JP3705317B2 - カラー画像形成方法およびカラー画像形成システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー複写機、カラー印刷装置等を含む、３色以上の色材量により色再現を行なうカラー画像形成システム、および、カラー画像形成方法に関するものであり、特に、入力色信号から適切な色再現時の色材量を決定するカラー画像形成方法およびカラー画像形成システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
カラー画像形成システムでは、被記録媒体上に画像を形成する色材を、装置に依存した方法によって被記録媒体上に配置することによって画像を形成する。色再現範囲は被記録媒体や色材等の物理的な特性や、色材の配置方法などの制約を受ける。一般に、フルカラーの印刷には、シアン，マゼンタ，イエローの３原色もしくは、この３原色に墨を加えた４色が用いられる。
【０００３】
一方、フルカラーの画像はこれらの制約によらず、現実的には色再現範囲を外れた記録が不可能な色域を含むことがある。例えば、ＣＲＴ装置などの画像に基づいて、ハードコピー画像を形成しようとすると、ＣＲＴ装置とハードコピーが像を形成する画像形成装置の色再現範囲が異なるために、再現ができない領域が生じる場合がある。
【０００４】
このように、ある画像形成装置の色再現範囲外の色を含む画像を再現するためには、再現できない色領域を、再現できる色領域に再配置する必要がある。このような操作は色域圧縮と呼ばれている。色域圧縮法として一般的な手法は、色差が最小な色に再配置する手法（カラリオメトリック・マッピング）や、画像全体の彩度を落とすことにより色域圧縮を行なう手法（パーセプチャル・マッピング）などが知られている。例えば特公平５−４８６５７号公報に記載されている装置では、再現範囲外の色を色差が最小となる色に再配置している。
【０００５】
また、色域圧縮を行なう別の手法として、シアン，マゼンタ，イエローの３色だけを用いて再現を行なう場合には、例えば特開平６−１８９１２１号公報に記載されている手法が知られている。この手法は、ＣＲＴ装置に表示されている画像を、シアン，マゼンタ，イエローの３色による再現を行なう熱昇華型プリンタで再現する場合を想定し、再現できない色については入力信号に応じて異なった評価関数を用いて色域圧縮を決定するものである。
【０００６】
近年の色変換技術の進展により、このような色域圧縮の技術は、色再現範囲内の色に副作用をもたらすことなく、非常に高い自由度を持って色域圧縮を行なえるようになってきている。
【０００７】
このような従来の色域圧縮による色再現範囲外の色の再現は、色再現範囲の形状のみに着目し、色再現範囲外の色彩を、色再現範囲にどのように圧縮するかということについて考慮したものであった。しかしながら、実際に色再現を行なうと、混色の明度が著しく変化したり、色相が僅かだけ変化しても彩度が著しく変化するなどの課題があった。これは、実際の画像形成に用いられている色材の特性を考慮して、色再現範囲への圧縮を行なっていないことによるものである。
【０００８】
例えば、一般的にイエローの色材は高い明度の再現が可能であるのに対し、シアンとマゼンタの色材は高い濃度や面積率が大きい場合には明度が低下するという特性を有している。また、いずれの色材でも混色を行なうと明度が低下する傾向がある。このような特性を考慮せずに色再現範囲を圧縮すると、色相によっては明度が著しく変化したり、彩度が著しく低下するという問題があった。
【０００９】
また、再現色が入力色に比べて明るいか、暗いか、等明度であっても低彩度であるかにより、望ましい圧縮方法や評価関数は異なる。例えば、黄色の色材１種類だけを用いた画像を、異なるプリンタで面積率を制御することにより再現を行なう場合には、最も色差が小さい混色により再現を行なうより、色差が増大しても、混色を行なわない範囲で再現できる色彩で再現を行なう方が望ましい場合が多い。
【００１０】
このように、実際に記録に用いられている色材に起因する色再現範囲の形状の特性があるにもかかわらず、従来の色域圧縮における手法はカラリオメトリック・マッピングに見られるように、どの色相方向でも統一的な手法を用いていた。
【００１１】
一方、混色、例えば、緑色では、混色による再現が行なわれているので、混色を形成する各色材の配分を維持するよりは、色差や明度差が少ない再現が望ましい。青系統の色彩では、特に明度が低いシアンとマゼンタの混色が用いられているので、高明度の色再現範囲外の色は、できるだけ明度差を少なくして再現することが望ましい。しかし、従来の色域圧縮手法では、再現色や、入力色に着目し、このような配分の調整について考慮されることはなかった。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、再現色や入力色に加えて、再現される色材の量や配分によって適切な色域圧縮を行ない、良好なカラー画像を再現するカラー画像形成方法およびカラー画像形成システムを提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、３色以上の色材量により再現色を制御するカラー画像記録システムにおいて、所定の色空間上で定義される第１の距離関数による距離が最小になるように入力色信号を第１の色材量に変換し、変換した第１の色材量と入力色信号から所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成し、合成された第２の距離関数による所定の色空間上の距離が最小になるように、入力色信号から出力色材量を決定する。そして、決定された出力色材量に従ってカラー画像を形成するものである。
【００１４】
第２の距離関数は、例えば第１の色材量により再現される再現色を所定の色空間上で求め、その再現色の色座標と第１の色材量と入力色信号から合成したり、さらに第１の色材量より純色度合いを算出し、その純色度合いも加味して合成することができる。あるいは、入力色信号、第１の色材量、および、入力色信号と第１の色材量の第１の距離関数による距離に基づき、入力色信号が色再現範囲を外れている場合に、入力色信号が色再現範囲に対して過明、等明度過彩、過暗のいずれであるかを認識し、認識結果に応じて第１の色材量の配分または純色度合いを認識し、第１の色材量の配分または純色度合いと入力色信号と再現色の色座標から第２の距離関数を合成することもできる。
【００１５】
より具体的には、第２の距離関数は、明度、色度、色相差のうち少なくとも１つが、入力色信号（例えば明度や白色点から色差）および第１の色材量（例えば第１の色材量の配分または純色度合いなど）に依存する寄与度に応じて関数値に寄与するように合成することができる。あるいは、明度差、色度差、色相差に相当する量のうち少なくとも１つが、入力色信号（例えば明度や白色点から色差）および第１の色材量（例えば第１の色材量の配分または純色度合いなど）に基づいた所定の係数を乗じた項を含む関数として合成することができる。
【００１６】
純色度合いを用いる場合には、例えば混色による影響を受けやすいイエローの純色度合いを用いることができる。また、第１の距離関数による距離が所定値以下である場合には、第１の色材量を出力色材量として用いることができる。
【００１７】
このようにして、第２の距離関数を従来のように一律に決めるのではなく、上述のように種々の要因を考慮して合成するので、例えば再現色や入力色、再現される色材の量や配分などによって適切な色域圧縮を行なうことができる。これによって、色再現範囲外の色も適切な再現可能な色で再現され、高品質のカラー画像を再現することができるようになる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明のカラー画像形成方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。ここでは、ＣＩＥＬ^* ａ^* ｂ^* （Ｄ５０）色空間上の色座標値を、所定のプリンタ、例えばシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色材量（以下、ＣＭＹＫ色材量と記す）に変換する場合について説明する。なお、ここでは入力色信号の色空間と、後述する距離を定義する色空間は同じであるとするが、同じ色空間でなくても本発明の適用は可能である。
【００１９】
まずＳ１１において、入力色信号を得る。ここでは入力色信号の色空間をＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間としているので、入力色信号の値がそのままＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間上の色座標値となる。Ｓ１２において、入力色信号の色座標値を、第１の距離関数が最小となるように第１のＣＭＹＫ色材量に変換する。このとき、第１の距離関数として、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色差を用いる。２つのＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間上の色座標（Ｌ^* ₁ａ^* ₁ｂ^* ₁）と（Ｌ^* ₂ａ^* ₂ｂ^* ₂）のＬ^* ａ^* ｂ^* 色差△Ｅは、
△Ｅ＝√｛（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝
で与えられる。一般には、ＣＭＹＫ色材量を一意に定めることはできないが、例えば、第９回色彩光学コンファレンス論文集，１９９２，喜多ほか，４−３「Ｌ^* ａ^* ｂ^* を用いたフレキシブルＵＣＲ」等に記載されているような「フレキシブルＵＣＲ」によって第１のＣＭＹＫ色材量を得ることができる。もちろん、他の方法を用いてもよい。
【００２０】
Ｓ１３において、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色材を用いて画像を形成する所定のプリンタもしくはそれをモデル化したもの（以下、プリンタモデルと記す）に基づいて、第１のＣＭＹＫ色材量から、再現されるＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間上の色座標を得る。Ｓ１４において、Ｓ１３で得た色座標と、Ｓ１１で得た入力色信号の色座標値を比較する。色差が所定の値以下であれば、良好に再現されるものとして「色再現範囲内」と判定し、Ｓ２２において第１のＣＭＹＫ色材量を出力する。一方、色差が所定値より大きい場合には、良好に再現されない「色再現範囲外」であると判定し、Ｓ１５へ進む。
【００２１】
Ｓ１５において、Ｓ１３で得た色座標の明度軸の値である再現明度と、Ｓ１１で得た入力色信号の色座標値のうちの明度値である入力明度を比較する。再現明度の方が入力明度よりも暗い状態、すなわち「過暗」の場合、Ｓ１６において黄色純色率を算出する。黄色純色率は、
黄色純色率＝（Ｙ＋Ｋ）／（Ｃ＋Ｍ＋Ｙ＋３・Ｋ）
で算出される。ただし、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝Ｋ＝０のときは黄色純色率は０とする。
【００２２】
次にＳ１７において、Ｓ１６で求めた黄色純色率に基づいて、明度の重みαを算出する。重みαは、
α＝２．０／（黄色純色率＋１．０）
により定める。この式に示したように、重みαはイエローの割合によって定まる値であり、イエローの純色だけから構成される画像の場合には１、イエローが含まれない場合には２となる。ここで、式中の１．０，２．０などの定数は、設定される重みαの取りうる範囲に応じて任意に変更可能である。
【００２３】
さらにＳ１８において、重みαを用いて、第２の距離関数△Ｄを合成する。例えば第２の距離関数△Ｄは、
△Ｄ＝√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝
とすることができる。そして、Ｓ２１においてこの第２の距離関数△Ｄが最小となるように、第２のＹＭＣＫ色材量を算出し、Ｓ２２において出力する。
【００２４】
この第２の距離関数△Ｄは、再現明度の方が入力明度よりも暗い状態、すなわち「過暗」の場合の関数である。上述のように、イエローの色材は高明度を再現しやすく、また、イエローの色材量が多い場合には、最も色差が小さい混色により再現を行なうより、色差が増大しても、混色を行なわない範囲で再現できる色彩で再現を行なう方が望ましい。そのため、再現画像が暗い場合には、黄色純色率が大きいとき、重みαを小さくして上述の第２の距離関数△Ｄの明度の違いに対する感度を鈍くする。これにより色差を保存し、明度の差が大きくてもかまわないような関数となる。逆に、黄色純色率が小さい場合には重みαを大きくして明度の差に対する感度を鋭くし、相対的に色差に対する感度を低下させる。これにより、明度をあまり変化させない関数となる。
【００２５】
一方、Ｓ１４において「色再現範囲外」と判定され、かつ、Ｓ１５で再現明度の方が入力明度よりも明るい状態、すなわち「過明」であるか、等明度であっても彩度が高すぎる状態、すなわち、「等明度過彩」であると判定された場合には、Ｓ１９において、重みαを設定する。ここでは重みαを２とする。そしてＳ２０において、例えば第２の距離関数△Ｄを
△Ｄ＝√｛２（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝
により定める。Ｓ２１において、この第２の距離関数△Ｄが最小となるように第２のＹＭＣＫ色材量を算出し、Ｓ２２において出力する。
【００２６】
この第２の距離関数△Ｄにおいて、重みαに設定する定数は任意の値でよく、上述のように明度差に対する感度を決定するものである。この値が大きければ明度差によって関数値が大きく変化するため、この関数を最小とするためには明度差を小さくしなければならず、相対的に明度を保つことになる。逆に、この値が小さければ明度差によって関数値は変化せず、色差によって変化するので、この関数を最小とするためには色差を小さくしなければならず、相対的に色差を保つことができる。
【００２７】
図２は、本発明のカラー画像形成方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。上述の第１の実施の形態と同様に、ＣＩＥＬ^* ａ^* ｂ^* （Ｄ５０）色空間上の色座標値を、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色材を用いて画像を形成する所定のプリンタの色材量に変換するものである。
【００２８】
まずＳ３１において、入力色信号からＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間上の色座標値を得る。Ｓ３２において、入力色信号の色座標値を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色差（第１の距離関数）が最小となるように第１のＣＭＹＫ色材量に変換するが、以下の処理ではＫを用いずに処理を進める。Ｓ３３において、プリンタモデルに基づき、第１のＣＭＹ色材量によって再現されるＬ^* ａ^* ｂ^* 空間上の色座標を得る。
【００２９】
Ｓ３４において、Ｓ３３で得た色座標とＳ３１で得た色座標値を比較し、色差が所定の値以下であれば「色再現範囲内」と判定し、Ｓ４２においてＳ３２で変換した第１のＣＭＹＫ色材量を出力する。
【００３０】
一方、Ｓ３４において色差が所定の値より大きく、「色再現範囲外」と判定された場合には、さらにＳ３５においてＳ３３で得た色座標の明度軸の値である再現明度と、Ｓ３１で得た入力色信号の色座標値のうちの明度値である入力明度を比較する。再現明度の方が入力明度よりも暗い状態、すなわち「過暗」の場合、Ｓ３６において、黄色純色率を算出する。ここでは黄色純色率を
黄色純色率＝Ｙ／（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）
とする。ただし、Ｃ＝Ｍ＝Ｙ＝０のときは黄色純色率を０とする。
【００３１】
Ｓ３７において、Ｓ３６で算出した黄色純色率に基づいて、明度の重みαを算出する。明度の重みαは、
α＝２．０／（黄色純色率＋１．０）
により定める。この式は上述の第１の実施の形態と同じ式である。また、色材量の最大値、すなわち、ｍａｘ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）から、色度の重みβを算出する。色度の重みβは、
β＝２００．０／（ｍａｘ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）＋１００．０）
により算出する。ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃは面積率（％）とする。また、定数２００．０および１００．０は設定する重みβの範囲によって任意に設定可能である。
【００３２】
重みβは、色材量の最大値が０に近い、すなわち、淡色領域では大きく、濃色領域では小さくなる値である。淡色の彩度の高い色で明度を重視すると、再現色の彩度が著しく低下する場合がある。上述の色度の重みβをａ^* 値の差分とｂ^* 値の差分にそれぞれ乗じることによって、淡色領域で重みβを大きくして彩度を重視するように距離関数を定めることができる。ここでは色材量の最大値を用いたが、入力色信号の明度やＣＭＹ色材量の総和を用いて重みβを決めても同様の効果を得ることができる。
【００３３】
次にＳ３８において、明度の重みαと色度の重みβを用いて、第２の距離関数△Ｄを合成する。例えば第２の距離関数△Ｄは、
△Ｄ＝√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋β（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋β（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝
と定めることができる。この第２の距離関数△Ｄは、上述の第１の実施の形態と同様に重みαによってイエローの色材の特性に従って明度の重みを変化させるとともに、画像の濃淡に従って色度の重みを変化させることができる。
【００３４】
一方、Ｓ３４で「色再現範囲外」と判定され、かつ、Ｓ３５で再現明度の方が入力明度よりも明るい状態、すなわち「過明」であるか、等明度であっても彩度が高すぎる場合、すなわち、「等明度過彩」である場合と判定された場合には、Ｓ３９において、明度の重みαと色度の重みβを所定値に設定する。ここでは、明度の重みαを２に、また色度の重みβを１に設定する。これらの設定値は任意である。Ｓ４０において、第２の距離関数△Ｄを合成する。例えば、Ｓ３９で設定したα＝２、β＝１より、
△Ｄ＝√｛２（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝
と定めることができる。
【００３５】
Ｓ３８あるいはＳ４０で第２の距離関数△Ｄが合成された後、Ｓ４１において、合成された第２の距離関数△Ｄが最小となるように、入力色信号の色座標値を第２のＣＭＹＫ色材量に変換する。そしてＳ４２において、Ｓ４１で得られた第２のＣＭＹＫ色材量を出力する。
【００３６】
図３は、本発明のカラー画像形成方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。この第３の実施の形態では、第２の距離関数を合成する際に、明度、色度とともに、色相も考慮して合成する例を示す。ここでは、ＣＩＥ ＸＹＺ反射率（Ｄ５０）色空間上の色座標値を、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色材を用いて画像を形成する所定のプリンタの色材量に変換するものとして説明する。
【００３７】
まず、Ｓ３１において、入力色信号からＸＹＺ反射率色空間上の色座標値を得る。一般に、ＸＹＺ反射率色空間上では色差は定義されないが、ＸＹＺ反射率色空間は、一意にＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間に変換することができる。Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色空間上では色差を定義できるので、ここでは、ＸＹＺ反射率色空間上の色差を、対応するＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間での色差とする。
【００３８】
Ｓ３２において、入力色信号の色座標値を、Ｌ^* ａ^* ｂ^* 色差（第１の距離関数）が最小となるように第１のＣＭＹＫ色材量に変換するが、以下の処理ではＫを用いずに処理を進める。Ｓ３３において、プリンタモデルに基づき、第１のＣＭＹ色材量によって再現されるＸＹＺ反射率空間上の色座標を得る。
【００３９】
Ｓ３４において、Ｓ３３で得た色座標とＳ３１で得た色座標値を比較し、色差が所定の値以下であれば「色再現範囲内」と判定し、Ｓ４２においてＳ３２で変換した第１のＣＭＹＫ色材量を出力する。
【００４０】
一方、Ｓ３４において色差が所定の値より大きく、「色再現範囲外」と判定された場合には、さらにＳ３５においてＳ３３で得た色座標の明度軸の値である再現明度と、Ｓ３１で得た入力色信号の色座標値のうちの明度値である入力明度を比較する。再現明度の方が入力明度よりも暗い状態、すなわち「過暗」の場合、Ｓ３６において、黄色純色率を算出する。ここでは黄色純色率を、上述の第２の実施の形態と同様に、
黄色純色率＝Ｙ／（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）
とする。ただしＣ＝Ｍ＝Ｙ＝０のときは黄色純色率を０とする。
【００４１】
Ｓ５１において、明度の重みα、色度の重みβとともに、色相に相当する量の重みγを算出する。まず、Ｓ３６で算出した黄色純色率に基づいて、明度の重みαを算出する。明度の重みαは、この第３の実施の形態では
α＝（３．０−ｙ）／（黄色純色率＋１．０）
により定める。ＸＹＺ反射率色空間におけるＹ反射率ｙは明度を示す。Ｙ反射率が高い場合、すなわち、明度が高い場合には、（３．０−ｙ）の項は小さくなる。逆に、Ｙ反射率が低い場合、すなわち、明度が低い場合には、（３．０−ｙ）の項は大きくなる。上述の第１の実施の形態において、淡い青など、明度が高く、黄色純色率が低い淡色領域では、明度の重みαが大きくなり、明度を重視するために、彩度が低下する傾向がある。このような距離関数を用いると、場合によっては、淡い青が極端に薄くなる現象が発生することがある。そこで、この第３の実施の形態では、明度の重みαに明度を勘案した項を用いることにより、淡い領域の再現を改善することができる。ここでは、明度を用いて淡い領域の補正を行なったが、例えば白色点からの色差を用いて淡い領域の補正を行なうことも可能である。
【００４２】
また、色材量の最大値、すなわち、ｍａｘ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）から、色度の重みβを算出する。色度の重みβは、上述の第２の実施の形態と同様、
β＝２００．０／（ｍａｘ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）＋１００．０）
により算出する。ここで、Ｙ，Ｍ，Ｃは面積率（％）とする。また、定数２００．０および１００．０は設定する重みβの範囲によって任意に設定可能できる。
【００４３】
重みβは、色材量の最大値が０に近い、すなわち、淡色領域では大きく、濃色領域では小さくなる値である。淡色の彩度の高い色で明度を重視すると、再現色の彩度が著しく低下する場合がある。上述の色度の重みβをａ^* 値の差分とｂ^* 値の差分にそれぞれ乗じることによって、淡色領域で重みβを大きくして彩度を重視するように距離関数を定めることができる。ここでは色材量の最大値を用いたが、入力色信号の明度やＣＭＹ色材量の総和を用いて重みβを決めても同様の効果を得ることができる。
【００４４】
またこの第３の実施の形態ではさらに、色材量から色相に相当する量の重みγを算出する。色相に相当する量の重みγは、
γ＝１．０−ｍａｘ（Ｙ＋Ｋ，Ｍ＋Ｋ，Ｃ＋Ｋ）／（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＋３・Ｋ）により算出する。この値は、純色度が高いほど、小さくなる値である。色空間上では、赤、緑、青の単色に近いほど大きい値となる。
【００４５】
次に、Ｓ５２において、明度の重みα、色度の重みβと、色相に相当する量の重みγを用いて、第２の距離関数△Ｄを合成する。例えば第２の距離関数△Ｄは、
△Ｄ＝√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋β（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋β（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝＋γ［√｛（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝−√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ｝−√｛（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝］
と定めることができる。ここで、項［√｛（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝−√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ｝−√｛（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝］は、メトリック ヒューとして知られる、色相に相当する量の差分である。この第２の距離関数△Ｄは、上述の第１の実施の形態と同様に重みαによってイエローの色材の特性に従って明度の重みを変化させるとともに、画像の濃淡に従って色度の重みを変化させることができる。
【００４６】
一方、Ｓ３４で「色再現範囲外」と判定され、かつ、Ｓ３５で再現明度の方が入力明度よりも明るい状態、すなわち「過明」であるか、等明度であっても彩度が高すぎる場合、すなわち、「等明度過彩」である場合と判定された場合には、Ｓ５３において、明度の重みαと色度の重みβと色相に相当する量の重みγを所定値に設定する。ここでは、明度の重みαを２に、また色度の重みβを１に、色相に相当する量の重みγを０．３にそれぞれ設定する。これらの設定値は任意である。Ｓ５４において、第２の距離関数△Ｄを合成する。例えば、Ｓ５３で設定したα＝２，β＝１，γ＝０．３より、
△Ｄ＝√｛２（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝＋０．３［√｛（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ＋（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝−√｛α（Ｌ^* ₁−Ｌ^* ₂）² ｝−√｛（ａ^* ₁−ａ^* ₂）² ＋（ｂ^* ₁−ｂ^* ₂）² ｝］
と定めることができる。
【００４７】
Ｓ５２あるいはＳ５４で第２の距離関数△Ｄが合成された後、Ｓ４１において、合成された第２の距離関数△Ｄが最小となるように、入力色信号の色座標値を第２のＣＭＹＫ色材量に変換する。そしてＳ４２において、Ｓ４１で得られた第２のＣＭＹＫ色材量を出力する。
【００４８】
図４は、本発明のカラー画像形成方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。図１と同様の処理内容には同じ符号を付して説明を省略する。この第４の実施の形態では、上述の第１の実施の形態における「黄色純色率」に代えて「純色率」を用いている。
【００４９】
Ｓ１４における色再現範囲内か否かの判定において色再現範囲外と判定された場合には、Ｓ６１において再現明度と入力明度を比較する。この実施の形態では、再現明度が入力明度以下の場合には純色率を用いた重み付けを行なう。すなわち、再現明度が入力明度と等しい「等明度過彩」の場合にも、「過暗」と同じ処理を行なうこととする。
【００５０】
Ｓ６２において、純色率を算出する。純色率は、例えば
純色率＝ｍａｘ（Ｙ＋Ｋ，Ｍ＋Ｋ，Ｃ＋Ｋ）／（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ＋３・Ｋ）
により定めることができる。これを用いて、Ｓ６３において明度の重みαを算出する。第１の実施の形態に従い、重みαは
α＝２．０／（純色率＋１．０）
により定めることができる。この式中の定数も任意である。Ｓ１８で合成する第２の距離関数△Ｄは、上述の第１の実施の形態と同様である。
【００５１】
上述の純色率は、第２の実施の形態と同様にＫを用いずに純色率を算出してもよい。その場合、純色率は例えば
純色率＝ｍａｘ（Ｙ，Ｍ，Ｃ）／（Ｙ＋Ｍ＋Ｃ）
により定めることができる。また、第２の距離関数△Ｄの合成に用いる重みとして、明度の重みα以外に、第２の実施の形態で示した色度の重みβを用い、第２の実施の形態における第２の距離関数△Ｄを合成するように構成してもよい。もちろん、第３の実施の形態で示した色相に相当する量の重みγも用いて第２の距離関数△Ｄを合成することもできる。
【００５２】
この第４の実施の形態で示したように純色率を用いることによって、イエロー以外のシアン、マゼンタの純色に近い濃い色の場合にも、色度を変化させずに明度を変化させ、なるべく色材を混色させないように色域圧縮を行なうことができる。なお、「等明度過彩」の場合にこの例では「過暗」と同じ処理を行なったが、第１の実施の形態と同様に「過明」と同じ処理を行なってもよい。
【００５３】
図５は、本発明のカラー画像形成方法の第５の実施の形態を示すフローチャートである。図中、図４と同様の処理には同じ符号を付してある。この第５の実施の形態では、上述した３種類の実施の形態とは異なり、色再現範囲内外判定と、明度差による判定を行なわない例を示している。
【００５４】
上述の各実施の形態と同様に、Ｓ１１で入力色信号が入力され、その色座標値をもとにＳ１２で第１のＣＭＹＫ色材量を算出する。次に、色再現範囲内外判定と、明度差による判定を行なわずに、第４の実施の形態における「過明」、「等明度過彩」の場合と同様の処理を行なう。Ｓ６２において、純色率を算出し、この純色率に基づいて、Ｓ６３において明度の重みαを算出し、Ｓ１８において第２の距離関数△Ｄを合成する。そしてＳ２１において、この第２の距離関数△Ｄが最小となるように、第２のＣＭＹＫ色材量を求め、Ｓ２２で出力する。
【００５５】
第２のＣＭＹＫ色材量を求める際に、色再現範囲内の色についても同様の処理を行なうことになるが、距離の性質から、色再現範囲内では距離関数によらず距離が０となるので、第１のＣＭＹＫ色材量がそのまま第２のＣＭＹＫ色材量として再現されることになる。また、この例では「過明」、「過暗」、「等明度過彩」の区別をしていないので、いずれの場合も純色率に応じた変換がなされることになる。もちろん、明度の重みαとともに、色度の重みβや色相に相当する量の重みγを用いて第２の距離関数△Ｄを合成してもよい。
【００５６】
なお、上述の各実施の形態で用いた第１の距離関数△Ｅや第２の距離関数△Ｄ、黄色純色率、純色率、明度の重みα、色度の重みβ、色相に相当する量の重みγなどの式は一例であって、目的や装置によって適切な式を定義し、合成することができる。
【００５７】
図６は、本発明のカラー画像形成システムの実施の一形態を示す構成図である。図中、１は第１の色材量算出部、２は記録部、３は測色部、４は明度判定部、５は関数合成部、６は第２の色材量算出部、７は色変換部である。ここでは、入力色信号としてＲＧＢ信号が入力するものとし、記録部２はＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの色材を用いて記録を行なうものとする。
【００５８】
第１の色材量算出部１は、入力色信号であるＲＧＢ信号から、例えばＬ^* ｕ^* ｖ^* 色空間上の色座標値に変換し、第１の距離関数を用いてＬ^* ｕ^* ｖ^* 色差が最小となるように、Ｋ（墨）を用いないで３色のＣＭＹ信号を算出する。この結果を記録部２によって記録させる。これによってテスト画像が形成される。
【００５９】
明度判定部４は、テスト画像を測色部３で測色することにより得られた再現色の測色値得て、その測色値の明度と、入力色信号の明度とを比較して比較結果を関数合成部５に出力する。
【００６０】
関数合成部５は、明度判定部４からの判定結果に応じて、測色部３からの再現色の測色値、第１の色材量算出部１で算出したＣＭＹ信号、および入力色信号をもとに、Ｌ^* ｕ^* ｖ^* 色空間上で定義される第２の距離関数を合成し、第２の色材量算出部６に出力する。このとき、黄色純色度や純色度などを用いることができる。また、色の濃淡や色相などを考慮してもよい。
【００６１】
第２の色材量算出部６は、関数合成部５で合成した第２の距離関数を用いて入力色信号との距離が最小となるようにＣＭＹＫ色材量を決定する。決定したＣＭＹＫ色材量は、入力色信号であるＲＧＢ信号と組にして色変換部７に格納する。
【００６２】
色変換部７は、ＲＧＢ信号の値とＣＭＹＫ色材量との対応関係を、例えばテーブルなどによって保持する。入力されるＲＧＢ信号に対応するＣＭＹＫ色材量を出力する。出力されたＣＭＹＫ色材量に従って記録部２で画像を形成することにより、記録部２の色再現範囲外の色も適切に再現された高品質の画像を得ることができる。
【００６３】
このようなシステムによって、上述のカラー画像形成方法の第１ないし第５の実施の形態のいずれも実現可能である。例えば上述の第１，４，５の実施の形態を実現する場合には、第１の色材量算出部１でＲＧＢ信号をＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間の色座標値に変換し、Ｋ（墨）を含む第１のＣＭＹＫ信号を出力するように構成するとともに、以後の処理をＬ^* ａ^* ｂ^* 色空間において行なうようにすればよい。また、上述の第５の実施の形態を実現する場合には、明度判定部４は不要である。
【００６４】
なお、通常の画像形成時には、第１の色材量算出部１、測色部３、明度判定部４、関数合成部５、第２の色材量算出部６は不要であるので、切り離して使用できるように構成してもよい。逆に、色材量の決定のみを行なう画像形成システムとして色変換部７を切り離して使用してもよい。また、測色部３は通常使用される測色機器をそのまま利用することができる。さらに、記録部２は、色変換部７等と直結されていなくても、例えばネットワークを介して接続されているなど、種々のシステム構成をとっていてもよい。
【００６５】
また、この例では第１の色材量算出部１で算出した第１のＣＭＹ信号から実際に記録部２で記録を行なって、再現色を測色部３で測色したが、これに限らず、第１のＣＭＹ信号から再現色が推定できれば、例えばシミュレーションなど、種々の方法を用いてもよい。
【００６６】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、一旦色材量に変換することによって変換しようとしている色域の色再現範囲の形状の特性を把握し、色材の量や配分によって望ましい圧縮方向を推定し、推定した望ましい圧縮方向を勘案して色域圧縮を行なう。これによって、再現色や入力色に加えて、再現される色材の量や配分によって適切な色域圧縮を行なうことができる。そのため、色再現範囲外の色も適切な再現可能な色で再現され、高品質の画像を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のカラー画像形成方法の第１の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２】 本発明のカラー画像形成方法の第２の実施の形態を示すフローチャートである。
【図３】 本発明のカラー画像形成方法の第３の実施の形態を示すフローチャートである。
【図４】 本発明のカラー画像形成方法の第４の実施の形態を示すフローチャートである。
【図５】 本発明のカラー画像形成方法の第５の実施の形態を示すフローチャートである。
【図６】 本発明のカラー画像形成システムの実施の一形態を示す構成図である。
【符号の説明】
１…第１の色材量算出部、２…記録部、３…測色部、４…明度判定部、５…関数合成部、６…第２の色材量算出部、７…色変換部。

Claims (30)

1. ３色以上の色材量により再現色を制御するカラー画像記録システムにおけるカラー画像形成方法において、所定の色空間上で定義される第１の距離関数による距離が最小になるように入力色信号を第１の色材量に変換する第１のステップと、前記第１の色材量と前記入力色信号から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する第２のステップと、合成された前記第２の距離関数による前記所定の色空間上の距離が最小になるように前記入力色信号から出力色材量を決定する第３のステップにより決定された出力色材量によってカラー画像を形成することを特徴とするカラー画像形成方法。
2. 前記第２のステップは、前記第１の色材量により再現される再現色を前記所定の色空間上で求めて第１の色座標を得る第４のステップと、前記第１の色材量と前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される前記第２の距離関数を合成する第５のステップにより、前記第２の距離関数を合成することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成方法。
3. 前記第５のステップは、前記第１の色材量より純色度合いを算出する第６のステップと、前記純色度合いと前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する第７のステップにより、前記第２の距離関数を合成することを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成方法。
4. 前記第２のステップは、前記入力色信号、前記第１の色材量、および、前記入力色信号と前記第１の色材量の前記第１の距離関数による距離に基づき前記入力色信号が前記カラー画像記録システムの色再現範囲外である場合に前記入力色信号が前記色再現範囲に対して過明、等明度過彩、過暗のいずれであるかを認識する第８のステップと、該認識の結果に応じて前記第１の色材量の配分または純色度合いを認識する第９のステップと、前記入力色信号が前記カラー画像記録システムの前記色再現範囲外である場合に前記配分または前記純色度合いと前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する第１０のステップにより、前記第２の距離関数を合成することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成方法。
5. 前記色材は少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含み、前記純色度合いとしてイエローの純色度合いを算出することを特徴とする請求項３または４に記載のカラー画像形成方法。
6. 前記所定の色空間は、明度、色度からなる色空間であり、前記第２の距離関数は、明度あるいは明度と色度に所定の係数を乗ずることにより合成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
7. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度と色度のうち少なくとも１つが、前記入力色信号および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
8. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうちの少なくとも１つが、前記入力色信号および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
9. 前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度差、色度差、および、色相差に相当する量のうちの少なくとも１つに、前記入力色信号および前記第１の色材量に基づいた所定の係数を乗じた項を含む関数であることを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
10. 前記所定の色空間は、明度、色度からなる色空間であり、前記第２の距離関数は、少なくとも明度に前記純色度合いに基づいた係数を乗ずることにより合成されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
11. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうちの少なくとも１つが、前記入力色信号と前記第１の色材量の配分または純色度合いとに依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
12. 前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度差、色度差、および、色相差に相当する量のうち、少なくとも１つに、前記第１の色材量の配分または前記純色度合いに基づいた所定の係数を乗じた項を含む関数であることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
13. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号の明度および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
14. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記第２のステップにおいて合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号の白色点からの色差および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載のカラー画像形成方法。
15. 前記第１のステップにおいて、前記第１の距離関数による距離が所定値以下である場合には、第２のステップおよび第３のステップの実行を省略し、前記第１の色材量を出力色材量として決定することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成方法。
16. ３色以上の色材により色再現を行なうカラー画像形成システムにおいて、所定の色空間上で定義される第１の距離関数による距離が最小になるように入力色信号を第１の色材量に変換する第１の色材量変換手段と、前記第１の色材量と前記入力色信号から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する関数合成手段と、前記所定の色空間上で定義される前記第２の距離関数による距離が最小になるように前記入力色信号を出力色材量に変換する第２の色材量変換手段を有し、前記出力色材量により画像を形成することを特徴とするカラー画像形成システム。
17. 前記関数合成手段は、前記第１の色材量により再現される再現色を前記所定の色空間上で求めて第１の色座標を得る再現色獲得手段と、前記第１の色材量と前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する合成手段を有することを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像形成システム。
18. 前記合成手段は、前記第１の色材量より純色度合いを算出する第１の手段と、前記純色度合いと前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する第２の手段から構成されることを特徴とする請求項１７に記載のカラー画像形成システム。
19. 前記関数合成手段は、前記入力色信号、前記第１の色材量、および、前記入力色信号と前記第１の色材量の前記第１の距離関数による距離に基づき前記入力色信号が色再現範囲に含まれるか否かおよび前記色再現範囲に含まれない場合に前記入力色信号が色再現範囲に対して過明、等明度過彩、過暗のいずれであるかを認識する明度比較手段と、該明度比較手段による認識結果に応じて前記第１の色材量の配分または純色度合いを認識する認識手段と、前記入力色信号が前記色再現範囲に含まれない場合に前記配分または前記純色度合いと前記入力色信号と前記第１の色座標から前記所定の色空間上で定義される第２の距離関数を合成する合成手段を有することを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像形成システム。
20. 前記色材は少なくともシアン、マゼンタ、イエローを含み、前記純色度合いはイエローの純色度合いであることを特徴とする請求項１８または１９に記載のカラー画像形成システム。
21. 前記所定の色空間は、明度、色度からなる色空間であり、前記関数合成手段は、明度あるいは明度と色度に所定の係数を乗ずることにより第２の距離関数を合成することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
22. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記関数合成手段は、明度と色度のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
23. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記関数合成手段は、明度、色度、および色相差に相当する量のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与する関数を合成することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
24. 前記関数合成手段は、明度差、色度差、および、色相差に相当する量のうち、少なくとも１つに、入力色信号および第１の色材量に基づいた所定の係数を乗じた項を含む関数を合成することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
25. 前記所定の色空間は、明度、色度からなる色空間であり、前記合成手段は、少なくとも明度に前記純色度合いに基づいた係数を乗ずることにより第２の距離関数を合成されることを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
26. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記関数合成手段は、明度と色度のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号と前記第１の色材量の配分または前記純色度合いに依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
27. 前記関数合成手段において合成する前記第２の距離関数は、明度差、色度差、および、色相差に相当する量のうち、少なくとも１つに、前記第１の色材量の配分または前記純色度合いに基づいた所定の係数を乗じた項を含むことを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
28. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記関数合成手段において合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号の明度および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与する関数を合成することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
29. 前記所定の色空間は、明度および色度からなる色空間、もしくは明度および色度からなる色空間に一意に変換できる色空間であり、前記関数合成手段において合成する前記第２の距離関数は、明度、色度、および色相差に相当する量のうち、少なくとも１つが、前記入力色信号の白色点からの色差および前記第１の色材量に依存する寄与度に応じて関数値に寄与することを特徴とする請求項１６ないし２０のいずれか１項に記載のカラー画像形成システム。
30. 前記第１の色材量変換手段は、前記第１の距離関数による距離が所定値以下である場合に、前記第１の色材量を出力色材量として決定することを特徴とする請求項１６に記載のカラー画像形成システム。

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