JP4883007B2 - 画像処理装置、画像処理プログラム、および、画像処理方法 - Google Patents
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Description
本発明の第2の態様によると、第1の態様の画像処理装置において、制御部は、第1の画像データの変換対象画素の色が所定の色域内のとき第1の変換部を選択し、第1の画像データの変換対象画素の色が所定の色域内でないとき第2の変換部を選択するように制御するのが好ましい。
本発明の第3の態様によると、第2の態様の画像処理装置において、所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含むのが好ましい。
本発明の第4の態様によると、第2または3の態様の画像処理装置において、画像内における変換対象画素の背景輝度、および、撮像条件と観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、制御部は、色域記憶部を参照して、第1の画像データの変換対象画素の色が所定の色域内にあるかどうかを判断するのが好ましい。
本発明の第5の態様によると、第1の態様の画像処理装置において、制御部は、第1の画像データを複数の領域に分割し、分割された各領域に含まれる画素の色に応じて、領域毎に第1の変換部および第2の変換部のいずれかを選択し、同一領域内の各画素は領域毎に選択された同一変換部を選択するように制御するのが好ましい。
本発明の第6の態様によると、第5の態様の画像処理装置において、制御部は、第1の画像データの変換対象領域に含まれる全画素のうち、各画素の色が所定の色域内にある画素数の割合が所定割合以上のとき第1の変換部を選択し、各画素の色が所定の色域内にある画素数の割合が所定割合未満のとき第2の変換部を選択するように制御するのが好ましい。
本発明の第7の態様によると、第6の態様の画像処理装置において、所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含むのが好ましい。
本発明の第8の態様によると、第6または7の態様の画像処理装置において、画像内における変換対象画素の背景輝度、および、撮像条件と観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、制御部は、色域記憶部を参照して、第1の画像データの変換対象領域に含まれる各画素の色が所定の色域内にあるかどうかを判断するのが好ましい。
本発明の第9の態様によると、第5の態様の画像処理装置において、制御部は、第1の画像データの変換対象領域を代表する色が所定の色域内にあるとき第1の変換部を選択し、第1の画像データの変換対象領域を代表する色が所定の色域内でないとき第2の変換部を選択するように制御するのが好ましい。
本発明の第10の態様によると、第9の態様の画像処理装置において、所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含むのが好ましい。
本発明の第11の態様によると、第9または10の態様の画像処理装置において、画像内における変換対象画素の背景輝度、および、撮像条件と観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、制御部は、色域記憶部を参照して、第1の画像データの変換対象領域を代表する色が所定の色域内にあるかどうかを判断するのが好ましい。
本発明の第12の態様によると、第9から11のいずれかの態様の画像処理装置において、変換対象領域を代表する色は、変換対象領域に含まれる全画素、もしくは所定割合数以上の画素の色を平均した色とするのが好ましい。
本発明の第13の態様によると、第1から12のいずれかの態様の画像処理装置において、第1の手法および第2の手法ともに、同一の色の見えモデルによる手法であり、第2の手法は、色の見えモデルから所定の演算を省略したものであるのが好ましい。
本発明の第14の態様によると、第1から12のいずれかの態様の画像処理装置において、第2の手法は、四則演算のみで変換できる手法であるのが好ましい。
本発明の第15の態様によると、第1から12のいずれかの態様の画像処理装置において、第1の手法および第2の手法ともに、変換対象画素の背景輝度を考慮して変換する手法であり、第1の手法は変換対象画素の背景輝度を周辺の画素の輝度に基づき演算し、第2の手法は変換対象画素の背景輝度を所定の固定値とするのが好ましい。
本発明の第16態様によると、第13または15の態様の画像処理装置において、第1の手法および第2の手法ともに、CIECAM02の色の見えモデルによる手法であるのが好ましい。
本発明の第17の態様によると、第1から12、14のいずれかの態様の画像処理装置において、第1の手法はCIECAM02の色の見えモデルによる手法であり、第2の手法はvon Kriesの順応変換式による手法であるのが好ましい。
本発明の第18の態様によると、第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを、第1の観察条件とは異なる第2の観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理装置は、第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを取得する画像データ取得部と、取得された第1の画像データを、画素単位に、第1の観察条件と第2の観察条件とに基づき、色順応を考慮した第1の手法により第2の画像データに変換する第1の変換部と、取得された第1の画像データを、画素単位に、第1の観察条件と第2の観察条件とに基づき、第1の手法より簡易であって色順応を考慮した第2の手法により第2の画像データに変換する第2の変換部と、第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて画像を複数の領域に分割したときに変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、第1の変換部および第2の変換部のいずれかを選択するように制御する制御部とを備える。
本発明の第19の態様によると、画像処理プログラムは、請求項1から18のいずれかの態様の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させる画像処理プログラムである。
本発明の第20の態様によると、ある撮像条件で撮像された第1の画像データを、観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理方法は、撮像条件で撮像された第1の画像データを取得し、取得された第1の画像データを、撮像条件と観察条件とに基づき、画素単位に第2の画像データに変換するとき、第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて画像を複数の領域に分割したときに変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、色順応を考慮した第1の手法および第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分ける。
本発明の第21の態様によると、第20の態様の画像処理方法において、さらに、第1の画像データを複数の領域に分割し、取得された第1の画像データを、撮像条件と観察条件とに基づき、画素単位に第2の画像データに変換するとき、各領域に含まれる画素の色に応じて、領域毎に色順応を考慮した第1の手法および第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分けるのが好ましい。
本発明の第22の態様によると、第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを、第1の観察条件とは異なる第2の観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理方法は、第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを取得し、取得された第1の画像データを、第1の観察条件と第2の観察条件とに基づき、画素単位に、第2の画像データに変換するとき、第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて画像を複数の領域に分割したときに変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、色順応を考慮した第1の手法および第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分ける。
図1は、本発明の一実施の形態である画像処理装置を示す図である。画像処理装置は、パーソナルコンピュータ1で実現される。パーソナルコンピュータ1は、デジタルカメラ2、CD−ROMなどの記録媒体3、他のコンピュータ4などと接続され、各種の画像データの提供を受ける。パーソナルコンピュータ1は、提供された画像データに対して、以下に説明する画像処理を行う。コンピュータ4は、インターネットやその他の電気通信回線5を経由して接続される。
以下、von Kriesの順応変換式およびCIECAM02の色の見えモデルについて説明する。所定の条件については、その後に説明する。
次に、CIECAM02について説明する。図3は、色の見え実験に使用するパッチの図である。図3に示す2つのパッチ11、12の中心のグレーの色パッチ13、14は同じ色であっても、周囲の背景輝度Yb、Yb'が高いか低いかによって、人間の眼では異なる色に見えてしまう。図3のパッチ11、12は、各パッチ中心からそれぞれ2度視野に色パッチ13、14を置き、その外側2度〜10度視野に背景輝度Yb、Yb'を設定している。
2.順応輝度LA設定
3.CIE 1931 XYZ三刺激値から、色順応をよく説明する色空間へ、3×3マトリックスMCAT02を用いて変換
次に、前述した所定の条件について説明する。まず、図3に示す様な2種類のパッチ11、12を用い、パッチ12については背景輝度や視環境条件を変えてCIECAM02で色変換した色を中心の色パッチ14に反映させて、中心の色パッチ13、14の色の見えが一致するパッチを選んでもらう実験を行う。例えば、図3に示すように、背景輝度の異なる2枚のパッチ11、12を比較する。左のパッチ11は変化させず、右のパッチ12のみ、背景輝度や視環境条件を示すパラメータを少しずつ変えて中心の色パッチ14を少しずつ変化させたものを複数用意する。そして、左右の色パッチ13、14の色の見えが一致するパッチを選択してもらう実験を複数の人間において実施する。
図5は、第1の実施の形態におけるパーソナルコンピュータ1が実行する処理のフローチャートを示す図である。ステップS11では、色の見えモデルを適用して、撮像時の色の見えを観察条件下で再現したい写真撮影(撮像)された画像データを取得する。ステップS12では、取得した画像データから撮影時の視環境データを読み込み、撮影時の視環境を設定する。撮影時の視環境データとして、具体的には、撮影時被写体を照明していた照明白色点、撮影時被写体を照明していた照明輝度、被写体周囲輝度などを読み込む。
第2の実施の形態は、色の見えモデルを選択する際、第1の実施の形態のようにして決めた色域で分類するのではなく輝度により分類することを特徴とするものである。なお、輝度も色域を決めるパラメータの1つであるので、輝度による分類も色域の分類という概念に含まれる。第2の実施の形態の画像処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、図1を参照することとしその説明を省略する。
第3の実施の形態は、色の見えモデルを選択する際、第2の実施の形態のように輝度で分類するのではなく、色相により分類することを特徴とするものである。なお、色相も色域を決めるパラメータの1つであるので、色相による分類も色域の分類という概念に含まれる。第3の実施の形態の画像処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、図1を参照することとしその説明を省略する。
第1〜第3の実施の形態では、画素毎にどの変換手法を適用するか選択する例を説明した。しかし、第4の実施の形態では、画素毎に選択するのではなく、画像データにおいて複数の近傍画素を一つの領域として捉え、その領域毎にどちらの変換手法を適用するか選択する方法について説明する。すなわち、同一領域内では各画素の色の状態が変わったとしても同一手法で変換する。なお、第4の実施の形態の画像処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、図1を参照することとしその説明を省略する。
ΔE=√((L2*-L1*)2+(a2*-a1*)2+(b2*-b1*)2))
第4の実施の形態では、色順応変換手法を画素毎に選択するのではなく、画像データにおいて複数の近傍画素を一つの領域として捉え、その領域毎にどちらの変換手法を適用するか選択する方法について説明した。この場合、領域内の代表色を決めて処理する例を説明した。第5の実施の形態では、領域毎に変換手法を選択する場合の、別の選択方法を説明する。第5の実施の形態の画像処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、図1を参照することとしその説明を省略する。
第1〜第5の実施の形態では、ある撮像条件で撮像された画像データを、照明に関する条件が撮像条件とは異なる観察条件に応じた色の見えを再現する画像データに変換する例を説明した。第6の実施の形態では、撮像された画像データを入力画像とするのではなく、ある観察条件で観察することを仮定して作成された画像データを入力画像として使用する方法について説明する。なお、第6の実施の形態の画像処理装置の構成は、第1の実施の形態と同様であるので、図1を参照することとし省略する。
上記第1〜第6の実施の形態では、用いる色の見えモデルは、詳細な色の見えモデルか簡略化した色の見えモデルかの二者択一として説明した。しかし、第1〜第6の実施の形態に示したような条件を複数組み合わせて、複数の簡略化モデルを使い分けてもよい。
上記第1〜第6の実施の形態では、簡略化した色の見えモデルは、von Kriesの順応変換式による色の見えモデルとした。しかし、簡略化した色の見えモデルをCIECAM02の一部の計算を省略したものとしてもよい。例えば、順方向変換の13ステップ、及びその逆変換のうち一部のステップを省略したものとしてもよい。
上記第1の実施の形態において、背景輝度Ybは、2度視野の刺激値の周囲10度視野の輝度として定義されているが、この背景輝度を決定する際、各画素毎に10度視野相当に入る周囲画素から背景輝度を求めると、多大な処理時間が必要になる。そこで、本変形例では、第1の実施の形態で説明した実験と同様の色の見え実験を行い、予め背景輝度の変化に色の見えが敏感な色を色域で分け、そのデータを保有しておく。
上記第2の実施の形態の図7のフローチャートにおいて、ステップS18の簡略化した色の見えモデルを、変形例3のように背景輝度を予め定めた固定値としたCIECAM02の色の見えモデルとしてもよい。
上記第3の実施の形態の図9のフローチャートにおいて、ステップS18の簡略化した色の見えモデルを、変形例3のように背景輝度を予め定めた固定値としたCIECAM02の色の見えモデルとしてもよい。
上記第4の実施の形態の図13のフローチャート、および、第5の実施の形態の図15のフローチャートにおいて、ステップS51の簡略化した色の見えモデルを、変形例3のように背景輝度を予め定めた固定値としたCIECAM02の色の見えモデルとしてもよい。
日本国特許出願2005年第202823号(2005年7月12日出願)
Claims (22)
- ある撮像条件で撮像された第1の画像データを、観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理装置であって、
前記撮像条件で撮像された第1の画像データを取得する画像データ取得部と、
前記取得された第1の画像データを、画素単位に、前記撮像条件と前記観察条件とに基づき、色順応を考慮した第1の手法により前記第2の画像データに変換する第1の変換部と、
前記取得された第1の画像データを、画素単位に、前記撮像条件と前記観察条件とに基づき、前記第1の手法より簡易であって色順応を考慮した第2の手法により前記第2の画像データに変換する第2の変換部と、
前記第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて前記画像を複数の領域に分割したときに前記変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、前記第1の変換部および前記第2の変換部のいずれかを選択するように制御する制御部とを備える。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記第1の画像データの変換対象画素の色が所定の色域内のとき前記第1の変換部を選択し、前記第1の画像データの変換対象画素の色が前記所定の色域内でないとき前記第2の変換部を選択するように制御する。 - 請求項2に記載の画像処理装置において、
前記所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含む。 - 請求項2または3に記載の画像処理装置において、
画像内における変換対象画素の背景輝度、および、前記撮像条件と前記観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを前記所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記色域記憶部を参照して、前記第1の画像データの変換対象画素の色が前記所定の色域内にあるかどうかを判断する。 - 請求項1に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記第1の画像データを複数の領域に分割し、分割された各領域に含まれる画素の色に応じて、領域毎に前記第1の変換部および前記第2の変換部のいずれかを選択し、同一領域内の各画素は前記領域毎に選択された同一変換部を選択するように制御する。 - 請求項5に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記第1の画像データの変換対象領域に含まれる全画素のうち、各画素の色が所定の色域内にある画素数の割合が所定割合以上のとき前記第1の変換部を選択し、各画素の色が前記所定の色域内にある画素数の割合が前記所定割合未満のとき前記第2の変換部を選択するように制御する。 - 請求項6に記載の画像処理装置において、
前記所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含む。 - 請求項6または7に記載の画像処理装置において、
画像内における変換対象画素の背景輝度、および、前記撮像条件と前記観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを前記所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記色域記憶部を参照して、前記第1の画像データの変換対象領域に含まれる各画素の色が前記所定の色域内にあるかどうかを判断する。 - 請求項5に記載の画像処理装置において、
前記制御部は、前記第1の画像データの変換対象領域を代表する色が所定の色域内にあるとき前記第1の変換部を選択し、前記第1の画像データの変換対象領域を代表する色が前記所定の色域内でないとき前記第2の変換部を選択するように制御する。 - 請求項9に記載の画像処理装置において、
前記所定の色域は、所定の輝度範囲あるいは所定の色相範囲を含む。 - 請求項9または10に記載の画像処理装置において、
画像内における変換対象画素の背景輝度、および、前記撮像条件と前記観察条件の違いの少なくともいずれかの影響を受けて、元の色に対して同じでない特定の色を多くの人が色の見えが一致するとして選ぶ該元の色の集まりを前記所定の色域として保有する色域記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記色域記憶部を参照して、前記第1の画像データの変換対象領域を代表する色が前記所定の色域内にあるかどうかを判断する。 - 請求項9から11のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記変換対象領域を代表する色は、前記変換対象領域に含まれる全画素、もしくは所定割合数以上の画素の色を平均した色とする。 - 請求項1から12のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記第1の手法および第2の手法ともに、同一の色の見えモデルによる手法であり、前記第2の手法は、前記色の見えモデルから所定の演算を省略したものである。 - 請求項1から12のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記第2の手法は、四則演算のみで変換できる手法である。 - 請求項1から12のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記第1の手法および前記第2の手法ともに、前記変換対象画素の背景輝度を考慮して変換する手法であり、前記第1の手法は前記変換対象画素の背景輝度を周辺の画素の輝度に基づき演算し、前記第2の手法は前記変換対象画素の背景輝度を所定の固定値とする。 - 請求項13または15に記載の画像処理装置において、
前記第1の手法および前記第2の手法ともに、CIECAM02の色の見えモデルによる手法である。 - 請求項1から12、14のいずれかに記載の画像処理装置において、
前記第1の手法はCIECAM02の色の見えモデルによる手法であり、前記第2の手法はvon Kriesの順応変換式による手法である。 - 第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを、第1の観察条件とは異なる第2の観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理装置であって、
前記第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを取得する画像データ取得部と、
前記取得された第1の画像データを、画素単位に、前記第1の観察条件と前記第2の観察条件とに基づき、色順応を考慮した第1の手法により前記第2の画像データに変換する第1の変換部と、
前記取得された第1の画像データを、画素単位に、前記第1の観察条件と前記第2の観察条件とに基づき、前記第1の手法より簡易であって色順応を考慮した第2の手法により前記第2の画像データに変換する第2の変換部と、
前記第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて前記画像を複数の領域に分割したときに前記変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、前記第1の変換部および前記第2の変換部のいずれかを選択するように制御する制御部とを備える。 - 請求項1から18のいずれかに記載の画像処理装置の機能をコンピュータに実現させる画像処理プログラム。
- ある撮像条件で撮像された第1の画像データを、観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理方法であって、
前記撮像条件で撮像された第1の画像データを取得し、
前記取得された第1の画像データを、前記撮像条件と前記観察条件とに基づき、画素単位に前記第2の画像データに変換するとき、前記第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて前記画像を複数の領域に分割したときに前記変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、色順応を考慮した第1の手法および前記第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分ける。 - 請求項20に記載の画像処理方法において、
さらに、前記第1の画像データを複数の領域に分割し、
前記取得された第1の画像データを、前記撮像条件と前記観察条件とに基づき、画素単位に前記第2の画像データに変換するとき、前記各領域に含まれる画素の色に応じて、領域毎に色順応を考慮した第1の手法および前記第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分ける。 - 第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを、第1の観察条件とは異なる第2の観察条件に応じた色の見えを再現する第2の画像データに変換する画像処理方法であって、
前記第1の観察条件に基づいて作成された第1の画像データを取得し、
前記取得された第1の画像データを、前記第1の観察条件と前記第2の観察条件とに基づき、画素単位に、前記第2の画像データに変換するとき、前記第1の画像データの変換対象画素の色、又は所定の条件に応じて前記画像を複数の領域に分割したときに前記変換対象画素が属する領域の画素の色から決定する代表色に応じて、色順応を考慮した第1の手法および前記第1の手法より簡易な色順応を考慮した第2の手法を使い分ける。
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