JP2010268294A - カラーマネジメントシステム及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せずに「等しい色の見え」を実現するための技術を提供する。また、測定機器を用いることなく、誰でも簡単に画像デバイスのキャリブレーションが可能な技術を提供する。
【解決手段】本発明では、１個又は複数個の色票（反射物体）を用いる。そして、色調整用画像を画像デバイスに出力し、色票と色調整用画像の色の見えが同じになるように色調整用画像の色を観察者に調整させることで、その観察者の個人差、その観察者の照明光への色順応状態、及び、その画像デバイスの特性が反映された色値を取得し、その色値に基づいて色変換用のパラメータを作成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像デバイス間の色合わせを行うためのカラーマネジメントシステムに関する。

異なる画像デバイス間において、統一的な色管理を図ることをカラーマネジメントといい、そのための仕組みをカラーマネジメントシステム（ＣＭＳ）という。現行のＣＭＳは「物理的に等しい色」を作ることに主眼を置いており、デバイスに依存しない色の取り扱いを目指す、いわゆるデバイス非依存のＣＭＳが主流である。

デバイス非依存のＣＭＳでは、２つのデバイス間の色合わせをするために、デバイス非依存の色彩値を介して互いの色情報を伝達する。それゆえ、個々のデバイス色空間（ＲＧＢ、ＣＭＹＫなど）と、ＸＹＺ三刺激値、Ｌａｂ値などのデバイス非依存色空間との対応関係を事前に規定しておく必要があり、ユーザは、カラーマネジメント規格に準拠したデバイスを用いるか、測色機器により個々のデバイス特性を測定しておかなければならない。したがって、デバイス非依存のＣＭＳには、デバイスが限定される、高価な測色機器が必要となるなどの問題があった。

また、デバイス非依存のＣＭＳには、次のような問題も指摘されている。すなわち、たとえ２つのディスプレイで等しい測色値の光を出力できたとしても、照明環境によって観察者の色順応状態が異なるため、同じ色の見えが実現できるとは限らない。さらに測色値は標準観察者の等色関数で定義される値にすぎず、観察者の個人差が全く考慮されていないため、同じ色の見えを保証するものではない。

そこで、照明環境の違いや観察者の色順応を考慮したＣＭＳとして、例えば特許文献１、２では、測定または推定した物体表面の分光反射率と、推定または仮定した照明光源の分光強度分布とから、その照明光下で観察される色を計算、シミュレートする手法が提案されている。また、特許文献３では、von Kriesや納谷らの色順応予測式を色変換に取り
入れること、ディスプレイの観察経過時間の関数を導入することで不完全色順応（不完全色恒常性）に対応すること、照明光の色あるいは観察者の順応色を白色カラーパッチとディスプレイとの視感等色により決定することなどが提案されている。ただし、これらの手法も観察者の個人差に関しては考慮していない。

特開平８−３１７２３８号公報 特開２００３−２３５０５９号公報 特開平９−２１９８００号公報

上述したように、従来手法はいずれも、事前に測色値や分光反射率などを測定しなければならないため、高価な測定機器が必要となるとともに、その測定にはある程度の専門知識が要求されるという問題がある。また従来手法は、観察者の個人差を全く考慮しておらず、全ての観察者に対して同じ色の見えを保証できないという問題もある。これらの点が（特に一般のＰＣユーザへの）ＣＭＳの普及のネックとなっている。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せずに「等しい色の見え」を実現するための技術を提供することにある。また本発明のさらなる目的は、測定機器を用いることなく、誰でも簡単に画像デバイスのキャリブレーション（色変換に用いるパラメータの設定）が可能な技術を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明のカラーマネジメントシステムは、１個又は複数個の色票（反射物体）を用い、この色票との視感等色により画像デバイスの特性及び観察者特性（個人差、照明環境への色順応状態）を把握することで、色変換に用いるパラメータを決定する、ことをその要旨とする。

ここで、「色票」とは、色合わせの目標となる色見本であり、例えば紙や樹脂などの基材上に単色のパッチを着色（印刷）したものを用いることができる。用いる色票の数は任意であるが、３個以上の色票を用いると良好な色変換精度が得られるため好ましい。また、色票の色も任意であるが、良好な色変換精度を得るためには無彩色よりも有彩色のほうが好ましく、さらに複数の色票を用いる場合は色相が偏らないように色を選択することが好ましい。「画像デバイス」とは、画像を入力又は出力するデバイスである。典型的には、本発明はディスプレイ間のカラーマネジメントに好適に適用できるが、原理的には、加法混色が成立する他の画像デバイス（デジタルカメラ、イメージスキャナなど）との間のカラーマネジメントに対しても本発明を適用可能である。

具体的には、本発明に係るカラーマネジメントシステムは、第１の観察者、第１の照明光、及び第１の画像デバイスからなる第１の条件下で観察される色を、第２の観察者、第２の照明光、及び第２の画像デバイスからなる第２の条件下で観察される色に合わせるためのカラーマネジメントシステムであって、所定のｉ個（ｉは１以上の整数）の色票と、前記第２の条件下で前記色票と同じ色の見えを再現するための画像信号の値である第２の色値を記憶している記憶部と、前記色票と色を比較するための色調整用画像を前記第１の画像デバイスに出力するとともに、前記第１の条件下で前記色票と前記色調整用画像の色の見えが同じになるように前記色調整用画像の色を前記第１の観察者に調整させる色調整用画像出力部と、前記第１の条件下で前記色票と色の見えが同じになったときの前記色調整用画像の画像信号の値を、第１の色値として取得する色値取得部と、前記色値取得部で取得された前記第１の色値と前記記憶部に記憶されている前記第２の色値とから、色変換に用いるパラメータを計算するパラメータ計算部と、入力される画像信号を前記パラメータを用いて色変換し前記第１の画像デバイスに出力する色変換部と、を備えることを特徴とする。

基準となる「色票」、及び、色合わせの目標となる「第２の色値」は、予め与えられるものである。「第２の色値」は、「第２の観察者、第２の照明光、及び第２の画像デバイス」からなる「第２の条件」下で「色票」と同じ色の見えを再現するための画像信号の値であることから、第２の観察者の個人差、第２の観察者の第２の照明光下での色順応状態、並びに、第２の画像デバイスのデバイス特性の全てが反映された値をもつ。なお、第２の色値としては、実際に第２の条件下での観察実験により取得した値を用いることもできるが、第２の条件を仮定して計算により求めた値を用いることもできる。この第２の色値のデータは、システムのセットアップ時に記憶部に格納されてもよいし、ネットワークや外部記録媒体を介して提供されてもよい。

本発明のシステムによれば、ユーザ（＝第１の観察者）が、色票と第１の画像デバイスに出力される色調整用画像とを見比べて、両者が同じ色の見えとなるように色調整用画像の色を調整するだけで、「第１の色値」が得られる。この「第１の色値」は、第１の観察
者の個人差、第１の観察者の第１の照明光下での色順応状態、並びに、第１の画像デバイスのデバイス特性の全てが反映された値をもつ。よって、第１の色値と第２の色値とから色変換に用いるパラメータを求めることにより、観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せずに「等しい色の見え」を実現できる色変換が可能となる。

しかも、ユーザの作業は、色票と色調整用画像の色の見えが同じになるように色調整用画像の色を調整するだけでよいので、特別な測定機器による測定作業は不要であるとともに、カラーマネジメントに関する専門知識も不要であり、誰でも簡単に画像デバイスのキャリブレーションが可能となる。

本発明のシステムが、画像信号を構成する色チャンネルのそれぞれについて、画像信号の値と前記第１の画像デバイスの出力輝度とが略比例するように前記画像信号をガンマ補正するガンマ補正部をさらに備えていることが好ましい。例えばＲＧＢのディスプレイの場合は、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル、Ｂチャンネルのそれぞれについて、出力輝度がリニアに変化するようにガンマ補正を施すのである。このように各色チャンネルのガンマ特性をリニアにすることにより、色変換の精度向上が期待できる。特に、上記色変換が線形写像である場合にはその効果が顕著である。

また本発明のシステムが、前記ガンマ補正部で用いるガンマ値を決定するガンマ値決定部をさらに備えることが好ましい。例えば、ガンマ値決定部は、色チャンネルＳの最大値Ｓｍａｘの画素と最小値Ｓｍｉｎの画素とがα：１−αの割合（０≦α≦１）で混在する目標画像を前記第１の画像デバイスに出力する目標画像出力部と、前記色チャンネルＳの単色画像を前記第１の画像デバイスに出力するとともに、前記目標画像と前記単色画像の輝度が同じになるように前記単色画像の画像信号の値を前記第１の観察者に調整させる単色画像出力部と、前記目標画像と輝度が同じになったときの前記単色画像の画像信号の値と、前記割合αとの対応関係に基づいて、前記ガンマ値を計算するガンマ値計算部と、を有することが好ましい。

目標画像の色刺激は併置加法混色の効果により視覚系内で混色されることから、最大値Ｓｍａｘの色刺激に対する目標画像の色刺激の相対輝度はαで表すことができる。それゆえ、ユーザ（＝第１の観察者）が、目標画像と単色画像の輝度が同じになるように調整するだけで、相対輝度αに対応する画像信号の値を把握することができ、ガンマ値の算出が可能となる。このガンマ値も、第１の観察者の個人差、第１の照明光下での色順応状態、並びに、第１の画像デバイスのデバイス特性の全てが反映された値をもつ。したがって、このガンマ値でガンマ補正を行うことで、色変換のより一層の精度向上を期待できる。しかも、ユーザの作業は、目標画像と単色画像の輝度が同じになるように単色画像の値を調整するだけでよいので、特別な測定機器による測定作業は不要であるとともに、カラーマネジメントに関する専門知識も不要となる。

本発明は上記手段の少なくとも一部を備えるカラーマネジメントシステムとして捉えることもできるし、上記処理の少なくとも一部を備えるカラーマネジメント方法として捉えることもできる。また本発明は、第１の画像デバイスに画像信号を出力するコンピュータを上記手段として機能させるカラーマネジメント用プログラムや、そのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体として捉えることもできる。

本発明によれば、観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せずに「等しい色の見え」を実現するための技術を提供することができる。また本発明によれば、測定機器を用いることなく、誰でも簡単に画像デバイスのキャリブレーション（色変換に用いるパラメータの設定）が可能である。

カラーマネジメントシステムの構成を模式的に示す図。 基準条件Ｎを介して条件Ａ，Ｂ，Ｃ相互の色変換を行う例を示す図。 ガンマ値の算出手法について説明する図。 実験例を説明する図。

以下、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。なお、本実施形態では２つのディスプレイの間の色合わせを例に挙げて説明を行うが、本発明は、加法混色が成立するあらゆる画像デバイス（例えば、ディスプレイ、デジタルカメラ、イメージスキャナなど）の間のカラーマネジメントに適用可能である。

最初に、本実施形態に係るカラーマネジメントの原理について説明した後、それを実現するための具体的なシステム構成を説明する。

（カラーマネジメントの原理）
本発明者らは、観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せず「等しい色の見え」を実現するカラーマネジメントを実現するにあたり、ヒトの視覚がもつ「色恒常性」に着目する。色恒常性とは、異なる色の照明下においても同一反射物体に対しては同じ色を知覚するという性質をいう。

図１に示すように、２つの異なる条件Ａ，Ｎがあるものと想定する。第１の条件Ａは、「観察者Ｏ_Ａ、照明光Ｉ_Ａ、ディスプレイＤ_Ａ」で規定され、第２の条件Ｎは、「観察者Ｏ_Ｎ、照明光Ｉ_Ｎ、ディスプレイＤ_Ｎ」で規定される条件である。ここで両観察者Ｏ_Ａ、Ｏ_Ｎが、それぞれの条件下でディスプレイに表示された画像３を観察しているものと仮定する。すると、条件Ａの下の観察者Ｏ_Ａが表示画像３の色Ｒ_Ａ，Ｇ_Ａ，Ｂ_Ａを観察した時の色の見えの状態は、３×３行列ｍ_Ａを用いて、式（１）で表すことができる。同様に、条件Ｎの下の観察者Ｏ_Ｎが表示画像３の色Ｒ_Ｎ，Ｇ_Ｎ，Ｂ_Ｎを観察した時の色の見えの状態は、３×３行列ｍ_Ｎを用いて、式（２）で表すことができる。

なお、Ｒ，Ｇ，Ｂはそれぞれ表示画像３のＲ（赤）チャンネル、Ｇ（緑）チャンネル、Ｂ（青）チャンネルの値である。またＬ´，Ｍ´，Ｓ´はそれぞれ観察者の順応状態を考慮に入れたＬ錐体、Ｍ錐体、Ｓ錐体の反応強度である（順応状態を考慮していることを示すため、記号Ｌ，Ｍ，Ｓにダッシュを付している。）。

今、両観察者Ｏ_Ａ，Ｏ_Ｎが、同一の反射物体である色票（カラーパッチ）２を用いて、それぞれの条件下で視感等色による色票２とディスプレイ上の表示画像３とのカラーマッチングを行ったとする。このとき、両条件Ａ，Ｎで完全色恒常性が成り立っていると仮定すれば、同一反射物体（つまり色票２）の表面に対する色の見えは等しくなることから、

とみなすことができ、式（１）、（２）から下記式（３）を得ることができる。

この式（３）における「ｍ_Ａ ^−１ｍ_Ｎ」に相当する変換行列を導出し、この変換行列を色変換に用いればよい。すなわち、条件Ｎの下で作成された画像を条件Ａの下で表示し観察する際には、当該画像のＲＧＢ値を「ｍ_Ａ ^−１ｍ_Ｎ」に相当する変換行列を用いて色変換した上でディスプレイＤ_Ａに表示する。逆に、条件Ａの下で作成された画像を条件Ｎの下で表示し観察する際には、上記変換行列の逆行列「（ｍ_Ａ ^−１ｍ_Ｎ）^−１」に相当する変換行列を用いて色変換すればよい。これにより、条件Ａ−Ｎの間の「等しい色の見え」の実現を期待できる。

変換行列は３×３の９個のパラメータから構成されるため、簡単には、３個（３色）の色票について視感等色によるカラーマッチング結果を得て、式（３）の連立方程式を解くことで、変換行列を導出可能である。ただし、色票の数は３個に限られることはなく、少なくとも１個の色票でのカラーマッチング結果があれば、変換行列の導出が可能である。色票の数が３個より少ない、又は、３個より多い場合は、擬似逆行列を用いて式（４）により変換行列を導出する。
Ｍ＝pinv(Ｃ_Ｎ)・Ｃ_Ａ …（４）

式（４）において、Ｃ_Ａは、条件Ａの下で観察者がｉ個の色票と視感等色によるカラーマッチングをしたＲＧＢ値（３ｉ×１行列）であり、Ｃ_Ｎは、条件Ｎの下で観察者がｉ個の色票と視感等色によるカラーマッチングをしたＲＧＢ値（３ｉ×９行列）であり、Ｍは、ｍ_Ａ ^−１ｍ_Ｎに相当する変換行列の９個のパラメータを縦に並べたもの（１×９行列）である。また、pinv(Ｃ_Ｎ)は、Ｃ_Ｎの擬似逆行列を表す。

上述のように色票の数ｉは任意であるが、色票の数が多くなるほど視感等色の誤差低減による色変換精度の向上が期待できることから、ｉは３以上であることが好ましい。ただし、色票の数が多くなるほどカラーマッチングの作業が増えるため、ｉはせいぜい２０以下、好ましくは１０以下であるとよい。なお、複数の色票を用いる場合は、互いに色相が異なるものを選択することが好ましい。様々な色相のカラーマッチング結果から変換行列を導出することで、色空間全体としての色変換精度の向上を期待できるからである。

ところで、一般に、観察者・照明光・画像デバイスの組み合わせからなる「条件」は無数に存在し、条件のペアごとに上記変換行列は異なることとなる。しかしながら、全ての条件のペアごとに変換行列を導出することは、計算コストの点からも、変換行列を格納するための記憶容量の点からも、現実的でない。そこで、図２に示すように、ある一つの条件Ｎを基準条件とし、他の条件Ａ，Ｂ，Ｃ，…はそれぞれ条件Ｎとの間の変換行列のみもつようにすることが好ましい。そうすると、条件Ｎを経由することで、理論的に、全ての条件のペア間での色変換が可能になる。例えば、条件Ａから条件Ｂへは、下記式のように、合成した変換行列「ｍ_Ｂ ^−１ｍ_Ｎ・（ｍ_Ａ ^−１ｍ_Ｎ）^−１」を用いて直接色変換を行うことができる。

（線形化ＲＧＢ）
上述した本実施形態のカラーマネジメントにおいては、ディスプレイのＲ，Ｇ，Ｂ各色チャンネルのガンマ特性がリニアであることが望ましい。式（３）に示すように色変換がＲ，Ｇ，Ｂの線形写像であることから、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれのガンマ特性をリニアにすることで、色票でカラーマッチングした色以外の色についての色変換精度の向上が期待できるからである。ここで、Ｒチャンネルのガンマ特性がリニアであるとは、Ｒ値を変化させながらＲ単色画像をディスプレイに表示した場合に、Ｒ値とその単色画像の輝度とが略比例することをいう。

ディスプレイが元々リニアなガンマ特性を有している、もしくは、ディスプレイ自体がガンマ調整機能を有しており色チャネルごとにリニアなガンマ特性を設定できる場合には、それらをそのまま利用することができる。それ以外の場合には、画像信号のＲ，Ｇ，Ｂそれぞれの値を個別にガンマ補正（階調補正ともいう）することにより、線形化ＲＧＢ値
を得ればよい。以下に、線形化ＲＧＢ値を得るためのガンマ値（換言すれば、ディスプレイの各色チャンネルのガンマ特性）を、測定機器を使わずに、視感により求める手法を提案する。

観察者の比視感度で定義される輝度のガンマ値γで補正された線形化ＲＧＢ値は、下記式で表すことができる。左辺のＳ´（ＳはＲ、Ｇ、又はＢを表すシンボル。以下同じ。）は線形化ＲＧＢ値である。右辺のＳはガンマ補正前の原信号のＲＧＢ値、Ｓｍａｘはその最大値、γＳはＳチャンネルのガンマ値を表している。
Ｒ´＝（Ｒ／Ｒｍａｘ）^γＲ
Ｇ´＝（Ｇ／Ｇｍａｘ）^γＧ …（５）
Ｂ´＝（Ｂ／Ｂｍａｘ）^γＢ

ガンマ値γＳは、図３（ａ）に示すように、ディスプレイ上に目標画像となる２色チェッカー刺激とＳチャンネルの単色画像とを表示し、２色チェッカー刺激を併置加法混色した状態で観察した色（輝度）を目標に、単色画像のＳ値を調整した結果から導出する。２色チェッカー刺激とは、Ｓチャンネルの最大値Ｓｍａｘの画素と最小値Ｓｍｉｎの画素とがα：１−αの割合（０≦α≦１）で混在するように構成された格子状の画像をいう（ただし、α＝０又は１の場合は、格子状の画像ではなく、Ｓｍｉｎ又はＳｍａｘの単色画像になる）。２色チェッカー刺激は併置加法混色の効果により視覚系内で混色されることから、最大値Ｓｍａｘの色刺激に対する２色チェッカー刺激の相対輝度は、下記式の通り、Ｓｍａｘの相対面積であるαに等しくなる。
α（Ｓｍａｘ／Ｓｍａｘ）^γＳ＋（１−α）（Ｓｍｉｎ／Ｓｍａｘ）^γＳ＝α

一方、単色画像の相対輝度は（Ｓ／Ｓｍａｘ）^γＳで表される。よって、２色チェッカー刺激と単色画像の視感によるマッチング作業の結果、両者の相対輝度が等式で結ばれる。
α＝（Ｓ／Ｓｍａｘ）^γＳ
この両辺の対数をとると、
ｌｏｇα＝γＳ・ｌｏｇ（Ｓ／Ｓｍａｘ） …（６）
が得られ、非線形な特性を示すガンマ値を線形問題で扱うことが可能となる。

複数のαについて２色チェッカー刺激と単色画像のマッチング作業を行い、図３（ｂ）に示すように、それらのデータを原点を通る最小二乗法で線形近似すれば、その直線の傾きから、観察者の比視感度で定義される輝度のガンマ値γＳを導出することができる。

以上のようにして導出したＲ，Ｇ，Ｂ各色チャンネルのガンマ値γＲ，γＧ，γＢを用いて、式（５）のガンマ補正を行うことで、線形化ＲＧＢ値Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´が得られる。図１に示した条件Ａ，ＮのディスプレイＤ_Ａ，Ｄ_Ｎに対しこのようなガンマ補正を施し、予め両ディスプレイのガンマ特性をリニアにした上で、上述した変換行列の導出を行うことで、条件Ａ−Ｎ間のカラーマッチングの更なる精度向上を期待できる。この場合の色変換式は、式（３）のＲ，Ｇ，Ｂの代わりにＲ´，Ｇ´，Ｂ´を用いて、下記式のように表される。

なお、ここでは目標画像として格子状の２色チェッカー刺激を用いたが、Ｓｍａｘの画素とＳｍｉｎの画素とで構成され、且つ、併置加法混色の効果が得られる画像であれば、
格子状に限らずどのような模様の目標画像を用いてもよい。

（システム構成）
次に、図１を参照して、上述したカラーマネジメントを実現するためのカラーマネジメントシステムの具体的な構成について説明する。

本実施形態のカラーマネジメントシステム（以下、単に「システム」ともいう）は、概略、コンピュータ・プログラムと物理的な色票（カラーパッチ）とから構成される。プログラムはＣＤ−ＲＯＭなどの記録媒体やインターネットなどのコンピュータ・ネットワークを介して提供され、色合わせの対象となる画像デバイスに接続されたコンピュータにインストールされる。すなわち図１の例では、ディスプレイＤ_Ａに接続されたコンピュータとプログラムとが協働してカラーマネジメントシステム１を実現している。コンピュータは、ＣＰＵ、主記憶装置（例えば半導体メモリ）、補助記憶装置（例えばハードディスク）、入力装置（例えばキーボード、ポインティングデバイス）、ネットワークＩＦなどを備える汎用のコンピュータで構成可能である。システム１の機能である、記憶部１０、色調整用画像出力部１１、色値取得部１２、パラメータ計算部１３、色変換部１４、ガンマ値決定部１５、ガンマ補正部１６は、補助記憶装置に格納されたプログラムが主記憶装置にロードされ、ＣＰＵにより実行されることで実現されるものである。

なお図１では、システム１の全ての機能を１台のローカル・コンピュータに実装する構成を例示したが、ＷｅｂブラウザでＷｅｂサーバにアクセスするようなクライアント−サーバ構成の場合には、システム１の機能の一部又は全部（例えば、色調整用画像の生成、変換行列の計算など）をサーバ側で行ってもよい。後者の場合は、複数台のコンピュータによりカラーマネジメントシステムが構成されることとなる。

＜ディスプレイのガンマ補正＞
ガンマ値決定部１５は、変換行列の作成及び色変換の前処理として、上述した線形化ＲＧＢを得るためのガンマ値を決定するための処理を担う機能である。まず、ガンマ値決定部１５は、図３（ａ）のように目標画像としての２色チェッカー刺激と輝度調整用の単色画像をディスプレイＤ_Ａに表示する。観察者Ｏ_Ａが、キーボードなどの入力装置を用いてＲＧＢ値又はＨＳＶ値を入力すると、ガンマ値決定部１５は、その入力値に応じて単色画像の色（輝度）を変化させる。観察者Ｏ_Ａが２色チェッカー刺激と単色画像の輝度が同じになったと判断した時点で所定のキーを押すと、そのときの単色画像のＲＧＢ値が取り込まれる。複数のαについてＲＧＢ値のデータを得た後、ガンマ値決定部１５は、式（６）によりガンマ値を計算する。得られたガンマ値γＲ，γＧ，γＢは、ガンマ補正部１６に登録される。ガンマ補正部１６は、ディスプレイＤ_Ａに表示する画像信号のＲＧＢ値を、ガンマ値γＲ，γＧ，γＢを用いてガンマ補正する（式（５）参照）。

＜変換行列の作成及び色変換＞
記憶部１０には、条件Ｎの下で色票と同じ色の見えを再現するためのＲＧＢ値（第２の色値）のデータ、つまり式（４）のＣ_Ｎに相当するデータ、が記憶されている。このデータは、条件Ｎの下で（又は条件Ｎを仮定して）予め作成され、システム１のユーザである観察者Ｏ_Ａに提供されるものである。

色調整用画像出力部１１は、色票と色を比較するための色調整用画像をディスプレイＤ_Ａに表示する。観察者Ｏ_Ａが、キーボードなどの入力装置を用いてＲＧＢ値又はＨＳＶ値を入力すると、色調整用画像出力部１１は、その入力値に応じて色調整用画像の色を変化させる。観察者Ｏ_Ａが色票と色調整用画像の色の見えが同じになったと判断した時点で所定のキーを押すと、色値取得部１２が、そのときの色調整用画像のＲＧＢ値（第１の色値）を記憶する。複数の色票がある場合には、各色票について同じ処理を繰り返す。

その後、パラメータ計算部１３が、条件Ｎに対応する第２の色値と条件Ａに対応する第１の色値とから、式（３´）又は式（４）により、色変換に用いるパラメータ（変換行列）を計算する。得られたパラメータは色変換部１４に登録される。色変換部１４は、入力される画像信号を上記パラメータを用いて色変換し、ディスプレイＤ_Ａに出力する。

（本システムの利点）
以上述べた本実施形態のシステムによれば、ユーザ（観察者Ｏ_Ａ）が、色票とディスプレイＤ_Ａに出力される色調整用画像とを見比べて、両者が同じ色の見えとなるように色調整用画像の色を調整するだけで、「第１の色値」が得られる。この「第１の色値」は、観察者Ｏ_Ａの個人差、観察者Ｏ_Ａの照明光Ｉ_Ａ下での色順応状態、並びに、ディスプレイＤ_Ａのデバイス特性の全てが反映された値をもつ。よって、第１の色値と第２の色値とから色変換に用いるパラメータを求めることにより、観察者・照明光・画像デバイスのいずれにも依存せずに「等しい色の見え」を実現できる色変換が可能となる。

しかも、ユーザの作業は、色票と色調整用画像の色の見えが同じになるように色調整用画像の色を調整するだけでよいので、特別な測定機器による測定作業は不要であるとともに、カラーマネジメントに関する専門知識も不要であり、誰でも簡単に画像デバイスのキャリブレーションが可能となる。

また、ガンマ値決定部１５の機能により、ユーザが目標画像と単色画像の輝度が同じになるように調整するだけで、相対輝度αに対応する画像信号の値を把握することができ、ガンマ値の算出が可能となる。このガンマ値も、観察者Ｏ_Ａの個人差、観察者Ｏ_Ａの照明光Ｉ_Ａ下での色順応状態、並びに、ディスプレイＤ_Ａのデバイス特性の全てが反映された値をもつ。したがって、このガンマ値でガンマ補正を行うことで、色変換のより一層の精度向上を期待できる。しかも、ユーザの作業は、目標画像と単色画像の輝度が同じになるように単色画像の値を調整するだけでよいので、特別な測定機器による測定作業は不要であるとともに、カラーマネジメントに関する専門知識も不要となる。

照明光として、条件ＡにＣＩＥ規定のＡ光源、条件ＮにＣＩＥ規定のＤ６５光源を用いた。ディスプレイは同じものを用いた。図４（ａ）に示すように、ディスプレイの前面はマンセル値Ｎ５の画用紙で覆い、画用紙の中央に視距離に対し２°の開口を２つ設けた。

ガンマ値を求める際は、左側の開口に２色チェッカー刺激を表示し、右側の開口に輝度調整用の単色画像を表示した。６種類のα（1, 0.75, 0.5, 0.25, 0.125, 0）について、２色チェッカー刺激と単色画像の視感等色を行い、その６点のデータから最小二乗法によりガンマ値を求めた。

変換行列を求める際は、ディスプレイ面と画用紙の間、左側の開口部分にマンセル表色系に基づく管理色票をセットした。右側の開口には、色調整用画像を表示した。この実験では、以下に示す４３色の管理色票を用いた。被験者は、全員正常３色型色覚者であり、実験データは３回のマッチングの平均の値を採用した。
・有彩色（４０色）：Ｒ，ＹＲ，Ｙ，ＧＹ，Ｇ，ＢＧ，Ｂ，ＰＢ，Ｐ，ＲＰ
（Ｈ＝５＆１０） （Ｖ／Ｃ＝６／６又は４／４）
・無彩色（３色）：Ｎ３，Ｎ６，Ｎ８

変換行列が導出できれば、実験データから予測値を導出することが可能である。この予測値と実測値との差異を３次元Ｒ´，Ｇ´，Ｂ´色空間上の距離で表し、色票の数で平均化したものをΔＥとする。その結果、５Ｒ ６／６を基準に均等間隔な１，２，３，５，
１０，２０色配色（３色は色相５に着目した分裂補色配色）において、図４（ｂ）に示すように、３〜５色付近で結果がほぼ飽和する傾向がみられた。また、偏った配色の場合はΔＥが安定しなかった。

本発明は様々な画像デバイス間のカラーマネジメントに適用することができる。特に、測定機器や測定作業が一切不要であることから、一般のＰＣユーザ向けの簡易的なカラーマネジメントとして好適である。具体的なアプリケーションとしては、例えば、以下のものが想定される。

（１）インターネットショッピングサイト・・・顧客のＰＣ上に表示される物品の色を保証するため、顧客ＰＣ側の条件をショッピングサイト側の条件に合わせる。この場合、カラーマネジメント用プログラムをＷｅｂサーバから無償又は有償でダウンロードできるようにしてもよいし、あるいはＷｅｂサーバがカラーマネジメント機能をクライアントＰＣに提供するような仕組みでもよい。色票については、例えばダイレクトメール、カタログ、雑誌などの媒体で提供することが想定される。

（２）インターネット検定、ｅラーニング・・・各受験者（受講者）のＰＣ上に等しい色を表示する必要がある場合などに、受験者（受講者）ＰＣ側の条件を所定の基準条件に合わせる。この場合も、（１）と同様に、プログラムや色票の提供を行うことができる。

（３）デジタルカメラなどの画像入力デバイス・・・デジタルカメラなどで色票を取り込み、その取り込んだ画像と色票の視感等色を行った結果を用いて、キャリブレーションを行う。

１ カラーマネジメントシステム
２ 色票
１０ 記憶部
１１ 色調整用画像出力部
１２ 色値取得部
１３ パラメータ計算部
１４ 色変換部
１５ ガンマ値決定部
１６ ガンマ補正部
Ｏ_Ａ、Ｏ_Ｎ 観察者
Ｉ_Ａ、Ｉ_Ｎ 照明光
Ｄ_Ａ、Ｄ_Ｎ ディスプレイ

Claims (5)

1. 第１の観察者、第１の照明光、及び第１の画像デバイスからなる第１の条件下で観察される色を、第２の観察者、第２の照明光、及び第２の画像デバイスからなる第２の条件下で観察される色に合わせるためのカラーマネジメントシステムであって、
   所定のｉ個（ｉは１以上の整数）の色票と、
   前記第２の条件下で前記色票と同じ色の見えを再現するための画像信号の値である第２の色値を記憶している記憶部と、
   前記色票と色を比較するための色調整用画像を前記第１の画像デバイスに出力するとともに、前記第１の条件下で前記色票と前記色調整用画像の色の見えが同じになるように前記色調整用画像の色を前記第１の観察者に調整させる色調整用画像出力部と、
   前記第１の条件下で前記色票と色の見えが同じになったときの前記色調整用画像の画像信号の値を、第１の色値として取得する色値取得部と、
   前記色値取得部で取得された前記第１の色値と前記記憶部に記憶されている前記第２の色値とから、色変換に用いるパラメータを計算するパラメータ計算部と、
   入力される画像信号を前記パラメータを用いて色変換し前記第１の画像デバイスに出力する色変換部と、
   を備えることを特徴とするカラーマネジメントシステム。
2. 画像信号を構成する色チャンネルのそれぞれについて、画像信号の値と前記第１の画像デバイスの出力輝度とが略比例するように前記画像信号をガンマ補正するガンマ補正部をさらに備えていることを特徴とする請求項１に記載のカラーマネジメントシステム。
3. 前記ガンマ補正部で用いるガンマ値を決定するガンマ値決定部をさらに備え、
   前記ガンマ値決定部は、
   色チャンネルＳの最大値Ｓｍａｘの画素と最小値Ｓｍｉｎの画素とがα：１−αの割合（０≦α≦１）で混在する目標画像を前記第１の画像デバイスに出力する目標画像出力部と、
   前記色チャンネルＳの単色画像を前記第１の画像デバイスに出力するとともに、前記目標画像と前記単色画像の輝度が同じになるように前記単色画像の画像信号の値を前記第１の観察者に調整させる単色画像出力部と、
   前記目標画像と輝度が同じになったときの前記単色画像の画像信号の値と、前記割合αとの対応関係に基づいて、前記ガンマ値を計算するガンマ値計算部と、を有することを特徴とする請求項２に記載のカラーマネジメントシステム。
4. 前記ｉが３以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のカラーマネジメントシステム。
5. 第１の観察者、第１の照明光、及び第１の画像デバイスからなる第１の条件下で観察される色を、第２の観察者、第２の照明光、及び第２の画像デバイスからなる第２の条件下で観察される色に合わせるためのカラーマネジメント用プログラムであって、
   前記第１の画像デバイスに画像信号を出力するコンピュータを、
   前記第２の条件下で所定のｉ個（ｉは１以上の整数）の色票と同じ色の見えを再現するための画像信号の値である第２の色値を記憶している記憶部、
   前記色票と色を比較するための色調整用画像を前記第１の画像デバイスに出力するとともに、前記第１の条件下で前記色票と前記色調整用画像の色の見えが同じになるように前記色調整用画像の色を前記第１の観察者に調整させる色調整用画像出力部、
   前記第１の条件下で前記色票と色の見えが同じになったときの前記色調整用画像の画像信号の値を、第１の色値として取得する色値取得部、
   前記色値取得部で取得された前記第１の色値と前記記憶部に記憶されている前記第２の
   色値とから、色変換に用いるパラメータを計算するパラメータ計算部、
   入力される画像信号を前記パラメータを用いて色変換し前記第１の画像デバイスに出力する色変換部、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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