JPS62105276A - カラ−画像変換装置 - 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〕 この発明はカラー画像を処理して色の種類数が少数に限
定されたカラー画像に変換するための装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

カラー画像を効率よく表示する手段として、画像メモリ
とカラーマツプ（またはカラールックアップテーブル）
を用いることはカラー画像表示装置においてはよく知ら
れた技術である。その場合、カラーマツプは第２１図に
例示する様な画像メモリ内の各画素の画素値に相当Ｊ゛
るインデックス番号と実際の表示色との対応変換表とし
２ての機能をもつハードウェアであり、例えば画素値が
８ビツトでありインデックスの数が２５６あるときには
、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色成分の組合せに
よる多数の色の種類（Ｒ，Ｇ、Ｂ各４ピッ１−なら４０
９６種）の中から任意の２５６色を選択してカラー画像
表示に利用することができる。しかし、カラーＴＶカメ
ラなどにより入力される実際のカラー画像を上記の様な
カラーマツプを用いて表示するためには、入力画像から
カラーマ・７ブに登録すべき色を選択抽出する必要があ
る。この抽出の処理は一般的には「色の量子化」と呼ば
れるもので、可能な限り自動的にしかも原画像からの劣
化が小さくなる様に行な・うことが望ましい。

第１５図乃至第２４図は、上記の様な「色の量子化」の
処理を行なう従来のカラー画像変換装置の構成と動作を
説明するための図である。

第１５図は従来装置の概略構成を示す全体構成図、第１
６図はその具体的システム構成の例を示すシステム構成
図である。また、第１７図は、例えば「カラーマツプ作
成に関する一考察」　（昭和６０年度電子通信学会全国
大会講演論文集１１７３）に記載された上記の様な処理
の具体的方法の概略を示すフローチャートである。

図において、画像入力手段１は具体的にはカラーＴＶカ
メラやカラーイメージスキャナ等の画像入力装置や磁気
ディスク等の画像記憶装置等であり、カラー画像を入力
または転送することにより、Ｒ，Ｇ、Ｂの各成分がＭビ
ットの画像データを画像メモリ２に書込む（ステップ３
１）。画像メモリ２内に記憶された画像データはカラー
マツプ３により必要な対応変換（無変換を含む）を受け
て表示装置４により表示される。

ヒストグラム作成手段５は画像メモリ２に記憶された画
像データの画素値を順次読出して、色の生起頻度即ち各
色を有する画素の数を色別に計数してヒストグラムを作
成する（ステップ３２）。

具体的には例えばｃｐｕ２１が画像メモリ２内の画素値
を順次読出して、ワーキングメモリ２２内に確保された
色別頻度計数用のメモリ領域に、画素毎にその画素の色
を計数している対応番号の値を１つずつインクリメント
していくことによりヒストグラムを作成する。

色空間分割手段６は、このヒストグラムにもとづいて３
次元色空間を複数の領域に分割し領域毎に代表色を選択
する（ステップ３３）。このステップ３３の具体的内容
は例えば第１９図に示すステップ１９１乃至１９３の各
ステップの様なものである。ステップ１９１では３次元
ＲＧＢ空間の各軸をＮｒ、Ｎｇ、Ｎｂ等分することによ
りＲＧＢ空間をＮｒ−Ｎｇ−Ｎｂ個の直方体乙こ分割し
、各直方体内で生起頻度が最大である色を候補色として
抽出する。但し、直方体内に生起する色が存在しない場
合には、その直方体内から候補色は抽出しない。ステッ
プ１９２は初期統合であり、ＲＧＢ空間内の各色を最も
距離の小さい前記候補色に対応づけることによりＲＧＢ
空間をＮ個の領但しｙｉはＲ，Ｇ、Ｂの成分で表現され
た３次元ベクトル７１−（ｒ　ｉ、　　ｇ　ｉ、　　ｂ
　ｉ）　、またＲＧＢ空間上の色をＣ，ｌｌｒ、も同様
に３次元ベクトルの−（ｒ、ｇ、ｂ）とすると、Ｃは次
式（１）を満たす候補色ｙｔと対応づけられ、領域番号
ｉの領域Ｓｉに属することになる。なお、この対応関係
は第２２図に例示する様なカラー空間分割マツプに登録
され、色■に対応して領域番号ｉが記入される。

ｄ　　（Ｃ，ｙｉ）＜ｄ　　（Ｌ　’７’　ｊ）；Ｖｊ
≠ｉ　　（０＜ｊ＜Ｎ−１）　　　　　　　　　　　（
１）ここで、ｄ（Ｃ，７ｉ）はベクトルＣとＶｔとの距
離を表わしており、例えばユークリッド距離ｄ　　（（
Ｃ，ｙｉ）　＝ である。なお以下の説明において単に距離というときは
、このユークリッド距離を意味するものとする。

ステップ１９２では更に各領域に含まれる色の荷重平均
値 は色Ｃをもつ画素の出現頻度、Σは領域Ｓｔに属Ｃ６！
； する全ての色Ｃについての和を意味する。各領域の色の
頻度の総和ｈｉと代表色（Ｃｉは、第２３図の様な領域
テーブルにまとめられ、後述の色統合に利用される。

ステップ１９３では領域の隣接関係テーブルを作成する
。隣接関係テーブルは隣接関係テーブル作成手段７によ
り作成される第２４図に例示する様なテーブルであり、
必須ではないが後述の色統合の質や処理速度を改善する
ための一手段である。

隣接関係の作成は例えば次の様にして行なうことができ
る。ここで、カラー空間分割マツプを形式的にＳ　（ｒ
、ｇ、ｂ）と表わす。つまり色（ｒ。

ｇ、ｂ）が属する領域をＳ　（ｒ、　　ｇ、　　ｂ）と
する。

このときＲＧＢ空間の各色（ｒ、ｇ、ｂ）について Ｓ　　（ｒ、　　ｇ、　　ｂ）＝Ｓ　　（ｒ＋ｌ、ｇ、
ｂ）　　　（４１Ｓ　　（ｒ、ｇ、ｂ）＝Ｓ　　（ｒ、
ｇ＋１．ｂ）　　　（５１Ｓ　　（ｒ、ｇ、　　ｂ）＝
Ｓ　　（ｒ、ｇ、　　ｂ４−１）　　　（６）が成立す
るか否かを調べる。もし式（４）が成立しない場合には
領域Ｓ　（ｒ、ｇ、ｂ）と領域Ｓ（ｒ＋１．ｇ、ｂ）は
隣接し、式（５）が成立しない場合には領域Ｓ　（ｒ、
ｇ、ｂ）と領域Ｓ　（ｒ。

ｇ＋ｌ、ｂ）は隣接し１式（６）が成立しない場合には
領域Ｓ　（ｒ、ｇ、ｂ）と領域Ｓ　Ｄ、ｇ。

ｂ＋１）は隣接する。上記の処理をＲＯＢ空間の金色に
ついて行なうことにより隣接関係が作成される。第２４
図（ａ）は隣接関係テーブルの一例であり、領域Ｓｉに
隣接する領域は、行ｉを横方向に見たときに論理値１の
立っている部分の列番号の領域として示し、図では領域
Ｓｉが領域Ｓ２と領域Ｓｊと隣接していることを示して
いる。右下りの対角線上の論理値は常にＯである。

色統合手段８はステップ３４乃至３７及び３Ｂの各ステ
ップを繰返し実行して色領域統合を行なう。ステップ３
４では以下で説明する色空間上での領域の統合処理によ
って色の数ｃｔｔｐち領域数、または代表色数）が減少
した結果、所定の目標数に達すればステップ３Ｃへ進み
、まだ色の数が多い場合には更に領域統合処理を実行す
る様にする。

ステップ３５は色空間上の領域の中で、その領域に属す
る色の生起傾度の和（以下これを虫に領域の頻度と略記
する。）の最も小さい領域を検出する。ステップ３６で
は前記頻度が最小の領域の代表色と最も距離の小さい代
表色を有する領域を検出する。（以下の説明において上
記の様な領域の代表色間の距離を単に領域間の距離と略
記することがある６）この際、隣接関係テーブルがあれ
ばそれを参照して、隣接領域の中で距離が最小の領域を
選ぶ。ステップ３７では」二記の様に検出された２つの
領域の統合を行なう。即ち２つの領域をＳｉとＳｊとし
、それぞれの領域の頻度をｈｉ。

ｈｊ、また代表色を（Ｃｉ、Ｓｊとすると統合によって
できる新領域Ｓｋの頻度ｈｋと代表色Ｃｋをｈ　ｋ　＝
　ｈ　ｉ　＋　ｈ　ｊ　　　　　　　　　　　　　（７
）（Ｃｋ＝　（ｈｉｃｔ＋ｈｊｃｊ）／　（１’ｌｔ＋
ｈｊ）とする。この結果は第２３図の様な領域テーブル
に反映される。例えばＳｋの頻度と代表色を５ｔ（ｉ＜
ｊ）の項に記入すると共にＳｊをテーブルから削除する
。削除は具体的には８３０項に、Ｓｊ＃＜Ｓｉと同一領
域であることを記入し、この様に記入されたＳｊは以後
無効領域としてアクセスしない様にする。これにより領
域テーブルはＳ　ｉ　＋Ｓ　ｊ−＝Ｓ　ｉとして更新さ
れる。

ステップ３Ｂでは隣接関係テーブルを更新する。

第２４図にその具体例を示す。同図（ａ）の状態から領
域Ｓｊが領域Ｓｉに統合されたときの更新結果が同図（
ｂ）である。即ち行ｉと行ｊとの論理和をとりその結果
を行ｉに書き、列ｉと列ｊとの論理和をとりその結果を
列ｉに書くと共に、行ｊ２列ｊ及び対角成分に論理値Ｏ
を書く。

上記のステップ３５．３６，３７．３Ｂの処理を繰返し
、所定の色数になればステップ３ｃでカラー画像を目的
の少数種の色からなるカラー画像に変換する。その具体
的手順は第２０図に例示する様なもので、ステップ２０
１でカラーマツプ作成手段９により目標数にまで減少し
た代表色を領域テーブルから抽出してカラーマツプに登
録すると共に、ステップ２０２でカラー空間分割マツプ
作成手段１０によりＲＧＢ空間の全色とカラーマツプの
インデックス番号との対応関係をカラー空間分割マツプ
に登録する。最後にステップ２０３において、画素値変
換手段１１は画像メモリ内の各画素の画素値をカラー空
間分割マツプを参照してカラーマツプのインデックス番
号に変換し、画像メモリ２に書き込む。

以上により、入力された原カラー画像が少数種の色から
なるカラー画像に変換され、カラーマツプ３を介して表
示装置４に表示される。

第１８図は同じく前記「カラーマツプ作成に関する一考
察」に記載された従来のカラー画像変換処理装置におけ
る処理方法の他の一例の概略を示すフローチャートであ
る。図中ステップ３１乃至３４．３７．３Ｂ、３Ｃは第
１７図の場合と同様であり、統合すべき２つの領域を選
ぶ方法のみが異なるものである。即ち、領域に分割され
たＲＧＢ空間において、ステップ１８１で領域相互間の
距離を計算し、ステップ１８２で領域間の距離が最小で
ある領域対を検出して、ステップ３７でその対をなす真
領域を統合する。その際、隣接関係テーブルがあれば領
域間の距離を計算するのは隣接関係にある領域について
のみ行なえばよい。また、色数が目標数にまで達せず色
統合処理を繰返す場合にも、ステップ１８１では直前の
領域統合によって生じる新領域と隣接関係にある領域と
の距離のみを改めて計算するのみでよく、その他の隣接
領域間の距離は領域統合によって変わっていないので計
算量を大幅に削減することができる。

なお、上記説明からもわかる様にヒストグラム作成手段
５２色空間分割手段６．隣接関係テーブル作成手段７１
色統合手段８．カラーマツプ作成手段９．カラー空間分
割マツプ作成手段１０１画素値変換手段１１などはいず
れも具体的装置としてはｃｐｕ２１とそのプログラムや
各種テーブルなどのデータを記憶するプログラム・ワー
キングメモリ２２とによって実現することができ、また
一部をハードウェア的な論理回路によって実現すること
も可能である。そして第１６図からも想像される様に、
具体的システムとしての典型的なものは、カラーＴＶカ
メラ等の画像入力装置と、カラーマツプを備えたビット
マツプディスプレイを持つマイクロコンピュータとから
なるシステムである。

従来のカラー画像変換装置は上記の様に構成され、カラ
ー画像が入力されると自動的にヒストグラム作成２免空
間分割１色領域統合の処理を行ない、結果の代表色をカ
ラーマツプに登録すると共に原画像を変換して表示する
様になっている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記の様な従来のカラー画像変換装置では、ヒストグラ
ムを基に分割された３次元色空間十の領域を統合する際
に、色統合を行なうべき領域対を検出する方法が、必ず
しも十分に色統合が画像に与える影響を考慮していない
ために、画像の内容によっては不適当な色統合が行なわ
れてしまう問題点があった。つまり、色統合を次々に行
なう際にその順番が不適当であり、所定の種類数まで色
数を削減する統合を行なった結果が、原画像からの劣化
が大きく、原画像に含まれる重要な情報内容が損われて
しまう危険性が大きかった。

例えば、第１７図で説明した方法では頻度の小さい領域
が優先的に色統合されてゆくため、原カラー画像内で面
積的には大きな割合を占めないが情報としては重要な線
や記号などが消滅してしまう危険性が大きい。また、第
１８図で説明した方法では、領域間の距離の小さい領域
対が優先的に色統合されていくため、原カラー画像内で
大きな面積を占めながらあまり大きな差のない色をもつ
形状が画像上で隣接して存在する様な場合（自然画では
この様な場合が多い）では、色統合によってもとの形状
が失われてしまう危険性が大きい。

この様に従来のカラー画像変換装置では色統合を行なう
べき領域対を検出する際にその優先度を数量的に比較す
るために用いられる量（以下これを測度という）が、領
域の頻度のみであるとか、領域間の距離のみであるとか
の単−的な量であるために、色統合の影響を精度よく表
わし得ず、その結果不適当な色統合が優先的に行なわれ
てし７まうことが起きるものである。

また仮により適当な測度を見出し得たとしても、色統合
の影響を画像の意味内容や操作者（即ち変換画像の作成
者）の主観などにも照らし合わせて最小にすることを保
証する様な測度がどの様な原カラー画像に対しても定義
できるわけではなく、この意味で自動的に最適なカラー
画像変換を行なうことは不可能である。

この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、色統合の良否を装置操作者が判断できる様にして
、画像の意味内容や操作者の主観も含めて原画像からの
劣化が最小に近い良質の変換画像を得ることを目的とす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明にかかるカラー画像変換装置は、色統合手段に
、色統合に従ってカラーマツプまたはカラーマツプと画
像メモリ内の画素値を変更する機能と、各色統合におけ
るカラーマツプ変更の前と後の画像を表示し、該色統合
の是非の問合せを行なう機能と、上記問合せに対応する
操作者の応答入力に従ってカラーマツプを変更する機能
とを備えるとともに、上記色統合手段からの問合せに対
して操作者がその応答を入力する応答入力手段を備えた
ものである。

〔作用〕

この発明においては、色統合の是非を、操作者が表示を
見て判断できるので不適当な色統合は行なわれず、原画
像からの劣化が小さく原画像の情報内容をよ（保存した
少数種の限定された色のみからなる変換画像を得ること
ができる。

〔実施例〕

第１図はこの発明の一実施例であるカラー画像変換装置
の全体構成図である。また第２図はこの発明にかかるカ
ラー画像変換装置のシステム構成の一例を示すシステム
構成図であり、第３図はこの発明にかかるカラー画像変
換装置における処理の概略を示すフローチャートである
。第１図及び第２図において、１２は色統合の是非に関
する問合せに対して操作者が応答を入力する応答入力手
段（具体的装置例としてはキーボード）であり、第３図
において、カラー画像入力（ステップ３１）、ヒストグ
ラム作成（ステップ３２）、色空間分割（ステップ３３
）、及び色統合におけるステップ３５，３６．３７．３
Ｂの各ステップ、それにカラー画像変換（ステップ３Ｃ
）は全て第１７図で説明した従来装置の動作と同様であ
る。

但し色領域統合の際に用いられる領域テーブルには、下
記の様な統合禁止の情報が付加されている。

第４図（ａ）は領域テーブルの例を示す図で、第２゛３
図の従来例と同様に、各領域の傾度ｈｉと代表色Ｃｉ＝
　（ｒｔ、ｇｉ、ｈｉ）（７）情報、それに初期統合に
より色空間が分割されてできた各領域が統合されてきた
履歴をテす統合領域の情報がテーブルとしてまとめられ
ている。例えば領域５Ｎ−１は色統合の過程で既に領域
Ｓ３に統合されているため統合領域の欄に３が記入され
ている。

この統合によって領域５Ｎ−１は無効領域となったので
、ｈＮ−ｔは統合される直前の領域５Ｎ−１の頻度、Ｃ
Ｎ−５−（ｒＮ　　ｌ＋　　ｇＮ　　ｔ。

ｂＮ−ｔ）は統合される直前の領域ＳＮＩの代表色を表
わしている。未だ統合により無効になっ゛ていない領域
は、統合領域欄に値ｒ−ＩＪが記入されており、識別が
可能である。

領域テーブルの禁止条件の欄には、もしその領域と統合
してはならない領域が存在すれば、その相手領域の領域
番号が記入され、存在しなければ−１が記入されている
。例えば領域Ｓｊが領域３との統合が禁止されていれば
領域Ｓｊの禁止条件の欄に３を、また領域Ｓ３の禁止条
件の欄にｊが記入される。しかもこの禁止条件欄は色統
合に従って更新されるものとする。例えば領域Ｓｊと領
域Ｓ３が統合禁止であるとき、領域Ｓｊが領域Ｓｉに統
合されると、領域Ｓｔの禁止条件欄には領域Ｓｊの禁止
条件欄と領域Ｓｔの禁止条件欄のいずれかに記入された
禁止条件の和隼合が新たに領域Ｓｉの禁止条件欄に記入
され、一方領域Ｓ〕の禁止条件欄に記入されていた値ｊ
はｉに書替えられる。これによって未だ統合によって無
効になっていない領域Ｓ　ｉと領域Ｓ３が互いに統合禁
止であることがわかる。

さて第３図において、カラー画像入力（ステ・フプ３１
）、ヒストグラム作成（ステップ３２）３色空間分割（
ステップ３３）を経て、５色統合を行なう段階に達した
ものとする。ステップ３５では領域テーブルを参照して
、無効でない領域の中で最小頻度の領域を検出Ｌ２、ス
テップ３６ではその最小頻度領域と統合禁止になってい
ない無効でない領域の中で該最小頻度領域と最小距離に
ある領域を検出し７て、円領域をステップ３７で統合す
る。

但し、ステップ３７における統合の際どの領域がどの領
域に統合されたかをｅｐｕ２１がワーキングメモリ２２
に記憶しておき、その統合前の状態、即ち円領域の項目
の全ても記憶保存しておき、統合が不適当であれば統合
前の状態に復帰できる様にする。

ステップ３８では該色統合を実行する前のカラー画像と
実行後のカラー画像の両方を切替えて表示する。ステッ
プ３８の具体的内容の一例を第５図に示す。

第５図のステップ５１では色統合の前と後のカラーマツ
プ用のデータをワーキングメモリ２２内のテーブルとし
て作成する。この作成には領域テーブルを参照すればよ
い。第４図（ｂ）はその−法を示している。即ち統合に
より無効になっていない領域に順番に色番号をつけてい
き、無効になっている領域はどの領域に統合されたかが
記入されているので、統合履歴をたどって統合された相
手の無効になっていない領域を見出すことによりその領
域の色番号をつける。色領域の統合が領域番号の大きい
方が小さい方へ統合される（即ちＳｔ＋Ｓ　ｊ−３ｉ　
　（ｉ＜　ｊ）　）様に行なわれていれば、統合された
相手の無効になっていない領域は必ず先に色番号が付与
されるので、全ての領域ＳＲに支障なく色番号が付けら
れることになる。この色番号とそれに対応する無効にな
っていない領域の代表色との対応関係がカラーマツプに
登録されるべき内容に他ならない。また上記の様にし７
て色統合後のカラーマツプ用のデータが作成できれば、
前述の様に統合前の領域テーブルの状態も保存されてい
るのでそれを使って同様に統合前のカラー・マツプ用の
データも作成可能である。

ステップ５２ではカラーマツプ３を統合後の状態に登録
して統合後の画像を表示装置４に表示する。このときＲ
，Ｇ、Ｂ各成分のビット数がＭであり力ラーマンプ３の
入力ビツト数が３Ｍ以−Ｌあるときは、画像メモリ２の
内容を変えずにカラーマツプ３のみを書替えるだけでよ
い。即ち初ＩＪ１統合１９２の際に作成した第２２図の
様なカラー空間分割マツプとステップ５１で作成した統
合後のカラーマツプ用データとを使えば、２ＪＭ種の全
ての色について （色）−（初期統合時の領域）＝（統合後の色番号）−
（対応する代表色） という具合に、実際の表示色を知ることができるので、
色の種類をカラーマツプ３の入力として代表色を出力す
る様にカラーマツプを書替えればよい。

ステップ５３では上記の表示を行なったまま応答入力手
段１２からの応答を待つ。この例では３種の応答入力が
あるものとしている。１つは「今回の統合をしてもよい
」ことを示すＯＫ、もう１つは「今回の統合はしてはい
けない」ことを示すＮ　Ｇ　１更にもう１つは「統合前
後のもう一方の画像を見たい」ことを示すＮＸである。

これらはキーボード１２の異なるキーを押下することに
より入力される。応答入力がＯＫまたはＮＧであればス
テップ３８は終了するが、ＮＸであればステップ５４に
進む。ステップ５４はカラーマツプ３を統合前の状態に
登録するもので、処理内容はステップ５２と同様であり
、ただ登録内容がステップ５１で作成した統合前のカラ
ーマツプ用データを用いる点が異なるのみである。ステ
ップ５５もステップ５３と同様に応答入力手段１２から
の応答を待ち、応答がＯＫまたはＮＧであればステップ
３８を終了し、ＮＸであればステップ５２へ戻る。

つまり、応答入力としてＮＸが続いている間は統合後と
統合前の画像を交互に表示し、ＯＫやＮＧの入力があれ
ばステップ３８を終了してステップ３９へ進むのである
。これにより操作者は必要な回数だけ統合前と統合後の
画像を比較し、統合の是非を画像の意味内容や主観を含
めて判断することができる。

ステップ３９では応答入力がＯＫであればステップ３Ｂ
に進んで従来装置と同様に隣接関係テーブルを更新して
更に次の色統合へ進む。応答入力がＮＧであればステッ
プ３Ａで、統合対象となった領域対に対して記憶保存し
ておいた統合前の状態を領域テーブル上に復元して統合
を解消すると共に、それぞれの領域の禁止条件の欄に相
手の領域番号を付加する。ステップ３Ａの後は、ステッ
プ３４へ戻って次の色統合へ進む。

色統合が進んで色の種類数が目標数まで減少すればステ
ップ３Ｃで従来装置と同様に最終的なカラーマツプ登録
２　カラー空間分割マツプ作成を行ない画像メモリ２内
の各画素値を変換して目的のカラー画像を得る。なお、
統合禁止条件が多すぎて、色の種類数が目標数まで減少
しない場合には、優先度の低い順に統合禁止条件を解消
してゆく。

例えば無効にならずに残っている領域の中の最小頻度の
領域と統合禁止となっている領域の中で最小距離の領域
との統合禁止を解消してゆき、色の種類数を目標数まで
減少させる。

第６図は、ステップ３８においてカラーマツプ３の入力
ビット数が３Ｍよりも小さい場合に統合前後のカラー画
像を切替えて表示する方法を示している。図中の５１乃
至５５の各ステップは第５図の場合とほぼ同様であるが
、切替え表示の際にカラーマツプ３の書替えだけでなく
カラー空間分割マツプを作成して画像メモリ２内の画素
値を変換する必要があるために６１乃至６２の各ステッ
プが追加されている。またこの場合には色空間分割（ス
テップ３３）で作成した初期統合時のカラー空間分割マ
ツプに従って画像メモリ２内の各画素値を変換した値が
ワーキングメモリ２２に記憶されている状態を仮定する
。

第６図において、ステップ５１で統合の前後のカラーマ
ツプ用データを作成し、ステップ６１で領域テーブルを
用いて、初期統合時の各領域と今回の統合の直前の色番
号との対応表を作成する。

そしてステップ６２でこの対応表と、ワーキングメモリ
２２に記憶されている各画素の初期統合時の領域番号値
とを用いて各画素が今回の統合前にとるべき色番号（イ
ンデックス値）に変換して、画像メモリ２に書込む。

ステップ５２ではカラーマツプ３に統合後のカラーマツ
プ用データを登録する。この場合は、カラーマツプの入
力は色番号であるから、カラーマツプ３の入力ビット数
をＫとして２に以下のｆ！類数の色を含むカラー画像が
表示可能であり、初期統合により領域数が２に以下にな
っていれば各回の色統合の前後のカラー画像を表示でき
るａ続合後のカラーマツプは統合前のカラーマツプに比
べて１種類だけ色の数が少ないだけであり、領域Ｓｉと
領域ｓｊが統合されて領域ｓｉになるとき、統合前には
色番号のｎｉとｎｊに分離されていたものがｎｊ−＝ｎ
Ｋと変更されるだけであることを考えれば、ステップ５
２でもステップ６２で作成した統合前の画像メモリ２の
状態に合わせてカラーマツプ３を統合前の状態に登録し
、そのうち１箇所を書替えて統合後のカラーマツプの状
態にすればよい。これはステップ５５からステップ５２
へ戻ってきた時には、カラーマツプ３の１箇所の書替え
で済むことを意味している。ステップ５３とステップ５
５の内容は第５図の場合と同じである。ステップ５４で
は、カラーマツプ３を統合前の状態にするために、ステ
ップ５２で書替えた部分を元に戻す。上記の様にして、
比較的入力ビット数が小さいカラーマツプ３を用いても
各回の色領域統合の前と後のカラー画像を切替えて表示
することが可能である。

なお上記実施例では、各回の色領域統合の前と後のカラ
ー画像を唯一のカラーマツプ３を書替えることにより、
或は必要ならばカラーマツプ３の書替えに加えて画像メ
モリ２の内容も書替えることにより切替えて表示する様
にしまたが、色領域統合の前と後のカラー画像を表示す
る方法は上記の例に躍らず、種々の方法により切替えて
或は同時に表示することが可能である。

第７図は、切替えて表示する他の方法を示すこの発明の
他の実施例における装置構成の関連部分のみを示すブロ
ック図で、この場合カラーマツプは７１と７２の２つで
あり、その出力をスイッチ７３で切替えて表示装置４に
接続する様にしている。この例では、ステップ５１で作
成した統合の前後のカラーマツプ用データの一方を第１
のカラーマツプ７１に登録し、他方を第２のカラーマツ
プ７２に登録し７ておいて、応答入力がＮＸのときのス
テップ５２やステップ５３において２．カラーマツプを
書替えるかわりに、スイッチ７３を逆方向に切替える様
にする。

第８図は、切替えて表示する更に他の方法を丞すこの発
明の他の実施例における装置構成の関連部分のみを示す
ブロック図で、８１ばタイマーである。ステップ５１で
カラーマツプ用のデータを作成した後は、タイマーから
適当な時間間隔で発生される切替信号を受けて、実施例
でＮＸの応答入力があった場合と同様に、カラーマツプ
３の内容を書替える様にする。この場合応答入力手段１
２からの応答入力はＯＫかＮＧかの２種であり、いずれ
かの入力によってタイマー８１を停止し、ステップ３８
を終了する。

第９図及び第１０図は、統合前と統合後のカラー画像を
操作者が比較して統合の是非を判断させるために、２つ
のカラー画像を縮小して１つの表示装置上に並列表示す
る方法を示すこの発明の他の実施例の説明図で、第９図
は装置構成の関連部分のみのブロック図、第１０図は表
示画面の例を示す図である。この場合は表示装置４が縮
小両面を十分な解像度で表示できるだけの性能をもつも
のと仮定している。図中９１はメモリ読出し制御回路で
ある。ステップ５１で統合前後のカラーマツプ用データ
を作成すると、ｃｐｕ２１は２つのカラーマツプ７１及
び７２にそのデータを登録すると共に、メモリ続出し制
御回路９１に並列表示を行なう指示の信号を出力する。

メモリ読出し制御回路９１は画像メモリ２から画像デー
タを読出す際の読出しアドレスと読出し速度を変更し、
また水平方向の走査の途中と最後でスイッチ７３を交互
に切替える様に制御して表示画面を第１０図（ａ）の様
に統合前のカラー画像を単独に表示する状態から、第１
０図（ｂ）の様に統合前と統合後の２つのカラー画像を
並列表示する状態に移行する。第１０図（ｂ）の状態で
は画像メモリから画像データを読出す速度は第１Ｏ図（
ａ）の状態の２倍量トであり、１回の水平走査で画像メ
モリ２内の画像データの１ライン分を２回繰返し２て続
出し５て、前半は統合前の状態に登録されたカラーマツ
プの出力を表示装置４に出力し、後半は統合後の状態に
登録されたカラーマツプの出力を表示装置４に出力する
。

ところでこれまでに説明した実施例では、いずれも各回
の色統合の前後の画像を表示して、操作者の応答入力を
持つ様にしたが、実際の色統合で例えば第１７図や第１
８図で説明した様な従来の方法をとったとしても、不適
当な色統合が牛じるのは、統合がかなり進んで初期統合
時の領域数からはずっと少ない数に色の種類数が減少し
てから後である。したがって１、色統合の前後の画像を
表示して操作者が統合の是非を判断するのも、統合がか
なり進んだ後でよい。

第１１図は、上記の点を考慮して、色の種類数が所定数
（例えば目標数の２倍）に達するまでは統合前後の画像
を比較のために表示する動作をしない様にした処理を含
むフローチャートである。

図中のステ・ノブ１１１が色の種類数が所定数以下にな
ったか否かを判断するステップであり、所定数に達して
いなければ第１７図の従来装置のフローチャートと同様
に自動的に色統合を進め、所定数以下になれば第３図の
フローチャートと同様に色統合毎に操作者からの応答入
力を受けて次の色統合に進む。他のステップは第３図の
場合と同様である。更に、ステップ】１１は色の種類数
が所定数以下になったことを判断基準とするだけでなく
、色統合の際に計算される測度に闇値を設けて闇値以上
（或は以下）の統合について統合前後の画像を表示する
様にしてもよい。

第１２図乃至第１４図は、この発明の実施例における処
理内容を拡張し７て５、統合によるカラーマツプ３の書
替え以外の指示操作に、よるカラーマツプの内容変更に
際しても変更前後のカラー画像を切替え表示または同時
表示するカラー画像変換装置を説明するための図で、第
１２図は装置構成の関連部分のみを示すブロック図、第
１３図は応答入力を行なうための画面構成の一例を示す
図、第１４図は装置における処理の概略の流れを示すフ
ローチャートである。、図中、１２１はカラーマツプの
変更内容を指示する手段としてのタブレフ１・、また１
３１乃至１３４は画面の部分で１３１は処理中のカラー
画像、１３２はカラーマツプの内容即ち色番号と表示色
の対応を示すカラーパレット、１３３は表示可能な全種
の色を示す色度図、１３４はカーソルである。更にフロ
ーチャー１＝には第１１図のフローチャートに１４１乃
至１４５の各ステップが追加されている。

色統合処理を進めて、ステップ３４により色の種類数が
目標数に達した後、ステップ１４１で「処理終了」を意
味する応答入力がキーボード２３から入力されると、ス
テップ３Ｃに進んで目的のカラー画像を得るためのカラ
ー画像変換を行なうが、「処理終了」以外の入力があっ
た場合には、ステップ１４２へ進んでカラーマツプ３の
変更内容の指示入力を受ける。例えば第１３図の様に、
処理中のカラー画像１３１の他にカラーパレット１３２
や色度図を表示装置４に表示する。またカーソル１３４
は、図示しないスタイラスペンなどで指示されるタブレ
フト１２１上の位置に対応する表示画面」−の位置に表
示される識別マークである。これらを用いて、カラーマ
ツプの内容の変更を下記の様に指示し、その指示を受け
てｃｐｕ２１はカラーマツプの内容を書替える。例えば
、カーソル１３４を色度図１３３の箇所に移動して所望
の表示色を指定した後で、カーソル１３４をカラーパレ
ット１３２へ移動してパレット中のある色の矩形を指定
すると、その矩形の色の色番号に対応する表示色として
色度図１３３でｔ旨定した色が対応づけられ、その結果
バレット中のその色番号の矩形の色が変化し、同時にカ
ラー画像中に使われているその色番号に対応する表示色
も変化する。またカラー画像１３１中の一部分をカーソ
ル１３４で指定した後、色度図１３３の中をカーソルで
指定すると、カラー画像１３１中で指定された部分の色
に対応する色番号に、新たに色度図１３３中で指定され
た表示色が対応づけられて、その色番号に対応するカラ
ーバレット１３２中の矩形とカラー画像１３１内の色が
変化する。また、カラーバレット１３２中の１つの矩形
をカーソル１３４で指定した後、カラーバレット１３３
中の他の矩形をカーソル１３４で指定すると、先に指定
された矩形の色番号の表示色が、後で指定された矩形の
色番号の表示色に変更されて２つの矩形の色は同一とな
り、カラ・−画像１３１中の対応する表示色も同一とな
る。ステップ１４２では上記の様なカラーマツプ３の内
容変更を色統合におけるカラーマツプ３の内容変更と同
様に記ｔ＜！　Ｌ、変更後であっても直前の状態が復元
可能な様に変更前の状態を保存する。例えば第４図（ａ
）の領域テーブルにおいて変更対象である領域Ｓｉの代
表色（１，１−（ｒｉ、　　ｇｉ、　　ｂｉ）を変更す
るが、変更前の代表色の値も保存しておく。

そしてステップｉ４３でカラーマツプ変更の前と後の画
像を切替え表示或は同時並列表示して操作者の応答入力
を得る。このステップ１４３の内容も、第５図や第６図
で説明したステップ３８の内容と同様でありＮＸの応答
入力がある度に変更前と変更後の画像を表示する。ステ
ップ１４４では応答入力がＯＫであればステップ１４５
でカラーマツプ変更を確定したものとして登録し保存し
ていた変更前の状態を消去してステップ１４１へ戻る。

また応答入力がＮＧであればカラーマツプ変更を取消し
て変更前の状態を復元してステップ１４１へ戻る。この
様にして操作者によりタブレット１２１から入力された
カラーマツプの内容を変更する指示に対しても、変更前
後の画像を表示することにより実際に操作者が意図した
様な画像が得られることを確認した後に内容変更を確定
することかできる。なお、この場合も変更前と変更後の
画像を表示する方法は、切替えでもよいし同時表示であ
ってもその効果はかわらない。更に、第１４図ではタブ
レット１２１によるカラーマップ３の内容変更の指示は
、色数が目標数にまで減少した後で行なう様にしている
が、必ずしもその場合に限らずカラーマツプ３の内容を
表示画面上に表示して変更を指示することが可能な程度
に少ない数まで色数が減少していれば同様の操作による
カラーマツプ変更が可能である。特にカラーマツプの内
容を複数の色番号に共通に同一の表示色を対応づける様
に変更する場合は、色数を減少させる意味で色統合と同
様の効果がある。

なお、これまで説明した実施例においては、色統合を行
なう方法として従来装置の第１７図で説明した方法を具
体例としたが、その方法は当然第１８図で説明したもの
を使ってもよ（、更に一般的な測度を使用してもこの発
明を通用することが可能である。例えば測度ｈｔｈｊｄ
ｉｊ／（ｈｉ＋ｈｊ）が最小である様な領域対を検出し
て統合する様にすることができる。ここでｄｉｊは領域
Ｓｉと領域Ｓｊの代表色間の距離ｌＧ：１−ｃｊ＋であ
る。

なお、上記実施例では３次元色空間をＲＧＢ空間として
説明したが、色空間にはＬＵＶ　（均等色空間）やＬＨ
３（明度２色相、彩度）、ＹＩＱ（輝度と２つの色度）
などのＲＯＢ空間以外の３次元空間が考えられ、これら
についても各軸について適当な重みづけによる距離関数
を与えれば同様に色空間の分割が考えられ、上記実施例
と同様の測度を用いた色統合方法を用いることができる
。

また、上記実施例では色空間分割はＲＧＢ空間の各軸を
等分することにより空間をＮｒ−Ｎｇ・Ｎｂ個の直方体
に分割し各直方体内で生起頻度が最大である色を候補色
として抽出し、ＲＧＢ空間内の各色を最も距離の小さい
候補色に対応づけることにより行なって分割された各領
域で代表色を計算すると説明したが、距離計算を行なわ
ずに予め定められたカラー空間分割マツプを作成し、分
割された各領域で生起頻度が最大の色または（領域内に
生起する色が存在しない場合には）領域の重心に相当す
る色を代表色とする様にしてもよい。

例えばカラー分割マツプを形式的にＳ　（ｒ、ｇ。

ｂ）と表すと、Ｓ　（ｒ、ｇ、ｂ）に対する領域番号と
して Ｓ　（ｒ、ｇ、ｂ） ＝ｉ−Ｎｇ−Ｎｂ＋ｊ−Ｎｂ＋ｋ　　　　　　　（９１
なる値を与える。但しここでｉ、ｊ、には、Ｌｒ。

Ｌｇ及びＬｂをＲＧＢ空間の各軸をそれぞれＮ　ｒ　。

Ｎｇ、Ｎｂ等分して得られるＮｒ−Ｎｇ−Ｎｂ（１？＋
１の直方体のＲ軸、Ｇ軸、Ｂ軸方向の辺の長さとして次
式を満たす値とする。

１−Ｌｒ＜ｒ＜　（ｉ＋１）　　・Ｌｒｊ−Ｌｇ＜ｇ＜
　（ｊ＋１）　　・Ｌ　ｇ　　　　　　ＱＯ）ｋ−Ｌｂ
＜ｂ＜　（ｋ＋１）　　・Ｉ−ｂまた、上記実施例では
ステップ３８で色統合の前後の画像を表示するためにま
ずステップ３７で領域統合を実行し、その際に統合が不
適当な場合は統合を解消して統合前の状態を復元できる
だけの情報を記憶保存しておくとしたが、逆に領域テ−
プルなどは統合前の状態に保っておいて仮に統合後のカ
ラーマツプ用データ等を作成して記憶しておくことによ
り色統合前後の画像を表示し、操作者の応答入力を得た
後でＯＫの入力であれば統合を実行する様にしてもよい
。

更に、上記実施例ではカラー画像変換処理の結果は、統
合によりできた少数の領域の代表色を用いて変換された
画像である場合を説明したが、同じ発明者による先の出
願特許「カラー画像変換装置」の様に、予め種類と数が
定められた色（固定色）に各代表色を対応づける変換を
行なって、原カラー画像を固定色のみから成るカラー画
像に変換する場合に生じる色統合及び対応づけにおいて
も、上記実施例と同様にカラーマツプの内容変更の前と
後の画像を切替えて、または同時に表示して応答入力に
より内容変更の実行・不実行を制御することが可能であ
る。

また上記実施例において、応答入力手段としては表示切
替えを指示する手段としてキーボードを、またカラーマ
ツプの変更内容を指示する手段としてタブレットを具体
的装置例として挙げたが、これらの代りに複数のスイッ
チやライトベン、マウス、ジョイスティック、トラック
ポールなど他の装置を使用しても同様の操作が可能であ
ることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

この発明は以上説明したとおり、カラー画像中の色の生
起頻度のピストグラムを用いて色空間を複数の領域に分
割し、所定の測度の順に領域を次々と統合してゆく過程
で、カラーマツプまたは画像メモリ内の画素値を書替え
ることにより各回の色統合の前と後との画像を表示して
操作者のその統合の是非の判断を応答入力として得られ
る様に構成したので、画像の意味内容や操作者の主観か
らみても原カラー画像からの劣化が小さく情報がよく保
存された変換画像を得ることができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例であるカラー画像変換装置
の全体構成図、第２図はこの発明にかかるカラー画像変
換装置のシステム構成の一例を示すシステム構成図、第
３図はこの発明にかかるカラー画像変換装置における処
理の概略の流れを示すフローチャート、第４図は領域テ
ーブルの一例、第５図及び第６図は統合前後の画像を切
替えて表示する方法の具体例を示すフローチャート、第
７図及び第８図は統合前後の画像を切替えて表示するた
めの装置構成例の関連部分を示すブロック図、第９図と
第１０図は統合前後の２つのカラー画像を並列表示する
ための装置構成例の関連部分のブロック図と表示画面の
例を示す図、第１１図は色の種類数が所定数に達した後
に統合前後の画像表示を行なう様にした本発明の実施例
の処理の概略の流れを示すフローチャート、第１２図乃
至第１４図は色統合以外の指示操作によるカラーマツプ
の内容変更に際しても変更前後の画像を表示して応答入
力を得る様した本発明の実施例を示すシステム構成図と
画面表示例及び概略のフローチャート、第１５図乃至第
２４図は従来のカラー画像変換装置の例を説明するため
の図で、第１５図は全体構成図、第１６図はシステム構
成図、第１７図及び第１８図は処理の概略のフローチャ
ート、第１９図及び第２０図はそれぞれの色空間分割と
カラー画像変換の各ステップの処理内容を示すフローチ
ャート、第２１図はカラーマツプの一例、第２２図はカ
ラー空間分割マツプの一例、第２３図は領域テーブルの
例、第２４図は隣接関係テーブルの一例を示す図である
。 図において、１は画像入力手段、２は画像メモリ、３は
カラーマツプ、４は表示装置、５はヒストグラム作成手
段、６は色空間分割手段、７は隣接関係テーブル作成手
段、８は色統合手段、９はカラーマツプ作成手段、１０
はカラー空間分割マツプ作成手段、１１は画素値変換手
段、１２は応答入力手段、２１はｃｐｕ、２２はプログ
ラム・ワーキングメモリ、２３は表示切替指示手段（応
答入力手段”）、１２１はカラーマップ変更内容指示手
段（応答入力手段）である。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。 第　１　茄 皐　２　団 猪　３　図 ＄　４　図 （ａ、　　　　　　　　　　　　　ｃｂ＋第　Ｓ　口 第　９　固 第１０図 第１２　図 第１４　目 第　１５ソ し 繍１９固　　　　　　　桔２０固 笑２１品　　　　　　　　　第２２１１Ｕ第２３図 丁続補正書伯鋤 昭和　　年　　月　　日

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像メモリに記憶された原カラー画像中の色の生
   起頻度のヒストグラムを作成するヒストグラム作成手段
   と、上記作成されたヒストグラムを用いて色空間を複数
   の領域に分割し、領域毎に代表色を選択する色空間分割
   手段と、各領域毎或は各領域の代表色相互間で定義され
   る測度の小さい順に領域をその数が所定数に達するまで
   次々と統合する色統合手段とを備え、上記色統合による
   代表色をカラーマップに登録し、このカラーマップに従
   って原カラー画像を限定された数の代表色のみから成る
   カラー画像に変換して表示装置に表示するカラー画像変
   換装置において、上記色統合手段に、色統合に従ってカ
   ラーマップまたはカラーマップと画像メモリ内の画素値
   を変更する機能と、各色統合におけるカラーマップ変更
   の前と後の画像を表示し、該色統合の是非の問合せを行
   う機能と、上記問合せに対応する操作者の応答入力に従
   って、カラーマップを変更する機能とを備えるとともに
   、上記色統合手段からの問合せに対して操作者がその応
   答を入力する応答入力手段を備えたことを特徴とするカ
   ラー画像変換装置。
2. （２）カラーマップは第１、第２のカラーマップから成
   り、色統合の前と後の状態を記憶した各カラーマップに
   もとづくカラー画像を表示画面上に同時に表示すること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像変
   換装置。
3. （３）色統合の前後の画像表示は、所定の表示切替タイ
   ミングに従って色統合の前と後の画像を交互に表示する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画
   像表示装置。
4. （４）色統合手段は、予め指定された色数に達するまで
   は、上記色統合の是非の問合せを行わない様にしたこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカラー画像変
   換装置。
5. （５）応答入力手段はカラーマップの変更内容を指示す
   る手段を有し、予め指定された色数に達するまで色統合
   を行なった後、カラーマップの変更内容指示を色統合と
   同様に取扱って、カラーマップ変更の前と後の画像を表
   示することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のカ
   ラー画像変換装置。
6. （６）応答入力手段は表示切換を指示する手段を有し、
   この表示切替指示に従ってカラーマップを色統合の前と
   後の状態に変更することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載のカラー画像変換装置。
7. （７）カラーマップは第１、第２のカラーマップから成
   り、応答入力手段からの表示切替指示に従って色統合の
   前と後の状態を記憶した各カラーマップを切替えること
   を特徴とする特許請求の範囲第２項記載のカラー画像変
   換装置。