JP2007281819A

JP2007281819A - 色変換方法及び色変換装置

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Publication number: JP2007281819A
Application number: JP2006104590A
Authority: JP
Inventors: Koji Aikawa; 幸二相川; Tomoko Taguchi; 智子田口
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2006-04-05
Filing date: 2006-04-05
Publication date: 2007-10-25

Abstract

【課題】入力色を異なる表色系に色空間変換して出力する画像出力装置において、入力色の１次色や２次色が、出力においてできるだけ濁りなく表現できるようにする。
【解決手段】入力装置依存色空間１００の１次色は、その１次色に補色変換を行った色値（補色変換により出力装置依存色空間２００の表色系の値となる）に対し、その１次色との間で補色関係を形成することに関与しない色成分の値を加えることにより、出力装置依存色空間２００の色に変換する。例えば、黒点Ｂと飽和１次色Ｒ_Ａとを結ぶ入力装置依存色空間１００の外殻上の線ＢＲ_Ａは、１次色Ｒの描く軌跡を示す。この変換では、そのＢＲ_Ａ上の色を、出力装置依存色空間２００の外殻上の線ＢＲ_Ｂ上の色に変換する。
【選択図】図２

Description

本発明は、入力色を画像出力装置に依存する色空間の色に変換するための技術に関する。

従来よりＤＴＰ（デスクトップパブリッシング）では、コンピュータで作成した印刷データを手元のプリンタで試し刷りし、適切な印刷データができた時点でそれを印刷所に渡し大型の印刷装置にて印刷するということが行われている。この場合、手元のプリンタと印刷所の印刷装置とでは色再現の特性が異なるので、コンピュータとプリンタの側で印刷装置の色再現特性をシミュレーションすることで、できるだけ印刷装置の色再現に近い試し刷りができるようにしている。従来、一般にプリンタと印刷装置は共にＣＭＹＫ（サイアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）の色信号を用いているので、この場合の印刷シミュレーションは、類似した色空間同士の間での色変換であった。

これに対し、近年、入力としてＲＧＢ（赤、緑、青）信号を受け入れるプリンタが普及しつつあり、プリンタをＲＧＢデバイスとして扱うカラーマネジメントも提案されている。ＲＧＢプリンタにおいては、入力されたＲＧＢ信号を内部でＣＭＹＫの信号にして印刷に用いる。このときＲＧＢを単純に補色変換する方法が知られており、この方法でＲＧＢ信号からＣＭＹＫ信号を生成すると、純色（原色）を純色として保つことができる。しかし、入力データを作成するＲＧＢデバイスの色再現範囲（ガマット(Gamut)と呼ばれる）と、出力デバイスのＣＭＹＫの色材で表現可能なガマットとは一般に大きく異なっているため、単純補色変換では、出力デバイスのガマットを有効に利用しきれないという問題がある。

一方、ガマットが異なる入力デバイスと出力デバイスとの間の色変換には、従来より様々な方式が提案されている。特に、ディスプレイ装置とプリンタとでは、一般的には後者の方がガマットが狭いため、ディスプレイ装置を見ながら作成した画像の色を、プリンタでできるだけ見た目の近い色に再現するために、ガマット圧縮と呼ばれる処理が従来行われている。

例えば特許文献１には、色再現範囲が異なる画像出力デバイス間のための一般的な変換法が開示されており、この方法では、再現できない色に対する色差最小方向への圧縮（クリッピング処理）や、明度一定方向に彩度に応じた非線形圧縮を実施している。

また特許文献２に示される方式では、入力色信号の中で出力デバイスで再現できない色については、出力デバイスで再現できる色の中で明度差、彩度差、色相差に対して所定の重みで計算した色差が最小となる色で再現している。

特許文献３に示される方式では、入力色空間内の代表色と出力デバイスのガマットにおいてその代表色に対応する対応色とを設定し、代表色と対応色との関係に基づいてデバイス非依存の色空間における彩度成分を圧縮することなく変換した仮想入力色を生成し、仮想入力色を色再現範囲内の色に変換し、その変換結果を出力デバイスの色信号（ＣＭＹＫ信号）に変換している。

このような従来のガマット圧縮は、基本的には、入力色のうち、出力デバイスのガマットで表現できない色を、色差が最小となる方向で出力デバイスで表現可能な色に変換するものであった。

しかし、このようなガマット圧縮方法では、入力色の純色（１次色。例えばＲ，Ｇ，Ｂ）と２次色（例えばＣ，Ｍ，Ｙ）を出力デバイスの色に変換した場合、色に濁りが生じ、純色や２次色として維持することができない場合が生じる。

印刷シミュレーションでは、出力デバイスの１次色や２次色の階調特性を把握することが必要である。ところが、ＲＧＢプリンタでは、プリンタ内でのＲＧＢからＣＭＹＫへの変換が行われるので、その変換で上述のような従来のガマット圧縮を用いたのでは、入力の１次色や２次色が印刷結果では濁ってしまい、１次色や２次色の階調特性の把握が困難であった。

特開平６−２２５１３０号公報特開平１０−８４４８７号公報特開２００３−１４３４２５号公報

本発明は、入力色を異なる表色系に色空間変換して出力する画像出力装置において、入力色の１次色や２次色が、出力においてできるだけ濁りなく表現できるようにする。

本発明の１つの側面では、入力装置依存色空間で表現される色を、入力装置依存色空間の原色とは補色関係となる原色を用いる出力装置依存色空間で表現される色に変換する色変換方法であって、入力装置依存色空間の黒点を出力装置依存色空間の黒点に変換し、入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち補色関係を形成するのに関与しない色成分について値を加えた色に変換する。

また好適な態様では、入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち飽和していない色成分について値を加えた色に変換する場合において、当該１次色又は２次色と等明度を維持しつつ前記飽和していない色成分について値を加えたときに最大彩度となる色に変換する。

更に好適な態様では、入力装置依存色空間の白、飽和１次色、飽和２次色、３色のうち２色が飽和している３次色、及び３色のうち１色が飽和し残り２色が同一値を持つ３次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に変換する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下「実施形態」と呼ぶ）について説明する。

まず、図１及び図２を参照して、実施形態の色変換の原理を説明する。図１及び図２には、入力装置依存色空間１００（図にはその輪郭が実線で示される）と、出力装置依存色空間２００（図にはその輪郭が破線で示される）とを示している。この例では、入力装置は、ＲＧＢ表色系の画像データを生成するＲＧＢデバイスである。例えば、ディスプレイ装置が付属したパーソナルコンピュータが入力装置の代表例である。この場合画像データが取りうる色の値の全範囲をディスプレイ装置で表示した場合にディスプレ装置が表現できる色の範囲が、入力装置依存色空間となる。一方、出力装置は、ＣＭＹＫの色信号で画像を出力するデバイスであり、印刷装置がその典型例である。ここで、本実施形態では、出力装置には、入力装置が作成したＲＧＢの画像データが入力されるものとし、出力装置がそのＲＧＢの画像データをＣＭＹＫ表色系のデータに変換して印刷する場合を想定する。このように、入力装置依存色空間１００と出力装置依存色空間２００とは、それぞれ補色関係にある色を１次色（原色又は純色）とする表色系である。

これら入力装置依存色空間１００と出力装置依存色空間２００は、それぞれ入力装置と出力装置のガマット(gamut)すなわち色再現範囲をＣＩＥ（国際照明委員会）のＬ＊ａ＊ｂ＊均等色空間座標系で表現したものである。図１には入力装置依存色空間１００と出力装置依存色空間２００の白点Ｗ側から見たほぼ半分を、図２には黒点Ｂ側から見たほぼ半分を、それぞれ示している。図示された輪郭が構成する面で囲まれた立体が、それら各色空間１００及び２００である。

本実施形態の色変換方法では、以下のような色変換を行う。以下に説明する色変換は、図３にまとめられる。

（１）入力装置依存色空間１００の白点Ｗは出力装置依存色空間２００の白点Ｗに変換する。

（２）入力装置依存色空間１００の飽和１次色は、その色に補色変換を行うことにより出力装置依存色空間２００の色に変換する。これにより、入力装置依存色空間１００の飽和１次色は、出力装置依存色空間２００の飽和２次色になる。

（３）入力装置依存色空間１００の飽和２次色は、その色に補色変換を行うことにより出力装置依存色空間２００の色に変換する。これにより、入力装置依存色空間１００の飽和２次色は、それぞれ、出力装置依存色空間２００の飽和１次色になる。

（４）入力装置依存色空間１００の色のうち、３色のうち２色が飽和している３次色は、その色に補色変換を行うことにより出力装置依存色空間２００の色に変換する。

そのような３次色は、出力装置依存色空間２００では１次色となる。そして、そのような３次色は、入力装置依存色空間１００の飽和２次色（出力装置依存色空間２００では飽和１次色となる）に対し加色混合系でもう１つの色成分を加えることになるので、その飽和２次色、すなわち出力装置依存色空間２００での対応する飽和１次色よりも明るくなる。減色混合系である出力装置依存色空間２００では、飽和１次色よりも明るい１次色は、単にその１次色成分で表現すればよい。

図で説明すると、図１において黒点Ｗと飽和２次色Ｍ_Ａを結ぶ入力装置依存色空間１００の外殻上の線ＷＭ_Ａは、２色飽和の３次色（例えばＲ＝Ｂ＝２５５，Ｇ＝１〜２５４）の描く軌跡を示す。この変換では、そのＷＭ_Ａ上の色を、出力装置依存色空間２００の外殻上の線ＷＭ_Ｂ上の色（Ｃ＝Ｙ＝０，Ｍ＝２５４〜１，Ｋ＝０）に変換する。

（５）入力装置依存色空間１００の色のうち、３色のうち１色が飽和し残り２色が同一値を持つ３次色は、その色に補色変換を行うことにより出力装置依存色空間２００の色に変換する。そのような３次色は、出力装置依存色空間２００では２次色となる。

図で説明すると、図１において黒点Ｗと飽和１次色Ｒ_Ａを結ぶ入力装置依存色空間１００の外殻上の線ＷＲ_Ａは、１色飽和且つ残り２色統治の３次色（例えばＲ＝２５５，Ｇ＝Ｂ＝１〜２５４）の描く軌跡を示す。この変換では、そのＷＲ_Ａ上の色を、出力装置依存色空間２００の外殻上の線ＷＲ_Ｂ上の色（Ｃ＝０，Ｍ＝Ｙ＝２５４〜１，Ｋ＝０）に変換する。

（６）入力装置依存色空間１００の黒点Ｂは出力装置依存色空間２００の黒点Ｂに変換する。

（７）入力装置依存色空間１００の１次色（ただし飽和した１次色は除く）は、その１次色に補色変換を行った色値（補色変換により出力装置依存色空間２００の表色系の値となる）に対し、その１次色との間で補色関係を形成することに関与しない色成分の値を加えることにより、出力装置依存色空間２００の色に変換する。

ここで、入力装置依存色空間１００の１次色は、Ｒ，Ｇ，Ｂのいずれかの色である。すなわち、色成分Ｒ，Ｇ，Ｂのうちのいずれか１つが０より大きい値を持ち、残りの２つの成分の値が０である色である。

補色変換は、ある表色系で表された色を、その表色系とは補色関係にある色成分を用いた別の表色系で表現するための、色値の変換処理である。補色変換の計算では、入力装置依存色空間１００の色成分ごとに、その色成分の値を飽和値から減算した値を、出力装置依存色空間２００においてその色成分の補色の値とする。例えばＲ，Ｇ，Ｂ及びＣ，Ｍ，Ｙの各色成分が８ビットの値、すなわち０〜２５５で表現される場合、ＲＧＢ表色系で表された色Ｒ＝Ｒ_１，Ｇ＝Ｇ_１，Ｂ＝Ｂ_１を補色変換すると、ＣＭＹＫ表色系での色、Ｃ＝２５５−Ｒ_１，Ｍ＝２５５−Ｇ_１，Ｙ＝２５５−Ｂ_１，Ｋ＝０となる。

またこの処理では、補色変換した色に補色関係を形成することに関与しない色成分の値を加えるが、この関与しない色成分の代表がＫ（ブラック）である。１次色は１成分のみが正の値を持ち、残りの２成分の値が０であるが、ＲＧＢ表色系は加色混合系なので、２成分の値が０だとその１次色の飽和した色よりも暗い色となる。一方、ＣＭＹＫ表色系は減色混合系であり、ＲＧＢ系の１次色を補色変換しただけでは、その１次色が飽和した色よりも明るい色となってしまう。したがって、ＲＧＢ系の飽和１次色より暗い１次色を表現しようとすれば、その１次色を補色変換した色にＫ成分を加えて暗くする必要がある。

また、単純な補色変換では色味が元から変わってしまうような場合もあり、そのような場合は、Ｋ成分だけでなく、飽和していない残りの色成分の値も調整する。例えば１次色がＲであれば、補色変換によりＭ，Ｙの値は飽和値（８ビットなら２５５）になるので、Ｋや、飽和していないＣ（＝２５５−Ｒ）の値を調整することで、元の１次色に見た目の近い色を再現する。このように、入力の１次色に対する補色関係の形成に関与しない色成分とは、Ｋ成分と、その１次色の補色成分とを含んだ概念である。言い換えれば、補色関係の形成に関与しない色成分とは、補色変換後の各色成分のうち、飽和していない色成分とも言える。

なお、飽和していない色成分をどの程度調整するかは、当該入力１次色と等明度を維持しつつ、その飽和していない色成分の値を様々に変えていった場合に、最大彩度となる値を採用すればよい。出力装置のガマット（出力装置依存色空間２００）が分かれば、そのような調整値は求めることができる。なお、出力装置のガマットは、実際に様々な色を出力装置に出力させ、それを測色して求めることができる。また、出力装置の製造業者等がガマットの情報を提供する場合には、それを入手すればよい。

この変換を図で説明する。図２において黒点Ｂと飽和１次色Ｒ_Ａ（Ｒ＝２５５，Ｇ＝Ｂ＝０）とを結ぶ入力装置依存色空間１００の外殻上の線ＢＲ_Ａは、１次色Ｒ（例えばＲ＝１〜２５４，Ｇ＝Ｂ＝０）の描く軌跡を示す。この変換では、そのＢＲ_Ａ上の色を、出力装置依存色空間２００の外殻上の線ＢＲ_Ｂ上の色（Ｃ＝２５５〜０，Ｍ＝Ｙ＝２５５，Ｋ＝２５５〜０）に変換する。なお、Ｒ_Ｂは、出力装置依存色空間２００においてＣ＝０，Ｍ＝Ｙ＝２５５，Ｋ＝０で表される色である。

（８）入力装置依存色空間１００の２次色（ただし、飽和した２次色は除く）は、その２次色に補色変換を行った色値に対し、その２次色との間で補色関係を形成することに関与しない色成分の値を加えることにより、出力装置依存色空間２００の色に変換する。

この場合の２次色は、Ｒ，Ｇ，Ｂのうち２成分が０より大きい同値で、残りの１成分が０である色である。また、この場合の補色関係を形成することに関与しない色成分は、補色変換後のＣＭＹＫの各色成分のうち飽和していない色成分、すなわち、Ｋ成分と、その２次色を構成する各成分（Ｒ，Ｇ，Ｂのうちの２成分）の補色成分とである。例えば、ＲとＧが同値の２次色（すなわちＹ）の場合、補色関係を形成することに関与しない色成分は、Ｋ，Ｃ，Ｍの３成分である。なお、補色変換の結果に対し、補色関係を形成することに関与しない色成分を加える理由は、１次色の変換の場合と同様である。また、そのような色成分を加えて調整する際の調整量も、１次色の変換の場合と同様、当該入力２次色と等明度を維持しつつ、その飽和していない色成分の値を様々に変えていった場合に、最大彩度となる値を採用すればよい。

図で説明すると、図２において黒点Ｂと飽和２次色Ｍ_Ａ（Ｒ＝Ｂ＝２５５，Ｇ＝０）を結ぶ入力装置依存色空間１００の外殻上の線ＢＭ_Ａは、２次色Ｍ（例えばＲ＝Ｂ＝１〜２５４５，Ｇ＝０）の描く軌跡を示す。この変換では、そのＢＭ_Ａ上の色を、出力装置依存色空間２００の外殻上の線ＢＭ_Ｂ上の色（Ｃ＝Ｙ＝２５５〜０，Ｍ＝２５５，Ｋ＝２５５〜０）に変換する。なお、Ｍ_Ｂは、出力装置依存色空間２００においてＣ＝Ｙ＝０，Ｍ＝２５５，Ｋ＝０で表される色である。

以上に説明した色変換によれば、入力装置依存色空間１００の１次色及び２次色、２色飽和の３次色、及び１色飽和且つ２色等値の３次色を、出力装置依存色空間２００においてそれら各色に対応する濁りが極めて少ない色として表現することができる。これらの色は、入力装置依存色空間１００又は出力装置依存色空間２００で１次色及び２次色に該当する色なので、これらの色がほとんど濁りなく変換できれば、色の鮮やかさを維持することができる。

以上に説明した色変換では、入力装置依存色空間１００の外殻のうちの１次色及び２次色、２色飽和の３次色、及び１色飽和且つ２色等値の３次色といった、特徴的な色のみを対象としていた。それら以外の色については、特許文献１、２などに示される様々な従来技術のうちのいずれかを用いて変換を行えばよい。

例えば、ある方法では、まず、入力装置依存色空間１００の外殻の表面（上述した１次色及び２次色、２色飽和の３次色、及び１色飽和且つ２色等値の３次色といった特徴的な色を示す稜線を除く）については、例えば、次のように変換すればよい。すなわち、入力装置依存色空間１００の外殻の表面を、その外殻の隣接する３頂点（白点、黒点、飽和１次色の点、及び飽和２次色の点が、それぞれ色空間の頂点となる）を結ぶ稜線で囲まれる略三角形の面に分割し、出力装置依存色空間２００の外殻についても同様に分割する。そして、入力装置依存色空間１００の略三角形の面を、出力装置依存色空間２００の対応する略三角形の面へと幾何学的に変換する写像を求める。この写像を用いれば、入力装置依存色空間１００の外殻の各点を出力装置依存色空間２００の外殻上の各点と変換することができる。そして、入力装置依存色空間１００の外殻の内部の各点については、例えば入力・出力の外殻同士の対応関係に合わせて線形補間することで、出力装置依存色空間２００内の点に変換できる。

この代わりに、入力装置依存色空間１００の外殻を、例えば明度と色相を変えないという条件の下で出力装置依存色空間２００の外殻にクリップし（一致させるように変換し）、入力装置依存色空間１００の外殻の中の点は、同じく明度と色相を変えないという条件で、その外殻の変換に合わせて線形に変換するようにしてもよい。

いずれにしても、色空間の外殻の稜線を除く部分の変換は、様々な従来技術を利用できる。

以上の色空間変換方法によれば、入力装置依存色空間１００の１次色及び２次色等、出力装置依存色空間２００においてそれら各色に対応する濁りが極めて少ない色として表現することができるとともに、出力装置依存色空間２００を有効に利用して色を表現することができる。

以上のような色空間変換方法は、例えば、ルックアップテーブルの形で各種デバイスに組み込むことができる。例えば図４に示す印刷装置では、ＣＬＵＴ（カラールックアップテーブル）１０は、上記の変換を表す入力値（ＲＧＢ）と出力値（ＣＭＹＫ）との関係を表として表現している。このようなＣＬＵＴは、入力装置依存色空間１００と出力装置依存色空間２００を実験や装置メーカーが提供する資料から得られれば、上述の方法に従って作成することができる。印刷装置に入力されたＲＧＢの色信号は、このＣＬＵＴ１０によりＣＭＹＫの色信号へと変換され、プリントエンジン１２に供給される。そのＣＬＵＴ１０での変換では、上記変換方法が実行されていると捉えることができる。

図４では、ガマット圧縮を含む色空間変換をルックアップテーブルとして実装したが、この代わりに変換関数（を実行するプログラム又は回路）として実装することももちろん可能である。

実施形態の色変換の原理を説明するための図である。実施形態の色変換の原理を説明するための図である。実施形態の色変換における色成分値の変換の例を示す図である。実施形態の色変換が実装される印刷装置の構成例を示す図である。

符号の説明

１００入力装置依存色空間、２００出力装置依存色空間、Ｗ白点、Ｂ黒点。

Claims

入力装置依存色空間で表現される色を、入力装置依存色空間の原色とは補色関係となる原色を用いる出力装置依存色空間で表現される色に変換する色変換方法であって、
入力装置依存色空間の黒点を出力装置依存色空間の黒点に変換し、
入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち補色関係を形成するのに関与しない色成分を加えた色に変換する、
ことを特徴とする色変換方法。
請求項１記載の色変換方法であって、
入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち飽和していない色成分について値を加えた色に変換する場合において、当該１次色又は２次色と等明度を維持しつつ前記飽和していない色成分について値を加えたときに最大彩度となる色に変換する、
ことを特徴とする色変換方法。
請求項１又は２記載の色変換方法であって、更に、
入力装置依存色空間の白、飽和１次色、飽和２次色、３色のうち２色が飽和している３次色、及び３色のうち１色が飽和し残り２色が同一値を持つ３次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に変換する、
ことを特徴とする色変換方法。
入力装置依存色空間で表現される色を、入力装置依存色空間の原色とは補色関係となる原色を用いる出力装置依存色空間で表現される色に変換する色変換装置であって、
入力装置依存色空間の黒点を出力装置依存色空間の黒点に変換する手段と、
入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち補色関係を形成するのに関与しない色成分を加えた色に変換する手段と、
を備える色変換装置。
入力装置依存色空間で表現される色を、入力装置依存色空間の原色とは補色関係となる原色を用いる出力装置依存色空間で表現される色に変換する色変換装置であって、
入力装置依存色空間の黒点を出力装置依存色空間の黒点に変換し、かつ、入力装置依存色空間の１次色又は２次色を、それぞれ、当該色と補色変換の関係にある色に対し、出力装置依存色空間でのその色の色成分のうち補色関係を形成するのに関与しない色成分を加えた色に変換するように構成された変換テーブル又は変換関数計算手段、
を用いて色変換を行う色変換装置。