JP2000350050A - 空間比較を用いた色域内画像の再現 - Google Patents

空間比較を用いた色域内画像の再現

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JP2000350050A
JP2000350050A JP2000132401A JP2000132401A JP2000350050A JP 2000350050 A JP2000350050 A JP 2000350050A JP 2000132401 A JP2000132401 A JP 2000132401A JP 2000132401 A JP2000132401 A JP 2000132401A JP 2000350050 A JP2000350050 A JP 2000350050A
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John J Mccann
ジョン・ジェイ・マックキャン
Paul M Hubel
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    • H04N1/56Processing of colour picture signals
    • H04N1/60Colour correction or control
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Abstract

(57)【要約】 【課題】色域マッピング技術を用いて、カラーデジタル
画像形成における再現品質を向上させる。 【解決手段】取込まれたまたは生成された原画像(13
0)に対する方法であって、ここで、該原画像(13
0)は、関連するオリジナルの色域を含むカラーデジタ
ル画像であり、前記原画像内の空間比較に基づいて、結
果として得られる画像内の複数の画素値を調整すること
により、少なくとも1つの目標色域内で前記結果として
得られる画像(160)を形成するステップを含む、前
記方法を提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、デジタル画像処理
に関し、特に、カラーデジタル画像に対する色域マッピ
ングに関する。
【0002】
【従来の技術】現代の技術により、カラー画像を印刷ま
たは表示することが容易となっている。かかる画像は、
一般に、コンピュータによって生成されるか、走査され
て取込まれるか、あるいはデジタルカメラまたはビデオ
カメラによって取込まれる。しかしながら、再現された
画像は、人が好ましいと感じるほど視覚的に満足のいく
ものではないことが多い。再現された画像に失望する原
因の1つは、原画像の色域(color gamut)が、出力装置
が生成することのできる色域の範囲外の色を有する画素
を含む場合に発生する。
【0003】図1は、CIELAB空間における、ある
画像の色域外(out-of-gamut)問題を概略的に説明する
図である。図1において、画像色域、すなわち入力色域
110が出力色域120と一致していないことが分る。
簡単に言えば、入力画像(入力色域110)に、出力色
域120に含まれていないために出力装置が再現するこ
とのできない色がある。そのため、入力画像を修正する
多くの方法があり、それによって、特定の出力装置の色
域を用いて入力画像を再現することができる。かかる技
術は、当技術分野において周知であり、一般に「色域マ
ッピング(gamutmapping)」または「色域圧縮(gamut com
pression)」技術と呼ばれる。簡単のために、これら技
術のすべてを説明するための総称的な用語として、以
下、「色域マッピング」という語を使用する。しかしな
がら、別に指摘がない限りは、色域マッピング技術につ
いて述べる場合は色域圧縮技術も含んでいる、というこ
とは理解すべきである。一般的な色域マッピング技術の
概説は、Jan Morovicの博士論文「To Develop a Univer
sal Gamut Mapping Algorithm」(University of Derb
y, 1998年10月発行、第7〜64頁)(縮約形式
版)の第2章に見ることができる。
【0004】簡単に述べると、再現画像を原画像と同じ
ように見せるための一般的な従来からの方法は、画素毎
に色を比色定量的に一致させるというものである。再現
媒体の色域が原画像の色域より小さい場合、すべての画
素を一致させることは不可能である。しかし、色域外(e
xtra-gamut)の画素もすべて、個々に色空間にマッピン
グしなければならない。画素毎のマッピングを行うアル
ゴリズムでは、2つの適切ではない選択肢の一方を選択
しなければならない。すなわち、すべての色域外の画素
を、それに最も近い色域内(in-gamut)の色にマッピン
グする場合、原画像の多くの異なる色が同じ色にマッピ
ングされることとなり、それによって、再現画像におい
て詳細が失われ、視覚的に明白に誤った詳細が生成され
るようになる。代りに、それら色域外の色を色域内の色
の異なる色分布にマッピングすると、画像中のマッチン
グしていない、変成した画素の数が実質的に増大する。
いずれの選択においても、再現は不十分である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、色域マッ
ピング技術が、カラーデジタル画像形成処理装置に対し
てカラー画像再現品質を制限し、多くの用途においてこ
れらの装置の使用を妨げている、ということが分る。
【0006】従って、カラーデジタル画像に対応付けら
れた色域を、視覚的に満足のいくように特定の装置の色
域に迅速、正確かつ頑強にマッピングすることにより、
カラーデジタル画像形成における再現品質を向上させる
ことができる色域マッピング技術が必要であり、それは
まだ解決されていない。
【0007】
【課題を解決するための手段】カラーデジタル画像に対
応付けられた色域を、視覚的に満足がいくように特定の
装置の色域に迅速、正確かつ安定的にマッピングするこ
とにより、カラーデジタル画像形成における再現品質を
向上させる方法および装置を開示する。
【0008】色域内(in-gamut)再現画像のみばえの改
善は、人間の視覚系によって用いられるものと同様の計
算、すなわち空間比較法を用いることに基づく。この新
たな方法では、画素マッチングではなく空間比較に基づ
いて新たな再現画像を合成する。
【0009】1つの実施の形態として、本方法は、媒体
Aの原画像の色を3次元色空間で記述することから開始
する。次に、GOAL画像と呼ばれる。理想的には、そ
れは、Lab等のような等方性空間である。第2に、第
2の媒体Bに同じ色空間で描かれた再現画像がある。媒
体Bの色域は媒体Aの色域より小さいため、この画像
は、小さい方の色域の範囲内で可能な最もよくマッチし
た画像である。媒体Bにおいて、元の媒体Aの色に最も
近い色をマッチングするよう、画素毎に計算が行われ
る。この中間画像は、BEST画像と呼ばれる。
【0010】上記計算では、人間の視覚モデルを使用す
る。1つの実施の形態では、(元の)GOAL画像およ
びBEST画像をそれらのr、g、b(すなわち、赤、
緑、青)の色分解チャンネルに変換することから開始す
る。なお、代りに、YuvまたはLab輝度クロミナン
スチャンネル等、異なるチャンネルを使用することも可
能である。そして、赤チャンネルのGOAL画像、Go
alrにおける異なる領域間で、空間比較を行う。例え
ば、2つの異なる位置、x,yおよびx’,y’におい
て、強度の比を求める。次に、その画像に亙ってこれら
の空間比較を積分する。これは、例えば、x,yにおけ
るBestr(赤チャンネルBEST画像)の古い値に
比(Goalrx',y'/Goalrx,y)を掛けてx’,
y’における新たな積を求めることにより、行われる。
そして、その結果は、正規化(リセット)される。種々
の空間積分の結果は、平均化される。
【0011】これらの空間比較は、まず、大きい(粗
い)空間分割(すなわち、最小のマルチ解像度画像)を
もって行われ、その出力を補間して、その次により小さ
い空間分割画像(マルチ解像度画像)に対する古い値を
求める。この空間分割(画像サイズ)において古い中間
画像を計算するために、比、積、リセット、平均化、サ
イズ変更の計算が行われる。このプロセスは、空間解像
度が1.0(完全な解像度)となるまで継続する。この
古い画像は、最終出力分割である。そして、gおよびb
の分割に対しても、比、積、リセット、平均化、サイズ
変更のステップを繰返す。そして、これらr、g、bの
最終的な分割を再び組立てると、カラーの新たなBOU
T画像が得られる。
【0012】あるいは、マルチスカラ画像を使用せず
に、画像内で徐々に距離を小さくするようにして、単一
解像度画像から比を計算する。
【0013】本発明の重要な態様は、シーンの中で感知
される放射輝度から画像の外観を計算する代りに、GO
AL画像とBEST画像の両方を使用して、媒体Bの色
域内で媒体Aの原画像と同じ空間比較を有する、結果と
して得られる新たな画像を計算することができる、とい
うことである。また、GOAL画像(原画像)およびB
EST画像を用いるこの技術は、ダイナミックレンジが
制限されている画像に対する従来の空間比較法に適用す
る場合にも有用である。
【0014】本発明により、ユーザは、完全に異なる比
色定量値を有する別の画像であるかのように見えるよ
う、ある画像内のすべての画素に対して新たな値を計算
することができる。
【0015】添付図面と共に以下の詳細な説明により、
本発明は容易に理解されよう。なお、図面において同じ
参照番号は同じ構造上の要素を示している。
【0016】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を、図1乃至
図11を参照して以下に説明する。本発明は、これら限
定された実施の形態の範囲を超えるものであるため、当
業者は、これらの図面に関連してここに示す詳細な説明
が説明の目的のためのものであることを容易に認めるで
あろう。
【0017】図2は、本発明による色域内画像再現のた
めの空間比較法150を有するデジタル画像形成システ
ム100(以下、単にシステム100とする)を示すブ
ロック図である。ここに示すように、図2は、本発明の
1つの実施の形態の全体図である。システム100は、
原画像(GOAL画像130)から第2の再現画像(B
ESTOUT画像160)を計算する。このBESTO
UT画像160は、色域が異なる媒体によって描かれて
いるされるにも関わらず、原画像に可能な限り近く見え
る画像である。元のGOAL画像130は、計算に対し
入力データを提供する。また、再現媒体に関する色域情
報140も、プロセス150に対して入力データを提供
する。プロセス150は、再現媒体の色域を記述するこ
のデータを使用して、結果としてのBESTOUT画像
160(色域内画像)を計算する。
【0018】システム100は、単一の集積化した装置
でもよく、あるいは、別々の構成要素から個々にまたは
組合せて形成されていてもよい。原画像130の画像取
込は、デジタルカメラ(スチルまたはビデオ)あるいは
スキャナ等、広範な種類の画像取込装置のうちの任意の
ものによって行うことができる。ここで用いられている
ように、「取込む(capture)」という語は、広く意味を
もつ。例えば、スプレッドシートグラフで生成された色
が、ディスプレイに表示した場合は明瞭に見えるが、ス
ライド上に印刷した時は、空間比較法を使用して処理し
なければ識別が困難である、といった場合がある。この
ため、例えば、この説明のコンテキスト内では、原画
像、すなわちGOAL画像130は、1つまたは複数の
コンピュータによって生成されたソースを用いて形成さ
れたコンピュータ生成画像とすることができる。同じく
本明細書で用いられているように、「原(元の、オリジ
ナルの)(original)」という語は、広い意味を有す
る。例えば、デジタルカメラによって取込まれた画像
が、「原」画像となる前にデジタル写真処理技術によっ
て変更される場合がある。同様に、結果として得られる
再現画像、すなわちBESTOUT画像160の画像再
現は、格納、表示、印刷等のための装置を含む広範な種
類の画像再現装置の任意のものによって行うことができ
る。
【0019】別の例として、プロセス150が画像取込
装置または再現装置、あるいはそれら両方から分離して
いる場合もある。そのような場合、実際の再現装置(お
よびその関連する色域)は未知であってもよい。この状
態は、例えば、インターネットで送信する画像を用意す
る場合に起こり得る。かかる場合、再現画像、すなわち
BESTOUT画像160は、目標再現装置の目標色域
を予測するために汎用色域を使用して生成することがで
きる。
【0020】更に別の例では、装置RGB空間から標準
RGB空間(例えば、sRGB)等、ある色空間から別
の色空間に変換するために使用することも可能である。
このような場合、標準の変換が実行される時、例えばク
リッピングのために、一方の空間から他方の空間への変
換中にデータ損失が発生する可能性がある。しかしなが
ら、この損失は、空間比較を用いるマッピングにより避
けることが可能である。
【0021】本発明によれば、原画像、すなわちGOA
L画像130を処理して、目標再現装置の目標色域内の
色域を有する再現画像、すなわちBESTOUT画像1
60が提供される。この処理には、入力取込装置内部ま
たは外部の(例えば、ホストコンピュータ内、または出
力装置内)、マイクロプロセッサまたはデジタル信号プ
ロセッサ等のプログラム可能な装置によって実行するこ
とができる、画像データの数学的操作が含まれる。更
に、システム100の構成要素は、デジタル画像形成シ
ステム内の特定の機能を実行する装置の例として示され
ている。従って、デジタル画像形成装置内で実行される
ものとして述べられている機能は、特定の機能を実行す
ることができるあらゆる装置によって実行が可能であ
る。例えば、プロセス150は、マイクロプロセッサ、
特定用途向け集積回路、離散回路、または状態機械等、
ここで、述べられている機能を実行することができる回
路または構成要素であれば何でもよい。
【0022】図3は、従来のプロセスと本発明の実施の
形態とによる色域内再現画像の計算を説明する図であ
る。本発明の1つの実施の形態では、プロセスは画像の
位置I(例えば座標x,yを有する)に対する応答を位
置II(例えば座標x’,y’を有する)に対する応答
と比較することによって、原画像であるGOAL画像に
おける空間比較を使用する。上記比較は、再現画像を評
価および修正するために使用される。再現画像は、原画
像からの空間比較情報を用いて、より原画像に似たもの
となるように修正される。
【0023】本プロセスは、原画像と再現画像との両方
で空間比較を用いることで、色域マッピング問題に対す
る従来の解決方法とは区別される。一般に、従来のプロ
セスでは、1つの画素から光強度値(XYZまたはLa
b)を測定し、再現画像においてその画素にマッチさせ
るよう試みる。より詳細に後述するように、本発明で
は、人間の視覚処理を模倣した空間比較を使用すること
により、1画素方式に改良を加えている。
【0024】図4は、本発明の実施の形態による色域内
再現画像の計算を説明する図である。図4内で、プロセ
スブロック150’は、図1のプロセス150のマルチ
解像度の実施の形態を示している。本動作は、GOAL
画像(原画像)130および色域情報140から初期の
BEST色域内中間画像を形成することで開始する。図
6に関連してより詳細を後述するように、これは、例え
ば、画素毎に入力画像データを読み出しその入力が再現
媒体の色域内にあるか否かを評価する、多くの技術のう
ちのいずれかを使用して行うことができる。色域外であ
る場合、BEST色域内画像への関連画素入力値は、色
域内の値によって置換される。
【0025】プロセス150’の計算の反復レイヤ(ite
rative layer)により、マルチスケール空間比較13
0’がもたらされる。原画像であるGOAL画像130
が繰返しサンプリングされることにより、マルチスケー
ル空間比較130’が得られる。この空間GOAL情報
がBEST色域内画像と組合されることにより、新たな
BEST色域内中間画像が形成される。この動作がN回
繰返されることにより、出力画像であるBESTOUT
画像160(NewBESTn)が生成される。中間レ
イヤ(intermediate layer)計算により、原画像であるG
OAL画像130から空間比較によって変更されたNe
wBESTI(I=1,2,3,,N)画像に、繰返し色域制限
(BEST色域内画像)が課される。
【0026】図5は、図4の実施の形態による色域内再
現画像のマルチスケール空間解像度計算を更に説明する
図である。図5では、図4のプロセスブロック150’
がブロック150’’に拡張されることにより、3つの
解像度に対して反復されるプロセスの動作が示されてい
る。画像130A,130B,130Cは、GOAL画
像(原画像)130の解像度スケールが異なるバージョ
ンを示す。画像130Aは、GOAL画像130の最低
(最も粗い)解像度のバージョンである。色域情報14
0を用いて、GOAL画像130の初期色域内バージョ
ンが形成される。(最低解像度の)画像130Aから導
出される空間比較がGOAL画像130の原色域内バー
ジョンに適用されることにより、中間BEST色域内画
1が形成される。図7に関連して後に詳述するよう
に、色域情報140をBEST色域内画像1に適用する
ことによってRESET(リセット)動作もまた実行さ
れる。これにより、空間比較が採用された時に色域外と
なったBEST色域内画像1のいかなる画素も、色域内
に戻される。
【0027】(次に最も低い解像度の)画像130Bか
ら導出される次の空間比較が、中間BEST色域内画像
1(形成されたばかりのもの)に適用されることによ
り、BEST色域内画像2が作成される。再び、BES
T色域内画像2に色域情報140を適用することによ
り、RESET動作が実行される。これにより、画像1
30Bからの空間比較が適用された時に色域外となった
BEST色域内画像2のいかなる画素も、色域内に戻さ
れる。
【0028】このプロセスは、最高(最も細かい)解像
度の画像130Cに達するまで、連続して解像度レベル
を上げながら繰返される。最終ステップにおいて、(最
高解像度の)画像130Cから導出された空間比較が中
間BEST色域内画像n-1に適用されることにより、B
EST色域内画像nが作成される。上述した場合と同様
に、色域情報140をBEST色域内画像nに適用する
ことにより、RESET動作が実行される。これによ
り、画像130Cからの空間比較が適用された時に色域
外となったBEST色域内画像nのいかなる画素も、色
域内に戻される。そして、中間BEST色域内画像が、
結果得られるBESTOUT画像160'になる。
【0029】図6は、本発明の色域境界を計算する別の
方法を説明する図である。先に示したように、本発明の
プロセス中に、画像に出力媒体の色域を与えるよう中間
画像が調整される機会がある。かかる機会の1つは、G
OAL画像130の初期色域内バージョンを形成する反
復プロセスの始めである。他のこのような機会は、RE
SET動作中の各反復の最後に発生する。ブロック17
0は、画像を既知の色域に調整する「ブラックボック
ス」を示す。ブロック170は、本技術分野において周
知のあらゆる技術のうちの任意のものを用いて本プロセ
スを実行することができる、という意味で、ブラックボ
ックスである。ブロック170内のサブブロック17
2、174、176、178は、このタスクを実行する
ために使用することができる技術の系統を表している。
【0030】1つの系統は、LUT(ルックアップテー
ブル)172の系統である。例えば、画素の色が3タプ
ル(組)として表されている場合、このLUTは、一般
に3次元LUTとして実現される。対象となっている各
画素について、その画素の3タプル色値は、LUTの値
に移る。画素の色が媒体の色域内にある場合、LUTの
値は、単に画素の色となる。しかしながら、画素の色が
媒体の色域内に無い場合、LUTの値はその画素に対す
る色域内の色となる。
【0031】他の系統は、最小/最大画像174の系統
である。画像は、画素単位でGOAL画像の最小および
最大色域内バージョンの一方または両方と比較される。
対象となっている各画素について、その画素の色値が、
その画素に対して予め計算された最小または最大値と比
較される。画素の色が媒体の色域内(すなわち、最小お
よび最大の範囲内)にある場合、その画素の色の値は変
化しない。しかしながら、画素の色が媒体の色域内に無
い場合、その画素の色の値は、適当な最小または最大の
色域内の値に設定される。
【0032】系統176は、Jan Morovicの博士論文「T
o Develop a Universal Gamut Mapping Algorithm」(U
niversity of Derby、1998年10月発行、第7〜6
4頁)(縮約形式版)の第2章にある色域マッピング技
術の概説に記述されているような標準の画素単位の色域
マッピング技術のセットである。
【0033】系統178は、Spaulding等による「Metho
d and Associated Apparatus for Transforming Input
Color Values in an Input Color Space to Output Col
or Values in an Output Color Space」と題された米国
特許第5,539,540号、または、Ellson等による
「Method for Cross-Device Color Calibration andEnh
ancement using Explicit Constraints」と題された米
国特許第5,583,666号に記載されているような
カラーモーフィング技術のセットである。
【0034】なお、画像の一部をリセットして、例えば
ある部分を特定のスポットカラー(原色域内でも外でも
よい)に固定する(anchor)することも可能である。例
えば、会社のロゴは、原色域の一部ではないが目標色域
内にある場合のある(もしくは、少なくとも、目標色域
内に非常に近いものがある)色を有する場合がある。か
かる場合、周知の色を再現することが望ましい。実際に
は、スポットカラーが原色域内にある場合でさえ、目標
色域において正確に一致させるようスポットカラーをリ
セットすることが有益である場合がある。従って、スポ
ットカラー(1つまたは複数)に対するリセットによ
り、結果として得られる画像が視覚的に満足したものに
見えることが保証される。スポットカラーリセットは、
他のリセット動作の後でも前でも実行することができ、
複数回実行することも可能である。スポットカラーに対
するリセットは、インターネットを介する商品の販売に
おいて色が重要である場合に適用することができる。な
お、中間画像に、複数の独立した色域制限(色域情報1
40)を適用することも可能である。例えば、これらの
制限は、第1の色空間におけるスポットカラーデータ、
第2の色空間のLabデータ、および第3の色空間のs
RGBデータから導出することができる。これらはすべ
て、結果として得られる画像の同じ反復計算において使
用される。更に、スポットカラーは、実際には、制限さ
れた色域範囲とすることができる。これは、例えば、ポ
ートレート画像の顔(例えば、顔認識アルゴリズムによ
って認識された)を、肌の色素の色の範囲を含む自然な
肌の色合いの色域内に固定する場合に有用である。
【0035】図7は、ダイナミックレンジが制限された
画像に対する本発明と従来の空間比較法との違いを説明
する図である。色域内再現の外観の改善は、人間の視覚
系によって用いられるものと同様の計算、すなわち空間
比較の使用に基づいている。この新たなアルゴリズムの
目的は、画素マッチングではなく空間比較に基づいて新
たな再現画像を合成することである。文献における実験
によれば、空間比較は画素毎のマッチングより重要であ
ることが示されている(McCann,J.J.によるColor Theor
y and Color Imaging Systems: Past, Present and Fut
ure, J.I.S.T.,42, 70, 1998を参照)。
【0036】本プロセスは、媒体Aの原画像の色を3次
元色空間で記述することから開始する。これは、GOA
L画像または原画像と呼ばれる。理想的には、Lab等
のような等方性空間である。次に、同じ色空間で描かれ
た再現画像がある。媒体Bの色域は媒体Aの色域より小
さいため、この画像は、小さい方の色域の範囲内で可能
な最も一致した画像である。媒体Bにおいて媒体Aの原
画像の色に最も近いものを求めるように、画素毎に計算
する。これは、BEST画像と呼ばれる。
【0037】本計算は、LandおよびMcCannによって述べ
られている人間の視覚のモデルを使用する(Land, E.H.
およびMcCann,J.J.による米国特許第3,553,36
0号(1971年1月)、Land, E. H.、Ferrari, L.、
Kagan, S.およびMcCann, J.J.による米国特許第3,6
51,252号(1972年3月)、Frankle,J.および
McCann,J.J.による米国特許4,384,336号(1
983年5月)を参照)。
【0038】FrankleおよびMcCannによって述べられて
いるこのモデルは、図7の左側に示されている。それら
技術の目的は、シーンから得られる放射輝度から画像の
外観を計算するということであった。ここで、図7の右
側に異なるプロセスが示されている。本発明は、2つの
画像、すなわちGOALおよびBESTを使用すること
ができる。また、本発明は、先の技術で述べられている
比、積、リセット、平均化のステップも使用するが、色
域マッピングの問題を解決するため、これら先の技術と
は目的、入力およびリセットが異なっている。
【0039】1つの実施の形態では、色域マッピング
は、入力210に対しGOAL画像およびBEST画像
をそれらのr、g、b(すなわち、赤、緑、青)の色分
解チャンネルに変換することによって開始する。そし
て、Goalr画像(すなわち、赤チャンネルのGOA
L画像)における異なる領域間で空間比較を行う。例え
ば、2つの異なる位置、すなわちx,yおよびx’,
y’で強度の比220を求める。次に、画像に亙ってこ
れら空間比較を積分する。例えば、x,yのBestr
(すなわち、赤チャンネルのBEST画像)の古い値に
比(Goalrx',y'/Goalrx,y)を掛けることに
より、x’,y’における新たな積230を求める。そ
して、この結果は正規化される(リセット240)。種
々の空間積分の結果は、平均化される(250)。
【0040】これら空間比較は、まず、大きい空間分割
(または最小のマルチ解像度画像)において行われ、そ
の出力が補間されて次に小さい空間分割画像(マルチ解
像度画像)に対する古い値が求められる。この空間分割
(画像サイズ)において古い画像を計算するために、
比、積、リセット、平均化、サイズ変更の計算が行われ
る。このプロセスは、空間解像度が1.0に等しくなる
(完全な解像度)まで続く。この古い画像は、最終出力
260分割である。gおよびbの分割に対して、比、
積、リセット、平均化、サイズ変更のステップが繰返さ
れる。そして、r、g、bの最終分割が組立てられ、そ
の結果、色において新たなBOUT画像が得られる。
【0041】本発明と従来技術との重要な区別は、ステ
ップ230である。ここで、Bestx,yに、Goal
x,y/Goalx',y'という比が乗算されている。このた
め、古い積および比は、異なる画像から得られる。ま
た、それらは、ステップ240においてリセットされる
方法も異なっている。
【0042】なお、対数空間において実行することによ
り、乗法演算を加法で実行することができ、それによっ
て計算の速度が向上する。
【0043】また、この方式は、画素毎の調整とは異な
る一方で、また、Voicu等による「Practical considera
tions on color image enhancement using homomorphic
filtering」(Journal of Electronic Imaging, Janua
ry 1997, vol. 6(1), pp. 108-113)に記載されている
もの等、準同形フィルタリングとも異なっている。この
違いは、本発明の空間比較の非線形特性が明白に非準同
形であるということから容易に分る。
【0044】本発明の新規な態様は、画像の外観をシー
ンから分る放射輝度から計算する代りに、GOAL画像
およびBEST画像を用いて、媒体Bの色域内で媒体A
の原画像と同じ空間比較を有する新たな画像を計算する
ことができる、ということである。このため、1つの実
施の形態は、以下のようになる。 Old=Best Newx',y'=oldx,y*(goalx',y'/goal
x,y) Newx',y'=min(newx',y',bestx',y') Newx',y'=max(newx',y',0) Oldx',y'=(sum(newn=1,,NN)/NN)
【0045】上記式において、NNは、特定の画素の最
近傍の数であり、解像度によって変化する可能性があ
る。例えば、粗い解像度では、2×3アレイで動作した
場合、NNは5に等しくなる。一方、細かい解像度で
は、4×6アレイで動作した場合、NNは8に等しくな
る。
【0046】このGOALおよびBEST画像を用いる
技術は、ダイナミックレンジが制限されている画像に対
する従来の空間比較法に採用する場合にも有用である。
環境によっては、GOAL画像は、非常に広範囲の放射
輝度を有するシーンからの放射輝度の記録である。BE
ST画像は、反射印刷等の低放射輝度範囲の媒体によっ
て制限されている。制限された印刷の範囲を用いること
により、BEST画像を計算することができる。GOA
L画像からの空間比較を使用して、BEST画像の範囲
でGOAL画像の詳細をすべて表示するBESTOUT
画像を有効に計算することができる。従って、例えば、
GOAL画像が0〜255のダイナミックレンジを有す
る一方で、ディスプレイが、そのサイズの半分のダイナ
ミックレンジを有する場合がある。かかる場合、GOA
L画像からその画像に含まれる値が0〜128の範囲と
なるように形成されたBEST画像によって、処理を開
始することができる。
【0047】色域マッピングに戻ると、図8は、本発明
の他の実施の形態による色域内再現画像の計算を説明す
る図である。図8において、原画像は常に完全な解像度
である。広く分割され(130A)、それより小さく分
割され(130B)、更にそれより近接して分割された
(130C)個々の画素間で、空間比較が行われる。こ
れは、マルチスケール空間比較を行う非常に多くの技術
のうちの1つの例である。それらのうちのいずれも、本
プロセスで使用することができる。
【0048】
【結果】本発明の原理は、以下の実験を行うことによっ
て立証される。図9のBestIn画像は、35mmス
ライドを走査することによって生成されたものである。
これは、印刷用に走査された一般的な画像を表してい
る。
【0049】図10のGoalIn画像は、213,1
12,115等の赤のパッチ走査値の代りに値255,
0,0をペーストすることにより、Photoshop(登録商
標)によってBestIn画像から生成されたものであ
る。
【0050】図11のBOUT画像は、以下のステップ
を用いて計算されたものである。 1.マルチ解像度BestIn生成 2.マルチ解像度GoalIn生成 3.r、g、bチャンネル分解 4.x,yの値をx’,y’の値と比較 5.次の解像度へ移る 6.結果の分割が完全な解像度の出力を形成
【0051】これらの図を比較することから分るよう
に、BOUT画像は、BestIn画像の色域を有する
にも関わらずGoalIn画像のように見える。
【0052】本発明により、ユーザは、ある画面のすべ
ての画素に対して新たな値を計算することにより、その
画像が完全に異なる比色分析値を有する別の画像に見え
るようにすることができる。かかる画像は、2つの媒体
の色域が異なる場合に必要である。
【0053】本発明の多くの特徴および利点は、ここに
書かれた説明から明らかであり、従って、添付の特許請
求の範囲により、本発明のかかる特徴および利点が網羅
されるよう企図されている。更に、当業者には、多くの
変更態様および変形態様が容易に思い付くものであろう
ことから、本発明は、説明し述べられているような厳密
な構成および作用に限定されることは望ましくない。こ
のように、すべての適切な変更態様および代替態様が、
本発明の範囲内にあるものとしてみることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像の色域外問題を説明する図である。
【図2】本発明による色域内画像再現のための空間比較
プロセッサを有するデジタル画像形成システムを説明す
るブロック図である。
【図3】従来のプロセスと、本発明の実施の形態とによ
る、色域内再現画像の計算を説明する図である。
【図4】本発明の実施の形態による色域内再現画像の計
算を説明する図である。
【図5】図4の実施の形態による色域内再現画像のマル
チスケール空間解像度計算を説明する図である。
【図6】本発明の色域制限を計算する別の方法を説明す
る図である。
【図7】ダイナミックレンジが制限された画像に対し、
本発明と従来の空間比較法との違いを説明する図であ
る。
【図8】本発明の別の実施の形態による色域内再現画像
の計算を説明する図である。
【図9】印刷用に走査された一般的なBestIn画像
を示す図である。
【図10】BestIn画像から生成されたGoalI
n画像を示す図である。
【図11】本発明の実施の形態によって計算された色域
内再現画像BOUTを示す図である。
【符号の説明】
100.デジタル画像形成システム 110.入力色域 120.出力色域 130.GOAL画像 140.色域情報 150.プロセス 160.BESTOUT画像 170.ブロック 172.サブブロック 174.サブブロック 176.サブブロック 178.サブブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポール・エム・ヒューベル アメリカ合衆国カリフォルニア州94040, マウンテン・ビュー, クエスタ・ドラ イブ 956

Claims (35)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 取込まれたまたは生成された原画像に対
    する方法であって、ここで、該原画像は、関連するオリ
    ジナルの色域を含む、カラーデジタル画像であり、 前記原画像内の空間比較に基づいて、結果として得られ
    る画像内の複数の画素値を調整することにより、少なく
    とも1つの目標色域内で前記結果として得られる画像を
    形成するステップを含む、前記方法。
  2. 【請求項2】 前記原画像を用いて、前記目標色域内に
    おいて中間画像を形成することと、前記空間比較をその
    中間画像に適用することによって前記結果として得られ
    る画像を形成することとを特徴とする、請求項1記載の
    方法。
  3. 【請求項3】 前記空間比較は前記原画像のマルチ解像
    度のバージョンに基づいており、反復して適用されるこ
    とを特徴とする、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記空間比較を、前記原画像の徐々に解
    像度を高くしたバージョンを用いて反復して適用するこ
    とを特徴とする、請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記空間比較を適用するステップは、 前記原画像内の比を計算するステップと、 該比を前記中間画像に適用するステップと、 を含む、請求項2記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記空間比較を適用した後に、前記中間
    画像を前記目標色域内へリセットするステップを更に含
    む、請求項2記載の方法。
  7. 【請求項7】 前記空間比較を適用した後に、ルックア
    ップテーブルを用いて、前記中間画像を前記目標色域内
    へリセットすることを特徴とする、請求項6記載の方
    法。
  8. 【請求項8】 前記空間比較を適用した後に、画素毎の
    マッピングを用いて、前記中間画像を前記目標色域内へ
    リセットすることを特徴とする、請求項6記載の方法。
  9. 【請求項9】 前記空間比較を適用した後に、モーフィ
    ングを用いて、前記中間画像を前記目標色域内へリセッ
    トすることを特徴とする、請求項6記載の方法。
  10. 【請求項10】 前記空間比較を適用した後に、最小ま
    たは最大画像を用いて、前記中間画像を前記目標色域内
    へリセットすることを特徴とする、請求項6記載の方
    法。
  11. 【請求項11】 前記空間比較は、前記原画像内のマル
    チ間隔が空けられた比較に基づいており、反復して適用
    されることを特徴とする、請求項1記載の方法。
  12. 【請求項12】 前記空間比較を、前記原画像内の徐々
    に間隔を小さくした比較を用いて反復して適用すること
    を特徴とする、請求項11記載の方法。
  13. 【請求項13】 前記原画像を複数のチャンネル画像に
    分割し、該チャンネル画像の少なくとも1つを空間的に
    調整した後にそのチャンネル画像を組合せることによ
    り、前記結果として得られる画像を生成することを特徴
    とする、請求項1記載の方法。
  14. 【請求項14】 前記原画像を取込みまたは生成するス
    テップとを含む、請求項1記載の方法。
  15. 【請求項15】 前記目標色域に対応する出力色域を有
    する出力装置を用いて、前記結果として得られる画像を
    出力するステップを含む、請求項1記載の方法。
  16. 【請求項16】 前記原画像は第1の色空間にあり、前
    記結果として得られる画像は第2の色空間にあることを
    特徴とする、請求項1記載の方法。
  17. 【請求項17】 前記空間比較を適用した後に、前記中
    間画像の少なくとも一部を少なくとも1つのスポットカ
    ラーにリセットするステップを更に含む、請求項2記載
    の方法。
  18. 【請求項18】 取込まれたまたは生成された原画像の
    ためのプロセッサであって、ここで、該原画像は、関連
    するオリジナルの色域を有するカラーデジタル画像であ
    り、 画素値が少なくとも1つの目標色域内にあるか否かを判
    断する手段と、 前記原画像内で空間比較を決定する手段と、 前記原画像内の空間比較に基づいて、結果として得られ
    る画像内の複数の画素値を調整することにより、少なく
    とも1つの目標色域内で前記結果として得られる画像を
    形成する手段と、 を含む前記プロセッサ。
  19. 【請求項19】 前記原画像を用いて、前記目標色域内
    にある中間画像を形成することと、前記空間比較を前記
    中間画像に適用することによって前記結果として得られ
    る画像を形成することとを特徴とする、請求項18記載
    のプロセッサ。
  20. 【請求項20】 前記空間比較は前記原画像のマルチ解
    像度のバージョンに基づいており、該空間比較を反復し
    て適用することを特徴とする、請求項18記載のプロセ
    ッサ。
  21. 【請求項21】 前記空間比較を、前記原画像の徐々に
    解像度を高くしたバージョンを用いて反復して適用する
    ことを特徴とする、請求項20記載のプロセッサ。
  22. 【請求項22】 前記空間比較を適用する際、前記原画
    像内の比を計算するステップと、該比を前記中間画像に
    適用するするステップとを含むことを特徴とする、請求
    項19記載のプロセッサ。
  23. 【請求項23】 前記空間比較を適用した後に、前記中
    間画像を前記目標色域内へリセットする手段を更に含
    む、請求項19記載のプロセッサ。
  24. 【請求項24】 前記空間比較を適用した後に、ルック
    アップテーブルを用いて、前記中間画像を前記目標色域
    内へリセットすることを特徴とする、請求項23記載の
    プロセッサ。
  25. 【請求項25】 前記空間比較を適用した後に、画素毎
    のマッピングを用いて、前記中間画像を前記目標色域内
    へリセットすることを特徴とする、請求項23記載のプ
    ロセッサ。
  26. 【請求項26】 前記空間比較を適用した後に、モーフ
    ィングを用いて、前記中間画像を前記目標色域内へリセ
    ットすることを特徴とする、請求項23記載のプロセッ
    サ。
  27. 【請求項27】 前記空間比較を適用した後に、最小ま
    たは最大画像を用いて、前記中間画像を前記目標色域内
    へリセットすることを特徴とする、請求項23記載のプ
    ロセッサ。
  28. 【請求項28】 前記空間比較は、前記原画像内のマル
    チの間隔が空けられた比較に基づいており、該空間比較
    を反復して適用することを特徴とする、請求項18記載
    のプロセッサ。
  29. 【請求項29】 前記空間比較を、前記原画像内の徐々
    に間隔を小さくした比較を用いて反復して適用すること
    を特徴とする、請求項28記載のプロセッサ。
  30. 【請求項30】 前記原画像を複数のチャンネル画像に
    分割し、それらチャンネル画像の少なくとも1つを空間
    的に調整した後にそのチャンネル画像を組合せることに
    より、前記結果として得られる画像を形成することを特
    徴とする、請求項18記載のプロセッサ。
  31. 【請求項31】 前記原画像を取込みまたは生成する画
    像取込装置を含む、請求項18記載のプロセッサ。
  32. 【請求項32】 出力装置は、前記目標色域に対応する
    出力色域を有し、前記結果としての画像を出力する前記
    出力装置を含む、請求項18記載のプロセッサ。
  33. 【請求項33】 前記原画像は第1の色空間にあり、前
    記結果として得られる画像は第2の色空間にあることを
    特徴とする、請求項18記載のプロセッサ。
  34. 【請求項34】 前記空間比較を適用した後に、前記中
    間画像の少なくとも一部を少なくとも1つのスポットカ
    ラーにリセットする手段を更に含む、請求項19記載の
    プロセッサ。
  35. 【請求項35】 取込まれたまたは生成された原画像に
    対する方法であって、ここで、該原画像は、関連するオ
    リジナルのダイナミックレンジを有するデジタル画像で
    あり、 前記方法は、前記原画像内の空間比較に基づいて、結果
    として得られる画像内の複数の画素値を調整することに
    より、目標ダイナミックレンジ内で結果として得られる
    画像を形成するステップを含み、 前記原画像を用いて前記目標ダイナミックレンジ内にあ
    る中間画像を形成することと、前記空間比較をその中間
    画像に適用して前記結果として得られる画像を形成する
    こととを特徴とする前記方法。
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