JP2016510553A - 色分解 - Google Patents

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Abstract

NPacを介して画像を印刷するための色分解を規定する方法が、NPac関連空間において有効テッセレーションに変換されるテッセレーション203をRGB空間にもたらすようにRGBキューブ内の点に対応する複数のNPacを選択するステップ201と、選択されたNPacから色分解を規定するステップ205と、を含む。【選択図】図2

Description

印刷システムを用いて所望の目標色を再現する1つの技法に色分解プロセスがある。従来から色分解では、所与の色を達成するのに幾つかのインク(又は他の着色剤)のそれぞれをどの分量で用いるかを決定することが重要であった。エンドツーエンドのカラーパイプラインをセットアップすることは、色分解を規定することと、デバイスカラーインターフェース(通常RGB又はCMYK)と、ICCプロファイルをこのインターフェース上に構築することとを伴い、これらのリソースを公称の基準状態に較正する機構は複雑で時間を要する。
より完全な理解のために、以下の添付の図面と併せて後述の記載が参照される。
印刷システムの例を示す簡略化された概略図である。 印刷における色分解の規定方法の例を示すフロー図である。 印刷における色分解の規定方法の例の更なる詳細を示すフロー図である。 印刷における色分解の規定方法の例の更なる詳細を示すフロー図である。 RGBキューブを示す図である。 NPacの印刷を示す図である。
このプロセスは、デバイス色空間内の測色入力値又は入力値を含むルックアップテーブルを利用することができる。テーブルにおける出力値は、n次元インクベクトルとすることができる。ここで、nはプリンタで用いられるインクの数であり、ベクトル成分は各インクの分量を示す。
しかしながら、インクの量の変化によって印刷色を制御することは、用いられる各インク色の分量における変化と、結果として得られる印刷されたインクの組み合わせの色との間の複雑な関係に起因して非常に非線形なプロセスである。この非線形性の結果として、印刷デバイスの色域(全ての印刷可能な色の組)は、3次元色空間において示す場合に凹部を含む場合もある。幾つかの場合には、これらの凹部の結果として、比較的くすんだ暗い色のみが印刷可能となる。加えて、非線形な関係を含むシステムにおける僅かな変化が、出力色において許容できないほど大きな変化をもたらす場合もある。
1つの技法は、インクの組の全てのk個のノイゲバウア・プライマリ(NPs:Neugebauer Primaries)まで含むノイゲバウア・プライマリ・エリアカバレッジ(NPac:Neugebauer Primary area coverage)ベクトルを選択する。その後、ハーフトーンプロセスを行い、ノイゲバウア・プライマリ・エリアカバレッジに基づいて、対応するハーフトーンパターンを生成する。1つの実施形態では、ノイゲバウア・プライマリは、n個のインクの組の全ての可能な組み合わせである。
この組における各インクは、単一のハーフトーンピクセルにおいてk段階のうちの1つにあるとすることができる。ここで、インクの各組につき、単一ピクセルが有することができる全ての可能なインク配置状態を規定するk通りの組み合わせが存在する。例えば、バイナリ(又はバイレベル)プリンタにおいてk=2のとき、プリンタは、単一ピクセルにおいてインクチャネルにつき、インクを用いないか又は1滴のインクを用いることができる。NPacが、NPの線形凸結合(関連するエリアカバレッジは凸の重みである)を示すとし、印刷システムのNPacは全てアクセス可能であることから、印刷システムのノイゲバウア・プライマリの色の凸包の中の全ての色に対処することができる。
色分解を規定することと、デバイスカラーインターフェース(通常RGB又はCMYK)と、ICCプロファイルをこのインターフェース上に構築することと、これらのリソースを公称の基準状態に較正する機構とを伴う、エンドツーエンドのカラーパイプラインをセットアップすることは複雑であり、通常、このプロセスに伴う印刷及び測定の量は、システムにおいて用いられるインクの数に依存する(インクの数が多いほどより多くのパッチが必要になる)。このエンドツーエンドのカラーパイプラインをセットアップすることは、ICCプロファイルを構築する間、正確なパフォーマンスのために通常何百ものパッチが伴われる。その後、測定は、配色表(17サイズのND LUT)、ICCプロファイル(17サイズの3又は4D LUT)及び較正テーブル(N 1Dテーブル)等のオンラインで適用されるリソースを構築するのに用いられる。配色表及びプロファイルは、双方とも構築するのが容易ではなく、各ステージを後続のステージにマッピングするのに洗練されたアルゴリズムを必要とする。次に、これらのリソースを使用することは、フルカラーの色域へのアクセス及びその体積にわたる正確性とともに推移の平滑さを保証するが、長期的かつ計算コストが高く相互依存的である(デバイスインターフェースの長所がプロファイルのパフォーマンスに影響する等)。結果として、パイプライン全体を求めるのに多数の測定及び大量の計算を有する複雑なマルチステッププロセスが必要とされる。
以下の例のプロセスによってセットアップされるパイプラインは、ノイゲバウア・プライマリ・エリアカバレッジ(NPac)を介して色を規定する、ユールニールセン変換(Yule-Nielsen transformed)CIE XYZ測色等のHANS手法に基づく。この手法により、エリアカバレッジ線形空間における凸線形関係がもたらされる。
図1は、印刷システム及び画像処理100の例を示す。印刷システム100は、少なくとも部分的に、コンピューティングデバイス102等の1つ又は複数の適切なコンピューティングデバイスによって実施することができる。使用することができる他のコンピューティングデバイスは、パーソナルコンピュータ、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、デジタルカメラ、携帯情報端末デバイス、セルラフォン、ビデオプレーヤ、及び他の種類の画像ソースを含むが、これらに限定されない。
1つの実施形態では、入力デバイス106を用いてコンピューティングデバイス102に画像104がアップロードされる。他の実施形態では、画像は、ストレージメディアに含まれる、以前に生成された画像の組から取り込むこともできるし、インターネットを用いてオンラインアプリケーション等のリモートストレージロケーションから取り込むこともできる。画像104は、デジタルカメラ又はスキャナ等から生成されるデジタル静止画像とすることができる。他の実施形態では、画像はデジタルビデオ等の動画とすることができる。画像104は、コンピューティングデバイス102によって印刷デバイス108等の出力デバイスに送信することができる。使用することができる他の印刷デバイスは、ドットマトリックスプリンタ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、ラインプリンタ、ソリッドインクプリンタ、及びデジタルプリンタを含むが、これらに限定されない。他の実施形態では、画像は出力デバイス108上でユーザに表示することができる。出力デバイス108は、様々な技術(陰極線管、液晶ディスプレイ、プラズマ)のテレビセット、コンピュータディスプレイ、移動電話ディスプレイ、ビデオプロジェクタ、多色発光ダイオードディスプレイ等を含むが、これらに限定されない。
1つの実施形態では、印刷システム100は、ハーフトーンエリア・ノイゲバウア分解(HANS:Halftone Area Neugebauer Separation)と呼ばれる印刷インターフェース及び画像プロセスシステム110を利用する。HANSはコンピューティングデバイス102を用いて実行することができる。一方、他の実施形態では、HANSは印刷デバイス108を用いて実行することができる。
HANSは、色分解プロセス112とハーフトーンプロセス114とが中で通信する空間を変化させる。HANSを用いて実施される分解の1つの例では、色分解プロセスとハーフトーンプロセスとを接続するチャネルが、ノイゲバウア・プライマリ・エリアカバレッジ(NPac)と関連付けられているアスペクトを用いて通信する。1つの実施形態では、NPacは、ノイゲバウアの式と呼ばれる式の組を利用する。ノイゲバウア式は、ハーフトーン処理技法に基づいてカラー印刷システムを特徴付ける道具である。ノイゲバウア式は、ノイゲバウア・プライマリと呼ばれる色と関連付けられる。ノイゲバウア・プライマリは、バイナリ(バイレベル)印刷デバイスにおいて、n個のインクとそれらのオーバープリントとの2通りの組み合わせである。ここで、n個のインクのそれぞれの適用は0%又は100%である。一般的に、ノイゲバウア・プライマリ(NP)の数はkである。ここで、kは、インクを用いることができるレベル(インクの使用量レベル)の数であり、nはインクの数である。例えば、6個の異なるインクを含むプリンタにおいて、各インクから0滴、1滴、又は2滴をハーフトーンピクセルごとに指定することができ、3又は729個のノイゲバウア・プライマリ(NP)がもたらされる。
印刷デバイス108は、画像104がHANS印刷プロセスの指示通りに基材116上に印刷されるようにする。基材116は任意の種類の紙(軽量、重量、被覆、不被覆、板紙、ダンボール等)、フィルム、フォイル、織物、布地又はプラスチックを含むことができるが、これらに限定されない。
印刷システム100はコンピューティング環境における画像処理の文脈で記載されているが、他の種類のデータ処理に関わる他の文脈及び環境において利用することができることを認識及び理解すべきであることに留意されたい。
カラー印刷は、画像又はテキストを色付きで基材116に再生することである。写真などのフルカラー画像を印刷するのに用いることができる技法に4色プロセス印刷がある。1つの実施形態では、カラー印刷プロセスにおいて利用することができる技法は加法色モデルを含む。例示的な加法プロセスは、赤色、緑色、青色(RGB)等のモデルである。加法プロセスは、光源から直接放射される光を伴う。さらに、加法プロセスは原色RGBを混合して第2原色であるシアン、マゼンタ、及び黄色を生成する。上記で考察したように、印刷インターフェース110は2つの主要プロセスを実施する。第1の主要プロセスは色分解である。色分解は、印刷システムにおいて利用可能なインクの色又は印刷可能な基本色(elementary colors:原色)に対応する幾つかの単色画像の組み合わせとして、色画像を表すことを伴う。1つの例では、色画像は、1つ又は複数の単色層の組み合わせとして表される。これらの単色層は、赤色層、緑色層、及び青色層を含むことができるが、これらに限定されない。
1つの実施形態では、NPacを介して画像を印刷するための色分解は、1度限りのオフラインプロセスにおいて規定される。プロセスは必要に応じて繰り返し、プリンタシステムを再較正することができる。図2を参照すると、色分解は選択された数のNPacから規定される(205)。複数のNPacはそれぞれRGBキューブにおける点に対応して選択され(201)、RGB空間に、NPac関連空間(例えば、ユールニールセン変換XYZ空間)において有効テッセレーションに変換されるテッセレーションをもたらす(203)。
これにより、はるかに少ない数のNPac、例えば、これに限定されないが、8個のNPac頂点を用いてプリンタカラーパイプラインを規定することが可能になる。これらのNPac頂点は(任意の方法で)選択され、それによりRGBキューブの8個の頂点に対応し、これらの頂点を表し、RGB空間におけるテッセレーションがNPac関連空間(例えば、ユールニールセン変換XYZ空間)において有効テッセレーション(すなわち、反転テッセラ等の不整のないテッセレーション)に変換される。
テッセレーションは、重複又は間隙なしに色域の凸包を充填するポリトープの集合(例えば、2次元における多角形、3次元における多面体)である。1つの実施形態では、テッセレーションはドローネ(Delaunay)テッセレーション技法を用いて行われる。他の実施形態では、他のテッセレーション技法を用いることができる。上記で考察したように、NPは凸結合して線形色空間における測色に関連することができるので、テッセレーション技法は任意の幾何学的テッセレーション技法とすることができる。
プリンタカラーパイプラインの色分解を規定するのに用いられるNPacは、ゼロから設計することができる。代替的に、図3に示されるように、この選択は、印刷システムに関してNPacの代表的な組を印刷媒体上に印刷すること(301)により達成することができる。これらのNPacは、インク制限(インク制限域内サンプルが100%のエリアカバレッジで印刷される一方で、超インク制限域(above-ink-limit)サンプルは、ブランクメディアを含む他のNPと組み合わせることでインク制限域に色域マッピングされる)の後に、全てのノイゲバウア・プライマリ(デバイスのインク滴状態、例えば、プライマリ、セカンダリ、ターシャリ等)の組とすることができる。次に、印刷されたNPacの測色値が、例えば、反射率を返す分光測光器(又は測色器)によって測定される(303)。この反射率からCIE XYZ測色が計算されるか、又はCIE XYZ測色が直接出力される。結果として得られるXYZ測定値は、ユールニールセン変換ドメイン等のエリアカバレッジ線形空間に変換される。この際、CIE XYZを(1/YNN)乗にする。ここで、YNNはユールニールセン係数503であり、図5bに示される。複数のNPacは、測定された測色値に基づいて、印刷されたNPacの代表的な組から選択される。1組のノイゲバウア・プライマリを代表するNPacを印刷することもできるし、代表的なサブセットを印刷することもできる。NPacは、図5aに示されるRGBキューブ500の8個の頂点501_1〜501_8に単に対応するように、手動で又は(図4に示されるように)アルゴリズム的に選択することができる。これを一度かつオフラインで行い、RGBテッセレーションがNPac関連空間(XYZ(1/YΝΝ)空間)において有効なテッセレーションであるという制約を満たす点(例えば、頂点)を選択することができる。
RGBキューブ500の頂点501_1〜501_8に対応する8個のNPacを選択することができる。代替的に、RGBキューブ内の任意の点に対応する任意の数のNPacを選択することができる。例えば、「黒色」頂点501_6の近傍の点に対応する追加的なNPacを選択し、より多くの黒色に近い細部を提供することもできるし、代替的に、5個の点(W−RG−RB−GB−K)(少なくとも4個のNPac)を選択することもできる。各点はRGBキューブ内の点に対応するか、又はRGBキューブ500の任意の頂点501_1〜501_8の実質的に近傍にある点に対応する。
図4に示されるように、NPacはアルゴリズム的に選択することができる。この例では、対応するRGBキューブの4面体にマッピングされるNPac関連色空間における4面体がRGBキューブの4面体によって接続されない頂点と重複するのを避けるように、8個のNPacが選択される。これは、RGBキューブの頂点に対応するNPacの代表的な組のうちの8個を含む初期組を選択し(401)、4面体RGBテッセレーションを計算するとともに、この4面体テッセレーションをNPac関連色空間におけるNPacの初期組にマッピングし(403)、NPac関連色空間における4面体が重複し、及び/又は所定量より大きい体積較差(volume discrepancies)を有するかを判断する(405)ことによって達成される。NPac関連空間の4面体が重複し、及び/又は所定量より大きい体積較差を有する場合には、RGBキューブの頂点に対応するNPacの代表的な組のうちの8個を含む修正された組を選択し(407)、8個のNPacの組に関して、NPac関連空間における4面体が重複せず、この4面体が所定量より大きい体積較差を有しなくなるまで、ステップ403、405を繰り返す。次に、選択されたNPacに基づいて、色分解のカラールックアップテーブルがセットアップされる(409)。
図5bに示される測定結果(503)はデバイスのフルカラー色域を示す。これらの点の中からNPacのサブセットが選択される。これらのサブセットは、幾何学的な対応関係に従ってRGBキューブ500の極頂点(extreme vertices)501_1〜501_8に直接対応することができる。つまり、XYZ(1/YNN)における、青色、シアン、マゼンタ及び黒色を接続する4面体は、残りの頂点との重複を避けるために、RGBキューブ上でこの4面体が対応する4面体にマッピングするべきである。これは手動(上記制約を用いてXYZ(1/YNN)測色に基づいて選択する)で行うこともできるし、RGBキューブの対頂点における色に対応するNPacの対を接続する軸の間の角度が最大化されるように、NPacの対を選択する等して、アルゴリズム的に行うこともできる。例えば、最も暗いNPacをRGBキューブの黒色の頂点として選択し、多くの場合にブランク基材のNP(すなわち、インクがない100%エリアカバレッジ)である最も明るいNPacをRGBキューブの白色の頂点として選択する。次に、続いて、RGBキューブの対頂点上の、「青色」501_4及び「黄色」501_8(「赤色」501_7及び「緑色」501_5並びに「シアン」501_3及び「マゼンタ」501_2)等の「反対色」に対応するNPacの対を選択し、互いから離れ、及び/又はNPacの対を接続する軸が、黒色及び白色の頂点に選択されたNPacを接続する軸に対して実質的に直角をなすXYZ(1/YNN)測定結果を選択するとともに、他の反対色の軸の間の角度を最大化する。
選択されたNPacを利用してカラールックアップテーブル、すなわちLUTを作成する。このカラールックアップテーブルは、印刷インターフェース110の色分解モジュール112において、画像104を印刷するのに用いられる。
プリンタ108を較正又は再較正するために、上記で識別された選択されたNPacは印刷媒体に印刷され、それらの測色値が測定され、次に、印刷されたNPacの測定結果から、カラールックアップテーブル、すなわちLUTが作成又は再作成される。このデータは、一貫性(較正)のためにNPacの基準測定結果にマッピングするのに用いることもできるし、そのままカラープロファイルとして直接用いることもできる。
全色域にアクセスする要求を放棄することで、次にこれらのステップに従うことができる。つまり、RGBインターフェースを規定するのに必要及び充分である8個のNPacを規定し、実際のデバイスの色域のサブ容量の大部分を特徴付け、パイプラインを再較正及び再プロファイル付けするために印刷し測定する必要のあるパッチのみを構成する。結果として、8ノードカラールックアップテーブル(又は、印刷するのに必要な全ての選択されたNPacの数に応じて任意のmノードカラールックアップテーブル)が得られる。ノードは次に中立軸維持4面体テッセレーション(neutral-axis-preserving tetrahedral tessellation)を用いてテッセレーションされる。ソース色内容は、2つのステージを有する最小LAB色域マッピングを用いて色域マッピングされる。2つのステージにおいて、まずソースLAB値をLAB空間における8ノード色域の凸包にマッピングし、次に色域マッピングされたLABがユールニールセンXYZ(XYZ(1/YNN))に変換される。ここでもまた、ユールニールセンXYZがXYZ(1/YNN)凸包の外側にある場合、別の最近傍点マッピングが行われる。
これらの8個の頂点は、一旦選択されると、明確な対応関係を介してRGBキューブを表す。頂点間の推移は、エリアカバレッジにおける推移に対応するので平滑である。デバイスが時間の経過とともに変化する場合、セットアップ期間に選択されたXYZ(1/YNN)頂点に対応するNPacを印刷するのみでよい。これらが測定されると、完全に埋められたカラールックアップテーブルが確立される。このカラールックアップテーブルは、新たに測定された測色から以前に確立された基準(較正)への変換を含めるか、又は直接新たなICCプロファイルとして確立される。
これにより、パイプラインの「削減された数m」個のパッチの定義(例えば8個のパッチの定義)に起因してセットアップ期間/計算が最小化される。エリアカバレッジにおける8個の頂点間の推移に起因する推移の平滑化が達成される。凸色域及び線形インターフェースも達成される。プロセスは全てのデバイス変動性に対処し、カラーマップ(分解)、較正及びプロファイル化の全体のための単一mノードLUTにおける符号化に対処することができる。結果として、小さなフットプリント、例えば、8ノードLUTが得られ、(分解カラーマップ、ICCプロファイル、色較正に起因する計算の代わりに)完全なパイプラインを適用するのにLUTにおいて単一補間することが達成される。
本方法、本装置及び関連する態様が幾つかの特定の例を引用することにより記載されたが、本開示の趣旨から逸脱せずに様々な変更、変形、省略及び置換を行うことができる。したがって、本方法、本装置及び関連する態様は、以下の特許請求の範囲及びその均等物の範囲によってのみ限定されることが意図される。いかなる従属項の特徴も任意の独立項又は他の従属項の特徴と組み合わせることができる。

Claims (13)

  1. NPacを介して画像を印刷するための色分解を規定する方法であって、
    それぞれがRGBキューブ内の点に対応する複数のNPacを選択するステップであって、NPac関連空間において有効テッセレーションに変換されるテッセレーションをRGB空間にもたらす、選択するステップと、
    選択されたNPacから色分解を規定するステップと、
    を含む、方法。
  2. 印刷システムに関してNPacの代表的な組を印刷媒体上に印刷するステップと、
    該印刷されたNPacの測色値を測定するステップと、
    を更に含み、
    複数のNPacを選択するステップは、該測定された測色値に基づいて、前記印刷されたNPacの代表的な組から選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  3. 前記印刷システムに関してNPacの代表的な組を印刷媒体上に印刷するステップは、一組のNP代表NPacを印刷するステップを含む、請求項2に記載の方法。
  4. 前記複数のNPacを選択するステップは、
    各NPacが前記RGBキューブの頂点の実質的に近傍にある点に対応する、少なくとも4個のNPacを選択するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  5. 前記少なくとも4個のNPacを選択するステップは、RGBキューブの各頂点に対応するNPacを選択するステップを含む、請求項4に記載の方法。
  6. 前記複数のNPacを選択するステップは、前記RGBキューブにおける対応する4面体にマッピングされるNPac関連色空間における4面体が、該RGBキューブの該4面体によって接続されない前記頂点との重複を避けるように、前記RGBキューブの各頂点に対応するNPacを選択するステップを含む、請求項4に記載の方法。
  7. 前記NPacを選択するステップは、
    (i)RGBキューブの前記頂点に対応するNPacの代表的な組のうちの8個を含む初期組を選択するステップと、
    (ii)4面体RGBテッセレーションを計算するとともに、該4面体テッセレーションを前記NPac関連色空間における前記NPacの初期組にマッピングするステップと、
    (iii)前記NPac関連色空間における前記4面体が、重複し、及び/又は所定量より大きい体積較差を有するかを判断するステップと、
    (iv)前記NPac関連空間の前記4面体が重複し、及び/又は所定量より大きい体積較差を有する場合には、RGBキューブの前記頂点に対応する前記NPacの代表的な組のうちの8個を含む修正された組を選択するステップと、
    8個の前記NPacの組に関して、前記NPac関連空間における前記4面体が重複せず、該4面体が前記所定量より大きい体積較差を有しなくなるまで、ステップ(ii)〜ステップ(iv)を繰り返すステップと、
    を含む、請求項6に記載の方法。
  8. 前記NPacを選択するステップは、前記RGBキューブの対頂点上の色に対応するNPacの対を接続する軸の間の角度が最大化されるように、該NPacの対を選択するステップを含む、請求項6に記載の方法。
  9. 前記NPacを選択するステップは、
    前記RGBキューブの黒色の頂点として、最も暗いNPacを選択するステップと、
    前記RGBキューブの白色の頂点として、最も明るいNPacを選択するステップと、
    前記RGBキューブの対頂点上の色に対応するNPacの対を選択するステップであって、それにより、前記NPacの対を接続する前記軸が、前記黒色の頂点及び前記白色の頂点に選択された前記NPacを接続する前記軸に対して実質的に直角をなす、前記NPacの対を選択するステップと、
    を更に含む、請求項8に記載の方法。
  10. 前記選択されたNPacから色分解を規定するステップは、該選択されたNPacからカラールックアップテーブル、すなわちLUTを作成するステップを含む、請求項1に記載の方法。
  11. 前記NPac関連空間は、ユールニールセン修正XYZ(1/YΝΝ)空間を含む、請求項1に記載の方法。
  12. NPacを介して画像を印刷するための色分解を規定するカラールックアップテーブルであって、該カラールックアップテーブルは、選択されたNPacによって埋められ、該選択されたNPacは、それぞれがRGBキューブ内の点に対応するように選択され、それによりRGB空間におけるテッセレーションがNPac関連空間において有効テッセレーションに変換される、カラールックアップテーブル、を含む、色分解モジュール。
  13. 画像を印刷するためのプリンタモジュールと、
    NPacを介して画像を印刷するための色分解を規定するカラールックアップテーブルを含む色分解モジュールであって、前記カラールックアップテーブルは、選択されたNPacによって埋められ、該選択されたNPacは、それぞれがRGBキューブ内の点に対応するように選択され、NPac関連空間において有効テッセレーションに変換されるテッセレーションをRGB空間にもたらす、色分解モジュールと、
    を含み、前記プリンタモジュールは、前記カラールックアップテーブルによって規定された前記NPacに従って各ピクセルを規定することによって入力画像を印刷する、印刷システム。
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