JPWO2006106750A1 - 画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラム - Google Patents

Abstract

人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換できるようにする。第１の色変換手段２には、ＲＧＢを用いた三原色表現によって表された画像データである原画像１が入力される。第１の色変換手段２は、その原画像１を、明度が変化しても色度が変化しないかあるいは色度の変化が少ない色空間における明度成分と色度成分に変換する。フィルタリング手段４は、第１の色変換手段２による変換で得られた明度に対して空間フィルタリング処理を実行する。第２の色変換手段５は、第１の色変換手段２による変換で得られた色度および空間フィルタリング処理結果とを用いて、第１の色変換手段２の逆変換を実行する。

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムに関する。

デジタルカメラ等で撮影されデジタルデータとされたカラー画像データに対して、コンピュータによって画像処理を施し、絵画的な画像を作成する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。基本的に、人が簡単に絵を描くときには、写真のような細かい陰影が無い絵を描くことが多く、また、輪郭を描くことが多い。そのため、絵画的な画像を作成する画像処理では、色数を減らし、エッジを強調した画像を作成することが多い。特許文献１に記載の技術においても、このような処理を行っている。具体的には、カラー画像データにおける各画素の表現形式をＲ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）を用いた三原色表現から、ＹＣｒＣｂ表現のような明度と色差とに分かれた色空間での表現に変換する。そして、明度（Ｙ）について二値化を行い、明度をＹｍａｘ，Ｙｍｉｎとして色数を減らす。さらに、エッジ抽出によって輪郭線が形成された画像を作成し、その画像と二値化画像とを重ね合わせて画像を作成する。この結果、写真画像等の画像を絵画的（イラスト的）な画像に変換することができる。また、特許文献１に記載された技術では、画像を作成した後に、人手による操作でその画像の鮮やかさを設定する。

また、色空間として、例えば、明度と色度によって色を表現するＨＳＶ色空間が知られている。ＲＧＢ表現からＨＳＶ表現への変換については、例えば、非特許文献２に記載されている。

特開２００４−１０２８１９号公報（段落００２０−００２６） アルビー・レイ・スミス（Alvy Ray Smith），「カラー ギャメット トランスフォーム ペアーズ（COLORCAMUT TRANSFORM PAIRS ）」，コンピュータグラフィックス（ComputerGraphics ），Ｖｏｌ．１２，ｐｐ．１２−１９，１９７８年

しかし、特許文献１に記載の技術では、色の鮮やかなスケッチ風の絵画を自動的に作成することが困難であった。すなわち、特許文献１に記載されている明度の二値化処理、エッジ抽出処理、二値化画像と輪郭線画像との重ね合わせ処理はコンピュータによる処理として自動的に実行することが可能であるが、その処理だけでは、色の鮮やかなスケッチ風の絵画を得ることは困難であった。以下、この理由について述べる。

図５は、明度と色差とによって色を表現するＹＣｒＣｂ表現の色空間の特性を示す説明図である。図５に示すように、表現できる色の範囲は中間の明度では広い。しかし、明度が明るくなったり暗くなるにつれて（すなわち、Ｙの値が０から上昇したり下降したりするにつれて）、表現できる色の範囲は狭くなる。そして、最も明るくなる極限（Ｙがとり得る最大の値となったとき）では白色しか表現できず、最も暗くなる極限（Ｙがとり得る最小の値となったとき）では黒色しか表現できない。そのため、特許文献１に記載された技術におけるＹｍａｘ，Ｙｍｉｎを白または黒しか表現できない極限付近に設定し（図５参照。）、ＹをＹｍａｘ，Ｙｍｉｎに二値化したとすると、色差であるＣｒとＣｂについては、二値化処理前と同じ値をとることができない。そして、Ｃｒ、Ｃｂのとり得る範囲は図５に示すように狭くなっているので、元のＹの値をＹｍａｘ，Ｙｍｉｎに二値化すると、二値化処理に伴いＣｒ、Ｃｂの値は減少させることが不可避となる。このため、文献１に記載された技術により得られる画像は、色の彩度が低い淡い画像となる。

絵画的な画像としては、人が見たときに色の鮮やかなスケッチ風の画像が好まれることが多い。しかし、特許文献１に記載された画像処理では淡い画像が出力されることになる。従って、鮮やかなスケッチ風の画像を作成するためには、特許文献１に記載された自動的に行われる画像処理によって絵画風の画像を得た後、人間が画像を見ながら明度と彩度の複雑な調整を行わなければならない。このような、人手による処理を行わなくても、色の鮮やかなスケッチ風の画像を得られることが好ましい。

そこで、本発明は、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像の画像データに変換する画像処理装置、画像処理方法、および画像処理プログラムを提供することを目的とする。

本発明による画像処理装置は、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換手段と、第１の色変換手段による変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング手段と、空間フィルタリングが施された明度と、第１の色変換手段による変換で得られた色度とを、カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換手段とを備えたことを特徴とする。

そのような構成によれば、第１の色変換手段が、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換するので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い色度が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、第１の色変換手段が、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換し、第２の色変換手段が、空間フィルタリングが施された明度と、第１の色変換手段による変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する構成であってもよい。

例えば、フィルタリング手段が、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す構成であってもよい。

そのような構成によれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

また、本発明による画像処理装置は、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換手段と、第１の色変換手段による変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング手段と、第１の色変換手段による変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を実行する強調処理手段と、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、第１の色変換手段による変換で得られた色相とを、カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換手段とを備えたことを特徴とする。

そのような構成によれば、第１の色変換手段が、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換するので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い飽和度および色相が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、第１の色変換手段が、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換し、第２の色変換手段が、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、第１の色変換手段による変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する構成であってもよい。

例えば、フィルタリング手段が、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す構成であってもよい。

そのような構成によれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

強調処理手段が、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる構成であってもよい。

そのような構成によれば、子供が描く絵画のような非常に鮮やかな色の画像の画像データへの変換が可能となる。

強調処理手段が、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする構成であってもよい。

そのような構成によれば、飽和度がなだらかに変化する場合の画像の画像データへの変換が可能となる。

また、本発明による画像処理方法は、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換ステップと、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリングステップと、前記空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色度とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換ステップとを含むことを特徴とする。

そのような方法によれば、第１の色変換ステップで、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換するので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い色度が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、第１の色変換ステップで、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換し、第２の色変換ステップで、空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する方法であってもよい。

例えば、フィルタリングステップで、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す方法であってもよい。

そのような方法によれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

また、本発明による画像処理方法は、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換ステップと、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリングステップと、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を実行する強調処理ステップと、前記空間フィルタリングが施された明度と、前記強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色相とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換ステップとを含むことを特徴とする。

そのような方法によれば、第１の色変換ステップで、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換するので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い飽和度および色相が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、第１の色変換ステップで、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換し、第２の色変換ステップで、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する方法であってもよい。

例えば、フィルタリングステップで、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す方法であってもよい。

そのような方法によれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

強調処理ステップで、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が前記閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる方法であってもよい。

そのような方法によれば、子供が描く絵画のような非常に鮮やかな色の画像の画像データへの変換が可能となる。

強調処理ステップで、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする方法であってもよい。

そのような方法によれば、飽和度がなだらかに変化する場合の画像の画像データへの変換が可能となる。

また、本発明による画像処理プログラムは、コンピュータに、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換処理、第１の色変換処理での変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング処理、および空間フィルタリングが施された明度と、第１の色変換処理での変換で得られた色度とを、カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換処理を実行させることを特徴とする。

そのようなプログラムによれば、コンピュータに、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換処理を実行させるので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い色度が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、コンピュータに、第１の色変換処理で、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換する処理を実行させ、第２の色変換処理で、空間フィルタリングが施された明度と、第１の色変換処理での変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する処理を実行させるプログラムであってもよい。

例えば、コンピュータに、フィルタリング処理で、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す処理を実行させるプログラムであってもよい。

そのようなプログラムによれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

また、本発明による画像処理プログラムは、コンピュータに、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換処理、第１の色変換処理での変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング処理、第１の色変換処理での変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理、および空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、第１の色変換処理での変換で得られた色相とを、カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換処理を実行させることを特徴とする。

そのようなプログラムによれば、コンピュータに、任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換処理を実行させるので、明度に空間フィルタリングを施しても、明度の変化に伴い飽和度および色相が１点に収束してしまうことがない。従って、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

例えば、コンピュータに、第１の色変換処理で、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換する処理を実行させ、第２の色変換手処理で、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、第１の色変換処理での変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する処理を実行させるプログラムであってもよい。

例えば、コンピュータに、フィルタリング処理で、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す処理を実行させるプログラムであってもよい。

そのようなプログラムによれば、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現でき、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

コンピュータに、強調処理で、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる処理を実行させるプログラムであってもよい。

そのようなプログラムによれば、子供が描く絵画のような非常に鮮やかな色の画像の画像データへの変換が可能となる。

コンピュータに、強調処理で、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする処理を実行させるプログラムであってもよい。

そのようなプログラムによれば、飽和度がなだらかに変化する場合の画像の画像データへの変換が可能となる。

本発明によれば、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像の画像データに変換することができる。

本発明による画像処理装置の第１の実施の形態を示す説明図である。 ＨＳＶ色空間を示す説明図である。 畳み込み演算のカーネルｆ（ｉ，ｊ）の例を示す説明図である。 本発明による画像処理装置の第２の実施の形態を示す説明図である。 明度と色差とによって色を表現するＹＣｒＣｂ表現の色空間の特性を示す説明図である。

符号の説明

１ 原画像
２ 第１の色変換手段
４ フィルタリング手段
５ 第２の色変換手段
６ 変換画像
３１ 第１の明度メモリ
３２ 色度メモリ
３３ 第２の明度メモリ

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、本発明による画像処理装置の第１の実施の形態を示す説明図である。第１の実施の形態における画像処理装置は、第１の色変換手段２と、色度メモリ３２と、第１の明度メモリ３１と、フィルタリング手段４と、第２の明度メモリ３３と、第２の色変換手段５とを備える。そして、画像処理装置には原画像１が入力され、画像処理装置は変換画像６を出力する。

原画像１は、デジタルカメラ等で撮影されたカラー画像（写真画像）の画像データである。ここでは、原画像１が、ＲＧＢを用いた三原色表現によって表された画像データであるものとする。また、原画像１の各画素は、Ｒ（赤色）、Ｇ（緑色）、Ｂ（青色）それぞれについて８ビットの値で表されているものとする。すなわち、各画素におけるＲ、Ｇ、Ｂは、０〜２５５の値をとるものとする。変換画像６は、画像処理装置が原画像１に対して画像処理を行った結果得られる画像データであり、絵画的な画像を示す画像データである。ここでは、変換画像６は、原画像１と同様に、各画素がＲ、Ｇ、Ｂで表現された三原色表現の画像データであるものとする。

第１の色変換手段２は、原画像１を入力される。そして、第１の色変換手段２は、その原画像１の成分（原画像１を表現する成分。本例では、ＲＧＢ成分）を、画素毎に明度成分と色度成分とに変換する。このとき、第１の色変換手段２は、明度が変化しても色度（飽和度および色相）が変化しないかあるいは色度の変化が少ない色空間における明度成分と色度成分に変換する。この結果、第１の色変換手段２は、原画像１を明度成分と色度成分とに分離することになる。ここで、明度が変化しても色度の変化が少ない色空間とは、「明度が、明度の取り得る最大値になったときに、色度の範囲が０にならない（１点に収束しない）色空間」を意味するものとする。ＹＣｒＣｂ表現の色空間では、明度が、明度の取り得る最大値となったときに、色度の範囲が１点に収束し、白色しか表現できなくなる（図５参照。）。よって、ＹＣｒＣｂ表現の色空間は、「明度が変化しても色度の変化が少ない色空間」に該当しない。同様に、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表現の色空間も、「明度が変化しても色度の変化が少ない色空間」に該当しない。

また、ここでは、第１の色変換手段２は、ＲＧＢの三原色表現で表された原画像１の各画素を、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分に変換するものとして説明する。ＨＳＶ色空間は、明度が変化しても色度が変化しない色空間である。ＨＳＶ色空間における色度成分は、色相と飽和度とを含む。ＨＳＶ色空間における色相、飽和度、明度をそれぞれ、Ｈ，Ｓ，Ｖで表す。第１の色変換手段２は、変換により得られる各画素の色相Ｈ、飽和度Ｓ、明度Ｖを、例えば８ビットの値（０〜２５５の値）で表す。

明度成分Ｖのデータからなる画像データを明度画像と記し、色度成分（色相Ｈおよび飽和度Ｓ）のデータからなる画像データを色度画像と記す。第１の色変換手段２は、変換処理によって得られた色度画像を色度メモリ３２に記憶させ、明度画像を第１の明度メモリ３１に記憶させる。

色度メモリ３２は、第１の色変換手段２による変換処理で得られた色度画像を記憶する。第１の明度メモリ３１は、第１の色変換手段２による変換処理で得られた明度画像を記憶する。

フィルタリング手段４は、第１の明度メモリ３１に記憶される明度画像（すなわち、明度Ｖのデータ）に対して、空間フィルタリング処理を行う。この結果得られるデータをＶ’とする。フィルタリング手段４によるフィルタリング処理については後述する。フィルタリング手段４は、フィルタリング処理によって導出したデータＶ’を第２の明度メモリ３３に記憶させる。

第２の明度メモリ３３は、フィルタリング手段４が導出したデータＶ’を記憶する。

第２の色変換手段５は、第２の明度メモリ３３に記憶されたデータＶ’を明度成分とし、データＶ’および色度メモリ３２に記憶された色度画像（すなわち、色相Ｈおよび飽和度Ｓのデータ）とを用いて、第１の色変換手段２の変換処理の逆変換処理を行う。すなわち、第２の色変換手段５は、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分で表された画像データを、ＲＧＢで表される三原色表現の画像データに変換する。第２の色変換手段５は、この逆変換により得られた画像データを変換画像６として出力する。

本実施の形態において、第１の色変換手段２、フィルタリング手段４、および第２の色変換手段５は、例えば、プログラムに従って動作するＣＰＵによって実現される。プログラムは、画像処理装置が備える記憶装置（図示せず。）に予め記憶させておけばよい。また、色度メモリ３２、第１の明度メモリ３１、および第２の明度メモリ３３は、例えば、画像処理装置が備える記憶装置（図示せず。）によって実現される。

次に、動作について説明する。
第１の色変換手段２は、ＲＧＢの三原色表現で表された原画像１が入力されると、その原画像１の成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を、画素毎に、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分に変換する。図２は、ＨＳＶ色空間を示す説明図である。図２に示す縦軸（Ｖ軸）は、明度Ｖを表す。また、図２に示すＨＳＶ色空間において、飽和度（彩度と呼ばれる場合もある。）Ｓは、Ｖ軸からの距離によって表される。また、色相Ｈは、予め定められた軸であってＶ軸と直交する軸（図２に示す右方向に向かう軸）から、Ｖ軸を中心に回転した角度によって表される。例えば、赤色をＨ＝０°とした場合、緑色はＨ＝１２０°となる。図２に示すように、ＨＳＶ色空間では、明度Ｖが変化したとしても、色相Ｈおよび飽和度Ｓは変化しない。

第１の色変換手段２は、原画像１のＲＧＢ成分から、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分への変換処理を以下の変換式を用いて行う。また、既に述べたように、この変換処理は画素毎に行えばよい。ただし、以下の変換式ではＲ，Ｇ，Ｂ，Ｈ，Ｓ，Ｖは０〜１の値をとるものとしている。従って、Ｒ，Ｇ，Ｂが８ビットで表されている場合には、Ｒ，Ｇ，Ｂの値が０〜１の範囲の値となるように前処理を行い、以下の変換式を適用すればよい。また、Ｈ，Ｓ，Ｖを８ビットで表す場合には、以下の変換式により求めたＨ，Ｓ，Ｖを８ビットで表すように変換すればよい。

まず、第１の色変換手段２は、明度Ｖを、Ｖ＝ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）として算出する。ここで、ｍａｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの値のうちの最大値を表すものとする。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの値のうちの最大値を明度Ｖとする。

また、第１の色変換手段２は、Ｘ＝ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）としてＸを算出する。ここで、ｍｉｎ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、Ｒ，Ｇ，Ｂの値のうちの最小値を表すものとする。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの値のうちの最小値をＸとする。

続いて、第１の色変換手段２は、Ｓ＝（Ｖ−Ｘ）／Ｖとして、飽和度Ｓを算出する。さらに、第１の色変換手段２は、以下の式によりｒ，ｇ，ｂを算出する。

ｒ＝（Ｖ−Ｒ）／（Ｖ−Ｘ）

ｇ＝（Ｖ−Ｇ）／（Ｖ−Ｘ）

ｂ＝（Ｖ−Ｂ）／（Ｖ−Ｘ）

第１の色変換手段２は、Ｒ＝ＶかつＧ＝Ｘならば、ｈ＝５＋ｂとしてｈを算出する。Ｒ＝ＶかつＢ＝Ｘならば、ｈ＝１−ｇとしてｈを算出する。Ｇ＝ＶかつＢ＝Ｘならば、ｈ＝１＋ｒとしてｈを算出する。Ｇ＝ＶかつＲ＝Ｘならば、ｈ＝３−ｂとしてｈを算出する。Ｂ＝ＶかつＲ＝Ｘならば、ｈ＝３＋ｇとしてｈを算出する。Ｂ＝ＶかつＧ＝Ｘならば、ｈ＝５−ｒとしてｈを算出する。

そして、第１の色変換手段２は、上記の様にして求めたｈを用いて、Ｈ＝ｈ／６として色相Ｈを算出する。

第１の変換手段２は、色度画像、すなわち色度成分（色相Ｈおよび飽和度Ｓ）のデータからなる画像データを色度メモリ３２に記憶させる。また、明度画像、すなわち明度成分Ｖのデータからなる画像データを第１の明度メモリ３１に記憶させる。

続いて、フィルタリング手段４は、第１の明度メモリ３１に記憶された明度成分Ｖに対してフィルタリング処理を行いデータＶ’を算出する。フィルタリング処理４は、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないようなリング型フィルタリング処理を実行する。フィルタリング手段４は、例えば、以下に示す畳み込み演算の演算式を用いてＶ’を計算することにより、上記のようなフィルタリング処理を実現する。

ここでは、個々の画素をｘ、ｙ座標の座標値（ｘ，ｙ）を用いて表すものとする。そして、明度画像に含まれる各画素（ｘ，ｙ）の画素値（すなわち個々の画素の明度）をＶ（ｘ，ｙ）として表すものとする。上記の演算式では、Ｖ（ｘ，ｙ）に対するフィルタリングによって得られる画素（ｘ，ｙ）の画素値をＶ’（ｘ，ｙ）とする。

また、上記の演算式における係数ｍａｇは、全てのフィルタ値にかかる係数である。ここで、フィルタ値とは、畳み込み演算のカーネルｆ（ｉ，ｊ）のとる値である。ｍａｇとして、十分に大きな値を用いる。例えば、ｍａｇとして３２以上の値を用いればよい。

畳み込み演算のカーネルｆ（ｉ，ｊ）が満たすべき条件について、図３を用いて説明する。図３は、畳み込み演算のカーネルｆ（ｉ，ｊ）の例を示す説明図である。カーネルは、図３のように例示された表の中央部では値（フィルタ値）が正となり、表の周辺部では値（フィルタ値）が負となり、各フィルタ値の総和が正であるものであればよい。このようなカーネルであれば、図３に示すカーネルｆ（ｉ，ｊ）と同一のカーネルでなくてもよい。

表の中央部においてｆ（ｉ，ｊ）の値が正であるということは、少なくとも、ｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときに、ｆ（ｉ，ｊ）＞０となっていることである。本例では、ｉおよびｊのとり得る最大値はいずれも２であり、ｉおよびｊのとり得る最小値はいずれも−２である。よって、ｉおよびｊがそれぞれその中間値０であるとき、ｆ（０，０）＝１３となり、この値は正である。よって、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときに、ｆ（ｉ，ｊ）＞０となっているという条件（表の中央部においてｆ（ｉ，ｊ）の値が正であるという条件）は満たしている。

表の周辺部においてｆ（ｉ，ｊ）の値が負であるということは、少なくとも、ｉがｉのとり得る最大値または最小値であるとき、あるいは、ｊがｊのとり得る最大値または最小値であるときに、ｆ（ｉ，ｊ）＜０となっていることである。すなわち、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときに、ｆ（ｉ，ｊ）＜０となっていることである。本例では、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値（２）または最小値（−２）となっているときの値は、全て図３に示す表の一番外側に示され、その値はいずれも負となっている。よって、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときに、ｆ（ｉ，ｊ）＜０となっているという条件（表の周辺部においてｆ（ｉ，ｊ）の値が負であるという条件）も満たしている。

各フィルタ値の総和が正であるということは、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の値の総和が正であるということである。図３に示す各ｆ（ｉ，ｊ）の値の総和は１であり、正であるので、図３に例示するカーネルは、この条件も満たしている。

畳み込み演算は、上記の条件を満たすカーネルを用いた畳み込み演算であればよく、図３に示すカーネルｆ（ｉ，ｊ）と同一のカーネルを用いた畳み込み演算に限定されない。

なお、図３に示すようにカーネルの値が０でない部分が等方的なフィルタをリング型フィルタという。

フィルタリング手段４は、上記のような畳み込み演算を実行することによりフィルタリング処理を行い各画素毎にＶ’を算出したならば、そのＶ’のデータを第２の明度メモリ３３に記憶させる。

第２の色変換手段５は、第２の明度メモリ３３に記憶されたデータＶ’をＨＳＶ色空間における明度成分とし、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分からＲＧＢ成分への変換を以下の変換式を用いて行う。ただし、以下の変換式では、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｈ，Ｓ，Ｖは０〜１の値をとるものとしている。従って、Ｈ，Ｓ，Ｖが８ビットで表されている場合には、Ｈ，Ｓ，Ｖの値が０〜１の範囲の値となるように前処理を行い、以下の変換式を適用すればよい。また、Ｒ，Ｇ，Ｂ（変換画像６におけるＲ，Ｇ，Ｂ）を８ビットで表す場合には、以下の変換式により求めたＲ，Ｇ，Ｂを８ビットで表すように変換すればよい。

先ず、第２の色変換手段５は、色相Ｈを用いて、ｈ＝６・Ｈとしてｈを算出する。そして、第２の色変換手段５は、ｈの整数部分をＩとする。さらに、第２の色変換手段５は、以下の式によりＦ，Ｍ，Ｎ，Ｋを算出する。

Ｆ＝ｈ−Ｉ

Ｍ＝Ｖ・（１−Ｓ）

Ｎ＝Ｖ・（１−（Ｓ・Ｆ））

Ｋ＝Ｖ・（１−（Ｓ・（１−Ｆ）））

そして、第２の色変換手段５は、Ｉの値に応じて、以下のようにＲ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝０のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｖ，Ｋ，Ｍ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｖ，Ｇ＝Ｋ，Ｂ＝Ｍとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝１のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｎ，Ｖ，Ｍ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｎ，Ｇ＝Ｖ，Ｂ＝Ｍとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝２のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｍ，Ｖ，Ｋ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｍ，Ｇ＝Ｖ，Ｂ＝Ｋとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝３のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｍ，Ｎ，Ｖ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｍ，Ｇ＝Ｎ，Ｂ＝Ｖとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝４のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｋ，Ｍ，Ｖ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｋ，Ｇ＝Ｍ，Ｂ＝Ｖとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

Ｉ＝５のとき、第２の色変換手段５は、（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（Ｖ，Ｍ，Ｎ）とする。すなわち、Ｒ＝Ｖ，Ｇ＝Ｍ，Ｂ＝Ｎとして、Ｒ，Ｇ，Ｂを定める。

第２の色変換手段５は、各画素に対応する色相Ｈ、飽和度Ｓ、および明度としたデータＶ’から、上記のようにＲ，Ｇ，Ｂへの変換を行い、変換画像６を生成する。

上記の例では、第１の色変換手段２は、第１の色変換手段２は、ＲＧＢの三原色表現で表された原画像１の成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間における明度成分と色度成分に変換する。そして、フィルタリング手段４が、フィルタリング処理を実行して、明度ＶをＶ’に変換する。このとき、明度Ｖが変化しても色度は変化せず、従って、明度の変化に伴い色度が１点に収束してしまうことがない。そして、第２の色変換手段５は、データＶ’と色度を用いて、ＲＧＢへの逆変換を行う。従って、原画像１のＲＧＢ成分から変換された成分のうち、明度ＶのみをＶ’に変換し、ＲＧＢ成分に逆変換を行える。フィルタリング手段４は、明度ＶのみをＶ’に変換するので、変換画像６の色彩が淡くなってしまうことを防止でき、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。

また、フィルタリング手段４は、既に述べたような条件を満足するカーネルを用いた畳み込み演算を行うことによって、明度ＶをＶ’に変換する。従って、明度の変化を強調することにより輪郭を生成するとともに、写真画像の陰影等の微妙な変化を反映しないような変換を実現することができる。この結果、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

また、上記の例では、原画像１の成分を、ＨＳＶ色空間（明度が変化しても色度が変化しない色空間）における明度成分および色度成分に変換する場合を示したが、ＨＳＶ色空間以外の色空間への変換を行ってもよい。第１の色変換手段２は、原画像１の成分を、明度が変化しても色度の変化が少ない色空間（明度が、明度の取り得る最大値になったときに、色度の範囲が１点に収束しない色空間）における明度成分および色度成分に変換してもよい。そして、第２の色変換手段５がその逆変換を行ってもよい。この場合も、フィルタリング手段４によって明度ＶをＶ’に変換したとしても、色度の変化は少なく、色度が１点に収束してしまうことがない。よって、変換画像６の色彩が淡くなってしまうことを防止でき、人手により色の鮮やかさを調整する必要がなくなる。従って、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像を示す画像データに変換することができる。

なお、本発明では、色の鮮やかなスケッチ風の画像の画像データを得られるようにすることを目的としている。従って、第１の色変換手段２によって変換される明度成分および色度成分を表現する色空間は、明度が変化しても色度が変化しない色空間、あるいは、明度が、明度の取り得る最大値になったときに、色度の範囲が１点に収束しない色空間であればよい。鮮やかな色を実現するためには、明度の値が高いときに、色度の範囲が確保されていればよく、明度の取り得る最小値における色度の範囲は特に問題にならない。よって、明度がその最小値になったときに、色度の範囲が１点に収束するか否かは特に問題にならない。

また、上記の例では、原画像１が、ＲＧＢを用いた三原色表現によって表された画像データであるものとして説明したが、原画像１が、任意の色空間における成分によって表された画像データであってよい。例えば、原画像１が、Ｃ（シアン）、Ｍ（マジェンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）によって表されたＣＭＹＫ画像の画像データであってもよい。この場合、第１の色変換手段２は、ＣＭＹＫ画像の画像データを、一旦、三刺激値ＸＹＺや均等色空間ＣＩＥＬＡＢなどを経由してＲＧＢの三原色表現によって表された画像データに変換すればよい。この変換では、例えば、ＣＭＹＫと三刺激値ＸＹＺの関係を示す測定データに基づいた線形補間方法による一般的な色変換方法が適用できる。また、ＩＣＣプロファイル等を利用してもよい。第１の色変換手段２は、このようにＲＧＢの三原色表現によって表された画像データに変換した後、その画像データを明度成分および色度成分に変換すればよい。また、第２の色変換手段５は、ＲＧＢの三原色表現によって表された画像データから、一旦、三刺激値ＸＹＺや均等色空間ＣＩＥＬＡＢ等を経由して元の色空間の画像に変換すればよい。このときにも、ＩＣＣプロファイル等を利用してもよい。

実施の形態２．
上述の第１の実施の形態では、第１の色変換手段２による変換で得られた成分のうち、明度Ｖに対してのみフィルタリング処理を実行し、色度（色相Ｈおよび飽和度Ｓ）に対しては、処理を行っていない。それに対し、第２の実施の形態では、飽和度Ｓに対しても処理を行う。飽和度Ｓに対して、Ｓの値に応じて、Ｓの値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を行う。

図４は、本発明による画像処理装置の第２の実施の形態を示す説明図である。第２の実施の形態における画像処理装置は、第１の色変換手段２と、色相メモリ３５と、第１の飽和度メモリ３４と、第１の明度メモリ３１と、強調処理手段７と、フィルタリング手段４と、第２の飽和度メモリ３６と、第２の明度メモリ３３と、第２の色変換手段５とを備える。第１の実施の形態と同様の構成部については、図１と同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。

第１の色変換手段２は、第１の実施の形態で説明したように、原画像１の成分を、画素毎に明度成分と色度成分とに変換する。色度成分は色相と飽和度とを含むが、第１の色変換手段２は、色相と飽和度を分離し、それぞれメモリに記憶させる。具体的には、第１の色変換手段２は、原画像１の変換処理によって得られた各画素の色相Ｈのデータを色相メモリ３５に記憶させ、各画素の飽和度Ｓのデータを第１の飽和度メモリ３４に記憶させる。また、第１の色変換手段２は、第１の実施の形態と同様に、各画素の明度Ｖのデータを第１の明度メモリ３１に記憶させる。すなわち、本実施の形態では、第１の色変換手段２は、原画像１を変換して、明度、飽和度、および色相に分離する。

また、第１の色変換手段２は、明度が変化しても色度（飽和度および色相）が変化しないかあるいは色度（飽和度および色相）の変化が少ない色空間における明度成分と色度成分に変換する。第１の実施の形態で説明したように、明度が変化しても色度（飽和度および色相）の変化が少ない色空間とは、「明度が、明度の取り得る最大値になったときに、色度（飽和度および色相）の範囲が０にならない（１点に収束しない）色空間」を意味する。

色相メモリ３５は、第１の色変換手段２による変換処理で得られた色相成分Ｈのデータを記憶する。第１の飽和度メモリ３４は、第１の色変換手段２による変換処理で得られた飽和度成分Ｓのデータを記憶する。第１の明度メモリ３１は、第１の色変換手段２による変換処理で得られた明度成分Ｖのデータを記憶する。

強調処理手段７は、第１の飽和度メモリ３４に記憶された各Ｓの値に応じて、Ｓの値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を行う。強調処理後の飽和度ＳをＳ’と表すこととする。また、強調処理手段７による強調処理については後述する。強調処理手段７は、強調処理後の飽和度Ｓ’を第２の飽和度メモリ３６に記憶させる。

第２の飽和度メモリ３６は、強調処理手段７が導出したデータＳ’を記憶する。

第２の色変換手段５は、第２の明度メモリ３３に記憶されたデータＶ’を明度成分とし、Ｖ’と、第２の飽和度メモリ３５に記憶された飽和度成分Ｓ’のデータと、色相メモリ３５に記憶された色相成分Ｈのデータを用いて、第１の色変換手段２の変換処理の逆変換処理を行う。すなわち、第２の色変換手段５は、ＨＳＶ色空間における明度成分および色度成分で表された画像データを、ＲＧＢで表される三原色表現の画像データに変換する。

本実施の形態において、第１の色変換手段２、強調処理手段７、フィルタリング手段４、および第２の色変換手段５は、例えば、プログラムに従って動作するＣＰＵによって実現される。プログラムは、画像処理装置が備える記憶装置（図示せず。）に予め記憶させておけばよい。また、色相メモリ３５、第１の飽和度メモリ３４、第２の飽和度メモリ３６、第１の明度メモリ３１、および第２の明度メモリ３３は、例えば、画像処理装置が備える記憶装置（図示せず。）によって実現される。

次に、動作について説明する。
第１の色変換手段２は、ＲＧＢの三原色表現で表された原画像１が入力されると、その原画像１を、画素毎に、ＨＳＶ色空間における明度成分Ｖ、飽和度成分Ｈ、および色相成分Ｈに変換する。この第１の色変換手段２による変換処理は、第１の実施の形態で示した第１の色変換手段２による変換処理と同様である。第１の変換手段２は、各画素の色相成分Ｈのデータを色相メモリ３５に記憶させる。同様に、各画素の飽和度成分Ｓのデータを第１の飽和度メモリ３４に記憶させる。また、各画素の明度成分Ｖのデータを第１の明度メモリ３１に記憶させる。

続いて、フィルタリング手段４は、第１の実施の形態と同様のフィルタリング処理を行い、明度成分ＶのデータをＶ’に変換し、データＶ’を第２の明度メモリ３３に記憶させる。

また、強調処理手段７は、第１の飽和度メモリ３４に記憶された各画素の飽和度成分Ｓに対する強調処理を行い、強調処理後の飽和度成分Ｓ’を第２の飽和度メモリ３６に記憶させる。

強調処理手段７は、例えば、以下のように強調処理を実行する。強調処理手段７は、第１の飽和度メモリ３４から飽和度成分Ｓの値を読み取る。そして、その飽和度成分Ｓの値と、予め定められた閾値（ｔｈと記す。）とを比較する。強調処理手段７は、Ｓが閾値ｔｈ未満である場合には、Ｓ’＝ＳとしてＳ’を求める。また、強調処理手段７は、Ｓが閾値ｔｈ以上である場合には、Ｓ’の値を、Ｓの取り得る最大値またはその最大値に近い値（Ｓｍａｘと記す。）として定める。例えば、ｔｈ＝３２と定められていて、また、Ｓが０〜２５５の範囲の値を取り得るとする。そして、Ｓｍａｘ＝２５５であるとする。強調処理手段７は、Ｓ＜３２であるならば、Ｓ’＝ＳとしてＳ’を求める。また、強調処理手段７は、Ｓ≧３２であるならば、Ｓ’＝２５５とする。

このように、Ｓの値が閾値ｔｈ以上となったときにＳ’＝Ｓｍａｘとする強調処理を行うことにより、最終的に得られる変換画像６を、子供が描く絵画のような非常に鮮やかな色の画像のデータとして生成することができる。

また、上記の例では、Ｓの値が閾値ｔｈ以上となったときにＳ’＝Ｓｍａｘとする場合を示したが、強調処理手段７は、Ｓの値の変化によりＳ’がなだらかに変化するような関数Ｓ’＝ｇ（Ｓ）によりＳ’の値を定めてもよい。このような関数ｇ（Ｓ）の例を以下に示す。以下に示す例でも、Ｓが０〜２５５の範囲の値を取り得るものとしている。

Ｓ’＝Ｓ （Ｓ＜３２のとき）
Ｓ’＝４・Ｓ−９６ （３２≦Ｓ≦８７のとき）
Ｓ’＝２５５ （Ｓ≧８８のとき）

このような関数によって定まるＳ’を導出する場合、例えば、０〜２５５の２５６種類のＳの値に応じたＳ’の値を予め算出しておく。そして、各Ｓの値と、そのＳの値に応じたＳ’の値とを対応付けてルックアップテーブル（図示せず。）に予め記憶させておく。強調処理手段７は、このルックアップテーブルを参照することによって、Ｓの値に応じたＳ’の値を導出すればよい。

フィルタリング手段４によるフィルタリング処理および強調処理手段７による強調処理の後、第２の色変換手段５は、第２の明度メモリ３３に記憶されたデータＶ’を明度成分とし、Ｖ’と、第２の飽和度メモリ３５に記憶された飽和度成分Ｓ’のデータと、色相メモリ３５に記憶された色相成分Ｈのデータを用いて、第１の色変換手段２の変換処理の逆変換処理を行う。この第１の色変換手段２による変換処理は、飽和度成分Ｓの変わりにＳ’を用いる点を除けば、第１の実施の形態で示した第２の色変換手段５による変換処理と同様である。

本実施の形態では、第１の実施の形態と同様に、人手を介することなく、カラー画像の画像データを、色の鮮やかなスケッチ風の画像の画像データに変換することができる。また、子供が描く絵画のような非常に鮮やかな色の画像の画像データに変換したり、あるいは、もう少し飽和度が微妙に（なだらかに）変化することによって得られる画像の画像データを生成することができる。

また、第１の実施の形態と同様、原画像１は、任意の色空間における成分によって表された画像データであってよい。例えば、ＣＭＹＫ画像の画像データであってもよい。この場合の、第１の色変換手段２および第２の色変換手段５の動作は、第１の実施の形態で説明した動作と同様である。

本発明は、例えば、プロジェクタの色補正装置等の用途に適用できる。また、例えば、プロジェクタの色補正機能をコンピュータで実現するためのプログラムにも適用できる。

Claims (24)

1. 任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換手段と、
   前記第１の色変換手段による変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング手段と、
   前記空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換手段による変換で得られた色度とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換手段とを備えたことを特徴とする画像処理装置。
2. 第１の色変換手段は、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換し、
   第２の色変換手段は、空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換手段による変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する請求項１に記載の画像処理装置。
3. フィルタリング手段は、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換手段と、
   前記第１の色変換手段による変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング手段と、
   前記第１の色変換手段による変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を実行する強調処理手段と、
   前記空間フィルタリングが施された明度と、前記強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換手段による変換で得られた色相とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換手段とを備えた
   ことを特徴とする画像処理装置。
5. 第１の色変換手段は、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換し、
   第２の色変換手段は、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換手段による変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する請求項４に記載の画像処理装置。
6. フィルタリング手段は、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す
   請求項４または請求項５に記載の画像処理装置。
7. 強調処理手段は、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が前記閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる
   請求項４から請求項６のうちのいずれか１項に記載の画像処理装置。
8. 強調処理手段は、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする
   請求項４から請求項６のうちのいずれか１項に記載の画像処理装置。
9. 任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換ステップと、
   前記第１の色変換ステップでの変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリングステップと、
   前記空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色度とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換ステップとを含む
   ことを特徴とする画像処理方法。
10. 第１の色変換ステップで、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換し、
    第２の色変換ステップで、空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する
    請求項９に記載の画像処理方法。
11. フィルタリングステップで、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す
    請求項９または請求項１０に記載の画像処理方法。
12. 任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換ステップと、
    前記第１の色変換ステップでの変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリングステップと、
    前記第１の色変換ステップでの変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理を実行する強調処理ステップと、
    前記空間フィルタリングが施された明度と、前記強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色相とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換ステップとを含む
    ことを特徴とする画像処理方法。
13. 第１の色変換ステップで、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換し、
    第２の色変換ステップで、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換ステップでの変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する
    請求項１２に記載の画像処理方法。
14. フィルタリングステップで、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す
    請求項１２または請求項１３に記載の画像処理方法。
15. 強調処理ステップで、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が前記閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる
    請求項１２から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の画像処理方法。
16. 強調処理ステップで、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする
    請求項１２から請求項１４のうちのいずれか１項に記載の画像処理方法。
17. コンピュータに、
    任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても色度が変化しない色空間または明度が最大値になったときに色度が１点に収束しない色空間における明度および色度に変換する第１の色変換処理、
    前記第１の色変換処理での変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング処理、および
    前記空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換処理での変換で得られた色度とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換処理
    を実行させるための画像処理プログラム。
18. コンピュータに、
    第１の色変換処理で、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度および色度に変換する処理を実行させ、
    第２の色変換処理で、空間フィルタリングが施された明度と、前記第１の色変換処理での変換で得られた色度とを、ＲＧＢ成分に変換する処理を実行させる
    請求項１７に記載の画像処理プログラム。
19. コンピュータに、
    フィルタリング処理で、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す処理を実行させる
    請求項１７または請求項１８に記載の画像処理プログラム。
20. コンピュータに、
    任意の色空間で表されたカラー画像の画像データの成分を、明度が変化しても飽和度および色相が変化しない色空間または明度が最大値になったときに飽和度および色相が１点に収束しない色空間における明度、飽和度、および色相に変換する第１の色変換処理、
    前記第１の色変換処理での変換で得られた明度に対して空間フィルタリングを施すフィルタリング処理、
    前記第１の色変換処理での変換で得られた飽和度に対して、飽和度の値に応じて、飽和度の値を変化させないかあるいはより大きな値に変化させる強調処理、および
    前記空間フィルタリングが施された明度と、前記強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換処理での変換で得られた色相とを、前記カラー画像の画像データの成分に変換する第２の色変換処理
    を実行させるための画像処理プログラム。
21. コンピュータに、
    第１の色変換処理で、ＲＧＢ表現のカラー画像の画像データのＲＧＢ成分を、ＨＳＶ色空間における明度、飽和度、および色相に変換する処理を実行させ、
    第２の色変換手処理で、空間フィルタリングが施された明度と、強調処理が実行された飽和度と、前記第１の色変換処理での変換で得られた色相とを、ＲＧＢ成分に変換する処理を実行させる
    請求項２０に記載の画像処理プログラム。
22. コンピュータに、
    フィルタリング処理で、カーネルをｆ（ｉ，ｊ）とした場合に、少なくともｉおよびｊがそれぞれｉ，ｊのとり得る最大値と最小値の中間の近傍値であるときにｆ（ｉ，ｊ）＞０を満足し、ｉまたはｊの少なくともいずれか一方がその最大値または最小値となっているときにｆ（ｉ，ｊ）＜０を満足し、各ｉ，ｊに応じたｆ（ｉ，ｊ）の総和が正であるという条件を満足する畳み込み演算を明度に対して行うことにより、空間フィルタリングを施す処理を実行させる
    請求項２０または請求項２１に記載の画像処理プログラム。
23. コンピュータに、
    強調処理で、飽和度の値が予め定められた閾値未満であるときには飽和度の値を変化させず、飽和度の値が前記閾値を超えているときには飽和度の値を、飽和度の取り得る最大値または当該最大値の近傍値に変化させる処理を実行させる
    請求項２０から請求項２２のうちのいずれか１項に記載の画像処理プログラム。
24. コンピュータに、
    強調処理で、飽和度の値を変数とする関数により定まる値を飽和度の値とする処理を実行させる
    請求項２０から請求項２２のうちのいずれか１項に記載の画像処理プログラム。

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