JP3967131B2 - 画像データの補正方法及び補正装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像データなど画像データの補正方法及び補正装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
新聞紙など下地が灰色の原稿をスキャナで読み取ったり、経年変化した酸性紙などのように下地が黄ばんでいる原稿をスキャナで読み取ったりすると、下地に色がついた画像データが取り込まれる。このままの状態でこの画像データをプリンタで印刷すると、下地に色がついた状態で印刷が行われ、印刷品質が悪くなる。
【0003】
このため、プリンタで印刷する前に画像データを補正する必要がある。この補正で一般的に使用されるのが、CIELAB色空間への変換計算を使用した補正である。この補正は、用紙の下地色をホワイトポイントとしてデバイス非依存の色空間であるLabに変換し、これを出力して下地の色を取り除くようにしている。
具体的に述べると、スキャナで読込んだ画像データのRGB値をXYZ値に変換する。そして、XYZ値から下記式にてLab値を求める。
【0004】
この色空間では、L*=100、a*=0、b*=0が白を表わす。
【0005】
従って、XYZ値がそれぞれXn,Yn,Znになると、L*=100、a*=0、b*=0となり、白を表わす。下地の不要な色を消すためには、Xn,Yn,Znに下地のXYZ値を使用すれば白にすることができる。
また、特開平5−207280号公報のものは、画像の明度によって下地を検出し補正を行っている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
前者のCIELAB色空間への変換計算を使用した補正においては、ホワイトポイントを代入する場合、全ての色がホワイトポイントの影響を受けるため、全体的に明度の上がった画像に変換され、鮮やかな色の出力ができなくなる可能性があった。
【0007】
また、後者の公報のものは、最大彩度の明度が高いYellowの彩度が無くなり、白になってしまう可能性があった。
本発明は、補正精度の向上を図ることができる画像データの補正方法及び補正装置を提供する。
【0008】
【補正を解決するための手段】
本発明は、CIELAB色空間上に基準座標を定めるとともに、この基準座標から一定な第1の距離で区画される第1の色空間領域、第1の距離と第1の距離より長い一定な第2の距離とで区画される第2の色空間領域、および第2の距離より長い距離を有する第3の色空間領域を定め、第1,第2及び第3の各色空間領域にそれぞれ異なる補正ルールを設定する。そして、入力された画像データのCIELAB色空間上の座標と基準座標との距離を求め、求めた距離がいずれの色空間領域に入るかを判定し、画像データを判定された色空間領域に設定されている補正ルールに基づいて補正することにある。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
(第1の実施の形態)
この実施の形態は、図1に示すように、ホストコンピュータ1に専用もしくは汎用のインターフェースを使用してスキャナ2を接続している。
【0010】
前記ホストコンピュータ1は、図2に示すように、制御部本体を構成するCPU(中央処理装置)11、このCPU11が各部を制御するための基本的なプログラムデータを格納したROM(リード・オンリー・メモリ)12、処理データを一時格納する各種メモリ等を設けたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)13、アプリケーション・ソフトウエアの格納や管理するデータの格納等を行うHDD(ハードディスク装置)14、キーボード15、ディスプレイ16、前記スキャナ2とのインターフェース17を備えている。これらはバスライン18によって電気的に接続されている。
【0011】
前記スキャナ2は、図3に示すように、制御部本体を構成するCPU(中央処理装置)21、このCPU11が各部を制御するためのプログラムデータを格納したROM(リード・オンリー・メモリ)22、処理データを一時格納する各種メモリ等を設けたRAM(ランダム・アクセス・メモリ)23、原稿から文字や写真等を画像として読み込むCCDセンサ24、前記ホストコンピュータ1とのインターフェース25を備えている。これらはバスライン26によって電気的に接続されている。
前記ホストコンピュータ1のCPU11は、HDD14に格納されているアプリケーション・ソフトウエアを起動して図4に示す画像読み込み処理を開始させるようになっている。
【0012】
このときの画像読み込み処理は、先ず、ST1にて、スキャナ2へ読み込み命令を送信する。続いて、ST2にて、スキャナ2から画像データを受信し、ST3にて、受信した画像データを画像処理し、最後に、ST4にて、画像処理後の画像データをHDD14に格納する。
【0013】
前記スキャナ2は、図5に示すように、電源をオンすると、ST11にて、前記ホストコンピュータ1からの読み込み命令の受信まで待機し、読み込み命令を受信すると、ST12にて、CCDセンサ24を駆動して原稿を読み取り、画像データを作成する。
続いて、ST13にて、画像データのLog変換処理を行ってRGB値を生成し、ST14にて、RGB値に変換された画像データをインターフェース25からホストコンピュータ1に送信する。
【0014】
前記ホストコンピュータ1において画像処理を行う画像処理部を機能ブロックで示すと図6に示す構成である。すなわち、この画像処理部は、第1の色空間変換手段31、色変換手段32、距離計算手段33、下地レベル作成手段34、領域判定手段35、補正データ作成手段36、補正データ合成手段37、第2の色空間変換手段38からなる。
【0015】
この画像処理部は、スキャナ2から取り込んだRGB値の画像データを入力画像とし、この入力画像に対して前記第1の色空間変換手段31により色の差の計算が行い易いようにRGB値をLab値に色空間変換を行う。この第1の色空間変換手段31においては、入力された画像データを3次元ルックアップテーブルや3×3の行列式などを使用して色空間変換を行う。
【0016】
前記第1の色空間変換手段31により色空間変換された画像データを、次に前記色変換手段32によってデバイス間の色の一致を目的とする希望する色に変換する。そして、変換した画像データをRAM13に格納する。この色変換手段32においては、色空間変換された画像データを3次元ルックアップテーブルや3×3の行列式などを使用して色変換を行う。
なお、前記第1の色空間変換手段31による色空間変換と前記色変換手段32による色変換をまとめて1回で変換することもできる。
【0017】
次に、基準座標を基準白色座標とし、この座標の基準白色と色変換されRAM13に格納された画像データとの色の差の距離計算を前記距離計算手段33によって画素毎に行い、その結果の距離データをRAM13に格納する。このときの距離計算は、Lab3成分のそれぞれの差ΔL*,Δa*,Δb*の二乗和の平方根として下記式で行う。すなわち、色差ΔEは、
ΔE={(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2}1/2
となる。
【0018】
なお、ΔL*は、画像データと基準白色のL*成分の差であり、Δa*は、画像データと基準白色のa*成分の差であり、Δb*は、画像データと基準白色のb*成分の差である。
なお、色差計算式はこれに限定するものではなく、他の計算式を使用してもよい。また、色空間変換は、Lab値に限定するものではなく、XYZ、RGB、CMY、あるいは濃度DrDgDbなどに変換することも可能である。
【0019】
XYZの場合の色差ΔEは、
ΔE={(ΔX)2+(ΔY)2+(ΔZ)2}1/2
となり、RGBの場合の色差ΔEは、
ΔE={(ΔR)2+(ΔG)2+(ΔG)2}1/2
となり、CMYの場合の色差ΔEは、
ΔE={(ΔC)2+(ΔM)2+(ΔY)2}1/2
となり、DrDgDbの場合の色差ΔEは、
ΔE={(ΔDr)2+(ΔDg)2+(ΔDb)2}1/2
となる。
【0020】
次に、前記下地レベル作成手段34は、RAM13に格納された全ての画像データの距離計算結果と基準白色との色差の距離毎にヒストグラムを生成し、一定の閾値の距離を下地レベルΔEth2としてRAM13に格納する。なお、一定の閾値としては、ヒストグラムの最大値を使用する。但し、下地にはばらつきがあるため最大値の距離よりも若干大き目の数値を下地レベルとして使用することもある。なお、下地レベルΔEth2は予め設定しておいてもよい。
【0021】
次に、前記領域判定手段35は、前記色変換手段32により色変換されてRAM13に格納された画像データを入力として、前記距離計算手段33が算出しRAM13に格納された各画素の距離データΔEと、前記下地レベル作成手段34が作成しRAM13に格納された下地レベルΔEth2と、予め設定した不変レベルΔEth1とから、各画素がどの領域に入るかを判定する。
【0022】
なお、不変レベルとは、色空間での距離で表わされた値であり、この値よりも外側に位置する色は変換しないことを設定するための境界のレベルである。この不変レベルの設定は、予め測定された入力画像の、原色の最大濃度の色と基準白色の距離を計算した値を使用して行う。
【0023】
このようにここでは、不変レベルの設定に入力画像の、原色の最大濃度の色を使用しているが必ずしもこれに限定するものではなく、入力画像の、原色の最大彩度の色を使用してもよい。
前記領域判定手段35が判定した結果を前記補正データ作成手段36に供給している。
【0024】
前記補正データ作成手段36は、判定結果に基づいて補正データを作成する。すなわち、図7は補正データ計算における下地レベルΔEth2と不変レベルΔEth1との関係を示すグラフである。画素の基準白色座標Aからの距離データΔEが不変レベルΔEth1よりも大きければ補正データを作成せず、その画像データの補正を行わないよう補正ルールが設定されている。従って、色は変化しないことになる。
【0025】
また、画素の距離データΔEが下地レベルΔEth2よりも小さければその画素を下地として認識し、所望する基準白色に変換するための補正データを作成するよう補正ルールが設定されている。さらに、画素の距離データΔEが不変レベルΔEth1と下地レベルΔEth2との間にあるときには、距離データΔEの値に応じて所望する基準白色に近づけるための補正データを作成するよう補正ルールが設定されている。
具体的には、下記式で示すような補正計算を行う。
【0026】
但し、L*、a*、b*は入力Lab値、L*′、a*′、b*′は補正Lab値、L* WP、a* WP、b* WPは基準白色のLab値である。
【0027】
前記補正データ作成手段36で作成した補正データは前記補正データ合成手段37に供給される。
前記補正データ合成手段37は、前記補正データ作成手段36で作成された補正データと前記色変換手段32で色変換された画像データを合成して前記RAM13に格納する。各画素の合成は下記式に従って行う。
【0028】
L*″=L*+L*′
a*″=a*+a*′
b*″=b*+b*′
但し、L*″、a*″、b*″は出力Lab値である。
【0029】
なお、前記補正データ作成手段36及び補正データ合成手段37は上記計算式からも分かるように一つの手段として構成することもできる。
前記第2の色空間変換手段38は、前記補正データ合成手段37からのLab値をRGB値に変換しRAM13に格納する。なお、変換する色空間はRGBに限らず所望の色空間に変換することも可能である。
【0030】
このように、Lab色空間上の基準座標を基準白色座標Aとし、この色空間を基準白色座標Aからの距離で表わされる不変レベルΔEth1及び下地レベルΔEth2で区切って複数の領域を形成し、入力画像データと基準白色座標Aとの距離である色差ΔEを算出し、その色差ΔEがどの領域に入っているかを判断する。そして、色差ΔEが下地レベルΔEth2よりも小さければ下地と認識して基準白色点データに変更するための補正データを作成する。また、色差ΔEが不変レベルΔEth1と下地レベルΔEth2との間にあるときには、その色差ΔEの値に応じて基準白色点に近づける変換を行うための補正データを作成する。また、色差ΔEが不変レベルΔEth1よりも大きければ補正データを作成せず補正は行わない。
【0031】
従って、Yellowなどの高彩度高明度色の色は不変レベルΔEth1よりも大きい領域に入るので、白に補正されることはなく、色の再現性が確保される。これにより、補正精度の向上を図ることができる。
【0032】
また、基準白色点以上であり、下地レベルΔEth2より小さい領域、下地レベルΔEth2以上であり、不変レベルΔEth1以下の領域、不変レベルΔEth1を越える領域の3つの領域を設定してそれぞれの領域に異なる補正ルールを設定しているので、領域毎の変換が線形変換であったとしても、全体的な処理では擬似的な非線型の変換を行うことができる。
【0033】
(第2の実施の形態)
この実施の形態は、ホストコンピュータ1における画像処理部の他の実施の形態を示すものである。なお、前述した第1の実施の形態と同一の部分には同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。
【0034】
この画像処理部は、図8に示すように、第1の色空間変換手段31、色変換手段32、第2の色空間変換手段38、距離計算手段39、下地レベル作成手段34、領域判定手段35、補正データ作成手段36、補正データ合成手段37、第1、第2の3次元ルックアップテーブル40,41からなる。
【0035】
前記第1の色空間変換手段31は、スキャナ2から取り込んだRGB値の画像データを色の差の計算が行い易いようにRGB値をLab値に色空間変換を行ってRAM13に格納する。前記距離計算手段39は、前記第1の3次元ルックアップテーブル40の格子点データを使用して距離計算を行う。そして、結果の距離データをRAM13に格納する。
【0036】
前記下地レベル作成手段34は、下地レベルΔEth2を作成してRAM13に格納する。前記領域判定手段35は、RAM13に格納された距離データΔEと、RAM13に格納された下地レベルΔEth2と、予め設定した不変レベルΔEth1とから、各画素がどの領域に入るかを判定する。
【0037】
前記補正データ作成手段36は、判定結果に基づいて前記第1の3次元ルックアップテーブル40の格子点データ毎に補正データを作成し、前記補正データ合成手段37は、作成された補正データと前記第1の3次元ルックアップテーブル40の格子点データを合成し、その合成結果を前記第2の3次元ルックアップテーブル41に格納する。
【0038】
前記色変換手段32は、前記第2の3次元ルックアップテーブル41を使用して第1の色空間変換手段31からの画像データを色変換する。そして、この色変換した画像データを前記第2の色空間変換手段38に供給している。前記第2の色空間変換手段38は、色変換手段32で色変換したLab値をRGB値に変換しRAM13に格納する。
【0039】
このような構成においては、基準白色を決めて第2の3次元ルックアップテーブル41のデータを設定する処理を事前に行うことが可能になる。
従って、実際にスキャナ2から取り込んだRGB値の画像データをLab値に色空間変換を行ってRAM13に格納した後は、色変換手段32が直ぐに第2の3次元ルックアップテーブル41のデータを使用して色変換処理を行うことができる。
【0040】
すなわち、距離計算手段39による距離の算出、補正データ作成手段36による補正データの作成、補正データ合成手段37による補正データの合成の各処理はこの時点では行う必要はない。
従って、処理速度を高めることができ、処理の高速化を図ることができる。
【0041】
なお、この実施の形態においてもYellowなどの高彩度高明度色の色は不変レベルΔEth1よりも大きい領域に入るので、白に補正されることはなく、色の再現性が確保される。これにより、補正精度の向上を図ることができる。また、3つの領域を設定しているので、領域毎の変換が線形変換であったとしても、全体的な処理では擬似的な非線型の変換を行うことができる。
【0042】
なお、第1の3次元ルックアップテーブル40と第1の色空間変換手段31が色空間変換に使用する3次元ルックアップテーブルを合成し、1つの3次元ルックアップテーブルで色空間変換と色変換処理を1回で行うことも可能である。
【0043】
なお、前述した各実施の形態は、基準座標を基準白色座標とした場合について述べたが必ずしもこれに限定するものではない。
例えば、基準座標を、複数の被験者から得られた、好ましい肌色の座標点とし、それを基準肌色座標点に設定する。そして、この基準肌色座標点から予め決められた一定の色差にある入力画像データを基準肌色座標点に変換する補正を行い、また、不変レベルを設定し、この不変レベルよりも大きな領域では色補正を行わないようにする。
【0044】
このように設定して、ポートレート写真などの人の肌色を含む画像データを入力した時、基準肌色点に対する入力画像の肌色が一定色差内であれば人間が感じる好ましい肌色になり、それ以上で、かつ不変レベル以下であれば好ましい肌色に近づくように色変換を行う。このような色変換を行うことで、見た目に好ましいと感じる肌色が得られることになる。
【0045】
このように、基準座標として基準白色点のみでなく、基準肌色点等の希望の色を設定することができる。そして、希望色からの色差が同じ時には色相が違っていても同じ色変換処理を行うことができ、色相による変換の偏りが無い。
【0046】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、補正精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態を示す全体のブロック図。
【図2】同実施の形態におけるホストコンピュータの構成を示すブロック図。
【図3】同実施の形態におけるスキャナの構成を示すブロック図。
【図4】同実施の形態におけるホストコンピュータによるスキャナからの画像読み込み処理を示す流れ図。
【図5】同実施の形態におけるスキャナによる画像読み込み処理を示す流れ図。
【図6】同実施の形態におけるホストコンピュータの画像処理部の機能ブロック図。
【図7】同実施の形態における補正データ計算における下地レベルと不変レベルとの関係を示すグラフ。
【図8】本発明の第2の実施の形態におけるホストコンピュータの画像処理部の機能ブロック図。
【符号の説明】
1…ホストコンピュータ
2…スキャナ
11,21…CPU
31,38…色空間変換手段
32…色変換手段
33…距離計算手段
34…下地レベル作成手段
35…領域判定手段
36…補正データ作成手段
37…補正データ合成手段
Claims (8)
- CIELAB色空間上に基準座標を定め、前記基準座標から一定な第1の距離で区画される第1の色空間領域、前記第1の距離と前記第1の距離より長い一定な第2の距離とで区画される第2の色空間領域、および前記第2の距離より長い距離を有する第3の色空間領域を定め、前記第1,第2及び第3の各色空間領域にそれぞれ異なる補正ルールを設定し、
入力された画像データのCIELAB色空間上の座標と前記基準座標との距離を求め、求めた距離がいずれの色空間領域に入るかを判定し、前記画像データを判定された色空間領域に設定されている補正ルールに基づいて補正することを特徴とする画像データの補正方法。 - CIELAB色空間上に基準座標を定め、前記基準座標から一定な第1の距離で定まる第1の境界値及び前記第1の距離より長い一定な第2の距離で定まる第2の境界値を決定し、前記第1及び第2の境界値によって区画される複数の色空間領域にそれぞれ異なる補正ルールを設定し、
入力された画像データのCIELAB色空間上の座標と前記基準座標との距離を求め、求めた距離がいずれの色空間領域に入るかを判定し、前記画像データを判定された色空間領域に設定されている補正ルールに基づいて補正することを特徴とする画像データの補正方法。 - 基準座標を基準白色座標とし、原稿を読み取って得た画像データを前記入力された画像データとし、前記画像データのCIELAB色空間上の座標と前記基準白色座標との距離に基づいて前記第1の境界値を決定し、前記第1の境界値で区画された領域の内、前記基準白色座標に近い領域に対して、画像データを全て基準白色に変換する補正ルールを設定したことを特徴とする請求項2記載の画像データの補正方法。
- 基準座標を基準白色座標とし、前記基準白色座標と原色の最大濃度の入力画像データのCIELAB色空間上の座標との距離に基づいて前記第2の境界値を作成し、前記第2の境界値で区画された領域の内、前記基準白色座標との距離が離れる外側の領域に対して、画像データに補正を行わないという補正ルールを設定したことを特徴とする請求項2又は3記載の画像データの補正方法。
- 基準座標を基準白色座標とし、求めた距離が第1の色空間領域内である場合、前記画像データを全て基準白色に変換するという補正ルールを設定したことを特徴とする請求項1記載の画像データの補正方法。
- 基準座標を基準白色座標とし、求めた距離が第3の色空間領域内である場合、前記画像データに補正を行わないという補正ルールを設定したことを特徴とする請求項1記載の画像データの補正方法。
- CIELAB色空間上で色変換処理に使用する第1、第2の3次元ルックアップテーブルと、前記色空間上に定められた基準座標に対する前記第1の3次元ルックアップテーブルの各格子点までの距離を求める距離計算手段と、この距離計算手段で求めた距離が、前記基準座標から一定な第1の距離で区画される第1色空間領域、前記第1の距離と前記第1の距離より長い一定な第2の距離とで区画される第2色空間領域、および前記第2の距離より長い距離を有する第3色空間領域のどの領域に入るかを判定する領域判定手段と、前記各格子点の値を該格子点が入っている領域毎に設定されている補正ルールで補正する補正手段と、この補正手段で補正した値を前記第2の3次元ルックアップテーブルに格納する格納手段と、この格納手段により格納された各格子点の値を用いて入力画像データを変換する画像変換手段とを具備したこと特徴とする画像データの補正装置。
- CIELAB色空間上で色変換処理に使用する第1、第2の3次元ルックアップテーブルと、前記色空間上に定められた基準座標から一定な第1の距離で区画される第1色空間領域、前記第1の距離と前記第1の距離より長い一定な第2の距離とで区画される第2色空間領域、および前記第2の距離より長い距離を有する第3色空間領域を決定する領域決定手段と、前記基準座標に対する前記第1の3次元ルックアップテーブルの各格子点までの距離を求める距離計算手段と、この距離計算手段で求めた距離が前記第1,第2及び第3色空間領域のうちのどの領域に入るかを判定する領域判定手段と、前記各格子点の値を該格子点が入っている領域に設定されている補正ルールで補正する補正手段と、この補正手段で補正した値を前記第2の3次元ルックアップテーブルに格納する格納手段と、この格納手段により格納された各格子点の値を用いて入力画像データを変換する画像変換手段とを具備したこと特徴とする画像データの補正装置。
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