画像処理方法および画像処理装置
【課題】モノクロ画像のより鮮やかなカラー化を実現する。
【解決手段】モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める。（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、最大値には白色が対応する。（ｂ）最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。（ｃ）最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。（ｄ）最小値付近から最大値付近までの画素値には、青色域から赤色域を経て黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または青色域から緑色域を経て黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する。
【解決手段】モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める。（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、最大値には白色が対応する。（ｂ）最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。（ｃ）最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。（ｄ）最小値付近から最大値付近までの画素値には、青色域から赤色域を経て黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または青色域から緑色域を経て黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノクロデータをカラーデータに変換する画像処理の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラードキュメントがモノクロ印刷されることはよくある。すなわち、使用可能なプリンタがモノクロプリンタであったり、カラープリンタを使用する場合に印刷コストを削減するためにモノクロ印刷モードが指定されたりする状況は少なくない。モノクロ印刷では色は再現されないものの、元の色に応じた濃淡を有するグレースケール画像が印刷されるので、印刷物において元の色の違いをある程度は見分けることができる。
【０００３】
このようにカラードキュメントのモノクロ印刷が行われる一方で、逆にモノクロのドキュメントをカラー化したいという要望がある。すなわち、手元にはモノクロの印刷物またはデータしかないが、それに基づくカラーのドキュメントがほしいという状況がある。ここでいうカラー化とは、濃淡（明暗）に応じた色分けであり、カラーからモノクロに変換された画像の色の復元を意味していない。例えば、カラー化したいドキュメントが元々はカラーであったものをモノクロに変換したものである場合において、元は全く異なる２つの色が極めて近い濃さ（明るさ）に変換されてしまい、そのために元の画像において色分けされていた部分の識別がモノクロ化によって困難になっていることがある。このとき、カラー化されることにより、元々は色分けされていた部分が元の色ではないにしても再び色分けされるので、これら部分の識別が容易になる。
【０００４】
モノクロデータからカラーデータへの変換では、各画素にその濃淡に応じた色相が割り当てられる。特許文献１に開示された先行技術は、予め作成したカラー変換コードを用いてモノクロ画像をカラー画像に変換する。カラー変換コードを作成するにあたり、モノクロ画像の濃淡レベルに比例して明度を変化させることと併せて、各階調間の色の変化を均一にし、かつ色感の変化を滑らかにするために、彩度と色相についても濃淡レベルに比例して変化させる。こうして得られるカラー変換コードの表す色は、特許文献１の図４および図６に示される２つの円錐の底面を合わせた色空間において、当該色空間の表面を白を起点に終点の黒まで螺旋状に這うような軌跡に対応する。この先行技術によれば、モノクロ画像の濃淡が色の明度に反映されるので、明暗の自然なカラー化ドキュメントが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記先行技術によるカラー化では、最も淡い（明るい）白に近い中間調部分および最も濃い（暗い）黒に近い中間調部分の一方または両方の色づけが目立たず、結果的に色数が少ないように見えてしまうことがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、モノクロ画像のより鮮やかなカラー化を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する画像処理方法は、モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理方法であって、前記モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める。
【０００９】
（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、前記数値範囲内の最大値には白色が対応する。
【００１０】
（ｂ）前記数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。
【００１１】
（ｃ）前記数値範囲内の最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。
【００１２】
（ｄ）前記最小値付近から前記最大値付近までの画素値には、前記青色域から赤色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または前記青色域から緑色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する。
【００１３】
上記目的を達成する画像処理装置は、モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルと、前記変換テーブルを参照して、前記モノクロ画像の各画素に対して当該画素の画素値に応じて色を決めるカラー画像生成部とを備える。前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける。
【発明の効果】
【００１４】
モノクロ画像の明暗に応じて色分けされ、しかも白に近い明るい部分、黒に近い暗い部分、およびこれらの中間の明るさの部分の彩度が大きいカラー画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー化の色の割当てを模式的に示す図である。
【図２】カラー画像出力における色再現領域を示す図である。
【図３】カラー化において明暗に対応付けられる色の色空間での位置を模式的に示す図である。
【図４】カラー化のための変換テーブルの入出力の関係を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカラー画像生成システムのハードウェア構成を示す図である。
【図６】カラー画像生成システムの機能構成を示す図である。
【図７】カラー画像の生成手順の概要を示すフローチャートである。
【図８】変換テーブルの第１例を示す図である。
【図９】図８の変換テーブルに対応した色の色度を示す図である。
【図１０】変換テーブルの第２例を示す図である。
【図１１】図１０の変換テーブルに対応した色の色度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
モノクロ画像の濃淡を色分けする画像処理は、カラープリンタによる印刷またはディスプレイによるカラー表示に際して行われる。処理の対象は、無彩色または有彩色の濃淡情報をもつ任意のモノクロ画像であり、カラー画像をモノクロ化したグレースケール画像に限らない。ただし、この画像処理によって得られるカラー画像の色数は処理対象のモノクロ画像の階調数に相応し、モノクロ２値画像に対する処理では単色の画像が得られる。
【００１７】
本実施形態に係る画像処理は、モノクロ画像の明暗に対して図１に模式的に示されるように色を割り当てる。割当てには図１（Ａ）および（Ｂ）がそれぞれを示す２つの種類があり、ユーザの指示または初期設定に従っていずれかの種類の割当てが適用される。これら２種の割当てには共通の特徴がある。それは、濃い領域（暗部）には青色を割り当て且つ淡い領域（明部）には黄色を割り当てることである。そして、どちらの割当ても、暗から明への明暗変化に対して青色から黄色への色相変化を対応づける。しかし、青色から黄色への色相変化には、図１（Ｃ）が示すように赤色を経由する変化と、緑色を経由する変化とがある。すなわち、色の類似性を示す色相環における左回りの変化と右回りの変化とがある。このため、必然的に２種の割当てが存在する。図１（Ａ）の割当ては中間の明るさに赤色を割り当て、青色、赤色および黄色を代表色とする色分けを実現する。図１（Ｂ）の割当ては中間の明るさに緑色を割り当て、青色、緑色および黄色を代表色とする色分けを実現する。青色、黄色、赤色および緑色の具体例については後述する。
【００１８】
図１のように青色および黄色を割り当てることにより、鮮やかなカラー画像を生成することができる。その理由が図２によって示される。図２（Ａ）はＬ*ａ*ｂ*表色系の色空間を示し、図２（Ｂ）〜（Ｄ）は実際には立体である色再現領域７５のａ*ｂ*平面、Ｌ*ｂ*平面およびＬ*ｂ*平面での断面形状を示す。例示の色再現領域７５は電子写真プロセスによるカラー印刷において再現可能な色を表す。ただし、他の手法によるカラー印刷および各種ディスプレイによるカラー表示においても、次の説明と同様の傾向を見出すことができる。
【００１９】
ここで注目すべきは、図２（Ｄ）における色再現領域７５の形状である。図２（Ｂ）および（Ｃ）では２つの軸が交わる空間の中心に対して色再現領域７５が四方に略均等に拡がる。これに対して、図２（Ｄ）では、空間の中心に対する左上方と右下方への色再現領域７５の拡がりが比較的に少なく、右上方と左下方への色再現領域７５の拡がりが比較的に多い。これらのことは次のことを意味する。図中の破線で囲まれた領域８１に対応する明るくて彩度の大きい青色は再現されず、領域８２に対応する暗くて彩度の大きい黄色も再現されず、領域８３に対応する再現可能な暗い青色の彩度は大きく、領域８３に対応する再現可能な明るい黄色の彩度は大きい。
【００２０】
したがって、モノクロ画像のカラー化に使用する色として青色および黄色は好ましい。さらに明暗の自然なカラー画像を得るためにモノクロ画像の濃淡とカラー化した画像の明度とを相関させる上で、上述のとおり濃い領域（暗部）には青色を割り当て且つ淡い領域（明部）には黄色を割り当てるのが有効である。明暗と青色および黄色との関係を逆にしたり、赤色または緑色を暗部に割り当てたり、赤色または緑色を明部に割り当てたりすると、図１の割当てを適用した場合のような鮮やかなカラー画像は得られない。例えば、仮に赤色を暗部に割り当てると黒色との見分けがつきにくくなり、赤色を明部に割り当てると白色との見分けがつきにくくなる。緑色についても同様である。
【００２１】
図３はカラー化に係る色のＬ*ａ*ｂ*表色系での位置を示している。図３（Ａ）は図１（Ａ）の割当てに対応し、図３（Ｂ）は図１（Ｂ）の割当てに対応する。図３（Ａ）において、最小の明るさ（最大濃度）に対応する黒色から青色、赤色および黄色を順に経て最大の明るさ（最小濃度）に対応する白色に至る軌跡９１が描かれている。図１（Ａ）の割当てを適用したカラー化に際しては、モノクロ画像の各画素にこの軌跡９１上の色が対応づけられる。図３（Ｂ）においては、黒色から青色、緑色および黄色を順に経て白色に至る軌跡９２が描かれている。図１（Ｂ）の割当てを適用したカラー化に際しては、モノクロ画像の各画素にこの軌跡９２上の色が対応づけられる。
【００２２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は図１の割当てをＬ*ａ*ｂ*表色系の明度Ｌ*とクロマネティクス指数ａ*，ｂ*とに分けて定性的に表すグラフである。図４において、横軸のモノクロ画像の画素値は、８ビットのデータで表される明るさであり、「０」から「２５５」までの値をとる。最小値の「０」は濃淡の最大濃度に対応し、最大値の「２５５」は最小濃度に対応する。すなわち、画素値が大きいほど画素は淡く（低濃度）、画素値が小さいほど画素は濃い（高濃度）。
【００２３】
図４（Ａ）のように、明度Ｌ*は画素値が大きいほど大きい。つまり、モノクロ画像が明るければカラー画像も明るい色調になり、逆にモノクロ画像が暗ければカラー画像も暗い色調になる。図示の例では明度Ｌ*は画素値に比例するが、必ずしも比例である必要はない。画素値の増大に伴って明度Ｌ*が単調に増加すればよい。図４（Ａ）からは“画素値の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、画素値の最大値には白色が対応する”というカラー化の条件（ａ）を読み取ることができる。
【００２４】
図４（Ｂ）のように、クロマネティクス指数ａ*は、画素値が「０」またはそれに近い値のときは「０」であり、画素値が「２５５」またはそれに近い値のときも「０」である。そして、画素値の「７５」〜「１８０」の範囲内で＋方向（赤方向）または−方向（緑方向）のピークをもつ曲線または折れ線を描くように、クロマネティクス指数ａ*は画素値に応じて推移する。図中に実線で示される＋方向のピークをもつ推移は、図３（Ａ）の軌跡９１に対応する。また、図中に破線で示される−方向のピークをもつ推移は、図３（Ｂ）の軌跡９２に対応する。
【００２５】
図４（Ｃ）のように、クロマネティクス指数ｂ*は、画素値が「０」のときは「０」であり、画素値が「２５５」のときも「０」である。そして、画素値の「０」〜「１００」の範囲内で−方向（青方向）のピークをもち且つ画素値の「１５５」〜「２５５」の範囲内で＋方向（黄方向）のピークをもつ曲線または折れ線を描くように、クロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じて推移する。
【００２６】
図４（Ｂ）と図４（Ｃ）とからカラー化における次の三つの条件（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を読み取ることができる。（ｂ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。（ｃ）最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。（ｄ）最小値付近から最大値付近までの画素値変化に、青色域から赤色域を経て黄色域へ至る色相変化と青色域から緑色域を経て黄色域へ至る色相変化とのうちのいずれか一方のみが対応する。
【００２７】
以上のようにモノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理は、例えば図５に示されるカラー画像生成システム１によって行われる。カラー画像生成システム１は、多機能周辺機器（ＭＦＰ：Multifunction Peripherals）と呼ばれる情報機器である複合機２と、画像処理装置３としてのデータ処理サーバとを備える。複合機２および画像処理装置３は、有線または無線の通信路を含むネットワーク４を介した相互のアクセスおよび相互のデータ交換が可能である。なお、複合機２と画像処理装置３とが別体の機器である図示のシステム構成に限らず、画像処理装置３のもつ画像処理機能を複合機２に組み込んでもよい。
【００２８】
複合機２は、画像入力装置であるイメージスキャナ２２、画像出力装置であるカラープリンタ２３および給紙装置２４を備える。イメージスキャナ２２はユーザがセットした原稿８を画像読取り位置へ自動搬送し、原稿８に記録された画像を光学的に読み取る。イメージスキャナ２２の下方に配置されたカラープリンタ２３は、コピー、ネットワークプリンティングまたはファクシミリ受信といったジョブの実行に際して、給紙装置２４から供給される用紙上に電子写真プロセスによって画像を形成する。画像の形成された用紙はプリント出力として排出口２３ａから排出される。給紙装置２４は多段式の用紙ストッカを備え、ジョブの指定に応じたサイズの用紙を選択的にカラープリンタ２３に供給する。
【００２９】
カラー画像生成システム１において、ユーザが複合機２の操作パネル２８を操作してモノクロ画像をカラー化するコピージョブを指定したとき、イメージスキャナ２２が読み取ったモノクロ画像データは画像処理装置３へ送られる。画像処理装置３によってカラー画像データが生成され、複合機２へ入力される。そして、カラープリンタ２３によってカラー画像データが印刷される。このような一連の動作を図６および図７を参照してさらに詳しく説明する。
【００３０】
図６において、イメージスキャナ２２の画像データ読取部２２５は、原稿８のモノクロ画像を画素に細分化して読み取り、原稿８からの入射光強度に応じた画素値を示すグレーデータＤ１を出力する。グレーデータＤ１を受け取った画像処理装置３では、前処理部３１がノイズ除去や文字／画像領域分離といった前処理をする。前処理が施されたグレーデータＤ１ｂは明度データ算出部３２および色度データ算出部３３に濃淡情報として共通に入力される。画像処理装置３に備わる変換データ格納部としてのメモリ４０には、明度算出用変換テーブル４１と色度算出用変換テーブル４２とが予め格納されている。明度データ算出部３２は、明度算出用変換テーブル４１を参照して画素ごとに変換色の明るさを特定する明度データ（Ｌ*）を出力する。色度データ算出部３３は、色度算出用変換テーブル４２を参照して画素ごとに変換色の色相と彩度とを特定する色度データ（ａ*／ｂ*）を出力する。明度データ（Ｌ*）と色度データ（ａ*／ｂ*）とに基づいて、カラーデータ算出部３４によってＲＧＢ表色系のカラーデータＤ２が生成される。すなわち、カラーデータ算出部３４は表色系を変換する所定の演算を行う。生成されたカラーデータＤ２に対して、後処理部３５によって色むらを低減するスムージングを含む所定の後処理が行われる。後処理の施されたデータがカラー画像データＤ２ｂとしてカラープリンタ２３へ送られる。カラープリンタ２３において、色変換部２３５によってＲＧＢのカラー画像データＤ２ｂが減法混色に適したＣＭＹＫデータに変換される。そして、プリントエンジン２３６によってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の色材を用いてＣＭＹＫデータが用紙９に印刷される。以上の動作の要約が図７のステップ＃１〜＃８で示される。
【実施例１】
【００３１】
図８はモノクロ画像の画素値と色とを対応づける変換テーブルの第１の具体例を示す。図８（Ａ）の内容は明度算出用変換テーブル４１として参照され、図８（Ｂ）および（Ｃ）の内容は色度算出用変換テーブル４２として参照される。図９は図８（Ｂ）および（Ｃ）によって特定される色度（色み：色相と彩度）を示す。
【００３２】
図８（Ａ）のように明度Ｌ*はモノクロ画像の画素値（明るさ）に比例する。画素値は「０」から「２５５」までの値をとり、明度Ｌ*は「０」から「１００」までの値をとる。
【００３３】
図８（Ｂ）のようにクロマネティクス指数ａ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ比例して「１．７」から「６９」まで増加する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「６９．６」から「９４」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９３．６」から「８１」まで減少する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「７８．６」から「−１６」まで減少する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１５．６」から「０」まで増加する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００３４】
また、図８（Ｃ）のようにクロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−２．８」から「−１１２」まで減少する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１１０．７」から「−６１」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−５６．９」から「７０」まで増加する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「７０．６」から「９３」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９０．７」から「０」まで減少する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００３５】
本実施例１はモノクロ画像における中間の濃度に赤色を割り当てる例であり、図１（Ａ）および図３（Ａ）の示すカラー化の具体例である。図９中の矢印は、モノクロ画像の画素値の最小値の「０」から最大値の「２５５」までの変化に対応するカラー画像の色相変化を示している。本実施例１におけるモノクロ画像の主な画素値とカラー画像の色との対応は表１のとおりである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図９から明らかなとおり、最小値から第１中間値までの画素値には色相が青色に近い青色域の色が対応し、第１中間値から第２中間値までの画素値には色相環における青色から赤色までの間の色が対応し、第２中間値から第３中間値までの画素値には色相環における赤色から黄色までの間の色が対応する。
【実施例２】
【００３８】
図１０はモノクロ画像の画素値と色とを対応づける変換テーブルの第２の具体例を示す。図１０（Ａ）の内容は明度算出用変換テーブル４１として参照され、図１０（Ｂ）および（Ｃ）の内容は色度算出用変換テーブル４２として参照される。図１１は図１０（Ｂ）および（Ｃ）によって特定される色度（色み：色相と彩度）を示す。
【００３９】
図１０（Ａ）のように明度Ｌ*はモノクロ画像の画素値（明るさ）に比例する。画素値は「０」から「２５５」までの値をとり、明度Ｌ*は「０」から「１００」までの値をとる。
【００４０】
図１０（Ｂ）のようにクロマネティクス指数ａ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ比例して「１．７」から「６９」まで増加する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「６６」から「−５１」まで減少する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−５１．９」から「−７９」まで減少する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−７７．４」から「−１６」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１５．６」から「０」まで増加する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００４１】
また、図１０（Ｃ）のようにクロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−２．８」から「−１１２」まで減少する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１０９．６」から「−１５」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１２」から「８１」まで増加する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「８１．３」から「９３」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９０．７」から「０」まで減少する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００４２】
本実施例２はモノクロ画像における中間の濃度に緑色を割り当てる例であり、図１（Ｂ）および図３（Ｂ）の示すカラー化の具体例である。図１１中の矢印は、モノクロ画像の画素値の最小値の「０」から最大値の「２５５」までの変化に対応するカラー画像の色相変化を示している。本実施例２におけるモノクロ画像の画素値とカラー画像の色との対応は表２のとおりである。
【００４３】
【表２】
【００４４】
図１１から明らかなとおり、最小値から第１中間値までの画素値には色相が青色に近い青色域の色が対応し、第１中間値から第２中間値までの画素値には色相環における青色から緑色までの間の色が対応し、第２中間値から第３中間値までの画素値には色相環における緑色から黄色までの間の色が対応する。
【００４５】
以上の実施形態において、明度算出用変換テーブル４１および色度算出用変換テーブル４２はＬ*ａ*ｂ*表色系でない他の表色系で色を表してもよい。例えば、Ｌ*ｕ*ｖ*表色系、ＣＩＥＣＡＭ９７ｓ、ＣＩＥＣＡＭ０２での色を表すことができる。
【００４６】
プリンタによるカラー印刷に際してカラー化を行う例を挙げたが、モノクロ画像をカラー化（色づけ）して表示する場合にも本発明の画像処理方法を適用することができる。例えば、モノクロ画像を読み取るスキャナと、カラー化処理を担うデータ処理サーバと、カラー化された画像を表示するディスプレイとを有する画像処理システムにおいて、本発明によってカラー化した画像を表示することができる。その場合、画像出力装置としてのディスプレイの色再現特性に応じて、本発明に則した範囲内で濃度に割り当てる色を決めればよい。システム構成の変形例としては、データ処理サーバに代えてパーソナルコンピュータを画像処理装置として備えたシステムがある。
【符号の説明】
【００４７】
Ｄ１ グレーデータ（モノクロ画像）
Ｄ２ カラーデータ（カラー画像）
４１ 明度算出用変換テーブル
４２ 色度算出用変換テーブル
１ カラー画像生成システム
３ 画像処理装置
２２ イメージスキャナ（画像入力装置）
２３ カラープリンタ（画像出力装置）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モノクロデータをカラーデータに変換する画像処理の方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラードキュメントがモノクロ印刷されることはよくある。すなわち、使用可能なプリンタがモノクロプリンタであったり、カラープリンタを使用する場合に印刷コストを削減するためにモノクロ印刷モードが指定されたりする状況は少なくない。モノクロ印刷では色は再現されないものの、元の色に応じた濃淡を有するグレースケール画像が印刷されるので、印刷物において元の色の違いをある程度は見分けることができる。
【０００３】
このようにカラードキュメントのモノクロ印刷が行われる一方で、逆にモノクロのドキュメントをカラー化したいという要望がある。すなわち、手元にはモノクロの印刷物またはデータしかないが、それに基づくカラーのドキュメントがほしいという状況がある。ここでいうカラー化とは、濃淡（明暗）に応じた色分けであり、カラーからモノクロに変換された画像の色の復元を意味していない。例えば、カラー化したいドキュメントが元々はカラーであったものをモノクロに変換したものである場合において、元は全く異なる２つの色が極めて近い濃さ（明るさ）に変換されてしまい、そのために元の画像において色分けされていた部分の識別がモノクロ化によって困難になっていることがある。このとき、カラー化されることにより、元々は色分けされていた部分が元の色ではないにしても再び色分けされるので、これら部分の識別が容易になる。
【０００４】
モノクロデータからカラーデータへの変換では、各画素にその濃淡に応じた色相が割り当てられる。特許文献１に開示された先行技術は、予め作成したカラー変換コードを用いてモノクロ画像をカラー画像に変換する。カラー変換コードを作成するにあたり、モノクロ画像の濃淡レベルに比例して明度を変化させることと併せて、各階調間の色の変化を均一にし、かつ色感の変化を滑らかにするために、彩度と色相についても濃淡レベルに比例して変化させる。こうして得られるカラー変換コードの表す色は、特許文献１の図４および図６に示される２つの円錐の底面を合わせた色空間において、当該色空間の表面を白を起点に終点の黒まで螺旋状に這うような軌跡に対応する。この先行技術によれば、モノクロ画像の濃淡が色の明度に反映されるので、明暗の自然なカラー化ドキュメントが得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２４０２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記先行技術によるカラー化では、最も淡い（明るい）白に近い中間調部分および最も濃い（暗い）黒に近い中間調部分の一方または両方の色づけが目立たず、結果的に色数が少ないように見えてしまうことがあった。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、モノクロ画像のより鮮やかなカラー化を実現することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成する画像処理方法は、モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理方法であって、前記モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める。
【０００９】
（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、前記数値範囲内の最大値には白色が対応する。
【００１０】
（ｂ）前記数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。
【００１１】
（ｃ）前記数値範囲内の最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。
【００１２】
（ｄ）前記最小値付近から前記最大値付近までの画素値には、前記青色域から赤色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または前記青色域から緑色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する。
【００１３】
上記目的を達成する画像処理装置は、モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルと、前記変換テーブルを参照して、前記モノクロ画像の各画素に対して当該画素の画素値に応じて色を決めるカラー画像生成部とを備える。前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける。
【発明の効果】
【００１４】
モノクロ画像の明暗に応じて色分けされ、しかも白に近い明るい部分、黒に近い暗い部分、およびこれらの中間の明るさの部分の彩度が大きいカラー画像が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー化の色の割当てを模式的に示す図である。
【図２】カラー画像出力における色再現領域を示す図である。
【図３】カラー化において明暗に対応付けられる色の色空間での位置を模式的に示す図である。
【図４】カラー化のための変換テーブルの入出力の関係を模式的に示す図である。
【図５】本発明の実施形態に係るカラー画像生成システムのハードウェア構成を示す図である。
【図６】カラー画像生成システムの機能構成を示す図である。
【図７】カラー画像の生成手順の概要を示すフローチャートである。
【図８】変換テーブルの第１例を示す図である。
【図９】図８の変換テーブルに対応した色の色度を示す図である。
【図１０】変換テーブルの第２例を示す図である。
【図１１】図１０の変換テーブルに対応した色の色度を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
モノクロ画像の濃淡を色分けする画像処理は、カラープリンタによる印刷またはディスプレイによるカラー表示に際して行われる。処理の対象は、無彩色または有彩色の濃淡情報をもつ任意のモノクロ画像であり、カラー画像をモノクロ化したグレースケール画像に限らない。ただし、この画像処理によって得られるカラー画像の色数は処理対象のモノクロ画像の階調数に相応し、モノクロ２値画像に対する処理では単色の画像が得られる。
【００１７】
本実施形態に係る画像処理は、モノクロ画像の明暗に対して図１に模式的に示されるように色を割り当てる。割当てには図１（Ａ）および（Ｂ）がそれぞれを示す２つの種類があり、ユーザの指示または初期設定に従っていずれかの種類の割当てが適用される。これら２種の割当てには共通の特徴がある。それは、濃い領域（暗部）には青色を割り当て且つ淡い領域（明部）には黄色を割り当てることである。そして、どちらの割当ても、暗から明への明暗変化に対して青色から黄色への色相変化を対応づける。しかし、青色から黄色への色相変化には、図１（Ｃ）が示すように赤色を経由する変化と、緑色を経由する変化とがある。すなわち、色の類似性を示す色相環における左回りの変化と右回りの変化とがある。このため、必然的に２種の割当てが存在する。図１（Ａ）の割当ては中間の明るさに赤色を割り当て、青色、赤色および黄色を代表色とする色分けを実現する。図１（Ｂ）の割当ては中間の明るさに緑色を割り当て、青色、緑色および黄色を代表色とする色分けを実現する。青色、黄色、赤色および緑色の具体例については後述する。
【００１８】
図１のように青色および黄色を割り当てることにより、鮮やかなカラー画像を生成することができる。その理由が図２によって示される。図２（Ａ）はＬ*ａ*ｂ*表色系の色空間を示し、図２（Ｂ）〜（Ｄ）は実際には立体である色再現領域７５のａ*ｂ*平面、Ｌ*ｂ*平面およびＬ*ｂ*平面での断面形状を示す。例示の色再現領域７５は電子写真プロセスによるカラー印刷において再現可能な色を表す。ただし、他の手法によるカラー印刷および各種ディスプレイによるカラー表示においても、次の説明と同様の傾向を見出すことができる。
【００１９】
ここで注目すべきは、図２（Ｄ）における色再現領域７５の形状である。図２（Ｂ）および（Ｃ）では２つの軸が交わる空間の中心に対して色再現領域７５が四方に略均等に拡がる。これに対して、図２（Ｄ）では、空間の中心に対する左上方と右下方への色再現領域７５の拡がりが比較的に少なく、右上方と左下方への色再現領域７５の拡がりが比較的に多い。これらのことは次のことを意味する。図中の破線で囲まれた領域８１に対応する明るくて彩度の大きい青色は再現されず、領域８２に対応する暗くて彩度の大きい黄色も再現されず、領域８３に対応する再現可能な暗い青色の彩度は大きく、領域８３に対応する再現可能な明るい黄色の彩度は大きい。
【００２０】
したがって、モノクロ画像のカラー化に使用する色として青色および黄色は好ましい。さらに明暗の自然なカラー画像を得るためにモノクロ画像の濃淡とカラー化した画像の明度とを相関させる上で、上述のとおり濃い領域（暗部）には青色を割り当て且つ淡い領域（明部）には黄色を割り当てるのが有効である。明暗と青色および黄色との関係を逆にしたり、赤色または緑色を暗部に割り当てたり、赤色または緑色を明部に割り当てたりすると、図１の割当てを適用した場合のような鮮やかなカラー画像は得られない。例えば、仮に赤色を暗部に割り当てると黒色との見分けがつきにくくなり、赤色を明部に割り当てると白色との見分けがつきにくくなる。緑色についても同様である。
【００２１】
図３はカラー化に係る色のＬ*ａ*ｂ*表色系での位置を示している。図３（Ａ）は図１（Ａ）の割当てに対応し、図３（Ｂ）は図１（Ｂ）の割当てに対応する。図３（Ａ）において、最小の明るさ（最大濃度）に対応する黒色から青色、赤色および黄色を順に経て最大の明るさ（最小濃度）に対応する白色に至る軌跡９１が描かれている。図１（Ａ）の割当てを適用したカラー化に際しては、モノクロ画像の各画素にこの軌跡９１上の色が対応づけられる。図３（Ｂ）においては、黒色から青色、緑色および黄色を順に経て白色に至る軌跡９２が描かれている。図１（Ｂ）の割当てを適用したカラー化に際しては、モノクロ画像の各画素にこの軌跡９２上の色が対応づけられる。
【００２２】
図４（Ａ）〜（Ｃ）は図１の割当てをＬ*ａ*ｂ*表色系の明度Ｌ*とクロマネティクス指数ａ*，ｂ*とに分けて定性的に表すグラフである。図４において、横軸のモノクロ画像の画素値は、８ビットのデータで表される明るさであり、「０」から「２５５」までの値をとる。最小値の「０」は濃淡の最大濃度に対応し、最大値の「２５５」は最小濃度に対応する。すなわち、画素値が大きいほど画素は淡く（低濃度）、画素値が小さいほど画素は濃い（高濃度）。
【００２３】
図４（Ａ）のように、明度Ｌ*は画素値が大きいほど大きい。つまり、モノクロ画像が明るければカラー画像も明るい色調になり、逆にモノクロ画像が暗ければカラー画像も暗い色調になる。図示の例では明度Ｌ*は画素値に比例するが、必ずしも比例である必要はない。画素値の増大に伴って明度Ｌ*が単調に増加すればよい。図４（Ａ）からは“画素値の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、画素値の最大値には白色が対応する”というカラー化の条件（ａ）を読み取ることができる。
【００２４】
図４（Ｂ）のように、クロマネティクス指数ａ*は、画素値が「０」またはそれに近い値のときは「０」であり、画素値が「２５５」またはそれに近い値のときも「０」である。そして、画素値の「７５」〜「１８０」の範囲内で＋方向（赤方向）または−方向（緑方向）のピークをもつ曲線または折れ線を描くように、クロマネティクス指数ａ*は画素値に応じて推移する。図中に実線で示される＋方向のピークをもつ推移は、図３（Ａ）の軌跡９１に対応する。また、図中に破線で示される−方向のピークをもつ推移は、図３（Ｂ）の軌跡９２に対応する。
【００２５】
図４（Ｃ）のように、クロマネティクス指数ｂ*は、画素値が「０」のときは「０」であり、画素値が「２５５」のときも「０」である。そして、画素値の「０」〜「１００」の範囲内で−方向（青方向）のピークをもち且つ画素値の「１５５」〜「２５５」の範囲内で＋方向（黄方向）のピークをもつ曲線または折れ線を描くように、クロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じて推移する。
【００２６】
図４（Ｂ）と図４（Ｃ）とからカラー化における次の三つの条件（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）を読み取ることができる。（ｂ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する。（ｃ）最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する。（ｄ）最小値付近から最大値付近までの画素値変化に、青色域から赤色域を経て黄色域へ至る色相変化と青色域から緑色域を経て黄色域へ至る色相変化とのうちのいずれか一方のみが対応する。
【００２７】
以上のようにモノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理は、例えば図５に示されるカラー画像生成システム１によって行われる。カラー画像生成システム１は、多機能周辺機器（ＭＦＰ：Multifunction Peripherals）と呼ばれる情報機器である複合機２と、画像処理装置３としてのデータ処理サーバとを備える。複合機２および画像処理装置３は、有線または無線の通信路を含むネットワーク４を介した相互のアクセスおよび相互のデータ交換が可能である。なお、複合機２と画像処理装置３とが別体の機器である図示のシステム構成に限らず、画像処理装置３のもつ画像処理機能を複合機２に組み込んでもよい。
【００２８】
複合機２は、画像入力装置であるイメージスキャナ２２、画像出力装置であるカラープリンタ２３および給紙装置２４を備える。イメージスキャナ２２はユーザがセットした原稿８を画像読取り位置へ自動搬送し、原稿８に記録された画像を光学的に読み取る。イメージスキャナ２２の下方に配置されたカラープリンタ２３は、コピー、ネットワークプリンティングまたはファクシミリ受信といったジョブの実行に際して、給紙装置２４から供給される用紙上に電子写真プロセスによって画像を形成する。画像の形成された用紙はプリント出力として排出口２３ａから排出される。給紙装置２４は多段式の用紙ストッカを備え、ジョブの指定に応じたサイズの用紙を選択的にカラープリンタ２３に供給する。
【００２９】
カラー画像生成システム１において、ユーザが複合機２の操作パネル２８を操作してモノクロ画像をカラー化するコピージョブを指定したとき、イメージスキャナ２２が読み取ったモノクロ画像データは画像処理装置３へ送られる。画像処理装置３によってカラー画像データが生成され、複合機２へ入力される。そして、カラープリンタ２３によってカラー画像データが印刷される。このような一連の動作を図６および図７を参照してさらに詳しく説明する。
【００３０】
図６において、イメージスキャナ２２の画像データ読取部２２５は、原稿８のモノクロ画像を画素に細分化して読み取り、原稿８からの入射光強度に応じた画素値を示すグレーデータＤ１を出力する。グレーデータＤ１を受け取った画像処理装置３では、前処理部３１がノイズ除去や文字／画像領域分離といった前処理をする。前処理が施されたグレーデータＤ１ｂは明度データ算出部３２および色度データ算出部３３に濃淡情報として共通に入力される。画像処理装置３に備わる変換データ格納部としてのメモリ４０には、明度算出用変換テーブル４１と色度算出用変換テーブル４２とが予め格納されている。明度データ算出部３２は、明度算出用変換テーブル４１を参照して画素ごとに変換色の明るさを特定する明度データ（Ｌ*）を出力する。色度データ算出部３３は、色度算出用変換テーブル４２を参照して画素ごとに変換色の色相と彩度とを特定する色度データ（ａ*／ｂ*）を出力する。明度データ（Ｌ*）と色度データ（ａ*／ｂ*）とに基づいて、カラーデータ算出部３４によってＲＧＢ表色系のカラーデータＤ２が生成される。すなわち、カラーデータ算出部３４は表色系を変換する所定の演算を行う。生成されたカラーデータＤ２に対して、後処理部３５によって色むらを低減するスムージングを含む所定の後処理が行われる。後処理の施されたデータがカラー画像データＤ２ｂとしてカラープリンタ２３へ送られる。カラープリンタ２３において、色変換部２３５によってＲＧＢのカラー画像データＤ２ｂが減法混色に適したＣＭＹＫデータに変換される。そして、プリントエンジン２３６によってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、およびブラック（Ｋ）の色材を用いてＣＭＹＫデータが用紙９に印刷される。以上の動作の要約が図７のステップ＃１〜＃８で示される。
【実施例１】
【００３１】
図８はモノクロ画像の画素値と色とを対応づける変換テーブルの第１の具体例を示す。図８（Ａ）の内容は明度算出用変換テーブル４１として参照され、図８（Ｂ）および（Ｃ）の内容は色度算出用変換テーブル４２として参照される。図９は図８（Ｂ）および（Ｃ）によって特定される色度（色み：色相と彩度）を示す。
【００３２】
図８（Ａ）のように明度Ｌ*はモノクロ画像の画素値（明るさ）に比例する。画素値は「０」から「２５５」までの値をとり、明度Ｌ*は「０」から「１００」までの値をとる。
【００３３】
図８（Ｂ）のようにクロマネティクス指数ａ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ比例して「１．７」から「６９」まで増加する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「６９．６」から「９４」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９３．６」から「８１」まで減少する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「７８．６」から「−１６」まで減少する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１５．６」から「０」まで増加する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００３４】
また、図８（Ｃ）のようにクロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−２．８」から「−１１２」まで減少する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１１０．７」から「−６１」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−５６．９」から「７０」まで増加する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「７０．６」から「９３」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９０．７」から「０」まで減少する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００３５】
本実施例１はモノクロ画像における中間の濃度に赤色を割り当てる例であり、図１（Ａ）および図３（Ａ）の示すカラー化の具体例である。図９中の矢印は、モノクロ画像の画素値の最小値の「０」から最大値の「２５５」までの変化に対応するカラー画像の色相変化を示している。本実施例１におけるモノクロ画像の主な画素値とカラー画像の色との対応は表１のとおりである。
【００３６】
【表１】
【００３７】
図９から明らかなとおり、最小値から第１中間値までの画素値には色相が青色に近い青色域の色が対応し、第１中間値から第２中間値までの画素値には色相環における青色から赤色までの間の色が対応し、第２中間値から第３中間値までの画素値には色相環における赤色から黄色までの間の色が対応する。
【実施例２】
【００３８】
図１０はモノクロ画像の画素値と色とを対応づける変換テーブルの第２の具体例を示す。図１０（Ａ）の内容は明度算出用変換テーブル４１として参照され、図１０（Ｂ）および（Ｃ）の内容は色度算出用変換テーブル４２として参照される。図１１は図１０（Ｂ）および（Ｃ）によって特定される色度（色み：色相と彩度）を示す。
【００３９】
図１０（Ａ）のように明度Ｌ*はモノクロ画像の画素値（明るさ）に比例する。画素値は「０」から「２５５」までの値をとり、明度Ｌ*は「０」から「１００」までの値をとる。
【００４０】
図１０（Ｂ）のようにクロマネティクス指数ａ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ比例して「１．７」から「６９」まで増加する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「６６」から「−５１」まで減少する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−５１．９」から「−７９」まで減少する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−７７．４」から「−１６」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１５．６」から「０」まで増加する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００４１】
また、図１０（Ｃ）のようにクロマネティクス指数ｂ*は画素値に応じた値をとる。詳しくは次のとおりである。画素値が「０〜３２」の範囲では「０」である。画素値が「３３〜７２」の範囲では画素値にほぼ反比例して「−２．８」から「−１１２」まで減少する。画素値が「７３〜１１２」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１０９．６」から「−１５」まで増加する。画素値が「１１３〜１４４」の範囲では画素値にほぼ比例して「−１２」から「８１」まで増加する。画素値が「１４５〜１８４」の範囲では画素値にほぼ比例して「８１．３」から「９３」まで増加する。画素値が「１８５〜２２４」の範囲では画素値にほぼ反比例して「９０．７」から「０」まで減少する。画素値が「２２５〜２５５」の範囲では「０」である。
【００４２】
本実施例２はモノクロ画像における中間の濃度に緑色を割り当てる例であり、図１（Ｂ）および図３（Ｂ）の示すカラー化の具体例である。図１１中の矢印は、モノクロ画像の画素値の最小値の「０」から最大値の「２５５」までの変化に対応するカラー画像の色相変化を示している。本実施例２におけるモノクロ画像の画素値とカラー画像の色との対応は表２のとおりである。
【００４３】
【表２】
【００４４】
図１１から明らかなとおり、最小値から第１中間値までの画素値には色相が青色に近い青色域の色が対応し、第１中間値から第２中間値までの画素値には色相環における青色から緑色までの間の色が対応し、第２中間値から第３中間値までの画素値には色相環における緑色から黄色までの間の色が対応する。
【００４５】
以上の実施形態において、明度算出用変換テーブル４１および色度算出用変換テーブル４２はＬ*ａ*ｂ*表色系でない他の表色系で色を表してもよい。例えば、Ｌ*ｕ*ｖ*表色系、ＣＩＥＣＡＭ９７ｓ、ＣＩＥＣＡＭ０２での色を表すことができる。
【００４６】
プリンタによるカラー印刷に際してカラー化を行う例を挙げたが、モノクロ画像をカラー化（色づけ）して表示する場合にも本発明の画像処理方法を適用することができる。例えば、モノクロ画像を読み取るスキャナと、カラー化処理を担うデータ処理サーバと、カラー化された画像を表示するディスプレイとを有する画像処理システムにおいて、本発明によってカラー化した画像を表示することができる。その場合、画像出力装置としてのディスプレイの色再現特性に応じて、本発明に則した範囲内で濃度に割り当てる色を決めればよい。システム構成の変形例としては、データ処理サーバに代えてパーソナルコンピュータを画像処理装置として備えたシステムがある。
【符号の説明】
【００４７】
Ｄ１ グレーデータ（モノクロ画像）
Ｄ２ カラーデータ（カラー画像）
４１ 明度算出用変換テーブル
４２ 色度算出用変換テーブル
１ カラー画像生成システム
３ 画像処理装置
２２ イメージスキャナ（画像入力装置）
２３ カラープリンタ（画像出力装置）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理方法であって、
前記モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める
（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、前記数値範囲内の最大値には白色が対応する
（ｂ）前記数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する
（ｃ）前記数値範囲内の最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する
（ｄ）前記最小値付近から前記最大値付近までの画素値には、前記青色域から赤色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または前記青色域から緑色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して前記モノクロ画像の各画素に対して色を決め、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して前記モノクロ画像の各画素に対して色を決め、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】
モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理装置であって、
前記モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルと、
前記変換テーブルを参照して、前記モノクロ画像の各画素に対して当該画素の画素値に応じて色を決めるカラー画像生成部とを備え、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
モノクロ画像に対応したカラー画像を生成するカラー画像生成システムであって、
用紙に記録された前記モノクロ画像を走査して画素単位の明暗を示すグレーデータを出力する画像入力装置と、
前記モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して、前記グレーデータを各画素の色を示すカラーデータに変換する画像処理装置と、
前記カラーデータを前記カラー画像として可視化する画像出力装置とを備え、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
ことを特徴とするカラー画像生成システム。
【請求項６】
前記青色、赤色、緑色および黄色は、前記画像出力装置の色再現範囲内の色であり且つそれぞれに対応する同系色の中で最も彩度の大きい色である
請求項５記載のカラー画像生成システム。
【請求項７】
前記画像出力装置は、前記カラーデータを前記カラー画像として用紙に印刷するプリンタである
請求項６記載のカラー画像生成システム。
【請求項８】
前記画像出力装置は、前記カラーデータを前記カラー画像として画面上に表示するディスプレイである
請求項６記載のカラー画像生成システム。
【請求項１】
モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理方法であって、
前記モノクロ画像の各画素に対して、次の（ａ）〜（ｄ）を満たすように当該画素の明るさを表す画素値に応じて色を決める
（ａ）画素値のとり得る数値範囲内の最小値には黒色が対応し、画素値が大きいほど明度の大きい色が対応し、前記数値範囲内の最大値には白色が対応する
（ｂ）前記数値範囲内の最小値付近の画素値には青色域の色が対応する
（ｃ）前記数値範囲内の最大値付近の画素値には黄色域の色が対応する
（ｄ）前記最小値付近から前記最大値付近までの画素値には、前記青色域から赤色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応し、または前記青色域から緑色域を経て前記黄色域へ至る色相範囲内の色が対応する
ことを特徴とする画像処理方法。
【請求項２】
前記数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して前記モノクロ画像の各画素に対して色を決め、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
請求項１記載の画像処理方法。
【請求項３】
前記数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して前記モノクロ画像の各画素に対して色を決め、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
請求項１記載の画像処理方法。
【請求項４】
モノクロ画像をカラー画像に変換する画像処理装置であって、
前記モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルと、
前記変換テーブルを参照して、前記モノクロ画像の各画素に対して当該画素の画素値に応じて色を決めるカラー画像生成部とを備え、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
ことを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
モノクロ画像に対応したカラー画像を生成するカラー画像生成システムであって、
用紙に記録された前記モノクロ画像を走査して画素単位の明暗を示すグレーデータを出力する画像入力装置と、
前記モノクロ画像の画素値のとり得る数値範囲内の値と色とを対応づける変換テーブルを参照して、前記グレーデータを各画素の色を示すカラーデータに変換する画像処理装置と、
前記カラーデータを前記カラー画像として可視化する画像出力装置とを備え、
前記変換テーブルは、前記最小値に黒色を対応づけ、前記最小値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第１中間値に青色を対応づけ、前記最小値から前記第１中間値までの値には色相が前記青色に近い青色域の色を対応づけ、前記第１中間値よりも大きくかつ前記最大値よりも小さい第２中間値に前記青色よりも明度が大きい赤色または緑色を対応づけ、前記第１中間値から前記第２中間値までの値には色相環における前記青色から前記赤色までの間の色または前記青色から前記緑色までの間の色を対応づけ、前記第２中間値より大きく前記最大値よりも小さい第３中間値に黄色を対応づけ、前記第２中間値から前記第３中間値までの値には前記色相環における前記赤色から前記黄色までの間の色または前記緑色から前記黄色までの間の色を対応づけ、前記第３中間値から前記最大値までの値には色相が前記黄色に近い黄色域の色を対応づけ、前記最大値には白色を対応づける
ことを特徴とするカラー画像生成システム。
【請求項６】
前記青色、赤色、緑色および黄色は、前記画像出力装置の色再現範囲内の色であり且つそれぞれに対応する同系色の中で最も彩度の大きい色である
請求項５記載のカラー画像生成システム。
【請求項７】
前記画像出力装置は、前記カラーデータを前記カラー画像として用紙に印刷するプリンタである
請求項６記載のカラー画像生成システム。
【請求項８】
前記画像出力装置は、前記カラーデータを前記カラー画像として画面上に表示するディスプレイである
請求項６記載のカラー画像生成システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−４９７３４（Ｐ２０１１−４９７３４Ａ）
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１９５２５８（Ｐ２００９−１９５２５８）
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月２６日（２００９．８．２６）
【出願人】（３０３０００３７２）コニカミノルタビジネステクノロジーズ株式会社 (12,802)
【Ｆターム（参考）】
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