JP2008172436A - 画像処理装置、方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】出力側の色再現可能領域を充分に利用しつつ、入力画像データが示す色を出力側において見かけ上望ましい色となるように変換する。
【解決手段】入力色域内の入力画像データを出力色域内の出力画像データへ変換する画像処理装置において、入力画像データに対する彩度変換処理を行う彩度変換部３０を備える。彩度変換部３０は、入力色域を彩度方向に伸長することで出力色域を含む中間色域を設定し（第１の色変換部３２）、入力画像データを一旦伸長された中間色域の画像データに変換する（第２の色変換部３４）。この中間色域の画像データを出力色域の画像データへ圧縮することで、色変換処理を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像処理装置、方法、及びプログラムにかかり、特に、ディジタル複写機やプリンタなど、カラー画像を取り扱う各種の機器の色変換において入力側と出力側の画像データの色再現可能領域が異なる場合に画像データに対して色変換処理を行う画像処理装置、方法、及びプログラムに関する。

カラー画像を出力する機器として、例えばＣＲＴやＬＣＤなどの表示装置や、プリンタなどの印刷機器等がある。これらの装置では、各々出力方式の違いなどによって、再現可能な色範囲が異なる。例えば、ＣＲＴは出力方式として蛍光体を光らせる方式であるため、明度の高い領域で鮮やかな色を表現できる。一方、プリンタは色材を重ねて色を表現する方式であるため、１次色以外では高明度高彩度の色を表現することは難しく、全体的に低明度領域での色再現が可能である。従って、異なる装置で同じ画像データによって画像を得ようとすると、再現できない色が生じる可能性がある。このため、少なくとも再現できない色については最も近いと考えられる色に置き換えて出力している。

このような、与えられる画像データを、出力装置の色再現可能領域内の色に置き換える色の写像（Ｃｏｌｏｒ Ｍａｐｐｉｎｇ）を行うものとして、デバイス非依存な空間上で入力画像データを出力画像データに近づけるように中間画像データへ一旦、色変換した後に出力画像データへと再度色変換することによって、入力画像データを出力側の色再現域内の出力画像データへ変換する方法が知られている。この変換では、例えば明度を保存したまま彩度を変化させたり、彩度を保存して明度を変化させたりすることが一般的に行われている。ところが、この変換では、高明度で鮮やかな色が白くなったり、逆に鮮やかな色が極端に暗くなったりする場合がある。このことは、テキストや図形といった線画像と、写真等の階調画像とが混在する画像で顕著に表れる。

このため、デバイス非依存な空間上で入力画像データにおける最大彩度点の明度を出力画像データの最大彩度点の明度に近づけるように中間画像データを得る場合、入力画像データに応じて彩度を変化させるとき、その彩度の大きさに対応して明度を調整する明度変換処理を付加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１８４６０２号公報

しかしながら、入力画像データに応じて彩度を変化させるときにその彩度の大きさに対応して明度を調整するのみでは、出力装置の色再現可能領域を充分に利用できない。このため、色再現が不十分である場合があった。

そこで、本発明では、出力デバイスの色域をできるだけ広く使うと共に、入力画像データの明度に応じて中間画像データへの色変換を行う彩度変化量を変化させることで、異なるオブジェクトが混在している場合にも、良好な色再現をするようにする。

本発明は、上記事実を考慮して成されたもので、出力側の色再現可能領域を充分に利用しつつ、入力画像データが示す色を出力側において見かけ上望ましい色となるように変換することができる画像処理装置、方法、及びプログラムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の画像処理装置は、入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換するときに、前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換手段と、前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換手段と、を備えている。

本発明によれば、入力色域と、出力色域が大きく異なる場合においても、入力色域内の画像データを、入力色域を彩度方向に伸長した出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換するので、出力色域を有効に利用でき、出力色域における画像により、見た目が良好となるように望ましく色再現することができる。

なお、前記第１の色変換手段は、前記入力色域内の画像データの色相毎に前記変換処理を行うことができる。

また、前記第１の色変換手段は、前記出力色域における彩度の最大値を含むように前記入力色域に対して彩度方向に伸長する調整を施した前記中間色域を設定し、該中間色域への色変換を行うことができる。この場合、前記第１の色変換手段は、前記入力色域の明度の最大値および最小値が前記出力色域の明度の最大値から最小値までの許容範囲に含まれるように前記入力色域に対して明度方向に調整を施した前記中間色域を設定し、該中間色域への色変換を行うことが好ましい。

また、前記第１の色変換手段は、前記中間色域における彩度の最大値が所定値を超えないように、前記入力色域に対して彩度方向に伸長することができる。

また、前記第１の色変換手段および前記第２の色変換手段は、装置に依存しない色空間において色変換処理を行うものであり、入力側装置に依存する色空間から装置に依存しない色空間への色空間変換処理を行う入力側色空間変換手段および装置に依存しない色空間から出力側装置に依存する色空間への色空間変換処理を行う出力側色空間変換手段の少なくとも一方をさらに有することができる。

また、前記第２の色変換手段は、前記出力色域の形状に応じて、前記中間画像データの前記出力色域への変換方向を変化させることができる。

また、前記第２の色変換手段は、所定の明度を持つ無彩色を目標点とし、前記中間画像データの明度が前記目標点の明度より高い場合には明度を維持して彩度を前記出力色域に応じて変換処理し、前記中間画像データの明度が前記目標点の明度より低い場合には前記中間画像データの色と前記目標点を結ぶ直線方向に前記出力色域に応じて明度および彩度を変換処理することができる。

この場合、前記目標点は、前記出力色域において最大彩度を有する点の明度を持つ無彩色であることが好ましい。

なお、本発明の画像処理方法は、入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換する画像処理方法であって、前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換工程と、前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換工程と、を含む。

本発明によれば、前記各工程により中間画像データを介在させて画像データを変換するので、請求項１に記載の画像処理装置と同様に、出力色域を有効に利用でき、出力色域における画像により、見た目が良好となるように望ましく色再現することができる。

また、本発明の画像処理プログラムは、入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換することを実行するコンピュータを、前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換工程と、前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換工程、として機能させる。

本発明によれば、コンピュータを前記各手段として機能させるので、コンピュータが本画像処理プログラムを実行させることで、前記画像処理装置として機能することになり、前記画像処理装置と同様に、出力色域を有効に利用でき、出力色域における画像により、見た目が良好となるように望ましく色再現することができる。

以上説明したように本発明によれば、入力色域と、出力色域が大きく異なる場合においても、出力色域を少なくとも含む中間色域に画像データを変換しているので、出力画像の見た目が良好となるように、望ましい色再現を可能にすることができる、という効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には本発明が適用可能な画像処理装置を含む色管理システム１０が示されている。この色管理システム１０は、カラー複写機で代表される画像形成装置に内蔵することができる。

画像形成装置としては、ＣＭＹＫ各色のトナーを用いて電子写真方式でカラー画像を形成した後に用紙上に転写・定着させる構成を用いることが可能であるが、これに限られるものではなく、ＣＭＹＫ各色のインクをノズルから記録液滴として吐出させて用紙上にカラー画像を形成させるインクジェット方式等の他の方式で用紙上に画像を形成させる構成を採用することも可能である。さらに、ＣＭＹＫの４色に限らず多色印刷であっても本構成を採用可能である。なお、図１では色管理システムの機能ブロック図を示しているが、色管理システム１０は、図示しないコンピュータのＣＰＵ、または該コンピュータと通信回線を介して接続されたプリンタに内蔵されたＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することで実現される。

図１に示すように、色管理システム１０は、入力側デバイス１２、色域管理部１４，および出力側デバイス１６を備えている。出力側デバイス１６は、入力された画像データによる画像を形成するデバイスであり、例えばカラー複写機で代表される画像形成装置（例えばＣＭＹＫ各色の色材を用いて用紙上にカラー画像を形成（印刷）する装置）が一例として挙げられる。また、出力側デバイス１６は、前記画像形成装置へ画像データを出力する画像データ出力部として機能するようにしてもよい。

入力側デバイス１２は、出力側デバイスで画像形成するための画像データ、例えば印刷対象の画像を表す画像データが入力されるデバイスであり、画像を読み取るスキャナや画像データを出力する他のコンピュータ（例えばＲＧＢ色空間における色で表現されたカラー画像の画像データを入力する装置）が一例として挙げられる。また、入力側デバイス１２は、前記スキャナや他のコンピュータから画像データを入力する画像データ入力部として機能するようにしてもよい。

色域管理部１４は、入力側デバイス１２から入力された画像データを入力側デバイス１２と一致または異なる色再現可能領域（以下、色域という。）の出力側デバイス１６用の画像データへ変換する機能部である。色域管理部１４は、入力側色変換部１８，色域変換部２０，及び出力側色変換部２２を備えている。色域変換部２０には、色域変換のための入力側デバイス１２及び出力側デバイス１６の各々の色再現可能領域の外郭（以下、色域外郭という。）を定義して色域外郭のデータを記憶した入力側色域外郭定義部２４および出力側色域外郭定義部２６が接続されている。

入力側色変換部１８は、入力側デバイス１２から入力された画像データの色空間が後段で用いる色空間と異なる場合に、後段で用いる色空間への色空間変換処理を行う。ここでは入力側色変換部１８から出力側色変換部２２までの処理は、装置に依存しない色空間、例えばＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊などの色空間を用いる。また、入力側デバイス１２から入力される画像データとして、ここではＣＲＴ等に表示させるためのＲＧＢ色空間におけるカラー画像データであるとする。このため、入力側色変換部１８は、ＲＧＢ色空間からＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間への変換を行う。なお、画像データがデバイス非依存色空間の画像データである場合には、入力側色変換部１８における処理は不要であり、入力側色変換部１８を設けずに構成してもよい。

出力側色変換部２２は、入力された画像データの色空間が後段で用いる色空間と異なる場合に、後段で用いる色空間への色空間変換処理を行う。例えば出力側デバイス１６がプリンタなどの場合には、ＹＭＣ色空間またはＹＭＣＫ色空間の画像データを受け取る場合が多い。このような場合に出力側色変換部２２は、デバイス非依存色空間、例えばＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊などの色空間から、ＹＭＣ色空間またはＹＭＣＫ色空間への色空間変換処理を行う。

すなわち、色補正処理や色域圧縮処理等の変換処理を行うのにはデバイス非依存色空間を用い、実際に画像を形成するときにはデバイス色空間が用いられる。このため、デバイス非依存色空間とデバイス色空間との間で色空間変換を行う必要がある。この色空間変換のための色変換係数を作成する手順としては、例えば、デバイス色空間であるＣＭＹＫ色空間からデバイス非依存色空間であるＣＩＥＬ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間への順方向でモデル化し、その逆のモデルによりデバイス非依存色空間であるＣＩＥ−Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間からデバイス色空間であるＣＭＹＫ色空間への変換を行うための色変換係数を求める。モデルの作成方法としては、例えば「Makoto Sasaki and Hiroaki Ikegami, ”Proc. of International Congr ess of Imaging Science 2002”,(2002),p.413-141」（以下、技術文献という）に記載されている方法などを用いることができる。

なお、出力側色変換部２２は、デバイス非依存色空間のまま出力してもよい。この場合には出力側色変換部２２の処理は不要であり、出力側色変換部２２を設けずに構成してもよい。

色域変換部２０は、デバイス非依存色空間に変換された入力側デバイス１２の画像データを、デバイス非依存色空間における出力側デバイス１６の画像データに変換する。つまり、入力側デバイス１２の色空間内の画像データによる色が出力側デバイス１６の色空間内の色として再現できないとき、入力側の色域（入力側デバイスの色域外郭内の色領域）および出力側の色域（出力側デバイスの色域外郭内の色領域）を用いて、入力側デバイス１２の色を出力側デバイス１６で再現可能な色範囲に収めるための変換処理（色域圧縮処理や色補正処理）が行われる。この変換処理を色域変換部２０においてするために、入力側色域外郭定義部２４及び出力側色域外郭定義部２６には、各々色域外郭のデータが予め格納される。

色域変換部２０は、色相変換部２８および彩度変換部３０を備えている。彩度変換部３０は、第１の色変換部３２および第２の色変換部３４を備えている。色域変換部２０に入力されたデータは、色相変換部２８において色相変換された後、彩度変換部３０における第１の色変換部３２および第２の色変換部３４の順に色変換がなされて、出力側色変換部へ出力されるようになっている。

色相変換部２８は、装置に依存しない色空間に変換された入力画像データに対して、明度、彩度を保存したまま入力画像データの色に応じて色相を変更する処理を行う。色相を変更することは、色自体を変更することになるため、従来はあまり行われていない。しかし、以降の処理で色相を保持したまま明度および彩度を変更すると大きく変更しなければならないが、色相を多少変更すると明度および彩度の変更量が少なく、より自然に見える色変換を行える場合がある。このような場合に、この色相変換部２８において色相を多少変更する処理を行う。このときの変更量は、入力される画像データの色によって異なり、その画像データの取りうる色、すなわち入力側の色再現可能領域（入力色域）と、出力すべき画像データの取りうる色の範囲、すなわち入力色域との差異が大きいほど、色相の変更量を大きくすることができる。もちろん、上述のように色自体を変更する処理であるので、出力される画像がより自然に見える範囲内で変更量を設定しておくことが必要である。なお、この色相変換部２８を設けずに構成してもよい。

彩度変換部３０は、色相変換部２８によって色相を移動させた後に入力された画像データを、移動後の色相を保持したまま、出力側の色再現可能領域（以下、出力色域という。）に依存した信号へ変換するための彩度変換処理を行うものである。このとき、第１の色変換部３２では、色相を移動させた後の入力画像データの取り得る色の範囲（入力色域）を一旦中間側の色再現可能領域（以下、中間色域という。）に変換し、この変換によって色相を移動させた後の入力画像データを、中間色域内の画像データ（以下「中間画像データ」という。）に変換して出力する。

すなわち、彩度変換部３０を構成する第１の色変換部３２は、色相変換部２８で色相が変更された入力画像データを、入力色域に基づいた中間色域内の中間画像データに変換する。中間色域としては、まず入力色域の明度方向の最大値および最小値が、出力色域の明度の最大値および最小値と一致するように、各色相ごとの入力色域に対して明度方向に調整を施す。すなわち、入力画像データの明度が出力画像データの明度に近づくような明度方向に調整する。例えば、入力画像データの最大彩度の明度が８０、出力画像データの最大彩度の明度が４０だったときに、調整値５０％の場合は、明度方向の調整により出力明度を６０とする。

そして、明度方向の調整を施した後の色域の最大彩度を有する点の明度と、出力色域の最大彩度を有する点の明度との差より所定の関数によって求められる明度のとき最大彩度が得られるように彩度方向に入力色域を調整する。すなわち、明度方向の調整を施した後の色域について、その色域が出力色域を含むようにその色域の最大彩度を有する点を彩度方向に伸長させる。このように伸長させるときに、伸長させる彩度量が予め定めた閾値を超える場合には、彩度変化量を係数付与等の処理によって調整することが好ましい。これは、中間色域が極大化することを避けるためである。この場合、明度方向の調整を施した後の色域が出力色域を含まないことがあるが、出力色域の最大彩度を有する点を超えた彩度となる部分について徐々に係数が増加するようにして彩度変化量を調整すればよい。このようにして得られた色域を中間色域として設定する。

このようにして得られた色域を中間色域として設定し、色相変換部２８で色相が変更された入力画像データを中間色域内の色へ変換し、中間画像データとして第２の色変換部３４へ出力する。

第２の色変換部３４は、第１の色変換部３２から出力された中間画像データを、出力色域内の出力画像データへ変換する。中間画像データを出力色域内の色へ変換する際には、すでに色相変換部２８で色相を移動しているので、ここでは彩度のみ、または明度と彩度との両方の移動を行う。このとき、出力色域の形状に応じて、中間画像データを変換する際の変換方向を変化させる。例えば、所定の明度を有する無彩色、例えば出力色域において最大彩度を有する点の明度を有する無彩色を目標点とし、中間画像データの明度が目標点の明度より高い場合には、明度を維持して彩度を出力色域に応じて変換処理する。これによって、明るい色については明度をそれほど低下させずに変換処理することができる。また、中間画像データの明度が目標点の明度より低い場合には、中間画像データの色と目標点を結ぶ直線方向に、出力色域に応じて明度および彩度を変換処理する。これによって、暗い色についてはバランスのとれた色への変換を行うことができる。

上記色域管理部１４を構成する各部は、例えば画像出力装置、サーバ装置またはドライバ装置が具備するもので、ＣＰＵ、ＲＯＭおよびＲＡＭ等の組み合わせからなるコンピュータが、所定プログラムを実行することによって、それぞれ実現されるものである。すなわち、図では機能ブロック図を示しているが、これら入力側色変換部１８，色域変換部２０（および内部構成の各部），出力側色変換部２２は、図示しないコンピュータのＣＰＵ、または該コンピュータと通信回線を介して接続されたプリンタに内蔵されたＣＰＵが所定の処理プログラムを実行することで実現される。

次に、上記のように構成された色管理システム１０について、色域管理部１４の作動として、入力画像データを出力画像データへ変換する場合の処理について説明する。

図２は、本発明の実施の一形態における動作の一例を示すフローチャートである。まず図２のステップ１００では、入力色域および出力色域を読み取る。すなわち、画像データの変換処理を行う場合には、予め入力色域および出力色域（Ｇａｍｕｔ）を求めておき、入力側色域外郭定義部２４、出力側色域外郭定義部２６にデータが格納されている。従ってステップ１００では、予め入力側色域外郭定義部２４，出力側色域外郭定義部２６に格納済みの入力色域および出力色域を読み取る。このとき、装置に依存しない色空間、例えばＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間において求めておくことが好ましい。以下の説明では内部の処理はＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間において行うものとする。

図３は、色域（色再現可能領域）の一例を示す概念図である。一般に色域は一様ではなく、図３に示すように複雑な３次元形状を有している。図３に示す立体の内側が色再現が可能な領域であり、その外側は色を再現できない領域である。ここでは、色再現が可能な領域と色を再現できない領域との境界を示す面（外郭面）の情報を求めておく。上述のようにこの外郭面の形状は一様ではないので、例えば三角形などの多角形状に分割して表現しておくとよい。図３では、外郭面の一部のみ、三角形状に分割して図示しているが、このような分割を外郭面の全面について行うことになる。

次のステップ１０２では、入力側デバイス１２から入力画像データが入力され、その入力画像データがデバイス非依存の色空間の入力画像データに変換される。ここでは、入力画像データはＲＧＢ色空間における信号であるものとする。入力側色変換部１８は、ＲＧＢ色空間の入力画像データを、デバイス非依存のＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間の入力画像データに変換する。次のステップ１０４では、色域変換部２０を構成する色相変換部２８が、ＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間に変換された入力画像データの色相を、その入力画像データの色に応じて変更する。

図４は、色相変換部２８における色相の変更処理の概念図である。ＣＩＥ−Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊色空間においては、色相の変更はＬ^＊軸を中心として回転移動させる処理となる。例えば、図４に示した点アの色は、色相変換部２８によって回転されて点イの色に変更される。なお、このときの回転角や回転方向は、入力画像データの色に応じて決められる。例えばマゼンタ（Ｍ）は赤（Ｒ）に近づく方向に大きく移動させる。また、青（Ｂ）はシアン（Ｃ）に近づく方向に大きく移動させるとよい。逆にイエロー（Ｙ）はほとんど色相を変更しなくてよい。

次のステップ１０６乃至ステップ１１０では、彩度変換部３０の第１の色変換部３２において、色相を変更した後の入力画像データを中間画像データに変換する。

図５は、第１の色変換部３２における色変換処理の一例を示す説明図である。図中、破線は入力色域を示し、実線は出力色域を示している。まずステップ１０６では、色相を変更した後の入力画像データの色相から、その色相を有し、かつ明度軸（Ｌ^＊ ）を通る平面で、入力色域および出力色域を切断し、その色相における色域の断面を得る。このとき、例えば図５（Ａ）に示す入力色域断面および出力色域断面が得られたものとする。なお、これらの断面における座標系は、縦軸が明度を示すＬ^＊軸、横軸が彩度を示すＣ^＊軸である。

次のステップ１０８では、入力色域の明度レンジ、すなわち明度の最大値から明度の最小値までを、出力色域の明度レンジに合わせる。これによって、入力色域は図５（Ｂ）に破線で示したように、入力色域の明度の最大値から明度の最小値までが、出力色域の明度の最大値から明度の最小値までに一致することになる。

次のステップ１１０では、ステップ１０８で明度レンジの調整を施した後の入力色域における最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｉ）を彩度方向に伸長することで、出力色域を含むように調整して中間色域を設定する。本実施形態では、この中間色域の設定が重要である。

図６は、彩度変換部３０を構成する第１の色変換部３２による中間色域の設定処理手順の一例について概要を示す説明図である。中間色域の設定は、明度の最大値Ｌｍａｘ、最小値Ｌｍｉｎ、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉ、出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏ、及びこれらをつなぐ線分を用いて行う。なお、ここでは説明を簡単にするために、色域断面として、色域外郭を三角形状とした場合を説明するが、色域外郭の形状は、三角形に限定されるものではないことは勿論である。

第１の色変換部３２では、図６に示すように、色変換処理にあたり、入力画像データの明度値を維持しつつ、彩度値を伸長させて行う。まず、入力色域の明度の最大値Ｌｍａｘ、最小値Ｌｍｉｎは変更することなく、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点を、明度値を維持しつつ彩度が大きくなる方向に徐々に移動する。この移動中、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点を伸長した点と出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点とをつなぐ線分が、出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点と明度の最大値Ｌｍａｘを有する点とをつなぐ線分（図６では太線で示した）に重なるとき、その時点における彩度値を、中間色域の最大彩度ＣＵＳＰｃに設定する。これによって、設定される中間色域は、入力色域の明度を維持しつつ出力色域を全て含む色域となる。

なお、明度の最大値Ｌｍａｘを有する点と、出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点とをつなぐ線分が曲線の場合には、その曲線に外接する線分を求めればよい。この場合、例えば、曲線について微分することで、その曲線の接線となる傾きを複数求める。その傾きが最大の直線が、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点を伸長した点と出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点とをつなぐ線分と重なるようにすればよい。

また、、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉと、出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏとの明度の差が大きい場合、設定される中間色域の最大彩度は極端に大きくなる（色域の大きさが極端に大きくなる）。この場合には、後述する出力色域への色変換（圧縮）の比率が非常に大きくなり、好ましい色変換が実施できないことがある。このときには、中間色域の最大彩度として設定可能な彩度値に予め定めた閾値を超えないことを条件として、中間色域の最大彩度ＣＵＳＰｃを設定することが好ましい。予め定めた閾値の一例としては、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉまたは出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏの所定倍（例えば２倍）の彩度値を定めることができる。また、実験的に求めた所定彩度を閾値として定めても良い。このような閾値を超えないように中間色域の最大彩度ＣＵＳＰｃを設定するのには次の方法がある。

第１の設定では、予め定めた閾値を中間色域の最大彩度として設定可能な彩度値の上限として、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点の移動を終了することである。ただし、この場合には、中間色域が出力色域を含まないことがある。しかし、その包含されない領域が所定値以内であるときは、中間色域が出力色域を包含したに相当する許容範囲内とすることができ、その設定を採用することができる。一方、包含されない領域が所定値を超えると、さらなる処理として第２の設定が要求される。

第２の設定の一例としては、ステップ１０８で明度レンジの調整を施した後の入力色域における最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｉ）の明度と、出力色域の最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｏ）の明度との差の範囲内で、所定の関数によって点（ＣＵＳＰｉ）を調整して中間色域を設定するものである。すなわち、入力色域の最大彩度点ＣＵＳＰｉを出力色域の最大彩度点ＣＵＳＰｏへ近づけることが可能な予め定めた調整値に基づいて、入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点を出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点へ明度方向（Ｌ^＊ 軸に沿った方向）へ移動するものである。また、他例としては、移動が終了した位置における入力色域の最大彩度ＣＵＳＰｉを有する点と、出力色域の最大彩度ＣＵＳＰｏを有する点とを補間により滑らかにつなぐ曲線を求めることである。このようにすることで、中間色域が出力色域を包含するように設定することができる。

以上のように、中間色域を設定し、入力画像データを彩度変換によって中間画像データに変換した後は、第２の色変換部３４が、中間画像データを出力画像データに変換する。すなわち、第２の色変換部３４において中間画像データから出力画像データへの色変換が行われ、ステップ１１２では、中間画像データ、中間色域外郭、出力色域外郭に基づいて変換ベクトル及び圧縮係数が設定される。次のステップ１１４では、ステップ１１２で定めた変換ベクトル及び圧縮係数により中間画像データを出力色域内の出力画像データに変換（圧縮）する。

図７は、中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも高い場合の色変換処理の一例の説明図である。図８は、中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも低い場合の色変換処理の一例の説明図である。また、図９は、線形圧縮法の説明図である。ここでは、線形圧縮法を用いて彩度の変換を行うための圧縮係数を求めるものとする。

まず、ステップ１１２では、中間画像データの明度が、出力色域において最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも高いか低いかを判定する。

この判定結果において、中間画像データの明度のほうが、点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも高い場合には、明度を保存したまま、彩度のみについて変換処理のための変換ベクトル及び圧縮係数を設定する。すなわち、第２の色変換部３４は、明度を保存したまま、彩度のみについて変換処理を行うように、その変換処理に要する変換ベクトルの方向（変換経路）及び圧縮係数を決定する。

図７に示すように、中間画像データを示す点（図中、白丸印Ｄ１）を通り、Ｌ^＊ 軸に直交する直線（この直線は明度を保存する）を考え、これを変換ベクトルとして設定する。明度を保存することによって、第２の色変換部３４では、高明度の色についてなるべく明るい色で再現できるように色変換を行うことができる。この場合、中間色域を設定して明度変換処理を行っているので、もとの入力色域から明度保存で色変換を行う場合に比べて、多少暗くはなるものの、白抜けすることなく色再現を行うことが可能となる。また、明度および彩度の両方を変化させる場合に比べ、高めの明度の色に変換することができる。これによって、中間画像データの明度のほうが、点ＣＵＳＰｏの明度よりも高い明度を有する中間画像データについて、高めの明度の色に変換して見た目の色再現性を向上させることができる。

一方、中間画像データの明度のほうが低いと判定した場合には、第２の色変換部３４は、所定の明度を持つ無彩色を目標点とし、中間画像データの色と目標点を結ぶ直線方向に明度および彩度を変換処理するように、その変換処理に要する変換ベクトルの方向（変換経路）を決定する。すなわち、図８に示すように、目標点と中間画像データを示す点（図中、白丸印Ｄ１）とを通る直線を考え、これを変換ベクトルとして設定する。ところで、中間色域は出力色域を含むため、点ＣＵＳＰｏの明度よりも明度が低い中間画像データは、出力色域内にある。このため、そのまま変換を実施しなくともよいが、中間色域は伸長されているため、この伸長分を調整する変換処理を実施する。このため、目標点としては、例えば点ＣＵＳＰｏの明度と同じ明度の無彩色（すなわちＬ^＊ 軸上）の点Ｌｘとすることができる。このような目標点を設定することにより、点ＣＵＳＰｏの明度よりも高い中間画像データに対する色変換結果との間での色の連続性を保証することができる。また、第２の色変換部３４では、低明度の色については見かけ上類似した色に変換する、といったことも可能になる。

変換ベクトルを設定すると、第２の色変換部３４は、中間画像データ、中間色域の外郭点および出力色域の外郭点から、中間画像データを出力画像データに変換する際に用いる圧縮係数を設定する。

中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度より高い場合、第２の色変換部３４は、設定された変換ベクトルと中間色域の外郭点との交点Ｄ２（図７中における四角形印）およびその変換ベクトルと出力色域の外郭点との交点Ｄ３（図７中における四角形印）を求める。また、中間色域の外郭点との交点Ｄ２からＬ^＊ 軸までの距離をＬｉｎ、出力色再現域の外郭点との交点からＬ^＊ 軸までの距離をＬｏｕｔとする。さらに、中間画像データを示す点（図７中における白丸印）からＬ^＊ 軸までの距離をＬ’ｉｎとする。そして、これらの距離Ｌｉｎ、Ｌｏｕｔ、Ｌ’ｉｎに基づいて、変換後の出力画像データを示す点Ｄ４からＬ^＊ 軸までの距離Ｌ’ｏｕｔを求めるための圧縮係数を特定する。

中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度より低い場合、第２の色変換部３４は、設定された変換ベクトルと中間色域の最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｃ）からの垂線との交点Ｄ２（図８中における四角形印）、およびその変換ベクトルと出力色域の最大彩度を有する点（ＣＵＳＰｏ）からの垂線との交点Ｄ３（図８中における四角形印）を求める。また、交点Ｄ２からＬ^＊ 軸までの距離をＬｉｎ、交点Ｄ３からＬ^＊ 軸までの距離をＬｏｕｔとする。さらに、中間画像データを示す点（図８中における白丸印）からＬ^＊ 軸までの距離をＬ’ｉｎとする。そして、これらの距離Ｌｉｎ、Ｌｏｕｔ、Ｌ’ｉｎに基づいて、変換後の出力画像データを示す点Ｄ４からＬ^＊ 軸までの距離Ｌ’ｏｕｔを求めるための圧縮係数を特定する。

このとき、第２の色変換部３４は、その圧縮係数を、色変換処理の際に中間画像データを通る変換ベクトル上のデータにより特定する。図９は、圧縮係数の一例を示す説明図である。図に示すように、例えば、第２の色変換部３４は、変換ベクトル上でのＬ^＊ 軸上の点（無彩色点）から中間色域の外郭点および出力色再現域の外郭点までの各々の距離Ｌｉｎ 、Ｌｏｕｔ を用いて圧縮係数を設定し、それぞれの目標点に向かって直線方向に線形圧縮（線形圧縮係数を用いた圧縮）を行う。これにより、第２の色変換部３４では、距離Ｌ’ｏｕｔ を求めることができる。すなわち、第２の色変換部３４は、設定した圧縮係数を用いて、中間画像データを出力画像データに変換する（ステップ１１４）。なお、このときの圧縮係数は、線形係数に限定されることはなく、非線形係数であっても構わない。

ところで、中間画像データを示す点は、入力色域から特定される中間色域の外、すなわち中間色域の外郭点よりもさらに外側に位置することもあり得る。このような場合であっても、第２の色変換部３４は、中間色外の画像データについての変換ベクトルとして、上述した手順で設定した中間色域内の変換ベクトルを拡張して利用することで、その中間色域外の画像データを出力画像データに変換すればよい。また、これと同様に、中間色域外の画像データについての圧縮係数として、上述した手順で設定した中間色域内の圧縮係数を拡張して利用することで、線形圧縮または非線形圧縮を行うようにすればよい。

その後は、第２の色変換部３４での変換によって得られた出力画像データに対して、出力側色変換部２２が、出力側の装置が要求する色空間への変換を行う（ステップ１１６）。例えば、出力側の装置がＹＭＣＫ色空間の画像データを要求していれば、ＣＩＥ−Ｌ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間からＹＭＣＫ色空間への変換処理を行えばよい。もちろん、内部の処理で用いたＣＩＥ−Ｌ^＊ ａ ^＊ ｂ ^＊ 色空間のまま出力してよければ、この変換処理は必要ない。以上により処理は終了する。

以上のように、本実施形態によれば、画像データに対する色変換処理にあたり、入力色域と、出力色域が大きく異なる場合においても、入力色域内の画像データを、入力色域を彩度方向に伸長した出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換するので、出力色域を有効に利用でき、出力色域における画像により、見た目が良好となるように望ましく色再現することができる。すなわち、出力側の色域が入力側の色域に内包されていない場合においても、出力側の色域をきちんと使い切ることができ、かつ、低明度部においては、階調を保持するような良好な色再現を行うことができる。これによって、入力画像データに異なるオブジェクトが混在していても、グラフィックスのように色空間上の高彩度領域に位置するオブジェクトや、自然画のように色空間上の低彩度領域に位置するオブジェクト等に対して、それぞれに最適化された色変換処理を実行できる。

また、本実施形態で説明したように、デバイス非依存の色空間上で、入力色域、中間色域、出力色域へと変換すれば、任意の入出力色空間で自由度の高いの色空間変換を行うことも可能となる。

なお、上述の説明では、入力画像データに対して、図１に示した各部において順次処理を進めて行くものとして説明したが、例えば入力色域および出力色域が固定されているような場合には、入力画像データに対して出力画像データを一意に決定できる。これを利用して、予め種々の入力画像データに対して第１の色変換部３２および第２の色変換部３４による変換結果である出力画像データを求めておき、入力画像データと出力画像データを対応づけたテーブルを用意しておく。そしてこのテーブルによって、第１の色変換部および第２の色変換部の色変換処理を代行させることが可能である。さらに、色相変換部２８による色相の変更や、さらには出力色空間変換部２２による色空間変換処理まで含めて、テーブル化することも可能である。

このようにテーブルによって入力画像データから出力画像データを得る場合、テーブルにはすべての入力画像データに対応する出力画像データの値を保持させておく必要はない。ある程度の間隔で出力画像データの値を保持させておき、テーブルにない入力画像データに対しては補間処理によって出力画像データを計算するように構成することができる。

本発明の実施の一形態を示すブロック図である。 本発明の実施の一形態における動作の一例を示すフローチャートである。 色再現可能領域の一例を示す概念図である。 色相変換部における色相の変更処理の概念図である。 第１の色変換部における色変換処理の具体例の説明図である。 第１の色変換部における色変換処理の具体例の説明図である。 中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも高い場合の色変換処理の一例の説明図である。 中間画像データの明度が点（ＣＵＳＰｏ）の明度よりも低い場合の色変換処理の一例の説明図である。 線形圧縮法の説明図である。

符号の説明

１０…色管理システム
１２…入力側デバイス
１４…色域管理部
１６…出力側デバイス
１８…入力側色変換部
２０…色域変換部
２２…出力側色変換部
２４…入力側色域外郭定義部
２６…出力側色域外郭定義部
２８…色相変換部
３０…彩度変換部
３２…第１の色変換部
３４…第２の色変換部

Claims (10)

1. 入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換するときに、前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換手段と、
   前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換手段と、
   を備えた画像処理装置。
2. 前記第１の色変換手段は、前記入力色域内の画像データの色相毎に前記変換処理を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
3. 前記第１の色変換手段は、前記出力色域における彩度の最大値を含むように前記入力色域に対して彩度方向に伸長する調整を施した前記中間色域を設定し、該中間色域への色変換を行う
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像処理装置。
4. 前記第１の色変換手段は、前記中間色域における彩度の最大値が所定値を超えないように、前記入力色域に対して彩度方向に伸長する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像処理装置。
5. 前記第１の色変換手段および前記第２の色変換手段は、装置に依存しない色空間において色変換処理を行うものであり、入力側装置に依存する色空間から装置に依存しない色空間への色空間変換処理を行う入力側色空間変換手段および装置に依存しない色空間から出力側装置に依存する色空間への色空間変換処理を行う出力側色空間変換手段の少なくとも一方をさらに有する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の画像処理装置。
6. 前記第２の色変換手段は、前記出力色域の形状に応じて、前記中間画像データの前記出力色域への変換方向を変化させる
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の画像処理装置。
7. 前記第２の色変換手段は、所定の明度を持つ無彩色を目標点とし、前記中間画像データの明度が前記目標点の明度より高い場合には明度を維持して彩度を前記出力色域に応じて変換処理し、前記中間画像データの明度が前記目標点の明度より低い場合には前記中間画像データの色と前記目標点を結ぶ直線方向に前記出力色域に応じて明度および彩度を変換処理する
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れか１項に記載の画像処理装置。
8. 前記目標点は、前記出力色域において最大彩度を有する点の明度を持つ無彩色である
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像処理装置。
9. 入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換する画像処理方法であって、
   前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換工程と、
   前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換工程と、
   を含む画像処理方法。
10. 入力側の色再現可能領域である入力色域内の画像データを出力側の色再現可能領域である出力色域内の画像データへ変換することを実行するコンピュータを、
    前記入力色域内の画像データを、前記入力色域を彩度方向に伸長した前記出力色域を少なくとも含む中間側の色再現可能領域である中間色域内の中間画像データに変換する第１の色変換工程と、
    前記中間色域内の中間画像データを前記出力色域内の画像データへ変換する第２の色変換工程、
    として機能させる画像処理プログラム。

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