色の違いを考慮した高性能モノクロ変換

　色は「明度・色相・彩度」の3要素で特徴づけることができます． 通常，カラー画像のモノクロ変換では，明度のみを用いてモノクロ画像を構成します． すなわち，色相と彩度の情報はモノクロ画像に反映されません． しかし，図(a)に示した画像では太陽と背景の明度が同じなので（色相や彩度は異なります），通常のモノクロ変換では，図(b)のように太陽が識別できない不都合な結果となってしまいます．

ImpressionImpression_lightness
(a) モネ「印象・日の出」
(b) 通常のモノクロ変換

　この問題を解決するためには，色（色相や彩度）の違いを考慮したモノクロ変換手法が必要となります． これまで，いくつかの手法が提案されてきましたが，例として参考文献1によるモノクロ変換結果を図(c)に示します． 図(c)は，図(a)における色の違いを反映したモノクロ画像となっています． しかし，参考文献1の手法は計算量が大きく，処理に時間がかかるとう問題がありました． そこで，処理を高速化した手法（関連文献1）を提案しました． 図(d)はそのモノクロ変換結果ですが，図(c)と見分けのつかない画質となっています．
　また，関連文献2では，少し方式の異なるモノクロ変換手法を提案しました． 図(e)がその結果です． 図(c)，(d)では，空の朝焼けの部分が平坦な感じになっていますが，図(e)では，図(a)の印象をよく反映したモノクロ画像が得られています．

Impression_Color2GrayImpression_Color2GrayImpression_ProjectionColor2Gray
(c) 参考文献1の手法
(d) 関連論文1の手法
(e) 関連論文2の手法

　この色の違いを考慮したモノクロ変換は，「色覚バリアフリーを目的とした色変換」に応用可能です． 実際，色覚バリアフリーを目的とした色変換の項で紹介した手法では，色の違いを明度に反映させることを行っています．

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【関連論文】

  1. Go Tanaka, Noriaki Suetake, and Eiji Uchino,
    ``Derivation of the analytical solution of Color2Gray algorithm and its application to fast color removal based on color quantization,''
    Optical Review, vol.16, no.6, pp.601-612, Nov./Dec. 2009.
  2. 田中　豪，末竹規哲，内野英治，
    ``色情報を考慮したカラー画像のモノクロ変換，''
    電子情報通信学会論文誌（A），vol.J90-A, no.8, pp.673-676, Aug. 2007.

【参考文献】

  1. A.A. Gooch, S.C. Olsen, J. Tumblin, and B. Gooch,
    ``Color2Gray: Salience-preserving color removal,''
    ACM Trans. Graphics, vol.24, no.3, pp.634--639, July 2005.