JP2005005802A

JP2005005802A - カラー画像処理装置、カラー画像処理方法、プログラムおよび記録媒体

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Publication number: JP2005005802A
Application number: JP2003164216A
Authority: JP
Inventors: Manabu Komatsu; 学小松
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-06-09
Filing date: 2003-06-09
Publication date: 2005-01-06

Abstract

【課題】異なる特性を持つ画像入出力デバイス間で画像データを扱うシステムを構成した際、色再現範囲の違いを吸収しながら、忠実性あるいは好ましさを重視して色再現または色管理する。
【解決手段】コンピュータ１００が送信したＲＧＢ信号は、観察条件を含む色空間情報とともにカラー画像処理装置３００へ送信され、ＱＭＨ色空間の色信号に変換される。カラー画像処理装置３００では、選択した画像出力装置１０２１の最適な観察条件を推定し、その条件下においてＱＭＨ色信号をＣＭＹＫ信号に変換し、コンピュータ１００へ送信し、変換された色信号を画像出力装置１０２１に送信することによりプリント出力される。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、特性の異なる複数の画像入出力装置間でカラー画像を扱う際、色再現範囲が制限されたカラー画像入出力装置に適した色信号に変換するカラー画像処理装置およびカラー画像処理方法に関し、例えばカラーファクシミリ、カラープリンタ、カラーハードコピー、カラースキャナ等の画像出力装置や、パソコン、ワークステーション上で稼動する、ディスプレイ、カラープリンタ用ソフトウェアなどに好適な技術である。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、ディスプレイ、スキャナ、プリンタ等の異なる特性を持つ画像入出力デバイスによりプリンティングシステム等の画像データを扱うシステムを構成した場合、それぞれのデバイス間における色再現範囲の違い（図２参照）が、異なるデバイス間での色変換処理を行う際に問題となる。
【０００３】
この問題を解決するために、図１に示すように、人間が知覚する明度、彩度、色相を軸とする３次元空間上で出力デバイスが再現できない色を、明度一定、彩度一定、色差最小などの方向に向って、再現可能な色にマッピングする技術（以下、ガマット圧縮という）が知られており、数多くの方式が提案されている。
【０００４】
また最近では、ハードコピーやディスプレイを観察する環境が変化すると色の見えが変わる為、観察環境に依存しない知覚色空間において、カラー入出力デバイスの視距離や順応状態を含めた観察条件に合わせた様々な色信号変換技術が提案されている（例えば、特許文献１、２、３を参照）。
【０００５】
特に、選択されたモードに応じて、入出力カラーデバイスの機種や観察条件を設定し、デバイスや観察条件に依存しない人間の知覚色空間で色再現範囲を圧縮する技術がある（例えば、特許文献４を参照）。
【０００６】
また、画像記録の際、自機種内での色空間圧縮を含む色変換処理情報を暗号として記録し、画像読み込みの際、オリジナル画像を復元する技術もある（例えば、特許文献５を参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平９−２１９８００号公報
【特許文献２】
特開２００２−４２１３２号公報
【特許文献３】
特開２０００−４０１４０号公報
【特許文献４】
特開２００１−３０９１９８号公報
【特許文献５】
特開平９−９０８２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来からディスプレイ、スキャナ、プリンタ等の異なる特性を持つ画像入出力デバイスによりプリンティングシステム等の画像データを扱うシステムを構成した場合、それぞれのデバイス間における色再現範囲の違いを吸収しながら色再現する画像処理方法が多数提案されている。
【０００９】
しかし、特許文献４に代表されるような入出力カラーデバイスの機種や観察条件を設定し、デバイスや観察条件に依存しない人間の知覚色空間で色再現範囲を圧縮する方法では、ある程度正確な色合わせが可能となるが、実際には、設定された入出力カラーデバイスの機種や観察条件に応じた色再現範囲の圧縮による情報の劣化が起こり、観察環境を変更しても、正確に色を合わせることは困難である。
【００１０】
また、特許文献５のように、一度色域の圧縮を実施した画像を用いて、オリジナル画像を復元する場合、多くの自機種内での色変換処理情報を記録しなければならず、結果的に出力画像の劣化や読み取り時におけるエラーを招く要因となる。
【００１１】
本発明は上記した問題点に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、ディスプレイ、スキャナ、プリンタ等の異なる特性を持つ画像入出力デバイス間で画像データを扱うシステムを構成した際、色再現範囲の違いを吸収しながら、忠実性あるいは好ましさを重視して色再現または色管理するカラー画像処理装置、カラー画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
【００１２】
即ち、請求項１の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１３】
請求項２の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラー画像の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１４】
請求項３の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１５】
請求項４の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現を比較的容易に可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１６】
請求項５の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても色相ずれがない自然な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１７】
請求項６の目的は、特性の大きく異なる複数のカラーデバイス間においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を比較的容易に可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１８】
請求項７の目的は、遠隔地でカラー画像出力を扱う場合においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、忠実な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００１９】
請求項８の目的は、遠隔地で様々な観察環境においてカラー画像出力を扱う場合においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、忠実な色再現を可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００２０】
請求項９の目的は、特性の異なる複数のカラーデバイス間でカラー画像を扱う際、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に合わせて色域圧縮して色再現した場合でも、少ない情報量で、オリジナル画像を復元することを可能にするカラー画像処理装置を提供することである。
【００２１】
請求項１０の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現をすることである。
【００２２】
請求項１１の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現をすることである。
【００２３】
請求項１２の目的は、特性の異なる複数のカラーデバイス間でカラー画像を扱う際、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に合わせて色域圧縮して色再現した場合でも、少ない情報量で、オリジナル画像を復元することである。
【００２４】
請求項１３、１４の目的は、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にするカラー画像処理プログラムを提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
本発明に関わる第１の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置において、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有するものである。
【００２６】
本発明に関わる第２の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置において、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での前記入力画像データの色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間における入力画像データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有するものである。
【００２７】
本発明に関わる第３の発明は、請求項１、２における前記観察条件の推定について、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定するようにしている。
【００２８】
本発明に関わる第４の発明は、請求項１、２、３における前記出力側の推定観察環境について、少なくとも順応視野における輝度情報を含むようにしている。
【００２９】
本発明に関わる第５の発明は、請求項１、２、３における出力側の観察条件を推定する際、少なくとも出力側の観察条件における参照白色の三刺激値を固定するようにしている。
【００３０】
本発明に関わる第６の発明は、請求項１、２、３における知覚色空間について、ＱＭＨ色空間のような輝度に相関のある知覚量で表現するようにしている。
【００３１】
本発明に関わる第７の発明は、請求項１〜６のカラー画像処理装置において、出力側の前記推定観察条件が標準観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力する出力手段を有するものである。
【００３２】
本発明に関わる第８の発明は、請求項１〜６のカラー画像処理装置において、出力側の観察条件を設定する設定手段と、実際の観察条件と前記推定観察条件が異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力する出力手段を有するものである。
【００３３】
本発明に関わる第９の発明は、請求項７、８における前記推定観察条件の出力については、バーコードまたは暗号を含むものとし、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生するようにしている。
【００３４】
本発明に関わる第１０の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱う際、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出し、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定して、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換するようにしている。
【００３５】
本発明に関わる第１１の発明は、請求項１０のカラー画像処理方法における前記観察条件の推定について、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定するようにしている。
【００３６】
本発明に関わる第１２の発明は、請求項１０、１１のカラー画像処理方法において、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力し、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生するようにしている。
【００３７】
本発明に関わる第１３、１４の発明は、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する手順と、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する手順と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する手順と、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記推定観察条件も前記カラー画像出力装置で出力する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録するようにしている。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面を用いて具体的に説明する。
（画像処理システムの構成）
図３は、本発明に係る画像処理システムの一例を示すブロック図である。図３の例では、画像処理システムは、コンピュータ１００と、コンピュータに接続された画像表示装置（ディスプレイ）１０１と、画像出力装置１０２１〜１０２３と、画像入力装置１０２４と、コンピュータから供給されるデバイス固有の色信号（ＲＧＢ信号、ＣＭＹ信号、ＣＭＹＫ信号など）を選択された画像入出力装置固有の色信号に変換するカラー画像処理装置３００で構成されている。
【００３９】
コンピュータ１００には、各種のアプリケーションやプリンタ・ドライバ等のソフトウェアを実装可能となっている。また、ディスプレイ１０１は、画像データを表示するための出力装置であり、画像出力装置１０２１〜１０２３は、画像データをプリントアウトするための出力装置、画像入力装置１０２４は、画像データを取り込むための入力装置であり、画像出力装置１０２１〜１０２３としては、カラー・プリンタの他、プリンタ機能を有するカラー複写機やカラーディスプレイの表示装置など、画像入力装置１０２４としては、カラースキャナやディジタルカメラ等が対象となり、また、画像入出力装置１０２１〜１０２４は図示するように４台に限らず、何台接続されていても構わない。
（画像処理システムの動作）
次に、上記構成を有する画像処理システムの動作について説明する。
【００４０】
まず、ひとつの動作としては、コンピュータ１００内部の画像データを、ディスプレイ１０１に表示しながら、画像出力装置１０２１を用いてプリントアウトするために画像データを出力する機能がある。
【００４１】
この画像データは、通常ディスプレイ表示するためのＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分からなる色信号である。コンピュータ１０１が送信したＲＧＢ信号は、順応視野の輝度、参照白色の三刺激値、背景の輝度率、順応の程度等の観察条件を含む色空間情報とともにカラー画像処理装置３００へ送信され、観察環境に応じた色の見えにも対応した知覚色空間であるＪＣＨやＱＭＨ色空間の色信号に変換される。ここで採用する色信号は、種々の観察光源や観察条件下での知覚量を予測できるものであれば何でもかまわないが、ＪＣＨ信号のように明度、彩度、色相に相当する色成分を有する色信号や、ＱＭＨ信号のように輝度に相関のあるブライトネス、カラフルネス、色相に相当する色成分を有する色信号で表現することが可能なＣＩＥで標準化されているＣＩＥＣＡＭ９７ｓなどのカラー・アピアランス・モデル（図６を参照）を用いるのが望ましい。
【００４２】
ＲＧＢ信号とその観察条件を含む色空間情報を用いて、ＣＩＥＣＡＭ９７ｓにおけるブライトネスＱ、カラフルネスＭ、色相Ｈに対応する色信号Ｐｉ（Ｑ，Ｍ，Ｈ）へ変換する（具体的な変換式は後述する）。
【００４３】
前記Ｐｉ（Ｑ，Ｍ，Ｈ）信号は、ＲＧＢ色信号から生成された色信号であるため、そのままでは画像出力装置が再現できないような色信号が含まれることや、また入力画像によっては、彩度が低い色ばかりで画像出力装置が再現できる色域を十分に使わないことがある。
【００４４】
そこで、カラー画像処理装置３００では、選択した画像出力装置あるいは装置から出力されたサンプルに対する順応視野の輝度等の観察条件を変更して、仮想的に画像出力装置の色再現範囲を拡大したり縮小して最適な観察条件を推定し、その条件下においてＰｉ（Ｑ，Ｍ，Ｈ）をＣＭＹ信号やＣＭＹＫ信号などの画像出力装置が処理可能な色信号に変換（具体的な変換法についてはカラー画像処理装置の動作で説明）してコンピュータ１００へ送信し、上記の処理によって変換された色信号を画像出力装置に送信することによりプリント出力が行われる。
【００４５】
ここでは例えば、観察条件を変更して仮想的に出力側の色再現範囲を拡大したり縮小する場合、前述の輝度に相関のあるＱＭＨ色空間を用いて順応視野の輝度を変更することで、図５に示すように、各色相における最大のカラフルネスＭが変わることを利用する。
【００４６】
尚、図３の例では、色空間変換処理及びガマット変換処理を、コンピュータ１００、画像入出力装置１０２１〜１０２４とは別個の装置で行うものとして設けられているが、コンピュータ１００内に実装されても良いし、あるいは画像入出力装置１０２１〜１０２４内に実装されても良い。
【００４７】
また、上記の処理はソフトウエアで実現することも可能であり、例えば、コンピュータ内のプログラムとして存在するプリンタ・ドライバで機能を実現することもできる。
（カラー画像処理装置１の構成）
ここでは、本発明の特徴であるカラー画像処理装置３００の構成について説明する。図４は、カラー画像処理装置３００の第１の構成例を示すブロック図である。
【００４８】
図４に示すように、カラー画像処理装置３００は、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１、画像記憶手段（格納バッファ）３０２、基準色再現範囲検出部３０３、ＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４、色再現範囲比較部３０５、出力色再現範囲検出部３０６、ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７、観察条件調整部３０８で構成されている。
（カラー画像処理装置１の動作）
次に、カラー画像処理装置３００の動作について説明する。まず、色変換を実施する前に、コンピュータ１００から色再現目標となる目標デバイスと画像出力デバイスが指定されると、基準色再現範囲検出部３０３とＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１において、目標デバイスの特性とそれを観察する条件に基づいた目標デバイスの色再現範囲（ガマット）が演算される。
【００４９】
また、コンピュータ１００等において、色再現目標となる目標デバイスと画像出力デバイスに加えて画像適応モードが指定されると、基準色再現範囲検出部３０３とＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１において、目標デバイス上の入力画像の色域が演算される。その際、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１で変換された画像データは、ＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４における出力側の観察条件が決定されるまで、画像記憶手段（格納バッファ）３０２にストアされる。
【００５０】
目標デバイスの基準色再現範囲情報の作成方法について、入力色信号ＲＧＢがｓＲＧＢ信号の場合を例にとり説明する。前述した最大のカラフルネスＭや彩度Ｓを有する色は、図７の太線で示すような赤−マゼンタ−青−シアン−緑−イエロー−赤を結ぶ軌跡上に存在する。例えば、点ＳのＲＧＢ値は、（２５５，０，１２８）で与えられる。このように軌跡上の点は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のうち１つの色成分が０で、もうひとつの色成分が２５５、残りの成分が０〜２５５で表されるような色信号である。この軌跡上の各ＲＧＢ信号に対するＱＭＨを順次計算してテーブルを構築する。ＲＧＢ信号（２５６階調入力の場合）からＪＣＨ信号の変換は、式（１）、式（２）に従ってＲＧＢ→ＸＹＺ変換を行った後、

（３）〜（３２）に示す演算を行い、ＸＹＺ→ＱＭＨ変換を実行する。
【数１】

ここで、

ここで、
順応視野の輝度：Ｌａ
順応の程度を表わす係数：Ｆ
【数２】

ここで、
【数３】

ここで、
周囲の影響の大きさに関する係数：ｃ
クロマチックインダクション係数：Ｎｃ
無彩色応答：Ａ
白色に対する無彩色応答：Ａｗ
Ｊ：明度
ブライトネス：Ｑ
彩度：ｓ
クロマ：Ｃ
カラフルネス：Ｍ
【００５１】
また、入力デバイスのＲＧＢ信号特性がｓＲＧＢ信号以外の場合には、ＩＣＣプロファイル等で定義されたそれぞれの色特性に応じたＸＹＺにしてからＱＭＨへの色変換を行う。
【００５２】
また、目標デバイス上の入力画像の色域を演算する場合は、例えば、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１でＲＧＢ画素データをＱＭＨ値に変換して、基準色再現範囲検出部３０３において、最大および最低のブライトネスＱを有するＱＭＨ値と、任意の色相Ｈ、ブライトネスＱ毎の最大のカラフルネスＭを検出し、目標デバイス上の入力画像の色域として一時記憶される。
【００５３】
このような基準色再現範囲の検出と同時に、コンピュータ１００から選択された画像出力デバイスの機種情報と観察条件に応じて、出力色再現範囲検出部３０６、ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７、観察条件調整部３０８によって、画像出力側におけるデフォルトの色再現範囲が検出される。
【００５４】
具体的には、観察条件調整部３０８において複数のＣＭＹＫの組合せが選択され、ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７で、設定された出力側の観察条件下におけるＱＭＨ値を算出し、図８に示すような代表の色相ＨとブライトネスＱに対応した最大のカラフルネスＭを記述したデータテーブルが出力デバイスの色再現範囲として出力色再現範囲検出部３０６に一時記憶される。
【００５５】
色再現範囲比較部３０５において、前述した目標デバイスの色再現範囲または目標デバイス上の入力画像の色域と、出力デバイスの色再現範囲を比較し、入力側の色域の最外郭に接しているかどうか判定し、接していない場合は、観察条件調整部３０８に出力側の色再現範囲の拡大あるいは縮小を指示し、観察条件調整部３０８において出力側の観察条件を変更し、ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７での前述した演算を実施して仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を、入力側の色域の最外郭に接するあるいはそれに準ずるまで行う。
【００５６】
具体的には図９に示すように、出力側（プリンタ）の色再現範囲が基準デバイス（モニタ）の色再現範囲より狭い場合、例えば、出力側の順応視野の輝度Ｌａを上げ、ある色相（図９ではＨ１）において、基準デバイス（モニタ）の色再現範囲である各ブライトネス毎の最大カラフルネスＭのどこかに出力側（プリンタ）の色再現範囲が接するまで、仮想的に色再現範囲を拡大する。
【００５７】
観察条件調整部３０８において出力側の観察条件を変更する際、コンピュータ１００等で設定された出力側の観察条件における参照白色の三刺激値（ＸＹＺ）を固定して、さらに、順応視野における輝度情報Ｌａを変更することで、実際の観察環境下においても色相ずれがない自然な色再現が可能となる。
【００５８】
尚、特に出力側の観察条件が設定されていない場合は、補助標準の光（標準の光に準じて補助的に用いる測色用の光）であるＤ５０光源（相対色温度が約５０００Ｋに近似する昼光で照明する物体色の表示に一般的に用いられている）が参照白色点として設定される。
【００５９】
また、基準デバイスや出力デバイスの代表的な観察条件における色再現範囲について、予めデータを作成しメモリ等に記憶させておき、前述した条件に最も近い観察条件を選択する形式をとっても構わない。
【００６０】
このようにして観察条件調整部３０８において定まった最適な観察条件に応じてＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４による色変換が入力画像データに対して実施される。
【００６１】
ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７や、ＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４は、ＣＭＹＫとＸＹＺの関係の予測式をベースに構築されている。
【００６２】
実際には、予め出力した複数の代表ＣＭＹＫパッチを測色し、結果をメモリマップ補間する方法や多層のニューラルネットワークや多項式にＣＭＹ（Ｋ）とＸＹＺの関係を学習させて近似する方法等がある。
【００６３】
このＣＭＹＫとＸＹＺの関係とＣＩＥＣＡＭ９７ｓで定義されている（３）〜（３２）の演算式を用いて、ＣＭＹＫ→ＱＭＨを予測する。
【００６４】
さらにＣＭＹＫ→ＱＭＨについては、代表的なＣＭＹＫの組合せに対して４次元ルックアップテーブルを生成して線形補間を実施する。この４次元ルックアップテーブルの生成については、従来からある最大墨をベースにした方法などで、ＸＹＺ空間において予め墨量であるＫを定めておき、ＸＹＺ（Ｋ）→ＱＭＨ（Ｋ）を先に求め、ＱＭＨ（Ｋ）からＣＭＹの組合せを、前述のＣＭＹＫ→ＱＭＨの関係から最小２乗法やパウエル法などの最適化演算で算出する。
【００６５】
勿論、ここでも代表的な観察環境における代表的なＱＭＨに対するＣＭＹＫデータを予め作成して記憶しておいても構わない。
【００６６】
このようにＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４において、選択された画像出力装置の制御信号に変換された画像データは、例えば、図３における画像出力装置１０２１に送られてプリントアウトが実施される。
（カラー画像処理装置２の構成）
ここでは、本発明の特徴であるカラー画像処理装置３００の構成について説明する。図１０は、カラー画像処理装置３００の第２の構成例を示すブロック図である。
【００６７】
図１０に示すように、カラー画像処理装置３００は、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１、画像記憶手段（格納バッファ）３０２、基準色再現範囲検出部３０３、ＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４、色再現範囲比較部３０５、出力色再現範囲検出部３０６、ＣＭＹＫ→ＱＭＨ色空間変換部３０７、観察条件調整部３０８、データ変換（符号化）部３０９で構成されている。ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１〜観察条件調整部３０８は、図４で説明したものと同様である。
（カラー画像処理装置２の動作）
カラー画像処理装置１の動作で述べた方法で観察条件調整部３０８において定まった基準となる色域を再現するのに最適な観察条件で、ＱＭＨ→ＣＭＹＫ（ＣＭＹＫ→ＱＭＨ）色空間変換部３０４による色変換が入力画像データに対して実施され、例えば、図３における画像出力装置１０２１に送られてプリントアウトが実施される。
【００６８】
この時、観察条件調整部３０８で設定された画像出力側の観察条件情報は、データ変換（符号化）部３０９において、バーコード、暗号あるいは透かしデータに変換され、画像出力装置１０２１に同時に送られ、プリントアウトされる。
（カラー画像処理装置３の構成）
ここでは、本発明の特徴であるカラー画像処理装置３００の構成について説明する。図１１は、カラー画像処理装置３００の第３の構成例を示すブロック図である。
【００６９】
図１１に示すように、カラー画像処理装置３００は、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１、データ変換（復号化）部３１０、ＱＭＨ→ＲＧＢ色空間変換部３１１で構成されている。
（カラー画像処理装置３の動作）
ここでは、カラー画像処理装置２の動作で述べた方法でプリントアウトされた出力サンプルを、図３における画像入力装置１０２４で読み取って、基準色空間におけるオリジナル画像データを復元する機能について説明する。
【００７０】
復元画像の読み込みを指示すると、図３における画像入力装置１０２４でカラー画像処理装置２の動作で述べた方法でプリントアウトされた出力サンプルが読み取られ、コンピュータ１００を介して、読み取られたＲＧＢ画像データが、図１１で示すカラー画像処理装置３００のＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１およびデータ変換（復号化）部３１０に送られる。同時にコンピュータ１００から画像入力装置１０２４の光源などの特性情報もＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１に送られる。
【００７１】
データ変換（復号化）部３１０では、読み取られたＲＧＢ画像データから復元に必要な暗号化された推奨観察条件を抽出および復号を行い、ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１に情報を送る。
【００７２】
ここでいう推奨観察条件とは、カラー画像処理装置１の動作で述べた任意の画像出力装置で基準となる色域を再現するのに使用した観察条件のことを指す。
【００７３】
ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１において、読み取られたＲＧＢ画像データを画像入力装置１０２４の特性情報に応じて、ＸＹＺ値に変換され、さらにデータ変換（復号化）部３１０で変換された推奨観察条件を用いてＱＭＨデータに変換される。
【００７４】
ＲＧＢ→ＱＭＨ色空間変換部３０１で変換されたＱＭＨデータは、ＱＭＨ→ＲＧＢ色空間変換部３１１において、コンピュータ１００から送られた基準色空間（観察条件）に応じて、例えば標準色空間であるｓＲＧＢやｓＹＣＣのようなデータに変換されてコンピュータ１００にオリジナル画像として送られる。
【００７５】
このようにすることで、特性の異なる複数のカラーデバイス間でカラー画像を扱う際、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に合わせて色域圧縮して色再現した場合でも、少ない情報量で、オリジナル画像を復元することが可能になる。
【００７６】
図１２は、前述したカラー画像処理装置１が行うカラー画像処理方法による色変換パラメータの設定について説明するフローチャートである。
【００７７】
まず、ステップ１で入出力デバイスを決定すると、ステップ２において、設定されたそれぞれの観察条件がセットされ、ステップ３で、観察条件下での知覚量を予測できるＱＭＨ色空間において、入出力デバイスの色再現範囲（ガマット）を作成する。
【００７８】
ステップ４で、入出力デバイスの色再現範囲（ガマット）を比較し、ステップ５において、出力デバイスのガマットが入力側のガマットの最外郭に接しているかどうか判定し、接していない場合は、さらにステップ６で、入力側のガマットの方が大きいか否かを判定し、大きい場合はステップ７において出力側の順応視野の輝度Ｌａを上げ、小さい場合はステップ８において出力側の順応視野の輝度Ｌａを下げて、ステップ９において出力ガマットの変更を行い、ステップ５において、出力デバイスのガマットが入力側のガマットの最外郭に接するまで、出力ガマットの調整（拡大もしくは縮小）を行い、接した時点で、ステップ１０で出力条件が設定される。
【００７９】
ステップ１１で、入力色空間（ＲＧＢ）の分割を行ない、ステップ１２で、格子点のアドレスに相当するＲＧＢをステップ２で決定した入力観察条件下におけるＱＭＨに変換する。
【００８０】
ステップ１３で、ステップ１２で変換した格子点データに対してＪＣＨ→ＣＭＹ（Ｋ）変換を実施する。
【００８１】
ステップ１４で全ての格子点についてこの処理を実施すると、パラメータ設定が完了する。
【００８２】
上記処理により、ＲＧＢ空間上にある代表のＲＧＢ値に対応する出力ＣＭＹ（Ｋ）信号値を３次元ルックアップテーブルに記憶させておき、色変換処理は、該３次元ルックアップテーブルから複数の出力値を読み出して補間演算を行う。
【００８３】
つまり、３次元色空間であるＲＧＢ（緑、青、赤）の階調データから、出力色成分Ｃ（Ｃｙａｎ）、Ｍ（Ｍａｚｅｎｔａ）、Ｙ（Ｙｅｌｌｏｗ）、Ｋ（ｂｌａｃＫ）データへの変換は、メモリマップ補間でＣＭＹＫに色変換する。メモリマップ補間とは、図１３に示すように、ＲＧＢ空間を入力色空間とした場合、ＲＧＢ空間を同種類の立体図形（ここでは立方体）に分割し、入力の座標（ＲＧＢ）おける出力値Ｐを求めるには、前記入力の座標を含む立方体を選択し、該選択された立方体の８点の予め設定した頂点上の出力値と前記入力の前記立方体の中における位置（各頂点からの距離）に基づいて、点Ｐで分割された８個の小直方体の体積Ｖ１〜Ｖ８の加重平均による線形補間を実施する。
【００８４】
また、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００８５】
図１４は、本画像処理システムの具体的な構成例としての情報処理システムの構成を示す。この画像処理システムは、ワークステーション等のコンピュータ１００とプリンタ１０２とディスプレイ１０１が接続されている。ワークステーション（コンピュータ１００）は、前記した色変換処理の機能を実現するもので、ディスプレイ１０１、キーボード１１２、プログラム読取装置１１１および演算処理装置１１０などで構成されている。演算処理装置は、種々のコマンドを実行可能なＣＰＵ１２１に、ＲＯＭ１２３、ＲＡＭ１２２がバスで接続されている。また、バスには大容量記憶装置であるハードディスク等のＤＩＳＫ１２４と、ネットワーク上の機器と通信を行なうＮＩＣ１２５が接続されている。
【００８６】
プログラム読取装置１１１は、各種のプログラムコードを記憶した記憶媒体、すなわち、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク（ＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−Ｒ／Ｗ，ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−ＲＡＭなど）、光磁気ディスク、メモリカードなどに記憶されているプログラムコードを読み取る装置で、例えば、フロッピーディスクドライブ、光ディスクドライブ、光磁気ディスクドライブなどである。
【００８７】
記憶媒体に記憶されているプログラムコードは、プログラム読取装置で読み取ってＤＩＳＫ１２４などに格納され、このＤＩＳＫ１２４などに格納されたプログラムコードをＣＰＵ１２１によって実行することにより、前記した画像処理方法などを実現することができるようになる。また、コンピユータが読み出したプログラムコードを実行することにより、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）やデバイス・ドライバなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前記した機能が達成される場合も含まれる。
【００８８】
さらに、記憶媒体から読出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。
【００８９】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下のような効果が得られる。
【００９０】
本発明に関わる第１の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置において、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有するため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にすることができる。
【００９１】
本発明に関わる第２の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置において、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での前記入力画像データの色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間における入力画像データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有するため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラー画像の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にすることができる。
【００９２】
本発明に関わる第３の発明は、前記観察条件の推定について、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定するようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現を可能にすることができる。
【００９３】
本発明に関わる第４の発明は、前記出力側の推定観察環境について、少なくとも順応視野における輝度情報を含むようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現を比較的容易に可能にすることができる。
【００９４】
本発明に関わる第５の発明は、出力側の観察条件を推定する際、少なくとも出力側の観察条件における参照白色の三刺激値を固定するようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても色相ずれがない自然な色再現を可能にすることができる。
【００９５】
本発明に関わる第６の発明は、知覚色空間について、ＱＭＨ色空間のような輝度に相関のある知覚量で表現するようにしているため、特性の大きく異なる複数のカラーデバイス間においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を比較的容易に可能にすることができる。
【００９６】
本発明に関わる第７の発明は、カラー画像処理装置において、出力側の前記推定観察条件が標準観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力する出力手段を有するため、遠隔地でカラー画像出力を扱う場合においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、忠実な色再現を可能にすることができる。
【００９７】
本発明に関わる第８の発明は、カラー画像処理装置において、出力側の観察条件を設定する設定手段と、実際の観察条件と前記推定観察条件が異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力する出力手段を有するため、遠隔地で様々な観察環境においてカラー画像出力を扱う場合においても、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、忠実な色再現を可能にすることができる。
【００９８】
本発明に関わる第９の発明は、前記推定観察条件の出力については、バーコードまたは暗号を含むものとし、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生するようにしているため、特性の異なる複数のカラーデバイス間でカラー画像を扱う際、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に合わせて色域圧縮して色再現した場合でも、少ない情報量で、オリジナル画像を復元することができる。
【００９９】
本発明に関わる第１０の発明は、特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱う際、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出し、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定して、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換するようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現をすることができる。
【０１００】
本発明に関わる第１１の発明は、カラー画像処理方法における前記観察条件の推定について、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定するようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実あるいは好ましい色再現、実際の観察環境下においても階調の潰れがない自然な色再現をすることができる。
【０１０１】
本発明に関わる第１２の発明は、カラー画像処理方法において、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件も出力し、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生するようにしているため、特性の異なる複数のカラーデバイス間でカラー画像を扱う際、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイス上の色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に合わせて色域圧縮して色再現した場合でも、少ない情報量で、オリジナル画像を復元することができる。
【０１０２】
本発明に関わる第１３、１４の発明は、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する手順と、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する手順と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する手順と、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記推定観察条件も前記カラー画像出力装置で出力する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録するようにしているため、色再現目標となる任意の観察条件下におけるカラーデバイスの色を、設定されたカラー画像出力装置の色再現特性に応じて、推奨する観察条件では忠実な色再現、実際の観察環境下においても自然な色再現を可能にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】色域マッピングを説明する図である。
【図２】デバイス間の色再現範囲の相違を示す。
【図３】本発明に係る画像処理システムの構成例を示す。
【図４】本発明のカラー画像処理装置の第１の構成を示す。
【図５】観察条件に対する色再現範囲を説明する図である。
【図６】カラー・アピアランス・モデルを説明する図である。
【図７】ＲＧＢ空間上での最高彩度色の軌跡を説明する図である。
【図８】出力側の色再現範囲情報を説明する図である。
【図９】観察条件調整部を説明する図である。
【図１０】本発明のカラー画像処理装置の第２の構成を示す。
【図１１】本発明のカラー画像処理装置の第３の構成を示す。
【図１２】本発明のカラー画像処理方法を説明するフローチャートである。
【図１３】メモリマップ補間を説明する図である。
【図１４】本発明をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す。
【符号の説明】
１００コンピュータ
１０１ディスプレイ
３００画像処理装置
１０２１〜１０２３画像出力装置
１０２４画像入力装置

Claims

特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置であって、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱うカラー画像処理装置であって、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での入力画像データの色域を算出する算出手段と、選択されたカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する推定手段と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間における入力画像データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する変換手段を有することを特徴とするカラー画像処理装置。
前記観察条件の推定は、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定することを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記出力側の推定観察条件は、少なくとも順応視野における輝度情報を含むことを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記出力側の観察条件を推定する際、少なくとも出力側の観察条件における参照白色の三刺激値を固定することを特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記知覚色空間は、ＱＭＨ色空間のような輝度に相関のある知覚量で表現されていること特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記出力側の推定観察条件が標準観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件を出力する出力手段を有すること特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記出力側の観察条件を設定する設定手段と、実際の観察条件と前記推定観察条件が異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件を出力する出力手段を有すること特徴とする請求項１または２記載のカラー画像処理装置。
前記推定観察条件の出力は、バーコードまたは暗号を含み、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生することを特徴とする請求項７または８記載のカラー画像処理装置。
特性の異なる複数の機種間でカラー画像を扱う際、色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出し、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定して、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換することを特徴とするカラー画像処理方法。
前記観察条件の推定は、出力側の観察条件を変えることで仮想的に色再現範囲の拡大あるいは縮小を行い、入力側の色域の最外郭に接するような観察条件を推定することを特徴とする請求項１０記載のカラー画像処理方法。
前記出力側の推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記カラー画像出力装置で出力の際、前記推定観察条件を出力し、カラー画像の読み込みの際には、読み込み装置の特性と前記推定観察条件を参照して入力カラー画像を再生することを特徴とする請求項１１記載のカラー画像処理方法。
色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する手順と、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する手順と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する手順と、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記推定観察条件を前記カラー画像出力装置で出力する手順をコンピュータに実行させるプログラム。
色再現目標となるカラーデバイスの任意の観察条件下における知覚色空間での色域を算出する手順と、任意のカラー画像出力装置において、前記色域が再現できる観察条件を推定する手順と、前記出力側の推定観察条件に基づいて、前記知覚色空間データをカラー画像出力装置に依存する出力データに変換する手順と、出力側の前記推定観察条件が実際の観察条件と異なる場合、前記推定観察条件を前記カラー画像出力装置で出力する手順をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。