JPH0437963A

JPH0437963A - 画像処理装置

Info

Publication number: JPH0437963A
Application number: JP14160590A
Authority: JP
Inventors: Kenjiro Cho; 長　健二郎; Yasuhisa Ishizawa; 石沢　康久; Yoshitsugu Yamanashi; 山梨　能嗣; Hiroshi Nonoshita; 野々下　博
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-06-01
Filing date: 1990-06-01
Publication date: 1992-02-07

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】

本発明は画像処理装置に関し、特にカラーパレットを用
いてカラー画像を処理する画像処理装置に関するもので
ある。

【従来の技術】

従来、カラー画像の表示方式として、カラーパレット方
式が広（使われている。このカラーパレット方式とは、
カラー画像データに基づいて決定されたインデックス値
をルックアップテーブルのアドレスに与えることによっ
て、対応するアドレスに記憶されているカラーデータを
、そのルックアップテーブルより読比す方式である。以
下、このルックアップテーブルをパレットと呼ぶ。このパレットをカラー画像処理に用いる場合には、第２
図に示すように、カラーフレームバッファ２０３に配憶
されている画像データをパレット２０４へのインデック
ス値としてカラーパレット２０４に入力し、このカラー
パレット２０４の出力によりＲ，Ｇ、Ｂ等のカラー情報
に変換して、ＣＲＴ等の表示装置２０５へ出力する。このようなパレット方式を採用することによって、画像
データのデータ量を非常に小さくすることが可能となる
。例えば、２５６Ｘ２５６ビクセルの画像情報は、１ビ
クセル当たりＲ，Ｇ、Ｂ各８ビットで持った場合、２５
６Ｘ２５６ｘ２４＝１、−５７２，８６４ビツトにもな
るが、２５６エントリのパレットを用いると、（インデ
ックスは２５６、即ち８ビツトとなるので）２５６ｘ２
５６ｘ８＝５２４，２８８ビツトと、１／３にすること
ができる。これは、データ保存量、画像の描画時間の点で極めて有
利である。また、表示装置２０５でカラー操作を行なう
場合にも、カラーパレット２０４の内容を書き替えるだ
けで画像全体の色の変換を行なうことができるため、瞬
時に色変換が可能となる。しかし、前述したパレット方式の１つの問題点は、同時
に表示可能な色数が制限されることである。例えば、Ｒ
，Ｇ、Ｂ各８ビットで２５６エントリのパレットでは、
２５６”　＝１６，７７７゜２１６色の色表現が可能で
あるが、同時に表示できる色数は２５６色に制限される
。従って、自然画像等の極めて色数の多い画像データの
表示の場合には問題となる。そこで、自然画等を表示する場合には、限られた色数で
、より自然な表現が可能となるパレットの色選択が重要
になる。その１つの方式として、使用頻度による色の割
付方式がある。これは、例えばＲ，Ｇ、Ｂ表現されたオ
リジナル・データをサンプリングし、使用頻度の高い順
にパレットに色を割付ける方式である。一般の自然画像では、１つの画像内の色には大きな偏り
があるので、例えばＲ，Ｇ、Ｂ各４ビットの４０９６色
の画像から２５６色を選択することにより、はとんどの
場合に極めて自然な画像を得ることができる。ここで、カラーパレットの色、即ちカラーパレット２０
４のルックアップテーブルの内容が決定されると、カラ
ーフレームバッファ２０３に記憶されているオリジナル
のＲＧＢ表現された画像データを、パレット２０４への
インデックスで表わされた画像データに変換する必要が
ある。即ち、オリジナルの各画素のそれぞれに対して、
最も近い色を持つパレット色に変換するためのインデッ
クスに変換しなければならない。最も近い色を決定する方法としては、一般にＲ，Ｇ、Ｂ
空間上の２点Ｐ　１　（ｒ　１　＋　ｇ　１　、ｂｌ）
、Ｐ２　（ｒ２．ｇ２．ｂ２）間の距ｌｉｄは・・・式
■ で表されるので、各パレット色のＲ，Ｇ、Ｇ値に対して
、ｄが最小となるパレット色を求めればよい、このよう
な計算をオリジナル画像の各画素に対して行なえば変換
できるわけであるが、この計算量は膨大なものとなる０
例えば、２５６ｘ２５６ビクセルの画像を、２５６色の
パレット内容にマツピングするためには、前述した式■
の計算を１６．７７７．２１６回行なわなければならな
いことになる。そこで、ＲＧＢ画像からパレット画像へ高速に変換する
ために、ＲＧＢの各個からパレットのインデクスに変換
するためのテーブルを用いる手法が知られている。この
テーブルは全てのＲＧＢの値に対して、最もパレット色
のうちで近い色にマツピングするためのテーブルとして
作成されたものである０例えば、ＲＧＢ各４ビットの４
０９６色を２５６色のパレット色に変換するための逆変
換テーブルを作成するには、式■の計算を４０９６Ｘ２
５６＝１，０４８，５７６回行なえばよいことになり、
これは当然画像サイズに依存しない回数である。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら上記従来例では、前述したように例えば、
４０９６色を２５６色のパレット色に減少させて変換す
るようなカラー・リグクション処理において、オリジナ
ル画像のカラー空間上の色分布と、カラーセットを減少
させた後の色分布とが一致しないため、画像によって適
正に色再現されない場合があった。本発明は上記従来例に鑑みてなされたもので、オリジナ
ル画像のカラー空間上の色分布を保存するように、カラ
ーパレットの色セットの減少させることによって、カラ
ー減少後の画像データの色再現性を向上させた画像処理
装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は以下
の様な構成からなる。即ち、カラーパレットを用いてカラー画像を処理する画像処理
装置゛において、元のカラー画像情報のカラー空間上で
、互いに短い距離にある画素同士を１つのグループとし
て前記カラーパレットの色数に対応した数のグループに
分割する分割手段と、前記グループのそれぞれの画素数
に比例して、前記カラーパレットの色のうち各グループ
に分配する色を決定する色決定手段とを備える。

【作用】

以上の構成において、元のカラー画像情報のカラー空間
上で、互いに短い距離にある画素同士を１つのグループ
として、カラーパレットの色数に対応した数のグループ
に分割し、それら分割されたグループのそれぞれの画素
数に比例して、そのカラーパレットの色のうち各グルー
プに分配する色を決定するように動作する。

【実施例】

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例を詳細
に説明する。第１図は本実施例の画像処理装置の概略構成を示すブロ
ック図である。第１図において、１０１は装置全体を制御するための制
御部で、例えばマイクロプロセッサ等のＣＰＵｌｌ０１
ＣＰＵＩＩＯの制御プログラムや各種データな託憶して
いるＲＯＭＩ　１１、ＣＰＵ１１０のワークエリアとし
て使用されるＲＡＭ１１２等を備えている。１０２は画像入力部で、外部のスキャナ或はディスク等
に記憶された画像情報を入力し、例えばＲＧＢ成分のデ
ジタル信号に変換して、後段の制御部１０１に出力する
。この画像入力部１０２より出力される画像情報は、例
えば１ビクセル当りＲ，Ｇ、Ｂ各８ビットからなる計２
４ビット、即ち、１６，７７７．２１６色の色表現が可
能な画像情報である。この画像情報は制御部１０１によ
り、１ビクセル当り８ビツト、即ち、２５６色の画像デ
ータに縮退変換（リダクション）されてフレームメモリ
１０３に出力されて格納される。１０４はカラーパレッ
トで、例えばＲＡＭ等で構成されたルックアップテーブ
ルにより構成され、画像入力部１０２より出力される１
６，７７７．２１６色中、２５６色を同時に表示するこ
とができる。１０５はカラーパレット１０４により色変
換された画像データを表示するカラーＣＲＴである。従って、画像入力部１０２から入力したオリジナル画像
をカラーＣＲＴ１０５へ出力するには、制御部１０１に
よって１６．７７７２１６色のカラーセットを、２５６
色のカラーセットに減少（リダクション）させる必要が
ある。このようなカラーセットを減少させる概念を第３図を参
照して説明する。この第３図では、簡単のため、Ｒ，Ｇ
２次元空間とし、Ｒ，Ｇのそれぞれは“０”から”１０
”までの値をとるものとする。いま、元の画像の４０ビクセルをサンプリングし、その
色分布が第３図（Ａ）のようになったとする、この第３
図（Ａ）において、各数字はサンプリングされた画素（
ピクセル）数を表わしている。このように、１ｌＸ１１＝１２１　（色）で表現された
カラー画像を、８色のカラー画像にリダクションする場
合を考えると、従来方式のように、単にサンプル数の多
い順にソーティングして、多いものから順に８個の色を
選ぶと第３図（Ｂ）に示すようになる。この第３図（Ｂ
）から明らかなように、点（９，１）（サンプル数２個
）、点（９，２）（サンプル数１個）のサンプル点の色
再現ができな（なる。しかし、本実施例のグループ分けの方式を用いると、第
３図（Ｃ）に示すように、まず３つのグループに分けら
れ、最終的に第３図（Ｄ）で示される８つのグループに
分けられる。その結果、第３図（Ｅ）で示される８つの
パレットカラーが選択されるため、第３図（Ｂ）に示す
ような従来例で再現できなかった色再現も可能となる。このカラーセットのりダクション処理手順を、後述のプ
ログラムリストで示している。このプログラムリストによれば、ＮＭＥＭＢＥＲ個のサ
ンプリングカラーセットをＮＣｏＬＯＲ個のカラーセッ
トにリダクションするための手順を示している。ここで
は、ＲＧＢカラー空間上のグルーピング（Ｇｒｏｕｐｉ
ｎｇ）のために、空間距離のスレッシュホールドの初期
値ＴＨＲＥＳＨＯＬＤを用いて、手続きＣｏｌｏｒＧｒ
ｏｕｐｉｎｇを呼び出す。後述のプログラムリストにおける手続きの動作を説明す
る。 ■ＭａｋｅＧｒｏｕｐｎｍｅｍｂｅｒ個のカラー画素のうち、ＲＧＢカラー空
間上の距離が互いにスレツショホルド（ｔｈｒｅｓｈ。ｌｄ）以下のものをグルービングする。 ■ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅＣｏｌｏｒｎｇｒｏｕｐ個のグループに、各グループのメンバ数に
比例してｎｃｏｌｏｒ個の色分配する。 ■ＧｒｏｕｐＣｏｌｏｒＡｖｅｖａｇｅグループ内のメ
ンバの、カラーの平均値を求める。 ■ＡｄｄＧｒｏｕｐ決定したグループを登録する。 ■ＣｏｌｏｒＧｒｏｕｐｉｎｇ自身を再帰的に呼びだす。 ■ＦｒｅｅＧｒｏｕｐＭａｋｅＧｒｏｕｐ■で獲得したグループのための領域
を解放する。以下、全体の動作を順に追って説明する。マス、ＭａｋｅＧｒｏｕｐ■を呼び出して、スレッシ目
ホルトレベルｔｈｒｅｓｈｏｌｄをもとに、グループ化
を行なう、ここで、グループ数ｎｇｒｏｕｐがカラー数
ｎｃｏ１ｏｒより大きくなるときは、グループを総合し
てｎｇｒｏｕｐｈ　ｎｃｏｌｏｒとなるようにする。グループ化ができると、ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅＣｏｌｏ
ｒ■によって、各グループのメンバ数に比例してｎｃｏ
ｌｏｒを各グループに分配する。次の処理ループで、各グループに対して、そのグループ
に割当てられたカラー数が１個であればＧｒｏｕｐＣｏ
ｌｏｒＡｖｅｖａｇｅ■によって、そのグループのカラ
ーの平均値を取り、これをそのグループのカラーとして
、ＡｄｄＧｒｏｕｐ■によって登録する。そのグループに割当てられたカラー数が２個以上の場合
は、スレッシュホールドを１／２にして再帰的にＣｏｌ
ｏｒＧｒｏｕｐｉｎｇを呼び出すことによってグループ
のカラーが決定するまで、グループの細分化をくり返す
。最後にＦｒｅｅＧｒｏｕｐ■によってグループ化のため
に割り当てたワーク領域を解放する。くプログラムリスト〉１７＊２　＊　ＮＭＥＭＢＥＲ個のカラーをＮＣｏＬＯＲ個の
カラーにり３＊ダクシヨンする４Ｉ／６　５ｔｒｕｃｔ　　ｃｏｌｏｒ　　（７５ｈｏｒｔ　
　ｒ、　　ｇ、　　ｂ；１０　５ｔｒｕｃｔ　　ｇｒｏ
ｕｐ　　（１１ｉｎｔ　　ｎｃｏｌｏｒ；１２　　　　ｉｎｔ　　ｎｍｅｍｂｅｒ；１３　　　　
５ｔｒｕｃｔ　　ｃｏｌｏｒ　　傘ｍｅｍｂｅｒ；１４
　　　５ｔｒｕｃｔ　ｃｏｌｏｒ　ｇ　ｃｏｌｏｒ；１
５　）：１７５ｔｒｕｃｔ　ｃｏｌｏｒ　ａ＋ｅｍｂｅｒ［ＮＭ
ＥＭＢＥＲ］；１９５ｔｒｕｃｔ　ｇｒｏｕｐ　ｇｒｏ
ｕｐ［ＭＡＸＧＲＯＵＰ）；２１　５ｔｒｕｃｔ　　ｇ
ｒｏｕｐ　　傘ｇ　　＊　　ｇｒｏｕｐ；２２　５ｔｒ
ｕｃｔ　　ｇｒｏｕｐ　　＊傘ｐｇ　　＝　　＆ｇ；２
４　ＣｏｌｏｒＧｒｏｕｐｉｎｇ（ＮＧＯＬＯＲ，ＮＭ
ＥＭＢＥＲ，ｍｅｍｂｅｒ、　　ｐｇ、　　ＴＨＲＥＳ
ＨＯＬＤ）。くカラー・グルービング処理〉２５　ＣｏｌｏｒＧｒｏｕｐｉｎｇ（ｎｃｏｌｏｒ、　
ｎｍｅｍｂｅｒ、　ｍｅｍｂｅｒ、　ｐｇ、　ｔｈｒｅ
ｓｈｏ、１ｄ１２６　　　ｉｎｔ　ｎｃｏｌｏｒ、　ｎｍｅｍｂｅｒＨ
２７５ｔｒｕｃｔ　ｃｏｌｏｒ　＊ｍｅｍｂｅｒ；２８
　　５ｔｒｕｃｔ　ｇｒｏｕｐ　＊＊ｐｇＨ２９ｉｎｔ
　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ；３１ｉｎｔ　ｎｇｒｏｕｐ、　ｒＢ３２　　　　５ｔｒｕｃｔ　　ｇｒｏｕｐ　　Ｉｇｒｏ
ｕｐ、　　申ｇ；３４　　ＭａｋｅＧｒｏｕｐ（ｎｍｅ
ｍｂｅｒ、　ｍｅｍｂｅｒ、　ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ、　
　ｎｃｏｌｏｒ、　＆ｎｇｒｏｕｐ、　＆ｇｒｏｕｐ）
；　　　　　　　・・中　　０３６　Ｄｉｓｔｒｉｂｕ
ｔｅＣｏｌｏｒ（ｎｇｒｏｕｐ、　ｇｒｏｕｐ、　ｎｃ
ｏｌｏｒ）；・・・　■ ３７　　ｇ＝ｇｒｏｕｐ；３８　　ｎ＝ｎｇｒｏｕｐ；３９　ｗｈｉｌｅ（ｎ−−＞　０）　　（４０ｉｆ（ｇ
−＞ｎｃｏｌｏｒ　＝＝　　１）（４１ｇ−＞ｇ　ｃｏ
ｌｏｒ　＝　ＧｒｏｕｐＣｏｌｏｒＡｖｅｒａｇｅ（ｇ
）；−■４２　　　　ＡｄｄＧｒｏｕｐ（ｐｇ、ｇ）；
　　　　　　　　　　　・・・　　■４３　　　　ｃｏ
ｒ＋ｔｔｎｕｅ；４５　　　ＣｏｌｏｒＧｒｏｕｐｉｎｇ（ｇ−＞ｎｃｏ
ｌｏｒ、　　ｇ−＞ｎｍｅａ＋ｂｅｒ、　　ｇ−＞ｍｅ
ｍｂｅｒ、ｐｇ、ｔｈｒｅｓｈｏｌｄ／２）；　　…■
４８　ＦｒｅｅＧｒｏｕｐ（ｎｇｒｏｕｐ、　　ｇｒｏ
ｕｐ）；　　　　　　　…■第４図はこの実施例の画像
処理装置におけるリグクション処理を示すフローチャー
トで、この処理は前述のプログラムリストにより実現さ
れている。まず、ステップＳ１で、ｎｍｅｍｂｅｒ個のカラーのう
ち、前述の式■に従って、ＲＧＢカラー空間上の距離が
互いにスレッショホルド以下のものを抽出して、それら
を１つのグループとしてグループ分けする。そしてステ
ップＳ２で、これらグループ分けしたグループの個数（
ｎｃｏｌｏｒ）が、カラーパレット１０４の色数以下の
時は再びステップＳ１に戻り、更に細かくグループ分け
を行い、パレット１０４の色すると一致するとステップ
Ｓ３に進む、これは例えば、前述した第３図（Ｃ）（Ｄ
）し示されている処理である。こうしてグループ分けが行われるとステップＳ３で、各
グループのメンバ数に比例して、各メンバにカラーパレ
ット１０４の（ｎｃｏｌｏｒ）個の色のうち対応する色
を分配する。次にステップＳ４に進み、各グループの平均色を決定す
る処理を行う、ステップＳ４でそのグループのメンバ数
が“１”かを調べ、“ｌ”でなければステップＳ５に進
み、スレッショホルドを１／２にして、そのグループを
更に細分化する。こうして、そのグループのメンバ数が“１”になるとス
テップＳ６に進み、そのメンバの色をそのグループの色
として決定し、そのグループを登録する。ステップＳ８では全てのグループの色が決定されたかを
調べ、決定されていないければステップＳ４に戻り、再
び前述した処理を実行する。このようにして、元の画像データのカラー空間上におけ
る色分布に基づいて各画素をグループ分けし、各グルー
プに分配する色を、そのグループを構成する代表面素の
色とすることにより、元の画像色空間の色分布に基づい
た色数に減縮できるため、カラーパレットを用いて色数
を減少させても色再現性のよい画像が得られるという効
果がある。なお、本実施例はＲＧＢ空間上の色分布を保存する例を
示したが、他の色空間でも同様の処理が可能である。特に人間の視覚特性を考慮する場合、視覚特性上の均等
色空間を用いるのが好ましい、この−例として、マンセ
ルの色空間が上げられる。これは人間が感覚的に区別で
きる色の距離を考慮して作られたものである。しかし、
マンセルの色空間は計算機処理に向かないため、これを
計算機処理用に改良したＨＳＶ、ＨＬＳ等の色空間があ
り、ＲＧＢ値を予めこれらの空間に変換して、本実施例
を同様の処理を行なうことにより視覚的な色再現を向上
することが可能となる。以上説明したように本実施例によれば、オリジナル画像
の色空間上の色分布を保存するようにカラーセットをリ
ダクションすることにより、カラーパレットを用いたり
ダクション後の色再現性を向上できる効果がある。ｒ発明の効果】以上説明したように本発明によれば、オリジナル画像の
カラー空間上の色分布を保存するように、カラーパレッ
トの色セットの減少させることによって、カラー減少後
の画像データの色再現性を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の画像処理装置の概略構成を
示すブロック図、第２図は従来のパレットを用いた画像処理を示すブロッ
ク図、第３図（Ａ）（Ｃ）〜（Ｅ）は本実施例の概念を説明す
るための図、第３図（Ｂ）は従来のカラーリダクションを説明するた
めの図、第４図は本実施例の画像処理装置におけるカラー・リダ
クション処理を示すフローチャートである。図中、１０１・・・制御部、１０２・・・画像入力部、
１０３・・・フレームメモリ、１０４・・・カラーパレ
ット、１０５・・・カラーＣＲＴ、１１０・・・ＣＰＵ
、１１１・・・ＲＯＭ、１１２・・・ＲＡＭである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カラーパレットを用いてカラー画像を処理する画
像処理装置において、元のカラー画像情報のカラー空間上で、互いに短い距離
にある画素同士を１つのグループとして前記カラーパレ
ットの色数に対応した数のグループに分割する分割手段
と、前記グループのそれぞれの画素数に比例して、前記カラ
ーパレットの色のうち各グループに分配する色を決定す
る色決定手段と、を備えることを特徴とする画像処理装置。
（２）前記各グループのそれぞれの平均色を算出する算
出手段を更に備え、前記平均色を前記各グループの色と
するようにしたことを特徴とする請求項第１項に記載の
画像処理装置。