JP3865696B2 - 色変換装置および色変換方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プリンタやビデオプリンタ、スキャナも印刷関連等のフルカラー印刷関連機器、あるいはモニター等の表示装置等に使用するデータ処理に係わり、中でも複数の色データで表現する画像データを使用機器等に合わせて色変換処理する色変換装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の色変換装置および方法の一例が下記の特許文献１に記載されている。この従来の色変換装置および方法においては、第一の画像データを構成する第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの最小値αと最大値βを算出する手段と、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉと上記最小値αと最大値βを用いて色相データを算出する手段と、色相データを用いて色相データ間の第１の比較データを生成する手段と、第１の比較データを用いて色相データ間の第２の比較データを生成する手段と、色相データに基づいて演算を行う演算手段と、所定のマトリクス係数を発生する手段と、第１および第２の比較データと、演算手段からの出力と、色相データｒ、ｇ、ｂと、上記マトリクス係数を用いて所定のマトリクス演算を行い、演算後の画像データを出力する手段と、出力された画像データに最小値αを加算して色変換された第二の画像データを合成して出力する手段を備える。
（特許文献１参照）
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２８７０７４
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の色変換装置または色変換方法において、色データに雑音成分が含まれる場合において、色データの彩度や明度を高めるような処理を行うと、雑音成分の影響を更に強調することになり、画像が非常に見づらいものとなるという問題があった。また、色データ中に含まれる雑音成分の影響を軽減するために、雑音除去手段を介して色データを色変換手段へと入力すると、雑音成分は除去されるものの、本来のデータの変化部分の変化も緩やかになり、画像のボケが発生するという問題点があった。
【０００５】
以下、上記の点についてより詳しく説明する。色変換は、画像表示装置において所望の色再現を得るために行われるが、上記の所望の色再現には「忠実な色再現」と「好ましい色再現」とがある。「忠実な色再現」とは、実物の色に忠実な色再現であり、その実現方法としては、ＮＴＳＣやｓＲＧＢなどの規格や標準の色空間を用いた色再現を行うことが考えられる。一方、「好ましい色再現」とは、人間の視覚特性や記憶色を考慮した、人間がより好ましいと感じる色再現であり、必ずしも「忠実な色再現」とは一致しない。テレビ画像などの動画の表示の際の色再現においては、「好ましい色再現」行われる場合が多い。人間の記憶色では、空の色や芝の緑など、実際の色よりも鮮やかな、彩度や明度の高い色として記憶される傾向がある。したがって、「好ましい色再現」を実現するにあたっては、色の彩度や明度が高くなるような色変換処理が入力された色データに対して行われる場合が多い。また、忠実な色再現においても、色の彩度や明度が高くなるような色変換処理が入力された色データに対して行われる場合が少なくない。これは、使用される画像表示手段の有する色再現範囲が狭いことに起因する。
【０００６】
一方、画像表示装置などに入力される第一の色データは、カメラなどの色データ生成側で生成された本来の色データとは必ずしも一致しない。これは、色データが伝送される過程において、種々の雑音の影響を受けるためである。伝送路を介してカメラにより生成した本来の色データを伝送し、画像表示装置に入力する場合を考える。カメラから出力される本来の色データをＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓとし、それぞれ赤、緑、青を表す色データとする。また、画像表示装置に入力される第一の色データをＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉとする。伝送路において雑音の影響がなく、伝送に際する送信、受信の手続きが正確に行われれば、Ｒｓ＝Ｒｉ、Ｇｓ＝Ｇｉ、Ｂｓ＝Ｂｉとなるはずである。しかし、実際には伝送路においては雑音の影響を受けることが考えられる。雑音が各色データにおよぼす影響である雑音成分をそれぞれＲｎ、Ｇｎ、Ｂｎとすると、画像表示装置に入力される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、Ｒｉ＝Ｒｓ＋Ｒｎ、Ｇｉ＝Ｇｓ＋Ｇｎ、Ｂｉ＝Ｂｓ＋Ｂｎと表すことができる。
【０００７】
上記の画像表示装置に入力される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに対して、「好ましい色再現」を実現するために色の彩度や明度が高くなるような色変換処理を行う場合、結果として本来の色データ成分の彩度や明度を高めるとともに、雑音成分の彩度や明度をも高めることになる。
【０００８】
画素データに含まれる雑音成分が白色雑音による場合、雑音成分は低周波から高周波までの広い周波数範囲の成分を持つ。また、画素データに含まれる雑音成分が、特定の周波数に強い成分を持つ場合も考えられる。例えば、伝送時に用いられる搬送波の影響による雑音成分である場合、雑音成分は搬送波の周波数付近に強い成分を持つこととなる。
【０００９】
雑音成分が特定の周波数に強い成分を持つ場合、雑音除去手段はその周波数成分を除去する（減衰させる）ようなフィルタとして構成することとなる。一方、画像データに含まれる雑音成分が白色雑音による場合には、雑音成分のうち特に視覚的に目立つ周波数成分を除去する（減衰させる）ようなフィルタとして構成することが有効となる。視覚的に目立つ周波数成分は、厳密には表示装置の画素間隔や鑑賞距離なども考慮に入れて特定されることとなるが、現状の画像表示装置においては、雑音成分のうち画像データの画素周波数に近い高い周波数成分が目立つ場合が多く見られる。これは、現状の画像表示装置の画素間隔では、隣り合う画素のデータが雑音成分の影響により頻繁に互いに関連性なく変化すると、人間には大きな雑音として感じられるものと考えられる。ここで、画素周波数とは、連続する各画素の画像データが例えば、０、１、０、１、０、．．．と変化する際の周波数を指し、画像データのクロック周波数の１／２となる。
【００１０】
以上のように、雑音除去手段は、雑音成分の特性によりその構成が決定されることとなる。以下、画像データの画素周波数に近い高い周波数成分の雑音成分を除去する場合を例にとって述べることとする。この場合、入力されたデータ中の高周波成分を遮断または大きく減衰させ、低周波成分を透過するローパスフィルタによって雑音除去手段を構成し、雑音除去手段を介して第一の色データを色変換手段へと入力することにより、雑音成分の強調を軽減することが可能となる。しかし、この場合には第一の色データ中に含まれる雑音成分とともに、本来の色成分の高周波成分もまた遮断され、画像のボケが発生するという問題が発生する。例えば、画像データの画素周波数の１／８以上の周波数を持つ雑音成分を除去するようなフィルタとして雑音除去手段を構成した場合、本来の色成分についても画像データの画素周波数の１／８以上の周波数が除去され、画像のボケが発生することとなる。
一般には、本来の色成分のうち、雑音除去手段３にて除去した周波数成分が除去されることとなる。
【００１１】
本発明の目的は、色データの彩度や明度を高めるような処理を行った場合においても、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、また、雑音成分の影響の抑制による画像のボケの発生も抑えることが可能な色変換装置及び方法を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る色変換装置は、複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを色変換して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める色変換装置において、上記第一の画像データを用いて、当該第一の画像データの明度および彩度の少なくともいずれかを変換するための色補正量の算出を行う色補正量演算手段と、上記色補正量演算手段により算出された色補正量に含まれる雑音の除去を行って、雑音除去された色補正量を求める雑音除去手段と、上記第一の画像データに上記雑音除去された色補正量を加算して、上記第二の画像データを求める加算手段とを備えることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の一実施形態による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【００１４】
第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは色補正量生成手段１および色補正量加算手段２へと入力される。色補正量生成手段１は、雑音除去手段３および色補正量演算手段４を備え、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは雑音除去手段３へと入力される。雑音除去手段３では、第一の色データ中の雑音成分を除去し、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２を出力する。雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２は、色補正量演算手段４へと入力され、色補正量演算手段４で色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が算出される。色補正量加算手段２には、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉおよび色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が入力され、これらを加算することにより第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
なお、色補正量は、正の値を持つとは限らず、負の値を持つ場合もある。
【００１５】
第一の色データは、伝送される過程において種々の雑音の影響を受けるため、画像生成の際に生成された本来の色データ成分と、その後の雑音の影響により発生した雑音成分より構成される。本来の色データをＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓとし、それぞれ赤、緑、青を表す色データとする。また、第一の色データをＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉとする。雑音の影響がなければ、Ｒｓ＝Ｒｉ、Ｇｓ＝Ｇｉ、Ｂｓ＝Ｂｉとなる。しかし、実際には雑音の影響を受けることになる。雑音が各色データにおよぼす影響である雑音成分をそれぞれＲｎ、Ｇｎ、Ｂｎとすると、画像表示装置に入力される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、Ｒｉ＝Ｒｓ＋Ｒｎ、Ｇｉ＝Ｇｓ＋Ｇｎ、Ｂｉ＝Ｂｓ＋Ｂｎと表すことができる。すなわち、画像表示装置に入力される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、本来の色データ成分であるＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓと、雑音成分であるＲｎ、Ｇｎ、Ｂｎとの和で表されることになる。
【００１６】
従来の技術について述べたように、雑音除去手段３は、雑音成分の特性に応じてその構成が決定される。以下、画像データの画素周波数に近い高い周波数成分の雑音成分を除去する場合を例にとって述べることとする。この場合、入力されたデータ中の高周波成分を遮断または大きく減衰させ、低周波成分を透過するローパスフィルタによって雑音除去手段３を構成することができる。
より具体的には、画素周波数の約１／４．５以上、即ち画素データのクロック周波数の１／９以上の周波数成分を遮断又は大きく減衰させるローパスフィルタを用いることとする。
なお、構成が簡単なローパスフィルタとしては、連続する複数の画素の画像データの単純平均値を算出する構成が考えられる。このとき、フィルタ特性は、単純平均値の算出に用いる画素の数により決定されることになる。
【００１７】
図２は、雑音除去手段３の部分的な構成、即ち色データＲｉよりＲ２を算出する部分の構成の一例を表すブロック図である。ＧｉよりＧ２を算出する部分、ＢｉよりＢ２を算出する部分も同様の構成とすることができる。図示のように、この雑音除去手段３は、複数のデータ格納部５ａ〜５ｈを含むデータシフト手段５と、重み付け加算手段６とを有する。
雑音除去手段３に入力された第一の色データＲｉは、データ格納部５ａへと入力される。データ格納部５ａ〜５ｈは、互いに縦続接続されており、第一の色データが入力されるたびに、データ格納部５ａのデータをデータ格納部５ｂへ、データ格納部５ｂのデータをデータ格納部５ｃへと、一斉にデータをシフトする。データ格納部５ａ〜５ｈに保持されるデータは、重み付け加算手段６へと入力される。
【００１８】
重み付け加算手段６は、データ格納部５ａ〜５ｈからのデータに重み付け加算を施し、雑音除去された色データＲ２として出力する。重み付け加算手段６にて行われる重み付けを均等にすれば、即ち重み付係数を互いに同じ値にし、単純平均値を算出することになる。よって、雑音除去手段３により算出される雑音除去された色データＲ２は、下記式（１）にて表される。
【００１９】
【数１】

【００２０】
式（１）において、Ｒｉ［ｎ］はｎ番目に入力された第一の色データを表し、関数ｆは重み付け加算を表す。
なお、雑音除去手段に最初のデータが入力されたときには、データ格納部５ａ〜５ｈには全て最初のデータと同一のデータが一斉に入力されるものとする。また、雑音除去手段に最後のデータが入力された後には、データ格納部５ａには雑音除去手段に入力された最後のデータと同一のデータが入力され続けるものとする。
【００２１】
図３は、本来の色データＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓの一例を表す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。また、赤を表すデータＲｓに注目するため、Ｒｓの変化は特に太線にて示している。画素位置０から１６、および４３から６３においてはＲｓ＝８０、Ｇｓ＝４８、Ｂｓ＝４８であり、画素位置１７から４２においてはＲｓ＝１６０、Ｇｓ＝４８、Ｂｓ＝４８である。これは、画素位置１７から４２にその両側と比較して彩度、明度の高い赤色が存在することを意味する。ここで、彩度は色信号の最大値と最小値の差を最大値にて除したもので表すことができ、明度は色信号の最大値で表すことができる。これによると、画素位置０から１６、および４３から６３における彩度は０．４、明度は８０と表され、画素位置１７から４２における彩度は０．７、明度は１６０と表される。
【００２２】
図４は、本来の色データＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓに雑音Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎが付加された場合の色データ、すなわち雑音成分が存在する場合の画像表示装置に入力される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの一例を表す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。また、赤を表すデータＲｉに注目するため、Ｒｉの変化は特に太線にて示している。図中で矢印にて示しているのは、画素位置２６および２７のＲｉであり、それぞれ値は１４６、１７４である。画素位置２６および２７のＲｉは、本来は同じ値になるべきであり、値に相違があるのは雑音成分の影響である。この時、画素位置２６および２７においてＧｉは４０、４６であり、Ｂｉは３８、６０である。
【００２３】
ここで、重み付け加算手段６において、単純平均値が算出されるものとする。図４に示した第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを入力として、図２を参照して説明した雑音除去手段３にて求められる雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２を図５に示す。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。図５より、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２において、データの変化部分の変化も緩やかになっているものの、雑音成分も除去されている。
【００２４】
色補正量演算手段４は、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２を用いて色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出し、算出した色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を色補正量加算手段２へと出力する。色補正量加算手段２には第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉも入力され、色補正量加算手段２において、色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１と加算されて第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
【００２５】
色補正量演算手段４は、例えば少なくとも一つの色の明度及び彩度の少なくとも一つを高めるための補正量を求めるための演算を行うものであり、例えば下記の式（２）に示す線形演算により色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を求める。
【００２６】
【数２】

【００２７】
下記式（３）に示す係数は、式（２）に対して用いられる係数の一例である。
【００２８】
【数３】

【００２９】
上記式（３）に示す係数は、画像データの一つの特定の色である赤の明度、彩度を高めるような係数である。簡単化のため雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２の値が、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉと同じ値を持つものとし、例えば、雑音除去された色データがＲ２＝８０、Ｇ２＝４８、Ｂ２＝４８である場合を考える。この時、Ｒ１＝２４、Ｇ１＝０、Ｂ１＝０となり、第二の色データはＲｏ＝Ｒ２＋Ｒ１＝１０４、Ｇｏ＝Ｇ２＋Ｇ１＝４８、Ｂｏ＝Ｂ２＋Ｂ１＝４８となる。また、雑音除去された色データがＲ２＝１６０、Ｇ２＝４８、Ｂ２＝４８の場合、Ｒ１＝４８、Ｇ１＝０、Ｂ１＝０となり、第二の色データはＲｏ＝Ｒ２＋Ｒ１＝２０８、Ｇｏ＝Ｇ２＋Ｇ１＝４８、Ｂｏ＝Ｂ２＋Ｂ１＝４８となる。雑音除去された色データに対して、前者では彩度は０．４、明度は８０となり、後者では彩度は０．７、明度は１６０となる。一方、第二の色データに対して、前者では彩度は０．５４、明度は１０４となり、後者では彩度は０．７７、明度は２０８となる。よって、色変換を行うことにより画像データの明度、彩度ともに高くなっている。
【００３０】
図６は、第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏの一例を表す図であり、図４に示した第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉを入力とし、式（３）に示す係数を用いた場合に算出される第二の色データである。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。また、赤を表すデータＲｏに注目するため、Ｒｏの変化は特に太線にて示している。図中で矢印にて示しているのは、画素位置２６および２７のＲｏであり、それぞれ値は１９３、２２０である。
【００３１】
ここで、画素位置２６および２７における第二の色データＲｏの値の差は、２２０−１９３＝２７である。一方、画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、１７４−１４６＝２８である。画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、雑音成分の影響により生じたものである。
【００３２】
よって、本実施の形態における色変換装置または色変換方法によれば、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、色データの彩度や明度を高めるような処理が行われている。画像データ中の雑音成分の影響が強調されると、画像表示装置に表示される画像は非常に見づらいものとなるが、本実施の形態における色変換装置または色変換方法においては、第二の色データにおける雑音成分の大きさは第一の色成分におけるものと同等となり、雑音成分の影響の増大を回避している。
【００３３】
なお、上記の例では、色補正量演算手段４が一つの色である赤の明度、彩度を高めるような演算を行っているが、二つ以上の色の明度、彩度を高めるような色補正量演算を行うこととしても良い。また明度や彩度を高めるのではなく、逆に低めるような色補正を行う場合にも本発明を適用することができる。明度や彩度を低める場合には色補正量が負の値となる。
【００３４】
本実施の形態における色変換装置または色変換方法において、その特徴は、色補正量生成手段１に雑音除去手段３を備え、色補正量生成手段１において色補正量算出及び雑音除去を行って色補正量を求めて色補正量加算手段２に供給し、色補正量加算手段２では、上記のような雑音除去を経た色補正量と、上記のような雑音除去を経ない第一の画像データとを加算して第二の画像データを求めることである。以下、その効果について、色補正量生成手段１に雑音除去手段３を備えない場合との比較により、さらに詳しく述べる。
【００３５】
上記図１に示す色変換装置において、雑音除去手段３をＲ２＝Ｒｉ、Ｇ２＝Ｇｉ、Ｂ２＝Ｂｉとなるように構成すれば、雑音除去手段３を備えない場合と同等となる。
【００３６】
先程と同様に、図３にて示される本来の色データＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓに雑音成分が付加された図４にて示される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉが入力される場合を考える。すなわち、画素位置２６および２７において、本来の色データはともにＲｓ＝１６０、Ｇｓ＝４８、Ｂｓ＝４８である。また、画素位置２６および２７において、第一の色データはＲｉ＝１４６、Ｇｉ＝４０、Ｂｉ＝３８、およびＲｉ＝１７４、Ｇｉ＝４６、Ｂｉ＝６０である。
【００３７】
雑音除去手段３が設けられていないので、Ｒ２＝Ｒｉ、Ｇ２＝Ｇｉ、Ｂ２＝Ｂｉが色補正演算手段４に入力される。色補正量演算手段４では、上記式（３）に示す係数を用いた上記式（２）に示すマトリクス演算により色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を求める。色補正量加算手段２は、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉと色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を加算して第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを算出する。
【００３８】
図７は、雑音除去手段３が設けられておらず、Ｒ２＝Ｒｉ、Ｇ２＝Ｇｉ、Ｂ２＝Ｂｉとなる場合における第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを表す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。雑音除去手段３を備えた場合に得られる第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを表す図６と比較すると、色変換処理により雑音成分もまた強調されていることが見て取れる。図中で矢印にて示しているのは、画素位置２６および２７の第二の色データＲｏであり、それぞれ値は１８９、２２６である。一方、画素位置２６および２７の第一の色データＲｉの値はそれぞれ１４６、１７４である。画素位置２６および２７の第一の色データＲｉの値の差は１７４−１４６＝２８であり、この値は本画素位置における第一の色データ中に含まれる雑音成分の大きさを表す。一方、画素位置２６および２７の第二の色データＲｏの値の差は２２６−１８９＝３７となり、値が大きくなっている。これは、第一の色データに含まれる雑音成分が強調されていることを表す。画像データ中の雑音成分Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎの影響を強調されると、画像表示装置に表示される画像は非常に見づらいものとなる。
【００３９】
ここで、前述の通り、雑音除去手段３を備えた本実施の形態における色変換装置にて得られる画素位置２６および２７における第二の色データＲｏの値の差は２７であり、雑音成分は強調されていない。
【００４０】
第一の色データ中に含まれる雑音成分の影響を軽減する方法としては、雑音除去手段を介して第一の色データを色変換手段へと入力することも考えられる。図８は、雑音除去手段を付加した従来の色変換装置の一例を表すブロック図であり、雑音除去手段３を介して色変換手段７に第一の色データを入力するように構成されている。第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは雑音除去手段３へと入力される。雑音除去手段３では、第一の色データ中の雑音成分を除去し、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２を出力する。雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２は、色変換手段７へと入力される。色変換手段７は、色補正量演算手段４と色補正量加算手段２を備える。色補正量演算手段４は、上述の場合と同様に、上記式（３）に示す係数を用いた上記式（２）に示すマトリクス演算により、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２より、色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出する。色補正量加算手段２は、雑音除去された色データＲ２、Ｇ２、Ｂ２と色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１をそれぞれ加算し、第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを算出する。よって、図８に示す色変換装置において、第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏは下記式（４）にて表される。
【００４１】
【数４】

【００４２】
雑音除去手段３は、上記図２を参照して説明した構成とすることができる。ここで、雑音除去手段３の重み付け加算手段６において、単純平均値が算出されるものとする。
【００４３】
図８に示す色変換装置により求められる第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを図９に示す。このとき、図４に示す本来の色データに雑音成分が付加された第一の色データが入力されるものとする。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。図９より、第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏにおける雑音成分は除去されているものの、図中に破線にて囲ったように、データの変化部分の変化も緩やかになっている。データの変化部分の変化も緩やかになると、画像のボケとして認識される。例えば、画像中の文字や境界部分にボケが発生することになる。
【００４４】
特に、雑音の影響を受けていない色データ、すなわち雑音成分が含まれない色データが入力された場合に、この画像中のボケは特に問題となる。すなわち、雑音成分がない色データに対しては、画像のボケという欠点のみが発生することとなる。
【００４５】
一方、本実施の形態の色変換装置（図１）により得られる第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏ（図６）においては、画像のボケも発生していない。すなわち、画素位置１６から１７へのデータの変化、および画素位置４２から４３へのデータの変化はなだらかになっていない。これは、第一の画像データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉには雑音除去を施すことなく色補正量加算手段２に供給しているからである。
【００４６】
以上より、本実施の形態における色変換装置または色変換方法によれば、色データの彩度や明度を高めるような処理を行った場合においても、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、また、雑音成分の影響の抑制による画像のボケの発生も抑えることが可能となる。
【００４７】
近年、テレビの画像やＤＶＤに記録したビデオの画像をパーソナルコンピュータにより見るような場合も増えつつある。一般に、ビデオ画像やテレビ画像には大きな雑音成分が含まれる場合が多い。一方、パーソナルコンピュータにて発生されるグラフィック画面は非常に雑音成分が少なく、また文字情報など精細度が要求される表示も多く、画像のボケは非常に問題となる。一方、画像表示装置においては、入力される画像データが、ビデオ画像やテレビ画像を表すものであるか、文字情報を表すものであるかを判別する手段がない場合が一般的である。したがって、パーソナルコンピュータにてビデオ画像やテレビ画像を観賞する際には、ビデオ画像やテレビ画像における雑音成分の強調を抑制でき、しかもパーソナルコンピュータで発生されるグラフィックの画面における画像のボケも抑制可能な本発明の色変換装置または色変換方法は非常に有用である。
【００４８】
なお、上記においては、色補正量演算手段の構成としてはマトリクス演算方式であるものとしたが、テーブル変換方式であっても同様である。テーブル変換方式は、入力される色データの組のそれぞれに対して変換後のデータを指定できるため、様々な変換特性が実現可能である長所があるが、データの時間的、空間的な変化、すなわち雑音の影響に対しては、マトリクス演算方式と比較して特に改善されるものでない。したがって、色補正量生成手段に雑音除去手段を備えることにより、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく色変換処理が行えるという効果は、マトリクス演算方式と同様である。
【００４９】
また、本実施の形態では、ハードウェアで実現する場合について述べたが、同様の処理をソフトウェアによって実現することも可能である。
【００５０】
実施の形態２．
上記実施の形態１においては、色補正量生成手段は、雑音除去手段により雑音を除去されたデータを用いて色補正量を求めるように構成した。このようにする代りに、色補正量生成手段は、画像データから色補正量算出を行った後、雑音除去手段で雑音除去を行って色補正量を求めるように構成することもできる。
【００５１】
図１０は、この発明の実施形態２による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは色補正量生成手段１ｂおよび色補正量加算手段２へと入力される。色補正量生成手段１ｂは、色補正量演算手段４ｂおよび雑音除去手段３を備え、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは色補正量演算手段４ｂへと入力される。色補正量演算手段４ｂでは、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉより色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を算出し、雑音除去手段３へと出力する。雑音除去手段３では、色補正量演算手段４ｂから出力される色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３に含まれる雑音成分を除去し、雑音除去された色データを色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１として出力する。色補正量加算手段２には、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉおよび色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が入力され、これらを加算することにより第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
【００５２】
上記実施の形態１と同様に、第一の色データは、画像生成の際に生成された本来の色データ成分Ｒｓ、Ｇｓ、Ｂｓと、雑音成分Ｒｎ、Ｇｎ、Ｂｎより、Ｒｉ＝Ｒｓ＋Ｒｎ、Ｇｉ＝Ｇｓ＋Ｇｎ、Ｂｉ＝Ｂｓ＋Ｂｎと表すことができる。色補正量演算手段４ｂは、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉが入力され、色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を出力する他は、上記実施の形態１における色補正量演算手段４と同様の構成とすることができる。すなわち、色補正量演算手段４ｂにおいては、上記式（２）と同様の下記式（５）に示す線形演算により色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を求める。即ち、式（５）の演算も、上記式（２）と同様、例えば少なくとも一つの色の明度及び彩度の少なくとも一つを高めるための補正量を求めるためのものである。
【００５３】
【数５】

【００５４】
上記式（５）における演算係数もまた、上記実施の形態１で用いたのと同一の下記式（３）に示す係数を用いることができる。下記式（３）に示す係数は、画像データの一つの特定の色である赤の明度、彩度を高める係数である。
【００５５】
【数６】

【００５６】
上記実施の形態１と同様に、図４にて示される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉが入力される場合を考える。すなわち、画素位置２６および２７において、第一の色データはＲｉ＝１４６、Ｇｉ＝４０、Ｂｉ＝３８、およびＲｉ＝１７４、Ｇｉ＝４６、Ｂｉ＝６０である。
【００５７】
図１１は、色補正量演算手段４ｂから出力される色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を示す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。画素位置２６および２７において、色補正量はＲ３＝４３、Ｇ３＝０、Ｂ３＝０、およびＲ３＝５２、Ｇ３＝０、Ｂ３＝０である。
【００５８】
雑音除去手段３は、上記実施の形態１に関し図２を参照して説明したのと同じ構成とすることができる。但し、色補正量演算手段４ｂから出力される色補正量Ｒ３、Ｇ３、Ｂ３を入力とし、雑音除去された色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を出力とする。
ここで、雑音除去手段３の重み付け加算手段６において、単純平均値が算出されるものとする。
【００５９】
図１２は、雑音除去手段３から出力される色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を示す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。画素位置２６および２７において、色補正量はＲ１＝４７、Ｇ１＝０、Ｂ１＝０、およびＲ１＝４６、Ｇ１＝０、Ｂ１＝０である。
【００６０】
雑音除去手段３から出力された色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１は、色補正量加算手段２にて第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに加算され、第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
図１３は、色補正量加算手段２より出力される第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏの一例を表す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。また、赤を表すデータＲｏに注目するため、Ｒｏの変化は特に太線にて示している。図中で矢印にて示しているのは、画素位置２６および２７のＲｏであり、それぞれ値は１９３、２２０である。
【００６１】
ここで、画素位置２６および２７における第二の色データＲｏの値の差は、２２０−１９３＝２７である。一方、画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、１７４−１４６＝２８である。画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、雑音成分の影響により生じたものである。
【００６２】
このように、本実施の形態における色変換装置または色変換方法においても、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、色データの彩度や明度を高める処理が行われている。
【００６３】
実施の形態３．
図１４は、この発明の実施形態３による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは色補正量生成手段１ｃおよび色補正量加算手段２へと入力される。色補正量生成手段１ｃは、無彩色成分算出手段９、有彩色成分算出手段１０、雑音除去手段３、色補正量演算手段４ｃを備え、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、無彩色成分算出手段９及び有彩色成分算出手段１０へと入力される。無彩色成分算出手段９では、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの最小値を選択し、無彩色成分データαとして出力する。無彩色成分データαは、第一の色データのうちの無彩色の成分、すなわちグレイ成分を表すデータである。
【００６４】
図１５は、無彩色成分データαを表す図である。図において、縦軸はデータの大きさを表す。無彩色成分データαの大きさは、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉが等量で存在する大きさであり、第一の色データに含まれるグレイ成分の大きさを表す。
【００６５】
無彩色成分データαは、有彩色成分算出手段１０及び色補正量演算手段４ｃへと入力される。有彩色成分算出手段１０では、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉから無彩色成分データαを減じることにより、即ち、
Ｒ４＝Ｒｉ−α
Ｇ４＝Ｇｉ−α
Ｂ４＝Ｂｉ−α
により、有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４を算出する。有彩色成分データは、第一の色データから無彩色成分を除いたものであり、第一の色データに含まれる色相、彩度の情報に関わるデータである。また、有彩色成分データは、第一の色データに含まれるグレイ成分には関わらない。
【００６６】
有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４は雑音除去手段３へと入力され、雑音除去手段３は、雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５を算出する。雑音除去手段３は、上記実施の形態１に関し図２を参照して説明した構成（図２に示す回路を３つ備えた構成）とすればよく、この場合、第一の画像データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの代りに、有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４を入力信号とし、雑音除去された有彩色色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５を出力信号とする。雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５は色補正量演算手段４ｃへと入力され、色補正量演算手段４ｃは、色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出する。色補正量演算手段４ｃは、下記の式（６）に示す演算により色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出する。式（６）の演算も、上記式（２）と同様、例えば少なくとも一つの色の明度及び彩度の少なくとも一つを高めるための補正量を求めるためのものである。
【００６７】
【数７】

【００６８】
色補正量加算手段２には、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉおよび色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が入力され、これらを加算することにより第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
【００６９】
上記実施の形態１と同様に、図４にて示される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉが入力される場合を考える。すなわち、画素位置２６および２７において、第一の色データはＲｉ＝１４６、Ｇｉ＝４０、Ｂｉ＝３８、およびＲｉ＝１７４、Ｇｉ＝４６、Ｂｉ＝６０である。
【００７０】
図１６は、有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４の一例を表す図であり、図４にて示される第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉに対して求められる有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４を表す。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。画素位置２６および２７において、有彩色成分データはＲ４＝１０８、Ｇ４＝２、Ｂ４＝０、およびＲ４＝１２８、Ｇ４＝０、Ｂ４＝１４である。
【００７１】
ここで、雑音除去手段３の重み付け加算手段６において、単純平均値が算出されるものとする。この時、雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５は、図１７にて示される。
【００７２】
色補正量演算手段４ｃにおいては、上記式（６）に示す演算により色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出するが、係数として上記実施の形態１で用いたのと同一の下記式（３）に示す係数を用いることができる。下記式（３）に示す係数は、画像データの一つの特定の色である赤の明度、彩度を高める係数である。
【００７３】
【数８】

【００７４】
図１８は、上記式（３）に示す係数を用いた場合における第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏを表す図である。図において、横軸は各データの存在する画素位置を表し、縦軸は各データの大きさを表す。また、赤を表すデータＲｏに注目するため、Ｒｏの変化は特に太線にて示している。図中で矢印にて示しているのは、画素位置２６および２７のＲｏであり、それぞれ値は１８０、２０７である。ここで、画素位置２６および２７における第二の色データＲｏの値の差は、２０７−１８０＝２７である。一方、画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、１７４−１４６＝２８である。画素位置２６および２７における第一の色データＲｉの値の差は、雑音成分の影響により生じたものである。
【００７５】
また、画素位置２６において、第二の色データはＲｏ＝１８０、Ｇｏ＝４０、Ｂｏ＝３８となり、彩度は０．７９、明度は１８０となる。一方、画素位置２６において、第一の色データはＲｉ＝１４６、Ｇｉ＝４０、Ｂｉ＝３８であり、彩度は０．７４、明度は１４６となる。したがって、第二の色データにおいては、第一の色データと比較して彩度、明度ともに高くなっている。
さらに第一の色データとしてグレイのデータ、例えばＲｉ＝１００、Ｇｉ＝１００、Ｂｉ＝１００が入力された場合、第二の色データもＲｏ＝１００、Ｇｏ＝１００、Ｂｏ＝１００となり、色変換の影響を受けない。
【００７６】
以上より、本実施の形態における色変換装置または色変換方法において、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、色データの彩度や明度を高める処理が行われる。また、第一の色データを無彩色成分と有彩色成分に分離した後に色補正量を求めているので、無彩色（グレイ）の色再現に影響を与えることなく、色データの色相、彩度や明度の調整が可能となる。
また、有彩色成分に対してのみ雑音除去を行うので、白黒の画像データに対しては雑音除去の影響は生じない。例えば、パーソナルコンピュータにてカラーのビデオ画像を表示するとともに、白黒で表現された文書を表示した場合、ビデオ画像には雑音除去の効果が表れるが、白黒の文書には雑音除去の影響によるボケは生じない。
【００７７】
実施の形態４．
上記実施の形態３においては、第一の色データを無彩色成分と有彩色成分に分離し、有彩色成分に対してのみ雑音除去するように構成した。このようにする代りに、有彩色成分のみでなく、無彩色成分に対しても有彩色成分と個別に雑音除去するように構成することもできる。
【００７８】
図１９は、この発明の実施形態４による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは色補正量生成手段１ｄおよび色補正量加算手段２へと入力される。色補正量生成手段１ｄは、無彩色成分算出手段９、有彩色成分算出手段１０、有彩色雑音除去手段１１、無彩色雑音除去手段１２、色補正量演算手段４ｃを備え、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉは、無彩色成分算出手段９及び有彩色成分算出手段１０へと入力される。無彩色成分算出手段９では、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉの最小値を選択し、無彩色成分データαとして出力する。
【００７９】
無彩色成分データαは、有彩色成分算出手段１０及び無彩色雑音除去手段１２へと入力される。有彩色成分算出手段１０では、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉから無彩色成分データαを減じることにより、有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４を算出する。有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４は有彩色雑音除去手段１１へと入力され、有彩色雑音除去手段１１は、雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５を算出する。また、無彩色雑音除去手段１２は、雑音除去された無彩色成分データを算出する。
【００８０】
有彩色雑音除去手段１１は、上記実施の形態１の雑音除去手段３と同じ構成（図２の構成を３つ備えたもの）とすることができる。この場合、有彩色雑音除去手段１１は、有彩色成分算出手段１０から出力される有彩色成分データＲ４、Ｇ４、Ｂ４を入力とし、雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５を出力する。無彩色雑音除去手段１２は、上記実施の形態１の説明に用いた図２に示す構成とすることができ、無彩色成分算出手段９から出力される無彩色成分としての最小値αを入力とし、雑音成分が除去された無彩色成分を出力する。
雑音除去された有彩色成分データＲ５、Ｇ５、Ｂ５及び雑音除去された無彩色成分データは、色補正量演算手段４ｃへと入力され、色補正量演算手段４ｃは、色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１を算出する。色補正量加算手段２には、第一の色データＲｉ、Ｇｉ、Ｂｉおよび色補正量Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１が入力され、これらを加算することにより第二の色データＲｏ、Ｇｏ、Ｂｏが算出される。
【００８１】
本実施の形態における色変換装置においては、有彩色成分データのみでなく、無彩色成分データに対しても有彩色成分データと個別に雑音除去するように構成した点が、上記実施の形態３における色変換装置と異なる。無彩色成分データは、有彩色成分データとの組み合わせで彩度の情報に関わるが、単体では明るさの情報のみを持つデータであり、人間の視覚特性に対しては、有彩色データとは異なる特性を持つことが考えられる。したがって、有彩色成分データと個別に無彩色成分データ雑音除去することにより、それぞれ視覚特性に合わせた雑音除去の影響、効果の大きさを選択することが可能となる。
【００８２】
【発明の効果】
この発明の色変換装置および方法は以上説明したように、複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを色変換して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める色変換装置において、上記第一の画像データに基づく色補正量算出及び雑音除去を行って色補正量を求める色補正量生成手段と、上記第一の画像データに上記色補正量を加算して、上記第二の画像データを求める加算手段とを備えるものであるので、色データの彩度や明度を高めるような処理を行った場合においても、色データに含まれる雑音成分の影響を更に強調することなく、また、雑音成分の影響の抑制による画像のボケの発生も抑えることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態１による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図２】 この発明の実施の形態１による色変換装置における雑音除去手段３の部分的な構成の一例を表すブロック図である。
【図３】 本来の色データＲｓ、Ｇｓ、Ｂｓの一例を表す図である。
【図４】 雑音成分が存在する場合の画像表示装置に入力される第一の色データの一例を表す図である。
【図５】 雑音除去された色データの一例を表す図である。
【図６】 この発明の実施の形態１における第二の色データの一例を表す図である。
【図７】 雑音除去手段をＲ２＝Ｒｉ、Ｇ２＝Ｇｉ、Ｂ２＝Ｂｉとなるように構成した場合の第二の色データの一例を表す図である。
【図８】 雑音除去手段を付加した従来の色変換装置の一例を表すブロック図である。
【図９】 雑音除去手段を付加した従来の色変換装置により求められる第二の色データの一例を表す図である。
【図１０】 この発明の実施の形態２による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】 この発明の実施の形態２による色変換装置における色補正量演算手段から出力される色補正量の一例を示す図である。
【図１２】 この発明の実施の形態２による色変換装置における雑音除去手段から出力される色補正量の一例を示す図である。
【図１３】 この発明の実施の形態２による色変換装置における色補正量加算手段より出力される第二の色データの一例を表す図である。
【図１４】 この発明の実施の形態３による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】 無彩色成分データαを表す図である。
【図１６】 この発明の実施の形態３による色変換装置における有彩色成分データの一例を表す図である。
【図１７】 この発明の実施の形態３による色変換装置における雑音除去された有彩色成分データの一例を表す図である。
【図１８】 この発明の実施の形態３による色変換装置における第二の色データの一例を表す図である。
【図１９】 この発明の実施の形態４による色変換装置の構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
１、１ｂ、１ｃ、１ｄ 色補正量生成手段、 ２ 色補正量加算手段、 ３ 雑音除去手段、 ４、４ｂ、４ｃ 色補正量演算手段、 ５ データシフト手段、 ５ａ〜５ｈ データ格納部、 ６ 重み付け加算手段、 ７ 色変換手段、１０ 有彩色成分算出手段、 １１ 有彩色雑音除去手段、 １２ 無彩色雑音除去手段。

Claims (8)

1. 複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを色変換して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める色変換装置において、
   上記第一の画像データを用いて、当該第一の画像データの明度および彩度の少なくともいずれかを変換するための色補正量の算出を行う色補正量演算手段と、
   上記色補正量演算手段により算出された色補正量に含まれる雑音の除去を行って、雑音除去された色補正量を求める雑音除去手段と、
   上記第一の画像データに上記雑音除去された色補正量を加算して、上記第二の画像データを求める加算手段と
   を備えることを特徴とする色変換装置。
2. 上記雑音除去手段は、入力されたデータ中の高周波成分を遮断し、低周波成分を透過するローパスフィルタであることを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
3. 上記ローパスフィルタが、画像データのクロック周波数の１／９以上の周波数成分を遮断するものであることを特徴とする請求項２に記載の色変換装置。
4. 上記色補正量算出が、少なくとも一つの色の明度又は彩度を高めるための補正量を求めるものであることを特徴とする請求項１に記載の色変換装置。
5. 複数の第一の色データからなる画素毎の画像情報である第一の画像データを色変換して、複数の第二の色データからなる第二の画像データを求める色変換方法において、
   上記第一の画像データを用いて当該第一の画像データの明度および彩度の少なくともいずれかを変換するための色補正量の算出を行う色補正量演算ステップと、
   上記色補正量演算ステップにおいて算出された色補正量に含まれる雑音の除去を行って、雑音除去された色補正量を求める雑音除去ステップと、
   上記第一の画像データに上記雑音除去された色補正量を加算して、上記第二の画像データを求める加算ステップと
   を備えることを特徴とする色変換方法。
6. 上記雑音除去ステップは、入力されたデータ中の高周波成分を遮断し、低周波成分を透過するローパスフィルタリングを行うことを特徴とする請求項５に記載の色変換方法。
7. 上記ローパスフィルタリングが、画像データのクロック周波数の１／９以上の周波数成分を遮断するものであることを特徴とする請求項６に記載の色変換方法。
8. 上記色補正量算出が、少なくとも一つの色の明度又は彩度を高めるための補正量を求めるものであることを特徴とする請求項５に記載の色変換方法。

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