JP2001268384A

JP2001268384A - 色信号処理装置

Info

Publication number: JP2001268384A
Application number: JP2000081737A
Authority: JP
Inventors: Tatsuki Inuzuka; 達基犬塚; Yasutaka Toyoda; 康隆豊田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2000-03-17
Publication date: 2001-09-28

Abstract

(57)【要約】【課題】温度，湿度，照明などの環境条件の変動や、印
刷用紙，印刷インクなどの記録媒体によって色の再現性
が変動してしまう。【解決手段】カラー画像の入力装置あるいは出力装置，
ＩＣＣプロファイル仕様に基づく変換信号を記憶する変
換表，機器の変動要因の測定手段，測定手段からの帰還
信号に基づく補正信号を記憶する補正表，変換表と補正
表に基づき色信号を変換する色変換手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、色信号の処理装置
に係り、特に色信号の変動を補正する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像の入出力装置として様々な機
器が利用されている。しかし、それぞれの機器の色信号
特性が異なる場合に、色の再現は困難である。例えば日
本画像学会誌ＶＯＬ３７．Ｎｏ４，Ｐ５５５−５５９に
記載の「電子写真記録における色再現の理想と現実」に
よれば、この問題を解決するため次の３種の信号処理モ
デルを作る方法が紹介されている。（１）関数近似する方法（２）変換テーブルを作る方法（３）学習型モデルを利用する方法このなかで上記（２）は、ＩＣＣ（International Colo
r Consortium）と呼ばれる国際機関によって方式がまと
められ、ＩＣＣプロファイル仕様書として公開されてい
る。そして、この仕様に基づいた信号処理機能がパソコ
ン向けのＯＳのソフトモジュール(例えば、米国アップ
ル社のColorSyncなど）として搭載されて、広く利用で
きる環境が整いつつある。

【０００３】また、ＩＣＣプロファイル仕様書に基づく
信号処理を高速実行することを特徴とする装置構成とし
て、例えば米国特許４８３７７２２号「Digital High S
peed3-Dimensional Interpolation Machine」がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来技術
は、いずれも、あらかじめ測定した機器特性に基づく色
再現モデルである。例えば上記のＩＣＣプロファイル仕
様書で定められている機器特性に関する変換表は、機器
の利用に前もって作成しておくことが求められている。

【０００５】しかし実際の機器の利用状況においては、
温度，湿度，照明などの環境が大きく変動し、また印刷
用紙，印刷インクなどの媒体も一定ではない。このよう
な変動要因によって、色の再現性も変動するという問題
がある。

【０００６】また、前記した米国特許４８３７７２２号
「Digital High Speed 3-Dimensional Interpolation M
achine」記載の処理装置も、あらかじめ設定した変換表
に基づく信号処理を前提にしたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、カラー画像の入力装置あるいは出力装置
と、ＩＣＣプロファイル仕様に基づく変換信号を記憶す
る変換表と、機器の変動要因の測定手段と、測定手段か
らの帰還信号に基づく補正信号を記憶する補正表と、そ
の変換表と補正表に基づき色信号を変換する色変換手段
とを備える。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面を
参照して説明する。

【０００９】図１は本発明の基本構成を説明する図面で
あり、ＩＣＣプロファイル仕様に基づき色変換する手段
１０，機器の変動要因に関する測定手段２０，測定手段
２０からの帰還信号に基づいて補正信号を算出する補正
回路３０，入力装置１００あるいは出力装置２００を示
す。

【００１０】入力装置１００はカメラ，スキャナなどの
カラー画像から色信号を生成する装置であり、出力装置
２００はディスプレー，プリンタなどのように色信号を
用いてカラー画像を再生する装置である。一般にこれら
の入力装置１００，出力装置２００は、色信号と入出力
するカラー画像との関係が機器によって異なる非線形特
性である。この機器特性をあらかじめ測定して、色信号
の変換を行うのが色変換手段１０であり、その信号処理
方式はＩＣＣプロファイル仕様に基づくものとする。具
体的には、入力信号と出力信号の関係を変換表に設定し
ておくことで、色信号の変換を行う手段である。

【００１１】ＩＣＣプロファイル仕様に基づく変換表
は、図２に示すように、それぞれの色信号を独立に変換
する入力段の１次元の変換表１と、入力した色信号の組
み合わせに対応した出力信号を設定した多次元の変換表
２、それぞれの色信号を独立に変換する入力段の１次元
の変換表３、という３種類から構成されている。

【００１２】例えばＲＧＢの各色８ビットの入力信号の
組み合わせは２５６の３乗となる。そこで、多次元の変
換表２の規模を削減するため入力信号の組み合わせを飛
び飛びに設定して、表にない入力信号の組み合わせにつ
いては、表にある近接する信号を利用して、補間処理に
よって出力信号を算出する。例えば図３に示すように、
入力するＲＧＢ信号のそれぞれをｎ分割する３次元空間
の分割格子点のそれぞれに、変換結果である出力信号を
設定する。分割数ｎは、８，１６，３２などの任意に設
定することができる。変換表に設定する出力信号は、例
えばＣＭＹＫなどのように、任意の種類の色信号とする
ことができる。また入力信号も限定するものではなく、
例えばＸＹＺ，Ｌａｂ，Ｌｕｖ，ｓＲＧＢなどといった
任意の種類の色信号とすることができる。

【００１３】入力するＲＧＢ信号が格子点上に位置する
ならば、表に設定されている変換値をそのまま出力信号
として利用できる。一方、格子点上に位置しない場合に
は、近接する格子点の変換値と格子点内の分割比率を用
いて補間処理を行い、出力信号を算出する。補間処理の
方法および手段は限定するものではないが、例えば次の
演算式を利用できる。Ｃ′＝(((Ｃ１×ａ)＋(Ｃ２×ｂ))×ｃ＋((Ｃ３×ａ)＋(Ｃ４×ｂ))×ｄ)×ｅ＋(((Ｃ５×ａ)＋(Ｃ６×ｂ))×ｃ＋((Ｃ７×ａ)＋(Ｃ８×ｂ))×ｄ)×ｆ …式（１）なお、Ｃは出力する色信号の種別を示し、例えばＣＭＹ
などがある。そして、Ｃ１からＣ８は格子点の変換値、
係数ａからｆは格子内の分割比率を示す。

【００１４】本発明は測定手段２０の測定対象および測
定方法を限定するものではなく、また複数種類を組み合
わせることも出来る。例えばプリンタ装置では、プリン
タ装置内部の温度，湿度などがある。レーザ方式のプリ
ンタ装置では、感光体表面の電圧（静電気）でも良い。
また、機器特性を測定するための動作モードを用意し
て、例えばテストパタンの印字結果を濃度センサを用い
て測定することも出来る。これらの測定対象に適したセ
ンサの種類，方式，測定方法，測定値などを限定するも
のではない。またセンサを用いた測定ではなく、プリン
タで印字するための信号生成方法に依存した変動要因と
して、印刷データの解像度，印刷データの拡大縮小方
式、などを帰還信号として利用することもできる。操作
者の設定する印刷の条件（画面サイズ，解像度，紙の種
類など）を帰還信号として利用することもできる。

【００１５】帰還信号は、アナログあるいはデジタル信
号である。測定手段がアナログ出力であり、伝達手段が
デジタル信号を伝える場合には、アナログからデジタル
への変換手段を利用する。また、信号特性の変換（例え
ば対数変換，非線形変換）、また複数種類の測定結果を
組み合わせた新たな信号への変換（例えば色信号の変
換）などを行うことも出来る。

【００１６】図４に示すように補正回路３０は、帰還信
号と補正量の関係を表形式にまとめた補正表４を備え
て、前記した色変換回路に対して補正信号を伝達する。
ここで補正量が帰還信号のみによって定まり、再現する
色信号に依存しない場合には、帰還信号のみを用いて補
正表４を読み出して利用できる。変換値算出回路５０
は、変換表２と補正表４から読み出した信号を用いて、
変換信号を算出する。そして補間回路６０は、後述する
演算式を用いて、入力信号と変換信号から出力信号を算
出する。

【００１７】一方、補正量が再現する色信号によって変
化する場合には、図５に示すように補正表４はＩＣＣプ
ロファイル仕様にある変換表２と同じ形式を利用するこ
とで、入力するＲＧＢ信号のそれぞれをｎ分割する３次
元空間上の分割格子点のそれぞれに、帰還信号に対応す
る変動量を設定することができる。この場合には、補正
表を読み出すアドレス信号は入力色信号を利用して、読
み出した変動ベクトルの修飾のために帰還信号を利用す
る。そして補正表４をＩＣＣプロファイル仕様にある変
換表２と同じ形式とすることで、図６に示すように変換
表と補正表を記憶するそれぞれのメモリ装置に対して、
読み出しアドレスを共通に利用することができる。メモ
リアドレス生成装置７０を、両者に共通に利用できるこ
とから装置規模の削減を実現できる。補正値算出回路４
０は、補正表から読み出した信号と帰還信号を用いて、
補正信号を算出する。変換値算出回路５０は、変換表か
ら読み出した信号と補正信号を用いて、変換信号を算出
する。そして、補間回路６０は、入力信号と変換信号を
用いて、出力信号を算出する。

【００１８】また図７に示すように、変換表と補正表を
統合した表にまとめることが出来る。この方式のメリッ
トは、図８に示すように、変換表と補正表を一つのメモ
リ装置７１に設定することができる。変換表と補正表
の、同一の格子点に対応したデータを一定のルールでメ
モリ内に配置することで、一つのメモリアドレス生成装
置を用いながら変換表と補正表のデータを読み出す装置
構成とすることができる。上記のメモリ配置の一定のル
ールとは、例えば、変換表と補正表のデータを連続した
アドレスに設定することで、単一の格子点に対応したデ
ータを連続したメモリアドレスで読み出せる。これによ
って、メモリアドレス生成装置の装置構成を簡易にし
て、また高速読み出しを可能とする。順次に読み出した
データは、補正値算出回路４０と変換値算出回路５０に
対して、切り替え手段７２を用いて伝達する。

【００１９】補正表に設定するデータは、あらかじめ機
器の特性測定結果に基づいて算出した、色空間上の変動
ベクトルとすることができる。これは、ＩＣＣプロファ
イル仕様にある変換表の内容を、帰還信号によって補正
するためのデータであり、多次元の色空間上の変動を示
すためにベクトル形式とすることができる。変動ベクト
ルｖを構成する成分は、例えば出力信号がＣＭＹである
場合には、三つの成分の組み合わせ（Ｖｃ，Ｖｍ，Ｖ
ｙ）とすることができる。

【００２０】図９に、プリンタの色再現の変動要因であ
る温度に関する補正表を作る手順例を説明する。（１）標準的な条件（例えば室温２０℃）を設定して、
基本となるＩＣＣプロファイル仕様にある変換表を作成
する。（２）温度を１０℃，１５℃，２５℃，３０℃、３５℃
などに設定して、それぞれの条件におけるＩＣＣプロフ
ァイル仕様にある変換表を作成する。（３）標準的な条件と、温度条件を変化させた場合の変
換表のデータの差分を算出することで、温度に関する変
動ベクトルを作成する。（４）算出した変動ベクトルを、表形式の補正表として
まとめる。

【００２１】例えば図１０に示すように、標準的な条件
における色信号の変換結果を中心として、温度変動した
場合の変換結果をプロットするならば、これらの複数の
条件における変換結果を表現できる。このプロット結果
を、例えばディスプレーに表示することで、装置設計者
の色再現特性の設定の支援を行うことができる。本発明
は、この温度変動した場合の変換結果の表示機能を特徴
の一つとする。

【００２２】変動要因と変動ベクトルの関係は、図１１
に示すように線形近似が出来る場合と、非線形特性であ
らわされる場合がある。線形近似の場合には色空間上の
直線を変動ベクトルが移動する。一方、線形な関係と見
なされない場合には、温度変動に対応した複数種類の変
動ベクトルの選択利用、複数の測定温度値における変動
ベクトルの補間処理、あるいは、関数展開（例えばテー
ラー展開）による近似、などをすることができる。関数
展開をする場合には、ｓ次までの係数値を、変動ベクト
ルの成分として持つことが出来る。関数展開の次数ｓは
任意であり、要求される補正の精度に応じて設定するこ
ともできる。同様にして、湿度，紙の種類などの変動要
因に対応した補正表を作成することができる。

【００２３】補正表に設定された変動ベクトルｖの向き
と大きさを、帰還信号ｋによって修飾した変動ベクトル
を、色変換手段１０へ伝達して色変換の演算を実行す
る。（１）変動要因と変動ベクトルが線形な関係である場合Ｃ１′＝Ｃ１＋ｖ１×ｋＣ２′＝Ｃ２＋ｖ２×ｋ・・・Ｃｎ′＝Ｃｎ＋ｖｎ×ｋ …式（２）ここでｖｎ（ｖ１〜ｖ８）は添え字で示される格子点に
位置する変動ベクトルの成分、ｋは帰還信号値である。（２）変動に対応した複数種類の変動ベクトルの選択利
用帰還信号の変化が比較的少ない場合には、帰還信号の変
化に対応した複数種類の変動ベクトルを持つ補正表を用
意することができる。そして、帰還信号の値に基づいて
補正表を選択利用することができる。演算式は前記
（２）式を基本として、右辺ｖｎ×ｋの代わりに、選択
した補正表から読み出した変動ベクトルの値を直接利用
することができる。（３）変動ベクトルの補間処理前記では、複数種類用意した補正表を選択するだけであ
るが、この補正表の内容を補間処理して利用すること
で、補正量の精度を向上させることが出来る。前記
（２）式の右辺ｖｎ×ｋの代わりに、補間処理で求めた
補正量を利用する。（４）関数展開（例えばテーラー展開）による近似変動ベクトルを成分値の組み合わせで持つのではなく、
関数近似で表すこともできる。例えばテーラー展開など
が良く知られた手法であり、展開次数を高めることによ
って近似の精度を高めることが出来る。前記（２）式の
右辺ｖｎ×ｋの代わりに、関数近似で求めた補正量を利
用する。

【００２４】また複数種類の帰還信号がある場合には、
上記の式（２）式の右辺ｖｎ×ｋで示される補正信号を
複数種類に拡張することで容易に対応できる。この場合
には、帰還信号の種類に対応した補正表を用意してお
く。

【００２５】また補正表として、前記した関数展開の係
数値を用意する場合には、上式(２)式の右辺ｖｎ×ｋの
代わりに、補正値の算出を関数展開の形式で算出する。
いずれの場合でも、変換表と補正表は統合した形式にま
とめ、メモリ装置に書き込むことで、一つのメモリアド
レス生成回路を用いてメモリ読み出すように構成するこ
とが出来る。

【００２６】また、ソフトウェアで色変換を実行する場
合においても、変換表と補正表を一定のルールでメモリ
に配置することで、アドレス生成を簡易に実現できる。

【００２７】上記の標準条件における変換表と、異なる
条件に対応するための補正表を組み合わせて、色変換の
ための変換値を算出する手段と方法は、上記で説明した
変動要因の補償以外にも、次のような利用が出来る。補
正表の内容を、目的に応じて（１）ガマットマッピングＩＣＣプロファイル仕様によれば、機器特性で表現出来
る色再現範囲の中に色信号を押さえ込むための複数種類
の変換表を持つことが出来る。しかし、本発明を利用す
ることで、標準条件における変換表と、色再現範囲を押
さえ込むための補正表を用意することで、圧縮後の変換
表を算出できる。（２）色の好み例えば空の色，海の色、などの記憶に残る色を、利用者
の好みに合わせて調整するような場合に、好みに合わせ
た色調整を補正表の形式で用意することが出来る。（３）部分色の修飾例えば人物像における肌，髪などの特定の部分に対応し
た色を、特定の変換ルールに基づいて色変換するような
場合に、前記特定部分の色に対する変換値を補正表の形
式で用意することができる。

【００２８】本発明を利用したシステム構成例を示す。（１）プリンタ図１２に、パソコンで生成した画像データをカラープリ
ンタで出力する装置構成例を示す。プリンタは、印字メ
カニズム部と、画像メモリを内蔵する信号処理部から構
成する。印字メカニズム部は、例えばレーザビームプリ
ンタでは、レーザビームの走査によって感光体上に形成
した静電潜像を、トナーの付着によって実像に変換す
る。信号処理部は、パソコンから受け取った画像データ
を蓄積するメモリと、印字メカニズム部の特性に基づく
変換表と、帰還信号に基づき色信号の補正を行うための
補正表と、変換表と補正表の内容に基づき色信号の変換
を行う色変換回路を備える。ここで、印字メカニズム部
は、モータ駆動，静電気，レーザなどの、アナログ的に
変動する要因を多く含んでいる。

【００２９】ここでは測定手段２０として、プリンタ印
字メカニズム部に配置する温度センサ、および印字結果
の濃度センサを利用する場合を示す。温度センサおよび
濃度センサの測定信号は、Ａ／Ｄ変換後のデジタル信号
を、前記信号処理部へ帰還する。信号処理部では、メモ
リ蓄積した画像データを、変換表と補正表の読み出し内
容に基づき色変換を行い、印字メカニズム部へ伝える。
本発明によれば、印字メカニズム部の機器特性による色
再現の変動を、センサで測定した信号を帰還して補正を
行うことで、安定した色再現を実現することができる。（２）デジタルカメラ図１３に、デジタルカメラの装置構成例を示す。撮影対
象から受けた光線を光学系を用いて光電変換素子（例え
ばＣＣＤセンサなど）に撮像し、画像データを生成す
る。入力した画像データは、信号処理部を用いて色変
換，圧縮処理などを行い、メモリ蓄積あるいは伝送す
る。

【００３０】ここで、撮影対象の照明光の特性によっ
て、入力する画像データの色再現性が大きく変動する。
一例をあげれば、撮影対象が白色の場合、照明光のスペ
クトル分布が画像データとして入力するから、照明光の
種類によってデータが変動する。多くの光源が混在して
照明する場合には、スペクトル分布を推定することは困
難である。そこで、デジタルカメラ自体と撮影対象に同
じ特性の照明光が当たっていると仮定するならば、デジ
タルカメラ自体に入射する照明光のスペクトル分布を測
定することで撮影した画像データの色再現性を補正する
ことが出来る。

【００３１】この仮定に基づき、測定手段２０としてデ
ジタルカメラ自体に入射する照明光のスペクトル分布を
測定するセンサを利用する。

【００３２】センサの測定信号は、Ａ／Ｄ変換後のデジ
タル信号を、前記信号処理部へ帰還する。信号処理部で
は、変換表と補正表の読み出し内容に基づき色変換を行
う。本発明によれば、照明光による色再現の変動を、セ
ンサで測定した信号を帰還して補正を行うことで、安定
した色再現を実現することができる。（３）ディスプレーパソコンで生成した画像データをディスプレーに表示す
る装置構成例において、ディスプレー自体は基本的に信
号処理部を内蔵しないため、パソコンによる信号処理の
機能を持たせる。パソコンによる信号処理として、変換
表と補正表の読み出し内容に基づき色変換機能を備え
る。表示メカニズムは、例えばＣＲＴ（カソード・レイ
・チューブ）であれば、電子ビームの走査によって蛍光
体を励起することで発光を行う。ここで、電子ビームは
磁界，温度などによって偏向，強度などが変動する。ま
た、蛍光体は経時劣化することから、色再現特性が変動
する。ここでは測定手段２０として、蛍光体の発光を測
定するセンサを用意する。センサ測定信号は、Ａ／Ｄ変
換後のデジタル信号をパソコン内部の信号処理部へ帰還
する。信号処理部では、メモリ蓄積した画像データを、
変換表と補正表の読み出し内容に基づき色変換を行い、
ディスプレーに表示する色信号を出力する。

【００３３】本発明によれば、ディスプレーの機器特性
による色再現の変動を、センサで測定した信号を帰還し
て補正を行うことで、安定した色再現を実現することが
できる。

【００３４】

【発明の効果】本発明によれば、機器の変動要因を補正
した安定な色再現特性を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の色信号処理装置の一構成例を説明する
図である。

【図２】ＩＣＣプロファイル仕様に基づく変換表を示し
た図である。

【図３】図２の変換表の構成を示した図である。

【図４】本発明の補正回路の一実施例を示した図であ
る。

【図５】本発明の補正表を示した図である。

【図６】本発明の色変換回路の一実施例を示した図であ
る。

【図７】本発明の変換表と補正表の統合表を示した図で
ある。

【図８】本発明の色変換回路の他の実施例を示した図で
ある。

【図９】本発明の色変換手順の一実施例を示した図であ
る。

【図１０】本発明の温度変動した場合の変換結果をプロ
ットした図である。

【図１１】本発明の変動要因と変動ベクトルの関係を示
した図である。

【図１２】本発明の色信号処理装置を適用したカラープ
リンタの一実施例を示した図である。

【図１３】本発明の色信号処理装置を適用したデジタル
カメラの一実施例を示した図である。

【符号の説明】１，２，３…ＩＣＣプロファイル仕様に基づく変換表、
４…補正表、１０…ＩＣＣプロファイル仕様に基づき色
変換する手段、２０…機器の変動要因に関する測定手
段、４０…補正値算出回路、５０…変換値算出回路、６
０…補間回路、７０…アドレス生成回路、７１…メモリ
装置、７２…切り替え装置、１００…入力装置、２００
…出力装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０６Ｔ 5/00 １００Ｈ０４Ｎ 9/64 Ｒ５Ｃ０６６Ｈ０４Ｎ 1/46 1/40 Ｄ５Ｃ０７７ 9/00 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｂ５Ｃ０７９ 9/64 Ｈ０４Ｎ 1/46 Ｚ９Ａ００１Ｆターム(参考） 2C087 AA15 AB01 AC08 BA07 BD36 CB16 2C262 AA05 AA24 AB13 AC04 AC08 BA01 BA09 BC01 BC15 BC19 EA03 EA04 EA12 EA14 GA01 GA03 GA05 GA12 GA57 GA59 2H030 AA02 AD12 5B057 AA11 CA01 CB01 CE17 CH07 CH11 5C057 AA01 AA07 BA01 DA16 EA01 EL01 GG04 GG05 GM01 GM08 5C066 AA01 CA05 CA17 CA27 GA01 GA33 HA03 HA06 5C077 LL19 MP08 NP05 PP31 PP32 PP33 PP37 PP71 PP74 PP77 PQ12 PQ23 SS01 SS05 SS06 5C079 HA16 HA18 HB01 HB02 HB12 JA10 JA23 KA04 KA20 LB01 LB02 LB11 MA04 MA17 MA19 NA03 PA03 PA05 PA08 9A001 BB02 BB03 BB06 EE05 GZ21 HH34 JJ35 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ＩＣＣプロファイルに基づく変換表と、機器の変動要因の測定手段と、前記測定手段からの帰還信号に基づく補正信号を出力す
る補正表と、前記変換表と前記補正表に基づき色信号を変換する色変
換手段とを備えることを特徴とする色信号処理装置。
【請求項２】請求項１記載の色信号処理装置において、前記変換表と前記補正表を蓄積するメモリ装置と、前記メモリに蓄積された変換表および補正表を読み出す
ためのアドレス生成手段とを有し、前記アドレス生成手段は入力色信号に基づき前記メモリ
装置のアドレスを生成することを特徴とする色信号処理
装置。
【請求項３】請求項１記載の色信号処理装置において、前記変換表あるいは／および前記補正表のデータを表示
する手段を備えることを特徴とする色信号処理装置。