JPH0248945B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 色数の多い入力画像から色数の少ない出力画像
を得る階調変換装置であり、出力画像中の色を、
入力画像中の画素数の多い色から順次決定してい
く際、先に決定されている色と類似しない色を選
択する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、カラー画像の処理システムにおける
色階調変換装置に関するものであり、特に自然色
表現のような精細な階調のカラー画像を、ビデオ
テツクスやパソコン等に出力するための粗い階調
のカラー画像に変換するための色の階調変換装置
に関する。

〔従来の技術〕

現在のビデオテツクスで表示できるカラー画像
の色数は16色程度であり、またパソコンでは８色
程度に制限されているものが少なくない。

このため、一般にカラー用TVカメラ等を用い
て入力されたカラー画像をこれらの機器で表示さ
せるには、入力されたカラー画像を16色あるいは
８色の色数に減少させなければならない。

第４図は、このような階調変換の１方法につい
て概念的に示したものである。図ａは入力画像の
色相空間、図ｂは出力画像の色相空間を表してい
る。なお図示の例は、Ｒ，Ｇ，Ｂの三次元色表示
方式の場合について示してある。

図ａの色相空間において、A₁，A₂，……Al，
B₁，B₂，……B_n，C₁，C₂，……C_o，……、は、
それぞれ入力画像中に使用されている個々の色を
表しており、Ａ，Ｂ，Ｃの各グループ内の複数の
色は、図ｂにおいて、α，β，γ，……で示され
る単一の色に変換される。

すなわち、グループＡに含まれるA₁，A₂，…
…，Alで表されるｌ個の色は、αで表される１
個の色に縮退され、同様にグループＢのB₁，B₂，
……，B_nからなるｍ個の色は、１個の色βに縮
退され、グループＣのC₁，C₂，……，C_oからな
るｎ個の色は、１個の色γに縮退される。

従来このような変換を行う場合、入力された色
の下位ビツトを切り捨てる固定的な変換方法と、
入力画像中の各色について画素数を調べ、画素数
の多い方から所定数だけ順次選択し、それぞれの
色を出力画像の色として採用し、入力画像中の色
をこれらの色のうち最も類似した色に変換する動
的な変換方法とが用いられていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来のカラー画像の色の階調数を減少させる変
換では、下位ビツトを切り捨てる方法をとると、
入力画像と出力画像の間で色の対応関係が悪くな
り、また入力画像中で画素数の多い色から採用す
る方法をとると、たとえば空と海のように、画素
中で大きな面積を占め（すなわち画素数が多く）
かつ色の濃淡が僅かに違うだけのようなもので
は、似たような色が多く選択され、その分その他
の色の数が少なくなるため、全体として入力画像
とは異なる印象を与える出力画像となる傾向があ
つた。また色の類似度を判定するためには、色相
空間内で２つの色ベクトルの差を計算なければな
らず、かなりの処理量となるという問題があつ
た。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、色の階調数を減じながら入力画像に
近い色調の出力画像が高速に得られる簡易な手段
を提供するものである。

そのため本発明では、出力画像中で使用する色
の種類を決定するとき、入力画像中での色別画素
数が多い色の順に出力する色を選択するが、その
際次に選択する色は、既に選択されている色の類
似しない色の中から選択し、複数の近い色が選択
されることがないようにしている。

第１図は、本発明による装置の原理的構成を示
したものである。

図において、１は入力画像データ記憶部、２は
色別画素数計数部、３は色別画素数データ記憶
部、４は色選択部、５は類似色禁止部、６は出力
色データ記憶部、７は色変換部、８は出力画像デ
ータ記憶部を示す。

入力画像データ記憶部１には、高色階調数の入
力画像データが記憶される。

色別画素数計数部２は、入力画像データ記憶部
１に記憶されている入力画像について、色別に画
素数を計数し、色別画素数データ記憶部３に記憶
する。

色選択部４は、色別画素数データ記憶部３に記
憶されている色別画素数を大きい方から順次調
べ、その色が選択可能であれば出力色データ記憶
部６に記憶する。なお出力色数は、最大ｎ個とす
る。

類似色禁止部５は、色選択部４が順次選択した
色の近傍に、選択を禁止する類似色禁止範囲を設
定し、以後その範囲から色が選択されないように
する。類似色禁止範囲は、色別画素数データ記憶
部３に通知することにより設定される。

したがつて、色選択部４は、次に選択すべき色
別画素数の色が、類似色禁止部５によつて設定さ
れた類似色に包含される場合、その色を選択せず
に次の順位の色別画素数の色を選択する。

出力色データ記憶部６は、色選択部４により選
択された所定の出力色数（最大ｎ個）の色を記憶
する。

色変換部７は、出力色データ記憶部６に記憶さ
れている出力色に基づいて、入力画像データ記憶
部１に記憶されている入力画像の色を変換する。

変換方法は、入力画像中の個々の色ごとに各出
力色との間の距離を計算し、最短距離の出力色を
選択して入力画像の色に置き換えるものである。
ここで、色間の距離（類似度）は、色を構成する
要素ごとの差に基づいて判定する方法がとられ
る。

出力画像データ記憶部８は、このようにして変
換された結果の出力画像を記憶する。

〔作用〕

第２図は、第１図における色別画素数データ記
憶部３に記憶されている色別画素数データの一例
を示したものであり、入力画像の色出現頻度を一
次元色スペクトル上で示したものである。すなわ
ち横軸は色の階調（色相）、縦軸は、色別画素数
を表している。また，，は、その中の上位
３つの色別画素数を示し、H₁，H₂，H₃は対応す
る色を示す。

色選択部４は、まず最大色別画素数の色H₁
を選択し、出力色データ記憶部６に格納する。こ
のとき類似色禁止部５は、選択された出力色H₁
の周囲に、斜線領域で示される類似色禁止範囲を
設定する。

このため色選択部４は、次に大きい色別画素数
の色H₂を選択することができず、３番目に大
きい色別画素数の色H₃を選択し、出力色デー
タ記憶部６に格納する。

このようにして、一定数の出力色H₁，H₃，…
…が決定されると、色変換部７は、入力画像デー
タ記憶部１の入力画像に含まれる多数の色をそれ
ぞれ、一定数の出力色H₁，H₃，……のいずれか
最も近いものに変換する。たとえば入力画像中の
色H₁およびH₂の画素は、同じ色H₁に変換され
る。

〔実施例〕

第３図は、本発明の１実施例装置の構成図であ
る。

図において、３１は画像入力装置、３２は色階
調変換装置、３３は入力バツフア、３４は前処理
部、３５は入力画像データメモリ、３６は色別画
素数計数部、３７は色別画素数データメモリ、３
８は色選択部、３９は出力色データメモリ、４０
は類似色禁止部、４１は色変換部、４２は出力画
像データメモリ、４３は画像出力部を表してい
る。

画像入力装置３１は、カラーTVカメラあるい
はカラースキヤナであり、カラー原稿その他の任
意イメージを、たとえばＲ，Ｇ，Ｂ各8bitのカラ
ー画像データに変換して出力する。

色階調変換装置３２は、本発明により構成され
た装置であり、画像入力装置３１から出力された
24bitの精細階調のカラー画像データを、たとえ
ば８色の粗い階調のカラー画像データに変換して
出力する。

色階調変換装置３２において、入力されたカラ
ー画像データは、入力バツフア３３に一旦格納さ
れる。

前処理部３４は、階調変換処理量を減らすた
め、入力データのＲ，Ｇ，Ｂ各8bit中下位4bitを
それぞれ切り捨て、12bit（4096色）のカラー画像
データに圧縮変換して、入力画像データメモリ３
５に格納する。

色別画素数計数部３６は、入力画像データメモ
リ３５のカラー画像データを画素ごとに読み出
し、各カラー階調（4096色）ごとの画素数を計数
し、色別画素数データメモリ３７に格納する。

色選択部３８は、色別画素数データメモリ３７
に格納されている色別画素数のうち最大のものを
検出し、その色を出力色データメモリ３９に格納
する。

次に類似色禁止部４０は、色選択部３８が検出
した最大色別画素数の色の類似色範囲、たとえば
Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれについて３以内の範囲を求
め、その範囲に含まれる色の色別画素数データ
を、色別画素数データメモリ３７から削除する。

この後、色選択部３８は、再び色別画素数デー
タメモリ３７に格納されている色別画素数、すな
わち類似色範囲内のデータを削除した残りのデー
タについて、最大色別画素数を検出し、その色を
出力色データメモリ３９に格納する。そして類似
色禁止部４０も、再びその色について同様に類似
色範囲を求め、そのデータを色別画素数データメ
モリ３７から削除する。

このようにして、出力色データメモリ３９に予
め定められた出力色数、この場合は８色の色が格
納されるまで、ループ処理が行われる。

色選択部３８が色別画素数データメモリ３７か
ら出力色を１つ選択するごとに、その色およびそ
の近傍に設定される類似色範囲内の色別画素数デ
ータがメモリから削除されるため、次に選択され
る出力色は、既に選択されている出力色のいずれ
とも決して類似しないものとなる。

色変換部４１は、入力画像データメモリ３５に
格納されている入力画像データの各画素の色を出
力色データメモリ３９に格納されている所定数の
出力色中最も近い色で置き換える変換を行う。な
お、色と色との間の類似度は、本来Ｒ，Ｇ，Ｂの
三次元空間における２つのベクトルの差として表
され、複雑な計算が必要となるが、本実施例で
は、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれの差量を見ることによ
り、簡単に判定している。

色変換部４１が変換した結果の画像データは、
出力画像データメモリ４２に格納され、さらに必
要に応じて画像出力部４３から、フロツピイデイ
スク等に出力される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、出力する画像で使用可能な色
数が制限されている場合、類似した色を多数採用
することなく、全体として原画に近い色調の画像
を得ることができ、また使用可能な色を決定する
際に、色の距離計算を行う必要がなく、簡単迅速
に処理することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理的構成を示す図、第２図
は色別画素数データの例を示す図、第３図は本発
明の１実施例構成を示す図、第４図は階調変換の
概念を説明する図である。 第１図において、１：入力画像データ記憶部、
２：色別画素数計数部、３：色別画素数データ記
憶部、４：色選択部、５：類似色禁止部、６：出
力色データ記憶部、７：色変換部、８：出力画像
データ記憶部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 色数の多い画像を入力して、これを色数の少
   ない画像に変換し出力する色階調変換装置におい
   て、 デジタル化された入力画像に含まれる同一色の
   画素数を数える色別画素数計数部２と、 既に選択された色と類似しない色の中から画素
   数の多い色を順次選択する色選択機構４，５とを
   そなえていることを特徴とするカラー画像の色階
   調変換装置。 ２ １つの色を３つの要素で表現したとき、各要
   素の差がすべてあらかじめ定めた値以上のとき、
   これを類似しない色と判定する手段を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載のカラ
   ー画像の色階調変換装置。