JP2010268138A - 色調整装置、色調整方法、プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の色域内に含まれる色で、色弱者にとって色弁別性が向上した色に、色を調整する色調整装置、色調整方法及びプログラムを提供すること。
【解決手段】一対の色の色差を変更する色調整装置１００であって、複数の色を有する入力色信号を記憶した記憶手段２２と、入力色信号を錐体応答色空間の中間色信号ＬＭＳへと変換する色変換手段５１と、中間色信号ＬＭＳに対し、第1の色調整を施す第1の色調整手段１と、画像形成装置１０２の色域情報を記憶する色域情報記憶手段５６と、第１の色調整により調整された第1の調整後中間色信号ＬＭＳ'が、色域情報の色域に含まれるか否かを判定し、第２の色調整を施された場合には、第２の色調整により調整された第２の調整後中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓが、色域情報の色域に含まれるか否かを判定する内外判定手段５５と、を有することを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、色調整装置等に関し、特に、グラフなどの塗り分けに使われるような色を含むような入力色信号を色調整する色調整装置、色調整方法及びプログラムに関する。

カラー画像を表示、印刷するといったカラー画像出力技術が発達し、また、普及したことにより、個人や企業が作成する文書、Ｗｅｂページ（以下、単に「文書」という）といったものには、多彩な色付き文字やカラー画像が使用されるようになった。カラーの画像形成装置で文書を印刷すれば、元の画像データの配色と同程度の配色で印刷物が得られる。

このようなカラー画像の文書では、注意を促す表記やグラフのグループ分けに色付き文字が用いられたり、複数の色による塗り分けが施されることがあり、色そのものに重要な情報を持たせている場合が多い。そのため、これらの文書の内容を、人が正しく理解するためには、文字や画像を認識する能力に加え、用いられている色の違いを判別する能力も求められる。

ところが、多彩な色を用いた文書は、通常の色覚を持った人々に対しては文書の持つ情報を理解させやすいが、色覚に障害を持った人々にとっては必ずしもそうではない。例えば、赤と緑の判別が難しい色覚タイプの人が存在する。そのような色覚特性を持った人々にとっては、赤、緑、青の３要素を使ったグラフがあったとして、赤と緑の区別がしにくく、場合によっては全く区別がつかない。このため、青とそれ以外の２要素から構成されたグラフとしか認識できない場合がある。また、カラーの画像形成装置は非常に多くの色を表現できるため、一般的な色覚特性を持った人々にとっても識別しづらい配色がなされた文書が作成されることもある。

人間の色覚に関する生理的、医学的研究によると、これまで色覚障害には、上述のような、赤と緑の判別が困難な赤緑色盲、また、黄青色盲、全色盲といった型があることが知られている。最近では、ＣＵＤＯ（NPO法人 カラーユニバーサルデザイン機構）が、色覚が正常又は異常という線引きではなく、C（Common）型／P（Protanope）型（強度・弱度）（赤緑色盲又は色弱に相当）／D（Deuteranope）型（強度・弱度）（赤緑色盲又は色弱に相当）／T（Tritanope）型（黄青色盲に相当）／A（Achromaic）型（全色盲に相当）といった色覚の区分を提唱した。この色覚の区分では、色覚を型名で呼び、Ｃ型色覚の人を一般色覚者、それ以外の、色の認識に関して弱い部分のある人を色弱者と呼ぶことを提唱している（例えば、非特許文献１参照。）。

このような色弱者による、カラーの文書の複数の色同士の弁別性を向上させる技術が考えられている（例えば、非特許文献２参照。）。非特許文献２には、錐体応答に相関性の高い、ＬＭＳ色空間におけるＳ成分（Ｓ錐体刺激値）や輝度Ｙ（Ｌ＋Ｍ）成分のコントラストを強調する画像処理方法が開示されている。

図１０は、非特許文献２による画像処理を説明する図の一例である。図１０のグラフは、ＬＭＳ色空間におけるＳ成分の入力をＸ軸に、γ変換後の出力をＹ軸にとる。まず、ｓＲＧＢ 空間における、適当に選定した１１色に加え、黒色点（BP）と白色点（WP）、計１３色の色信号（すなわち、１３点の色信号がある）を、変換手段（例えばプログラム）がＬＭＳ色空間の信号に変換（変換方法については発明の詳細な説明にて説明する）した。そして、図１０では、Ｓ成分を横軸（S_in）とし、γ変換によって調整したＳ成分を縦軸（S_out）にしてプロットしている。図１０に示すように、Ａ領域の２点のＳ成分の差分値ΔS_Ainは、γ変換によってその差異が強調され、ΔS_Aoutになっている。

また、この他にも、カラー文書の色の弁別性を向上させる技術が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。特許文献１には、画像信号をＬ*a*b*表色系に変換し、b*軸成分のコントラストを強調（γ補正）する色弁別性を向上させる技術が開示されている。

特許文献２には、配色の構造属性を分析し、識別できない配色の文書に対し、「縮退面での色差が閾値以上になる」かつ「一般色覚者が色認知を変えない」ように、色認知特性データベースを参照して文書の色修正を行う色修正プログラムが開示されている。

特許文献３には、予め、認識し難い色成分のＲＧＢ値の範囲を設定しておき、カラーの文字が抽出された場合、上記の範囲に該当する色情報を、予め定められた色変換ルールに基づき変換する色変換システムが開示されている。

特許文献４には、予め色弱者毎に誤認傾向のある色に関する情報を登録しておき、カラーの文書が入力されると登録情報を参照してカラーの文書にそれらの色が含まれているか否かを判定し、含まれている場合には、その色を所定の色に変換する画像形成装が開示されている。

しかしながら、非特許文献２においては、次のような問題がある。図１０のＡ領域とＢ領域にある、比較的Ｓ成分が近い色同士が、Ｌ成分又はＭ成分も比較的近い値を取っていて、それぞれ色弱者にとって識別しづらい色であった場合、差分値ΔS_Ainは拡大されてΔS_Aoutになる。しかし、一律にγ変換を施すため、Ｓ成分の絶対値が中程度のＢ領域においては、ΔS_BinがΔS_Boutに変換されるが、ΔS_BinとΔS_Boutとはほとんど同じなので、変換しても色弁別性が向上していない。

さらに、Ｓ成分の絶対値に着目すると（S_in＝Ｓ_outのラインからの乖離量）、Ａ領域ではΔS_Aしか変化しないが、Ｂ領域ではΔS_Aよりも大きいΔS_Bだけ変化し、Ａ領域に比べて大きく色が変化している。

このように、Ｓ成分について一律のγ変換を行う場合、差異の強調が不十分であったり、変換の前後で大きく色が変わってしまうという問題がある。また、Ｂ領域よりもさらに図の右側（S_inの値が大きい領域）にある色同士では、S_inとS_outを通過する近似曲線の傾きが小さくなり、S_in＝S_outの差異が小さくなってしまう。これにより色弁別性がかえって悪化する可能性がある。この問題は、コントラストを強調する特許文献１においても同様である。

また、特許文献２においては、構造分析手段により、配色構造を分析し、色盲特性及び色認知特性データベースを用意しておくことが必要であるため、処理が非常に複雑で、対象とする色が比較的多い場合などは、保持しておくべきデータベースも膨大な容量になってしまうなど、実現は困難である。また、変換後の色を出力する画像出力装置の色域が考慮されていないため、色弁別性を上げても、出力装置の色域の制約により色が変わってしまい、色弁別性が保てない可能性がある。

また、特許文献３や４については、予め誤認傾向のある色の情報を保持しておき、それに該当する色が使われていた場合に所定の色変換を行うが、変換先の色情報に、元々の文書に比較的近い色が使われている可能性もあり、そのような場合には誤認傾向のある色と変換目標とする色の情報を細かく調整しなければならず、やはりデータベースが膨大な情報量になってしまう。逆に、粗く、少ない色数の情報しか保持しない場合には、似た傾向の色が同じ色に変換されてしまい、色弁別性を向上させることができない可能性がある。また、特許文献２と同様に、出力装置の色域が考慮されていないため、色弁別性が保てない可能性もある。

本発明は、上記課題に鑑み、画像形成装置の色域内に含まれる色で、色弱者にとって色弁別性が向上した色に、色を調整する色調整装置、色調整方法及びプログラムを提供することを目的とする。

上記課題に鑑み、本発明は、一対の色の色差を変更する色調整装置であって、複数の色を有する入力色信号を記憶した記憶手段と、入力色信号を錐体応答色空間の中間色信号へと変換する色変換手段と、中間色信号に対し、第1の色調整を施す第1の色調整手段と、 中間色信号に対し、第２の色調整を施す第２の色調整手段と、画像形成装置の色域情報を記憶する色域情報記憶手段と、 前記第１の色調整により調整された第1の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定し、第２の色調整を施された場合には、前記第２の色調整により調整された第２の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定する内外判定手段と、を有することを特徴とする。

２つの手法で色調整するので、可能な限り色弁別性を向上させることができる。また、画像出力装置に色域の制約があっても、画像出力装置の色域内で印刷することができる。

画像形成装置の色域内に含まれる色で、色弱者にとって色弁別性が向上した色に、色を調整する色調整装置、色調整方法及びプログラムを提供することができる。

情報処理装置のハードウェア構成例を示す図である。 情報処理装置の一例として、ＭＦＰのハードウェア構成図の一例である。 情報処理装置の機能ブロック図の一例である。 情報処理装置が色調整する手順を示すフローチャート図の一例である。 入力色信号（１１色）のＲＧＢ値の一例を示す図である。 ｓＲＧＢから変換されたＬＭＳ値の一例を示す図である。 画像形成装置の色域情報の記述例を示す図である。 画像形成装置Ａ及びＢそれぞれの色域情報を表すテーブルの一例を示す図である。 マージされたテーブルの使用例を説明する図である。 従来の画像処理を説明する図の一例である（非特許文献２）。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

まず、本実施形態の画像処理（色調整）が適用される装置のハードウェア構成について例示する。本実施形態の色調整方法は、情報処理装置１００であれば適用可能であり、一般的にはパーソナルコンピュータ、ワークステーション等を実体とすることができる。また、情報処理装置１００を有する携帯電話、スマートフォン等にも適用できる。また、プリンタ、複写機、ＦＡＸ装置、スキャナ装置、これらの２以上の機能を統合したＭＦＰ（Multi Function Peripheral)等にも好適に適用できる。

図１は情報処理装置１００のハードウェア構成例を示す図である。情報処理装置１００は、プログラム読取装置１２、マイコン１３、マウス１４、及び、キーボード１５、を有する。マイコン１３は、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３、ＤＩＳＫ２４及びＮＩＣ（ネットワークインターフェースカード）２５を有する。情報処理装置１００には、ディスプレイ１０１及びプリンタ１０２が接続されている。

ＣＰＵ２１は、ＤＩＳＫ２４に記憶されたプログラム１０を、ワークエリア等として使用されるＲＡＭ２２に読み出し実行することで、情報処理装置１００の全体を制御する。また、ＲＯＭ２３にはＣＰＵ２１を制御する制御プログラム、パラメータ、起動用プログラム等が記憶されている。ＤＩＳＫ２４は、ハードディスクドライブやＳＳＤ（Solid State Drive）を実体とする。ＮＩＣ２５は、インターネットやＬＡＮなどに接続して通信データにプロトコル処理を施すことで、不図示のサーバ等と通信データを送受信することを可能にする。プログラム読取装置１２は、記憶媒体１１が脱着可能に構成されており、記憶媒体１１にデータを書き込み、また、記憶媒体１１からデータを読み出すことを可能にする。記憶媒体１１は、例えば、ＣＤ−ＲＯＭ、ＵＳＢメモリ、ＥＥＰＰＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、光磁気ディスク等を実体とする。ＤＩＳＫ２４に記憶されたプログラム１０は、この記憶媒体１１からプログラム読取装置１２により読み出され、ＤＩＳＫ２４にインストールされる。また、情報処理装置１００がこのプログラム１０を、ＮＩＣ２５を介して不図示のサーバから受信し、ＤＩＳＫ２４にインストールしてもよい。

マウス１４はユーザがポインティングデバイスをディスプレイ１０１上で移動させたり、アイコンを選択するための操作を受け付ける入力装置である。キーボード１５は、ユーザが入力した文字や数字を情報処理装置１００が受け付けるための入力装置である。ディスプレイ１０１は、グラフィックボードが生成する画面を表示する、液晶や有機ＥＬ等のフラットパネルディスプレイである。ユーザが直接、画面に触れることでアイコンの選択や文字、数字の入力を可能とするタッチパネルを備えていてもよい。プリンタ１０２は、電子写真技術、ジェルジェット技術、等により用紙にカラーの文書を印刷する。

本実施形態の情報処理装置１００が色変換するカラーの文書（以下、カラー文書という）は、この情報処理装置１００上でユーザがアプリケーションソフト（ペイント系アプリ、ドロー系アプリ、プレゼン用アプリ、ワープロアプリ等）を立ち上げマウス１４やキーボード１５を操作して生成すること、ＮＩＣ２５を介して不図示のサーバから情報処理装置１００にダウンロードすること、又は、プログラム読取装置１２が記憶媒体１１から読み出すこと、等により情報処理装置１００に入力される。入力されたカラー文書の画像データ（後述の入力色信号を有する）は、ＲＡＭ２２やＤＩＳＫ２４に記憶される。ＣＰＵ２１は、プログラム１０を実行してＲＡＭ２２やＤＩＳＫ２４に記憶されたカラー文書の画像データを色変換する。

このような構成を有する情報処理装置１００において、ＣＰＵ２１がプログラム１０を実行することで、後述する色変換部５１、色差評価部５２、色調整部１（符号は５３）、色調整部２（符号は５４）及び内外判定部５５の各機能が実現される。また、後述する色域情報保持部５６は、ＤＩＳＫ２４、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３のいずれか１以上に実装される。なお、プログラム１０を記憶した記憶媒体１１がプログラム読み取り装置に装着されると、ＣＰＵ２１が自動的に（装着しただけで）このプログラム１０を実行してもよい。

図２は、情報処理装置１００の別の一例として、ＭＦＰのハードウェア構成図の一例を示す。ＭＦＰは、コントローラ３０と、操作パネル４３と，エンジン部４４と、ＦＡＸ制御ユニット４５を有する。コントローラ３０は、ＣＰＵ３２と，システムメモリ３１と，ＮＢ（ノースブリッジ）３３と，ＳＢ（サウスブリッジ）３７と，ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）３４と，ローカルメモリ３５と，ＨＤＤ３６と、ＮＩＣ３８と，ＵＳＢデバイス３９と，ＩＥＥＥ１３９４デバイス４１と、セントロニクスデバイス４２とを含む。

記憶媒体１１は、例えば、ＵＳＢデバイス３９に脱着可能であり、記憶媒体１１に記憶されたプログラム１０は、記憶媒体１１からＨＤＤ３６にインストールされる。また、プログラム１０は、不図示のサーバからＮＩＣ３８を経由してＨＤＤ３６にインストールされてもよい。

ＣＰＵ３２は、ＭＦＰの全体制御を行うものである。例えばＣＰＵ３２は、ＯＳ（UNIX（登録商標）、Linux等）上にプロセス（例えば、各種アプリケーション、ユーザサービス、リソース管理等）を起動して実行させる。ＮＢ３３はブリッジである。ＳＢ３７は、ＰＣＩバスとＲＯＭや周辺デバイス等とを接続するためのブリッジである。システムメモリ３１は、ＭＦＰの描画用メモリなどとして用いられメモリである。ローカルメモリ３５は、コピー用画像バッファ，符号バッファとして用いられるメモリである。

ＡＳＩＣ３４は、画像処理用のハードウェア要素を有する画像処理用途向けのＩＣである。ＨＤＤ３６は、画像データ，文書データ，プログラム１０，フォントデータ等の蓄積を行うストレージ（補助記憶装置）の一例である。ＮＩＣ３８は、ＭＦＰをネットワークに接続するインターフェース機器である。また、ＵＳＢデバイス３９、ＩＥＥＥ１３９４デバイス４１およびセントロニクスデバイス４２は、それぞれの規格に準じたインターフェースである。

操作パネル４３は、タッチパネルを介し、オペレータからの入力操作を受け付けると共に、オペレータに向けた表示を行う操作部である。操作パネル４３の周辺には物理的なキーボードが配置されている。エンジン部４４は、１ドラムカラープロッタであり、印刷ジョブデータやスキャナ４６が読み取った画像データに基づき、１ページ毎の画像を各色に分解して形成し、色の数だけ繰り返し用紙に転写する。例えば、レーザービームを用いた電子写真プロセスを使って、感光ドラムに各色のトナー画像を繰り返し用紙に転写し、定着装置により熱と圧力により定着して出力する。印刷するカラー文書の画像データには、本実施形態の色調整が施される。

また、スキャナ４６は、コンタクトガラスに載置された原稿を光学的に走査して、その反射光をＡ／Ｄ変換して誤差拡散やガンマ変換などの画像処理を施し所定の解像度のデジタルデータに変換し画像データを生成する。

ＦＡＸ制御ユニット４５は、ＮＣＵ（Network Control Unit）を介して公衆通信網に接続し、例えばＧ３、Ｇ４規格のファクシミリに対応した通信手順（通信プロトコル）等に従いファクシミリの送受信を行う。なお、ＦＡＸ制御ユニット４５はメモリを有しており、例えばＭＦＰの電源がＯＦＦのときに受信したファクシミリデータを一時的に格納するためにこのメモリに記憶する。

〔色調整について〕
以下、情報処理装置１００による色調整について詳細に説明する。
図３は、情報処理装置１００の機能ブロック図の一例を示す。まず、情報処理装置１００による色変換について概略を説明する。
（１）色変換部５１は、カラー文書が有する入力色信号（ｓＲＧＢ、AdobeRGB、scRGB、ＲＧＢ等）を錐体応答色空間ＬＭＳ（以下、錐体応答色空間ＬＭＳにおける色信号を中間色信号ＬＭＳという）の中間色信号ＬＭＳへと変換する。

また、色差評価部５２は、中間色信号ＬＭＳに基づき、色弱者にとっての錐体応答値を算出し、入力色信号の色同士の色差を算出する。ここで、対象とする色弱のタイプは、例えば、Ｐ型及びＤ型色覚のタイプである。このタイプは、色弱者の全体の９９％以上を占めると考えられている。なお、色弱のタイプを指定すれば、色差評価部５２は色弱のタイプ毎に錐体応答値を算出できるので、Ｐ型及びＤ型色覚は一例に過ぎない。また、ＣＵＤＯの区分に従う必要もない。
（２）色調整部１は、色差評価部５２で算出された色差が所定値以下、かつ、最小の色のペアに対して、Ｓ錐体応答値の調整を行う。この調整が第1の色調整であり、色調整された中間色信号がＬＭＳ'である（特許請求の範囲の第1の調整後中間色信号に相当する。）。
（３）色調整部１によって調整された中間色信号ＬＭＳ'に対し、内外判定部５５は、色域情報保持部５６を参照して、色域に含まれるか否かを判定する。色域情報保持部５６には、画像形成装置の色域情報が保持されている。この画像形成装置は、情報処理装置１００がこれからカラー文書を印刷する画像形成装置であるので、例えば、図１のプリンタ１０２や図２のＭＦＰが相当する。色域に含まれると判定されれば、情報処理装置１００は、中間色信号ＬＭＳ'でその色の入力色信号を置き換える。
（４）第１の色調整で得られた中間色信号ＬＭＳ'が画像形成装置の色域に含まれない場合、色調整部２は、色差が所定値以下、かつ、最小の中間色信号ＬＭＳの色のペアに対して、輝度成分（Ｌ＋Ｍ）の調整を行う。この調整が第２の色調整であり、色調整された中間色信号がＬ'Ｍ'Ｓである（特許請求の範囲の第２の調整後中間色信号に相当する。）。
（５）色調整部２によって調整された中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓに対し、内外判定部５５は、色域情報保持部５６を参照して、色域の内部にあるか否かを判定する。判定の結果、色域に含まれると判定されれば、色域に含まれると判定されれば、情報処理装置１００は、中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓでその色の入力色信号を置き換える。色域内に含まれない色（ペアのうち両方、又は、一方のみの場合がある）は、元の入力色信号により出力される。

このように、色調整後の中間色信号ＬＭＳ'、 Ｌ'Ｍ'Ｓに対し、画像形成装置の色域の内外判定を行うことで、画像形成装置で再現可能な範囲で、色弱者にとって色弁別性のよい色調整を行うことが可能となる。また、Ｓ錐体応答値を調整しても色域内に含まれない場合、輝度（Ｌ＋Ｍ）値を調整するので、Ｓ錐体応答値の調整が困難な場合でも色弁別性を向上させることができる。

図４は、情報処理装置１００が色調整する手順を示すフローチャート図の一例である。
本実施例では、入力色信号として、１１色（画素値の数は１１個以上であることが多い）のデータが入力されるものとする。そして、情報処理装置１００は、上述したように、局所的に色の差を拡大する。

＜Ｓ１１＞
色変換部５１が例えばＲＡＭ２２からカラー文書の入力色信号を読み出す。色調整の対象となる色信号はｓＲＧＢ値とするがｓＲＧＢである必要はなく、AdobeRGB、scRGB等の拡張RGB値であってもよいし、CIE Ｌ*a*b*表色系のＬ*a*b*値のような知覚量でもよい。

図５は、入力色信号（１１色）のＲＧＢ値の一例を示す。入力色信号の色数は必ずしも１１色である必要はなく、それ以上でもそれ以下（２以上）の色数であってもよい。

＜Ｓ１２＞
図４に戻り、色変換部５１は、入力色信号を錐体応答色空間ＬＭＳの中間色信号ＬＭＳへ変換する。
入力色信号（ｓＲＧＢ）から中間信号ＬＭＳへの変換について説明する。
色変換部５１は、まず、入力されたｓＲＧＢ色信号を、ｓＲＧＢの仕様（IEC/4WD 61966-: Colour Measurement and Management in Multimedia Systems and Equipment - Part : Default RGB Colour Space - sRGB）に基づき、ＸＹＺ三刺激値へと変換する。

各Ｒ'sRGB、Ｇ'sRGB、Ｂ'sRGB、について、０．０４０４５以下の場合、色変換部５１は次式でＲsRGB、ＧsRGB、ＢsRGB、を算出する。

各Ｒ'sRGB、Ｇ'sRGB、Ｂ'sRGB、について、０．０４０４５より大きい場合、色変換部５１は次式でＲsRGB、ＧsRGB、ＢsRGB、を算出する。

色変換部５１は、次式を用いてＲsRGB、ＧsRGB、ＢsRGB、を、ＸＹＺ三刺激値へと変換する。

ついで、色変換部５１は、次式を用いてＸＹＺ三刺激値をＬＭＳ値に変換する。

図６は、ｓＲＧＢから変換されたＬＭＳ値の一例を示す図である。

なお、図５の入力色信号ｓＲＧＢから中間色信号ＬＭＳへの変換は、式（１）〜（５）以外の変換式を用いても可能である。また、式（１）〜（５）に補正項を加減乗除してより好ましい中間色信号ＬＭＳ値を求めることも多い。このため、図５のＲＧＢ値に式（１）〜（５）を施しても図６のＬＭＳ値と完全には一致しない。変換された中間色信号ＬＭＳは色差評価部５２へ送出される。

＜Ｓ１３＞
図３に戻り、色差評価部５２は、中間色信号ＬＭＳから、各色覚特性毎（例えば、Ｐ型及びＤ型色覚）に錐体応答値を算出する。色差評価部５２は、Ｐ型色覚について、次式により錐体応答値（Ｌ_ｐ、Ｍ_ｐ、Ｓ_ｐ）を算出する。

また、色差評価部５２は、Ｄ型色覚について、次式により錐体応答値（Ｌ_Ｄ、Ｍ_Ｄ、Ｓ_Ｄ）を算出する。

なお、式（６）及び式（７）の詳細について、必要であれば「細胞工学 Vo21. No.8 2002」を参照されたい。健常者であるＣ型色覚については、式（５）により求めたＬＭＳ値が錐体応答値である。

繰り返しになるが、式（６）（７）のような錐体応答値を求める際に用いる変換マトリクスは一例であり、他のマトリクスや、式によって算出してもよい。

そして、色差評価部５２は、錐体応答値ＬＭＳ、錐体応答値Ｌ_ｐＭ_ｐＳ_ｐ、錐体応答値Ｌ_ＤＭ_ＤＳ_ＤをＸＹＺ三刺激値に逆変換する。これは、CIE Ｌ*a*b*表色系のＬ*a*b*値を算出するためである。Ｌ*a*b*値を算出することで色差の算出が容易になる。

色差評価部５２は、次式を用いて、健常者の錐体応答値ＬＭＳからＸＹＺ三刺激値へ逆変換する。式（８）は式（５）を逆変換したものである。

同様に、色差評価部５２は、次式を用いて、Ｐ型色覚、Ｄ型色覚の錐体応答値ＬｐＭｐＳｐ、錐体応答値Ｌ_ＤＭ_ＤＳ_ＤからＸＹＺ三刺激値へ逆変換する。式（９）は式（６）（７）を式（５）に適用して式（５）を逆変換したものである。

そして、色差評価部５２は、ＸＹＺ三刺激値をCIE Ｌ*a*b*表色系のＬ*a*b*値に変換する。ＸＹＺ三刺激値からＬ*a*b*値への変換は、例えば、次式を用いる。

ただし、Ｘｎ，Ｙｎ、Ｚｎは定数である。

＜Ｓ１４＞
ステップＳ１３までの処理により、色覚特性毎のＬ*a*b*値が算出された。色差評価部５２は、各色（１１色）同士の色差を算出する。１１色から２色を取り出す組み合わせの数は、11Ｃ2＝の５５組である。Ｃ型色覚については色差を算出する必要がないので、Ｐ型色覚とＤ型色覚の２種の色覚特性に対し、色差を算出する。したがって、算出される色差の数は、５５×２＝１１０個となる。

色差評価部５２は、１１０個の色差を算出する。色差ΔＥabの算出式は、例えば次式で現すことができる。

以下では、Ｐ型色覚の色差ΔＥabを色差ΔＥ_ｐと、Ｄ型色覚の色差ΔＥabを色差ΔＥ_Dと、置き換える。

色差評価部５２は、５５個のΔＥｐと５５個のΔＥ_D、のうちそれぞれ最小の色差が、所定の閾値ΔＥthを下回るか否かを判定する。この閾値Ｅthは、あらかじめ色弱者に、色差の異なるカラー文書をいくつか提示した際に、色弱者が、区別できなくなる程度の色差を求めておくことで定めることができる（主観評価実験）。したがって、閾値Ｅthは、ΔＥｐとの比較用と、ΔＥ_Dとの比較用で異なっていてもよい。

最小の色差が閾値Ｅthを下回る間は、以下のステップＳ１５、Ｓ１６の処理が繰り返される。したがって、110個の色のうち、色差が閾値Ｅthを下回るすべての色について、Ｓ１５の処理が施される。

＜Ｓ１５＞
最小のΔＥ_ｐ又はΔＥ_Dが閾値Ｅthを下回っていた場合、色差評価部５２はその色の組合せの中間色信号ＬＭＳのＬＭＳ値（Ｌ１，Ｍ１，Ｓ１、Ｌ２，Ｍ２，Ｓ２）を色調整部１へ送出する。色調整部１は、２組の中間色信号ＬＭＳを受け取ると、まず、２つのＳ成分Ｓ１，Ｓ２の大小関係に応じて次の処理を施す（「第１の色調整」に相当する。）。
・Ｓ１≦Ｓ２の場合には、
Ｓ１ =Ｓ１ − ΔＳ
Ｓ２ =Ｓ２ ＋ ΔＳ
・Ｓ１＞Ｓ２の場合には、
Ｓ１=Ｓ１ ＋ ΔＳ
Ｓ２=Ｓ２ − ΔＳ
但し、０＜ΔＳ＜１（ΔＳは、ゼロより大きい、小さめの正値である。）。すなわち、色調整部１による調整は、Ｓ１とＳ２の差を大きくする処理である。ΔＳを充分に小さい正値とすれば、色弱者が色判別できる色差に徐々に近づけることができる。Ｓ錐体は、Ｐ型／Ｄ型色覚のどちらにおいても正常に機能しているため、Ｓ錐体応答値の差異を拡大することで、色弁別性を向上できる。

また、例えば、ΔＳを「閾値Ｓth−｜Ｓ１−Ｓ２｜」のように変数とすれば、同じ色のペアについて１回の色調整で、色弱者が色判別できる程度に色調整することができる。閾値Ｓthは、主観評価によって色弱者が識別可能な錐体応答値の差分値として求めておく。

色調整部１は、第１の色調整が施された２色の中間色信号ＬＭＳ'を、それぞれ内外判定部５５に送出する。

＜Ｓ１６＞
内外判定部５５は、色調整後の２色の中間色信号ＬＭＳ'を受け取ると、式（９）により、ＸＹＺ三刺激値へ変換し、その後、式（１０）によりＬ*a*b*値へと変換する。そして、さらに以下の式で、Ｌ*a*b*表色系の極座標（L、C、h）を算出する。Ｌは明度、Ｃは彩度、hは色相角である。なお、この変換は、色域情報保持部５６がＬ*a*b*表色系で色域情報を記憶しているためであり、色域情報が別の表色系で定められている場合は、適宜、表色系に応じて変換する。
C = (a*a + b*b)^(1/2) ・・・（１２）
h = (180 / π) * atan2(b , a)・・・（１３）
ただし、 h＜0の場合
h = h + ３６０ … （１３'）
図７は、画像形成装置の色域情報の記述例を示す図である。図７の色情報は、画像形成装置の色域の最外郭において、画像形成装置で再現できる最高彩度を、明度方向に1刻み毎、色相角方向に1度刻み毎、設定してある。例えば、第1の色調整後の中間色信号ＬＭＳ'が、L=50、C=30、h=8だとすると、内外判定部５５は、図７の色域情報中の明度５０で色相角8度に対応づけられた最高彩度の情報を参照する。内外判定部５５は、参照した彩度よりも中間色信号ＬＭＳ'の彩度の方が大きかった場合には色域外、以下の場合には色域内と判定する。

なお、例えば、第1の色調整後のＬがＬ=５０．３のように、色域情報の刻み値未満の端数を有する場合、Ｌ=５０と５１の最外郭の彩度を線形補間した値を用いてもよいし、Ｌ=５０及び５１双方の最外郭の彩度を参照するようにしても良い。色相角についても同様である。内外判定部５５は、２色それぞれについての判定結果を色調整部１へ返す。

色調整部１では、判定結果を受け取り、色域内と判定された場合には、色弱者に望ましい調整ができ、印刷も可能であることになるので、色調整後の中間色信号ＬＭＳ'を色差評価部５２へ送出する。色差評価部５２は、該当する色の中間色信号ＬＭＳを色調整後の中間色信号ＬＭＳ'で置き換え、再度、色差評価を行う（Ｓ１４）。

ΔＳを閾値Ｓthより充分に小さい正値とすれば、一度の第１の色調整で、最小の色差ΔＥｐ又はΔＥ_Dが閾値Ｅth以上となるとは限らないので、Ｓ１４の再度の色差評価では、第1の色調整を施した同じ２色が選ばれることもあるし、別の２色が選ばれることもあるし、又は、１色のみが違うペアの２色が選ばれることもある。

一方、ΔＳを「閾値Ｓth−｜Ｓ１−Ｓ２｜」とすれば、Ｓ１４では最小の色差ΔＥｐ又はΔＥ_D、が徐々に大きくなるので、Ｓ１４の繰り返しの度に異なる色のペアの色差ΔＥｐ又はΔＥ_Dが、閾値Ｅthとの比較対象となるとしてよい。

いずれのΔＳを用いても、一律にγ変換を行うでなく、２色を取り出し、差異が大きくなるよう強調するので、差異の強調が不十分になることを抑制できる。

＜Ｓ１７＞
色域外という判定結果の場合、色弱者に望ましい調整を施したが印刷できないことになるので、色調整部１は、Ｓ１５における第1の色調整により得られた中間色信号ＬＭＳ' を破棄する。２色のうち片方のみが色域外の場合には、色域内の片方の色のみ第１の色調整後の中間色信号ＬＭＳ'を保持するようにする。そして、Ｓ錐体応答値の色調整が困難であったことになるので、色調整部１は、第１の色調整前の中間色信号ＬＭＳを色調整部２へ送出する。したがって、色調整部１から色調整部２へ送出される中間色信号はＬＭＳ（２色とも色域外）又はＬＭＳ'（１色だけ色域外）となる。

また、色域外という判定結果の場合でも、ΔＳを充分に小さい正値とすれば、最後の第１の色調整による中間色信号ＬＭＳ'は破棄されても、それまでの第１の色調整の結果は中間色信号ＬＭＳに反映させることができるので、色弱者に望ましい色に近づけたことになる。

＜Ｓ１８＞
色調整部２では、２色の中間色信号ＬＭＳを受け取ると、両者の、Ｌ１＋Ｍ１，Ｌ２＋Ｍ２、の大小関係に応じて次の処理を施す（「第２の色調整」に相当する。）。
・Ｌ１＋Ｍ１≦Ｌ２＋Ｍ２の場合
Ｌ１ =Ｌ１−ΔＹ
Ｍ１ =Ｍ１−ΔＹ
Ｌ２ =Ｌ２＋ΔＹ
Ｍ２ = Ｍ２ +ΔＹ
・Ｌ１＋Ｍ１＞Ｌ２＋Ｍ２の場合
Ｌ１ =Ｌ１ +ΔＹ
Ｍ１ =Ｍ１ ＋ ΔＹ
Ｌ２ =Ｌ２ − ΔＹ
Ｍ２ =Ｍ２ − ΔＹ
但し、０＜ΔＹ＜１（ΔＹは、ゼロより大きい、小さめの正値である。）。すなわち、色調整部２による第２の色調整は、Ｌ１とＬ２の差及びＭ１とＭ２の差を大きくする処理である。一方、ΔＹを充分に小さい正値とすれば、色弱者が色判別できる色差に徐々に近づけることができる。

ΔＳと同様に、ΔＹを「閾値Ｙth −｜（Ｌ１＋Ｍ１）−（Ｌ２＋Ｍ２）｜」のように変数とすれば、同じ色のペアについて１回の色調整で、色弱者に望ましい輝度に色調整することができる。閾値Ｙthは、主観評価によって色弱者が識別可能な輝度値の差分値として求めておく。

色調整部２は、第２の色調整が施された２色の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓを、内外判定部５５に送出する。このように、第１の色調整によるＳ成分の色調整では不十分な場合には、Ｌ成分とＭ成分（輝度成分）により画像形成装置の色域内で色調整することができる。したがって、Ｓ成分の差異を強調する第１の色調整では色弱者に望ましい調整が困難でも、輝度を調整する第２の色調整を施すことで、画像形成装置の色域内で可能な限り、色弱者に望ましい色調整が可能となる。

＜Ｓ１９＞
内外判定部５５は、ステップＳ１６と同様に、第２の色調整が施された２色の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓに対し、画像形成装置の色域に含まれるか否かの内外判定を行う。すなわち、内外判定部５５は、色調整後の２色の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓを受け取ると、式（９）により、ＸＹＺ三刺激値へ変換し、その後、式（１０）によりＬ*a*b*値へ変換する。そして、Ｌ*a*b*表色系の極座標（L、C、h）を算出し、色域情報保持部５６に記憶された画像形成装置の色域内に含まれるか否かを判定する。内外判定部５５は、判定結果を色調整部２に送出する。

ΔＹを閾値Ｙthより充分に小さい正値とすれば、一度の第２の色調整で、最小の色差ΔＥｐ又はΔＥ_Dが閾値Ｅth以上となるとは限らないので、Ｓ１４の再度の色差評価では、第1又は第２の色調整を施した同じ２色が選ばれることもあるし、別の２色が選ばれることもあるし、又は、１色のみが違うペアの２色が選ばれることもある。

また、ΔＹを「閾値Ｙth−｜（Ｌ１＋Ｍ１）−（Ｌ２＋Ｍ２）｜」とすれば、Ｓ１４では最小の色差ΔＥｐ又はΔＥ_D、が徐々に大きくなるので、Ｓ１４の繰り返しの度に異なる色のペアの色差ΔＥｐ又はΔＥ_Dが、閾値Ｅthとの比較対象となるとしてよい。

なお、いずれのΔＹを用いても、一律にγ変換を行うでなく、２色を取り出し、差異が大きくなるよう強調するので、差異の強調が不十分になることを抑制できる。

＜Ｓ２０＞
色域外という判定結果の場合、色弱者に望ましい調整を施したが印刷できないことになるので、色調整部２は、Ｓ１８における第２の色調整により得られた中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓ を破棄する。色調整部２は、調整前の中間色信号ＬＭＳを色差評価部５２へ送出する。
２色のうち片方のみが色域外の場合には、色域内の片方の色のみ第２の色調整後の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓを保持するようにする。

また、色域外という判定結果の場合でも、ΔＹを充分に小さい正値とすれば、最後の第２の色調整による中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓは破棄されても、それまでの第２の色調整の結果は中間色信号ＬＭＳに反映させることができるので、色弱者に望ましい色に近づけたことになる。

色域内と判定された場合には、色弱者に望ましい調整ができ、印刷も可能であることになるので、色調整後の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓを色差評価部５２へ送出する。色差評価部５２は、該当する色の中間色信号ＬＭＳを色調整後の中間色信号Ｌ'Ｍ'Ｓで置き換え、再度、色差評価を行う（Ｓ１４）。

以上のような第１、第２の色調整を、各色覚特性における色差の最小値ΔＥ_p、ΔＥ_Dが閾値ΔＥth以上になるまで繰り返す。最小の色差が閾値Ｅthを下回らなくなると（Ｓ１４のＮｏ）、図４のフローチャート図に基づく処理は終了する。また、入力色信号や色域情報によっては、１１０個全ての組の色について、色差の最小値ΔＥ_p、ΔＥ_Dが閾値ΔＥth以上とならない場合があるので、例えば、ステップＳ１４のループ回数等に応じて処理を強制的に終了させる。

色差評価部５２は、色調整後の中間色信号ＬＭＳを例えばＲＡＭ２２やＤＩＳＫ３４に記憶する。そして、情報処理装置１１は、Ｐ型色覚、Ｄ型色覚にとって色弁別性の向上した中間色信号ＬＭＳをｓＲＧＢに変換し、カラー文書をプリンタ１０２に送出する。こうすることで、画像形成装置で再現可能な範囲で、色弱者にとって色弁別性のよいカラー文書を印刷できる。

以上説明したように本実施例の情報処理装置１００は、まず、Ｐ型／Ｄ型色覚のどちらにおいても正常に機能しているＳ錐体応答値の差異を拡大するような色調整を行い、調整後の中間色信号ＬＭＳ'が画像形成装置の色域の外であった場合に、Ｓ錐体応答値の調整をやめ、輝度（Ｌ＋Ｍ）値の差異を拡大する。ΔＳやΔＹを適切に調整することで、画像形成装置の色域内で、可能な限り色弁別性を向上できる。また、画像形成装置の色域の内外判定を行っているので、画像形成装置が表現可能な色で、なるべく元の色を変えずに色弱者にとっての色弁別性がよくなるような色調整を行うことが可能である。

実施例１では、内外判定部５５は、所定の画像形成装置の色域に含まれるか否かを判定したが、本実施例では、複数の画像形成装置が有する色域情報のうち最小の色域情報に基づいて色調整後の中間色信号ＬＭＳ'又はＬ'Ｍ'Ｓが色域に入るか否かを判定する情報処理装置１００について説明する。複数の画像形成装置のうち最小（最も狭い）の色域情報に基づき判定することで、色域の大小を問わず、様々な画像形成装置で色弱者の色弁別性を向上させた、カラー文書を印刷できる。なお、本実施例のハードウェア構成図、ブロック図及びフローチャート図は実施例１と同様である。

本実施例では、ステップＳ１６、Ｓ１９の判定において、内外判定部５５が参照する色域情報が異なる。
図８（ａ）は画像形成装置Ａ及びＢの色域情報を表すテーブルの一例を示す図である。画像形成装置Ａと画像形成装置Ｂは、例えば、情報処理装置１００とネットワークを介して接続されており、情報処理装置１００が利用可能な画像形成装置の一例である。すなわち、情報処理装置１００が用紙の印刷に使用したことがある、または、今後使用する可能性のある画像形成装置である。情報処理装置１００は、画像形成装置Ａ、Ｂに、それぞれ色域情報を送信するよう要求して、色域情報を取得することができる。

２つの色域情報が色域情報保持部５６に記憶されている場合、内外判定部５５は、色調整後の中間色信号ＬＭＳ'又はＬ'Ｍ'Ｓが画像形成装置の色域の内外どちらにあるかを、全て（２つの）のテーブルを用いて判定する。そして、１つでも色域外と判定された場合に、他の色域情報では色域内であると判定されても、色域外であると判定する。そして、第1の色調整又は第２の色調整が施された中間色信号ＬＭＳ'又はＬ'Ｍ'Ｓに対する色調整を破棄する。

複数の色域情報のうち最も小さい色域情報を基準に判定することで、利用可能な全ての画像形成装置にて再現可能で、かつ、色弱者による色弁別性のよい色調整が可能となる。

また、画像形成装置Ａ，Ｂの数が大きくなると色域内か否かを判定する処理に時間がかかるようになるので、予め複数の画像形成装置Ａ、Ｂの色域情報を統合しておいてもよい。
図８（ｂ）は、あらかじめ複数の画像形成装置Ａ，Ｂの色域情報から、各明度・色相角毎に、最小彩度を採用したテーブルの一例を示す図である。例えば、内外判定部５５は、明度・色相角の組み合わせ毎に２つのテーブルの値を比較し、より小さい方の値を、その明度・色相角の値に設定する。このように、予めテーブルをマージしておくことで、第1の色調整及び第２の色調整における、情報処理装置１００の処理負荷を低減できる。

図9（ａ）はマージされた色域情報のテーブルの使用例を説明する図である。例えば、一般的なオフィスアプリケーションなどでは、グラフを作成する際にデフォルトで用いられる色の組合せ（例えば１６色程度）は決まっている。ユーザが、色の組み合わせを選択すると、情報処理装置１００が、マージされた色域情報のテーブルを参照して内外判定するので、同じ色の組み合わせに対しては、印刷する画像形成装置に関係なく、統一された、色弱者が識別しやすい色の組み合わせで印刷することができる。

また、更に、変換テーブルを作成しておくこともできる。図９（ｂ）は、変換テーブルを使用した色調整の一例を示す図である。内外判定のための色域情報（テーブル）と入力される色の組み合わせが固定であれば、色調整後の色の組み合わせも一意に決定できる。図９（ａ）の複数の色の組み合わせ毎に、第1の色調整及び第２の色調整を施し、予めマージしたテーブルで内外判定をして、色調整後の色を、色調整前の各色に対応づけることで変換テーブルを作成できる。

現実に、例えばオフィスアプリケーションにより作成したカラー文書を印刷する際は、デフォルトの色の組み合わせを選択し、変換テーブルを参照するだけで、画像形成装置の種類を問わず、情報処理装置１００の処理負荷を軽減し、かつ、色弱者が識別しやすいような色に変換することができる。

以上のように、本実施例の情報処理装置１００は、各明度・色相角毎に、複数の画像形成装置の彩度範囲のうち、最小の彩度に対して内外判定を行うことで、入力色信号を、色域の広いものから狭いものまで、全ての画像形成装置で再現可能で、かつ、色弱者にとって色弁別性のよい色に調整することが可能である。すなわち、画像形成装置に関係なく、統一した色の組み合わせのカラー文書を印刷することができる。

以上説明したように、本実施形態の情報処理装置１００は、色調整後の中間色信号に対し、画像形成装置の色域の内外判定を行うことで、画像形成装置で再現可能な範囲で、色弱者にとって色弁別性の良い色調整を行うことができる。

１０ プログラム
１１ 記憶媒体
１２ プログラム読み取り装置
１３ マイコン
１４ マウス
１５ キーボード
５１ 色変換部
５２ 色差評価部
５３ 色調整部１
５４ 色調整部２
５５ 内外判定部
５６ 色域情報保持部
１００ 情報処理装置
１０１ ディスプレイ
１０２ プリンタ

特開２００２−２９０９８５号公報 特開２００７−２９３８３２号公報 特開２００１−１５４６５５号公報 特開２００６−２４６０７２号公報

URI http://www.cudo.jp/sikumi/ 『色覚異常の色の見えを考慮した画像処理に関する研究』カラーフォーラムＪＡＰＡＮ2007, Proc., 65-68. (2007 November, 東京)

Claims (8)

1. 一対の色の色差を変更する色調整装置であって、
   複数の色を有する入力色信号を記憶した記憶手段と、
   記憶手段から読み出した入力色信号を錐体応答色空間の中間色信号へと変換する色変換手段と、
   前記中間色信号に対し、第1の色調整を施す第1の色調整手段と、
   前記中間色信号に対し、第２の色調整を施す第２の色調整手段と、
   画像形成装置の色域情報を記憶する色域情報記憶手段と、
   前記第１の色調整により調整された第1の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定し、第２の色調整を施された場合には、前記第２の色調整により調整された第２の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定する内外判定手段と、
   を有することを特徴とする色調整装置。
2. 前記内外判定手段が、前記第１の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれないと判定した場合、
   前記第２の色調整手段は、前記中間色信号に、第２の色調整を施す、
   ことを特徴とする請求項１記載の色調整装置。
3. 前記色域情報記憶手段に、複数の画像形成装置の色域情報が記憶されている場合、
   前記内外判定手段は、複数の色域情報の色域のうち最も狭い色域情報に基づき、第1の調整後中間色信号又は第２の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定する、
   ことを特徴とする請求項１又は２記載の色調整装置。
4. 所定の色の組み合わせに対し前記第１の色調整及び第２の色調整を施し、前記色の組み合わせの各色に、前記第１の色調整及び第２の色調整後の色を対応づけた、色変換テーブルを有する、
   ことを特徴とする請求項３記載の色調整装置。
5. 前記第１の色調整は、前記中間色信号の一対の色のＳ錐体応答成分の差を増大させる処理であり、
   前記第２の色調整は、前記中間色信号の一対の色の輝度成分の差を増大させる処理である、
   ことを特徴とする請求項１〜４いずれか１項記載の色調整装置。
6. 前記第１の色調整は、前記中間色信号の一対の色のＳ錐体応答成分の差を、画像形成装置の色域内で、所定の閾値より小さい値を用いて徐々に増大させる処理であり、
   前記第２の色調整は、前記中間色信号の一対の色の輝度成分の差を、画像形成装置の色域内で、所定の閾値より小さい値を用いて徐々に増大させる処理である、
   ことを特徴とする請求項５項記載の色調整装置。
7. 一対の色の色差を変更する色調整方法であって、
   読み出し手段が、複数の色を有する入力色信号を記憶装置から読み出すステップと、
   色変換手段が、入力色信号を錐体応答色空間の中間色信号へと変換するステップと、
   第1の色調整手段が、前記中間色信号に対し、第1の色調整を施すステップと、
   第２の色調整手段が、前記中間色信号に対し、第２の色調整を施すステップと、
   前記第１の色調整により調整された第1の調整後中間色信号が、色域情報記憶手段に記憶された画像形成装置の色域情報の色域に含まれるか否かを、内外判定手段が判定し、
   第２の色調整を施された場合には、前記第２の色調整により調整された第２の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定するステップと、
   を有することを特徴とする色調整方法。
8. コンピュータに、
   記憶装置に記憶された入力色信号を読み出すステップと、
   入力色信号を錐体応答色空間の中間色信号へと変換するステップと、
   前記中間色信号に対し、第1の色調整を施すステップと、
   前記中間色信号に対し、第２の色調整を施すステップと、
   前記第１の色調整により調整された第1の調整後中間色信号が、色域情報記憶手段に記憶された画像形成装置の色域情報の色域に含まれるか否かを判定し、第２の色調整を施された場合には、前記第２の色調整により調整された第２の調整後中間色信号が、前記色域情報の色域に含まれるか否かを判定するステップと、
   を実行させることを特徴とするプログラム。

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