JPH04190466A - カラー画像の限定色表現装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、デジタル化された自然画カラー画像を限定さ
れた数の代表色で表現するカラー画像の限定色表現装置
に関する。

［従来の技術］ カラー画像は通常Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３成
分によって表わされ、デジタル化された画像データは各
成分８ビツトで構成されることが多い。このようなデジ
タルカラー画像をデイスプレィ装置で表示出力する際、
第４図に示すように画像メモリ１において１画素におけ
るＲ、Ｇ、Ｂの３成分をそれぞれ８ビツトで表わし、こ
の各成分をＤ／Ａ変換器２ａ、２ｂ、２ｃでそれぞれア
ナログ変換してＣＲＴデイスプレィ３に供給するフルカ
ラーデイスプレィ装置では、１画素を２４ビツトで示す
ため２２４（←１６７７万）色もの色を同時に表示可能
となるが、各画素に対して２４ビツトのメモリが必要と
なるため画像メモリ１の必要容量が膨大となる。

一方、パーソナルコンピュータやワークステーション等
で使用されるカラーデイスプレィ装置は、例えば第５図
に示すように各画素に対して例えば８ビツトの画像メモ
リ４を設け、この画像メモリ４に各画素に表示される色
のコードを格納し、この色コードをカラーマツプ５によ
り変換テーブルを使用して実際に表示するためのＲ，Ｇ
、Ｂの値（各８ビツト）に変換してから各成分をＤ／Ａ
変換ｉ６ａ、６ｂ、６ｃでそれぞれアナログ変換してＣ
ＲＴデイスプレィ７に供給する構成となっている。

この装置ではカラーマツプ５からの出力は１画素が２４
ビツトで示されるため１６７７万色から色を選択するこ
とができるか、画像メモリ４の１画素に対する容量が８
ビツトであるので同時に表示できる色の種類は２５６色
となる。しかしこの装置の場合は画像メモリの必要容量
が少なくて済むため、この限られた色数で自然画画像を
違和感無く表示できることが望ましい。

このようなことから従来ては、原画像の色分布を調べる
ためのヒストグラムを作成し、多く分布している色領域
（画素数が多く、分散の度合いが多い画像の色領域）に
ついては密に、分布の少ない色領域については疎に色空
間の分割を行い、限定色数と同数の色領域を得た後、各
領域内で代表色を選定して表現色とし、その後に各原画
素に代表色を割付けて限定色表示するものか知られてい
る。

代表色の割付は方式としては、次の２通りの方式か実行
されている。

１つは原画像の各画素の色と全ての代表色の間でユーク
リッド距離を計算し、最も距離の短い代表色を限定色画
像の対応画素に割付ける方式であり、もう１つは原画像
の各画素の色か所属する領域の代表色をそのまま限定色
画像の対応画像に割付ける方式である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし前者の原画素と全ての代表色との間でユークリッ
ド距離を計算して代表色を割当てる方式では、画質とし
ては高画質な限定色画像が得られるが、原画像サイズが
例えば５１２Ｘ５１２画素で代表色数が２５６色とする
と、５１２Ｘ５１２×２５６回の演算を行わなければな
らず演算量が膨大になり、高速な限定色表示が困難とな
る問題があった。

また後者の原画素を所属する領域の代表色に割付ける方
式では、色空間の領域分割時に代表色と領域の対応関係
を作成しておけば割付は時には単にテーブル変換を行う
のみでよいので高速な代表色への割付けを行うことがで
きるが、領域の分割の仕方によっては適した代表色を割
付けることかできない問題があった。

特に人物画の肌のように似通った色が滑らかに変化して
いる画像（以下、階調性画像と称する。）を扱う場合や
色空間を１次元空間に展開した後分割処理を行う場合に
おいては、似通った色の代表色か複数選ばれる可能性が
高く、複数の小さな領域が小空間に集中するため、所属
する領域の代表色か理想的な代表色である確率は低くな
る。またそのような階調性画像において、理想的な代表
色か使用されなければ視覚的な画質の劣化が目立つ原因
となる。

そこで本発明は、代表色を割付けるときの演算量を少な
くして高速な代表色の割付は処理ができ、また原画素に
対して常に適した代表色を割付けることかでき、特に階
調性画像に対して理想的な代表色の割付けができるカラ
ー画像の限定色表現装置を提供しようとするものである
。

［課題を解決するだめの手段］ 本発明は、デジタル化された自然画カラー画像の色空間
における色分布を作成する色分布作成手段と、この色分
布作成手段により作成された色分布に基づいて色空間を
限定された数の領域に分割する領域分割手段と、この領
域分割手段により分割された各領域の代表色を選定する
代表色選定手段と、この代表色選定手段により選定され
た各代表色間の似通った色を登録する代表色関連テーブ
ルと、各原画素の色、その原画素の色が所属する領域の
代表色及び所属する領域の代表色の関連テーブルに登録
された代表色との間で３次元ユークリッド距離を算出す
る割付は用距離計算手段と、この距離計算手段による算
出結果に基づいて最も距離の短い代表色を原画素に割付
けする代表色割付手段を設けたものである。

［作用コ このような構成の本発明においては、デジタル化された
自然画カラー画像の色空間における色分布を作成し、こ
の色分布に基づいて色空間を限定された数の領域に分割
して各領域の代表色を選定する。また選定された各代表
色間の似通った色を代表色関連テーブルに登録する。

そして各原画素の色、その原画素の色が所属する領域の
代表色及び所属する領域の代表色の関連テーブルに登録
された代表色との間で割付けのための３次元ユークリッ
ド距離を算出し、この算出結果に基づいて最も距離の短
い代表色を原画素に割付けする。

［実施例］ 以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

色空間は通常Ｒ，Ｇ、ＢやＬｘ、ａｍ、ｂｘといった３
次元の空間であるが、例えばＲ，Ｇ。

Ｂの空間を予め１次元空間に展開しておく。すなわちそ
れぞれ８ビツトで示されるＲ、Ｇ、Ｂの各上位５ビツト
の色空間を１次元に展開する。

この場合Ｒ，Ｇ、Ｂの組合わせは全部で２１５−３−２
，７６８組存在することになる。従ってＲｌＧ、Ｂの組
合わせに０〜３２，７６７までの番号を付して１次元空
間と３次元空間との対応関係の変換テーブル、すなわち
３次元／１次元色空間変換テーブル１１を作成しておく
。そして１次元空間への展開手法としてはペアノ曲線を
使用する。

具体的には、自然画カラー画像をカラーイメージスキャ
ナー１２で読込み、Ｒ，Ｇ、Ｂそれぞれ８ビツトのデジ
タル画像データとして出力する。

まず最初は解像度を落とした状態で１回目の読取りを高
速に行いデジタル画像データを出力する。

そして上位６ビツト検出回路１３により各色の上位６ビ
ツトのみを有効とし、前記３次元／１次元色空間変換テ
ーブル１１により１次元空間上の色値を出力する。

そして画像の全画素の色値の分布を色分布作成手段とし
てのヒストグラム作成手段１４により１□次元空間上に
作成する。

次にヒストグラムの分布に基づいて色空間全体を領域分
割手段１５により限定された数の領域、例えば２５６領
域に分割する。この領域の分割はヒストグラムの頻度及
び分散を考慮し、頻度が多く分散が大きい箇所か細かい
領域に分割されるようになっている。

ここまでの領域の分割作業は１次元空間上で行われてい
る。

次に代表色選定手段１６により各領域内の平均値が計算
され、その領域の代表色が選定される。

このときの平均値は、１次元空間上の色値を変換テーブ
ル１１．６ビツト／８ビツト変換部１７によりＲ，Ｇ、
Ｂ毎の８ビツトの値とし、各色毎に平均が計算された値
となっている。

そしてカラールックアップテーブル１８に対して第２図
に示すように代表色コードと代表色のＲｌＧＳＢの値が
登録される。すなわち各色コード番号「０」〜ｒ２５５
Ｊに対して３次元色空間のＲｌＧ、Ｈの値を割当ててい
る。

１９は代表色間距離計算手段で、この代表色間距離計算
手段１９は２５６個の代表色相互の間で３次元ユークリ
ッド距離が計算される。例えばある２点（ｒ、　ｇ、　
ｂ）、（ｒ’、　ｇ’＋　ｂ’　）間の３次元ユークリ
ッド距離りは、 Ｄ＝　　（ｒ−ｒ’）２＋（ｇ−ｇ’）２＋（ｂ−ｂ’
）２となる。

そして代表色相互間の距離りが、ある閾値以内にある代
表色のコードが登録代表色選択手段２゜により選択され
、代表色間関連テーブル２１に登録される。この代表色
間関連テーブル２１は第３図に示すように各代表色コー
ドに別の代表色コードを登録しており、代表色によって
登録される数は異なっている。すなわち画像の階調性を
持った部分では、ヒストグラム上では分散が大きくなる
ため細かい領域への分割が行われ易く、多くの似通った
色の代表色が抽出され、選定された代表色の関連テーブ
ルには多くの別の代表色が登録され易くなる。

以上の制御処理により代表色の決定及び代表色間関連テ
ーブルの作成が行われる。

こうして代表色の決定が行われると、次には代表色の割
付けが実行される。

すなわち前記カラーイメージスキャナー１２により２回
目の読取りか行われデジタル画像データか出力される。

モしてＲ，Ｇ、、Ｂの各８とットデータが上位６ビツト
検出回路１３により各６ビツトに変換された後、前記３
次元／１次元色空間変換テーブル１１により１次元空間
上の色値となる。

この１次元空間上の色値は仮代表色変換テーブル２２に
供給されて仮の代表色が決定される。ここで仮の代表色
とは従来の原画像の各画素の色か所属する領域の代表色
をそのまま限定色画像の対応画素に割付ける方式で割付
けられた代表色と同一である。

続いて割付は用距離計算手段２３により各色８ビットの
原画素と仮の代表色と仮の代表色の関連テーブル２１に
登録されている代表色間で３次元のユークリッド距離の
計算が行われ、さらに最短距離代表色割付は手段２４に
より最も距離の短い代表色が割付けられて限定色画像が
作成されるようになっている。

このような構成の本実施例においては、先ず解像度を落
としてカラーイメージスキャナー１２で画像読取りを行
い、３次元／１次元色空間変換テーブル１１により１次
元空間上の色値に変換された後、ヒストグラム作成手段
１４により１次元空間上にヒストグラムの分布が作成さ
れる。そして領域分割手段１５により２５６領域に分割
される。

続いて代表色選定手段１６により各領域内の平均値が計
算されて領域の代表色が選定され、カラールックアップ
テーブル１８に対して代表色コードと代表色のＲ，Ｇ、
Ｂの値が登録される。また代表色間距離計算手段１９に
より２５６個の代表色相互の間で３次元ユークリッド距
離が計算される。

そして代表色相互間の距離が、ある閾値以内にある代表
色のコードが登録代表色選択手段２０により選択され、
代表色間関連テーブル２１に登録される。

こうして代表色の決定が行われると、続いてカラーイメ
ージスキャナー１２により２回目の読取りが行われ代表
色の割付けが実行される。

すなわちカラーイメージスキャナー１２からのデジタル
画像データが上位６ビツト検出回路１３により各６ビツ
トに変換された後、３次元／１次元色空間変換テーブル
１１により１次元空間上の色値に変換される。そして仮
代表色変換テーブル２２により仮の代表色か決定される
。

続いて割付は用距離計算手段２３により各色８ビットの
原画素と仮の代表色と仮の代表色の関連テーブル２１に
登録されている代表色間で３次元のユークリッド距離の
計算が行われ、さらに最短距離代表色割付は手段２４に
より最も距離の短い代表色が割付けられて限定色画像か
作成される。

このように代表色関連テーブル２１を使用することによ
って代表色を割付けるときの演算量を少なくでき高速な
代表色の割付は処理ができる。しかも原画素に対して常
に適した代表色を割付けることができ、特に階調性画像
に対して理想的な代表色の割付けができる。

［発明の効果コ 以上詳述したように本発明によれば、代表色を割付ける
ときの演算量を少なくして高速な代表色の割付は処理が
でき、また原画素に対して常に適した代表色を割付ける
ことができ、特に階調性画像に対して理想的な代表色の
割付けができるカラー画像の限定色表現装置を提供でき
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は本発明の一実施例を示すもので、第
１図はブロック図、第２図はカラールックアップテーブ
ルの構成を示す図、第３図は代表色関連テーブルの構成
を示す図、第４図及び第５図は従来例を示すブロック図
である。 １４・・・ヒストグラム作成手段、 １５・・・領域分割手段、 １６・・・代表色選定手段、 ２１・・・代表色関連テーブル、 ２３・・・割付は用距離算出手段、 ２４・・・最短距離代表色割付は手段。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第２図 簗３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　デジタル化された自然画カラー画像の色空間における
   色分布を作成する色分布作成手段と、この色分布作成手
   段により作成された色分布に基づいて色空間を限定され
   た数の領域に分割する領域分割手段と、この領域分割手
   段により分割された各領域の代表色を選定する代表色選
   定手段と、この代表色選定手段により選定された各代表
   色間の似通った色を登録する代表色関連テーブルと、各
   原画素の色、その原画素の色が所属する領域の代表色及
   び所属する領域の代表色の関連テーブルに登録された代
   表色との間で３次元ユークリッド距離を算出する割付け
   用距離計算手段と、この割付け用距離計算手段による算
   出結果に基づいて最も距離の短い代表色を原画素に割付
   けする代表色割付手段を設けたことを特徴とするカラー
   画像の限定色表現装置。