JP5838669B2 - 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、カラーユニバーサルデザイン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録媒体に関する。

従来、色弱者に配慮したカラーユニバーサルデザインの適用例として、操作パネルや操作画面、重要な装置部位などの配色を、色弱者が違いを認識しやすい色に変換する例がある。画像出力機器の場合、印刷された資料の配色が色弱者に認識し易い色になるよう、色変換を行う方法（特許文献１）や、色毎に異なるパターンやテクスチャを付加する方法（特許文献２）が提案されている。

しかし、上記した方法は、色弱者に対して画像判別性を高めるというカラーユニバーサルデザイン処理の基本原理を満たせるものの、一方で、健常者（一般的な色覚特性を持つ人）が同処理を適用した印刷物を見た場合、必ずしも満足が得られるとは限らない。

例えば、画像中に使用されている色を色弱者が区別しやすい色に変換する方法の場合、対象の画像が文字や線画、あるいはグラフのように、「個々の色分けが区別できれば良い」「強調したい箇所に色が付いていることがわかれば良い」という目的の画像に対しては、十分な効果を発揮できるが、使用出来る色数は、本来選択可能な色数よりも圧倒的に少なく、使用色が多い画像を変換しようとしたとき、十分には対応できない場合が発生する。

また、元画像の配色が一般的に周知されているもの、特定の人物、動物、静物、自然物、人工物、キャラクター、商標、デザインなど、本来こうあるべきという配色が一般化されているものに対しては、この色変換により、著しく印象が異なってしまう場合がある。利用対象者が特定の色弱者のみと限定される場合ならそれでも良いが、色弱者にも色覚特性の違いによって様々なタイプが存在し、通常は健常者も同時に利用することが想定されるため、一般化された配色を持つ画像データに対して、カラーユニバーサルデザイン向けの配色を適用することは、違和感や不快感を利用者に与えてしまう可能性がある。

また、色毎に異なるパターンやテクスチャを付加する方法においては、配色そのものは変化しないため、色の違いによる違和感や不快感は発生しない。ただし、本来使用できる色数に対して用意できるパターンやテクスチャの種類が不足するという点は前者の色変換と同様であり、パターンによっては色の濃さが変化してしまう（階調特性が変化してしまう）場合がある。人間は、階調の異常（逆転や不連続性）には敏感であり、加えて、色弱者は健常者よりも濃淡、明暗の変化に特に敏感であるため、階調バランスの破綻から違和感や不快感を与えてしまう可能性が生じる。

更に、テクスチャの付加も、元画像に存在しないノイズデータを敢えて加える処理であるため、基本的に画像品質が劣化する他、テクスチャは２次元的なパターンながら、３次元的な印象を与えてしまう場合がある（図４（ｃ）、（ｄ））。元画像の立体感に即したテクスチャパターンが選択されなかった場合、却ってユーザーの印象を混乱させてしまう恐れがある。

これらの問題を回避するため、作成時に色数や配色を厳選して資料を作成するように心がけることが真のカラーユニバーサルデザインと言えるが、全ての作成者がそれを共通認識として持つようになるのは容易なことではない。カラーユニバーサルデザインを意識した配色では、表現の自由が著しく制限されると共に、訴求力を高めるため、敢えて華美にしたいユーザーにとっては、最適な画像を探す、加工するといった作業に必要以上の労力を要することになる。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、色調および階調特性を変化させることなく、色弱者には画像パターンとして色の違いを認識し易くすると共に、同画像を見た健常者に対しても、違和感が少ないカラーユニバーサルデザイン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録媒体を提供することにある。

色弱者は、色を感じる視細胞の何れか、もしくはその組合せの感度が健常者と異なるため、本発明では、Ｒ、Ｇ、Ｂの色相毎に中間調処理の線数あるいは解像度を異ならせ、オリジナル画像の色調を保持したまま、粒状感の違いによって異なる色であることを色弱者が認識できるようにする。

本発明は、カラーユニバーサルデザイン処理を行う画像処理装置において、所定画像の色相を判別する判別手段と、前記判別された色相に応じた中間調処理を選択する選択手段と、前記選択された中間調処理を用いて前記所定画像を、粒状度が異なる画像に変換する処理手段とを備え、前記中間調処理は、ＡＭディザまたはＦＭディザを用いたディザ処理、あるいは誤差拡散処理の何れかの処理であり、前記処理手段は、前記選択手段により前記ＡＭディザを用いたディザ処理が選択されたとき、前記判別された色相に関わらず網点パターンおよびスクリーン角を同一基調とすることを最も主要な特徴とする。

本発明によれば、入力画像の色相に応じて粒状度が異なる画像に変換しているので、従来のカラーユニバーサルデザイン対応の印刷のように関連性のない異なる色やパターンに変換されるよりも、健常者の違和感を小さくすることができる。

本発明の実施例の構成を示す。 本発明の実施例の処理フローチャートを示す。 本発明の中間調処理を説明する図である。 スクリーン角が異なる例、網点パターンが異なる例を示す。 実施例４、５の処理を説明する図である。

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。

人間の色覚は、Ｌ錐体（Ｒｅｄに感応）、Ｍ錐体（Ｇｒｅｅｎに感応）、Ｓ錐体（Ｂｌｕｅに感応）からの刺激を基に色を認識している。色弱者は、これらの錐体のバランスが崩れる（あるいは機能しない）ことで、色の識別力が健常者よりも弱い。すなわち、入力された色が「赤」系の色なのか、「緑」系の色なのか、「青」系の色なのかで識別出来る／出来ないが決まる。

なお、最近では、ＣＵＤＯ（ＮＰＯ法人 カラーユニバーサルデザイン機構）が、色覚が正常もしくは異常という線引きではなく、Ｃ（Ｃｏｍｍｏｎ）型、Ｐ（Ｐｒｏｔａｎｏｐｅ）型（強度・弱度）（赤緑色盲または色弱に相当）、Ｄ（Ｄｅｕｔｅｒａｎｏｐｅ）型（強度・弱度）（赤緑色盲または色弱に相当）、Ｔ（Ｔｒｉｔａｎｏｐｅ）型（黄青色盲に相当）、Ａ（Ａｃｈｒｏｍａｉｃ）型（全色盲に相当）といった、色覚の型名で呼び、Ｃ型色覚の人を一般色覚者、それ以外の色の認識に関して弱い部分のある人を色弱者と呼ぶことを提唱している。

図１は、本発明の実施例の構成を示す。図１において、１０１はＰＣやＭＦＰなどから画像を取得する画像入力部、１０２は入力された画像データの色相を判別する色相判別部、１０３はＲＧＢ信号をＣＭＹＫ信号に色変換するＣＭＭ処理部、１０４は入力された画像データの階調特性を補正するγ補正処理部、１０５は色相に応じた中間調処理を選択する選択部、１０６はディザ処理、誤差拡散処理を用いて入力された画像データに対して中間調処理を行い、粒状度が異なる画像に変換する中間調処理部、１０７はインクジェット記録装置や電子写真記録装置などの画像出力部である。

図２は、本発明の実施例の処理フローチャートを示す。色相判別部１０２は、入力された画像データで使用されている色が、赤、緑、青の何れの系統の色相に属する色であるかを判別して、中間調処理部１０６の画像処理を切り換える。通常、コンピュータ上で扱われる画像データはＲＧＢ表色系で管理されているため、例えば、入力画像データの各画素毎にＲ、Ｇ、Ｂ値の中でどの成分が最も大きいかを判別する。

入力画像データの属する色相領域＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）
色相判別部１０２は、注目画素の色相がＲ色相領域であると判別すると（ステップ２０２でＹｅｓ）、中間調処理フラグを1に設定し（ステップ２０３）、注目画素の色相がＲ色相領域ではなく（ステップ２０２でＮｏ）、Ｇ色相領域であると判別すると（ステップ２０４でＹｅｓ）、中間調処理フラグを２に設定し（ステップ２０５）、注目画素の色相がＧ色相領域ではなく（ステップ２０４でＮｏ）、Ｂ色相領域であると判別すると、中間調処理フラグを３に設定する（ステップ２０６）。

入力画像データの全ての画素について上記した判別処理を行い、判別結果であるフラグデータを後述する選択部１０５に与える。

上記した例では、画素毎にＲ、Ｇ、Ｂ成分の内、最大の成分を当該画素の色相と判別したが、本発明はこれに限定されず、色弱者の色覚特性をより厳密に反映した｛Ｒ：Ｇ：Ｂ｝＝｛α：β：γ｝のように３原色の比率で所属色相領域を判定し、更に細かく、カラーマッチング処理で使用する３次元ＬＵＴのように、１６５８万色の各色の所属色相領域を判定しても良い。

次いで、ＣＭＭ処理部１０３は、ＲＧＢの画像データをＣＭＹＫの画像データに色変換（カラーマッチング処理）し（ステップ２０７）、γ補正処理部１０４は、ＣＭＹＫ画像データの階調特性が所定の出力階調特性となるように補正する（ステップ２０８）。

続いて、選択部１０５は、フラグデータを参照して（ステップ２０９）、注目画素のフラグが1のとき、中間調処理１を選択し（ステップ２１０）、注目画素のフラグが２のとき、中間調処理２を選択し（ステップ２１１）、注目画素のフラグが３のとき、中間調処理３を選択する（ステップ２１２）。

中間調処理部１０６は、選択された中間調処理により、ＣＭＹＫ画像データを２値、あるいは少値の画像データに階調を変換し、画像出力部１０７は中間調処理後の画像をプリント出力する（ステップ２１３）。

図３は、本発明の中間調処理を説明する図である。図３（ａ）において、３０１はＲＧＢの入力画像データであり、３０２は入力画像データ３０１がＲ色相領域の色である場合に、本発明により中間調処理された網点（ドット）パターンの画像であり、同様に、３０３は入力画像データ３０１がＧ色相領域の色である場合に、本発明により中間調処理された網点パターンの画像、３０４は入力画像データ３０１がＢ色相領域の色である場合に、本発明により中間調処理された網点パターンの画像である。

ここでは、中間調処理としてＡＭディザを用い、色相に応じて線数を変えてディザ処理する。この例では、Ｂ色相の線数が最も高く、つまり粒状度（ざらつき感）が最も低く（中間調処理３）、Ｇ色相の線数が最も低く、つまり粒状度が最も高く（中間調処理２）、Ｒ色相の線数がそれらの中間の線数、つまり粒状度が中程度（中間調処理１）である。

また、図３（ｂ）に示すように、ＲＧＢの色相領域を持つ画像データ４０１は、本発明の中間調処理により画像データ４０２に変換される。すなわち、本発明では、ＲＧＢの色相毎に中間調処理の線数を変えることにより、オリジナル画像の色調を保持したまま、粒状度の違い（線数の相違に基づくざらつき感）によって色の違いを表現し、色弱者が認識できるようにすると共に、変換後の画像を見た健常者に対しても違和感を少なくすることができる。

実施例１では、中間調処理としてＡＭディザ（ディザ処理）を用いたが、本発明はこれに限定されず、中間調処理としてＦＭディザや誤差拡散処理を用いてもよい。そして、実施例１と同様に、判別された色相領域に応じてディザ処理や誤差拡散処理の解像度を切り替える。

また、実施例２では、入力画像データに対してディザ処理や誤差拡散処理を適用したが、同一の画像データに対して異なる中間調処理を適用してもよい。すなわち、ＦＭディザと誤差拡散処理は、処理結果が近いものとなるため両処理の実行を許容する。しかし、ＡＭディザとＦＭディザの実行、ＡＭディザと誤差拡散処理の実行は、処理タイプが異なるので両処理の実行を許容しない。

これは、変換前後のドット配置の規則性が異なると、グラデーションパターンなどで階調連続性が阻害されて見えたり、意図しない立体視効果が生じるのを防ぐためである。

本発明では、色相毎に中間調処理の線数または解像度を変えることで、色の違いを表現しているので、スクリーン角や網点パターンが異なる場合、前述したようにグラデーションパターンなどで階調連続性が阻害されたように見えたり、意図しない立体視効果が生じ、色弱者が色の違いを認識できなくなる。

そこで、実施例３では、各色相領域において、スクリーン角を同一にし、また網点パターンを同一基調（同じ傾向）にする実施例である。図４（ａ）は、スクリーン角（万線ディザ処理）が異なる例を示し、（ｂ）は、網点パターンが異なる例を示す。本実施例では、スクリーン角として例えば４５度のディザ処理を用いた場合には、１３５度のスクリーン角を用いない。

なお、これは出力色であるＣＭＹＫ各版でスクリーン角を共通にするという意味ではない。例えば、Ｒｅｄは、ＭとＹで表現され、ＧｒｅｅｎはＣとＹで表現される。本発明によれば、Ｒｅｄで使用されるＹとＧｒｅｅｎで使用されるＹは、中間調処理を切り換える必要があるが、スクリーン角は同じにする。これに対して、Ｍは必ずしもＹと同じである必要はない。

本発明では、色相毎に中間調処理の線数または解像度を変えているが、実施例４では元画像（入力画像）の解像度に対して、処理を簡単にするため、ｎ倍、ｎ×ｍ倍、あるいは、１／ｎ倍、１／（ｎ×ｍ）倍の解像度（ＡＭディザの場合は線数）で出力する（ｎ、ｍは２以上の整数）。

これは、色弱者が色の違いを見分けるための拠り所として、ドットパターンの粗さ（粒状度）を利用できるようにするためであり、ｎ、ｍが２以上の整数とするのは、制御上のコストを低く抑えるためである（小数を許容すると、少なくとも１０倍以上の分解能が必要になる）。

実際に、同一の画像領域内で異なる解像度の記録部位を存在させるのは、記録装置を制御する上で難しい。例えば、６００ｄｐｉ（高解像度）の記録装置で３００ｄｐｉ（低解像度）のドットを形成する場合、図５（ａ）に示すように、６００ｄｐｉのドットを集中させて形成した塊（網点）を、３００ｄｐｉの座標に相当する位置に形成することにより、低解像度のドットを再現する。

実施例５では、各色相に適用される中間調処理間で、階調特性が変わらず、また、出力可能な最大階調では、ベタ埋めまで出力せず、中間調処理によるドット（あるいはドット塊、網点）の配置が確認できるレベル（パターン）までとする（図５（ｂ））。これにより、中間調処理の切り替えによる階調特性の変化が防止されると共に、ベタ埋めまで出力しないようにすることで、ドットパターン自体の消失が防止される。

上記した実施例により、色相領域毎に中間調処理を切り替えることで、色弱者、健常者に配慮したカラーユニバーサルデザイン処理を提供することが可能となる。

実施例６は、入力画像の種類に応じてカラーユニバーサルデザイン処理を切り替える実施例である。特に、文字や線画に対してＡＭディザを実施すると、部分的に欠落が生じたり、エッジががたつく危険性があるため、写真やイラストのようなビットマップオブジェクトか否かでカラーユニバーサルデザイン処理を切り替える。

すなわち、像域分離手段によって入力画像の種類が文字や線画であるか、写真やイラストであるかを、入力画像の注目画素毎に判別し、文字や線画領域の場合は、従来の色変換方式のカラーユニバーサルデザイン処理（色の置き換え、色毎に異なるパターンやテクスチャを付加する方法）を適用し、写真やイラスト領域の場合は、本発明のカラーユニバーサルデザイン処理を適用する。

以上、説明したカラーユニバーサルデザイン処理は、オペレータによって記録装置のコントロールパネルや制御プログラム上から入力し、あるいはネットワークを介して指定してもよいし、処理の選択はオペレータを介さずに、入力された画像データに含まれる記録処理指示情報に基づいて自動的に選択されるようにしても良い。更に、本発明のカラーユニバーサルデザイン処理は、ソフトウエアとしてプログラムから呼び出すことも、ＡＳＩＣのようなハードウエア回路として組み込むことも可能である（スタンドアロンで画像処理から印刷処理までを実施する記録装置や、複数の機器を組み合わせて印刷処理までを実施する記録システムに組み込むことも可能である）。

本発明は、前述した実施例の機能を実現するソフトウエ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実施例の機能が実現される場合も含まれる。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 画像入力部
１０２ 色相判別部
１０３ ＣＭＭ処理部
１０４ γ補正処理部
１０５ 選択部
１０６ 中間調処理部
１０７ 画像出力部

特開２００３−２２３６３５号公報 特許第４２２８６７０号公報

Claims (7)

1. カラーユニバーサルデザイン処理を行う画像処理装置において、
   所定画像の色相を判別する判別手段と、
   前記判別された色相に応じた中間調処理を選択する選択手段と、
   前記選択された中間調処理を用いて前記所定画像を、粒状度が異なる画像に変換する処理手段とを備え、
   前記中間調処理は、ＡＭディザまたはＦＭディザを用いたディザ処理、あるいは誤差拡散処理の何れかの処理であり、
   前記処理手段は、前記選択手段により前記ＡＭディザを用いたディザ処理が選択されたとき、前記判別された色相に関わらず網点パターンおよびスクリーン角を同一基調とすることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記選択手段は、前記判別された色相に応じて線数または解像度が異なる中間調処理を選択することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
3. 前記選択された中間調処理に関わらず同一の階調特性で前記画像を再現することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
4. 前記所定画像が文字、線画領域の場合、色の置き換え、色毎に異なるパターン、テクスチャを付加する処理を適用し、前記所定画像が写真、イラスト領域の場合、色相に応じた中間調処理を選択して粒状度が異なる画像に変換する処理を適用することを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
5. カラーユニバーサルデザイン処理を行う画像処理方法において、
   所定画像の色相を判別する判別工程と、
   前記判別された色相に応じた中間調処理を選択する選択工程と、
   前記選択された中間調処理を用いて前記所定画像を、粒状度が異なる画像に変換する処理工程とを備え、
   前記中間調処理は、ＡＭディザまたはＦＭディザを用いたディザ処理、あるいは誤差拡散処理の何れかの処理であり、
   前記処理工程は、前記選択工程により前記ＡＭディザを用いたディザ処理が選択されたとき、前記判別された色相に関わらず網点パターンおよびスクリーン角を同一基調と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。