JP3019878B2 - カラー画像信号変換方式 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カラー画像信号変換方
式に関するものであり、特に、ある所定のカラー画像入
力装置によって読み取られたカラー画像信号や、コンピ
ュータ・グラフィクス等で人工的に作成されたカラー画
像信号について、カラー・ハードコピーを得たり、また
は、ＣＲＴ等の適当な表示手段に表示したりするため
に、前述の読み取られたり作成されたりしたカラー画像
信号を、これとは別のカラー画像信号に変換することを
特徴とするカラー画像信号変換方式に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図６は、一般的なデジタル・カラー複写
機等における従来からの色処理部の概略構成を示す図で
あり、また、図７は、一般的なコンピュータ・グラフィ
クス・システムにおける従来からの色処理部の概略構成
を機能的に示す図である。まず、図６で示されているよ
うに、カラー複写機やカラー・プリンタにおいて、その
入力カラー画像に忠実な色を再現するカラー・ハードコ
ピーを得るためには、次のような操作をすることが必要
である。即ち、対象とするカラー原稿１の内容をカラー
・スキャナのようなカラー画像入力装置２で読み取って
得られた濃度信号（カラー画像濃度信号）ＤB、ＤG、Ｄ
Rについて、色信号変換回路３を用いることにより、カ
ラー・ハードコピー６を生成するカラー画像出力装置５
に対する墨生成・ＵＣＲ回路４からの色材量Ｙ、Ｍ、
Ｃ、Ｋに対応するような別の濃度信号（色材濃度信号）
ＤY、ＤM、ＤCに変換することが必要とされる。また、
図７で示されているように、適当なホスト・コンピュー
タ７やカラー・ディスプレイ８のような手段からなるコ
ンピュータ・グラフィクス・システムで人工的に生成さ
れたカラー画像信号が用いられる（ここでは、例として
ＮＴＳＣ ＢＧＲ輝度信号が用いられている）場合に
も、前記図６の場合と同様に色信号変換回路３を用いる
ことにより、ＢＧＲ輝度信号からこれに対応するＹＭＣ
色材量信号に変換することが必要とされる。なお、この
図７の場合においては、色材濃度信号ＤY、ＤM、ＤCは
適当なＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワーク）に加
えられる態様にされている。このような変換が必要であ
る理由は、カラー画像出力装置５のＹＭＣ色材の分光分
布が理想の状態から外れていて、不要な吸収がなされる
ことにある。そこで、これを補正するような変換が従来
からなされてきている。

【０００３】前記のような補正をするための第１の従来
例は次のことを基本として実施されている。即ち、スキ
ャナ濃度（カラー画像濃度信号）ＤB、ＤG、ＤRと色材
濃度（色材濃度信号）ＤY、ＤM、ＤCとの間には線形性
の関係が成立するという前提の下に、数１のような３行
３列の線形マトリクス演算式を用いて実施されている。

【数１】

【０００４】図８は、前記第１の従来例における色信号
変換回路３の概略的な構成図である。この図８で示され
るように、この色信号変換回路３を構成するものは、３
個の乗算器９、１０、１１；２個の加算器１２、１３；
および１個の係数メモリ１４である。ここで、ＤB 信
号、ＤG 信号およびＤR 信号はそれぞれに乗算器９、１
０および１１に加えられて、係数メモリ１４からの係数
ａ11、ａ12およびａ13と乗算される。そして、この乗算
結果は、加算器１２および１３で加算されてからＤY 信
号（イエロー信号）として出力される。なお、ＤM 信号
（マゼンタ信号）およびＤC 信号（シアン信号）のため
にも、前記のような色信号変換回路が必要とされる。こ
の第１の従来例における色信号変換回路には、これを構
成するためのハードウエア量が少なく、このためにその
ハードウエア・コストが低くてすむという利点がある。
しかしながら、現実に用いられるカラー複写機やカラー
・プリンタにおいては、スキャナ濃度ＤB、ＤG、ＤRと
色材濃度ＤY、ＤM、ＤCとの間の線形性の関係は厳密に
は成立していない。このために、その変換操作にともな
って誤差が生じて、入力されるカラー原稿１（図６）上
と得られるカラー・ハードコピー６上との間での色差が
大きくなるという難点があった。

【０００５】これに対して、前記のような補正をするた
めの第２の従来例は次のことを基本として実施されてい
る。即ち、前述された第１の従来例におけるような色差
を小さくするために、数２のような高次項を含んだ非線
形マトリクス演算式を用いて実施されている。

【数２】

【０００６】図９は、前記第２の従来例における色信号
変換回路３の概略的な構成図である。この図９で示され
るように、この色信号変換回路３を構成するものは、１
５個の乗算器１５〜２９；８個の加算器３０〜３７；お
よび１個の係数メモリ３８である。ここで、ＤB 信号、
ＤG 信号およびＤR 信号には細かく規定された多くの係
数ａ11〜ａ33が、乗算器１５〜２９において所定の対応
をもって乗算される。そして、これらの乗算結果は加算
器３０〜３７で加算されてから、ＤY 信号（イエロー信
号）として出力される。なお、ＤM 信号（マゼンタ信
号）およびＤC信号（シアン信号）のためにも、前記の
ような色信号変換回路が必要とされる。この第２の従来
例における色信号変換回路によれば、良好な精度をもっ
て変換を行うことはできる。しかしながら、この第２の
従来例においてはハードウエア量が著しく増大して、ハ
ードウエア・コストの上昇が甚だしくなり、その実用性
が低くなってしまうという難点があった。なお、この種
の従来技術については、例えば、”電子通信学会論文誌
’８５／４ 第７１０〜７１７頁”や特開昭６４−８２
８５７号公報に開示がなされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述されたように、本
発明に係る第１の従来例によれば、そのハードウエア・
コストはさほどではないが変換精度が低いという問題点
があり、また、その第２の従来例によれば、変換精度は
悪くないけれどもそのハードウエア・コストが著しく上
昇して実用性に欠けてしまうという問題点があった。

【０００８】本発明は、上記されたような従来の技術に
おける問題点を解決するためになされたものであり、比
較的低廉なハードウエア・コストをもって、入力カラー
信号から出力カラー信号を高精度で変換できるカラー画
像信号変換方式を提供することを目的とするものであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明に係るカラー画像
信号変換方式は、m成分から成る第１のカラー画像信号
Ｄ _１ｉ （ただし、ｉ＝１〜m）をｎ成分から成る第２の
カラー画像信号Ｄ _2j （ただし、j＝１〜ｎ）に変換する
カラー画像信号変換方式において、第１のカラー画像信
号Ｄ _１ｉ の色空間上における値を、式Ｄ _2ｉ ’＝（Σａ
_ｉj ×Ｄ _１ｉ ）+ａ _ｉj および式ｕ＝（Σｂ _ｉj ×Ｄ _１ｉ ）
+ｂ _０ により一次変換する一次変換手段と、この一次変
換手段によって変換された値の比率Ｄ _2j ’／ｕを第２の
カラー画像信号Ｄ _2j とする色信号変換手段とを備えて成
ることを特徴とするものである。ただし、ａ _ｉj （ｉ＝
１〜m，ｊ＝１〜ｎ）およびｂ _ｉ （ｉ＝１〜m）は変換係
数である。また、「 _ｉ＝１ ^ｍ Σ」はｉ＝１からmまでの
総和を表すものとする。

【００１０】

【作用】本発明によれば、カラー画像を表すために使用
される第１の色空間（例えば、スキャナ濃度ＤB，ＤG，
ＤRの色空間）と第２の色空間（例えば、色材濃度ＤY，
ＤM，ＤCの色空間）との写像関係を近似するのに適切な
変換関数を適用して、比較的低廉なハードウエア・コス
トをもって、第１のカラー画像信号（例えば、入力カラ
ー信号）から第２のカラー画像信号（例えば、出力カラ
ー信号）へと高精度で変換することができる。

【００１１】

【実施例】これから説明する本発明の実施例において
は、色信号の変換をするために、次の数３で示されてい
るような、コンピュータ・グラフィクスの技術分野で用
いられる、射影変換法に基づく演算式を採用している。
もっとも、前記のコンピュータ・グラフィクスにおける
通常の射影変換の場合には、入出力ともに実空間上での
３次元座標系が適用されるのに対して、本発明の実施例
における射影変換の場合には、入出力ともに色空間上で
の座標系が適用される点での差異がある。即ち、コンピ
ュータ・グラフィクスの場合の入力においては３次元座
標（ｘ，ｙ，ｚ）系が適用されており、これに対して、
本発明の場合の入力においては色空間座標（例えば、Ｄ
B，ＤG，ＤR）系が適用されるという差異がある。

【数３】

【００１２】ここで、前記の数３における射影変換係数
ａijおよびｂj（ｉ＝１〜３、ｊ＝１〜４）を決定する
態様について説明する。求めるべき係数は全てで１６個
であるが、この中の任意の１個を定数（コンスタント）
とすることができるため、残りの１５個の係数を求めれ
ばよいことになる。即ち、例えば、前記の数３における
式（５）の第１項［ＤY ＝ ＤY’／ｕ］の右辺の分子お
よび分母を、式（４）のｕ信号の右辺第１項ｂ1ＤBにお
ける係数ｂ1で除することにより、この右辺第１項の係
数が１（コンスタント）になる。このために、残りの１
５個の係数を求めればよいことになる。対象とする入力
原稿上に現れているある一種の色について３個の方程式
が得られることから、１５÷３＝５となり、前記の入力
原稿上において代表的な５種類の色（例えば、Ｗ
（白），Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シア
ン），およびＹＭＣの刷り重ね）のＢi、Ｇi、Ｒi（ｉ
＝１〜５）と、これらと同じ色を再現するための色材量
Ｙi、Ｍi、Ｃi（ｉ＝１〜５）を求めて、対応の連立方
程式を解くことにより所要の射影変換係数を得ることが
できる。このような態様によれば、代表的なものとして
選択された入力原稿上に現れる５種類の色について、良
好な精度をもってその変換をすることが可能であり、該
当する係数の決定についても１５個の連立方程式を解く
だけで簡単になされるけれども、当該入力原稿上に現れ
る他の種類の色についてはその精度が保証されなくなる
ことがある。このような場合の対処策としては、より多
くの種類の色を入力原稿上に現れる代表的な色Ｂi、Ｇ
i、Ｒiとして選択し、それらに対応する色材量Ｙi、Ｍ
i、Ｃiと、前記代表的な色を射影変換して得られる値Ｙ
i’、Ｍi’、Ｃi’との差の２乗平均が最小となるよう
な、いわゆる最小２乗法を用いることができる。もっと
も、射影変換係数を決定する方法自体については前記さ
れたようなやり方に限定されるべきものではなく、任意
所望の決定法を選択使用することができる。

【００１３】図１は、本発明の第１の実施例に係る、カ
ラー画像信号変換方式における色信号変換回路３Ａを示
す概略的な構成図である。なお、この第１の実施例にお
けるカラー画像信号変換方式の全体的な構成は、前述さ
れた図６の構成の方式において、色信号変換回路３を色
信号変換回路３Ａに置換したものと同様である。このこ
とは、後述される本発明の第２の実施例および第３の実
施例にも当てはまることである。さて、この図１で示さ
れるように、この色信号変換回路３Ａを構成するもの
は、１２個の乗算器３９〜５０；１２個の加算器５１〜
６２；３個の除算器６３〜６５；および１個の係数メモ
リ６６である。ここで、ＤB 信号、ＤG信号およびＤR
信号はそれぞれに乗算器３９〜５０に加えられて、係数
メモリ６６からの係数ａ11〜ａ13、ａ21〜ａ23、ａ31〜
ａ33およびｂ1〜ｂ3と乗算される。そして、例えば、Ｄ
B 信号、ＤG 信号およびＤR 信号と係数ａ11〜ａ13との
乗算結果は加算器５１および５２で加算されてから、加
算器５３において係数ａ14と加算される。ＤB 信号、Ｄ
G 信号およびＤR 信号と係数ａ21〜ａ23およびａ31〜ａ
33との乗算も同様であり、それぞれの乗算結果は対応の
加算器において係数ａ24およびａ34との加算がなされ
る。また、ＤB 信号、ＤG 信号およびＤR 信号と係数ｂ
1〜ｂ3との乗算については、乗算器４８〜５０において
対応の演算操作がなされ、その乗算結果は加算器６０お
よび６１で加算されてから、加算器６２において係数ｂ
4と加算されて分母信号としてのｕ信号が生成される。
このｕ信号は除算器６３〜６５に加えられ、それぞれの
除算器において、加算器５３、５６および５９からの出
力との間で除算操作が施される。そして、除算器６３〜
６５からは、それぞれに、ＤY 信号（イエロー信号）、
ＤM 信号（マゼンタ信号）およびＤC 信号（シアン信
号）が出力されることになる。本発明のこの第１実施例
を前述された第２の従来例と比較すると、除算器３個が
余分に必要となるけれども、乗算器や加算器を含む全体
的なハードウエアの必要量はほぼ半減することになる。

【００１４】図２は、本発明の第２の実施例に係る、カ
ラー画像信号変換方式における色信号変換回路３Ｂを示
す概略的な構成図である。前述したように、射影変換係
数の中の任意の１個を定数にすることが可能であり、こ
の第２の実施例では、係数ａ12＝１（定数）の場合が例
示されている。このときには、係数ａ12が乗算される項
が例えばＣ2（これは、この図２においてはＤGに対応す
る）とすると、ａ12Ｘ Ｃ2＝１ Ｘ Ｃ2 ＝ Ｃ2 となる
ことが解る。このために、係数ａ12が１以外のときには
必要な乗算器４０を省略することができる。また、係数
メモリ６６から対応の係数ａ12を発生させることも不要
になる。従って、それだけハードウエアの量が低減され
ることになる。なお、この第２の実施例における射影変
換係数の決定法については、前述された第１の実施例の
場合と同様である。

【００１５】図３は、本発明の第３の実施例に係る、カ
ラー画像信号変換方式における色信号変換回路３Ｃを示
す概略的な構成図である。この図３において前記図１と
異なることは加算器５３、５６および５９が省略された
ことにあり、また、係数メモリ６６からの対応の係数ａ
14、ａ24およびａ34も不要になることにある。従って、
この第３の実施例においても、それだけハードウエアの
量が低減されることになる。

【００１６】図４は、上記された実施例と従来例との間
の精度上の比較を例示する図である。この図４において
は、入力カラー信号をＢＧＲ濃度信号ＤB、ＤG、ＤRと
し、出力カラー信号をＹＭＣ濃度信号ＤYＤMＤCとした
ときの変換誤差について、ＣＩＥ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*均
等知覚色空間での距離である色差ΔＥの変換して表示す
ることにより、本発明の実施例と従来例との間の精度上
の比較がなされている。なお、これまでに説明された本
発明の実施例においては、入力カラー信号をＢＧＲ濃度
信号ＤB、ＤG、ＤRとし、出力カラー信号をＹＭＣ濃度
信号ＤYＤMＤCとしているけれども、実際には、この入
力カラー信号および出力カラー信号として任意の信号を
用いることが可能であり、例えば、ＢＧＲ輝度、色差信
号ＹＩＱ、ＣＩＥ１９７６Ｌ*ａ*ｂ*、ＹＭＣ網点％等
を用いることができる。従って、図４による表示をもっ
て、本発明の実施例と従来例との精度上の比較をするこ
とができる。この図４から認められるように、本発明の
実施例によれば、第１の従来例に比べて良好な精度を達
成することができる。

【００１７】図５は、上記された実施例と従来例との間
のハードウエア構成上の比較を例示する図である。この
図５から認められるように、本発明の実施例によれば、
除算器を設けることが必要にはなるけれども、その全体
的なハードウエア量としては、第１の従来例に比べても
遜色はなく、第２の従来例に比べれば遥かに減少するこ
とが可能であり、これに応じてそのハードウエア・コス
トの節減もできる。

【００１８】

【発明の効果】以上詳細に説明されたように、本発明に
係るカラー画像信号変換方式は、第１のカラー画像信号
を第２のカラー画像信号に変換する上記方式において、
第１のカラー画像信号の色空間上における値を一次変換
する一次変換手段と、この変換手段によって変換された
値の比率を第２のカラー画像信号とする色信号変換手段
とを備えてなることを特徴とすることから、比較的低廉
なハードウエア・コストをもって、例えば入力カラー信
号のような第１のカラー画像信号から、例えば出力カラ
ー信号のような第２のカラー画像信号へと、良好な高精
度をもって変換できるという効果が奏せられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る、カラー画像信号
変換方式における色信号変換回路３Ａを示す概略的な構
成図である。

【図２】本発明の第２の実施例に係る、カラー画像信号
変換方式における色信号変換回路３Ｂを示す概略的な構
成図である。

【図３】本発明の第３の実施例に係る、カラー画像信号
変換方式における色信号変換回路３Ｃを示す概略的な構
成図である。

【図４】本発明の実施例と従来例との間の精度上の比較
を例示する図である。

【図５】本発明の実施例と従来例との間のハードウエア
構成上の比較を例示する図である。

【図６】従来のデジタル・カラー複写機等における色処
理部の概略構成を示す図である。

【図７】従来のコンピュータ・グラフィクス・システム
における色処理部の概略構成を機能的に示す図である。

【図８】本発明に係る第１の従来例における色信号変換
回路３の概略的な構成図である。

【図９】本発明に係る第２の従来例における色信号変換
回路３の概略的な構成図である。

【符号の説明】

１−−カラー原稿、２−−カラー画像入力装置、３（３
Ａ、３Ｂ、３Ｃ）−−色信号変換回路、４−−墨生成・
ＵＣＲ回路、５−−カラー画像出力装置、６−−カラー
・ハードコピー

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】m成分から成る第１のカラー画像信号Ｄ
   _１ｉ （ただし、ｉ＝１〜m）をｎ成分から成る第２のカ
   ラー画像信号Ｄ _2j （ただし、j＝１〜ｎ）に変換するカ
   ラー画像信号変換方式において、 第１のカラー画像信号Ｄ _１ｉ の色空間上における値を、 式Ｄ _2ｉ ’＝（ _ｉ＝１ ^ｍ Σａ _ｉj ×Ｄ _１ｉ ）+ａ _ｉj および 式ｕ＝（ _ｉ＝１ ^ｍ Σｂ _ｉj ×Ｄ _１ｉ ）+ｂ _０ により 一次変換する一次変換手段と、 この一次変換手段によって変換された値の比率Ｄ _2j ’／
   ｕを第２のカラー画像信号Ｄ _2j とする色信号変換手段
   と、 を備えて成ることを特徴とするカラー画像信号変換方
   式。ただし、ａ _ｉj （ｉ＝１〜m，ｊ＝１〜ｎ）およびｂ
   _ｉ （ｉ＝１〜m）は変換係数である。また、「 _ｉ＝１ ^ｍ
   Σ」はｉ＝１からmまでの総和を表すものとする。