JP2004181965A - コスト関数を使用する色の全範囲マッピング - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、色の全範囲の境界上にマッピングされる全範囲外のＤＩＣＳ値と関連する画質アーティファクトを最小限にする、色の全範囲の境界を生成することによって、上述のアーティファクトがない、高品質の全範囲外の色の印刷を提供することである。
【解決手段】 ３つ以上の着色剤を使用して色を生成する色出力装置のための減少された色の全範囲の境界を生成する方法であり、かかる方法は、対応する出力色に着色剤の制御信号ベクトルを関連づける色出力装置のための先の装置モデルの決定段階と、色の全範囲の境界ポイントの１セットを含む色の出力装置のための完全な色の全範囲の境界の決定段階と、および完全な色の全範囲の境界での各ポイントのための候補となる着色剤の制御信号ベクトルの１セットの決定段階と、を有しており、各着色剤量が着色剤の制御信号ベクトルによって制御されることを特徴とする方法である。かかる方法はまた、好ましい着色剤の制御信号ベクトルの選択を有する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、デジタル画像処理に関し、より詳細には、印刷のためのデジタル画像の調整に使用される色変換に関する。

本発明の目的において、用語ＣＩＥＬＡＢは、コミッションインターナショナルデエルエクラレイジ（Ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌｅ Ｄｅ Ｌ’Ｅｃｌａｉｒａｇｅ）（ＣＩＥ）によって定義された従来技術の装置の独立したカラースペース（ｄｅｖｉｃｅ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｃｏｌｏｒ ｓｐａｃｅ）（ＤＩＣＳ）を意味する。ＣＩＥＬＡＢカラースペースはデジタル画像処理及び色の全範囲マッピングにおいて幅広く使用されることを当業者は認識するであろう。かかる開示の全体を通したＣＩＥＬＡＢの使用は、装置の独立したカラースペースの例として役割を行うことを意味する。しかしながら、多くの他の周知の装置の独立したカラースペースは、ＣＩＥＬＡＢに代用することができ得る。

一般的なデジタル画像処理システムは、デジタルカメラ又はスキャナなどの撮像装置と、デジタル画像を処理するためのデジタルカメラに付加されたコンピュータと、処理されたデジタル画像を印刷し／見るためのコンピュータに付加されたプリンタ又はソフトコピーディスプレイなどの色出力装置とを有してよい。デジタル画像処理システムの色管理の構造は、出力装置に生成される色の表現が入力装置によって獲得されたような所望の入力した色の合理的な再生であるように、コンピュータでデジタル画像を処理するための手段を提供する。幅広く知られており、当業者に受け入れられた、かかる色管理の構造の一つは、インターナショナルカラーコンソーシアム（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｏｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ）（ＩＣＣ）によって定義される（非特許文献１を参照。）。ＩＣＣの色管理フレームワークは、「ＩＣＣプロファイル」などの装置のプロファイルを用いて画像処理装置を特徴付けるために提供する。画像処理装置のためのＩＣＣプロファイルは、画像がある装置から別の装置に通信してもよいように、装置の独立したカラースペース（ＤＩＣＳ）から装置に依存のカラースペース（ＤＤＣＳ）にどのように変換するか、装置に依存のカラースペース（ＤＤＣＳ）から装置の独立カラースペース（ＤＩＣＳ）にどのように変換するかを明白にする。

例えば、デジタルカメラによって生成される画像は、一般的に、個別ピクセルの２次元（ｘ、ｙ）アレイから構成され、各ピクセルは、かかるピクセルでカメラによって見られる赤、緑、及び青色の量を表す、８ビットのデジタルコード値（０乃至２５５の範囲の整数）の３構成によって表現される。ＲＧＢコード値がデジタルカメラによって使用されるＲＧＢフィルターの特定のセットにより得られる光量を描写するので、それらＲＧＢコード値は、ＤＤＳＣを表す。使用されるこのデジタル画像のために、ＲＧＢコード値が別の画像処理装置によって適切に解釈されてもよいように、ＲＧＢコード値はＤＩＣＳに変換されるべきである。ＩＣＣの色管理を組み込む典型的なデジタル画像処理システムの例は、デジタル画像源１０がコンピュータ（示されていない）にＲＧＢ入力コード値（ＤＤＣＳ）を提供する、図１に描写される。コンピュータは、デジタル画像源１０のためのＩＣＣプロファイルによって特定される、入力装置の色変換２０を使用して、ＲＧＢ入力コード値をＤＩＣＳ（この場合はＣＩＥＬＡＢ）に変換する。ＣＩＥＬＡＢに一旦変換されると、画像は、出力装置のためのＩＣＣプロファイルによって特定される、出力装置の色変換３０により処理される。この場合において、出力装置は、シアン、イエロー、マジェンタ及びブラック（ＣＭＹＫ）の着色剤を使用するインクジェットプリンタ４０である。したがって、インクジェットプリンタ４０のためのＩＣＣプロファイルは、プリンタのためのＤＩＣＳ（ＣＩＥＬＡＢ）からＤＤＣＳ（ＣＭＹＫ）への変換を提供する。入力および出力装置のためのＩＣＣプロファイルの変換の組み合わせは、色が入力装置によって獲得される出力装置の一致によって再生されることを保証する。

当然のこととして、ＩＣＣプロファイルフォーマットは、色変換が記憶されるファイルフォーマットを単に提供する。多元性の検査表として一般的にコード化される、色変換自体は、カラースペースから別のものへと数的な変換を明示することである。ＣＭＹＫの着色剤を用いるインクジェットプリンタを含み、様々な画像処理装置においてＩＣＣプロファイルを生成するための技術（市販されて入手可能なコダックカラーフロープロファイルエディタなど）において多くのツールが周知である。色変換を生成する場合に、プリンタは特に挑戦的である。３チャンネル（例えば、ＣＩＥＬＡＢ〔Ｌ^＊、ａ^＊、ｂ^＊〕座標）によってＤＩＣＳに特定された、与えられた色を印刷するために使用される４つの着色剤が存在するために、多数のＣＭＹＫコード値の組み合わせが同色となることができる際の多数から一つまでのマッピングの結果となる、余分の自由な程度がある。したがって、色変換を構成する場合に、与えられた色を再生するために使用される特異的なＣＭＹＫの組み合わせを選択する方法が必要とされる。

これ（アンダーカラーリムーバル（Ｕｎｄｅｒ Ｃｏｌｏｒ Ｒｅｍｏｖａｌ）（ＵＣＲ）又はブラックジェネレーション（Ｂｌａｃｋ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）（ＢＧ）としてグラフィックアートで周知である）を達成するための技術は、特許文献１、２、３、４及び５に教示されるように、当該技術において周知である。これらの方法は、カラースペースで再生する色の位置に基づいてその色を再生するために使用される黒インクの量を特定するために主に滑らかな曲線か又はインターポレーション技術を使用し、次いで、正確に色を再生するために必要とされる、シアン、マジェンタおよびイエロー（ＣＭＹ）のインク量を計算する。

与えられたＵＣＲ又はＢＧ工程は、ＤＩＣＳ値とＤＤＣＳの着色剤の制御信号との間のマッピングを制御し、ＤＩＣＳでの装置の色の全範囲（ｃｏｌｏｒ ｇａｍｕｔ）境界の形態を制御する。ＤＩＣＳにおいて、装置の色の全範囲は、カラー画像処理装置によって再生可能とされるＤＩＣＳ値の範囲を定義する。多大なＤＩＣＳの全範囲を備えるカラー画像処理装置は、わずかなＤＩＣＳの全範囲を備える装置よりもＤＩＣＳ値の幅広い範囲の再生が可能である。ＩＣＣのカラープロファイルの詳細は、出力したカラープロファイルで表現されるかもしれない、すべてのＤＩＣＳ値の範囲を定義する。ＤＩＣＳ値のかかる範囲は、典型的な色のマッピング装置の色の全範囲よりも広い。このようにして、カラー画像処理装置の色の全範囲の境界の外側である、ＤＩＣＳの領域は、出力の色のマッピング装置の色の全範囲の境界内にマッピングされることが必要である。かかる工程は、当該技術において、色の全範囲マッピングと一般的に呼ばれる。

ＤＩＣＳでの色の全範囲マッピング操作を実行するために、カラー画像処理装置の色の全範囲の境界の表現が必要とされる。特許文献６は、色の全範囲の境界ポイントと三角形の小面のセットとから構成される、全範囲の表面ディスクリプタ（ここで、色の全範囲の境界と呼ばれる）を生成する工程を教示する。一つのそのようなＤＩＣＳの色の全範囲の境界が図２に示されている。したがって、かかる色の全範囲の境界内に位置するＤＩＣＳ値は、出力のカラー画像処理装置によって合成されることが可能とされ、かかる色の全範囲の境界の外側に位置するＤＩＣＳ値は、出力のカラー画像処理装置によって生成されることができない。特許文献６によって記載される色の全範囲のディスクリプタは、３つ又は４つの着色剤のカラー画像処理装置にための完全な色の全範囲の境界を定義する。完全な色の全範囲の境界は、出力のカラー画像処理装置によって使用される着色剤のすべての組み合わせを包含するものとして定義される。したがって、完全な色の全範囲の境界は、装置によって再生可能である、すべての可能なＤＩＣＳ値を定義する。完全な色の全範囲の境界と、ＵＣＲ又はＢＧ戦略が活用される場合に形成される減少された色の全範囲の境界との間の区別を認識することは重要である。頻繁に、ＵＣＲ又はＢＧ戦略は、ある着色剤の組み合わせを除外することによって、完全な色の全範囲の境界と比較して、減少された色の全範囲の境界を限定するだろう。

ページ上にＣＭＹＫインクの個別の小滴を配置する、インクジェットプリンタの場合、ＣＭＹＫコード値の異なる組み合わせは、同一色を生成してよいが、観察者によって見る場合に多くの異なる粗さまたはノイズが現れる。これは、インクジェットプリンタが、各ピクセルにおいて、所定数（一般的に１乃至８）だけの個別のインク小滴サイズが発射可能である、典型的にマルチトーンプリンタであるという事実による。多重調整された画像領域の粗さは、粗さを生じるために使用されたＣＭＹＫコード値に依存して変化するだろう。したがって、あるＣＭＹＫコード値の組み合わせは、望ましくない粗い外観を有する可視可能なパターンを生成して、一方で他のＣＭＹＫコード値の組み合わせは同一（またはほとんど同一）色を生成するかもしれないが、粗く現れない。かかる関係は、ＣＭＹＫプリンタにおいて色変換を生じるために従来技術での利点も認識されない。

インクジェットプリンタのための色変換を生成する追加的な複雑さは、画像のアーティファクトが典型的にはあまりにも多量のインクの使用に起因することができるということである。かかる画像のアーティファクトは画質を劣化し、許容できない印刷の結果となる。インクジェットプリンタの場合において、それら画像アーティファクトの幾つかの例は、ブリーディング（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）、コックリング（ｃｏｃｋｌｉｎｇ）、バンディング（ｂａｎｄｉｎｇ）及び結合を含む。ブリーディングは、異なる着色剤の印刷されたエリア間の境界に沿う着色剤の好ましくない混合によって特徴づけられる。着色剤の混合は、画質を劣化するエッジの鮮明さを不十分にする。コックリングは、余分量の着色剤を印刷する場合に起こる受け手の歪みまたは変形によって特徴づけられる。厳格な場合において、受け手はプリンタに潜在的な損害をもたらして、プリンタの機械的な運動を妨害するような程度まで曲がってもよい。バンディングは、一般的に、一つのプリンタの動きの軸に沿って配向されて、印刷で現れる、予期しない暗さまたは明るいライン或いはストリークを意味する。結合は、インクがページ上に共に出る場合に発生する、望ましくない密度または色調の変化を意味し、印刷に粗さを与え、したがって、画質を劣化する。インクジェットプリンタにおいて、満足な密度と色の再生は、一般的に、最も可能な着色剤量を使用することなしに達成できる。したがって、余分な着色剤を使用することは上述した画像アーティファクトの発生の可能性を導くだけでなく、着色剤の浪費である。ユーザが着色剤の与えられた質からごくわずかな印刷を得るので、これは問題である。

デジタル画像の印刷を回避する必要がある場合、余分な着色剤の使用が当該技術において認識されている。一般的に、画像アーティファクトを引き起こすために必要な着色剤の量は（したがって、余分であると考慮され）、受け手と、着色剤と、印刷技術とに依存する。着色剤の量を減少する多くの技術が周知であり、それらのうち幾つかは多重調色後の画像データで操作する。例えば、特許文献７、８、９、１０、及び１１を参照すること。高ビットの正確なデータ（典型的には、色ごとにピクセルにつき、２５６レベル、または８ビット）で操作する事前の多重調色アルゴリズムを用いて着色剤を減少する方法がある（例えば、特許文献１２を参照。）。さらに、多数の市販の利用可能なＩＣＣプロファイルの生成ツール（例えば、Ｋｏｄａｋ ＣｏｌｏｒＦｌｏｗ Ｐｒｏｆｉｌｅ Ｅｄｉｔｏｒなど）は、ＩＣＣプロファイルを使用する場合に印刷されるであろう、着色剤量を制限する、ＩＣＣプロファイルを生成する場合に調節できる制御を有する。しばしば、この工程は、着色剤の総量の限定と呼ばれる。

着色剤の総量の限定における従来技術は多数のインクジェットプリンタで良好に作用するが、ＣＭＹＫインクの標準セット以外を使用する最新のインクジェットプリンタに適用する場合に問題である。最新のインクジェット印刷の共通の傾向は、小さい密度の追加的なシアン及びマジェンタインク（ＣＭＹＫｃｍにおいて、ｃとｍによって表される）が使用される、ＣＭＹＫｃｍインクを使用することである。軽いインクの使用は、最も明るい領域の可視できにくいインクドットとなり、したがって画質を改善する。しかしながら、ＩＣＣプロファイルを生成するための多数のツールは、含まれている複雑な数学により、インクジェットプリンタのすべての６つの色チャンネルを直接的にアドレスする、プロファイルを生成するために使用できない。代わって、ＣＭＹＫをＣＭＹＫｃｍに変換する、検査表によって後続する、ＣＭＹＫプロファイルが一般的に生成される。例えば、特許文献１３を参照のこと。この方法及び同様の方法がＣＭＹＫｃｍプリンタで使用されるように現行のＩＣＣプロファイルジェネレーションツールのための手法を提供する一方で、ＣＭＹＫコード値の機能としてページ上に配置した着色剤量は、典型的には高度な非線形であり、同様におそらく非単調である。印刷される着色剤量がＣＭＹＫコード値に比例するとすべて仮定するので、これは、従来のＩＣＣプロファイルジェネレーションツールにおける多大な問題を生じる。したがって、従来技術のツールを使用してＣＭＹＫｃｍプリンタのためのＩＣＣプロファイルを構築する場合、着色剤の総量を限定することは、不十分な画質の結果となり、多くの場合、まったく正確ではない。

出力のカラープロファイルが、出力のカラー画像処理装置によって再生されることが可能であるよりも広範囲の値にわたる入力のＤＩＣＳ値として許容するように設計されるので、全範囲マッピング工程は必要とされない。多くのかかる全範囲マッピング工程は、従来技術で周知である。一つの共通の色の全範囲マッピング工程は、全範囲クリッピング（ｃｌｉｐｐｉｎｇ）である。この工程は、全範囲外のＤＩＣＳ値を得ることを含み、カラー画像処理装置の全範囲の表面に対してマッピングする。かかるタイプのアプローチを使用して、すべての全範囲外のＤＩＣＳ値は、色の全範囲の境界で確定されたポイントのＤＤＣＳ値の組み合わせを使用して再生されるだろう。上述の色で画像処理するアーティファクトの記載に基づき、インクジェット及び他のマルチカラー画像処理装置のために、異なる着色剤の組み合わせは、異なるインク量と、感知されたノイズ（粗さ）と、及び他の画像処理の特性とを導く。適切な物理的で知覚的な特性で生成されるようにすべてのＤＩＣＳ（全範囲内及び全範囲外）値にとって望ましいために、上述のような画像処理の特徴において与えられたＤＩＣＳ値を生成するために使用されるＤＤＣＳ値を考慮することは重要である。

上述の画像アーティファクトの観点から、着色剤量と、ノイズ（または粗さ）と、及び色の再生の正確さがユーザによって同時に調節できる、デジタルプリンタにおけるデジタル画像の調整に使用される減少された色の全範囲の境界の必要性がある。
米国特許第４，４８２，９１７号明細書 米国特許第５，４２５，１３４号明細書 米国特許第５，５０８，８２７号明細書 米国特許第５，５５３，１９９号明細書 米国特許第５，７１０，８２４号明細書 米国特許第５，７２１，５７２号明細書 米国特許第４，９３０，０１８号明細書 米国特許第５，５１５，４７９号明細書 米国特許第５，５６３，９８５号明細書 米国特許第５，０１２，２５７号明細書 米国特許第６，０８１，３４０号明細書 米国特許第５，６３３，６６２号明細書 米国特許第６，３１２，１０１号明細書 米国特許第４，９９２，８６１号明細書 米国特許第５，８２２，４５１号明細書 Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ ＩＣＣ．１：２００１−１２「Ｆｉｌｅ Ｆｏｒｍａｔ Ｆｏｒ Ｃｏｌｏｒ Ｐｒｏｆｉｌｅｓ」

本発明は、色の全範囲の境界上にマッピングされる全範囲外のＤＩＣＳ値と関連する画質アーティファクトを最小限にする、色の全範囲の境界を生成することによって、上述のアーティファクトがない、高品質な全範囲外の色の印刷を提供することを目的とする。

本発明のさらなる目的は、全範囲にマッピングされたポイントにおいてＤＤＣＳ値の選択と関連する画質アーティファクトを最小限にした、色の全範囲の境界の上または内側である、全範囲内のＤＩＣＳ値に全範囲外のＤＩＣＳ値を全範囲マッピングするための工程を生成することである。

かかる目的は、３つ以上の着色剤を使用して色を生成する色出力装置のための減少された色の全範囲の境界を生成する方法によって達成され、かかる方法は、
ａ）対応する出力色に着色剤の制御信号ベクトルを関連づける色出力装置のための先の装置モデルの決定段階と、
ｂ）色の全範囲の境界ポイントの１セットを含む色出力装置のための完全な色の全範囲の境界の決定段階と、
ｃ）完全な色の全範囲の境界での各ポイントのための候補となる着色剤の制御信号ベクトルの１セットの決定段階と、
ｄ）着色剤の制御信号ベクトルの関数として変化する１つ以上のコストの特質に反応するコスト関数を使用して完全な色の全範囲の境界での各ポイントのための候補となる着色剤の制御信号ベクトルのセットからの好ましい着色剤の制御信号ベクトルの選択段階と、及び
ｅ）好ましい着色剤の制御信号ベクトルの各々のための出力色を決定する先の装置モデルを使用することによって、出力色の１セットを含む減少した色の全範囲の境界の確定段階と、
を有し、各着色剤量は、着色剤の制御信号ベクトルによって制御されることを特徴とする。

本発明と一致するデジタルプリンタのためのデジタル画像の調整に使用する減少された色の全範囲の境界を生成するコスト関数を使用することによって、上に言及したアーティファクトがない高画質のデジタル画像が提供される。本発明は、正確な色の調節とデジタルプリンタにおける着色剤の総量の限定を同時に提供する色の全範囲の境界を生成し、一方で望ましくない粗さまたはノイズの外観を最小限にするための手法を提供する。本発明は、着色剤量がデジタルコード値で線形若しくは単調でなくてもよい、マルチレベルプリンタのための利点を提供する、従来技術における実質的な改善を提供する。

正確な全着色剤量の限定と、好ましい色の再生と、粗さでの制御とを提供する、減少した色の全範囲および／または色の全範囲マッピング変換を生成する方法は、先端技術での進歩を表す。本目的を達成する本発明の好ましい実施態様は、下記に記載される。本発明は、ＣＭＹＫインクを使用するインクジェットプリンタから構成される色出力装置の状況で記載されるが、本発明の範囲はここでの配置に限定されず、同様に、他の着色剤のセットおよび／または他の印刷或いは表示技術に適用されてもよいことを当業者は認識するだろう。

図３を参照するに、カラー画像処理装置２１０における先の装置モデルを最初に決定する段階を含む、ＣＭＹＫカラー印刷システムのための減少した色の全範囲の境界（全範囲表面のディスクリプタ）を生成する工程が詳述される。当業者に周知である、先の装置モデルで生成されてもよい多数の手法がある。一つの手法は、色を実際に印刷せずに出力色を予期する混合色の式でインクの周知のスペクトルの特質を使用することである。好ましい実施態様において、完全なＣＭＹＫコード値の範囲を実際にカバーするカラーパッチ（ｃｏｌｏｒ ｐａｔｃｈｅｓ）の数から構成される画像の目標が実際に印刷され、各カラーパッチにおけるＣＩＥＬＡＢ値は測定される。次いで、多元的な検査表は、特許文献１４で教示されるようなサンプルデータポイント間で多元的な線形のインターポレーションを使用して、ＣＭＹＫコード値と対応するＣＩＥＬＡＢ値から生成させる。他の工程が先の装置モデル２１０を生成するために存在し、本発明は特許文献１４で教示される工程に限定されないことを、再度、当業者は認識するだろう。

さらに図３を参照するに、先の装置モデル２１０は、完全な色の全範囲の境界２２０を決定するために使用される。本発明の好ましい実施態様において、完全な色の全範囲の境界２２０は、特許文献６で教示される工程を使用して決定される。完全な色の全範囲の境界２２０を決定するための他の工程が存在し、本発明は特許文献６で教示される工程に限定されないことを当業者は認識するだろう。完全な色の全範囲の境界２２０は、着色剤の組み合わせ量に位置する任意の制約外の印刷システムで使用されるＣＭＹＫの着色剤の完全な全範囲の程度を定義する。したがって、ＤＤＣＳの着色剤の制御信号ベクトルは、最小と最大の着色剤値間の範囲まで許容される。

さらに図３を参照するに、ＤＩＣＳのゼロブラックの色の全範囲の境界は、特許文献６で与えられる工程を使用して工程２２５で決定される。ＤＩＣＳゼロブラックの色の全範囲の境界は、先に装置モデルにより、ゼロと等しいブラックチャンネル（Ｋ）でポイントのＣＭＹグリッドを処理することによって決定できる。

さらに図３を参照するに、工程２３０は、上述の画像構造のアーティファクトを最小限にする完全な色の全範囲の境界での各ポイントのためのＤＤＣＳ候補の着色剤の制御信号ベクトルのセットを生じるように開始される。図４を参照するに、完全な色の全範囲の境界１００のＤＩＣＳ表現の例示が、円筒状のＣＩＥＬＡＢの輝度（Ｌ^＊）と、色度（Ｃ^＊ _ａｂ）と、及び色調（ｈ_ａｂ）ＤＩＣＳでの単一の色調角度において示される。この表現は、全範囲マッピング操作を実例するための共通手段として、当業者によって認識される。このプロセスが色調を保存する全範囲マッピング操作が実行される場合に単に有効であることを、完全な色の全範囲の境界により一定の色調角度のスライスを使用して、工程を例証することは暗示しないことをさらに注意する。同様の例証は、Ｌ^＊と、Ｃ^＊ _ａｂと、及びｈ_ａｂでの同時変化を含むマッピングにおいて表現でき得るが、それら例証は可視するためには実質的により困難であるだろう。そのため、現在の実例は十分である。

さらに図４を参照するに、ＤＤＣＳ候補の着色剤の制御信号ベクトルのセットを決定する工程は、異なる量によってカラー画像処理装置の全範囲に完全な色の全範囲の境界のＤＩＣＳポイントを最初にマッピングすることから構成される。そのような完全な色の全範囲の境界ポイントの一つは、ポイントＰ１である。ポイントＰ１は、ポイントＰ１とＡとの間に形成された方向ベクトル（ＡＰ１）によって確定される方向に沿ってマップされる。ポイントＡの位置は、適用と望ましいマッピング戦略に依存して変化できる。本発明の好ましい実施態様において、ポイントＡはＣＩＥＬＡＢ ＤＩＣＳでの中心に位置する無色のポイント（５０，０，０）である。

さらに図４を参照するに、ポイントＰ５のＤＩＣＳ候補は、ポイントがゼロブラックの色の全範囲の境界１１０に交差するまで、方向ベクトルＡＰ１に沿ってポイントＰ１をマッピングすることによって決定される。本発明の好ましい実施態様において、ポイントＰ１及びＰ５は、最適な画像構造の特質を有する減少した色の全範囲の境界を生成する候補のＤＤＣＳ着色剤の制御信号を識別するために使用される探索空間のエンドポイントを確定する。

さらに図４を参照するに、数多のＤＩＣＳポイントは、方向ベクトルＡＰ１に沿って落ちるポイントＰ１とＰ５との間で識別される。例えば、目的だけのために、３つの中間ポイントが、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４として示される。実際には、エンドポイントＰ１とＰ５との間で識別されたＤＩＣＳポイントの数は、５乃至２０のオーダーであるが、例示する目的のために、３つだけの中間ポイントが示される。本発明の好ましい実施態様において、中間ＤＩＣＳポイントは、ポイントＰ１とＰ５との間の等しい空間によって位置づけられる。別の実施態様において、ポイントＰ１とＰ５との間で評価される中間ＤＩＣＳポイント数は、与えられたＤＩＣＳでのポイントＰ１とＰ５との間でユークリッドの距離に基づき決定される。

良好に作動するＣＭＹＫ印刷装置において、ポイントＰ１は、単一のＣＭＹＫの着色剤の制御信号ベクトルによってだけ形成できる。しかしながら、ポイントＰ５は、多くのＣＭＹＫの着色剤の制御信号ベクトルによって形成できる。設計によって、ポイントＰ５で表現される色を形成するために使用できるＣＭＹＫの着色剤の制御信号の一つは、ゼロブラック（Ｋ）の着色剤の制御信号値を有するであろう。したがって、ポイントＰ１からポイントＰ５まで経路に沿って落ちるＤＩＣＳポイントは、ポイントＰ１の値からポイントＰ５でのゼロまでブラック（Ｋ）の着色剤の制御信号値を減少する、ＤＤＣＳの着色剤の制御信号のセットによって形成できる。これは、最小のブラックソリューション（ｂｌａｃｋ ｓｏｌｕｔｉｏｎ）として呼ばれ、特許文献４に教示される。したがって、本発明の好ましい実施態様において、ＤＩＣＳポイントＰ１乃至Ｐ５における候補となるＤＤＣＳ着色剤の制御信号ベクトルは、最小のブラックソリューションにおいて特許文献４で与えられた工程を使用して計算される。かかる最小のブラックソリューションは、必要とされるＤＩＣＳ値をさらに生成する可能なブラック（Ｋ）の着色剤の制御信号ベクトルの最小量を使用する、与えられたＤＩＣＳ値から与えられたＤＤＣＳ着色剤の制御信号ベクトルまでの独特な逆の変形を決定するための簡素な方法を提供する。

図３を参照するに、図４に示されるような減少された色の全範囲の境界１２０を形成する好ましい着色剤の制御信号ベクトルを選択する工程２４０は、各候補ポイント（つまり、Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４およびＰ５）におけるコスト値の計算を含む。

数多の適用において、画像ノイズをとりわけ最小限にする減少した色の全範囲の境界を形成することが望ましく、一方で、他の適用において、画像ノイズに関係なく、インクをできる限り使用しないことが望ましいかもしれない。さらに他の適用において、実現された全範囲の量をとりわけ最大限にすることは望ましいかもしれない。すべての適用が設計基準のわずかに異なるセットを有する傾向にある。本発明の方法は、候補となるＤＤＣＳ着色剤の制御信号ベクトルのセットから好ましい着色剤の制御信号ベクトルを選択するためのコスト関数に基づいたアプローチを使用することにより、ユーザが設計基準の任意の特別のセットを満たすことを可能にする。

図３を参照するに、本発明の工程２４０は、コスト関数を使用し、最小コストで好ましい着色剤の制御信号ベクトルを選択して各ＣＭＹＫ候補の着色剤の制御信号ベクトルと関連するコスト値を計算することによって図４に示されるような減少された色の全範囲の境界１２０を形成するポイントを選択することである。それら好ましい着色剤の制御信号ベクトルは、ＤＩＣＳ値２５０を生成する先の装置モデルにより、かかる好ましいベクトルを処理することによって、ＤＩＣＳの減少された色の全範囲の境界を形成するために使用される。ＤＩＣＳの好ましい色の全範囲の境界ポイントと完全な色の全範囲の境界からの三角形の小面は、減少した色の全範囲の境界を完全に明白にする。

コスト関数は、多数の異なる設計特性に関する、多数のコストの特質における条件を含む。例えば、あまりにも多くの着色剤を使用することは、上述したような望ましくないアーティファクトの結果となる。したがって、コスト関数は、多量のインク量を使用してＣＭＹＫの着色剤の制御信号の組み合わせを不利にする条件を含む。インク量は、ＣＭＹＫコード値の関数としてインク量を予測する、ボリュームモデル（ｖｏｌｕｍｅ ｍｏｄｅｌ）を使用して計算される。多数のプリンタにおいて、ボリュームモデルは、各ピクセルで発射できるインク小滴サイズの数およびそれに関連する量などのプリンタの説明書に関して知識が与えられて、式として分析的に表現される。例えば、３２ピコリットルの定められた滴量を備えるバイナリーＣＭＹＫプリンタの単純な場合において、与えられたＣＭＹＫコード値の組み合わせによって生成された量は、ＣＭＹＫコード値の合計と線形に変化するだろう。しかしながら、最新技術のインクジェットプリンタは、ＣＭＹＫコード値の関数として高度な非線形および／または非単調なインク量曲線を有することができる。そのような曲線の例は、図５に示され、Ｋｏｄａｋ Ｐｒｏｆｅｓｓｉｏｎａｌ ３０６２ Ｌａｒｇｅ Ｆｏｒｍａｔ インクジェットプリンタのＣ（シアン）データチャンネルに由来した。かかる曲線は、２つのシアンインク（濃または淡な密度）がＣデータチャンネルの情報を印刷するために使用されるという事実による複雑な形状を有する。この場合において、Ｃチャンネルによって生成される量は、図５の量の曲線を記憶する一次元的な（１Ｄ）検査表を使用してコンピュータ処理される。同様な一次元の検査表は、Ｍ、ＹおよびＫチャンネルにおいて構成されて、総量は、

にしたがってここのＣＭＹＫチャンネルの総量としてコンピュータ処理される。総量が一旦コンピュータ処理されると、ボリュームコスト（Ｖｏｌｕｍｅ ｃｏｓｔ）Ｖ_コスト（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、図６に示されたものと同様にボリュームコスト関数を使用してコンピュータ処理される。総量が閾値Ｖ_Ｌよりも低い場合、対応するＣＭＹＫコード値の組み合わせと関連してコストはない。総量が閾値Ｖ_Ｌを超過する場合、ボリュームコストは迅速に増大する。これは、改善された画像品質に帰着する量の限界Ｖ_Ｌを超過する、ＣＭＹＫコード値の組み合わせの使用を妨げるだろう。図６のボリュームコスト関数は単に一本の曲線であり、他の曲線は同様の効果を提供するように使用されてもよいことを当業者は認識するであろう。

図３の工程２４０を参照するに、インクの総量に関するコストの特質に加えて、別の重要なコストの特質は、各候補のＣＭＹＫコード値の組み合わせによって生成される画像ノイズに関連する。異なるＣＭＹＫ着色剤の制御信号ベクトルが、観察者によって視覚される際に「粗さ」または「ノイズ」の異なる感知で潜在的に結果となる異なるハーフトーンパターンに帰着することは当該技術において周知である。有利に、本発明は、観察者によって視覚される際に、減少された「粗さ」または「ノイズ」と色度を交換する減少された色の全範囲の境界を定義する。本発明によると、各ＣＭＹＫの着色剤の制御信号ベクトルの組み合わせに関するノイズは、減少された色の全範囲の境界を形成する好ましいＣＭＹＫの着色剤の制御信号ベクトルの選択を援助するためにコストの特質として使用される。印刷された画像でのノイズの知覚を測定するための技術は、当該技術において周知である。画像でのノイズの測定として画像出力スペクトルの計量された合計を使用する、多くの同様の変化が存在する。好ましい実施態様において、下記の式は、画像でのノイズ量を表現する画像ノイズメトリックを計算するために使用され、

式中、（ｎ_ｘ、ｎ_ｙ）は画像領域の規模であり、Ｉ（ｕ、ｖ）は画像領域Ｉ（ｘ、ｙ）の二次元のフーリエ変換であり、ＣＳＦ（ｕ、ｖ）はヒトの視覚システムのコントラスト感度関数であり、それらは特許文献１５に記載の式にしたがってコンピュータ処理できる。画像領域Ｉ（ｘ、ｙ）は、与えられたＣＭＹＫコード値の組み合わせの印刷から結果となる、ハーフトーンパターンに対応する。次いで、画像ノイズモデルＮ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）は、全体のＣＭＹＫコード値範囲を実質的にカバーする印刷されたカラーパッチのセットにおける画像ノイズをコンピュータ処理する上の式を使用して生成される。事実、カラーパッチの同じセットは、必ずしもそうではないが、先の装置モデルとノイズモデルを開発するために使用されてよい。ノイズモデルＮ（Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ）が一旦生成されると、ノイズコストは、

にしたがって各候補となるＣＭＹＫコード値の組み合わせにおいてコンピュータ処理できる。

完全な色の全範囲の境界からの減少された色の全範囲の境界の構成に適切である別の重要なコストの特質は、ポイントＰ１とＰ５との間のユークリッドの色の差である。数多の適用において、可能な限り色の全範囲を維持することは、より重要であってよい。ポイントＰ１からＰ５まで完全な色の全範囲の境界を移動することによって、数多の色彩の範囲の装置は、折衷にされる。したがって、重要なコストのパラメータである、ポイントＰ１とＰ５との間のユークリッドの色差をなす、色彩のダイナミックレンジと感知されたノイズとの間に、トレードオフが存在する。本発明の好ましい実施態様において、比色定量のコスト条件（ΔＥａｂ_コスト）は、

によって与えられたポイントＰと、ポイントＰ１との間でＤＩＣＳユークリッドの色差を入力するのに反応する関数（Ｆ）によって定義される。式中、Ｐは工程２３０で識別された減少された色の全範囲の境界のための候補となるＤＩＣＳポイントの任意の一つである。

他のコストの特質は、特定の適用によって必要とされるようにコンピュータ処理されてよい。例えば、あるＣＭＹＫコード値の組み合わせは、別のＣＭＹＫコード値の組み合わせと比較した場合に、光の衰え（又は、耐光性）に対する改善された抵抗を提供されてよい。したがって、衰えがちであるＣＭＹＫコード値の組み合わせを不利にするために、条件はコスト関数に加えられるかもしれないし、それによって、それらの使用を妨げる。コスト関数で任意に使用されてよい別の条件は、「耐水性」に関するコストの特質であるか、または湿潤の場合の不鮮明に対するＣＭＹＫコード値の組み合わせの抵抗である。さらに、あるＣＭＹＫコード値の組み合わせは、光源の広い種類下の正確な色の一致を提供してよく、一方で、別のものは特定の光源下で所望の出力色に対する正確な色の一致だけを提供してよい。この特性は、ＣＭＹＫコード値の組み合わせの「構造異性のインデックス」と呼ばれ、よりロバストなＣＭＹＫコード値の組み合わせは、ロバスト性が低いものより低いコストで選定されてよい。コスト関数で使用されてよい別の条件は、ＣＭＹＫコード値の組み合わせによって生成された表面の光沢に関する。例えば、数多のインクジェットプリンタは、ＣＭＹインクにおいて使用される場合よりもブラック（Ｋ）インクでの異なる公式を使用する。異なる公式は、滑らかなグラデーションの印刷の際に突然の光沢の変化または「差別的な光沢」を引き起こす、異なる光沢の特質を有してよい。それらの光沢変化は望ましくなく、したがって、差別的な光沢になりやすいＣＭＹＫコード値の組み合わせは、コスト関数条件により不利になってよい。これの一つの例は、コストが使用されるブラック（Ｋ）インクの量で増大するコストの特質を生成することであり得る。適用の特定の必要性に依存して、使用されてよい他のコストの特質があることを当業者は認識するであろう。

すべてのコストの特質が一旦コンピュータ処理されると、ＣＭＹＫコード値の組み合わせにおける総コストは、コスト関数での条件ですべて合計されてコンピュータ処理される。好ましい実施態様において、総コストは、

にしたがって、少なくともボリュームコスト条件と、ノイズのコスト条件と、比色定量のコスト条件を含むだろう。式中、質量α、βおよびγは、画像の比較的重要な量と、ノイズと、および全範囲のロスとを提示するように調節されてよい。したがって、望ましい出力色を再生するＣＭＹＫの好ましい着色剤の制御信号ベクトルは、図７で描写されるようにコストを最小限にするものとして選択される。ＣＭＹＫの候補となる着色剤の制御信号ベクトルの組み合わせを組織する便利な手法は、ブラック（Ｋ）コード値によってそれらベクトルの組み合わせをソートすることである。図７は、（一つの望ましい出力色において）ブラックインクのコード値に対して図示された各ＣＭＹＫの候補となる着色剤の制御信号ベクトルの組み合わせのコストを示す。ＣＭＹＫの好ましい着色剤の制御信号ベクトルの組み合わせは、コスト関数の最小限に対応する、Ｋ_ｏｐｔのブラック（Ｋ）値を有する。

図８に完全な色の全範囲の境界の例が示される。かかる色の全範囲の境界の表面上のポイントの影は、ノイズコストに対して反比例する。したがって、高いノイズコストは濃色によって表現される。さらに図８を参照するに、全範囲表面のポイントのノイズコストは、位置に依存して変化する。これは、全範囲表面上の異なる影によって例示される。図８に示された完全な色の全範囲の境界の場合において、数多のポイントは、それら濃い色の再生によって提示されるよりも著しいほど妨害的である。

図９を参照するに、本発明により生成された減少された色の全範囲の境界の例が示される。かかる減少された色の全範囲の境界は、すでに記載のように量、ノイズ、および比色定量のコスト条件を有するコスト関数を最小限にすることによって生成された。この色の全範囲の境界の表面上のポイントの影は、ノイズコストに対して反比例である。したがって、高いノイズコストは、濃色によって表現される。減少された色の全範囲の境界の結果となるノイズコストは、図８に示される完全な色の全範囲の境界の結果となるノイズコストよりも少ないかまたは等しい。図９を参照するに、これは、完全な色の全範囲の境界に比べて、減少された色の全範囲の境界での非常に濃い影の領域はわずかであるという事実によって確証される。

ＩＣＣによって定義されたＣＩＥＬＡＢ ＤＩＣＳの範囲にわたる望ましい出力色のＩＣＣプロファイルの多次元的な格子に色変換を適切に組み込んで構成することが確定される。それら格子のポイントの幾つかは減少された色の全範囲の境界内にあたり、幾つかの格子のポイントは減少された色の全範囲の境界の外側にあたる。本発明の好ましい実施態様において、全範囲マッピングのアルゴリズムは、全範囲外の格子のポイントを減少された色の全範囲の境界によって記載された表面内／表面上にマッピングするために使用される。一つの簡素な全範囲マッピング技術は、全範囲外の色と〔Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊〕＝（５０、０、０）などの中心ポイントとの間のＣＩＥＬＡＢ空間のラインに沿って全範囲外の色を移動することである。ラインと減少された色の全範囲の境界との交点は、全範囲外の色を再生するために使用されるだろう全範囲内の色である。当業者にとって周知である、他の多数の全範囲マッピングのアルゴリズムがあり、それらのうちの幾つかは複雑で精巧であり、全範囲マッピングの特定の形態は本発明にとって根本的ではない。

コンピュータプログラム製品は、一つ異常の記憶媒体を含み、例えば、磁気ディスク（フレキシブルディスクなど）若しくは磁気テープなどの磁気記憶媒体、光ディスクなどの光記憶媒体、光テープ、又は機械で読み取り可能なバーコード、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）などの固体状の電子記憶装置、あるいは読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、あるいは本発明による方法を実行する一つ以上のコンピュータを制御するためのインストラクションを有するコンピュータプログラムを記憶するために使用される任意のその他物理的な装置若しくは媒体である。

本発明と一致するデジタル画像処理システムを示すブロック図である。 色の全範囲の境界を示す図である。 減少した色の全範囲の境界の生成工程を示すブロック図である。 減少した色の全範囲の境界を生成するために使用する工程の幾何学的に例示した図である。 コード値の関数としてインク量を示すグラフである。 インク量の関数としてボリュームコストを示すグラフである。 ブラックのインクコード値の関数として図示されたコストを示すグラフである。 ＣＭＹＫｃｍインクジェットプリンタにおける完全な色の全範囲の境界の例を示す図である。 図８に示されるものと同一のＣＭＹＫｃｍインクジェットプリンタにおける減少した色の全範囲の境界の例を示す図である。

符号の説明

１０ デジタル画像源
２０ 入力装置の色変換
３０ 出力装置の色変換
４０ インクジェットプリンタ
１００ 色調角度（ｈ_ａｂ）における完全な色の全範囲の境界のスライス
１１０ 色調角度（ｈ_ａｂ）におけるゼロブラックの色の全範囲の境界
１２０ 色調角度（ｈ_ａｂ）における減少した色の全範囲の境界のスライス
２１０ 先の装置モデルまたはカラー画像処理装置を決定する工程
２２０ 完全な色の全範囲の境界を決定する工程
２２５ ゼロブラックの色の全範囲の境界を決定する工程
２３０ 完全な色の全範囲の境界のポイントにおける１セットの候補となる着色剤の制御信号ベクトルを生成する工程
２４０ 減少した色の全範囲の境界を形成するために完全な色の全範囲の境界のポイントにおける１セットの候補となる着色剤の制御信号ベクトルから好ましい着色剤の制御信号ベクトルを選択する工程
２５０ 好ましい着色剤の制御信号ベクトルから減少した色の全範囲の境界を生成する工程
Ａ 中心に位置する無色ポイント
ＡＰ１ 方向ベクトル
Ｐ１ 完全な色の全範囲の境界ポイント
Ｐ２ ポイントＰ１とＰ５との間の第一の中間ポイント
Ｐ３ ポイントＰ１とＰ５との間の第二の中間ポイント
Ｐ４ ポイントＰ１とＰ５との間の第三の中間ポイント
Ｐ５ 方向ベクトルＡＰ１と１１０との交差ポイント

Claims (10)

1. ３つ以上の着色剤を使用して色を生成する色出力装置のための減少された色の全範囲の境界を生成する方法であって、
   ａ）対応する出力色に前記着色剤の制御信号ベクトルを関連づける前記色出力装置のための先の装置モデルの決定段階と、
   ｂ）色の全範囲の境界ポイントの１セットを含む前記色出力装置のための完全な色の全範囲の境界の決定段階と、
   ｃ）前記完全な色の全範囲の境界での各ポイントのための候補となる着色剤の制御信号ベクトルの１セットの決定段階と、
   ｄ）前記着色剤の制御信号ベクトルの関数として変化する１つ以上のコストの特質に反応するコスト関数を使用して前記完全な色の全範囲の境界での各ポイントのための前記候補となる着色剤の制御信号ベクトルのセットからの好ましい着色剤の制御信号ベクトルの選択段階と、及び
   ｅ）前記好ましい着色剤の制御信号ベクトルの各々のための前記出力色を決定する前記先の装置モデルを使用することによって、出力色の１セットを含む減少した色の全範囲の境界の確定段階と、
   を有し、各着色剤量は、前記着色剤の制御信号ベクトルによって制御されることを特徴とする方法。
2. 前記段階ａ）は、１セットの着色剤の制御信号ベクトルに対応する１セットのカラーパッチを生成し、該カラーパッチの各々の前記出力色を測定することを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記色出力装置は、少なくともシアン、マジェンタ、イエロー、およびブラックの着色剤を使用することを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記コストの特質の一つは、着色剤の総量であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記コストの特質の一つは、比色定量のコスト条件であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
6. 前記コストの特質の一つは、画像ノイズメトリックであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記画像ノイズメトリックは、対応する画像ノイズメトリックに前記着色剤の制御信号ベクトルを関連づける画像ノイズモデルから決定されることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記画像ノイズモデルは、１セットの着色剤の制御信号ベクトルに対応する１セットのカラーパッチの生成と、該カラーパッチの各々の前記画像ノイズメトリックの測定と、によって形成されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記コストの特質の一つは、個々の着色剤量の関数であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
10. 前記コストの特質は、前記ブラックの着色剤量で増加することを特徴とする請求項９に記載の方法。

Images