JP3712424B2 - 色域圧縮方法および色域圧縮装置 - Google Patents
色域圧縮方法および色域圧縮装置 Download PDFInfo
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Description
技術分野
この発明は、入力系情報機器による色域内の色のうち、出力系情報機器による色域内にない色を出力系情報機器による色域内の色に変換して色域を圧縮する色域圧縮方法および色域圧縮装置に関するものである。
背景技術
カラー画像データを処理するディスプレイ、プリンタ、スキャナなどの情報機器は、その情報機器に固有な、入力または出力可能な色の範囲すなわち色域を有する。ディスプレイ、プリンタなどの出力系情報機器による色域がスキャナ、ディスプレイなどの入力系情報機器による色域を包含している場合には、入力系情報機器における画像の色をそのまま出力系情報機器において表現することができるが、出力系情報機器による色域が入力系情報機器による色域を包含していない場合には、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その出力系情報機器によりそのまま表現することができない。したがって、このような出力系情報機器による色域外の色は、出力系情報機器による色域内の色に変換された後に出力される。すなわち、出力系情報機器による色域が入力系情報機器による色域を包含していない場合には、このような色域圧縮処理が必要になる。
第１図〜第４図は、例えば特開平９−９８２９８号公報に記載の従来の色域圧縮方法を説明する図である。
第１図に示す色域圧縮方法は彩度圧縮法である。彩度圧縮法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その明度を変化させずに彩度だけを変更されて出力系情報機器による色域内の色に変換される。
第２図に示す色域圧縮方法は明度圧縮法である。明度圧縮法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その彩度をほとんど変化させずに明度だけを変更されて出力系情報機器による色域内の色に変換される。出力系情報機器による色域に、入力系情報機器による色と彩度が同一の色がない場合（すなわち、図中の斜線の部分に入力系情報機器による色が位置する場合）には、その入力系情報機器による色は、出力系情報機器による所定の同じ色に変換される。
第３図に示す色域圧縮方法は色差最小法である。色差最小法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、出力系情報機器による色域内の色のうちの、その入力系情報機器による色との色差が最も小さい色に変換される。したがって、図中の斜線の部分に位置する入力系情報機器による色は、すべて同じ色に変換される。
上記の方法を使用することにより色域圧縮処理が可能であるが、彩度圧縮法では、高彩度領域での階調はある程度良好であるものの全体として色味のない画像になってしまうことがある。明度圧縮法では、彩度の低下はほとんどないものの高明度領域の色は低明度の色に、低明度領域の色は高明度の色に変換されるので、彩度が高くなるにつれて変換前後の明度差が大きくなってしまう。また、色差最小法では色差が最小になるように色の変換を実行するので、入力系情報機器による画像に比較的近い画像が出力系情報機器において得られるが、第３図の斜線の部分は同一の色に変換されてしまう。
このように、上記の方法による色の変換を使用すると、出力系情報機器において不自然な画像が出力される可能性がある。そこで、第４図に示す例えば特開平９−９８２９８号公報に記載の従来の色域圧縮方法が提案されている。この色域圧縮方法においては、出力系情報機器による色域の最高彩度Ｃ＿ｍａｘを有する色の明度Ｌ＿ｔｈを有する所定の第１の点と、出力系情報機器による色域の最低明度Ｌ＿ｍｉｎを有するとともに無彩色軸上にある第２の点とを通過する第１の直線、並びに、第１の点と、出力系情報機器による色域の最高明度Ｌ＿ｍａｘを有するとともに無彩色軸上にある第３の点とを通過する第２の直線を境界として、入力系情報機器による色域のうちの出力系情報機器による色域外の領域が、高明度領域４１、低明度領域４２および高彩度領域４３に分割され、高明度領域４１の色は第２の点に向けて圧縮され、低明度領域４２の色は第３の点に向けて圧縮され、高彩度領域４３の色は第１の点に向けて圧縮される。
なお、上記方法の他、色域圧縮処理を実行する装置が特開平７−２３６０６９号公報および特開平９−１３０６２２号公報に記載され、画像処理を実行する装置が特開平７−２１３５６号公報に記載されている。
しかしながら、従来の色域圧縮方法は以上のように構成されているので、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色が、高明度領域４１、低明度領域４２および高彩度領域４３のいずれに位置するかを判別し、その領域に応じた圧縮方向の色に変換する必要があり、変換に伴う計算が複雑になるなどの課題があった。また、上述の第１の点の位置に応じて圧縮後の画像の見え方が変わってしまうという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色を、彩度が０である点、入力系情報機器による色域の平均値の点、入力系情報機器による色域の中央値の点、および入力系情報機器による色域の重心値の点のうちのいずれかの点の収れん点として、その収れん点の方向にある出力系情報機器の色域内の色に変換するようにして、出力系情報機器による色域外の領域の分割に起因する入力系情報機器による色が位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して色域圧縮処理を実行する色域圧縮方法および色域圧縮装置を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る色域圧縮方法によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ出力系情報機器の色域内にある色に変換される。このことによって、入力系情報機器による色の連続性を損なうことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して、色相および彩度に対して偏りのない色域圧縮処理を実行することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における色の成分の変換による移動量としたときの式（１）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が変換される。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（１）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいた特徴と有する色に変換することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、ｋＨ、ｋＶおよびｋＣが、出力系情報機器による色域のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸の最大値ＮＨ，ＮＶ，ＮＣで規格化したときの式（２）の関係に基づいて設定される。
（ｋＨ／ＮＨ）＞（１０×ｋＶ／ＮＶ）＞（１０×ｋＣ／ＮＣ） …（２）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて主観評価の高い色に変換することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器による色域の輪郭との交点が、各色相における出力系情報機器による色域の輪郭で形成される曲面上の所定の数の点のうち、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）において、入力系情報機器による色に対応する点との角度（θ，φ）差が最も小さい方から少なくとも３個の点に基づいて補間して算出される。このことによって、収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器による色域の輪郭との交点を、より正確に算出することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮装置によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ出力系情報機器の色域内にある色に変換される。このことによって、入力系情報機器による色の連続性を損なうことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して、色相および彩度に対して偏りのない色域圧縮処理を実行することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮装置によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における色の成分の変換による移動量としたときの式（４）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が変換される。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（４）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいた特徴と有する色に変換することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の色域圧縮方法（彩度圧縮法）を説明する図である。
第２図は、従来の色域圧縮方法（明度圧縮法）を説明する図である。
第３図は、従来の色域圧縮方法（色差最小法）を説明する図である。
第４図は、従来の色域圧縮方法を説明する図である。
第５図は、この発明の実施の形態１による色域圧縮装置の構成を示すブロック図である。
第６図は、極座標への座標変換について説明する図である。
第７図は、画像データの色の変換について説明する図である。
第８図は、収れん点の設定位置の例を示す図である。
第９図は、この発明の実施の形態２による色域圧縮装置による色の変換を説明する図である。
第１０図は、出力系情報機器による色域の輪郭で形成される曲面上のサンプル点の例を示す図である。
第１１図は、この発明の実施の形態４において中間の色相に対応する収れん点の明度が補間により設定される処理を説明する図である。
第１２図は、この発明の実施の形態５の色域圧縮装置による色の変換の例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
第５図は、この発明の実施の形態１による色域圧縮装置の構成を示すブロック図である。図において、１は、例えばディスプレイ、スキャナなどの入力系情報機器２１において入力または出力されるカラー画像データを制御装置２３から供給され、その画像データによる色のうち、例えばプリンタ、ディスプレイなどの出力系情報機器２２による色域外の色を、その出力系情報機器２２による色域内の色に変換し、変換後の画像データを制御装置２３に出力する色域圧縮装置である。
色域圧縮装置１において、１１は、制御装置２３より供給されるカラー画像データにおいて所定の座標系で記述されている色を、極座標系（ｒ，θ，φ）で記述される色に変換する座標変換部である。１２は、座標変換部１１より供給されたカラー画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かに基づいてそのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行するか否かを判定し、そのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行する場合にはそのカラー画像データを最近接座標算出部１３に出力し、そのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行しない場合にはそのカラー画像データを逆座標変換部１５に出力する圧縮実行判定部である。
１３は、圧縮実行判定部１２より供給されたカラー画像データの色情報に基づいて、彩度が０である所定の点を収れん点として、その収れん点を端点としてその画像データによる色に対応する点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の極座標系における座標（ｒ，θ，φ）を算出する最近接座標算出部である。１４は、カラー画像データによる色を、最近接座標算出部１３により算出された座標に対応する色に変換する圧縮部（変換手段）である。
１５は、圧縮実行判定部１２より供給されたカラー画像データの極座標系での色、および圧縮部１４により変換された後の極座標系での色を、元の座標系での色に逆変換し、色を逆変換した後のカラー画像データを制御装置２３に出力する逆座標変換部である。
なお、制御装置２３は、この色域圧縮装置に特に含まれず、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２との間で画像データの授受を実行するものである。
次に動作について説明する。
第６図は、極座標への座標変換について説明する図であり、第７図はこの実施の形態１の色域圧縮装置による色の変換について説明する図である。
色域圧縮装置１の座標変換部１１は、制御装置２３よりカラー画像データを供給されると、その画像データにおいて所定の座標系で記述されている色を、極座標系（ｒ，θ，φ）で記述される色に変換し、座標変換後の画像データを圧縮実行判定部１２に出力する。
ここで、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間が例えばＬ*ａ*ｂ*色空間である場合、第６図に示すように、Ｌ*ａ*ｂ*色空間の直交座標系において（Ｌ*，ａ*，ｂ*）で表される色は、式（６）に基づいて極座標系において（ｒ，θ，φ）で表される色に変換される。
ｒ＝√（Ｌ*2＋ａ*2＋ｂ*2）
θ＝ｔａｎ-1（ａ*／ｂ*）
φ＝ｔａｎ-1（Ｌ*／√（ａ*2＋ｂ*2）） …（６）
圧縮実行判定部１２は、座標変換部１１よりカラー画像データを供給されると、その画像データによる色が、その画像データによる色の色相における出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定し、その画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置すると判定した場合、その画像データに対して色域圧縮処理を実行しないと判定し、その画像データを逆座標変換部１５に出力する。
一方、その画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置しないと判定した場合、圧縮実行判定部１２は、その画像データに対して色域圧縮処理を実行すると判定し、その画像データを最近接座標算出部１３に出力する。
ここで、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間がＬ*ａ*ｂ*色空間である場合、例えば、圧縮実行判定部１２は、まず、極座標系（ｒ，θ，φ）から明度（Ｌ*）−彩度（Ｃ）平面への座標変換を式（７）に基づいて実行する。
Ｌ*＝ｒ×ｓｉｎφ
Ｃ＝ｒ×ｃｏｓφ＝√（ａ*2＋ｂ*2） …（７）
そして、圧縮実行判定部１２は、色相Ｈごとに予め記憶している出力系情報機器２２による色域のデータのうちの、供給された画像データの色の色相Ｈ（＝θ）に対応する色域のデータに基づいて、供給された画像データの色がその色相において出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定する。
ここでは、説明上、極座標系から明度−彩度平面への座標変換を実行した後に、供給された画像データの色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定するようにしているが、極座標系において、直接、供給された画像データの色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定するようにしてもよい。
なお、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２による色域、すなわち入力または出力可能な色の範囲は、分光光度測色計などを使用して予め測定され、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間で表されたその色域のデータがこの色域圧縮装置に予め記憶されている。
最近接座標算出部１３は、圧縮実行判定部１２より画像データを供給されると、その画像データの色、および、その画像データによる色の色相Ｈにおける出力系情報機器２２による色域のデータに基づいて、第７図に示すように、収れん点を端点としてその画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域３１の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）を算出し、その座標を画像データとともに圧縮部１４に出力する。なお、上記半直線と、出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点が複数ある場合、最近接座標算出部１３は、それらの交点のうち、極座標系のｒ座標値が最も大きい交点を選択し、その交点の座標を画像データとともに圧縮部１４に出力する。
圧縮部１４は、その画像データによる色を、最近接座標算出部１３より供給された座標に対応する色に変換し、色を変換した後の画像データを逆座標変換部１５に出力する。そして逆座標変換部１５は、圧縮実行判定部１２または圧縮部１４より供給されたカラー画像データの極座標系での色を、元の座標系での色に逆変換し、逆変換後のカラー画像データを制御装置２３に出力する。
以上のように、この実施の形態１によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色をすべて、１点の収れん点に向けて移動させるので、色の連続性を損なうことなく、入力系情報機器２１による色を出力系情報機器２２による色域内の色に変換することができるとともに、出力系情報機器２２による色域外の領域の分割に起因する入力系情報機器２１による色の位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器２１による色を出力系情報機器２２による色域内の色に変換することができるという効果が得られる。
なお、第７図では収れん点が中央の明度を有するように設定されているが、第８図に示すように、収れん点を中央の明度から高明度側または低明度側に設定するようにしてもよい。また、上記実施の形態１では彩度が０である所定の点を収れん点としているが、その他、入力系情報機器２１による色域の平均値の点、入力系情報機器２１による色域の中央値の点、および、入力系情報機器２１による色域の重心値の点を収れん点としてもよい。
なお、ここで色域の平均値とは、所定の色空間において入力系情報機器２１により表現可能な色の空間内での所定の数のサンプル点について、サンプル点の色の各成分の総和をサンプル点数でそれぞれ除して得られる座標値であり、色域の中央値とは、色空間の各軸成分についての、入力系情報機器２１により表現可能な色の空間のメジアン値であり、色域の重心値とは、所定の色空間において入力系情報機器２１により表現可能な色の空間内での所定の数のサンプル点について、サンプル点の色の各成分の重みつき総和をサンプル点数でそれぞれ除して得られる座標値である。
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による色域圧縮装置は、最近接座標算出部１３以外については実施の形態１のものと同様であるので、最近接座標算出部１３の動作についてだけ説明する。第９図は、この発明の実施の形態２による色域圧縮装置による色の変換を説明する図である。
実施の形態２による色域圧縮装置における最近接座標算出部１３は、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２の共通色空間がＨＶＣ空間である場合、第９図に示すように、圧縮実行判別部１２より供給された画像データによる色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から、θ軸、φ軸それぞれに±（ｋ／π）度（例えばｋは１以上かつ１０以下のいずれかの定数）の角度範囲内にあり、かつ、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭上にある複数の色を選択し、選択した色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣを色のＨ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分の、変換による移動量としたときの式（８）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色をさらに選択し、その色のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、その画像データの色を変換する。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（８）
なお、ｋＨ、ｋＶおよびｋＣを、出力系情報機器２２による色域のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸の最大値ＮＨ，ＮＶ，ＮＣで規格化したときの式（９）の関係に基づいて設定するようにしてもよい。
（ｋＨ／ＮＨ）＞（１０×ｋＶ／ＮＶ）＞（１０×ｋＣ／ＮＣ） …（９）
式（９）の関係は、主観評価実験により導出された関係である。すなわち、例えば、等色相の複数のサンプル色、等明度の複数のサンプル色および等彩度の複数のサンプル色を用意し、これらのサンプル色に対して色差が０であるオリジナルの色をそれぞれ用意する。次に、例えば一対比較法、系列範疇法などを使用して、これらのオリジナルの色と各サンプル色との主観的な距離を被験者の主観に基づいて測定する。そして、これらのサンプル色のオリジナル色からの主観的な距離に基づいて、変換後の画像が自然な画像になるような関係として導出されたものが式（９）の関係である。
以上のように、この実施の形態２によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色を、ＨＶＣ色空間の各軸成分に対する係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて重みづけされた色差が最小になる色に変換するようにしたので、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて例えば主観評価の高い色に変換することができるという効果が得られる。
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による色域圧縮装置は、最近接座標算出部１３以外については実施の形態１のものと同様であるので、最近接座標算出部１３の動作についてだけ説明する。第１０図は、出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面上のサンプル点の例を示す図である。
実施の形態３による色域圧縮装置における最近接座標算出部１３は、各色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面上の所定の数のサンプル点のうちの、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）において、入力系情報機器２１による色に対応する点との角度（θ，φ）差が最も小さい方から少なくとも３個の点を選択し、それらの点から入力系情報機器２１による色の角度（θ，φ）に基づいて補間することにより、収れん点を端点として入力系情報機器２１による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点を算出する。
例えば、第１０図に示すように３つのサンプル点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により形成される三角形の領域に対応する角度（θ，φ）範囲内に、供給された画像データによる色に対応する点Ｐ０の角度（θ，φ）が存在する場合、最近接座標算出部１３は、式（１０）に基づいてサンプル点の座標から、収れん点を端点として画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）を算出する。
Ｗｉ＝Ｓｉ／ΣiＳｉ
Ｑ ＝ΣiＷｉ・Ｐｉ …（１０）
ただし、Ｓｉは三角形の頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうちの点Ｐｉを除く２点とベクトルＰとによる三角形の面積とし、Ｐｉは点Ｐｉに対応するベクトルとし、Ｑは交点に対応するベクトルとする。
なお、このようにサンプル点により形成される図形は三角形に限定されるものではなく、他の多角形でもよい。
以上のように、この実施の形態３によれば、収れん点を端点として画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）をより正確に算出することができるという効果が得られる。
実施の形態４．
実施の形態１においては収れん点を固定しているが、実施の形態４においては入力系情報機器２１の画像データによる色の色相に応じて、収れん点の明度を変化させるようにする。第１１図は、実施の形態４において中間の色相に対応する収れん点の明度が補間に基づいて設定される処理を説明する図である。
例えばレッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタおよびイエローという各基準色の色相に対して、色相が画像データによる色の色相であり、かつ、明度がその色相における出力系情報機器２２による色域において彩度の最も高い色の明度と同一であり、かつ、彩度が０である点が基準色の色相に対応する収れん点に設定される。そして、画像データによる色の色相が、上記基準色の色相に対して中間の色相である場合、その色相に基づいて、基準色の色相に対応する収れん点から補間した点が、その中間の色相に対応する収れん点に設定される。したがって、第１１図に示すように、基準色の各色相における色域内で彩度の最も高い色５１に対応して収れん点がまず設定され、そして、基準色の色相の中間の色相に対応する収れん点の明度は、その色相の値に応じて線分５２に沿って線形補間された値に設定される。
以上のように、この実施の形態４によれば、基準色の色相に対応する収れん点の明度を、その色相における色域において彩度の最も高い色の明度と同一にし、かつ、入力系情報機器２１の画像データによる色の色相に応じて、それぞれの色相に対応する収れん点を、基準色の色相に対応する収れん点から線形補間した点に設定するようにしたので、例えばブルー系の色は低明度に分布するなどの基準色の明度の性質が変換後の色に反映されるとともに、色相方向においてより連続性の高い色域圧縮処理を実行することができるという効果が得られる。
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による色域圧縮装置においては、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色だけではなく、出力系情報機器２２による色域内にある色についても収れん点の方向に移動させるようにする。第１２図は、実施の形態５の色域圧縮装置による色の変換の例を示す図である。
すなわち、この実施の形態５においては、座標変換部１１の出力が直接、最近接座標算出部１３に供給され、最近接座標算出部１３は、入力系情報機器２１により供給され座標変換部１１により座標変換された色に対応するベクトルをＰとし、収れん点に対応するベクトルをＰｏとしたときの、ベクトルＰｏに対応する点を端点としてベクトルＰに対応する点を通過する半直線と、各色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面との第１の交点と、その半直線と、各色相における入力系情報機器２１による色域の輪郭で形成される曲面との第２の交点とを算出する。
そして、圧縮部１３は、第１の交点に対応するベクトルをＰｓとし、第２の交点に対応するベクトルをＰｔとしたときに、ベクトルＰに対応する入力系情報機器２１による色を、ｋを０以上の所定の定数としたときの式（１１）によるベクトルＰｃに対応する色に変換する。
Ｐｃ＝Ｐｏ＋（Ｐ−Ｐｏ）×│Ｐｓ−Ｐｏ│／│Ｐｔ−Ｐｏ│×ｋ
（ｋ×│Ｐ−Ｐｏ│≦│Ｐｓ−Ｐｏ│の場合）
Ｐｃ＝Ｐｓ
（ｋ×│Ｐ−Ｐｏ│＞│Ｐｓ−Ｐｏ│の場合） …（１１）
このように式（１１）に基づいて、入力系情報機器２１より供給された画像データによる色を変換すると、その色は第１２図に示すように上記半直線に沿って連続的に変換される。
以上のように、この実施の形態５によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色だけではなく、出力系情報機器２２による色域内にある色についても収れん点の方向に移動させるようにしたので、出力系情報機器２２による色域の輪郭付近の色について、輪郭付近の変換が滑らかに連続するようになり、変換後の画像がより自然になるという効果が得られる。
なお、上記実施の形態１〜５においては、Ｌ*ａ*ｂ*色空間とＨＶＣ色空間を入力系情報機器２１および出力系情報機器２２で使用される色空間の例として述べたが、色空間はＬ*ａ*ｂ*色空間とＨＶＣ色空間に限定されるものではなく、例えばＲＧＢ色空間、Ｌ*ｕ*ｖ*色空間、ＸＹＺ色空間、ＬＣＨ色空間などを使用してもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る色域圧縮方法および色域圧縮装置は、出力系情報機器による色域外の領域の分割に起因した入力系情報機器による色の位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して色域圧縮処理を実行するのに適している。
この発明は、入力系情報機器による色域内の色のうち、出力系情報機器による色域内にない色を出力系情報機器による色域内の色に変換して色域を圧縮する色域圧縮方法および色域圧縮装置に関するものである。
背景技術
カラー画像データを処理するディスプレイ、プリンタ、スキャナなどの情報機器は、その情報機器に固有な、入力または出力可能な色の範囲すなわち色域を有する。ディスプレイ、プリンタなどの出力系情報機器による色域がスキャナ、ディスプレイなどの入力系情報機器による色域を包含している場合には、入力系情報機器における画像の色をそのまま出力系情報機器において表現することができるが、出力系情報機器による色域が入力系情報機器による色域を包含していない場合には、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その出力系情報機器によりそのまま表現することができない。したがって、このような出力系情報機器による色域外の色は、出力系情報機器による色域内の色に変換された後に出力される。すなわち、出力系情報機器による色域が入力系情報機器による色域を包含していない場合には、このような色域圧縮処理が必要になる。
第１図〜第４図は、例えば特開平９−９８２９８号公報に記載の従来の色域圧縮方法を説明する図である。
第１図に示す色域圧縮方法は彩度圧縮法である。彩度圧縮法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その明度を変化させずに彩度だけを変更されて出力系情報機器による色域内の色に変換される。
第２図に示す色域圧縮方法は明度圧縮法である。明度圧縮法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、その彩度をほとんど変化させずに明度だけを変更されて出力系情報機器による色域内の色に変換される。出力系情報機器による色域に、入力系情報機器による色と彩度が同一の色がない場合（すなわち、図中の斜線の部分に入力系情報機器による色が位置する場合）には、その入力系情報機器による色は、出力系情報機器による所定の同じ色に変換される。
第３図に示す色域圧縮方法は色差最小法である。色差最小法においては、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色は、出力系情報機器による色域内の色のうちの、その入力系情報機器による色との色差が最も小さい色に変換される。したがって、図中の斜線の部分に位置する入力系情報機器による色は、すべて同じ色に変換される。
上記の方法を使用することにより色域圧縮処理が可能であるが、彩度圧縮法では、高彩度領域での階調はある程度良好であるものの全体として色味のない画像になってしまうことがある。明度圧縮法では、彩度の低下はほとんどないものの高明度領域の色は低明度の色に、低明度領域の色は高明度の色に変換されるので、彩度が高くなるにつれて変換前後の明度差が大きくなってしまう。また、色差最小法では色差が最小になるように色の変換を実行するので、入力系情報機器による画像に比較的近い画像が出力系情報機器において得られるが、第３図の斜線の部分は同一の色に変換されてしまう。
このように、上記の方法による色の変換を使用すると、出力系情報機器において不自然な画像が出力される可能性がある。そこで、第４図に示す例えば特開平９−９８２９８号公報に記載の従来の色域圧縮方法が提案されている。この色域圧縮方法においては、出力系情報機器による色域の最高彩度Ｃ＿ｍａｘを有する色の明度Ｌ＿ｔｈを有する所定の第１の点と、出力系情報機器による色域の最低明度Ｌ＿ｍｉｎを有するとともに無彩色軸上にある第２の点とを通過する第１の直線、並びに、第１の点と、出力系情報機器による色域の最高明度Ｌ＿ｍａｘを有するとともに無彩色軸上にある第３の点とを通過する第２の直線を境界として、入力系情報機器による色域のうちの出力系情報機器による色域外の領域が、高明度領域４１、低明度領域４２および高彩度領域４３に分割され、高明度領域４１の色は第２の点に向けて圧縮され、低明度領域４２の色は第３の点に向けて圧縮され、高彩度領域４３の色は第１の点に向けて圧縮される。
なお、上記方法の他、色域圧縮処理を実行する装置が特開平７−２３６０６９号公報および特開平９−１３０６２２号公報に記載され、画像処理を実行する装置が特開平７−２１３５６号公報に記載されている。
しかしながら、従来の色域圧縮方法は以上のように構成されているので、入力系情報機器による色域内の色のうちの、出力系情報機器による色域外の色が、高明度領域４１、低明度領域４２および高彩度領域４３のいずれに位置するかを判別し、その領域に応じた圧縮方向の色に変換する必要があり、変換に伴う計算が複雑になるなどの課題があった。また、上述の第１の点の位置に応じて圧縮後の画像の見え方が変わってしまうという課題があった。
この発明は上記のような課題を解決するためになされたもので、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色を、彩度が０である点、入力系情報機器による色域の平均値の点、入力系情報機器による色域の中央値の点、および入力系情報機器による色域の重心値の点のうちのいずれかの点の収れん点として、その収れん点の方向にある出力系情報機器の色域内の色に変換するようにして、出力系情報機器による色域外の領域の分割に起因する入力系情報機器による色が位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して色域圧縮処理を実行する色域圧縮方法および色域圧縮装置を得ることを目的とする。
発明の開示
この発明に係る色域圧縮方法によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ出力系情報機器の色域内にある色に変換される。このことによって、入力系情報機器による色の連続性を損なうことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して、色相および彩度に対して偏りのない色域圧縮処理を実行することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における色の成分の変換による移動量としたときの式（１）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が変換される。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（１）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいた特徴と有する色に変換することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、ｋＨ、ｋＶおよびｋＣが、出力系情報機器による色域のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸の最大値ＮＨ，ＮＶ，ＮＣで規格化したときの式（２）の関係に基づいて設定される。
（ｋＨ／ＮＨ）＞（１０×ｋＶ／ＮＶ）＞（１０×ｋＣ／ＮＣ） …（２）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて主観評価の高い色に変換することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮方法によれば、収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器による色域の輪郭との交点が、各色相における出力系情報機器による色域の輪郭で形成される曲面上の所定の数の点のうち、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）において、入力系情報機器による色に対応する点との角度（θ，φ）差が最も小さい方から少なくとも３個の点に基づいて補間して算出される。このことによって、収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器による色域の輪郭との交点を、より正確に算出することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮装置によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ出力系情報機器の色域内にある色に変換される。このことによって、入力系情報機器による色の連続性を損なうことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して、色相および彩度に対して偏りのない色域圧縮処理を実行することができるという効果がある。
この発明に係る色域圧縮装置によれば、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における色の成分の変換による移動量としたときの式（４）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色が変換される。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（４）
このことによって、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいた特徴と有する色に変換することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第１図は、従来の色域圧縮方法（彩度圧縮法）を説明する図である。
第２図は、従来の色域圧縮方法（明度圧縮法）を説明する図である。
第３図は、従来の色域圧縮方法（色差最小法）を説明する図である。
第４図は、従来の色域圧縮方法を説明する図である。
第５図は、この発明の実施の形態１による色域圧縮装置の構成を示すブロック図である。
第６図は、極座標への座標変換について説明する図である。
第７図は、画像データの色の変換について説明する図である。
第８図は、収れん点の設定位置の例を示す図である。
第９図は、この発明の実施の形態２による色域圧縮装置による色の変換を説明する図である。
第１０図は、出力系情報機器による色域の輪郭で形成される曲面上のサンプル点の例を示す図である。
第１１図は、この発明の実施の形態４において中間の色相に対応する収れん点の明度が補間により設定される処理を説明する図である。
第１２図は、この発明の実施の形態５の色域圧縮装置による色の変換の例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、この発明をより詳細に説明するために、この発明の実施の形態について説明する。
実施の形態１．
第５図は、この発明の実施の形態１による色域圧縮装置の構成を示すブロック図である。図において、１は、例えばディスプレイ、スキャナなどの入力系情報機器２１において入力または出力されるカラー画像データを制御装置２３から供給され、その画像データによる色のうち、例えばプリンタ、ディスプレイなどの出力系情報機器２２による色域外の色を、その出力系情報機器２２による色域内の色に変換し、変換後の画像データを制御装置２３に出力する色域圧縮装置である。
色域圧縮装置１において、１１は、制御装置２３より供給されるカラー画像データにおいて所定の座標系で記述されている色を、極座標系（ｒ，θ，φ）で記述される色に変換する座標変換部である。１２は、座標変換部１１より供給されたカラー画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かに基づいてそのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行するか否かを判定し、そのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行する場合にはそのカラー画像データを最近接座標算出部１３に出力し、そのカラー画像データに対して色域圧縮処理を実行しない場合にはそのカラー画像データを逆座標変換部１５に出力する圧縮実行判定部である。
１３は、圧縮実行判定部１２より供給されたカラー画像データの色情報に基づいて、彩度が０である所定の点を収れん点として、その収れん点を端点としてその画像データによる色に対応する点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の極座標系における座標（ｒ，θ，φ）を算出する最近接座標算出部である。１４は、カラー画像データによる色を、最近接座標算出部１３により算出された座標に対応する色に変換する圧縮部（変換手段）である。
１５は、圧縮実行判定部１２より供給されたカラー画像データの極座標系での色、および圧縮部１４により変換された後の極座標系での色を、元の座標系での色に逆変換し、色を逆変換した後のカラー画像データを制御装置２３に出力する逆座標変換部である。
なお、制御装置２３は、この色域圧縮装置に特に含まれず、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２との間で画像データの授受を実行するものである。
次に動作について説明する。
第６図は、極座標への座標変換について説明する図であり、第７図はこの実施の形態１の色域圧縮装置による色の変換について説明する図である。
色域圧縮装置１の座標変換部１１は、制御装置２３よりカラー画像データを供給されると、その画像データにおいて所定の座標系で記述されている色を、極座標系（ｒ，θ，φ）で記述される色に変換し、座標変換後の画像データを圧縮実行判定部１２に出力する。
ここで、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間が例えばＬ*ａ*ｂ*色空間である場合、第６図に示すように、Ｌ*ａ*ｂ*色空間の直交座標系において（Ｌ*，ａ*，ｂ*）で表される色は、式（６）に基づいて極座標系において（ｒ，θ，φ）で表される色に変換される。
ｒ＝√（Ｌ*2＋ａ*2＋ｂ*2）
θ＝ｔａｎ-1（ａ*／ｂ*）
φ＝ｔａｎ-1（Ｌ*／√（ａ*2＋ｂ*2）） …（６）
圧縮実行判定部１２は、座標変換部１１よりカラー画像データを供給されると、その画像データによる色が、その画像データによる色の色相における出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定し、その画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置すると判定した場合、その画像データに対して色域圧縮処理を実行しないと判定し、その画像データを逆座標変換部１５に出力する。
一方、その画像データによる色が出力系情報機器２２による色域内に位置しないと判定した場合、圧縮実行判定部１２は、その画像データに対して色域圧縮処理を実行すると判定し、その画像データを最近接座標算出部１３に出力する。
ここで、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間がＬ*ａ*ｂ*色空間である場合、例えば、圧縮実行判定部１２は、まず、極座標系（ｒ，θ，φ）から明度（Ｌ*）−彩度（Ｃ）平面への座標変換を式（７）に基づいて実行する。
Ｌ*＝ｒ×ｓｉｎφ
Ｃ＝ｒ×ｃｏｓφ＝√（ａ*2＋ｂ*2） …（７）
そして、圧縮実行判定部１２は、色相Ｈごとに予め記憶している出力系情報機器２２による色域のデータのうちの、供給された画像データの色の色相Ｈ（＝θ）に対応する色域のデータに基づいて、供給された画像データの色がその色相において出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定する。
ここでは、説明上、極座標系から明度−彩度平面への座標変換を実行した後に、供給された画像データの色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定するようにしているが、極座標系において、直接、供給された画像データの色が出力系情報機器２２による色域内に位置するか否かを判定するようにしてもよい。
なお、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２による色域、すなわち入力または出力可能な色の範囲は、分光光度測色計などを使用して予め測定され、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２に共通な色空間で表されたその色域のデータがこの色域圧縮装置に予め記憶されている。
最近接座標算出部１３は、圧縮実行判定部１２より画像データを供給されると、その画像データの色、および、その画像データによる色の色相Ｈにおける出力系情報機器２２による色域のデータに基づいて、第７図に示すように、収れん点を端点としてその画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域３１の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）を算出し、その座標を画像データとともに圧縮部１４に出力する。なお、上記半直線と、出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点が複数ある場合、最近接座標算出部１３は、それらの交点のうち、極座標系のｒ座標値が最も大きい交点を選択し、その交点の座標を画像データとともに圧縮部１４に出力する。
圧縮部１４は、その画像データによる色を、最近接座標算出部１３より供給された座標に対応する色に変換し、色を変換した後の画像データを逆座標変換部１５に出力する。そして逆座標変換部１５は、圧縮実行判定部１２または圧縮部１４より供給されたカラー画像データの極座標系での色を、元の座標系での色に逆変換し、逆変換後のカラー画像データを制御装置２３に出力する。
以上のように、この実施の形態１によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色をすべて、１点の収れん点に向けて移動させるので、色の連続性を損なうことなく、入力系情報機器２１による色を出力系情報機器２２による色域内の色に変換することができるとともに、出力系情報機器２２による色域外の領域の分割に起因する入力系情報機器２１による色の位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器２１による色を出力系情報機器２２による色域内の色に変換することができるという効果が得られる。
なお、第７図では収れん点が中央の明度を有するように設定されているが、第８図に示すように、収れん点を中央の明度から高明度側または低明度側に設定するようにしてもよい。また、上記実施の形態１では彩度が０である所定の点を収れん点としているが、その他、入力系情報機器２１による色域の平均値の点、入力系情報機器２１による色域の中央値の点、および、入力系情報機器２１による色域の重心値の点を収れん点としてもよい。
なお、ここで色域の平均値とは、所定の色空間において入力系情報機器２１により表現可能な色の空間内での所定の数のサンプル点について、サンプル点の色の各成分の総和をサンプル点数でそれぞれ除して得られる座標値であり、色域の中央値とは、色空間の各軸成分についての、入力系情報機器２１により表現可能な色の空間のメジアン値であり、色域の重心値とは、所定の色空間において入力系情報機器２１により表現可能な色の空間内での所定の数のサンプル点について、サンプル点の色の各成分の重みつき総和をサンプル点数でそれぞれ除して得られる座標値である。
実施の形態２．
この発明の実施の形態２による色域圧縮装置は、最近接座標算出部１３以外については実施の形態１のものと同様であるので、最近接座標算出部１３の動作についてだけ説明する。第９図は、この発明の実施の形態２による色域圧縮装置による色の変換を説明する図である。
実施の形態２による色域圧縮装置における最近接座標算出部１３は、入力系情報機器２１および出力系情報機器２２の共通色空間がＨＶＣ空間である場合、第９図に示すように、圧縮実行判別部１２より供給された画像データによる色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から、θ軸、φ軸それぞれに±（ｋ／π）度（例えばｋは１以上かつ１０以下のいずれかの定数）の角度範囲内にあり、かつ、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭上にある複数の色を選択し、選択した色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣを色のＨ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分の、変換による移動量としたときの式（８）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色をさらに選択し、その色のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、その画像データの色を変換する。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ2＋ｋＶ×ΔＶ2＋ｋＣ×ΔＣ2） …（８）
なお、ｋＨ、ｋＶおよびｋＣを、出力系情報機器２２による色域のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸の最大値ＮＨ，ＮＶ，ＮＣで規格化したときの式（９）の関係に基づいて設定するようにしてもよい。
（ｋＨ／ＮＨ）＞（１０×ｋＶ／ＮＶ）＞（１０×ｋＣ／ＮＣ） …（９）
式（９）の関係は、主観評価実験により導出された関係である。すなわち、例えば、等色相の複数のサンプル色、等明度の複数のサンプル色および等彩度の複数のサンプル色を用意し、これらのサンプル色に対して色差が０であるオリジナルの色をそれぞれ用意する。次に、例えば一対比較法、系列範疇法などを使用して、これらのオリジナルの色と各サンプル色との主観的な距離を被験者の主観に基づいて測定する。そして、これらのサンプル色のオリジナル色からの主観的な距離に基づいて、変換後の画像が自然な画像になるような関係として導出されたものが式（９）の関係である。
以上のように、この実施の形態２によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色を、ＨＶＣ色空間の各軸成分に対する係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて重みづけされた色差が最小になる色に変換するようにしたので、変換後の色を係数ｋＨ，ｋＶ，ｋＣに基づいて例えば主観評価の高い色に変換することができるという効果が得られる。
実施の形態３．
この発明の実施の形態３による色域圧縮装置は、最近接座標算出部１３以外については実施の形態１のものと同様であるので、最近接座標算出部１３の動作についてだけ説明する。第１０図は、出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面上のサンプル点の例を示す図である。
実施の形態３による色域圧縮装置における最近接座標算出部１３は、各色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面上の所定の数のサンプル点のうちの、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）において、入力系情報機器２１による色に対応する点との角度（θ，φ）差が最も小さい方から少なくとも３個の点を選択し、それらの点から入力系情報機器２１による色の角度（θ，φ）に基づいて補間することにより、収れん点を端点として入力系情報機器２１による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点を算出する。
例えば、第１０図に示すように３つのサンプル点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３により形成される三角形の領域に対応する角度（θ，φ）範囲内に、供給された画像データによる色に対応する点Ｐ０の角度（θ，φ）が存在する場合、最近接座標算出部１３は、式（１０）に基づいてサンプル点の座標から、収れん点を端点として画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）を算出する。
Ｗｉ＝Ｓｉ／ΣiＳｉ
Ｑ ＝ΣiＷｉ・Ｐｉ …（１０）
ただし、Ｓｉは三角形の頂点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のうちの点Ｐｉを除く２点とベクトルＰとによる三角形の面積とし、Ｐｉは点Ｐｉに対応するベクトルとし、Ｑは交点に対応するベクトルとする。
なお、このようにサンプル点により形成される図形は三角形に限定されるものではなく、他の多角形でもよい。
以上のように、この実施の形態３によれば、収れん点を端点として画像データによる色の点を通過する半直線と、いずれかの色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭との交点の座標（ｒ，θ，φ）をより正確に算出することができるという効果が得られる。
実施の形態４．
実施の形態１においては収れん点を固定しているが、実施の形態４においては入力系情報機器２１の画像データによる色の色相に応じて、収れん点の明度を変化させるようにする。第１１図は、実施の形態４において中間の色相に対応する収れん点の明度が補間に基づいて設定される処理を説明する図である。
例えばレッド、グリーン、ブルー、シアン、マゼンタおよびイエローという各基準色の色相に対して、色相が画像データによる色の色相であり、かつ、明度がその色相における出力系情報機器２２による色域において彩度の最も高い色の明度と同一であり、かつ、彩度が０である点が基準色の色相に対応する収れん点に設定される。そして、画像データによる色の色相が、上記基準色の色相に対して中間の色相である場合、その色相に基づいて、基準色の色相に対応する収れん点から補間した点が、その中間の色相に対応する収れん点に設定される。したがって、第１１図に示すように、基準色の各色相における色域内で彩度の最も高い色５１に対応して収れん点がまず設定され、そして、基準色の色相の中間の色相に対応する収れん点の明度は、その色相の値に応じて線分５２に沿って線形補間された値に設定される。
以上のように、この実施の形態４によれば、基準色の色相に対応する収れん点の明度を、その色相における色域において彩度の最も高い色の明度と同一にし、かつ、入力系情報機器２１の画像データによる色の色相に応じて、それぞれの色相に対応する収れん点を、基準色の色相に対応する収れん点から線形補間した点に設定するようにしたので、例えばブルー系の色は低明度に分布するなどの基準色の明度の性質が変換後の色に反映されるとともに、色相方向においてより連続性の高い色域圧縮処理を実行することができるという効果が得られる。
実施の形態５．
この発明の実施の形態５による色域圧縮装置においては、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色だけではなく、出力系情報機器２２による色域内にある色についても収れん点の方向に移動させるようにする。第１２図は、実施の形態５の色域圧縮装置による色の変換の例を示す図である。
すなわち、この実施の形態５においては、座標変換部１１の出力が直接、最近接座標算出部１３に供給され、最近接座標算出部１３は、入力系情報機器２１により供給され座標変換部１１により座標変換された色に対応するベクトルをＰとし、収れん点に対応するベクトルをＰｏとしたときの、ベクトルＰｏに対応する点を端点としてベクトルＰに対応する点を通過する半直線と、各色相における出力系情報機器２２による色域の輪郭で形成される曲面との第１の交点と、その半直線と、各色相における入力系情報機器２１による色域の輪郭で形成される曲面との第２の交点とを算出する。
そして、圧縮部１３は、第１の交点に対応するベクトルをＰｓとし、第２の交点に対応するベクトルをＰｔとしたときに、ベクトルＰに対応する入力系情報機器２１による色を、ｋを０以上の所定の定数としたときの式（１１）によるベクトルＰｃに対応する色に変換する。
Ｐｃ＝Ｐｏ＋（Ｐ−Ｐｏ）×│Ｐｓ−Ｐｏ│／│Ｐｔ−Ｐｏ│×ｋ
（ｋ×│Ｐ−Ｐｏ│≦│Ｐｓ−Ｐｏ│の場合）
Ｐｃ＝Ｐｓ
（ｋ×│Ｐ−Ｐｏ│＞│Ｐｓ−Ｐｏ│の場合） …（１１）
このように式（１１）に基づいて、入力系情報機器２１より供給された画像データによる色を変換すると、その色は第１２図に示すように上記半直線に沿って連続的に変換される。
以上のように、この実施の形態５によれば、出力系情報機器２２による色域内にない入力系情報機器２１による色だけではなく、出力系情報機器２２による色域内にある色についても収れん点の方向に移動させるようにしたので、出力系情報機器２２による色域の輪郭付近の色について、輪郭付近の変換が滑らかに連続するようになり、変換後の画像がより自然になるという効果が得られる。
なお、上記実施の形態１〜５においては、Ｌ*ａ*ｂ*色空間とＨＶＣ色空間を入力系情報機器２１および出力系情報機器２２で使用される色空間の例として述べたが、色空間はＬ*ａ*ｂ*色空間とＨＶＣ色空間に限定されるものではなく、例えばＲＧＢ色空間、Ｌ*ｕ*ｖ*色空間、ＸＹＺ色空間、ＬＣＨ色空間などを使用してもよい。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明に係る色域圧縮方法および色域圧縮装置は、出力系情報機器による色域外の領域の分割に起因した入力系情報機器による色の位置する領域の判定を行うことなく簡単な計算で、入力系情報機器による色を出力系情報機器による色域内の色に、色の連続性を保ちつつ変換して色域圧縮処理を実行するのに適している。
Claims (4)
- 入力系情報機器による色域内の色のうち、出力系情報機器による色域内にない色を前記出力系情報機器による色域内の色に変換して色域を圧縮する色域圧縮方法において、
前記出力系情報機器による色域内にない前記入力系情報機器による色を、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として前記入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ前記出力系情報機器の色域内にある色に変換する際、
前記出力系情報機器による色域内にない前記入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の前記出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における前記色の成分の変換による移動量としたときの式（１）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、前記出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色を変換する
ことを特徴とする色域圧縮方法。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ 2 ＋ｋＶ×ΔＶ 2 ＋ｋＣ×ΔＣ 2 ） …（１） - ｋＨ、ｋＶおよびｋＣは、出力系情報機器による色域のＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸の最大値ＮＨ，ＮＶ，ＮＣで規格化したときの式（２）の関係に基づいて設定されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の色域圧縮方法。
（ｋＨ／ＮＨ）＞（１０×ｋＶ／ＮＶ）＞（１０×ｋＣ／ＮＣ） …（２） - 入力系情報機器による色域内の色のうち、出力系情報機器による色域内にない色を前記出力系情報機器による色域内の色に変換して色域を圧縮する色域圧縮方法において、
前記出力系情報機器による色域内にない前記入力系情報機器による色を、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として前記入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ前記出力系情報機器の色域内にある色に変換する際、
収れん点を端点として前記入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線といずれかの色相における前記出力系情報機器による色域の輪郭との交点を、各色相における前記出力系情報機器による色域の輪郭で形成される曲面上の所定の数の点のうち、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）において、前記入力系情報機器による色に対応する点との角度（θ，φ）差が最も小さい方から少なくとも３個の点に基づいて補間して算出する
ことを特徴とする色域圧縮方法。 - 入力系情報機器による色域内の色のうち、出力系情報機器による色域内にない色を前記出力系情報機器による色域内の色に変換して色域を圧縮する色域圧縮装置において、
前記出力系情報機器による色域内にない前記入力系情報機器による色を、前記入力系情報機器による色域の平均値の点、および前記入力系情報機器による色域の中央値の点のうちのいずれかの点を収れん点として、その収れん点を端点として前記入力系情報機器による色に対応する点を通過する半直線上にあり、かつ前記出力系情報機器の色域内にある色に変換する変換手段とを備え、
前記変換手段は、前記出力系情報機器による色域内にない前記入力系情報機器による色の、色空間の極座標系（ｒ，θ，φ）における角度（θ，φ）から所定の角度範囲内で、かついずれかの色相の前記出力系情報機器による色域の輪郭上の所定の複数の色のうち、ＨＶＣ色空間においてｋＨ、ｋＶおよびｋＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸に対応する所定の係数とし、ΔＨ、ΔＶおよびΔＣをＨ軸、Ｖ軸およびＣ軸における前記色の成分の変換による移動量としたときの式（３）に示す色差ΔＥの値が最も小さい色の、Ｈ軸成分、Ｖ軸成分およびＣ軸成分をそれぞれｋＨ、ｋＶ、ｋＣで除した色に、前記出力系情報機器による色域内にない入力系情報機器による色を変換する
ことを特徴とする色域圧縮装置。
ΔＥ＝√（ｋＨ×ΔＨ 2 ＋ｋＶ×ΔＶ 2 ＋ｋＣ×ΔＣ 2 ） …（３）
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