JP2874235B2 - 色彩測定方法 - Google Patents

色彩測定方法

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JP2874235B2 JP2005482A JP548290A JP2874235B2 JP 2874235 B2 JP2874235 B2 JP 2874235B2 JP 2005482 A JP2005482 A JP 2005482A JP 548290 A JP548290 A JP 548290A JP 2874235 B2 JP2874235 B2 JP 2874235B2
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、写真のように3種の発色成分を混合するこ
とによって色彩を表現するカラー画像、あるいは印刷物
のように3種の発色インクと1種の濃淡インクを混合す
ることによって色彩を表現するカラー画像等の色彩特徴
量を測定する方法に関する。
(従来の技術) 測定の分野では、光電色彩計を用いて色彩特徴量であ
る3刺激値(X、Y、Z)を測定していた。光電色彩計
の3つの色センサの分光感度特性をそれぞれ国際照明委
員会(CIE)勧告の等色関数(λ)、(λ)、
(λ)と一致させることによって3刺激値(X、Y、
Z)が測定されるが、この3刺激値(X、Y、Z)が等
しいカラー画像は分光分布特性が異なっていても、人間
が観測した場合に同じ色に見えるという特徴を有する。
また、カラーイメージスキャナでは3種の色センサか
ら得た3色分解信号を3行3列の行列で行列変換して3
原色値(R、G、B)を測定している。カラーイメージ
スキャナの3種の色センサの分光感度が前記CIE勧告の
等色関数(λ)、(λ)、(λ)の一次結合とな
るという条件を満足すれば、3原色値(R、G、B)が
等しい色は分光分布特性が異なっていても、人間が観測
した場合同じ色に見えるという特徴を有する。
ところが、人間が観測して同じ色に見えるカラー画像
も分光分布特性が異なる場合、色センサの分光感度が等
色関数あるいはその一次結合からずれると、その分だけ
光電色彩計等で測定された3刺激値等の色彩特徴量は誤
差を持つ。
したがって、光電色彩計およびカラーイメージスキャ
ナの3つの色センサの分光感度特性は、等色関数あるい
はその一次結合となるように設計され、その近似の度合
いが測定係数と呼ばれ、色彩測定の精度になっていた。
(ジャーナル・オブ・ザ・オプティカル・ソサイアティ
・オブ・アメリカ(Journal of the Society of Americ
a)、1956年、821-824ページ) (発明が解決しようとする課題) 色センサの分光感度は光電変換器の分光感度と色フィ
ルタの分光透過率を各波長毎に乗算したものであるが、
等色関数に一致させるような色センサを作成することは
困難であり、また高度に近似的なものを作成するにはコ
ストがかかるという問題点があった。
また、印刷物・写真のように3種類程度の発色成分を
混合することによって色彩が表現されるカラー画像の場
合、ある色彩を表現するのに3種の発色成分の混合成分
が決定され、その色彩の分光分布特性がきまるので、同
じ色で分光分布特性が異なるカラー画像は存在し得な
い。したがってこのようなカラー画像の色彩特徴を測定
する場合、3種の色センサの分光感度が等色関数あるい
はその線形和でなくても、色センサの出力値から分光分
布特性が推定できれば、それに対する3刺激値あるいは
3原色値が求められると考えられる。
本発明の目的は、等色関数と一致しない分光感度をも
つ色センサを用いながらも、カラー画像の分光反射率分
布が3つの既知の分光反射率分布の線形和で近似される
と仮定して、3刺激値(X、Y、Z)あるいは3原色値
(R、G、B)を測定することである。
(課題を解決するための手段) 本第1の発明の色彩測定方法は、色彩測定の対象とな
るカラー画像に照明光を照射し、その反射光および透過
光を分光感度の異なる3種の色センサで光電変換して得
た3色分解信号を3行3列の色補正行列Aで行列変換す
ることによって色彩特徴量を測定する方法において、該
カラー画像の分光分布特性は3分光特徴係数(p1、p2、
p3)により3種の既知の分光分布特性C1(λ)、C2
(λ)、C3(λ)の線形結合p1・C1(λ)+p2・C2
(λ)+p3・C3(λ)で近似できると仮定し、前記3分
光特徴係数からXYZ表色系の3刺激値に変換する行列S
と、前記3分光特徴係数から前記3色分解信号に変換す
る行列Tの逆行列であるT-1とを乗算したST-1を前記色
補正行列Aとして、前記3色分解信号を行列変換してXY
Z系の3刺激値を求め、色彩特徴量として出力すること
を特徴とする。
さらに、本第2の発明の色彩測定方法は、色彩測定の
対象となるカラー画像に照明光を照射し、その反射光お
よび透過光を分光感度の異なる3種の色センサで光電変
換して得た3色分解信号を3行3列の色補正行列Aで行
列変換することによって色彩特徴量を測定する方法にお
いて、該カラー画像の分光分布特性は3分光特徴係数
(p1、p2、p3)により3種の既知の分光分布特性C1
(λ)、C2(λ)、C3(λ)の線形結合p1・C1(λ)+
p2・C2(λ)+p3・C3(λ)で近似できると仮定し、XY
Z表色系の3刺激値からRGB系の3原色値に変換する行列
Mと、前記3分光特徴係数からXYZ表色系の3刺激値に
変換する行列Sと、前記3分光特徴係数から前記3式色
分解信号に変換する行列Tの逆行列であるT-1とを乗算
したMST-1を前記色補正行列Aとして前記3色分解信号
を行列変換してRGB系の3原色値を求め、色彩特徴量と
して出力することを特徴とする。
(作用) 第1図において、参照数字11、12、13、14は、分光反
射率特性を示しており、縦軸が分光反射率、横軸が波長
(単位nm)を示す。写真・印刷物等のカラー画像の分光
分布特性である分光反射率特性11のp(λ)は、写真等
の発色材あるいは印刷物等のインクを限定することによ
って3種の分光反射率特性12、13、14のC1(λ)、C2
(λ)、C3(λ)の線形結合で近似できる。すなわち、
3分光特徴係数(p1、p2、p3)によりp(λ)は p(λ)=p1・C1(λ)+p2・C2(λ)+p3・C3(λ)
(1) で表される。3種の分光反射率特性12、13、14のC1
(λ)、C2(λ)、C3(λ)の求め方について何色かの
カラー画像の分光反射率を測定し、主成分分析で3主成
分の分光パターンを求めると、それがC1(λ)、C2
(λ)、C3(λ)である。
分光放射率がS(λ)の光源によるカラー画像の反射
光の分光分布特性はS(λ)・p(λ)となり、分光感
度特性1(λ)、2(λ)、3(λ)の色センサ
の出力値である3色分解信号t1、t2、t3)は となる。ここで tij=∫i(λ)・S(λ)・Cj(λ)dλ (3) (ただし、i=1,2,3,j=1,2,3)とすると、式(2)は
式(1)、(3)より となる。Tは3分光特徴量を3色分解信号に変換する行
列である。ここで行列Tの逆行列T-1が存在すれば、 となる。ゆえに13色分解信号(t1、t2,t3)がわかる
と、式(5)により3分光特性係数(p1、p2、p3)が求
められ、カラー画像の分光反射率特性として式(1)の
p(λ)が推定できる。
そして、カラー画像の分光反射率特性がわかると、XY
Z表色系の3刺激値およびRGB系の3原色値を求めること
ができる。
(実施例) 第2図は本発明を実現するための実施例である。1は
色彩測定の対象となるカラー画像、2はカラー画像を照
射する光源、3、4、5はそれぞれ分光感度特性
1(λ)、2(λ)、3(λ)が既知である色セン
サ、6は行列変換部である。
与えられたカラー画像1は光源2によって照射され、
その反射光7は3つの色センサ3、4、5で光電変換さ
れ、3色分解信号8(t1、t2、t3)が得られる。行列変
換部6で(t1、t2、t3)を3行3列の変換行列Aで行列
変換し、3刺激値(X、Y、Z)ないし3原色値(R、
G、B)を出力する。
まず、第2図の行列変換部6で3刺激値(X、Y、
Z)を色彩特徴量として出力する変換行列Aの求め方に
ついて以下に述べる。
光源2の分光放射特性がS(λ)、カラー画像の分光
反射率特性がp(λ)であるからカラー画像の反射光の
分光特性はS(λ)・p(λ)となる。3色分解信号8
(t1、t2、t3)は式(2)で得られる。カラー画像の分
光反射率特性が式(1)の近似式であらわされるとする
と、分光反射率特性C1(λ)、C2(λ)、C3(λ)およ
び分光感度特性1(λ)、2(λ)、3(λ)が既
知であるから、式(3)により行列Tの各要素が求めら
れ、式(5)より3色分解信号(t1、t2、t3)から3分
光特徴係数(p1、p2、p3)がわかる。これにより式
(1)からカラー画像の分光反射率p(λ)が推定でき
る。式(1)の分光反射率特性のカラー画像の3刺激値
(X、Y、Z)を求めるには、 で得られる。(λ)、(λ)、(λ)はそれぞれ
3刺激値(X、Y、Z)を得る等色関数であるが、これ
は国際照明委員会(CIE)で勧告されたものである。
Sij=∫i(λ)・S(λ)・Cj(λ)dλ(7) (ただし、i:1,2,3,j:1,2,3、1(λ)=(λ), 2(λ)=(λ),3(λ)=(λ)) が求められると、式(6)は式(1)、(7)より となる。行列Sは3分光特徴係数からXYZ表色系の3刺
激値に変換する行列である。
式(8)、(5)より3色分解信号からXYZ表色系の
3刺激値に変換するには、 となり、第2図の行列変換部6の変換行列Aを A=ST-1 (10) とすれば、式(9)により3色分解信号はXYZ表色系の
3刺激値に変換される。
次に、第2図の行列変換部6で3原色値(R、G、
B)を出力する変換行列Aの求め方について以下に述べ
る。
3刺激値(X、Y、Z)からカラーディスプレイ出力
用の3原色値(R、G、B)の変換は、ディスプレイの
蛍光体の色度と白の色度がわかれば一次変換、たとえば
TV標準のNTSCの場合、 となる。カラー画像の3原色値は式(11)、(8)、
(5)より となり、第2図の行列変換部6の変換行列Aを A=MST-1 (13) とすれば、式(12)により3色分解信号はRGB系の3原
色値に変換される。
なお、カラースライド等の透過光を用いた色彩測定に
おいても同様に、分光分布特性である分光透過率特性p
(λ)が3種の分光透過率特性C1(λ)、C2(λ)、C3
(λ)の線形和で近似できると仮定して、カラー画像の
透過光を3つの色センサで光電変換した3分解信号から
3刺激値XYZ、3原色値RGBを測定することができる。
(発明の効果) 本発明の利点とするところは次の通りである。従来の
方法で3刺激値XYZの色彩計測を行うには色センサの分
光感度が等色関数になるように設計する必要があった
が、本方式の色センサのそれを等色関数に一致させなく
ても3刺激値が求めることができ、適当な廉価なフィル
タと光電変換センサとで色センサを構成することができ
るので、工業的、経済的に大きな効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はカラー画像の分光反射率特性が3種の分光反射
率特性の線形和で近似できる例を示した図、第2図は本
発明の実施例を示す構成図である。 図において、 1……測定の対象となるカラー画像、2……光源、3、
4、5……3種の色センサ、6……行列変換部、7……
反射光、8……3色分解信号、11……カラー画像の分光
反射率特性、12、13、14……カラー画像を構成する3種
の分光反射率特性。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G01J 3/46 - 3/52 G06F 15/70

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色彩測定の対象となるカラー画像に照明光
    を照射し、その反射光および透過光を分光感度の異なる
    3種の色センサで光電変換して得た3色分解信号を3行
    3列の色補正行列Aで行列変換することによって色彩特
    徴量を測定する方法において、該カラー画像の分光分布
    特性は3分光特徴係数(p1,p2,p3)により3種の既知の
    分光分布特性C1(λ)、C2(λ)、C3(λ)の線形結合
    p1・C1(λ)+p2・C2(λ)+p3・C3(λ)で近似でき
    ると仮定し、前記3分光特徴係数からXYZ表色系の3刺
    激値に変換する行列Sと、前記3分光特徴係数から前記
    3色分解信号に変換する行列Tの逆行列であるT-1とを
    乗算したST-1を前記色補正行列Aとして、前記3色分解
    信号を行列変換してXYZ系の3刺激値を求め、色彩特徴
    量として出力することを特徴とする色彩測定方法。
  2. 【請求項2】色彩測定の対象となるカラー画像に照明光
    を照射し、その反射光および透過光を分光感度の異なる
    3種の色センサで光電変換して得た3色分解信号を3行
    3列の色補正行列Aで行列変換することによって色彩特
    徴量を特定する方法において、該カラー画像の分光分布
    特性は3分光特徴係数(p1、p2、p3)により3種の既知
    の分光分布特性C1(λ)、C2(λ)、C3(λ)の線形結
    合p1・C1(λ)+p2・C2(λ)+p3・C3(λ)で近似で
    きると仮定し、XYZ表色系の3刺激値からRGB系の3原色
    値に変換する行列Mと、前記3分光特徴係数からXYZ表
    色系の3刺激値に変換する行列Sと、前記3分光特徴係
    数から前記3色分解信号に変換する行列Tの逆行列であ
    るT-1とを乗算したMST-1を前記色補正行列Aとして、前
    記3色分解信号を行列変換してRGB系の3原色値を求
    め、色彩特徴量として出力することを特徴とする色彩測
    定方法。
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