JP3715871B2

JP3715871B2 - 色処理装置およびその方法

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Publication number: JP3715871B2
Application number: JP2000219567A
Authority: JP
Inventors: 卓也島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2005-11-16
Anticipated expiration: 2020-07-19
Also published as: JP2002044468A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像出力装置における色再現性の安定度に応じて決定された色パッチ画像に基づき色変換情報を作成する色処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
同一のカラー画像を複数の画像入出力装置において良好に再現するための画像処理技術として、カラーマネージメントシステム（ＣＭＳ：Color Management System）が知られている。
【０００３】
図８に示すように、カラープリンタ、カラーモニタ、カラー複写機等の複数の装置を互いに接続する場合を例として、ＣＭＳについて説明する。
【０００４】
ＣＭＳによれば即ち、入力系の色信号が出力系の色信号へ変換される。具体的には、まず入力系装置に関する所定の変換式もしくは変換テーブルによって、入力色信号を装置に依存しないカラーマッチ色空間上の信号に変換する。装置に依存する色空間上の信号とカラーマッチ色空間上の信号間の変換に用いる所定の変換式もしくは変換テーブルを、該装置のプロファイルと称する。
【０００５】
そして、カラーマッチ色空間上に変換された信号に対して、例えば所定の色処理を施すことによって出力すべき信号値を得た後、該信号値を出力系である各装置のプロファイルを参照して、該出力系装置に依存する色空間上の信号に変換する。
【０００６】
このようにＣＭＳによれば、各装置のプロファイルに基づき、各装置に依存する色空間とカラーマッチ色空間との間において色信号を変換することにより、複数装置間における色合わせが実現される。
【０００７】
一般にカラーマッチ色空間としては、出力系装置によって出力された画像の測色に用いられる色空間である、ＣＩＥ／ＸＹＺやＣＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*等が用いられる。
【０００８】
各装置のプロファイルは、所定の色信号からなる画像について、該装置に入力される又は該装置から出力された可視像を実際に測色した値と色信号値との対応関係に基づいて作成される。例えば、入力系装置についてのプロファイルは、所定の色信号に基づくサンプル画像を原稿として、該装置を介して得られた入力画像信号に基づいて作成される。また、出力系装置についてのプロファイルは、該装置において所定の色信号に基づくサンプル画像を出力し、該出力されたサンプル画像を測色することによって作成される。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、プロファイル作成時と、該プロファイルを使用するＣＭＳ実行時とにおいて、画像入出力装置における色再現性は必ずしも同一でない。これは、例えば、画像出力装置における色材ロット等の部品固体差や、温湿度等の環境差、または画像形成部品等の経時変化等によって、色再現特性が多少なりとも変動してしまうことに起因している。プロファイル作成時と色再現特性が異なってしまった場合、該プロファイルに反映されている、色信号と出力画像の測色値との対応関係が変化してしまうため、そのままＣＭＳを実行しても、当然ながら良好な色再現結果は得られない。
【００１０】
本発明は上記問題を鑑みてなされたもので、画像出力装置における色再現性の変動に関らず、良好な色変換情報を作成することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため本発明は以下の構成を備える。
【００１２】
本発明は、画像出力装置における色再現性の安定度を示す安定度特性を取得し、前記安定度特性に基づいて、色変換情報を作成する際に使用する各色に対して形成するパッチの数を決定し、前記画像出力装置に、前記決定された数の色パッチを各色について形成すべく、色パッチ画像を形成させ、前記色パッチ画像の測定結果から各色の測色値を取得し、前記取得した前記各色の測色値に基づいて、前記画像出力装置に関する色変換情報を作成することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１６】
＜第１実施形態＞
図１は、本実施形態のＣＭＳが実行される画像処理システムの概要構成を示す図である。同図に示すように本実施形態の画像処理システムは、入力系装置１、画像入力部２、画像処理部３、画像処理部４、及び出力系装置５からなる。
【００１７】
入力系装置１から画像入力部２を介して入力されたカラー画像データは、画像処理部３において装置に依存しないカラーマッチ色空間上のデータに変換され、さらに所定の色域圧縮処理が施された後、画像出力部４を介して出力系装置５に出力される。尚、出力系装置５とは画像を可視化する装置であり、画像を表示するディスプレイや記録媒体上に画像を形成するプリンタ等が、代表的な例として挙げられる。
【００１８】
画像処理部３は更に、入力側色空間変換部３１、色域圧縮処理部３２、及び出力側色空間変換部３３からなる。
【００１９】
入力側色空間変換部３１においては、入力系装置１から画像入力部２を介して入力されたカラー画像データ、即ち入力系装置１の色再現範囲に依存した色空間におけるカラー画像データを、カラーマッチ色空間に変換する。
【００２０】
色域圧縮処理部３２においては、入力側色空間変換部３１を介して供給されるカラーマッチ色空間上のカラー画像データに対して色域圧縮処理を施し、出力系装置５で再現可能な色域内のデータに変換する。
【００２１】
出力側色空間変換３３においては、色域圧縮処理部３２によって色域圧縮処理が施されたカラーマッチ色空間上のカラー画像データを、出力系装置５の色再現範囲に依存した色空間におけるカラー画像データに変換した後、画像出力部４を介して出力系装置５に出力する。
【００２２】
入力側色空間変換部３１及び出力側色空間変換部３３は、それぞれ入力系装置１及び出力系装置５の色再現範囲に依存した色空間とカラーマッチ色空間との間における変換（ＣＭＳ）を行うため、本実施形態では各装置毎に所定の変換式または変換テーブルを、プロファイルとして予め保持しておく必要がある。
【００２３】
以下、本実施形態におけるプロファイルの作成方法について、詳細に説明する。本実施形態においては、出力系装置５において出力画像における面内ばらつきの影響を抑制するためのプロファイルを構築する例について説明する。
【００２４】
図２は、本実施形態においてＣＭＳ用のプロファイルを作成するために、色信号とカラーマッチ色空間との対応関係を求める処理を示すフローチャートである。
【００２５】
まず、出力系装置５において、全面均一な色信号からなる画像（全面均一画像）を出力し（Ｓ１０１）、該出力画像内における複数点を測色することにより、色のばらつきを測定する（Ｓ１０２）。そして該測定値に基づき、ばらつき評価指数Ｕを算出する（Ｓ１０３）。尚、Ｕの算出方法の詳細については後述する。
【００２６】
ばらつきが正規分布に従うとし、Ｕ²を母分散と見なすと、平均値の９９％信頼区間Ｓは、サンプリング数をｎとすると式（１）で与えられる。
【００２７】
Ｓ＝２.５８Ｕ／√ｎ …（１）
そこで、所望の精度（信頼区間）Ｓを入力し（Ｓ１０４）、この精度Ｓで平均値を得るために必要なサンプリング数ｎを、式（２）によって求める（Ｓ１０５）。
【００２８】
ｎ＝（２.５８Ｕ／Ｓ）² …（２）
次に、プロファイルの作成に必要な色を配した画像（色パッチ画像）を作成し（Ｓ１０６）、これを出力して測定する（Ｓ１０７，Ｓ１０８）。以下、ステップＳ１０６〜Ｓ１０８の処理を、合計ｎ回繰り返す（Ｓ１０９）。
【００２９】
そして色毎に、得られたｎ個の測定値の平均を算出し（Ｓ１１０）、該平均値を色信号に対応するカラーマッチ色空間の値とする。尚、ｎ個の測定値の平均値に限らず、その中央値をカラーマッチ色空間値とすることも有効である。
【００３０】
本実施形態においては、図２に示す手順によって得られた、色信号とカラーマッチ色空間上の値との対応に基づき、両者を変換するための変換式または変換テーブルとして、プロファイルを構築することができる。
【００３１】
図３は、図２に示したステップＳ１０３におけるばらつき評価指数Ｕの算出手順を示すフローチャートである。
【００３２】
ばらつき評価指数Ｕは、明度、クロマ（彩度）、色相の各方向の分散にＣＩＥ１９９４色差式を適応したものであり、３次元のばらつきを簡便に扱うことができる。まず、ＣＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間上での平均座標ｍ（Ｌ^* _ave，ａ^* _ave，ｂ^* _ave）を、式（３）により求める（Ｓ２０１）。
【００３３】
【数１】

【００３４】
次に、Ｃ^* _ave＝√{(ａ^* _ave)²＋(ｂ^* _ave)²}とするとき、この平均座標ｍを原点とし、単位ベクトル（１,０,０）、（０，ａ^* _ave/Ｃ^* _ave，ｂ^* _ave/Ｃ^* _ave）、（０，-ｂ^* _ave/Ｃ^* _ave，ａ^* _ave/Ｃ^* _ave）を３軸とする直行座標ΔＬ、ΔＣ、ΔＨへ、式（４）を用いて測色値を変換する（Ｓ２０２）。尚、ΔＬ、ΔＣ、ΔＨは、それぞれ平均値に対する明度差、彩度差、色相差に相当する。
【００３５】
【数２】

【００３６】
ここで図４に、（ａ^*，ｂ^*）座標系と（ΔＣ，ΔＨ）座標系の関係を示す。
【００３７】
さらに、各軸における測定値の標本標準偏差を、式（５）によって求める（Ｓ２０３）。
【００３８】
【数３】

【００３９】
これをＣＩＥ１９９４色差式に適応させることにより、式（６）で与えられる値Ｕを、ばらつき評価指数とする（Ｓ２０４）。
【００４０】

以下、本実施形態において作成される色パッチ画像について説明する。図５は、図２に示したステップＳ１０６で作成される色パッチ画像における、色配置の例を示したものである。本実施形態においては、出力系装置５からの出力画像における面内での色再現性ばらつきを平均化するために、同一色のパッチを面内に分散させて配置する。
【００４１】
図５に示す例において、各数字はそれぞれ色の種類を示す色番号である。即ち、１画像内に３００色（図中の番号１〜３００）を配置し、これをシフトさせた４画像を出力する。そして、この４画像を測定することによって、各色の平均を求める。本実施形態においては即ち、３００色の色信号とこれに対応する４個の測定値の平均との組み合わせに基づいて、ＣＭＳ用のプロファイルを構築する。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によれば、出力系装置５による出力画像における面内ばらつきを考慮して、ＣＭＳ用のプロファイルを作成することができる。従って、ＣＭＳを実行することによって出力系装置５の面内ばらつきの影響を抑制した色再現が可能となる。
【００４３】
その結果、複数の画像出力装置を出力系装置５として、同一のカラー画像をこれら複数装置に出力する際にも、いずれの装置においても良好な画像を安定して再現することができる。
【００４４】
尚、本実施形態においては同一色を４画像内で測定した平均値を求める例について説明したが、同一色を１画像上の複数位置に配置しても、同様の結果が得られることは言うまでもない。
【００４５】
＜第２実施形態＞
以下、本発明に係る第２実施形態について説明する。第２実施形態における画像処理装置の構成は、上述した第１実施形態に示す図１と同様であるため、説明を省略する。
【００４６】
一般に出力系装置５においては、画像出力のタイミングによって、同一色信号であってもその測色値が異なってしまうことがある。例えば、同一の色信号を出力する場合であっても、全面白出力を行った後や、逆に全面黒出力を行った後等、直前の出力画像が高明度色もしくは低明度色であった場合には、その測色値が異なってしまうことがある。
【００４７】
そこで第２実施形態においては、出力系装置５における直前の画像出力の影響を抑制しつつ、適切なプロファイルを構築することを特徴とする。
【００４８】
図６は、第２実施形態においてＣＭＳ用のプロファイルを作成するために、色信号とカラーマッチ色空間との対応関係を求める処理を示すフローチャートである。尚、出力系装置５において直前に出力される色として、色信号を適当な間隔でサンプリングした集合を、以下、直前色群と称する。
【００４９】
図６に示す処理の概要を説明すると、まず出力系装置５において直前に出力された色（直前色）が、プロファイル作成のための測色値にどの程度の影響を与えるのかを調べ、平均的な測色値を得るためのサンプリング数ｎを求める。次に、プロファイル作成に必要なテスト色について、直前色後に測色されたｎ個のサンプル値を平均化することによって、直前色の影響を抑制した測色値を求める。
【００５０】
以下、図６に示すフローチャートについて具体的に説明する。
【００５１】
まず、適当な間隔でサンプリングされた複数の色信号からなる直前色群について、その１つの直前色を出力系装置５において出力する（Ｓ３０１）。これに引き続いて、テスト色として特定の色信号を出力し（Ｓ３０２）、出力された該テスト色を測色する（Ｓ３０３）。このステップＳ３０１〜Ｓ３０３の処理を、直前色群における全ての直前色について繰り返す（Ｓ３０４）。
【００５２】
例えば、直前色群が白及び黒のみからなる場合を例とすると、まず出力系装置５で白（２２５，２５５，２５５）のみによる画像を出力し、引き続きテスト色の画像を出力して測色する。そして、次に黒（０，０，０）のみによる画像を出力し、引き続きテスト色の画像を出力して測色する。
【００５３】
次に、このテスト色の測色値に基づいて、上述した第１実施形態において図３に示したのと同様の手順によって、ばらつき評価指数Ｕを求める（Ｓ３０５）。そしてさらに第１実施形態で示した式（２）に基づき、所望の精度で平均値を得るために必要なサンプリング数ｎを求める（Ｓ３０６）。
【００５４】
サンプリング数ｎが決定されると、次に、色信号を等間隔でサンプリングすることによってｎ個の直前色を選択する（Ｓ３０７）。次に、各直前色の出力（Ｓ３０８）に引き続いてプロファイル作成に必要となる色を出力し（Ｓ３０９）、これを測色する（Ｓ３１０）。このステップＳ３０８〜Ｓ３１０の処理をｎ個の直前色について繰り返す（Ｓ３１１）ことにより、プロファイル作成に使用される各色信号について、直前色が異なるｎ個の測色値が得られる。
【００５５】
そして各色毎に、得られたｎ個の測色値の平均を算出し（Ｓ３１２）、該平均値を色信号に対応するカラーマッチ色空間の値とする。
【００５６】
第２実施形態においては、図６に示す手順によって得られた色信号とカラーマッチ色空間上の値との対応に基づき、両者を変換するための変換式または変換テーブルとして、プロファイルを構築することができる。
【００５７】
以上説明したように第２実施形態によれば、出力系装置５における直前の画像出力の影響を考慮して、ＣＭＳ用のプロファイルを作成することができる。従って、ＣＭＳを実行することによって、出力系装置５における直前の画像出力の影響を抑制した色再現が可能となる。
【００５８】
尚、第２実施形態においては、出力系装置５における直前の画像出力の影響を抑制するプロファイルを作成する例について説明したが、例えば、複数色が配置された１枚の出力画像内において直前に配置された色の影響を抑制するように、第２実施形態を変形することも容易に可能である。
【００５９】
＜第３実施形態＞
以下、本発明に係る第３実施形態について説明する。第３実施形態における画像処理装置の構成は、上述した第１実施形態に示す図１と同様であるため、説明を省略する。
【００６０】
第３実施形態では、第１実施形態において図２のステップＳ１０３に示したばらつき評価指数Ｕに代えて、平均色差を利用することを特徴とする。
【００６１】
図７は、第３実施形態における平均色差の算出手順を示すフローチャートである。まず、同一色信号を出力した画像の測色値に基づき、ＣＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間上での平均座標（Ｌ^* _ave，ａ^* _ave，ｂ^* _ave）を、第１実施形態で示した式（３）より求める（Ｓ４０１）。
【００６２】
次に、この平均座標と各測色値の色差ΔＥを、以下に示す式（７）により算出する（Ｓ４０２）。
【００６３】

そして、この各測色値の色差ΔＥの平均を算出し（Ｓ４０３）、これを第１実施形態におけるばらつき評価指数Ｕに代えて利用する。
【００６４】
以上説明したように第３実施形態によれば、ばらつき評価指数Ｕに代えて平均色差を利用することによっても、第１実施形態と同様に、出力系装置５における直前の画像出力の影響を考慮した適切なＣＭＳ用のプロファイルが作成でき、適切な色再現が可能となる。
【００６５】
尚、第３実施形態のステップＳ４０２においては、ＣＩＥ１９７６色差式を利用する例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＣＩＥ１９９４色差式、ＣＭＣ色差式、ＢＦＤ色差式、ＭＬＡＢ色差式等、他の色差式も適用可能であることは言うまでもない。
【００６６】
【他の実施の形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【００６７】
また、本発明の目的は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。
【００６８】
この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。
【００６９】
プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることが出来る。また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７０】
さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。
【００７１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、画像出力装置における色再現性の変動に関らず、良好な色変換情報を作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る一実施形態におけるＣＭＳが実行される画像処理システムの概要構成を示す図である。
【図２】本実施形態における色信号とカラーマッチ色空間との対応関係を求める処理を示すフローチャートである。
【図３】本実施形態におけるばらつき評価指数の算出手順を示すフローチャートである。
【図４】本実施形態におけるばらつき評価指数を算出する座標系を示す図である。
【図５】本実施形態における色パッチ画像例を示す図である。
【図６】第２実施形態における色信号とカラーマッチ色空間との対応関係を求める処理を示すフローチャートである
【図７】第３実施形態における平均色差の算出手順を示すフローチャートである。
【図８】一般的なカラーマネージメントシステムの概念を示す図である。
【符号の説明】
１入力系装置
２画像入力部
３画像処理部
４画像出力部
５出力系装置
３１入力側色空間変換部
３２色域圧縮処理部
３３出力側色空間変換部

Claims

画像出力装置における色再現性の安定度を示す安定度特性を取得し、
前記安定度特性に基づいて、色変換情報を作成する際に使用する各色に対して形成するパッチの数を決定し、
前記画像出力装置に、前記決定された数の色パッチを各色について形成すべく、色パッチ画像を形成させ、
前記色パッチ画像の測定結果から各色の測色値を取得し、
前記取得した前記各色の測色値に基づいて、前記画像出力装置に関する色変換情報を作成する
ことを特徴とする色処理方法。
前記安定度特性は、均一色信号に基づき前記画像出力装置に形成させた画像における複数点の測定値のばらつき度合であることを特徴とする請求項1に記載された色処理方法。
前記複数点の測定値の明度、彩度、色相それぞれの標準偏差に基づき、前記ばらつき度合を求めることを特徴とする請求項2に記載された色処理方法。
前記複数点の測定値の平均値と、前記色パッチ画像それぞれの測定結果の差分に基づいて、前記ばらつき度合を算出することを特徴とする請求項2に記載された色処理方法。
前記同一色のパッチの測定結果の平均値に基づいて前記色変換情報を作成することを特徴とする請求項1から請求項4の何れかに記載された色処理方法。
さらに、所望の精度を入力し、
前記精度および前記安定度特性に基づいて前記形成数を決定することを特徴とする請求項1から請求項5の何れかに記載された色処理方法。
前記同一色のパッチは、前記パッチ画像の異なる場所に配置することを特徴とする請求項1に記載された色処理方法。
画像出力装置における色再現性の安定度を示す安定度特性を取得する安定度取得手段と、
前記安定度特性に基づいて、色変換情報を作成する際に使用する各色に対して形成するパッチの数を決定する決定手段と、
前記画像出力装置に、前記決定された数の色パッチを各色について形成すべく、色パッチ画像を形成させる手段と、
前記色パッチ画像の測定結果から各色の測色値を取得する測定結果取得手段と、
前記取得した前記各色の測色値に基づいて、前記画像出力装置に関する色変換情報を作成する作成手段と
を有することを特徴とする色処理装置。
コンピュータを制御して、請求項1から請求項7の何れかに記載された色処理を実行するプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。