JP4126487B2 - 画像変換方法および画像変換装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時における有色光源の影響を受けている画像データを、理想の白色光源下の画像データに変換する画像変換方法および画像変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば蛍光灯を光源に被写体を撮影すると、被写体が青みがかった画像データが取得される。このような有色光源の影響を排除すべく、グレーワールドと称される画像変換方法（以降、単にグレーワールドと称す）が用いられる。
グレーワールドは、画像データの各画素の色度座標値を平均化した色は、無彩色のグレーを示す色度座標値となる仮定を置き、この無彩色のグレーを示す色度座標値を用いて前記画像データを変換、いわゆる色順応変換することにより、青みを排除する。つまり、図６に示すスペクトルが均一化された理想的な白色光源下で、撮影されたと同一の画像データを取得する方法である。このグレーワールドを用いた技術が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３２９０１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のグレーワールドは、各画素の色度座標値を平均化した色度座標値を用いて前記画像データに変換を施す。つまり前記した各画素の色度座標値の平均化は、各画素の色の出現度数を加味した色度座標値の平均値である。従って、例えば白い小さな砂浜、青い海および青い空を被写体として、該被写体をデジタルカメラなどで撮影した画像データの色度座標値の平均値は、無彩色のグレーを示す色度座標値ではなく、青色に偏った、青を基調とした色度座標値となる。このため、該色度座標値を用いて変換を施しても、理想的な白色光源下での画像データに、適切に変換することができない。
従って、本発明の目的は、被写体の配色バランスに偏りのある画像データを、理想的な白色光源下の画像データに変換し得る画像変換方法および画像変換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の面積を求めたとき、該面積が最大となるパラメータ値を決定する第４ステップと、前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする。
【０００６】
各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の重心を求めたとき、該重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値を決定する第４ステップと、前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする。
【０００７】
複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次元変換色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、前記色領域取得部により取得された色領域の面積を算出する面積算出処理部と、前記面積算出処理部により算出された色領域の面積が最大となるパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次変換元色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、前記色領域取得部により取得された色領域の重心を算出する重心算出処理部と、前記重心算出処理部により算出された色領域の重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。
〈具体例１〉
図１は、具体例１の画像変換装置１０のブロック図である。
画像変換装置１０は、入力画像、つまり変換すべき画像データを保持する入力画像保持部１１と、該入力画像保持部で保持される画像データに対し変換を施すための所定のパラメータが設定されるパラメータ設定部１２と、該パラメータ設定部１２で設定されるパラメータに基づいて、画像データの各画素の色を示す色度座標値に対し、変換を施して変換色度座標値を取得する色度座標変換部１３と、該色度座標変換部１３で生成された変換色度座標値を単位平面に投影される２次元変換色度座標値を、加法混色可能に凸に多角形に包含する領域を色領域として取得する色領域取得部１４と、該色領域取得部１４で取得された色領域の面積を算出し、その算出する面積が最大であるときのパラメータ値を取得する面積算出処理部１５と、該面積算出処理部１５で取得したパラメータ値を用いて入力画像データを変換する画像変換部１６とを備える。
【００１１】
次に、各部を説明する。
入力画像保持部１１は、デジタルカメラなどで撮影された画像データを保持する。この画像データは、複数の画素で構成されており、各画素は、従来から知られるＲＧＢ表色系で示されている。
パラメータ設定部１２は、入力画像保持部１１で保持する画像データの１画素単位毎に、該画素の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）値に対し、３チャンネルの係数（ρ，γ，β）をパラメータ値として変換を施す。ρ，γ，βは、０＜ρ＜ρmax,０＜γ＜γmax,０＜β＜βmaxの範囲内において、所定のサンプリング間隔で値が変更される。
サンプリング間隔として、例えば０.０５単位を採用し、ρmax、γmax、βmaxの値は、２を採用する。これらの値は、サンプリング間隔を狭くするほど、ｍａｘ値を大きく設定するほど後述する演算処理が増大することから、演算処理能力に応じて適宜設定されることが好ましい。
【００１２】
各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ（ρ，γ，β）で変換が施された結果を変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）として、その関係を(式１)に示す。
Ｒ′＝ρ・Ｒ
Ｇ′＝γ・Ｇ (式１)
Ｂ′＝β・Ｂ
【００１３】
色領域取得部１４は、色度座標変換部１３から変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を受けると、Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＝１の関係で示される単位平面上に、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を示すべく、（式２）の変換を施す。
ｒ′＝Ｒ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′）
ｇ′＝Ｇ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′） （式２）
ｂ′＝Ｂ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′）
この変換により得た（ｒ′，ｇ′，ｂ′）と変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）との関係を、ＲＧＢを座標軸とする図２に示す。
更に、取得した（ｒ′，ｇ′，ｂ′）を２次元の平面（２次元色度座標平面）に投影した２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する。図３に示すように、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）は、Ｒ軸およびＧ軸で示される（ｒ，ｇ）平面に投影される。この（ｒ，ｇ）平面は、ｒ軸およびｇ軸で示されており、以降、このｒｇ座標系に２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を示し説明する。
【００１４】
色領域取得部１４は、全ての画素に対応する２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得すると、図４に示すように、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含すべく、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）の最外殻を凸に多角形（ｎ角形）となる輪郭で囲われる領域を色領域として取得する。
色領域取得部１４が取得する色領域は、パラメータを用いて変換が施された画像データの表現可能な色の範囲を示している。従って色領域は、変換された画像データにおいて、その画像データに用いられる色の範囲を示しており、配色バランスに偏りのある、例えば被写体に青色が多い画像データにおいても、その青色が特に反映されることなく、単に画像データに用いられる色の範囲を示す。
【００１５】
面積算出処理部１５は、色領域の取得後、該色領域の面積を取得する。色領域の面積は、（式３）で示され、この式を更に変換した（式４）を用いて色領域の面積が算出される。この式に用いたｎは、前記色領域の頂点を示す。
【００１６】
【数１】
【００１７】
面積算出処理部１５は、図示しない記憶部で保持する面積より大きければ、算出した面積を前記記憶部で保持する。この一連の処理が、パラメータ設定部１２で設定される種々のパラメータ毎に繰返される。従って、全てのパラメータに対応する色領域の面積が算出され、その算出された色領域の面積の最大値が、前記記憶部で保持される。このとき、最大値と共に、その最大の面積の色領域に対応するパラメータ値（ρ，γ，β）とが前記記憶部で保持される。
面積算出処理部１５は、初めて面積値を算出したときは、比較すべき面積値が前記記憶部に保持されていないことから、面積値の比較を行うことなく、前記記憶部に色領域の面積値と、パラメータ設定部１２で設定したパラメータ値（ρ，γ，β）とを保持する。
【００１８】
前記したように、色領域は、パラメータを用いて変換が施された画像データの表現可能な色の範囲を示していることから、色領域の面積が広ければ、前記画像データの表現可能な色の範囲は広がる。従って、図６に示す有色光源として、例えば赤みのある光源下で被写体を撮影した画像データは、その赤みにより、表現される色の範囲が狭くなるが、理想的な白色光源下で被写体を撮影した画像データは、有色光源の色味の影響を受けないため、表現される色の範囲、つまり色領域の面積は広くなる。
更に、色領域は、被写体の配色バランスの影響を取り立てて受けておらず、該色領域の面積に基づいて、取得されるパラメータ値（ρ，γ，β）は、被写体の配色バランスの影響を直接的に受けていない。
【００１９】
画像変換部１６は、前記した記憶部で保持するパラメータ値（ρ，γ，β）、つまり色領域の面積が最大になるパラメータ値を用いて、入力画像保持部１１で保持する画像データに対し変換を施す。この変換により、被写体を理想白色光源下で撮影した如く、画像データが変換される。
【００２０】
次に、本発明の画像形成装置１０の動作を図５のフローチャートに沿って説明する。
入力画像として、デジタルカメラなどで撮影された画像データが取得され、入力画像保持部１１で保持される（ステップＳ１１）。
色度座標変換部１３は、入力画像保持部１１で保持される画像データの各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ設定部１２で設定されるパラメータ（ρ，γ，β）を用いて変換を施し、各変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する（ステップＳ１２）。
【００２１】
変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）の取得後、色領域取得部１４は、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を、単位平面である（ｒ，ｇ）平面に投影し、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する（ステップＳ１３）。
更に、色領域取得部１４は、（ｒ，ｇ）平面にプロットされた２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な領域を色領域として取得する（ステップＳ１４）。
【００２２】
色領域の取得後、該色領域の面積を前記した（式４）を用いて面積算出処理部１５で算出する（ステップＳ１５）。
面積算出処理部１５は、図１に示されない記憶部で保持する面積値と比較する（ステップＳ１６）。
この比較により、記憶部で保持している面積より、今回算出した面積が大きいとき、前記記憶部の内容が今回算出した色領域の面積値と該色領域に対応するパラメータ値とで更新される（ステップＳ１７）。従って、前記記憶部は、種々のパラメータ毎に取得する各色領域の面積値において、色領域が最大の面積値と、その面積値に対応する色度座標変換部１３で画像データに変換を施すとき用いたパラメータ値とを保持する。
他方、前記記憶部で保持している面積より、今回算出した面積が小さいとき、面積算出処理部１５は、前記記憶部の保持内容を更新することなくステップＳ１８の処理を行う。
【００２３】
ステップＳ１８の処理は、種々のパラメータ毎に取得する各色領域の面積を、前記記憶部で保持する値と比較し終えたか判断する。つまり、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）を、０＜ρ＜ρmax,０＜γ＜γmax,０＜β＜βmaxの範囲内で変化させ、その変化させた全てのパラメータにおける色領域において、それらの色領域の最大面積値を取得し終えたか判断する（ステップＳ１８）。
この判断により、全てのパラメータにおいて、色領域の面積値を求め比較していないとき、ステップＳ１１からの処理に戻って、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）をパラメータ設定部１２で変化させ、前記した処理を同様に行う。
【００２４】
最大面積値を取得し終えた後、画像変換部１６は入力画像保持部１１で保持する画像データに対し、前記記憶部で保持する最大面積値の色領域に対応するパラメータ値を用いて変換を施す。
従って、本発明の画像変換装置１０によれば、色領域の面積が最大となるパラメータ値（ρ，γ，β）を取得し、取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて画像データに変換を施すことにより、有色光源の影響により表現される色の範囲が狭い画像データを、表現される色が最も広くなる画像データ、つまり理想白色光源下での画像データに変換することができる。
更に、本発明の画像変換装置１０によれば、被写体の配色バランスの影響を直接的に受けることなく、変換すべき画像データの表現可能な色の範囲を示す色領域の面積に基づいてパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。従って、従来のグレーワールドのように、変換すべき画像データの各画素の色度座標値の度数に影響されないことから、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、適切に画像変換を行うことができる。
【００２５】
〈具体例２〉
前記したように、従来のグレーワールドでは、画像データの各画素の色度座標値の平均値を用いて補正を施す。従って、表現色の出現度数を加味することから、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データは、適切に補正できなかった。本発明の特徴である色領域は、表現色の出現度数を加味しておらず、画像データに示される色の範囲を示す。従って、この色領域は、前記した度数が反映されないことから、その重心も度数を反映していない。
具体例２は、前記した度数を反映しない色領域の重心が１／３になるパラメータを取得する。
【００２６】
図７は、具体例２の画像変換装置２０のブロック図である。
具体例２の画像変換装置２０は、具体例１の面積算出処理部１５に代えて、重心算出処理部１７を採用した構成である。
画像変換装置２０は、変換すべき画像データを保持する入力画像保持部１１と、該入力画像保持部で保持される画像データに対し変換を施す種々のパラメータ（ρ，γ，β）を設定するパラメータ設定部１２と、該パラメータ設定部１２で設定されるパラメータに基づいて、画像データの各画素の色を示す色度座標値に対し、変換を施して変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する色度座標変換部１３と、該色度座標変換部１３で生成された変換色度座標値を単位平面に投影される２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を、加法混色可能に凸に多角形に包含する領域を色領域として取得する色領域取得部１４と、該色領域取得部１４で取得された色領域の重心を算出し、その算出した重心が１／３を含む所定の閾値内であるときのパラメータ値を取得する重心算出処理部１７と、該重心算出処理部１７で取得したパラメータ値を用いて画像データを変換する画像変換部１６とを備える。
【００２７】
入力画像保持部１１、パラメータ設定部１２、色度座標変換部１３、色領域取得部１４および画像変換部１６は、前記した具体例１と同じであることから、それらの説明は省略する。
重心算出処理部１７は、色領域取得部１４で取得した色領域の重心が１／３を含む所定の閾値内であるときのパラメータ（ρ，γ，β）を取得する。この取得するパラメータを用いて画像データに変換を施すと、理想白色光源下の画像データを得ることができる。これを、式を用いて説明する。
【００２８】
図４に示す色領域において、有色光源の影響を受けた色領域の面積は狭くなるが、理想的な白色光源下で被写体を撮影した画像データは有色光源の色味の影響を受けないため、表現される色の範囲、つまり色領域が最大となる。これにより、色領域の面積Ｓを最大化すべく、（式５）に示す関係のパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。
∂Ｓ／∂ρ＝∂Ｓ／∂γ＝∂Ｓ／∂β＝０ （式５）
先ず、（式４）に示した面積Ｓをρとγとについて偏微分を行い、次の（式６）および（式７）を取得する。この式に用いたｎは、前記色領域を示す多角形の頂点の数を示す。
【００２９】
【数２】
【００３０】
（式６）および（式７）は、それぞれ、面積を最大化したときの極値のパラメータ値（ρおよびγ）を示しており、∂Ｓ／∂ρ＝０、∂Ｓ／∂γ＝０が成り立つとき、（式６）および（式７）の分子の和は０となる。これにより、（式６）および（式７）を整理すると、次の（式８）および（式９）が求まる。
ここで、（式３）によれば、（式８）および（式９）の右辺は、色領域の２倍の面積を示している。従って、（式８）および（式９）を単純化すると、以下（式１０）および（式１１）で示すことができる。
【００３１】
【数３】
【００３２】
一方、色領域の重心を示す座標値は、次に示す（式１２）および（式１３）で示される。
【数４】
【００３３】
（式１２）に（式１０）を代入すると、（式１４）となり、（式１３）に（式１１）を代入すると（式１５）となり、色領域の面積が最大化される色領域の重心（ｒ′ｃ，ｇ′ｃ）は、１／３となる。
ｒ′ｃ＝１／３ （式１４）
ｇ′ｃ＝１／３ （式１５）
【００３４】
他方、Ｒ，Ｇ，Ｂを等量で混色（加法混色）すると、従来から知られているように白色を示す。前記した混色において、ＲＧＢの各最大値をスペクトル分布に斑が生じないように（フラットなスペクトル分布になるように）等量（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）で混色すると理想的な白色光源となる。このようなフラットな白色光源と称される理想的な白色光源は、Ｒ，Ｇ，Ｂ値が均等に混色されていることから、次に示す（式１６）の関係が成り立つ。この（式１６）で示される関係を、Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＝１となる単位平面の座標に示すと、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ値は１／３を示し、前記した色領域の重心と一致する。つまり、理想的な白色光源の色領域の重心も、１／３となる。
Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３
Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３
Ｂ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３ （式１６）
【００３５】
図４に、前記した色領域の重心Ｃを示し、同時に従来のグレーワールドにより、求められた色度座標値Ｐを示す。図４に示される色領域内に、各画素の色度座標値を点で示している。各画素の色度座標値の出現度数を加味したグレーワールドは、図４に示す各点（各画素の色度座標値）の偏り、つまり配色バランスに偏りのある被写体を撮影した画像データでは、理想的な白色光源の色領域の重心を示す座標値Ｃより離れた座標値Ｐを示す。
【００３６】
次に、具体例２の画像変換装置２０の動作を図８のフローチャートに沿って説明する。
入力画像として、デジタルカメラなどで撮影された画像データが取得され、入力画像保持部１１で保持される（ステップＳ２１）。
色度座標変換部１３は、入力画像保持部１１で保持される画像データの各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ設定部１２で設定されるパラメータ（ρ，γ，β）を用いて変換を施し、各変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する（ステップＳ２２）。
【００３７】
変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）の取得後、色領域取得部１４は、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を、単位平面である（ｒ，ｇ）平面に投影し、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する（ステップＳ２３）。
更に、色領域取得部１４は、（ｒ，ｇ）平面にプロットされた２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な領域を色領域として取得する（ステップＳ２４）。
【００３８】
色領域の取得後、重心算出処理部１７は該色領域の重心の座標を、前記した式を用いて算出する（ステップＳ２５）。
更に面積算出処理部１５は、算出した重心の座標が（式１７）に示すように、所定の閾値内か判定する（Ｓ２６）。このとき、重心算出処理部１７はパラメータ設定部１２で設定したパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。
｜ｒ′ｃ−１／３｜＜εｒ
｜ｇ′ｃ−１／３｜＜εｇ
（εｒ＝ｒ座標の閾値、εｇ＝ｇ座標の閾値）
（式１７）
【００３９】
この判定により、算出した重心の座標が（式１７）に示す範囲外のとき、ステップＳ１１からの処理に戻って、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）をパラメータ設定部１２で変化させ、前記した処理を同様に行う。
他方、算出した色領域の重心の座標が、（式１７）に示す範囲内のとき、画像変換部１６は、入力画像保持部１１で保持する画像データに対し、重心が１／３を含む所定の閾値内である色領域に対応するパラメータ値、つまりステップＳ２６でパラメータ設定部１２から取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて変換を施す。これにより、色領域の重心を示す座標値を、新たな座標原点とし、入力画像に対し変換がおこなわれる。
【００４０】
前記したように、本発明の画像変換装置２０によれば、変換すべき画像データの色の範囲を示す色領域の面積を最大化したときの重心が１／３を含む所定の閾値内となるパラメータ値（ρ，γ，β）を取得し、取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて画像データに変換を施すことから、画像データの各画素の色度座標値の度数が加味されないため、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、理想的な白色光源下に変換することができる。
【００４１】
前記した具体例では、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な色領域を、種々の値が設定されるパラメータ（ρ，γ，β）毎に取得したが、パラメータ（ρ，γ，β）の初期状態をρ＝１，γ＝１，β＝1として、このパラメータでの色領域の各頂点の座標値を求め、該座標値を保持する頂点座標保持部を設けることにより、保持される初期状態の前記座標値を用いて、従来から知られた演算を行うことで、種々のパラメータ（ρ，γ，β）毎に、該パラメータを用いて画像データを変換し、その変換された色度座標値を単位平面に示した色領域を取得するまでの演算処理を省くことができる。
【００４２】
【発明の効果】
前記したように、入力画像の各画素に対し、パラメータを用いて変換を施した変換色度座標値が単位平面に示された２次元変換色度座標値を、加法混色可能に包含した色領域において、その色領域の面積が最大となるパラメータ値、もしくは該色領域の面積を最大化したときの重心が１／３となるパラメータ値を取得して、取得したパラメータ値を用いて入力画像に対し色順応変換を施すことにより、画像データの各画素の色度座標値の度数が加味されないため、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、理想的な白色光源下に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の画像変換装置のブロック図である。
【図２】変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を示す図である。
【図３】２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を示す図である。
【図４】色領域を示す図である。
【図５】具体例１の画像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】理想的な白色光源のスペクトル分布を示す図である。
【図７】具体例２の画像変換装置のブロック図である。
【図８】具体例２の画像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 画像変換装置
１１ 入力画像保持部
１２ パラメータ設定部
１３ 色度座標変換部
１４ 色領域取得部
１５ 面積算出処理部
１６ 画像変換部
１７ 重心算出処理部
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮影時における有色光源の影響を受けている画像データを、理想の白色光源下の画像データに変換する画像変換方法および画像変換装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば蛍光灯を光源に被写体を撮影すると、被写体が青みがかった画像データが取得される。このような有色光源の影響を排除すべく、グレーワールドと称される画像変換方法（以降、単にグレーワールドと称す）が用いられる。
グレーワールドは、画像データの各画素の色度座標値を平均化した色は、無彩色のグレーを示す色度座標値となる仮定を置き、この無彩色のグレーを示す色度座標値を用いて前記画像データを変換、いわゆる色順応変換することにより、青みを排除する。つまり、図６に示すスペクトルが均一化された理想的な白色光源下で、撮影されたと同一の画像データを取得する方法である。このグレーワールドを用いた技術が、特許文献１に記載されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２３２９０１公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のグレーワールドは、各画素の色度座標値を平均化した色度座標値を用いて前記画像データに変換を施す。つまり前記した各画素の色度座標値の平均化は、各画素の色の出現度数を加味した色度座標値の平均値である。従って、例えば白い小さな砂浜、青い海および青い空を被写体として、該被写体をデジタルカメラなどで撮影した画像データの色度座標値の平均値は、無彩色のグレーを示す色度座標値ではなく、青色に偏った、青を基調とした色度座標値となる。このため、該色度座標値を用いて変換を施しても、理想的な白色光源下での画像データに、適切に変換することができない。
従って、本発明の目的は、被写体の配色バランスに偏りのある画像データを、理想的な白色光源下の画像データに変換し得る画像変換方法および画像変換装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上の点を解決するために、次の構成を採用する。
各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の面積を求めたとき、該面積が最大となるパラメータ値を決定する第４ステップと、前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする。
【０００６】
各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の重心を求めたとき、該重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値を決定する第４ステップと、前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする。
【０００７】
複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次元変換色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、前記色領域取得部により取得された色領域の面積を算出する面積算出処理部と、前記面積算出処理部により算出された色領域の面積が最大となるパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次変換元色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、前記色領域取得部により取得された色領域の重心を算出する重心算出処理部と、前記重心算出処理部により算出された色領域の重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図を用いて詳細に説明する。
〈具体例１〉
図１は、具体例１の画像変換装置１０のブロック図である。
画像変換装置１０は、入力画像、つまり変換すべき画像データを保持する入力画像保持部１１と、該入力画像保持部で保持される画像データに対し変換を施すための所定のパラメータが設定されるパラメータ設定部１２と、該パラメータ設定部１２で設定されるパラメータに基づいて、画像データの各画素の色を示す色度座標値に対し、変換を施して変換色度座標値を取得する色度座標変換部１３と、該色度座標変換部１３で生成された変換色度座標値を単位平面に投影される２次元変換色度座標値を、加法混色可能に凸に多角形に包含する領域を色領域として取得する色領域取得部１４と、該色領域取得部１４で取得された色領域の面積を算出し、その算出する面積が最大であるときのパラメータ値を取得する面積算出処理部１５と、該面積算出処理部１５で取得したパラメータ値を用いて入力画像データを変換する画像変換部１６とを備える。
【００１１】
次に、各部を説明する。
入力画像保持部１１は、デジタルカメラなどで撮影された画像データを保持する。この画像データは、複数の画素で構成されており、各画素は、従来から知られるＲＧＢ表色系で示されている。
パラメータ設定部１２は、入力画像保持部１１で保持する画像データの１画素単位毎に、該画素の（Ｒ，Ｇ，Ｂ）値に対し、３チャンネルの係数（ρ，γ，β）をパラメータ値として変換を施す。ρ，γ，βは、０＜ρ＜ρmax,０＜γ＜γmax,０＜β＜βmaxの範囲内において、所定のサンプリング間隔で値が変更される。
サンプリング間隔として、例えば０.０５単位を採用し、ρmax、γmax、βmaxの値は、２を採用する。これらの値は、サンプリング間隔を狭くするほど、ｍａｘ値を大きく設定するほど後述する演算処理が増大することから、演算処理能力に応じて適宜設定されることが好ましい。
【００１２】
各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ（ρ，γ，β）で変換が施された結果を変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）として、その関係を(式１)に示す。
Ｒ′＝ρ・Ｒ
Ｇ′＝γ・Ｇ (式１)
Ｂ′＝β・Ｂ
【００１３】
色領域取得部１４は、色度座標変換部１３から変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を受けると、Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＝１の関係で示される単位平面上に、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を示すべく、（式２）の変換を施す。
ｒ′＝Ｒ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′）
ｇ′＝Ｇ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′） （式２）
ｂ′＝Ｂ′／（Ｒ′＋Ｇ′＋Ｂ′）
この変換により得た（ｒ′，ｇ′，ｂ′）と変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）との関係を、ＲＧＢを座標軸とする図２に示す。
更に、取得した（ｒ′，ｇ′，ｂ′）を２次元の平面（２次元色度座標平面）に投影した２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する。図３に示すように、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）は、Ｒ軸およびＧ軸で示される（ｒ，ｇ）平面に投影される。この（ｒ，ｇ）平面は、ｒ軸およびｇ軸で示されており、以降、このｒｇ座標系に２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を示し説明する。
【００１４】
色領域取得部１４は、全ての画素に対応する２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得すると、図４に示すように、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含すべく、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）の最外殻を凸に多角形（ｎ角形）となる輪郭で囲われる領域を色領域として取得する。
色領域取得部１４が取得する色領域は、パラメータを用いて変換が施された画像データの表現可能な色の範囲を示している。従って色領域は、変換された画像データにおいて、その画像データに用いられる色の範囲を示しており、配色バランスに偏りのある、例えば被写体に青色が多い画像データにおいても、その青色が特に反映されることなく、単に画像データに用いられる色の範囲を示す。
【００１５】
面積算出処理部１５は、色領域の取得後、該色領域の面積を取得する。色領域の面積は、（式３）で示され、この式を更に変換した（式４）を用いて色領域の面積が算出される。この式に用いたｎは、前記色領域の頂点を示す。
【００１６】
【数１】
面積算出処理部１５は、図示しない記憶部で保持する面積より大きければ、算出した面積を前記記憶部で保持する。この一連の処理が、パラメータ設定部１２で設定される種々のパラメータ毎に繰返される。従って、全てのパラメータに対応する色領域の面積が算出され、その算出された色領域の面積の最大値が、前記記憶部で保持される。このとき、最大値と共に、その最大の面積の色領域に対応するパラメータ値（ρ，γ，β）とが前記記憶部で保持される。
面積算出処理部１５は、初めて面積値を算出したときは、比較すべき面積値が前記記憶部に保持されていないことから、面積値の比較を行うことなく、前記記憶部に色領域の面積値と、パラメータ設定部１２で設定したパラメータ値（ρ，γ，β）とを保持する。
【００１８】
前記したように、色領域は、パラメータを用いて変換が施された画像データの表現可能な色の範囲を示していることから、色領域の面積が広ければ、前記画像データの表現可能な色の範囲は広がる。従って、図６に示す有色光源として、例えば赤みのある光源下で被写体を撮影した画像データは、その赤みにより、表現される色の範囲が狭くなるが、理想的な白色光源下で被写体を撮影した画像データは、有色光源の色味の影響を受けないため、表現される色の範囲、つまり色領域の面積は広くなる。
更に、色領域は、被写体の配色バランスの影響を取り立てて受けておらず、該色領域の面積に基づいて、取得されるパラメータ値（ρ，γ，β）は、被写体の配色バランスの影響を直接的に受けていない。
【００１９】
画像変換部１６は、前記した記憶部で保持するパラメータ値（ρ，γ，β）、つまり色領域の面積が最大になるパラメータ値を用いて、入力画像保持部１１で保持する画像データに対し変換を施す。この変換により、被写体を理想白色光源下で撮影した如く、画像データが変換される。
【００２０】
次に、本発明の画像形成装置１０の動作を図５のフローチャートに沿って説明する。
入力画像として、デジタルカメラなどで撮影された画像データが取得され、入力画像保持部１１で保持される（ステップＳ１１）。
色度座標変換部１３は、入力画像保持部１１で保持される画像データの各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ設定部１２で設定されるパラメータ（ρ，γ，β）を用いて変換を施し、各変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する（ステップＳ１２）。
【００２１】
変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）の取得後、色領域取得部１４は、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を、単位平面である（ｒ，ｇ）平面に投影し、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する（ステップＳ１３）。
更に、色領域取得部１４は、（ｒ，ｇ）平面にプロットされた２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な領域を色領域として取得する（ステップＳ１４）。
【００２２】
色領域の取得後、該色領域の面積を前記した（式４）を用いて面積算出処理部１５で算出する（ステップＳ１５）。
面積算出処理部１５は、図１に示されない記憶部で保持する面積値と比較する（ステップＳ１６）。
この比較により、記憶部で保持している面積より、今回算出した面積が大きいとき、前記記憶部の内容が今回算出した色領域の面積値と該色領域に対応するパラメータ値とで更新される（ステップＳ１７）。従って、前記記憶部は、種々のパラメータ毎に取得する各色領域の面積値において、色領域が最大の面積値と、その面積値に対応する色度座標変換部１３で画像データに変換を施すとき用いたパラメータ値とを保持する。
他方、前記記憶部で保持している面積より、今回算出した面積が小さいとき、面積算出処理部１５は、前記記憶部の保持内容を更新することなくステップＳ１８の処理を行う。
【００２３】
ステップＳ１８の処理は、種々のパラメータ毎に取得する各色領域の面積を、前記記憶部で保持する値と比較し終えたか判断する。つまり、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）を、０＜ρ＜ρmax,０＜γ＜γmax,０＜β＜βmaxの範囲内で変化させ、その変化させた全てのパラメータにおける色領域において、それらの色領域の最大面積値を取得し終えたか判断する（ステップＳ１８）。
この判断により、全てのパラメータにおいて、色領域の面積値を求め比較していないとき、ステップＳ１１からの処理に戻って、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）をパラメータ設定部１２で変化させ、前記した処理を同様に行う。
【００２４】
最大面積値を取得し終えた後、画像変換部１６は入力画像保持部１１で保持する画像データに対し、前記記憶部で保持する最大面積値の色領域に対応するパラメータ値を用いて変換を施す。
従って、本発明の画像変換装置１０によれば、色領域の面積が最大となるパラメータ値（ρ，γ，β）を取得し、取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて画像データに変換を施すことにより、有色光源の影響により表現される色の範囲が狭い画像データを、表現される色が最も広くなる画像データ、つまり理想白色光源下での画像データに変換することができる。
更に、本発明の画像変換装置１０によれば、被写体の配色バランスの影響を直接的に受けることなく、変換すべき画像データの表現可能な色の範囲を示す色領域の面積に基づいてパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。従って、従来のグレーワールドのように、変換すべき画像データの各画素の色度座標値の度数に影響されないことから、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、適切に画像変換を行うことができる。
【００２５】
〈具体例２〉
前記したように、従来のグレーワールドでは、画像データの各画素の色度座標値の平均値を用いて補正を施す。従って、表現色の出現度数を加味することから、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データは、適切に補正できなかった。本発明の特徴である色領域は、表現色の出現度数を加味しておらず、画像データに示される色の範囲を示す。従って、この色領域は、前記した度数が反映されないことから、その重心も度数を反映していない。
具体例２は、前記した度数を反映しない色領域の重心が１／３になるパラメータを取得する。
【００２６】
図７は、具体例２の画像変換装置２０のブロック図である。
具体例２の画像変換装置２０は、具体例１の面積算出処理部１５に代えて、重心算出処理部１７を採用した構成である。
画像変換装置２０は、変換すべき画像データを保持する入力画像保持部１１と、該入力画像保持部で保持される画像データに対し変換を施す種々のパラメータ（ρ，γ，β）を設定するパラメータ設定部１２と、該パラメータ設定部１２で設定されるパラメータに基づいて、画像データの各画素の色を示す色度座標値に対し、変換を施して変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する色度座標変換部１３と、該色度座標変換部１３で生成された変換色度座標値を単位平面に投影される２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を、加法混色可能に凸に多角形に包含する領域を色領域として取得する色領域取得部１４と、該色領域取得部１４で取得された色領域の重心を算出し、その算出した重心が１／３を含む所定の閾値内であるときのパラメータ値を取得する重心算出処理部１７と、該重心算出処理部１７で取得したパラメータ値を用いて画像データを変換する画像変換部１６とを備える。
【００２７】
入力画像保持部１１、パラメータ設定部１２、色度座標変換部１３、色領域取得部１４および画像変換部１６は、前記した具体例１と同じであることから、それらの説明は省略する。
重心算出処理部１７は、色領域取得部１４で取得した色領域の重心が１／３を含む所定の閾値内であるときのパラメータ（ρ，γ，β）を取得する。この取得するパラメータを用いて画像データに変換を施すと、理想白色光源下の画像データを得ることができる。これを、式を用いて説明する。
【００２８】
図４に示す色領域において、有色光源の影響を受けた色領域の面積は狭くなるが、理想的な白色光源下で被写体を撮影した画像データは有色光源の色味の影響を受けないため、表現される色の範囲、つまり色領域が最大となる。これにより、色領域の面積Ｓを最大化すべく、（式５）に示す関係のパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。
∂Ｓ／∂ρ＝∂Ｓ／∂γ＝∂Ｓ／∂β＝０ （式５）
先ず、（式４）に示した面積Ｓをρとγとについて偏微分を行い、次の（式６）および（式７）を取得する。この式に用いたｎは、前記色領域を示す多角形の頂点の数を示す。
【００２９】
【数２】
（式６）および（式７）は、それぞれ、面積を最大化したときの極値のパラメータ値（ρおよびγ）を示しており、∂Ｓ／∂ρ＝０、∂Ｓ／∂γ＝０が成り立つとき、（式６）および（式７）の分子の和は０となる。これにより、（式６）および（式７）を整理すると、次の（式８）および（式９）が求まる。
ここで、（式３）によれば、（式８）および（式９）の右辺は、色領域の２倍の面積を示している。従って、（式８）および（式９）を単純化すると、以下（式１０）および（式１１）で示すことができる。
【００３１】
【数３】
一方、色領域の重心を示す座標値は、次に示す（式１２）および（式１３）で示される。
【数４】
（式１２）に（式１０）を代入すると、（式１４）となり、（式１３）に（式１１）を代入すると（式１５）となり、色領域の面積が最大化される色領域の重心（ｒ′ｃ，ｇ′ｃ）は、１／３となる。
ｒ′ｃ＝１／３ （式１４）
ｇ′ｃ＝１／３ （式１５）
【００３４】
他方、Ｒ，Ｇ，Ｂを等量で混色（加法混色）すると、従来から知られているように白色を示す。前記した混色において、ＲＧＢの各最大値をスペクトル分布に斑が生じないように（フラットなスペクトル分布になるように）等量（Ｒ＝Ｇ＝Ｂ）で混色すると理想的な白色光源となる。このようなフラットな白色光源と称される理想的な白色光源は、Ｒ，Ｇ，Ｂ値が均等に混色されていることから、次に示す（式１６）の関係が成り立つ。この（式１６）で示される関係を、Ｒ＋Ｇ＋Ｂ＝１となる単位平面の座標に示すと、それぞれＲ，Ｇ，Ｂ値は１／３を示し、前記した色領域の重心と一致する。つまり、理想的な白色光源の色領域の重心も、１／３となる。
Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３
Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３
Ｂ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ）＝１／３ （式１６）
【００３５】
図４に、前記した色領域の重心Ｃを示し、同時に従来のグレーワールドにより、求められた色度座標値Ｐを示す。図４に示される色領域内に、各画素の色度座標値を点で示している。各画素の色度座標値の出現度数を加味したグレーワールドは、図４に示す各点（各画素の色度座標値）の偏り、つまり配色バランスに偏りのある被写体を撮影した画像データでは、理想的な白色光源の色領域の重心を示す座標値Ｃより離れた座標値Ｐを示す。
【００３６】
次に、具体例２の画像変換装置２０の動作を図８のフローチャートに沿って説明する。
入力画像として、デジタルカメラなどで撮影された画像データが取得され、入力画像保持部１１で保持される（ステップＳ２１）。
色度座標変換部１３は、入力画像保持部１１で保持される画像データの各画素の色度座標値（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対し、パラメータ設定部１２で設定されるパラメータ（ρ，γ，β）を用いて変換を施し、各変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を取得する（ステップＳ２２）。
【００３７】
変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）の取得後、色領域取得部１４は、変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を、単位平面である（ｒ，ｇ）平面に投影し、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を取得する（ステップＳ２３）。
更に、色領域取得部１４は、（ｒ，ｇ）平面にプロットされた２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な領域を色領域として取得する（ステップＳ２４）。
【００３８】
色領域の取得後、重心算出処理部１７は該色領域の重心の座標を、前記した式を用いて算出する（ステップＳ２５）。
更に面積算出処理部１５は、算出した重心の座標が（式１７）に示すように、所定の閾値内か判定する（Ｓ２６）。このとき、重心算出処理部１７はパラメータ設定部１２で設定したパラメータ値（ρ，γ，β）を取得する。
｜ｒ′ｃ−１／３｜＜εｒ
｜ｇ′ｃ−１／３｜＜εｇ
（εｒ＝ｒ座標の閾値、εｇ＝ｇ座標の閾値）
（式１７）
【００３９】
この判定により、算出した重心の座標が（式１７）に示す範囲外のとき、ステップＳ１１からの処理に戻って、所定のサンプリング間隔でパラメータ（ρ，γ，β）をパラメータ設定部１２で変化させ、前記した処理を同様に行う。
他方、算出した色領域の重心の座標が、（式１７）に示す範囲内のとき、画像変換部１６は、入力画像保持部１１で保持する画像データに対し、重心が１／３を含む所定の閾値内である色領域に対応するパラメータ値、つまりステップＳ２６でパラメータ設定部１２から取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて変換を施す。これにより、色領域の重心を示す座標値を、新たな座標原点とし、入力画像に対し変換がおこなわれる。
【００４０】
前記したように、本発明の画像変換装置２０によれば、変換すべき画像データの色の範囲を示す色領域の面積を最大化したときの重心が１／３を含む所定の閾値内となるパラメータ値（ρ，γ，β）を取得し、取得したパラメータ値（ρ，γ，β）を用いて画像データに変換を施すことから、画像データの各画素の色度座標値の度数が加味されないため、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、理想的な白色光源下に変換することができる。
【００４１】
前記した具体例では、２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を加法混色可能に包含した凸に多角形な色領域を、種々の値が設定されるパラメータ（ρ，γ，β）毎に取得したが、パラメータ（ρ，γ，β）の初期状態をρ＝１，γ＝１，β＝1として、このパラメータでの色領域の各頂点の座標値を求め、該座標値を保持する頂点座標保持部を設けることにより、保持される初期状態の前記座標値を用いて、従来から知られた演算を行うことで、種々のパラメータ（ρ，γ，β）毎に、該パラメータを用いて画像データを変換し、その変換された色度座標値を単位平面に示した色領域を取得するまでの演算処理を省くことができる。
【００４２】
【発明の効果】
前記したように、入力画像の各画素に対し、パラメータを用いて変換を施した変換色度座標値が単位平面に示された２次元変換色度座標値を、加法混色可能に包含した色領域において、その色領域の面積が最大となるパラメータ値、もしくは該色領域の面積を最大化したときの重心が１／３となるパラメータ値を取得して、取得したパラメータ値を用いて入力画像に対し色順応変換を施すことにより、画像データの各画素の色度座標値の度数が加味されないため、配色バランスに偏りがある被写体を撮影した画像データに対しても、理想的な白色光源下に変換することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例１の画像変換装置のブロック図である。
【図２】変換色度座標値（Ｒ′，Ｇ′，Ｂ′）を示す図である。
【図３】２次元変換色度座標値（ｒ′，ｇ′）を示す図である。
【図４】色領域を示す図である。
【図５】具体例１の画像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【図６】理想的な白色光源のスペクトル分布を示す図である。
【図７】具体例２の画像変換装置のブロック図である。
【図８】具体例２の画像変換装置の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 画像変換装置
１１ 入力画像保持部
１２ パラメータ設定部
１３ 色度座標変換部
１４ 色領域取得部
１５ 面積算出処理部
１６ 画像変換部
１７ 重心算出処理部
Claims (4)
- 各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、
予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、
変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、
前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、
前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の面積を求めたとき、該面積が最大となるパラメータ値を決定する第４ステップと、
前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする画像変換方法。 - 各々が３次元の色度座標値で示される複数の画素を有する入力画像を変換して出力する画像変換方法であって、
予め設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々が示す色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する第１ステップと、
変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求める第２ステップと、
前記第２ステップで求められた前記複数の画素に対応する２次元変換色度座標値がとる色領域の面積を求める第３ステップと、
前記パラメータ値を変化させて前記２次元変換色度座標値のとる前記色領域の重心を求めたとき、該重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値を決定する第４ステップと、
前記決定されたパラメータ値に基づいて、前記入力画像に含まれる前記複数の画素の各々が示す色度座標値を変換して出力する第５ステップとを有することを特徴とする画像変換方法。 - 複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、
前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、
該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、
前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次元変換色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、
前記色領域取得部により取得された色領域の面積を算出する面積算出処理部と、
前記面積算出処理部により算出された色領域の面積が最大となるパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする画像変換装置。 - 複数の画素を有する入力画像の色度座標値を変換して出力する画像変換装置であって、
前記複数の画素の各々の色度座標値を変換するための係数としてのパラメータ値を設定するパラメータ設定部と、
該パラメータ設定部により設定されたパラメータ値に基づいて、前記複数の画素の各々の色度座標値を、３次元の要素からなる変換色度座標値に変換する色度座標変換部と、
前記色度座標変換部により変換された前記変換色度座標値を、前記３次元の要素の各座標値の総和が所定値となる単位平面に含まれる３次元座標値に変換し、変換された前記３次元座標値のうちの２次元の要素で示される２次元色度座標平面に投影した２次元変換色度座標値を求め、該２次変換元色度座標値がとる色領域を取得する色領域取得部と、
前記色領域取得部により取得された色領域の重心を算出する重心算出処理部と、
前記重心算出処理部により算出された色領域の重心を示す２次元の座標の要素の各々と前記所定値の３分の１との差が所定範囲内に入るパラメータ値に基づいて前記入力画像の色度座標値を変換する画像変換部とを備えたことを特徴とする画像変換装置。
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