JP5267803B2 - 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

Description

本発明は、入力された画像データを、プリンタやディスプレイなどの画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記憶媒体に関する。

画像処理の一つに、入力された画像データの色を、画像出力装置の色再現範囲（色域、ガマット）の色に変換するガマット処理がある。プリンタやディスプレイなどの画像出力装置は、人が知覚できる全ての色を再現できるわけではなく、限られた範囲の色しか再現することができないが、画像データ自体は、比較的大きな色再現範囲を表現可能であることが多く、場合によっては人が知覚できる全ての色を表現することができる。画像データの表色形式に依存するが、何れにしろ、画像出力装置の色再現範囲外の画像データの色を、再現可能な色に変換して、出力可能にするガマット処理が必要である。

従来より、画像出力装置で再現できない色をどのような色に変換するかという問題に関して、種々の方法が提案され、代表的な変換方法として、階調保存変換法、色相保存変換法、彩度保存変換法がある。

階調保存変換法は、画像出力装置の色再現範囲外の色だけでなく色再現範囲内の色も、色相を保存したまま、画像出力装置の色再現範囲内のグレー軸上の定点に向かってある割合で変化させて、圧縮する方法である。この方法では、色の違いが保存されるので、階調性を重視する写真などの画像に対するガマット処理に適している。しかし、入力画像の色の範囲の如何にかかわらず、入力画像を一定の割合で圧縮するので、圧縮が不要な範囲まで圧縮してしまうという欠点があった。また、色の変化自体も圧縮されるため、迫力に欠けた眠たい画像となり易いという欠点もあった。

これに対して色相保存変換法は、画像出力装置の色再現範囲外の色に関して、色相を保存したまま、画像出力装置の色再現範囲内のグレー軸上の定点に向かう画像出力装置の色再現範囲の最外郭に貼り付ける方法である。この方法も、比較的自然な再現がなされるため写真画像に適している。

また、彩度保存変換法は、画像出力装置の色再現範囲外の色に関して、彩度を出来る限り保存しながら、明度と色相が大幅に狂わないように変換する方法である。画像の鮮やかさが維持されるので、色再現性を重視するグラフィックスや文字などの画像に対するガマット処理には適している。しかし、これらの変換方法は色再現範囲外の色だけを変化させるため、変換後の色およびその近傍の色が変換前の画像データに存在していると、それらの色との識別性が劣化するという欠点があった。また、変換する前の画像データでは識別できていた色が、同じ様な最外郭の色に変換されて識別性が劣化することもあった。

このため、これらの欠点を補う画像処理装置・方法が提案されている。例えば、特許文献１の画像処理方法は、入力された画像データの色を、所定の色再現範囲内の色に変換する色変換ステップと、入力された画像データの色と、色変換ステップにより変換された色との差を算出する色差算出ステップと、色差算出ステップが算出した差をフィルタリングする色差フィルタリング・ステップと、色変換ステップにより変換された色を、色差フィルタリング・ステップがフィルタリングした差に基づいて補正する色補正ステップとを有している。この方法では、色変換ステップで消失する情報が色差算出ステップで抽出され、色差フィルタリング・ステップによるフィルタリングによってその中の識別性に関わる情報が取り出される。そして、色補正ステップで、取り出した識別性に関わる情報を、色変換ステップにより変換された色に付加することで、識別性の劣化を防止している。

しかし、この方法は、色補正ステップが出力する画像データの色が、前述の所定の色再現範囲の外となる可能性を含むため、実質的に、所定の色再現範囲内の色に変換する第２の色変換ステップを必要とする。このため、所定の色再現範囲内の色に変換する処理を２重に施すことによる量子化誤差の蓄積が大きく、精度が得られないという欠点があった。また、量子化誤差を低減するための各処理の高精度化は、画像処理における処理負荷が増大し、画像処理装置を複雑にする、という欠点があった。

また、非特許文献１による画像処理方法は、入力された画像データの色を、所定の色再現範囲内の色に変換した際の、色域の圧縮率を算出する圧縮率算出ステップと、圧縮率算出ステップが算出した圧縮率をフィルタリングするフィルタリング・ステップと、フィルタリング・ステップがフィルタリングを施した圧縮率に基づいて、入力された画像データの色域を圧縮する色変換ステップとを有している。この方法では、例えば前述の色相保存変換法に基づく色変換が使用され、画像出力装置の色再現範囲内のグレー軸上の定点に向かう特定方向に関する識別性を向上することができる。しかし、前記方向に直交する方向に関しては、効果が無く、識別性を向上することができないという欠点があった。

さらに、特許文献２の画像処理装置は、入力された画像データの色を変換するための補正量を算出する補正量算出手段と、補正量算出手段が算出した補正量に含まれる雑音を除去する雑音除去手段と、雑除去手段が雑音を除去した補正量に基づいて、入力された画像データの色を補正する色補正手段とを有している。

上記した画像処理装置は、画像データの彩度や明度を強調する際に、伝送路で受けた雑音の影響を受けにくくするため、雑音除去手段は１次元フィルタとなっており、雑音を含む画像データの彩度や明度を強調する補正量を算出後、画素周波数に近い高周波成分の雑音を除去してから、画像データの色を補正することで、彩度や明度を強調している。一方、ガマット処理では基本的に強調を行わない。また、識別性の劣化は、画像の２次元平面における画像データの変化が、消失または圧縮されてしまうために生じるものであるので、伝送路で受けるような雑音を除去しても回復できない、という欠点があった。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的（請求項１）は、入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理装置において、高精度かつ簡単な構成でありながら、入力された画像データの識別性の劣化が少ない画像処理装置を提供することにある。

また、本発明の目的（請求項２）は、請求項１の改良に関わり、入力された画像データの属性情報に応じ、画像データの識別性の劣化をより少なくすることができる画像処理装置を提供することにある。

また、本発明の目的（請求項３）は、請求項１または２の改良に関わり、入力された画像データの色の色相を保持しつつ、識別性の劣化を少なくすることができる画像処理装置を提供することにある。

また、本発明の目的（請求項４）は、請求項１乃至３の改良に関わり、画像処理装置をより簡単な構成で、識別性の劣化を少なくすることができる画像処理装置を提供することにある。

また、本発明の目的（請求項５）は、高精度かつ簡単な構成でありながら、入力された画像データの識別性の劣化が少ない画像処理方法を提供することにある。

また、本発明の目的（請求項６、７）は、請求項５記載の画像処理方法を実行するコードを有するプログラム、記憶媒体を提供することにある。

本発明は、入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理装置であって、前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出する変化量算出手段と、少なくとも前記変化量算出手段が算出した変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出手段が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の変化量に基づいて修正する変化量修正手段と、前記変化量修正手段が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正する色補正手段と、前記色補正手段が補正した画像データの色を、第２の色再現範囲内の色に、変換する色変換手段とを少なくとも有することを最も主要な特徴とする。

請求項１：入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理装置であって、前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出する変化量算出手段と、少なくとも前記変化量算出手段が算出した変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出手段が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の変化量に基づいて修正する変化量修正手段と、前記変化量修正手段が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正する色補正手段と、前記色補正手段が補正した画像データの色を、第２の色再現範囲内の色に、変換する色変換手段とを少なくとも有することを特徴とする画像処理装置においては、画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように修正された変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正し、画像出力装置等の第２の色再現範囲内の色に変換するので、高精度かつ簡単な構成でありながら、入力された画像データの識別性の劣化が少ない画像処理装置を実現することができた。

請求項２：前記入力された画像データの属性情報を設定する属性情報設定手段を有し、前記変化量算出手段は、前記属性情報設定手段が設定した属性に基づいて、色の変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置においては、入力された画像データの属性情報に応じて色の変化量を算出することができるので、入力された画像データの属性情報に応じ、画像データの識別性の劣化をより少なくすることができる画像処理装置を実現することができた。

請求項３：前記変化量算出手段は、前記入力された画像データの色の色相を保持して第１の色再現範囲内の色に変換した際の色の変化量を算出することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置においては、入力された画像データの色の色相を保持することができるので、入力された画像データの色の色相を保持しつつ、識別性の劣化を少なくすることができる画像処理装置を実現することができた。

請求項４：画像データの解像度を小さくする低解像度変換手段と、前記低解像度変換手段に対応して画像データの解像度を元に戻す解像度復元手段とを有し、前記変化量算出手段は、前記低解像度変換手段により処理された前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出し、前記色補正手段は、前記解像度復元手段により処理された上記変化量修正手段が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置においては、前記変化量算出手段および前記変化量修正手段が解像度を小さくした画像データまたは変化量を取り扱うことができるので、より簡単な構成で、識別性の劣化を少なくすることができる画像処理装置を実現することができた。

請求項５：入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理方法であって、前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出する変化量算出工程と、少なくとも前記変化量算出工程が算出した変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出工程が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の変化量に基づいて修正する変化量修正工程と、前記変化量修正工程が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正する色補正工程と、前記色補正工程が補正した画像データの色を、第２の色再現範囲内の色に、変換する色変換工程とを少なくとも有することを特徴とする画像処理方法においては、画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように修正された変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正し、画像出力装置等の第２の色再現範囲内の色に変換するので、高精度かつ簡単な構成でありながら、入力された画像データの識別性の劣化が少ない画像処理方法を実現することができた。

請求項６：請求項５記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを実現することができた。

請求項７：請求項５記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体を実現することができた。

実施例１の画像処理システムの構成を示す。 明度変換部による明度変換を説明する図である。 明度変換部の構成を示す。 出力可能色域の最高明度と最低明度が無彩でない場合の補正例を示す。 色相保存変換法を説明する図である。 変化量算出部の構成を示す。 変化量修正部による修正を説明する図である。 変化量修正部が実施する処理を説明する図である。 実施例２の画像処理システムの構成を示す。 実施例３の画像処理システムの構成を示す。 実施例４の画像処理方法に係る処理フローチャートを示す。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１の画像処理システムの構成を示す。図１において、１０１は画像入力装置、１０２は画像処理装置、１０３は画像出力装置である。画像入力装置１０１は、例えば風景や人物等を撮影して画像データとして記憶するデジタルスチルカメラ、原稿等を走査して画像データを生成するカラースキャナ、あるいは上述した画像データ等を記憶した記憶媒体（例えばＳＤメモリやハードディスク・ドライブ等）と該記憶媒体の読み書きを制御する制御部等からなる補助記憶装置（ストレージ）が該当し、画像データ（以下では原画像データと呼ぶ）を画像処理装置１０２に出力する装置である。ここで、画像入力装置１０１が出力する原画像データは、その表色形式が、該原画像データに埋め込まれているＩＣＣプロファイルや、画像入力装置１０１と画像処理装置１０２との通信等によって、明示的に決められているものとする。あるいは、ｓＲＧＢやＡｄｏｂｅ（登録商標）ＲＧＢ等の標準的な表色形式が、その表色形式として暗黙のうちに決められていても良い。いずれにせよ、画像入力装置１０１は画像処理装置１０２に、表色形式が定まっている原画像データを出力する。尚、以下では、画像入力装置１０１としてデジタルスチルカメラ、原画像データの表色形式としてＡｄｏｂｅＲＧＢが通信により決められているものとして説明するが、本発明はこの限りでないことは勿論である。

画像処理装置１０２は、画像出力装置１０３の出力可能な色域を超えている画像入力装置１０１からの原画像データを、画像出力装置１０３の色域内に変換する等の処理を行う。

また、画像出力装置１０３は、例えば画像データを画面上に表示するＬＣＤディスプレイ、画像データを紙等の記録媒体に記録するカラープリンタ等が該当し、画像処理装置１０２が出力した画像データ（以下では出力画像データと呼ぶ）を可視化出力する装置である。尚、以下では、画像出力装置１０３としてカラープリンタが使用される例を説明するが、本発明はこの限りでないことは勿論である。

画像処理装置１０２は、表色変換部１０４、明度変換部１０５、変化量算出部１０６、変化量修正部１０７、色補正部１０８、色変換部１０９等から構成されている。

ここで、本実施例の画像処理装置１０２内部では、画像データの色を、主にＬＣｈ表色値で取り扱うものとする。ＬＣｈ表色値とは、ＣＩＥＬＡＢ表色値を円筒座標系に変換した値である。即ち、上述したように本実施例では表色形式がＡｄｏｂｅＲＧＢの原画像データが入力されるので、表色変換部１０４は、入力された画像データの色をＣＩＥＬＡＢ表色値に変換し、更に円筒座標系（ＬＣｈ１）に変換する処理を行っている。

具体的には、ＡｄｏｂｅＲＧＢの８ビットの画素値をＲ’_８，Ｇ’_８，Ｂ’_８とすると、

によって、ＣＩＥＸＹＺ（Ｄ５０）に変換し、

によって、ＣＩＥＬＡＢ（Ｄ５０）に変換し、

によって、Ｃｈに変換する。

また、明度変換部１０５は、原画像データが表現可能な明度域と画像出力装置１０３が出力可能な明度域等に基づいて、画像出力装置１０３の明度域内に原画像データの明度を変換して出力（ＬＣｈ２）するブロックである。ここで、原画像データが表現可能な明度域は、上述の表色形式によって定まる。例えばＡｄｏｂｅＲＧＢでは明度Ｌ^＊＝０〜１００である。また、画像出力装置１０３が出力可能な明度域は、画像出力装置１０３が出力可能な色域によって定まる。例えばカラープリンタでは、明度域の上限はカラープリンタで使用する記録媒体で、明度域の下限はコンポジットブラック等を該記録媒体に記録した時の明度で定まる。

尚、本実施例では、画像出力装置１０３が出力可能な色域が、画像出力装置１０３から画像処理装置１０２に通信によって知らされており、画像出力装置１０３が出力可能な色域から、明度変換部１０５は出力可能な明度域、即ち、明度の上下限を抽出して明度変換に使用する。

尚、画像出力装置１０３が出力可能な色域の連絡は、これに限らず、例えば画像出力装置１０３のＩＣＣプロファイルを画像処理装置１０２に直接供給する等の方法を用いて知らせても良い。

次に、明度変換部１０５が行う変換を図２を用いて説明する。図２（ａ）は、ＬＣｈ色空間を明度軸で切断した断面図で、原画像データが表現可能な色域と画像出力装置１０３が出力可能な色域との関係の一例を示している。図示したように、原画像データが表現可能な色域は、画像出力装置１０３が出力可能な色域よりも一般に大きく、特に明度軸方向の範囲（明度範囲）は、包含関係にあることが多い。このため、明度変換部１０５は、画像出力装置１０３の明度域内に原画像データの明度範囲を圧縮変換して、画像出力装置でその画像データ（以下、明度変換画像データと呼ぶ）の明度を滑らかに再現できるようにする。

図２（ｂ）の実線は、その明度変換特性の一例を示しており、原画像データが表現可能な明度範囲を、画像出力装置１０３が出力可能な明度範囲に対して直線的に変換している。

また図２（ｃ）は、上述した変換を施した後の画像データ（明度変換画像データ）が表現可能な色域と画像出力装置１０３が出力可能な色域との関係を示しており、画像出力装置１０３の明度範囲内に原画像データの明度が変換された様子を示している。

尚、以上では明度変換を直線的に行ったが、明度範囲の上下限が一致して途中が単純増加になっていれば、本発明はこれに限るものでない。例えば図２（ｂ）の破線のようなＳ字形状の非線形な変換を用いても良い。

また、上述したような明度変換部１０５の詳細ブロック図を図３に示す。図３において、３０１は１ＤＬＵＴ（１次元ルック・アップ・テーブル）であり、図２（ｂ）に示したような明度変換特性を記載した１次元テーブルによって、原画像データの明度を変換する。

また、以上では説明を容易にするため、原画像データが表現可能な最高明度と最低明度、画像出力装置１０３が出力可能な最高明度と最低明度が、それぞれ無彩（Ｃ^＊＝０）である例を示したが、本発明はこれに限るものでない。例えば、図４（ａ）に示したように、画像出力装置１０３が出力可能な最高明度（点４０１）が無彩でない場合（Ｃ^＊≠０）、同じ明度の無彩色（点４０２）とするための色度修正量（Δａ^＊，Δｂ^＊）で、出力可能な最高明度点を補正する。また、画像出力装置１０３が出力可能な色域は、その明度に応じて上記色度修正量を重み付けし、出力可能な色域を補正することで、同様に取り扱えるようになる。また、図４（ｂ）に示したように、画像出力装置１０３が出力可能な最低明度（点４０３）が無彩でない場合（Ｃ^＊≠０）は、無彩で最低明度となる点（点４０４）を、画像出力装置１０３が出力可能な最低明度と見なすことで、同様に取り扱えるようになる。

再度、図１を参照すると、変化量算出部１０６は、前記明度変換部１０５が出力した画像データの色を、所定の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量（ΔＬＣｈ１）を算出するブロックである。ここで、所定の色再現範囲とは、例えば前述した画像出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲である。また、その際の変換の方法としては、例えば、上述した代表的な変換方法を使用することができる。尚、以下では、色相保存変換法を使用した場合を例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。

図５に、色相保存変換法の説明図を示す。図５は、ＬＣｈ色空間を明度軸で切断した断面図であり、明度変換後画像データが表現可能な色域と画像出力装置１０３が出力可能な色域との関係の一例を示している。ここでは、明度軸で切断しているので、明度軸を境とする２つの色相面が表示されている。色相保存変換法は、画像出力装置の色再現範囲外の色についてのみ、色相を保存したまま、画像出力装置の色再現範囲内のグレー軸上の定点に向かって、画像出力装置の色再現範囲の最外郭に貼り付ける方法である。図５の例では、グレー軸上の定点として、画像出力装置の色再現範囲の各色相における最高彩度点と同じ明度を有するグレー軸上の点を使用する。即ち、最高彩度点５０１に対するグレー軸上の点５０２、および、最高彩度点５０３に対するグレー軸上の点５０４に向って、画像出力装置の色再現範囲の最外郭に貼り付ける。従って、明度変換後画像データ５０５は、画像出力装置の色再現範囲の最外郭５０６に貼り付けられる。また、明度変換後画像データ５０８は、画像出力装置の色再現範囲の最外郭５０９に貼り付けられる。そして、明度変換後画像データ５０５に対応する変化量が５０７で示されるベクトルであり、明度変換後画像データ５０８に対応する変化量が５１０で示されるベクトルとなる。尚、色相保存変換法では、色相を保存したまま貼り付けを行うので、ベクトル５０７あるいは５１０等で示される変化量は、色相差に相当する成分を持たず、明度差と彩度差で表現することができる。

変化量算出部１０６は、例えば図６に示すように、ＬＣｈ表色値を入力とする３ＤＬＵＴ（３次元ルック・アップ・テーブル）６０１〜６０３で構成することができる。即ち、３ＤＬＵＴには、ＬＣｈ色空間を代表する格子点に対して、前述した色相保存変換法で、画像出力装置１０３の色再現範囲の色に変換した際の色の変化量が、色相差（Δｈ、但し本実施例ではΔｈ＝０）、明度差（ΔＬ）、彩度差（ΔＣ）毎に記憶されており、任意のＬＣｈ色空間座標に対して、近傍の格子点座標と変化量に基づく補間演算を行って、それぞれの変化量を算出する。

再度、図１を参照すると、変化量修正部１０７は、前記変化量算出部１０６が出力した変化量（ΔＬＣｈ１）の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出手段が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の前記変化量算出手段が算出した変化量に基づいて修正して出力（ΔＬＣｈ２）するブロックである。

以下では、図７を用いて、変化量修正部１０７が行う修正を説明する。図７（ａ）は、画像の一例であり、明度変換後画像データが、画像出力装置１０３が出力可能な色域外となっている領域７０１と、色域内となっている領域７０２がある。また、画像の破線７０３上の画素の彩度を、プロットしたものを図７（ｂ）に示す。

図７（ｂ）において、横軸は画素位置、縦軸は彩度を表しており、模式的に示した画像出力装置１０３が出力可能な色域７０４に対して、領域７０１に対応する範囲７０５では高彩度、即ち、色域外、領域７０２に対応する範囲７０６、７０７では低彩度、即ち、色域内であることが示されている。尚、ここで示した出力可能な色域７０４は、各画素の色空間上の座標と上述したグレー軸上の定点と結ぶ直線、あるいはその延長線と、画像出力装置の色再現範囲の最外郭との交点における彩度に対応する。また、この彩度は、本来、各画素に対して一定とならないが、図７（ｂ）では便宜上一定として示している。変化量算出部１０６が算出する変化量（彩度）は、領域７０１に対応する範囲では矢印７０８に対応し、領域７０２に対応する範囲では０となる。

図７（ｃ）に、画像の破線７０３上の画素の変化量（彩度）７０９を示す。図７（ｃ）において、横軸は画素位置、縦軸は変化量（彩度）を表している。

変化量修正部１０７は、変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、変化量を修正する。ここで、低周波成分を残すとは、裏返すと高周波成分を除去することを意味し、例えば画像平面上で平滑化フィルタを施すことで実現できる。また、エッジを残すとは、エッジ情報を残すことを意味する。即ち、一般的に平滑化フィルタを施すとエッジ情報も平滑化されてエッジ情報も消滅する方向に処理されるが、エッジが存在する場合は、例えばエッジを境にそれぞれの側のみで平滑化処理することで、エッジと低周波数成分を残すように処理することが出来る。図７（ｄ）は、その一例を示したものであり、エッジを境に、領域７０１に対応する範囲と、領域７０２に対応する範囲でそれぞれ平滑化フィルタを施すと、７１０に示すような処理結果が得られることを示す。即ち、領域７０１に対応する範囲では、変化量が平滑化されて、より変化量の変動が緩やかになっている。一方、領域７０２に対応する範囲では、領域７０１に対応する範囲の変化量が遮断されて影響を受けず、変化量が０のままとなっている。即ち、エッジと低周波数成分を保存した処理が実現される。

次に、変化量修正部１０７が実施する処理（エッジと低周波数成分を保存するように、変化量に対して空間フィルタ処理を施す）の一例を図８に示し、説明する。図８（ａ）は、変化量修正部１０７の処理フロー図である。変化量修正部１０７は、はじめに、画像データ中の注目画素の位置ポインタを初期化する（ステップ８０１）。

次に、変化量修正部１０７は、注目画素の変化量Ｃを抽出する（ステップ８０２）。次に、変化量修正部１０７は、点対称ペアの位置ポインタを初期化する（ステップ８０３）。ここで、変化量修正部１０７は所定の処理範囲を有しており、注目画素をその範囲の中心画素とする。図８（ｂ）に所定の処理範囲を７×７画素とした例の、注目画素８２１の位置を示す。また、変化量修正部１０７は、注目画素８２１を中心として点対象位置にある画素のペア（例えば、画素８２２と８２３、画素８２４と８２５等）の変化量を比較して、注目画素８２１の変化量に近いものを選択する。そして、図８（ｃ）に例示したような、あらかじめ決定されている加重係数を乗算し（例えば、画素８２４、８２５の変化量には、それぞれ係数２を乗算、×印の注目画素８２１の変化量Ｃには係数４を乗算）、それを処理範囲全体に渡って集計する。例えば、図８（ｂ）のように処理範囲を７×７画素とした場合は、点対象位置にある画素のペアは、（７ｘ７−１）÷２＝２４となる。

再度、図８（ａ）に注目すると、点対称ペアの位置ポインタを初期化した後、ポインタで示される点対称ペアの変化量（それぞれ、ＡとＢとする）を取得する（ステップ８０４）。

次に、注目画素の変化量Ｃと点対称ペアの変化量Ａ，Ｂと差を比較して（ステップ８０５）、注目画素８２１の変化量Ｃに近いものを重み付け加算する（変化量ＡとＣの差分の方が小さいときには、ステップ８０６で変化量Ａを選択して変化量Ａを重み付け加算し、変化量ＢとＣの差分の方が小さいときには、ステップ８０７で変化量Ｂを選択して変化量Ｂを重み付け加算する）。また、差が等しい場合は、変化量ＡとＢを比較し（ステップ８０８）、等しければ、どちらか（図８（ａ）ではＢ）を重み付け加算する。一方、等しくなければ、変化量ＡとＢの平均、即ち、変化量Ｃを重み付け加算する（ステップ８０９）。

そして、全ての画素ペアの処理が済んだか否かを判断して、未処理であれば点対称ペアの位置ポインタを次に動かして、ステップ８０４〜８０９の処理を繰り返す（ステップ８１０）。また、全ての画素ペアの処理が終了していれば、重み付け加算結果から変化量の加重平均（注目画素８２１の重み付け加算結果を、重み付け加算した画素位置の係数の総和で割る）を算出して、修正された変化量を得る（ステップ８１１）。

そして、画像データの全画素を注目画素として処理したか判断して、未処理であれば注目画素の位置ポインタを次に動かして、ステップ８０２〜８１１の処理を繰り返す（ステップ８１２）。また、画像データの全画素の処理が終了していれば、変化量修正の処理を終了する。

上述した処理によると、例えば、図８（ｄ）のように変化量の直線エッジが注目画素８２１近傍に存在する場合、注目画素８２１に近い変化量が集計されて（斜線部の加重平均をとる）、修正された変化量は、変化量のエッジを効率よく保存したものとなる。

尚、本発明の変化量修正部１０７の処理は、上述したものに限るものではない。例えば、図８（ｅ）に示すように、注目画素８２１を中心として点対象位置にある４方向の画素（例えば、画素８２６〜８２９等）の変化量を比較して、注目画素８２１の変化量に最も近いものを選択、重み付け加算するようにしても良い。この場合、例えば、図８（ｆ）のように変化量の直角エッジが注目画素８２１近傍に存在する場合、修正された変化量は、変化量のエッジを効率よく保存したものとなる。

また、以上では彩度の変化量の処理に着目して説明を行ったが、明度、更に、場合によっては色相の変化量に関しても同様であるので、説明は省略する。

再度、図１を参照すると、色補正部１０８は、前記変化量修正部１０７が修正した変化量（ΔＬＣｈ２）に基づいて、明度変換部１０５が出力する明度変換画像データ（ＬＣｈ２）の色を補正して、色補正画像データ（ＬＣｈ３）を出力するブロックである。ここで、変化量（ΔＬＣｈ２）の各成分を、（ΔＬ２^＊，ΔＣ２^＊，Δｈ２^＊）、明度変換画像データの各成分を（Ｌ２^＊，Ｃ２^＊，ｈ２^＊）、色補正画像データの各成分を（Ｌ３^＊，Ｃ３^＊，ｈ３^＊）とすると、色補正部１０８は例えば以下のような処理により、補正を実施する。

尚、本実施例では、色相保存変換法を使用しているので、Δｈ２^＊＝０である。

また、図７（ａ）の画像の破線７０３上の補正された彩度７１１を図７（ｅ）に示す。図７（ｅ）に示したように、補正された彩度７１１は、画像出力装置１０３が出力可能な色域７０４に近傍に移動するが、最外郭に張り付くことなく、明度変換画像データが有していた彩度変化の情報（低周波数成分）を保持している。

再度、図１を参照すると、色変換部１０９は、前記色補正部１０８が出力した色補正画像データ（ＬＣｈ３）を、前述した画像出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲の色に変換するブロックである。その際の変換の方法としては、例えば、色相保存変換法を始めとする上述した代表的な変換方法を使用することができる。尚、本実施例では、画像出力装置１０３としてカラープリンタが使用しているので、色変換部１０９が出力する出力画像データは、カラープリンタで使用されるシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）の色材記録信号（ＣＭＹＫ）となっている。

また、図７（ａ）の画像の破線７０３上の色変換部１０９が出力する出力画像データの彩度７１２を図７（ｆ）に示す。図７（ｆ）に示したように、出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲の色に変換されるので、部分的に最外郭に張り付くが、明度変換画像データが有していた彩度変化の情報（低周波数成分）が残るので、入力された画像データの識別性を保持することができた。

図１に示した画像処理システムの画像入力装置１０１は、デジタルスチルカメラとしたので写真画像を出力する。このため変化量算出部１０６が所定の色再現範囲内の色に変換する際の変換方法や色変換部１０９の変換方法の制御には触れなかった。しかし、グラフや図表などのグラフィックスと写真画像とでは、適した変換方法が異なるので、画像入力装置がこれら両方を出力する場合は、その種類（グラフィックスと写真画像）に応じて変換方法を制御すると、より良い。

図９は、実施例２の画像処理システムの構成を示す。尚、以下の説明では、実施例１と同じブロックには同じ番号を付して、詳細な説明は省略するものとする。

図９において、９０１は画像入力装置であり、写真画像や図表等のグラフィックス画像を、その属性データと共に出力する装置である。例えば、ワード・プロセッサ・ソフトを実行するパーソナル・コンピュータが、プリンタに画像を出力する場合が該当し、パーソナル・コンピュータは、写真画像の画像データを出力したり、グラフ等のベクトルデータをビットマップの画像データに変換して、画像処理装置９０２の表色変換部１０４に出力する。また、画像入力装置９０１は、画像データに対応する属性データを変換方法設定部９０３に出力する。ここで、属性データとは、画像データの種別、即ち、写真画像であるか図表等のグラフィックス画像であるか等を示すデータであり、上述のような変換方法、即ち、階調保存変換法、色相保存変換法、彩度保存変換法にそれぞれ適した画像に応じた分類を示す。

変換方法設定部９０３は、入力された属性データに応じて、変換方法を指定する信号を生成する。例えば、属性データが写真画像であれば 色相保存変換法、図表等のグラフィックス画像であれば彩度保存変換法を指定する。

また、変化量算出部９０４は、前記明度変換部１０５が出力した画像データの色を、所定の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量（ΔＬＣｈ１）を算出するブロックである。ここで、所定の色再現範囲とは、例えば前述した画像出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲である。また、その際の変換の方法は、変換方法設定部９０３が指定した方法に従う。

また、色補正部１０８は、前記変化量修正部１０７が修正した変化量（ΔＬＣｈ２）に基づいて、明度変換部１０５が出力する明度変換画像データ（ＬＣｈ２）の色を補正して、色補正画像データ（ＬＣｈ３）を出力するブロックである。これによると、画像出力装置１０３の色域外となっている明度変換後画像データは、画像データの属性データに応じて、図７（ｅ）に示した例と同様、画像出力装置１０３が出力可能な色域にほぼ一致する画像データに補正される。尚、その際、色域の最外郭に完全に張り付くことなく、明度変換画像データが有していた彩度変化等の情報（低周波数成分）は保持している。

また、色変換部１０９は、前記色補正部１０８が出力した色補正画像データ（ＬＣｈ３）を、前述した画像出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲の色に変換するブロックである。その際の変換の方法としては、例えば、画像データの属性データに応じた変換方法を使用しても良いが、既に、色補正部１０８により画像出力装置１０３が出力可能な色域近傍に集まった画像データに変換されているため、属性データに応じた変換方法はここではあまり意味をなさない。このため本実施例では、属性データによらず色相保存変換法を使用した変換を行っている。

以上のように、本実施例によれば、入力された画像データの属性情報に応じ、最適な変化量を算出して、画像データを補正するので、画像データの識別性の劣化をより少なくすることができる。

図１０は、実施例３の画像処理システムの構成を示す。尚、以下の説明では、実施例１、２と同じブロックには同じ番号を付して、詳細な説明は省略するものとする。

図１０において、１０１は画像入力装置、１００１は画像処理装置、１０３は画像出力装置であり、画像処理装置１００１の明度変換部１０５から出力された明度変換後画像データは、解像度低減処理部１００２に入力される。

解像度低減処理部１００２は、明度変換後画像データの解像度を小さくしてデータ量を減らすブロックであり、例えば、明度変換後画像データを主副１／４に間引く等の処理を行う。

また、変化量修正部１００３は、変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、変化量を修正するブロックである。ここで、変化量修正部１００３に入力される変化量は、解像度低減処理部１００２で低解像度に変換された明度変換後画像データの色に基づいて算出されているので、前出の変化量修正部１０７に入力される変化量に比べて低周波成分の割合が大きくなっている。このため、変化量修正部１００３は処理範囲を小さくしても同様の効果を得ることができる。即ち、図８（ａ）に示したフロー図の繰り返し回数を減らして、処理を簡素化することが可能になっている。

解像度復元処理部１００４は、エッジと低周波数成分を残すように修正された変化量の解像度を、明度変換後画像データの解像度に合わせるブロックであり、例えば上述したように明度変換後画像データを主副１／４に間引いている場合は、主副４倍に、ニヤレストネイバー法，バイリニア法，バイキュービック法等によって変換する。

これにより、色補正部１０８は、解像度が合わされた変化量（ΔＬＣｈ２）に基づいて、明度変換部１０５が出力する明度変換画像データ（ＬＣｈ２）の色を補正することができる。

以上のように本実施例によれば、解像度低減処理部１００２と解像度復元処理部１００４を有しているので、識別性の劣化を少なくすることなく、変化量修正部１００３における処理をより簡単な構成で実現することができる。

また、以上では、図１などに示したような処理ブロックを有する画像処理装置として本発明を説明したが、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を有する画像処理方法として達成しても良い。

図１１に、図１に示した画像処理装置と同等の機能を有する画像処理方法の流れ図を示す。

始めに、画像入力装置等に記憶されたＡｄｏｂｅＲＧＢの原画像データを取得する画像データ取得処理（ステップ１１０１）を行なう。尚、ここでは、画像データの表色方式が暗黙のうちＡｄｏｂｅＲＧＢに決められているとして説明するが、予め画像入力装置等と通信を行って表色方式を決めるような処理を追加しておいても良い。

次に、表色変換処理（ステップ１１０２）を行って、入力された画像データを、内部で取り扱う表色方式に変換する。表色変換処理（ステップ１１０２）では、例えば上述した（１）〜（６）式の変換を行って、ＣＩＥＬＡＢ表色値の円筒座標系であるＬＣｈ１等に変換する。

次に、明度変換処理（ステップ１１０３）では、原画像データが表現可能な明度域と画像出力装置１０３等が出力可能な明度域等に基づいて、画像出力装置の明度域内に原画像データの明度を変換して出力する処理を行う。ここで、原画像データが表現可能な明度域は、上述の表色形式によって定まる。また、画像出力装置が出力可能な明度域は、画像出力装置１０３が出力可能な色域によって定まり、例えば予め画像出力装置１０３と通信を行って取得されている。

次に、変化量算出処理（ステップ１１０４）では、前記明度変換処理（ステップ１１０３）で変換した画像データの色を、所定の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量（ΔＬＣｈ１）を算出する。ここで、所定の色再現範囲とは、例えば前述した画像出力装置１０３の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲である。また、その際の変換の方法としては、例えば、上述した代表的な変換方法を使用することができる。尚、以下では、色相保存変換法を使用した場合を例に説明するが、本発明はこれに限るものではない。

次に、変化量修正処理（ステップ１１０５）では、前記変化量算出処理（ステップ１１０４）で算出した変化量（ΔＬＣｈ１）の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出手段が算出した変化量を、平面的に近傍の前記変化量算出手段が算出した変化量とに基づいて修正して出力（ΔＬＣｈ２）する。

次に、色補正処理（ステップ１１０６）では、前記変化量修正処理（ステップ１１０５）で修正した変化量（ΔＬＣｈ２）に基づいて、明度変換処理（ステップ１１０３）で変換した明度変換画像データ（ＬＣｈ２）の色を補正して、色補正画像データ（ＬＣｈ３）を出力する。ここでは、例えば（７）式に示したような処理が行われる。

次に、色変換処理（ステップ１１０７）では、前記色補正処理（ステップ１１０６）が補正した色補正画像データ（ＬＣｈ３）を、前述した画像出力装置１０３等の色再現範囲あるいはそれを補正した色再現範囲の色に変換する。その際の変換の方法としては、例えば、色相保存変換法を始めとする上述した代表的な変換方法を使用することができる。尚、本実施例では、画像出力装置１０３としてカラープリンタが使用しているので、色変換処理１１０７が出力する出力画像データは、カラープリンタで使用されるシアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）及び黒（Ｋ）の色材記録信号（ＣＭＹＫ）となっている。

また、最後に色変換処理（ステップ１１０７）で変換した画像データを画像出力装置１０３等に送出する画像データ送出処理（ステップ１１０８）を行う。

以上のように、本実施例は、図１の画像処理装置が有するブロックと同等の機能を有する処理ステップを有しているので、入力された画像データを画像出力装置の色再現範囲内の画像データに変換する際に、高精度かつ簡単な構成でありながら、入力された画像データの識別性の劣化を少なくすることができた。

尚、図９、１０に示した画像処理装置と同等の機能を有する画像処理方法も、同様に実現することができるので説明は省略する。

また、本発明の目的は、前述した実施例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（ＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても達成される。この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が前述した各実施例の機能を実現することになる。プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施例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ＯＳ（オペレーティングシステム）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各実施例の機能が実現される場合も含まれる。さらに、記憶媒体から読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ボ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、その機能拡張ボ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各実施例の機能が実現される場合も含まれる。本発明を上記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、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。また、本発明の実施例の機能等を実現するためのプログラムは、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

１０１ 画像入力装置
１０２ 画像処理装置
１０３ 画像出力装置
１０４ 表色変換部
１０５ 明度変換部
１０６ 変化量算出部
１０７ 変化量修正部
１０８ 色補正部
１０９ 色変換部

特開２００１−１６９１３６号公報 特許第３８６５６９６号公報

「Ｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｈｕｅ−ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ ａｎｄ ｅｄｇｅ−ｐｒｅｓｅｒｖｉｎｇ ｓｐａｔｉａｌ ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ ｍａｐｐｉｎｇ（１５ｔｈ Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ）」

Claims (7)

1. 入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理装置であって、前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出する変化量算出手段と、少なくとも前記変化量算出手段が算出した変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出手段が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の変化量に基づいて修正する変化量修正手段と、前記変化量修正手段が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正する色補正手段と、前記色補正手段が補正した画像データの色を、第２の色再現範囲内の色に、変換する色変換手段とを少なくとも有することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記入力された画像データの属性情報を設定する属性情報設定手段を有し、前記変化量算出手段は、前記属性情報設定手段が設定した属性に基づいて、色の変化量を算出することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記変化量算出手段は、前記入力された画像データの色の色相を保持して第１の色再現範囲内の色に変換した際の色の変化量を算出することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
4. 画像データの解像度を小さくする低解像度変換手段と、前記低解像度変換手段に対応して画像データの解像度を元に戻す解像度復元手段とを有し、前記変化量算出手段は、前記低解像度変換手段により処理された前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出し、前記色補正手段は、前記解像度復元手段により処理された前記変化量修正手段が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像処理装置。
5. 入力された画像データを、画像出力装置の色再現範囲内の画像データに、変換する処理を行う画像処理方法であって、前記入力された画像データの色を、第１の色再現範囲内の色に変換した際の、色の変化量を算出する変化量算出工程と、少なくとも前記変化量算出工程が算出した変化量の画像平面におけるエッジと低周波数成分を残すように、前記変化量算出工程が算出した注目の変化量を、平面的に近傍の変化量に基づいて修正する変化量修正工程と、前記変化量修正工程が修正した変化量に基づいて、前記入力された画像データの色を補正する色補正工程と、前記色補正工程が補正した画像データの色を、第２の色再現範囲内の色に、変換する色変換工程とを少なくとも有することを特徴とする画像処理方法。
6. 請求項５記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラム。
7. 請求項５記載の画像処理方法をコンピュータに実現させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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