JP2500923B2 - カラ―画像変換方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像をプリント
または表示するカラー画像出力装置のためのカラー画像
変換方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、カラープリンタ技術の発達に伴
い、カラー複写機の実用化へ向けての研究開発が盛んに
進められている。カラー複写機には原画像情報を光電変
換し、電気的処理によりカラー画像を形成する方式と、
従来の複写機と同様に化学的処理によりカラー画像を形
成する方式の２種類の方式がある。前者の方式は後者の
方式に比べ現状ではノイズが多い、解像力が低いなどの
欠点がある反面、化学的プロセスを必要とせず、また画
像形成において多様な処理が可能であるなどの特長を有
することから、大いに注目されている。

【０００３】電気的処理によりカラー画像を形成するカ
ラー複写装置の一例として、原稿面上等の原画像情報を
例えば３つの色信号として検出し、これをＡ／Ｄ変換回
路でディジタル信号に変換してから互いに相関の低い輝
度信号および２つの色差信号に分離・変換し、さらにＲ
ＯＭを用いた変換テーブルにより出力形態に適合した出
力用信号、すなわちインク濃度信号に変換した後、出力
手段としてのカラープリンタに供給して、カラー画像を
プリントする方式が知られている。

【０００４】ここで、変換テーブルはカラープリンタで
用いるインクの特性に合わせて、輝度・色差信号をイン
ク濃度信号に変換するものであるが、この変換は一般に
複雑な演算となる。このため、前段までのＡ／Ｄ変換、
シェーディング補正、ガンマ補正および輝度、色差信号
分離等の処理が比較的簡単な演算回路で実行されるのに
対し、この変換にはテーブルを用いている。この変換テ
ーブルの構成はある輝度・色差信号の組に対し、その輝
度・色差信号の組が表わす色を表現するインク濃度の組
が対応するようになっており、これは数値計算によって
求めることができる。ところが、実際には全ての輝度・
色差信号の組が現実の色を表わすわけではなく、また、
現実の色を表わしていてもカラープリンタで用いるイン
クでは表現できない色も存在する。このようなカラープ
リンタで表示可能な色と対応を持たない輝度・色差信号
の組に対しては、数値計算によっては対応するインク濃
度を定めることができない。しかし、実際には画像入力
部でのノイズの混入や、カラープリンタで用いるインク
で表現できない色の入力などにより、このような輝度・
色差信号が入力される可能性は大いにあり、そのような
場合カラープリンタはなんら応答しないことになるの
で、画像品質が劣化する要因となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、ノ
イズの混入や出力不可能な色の色信号入力により出力可
能な色と対応を持たない色信号が入力された場合でもそ
の色信号に対応して適切な画像出力を行うことができ、
もって高品質なカラー出力画像が得られるカラー画像変
換方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、検出された複
数の色信号を入力する第１のステップと、この第１のス
テップで入力された色信号をカラー画像出力装置の出力
形態に適合した出力用信号に変換する第２のステップと
を具備するカラー画像変換方法において、前記第２のス
テップが、前記第１のステップで入力された色信号に対
応する所定の色信号を求める第３のステップと、前記第
１のステップで入力された色信号が前記カラー画像出力
装置で出力可能な色と対応をもたない場合には、前記カ
ラー画像出力装置で出力可能な色に対応する所定の色信
号の中で、前記第３のステップで求められた所定の色信
号との誤差距離Ｅが最小となるような所定の色信号を求
める第４のステップと、この第４のステップで求められ
た所定の色信号に対応する出力用信号を前記第１のステ
ップで入力された色信号に対する出力用信号とする第５
のステップとを含むようにしたことを特徴とするもので
ある。

【０００７】

【作用】本発明によれば入力された色信号（例えば輝度
・色差信号の組）をカラープリンタ等の出力形態に適合
した出力用信号（カラープリンタの場合はインク濃度信
号）に変換する際に、ノイズ等の影響によるものを含め
て入力され得る色信号のあらゆる組に対し適切な出力用
信号を得ることができる。

【０００８】すなわち、この発明においては出力可能な
色と対応をもたない色信号に対しては、出力装置で出力
可能な色と対応をもつ所定の色信号（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3
）の中で、入力された前記色信号に対応する所定の色
信号（ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ）に対し、誤差距離Ｅを最小と
するような所定の色信号（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）に対応す
る出力用信号値と同じ出力用信号値を入力された前記色
信号に対する変換値とするため、鮮やかさを保ちつつ原
信号に近い色を出力することができる。

【０００９】

【実施例】第１図はこの発明をカラー複写装置に適用し
た一実施例を示すものである。図において、画像入力部
１は原画像情報を複数の色信号２として検出するもの
で、例えば第２図に示すように構成される。すなわち、
複数写体としての原稿面２１を白色光源２２で照明し、
レンズ２３により原稿面２１上の画像を光検出器アレイ
２４の受光面上に結像する。光検出器アレイ２４の前面
には分光透過特性の異なる３種類の色のフィルタ２５が
光検出器アレイ２４の連続する３個に対応して配置され
ている。そして光検出器アレイ２４の連続する３個の組
が１画像素を構成し、これらの光電変換出力が画素の色
情報をもつ３つの色信号２として得られる構成となって
いる。

【００１０】こうして画像入力部１で得られる色信号２
は画素単位で並−直列変換され、時系列信号となってい
る。これらの色信号２はＡ／Ｄ変換器３によりディジタ
ル化され、さらにこのディジタル化色信号４はシェーデ
ィング補正回路５により規格化色信号６となる。シェー
ディング補正回路５は各光検出器ごとの感度やオフセッ
トの補正データテーブルを持っており、このテーブルを
通して色信号４に対し光検出器の画素ごとのバラツキの
補正を施し、入力画素が白および黒のときそれぞれ最大
値“１”および最小値“０”をとるように規格化して出
力する。この規格化色信号６は輝度・色差信号分離回路
（Ｙ／Ｃ分離回路）７により１つの輝度信号８と２つの
色差信号９ａ，９ｂに分離される。Ｙ／Ｃ分離回路７の
３つの入力信号（規格化色信号）６をｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3
出力信号８，９ａ，９ｂをｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 とすると、
このＹ／Ｃ分離回路７は次式に示すようなマトリックス
演算を行う。

【００１１】

【数１】 Ｙ／Ｃ分離回路７の出力のうち、輝度信号８は画素の明
るさを表わす信号、色差信号９ａ，９ｂは画素の色相を
表わす信号であり、入力画素が無彩色の場合、色差信号
９ａ，９ｂは共に０となる。

【００１２】輝度信号８はさらにガンマ補正回路１０に
より非線形変換を施される。このガンマ補正回路１０の
入出力特性を第３図に示す。このガンマ補正は周知のよ
うに人間の視覚特性は暗い部分の方が階調弁別能が高い
ことに合わせるためのものである。これらＹ／Ｃ分離回
路７から出力される色差信号９ａ，９ｂおよびガンマ補
正回路１０を介して得られた輝度信号８′のスケールは
人間の階調弁別能の特性に近くなっている。

【００１３】そして、輝度信号８′および色差信号９
ａ，９ｂは色変換回路としての変換テーブル１１により
出力用信号としての３つのインク濃度信号１２に変換さ
れた後、出力手段としてのカラープリンタ１３に供給さ
れる。カラープリンタ１３はインク濃度信号１２により
各色のインク濃度を制御し、カラー画像をプリントす
る。変換テーブル１１は入力される輝度・色差信号に対
応する色を合成するためのインク濃度を出力するもので
あり、３次元の構成となっている。

【００１４】この変換テーブル１１は次のように構成さ
れている。すなわち、カラープリンタ１３で用いる３色
のインクの任意の濃度の組を与え、それにより出力され
る色を入力した場合の色信号はインク，色フィルタの特
性から計算により求めることができ、さらにこれらより
輝度・色差信号の組が求まる。ここで元のインクの濃度
の組をこの輝度・色差信号の組に対する変換テーブル１
１の変換値（出力信号値）とすることにより、正しい色
再現が可能となる。

【００１５】しかしながら、出力可能なあらゆるインク
濃度の組に対応する輝度・色差信号の組の集合は第４図
に示すように、とりうる輝度・色差空間の全体をみたし
ていない。すなわち、第４図において１は輝度信号軸、
ｙ，ｑは２つの色差信号軸を示したもので、図中の曲面
体４１は出力可能なインク濃度の組に対応する輝度・色
差信号の組の領域を示し、外側の立方体４２がとりうる
輝度・色差信号の変換（輝度・色差空間）を示してい
る。したがって第４図の曲面の曲面体４１の領域の外で
は輝度・色差信号の組は前記の計算では対応するインク
濃度つまり出力可能な色との対応を持たない。

【００１６】そこで、この発明ではこのような出力可能
な色との対応を持たない輝度・色差信号の組に対しても
インク濃度信号への変換を行う。

【００１７】これを第４図及び第５図を用いて説明す
る。第５図は規格化色信号６ａ，６ｂ，６ｃの空間を示
す。図中の曲面体５１が出力可能なインク濃度の組に対
応する規格化色信号の組（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）の領域を
示し、これは第４図の曲面体４１に対応している。また
外側の立方体５２が規格化色信号のとりうる領域を示
す。第４図曲面体の領域４１の外側の点Ｙのインク濃度
値への変換値に次のように定める。すなわち、まず輝度
色差信号Ｙに対応する規格化色信号の組（ｙ1 ，ｙ2 ，
ｙ3 ）を求め、その点をＹ′とする。そして曲面体７１
内の点、すなわち出力可能なインク濃度の組に対応する
規格化色信号の組（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）の中で誤差距離
Ｅ

【００１８】

【数２】 を最小にする組（ｘ1 ，ｘ2 ，ｘ3 ）を求め、（第５図
Ｘ′）この規格化色信号の組に対応する、輝度色差信号
の組（第４図Ｘ）の信号の変換値を、信号Ｙの変換値と
等しくする。ここでＶi はそれぞれ規格化色信号上にの
るノイズの分散である。

【００１９】この操作を第４図の曲面体４１外の全ての
信号について行うことにより、輝度色差信号からインク
濃度信号への変換テーブル１１の内容はすきまなく埋め
られることになる。

【００２０】上記のようにして変換テーブル１１を構成
したことによる特有の効果は次のとおりである。一般に
色信号２にはノイズが含まれており、輝度色差信号ある
いは規格化色信号６ａ，６ｂ，６ｃが表現可能な領域か
ら外れるのは、このノイズが原因であると考えられる。
ここで色信号２に加わるノイズは互いに相関が低く、ま
たそのノイズは近似的にガウシアンであると考えてよ
い。

【００２１】したがって、規格化色信号に加わるノイズ
も同様に互いに相関が低く、ガウシアンである。よって
輝度色差信号の組がノイズにより出力可能な色の領域か
ら外れた場合、すなわち規格化色信号が出力可能な色の
領域から外れて、（ｙ1 ，ｙ2 ，ｙ3 ）となった場合、
その本来のノイズのない規格化色信号の組が（ｘ1 ，ｘ
2 ，ｘ3 ）である事後確率Ｐは、

【００２２】

【数３】 となり、その本来の信号は表現可能な色と対応をもつ中
でＰを最大にするもの、すなわち

【００２３】

【数４】 を最小にするものと考えるのが妥当である。

【００２４】この実施例で示した、変換テーブルの構成
を用いれば、出力可能な色と対応のない輝度色差信号が
入力した場合、前記の本来の信号として最も尤度の高い
信号が入力したのと等価になり、良好なカラー画像の再
生が可能となる。又、上記の実施例では、ノイズの分散
Ｖi を用いたが、色信号空間の定義により必ずしもこの
ような表現ではできないこともある。一般的には、ノイ
ズの統計的性質を表わす定数Ｖijを用いることになる。

【００２５】もっともより簡単な信号の補正によって出
力画像として問題がない場合にはより簡単な補正が許さ
れるのは当然である。例えば、出力可能な色信号の空間
内の一点を任意に選び、この点と入力信号迄とを結ぶ直
線を決定し出力可能な色信号の成す空間との交点を補正
値としてもよい。この時、空間内の一点の選び方は読み
取り画像によって適宜決定すればよい。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、画像入力部でノイズ
が混入したり出力不可能な色信号が検出され、原理的に
対応する出力可能な色を持たない色信号が入力された場
合でも、この色信号に対応する色に近い出力可能な色を
出力するための出力用信号が得られることによって、画
像出力がなされる。従って視覚上Ｓ／Ｎがよく、色再現
性の良好な高品質のカラー画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の一実施例にかかるカラー複写装置
の概略構成を示すブロック図。

【図２】 同実施例における画像入力部の構成を示す
図。

【図３】 同実施例におけるガンマ補正回路の入出力特
性を示す図。

【図４】 輝度色差空間内でカラープリンタの出力可能
な色に対応する輝度色差信号の組の存在領域を示し、ま
た、色変換テーブルの構成を示す図。

【図５】 規格化色信号空間内でカラープリンタの出力
可能な色に対応する規格化色信号の組の存在領域を示
し、また色変換テーブルの構成を説明するための図。

【符号の説明】

１…画像入力部 ２…色信号 ３…Ａ／Ｄ変換回路 ５…シューティング補正回路 ６…規格化色信号 ７…輝度色差分離回路 ８…輝度信号 ９ａ，９ｂ…色差信号 １０…ガンマ補正回路 １１…変換テーブル １２…インク濃度信号 １３…カラープリンタ ２１…入力画像 ２２…光源 ２３…レンズ ２４…光検出器アレイ ２５…色フィルタ ４１…出力可能なインク濃度の組に対応する輝度色差信
号の組の領域 ４２…輝度色差信号の空間 ５１…出力可能なインク濃度の組に対応する規格化色信
号の組の領域 ５２…規格化色信号の空間

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】検出された複数の色信号を入力する第１の
   ステップと、 この第１のステップで入力された色信号をカラー画像出
   力装置の出力形態に適合した出力用信号に変換する第２
   のステップとを具備するカラー画像変換方法において、 前記第２のステップは、 前記第１のステップで入力された色信号に対応する所定
   の色信号を求める第３のステップと、 前記第１のステップで入力された色信号が前記カラー画
   像出力装置で出力可能な色と対応をもたない場合には、
   前記カラー画像出力装置で出力可能な色に対応する所定
   の色信号の中で、前記第３のステップで求められた所定
   の色信号との誤差距離Ｅが最小となるような所定の色信
   号を求める第４のステップと、 この第４のステップで求められた所定の色信号に対応す
   る出力用信号を前記第１のステップで入力された色信号
   に対する出力用信号とする第５のステップとを含むもの
   であることを特徴とするカラー画像変換方法。