JP3143508B2 - 画像処理方法及び装置 - Google Patents
画像処理方法及び装置Info
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- H04N1/56—Processing of colour picture signals
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- H04N1/6058—Reduction of colour to a range of reproducible colours, e.g. to ink- reproducible colour gamut
Description
バイス間のカラー画像通信に好適な画像処理方法に関す
る。
ったカラー画像をカラープリンタで出力するといった、
色再現範囲の異なる異機種入出力デバイス間でのカラー
画像通信が行なわれていた。ここでは、出力デバイスの
色信号に変換するための色変換処理や、カラープリンタ
のインクの不要吸収を補正するためのマスキング処理等
が行なわれている。
入出力デバイスそれぞれの色再現範囲が異なるにもかか
わらず、上記従来例では、入出力デバイスそれぞれの色
再現範囲を考慮に入れた画像処理(色空間変換を含む)
を行なわないので、以下のような問題があった。 ・入力画像と出力画像での画質(色再現性)が異なる。 ・出力デバイスの色再現範囲外の色を出力する場合、階
調性がそこなわれる。
に入力画像を再現できるようにすることを目的とする。
に、本発明は、等色関数および理想的な特定色の分光反
射率分布を用いて理論式から特定のデバイスに依存しな
い理論的色範囲を求め、デバイスに依存する色再現範囲
を求め、前記理論的色範囲を前記デバイスに依存する色
再現範囲に変換する変換処理を行うことを特徴とする。
間の視覚特性に基づいたデバイスに依存しない色再現範
囲の算出方法について説明する。
囲の算出をCIE(国際照明委員会)による、CIE1
976L*a*b*均等色空間で行なう。色再現範囲は、
各明度、各色相における最も鮮やかな色を求めれば得ら
れる。図9に示したのは、xy色度図におけるスペクト
ル軌跡である。このスペクトル軌跡は、人間の目で見る
ことのできる色再現範囲を表わしている。
を示す。これはXYZ表色系のy(λ)に相当するもの
であり、1mmごとの値がCIEより提供されている。
この比視感度曲線を用いて各明度、各色相における最も
彩やかな色を求める。ところで、最も彩やかな色を与え
る分光特性は図11に示す様な0と1の値のみを持つ分
光反射率を持つ。光源の分光放射率分布を図12に示す
様に、全波長域に対して“1”となる理想的な分布とし
た時、図11の分布を持つ色の表色値は(1)式により
求められる。
(=1)、R(λ)は物体色の分光反射率分布(0また
は1)、x(λ)、y(λ)、z(λ)は等色関数、
への変換は(2)式による。
/Yn>0.008856、Z/Zn>0.00885
6で、XnYnZnは完全拡散面の三刺激値である。L
*a*b*表面系において明度V、色相θ、彩度γを
(3)式により定義する。
しない色再現範囲の算出方法を説明する。(3)式より
L*=30となり、L*=30となるYは(2)式よりY
=6.24である。そこでY=6.24を与えるような
R(λ)を(1)式より求めれば良い。まず、図11
(a)に示すタイプの分光反射率分布の色についてであ
るが、分光反射率の遷移波長が2つある。短波長側の遷
移波長を380nmに固定し、長波長側の遷移波長を3
81nm、382nm…と1nmごとに増やしてゆき、
それぞれについて(1)式よりY値を求め6.24に最
も近いY値を示す長波長側の遷移波長を算出する。これ
により短波長側の遷移波長が380nmである物体色の
分光反射率分布が定まったので、(1)式よりX,Z値
を算出し、(2)式よりa*b*値を算出する。そして
(3)式よりθ、γ値も算出する。以上の様な方法によ
りV=30のある色相θにおける最も鮮やかな色の座標
値が1つ定まった。次に短波長側の遷移波長を順に38
1nm、382nmと増やしてゆき、それぞれに対する
長波長側の遷移波長を求めれば良い。そして図11
(b)に示すタイプの分光反射率分布の色についても遷
移波長が2つであることから同様の手法により、物体色
の分光反射率分布を定め、θ、γ値を算出できる。以上
の手法により、様々なθにおける最も鮮やかな色の座標
点が算出できるので、それらを結ぶことにより、V=3
0の時の理論的色再現範囲が図2のように導き出せる。
そして明度Vの値を1、2、3…50…98、99とす
ることにより、全ての明度、全ての色相におけるデバイ
スに依存しない色再現範囲を導くことができる。
方法について説明する。ここでは、出力デバイスとして
2値記録のカラープリンタを想定し説明する。図13は
2値記録の記録モデルである。3色重ね部分の面積率を
amin、2色重ね部分の面積率をamid、単色部分の面積
率をamaxとし、各色での3刺激値を各々X1、Y1、
Z1;X2、Y2、Z2;X3、Y3、Z3とする。同
様に記録紙の3刺激値をXP、YP、ZPとすると、合計
の刺激値は、 X=〔1−(amin+amid+amax)〕XP+aminX1+amidX2+amaxX 3 Y=〔1−(amin+amid+amax)〕YP+aminY1+amidY2+amaxY 3 Z=〔1−(amin+amid+amax)〕ZP+aminZ1+amidZ2+amaxZ 3 …(4) で示される。カラー記録は、通常減法混色で表わされる
から、3原色をCyan、Magenta、Yello
wとし、c、m、yが各色の記録面積率を示すとすると
相互の関係は、 1)y≧m≧c:amin=c、amid=m−c、amax=y−m、aP=1−y 2)m≧c≧y:amin=y、amid=c−y、amax=m−c、aP=1−m 3)c≧y≧m:amin=m、amid=y−m、amax=c−y、aP=1−c 4)y≧c≧m:amin=m、amid=c−m、amax=y−c、aP=1−y 5)m≧y≧c:amin=c、amid=y−c、amax=m−y、aP=1−m 6)c≧m≧y:amin=y、amid=m−y、amax=c−m、aP=1−c …(5) で示される。各色のL*a*b*は、(4)式の結果を
(2)式に代入することにより得られる。
タ濃度と各原色の2次及び3次色のベタ濃度に関する3
刺激値が求まれば、(4)式より、デバイスに依存する
色再現範囲を推定することができる。すなわち、3色の
記録材面積率c、m、yを 0≦c、m、y≦1 の範囲で変化させ、各明度における。色相ごとの最長色
度点を求めることにより、最外郭点を求めることができ
る。この最外郭点を結んだ面がデバイスに依存する色再
現範囲の最外縁となる。
構成図である。同図に於いて1はRiGiBi色信号を
XYZ色信号へ変換する色変換部、2は色変換部1より
出力されるXYZ色信号を(2)式に示した変換式によ
りLaibi色信号へ変換する色変換部、3は色変換部
2より出力されるLaibi色信号から(3)式に示し
た変換式により色相θを計算する色相計算部、4は色変
換部2より出力されるLaibi色信号から(3)式に
示した変換式により彩度γiを計算する彩度計算部、5
はL色信号と色相θを用いて、前述したデバイスに依存
しない色再現範囲の算出法によりデバイスに依存しない
色再現範囲を算出する色再現範囲算出部A、6はカラー
プリンタ等の出力デバイスのデバイスに依存する色再現
範囲を各明度、各色相ごとに算出する色再現範囲算出部
B、7は彩度計算部4より出力される入力色信号の彩度
γiと色再現範囲算出部B6より出力される出力デバイ
ス明度L、色相θに対応する彩度γpとを比較し入力色
信号が、出力デバイスの色再現範囲内にあるかどうかの
判別をする比較器、8は入力色信号に対し、変換モード
設定部9のモードMに応じ、彩度計算部4の出力である
入力色信号の彩度γiと色再現範囲算出部A5の出力で
ある彩度γtと色再現範囲算出部B6の出力である彩度
γpとを用いて、入力色信号の彩度γiを出力デバイスの
彩度γp内へ変換する色空間変換部、9は色空間変換の
変換方法(詳細後述)を設定する変換モード設定部、1
0はモードMに応じ彩度γ1と彩度γ2から最終的な彩度
を選択するセレクタ、11は色相計算部3の出力である
色相θと、セレクタ10の出力である彩度γ0とから色
度を計算する合成部、12は色変換部2の出力であるL
と合成部11の出力であるa0、b0とからR0G0B0色
信号へと変換する逆色変換部である。次にこのハードウ
エアの具体的な動きを説明する。
(6)式に示すような1次変換式により色変換部1にて
XYZ色信号に変換される。
bi色信号に変換される。Laibi色信号は色相計算部
3、彩度計算部4にて(3)式を用い、入力色信号の色
相θと彩度γiに変換される。明度Lと色相θを用い、
その明度、色相に対応するデバイスに依存しない色再現
範囲γtを前述した手法により算出する。尚、詳細なハ
ードウエアは後述する。デバイスに依存する色再現範囲
は、色再現範囲算出部B6内で算出され、算出結果があ
らかじめ記憶されている詳細後述。記憶部はROMによ
り実現でき、EEPROMにすれば書き換えも可能であ
る。一方、明度L、色相θが色再現範囲算出部B6のメ
モリ領域にアクセスすることにより、その明度、色相に
対応する出力デバイスの色再現範囲γpを選択する。色
空間変換部8では、入力色信号の彩度γiデバイスに依
存しない色再現範囲γt、出力デバイスの色再現範囲γp
を用い、γiをγp内に納めるよう彩度の圧縮を行なう。
圧縮方法は例えば以下に示す4種を用いる。尚、どの圧
縮法をとるかは、変換モード設定部9のモードMにより
選択される。
存しない色再現範囲(実線)と出力デバイスの色再現範
囲(点線)をそれぞれa*b*座標に示した図である。入
力色信号の彩度γiはγi>γpであることからこのまま
では出力デバイスでは表現できない。そこで、彩度がγ
pよりも大きい領域における色の階調性を保存するため
にも、出力デバイスの色再現範囲内へ圧縮する必要があ
る。一方、入力色信号のとりうる最大の彩度が既知でな
いので、デバイスに依存しない色再現範囲を算出し、入
力色信号のとりうる最大の彩度と仮定して、彩度の圧縮
を行なう。圧縮の方法としては、 i)線形圧縮(図3に示す)γ0=γi×(γp/γt) ii)非線形圧縮(図4に示す)
うな方法をとっても良い。ここでγ0は色空間変換後の
彩度である。図3〜図6はある明度、ある色相における
各圧縮法の様子を示した例である。
モードM(上記の4種)に応じ、γiとγpの大小関係を
見る。その結果は色空間変換部8にて用いられる。そし
てセレクタ10により色空間変換後の彩度γ0が出力さ
れる。このγ0が色相θとともに合成部11に入力さ
れ、a0=γ0cosθ、b0=γ0sinθにより色空間
変換後の色度a0、b0が計算される。このa0、b0と明
度Lが逆色変換部12に入力されR0G0B0色信号へと
変換される。ここでの変換は、(2)式(6)式それぞ
れの逆変換により実現できる。
ア構成例を示す。71は(3)式によりL→Yへの変換
を行なう色変換部、72は短波長側の遷移波長を設定す
る短波長設定部、73は長波長側の遷移波長を設定する
長波長設定部、74はCIEの等色関数x(λ)、y
(λ)、z(λ)を1nmおきに記憶してある等色関数
記憶部、75は(1)式によりXtYtZt値を計算する
表色値計算部、76は入力色信号のY値に最も近いYt
値を選択する比較器、77は(2)式によりXtYtZt
からatbtへ変換する色変換部、78は(3)式により
色相鑼を計算する色相計算部、79はθに最も近いθt
を選択する比較器、80は(3)式により彩度γtを計
算する彩度計算部である。
信号の明度LをYに変換する。そして、短波長側の遷移
波長を380nm〜780nmの時のそれぞれに対応す
る長波長側の遷移波長をみつけだし、XtYtZt値を計
算し、atbtの色度値に変換する。入力色信号θに最も
近いθtをみつけだし、それを与えるat、btより彩度
γtを計算する。このように、入力色信号のL、θに対
応した、理論的色再現範囲γtが算出される。
エア構成例を示す。81〜84はそれぞれ、Cyan,
Magenta,Yellowの3種インクによる。1
次色(Cyan,Magenta,Yellow)2次
色(Red,Green,Blue)、3次色(Bla
ck)、と紙の三刺激値XYZが記憶されている部分で
ある。これらと、面積率設定部85による設定(0〜
1)を段階的に変化させることにより(4)式で説明し
た様に乗算器86、加算器87によりCyan,Mag
enta,Yellowの3種のインクによって再現で
きる色全色の三刺激値が求められる。そしてそれが
(2)式で説明した様な変換式で、色変換部88におい
てLpaPbp色信号へと変換される。そして、これらの
色の色相θp、彩度γpが、色相計算部89、彩度計算部
90において算出され、明度Lp、色相θpに対する最大
の彩度γpが得られる。この彩度γpは、明度Lp、色相
θpに対応する様に色再現範囲記憶部91に記憶され、
色再現範囲算出部B6の入力である明度L、色相θのア
クセスにより、Lとθに対応する彩度γpが出力され
る。
囲算出部A5は、入力色信号ごとに計算する構成をとっ
たが、あらかじめ計算しておき、全部又は一部をメモリ
に置き換えても良い。又、計算の精度や出力デバイスの
階調数や解像度に応じ、1nmごとの計算ではなく、5
nmごと10nmごとの計算でも良く、特に限定しな
い。
る際に、実施例では、理想的な特定色として図11に示
すように分光反射率分布が「0の領域」「1の領域」の
みから成る色としたが、これだけに限定せず、図14に
示す様に、0から1又は1から0へ変化する部分が、あ
る傾きTを持つような色としても良い。図11に示す様
な分光特性を持つ色は現実には、あり得ないので、図1
4に示すように傾きを持たせ変化させることにより、現
実性の高い色に設定することもできる。実際のデバイス
に依存しない色再現範囲の算出時には、あらかじめ傾き
Tを、実験的又は理論的に求めて設定しておき、実施例
にて説明した方法と同様の方法により色再現範囲を求め
れば良い。この時の色再現範囲算出部A5のハードウエ
ア構成例を図15に示す。図7との違いは傾き設定部9
2が新たに加わった点である。
に示す様に、「0の領域」を固定し、「1の領域」の値
を0.95に変化させる(図16(a)),又は「1の
領域」を固定し、「0の領域」の値を0.05に変化さ
せる(図16(b))のように設定しても良い。そし
て、この変化させる量は実験的又は理論的に求め設定し
ても良く、特に限定しない。このように、値を変化させ
ることにより現実性の高い色に設定することが出来る。
ここで色再現範囲の算出方法は実施例と同様である。
b*色空間を用いたが、特にこれには限定せず、CIE
1976L*u*v*色空間でも良く、さらには、空間上
での距離が色差に対応する様な、人間の視覚特性にのっ
とった色空間であれば構わない。
出力デバイスの色再現範囲は、1つの出力デバイスだけ
に限る理由はなく、2つ、3つの出力デバイスごとの色
再現範囲を計算し、記憶させ出力デバイスに応じ、使い
わけるよう構成しても良い。また、記録モデルについて
も、特に限定せず、デバイスの出力媒体(例えばプリン
タのインクやCRTの発光素子)の特性を用いて導く方
法であれば構わない。
る方法を4種述べたが、これらに限定せず、圧縮方法は
問わない。
色関数および理想的な特定色の分光反射率分布を用いて
理論式から特定のデバイスに依存しない理論的色範囲を
求め、該理論的色範囲をデバイスに依存する色再現範囲
に変換する変換処理を行うので、入力デバイスの種類に
かかわらず出力デバイスの色再現範囲外の色を含む入力
画像を良好に再現することができる。
成図。
成図。
示す図。
図。
構成図。
図。
Claims (6)
- 【請求項1】 等色関数および理想的な特定色の分光反
射率分布を用いて理論式から特定のデバイスに依存しな
い理論的色範囲を求め、 デバイスに依存する色再現範囲を求め、 前記理論的色範囲を前記デバイスに依存する色再現範囲
に変換する変換処理を行うことを特徴とする画像処理方
法。 - 【請求項2】 前記理論的色範囲は、さらに光源の分光
反射率分布として全波長域に対して1であるデータを用
いて求められることを特徴とする請求項1記載の画像処
理方法。 - 【請求項3】 前記デバイスに依存する色再現範囲は、
出力デバイスの出力媒体の特性を用いてもとめられるこ
とを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 【請求項4】 前記変換処理は、前記デバイスに依存す
る色再現範囲の外の、前記理論的色範囲の内のデータ
を、前記デバイスに依存する色再現範囲の内へ変換する
ことを特徴とする請求項1記載の画像処理方法。 - 【請求項5】 前記理論的色範囲は、予め求められて格
納されていることを特徴とする請求項1記載の画像処理
方法。 - 【請求項6】 等色関数および理想的な特定色の分光反
射率分布を用いて理論式から特定のデバイスに依存しな
い理論的色範囲を求める手段と、 デバイスに依存する色再現範囲を求める手段と、 前記理論的色範囲を前記デバイスに依存する色再現範囲
に変換する変換処理を行う変換手段とを有することを特
徴とする画像処理装置
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