JP2010220116A - 画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】画像データに対して、明度変換を実行しながらも、それぞれの画素に対してマッピング方向を決定する。
【解決手段】画像出力装置の色域外の画素を含む原画像データを、画像出力装置の色域内の出力画像データに変換する画像処理装置であって、原画像データが表現可能な明度域と画像出力装置が出力可能な明度域に少なくとも基づいて、原画像データの明度を画像出力装置の明度域内に変換し、明度変換画像データを出力する明度変換部１０４と、明度変換画像データと画像出力装置が出力可能な色域に少なくとも基づいて、明度変換画像データであり画像出力装置の色域外画素となる画素のマッピング方向を決定するマッピング方向決定部１０６と、マッピング方向決定部で決定されたマッピング方向に基づいて、明度変換画像データを、画像出力装置の色域内の画像データに変換する色域変換部１０７とを少なくとも備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に関するものである。

従来から、カラースキャナやデジタルカメラ等の画像入力装置により表現される色域よりも、カラープリンタやディスプレイ等の画像出力装置により表現される色域が狭いため、画像入力装置により表現される画像データが、画像出力装置で表現できないという問題点がある。そのため、画像入力装置の表現可能な色域から、画像出力装置の表現可能な色域に変換する色変換方法の技術がある。

例えば、まず、明度変換により明度を補正してから、彩度変換により彩度を補正する方法が知られている（特許文献１参照）。また、例えば、画像データの色分布の方向を検出してマッピング方向を決定し、そのマッピング方向に画像変換を実行することで、画像を補正する技術が知られている（特許文献２、特許文献３参照）。

しかしながら、特許文献１に開示された発明では、画像データを補正するマッピング方向があらかじめ定められているため、彩度低下や階調つぶれが発生しやすいという問題がある。

また、特許文献２と特許文献３に開示された発明では、一般的に画像変換に有効とされている明度変換を実行していないため、彩度低下や階調つぶれが発生しやすいという問題がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データに対して、明度変換を実行しながらも、それぞれの画素に対してマッピング方向を決定することのできる画像処理装置、画像処理方法、画像処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、画像出力装置の色域外の画素を含む原画像データを、前記画像出力装置の色域内の出力画像データに変換する画像処理装置であって、前記原画像データが表現可能な明度域と前記画像出力装置が出力可能な明度域に少なくとも基づいて、前記原画像データの明度を前記画像出力装置の明度域内に変換し、明度変換画像データを出力する明度変換手段と、前記明度変換画像データと前記画像出力装置が出力可能な色域に少なくとも基づいて、前記明度変換画像データであり前記画像出力装置の色域外画素である画素の変換方向となるマッピング方向を決定するマッピング方向決定手段と、前記マッピング方向決定手段で決定されたマッピング方向に基づいて、前記明度変換画像データを、前記画像出力装置の色域内の画像データに変換する色域変換手段とを少なくとも備えることを特徴とする。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、画像データに対して、明度変換を実行しながらも、それぞれの画素に対してマッピング方向を決定することができるため、彩度低下や階調つぶれが低減された良好な画像を安定して得ることのできるという効果を奏する。

図１は、本実施の形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。 図２は、明度変換の処理の一例を示す説明図である。 図３は、マッピング方向決定部の構成を示すブロック図である。 図４は、色差最小方向判定部が行う処理の一例を示す説明図である。 図５は、ＣＩＥＬＡＢ色空間を明度軸で切断した一例を示す断面図である。 図６は、色分布判定部の構成を示すブロック図である。 図７は、特定の色相領域に分類された色域外画素の色分布の一例を示す説明図である。 図８は、高明度張り付き判定部の処理の一例を示す説明図である。 図９は、高彩度側分布判定部の処理の一例を示す説明図である。 図１０は、本実施の形態にかかる画像処理装置における画像データの色域変換の処理の手順を示すフローチャートである。 図１１は、明度変換部の原画像データの明度変換の処理の手順を示すフローチャートである。 図１２は、マッピング方向決定部のマッピング方向を決定する処理の手順を示すフローチャートである。 図１３は、色域変換部の色域変換の処理の手順を示すフローチャートである。 図１４は、色分布重心検出部の色分布重心の検出処理の手順を示すフローチャートである。 図１５は、マッピング方向選択部のマッピング方向を選択する処理の手順を示すフローチャートである。 図１６は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。

以下に添付図面を参照して、この発明にかかる画像処理装置、画像処理方法および画像処理プログラム、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体の最良な実施の形態を詳細に説明する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置の構成を示すブロック図である。画像入力装置は画像処理装置に画像を送出し、画像処理装置は画像出力装置に出力画像を送出する。また、画像処理装置は、明度変換部と画像記憶部とマッピング方向決定部と色域変換部とを主に備えている。

画像入力装置１０１は、画像データ（以下、「原画像データ」という）を画像処理装置１０２に出力する。原画像データは、表色形式が、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。または、ｓＲＧＢやＡｄｏｂｅＲＧＢ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る。そして、画像入力装置１０１は画像処理装置１０２に、互いに表色形式が明確になっている原画像データを出力する。

本実施の形態では、画像入力装置１０１は、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するが、その他の表色形式を使用しても良い。

画像入力装置１０１は、例えば、風景や人物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や、原稿を走査して画像データを生成するカラースキャナや、画像データを記憶したＳＤメモリやＨＤＤ等の記憶媒体と記憶媒体の読み書きを制御する制御部からなるストレージ等である。

画像出力装置１０３は、画像処理装置１０２が出力した画像データ（以下、「出力画像データ」という）を可視化して出力する。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ディスプレイや、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である。本実施の形態では、一例として、画像出力装置１０３をカラープリンタとして説明する。

明度変換部１０４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する。なお、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＊は０から１００の値を取る。

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記録媒体に記録した時の明度で定まる。本実施の形態では、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に通信によって通知されており、明度変換部１０４は、画像出力装置１０３が出力可能な色域から、出力可能な明度域である明度の上限と下限を抽出して使用する。なお、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ることにより、画像出力装置１０３が出力可能な色域を、画像処理装置１０２に通知する方法を用いても良い。

明度変換部１０４が行う明度変換を、詳細に説明する。図２は、明度変換の処理の一例を示す説明図である。図２（ａ）は、ＣＩＥＬＡＢ色空間を明度軸で切断した一例を示す断面図である。これによると、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２（ａ）で示している通りであるが、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大きく、特に明度軸方向の範囲である明度範囲は、包含関係になることが一般的である。このため、明度変換部１０４は、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、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」という）の明度を再現できるようにする。図２（ｂ）は、その明度変換特性の一例を示す説明図である。この場合、原画像データが表現可能な明度域を、画像出力装置１０３が出力可能な明度域に直線的に変換している。図２（ｃ）は、上述した変換を施した後の画像データである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とが出力可能な色域との関係を示す。これによると、原画像データの明度が、画像出力装置１０３の明度域内に変換されている。しかし、明度変換画像データの彩度域は、画像出力装置１０３の彩度域よりも広い。

また、上記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中間部が単純増加になっている場合、本実施の形態で行う処理は上記に限るものでなく、例えば図２（ｂ）のＳ字曲線変換等に代表される非線形な変換を用いても良い。

画像記憶部は、明度変換部１０４が出力した明度変換画像データを記憶すると共に、必要に応じてマッピング方向決定部１０６と色域変換部１０７に送出する。

マッピング方向決定部１０６は、明度変換部１０４が明度を変換し画像記憶部１０５が記憶している明度変換画像データと、画像出力装置１０３が出力可能な色域とを参照して、明度変換画像データであり画像出力装置１０３の色域外画素（以下、「色域外画素」という）のマッピング方向を決定する。本実施の形態では、上述した通り、画像出力装置１０３の色域は、画像出力装置１０３から画像処理装置１０２に通信により通知される。

図３は、第１の実施の形態にかかるマッピング方向決定部１０６の構成を示すブロック図である。マッピング方向決定部１０６は、色分布重心検出部３０１と色差最小方向判定部３０２とマッピング方向生成部３０３と色分布判定部３０４とマッピング方向選択部３０５とを主に備えている。

色分布重心検出部４０１は、色相領域毎に色域外画素の重心を検出する。例えば、明度変換画像データが示す色相を１２等分して、その領域毎に色域外がその重心検出を行う。つまり、画像出力装置１０３が出力可能な色域である出力可能色域が入力されており、入力された明度変換画像データが画像出力装置１０３の色域外か否かを判定し、色域外であれば、該明度変換画像データが属する色相領域に応じて集計を行い、色相領域毎の明度変換画像データ全体の重心を検出する。

また、色分布重心検出部４０１の処理について説明する。画像出力装置１０３が出力可能な色域を取得し、画像記憶部１０５から明度変換画像データを取得した場合、取得した画像データが、画像出力装置１０３の色域外か否かを判定し、色域外であれば、該画像データが属する色相領域に応じて画像データを集計する。集計は、例えば以下の（１）式で表される。なお、該色相領域の画素数は、集計された数の総和である。

そして、色相領域別の集計値に基づいて、それぞれの重心を算出する。それぞれの重心は、以下の（２）式で表される。これにより、色相領域毎の明度変換画像データ全体の重心が検出される。

なお、色分布重心検出部４０１の処理手順の詳細は後述する。

色差最小方向判定部４０２は、色分布重心検出部４０１が検出した色域外画素の重心を、画像出力装置１０３の色域内にマッピングした場合、同色相で色差最小となる方向を、色相領域毎に判定する。図４は、色差最小方向判定部４０２が行う処理の一例を示す説明図である。図４（ａ）は、ＣＩＥＬＡＢ色空間を明度軸で切断した一例を示す断面図である。ここでは、画像出力装置１０３が出力可能な色域と色域外画素の重心の例が示されている。図４（ａ）に示したとおり、画像出力装置１０３が出力可能な色域は、正確な四辺形を表していない。そのため、明度軸で切断した断面である等色相面に着目した場合、色域外画素を同色相で色差最小方向にマッピングする際の方向は、その画素位置に応じて異なる。従って、第１の実施の形態では、検出した色域外画素の重心で色差最小方向の判定を行っている。具体的には、図４（ａ）のＡ点やＢ点やＣ点のそれぞれの場合で、色差最小方向となるユークリッド距離最小方向の判定を行っている。なお、色差最小方向は、ユークリッド距離最小方向に限らず、改良されたＣＩＥ９４，ＣＩＥＤＥ２０００等の色差式を用いて判定を行っても良い。

なお、マッピング方向を決定して、色域外画素を画像出力装置１０３が出力可能な色域内にマッピングする場合は、画像出力装置１０３が出力可能な最高彩度点の明度を境界として、高明度側と低明度側に分けて取り扱う必要がある。図４（ｂ）は、高明度側と低明度側に分けてマッピングする一例を示す説明図である。図４（ｂ）に示した通り、通常、高明度側に比べて低明度側で色域外となる領域は、極めて狭くなる。これは出力装置がカラープリンタの場合に、特に顕著である。低明度側ではマッピング方向を変えても、マッピング先が殆ど変わらない。このため、第一の実施の形態では、低明度側のマッピング方向を固定している。また、高明度側と低明度側に分けずに検出した分布の重心が、低明度側に位置した場合は、重心が高明度側と低明度側の明度境界上にあるものとして、色差最小となる方向を判定する。なお、本実施の形態で行うマッピング方向を決定する処理は、上記に限るものではなく、高明度側と同様に低明度側の色域外画素の重心を検出し、マッピング方向を決定しても良い。

マッピング方向生成部４０３は、色差最小方向判定部４０２が判定した色差最小となる方向に基づいて、色相領域毎に明度優先と色差優先と彩度優先のマッピング方向を生成する。図５は、ＣＩＥＬＡＢ色空間を明度軸で切断した一例を示す断面図である。図５に示したとおり、色差最小方向判定部４０２が判定した色差最小方向と、生成される明度優先と色差優先と彩度優先のマッピング方向の一例を示しているが、図示したように、生成する色差優先方向は、色差最小方向と一致させる。また、明度軸に向かう方向は明度保存方向、明度軸に平行な方向は彩度保存方向である。そして、生成した明度優先方向は明度保存方向と色差最小方向との間、生成した彩度優先方向は彩度保存方向と色差最小方向との間に設定する。

明度優先と彩度優先のマッピング方向の生成は、上述したように色差最小方向を参照して行われる。ここで、明度保存方向を０度として定義すると、明度優先と彩度優先のマッピング方向は、例えば、色差最小方向および明度保存方向あるいは彩度保存方向を参照し、以下の（３）式で表される。

また、明度および彩度優先のマッピング方向は、上記の方式や係数に限定されることなく、例えば、色差最小方向を参照し、以下の（４）式により生成しても良い。

色分布判定部４０４は、上述した色相領域毎に、色域外画素の色分布の特徴を判定する。色分布判定部４０４には、画像出力装置１０３が出力可能な色域である出力可能色域が入力されており、入力された明度変換画像データが画像出力装置１０３の色域外か否かを判定し、色域外であれば、該明度変換画像データが属する色相領域の評価対象に加える。

図６は、第１の実施の形態にかかる色分布判定部４０４の構成を示すブロック図である。色分布判定部４０４は、色分布方向性判定部６０１と低明度張り付き判定部６０２と高明度張り付き判定部６０３と占有面積率判定部６０４と高彩度側分布判定部６０５とを主に備えている。

色分布方向性判定部８０１は、色域外画素の色分布の方向性が小さいか否かを判定する。方向性の判定は、例えば、色相領域毎に上記評価対象に加えられた色域外画素を主成分分析して実施する。図７は、特定の色相領域に分類された色域外画素の色分布の一例を示す説明図である。図７に示したとおり、色域外画素を主成分分析することによって、３つの固有値ベクトルと各固有ベクトルが色分布の分散にどのくらい寄与しているかを表わす寄与率を得ることができる。従って、寄与率が大きい順に、固有値ベクトルをＶ１，Ｖ２，Ｖ３と定めた場合、固有値ベクトルＶ１と固有値ベクトルＶ２の寄与率の差が小さければ、色域外画素の色分布の方向性が小さいと判定できる。よって、例えば所定の閾値αを０．５と定めて、以下の（５）式により、色域外画素の色分布の方向性を判定する。

なお、本実施の形態では、固有値ベクトルＶ１と固有値ベクトルＶ２の寄与率の差を評価したが、これは色分布の一方向性の強さを評価するためである。そのため、２次元的な広がりを評価したい場合は、固有値ベクトルＶ１と固有値ベクトルＶ３の寄与率の差を評価しても良い。

低明度張り付き判定部８０２は、色域外画素が、画像データの表現可能な色域の最外郭低明度側に張り付いて分布しているか否か判定する。

高明度張り付き判定部８０３は、色域外画素が、画像データの表現可能な色域の最外郭高明度側に張り付いて分布しているか否か判定する。最外郭に張り付いて分布しているか否かの判定処理を下記に示す。

図８は、高明度張り付き判定部８０３の処理の一例を示す説明図である。図８には、上述した明度変換画像データが表現可能な色域と、明度軸上の所定の定点Ｆに向けて該色域を縮小して生成した色域（以下、「縮小色域」という）を示している。具体的には、例えば、Ｌ＊が５０である定点Ｆに向けて該色域を縮率９０％で縮小して縮小色域を生成する。なお、２つの色域の差に該当する領域（以下、「差分領域」という）は、明度変換画像データが表現可能な色域の最外郭近傍と見なすことができる。従って、明度変換画像データが表現可能な色域の該色相最高彩度点であるＡまたはＢの明度を参照し、下側の差分領域に色域外画素が分布していれば最外郭低明度側に張り付いていると判定し、上側の差分領域に色域外画素が分布していれば最外郭高明度側に張り付いていると判定する。

このため、低明度張り付き判定部８０２や高明度張り付き判定部８０３は、上述した明度変換画像データが表現可能な色域を、例えば上述した明度変換部１０４から入手して、下側あるいは上側差分領域を設定する。そして、入力された明度変換画像データが該差分領域内か否かを判定し、領域内外の画素数をそれぞれ算出し、領域内の比率が大きければ、張り付いていると判定する。よって、所定の閾値βを１と定め、以下の（６）式により、最外郭低明度側か最外郭高明度側に張り付いると判定する。

占有面積率判定部８０４は、色域外画素が占有面積率が小さいか否かを判定する。占有面積率の判定は、例えば、色相領域毎に色域外画素と色域内画素を含む全画素を算出して、その比率を評価する。即ち、所定の閾値γを例えばγ＝１／１０００と定めて、以下の（７）式により、占有面積率が小さいか否かを判定する。

高彩度側分布判定部８０５は、色域外画素の主力が画像出力装置１０３の出力可能な最高彩度より高彩度側に分布しているか否かを判定する。図９は、高彩度側分布判定部８０５の処理の一例を示す説明図である。高彩度側に分布しているか否かは、例えば、上述の色分布重心検出部４０１で検出したような色相領域毎の重心が、図９で示したような画像出力装置１０３が出力可能な最高彩度点よりも高彩度側の高彩度領域に位置するか否かで判定する。なお、高彩度側分布判定部８０５で行う判定を、色分布重心検出部４０１で行うようにしても良い。

マッピング方向選択部４０５は、マッピング方向生成部４０３が生成した明度優先と色差優先と彩度優先のマッピング方向を、色分布判定部４０４の判定結果に応じて選択する。色分布判定部４０４で行われる色分布判定処理の詳細は後述する。

色域変換部１０７は、マッピング方向決定部が決定したマッピング方向と画像出力装置１０３が出力可能な色域に基づいて、明度変換部１０４が明度を変換した画像データである明度変換画像データを、画像出力装置１０３の色域内の画像データに変換する。なお、画像出力装置１０３の色域は、上述したように画像出力装置１０３から画像処理装置１０２に通知される。色分布変換部１０７で行われる色分布変換の処理の詳細は後述する。

次に、以上のように構成された第１の実施の形態にかかる画像処理装置１０２による画像入力装置からの画像データを画像出力装置の色域内に色域変換するまでの色域変換処理について説明する。図１０は、画像処理装置における画像データの色域変換の処理の手順を示すフローチャートである。

まず、明度変換部１０４は、画像出力装置の明度域内に、画像入力装置１０１から取得した原画像データの明度を変換する（ステップＳ１００１）。明度変換部１０４の原画像データの明度変換の処理の詳細は後述する。

そして、画像記憶部１０５は、明度変換部１０４から取得した明度変換画像データを記憶する（ステップＳ１００２）。

次に、マッピング方向決定部１０６は、画像記憶部１０５から取得した明度変換画像データにおける画像出力装置の色域外画素のマッピング方向を決定する（ステップＳ１００３）。マッピング方向決定部１０６のマッピング方向を決定する処理の詳細は後述する。

そして、色域変換部１０７は、マッピング方向決定部１０６で決定したマッピング方向に、明度変換画像データを変換する（ステップ１００４）。色域変換部１０７の色域変換の処理の詳細は後述する。

上述した処理手順により、画像入力装置からの画像データを画像出力装置の色域内に色域変換することが可能となる。

次に、明度変換部１０４の原画像データの明度変換の処理について説明する。図１１は、本実施の形態の画像処理装置における明度変換部１０４の原画像データの明度変換の処理の手順を示すフローチャートである。

まず、明度変換部１０４は、原画像データが表現可能な明度域および画像出力装置１０３が出力可能な明度域を取得する（ステップＳ１１０１）。これは、原画像データの表色形式や画像出力装置１０３から通知された色域を参照し、実行される。

次に、明度変換部１０４は、取得した明度域を参照し、明度変換方法を決定する（ステップＳ１１０２）。具体的には、図２（ｂ）に示した明度変換特性である直線変換を決定する。

次に、明度変換部１０４は、画像入力装置１０１から画像データの出力が開始されて、出力された画像データを取得する（ステップＳ１１０３）。なお、取得する画像データの表色形式は、本実施の形態ではＡｄｏｂｅＲＧＢである。

次に、明度変換部１０４は、取得した画像データを、ＣＩＥＬＡＢに変換する（ステップＳ１１０４）。

次に、明度変換部１０４は、変換されたＣＩＥＬＡＢの明度Ｌ＊を、上記決定した明度変換特性により変換する（ステップＳ１１０５）。

次に、明度変換部１０４は、明度Ｌ＊が変換されたＣＩＥＬＡＢを、画像記憶部１０５に出力する（ステップＳ１１０６）。

そして、明度変換部１０４は、原画像データの処理が全て終了したか否かを判断する（ステップＳ１１０７）。ここで、明度変換部１０４は、原画像データの処理が全て終了していないと判断した場合（ステップＳ１１０７：Ｎｏ）、ステップＳ１１０３の処理に戻る。

明度変換部１０４は、原画像データの処理が全て終了したと判断した場合（ステップＳ１１０７：Ｙｅｓ）、この明度変換部１０４の明度変換の処理を終了する。

上述した処理手順により、明度変換部１０４の原画像データの明度変換の処理を行うことができる。

次に、マッピング方向決定部１０６のマッピング方向を決定する処理について説明する。図１２は、本実施の形態の画像処理装置におけるマッピング方向決定部１０６のマッピング方向を決定する処理の手順を示すフローチャートである。

まず、色分布重心検出部３０１は、明度変換画像データから色分布の重心を検出する（ステップＳ１２０１）。色分布重心検出部の処理の詳細は、後述する。

次に、色差最小方向決定部３０２は、色差最小方向を決定する（ステップＳ１２０２）。

そして、マッピング方向生成部３０３は、マッピング方向を生成する（ステップＳ１２０３）。

次に、色分布判定部３０４は、明度変換画像データから、色分布を判定する（ステップＳ１２０４）。

そして、マッピング方向選択部３０５は、マッピング方向を選択する（ステップＳ１２０５）。マッピング方向選択部３０５のマッピング方向選択の処理の詳細は、後述する。

上述した処理手順により、マッピング方向決定部１０６のマッピング方向を決定する処理を行うことができる。

次に、色域変換部１０７の色域変換の処理について説明する。図１３は、本実施の形態の画像処理装置における色域変換部１０７の色域変換の処理の手順を示すフローチャートである。

まず、色域変換部１０７は、画像出力装置１０３が出力可能な色域を取得する（ステップＳ１３０１）。これは、画像出力装置１０３から通知された色域に基づいて、実施される。

次に、色域変換部１０７は、マッピング方向決定部が決定したマッピング方向に基づいて色変換テーブルを作成する（ステップＳ１３０２）。ここで、色変換テーブルは、明度変換画像データを代表する代表値に対応する出力画像データを求めたものであり、それぞれの代表値に対し、画像出力装置１０３の色域外か否かを判定し、色域外であれば、対応する色相領域のマッピング方向に基づいて、マッピング先を算出する。また、色域内であればそのままの値を対応させる。

次に、画像記憶部１０５からの明度変換画像データの読み出しが開始され、色域変換部１０７は、読み出された画像データを、上述した色変換テーブルを用いて、出力画像データに変換する（ステップＳ１３０３）。

そして、色域変換部１０７は、明度変換画像データの処理が全て終了したか否かを判定する（ステップＳ１３０４）。色域変換部１０７が、明度変換画像データの処理が全て終了していないと判断した場合（ステップＳ１３０４：Ｎｏ）、ステップＳ１３０３の処理に移る。

色域変換部１０７が、明度変換画像データの処理が全て終了したと判断した場合（ステップＳ１３０４：Ｙｅｓ）、色域変換部１０７の色域変換の処理を終了する。

上述した処理手順により、色域変換部１０７の色域変換の処理を行うことができる。

次に、色分布重心検出部３０１の色分布重心の検出処理について説明する。図１４は、本実施の形態の画像処理装置における色分布重心検出部３０１の色分布重心の検出処理の手順を示すフローチャートである。

まず、色分布重心検出部３０１は、画像出力装置１０３が出力可能な色域を取得する（ステップＳ１４０１）。これは、上述の画像出力装置１０３から通知された色域に基づいて、実施する。

次に、色分布重心検出部３０１は、画像記憶部１０５から明度変換画像データの読み出しが開始され、読み出された画像データを取得する（ステップＳ１４０２）。

そして、色分布重心検出部３０１は、取得した画像データが、画像出力装置１０３の色域外か否かを判断する（ステップＳ１４０３）。色分布重心検出部３０１が、取得した画像データが画像出力装置１０３の色域外であると判断した場合（ステップＳ１４０３：Ｙｅｓ）、色分布重心検出部３０１は、該画像データが属する色相領域に応じて画像データを集計する（ステップＳ１４０４）。なお、色分布重心検出部３０１が、取得した画像データが画像出力装置１０３の色域外でないと判断した場合（ステップＳ１４０３：Ｎｏ）、後述するステップＳ１４０５の処理を行う。

次に、色分布重心検出部３０１は、明度変換画像データの処理が全て終了したか判断する（ステップＳ１４０５）。ここで、色分布重心検出部３０１が、明度変換画像データの処理が全て終了していないと判断した場合（ステップＳ１４０５：Ｎｏ）、ステップＳ１４０２の処理を行う。

ここで、色分布重心検出部３０１は、明度変換画像データの処理が全て終了したと判断した場合（ステップＳ１４０５：Ｙｅｓ）、色分布重心検出部３０１は、色相領域別の集計値を参照し、それぞれの重心を算出する（ステップＳ１４０６）。そして色分布重心検出部３０１の処理を終了する。

上述した処理手順により、色分布重心検出部３０１の色分布重心の検出処理を行うことができる。

次に、マッピング方向選択部３０５のマッピング方向を選択する処理について説明する。図１５は、本実施の形態の画像処理装置におけるマッピング方向選択部３０５のマッピング方向を選択する処理の手順を示すフローチャートである。

まず、マッピング方向選択部３０５は、色相領域の設定を行う（ステップＳ１５０１）。前述したように、マッピング方向生成部４０３および色分布判定部４０４は、それぞれ色相領域ごとに明度優先と色差優先と彩度優先のマッピング方向の生成と、色分布の判定を実施し、マッピング方向の選択も色相領域毎に実施する。

そして、マッピング方向選択部３０５は、それぞれの色相領域において、色域外画素の色分布の方向性が小さいか否かを判断する（ステップＳ１５０２）。ここで、マッピング方向選択部３０５が、それぞれの色相領域において色域外画素の色分布の方向性が小さいと判断した場合（ステップＳ１５０２：Ｙｅｓ）、マッピング方向選択部３０５は、色差優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０７）。

また、マッピング方向選択部３０５が、それぞれの色相領域において色域外画素の色分布の方向性が小さくないと判断した場合（ステップＳ１５０２：Ｎｏ）、マッピング方向選択部３０５は、色域外画素が最外郭低明度側に張り付いているか否かを判断する（ステップＳ１５０３）。

ここで、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素が最外郭低明度側に張り付いていると判断した場合（ステップＳ１５０３：Ｙｅｓ）、マッピング方向選択部３０５は、明度優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０８）。

また、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素が最外郭低明度側に張り付いていないと判断した場合（ステップＳ１５０３：Ｎｏ）、マッピング方向選択部３０５は、色域外画素が最外郭高明度側に張り付いているか否かを判断する（ステップＳ１５０４）。

ここで、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素が最外郭高明度側に張り付いていると判断した場合（ステップＳ１５０４：Ｙｅｓ）、マッピング方向選択部３０５は、彩度優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０９）。

また、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素が最外郭高明度側に張り付いていないと判断した場合（ステップＳ１５０４：Ｎｏ）、マッピング方向選択部３０５は、色域外画素の占有面積率が小さいか否かを判断する（ステップＳ１５０５）。

ここで、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素の占有面積率が小さいと判断した場合（ステップＳ１５０５：Ｙｅｓ）、マッピング方向選択部３０５は、彩度優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０９）。

また、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素の占有面積率が小さくないと判断した場合（ステップＳ１５０５：Ｎｏ）、マッピング方向選択部３０５は、色域外画素の主力が高彩度側に分布しているか否かを判断する（ステップＳ１５０６）。

ここで、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素の主力が高彩度側に分布していると判断した場合（ステップＳ１５０６：Ｙｅｓ）、マッピング方向選択部３０５は、明度優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０８）。

また、マッピング方向選択部３０５が、色域外画素の主力が高彩度側に分布していないと判断した場合（ステップＳ１５０６：Ｎｏ）、マッピング方向選択部３０５は、色差優先のマッピング方向を選択する（ステップＳ１５０７）。

そして、マッピング方向選択部３０５が、全ての色相領域の選択が終了したかを判断する（ステップＳ１５１０）。マッピング方向選択部３０５が、全ての色相領域の選択が終了していないと判断した場合（ステップＳ１５１０：Ｎｏ）、ステップＳ１５０１の処理を実行する。

また、マッピング方向選択部３０５が、全ての色相領域の選択が終了したと判断した場合（ステップＳ１５１０：Ｙｅｓ）、このマッピング方向選択部３０５の処理を終了する。これにより、全ての色相領域で優先されるマッピング方向が確定し、マッピング方向が決定されたことになる。

上述した処理手順により、マッピング方向選択部３０５のマッピング方向を選択する処理を行うことができる。

このように、本実施の形態では、画像データに対して、明度変換を行い、彩度変換を実行するときに各画素に対してマッピング方向を決定することができるため、彩度低下や階調つぶれが低減された良好な画像を安定して得ることができる。

図１６は、第１の実施の形態にかかる画像処理装置のハードウェア構成を示すブロック図である。本図に示すように、この画像処理装置は、コントローラ１０とエンジン部（Ｅｎｇｉｎｅ）６０とをＰＣＩ（Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）バスで接続した構成となる。コントローラ１０は、画像処理装置全体の制御と描画、通信、図示しない操作部からの入力を制御するコントローラである。エンジン部６０は、ＰＣＩバスに接続可能なプリンタエンジンなどであり、たとえば白黒プロッタ、１ドラムカラープロッタ、４ドラムカラープロッタ、スキャナまたはファックスユニットなどである。なお、このエンジン部６０には、プロッタなどのいわゆるエンジン部分に加えて、誤差拡散やガンマ変換などの画像処理部分が含まれる。

コントローラ１０は、ＣＰＵ１１と、ノースブリッジ（ＮＢ）１３と、システムメモリ（ＭＥＭ−Ｐ）１２と、サウスブリッジ（ＳＢ）１４と、ローカルメモリ（ＭＥＭ−Ｃ）１７と、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）１６と、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）１８とを有し、ノースブリッジ（ＮＢ）１３とＡＳＩＣ１６との間をＡＧＰ（Ａｃｃｅｌｅｒａｔｅｄ Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｏｒｔ）バス１５で接続した構成となる。また、ＭＥＭ−Ｐ１２は、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２ａと、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ)１２ｂと、をさらに有する。

ＣＰＵ１１は、画像処理装置の全体制御をおこなうものであり、ＮＢ１３、ＭＥＭ−Ｐ１２およびＳＢ１４からなるチップセットを有し、このチップセットを介して他の機器と接続される。

ＮＢ１３は、ＣＰＵ１１とＭＥＭ−Ｐ１２、ＳＢ１４、ＡＧＰ１５とを接続するためのブリッジであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に対する読み書きなどを制御するメモリコントローラと、ＰＣＩマスタおよびＡＧＰターゲットとを有する。

ＭＥＭ−Ｐ１２は、プログラムやデータの格納用メモリ、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いるシステムメモリであり、ＲＯＭ１２ａとＲＡＭ１２ｂとからなる。ＲＯＭ１２ａは、プログラムやデータの格納用メモリとして用いる読み出し専用のメモリであり、ＲＡＭ１２ｂは、プログラムやデータの展開用メモリ、プリンタの描画用メモリなどとして用いる書き込みおよび読み出し可能なメモリである。

ＳＢ１４は、ＮＢ１３とＰＣＩデバイス、周辺デバイスとを接続するためのブリッジである。このＳＢ１４は、ＰＣＩバスを介してＮＢ１３と接続されており、このＰＣＩバスには、ネットワークインターフェース（Ｉ／Ｆ）部なども接続される。

ＡＳＩＣ１６は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）であり、ＡＧＰ１５、ＰＣＩバス、ＨＤＤ１８およびＭＥＭ−Ｃ１７をそれぞれ接続するブリッジの役割を有する。このＡＳＩＣ１６は、ＰＣＩターゲットおよびＡＧＰマスタと、ＡＳＩＣ１６の中核をなすアービタ（ＡＲＢ）と、ＭＥＭ−Ｃ１７を制御するメモリコントローラと、ハードウェアロジックなどにより画像データの回転などをおこなう複数のＤＭＡＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｍｅｍｏｒｙ Ａｃｃｅｓｓ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）と、エンジン部６０との間でＰＣＩバスを介したデータ転送をおこなうＰＣＩユニットとからなる。このＡＳＩＣ１６には、ＰＣＩバスを介してＦＣＵ（Ｆａｃｓｉｍｉｌｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）３０、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）４０、ＩＥＥＥ１３９４（ｔｈｅ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ １３９４）インターフェース５０が接続される。操作表示部２０はＡＳＩＣ１６に直接接続されている。

ＭＥＭ−Ｃ１７は、コピー用画像バッファ、符号バッファとして用いるローカルメモリであり、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１８は、画像データの蓄積、プログラムの蓄積、フォントデータの蓄積、フォームの蓄積を行うためのストレージである。

ＡＧＰ１５は、グラフィック処理を高速化するために提案されたグラフィックスアクセラレーターカード用のバスインターフェースであり、ＭＥＭ−Ｐ１２に高スループットで直接アクセスすることにより、グラフィックスアクセラレーターカードを高速にするものである。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。本発明の実施態様は、以上に説明したような特定の実施形態に限定されるものではない。

１０１ 画像入力装置
１０２ 画像処理装置
１０３ 画像出力装置
１０４ 明度変換部
１０５ 画像記憶部
１０６ マッピング方向決定部
１０７ 色域変換部

特開平０４−１９６６７５号公報 特開２００２−０２７２６３号公報 特許第３５０２４９６号

Claims (10)

1. 画像出力装置の色域外の画素を含む原画像データを、前記画像出力装置の色域内の出力画像データに変換する画像処理装置であって、
   前記原画像データが表現可能な明度域と前記画像出力装置が出力可能な明度域に少なくとも基づいて、前記原画像データの明度を前記画像出力装置の明度域内に変換し、明度変換画像データを出力する明度変換手段と、
   前記明度変換画像データと前記画像出力装置が出力可能な色域に少なくとも基づいて、前記明度変換画像データであり前記画像出力装置の色域外画素となる画素の変換方向となるマッピング方向を決定するマッピング方向決定手段と、
   前記マッピング方向決定手段で決定されたマッピング方向に基づいて、前記明度変換画像データを、前記画像出力装置の色域内の画像データに変換する色域変換手段と
   を少なくとも備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 前記マッピング方向決定手段は、
   色相毎に、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素の重心を検出する色分布重心検出手段と、
   前記検出した色域外画素の重心を、前記画像出力装置の色域内にマッピングした際に、色差最小となる方向を判定する色差最小方向判定手段と、
   前記判定した色差最小となる方向に基づいて、少なくとも明度／色差／彩度優先のマッピング方向を生成するマッピング方向生成手段と、
   色相毎に、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素の色分布を判定する色分布判定手段と、
   前記生成した少なくとも明度／色差／彩度優先のマッピング方向を、前記判定した色分布に基づいて選択するマッピング方向選択手段と
   を少なくとも備えることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記色分布判定手段は、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素の色分布の方向性が小さいか否かを判定し、
   前記マッピング方向選択手段は、色域外画素の色分布の方向性が小さいと判定した場合に、前記生成した色差優先のマッピング方向を、前記色相のマッピング方向として選択すること
   を特徴する請求項３に記載の画像処理装置。
4. 前記色分布判定手段は、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素が、 画像データの表現可能な色域の最外郭低明度側に張り付いて分布しているか否か判定し、
   前記マッピング方向選択手段は、低明度側に張り付いて分布していると判定した場合に、前記生成した明度優先のマッピング方向を、前記色相のマッピング方向として選択する
   こと
   を特徴する請求項２または３に記載の画像処理装置。
5. 前記色分布判定手段は、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素が、画像データの表現可能な色域の最外郭高明度側に張り付いて分布しているか判定し、
   前記マッピング方向選択手段は、高明度側に張り付いて分布していると前記高明度張り付き判定手段が判定した場合に、前記生成した彩度優先のマッピング方向を、前記色相のマッピング方向として選択する
   こと
   を特徴する請求項２〜４のいずれか１つに記載の画像処理装置。
6. 前記色分布判定手段は、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素の占有面積率を色相毎に判定し、
   前記マッピング方向選択手段は、占有面積率が小さいと前記占有面積率手段が判定した場合に、前記生成した彩度優先のマッピング方向を、前記色相のマッピング方向として選択すること
   を特徴する請求項２〜５のいずれか１つに記載の画像処理装置。
7. 前記色分布判定手段は、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素の主力がプリンタガマットの最高彩度より高彩度側に分布しているか判定し、
   前記マッピング方向選択手段は、最高彩度より高彩度側に分布していると前記高彩度側分布判定手段が判定した場合に、前記生成した明度優先のマッピング方向を、前記色相のマッピング方向として選択すること
   を特徴する請求項２〜６のいずれか１つに記載の画像処理装置。
8. 画像出力装置の色域外の画素を含む原画像データを、前記画像出力装置の色域内の出力画像データに変換する画像処理方法であって、
   前記原画像データが表現可能な明度域と前記画像出力装置が出力可能な明度域に少なくとも基づいて、前記画像出力装置の明度域内に前記原画像データの明度を変換し、明度変換画像データを出力する明度変換ステップと、
   前記明度変換画像データと前記画像出力装置が出力可能な色域に少なくとも基づいて、前記明度変換画像データの前記画像出力装置の色域外画素のマッピング方向を決定するマッピング方向決定ステップと、
   前記マッピング方向決定ステップで決定されたマッピング方向に基づいて、前記明度変換画像データを、前記画像出力装置の色域内の画像データに変換する色域変換ステップと
   を少なくとも備えることを特徴とする画像処理方法。
9. 請求項８に記載された画像処理方法をコンピュータで実行させることを特徴とする画像処理プログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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