JP6316074B2 - 画像処理装置、画像処理方法、及びプログラム - Google Patents

Description

本発明は、画像処理装置および画像処理方法に関し、詳しくは、視野角の違いに応じて観察画像の色の再現性を調整する技術に関するものである。

観察対象物を観察する際の視野角が異なると、観察対象物の色が異なって見えることがある。これは、色の面積効果として知られており、観察対象物の大きさとその観察対象物を観察する際の距離との比で表される視野角に応じて明度、彩度などの見えが異なる現象である。ここで、視野角とは、観察対象物の表示内容が正しく見える角度のことをいう。

例えば印刷物において、出力された印刷物のサイズが大きい場合に知覚される色は、サイズが小さい印刷物と比較して、彩度、明度がより高くなる。従って同じ色（明度、彩度）として出力された印刷物であっても、サイズが異なる印刷物間では同じ色として知覚できないことがある。

このような問題に対し、特許文献１には、入力画像に対する出力画像の変倍率に応じて出力画像の明度を補正する技術が記載されている。また、特許文献２には、観察する視野角に応じて表示画像の輝度や色などを補正する技術が記載されている。特許文献３には、表示装置に表示される画像を観察する際の視野角に基づいてその表示装置の色域を調整することが記載されている。

特許第３９８８３５５号明細書 特開２００７−３２２８５０号公報 特開２００９−５０９７号公報

しかしながら、上記の技術は、本質的に、観察する画像の視野角のみに対応して色を調整するだけである。すなわち、２つ以上の観察対象物同士の視野角の違いを考慮していないため、これら２つ以上の観察対象物同士の色が同じ色で観察されない場合がある。

本発明に係る画像処理装置は、観察対象物の視野角の違いに応じて前記観察対象物の色を調整する画像処理装置であって、第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを取得する取得手段と、前記取得手段で取得した第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを用いて観察対象物の色を補正する色補正手段を備え、前記色補正手段は、視野角に応じた補正パラメータを用いて前記補正を行い、前記第１の観察対象物を規定の手法で測色して得た測色値を、前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータと前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第１の色補正パラメータと、前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第２の色補正パラメータと、前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータとから得られる第３の色補正パラメータと
を用いて変換することを特徴とする。

本発明によれば、２つ以上の観察対象物の間の視野角の違いに応じて観察対象物の色を調整することができる。

実施形態１に係る視野角と観察者の関係を説明する図である。 実施形態１に係る画像処理装置の概略構成を説明するブロック図である。 実施形態１に係る画像処理装置の演算処理部を説明するブロック図である。 実施形態１に係る画像処理装置の色補正データ格納部のメモリ構成を説明する図である。 実施形態１に係る色補正パラメータの一例を説明する図である。 実施形態１に係る視野角の違いと知覚される彩度との関係を説明する図である。 実施形態１に係るＵＩの一例を説明する図である。 実施形態１に係るＵＩの一例を説明する図である。 実施形態１に係る画像処理装置の色補正部を説明するブロック図である。 実施形態１に係る画像処理装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。 実施形態１に係る画像処理装置の色補正処理を説明するフローチャートである。 実施形態２に係る画像処理装置の色補正部を説明するブロック図である。 実施形態２に係る画像処理装置の色補正処理を説明するフローチャートである。 実施形態３における演算処理部の処理概要を説明するための概念図である。 実施形態３に係る面積効果に起因する補正を行う目的を説明するための概念図である。 実施形態３における演算処理部の論理構成を説明するブロック図である。 実施形態３における画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。 実施形態３におけるＵＩの一例を説明する図である。 実施形態３におけるデバイスの色域のデータ形式を説明する図である。 実施形態３における補正パラメータによる色域変化を説明するための概念図である。 実施形態３におけるプロファイルのデータ形式を説明する図である。 実施形態３におけるＵＩの一例を説明する図である。 実施形態４におけるＵＩの一例を説明する図である。 実施形態５における画像処理装置の色域補正処理を説明するフローチャートである。 実施形態５におけるＵＩの一例を説明する図である。 実施形態６における画像処理装置、モニタ、プロジェクタ、スクリーンを示す図である。 実施形態６におけるハードウェア構成を示す図である。 実施形態６における画像処理装置の色補正に係るブロックを示す図である。 実施形態６における処理のフローチャートを示す図である。 実施形態６における観察情報を設定するユーザインターフェースを示す図である。 実施形態６における補正量算出のフローチャートを示す図である。 実施形態６におけるモニタに表示される画像の例と、オブジェクトを楕円で近似した例とを示す図である。 実施形態６における形状ごとのサイズ変化による補正量を格納しているテーブルを示す図である。 実施形態６における視野角φを表す図である。 実施形態６におけるオブジェクトを近似する処理のフローチャートを示す図である。 実施形態７における処理のフローチャートである。 実施形態７における領域分割の処理の詳細を示す図である。

実施形態における画像処理装置の概要、構成を説明する前に、視野角の違いによる面積効果について説明する。

最初に、本実施形態における観察対象物である被写体と、出力画像上におけるその観察対象物を示す画像である被写体画像に対する観察視野角と、の関係について図１を用いて説明する。

図１は、本実施形態に係る視野角を説明する図である。図１（ａ）は、観察対象物として実際の被写体を観察者が観察する例を示している。図１（ｂ）は、観察者がプリンタで出力した出力画像における被写体画像を観察する例を示している。図１（ｃ）は、観察者がプロジェクタで投影した出力画像における被写体画像を観察する例を示している。

図１（ａ）において、被写体１０２は被写体サイズ１０１を有するものとする。先に説明したように、視野角は観察対象物（ここでは被写体１０２）のサイズと観察者の距離とに基づいて決定されるものである。図１（ａ）においては観察者が被写体１０２を基準距離１０３の位置で観察する場合、被写体１０２を基準視野角１０４の大きさで見ていることになる。なお、基準距離とは、予め定められた任意の距離のことである。本実施形態では、観察者の位置にカメラ１０５を設置して被写体を撮像した撮像画像を取得するものとする。従って、本実施形態では、基準距離とは、被写体を撮像した際のカメラ１０５と被写体１０２との間の距離を示す。基準視野角とは、基準距離で被写体１０２を観察する際の視野角である。つまり、撮像画像は基準距離と被写体サイズ１０１とによって求まる基準視野角に対応する画像である。なお、撮像画像を撮像する際の撮像条件は、後述する撮像画像に基づいた被写体の出力サイズの算出、および、被写体または出力画像等の色を測定した値である測色値の算出が可能であればよい。

なお、被写体１０２の色は、撮像画像に基づいて算出してもよいし測色器１０７を用いて算出してもよい。測色器１０７を用いる場合、測定視野角１０６は、ＣＩＥ(国際照明委員会)によって２度もしくは１０度を用いることが定義されている。つまり、測定視野角１０６が２度もしくは１０度になる位置で測色器１０７を用いて測色値を得る。本実施形態では、測色器１０７を用いる場合、測定視野角１０６を２度に設定して算出された測色値を用いることとする。

被写体１０２の色を取得するために、測色器１０７を用いて測定した測色値を直接入力してもよいし、または、被写体の撮像画像における画素値を、測色器１０７で測定した測色値へ変換する処理によって取得された測色値を用いてもよい。被写体の撮像画像における画素値に基づいて測色値を求める処理は、例えば、特開２００７−２０８６２９号公報に開示されている技術を用いることにより実現される。

図１（ａ）に示されるように、観察者が被写体を観察するときの基準視野角１０４と測色器１０７における測定視野角１０６とは異なる場合が多い。この場合、面積効果の影響により、観察者が基準視野角１０４において知覚する色は、測色器１０７における測色値とは異なることになる。

次に、図１（ｂ）は、観察者がプリンタで出力した印刷画像上の被写体を示す被写体画像を観察する場合の例を示す。この被写体画像は図１（ａ）の被写体１０２を撮像した画像である。例えば、ポスターやカタログのような印刷物においては、被写体画像が、実際の被写体のサイズと等倍で再現されるとは限らない。具体的には、印刷画像１０８上において出力サイズ１０９に再現された被写体画像１１０から観察距離１１１の位置で観察者１１２が被写体画像１１０を観察する場合、被写体画像１１０を観察視野角１１３の大きさで見ていることになる。なお、観察距離とは、予め定められた任意の距離のことである。本実施形態では、印刷画像や後述する投影画像のような出力画像における被写体画像１１０と観察者との間の距離のことである。ここでは被写体画像１１０と観察者との間の距離として説明しているが、出力画像と観察者との間の距離としてもよい。観察視野角とは、観察距離１１１で被写体画像１１０を観察する際の視野角である。つまり、被写体画像１１０は、観察距離１１１と出力サイズ１０９とによって求まる観察視野角に対応する画像である。

図１（ｃ）は、出力画像がプロジェクタの投影画像であった場合に、観察者が投影画像上の被写体画像を観察する場合の例を示す。なお、図１（ｂ）と図１（ｃ）とにおいては観察距離や観察視野角に同じ符号を割り当てているが、これは同じ概念を示す趣旨で用いているものであり、図１（ｂ）と図１（ｃ）における観察距離や観察視野角が等しいことを表す趣旨ではない。もちろん、図１（ｂ）と図１（ｃ）における観察距離や観察視野角が等しくてもよい。図１（ｂ）または（ｃ）に示されるように、観察者１１２が被写体１０２を観察する基準視野角１０４と出力画像上の被写体画像１１０の色を観察する観察視野角１１３の大きさが異なる場合、観察者１１２が知覚する色は面積効果の影響により異なる。

上記のように、観察視野角に応じて明度および彩度が変化するため、忠実な色の再現を実現するには、面積効果を考慮する必要がある。

（実施形態１）
実施形態１は、観察対象物を実際に観察する際の視野角と、出力画像上におけるその観察対象物を示す画像を観察する場合の視野角と、に基づいて出力画像における被写体領域の色を補正する形態に関するものである。つまり、第１の観察対象物として実際の観察対象物を用い、第２の観察対象物として出力画像における被写体画像を用いる形態を説明する。

実施形態１における画像処理装置の概要、構成について、図２を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る画像処理装置の概略、構成を説明するブロック図である。本実施形態に係る画像処理装置は、ＣＰＵ２０１を備えている。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２が記憶する制御プログラム、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、デバイスドライバ等に従って制御を行なう。すなわちＣＰＵ２０１は、ＲＡＭ２０３、操作部２０４、演算処理部２０５、モニタ２０６、入力機器２０７、出力機器２０８の制御を行う。

ＲＡＭ２０３は、各種制御プログラムや操作部２０４から入力されるデータの作業領域および一時待避の領域である。操作部２０４は、入力機器２０７や出力機器２０８等へのデータ入力を行う。演算処理部２０５は、本実施形態における面積効果に起因する色補正の演算処理を行う。モニタ２０６は、演算処理部２０５の処理結果や操作部２０４で入力されたデータ等を表示する。入力機器２０７には撮像装置や測色器１０７が含まれ、出力機器２０８には画像を出力するプリンタ等が含まれる。また、出力機器２０８が、モニタ２０６に相当する場合もある。

図３は、本実施形態に係る画像処理装置の演算処理部２０５において構成される色補正処理部３０１を説明するブロック図である。図３を用いて、観察する視野角に応じた色補正処理におけるブロック構成について説明する。

演算処理部２０５は、視野角に対応して色補正処理を行う色補正処理部３０１を備え、入力機器２０７に含まれる撮像装置は、被写体を撮像する被写体撮像部３０２を備えている。色補正処理部３０１は、撮像画像格納部３０３、被写体サイズ取得部３０４、基準距離設定部３０５、基準視野角算出部３０６、被写体領域抽出部３０７、被写体色取得部３０８を備えている。色補正処理部３０１は、また、出力レイアウト画像データ格納部３０９、被写体出力サイズ取得部３１０、観察距離設定部３１１、観察視野角算出部３１２を備えている。さらに、色補正処理部３０１は、色補正データ格納部３１３、色補正部３１４、画像補正部３１５、出力デバイスプロファイル格納部３１６を備えている。

被写体撮像部３０２によって被写体を撮像して得られた撮像画像は、撮像画像格納部３０３に格納される。被写体サイズ取得部３０４は、撮像画像および撮像条件（合焦距離、倍率等）に基づき、観察対象物である被写体の実際のサイズＷおよび撮像距離を算出して取得する。ここで、撮像画像および撮像条件（合焦距離、倍率等）から被写体の大きさを求める処理については、例えば、特開２００９−１９８９５１号公報に開示されている技術を用いることにより実現される。ここで、被写体のサイズとは、後述の被写体領域抽出部３０７によって被写体領域として抽出された領域のサイズであるものとする。

本実施形態における視野角の一例として、観察対象が矩形である場合を想定し、その対角線の幅を被写体サイズＷ、被写体サイズＷを観察者１１２が見る角度を視野角であると定義する。ただし、被写体は必ずしも矩形であるとは限らないため、被写体の形状に応じて最適な視野角を求めるための被写体サイズ１０１を任意に設定することもできる。

基準距離設定部３０５は、観察者１１２が被写体を観察する距離を基準距離Ｄとして設定する。本実施形態では、基準距離として被写体の撮像距離を適用するものとする。つまり、観察者１１２の被写体に対する位置が撮像装置の位置と同じであるものとする。

基準視野角算出部３０６は、被写体のサイズＷおよび観察者１１２による基準距離Ｄから下記の式１を用いて観察者１１２の位置における実際の被写体の視野角である基準視野角１０４の角度θを算出する。
θ ＝ 2tan^-1(W/(2D)) ・・・（式１）

被写体領域抽出部３０７は、被写体の撮像画像および出力画像から被写体領域（被写体画像）を切り抜く。前述の被写体サイズ取得部３０４は切り抜きされた被写体領域を用いて被写体のサイズを取得する。被写体色取得部３０８は、撮像画像の画素値を測色値に変換する処理によって、被写体領域抽出部３０７が撮像画像から切り抜いた被写体領域の画素における測色値を取得する。

出力レイアウト画像データ格納部３０９は、撮像画像から切り抜いた被写体領域を出力画像上に配置した出力レイアウト画像データを格納する。本実施形態では、Adobe photoshopに代表される画像編集アプリケーションによって生成されたデータのような出力画像となる画像データを出力レイアウト画像データと呼ぶ。Adobe photoshopにおけるデータは、レイヤー画像と呼ばれる複数の画像を重ねあわせることで一つの画像データを形成するという特徴がある。本実施形態では１つの出力レイアウト画像データを構成する複数のレイヤー画像の中に、被写体の撮像画像から切り抜かれた被写体部分の画像が含まれるレイヤー画像があるものとする。

被写体出力サイズ取得部３１０は、出力レイアウト画像データから、実際に出力する出力画像における被写体部分の出力サイズ１０９を算出して取得する。ここで、出力サイズ１０９の算出方法を以下に示す。

まず、出力レイアウト画像データの出力解像度と出力画像の縦横の各画素数、もしくは出力画像を印刷する用紙サイズを取得することによって、印刷画像１０８における実際の縦横のサイズWPP、WLPを取得する。次に、出力レイアウト画像データの縦横における各画素数NPP、NLPと、被写体領域抽出部３０７によって抽出された出力画像中の被写体領域における縦横の各画素数NPT、NLTとにおける比率NPT/NPP、NLT/NLPを求める。印刷画像１０８を実際に出力するサイズに求めた比率を積算し、出力画像上の被写体領域の縦横のサイズWPP・NPT/NPP、WLP・NLT/NLPを求めることによって、実際の出力画像における被写体サイズWtを（式２）によって算出する。
Wt=√［｛WPP（NPT/NPP）｝・｛WPP（NPT/NPP）｝+｛WLP（NLT/NLP）｝・｛WLP（NLT/NLP）］ ・・・（式２）

観察距離設定部３１１は、観察者１１２が出力画像上の被写体部分を観察する距離を観察距離Ｄ1として設定する。観察距離は、観察者１１２が出力画像上の被写体部分を観察する観察視野角を定義するために用いられる。

観察視野角算出部３１２は、出力画像上の被写体領域のサイズWtおよび観察者１１２による観察距離Ｄ1を式１に適用する。観察距離Ｄ1を適用した後、観察視野角算出部３１２は、観察者１１２における出力画像上の被写体領域の観察視野角１１３の角度θ1を基準視野角１０４の角度θと同様に算出する。

このように、それぞれ算出された基準視野角１０４と観察視野角１１３とを用いることで、後述するように視野角の違いに起因する色の見え方の違いを適切に補正することができる。

色補正データ格納部３１３は、視野角の変化に対応する色度の補正パラメータを格納している。色度は彩度や明度を含むものである。補正パラメータについては後述する。色補正部３１４は、基準視野角１０４と被写体の測色値と観察視野角１１３とに基づいて、色補正データ格納部３１３に格納された補正パラメータを参照し、出力画像上の被写体の再現色度値を算出する。画像補正部３１５は、出力レイアウト画像データ上の被写体領域の画素の画素値を補正する。すなわち、画像補正部３１５は、色補正部３１４で算出した再現色度値を再現するように、出力デバイスプロファイルを参照して画像の画素値を変換する。ここで、出力デバイスプロファイルは、色度値を入力インデックスとし、出力デバイスの画素値を出力するルックアップテーブルである。出力デバイスプロファイル格納部３１６は、出力デバイスによって出力される画像において再現される色度値と画素値との対応関係について記述したデータからなるプロファイルを格納している。出力機器２０８が備える画像出力部３１７は、補正された画像データを出力する。

次に、観察者１１２が実際に図１の基準視野角１０４において被写体１０２を観察した色を出力画像上の被写体の色として再現する際の、観察視野角に応じた被写体の色補正処理方法について説明する。

図４は、本実施形態における色補正データ格納部３１３のメモリ構成４０１を説明する図である。色補正データ格納部３１３には、図４に示すような視野角に応じた明度補正パラメータおよび彩度補正パラメータが補正パラメータとして保持されている。ここで、補正パラメータとは、視野角に応じて彩度および明度を補正するためのパラメータである。明度補正パラメータは各明度に対応する補正係数を記述した明度補正テーブルを指し、彩度補正パラメータは彩度によらず一定の係数を指す。また、視野角に対応する補正パラメータが色補正データ格納部３１３に存在しない場合、他の視野角の補正パラメータの補間演算によって対応する補正パラメータを算出して生成することができる。上記補正パラメータは、図４に示す形式に限定する必要は無く、例えば色相ごとに補正係数を持っていてもよい。さらに、補正パラメータを用いずに視野角に関わる変数を持つ色変換関数でもよく、当該関数を補正パラメータに代わって保持する形態であってもよい。

図５は、本実施形態に係る色補正パラメータの一例を説明する図である。図５（ａ）は、任意の視野角における補正パラメータの明度の曲線についての一例を示している。図５（ｂ）は、任意の視野角における補正パラメータの彩度の直線についての一例を示している。

図５（ａ）において、横軸および縦軸は２度視野角における明度の軸である。先に説明したように、２度視野角は測定視野角１０６のことである。つまり、測色値を求める際に用いられる視野角のことである。点線５０２は、２度視野角の明度を示す。実線５０１は、入力明度に対し２度視野角よりも大きい視野角において観察者１１２が知覚する明度の関係を示している。明度が大きくなるにつれて、色を変換する前の明度と変換した後の明度との差が一旦大きくなるが、さらに明度を大きくすると、色の変換前後の明度の差が縮まってくる。図５（ａ）では２つの視野角の例を示しているが、図４に示す明度補正テーブルは、各視野角に応じて図５（ａ）に示すような曲線を示すテーブルとなっている。

同様に、図５（ｂ）において、横軸および縦軸は２度視野角における彩度の軸である。点線５０４は、２度視野角の彩度を示す。実線５０３は、入力彩度に対し２度視野角よりも大きい視野角において観察者１１２が知覚する彩度の関係を示している。彩度が大きくなるにつれて、色を変換する前の彩度と変換した後の彩度との差が徐々に大きくなり、変換した後の彩度が大きい値になる。図５（ｂ）では２つの視野角の例を示しているが図４に示す彩度補正テーブルは、各視野角に応じて図５（ｂ）に示すような直線を示す係数となっている。

本実施形態における視野角に応じた色補正アルゴリズムについて図６を用いて詳細に説明する。

図６は、本実施形態に係る視野角の違いと知覚される彩度との関係を説明する図であり、図１の基準視野角１０４および観察視野角１１３において知覚される彩度の関係について示した図である。つまり、被写体を実際に観察したときの視野角と、その被写体を示す画像を観察したときの視野角において知覚される彩度の関係を示す図である。点線５０４は、図５（ｂ）で示した線分であり２度視野角の彩度を示す。先に説明したように本実施形態では２度視野角は図１の測定視野角１０６に相当する。従って、点線５０４は測定視野角１０６における入力彩度と測定視野角１０６における出力彩度との対応を示している。実線６０１は、測定視野角１０６における入力彩度に対する基準視野角１０４において知覚される出力彩度の対応関係を示す。実線６０２は、測定視野角１０６における入力彩度に対する観察視野角１１３において知覚される出力彩度の対応関係を示す。なお、点線５０４、実線６０１、および実線６０２は、色補正データ格納部３１３に格納されている各視野角における補正パラメータと一致している。

観察者１１２が、任意の被写体の測色値における彩度Ｃｐ_１を、測定視野角１０６において知覚する出力彩度は点Ａの値となる。また彩度Ｃｐ_１を、基準視野角１０４において知覚する出力彩度は点Ｂの値となる。次に、観察者１１２が基準視野角１０４において知覚する彩度である点Ｂの値を、観察視野角１１３において同じ彩度で観察する場合には、実線６０２上の彩度の点Ｃの値となる必要がある。なお、彩度の点Ｃの測定視野角１０６における彩度は、彩度Ｃｐ_２に対応することが分かる。すなわち、被写体の色の彩度を基準視野角１０４において観察した彩度を観察視野角１１３において観察できるようにするためには、彩度Ｃｐ_１ を彩度Ｃｐ_２に変換すればよい。この変換は、明度についても同様である。

つまり、上記の処理は次のようにも言える。撮像画像におけるある領域において測色器などによって測色された測色値を第１の値とする。このとき、第１の値を出力した際に基準視野角１０４において知覚される第２の値を求める。そして、観察視野角１１３において第２の値として知覚されるために必要な第３の値を求める。そして、この第３の値を測色値に換算した第４の値を求める。このように、出力画像における被写体領域の色度における第１の値を順次変換して第４の値に変換する。かかる処理により、出力画像における被写体領域において知覚される色と、被写体を観察したときに知覚される色（すなわち、撮像画像の色）とを近づけることができる。このように、第１の値から第２の値を求める場合、第２の値から第３の値を求める場合、及び第３の値から第４の値を求める場合に用いられるパラメータを色補正パラメータと称する。補正パラメータは先に説明したように視野角に応じて格納されているものであり、色補正パラメータは、この補正パラメータを用いて実際に色変換処理を行なう場合に用いられるパラメータとして説明する。もちろん、色補正パラメータを算出せずに補正パラメータのみを用いて色変換を行なってもよい。ここでは実施形態をより容易に理解できるように、補正パラメータと色補正パラメータという別の概念を用いて説明をしている。このように、本実施形態では、単純に視野角に応じた補正パラメータを用いて色補正を行なうのではなく、視野角間の色補正パラメータを用いる。かかる処理により、第１の観察対象物を観察したときに知覚される色を、第２の観察対象物を観察したときに知覚される色に近づける処理を行なう。

以上の変換順に従って、測定視野角１０６と基準視野角１０４との間の色補正パラメータ、基準視野角１０４と観察視野角１１３との間の色補正パラメータ、および観察視野角１１３と測定視野角１０６との間の色補正パラメータを用いて処理を行なう。これにより、本実施形態における視野角に応じた色補正が実現される。

（インターフェース画面）
図７は、プリンタによって出力画像を出力する場合において、視野角に応じた色補正処理を実施するためにモニタ２０６上に表示されるユーザインターフェース（以下、ＵＩという。）ＵＩ７０１を説明する図である。図７を用いて、出力画像を出力するＵＩ７０１の操作手順を説明する。

ＵＩ７０１では、テキストボックス７０２に撮像画像のファイル名を入力するための参照ボタン７０３が配置されている。本実施形態では、撮像条件は画像のタブ情報に記載されており、タブ情報を演算処理部２０５において解析することによって、各撮像条件を取得するものとする。なおＵＩ７０１とは異なるＵＩ（図示せず）を用いて、各撮像条件を入力するような実施形態であってもよい。

ユーザが被写体領域設定ボタン７０４を操作することによって、撮像画像から被写体領域が抽出される。被写体領域は、撮像画像中の所定の領域をユーザがマウス等を用いて特定することで抽出されてもよいし、座標入力などによって抽出されてもよい。ユーザが被写体サイズ設定ボタン７０５を操作することによって、撮像画像における被写体領域と撮像条件とに基づいて被写体サイズが算出される。算出された被写体サイズは、テキストボックス７０６およびテキストボックス７０７に表示される。テキストボックス７０８には、被写体を観察したときの基準距離を入力する。撮像距離が基準距離である場合は、撮像条件から基準距離が自動的にテキストボックス７０８に入力されてもよい。撮像画像における画素値を測色値に変換するための測色値変換プロファイルをテキストボックス７０９に入力するための参照ボタン７１０も配置されている。測色値変換プロファイルを用いることで、撮像画像における画素値を測定視野角における測色値に変換することができる。測色値変換プロファイルは、例えばＲＧＢ値をＣＩＥによって規定されているＬａｂ値などの値に変換するための変換テーブルを含む。

表示部７１１は、入力された被写体の撮像画像７１２を表示する。表示部７１３は、出力レイアウト画像７１４を表示する。

テキストボックス７１５に出力レイアウト画像のファイル名を入力するための参照ボタン７１６が配置されている。ユーザは、ドロップダウンリストボタン７１７を操作して出力画像の出力用紙サイズを入力し、テキストボックス７１８に出力画像を観察する観察距離１１１を入力する。図では示していないが、被写体領域設定ボタン７０４によって設定された被写体領域を出力レイアウト画像から抽出し、入力された出力用紙サイズに基づいて被写体画像のサイズが決定されることになる。

ＵＩ７０１にはまた、出力画像において側色値を所望の色度値を再現する画素値に変換するための出力デバイスプロファイルをテキストボックス７１９に入力するための参照ボタン７２０が配置される。色補正ボタン７２１を操作すると、視野角に応じた色補正処理が実施される。

なお、表示部７１３において、表示された出力レイアウト画像７１４上の被写体領域の色と補正された色とを交互に示すことができるようにし、処理の効果をユーザに示すようにしてもよい。ユーザが画像出力ボタン７２２を操作すると、視野角に応じた色補正処理が施された出力画像がプリンタで出力される。

図８は、出力機器２０８が距離センサを備えたプロジェクタ１１４である場合において、視野角に応じた色補正処理を実施するためにユーザに表示するＵＩ８０１を説明する図である。図８を用いて、出力画像を出力するＵＩ８０１の操作手順を説明する。なお、図７で示したＵＩと同じコンポーネントについては同じ符号を付して説明を省略する。

ユーザが出力画像サイズ設定ボタン８０２を操作すると、プロジェクタの距離センサが動作し、スクリーンとプロジェクタと間の距離を測定し、測定距離に応じた出力画像サイズが算出される。算出された出力画像サイズは、テキストボックス８０３およびテキストボックス８０４に表示される。

ユーザが観察距離設定ボタン８０５を操作すると、プロジェクタの距離センサが動作する。スクリーンとプロジェクタと間の距離が観察者の観察距離と同じである場合は、距離センサで測定した距離がテキストボックス８０６に観察距離として入力される。なお、スクリーンとプロジェクタと間の距離が観察者とスクリーンと間の距離と異なる場合は、テキストボックス８０６に観察距離を直接入力することも可能である。

以上のように、ＵＩ７０１またはＵＩ８０１によって、視野角に応じた色補正を実現する。

図９は、本実施形態に係る画像処理装置の色補正部３１４を説明するブロック図である。図９を用いて色補正部３１４のブロック構成を説明する。

本実施形態に係る画像処理装置の色補正部３１４は、基準視野角格納部９０１、観察視野角格納部９０２、被写体色格納部９０３、視野角対応補正パラメータ生成部９０４を備えている。さらに、色補正部３１４は、基準視野角対応色変換部９０５、観察視野角対応色変換部９０６、出力色度値変換部９０７、出力色度値格納部９０８を備えている。

基準視野角格納部９０１は、算出された基準視野角１０４を格納する。観察視野角格納部９０２は、算出された観察視野角１１３を格納する。被写体色格納部９０３は、撮像画像より算出された被写体の測色値を格納する。

視野角対応補正パラメータ生成部９０４は、測定視野角１０６と基準視野角１０４と観察視野角１１３とを参照し、測定視野角１０６と基準視野角１０４と観察視野角１１３とに対応する補正パラメータをそれぞれ色補正データ格納部３１３から取得する。各視野角に対応する補正パラメータが色補正データ格納部３１３に存在しない場合は、他の視野角の補正パラメータの補間演算によって対応する補正パラメータを算出して生成する。視野角対応補正パラメータ生成部９０４は、取得した各補正パラメータより、次の色補正パラメータを生成する。すなわち、測定視野角１０６と基準視野角１０４との間、基準視野角１０４と観察視野角１１３との間、および観察視野角１１３と測定視野角１０６との間の色度を補正する色補正パラメータを生成する。

基準視野角対応色変換部９０５は、被写体色格納部９０３に格納された被写体の測色値のうちの彩度および明度を求める。その後、基準視野角対応色変換部９０５は、被写体の測色値のうちの彩度及び明度を、測定視野角１０６と基準視野角１０４と間の色補正パラメータを用いて、基準視野角１０４における彩度および明度に変換する。

観察視野角対応色変換部９０６は、基準視野角対応色変換部９０５において変換された基準視野角１０４における彩度および明度を、基準視野角１０４と観察視野角１１３と間の色補正パラメータを用いて、観察視野角１１３における彩度および明度に変換する。

出力色度値変換部９０７は、観察視野角対応色変換部９０６において変換された観察視野角１１３における彩度および明度を、観察視野角１１３と測定視野角１０６と間の色補正パラメータを用いて測定視野角１０６における彩度および明度に変換する。また、変換した測定視野角１０６における彩度および明度と測色値の色相とを色度値に変換し、その値を出力色度値とする。出力色度値格納部９０８は、出力色度値変換部９０７において変換された出力色度値を格納する。

図１０は、本実施形態に係る画像処理装置の全体的な処理を説明するフローチャートである。図１０を用いて本実施形態における画像処理装置の全体的な処理フローを説明する。

ステップＳ１００１において、被写体撮像部３０２は、被写体１０２の撮像画像を取得する。ステップＳ１００２において、被写体領域抽出部３０７は、取得した撮像画像から被写体領域を抽出する。ステップＳ１００３において、被写体サイズ取得部３０４は、取得した撮像画像から被写体領域の被写体サイズ１０１を算出して取得する。ステップＳ１００４において、被写体色取得部３０８は、取得した撮像画像における被写体領域の画素値を測色値に変換する。ステップＳ１００５において、基準距離設定部３０５は、被写体１０２の基準距離１０３を取得して設定する。ステップＳ１００６において、基準視野角算出部３０６は、サイズを算出した被写体１０２の基準視野角１０４を算出する。

ステップＳ１００７において、出力レイアウト画像データ格納部３０９は、取得した撮像画像を出力するためにレイアウトされた出力レイアウト画像を取得して格納する。ステップＳ１００８において、被写体出力サイズ取得部３１０は、取得した出力レイアウト画像を画像出力部３１７で出力するサイズを取得する。ステップＳ１００９において、被写体領域抽出部３０７は、取得した出力レイアウト画像から被写体領域を抽出する。ステップＳ１０１０において、被写体出力サイズ取得部３１０は、出力画像における被写体領域の出力サイズ１０９を取得する。ステップＳ１０１１において、観察距離設定部３１１は、出力画像の観察距離１１１を取得して設定する。ステップＳ１０１２において、観察視野角算出部３１２は、取得した出力サイズ１０９および出力画像の観察距離１１１より、出力画像上の被写体領域の観察視野角１１３を算出する。

ステップＳ１０１３において、色補正部３１４は、基準視野角１０４と観察視野角１１３と測定視野角１０６とに応じた色補正パラメータを生成する。ステップＳ１０１４において、色補正部３１４は、出力画像上の被写体領域の測色値をステップＳ１０１３において生成した色補正パラメータを用いて出力色度値に変換する。ステップＳ１０１５において、画像補正部３１５は、ステップＳ１０１４において色補正処理された出力画像上の被写体領域の出力色度値を、出力デバイスプロファイルを用いて、出力デバイスに応じた画素値に変換する。ステップＳ１０１６において、画像出力部３１７は、ステップＳ１０１５において変換した画素値を用いて画像を出力する。

図１１は、本実施形態に係る画像処理装置の色補正処理を説明するフローチャートである。図１１を用いて、本実施形態における画像処理装置の視野角に応じた色補正処理フローを説明する。

ステップＳ１１０１において、被写体色格納部９０３は、被写体の撮像画像の画素値から変換された被写体の測色値を取得して格納する。ステップＳ１１０２において、基準視野角格納部９０１は、被写体１０２の基準視野角１０４を取得して格納する。ステップＳ１１０３において、観察視野角格納部９０２は、出力画像上の被写体領域の観察視野角１１３を取得して格納する。

ステップＳ１１０４において、視野角対応補正パラメータ生成部９０４は、測定視野角１０６と基準視野角１０４と観察視野角１１３とに対応する補正パラメータを取得する。 ステップＳ１１０５において、視野角対応補正パラメータ生成部９０４は、測定視野角１０６と基準視野角１０４と間、基準視野角１０４と観察視野角と１１３間、および観察視野角１１３と測定視野角１０６と間の色補正パラメータを生成する。

ステップＳ１１０６において、基準視野角対応色変換部９０５は、撮像画像における被写体１０２の測色値を、彩度と明度に変換する。ステップＳ１１０７において、基準視野角対応色変換部９０５は、測定視野角１０６と基準視野角１０４と間の彩度の色補正パラメータを用いて、被写体１０２の測色値における彩度を変換する。

ステップＳ１１０８において、基準視野角対応色変換部９０５は、測定視野角１０６と基準視野角１０４と間の明度の色補正パラメータを用いて、被写体１０２の測色値における明度を変換する。

ステップＳ１１０９において、観察視野角対応色変換部９０６は、ステップ１１０７において変換した彩度を、基準視野角１０４と観察視野角１１３と間の彩度の色補正パラメータを用いて、観察視野角１１３における彩度に変換する。

ステップＳ１１１０において、観察視野角対応色変換部９０６は、ステップ１１０８において変換した明度を、基準視野角１０４と観察視野角１１３と間の明度の色補正パラメータを用いて、観察視野角１１３における明度に変換する。

ステップＳ１１１１において、観察視野角対応色変換部９０６は、ステップＳ１１０９において変換された観察視野角における彩度を観察視野角１１３と測定視野角１０６と間の彩度の色補正パラメータを用いて、測定視野角１０６における彩度に変換する。

ステップＳ１１１２において、観察視野角対応色変換部９０６は、ステップＳ１１１０において変換された観察視野角における明度を観察視野角１１３と測定視野角１０６と間の明度の色補正パラメータを用いて、測定視野角１０６における明度に変換する。

ステップＳ１１１３において、出力色度値変換部９０７は、ステップＳ１１１１およびステップＳ１１１２において変換した測定視野角１０６における彩度及び明度と、被写体１０２の測色値における色相とを、色度値に変換する。

ステップＳ１１１４において、出力色度値格納部９０８は、ステップＳ１１１３において変換した色度値を出力画像上の被写体領域における出力色度値として格納する。

以上、本実施形態によれば、実際の被写体と出力画像上に再現される被写体との大きさに応じて面積効果に起因する色の見えを補正し、視野角に応じた被写体の忠実な色補正を実現することができる。

（実施形態２）
実施形態１において、基準視野角１０４と観察視野角１１３とが異なる場合の色補正処理について説明した。ここで、基準視野角１０４と観察視野角１１３とが一致する場合には実施形態１における色補正処理フローを実行することは不要な工数が発生することになり非効率的である。従って、実施形態２では、実施形態１において基準視野角１０４と観察視野角１１３が一致する場合の色処理について説明する。

図１２は、本実施形態に係る画像処理装置の色補正部１２００を説明するブロック図である。図１２を用いて色補正部１２００のブロック構成を説明する。なお、図９と同一の構成には、同一の符号を使用して説明する。

本実施形態に係る画像処理装置の色補正部１２００は、実施形態１の色補正部３１４の構成に加え、視野角判定部１２０１および出力色度値設定部１２０２を備えている。

視野角判定部１２０１は、基準視野角１０４と観察視野角１１３とを比較して視野角が一致するか否かを判定する。視野角が一致する場合、実施形態１における色補正処理では、彩度および明度の色補正パラメータによる変換において、入力された彩度及び明度と変換後の彩度及び明度とは一致する。そのため、視野角に応じた補正パラメータによる彩度および明度変換を行う必要はない。

出力色度値設定部１２０２は、視野角判定部１２０１において視野角が一致する場合に、入力された被写体の測色値を出力色度値に設定し、出力色度値格納部９０８に格納する。

図１３は、本実施形態に係る画像処理装置の色補正処理を説明するフローチャートである。図１３を用いて、本実施形態における画像処理装置の視野角に応じた色補正処理フローを説明する。

ステップＳ１３０１において、被写体色格納部９０３は、被写体１０２の測色値を入力値として取得して格納する。ステップＳ１３０２において、基準視野角格納部９０１は、被写体１０２の基準視野角１０４を取得して格納する。ステップＳ１３０３において、観察視野角格納部９０２は、被写体領域の出力サイズ１０９および出力画像の観察距離１１１から出力画像上の被写体領域の観察視野角１１３を取得して格納する。

ステップＳ１３０４において、視野角判定部１２０１は、基準視野角１０４と観察視野角１１３を比較し、視野角の値が一致するか否かを判定する。ステップＳ１３０４において、視野角が一致する場合はステップＳ１３０５に進み、視野角が一致しない場合はステップＳ１３０６に進む。

ステップＳ１３０５において、出力色度値設定部１２０２は、入力された被写体１０２の測色値を出力色度値に設定する。ステップＳ１３０６において、出力色度値変換部９０７は、図１１のステップＳ１１０４ないしステップＳ１１１３における視野角に応じた色補正処理によって被写体１０２の測色値を変換し、出力色度値を取得する。ステップＳ１３０７において、出力色度値格納部９０８は、ステップＳ１３０５で設定した出力色度値またはステップＳ１３０６で取得された出力色度値を格納する。

以上、本実施形態によれば色補正処理において処理を簡略化することができる。

（実施形態３）
実施形態３は、実施形態１及び２とは異なる処理を説明する。実施形態３は第１のデバイスと第２のデバイスの間のカラーマッチングにおいて、第１の観察対象物および第２の観察対象物を表示するそれぞれのデバイスの色域の大きさを、それぞれのデバイスの視野角の違いに応じて調整する形態に関するものである。ここで色域とは、表示装置で表示できる色の再現範囲であって、色再現特性のことをいう。具体的には、本実施形態は、出力機器２０８をプリンタ２０８とし、このプリンタ２０８とモニタ２０６との間の色域をこれらデバイスで出力される観察対象物同士の視野角の違いに応じて調整する。すなわち、モニタ２０６での色の見えを、プリンタ２０８で再現するためのカラーマッチング処理に関するものである。

図１４は、本実施形態における演算処理部の処理概要を説明するための概念図である。本実施形態における演算処理部にて行われる処理概要を、図１４を参照して説明する。演算処理は、図１４に記載の手順１４０１ないし手順１４０６の順で行われる。

はじめに、手順１４０１では、モニタ２０６およびプリンタ２０８の各デバイスについて、色の再現特性である色域および観察視野角１１３の取得処理を行う。手順１５０２では、取得した各デバイスの色域を補正する。この補正処理は、観察視野角１１３に応じた補正パラメータに基づいて処理される。当該処理によって補正した色域を、面積効果を考慮した、実際に人が知覚する色の見えに対応する色域として扱う。手順１５０３では、色域補正処理によって階調の劣化が発生する可能性があるため、補正後の色域の階調判定および階調補正を行う。

手順１４０４では、プロファイル生成を行う。本実施形態では、モニタ２０６の色の見えをプリンタ２０８で再現するための色変換テーブルをプロファイルと呼ぶこととする。すなわち、手順１４０４は、色変換テーブル生成を行う手順である。手順１４０５では、出力する画像データの取得およびプロファイルに基づく画像データの変換を行う。最後に、手順１４０６では、変換後の画像データによりプリンタで画像を出力する。

図１５は、本実施形態に係る面積効果に起因する補正を行う目的を説明するための概念図である。補正後の色域上でマッチング処理を行うことによる効果について、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、色域補正前のプリンタ色域１５０１とモニタ色域１５０２とを示す図である。このときの各色域は、ＣＩＥによって定められている所定の視野角（すなわち、測定視野角）における色域を示している。ここでは、測定視野角は２度とする。図１５（ａ）に示すように、測定視野角における色域は、モニタ色域１５０２の方がプリンタ色域１５０１よりも大きい。図１５（ｂ）は、色域補正後のプリンタ色域１５０３とモニタ色域１５０４とを示す図である。図１５（ｂ）では、プリンタの観察視野角が測定視野角よりも大きい一方で、モニタの観察視野角は測定視野角と同じ例を示している。この場合、プリンタの観察視野角に応じて補正後のプリンタ色域１５０３は補正前のプリンタ色域１５０１よりも大きくなっている。この結果、拡張された補正後のプリンタ色域１５０３を用いてプロファイルを生成するので、異なるデバイス間での知覚される色を近づけることができる。このように、面積効果を考慮した補正後の色域上でプロファイル生成を行うため、面積効果に起因する色の見えを補正したデバイス間のカラーマッチング処理が実現可能となる。

図１６は、実施形態１における図２の演算処理部２０５に対応する本実施形態の演算処理部１６００の機能の論理構成を説明するブロック図である。図１６を用いて、本実施形態における演算処理部１６００の論理構成を説明する。

演算処理部１６００は、視野角取得部１６０１、色域取得部１６０２、画像取得部１６０３、補正パラメータ算出部１６０５、記憶部１６０６、色補正部１６０７を備える。さらに、演算処理部１６００は、階調判定部１６０８、階調補正部１６０９、プロファイル生成部１６１０、画像補正部１６１１を備える。

視野角取得部１６０１は、モニタ２０６およびプリンタ２０８の出力画像を観察する観察視野角を取得する。色域取得部１６０２は、あらかじめ定めた所定の視野角におけるモニタ色域およびプリンタ色域を取得する。ここでは、所定の視野角とは、ＣＩＥによって規定されている２度の視野角のことであり、実施形態１と同様にこの２度視野角のことを測定視野角と呼ぶことにする。画像取得部１６０３は、モニタ２０６およびプリンタ２０８の出力画像データを取得する。視野角取得部１６０１、色域取得部１６０２、および画像取得部１６０３が、それぞれ取得する観察視野角、色域、および出力画像データは、操作部２０４によって指示入力されるものとする。ただし、色域については、測色器１０７など、接続した入力機器２０７から直接取得することも可能である。

補正パラメータ算出部１６０５は、視野角取得部１６０１において取得した観察視野角に応じて、記憶部１６０６から補正パラメータを読み込む。また、観察視野角に対応した補正パラメータがない場合には、他の視野角の補正パラメータの補間処理などによって観察視野角の補正パラメータを算出する。補正パラメータは色域補正に用いられる。

色補正部１６０７は、補正パラメータ算出部１６０５において得られた補正パラメータに基づいて色域取得部１６０２において取得した色域の補正を行う。ここで、色域の補正とは、各観察視野角における明度および彩度の見えの変化に対応づけるための、明度および彩度の圧縮あるいは伸長処理である。補正後の色域は、分光放射輝度計などを用いた測色によって得られる色域とは異なる。

階調判定部１６０８は、色補正部１６０７において補正した色域の階調判定を行う。階調補正部１６０９は、階調判定部１６０８において判定した結果に基づいて階調補正を行う。プロファイル生成部１６１０は、補正した色域に基づいて、プロファイルを生成する。

画像補正部１６１１は、プロファイル生成部１６１０で生成したプロファイルを用いて、画像取得部１６０３で取得したモニタ２０６およびプリンタ２０８の出力画像の色を変換する。

図１７は、本実施形態における画像処理装置の画像処理を説明するフローチャートである。本実施形態における演算処理部１６００にて実行される処理の詳細を、図１７から図２２を参照して説明する。

ステップＳ１７００において、ユーザは、操作部２０４を介して各デバイスの色域データの保存場所、モニタサイズ、プリントサイズ、および観察距離を入力後、図１８に示すＵＩ１８００上のプロファイル生成ボタン１８０７を押下する。以下、ステップＳ１７０１からＳ１７１３に記載の処理は、プロファイル生成ボタン１８０７を押下した後に、自動で実行されるものとする。

ステップＳ１７０１において、視野角取得部１６０１は、操作部２０４を介して入力した情報を基に、モニタ２０６を観察する場合の観察視野角を取得する。観察視野角は、図１８に示すＵＩ１８００上でユーザが指示した情報を基に算出する。

図１８は、本実施形態における、プリンタによって出力画像を出力する場合において、観察視野角に応じた色補正処理を実施するためにモニタ２０６上に表示されるＵＩ１８００を説明する図である。ＵＩ１８００には、モニタサイズ入力ボタン１８０１、モニタ２０６の観察距離入力ボタン１８０２、参照ボタン１８０３が表示されている。また、ＵＩ１８００には、プリントサイズ入力ボタン１８０４、プリンタの観察距離入力ボタン１８０５、参照ボタン１８０６、プロファイル生成ボタン１８０７が表示されている。

具体的にモニタの観察視野角を算出するには、ＵＩ１８００上のモニタサイズ入力ボタン１８０１を押下して表示される選択肢の中からモニタサイズを指定する。また、観察距離入力ボタン１８０２を押下して表示される選択肢の中から観察距離を指定する。そして、実施形態１と同様に、指定したモニタサイズＷおよび観察距離Ｄから式１を用いて観察視野角の角度θを算出する。本実施形態では、画像をモニタ２０６の全域に表示することを前提とし、モニタサイズと画像サイズを同等とみなしている。ただし、モニタサイズと表示サイズが異なる場合には、表示サイズに応じた画像サイズを取得してもよい。また、本実施形態では、モニタ２０６の対角線の長さをＷとしているが、縦あるいは横の長さであってもよい。

ステップＳ１７０２において、色域取得部１６０２は、あらかじめ定めた測定視野角におけるモニタ色域を取得する。モニタ色域は、ステップＳ１７０１と同様に、図１８に示すＵＩ１８００上でユーザが指示した情報を基に取得する。具体的には、ＵＩ１８００上のモニタ参照ボタン１８０３を押下し、モニタ色域を保持したデータファイルを指定し、指定のデータファイルから色域を読み込んで取得する。

図１９は、本実施形態において取得するデバイスの色域のデータ形式を説明する図である。図１９を用いて、モニタ色域のデータについて説明する。モニタ色域のデータとは、測定視野角である２度視野における７２９色（ＲＧＢ９スライス）のＣＩＥ色空間であるＬｃｈを指す。モニタ色域のデータは、図１９に示すようなＲＧＢとＬｃｈとの値の対応表として予め記憶部１６０６に保持されているものをいう。色域データは、異なる視野角、またはＣＩＥＸＹＺ等、異なる色空間を用いることも可能である。

ステップＳ１７０３において、補正パラメータ算出部１６０５は、ステップＳ１７０１で取得した観察視野角に応じた補正パラメータを記憶部１６０６から読み出す。補正パラメータとは、実施形態１で説明したような図４に示すような観察視野角に応じた明度補正パラメータおよび彩度補正パラメータのことである。

ステップＳ１７０４において、色補正部１６０７は、ステップＳ１７０３において取得した補正パラメータに基づいて、ステップＳ１７０２において取得したモニタ色域の補正を行う。具体的には、色補正部１６０７は、補正パラメータに示される彩度補正係数や明度補正テーブルを参照してステップＳ１７０１で取得した観察視野角に対応する明度と彩度を構成するようにモニタ色域を補正する。

図２０は、本実施形態における補正パラメータによる色域変化を説明するための概念図である。図２０を用いて、本実施形態の補正パラメータによる色域変化を説明する。図２０（ａ）は、色の変換前と変換後の明度の関係を示し、図２０（ｂ）は、色の変換前と変換後の彩度の関係を示している。図２０（ｃ）は、明度および彩度の平面（ＬＣ平面）の色域断面図を示している。

図２０（ａ）において、横軸および縦軸は２度視野角（測定視野角）における明度の軸である。実線２００１は、入力明度において２度視野角よりも大きい視野角において観察者１１２が知覚する明度の関係を示している。破線２００２は、２度視野角の明度を示す。同様に、図２０（ｂ）において、横軸および縦軸は２度視野角における彩度の軸である。実線２００３は、入力彩度において２度視野角よりも大きい視野角において観察者１１２が知覚する彩度の関係を示している。破線２００４は、２度視野角の彩度を示す。また、図２０（ｃ）における破線２００５で示す色域は補正前の色域を指し、実線２００６で示す色域は補正後の色域を指している。観察視野角１１３が測定視野角より大きい場合は、彩度および明度がより高くなり、知覚されるデバイスの色の再現特性である色域は拡大される。

ステップＳ１７０５において、階調判定部１６０８は、ステップＳ１７０４において補正した色域に階調の劣化が発生していないかの階調判定を行う。階調判定は、例えば黒から白のグレーラインを参照して処理を行なう。すなわち、図１９に示すＲＧＢ各値を共に０から３２ずつ（最後２２４からは３１）増加した計９ステップの色の各Ｌ値について、以下の（式３）の条件が成立するか否かの判定を行う。
Ｌ（ｉ） ＞ Ｌ（ｉ＋１） ・・・（式３）
ここで、Ｌ（ｉ）はステップｉの色のＬ値を指し、例えばｉ＝０であればＲＧＢ値（０、０、０）に対応するＬ値、ｉ＝１であればＲＧＢ値（３２、３２、３２）に対応するＬ値を指す。式３における条件が成立しない領域は、階調の劣化が発生した領域となる。ここでは、階調の劣化が発生した領域が１つでもあれば階調の劣化が発生していると判定する。階調の劣化が発生していると判定された場合はステップＳ１７０６へ処理を移行し、階調の劣化が発生していないと判定された場合はステップＳ１７０７へと処理を移行する。

ステップＳ１７０６において、階調補正部１６０９は、ステップＳ１７０４において補正した色域の明度補正処理を施し、階調補正を行う。具体的には、階調劣化が発生した領域に所定のバッファを設けた範囲を補正範囲とし、補正範囲の始点と終点をスプライン曲線などによって補間する。以上がモニタ色域についての補正処理である。

次に、プリンタ色域についての補正処理について説明する。ステップＳ１７０７において、視野角取得部１６０１は、操作部２０４を介して入力した情報を基に、プリンタ２０８を観察する場合の観察視野角を取得する。ユーザは、ＵＩ１８００上のプリントサイズ入力ボタン１８０４を押下して表示される選択肢の中からプリンタサイズを指定し、同様に、プリンタ２０８の観察距離入力ボタン１８０５を押下して表示される選択肢の中から観察距離を指定する。視野角取得部１６０１は、ステップＳ１７０１と同様に、指定したプリントサイズをＷ、観察距離をＤとし、式１を用いて観察視野角の角度θｐを算出する。

ステップＳ１７０８において、色域取得部１６０２は、あらかじめ定めた測定視野角におけるプリンタ色域を取得する。具体的には、ユーザはＵＩ１８００上のプリンタ参照ボタン１８０６を押下し、プリンタ色域を保持したデータファイルを指定し、指定のデータファイルからプリンタの色域データを読み込む。ここで、プリンタの色域データとは、ステップＳ１７０２と同様に、２度視野における７２９色（ＲＧＢ９スライス）のＣＩＥ色空間であるＬｃｈを指す。

ステップＳ１７０９において、補正パラメータ算出部１６０５は、ステップＳ１７０３と同様に、ステップＳ１７０７において取得した観察視野角に応じた補正パラメータを記憶部１６０６から読み出す。ステップＳ１７１０において、色補正部１６０７は、ステップＳ１７０４と同様に、ステップＳ１７０９において取得した補正パラメータに基づいて、ステップＳ１７０８において取得したプリンタ色域の補正を行う。

ステップＳ１７１１において、階調判定部１６０８は、ステップＳ１７０５と同様に、ステップＳ１７１０において補正した色域に階調の劣化が発生していないかの階調判定を行う。階調の劣化が起きていると判定された場合はステップＳ１７１２へと処理を移行し、階調の劣化が起きていないと判定された場合はステップＳ１７１３へと処理を移行する。ステップＳ１７１２において、階調補正部１６０９は、ステップＳ１７０６と同様に、ステップＳ１７１０において補正した色域の明度補正処理を施し、階調補正を行う。以上がプリンタ色域の補正処理の説明である。

次に、補正されたモニタ色域とプリンタ色域とに対応する色変換処理について説明する。ステップＳ１７１３において、プロファイル生成部１６１０は、プロファイルを生成する。すなわちプロファイル生成部１６１０は色変換テーブルの生成を行う。このプロファイルの生成は、ステップＳ１７０４またはステップＳ１７０６において補正したモニタ色域、およびステップＳ１７１０またはステップＳ１７１２において補正したプリンタ色域に基づいて行う。

図２１は、本実施形態におけるプロファイルのデータ形式を説明する図である。図２１を用いて、プロファイルについて説明する。本実施形態におけるプロファイルは、図２１に示す様に、モニタ２０６で表示したあるＲＧＢ値（Ｒｍ、Ｇｍ、Ｂｍ）の色の見えを、プリンタで再現するためのＲＧＢ値（Ｒｐ、Ｇｐ、Ｂｐ）の対応表（ＲＧＢ−ＲＧＢＬＵＴ）のことをいう。例えば、補正後のモニタ色域及びプリンタ色域における第１の値をモニタ２０６で表示する際のＲＧＢ値と、プリンタで出力する際のＲＧＢ値とを対応付けることによりプロファイルを生成する。

ステップＳ１７１４において、ユーザは、操作部２０４を介して画像データの出力を指示する。以下、ステップＳ１７１５ないしステップＳ１７１７に記載の処理は、画像データの出力がユーザによって指示された際に自動で実行されるものとする。ステップＳ１７１５において、画像取得部１６０３は、操作部２０４を介して入力した情報を基に、出力する画像データを取得する。

ステップＳ１７１６において、画像補正部１６１１は、ステップＳ１７１３で生成したプロファイルに基づき、ステップＳ１７１５において取得した画像データの色を変換する。ステップＳ１７１７において、ＣＰＵ２０１は、出力機器（プリンタ）２０８を制御し、ステップＳ１７１６において色を変換した出力画像を出力する。このようにしてプリンタで出力される出力画像は、指定した視野角に応じた位置で観察する場合、モニタと同じ色に知覚されるように色域が拡張された色で構成された画像となる。

本実施形態では、図１８に示すプロファイル生成アプリケーションのＵＩ１８００上で、モニタサイズ、プリントサイズ、および観察距離１１１をユーザが指示入力し、これらの情報に基づいて、観察視野角１１３を取得している。ただし、図２２に示す出力設定を行うプリンタドライバのＵＩ２２００の画面上で指示入力してもよい。

図２２は、本実施形態におけるプリンタのプロパティがモニタ２０６上に表示されるＵＩ２２００を説明する図である。ＵＩ２２００には、出力用紙サイズ入力ボタン２２０１、色指定チェックボックス２２０２、面積効果チェックボックス２２０３、モニタ色域指定ボタン２２０４、および、モニタサイズ指定ボタン２２０５が表示されている。具体的な入力方法は、図２２に示す出力設定を行うプリンタドライバのＵＩ２２００上において、まず、出力用紙サイズ入力ボタン２２０１で出力用紙サイズを指定する。次に、色指定チェックボックス２２０２をチェックし、モニタ色域指定ボタン２２０４でモニタ色域を指定する。さらに面積効果を考慮したマッチング処理を行う場合は、面積効果チェックボックス２２０３をチェックし、モニタサイズ指定ボタン２２０５でモニタサイズを指定する。

以上、本実施形態では、観察条件に応じて、実際に知覚される明度、彩度となるように色域形状を補正し、補正した色域を用いてカラーマッチング処理を行うことができる。これにより、大きさに応じた補正を施した色域上でマッチング処理を施すことで、観察対象物が観察される大きさが異なる場合についても知覚される色が一致し、面積効果に起因する色の見えを補正したデバイス間のカラーマッチング処理が実現可能となる。

また、明度および彩度の変化は、色域の拡大あるいは縮小であり、予め色域を補正しなければ、例えば面積効果により拡大される領域内の階調性が再現不可能な色と認識され、階調性が一度失われることがある。本実施形態では、面積効果を考慮することによって生じる階調性の劣化を判定、補正することで、階調性の劣化を抑え、忠実な色再現を行うことができる。

（実施形態４）
実施形態３では、図１８に示すプロファイル生成アプリケーションのＵＩ１８００上で、モニタサイズ、プリントサイズ、観察距離をユーザが指示入力し、これらの情報に基づいて、観察視野角を取得する例を説明した。

実施形態４では、出力機器２０８をプロジェクタ１１４とし、プロジェクタ１１４に内蔵したセンサを用いて当該情報を自動取得する実施形態について説明する。なお、実施形態３に記載の視野角取得処理以外については、実施形態３と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態が実施形態３と異なる点は、出力機器２０８に投影距離が検出可能なセンサを内蔵したプロジェクタを用いる点である。また、図１８のＵＩ１８００に代えて図２３に示すプロジェクタのプロファイル生成を行うアプリケーションＵＩ２３００を用いる点である。

図２３は、出力機器２０８がプロジェクタである場合において、観察視野角に応じた色補正処理を実施するためにユーザに表示するＵＩ２３００を説明する図である。ＵＩ２３００には、図１８のＵＩ１８００と同様に、モニタサイズ入力ボタン１８０１、モニタ２０６の観察距離入力ボタン１８０２、参照ボタン１８０３が表示されている。また、ＵＩ２３００には、プロジェクタにおけるサイズ自動取得ボタン２４０１、観察距離指定ボタン２３０２、ズーム倍率指定ゲージ２３０３が表示されている。ユーザがズーム倍率指定ゲージ２３０３を操作部２０４を介して調節することで、プロジェクタ１１４と連動し、表示倍率の取得、制御が可能である。さらにサイズ自動取得ボタン２４０１を押下することで、内蔵センサからの投影距離の取得や観察視野角の取得を自動で行うことが可能である。なお、観察視野角は、プロジェクタ１１４とスクリーンとの間の投影距離を観察距離として算出している。そのため、観察距離が異なる場合は、実施形態３と同様に観察距離をモニタ２０６の観察距離入力ボタン１８０２において直接入力することができる。

以上、本実施形態では、モニタの視野角とプロジェクタの視野角とに応じて各色域を補正することで、面積効果に起因する色の見えを補正したデバイス間のカラーマッチング処理を行うことが可能となる。

（実施形態５）
実施形態３では、色域を補正することで、面積効果を考慮した忠実なカラーマッチングを実現する方法について説明した。実施形態５では、補正前後のデバイス間の色域に基づいて、色域の補正処理を適用するか否かを切り替えてカラーマッチングを行う方法について説明する。

まず、面積効果による色域補正を適用するか否かを切り替える目的について説明する。実施形態３で説明した様に、面積効果を考慮した色の見えに対応するためには、予め観察視野角に応じた補正処理を施した色域に対応したプロファイル生成を行う必要がある。しかしながら、当該補正処理によって、デバイス間の色域のギャップが大きくなった場合、階調性が失われる領域が増加する。図１５を参照して説明する。実施形態３では補正後のプリンタ色域１５０３は、補正前のプリンタ色域１５０１よりも大きくなっている例を示している。また、モニタ色域１５０４は変化がない例を示している。この図１５の例とは逆に、補正後のプリンタ色域が補正前のプリンタ色域よりも小さくなる場合や、補正後のモニタ色域が大きくなるような場合、図１５（ａ）に示すような補正前の各色域よりもデバイス間の色域のギャップが大きくなる場合がある。すなわち、プリンタ色域が包含するモニタ色域の割合（色域包含率）が小さくなった場合、圧縮される領域（プリンタ色域で包含できないモニタ色域）は大きくなる。この結果、階調性が失われる領域が増加することになる。面積効果を考慮し、忠実なデバイス間マッチングを実現する際には、再現できない領域は圧縮する必要がある。しかし、忠実な再現より階調性を重視する場合は、補正後の色域の包含率に応じて色域補正を行うか否かを切り替えることで、より階調性を維持することができる。

図２４は、本実施形態における画像処理装置の色域補正処理を説明するフローチャートである。図２４を用いて、本実施形態における色域補正処理のフローを説明する。なお、本実施形態における色域補正処理は、実施形態３におけるステップＳ１７１３に記載のプロファイル生成処理が、図２４に示すステップＳ２４０１からないしＳ２４０６に代わるものである。その他の処理については実施形態３と同様であるため、説明を省略する。また、当該処理は演算処理部１６００のプロファイル生成部１６１０で行われる。

ステップＳ２４０１において、プロファイル生成部１６１０は、補正処理を施す前のプリンタ色域およびモニタ色域を取得し、色域包含率Ｐｂを算出する。ここで、色域包含率とは、第１のデバイスの色域が包含する第２のデバイスの色域のことを指す。本実施形態では、色域包含率はプリンタ色域が包含するモニタ色域の体積割合を指す。

ステップＳ２４０２において、プロファイル生成部１６１０は、面積効果に基づく補正処理を施したプリンタ色域およびモニタ色域を取得し、ステップＳ２５０１と同様に、色域包含率Ｐａを算出する。

ステップＳ２４０３において、プロファイル生成部１６１０は、ステップＳ２５０１において算出した色域包含率Ｐｂと、ステップＳ２５０２にて算出した色域包含率Ｐａとの比較を行う。補正前の色域包含率Ｐｂ＞補正後の色域包含率Ｐａとなった場合はステップＳ２５０４へ処理を移行し、そうでない場合はステップＳ２４０５へ処理を移行する。

補正前の色域包含率が補正後の色域包含率よりも大きい場合、補正後の色域を用いると階調性を失われる領域が大きくなってしまう。そこで、ステップＳ２４０４において、プロファイル生成部１６１０は、プロファイル生成を行う色域に、補正処理を施す前のプリンタ色域およびモニタ色域を選択する。一方、ステップＳ２４０５では、プロファイル生成部１６１０は、プロファイル生成を行う色域に、補正処理を施した後のプリンタ色域およびモニタ色域を選択する。

ステップＳ２４０６において、プロファイル生成部１６１０は、ステップＳ２５０４またはステップＳ２４０５において選択した色域を用いてプロファイル生成を行う。以上のステップＳ２４０１からＳ２４０６の処理によって、階調性を優先したデバイス間マッチング処理が行われる。ここで、実施形態３に記載の処理を施して面積効果を考慮した忠実なマッチング処理を行うモードか、本実施形態に記載の包含率に応じて階調性を優先したマッチング処理を行うモードかは、図２５のＵＩにおいてユーザが指定することができる。すなわち、ユーザによってどのモードにすべきかを選択可能に構成することができる。

図２５は、本実施形態における、プリンタによって出力画像を出力する場合において、モニタ２０６上に表示されるＵＩ２５００を説明する図である。図２５のＵＩ２５００は、マッチング処理の選択チェックボックス２５０１を表示する点で、図１８のＵＩ１８００と相違する。具体的な指定方法は、図２５に示すＵＩ２５００を用いて、マッチング処理の選択チェックボックス２５０１でユーザがマッチング処理を指示選択することで、処理の選択を実現することができる。

以上、本実施形態では、色域の補正を行った結果、デバイス間の色域のギャップが大きくなった場合、補正処理を適用しないように制御することができる。本実施形態によれば、階調性の保持を優先し、色域補正処理の適用的な切り替えが可能なカラーマッチング処理が可能になる。また、このような制御をするかしないかを切替える可能にすることにより目的に応じた色域補正を適用的に行なうことができる。

（実施形態６）
実施形態１から５においては、視野角に応じた色補正を行なう例を説明した。そして、視野角は、観察対象物のサイズと観察距離とに応じて求まるものとして説明した。しかしながら、人間の知覚する色は同じような色がまとまった領域のサイズのみならず、形状によっても変化する。そこで、実施形態６では観察対象物の形状を考慮して色補正を行なう例について説明する。

実施形態６に記載の処理は、図２６に示す画像処理装置２６０１上のコンピュータプログラムによって実行される。本実施形態では、最終的にはプロジェクタ２６０３によってスクリーン２６０４上に投影するデジタルシネマ等のコンテンツの色の見えをモニタ２６０２上でシミュレーションしながら編集することを想定している。これは大画面で投影する環境が手元にないといった場合や、大画面上では編集を行いにくいといった理由による。このときに、測色値が等しくなるようにモニタ２６０２とプロジェクタ２６０３をキャリブレーションしてしまうと、これらの色の実際の見えは面積効果により異なってしまうため、最終的にプロジェクタ２６０３によって投影した際に所望の色にならない。そのため、面積効果を考慮して色補正を行った画像をモニタに表示する事で、プロジェクタ２６０３の色の見えをモニタ２６０２でシミュレートすることができる。つまり、本実施形態では、ターゲット出力装置となるプロジェクタ２６０３での画像の見えをと同じ見えとなるように補正した画像を出力装置であるモニタ２６０２で表示する例を説明する。尚、図２６では画像処理装置２６０１とプロジェクタ２６０３は接続されているが、これらが接続されている必要はなく、同一の場所にある必要もない。

本実施形態における画像処理装置のハードウェア構成について、図２７によって示されるブロック図を参照しながら説明する。画像処理装置２６０１は、ＣＰＵ２７０１、ＲＯＭ２７０２、ＲＡＭ２７０３、ＨＤＤ２７０４、汎用インターフェース（Ｉ／Ｆ）２７０５を含む。ＣＰＵ２７０１はＲＯＭ２７０２が記憶している制御プログラム、オペレーティングシステム、アプリケーションプログラム、デバイスドライバ等に従って、ＲＡＭ２７０３、ＨＤＤ２７０４、汎用Ｉ／Ｆ２７０５を介して、接続された外部装置の制御を行う。ＲＡＭ２７０３は各種制御プログラムの作業領域及び一時退避領域である。モニタ２６０２は、表示する画像の色を画像処理装置２６０１によって制御する事が可能な表示装置である。

図２８は、実施形態６に係る色補正処理を行なうモジュールのブロック構成を示す図である。画像処理装置は、観察状況取得部２８０１と、領域情報取得部２８０２と、補正量算出部２８０３と、補正部２８０４と、出力部２８０５とを有する。

＜画像処理装置２６０１における動作＞
本実施形態における画像処理装置２６０１にて実行される処理の詳細を、図２８に示すブロック図と図２９に示すフローチャートとを参照して説明する。尚、画像処理装置２６０１にはモニタ２６０２に表示する画像の色を制御するためのプログラムがインストールされており、以降の動作はこのプログラムが制御しているものとする。

ステップＳ２９０１で観察状況取得部２８０１は、スクリーン２６０４を観察する際の観察状況とモニタ２６０２を観察する際の観察状況とを示す観察情報を取得する。ここでは、観察状況取得部２８０１は、スクリーン２６０４のサイズ（短辺の長さ及び縦横比）及び視距離とモニタ２６０２の視距離とをユーザに入力させる。これには、例えば図３０のようなユーザインターフェースを用いる。ここでスクリーン２６０４のサイズは縦横の辺の長さが特定できるものであれば、縦横比と対角線の長さ等の他の形式であってもよい。また、画像処理装置２６０１とプロジェクタ２６０３が接続されている場合は、視距離以外の情報はユーザに入力させずに自動的に取得してもよい。

ステップＳ２９０２で領域情報取得部２８０２は、出力対象の画像データから画像中の各オブジェクトの領域情報を取得する。この領域情報は、画像中の各ピクセルがどのオブジェクトに含まれるかを判別するためのラベル付けがされている形式であってもよいし、画像自体が各オブジェクトの図形の種類・大きさ・座標等のデータによって表現されている形式であってもよい。なお、本実施形態における画像データにおいては、画像中の各オブジェクトの領域情報が含まれているものとする。

ステップＳ２９０３で補正量算出部２８０３は、ステップＳ２９０２で取得した領域情報を用いて、各オブジェクトの色補正量を算出する。尚、この処理の詳細については後述する。

ステップＳ２９０４で補正部２８０４は、ステップＳ２９０３で求めた補正量を用いて、各オブジェクトの色の補正を行う。本実施形態では、補正量を表す補正係数は三刺激値ＸＹＺに対して適用する値であり、Ｘ値、Ｙ値、Ｚ値の補正係数をそれぞれ

と表す。まずモニタ２６０２上のデバイスＲＧＢ値を三刺激値ＸＹＺへと変換する。この変換は、モニタのガンマを表すγと３×３の変換マトリクスＭとを用いて、次式のように行われる。

尚、モニタの色空間がｓＲＧＢである場合には、γ及びＭは以下の値を用いる。

その他の色空間の場合は、γ及びＭはデバイスＲＧＢ値と三刺激値ＸＹＺとの関係が適切に表せる値を用いればよい。これは、例えば実際に複数のデバイスＲＧＢ値で表示される色を測色して求めることができる。上式のようにして求めたＸ，Ｙ，Ｚを用いて、オブジェクトの形状を考慮した面積効果を補正した後の三刺激値Ｘ’，Ｙ’，Ｚ’は次式のように算出される。

上式によって補正後の三刺激値が求まるため、これを用いて補正後の画像データを作成する。すなわち、補正後の三刺激値をデバイスＲＧＢ値に変換することでモニタ２６０２に出力する画像データを生成する。尚、本実施形態では、元の三刺激値に掛け算をする形で補正を行っているが、この形式に限る必要はない。補正後のデバイスＲＧＢ値は、式１及び式２で用いた変換マトリクスとガンマを用いて、次式のように変換できる。

ステップＳ２９０５で出力部２８０５は、ステップＳ２９０４で作成した画像データをモニタ２６０２上に表示する。尚、静止画の場合はこのステップで処理が終了するが、動画の場合には１フレームごとにステップＳ２９０２からステップＳ２９０５までを繰り返す。

＜補正量算出の方法＞
ステップＳ２９０３の補正量算出の方法の詳細について、図３１のフローチャートを用いて述べる。ステップＳ３１０１で補正量算出部２８０３は、モニタ２６０２に表示する画像上の各オブジェクトを、長方形・楕円等の基本形状で近似し、その中で最適な近似を決定する。図３２（ａ）は、モニタ２６０２に表示する画像を示しており、オブジェクト３２０１、オブジェクト３２０２、オブジェクト３２０３、オブジェクト３２０４の４つのオブジェクトから構成されている例を示している。図３２（ａ）の上部の長方形のオブジェクト３２０１を楕円で近似した場合、図３２（ｂ）のような点線で表される楕円で近似される結果となる。各基本形状での近似の処理の詳細は、後述する。なお、ステップＳ３１０１の近似処理によって、各オブジェクトに近似する基本形状の種類i（例えば、長方形、楕円等）と、その基本形状の面積Sとが決定される。すなわち、ステップＳ３１０１の近似処理は、オブジェクトの形状情報を取得するオブジェクト形状情報取得処理といえる。

ステップＳ３１０２で補正量算出部２８０３は、色補正テーブルから補正量を算出する。すなわち、ステップＳ２９０１で取得したスクリーン２６０４のサイズ及び視距離と、モニタ２６０２の視距離と、ステップＳ３１０１で求めた基本形状の種類ｉ及び基本形状の面積Ｓとを用いて、色補正テーブルから補正量を算出する。本実施形態の処理を行うプログラムには、図３３のような視野角と、基本形状の種類iと、基本形状の縦横比とに応じた補正係数を格納したテーブルが組み込まれている。ここで、モニタ２６０２におけるオブジェクトの視野角φは、図３４のように、基本形状の面積と同面積の正方形の一辺の長さ所定の観察距離で見た場合の角度を表すものである。視野角φは、モニタ２６０２におけるオブジェクトの面積Ｓ及び観察者とモニタ２６０２との間の視距離lから以下のように算出できる。

スクリーン２６０４上のオブジェクトの視野角φ’についても、モニタ２６０２とスクリーン２６０４の短辺の長さを用いて、スクリーン２６０４上のオブジェクトの面積を求めることで同様に算出できる。すなわち、モニタ２６０２の短辺とスクリーン２６０４の短辺との比により、モニタ２６０２上における画像中のオブジェクトと同じオブジェクトのスクリーン２６０４上における面積を求めることができる。そして、求めたオブジェクトの面積及びスクリーン２６０４と観察者との間の視距離を式８に適用してスクリーン２６０４上のオブジェクトの視野角を求めることができる。なお、モニタ２６０２の短辺の長さは既知であるものとする。

なお、図３３のテーブルに格納されている補正係数は２度視野の正方形からの補正係数である。つまり、図３３の一番上の行は、２度視野の正方形を３度視野の長方形（縦横比が１：１なので正方形）に補正する場合の各補正係数をそれぞれ示すものである。そのため、モニタ２６０２上の画像の見えをスクリーン２６０４上の画像の見えに合うように補正係数を算出するためには次の補正係数が必要となる。すなわち、２度視野の正方形からモニタ２６０２上のオブジェクトへの補正係数と、２度視野からスクリーン２６０４上のオブジェクトへの補正係数との両方が必要となる。そのため、モニタ２６０２上での視野角φとスクリーン２６０４上での視野角φ’に対応する補正係数をそれぞれテーブルから取得する。三刺激値Ｘ、Ｙ、Ｚの視野角φに対応する補正係数をそれぞれ

視野角φ’に対応する補正係数をそれぞれ

とすると、モニタ２６０２とスクリーン２６０４との間の

は次式のように算出される。

尚、対応する補正量がテーブルに格納されていない場合は、例えば最も縦横比の近い値を用いる。例えば、面積が３ｃｍ^２で縦横比が１：３の長方形の補正係数を求める場合、図３３のテーブルに含まれている１：４の補正係数を用いることができる。また、縦横比が１：１のものと１：４のものとを用いて補間を行う等してもよい。例えば、縦横比が１：３．７であり、Ｙに関する補正係数が図３３のテーブルのように縦横比１：１の補正係数が１．０、縦横比１：４の補正係数が０．９７である場合、次式のようにして求める。

尚、本実施形態では補正量は係数の形としてテーブルに保持されていたが、この形式に限る必要はない。

＜基本形状での近似の方法＞
次に、ステップＳ３１０１における基本形状での近似の方法について、図３５のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３５０１で補正量算出部２８０３は、基本形状の縦横比を設定する。例えば、１：１、１：４、１：９の縦横比について、基本形状で近似を行う場合、初めてこのステップに到達した際には１：１の縦横比を設定する。２回目以降にこのステップに到達した際には、現在の縦横比を確認し、１：１であれば１：４に、１：４であれば１：９に縦横比を切り替える。本実施形態では、例として上記の縦横比で近似を行う例を示したが、上記の縦横比に限る必要はない。

ステップＳ３１０２で補正量算出部２８０３は、基本形状の種類を長方形に設定する。例えば、長方形、楕円、三角形で近似を行う場合には、初めてこのステップに到達した際には長方形に設定する。２回目以降にこのステップに到達した際には、現在の基本形状を確認し、長方形であれば楕円、楕円であれば三角形に基本形状を切り替える。本実施形態では、例として上記の基本形状で近似を行う例を示したが、上記の基本形状に限る必要はない。

ステップＳ３５０３で補正量算出部２８０３は、ステップＳ２９０３１１及びＳ２９０３１２で設定された縦横比及び基本形状において評価関数の値が最小となるように、基本形状のサイズ及び角度を最適化する。尚、基本形状の位置は、オブジェクトの重心と基本形状の重心が一致する位置とする。この処理は、例えばオブジェクトの存在する領域の画素値を１、その他の画素値を０とした画像Ｉ_１と、基本形状の存在する領域の画素値を１、その他の画素値を０とした画像Ｉ_２との画素値の差の二乗和を評価関数として、それを最小化する事により行う。画像Ｉ_１の座標（ｘ，ｙ）における画素値をＩ_１（ｘ，ｙ）、基本形状の種類をｉ、基本形状の面積をＳ、基本形状の回転角度をθとしたときの基本形状に対応する画像Ｉ_２の座標（ｘ，ｙ）における画素値をＩ_２（ｘ，ｙ，ｉ，Ｓ，θ）とする。すると、評価関数Ｅは次式で表せる。

ここで、ｗ及びｈは画像の横及び縦の画素数である。上式のＥはＳ及びθによって偏微分可能であるため、最急降下法等の最適化手法によって、Ｅが最小となるＳ及びθを求めることが可能である。尚、基本形状は上記の形状に限る必要はない。また、基本形状での近似方法も上記に限る必要はない。

ステップＳ３５０４で補正量算出部２８０３は、現在設定されている縦横比について、すべての基本形状で基本形状のサイズ及び角度の最適化が完了したかどうかを判定する。最適化が完了している場合は、ステップＳ３５０５に進む。完了していない場合はステップＳ３５０２へ進む。

ステップＳ３５０５で補正量算出部２８０３は、すべての縦横比について基本形状のサイズ及び角度の最適化が完了したかどうかを判定する。最適化が完了している場合は、今までに求めたｉ，Ｓ，θの中で最もＥが小さくなるＩ，Ｓ，θを記録し、図３５に示す処理を終了しステップＳ３１０２へ進む。そうでない場合はステップＳ３５０１へ進む。この評価関数Ｅが最小となるときの基本形状の種類ｉ及び面積Ｓが、近似対象のオブジェクトの形状を示す情報となる。

以上、実施形態６では、画像中の各オブジェクトの領域情報からオブジェクトの形状を推定し、プロジェクタで大画面投影した際の色の見えをモニタ上でシミュレートする例について説明した。本実施形態によれば、モニタ上で大画面投影した際の色の見えをシミュレートできるため、最終的にプロジェクタによって投影した際に、所望の色の見えを実現できる効果を有する。

（実施形態７）
実施形態６では、ＣＧ等のような各オブジェクトの領域情報が含まれている画像が入力されることを前提とした処理について説明した。本実施形態においては、ＣＧ等に限らず一般のビットマップ画像のようなオブジェクトの領域情報を含まない画像データが入力された場合であっても、面積効果による色の見えの変化を補正する方法について説明する。尚、実施形態６と同様にスクリーンに大画面投影した際の色の見えをモニタ上でシミュレートするものとする。本実施形態におけるハードウェア構成は、実施形態６の場合と同様であるため省略する。

本実施形態における画像処理装置２６０１にて実行される処理の詳細を、図３６のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３６０１で観察状況取得部２８０１は、実施形態６におけるステップＳ２９０１と同様に、ターゲットとなるスクリーンのサイズ及びモニタとスクリーンとを観察する視距離をユーザに入力させることで観察状況を示す情報を取得する。

ステップＳ３６０２で領域情報取得部２８０２は、出力対象の画像データにオブジェクトの領域情報が含まれているかどうかを判定する。ＣＧ等の画像データのように、オブジェクトの領域情報が含まれている場合は、ステップＳ３６０４に進む。ビットマップ画像データのように、領域情報が含まれていない画像データの場合は、ステップＳ３６０３に進む。

ステップＳ３６０３で領域情報取得部２８０２は、画像データにおける画素値の情報を用いて、領域分割を行い、その画像データにおける領域情報を取得する。画像の領域分割には、ｋ−ｍｅａｎｓ法やグラフカット等を用いる。この処理の詳細は後述する。

ステップＳ３６０４からステップＳ３６０７の各処理は、実施形態６におけるステップＳ２９０２からステップＳ２９０５の各処理と同様であるので、ここでの説明は省略する。

＜領域分割の方法＞
図３６のフローチャートにおけるステップＳ３６０３の処理の詳細を、図３７のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ３７０１で領域情報取得部２８０２は、画像データのＲＧＢ値をＬａｂ色空間上のＬａｂ値へ変換する。この変換は、まずＲＧＢ値を三刺激値ＸＹＺへ変換し、その後、Ｌａｂ値へと変換する。ＲＧＢからＸＹＺへの変換は、実施形態６のステップＳ２９０４で述べた方法と同様である。三刺激値ＸＹＺからＬａｂ値への変換は次式のように行う。

ここで、Ｘ_ｎ，Ｙ_ｎ，Ｚ_ｎはモニタ２６０３上でＲ＝２５５，Ｇ＝２５５，Ｂ＝２５５として表示される色の三刺激値である。尚、本実施形態ではＬａｂ色空間上でｋ−ｍｅａｎｓ法によって領域分割する方法について述べるが、Ｌｕｖ等の他の色空間であってもよい。

ステップＳ３７０２で領域情報取得部２８０２は、全画素にランダムにラベル付けを行う。画像をｋ個のオブジェクトに分割したい場合、画素数の数だけ乱数を発生させ、その乱数をｋで割った余りの０からｋ−１までの値をラベルとして各画素に割り当てる。尚、ｋの値はユーザが決めてもよいし、画像から自動的に決めてもよい。

ステップＳ３７０３で領域情報取得部２８０２は、全画素をＬａｂ値と座標ｘｙの５次元空間にマッピングする。このとき、Ｌａｂ値と座標ｘｙの大きさを揃えるための正規化を行う。画像の高さをｈ、幅をｗであるとき、例えば次式のように５次元空間の点ｐにマッピングする。

ここで、ｃは色と座標をどの程度重視するかを決定するパラメータである。
ステップＳ３７０４で領域情報取得部２８０２は、各ラベルの５次元空間での重心を求める。ラベルｊ（０≦ｊ≦ｋ−１）の点の集合をＰ_ｊ、集合Ｐ_ｊの要素数をｎ_ｋとすると、重心ｇ（ｊ）は次式のように求まる。

ステップＳ３７０５で領域情報取得部２８０２は、ステップＳ３７０４で求めた各ラベルにおける重心との距離に基づき、全画素のラベルを更新する。全画素について、次式により各ラベルの重心とのユークリッド距離の２乗ｌ_ｊ ^２を求める。

各ラベルの重心とのユークリッド距離の２乗ｌ_ｊ ^２を求めた後、その中で最小の値をとるｊを新たなラベルとしてその画素に割り当てる。

ステップＳ３７０６で領域情報取得部２８０２はラベルの変化した画素の個数を調べ、その個数が閾値よりも大きいならば、ステップＳ３７０４へ戻り、処理を繰り返す。ラベルの変化した画素の個数が閾値以下であるか、所定の回数処理が繰り返されている場合は図３７の処理を終了し、ステップＳ３６０３へ進む。

本実施形態では、ｋ−ｍｅａｎｓ法によって領域分割をする方法について述べたが、グラフカット等その他の方法によって領域分割を行ってもよい。

以上、実施形態７では、画像中に各オブジェクトの領域情報が含まれていない場合に、領域分割の処理を行うことにより、プロジェクタで大画面投影した際の色の見えをモニタ上でシミュレートする例について説明した。本実施形態によれば、ビットマップ画像においても、モニタ上で大画面投影した際の色の見えをシミュレートできるため、最終的にプロジェクタによって投影した際に、所望の色の見えを実現できる効果を有する。

（その他の実施形態）
実施形態６及び７では、モニタ上でプロジェクタによって大画面投影した画像の色の見えをシミュレーションする例について説明したが、面積効果による色の見えの変化を補正する際には、これらの機器の組み合わせに限る必要はない。例えば、Ａ０サイズで印刷したいポスターの色の見えをＬ版プリントでシミュレートする事等も考えられる。この場合であっても、前記実施形態と同様に、プリンタドライバ等の画像処理装置上で動作するコンピュータプログラムによって色の補正を行う。ただし、プリンタはモニタと異なり、変換マトリクスとガンマによってデバイスのＲＧＢ値から三刺激値ＸＹＺへ変換する事が出来ないため、それらの代わりにルックアップテーブルを用いて四面体補間等の方法により変換を行う必要がある。その他の処理は、実施形態６及び７と同様である。

また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。

また、本実施形態の機能を実現するためのプログラムコードを、１つのコンピュータ（ＣＰＵ、ＭＰＵ）で実行する場合であってもよいし、複数のコンピュータが協働することによって実行する場合であってもよい。さらに、プログラムコードをコンピュータが実行する場合であってもよいし、プログラムコードの機能を実現するための回路等のハードウェアを設けてもよい。またはプログラムコードの一部をハードウェアで実現し、残りの部分をコンピュータが実行する場合であってもよい。

Claims (22)

1. 観察対象物の視野角の違いに応じて前記観察対象物の色を調整する画像処理装置であって、
   第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを取得する取得手段と、
   前記取得手段で取得した第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを用いて観察対象物の色を補正する色補正手段を備え、
   前記色補正手段は、視野角に応じた補正パラメータを用いて前記補正を行い、
   前記第１の観察対象物を規定の手法で測色して得た測色値を、
   前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータと前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第１の色補正パラメータと、
   前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第２の色補正パラメータと、
   前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータとから得られる第３の色補正パラメータと
   を用いて変換することを特徴とする画像処理装置。
2. 前記第１の色補正パラメータは、前記測色値を前記第１の観察対象物の視野角において観察した場合に知覚される色の色度値に変換するパラメータであり、
   前記第２の色補正パラメータは、前記第１の色補正パラメータによって変換された色度値を、該色度値と同じ色として前記第２の観察対象物の視野角において知覚される色の色度値に変換するパラメータであり、
   前記第３の色補正パラメータは、前記第２の色補正パラメータによって変換された色度値を前記規定の手法に対応する視野角において出力する際に用いられる色度値に変換するパラメータであることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記色補正手段で変換された前記測色値を出力装置に対応した画素値に変換して出力する出力手段をさらに有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像処理装置。
4. 前記出力手段は、前記第３の色補正パラメータを用いて変換された色度値を前記出力装置に対応した画素値に変換して出力することを特徴とする請求項３に記載の画像処理装置。
5. 前記第１の観察対象物の視野角と前記第２の観察対象物の視野角とが等しい場合、前記出力手段は、前記規定の手法で測色して得た測色値を前記出力装置に対応した画素値に変換して出力する請求項３に記載の画像処理装置。
6. 前記第１の観察対象物は、被写体を撮像して得られた撮像画像であることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
7. 前記第１の観察対象物を規定の手法で測色して得た測色値は、前記撮像画像から得られることを特徴とする請求項６に記載の画像処理装置。
8. 前記取得手段は、前記撮像画像における前記被写体のサイズと前記撮像画像の撮像距離とに基づいて前記第１の観察対象物の視野角を算出することを特徴とする請求項６または７に記載の画像処理装置。
9. 前記測色値は、被写体を前記規定の手法で測色器を用いて測色することで得られることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の画像処理装置。
10. 前記第２の観察対象物は、前記第１の観察対象物と同じ被写体を表すことを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の画像処理装置。
11. 前記第２の観察対象物は、前記第１の観察対象物と異なるサイズの画像であることを特徴とする請求項１０に記載の画像処理装置。
12. 前記取得手段は、出力画像における被写体の領域を示すサイズと前記出力画像を観察する観察距離とに基づいて前記第２の観察対象物の視野角を算出することを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の画像処理装置。
13. 前記出力画像は、プロジェクタの投影画像であり、前記観察距離は前記プロジェクタの投影距離に基づくことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
14. 前記出力画像は、印刷された印刷画像であり、前記観察距離はユーザからの指示に基づくことを特徴とする請求項１２に記載の画像処理装置。
15. 前記色補正手段は、前記第１の観察対象物を出力する第１のデバイスの色再現特性または前記第２の観察対象物を出力する第２のデバイスの色再現特性の少なくとも一方をそれぞれの観察対象物の視野角に応じて補正することを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
16. 前記色補正手段で補正された色再現特性において階調の劣化が生じるかを判定する判定手段と、
    前記階調の劣化が生じると判定された色再現特性の明度を補正する明度補正手段と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５に記載の画像処理装置。
17. 前記色補正手段で補正された色再現特性に基づいて前記第１のデバイスで再現される色を前記第２のデバイスで再現される色に変換する変換テーブルを生成する生成手段と、
    前記生成された変換テーブルを用いて画像データを出力する出力手段と
    をさらに有することを特徴とする請求項１５または１６に記載の画像処理装置。
18. 前記色補正手段で補正された第１のデバイスの色再現特性と前記第２のデバイスの色再現特性との間の差が、補正前の第１のデバイスの色再現特性と第２のデバイスの色再現特性との差よりも大きいかを判定する第２の判定手段をさらに有し、
    前記差が大きくない場合、前記生成手段は、前記変換テーブルを生成することを特徴とする請求項１７に記載の画像処理装置。
19. 前記第２の判定手段で前記差が大きいと判定された場合、前記生成手段は、補正前の色再現特性に基づいて前記第１のデバイスで再現される色を前記第２のデバイスで再現される色に変換する変換テーブルを生成することを特徴とする請求項１８に記載の画像処理装置。
20. 階調の差を小さくすることを優先するモードと、階調の差を小さくすることを優先しないモードとを選択可能な選択手段をさらに有し、
    前記階調の差を小さくすることを優先するモードが選択された場合、前記第２の判定手段の判定が行われることを特徴とする請求項１８または１９に記載の画像処理装置。
21. 観察対象物の視野角の違いに応じて前記観察対象物の色を調整する画像処理方法であって、
    第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを取得する取得ステップと、
    前記取得ステップで取得した第１の観察対象物の視野角と第２の観察対象物の視野角とを用いて観察対象物の色を補正する色補正ステップと
    を有し、
    前記色補正ステップでは、視野角に応じた補正パラメータを用いて前記補正を行い、
    前記第１の観察対象物を規定の手法で測色して得た測色値を、
    前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータと前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第１の色補正パラメータと、
    前記第１の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータとから得られる第２の色補正パラメータと、
    前記第２の観察対象物の視野角に対応する補正パラメータと前記規定の手法に対応する視野角に対応する補正パラメータとから得られる第３の色補正パラメータと
    を用いて変換することを特徴とする画像処理方法。
22. コンピュータを請求項１から２０のいずれか一項に記載の画像処理装置として機能させるためのプログラム。

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