JP4065517B2 - 色差判定装置及び方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、CIELab均等色空間における判定と同程度で、RGB空間における2つの色の色差が予め決められた許容範囲内であるかを判定する技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、フィルム等の透過原稿を1次元イメージセンサ等で読み取るフィルムスキャナが知られている。また近年では、可視光による実画像の読み取りに加えて、赤外光による読み取りによってフィルム上のゴミやキズを検出し、画像処理によって実画像情報を補正し、ゴミやキズのない画像を提供する、いわゆるゴミキズ除去の機能を備えたフィルムスキャナも知られている。
【0003】
ゴミキズ除去を行う実画像補正では、ゴミキズ部分に相当する画素(以下、「欠損画素」と称す。)の周囲の正常な画素を用いて、欠損画素を補間処理によって修正する。ここで、このような補間処理においては、補間に用いる周囲の正常画素同士の色が互いに近い色であるか否かを判定することがよく行われる。すなわち、欠損画素の周辺の第1の正常画素(R1,G1,B1)と第2の正常画素(R2,G2,B2)を補間処理に用いる場合、当該第1の正常画素と第2の正常画素との色差が予め決められた許容範囲内であるかを判定する。
【0004】
この判定において、例えば、第1の方法としては、第1の正常画素と第2の正常画素のRGB空間での距離Dを算出して、予め決められた閾値(例えば、THRGBとする。)と比較する方法がある。この場合、D<THRGBであれば2つの画素は互いに近い色であると判定する。ここで、距離Dは以下に示す式を用いて算出される。
【0005】
【数1】
【0006】
次に、上記第1の方法とは異なる第2の方法について説明する。第2の方法では、まず、フィルムスキャナから出力される実画像データのRGB値が標準的なRGB空間であるsRGB色空間に準拠していると仮定する。そして、第1の正常画素及び第2の正常画素のRGB値を均等色空間であるCIELab色空間のデータに変換し、その2つの色の色差ΔE* abと予め決められた閾値THLabと比較する。尚、この方法においても、2つの色の色差がΔE* ab<THLabの場合に2つの画素は互いに近い色であると判定する。
【0007】
ここで、sRGB色空間からCIELab色空間への変換、及び、色差ΔE* abの算出方法について説明する。尚、ここではRGBデータは8ビットとする。まず、sRGB色空間からXYZ空間への変換式は、以下の式を用いて行われる。
【0008】
【数2】
【0009】
次に、XYZ空間からCIELab色空間への変換式は、以下の式を用いて行われる。
【0010】
【数3】
【0011】
そして、CIELab色空間での色差ΔE* abの算出式は、以下の式を用いて行われる。
【0012】
【数4】
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の色差判定方法のように、2つの正常画素の色の間におけるRGB空間での距離Dにより色差を判定する第1の方法では、RGB空間自身が人間の目視の感覚に対して均等ではないため、人間の感覚と相関していないという問題がある。例えば、2つの色のRGB空間での距離Dが同じ値であっても、暗い領域での距離Dと明るい領域での距離Dとを比較すると、人間の目視では暗い領域の方が明るい領域よりも色の違いが分かりやすいといった問題がある。
【0014】
また、RGBデータを均等色空間であるCIELab色空間のデータに変換し、算出した色差ΔE* abにより色差を判定する第2の方法では、均等色空間での比較であるため人間の目視の感覚とある程度相関がとれてはいる。しかし、RGBからL*a*b*への変換の計算負荷が大きいために処理時間がかかり、ゴミキズ除去処理のように、実時間で処理を行わなければならない場合には問題がある。
【0015】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、RGB色空間における2つの色の色差が予め決められた許容範囲内であるかの判定を人間の目視での判定と同程度に、かつ、高速に行うことができる色差判定装置及び方法を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明は、RGB色空間における第一の色と第二の色との色差を判定する色差判定装置であって、前記第一および第二の色の間のRGB色空間上の距離を算出する算出手段と、前記 RGB 色空間を分割した部分空間ごとの複数の閾値を格納する格納手段と、前記第一および第二の色の何れか一方の色を基準色として、前記格納手段が格納する複数の閾値から前記基準色が属する部分空間の閾値を選択する選択手段と、前記算出手段が算出した距離と前記選択手段が選択した閾値とを比較して、前記距離が前記閾値以下の場合、前記第一および第二の色の色差が許容範囲内であると判定する判定手段とを備え、前記格納手段が格納する閾値は、前記部分空間の任意の色を均等色空間の第一の値に変換し、前記均等色空間において、前記第一の値を中心に、前記第一の値から所定値だけ離れた複数の第二の値を算出し、前記複数の第二の値を前記 RGB 色空間の複数の色に変換し、前記任意の色と前記複数の色の間の平均距離を計算し、そして、前記部分空間において複数の任意の色について計算した前記平均距離の平均値を、前記部分空間の閾値としたものであることを特徴とする。また、RGB色空間における第一の色と第二の色との色差を判定する色差判定方法であって、前記第一および第二の色の間のRGB色空間上の距離を算出するステップと、前記第一および第二の色の何れか一方の色を基準色として、格納部に格納された前記 RGB 色空間を分割した部分空間ごとの複数の閾値から前記基準色が属する部分空間の閾値を選択するステップと、前記算出された距離と前記選択された閾値とを比較して、前記距離が前記閾値以下の場合、前記第一および第二の色の色差が許容範囲内であると判定するステップとを有し、前記格納部が格納する閾値は、前記部分空間の任意の色を均等色空間の第一の値に変換し、前記均等色空間において、前記第一の値を中心に、前記第一の値から所定値だけ離れた複数の第二の値を算出し、前記複数の第二の値を前記 RGB 色空間の複数の色に変換し、前記任意の色と前記複数の色の間の平均距離を計算し、そして、前記部分空間において複数の任意の色について計算した前記平均距離の平均値を、前記部分空間の閾値としたものであることを特徴とする。
【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形態について詳細に説明する。
【0018】
<第1の実施形態>
第1の実施形態では、sRGB色空間に準拠している2つの色C1(R1,G1,B1)とC2(R2,G2,B2)との色差が、CIELab色空間における色差ΔE* ab=K(但し、Kは正の実数。)以内であるか否かを判定する場合を例にとって説明する。
【0019】
図1は、本発明の第1の実施形態に係る色差判定方法を実行するための画像処理装置(色差判定装置)の細部構成を示すブロック図である。図1において、100は基準色となる画素のRGB値が入力され格納される基準色入力・格納部、101は基準色と比較される比較色となる画素のRGB値が入力され格納される比較色入力・格納部である。
【0020】
また、102は基準色と比較色のRGB色空間での距離Dを算出する距離算出部である。ここで、距離算出部102は、次に示す式を用いて2つの色の距離Dを算出する。
【0021】
【数5】
【0022】
すなわち、本実施形態に係る画像処理装置では、第1の色のRGB値が(R1,G1,B1)であり、第2の色のRGB値が(R2,G2,B2)である場合、距離算出部102が、(R1−R2)2+(G1−G2)2+(B1−B2)2により求められる値を距離として算出することを特徴とする。
【0023】
さらに、103はRGB空間の各部分空間毎の色差判定のための閾値が格納されている閾値候補格納部、104は閾値候補格納部103に格納されている閾値から所望の閾値を選択する閾値選択部である。
【0024】
さらにまた、105は距離算出部102で算出したRGB空間での距離と閾値を比較して2つの色の色差が色差ΔE* ab=K以内であるか否かを判定する比較判定部である。
【0025】
図2は、本実施形態における色差判定方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【0026】
まず、基準色となる色を入力して基準色入力・格納部100に格納する(ステップS201)。すなわち、基準色入力・格納部100にはC1又はC2のどちらかの色が入力される。本実施形態では、一例としてC1が基準色として入力されたものとする。
【0027】
次に、比較色となる色を入力して比較色入力・格納部101に格納する(ステップS202)。この際、ステップS201で基準色としてC1が入力されている場合にはC2を比較色として入力し、ステップS201で基準色としてC2が入力されている場合にはC1を比較色として入力する。本実施形態では、C2が比較色として比較色入力・格納部101に入力される。
【0028】
次に、距離算出部102により、基準色と比較色のRGB空間での距離Dを算出する(ステップS203)。尚、距離Dの算出は以下に示す式を用いてもよいが、上述したように平方根の計算をさせない算出式を用いた方が計算時間を短くすることができる。
【0029】
【数6】
【0030】
すなわち、本実施形態に係る画像処理装置では、第1の色のRGB値が(R1,G1,B1)であり、第2の色のRGB値が(R2,G2,B2)である場合、距離算出部102が、{(R1−R2)2+(G1−G2)2+(B1−B2)2}1/2により求められる値を距離として算出することを特徴とする。
【0031】
次に、閾値候補が格納されている3次元ルックアップテーブル(3DLUT)のアドレスを算出する(ステップS204)。尚、この算出の詳細については後述する。
【0032】
そして、閾値選択部104により、閾値候補格納部103に格納されている閾値候補の中から比較に用いられる閾値を選択する(ステップS205)。尚、本実施形態では、ステップS204で算出された3次元ルックアップテーブルのアドレスに対応する3次元ルックアップテーブルのデータ(閾値候補)を閾値として設定する。
【0033】
すなわち、本実施形態に係る画像処理装置では、閾値選択部104が、閾値候補格納部103に格納された複数の閾値候補の中から、第1の色(例えば、C1)又は第2の色(例えば、C2)のいずれか一方の色が属する部分空間の閾値を選択することを特徴とする。また、本実施形態に係る画像処理装置では、閾値候補格納部103が、3次元ルックアップテーブルとして閾値候補を格納し、閾値選択部104が、基準とした方の色のRGB値に基づいて一意に3次元ルックアップテーブルを参照して閾値を選択することを特徴とする。
【0034】
次に、比較判定部105において、ステップS203で算出されたRGB空間での距離とステップS205で選択された閾値とを比較する(ステップS206)。その結果、距離(又は距離の2乗)が閾値以下の場合(YES)は、2つの色C1とC2の色差は色差ΔE* ab=K以内であると判定(すなわち、許容範囲内と判定)して結果を出力する(ステップS207)。
【0035】
一方、距離(又は距離の2乗)が閾値より大きい場合(NO)は、2つの色C1とC2の色差は色差ΔE* ab=Kより大きいと判定(すなわち、許容範囲外と判定)して結果を出力する(ステップS208)。尚、ステップS206の比較を、距離(距離の2乗)が閾値よりも小さい場合と閾値以上の場合とで行うようにしてもよい。
【0036】
上述したように、本実施形態に係る画像処理装置(色差判定装置)は、RGB色空間における第1の色と第2の色との色差を判定するものである。そして、本画像処理装置は、第1及び第2の色間のRGB色空間上の距離を算出する距離算出部102と、複数の閾値候補を格納する閾値候補格納部103と、閾値候補格納部103に格納された複数の閾値候補の中から閾値を選択する閾値選択部104と、距離算出部102で算出された距離と閾値選択部104で選択された閾値とを比較して、距離が閾値以下の場合、第1及び第2の色の色差が許容範囲内であると判定する比較判定部10とを備えることを特徴とする。
【0037】
ここで、閾値候補格納部103に格納されている閾値候補について詳細に説明する。
【0038】
閾値候補格納部103には、前述したように、RGB色空間を部分空間に分割した各部分空間の閾値が3次元ルックアップテーブルの形式で格納されている。本実施形態では、RGB空間においてR、G、Bの各軸を均等にN等分したN3個の部分空間に分割する。尚、Nは2のべき乗とする。ここでは説明を分かりやすくするためにN=4とし、RGBデータを8ビットとして説明する。
【0039】
図3は、本実施形態におけるRGB色空間の分割の様子を説明するための概要図である。例えば、図3に示すように、N=4の場合には合計で43=64個の部分空間に分割されることになり、閾値候補格納部103には64個の閾値候補が格納されることとなる。
【0040】
すなわち、上述した本実施形態に係る画像処理装置では、閾値候補格納部103が、RGB色空間におけるR、G、Bの各軸を均等にN等分して分割されたN3個の部分空間毎に閾値候補を格納することを特徴とする。
【0041】
また、各部分空間を特定するために、以下では、8ビットのデータにおける0〜255の間を、区間1(0〜63までの間)、区間2(64〜127までの間)、区間3(128〜191までの間)、区間4(129〜255までの間)と呼ぶ。さらに、部分空間を(R区間,G区間,B区間)=(x,y,z)として特定することとする。すなわち、x、y、zは、それぞれ1、2、3、4のどれかの値を有することになる。
【0042】
本実施形態では、次に示すように閾値候補格納部103には64個の閾値候補が以下の順番で格納されているものとする。
【0043】
すなわち、R区間、G区間、B区間の値がB→G→Rの順で昇順に並んでいる。
【0044】
次に、ステップS204において行われる各部分空間の閾値候補の3次元ルックアップテーブルのアドレスPの算出方法について説明する。ここでは、基準色C1が属する部分空間を特定し、その部分空間の閾値候補が格納されている3次元ルックアップテーブルのアドレスPを算出する。アドレスPは以下の式によって算出される。
【0045】
【数7】
【0046】
上記計算では、除算部分が2のべき乗であるため、ビットシフトを用いることで高速に演算することが可能である。これは、部分空間の分割数Nを2のべき乗にしているためである。すなわち、本実施形態に係る画像処理装置では、Nの値が2のべき乗であって、3次元ルックアップテーブルのアドレスの計算にビットシフトを用いることによって高速演算を可能にすることを特徴とする。
【0047】
次に、閾値候補103に格納されている各部分空間の閾値候補の算出方法(図2のステップS204の処理)について説明する。ここでは、部分空間(R区間,G区間,B区間)=(1,1,1)(以下、「部分空間(1,1,1)」とする。)の閾値候補の算出を例にとって説明する。
【0048】
まず、部分空間(1,1,1)の任意の色Ct(Rt,Gt,Bt)において、CtのRGB値を均等色空間であるCIELab空間のL*a*b*値に変換する。尚、変換の計算式は前述した通りであり、ここでの説明は省略する。尚、変換したL*a*b*値を(L* t,a* t,b* t)とする。
【0049】
次に、変換した(L* t,a* t,b* t)と色差がΔE* ab=KとなるL*a*b*値を複数個算出する。これは(L* t,a* t,b* t)を中心にL*、a*、b*の各軸に沿って、前後左右上下、あるいは、斜め方向にKだけ離れたL*a*b*値を算出することによって行う。
【0050】
そして、算出されたKだけ離れた複数個のL*a*b*値をsRGB色空間のRGBデータにそれぞれ変換し、部分空間(1,1,1)の任意の色CtとのRGB色空間での距離をそれぞれで算出し、それらの平均距離を算出する。
【0051】
さらに、上述した任意の色CtについてRGB色空間での平均距離を算出した処理を、部分空間(1,1,1)に属する複数の色について行い、それぞれで算出された平均距離の平均値を部分空間(1,1,1)の閾値とする。このようにして算出された閾値は、CIELab色空間での色差ΔE* ab=Kとほぼ同程度の色差を示すRGB色空間の距離となっている。
【0052】
尚、各部分空間でのRGB色空間の距離と色差ΔE* ab=Kの相関の精度は、RGB空間を分割するNの数を大きくすると高くなるが、分割数を大きくする分だけ閾値候補格納部103には、より多くの格納領域が必要となる。尚、この閾値候補の算出は、予め1度だけ計算しておけばよい。
【0053】
上述したように第1の実施形態によれば、sRGB色空間に準拠しているRGB色空間の2つの色C1、C2の色差が、人間の目視とほぼ相関がとれている均等色空間の色差ΔE* abで判定した場合とほぼ同じ精度で、予め決められた許容範囲内であるか否かを高速に判定することができる。
【0054】
<第2の実施形態>
第2の実施形態では、CIELab空間での色差の計算式が第1の実施形態とは異なるものを使用する。すなわち、本実施形態では、CIELab色空間での色差の計算式として、以下に示すCIE1994色差式を用いる。
【0055】
【数8】
【0056】
CIE1994色差式は、以下に示すCIELab色空間の色差の計算式を最適化し、色相差と明度差の補正を行っている色差計算式であるため、より人間の目視の感覚に近い色差を算出することが可能となる。
【0057】
【数9】
【0058】
従って、CIE1994色差式を用いることにより、閾値候補格納部103の各部分空間の閾値候補がより人間の目視の感覚に近い値となり、高精度の色差判定が可能となる。すなわち、第2の実施形態に係る画像処理装置では、距離算出部が、第1及び第2の色間のCIELab色空間におけるCIE1994色差式による色差と同程度のRGB色空間の距離を算出することを特徴とする。
【0059】
さらに、前述した第1の実施形態では、色差判定の対象のRGB色空間のデータをsRGB色空間に準拠しているデータとして取り扱ったが、sRGB色空間でなくても、CIELab色空間との変換が計算式により一意に決定している他のRGB色空間であってもよい。また、CIELab色空間での色差計算が、他の色差計算式であってもよい。すなわち、第2の実施形態に係る画像処理装置では、距離算出部が、第1及び第2の色間のCIELab色空間における色差と同程度のRGB色空間の距離を算出することを特徴とする。
【0060】
<その他の実施形態>
尚、本発明は、複数の機器(例えば、ホストコンピュータ、インタフェース機器、リーダ、プリンタ等)から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置(例えば、複写機、ファクシミリ装置等)に適用してもよい。
【0061】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体(または記憶媒体)を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ(またはCPUやMPU)が記録媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。この場合、記録媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した記録媒体は本発明を構成することになる。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0062】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【0063】
本発明を上記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応するプログラムコードが格納されることになる。
【0064】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、RGB色空間における2つの色の色差が予め決められた許容範囲内であるかの判定を人間の目視での判定と同程度に、かつ、高速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る色差判定方法を実行するための画像処理装置の細部構成を示すブロック図である。
【図2】同実施形態における色差判定方法の手順を説明するためのフローチャートである。
【図3】同実施形態におけるRGB色空間の分割の様子を説明するための概要図である
【符号の説明】
100 基準色入力・格納部
101 比較色入力・格納部
102 距離算出部
103 閾値候補格納部
104 閾値選択部
105 比較判定部
Claims (11)
- RGB色空間における第一の色と第二の色との色差を判定する色差判定装置であって、
前記第一および第二の色の間のRGB色空間上の距離を算出する算出手段と、
前記 RGB 色空間を分割した部分空間ごとの複数の閾値を格納する格納手段と、
前記第一および第二の色の何れか一方の色を基準色として、前記格納手段が格納する複数の閾値から前記基準色が属する部分空間の閾値を選択する選択手段と、
前記算出手段が算出した距離と前記選択手段が選択した閾値とを比較して、前記距離が前記閾値以下の場合、前記第一および第二の色の色差が許容範囲内であると判定する判定手段とを備え、
前記格納手段が格納する閾値は、前記部分空間の任意の色を均等色空間の第一の値に変換し、前記均等色空間において、前記第一の値を中心に、前記第一の値から所定値だけ離れた複数の第二の値を算出し、前記複数の第二の値を前記 RGB 色空間の複数の色に変換し、前記任意の色と前記複数の色の間の平均距離を計算し、そして、前記部分空間において複数の任意の色について計算した前記平均距離の平均値を、前記部分空間の閾値としたものであることを特徴とする色差判定装置。 - 前記第一の色のRGB値が(R1, G1, B1)であり、前記第二の色のRGB値が(R2, G2, B2)である場合、前記算出手段は(R1-R2)2+(G1-G2)2+(B1-B2)2 を前記距離として算出することを特徴とする請求項1に記載された色差判定装置。
- 前記第一の色のRGB値が(R1, G1, B1)であり、前記第二の色のRGB値が(R2, G2, B2)である場合、前記算出手段は√{(R1-R2)2+(G1-G2)2+(B1-B2)2}を前記距離として算出することを特徴とする請求項1に記載された色差判定装置。
- 前記格納手段は三次元ルックアップテーブルとして前記閾値を格納し、前記選択手段は前記基準色のRGB値に基づいて一意に前記三次元ルックアップテーブルを参照して前記閾値を選択することを特徴とする請求項1に記載された色差判定装置。
- 前記格納手段は、RGB色空間におけるR、G、Bの各軸を均等にN等分したN3個の前記部分空間ごとに前記閾値を格納することを特徴とする請求項4に記載された色差判定装置。
- 前記Nの値は2のべき乗であって、前記三次元ルックアップテーブルのアドレスの計算にビットシフトを用いることによって高速演算を可能にすることを特徴とする請求項5に記載された色差判定装置。
- 前記算出手段は、前記第一および第二の色の間の、CIELab色空間におけるCIE1994色差式による色差と同程度のRGB色空間の距離を算出することを特徴とする請求項1に記載された色差判定装置。
- 前記算出手段は、前記第一および第二の色の間の、CIELab色空間における色差と同程度のRGB色空間の距離を算出することを特徴とする請求項1に記載された色差判定装置。
- RGB色空間における第一の色と第二の色との色差を判定する色差判定方法であって、
前記第一および第二の色の間のRGB色空間上の距離を算出するステップと、
前記第一および第二の色の何れか一方の色を基準色として、格納部に格納された前記 RGB 色空間を分割した部分空間ごとの複数の閾値から前記基準色が属する部分空間の閾値を選択するステップと、
前記算出された距離と前記選択された閾値とを比較して、前記距離が前記閾値以下の場合、前記第一および第二の色の色差が許容範囲内であると判定するステップとを有し、
前記格納部が格納する閾値は、前記部分空間の任意の色を均等色空間の第一の値に変換し、前記均等色空間において、前記第一の値を中心に、前記第一の値から所定値だけ離れた複数の第二の値を算出し、前記複数の第二の値を前記 RGB 色空間の複数の色に変換し、前記任意の色と前記複数の色の間の平均距離を計算し、そして、前記部分空間において複数の任意の色について計算した前記平均距離の平均値を、前記部分空間の閾値としたものであることを特徴とする色差判定方法。 - コンピュータ装置を制御して、請求項 1 から請求項 8 の何れか一項に記載された色差判定装置の各手段として機能させることを特徴とするコンピュータプログラム。
- 請求項10に記載されたコンピュータプログラムが格納されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記憶媒体。
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