/Swt)D+(1−D)}Sと、
    が成立するプログラム。
  7. 請求項6に記載のプログラムを記録したコンピュータによって読取可能な記録媒体。
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