JP3958298B2 - 色再現定義作成方法および色変換方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力するデバイスにおけるデバイス値と出力色との対応関係を表した色再現定義を作成する色再現定義作成方法、および複数のデバイス間でデバイス値を変換する色変換方法に関する。

例えば、記録された画像を読み取って画像データを得るカラースキャナや、固体撮像素子上に被写体の画像を結像して読み取ることにより画像データを得るＤＳＣ（ディジタルスチールカメラ）等、画像を入力して画像データを得る、様々なタイプの入力デバイスが知られている。これらの入力デバイスでは、画像データは、例えばＲ（レッド）、Ｇ（グリーン）、Ｂ（ブルー）の３色についてそれぞれ例えば０〜２５５等の決まった範囲のデバイス値で表わされる。これらＲ、Ｇ、Ｂ３色についてそれぞれ決まった範囲内のデバイス値で表現することのできる色には自ずと限界がある。このため、元々の画像の色が極めて豊かな表現を持っていたとしても、一旦入力デバイスを用いて画像データに変換すると、その画像データによって表わされる画像は、そのＲ、Ｇ、Ｂ色空間内の上記範囲に相当する色領域内の色に制限されることになる。

また、画像データに基づいて画像を出力する出力デバイスについても、例えば、印画紙上をレーザ光で露光してその印画紙を現像することにより印画紙上に画像を記録する写真プリンタ、電子写真方式やインクジェット方式などの方式で用紙上に画像を記録するプリンタ、輪転機を回して多量の印刷物を作成する印刷機、画像データに基づいて表示画面上に光を発光させて画像を表示するＣＲＴディスプレイやプラズマディスプレイ等といった発光型の表示デバイス等、様々なタイプの出力デバイスが知られているが、これらの出力デバイスについても上述の入力デバイスと同様、各出力デバイスに応じた色表現領域が存在する。すなわち、出力デバイスは、例えばＲ、Ｇ、Ｂ３色を表現する画像データやＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（墨）の４色を表現する画像データに基づいて様々な色を表現することができるが、その表現できる色は、出力デバイス色空間（例えばＲＧＢ空間、ＣＭＹＫ空間等）のある色領域内（例えばＲ、Ｇ、Ｂそれぞれについて０〜２５５の範囲のデバイス値で表わされる色領域内等）に制限される。

このような入力デバイスや出力デバイスで表現可能な色の領域は、色再現領域（カラーガマット：Ｃｏｌｏｒ Ｇａｍｕｔ）と称される。また、上述したデバイス値（デバイス色空間の座標値）と色再現領域内の各色との対応関係をＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）などで表したものを色再現定義（カラープロファイル）と称する。

近年では、種々の入力デバイスおよび出力デバイスの相互間で画像データを転用することが増えてきており、画像データの転用に際して色再現定義を用いて画像の色を等色に保つ等色変換方法も知られているが、上述したように色再現領域（カラーガマット）は各デバイスによって異なるため、画像の色を単に等色に保つ方法で画像データを転用すると、色再現領域が不一致の部分で色表現の欠落などを生じる場合があり、転用された画像データが表す画像が不自然な画像となってしまう。

一方で、色再現領域が相違しているにも係わらず、元々は同一の画像を、種々のデバイスそれぞれにおいて人の目に自然な画像として表現可能であるということが経験的に知られている。これら種々のデバイスそれぞれによって表現された自然な画像は、デバイスの色再現領域の違いに応じた互いに多少異なる色で表現されているが、人間の目の順応性が高いために、どのデバイスで表現された画像であっても自然な印象を受けることとなる。

そこで、画像データの転用に際して画像の自然な印象を保つように画像の色を変換する色変換が求められる。このような色変換は、あるデバイスの色再現領域（カラーガマット）内の各色を他のデバイスの色再現領域（カラーガマット）内の各色に過不足なく対応づけるような色変換であることが望ましく、この色変換をガマットマッピング（Ｇａｍｕｔ Ｍａｐｐｉｎｇ）と称する。

ここで、例えば１つの入力デバイスから複数機種の出力デバイスに画像データが転用される場合を想定する。

この場合に、転用元の入力デバイスの色再現領域（カラーガマット）から転用先の各出力デバイスの色再現領域（カラーガマット）への各色変換（ガマットマッピング）が個別に実行されるものとすると、しばしば、複数機種の出力デバイスそれぞれによって出力される画像の印象が相互に異なってしまうという問題が生じる。そこで、複数機種の出力デバイスそれぞれの色再現領域を包含する仮想的な共通色再現領域を作成し、入力デバイスの色再現領域から共通色再現領域への色変換と、共通色再現領域から各出力デバイスの色再現領域への色変換とを経る色変換方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような色変換方式が採用されることによって、共通の色変換元のデバイスからそれぞれ色変換される複数の色変換先のデバイス間で転用後の画像の印象が一致すると期待されている。

また、上記のように画像データが転用される場合には、入力デバイスにおける色表現の方式と出力デバイスにおける色表現の方式とが、例えば、ＲＧＢ３色での色表現とＣＭＹ３色での色表現というように異なる方式であることが多く、そのように色表現の方式が異なるデバイス相互間では色再現領域の形状が大きく異なっている。そして、形状が大きく異なる色再現領域間で一般的な方式の色変換が実行されると、しばしば、階調の飛びや潰れなどといった不連続が生じて画質劣化の原因となる。そこで、色変換（ガマットマッピング）における色の変化方向がデバイス色空間で決定されることによって色変換時に階調の連続性が維持される色変換が提案されている（例えば特許文献２参照）。
特開２００２−２５２７８５号公報 特開２００１−１０３３２９号公報

階調の連続性が維持されると共に、転用先のデバイス間における印象の一致も得られる色変換は、特許文献１に記載の色変換と特許文献２に記載の色変換との組み合わせによって得られると一見考えられる。

しかし、特許文献１に記載の色変換と特許文献２に記載の色変換とが組みあわされるためには、上述した共通色再現領域内の各色とデバイス値との対応関係を表した色再現定義が存在していなければならないが、この共通色再現領域は、複数機種のデバイスそれぞれの色再現領域を包含するように仮想的作成されたものであるため、デバイス色空間との対応については全く定義されていない。

また、共通色再現領域自体についても、複数デバイスそれぞれの色再現領域を包含していればどこまで広くてもよいという訳ではなく、適切な広さや形状を有する共通色再現領域でなければ、結局は階調の不連続などを生じてしまうこととなる。

本発明は上記事情に鑑み、共通色再現領域として適した広さおよび形状の色再現領域を有する仮想的な出力デバイスにおける色再現定義を作成する色再現定義作成方法、および階調の連続性が維持されると共に、複数の色変換先のデバイス間における印象の一致も得られる色変換方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の色再現定義作成方法は、
複数色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する仮想的な仮想デバイスにおけるデバイス値と出力色との対応関係を表した色再現定義を作成する色再現定義作成方法であって、
仮想デバイスで用いられる複数色の色材の候補を現実の色材から選択する選択過程と、
選択過程で選択された複数色の色材を用いて仮想デバイスが所定の黒色を出力するときの各色の色材量を、各色におけるデバイス値の最大値に対応付けるグレーバランス調整過程と、
仮想デバイスが明度の異なる無彩色を出力するときの明度とデバイス値との関係が線形関係になるように、各デバイス値に各色材量を対応付けるデバイス値対応過程と、
仮想デバイスが再現可能な色の範囲の広さを複数の基準色の包含率によって評価し、評価結果に応じて前記選択過程からやり直させる評価過程とを有することを特徴とする。

ここで、「線形関係」とは、厳密な意味での線形には限られず、実質的あるいは実用的に線形な関係であればよい。

本発明の色再現定義作成方法によれば、理想的なグレーバランスとグレー階調を有し、現実の出力デバイスに対する共通色再現領域として適切な形と広さの色表現範囲を有する仮想デバイスにおける色再現定義が得られる。

上記目的を達成する本発明の色変換方法は、
画像の色とデバイス値とを媒介する現実の第１デバイスにおけるデバイス値を、該第１デバイスによって媒介される色がデバイスに非依存の表色系で表現された表色値に変換する第１の色表現変換と、
複数色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する仮想的な仮想デバイスで用いられる複数色の色材の候補を現実の色材から選択し、その選択された複数色の色材を用いて仮想デバイスが所定の黒色を出力するときの各色の色材量を、各色におけるデバイス値の最大値に対応付け、仮想デバイスが明度の異なる無彩色を出力するときの明度とデバイス値との関係が線形関係になるように、各デバイス値に各色材量を対応付け、仮想デバイスが再現可能な色の範囲の広さを複数の基準色の包含率によって評価し、評価結果に応じて色材候補の選択からやり直すことによって得られた仮想デバイスにおけるデバイス値と出力色との対応関係に基づいた、上記第１デバイスで再現可能な色領域内の各色を前記仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色に変換する第１の色領域変換と、
仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色を、上記複数色と同種の複数色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する現実の第２デバイスで再現可能な色領域内の各色に変換する第２の色領域変換と、
上記第２デバイスによって再現される色がデバイスに非依存の表色系で表現された表色値を、その第２デバイスにおけるデバイス値に変換する第２の色表現変換とを有することを特徴とする。

本発明の色変換方法によれば、適切な広さや形を有し、理想的なデバイス値に対応付けられた共通色再現領域を介した色変換によって、階調の連続性が維持されると共に、複数の色変換先の出力デバイス間における印象も一致する。

本発明の色変換方法は、
「 上記第１の色表現変換と上記第１の色領域変換が、上記第１デバイスにおけるデバイス値と仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色とが対応付けられた第１の合成変換定義によって合成変換として定義されたものであり、
上記第２の色領域変換と上記第２の色表現変換が、仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色と上記第２デバイスにおけるデバイス値とが対応付けられた第２の合成変換定義によって合成変換として定義されたものである」
という形態が好適である。

この好適な形態によれば、第１の合成変換定義および第２の合成変換定義を従来の等色変換方法における色再現定義に置き換えるだけで本発明の色変換を容易に実現することができる。

以上説明したように、本発明の色再現定義作成方法によれば、共通色再現領域として適した広さおよび形状の色再現領域を有する仮想的な出力デバイスにおける色再現定義が得られ、本発明の色変換方法によれば、そのような仮想的な出力デバイスの色再現定義に基づいて、階調の連続性が維持されると共に、複数の色変換先のデバイス間における印象の一致も得られる色変換が実現される。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施形態が適用された画像入力−色変換−画像出力システムの全体構成図である。

ここには、本発明にいう第１デバイスの一例に相当するカラースキャナ１０が示されており、そのカラースキャナ１０では、カラーリバーサルフィルム上に記録された原稿画像１１が読み取られてＲＧＢ３色それぞれのデバイス値で画像の色を表現した画像データが生成される。このＲＧＢの画像データはパーソナルコンピュータ２０に入力される。このパーソナルコンピュータ２０では、カラースキャナ１０で得られた画像データが、本発明にいう第２デバイスの一例に相当するカラープリンタ３０に適した、ＣＭＹ３色のそれぞれのデバイス値で画像の色を表現した、画像出力用の画像データに変換される。この画像出力用の画像データは、カラープリンタ３０に入力され、そのカラープリンタ３０では、入力された画像データのデバイス値に応じた量の色材によってプリント出力が行なわれてプリント画像３１が形成される。

ここで、このパーソナルコンピュータ２０は、色変換装置としての機能を有しており、カラースキャナ１０で得られた画像データをカラープリンタ３０用の画像データに変換する際は、あらかじめ作成して記憶している色変換定義を参照してデバイス値の変換を行っている。この色変換定義については後述する。

この図１に示すシステムでは画像データに基づく画像を出力する出力デバイスの一例としてカラープリンタ３０を示したが、このカラープリンタ３０は、電子写真方式のカラープリンタであってもよく、インクジェット方式のカラープリンタであってもよく、変調されたレーザ光で印画紙を露光してその印画紙を現像する方式のプリンタであってもよく、デバイス値に応じた量の色材によって出力するものであればプリント方式の如何を問うものではない。また、出力デバイスとしては、プリンタに限定されるものではなく印刷機などであってもよい。

以下の説明では、この図１に示すシステムを前提とした説明を行うので、この図１に示す要素については、特に図番を示さずに符号を使って参照する。

ここで、パーソナルコンピュータ２０の内部で参照される色変換定義の基本概念と、その色変換定義が参照されて実行されるデバイス値の基本的な変換について説明する。

パーソナルコンピュータ２０によって参照される色変換定義は、カラースキャナ１０用のデバイス値（ＲＧＢ値）とカラープリンタ３０用のデバイス値（ＣＭＹ値）との対応関係を定義したものであり、基本的な色変換定義は、カラースキャナ１０におけるデバイス値と色との関係を表した色再現定義（入力プロファイル）と、カラープリンタ３０におけるデバイス値と色との関係を表した色再現定義（出力プロファイル）との結合によって作成される。

なお、これらの色再現定義（入力プロファイルおよび出力プロファイル）では、デバイスで再現される色は、デバイスに非依存な色空間の座標によって客観的に表されており、デバイスに非依存な色空間としては、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間やＸＹＺ色空間やＬＣＨ色空間やＬ^*ｕ^*ｖ^*色空間などが知られている。本実施形態では、デバイスに非依存な色空間としてＬ^*ａ^*ｂ^*色空間が採用されている。

図２は、入力プロファイルの概念図である。

入力プロファイル４１はカラースキャナのメーカ等から入手されるのが一般的であり、この入力プロファイル４１では、ＲＧＢ空間上の座標点（ＲＧＢ値）とＬ^*ａ^*ｂ^*色空間上の座標点（Ｌａｂ値）との対応がＬＵＴ（Ｌｏｏｋ Ｕｐ Ｔａｂｌｅ）形式で定義されている。また入力プロファイル４１では、ＲＧＢ空間からＬ^*ａ^*ｂ^*色空間への順方向変換と、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間からＲＧＢ空間への逆方向変換とのそれぞれが定義されており、これによってＲＧＢ空間とＬ^*ａ^*ｂ^*色空間との相互対応が定義されている。

この入力プロファイル４１は、カラースキャナの種類や、さらに一般的には入力デバイスの種類によってそれぞれ異なる、入力デバイスに依存したプロファイルである。

図３は、出力プロファイルの概念図である。

カラープリンタに対応する出力プロファイル４２も、そのカラープリンタのメーカから提供されることが多く、この出力プロファイル４２では、ＣＭＹ空間上の座標点（ＣＭＹ値）とＬ^*ａ^*ｂ^*色空間上の座標点（Ｌａｂ値）との対応がＬＵＴ形式で定義されている。また、入力プロファイルと同様に出力プロファイル４２でも、ＣＭＹ空間からＬ^*ａ^*ｂ^*色空間への順方向変換と、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間からＣＭＹ空間への逆方向変換とのそれぞれが定義されており、これによってＣＭＹ空間とＬ^*ａ^*ｂ^*色空間との相互対応が定義されている。

この出力プロファイル４２は、出力デバイスに応じてそれぞれ異なる、出力デバイスに依存したプロファイルである。

図４は、入力プロファイルと出力プロファイルとの結合からなる色変換定義の概念図である。

色変換定義４３は、入力プロファイル４１と出力プロファイル４２がパーソナルコンピュータ２０によって結合されることによって作成される。ここに示す色変換定義４３は、ＲＧＢ空間からＣＭＹ空間へのデバイス値の変換を定義しており、入力プロファイル４１における順方向変換と、出力プロファイル４２における逆方向変換が結合されたものである。基本的な結合の際には、順方向変換の出力値であるＬａｂ値がそのまま逆方向変換の入力値として用いられる。このように順方向変換と逆方向変換が結合されて得られる基本的な色変換定義４３に従ったデバイス値の基本的な変換が、パーソナルコンピュータ２０が有する色変換装置としての機能によって実行されると、カラープリンタ３０では、原稿画像１１の色がそのまま再現されたプリント画像３１が得られることとなる。

図５は、パーソナルコンピュータ２０が有する色変換装置としての機能を表した機能ブロック図である。

図５に示すように、色変換装置は、データ取得部２１と、ＬＵＴ結合データ変換部２２と、データ出力部２３と、プロファイル記憶部２４と、プロファイル指定部２５とで構成されている。

データ取得部２１は、カラースキャナ１０から画像データを取得するものであり、データ出力部２３は、カラープリンタ３０に向けて画像データを出力するものである。

ＬＵＴ結合データ変換部２２は、図４で説明したように入力プロファイルと出力プロファイルを結合して色変換定義を作成し、その色変換定義に従ってデバイス値の変換を行うものである。

プロファイル記憶部２４には、複数の入力デバイスそれぞれに対応した複数の入力プロファイル４１ａ，…，４１ｍと、複数の出力デバイスそれぞれに対応した複数の出力プロファイル４２ａ，…，４２ｎが記憶されている。

プロファイル指定部２５は、プロファイル記憶部２４に記憶されている複数の入力プロファイル４１ａ，…，４１ｍおよび複数の出力プロファイル４２ａ，…，４２ｎのなかから、ＬＵＴ結合データ変換部２２によって結合される対象となる入力プロファイルと出力プロファイルを、オペレータの操作に応じて指定するものである。

このような色変換装置によって、上述した色変換定義の作成とデバイス値の変換が行われる。

ところで、上述した基本的な色変換定義に従った基本的な変換では、以下に説明するように、カラースキャナ１０の色再現領域（カラーガマット）とカラープリンタ３０の色再現領域（カラーガマット）とが一般的には一致しないという問題がある。

図６は、カラースキャナ１０とカラープリンタ３０の色再現領域の模式図である。

図６のパート（Ａ）は、入力デバイス用の色空間であるＲＧＢ空間を表したものであるが、この図６のパート（Ａ）には、図示の簡単のためＲ−Ｇ平面が示されている。図６のパート（Ｂ）とパート（Ｃ）も同様であり、図６のパート（Ｂ）には、デバイスに非依存な色空間の１つであるＬ^*ａ^*ｂ^*空間のＬ^*−ａ^*平面が示されており、図６のパート（Ｃ）には、出力デバイス用の色空間であるＣＭＹ空間のＣ−Ｍ平面が示されている。

カラースキャナ１０は、原稿画像１１を、Ｒ，Ｇ，Ｂそれぞれについて０〜２５５の値の数値を表わす画像データに変換するものとし、この場合、図６のパート（Ａ）に示す矩形領域がカラースキャナ１０の色再現領域１０１となる。

ここで、図２を参照して説明した入力プロファイルが用いられて、図６のパート（Ａ）に示す、カラースキャナ１０の色再現領域１０１が、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間に写像されると、その写像された色再現領域１０２は、図６のパート（Ｂ）に点線で示されるような領域となり、その色再現領域１０２が、さらに、図３を参照して説明した出力プロファイルが用いられて出力デバイス用の色空間であるＣＭＹ空間に写像されると、そのカラースキャナ１０の色再現領域１０３は、図６のパート（Ｃ）に点線で示されるような領域となる。

これに対し、カラープリンタ３０の色再現領域３０３は、図６のパート（Ｃ）のＣＭＹ空間上で、Ｃ，Ｍ，Ｙともに０〜２５５の数値範囲で示される立方体領域（図６のパート（Ｃ）ではＣ−Ｍ平面上の矩形領域）である。このため、原稿画像１１がカラースキャナ１０で読み取られてＲＧＢ空間上の画像データに変換され、その画像データがＬ^*ａ^*ｂ^*空間を経由してＣＭＹ空間上の画像データに変換されると、カラープリンタ３０で表現することができる色領域（デバイス値でＲＧＢともに０〜２５５の範囲）を超えたデバイス値に変換される場合がある。例えば図６のパート（Ｃ）に例示するような（Ｃ，Ｍ）＝（１１０，２９０）や（Ｃ，Ｍ）＝（−１００，２６０）などといったデバイス値がこの場合に相当する。

また、図６のパート（Ｃ）に０〜２５５の矩形領域で示されるカラープリンタ３０の色再現領域３０３を出力プロファイルを用いてＬ^*ａ^*ｂ^*空間に写像すると、図６のパート（Ｂ）に示す領域３０２のように表わされる。

さらに、図６のパート（Ｂ）のＬ^*ａ^*ｂ^*空間に写像されたカラープリンタ３０の色再現領域３０２を図６のパート（Ａ）の入力ＲＧＢ空間にさらに写像すると、カラースキャナ１０の色再現領域である矩形の領域１０１からはみ出た部分のある、‘ひしゃげた’形の領域３０１のように表現される。

このようにカラースキャナ１０とカラープリンタ３０とで色再現領域が異なっていると、カラースキャナ１０で取り込み可能であっても、カラープリンタ３０では出力不可能な色が存在するという問題がある。このため、カラースキャナ１０で表現可能な色を、カラープリンタ３０で表現可能な範囲内の色に置き換える色変換（ガマットマッピング）が必要となる。

最も単純なガマットマッピングとしては、カラープリンタ３０の色再現領域から外れた色を表した画像データを、カラープリンタ３０の色再現領域の境界に位置する画像データとなるようにクリッピングを行うというものがある。具体的には、（Ｃ，Ｍ）＝（１１０，２９０）は、（Ｃ，Ｍ）＝（１１０，２５５）に変更され、（Ｃ，Ｍ）＝（−１００，２６０）は（Ｃ，Ｍ）＝（０，２５５）に変更されることになる。このガマットマッピングは、デバイス色空間におけるガマットマッピングの一種である。このガマットマッピングでは、原稿画像中に表現されている色がカラープリンタ３０の色再現領域外の色である場合に会長のつぶれ等が生じて画像に欠陥が生じる。

また、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間に代表される共通色空間において、カラースキャナ１０（入力デバイス）の色再現領域１０２内の色をカラープリンタ３０（出力デバイス）の色再現領域３０２内の色に変換する色変換（ガマットマッピング）の手法が従来いくつか提案されている。

Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間における色変換（ガマットマッピング）では、カラープリンタ３０で表現することのできる色再現領域を広く利用しようとしたとき、一般的には、図６のパート（Ｂ）に破線の矢印で示すような、カラースキャナ１０の色再現領域１０１とカラープリンタ３０の色再現領域３０２との重複領域２０２から外れたデータをその重複領域２０２の内部にマッピングする‘圧縮’と、図６のパート（Ｂ）に実線の矢印で示すように、その重複領域２０２内部のデータを、カラープリンタ３０の色再現領域３０２の内部という条件を保った上で、その重複領域２０２の外部に広げる‘伸長’との双方が行なわれる。

このような、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間等におけるガマットマッピングによれば、上述したクリッピングにおける階調のつぶれ等をある程度緩和することができるが、共通の入力デバイスから複数の出力デバイス用に画像データを転用するような場合には、複数の出力デバイス相互間で画像の印象が異なってしまうおそれが大きい。

そこで、上述したように、複数の出力デバイスそれぞれの色再現領域を包含する仮想的な共通色再現領域を経由する方式のガマットマッピングが提案されている。

図７は、共通色再現領域を経由する方式の色変換（ガマットマッピング）を表す概念図である。

この図７では、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間上での色再現領域が示されている。

共通色再現領域３０２＿０は、複数の出力デバイスそれぞれの色再現領域３０２＿１，３０２＿２を包含したものとなるように、それらの色再現領域３０２＿１，３０２＿２の形が拡大され変形されて作成されたものである。そして、入力デバイスの色再現領域１０２から複数の出力デバイスそれぞれの色再現領域３０２＿１，３０２＿２への色変換は、入力デバイスの色再現領域１０２から共通色再現領域３０２＿０への前段部分５１と、共通色再現領域３０２＿０から各出力デバイスの色再現領域３０２＿１，３０２＿２への後段部分５２＿１，５２＿２との組み合わせとなる。この結果、後段部分５２＿１，５２＿２は互いによく似た変換となり、各出力デバイスにおける画像の印象も互いに一致することとなる。

ところが、上述したカラースキャナ１０とカラープリンタ３０のように、デバイス値のタイプ（ＲＧＢやＣＭＹなど）が異なったデバイス間では、色再現領域の広さや形が大きく異なっていることが多く、入力デバイスの色再現領域１０２と共通色再現領域３０２＿０も広さや形が大きく異なる場合がある。その場合には、前段部分５１での変換が原因となって階調の不連続が生じてしまい、画像劣化の原因となる。たとえＬ^*ａ^*ｂ^*空間上で連続な変換であったとしても、最終的に到達したデバイス色空間上では不連続が生じてしまう。

このような不連続は、共通色再現領域３０２＿０が用いられずに、入力デバイスの色再現領域１０２から各出力デバイスの色再現領域３０２＿１，３０２＿２への個別の色変換が行われる場合にも問題となり、この問題を解決するために、デバイス色空間上で色変換の方向性を確認しながらＬ^*ａ^*ｂ^*空間上で色変換を行うという技術も提案されている。

一見すると、共通色再現領域３０２＿０を経由する方式の色変換の前段部分５１に、デバイス色空間上で方向性を確認する色変換を適用することで問題が解決するように見えるが、各出力デバイスの色再現領域３０２＿１，３０２＿２とはことなり、共通色再現領域３０２＿０にはデバイス色空間が対応づけられておらず、そのままでは適用することができない。また、仮想的な共通色再現領域３０２＿０であるからと言って、デバイス色空間をでたらめに対応づけたのでは適切な色変換が得られないことは当然である。

そこで、以下では、出力デバイスに対する共通色再現領域３０２＿０として利用可能な色再現領域を有した仮想的な出力デバイスを想定し、その仮想的な出力デバイスにおける色再現定義（カラープロファイル）を作成する方法について説明する。以下ではこの仮想的な出力デバイスを単に仮想デバイスと称する。

この仮想デバイスは、複数の色（ここではＣＭＹ３色）それぞれのデバイス値に応じた量の各色の色材を媒体に与えるものであり、デバイス値と色材量との関係は各色について独立に決まっていて互いに不干渉である。

図８は、本発明の色再現定義作成方法の一実施形態を表すフローチャートである。

この色再現定義作成方法は、選択過程（ステップＳ１１）と、グレーバランス調整過程（ステップＳ１２）と、デバイス値対応過程（ステップＳ１３）と、評価過程（ステップＳ１４）と、入出力プロファイル作成過程（ステップＳ１５）とを有している。

まず、各過程の概略について説明する。

選択過程（ステップＳ１１）は、本発明にいう選択過程の一例に相当し、現実に存在する種々の色材のなかから、仮想デバイスの色材として適当と思われるものを選ぶ過程である。

グレーバランス調整過程（ステップＳ１２）は、本発明にいうグレーバランス調整過程の一例に相当し、ＣＭＹ各色のデバイス値が同値であるときに無彩色が出力されるように、仮想デバイスにおけるグレーバランスを調整する過程である。

デバイス値対応過程（ステップＳ１３）は、本発明にいうデバイス値対応過程の一例に相当し、ＣＭＹ各色について、０〜２５５（０％〜１００％）の各デバイス値に対応する色材量を割り当てる過程である。

評価過程（ステップＳ１４）は、本発明にいう評価過程の一例に相当し、仮想デバイスの色再現領域が、共通色再現領域として適切なものとなったかどうかを評価する過程である。この評価過程における評価が悪い場合にはステップＳ１１に戻って色材の選択からやり直すこととなり、評価がよい場合には仮想デバイスのカラープロファイルは完成である。

入出力プロファイル作成過程（ステップＳ１５）は、図５に示すプロファイル記憶部２４に記憶される入力プロファイル及び出力プロファイルを作る過程である。この過程では、ステップＳ１４までで完成した仮想デバイスのカラープロファイルが用いられて、図２および図３を参照して説明した入力プロファイル４１及び出力プロファイル４２に替わって用いられる入力プロファイル及び出力プロファイルが作成される。

以下、各過程の詳細について説明する。

図９は、選択過程の説明図である。

この図９の横軸はａ値、縦軸はｂ値を表している。

この図９のグラフ中には、オフセット印刷用のＣＭＹインクそれぞれの色としてＩＳＯで規定されたａｂ値を表す３つの点６１ｃ，６１ｍ，６１ｙと、グラビア印刷用のＣＭＹインクそれぞれの色としてＩＳＯで規定されたａｂ値を表す３つの点６２ｃ，６２ｍ，６２ｙが示されている。本実施形態では、オフセット印刷用のＣＭＹインクにおける色相角を中心とした所定の色相角範囲内に存在する、彩度の高い色材が選択される。この図９のグラフには、そのように選択された色材の色も示されており、インクジェットプリンタのシアン６３と、６色印刷用のマゼンタ６４と、印刷の色校正専用出力機（カラープルーファ）のイエロー６５が示されている。

ここで選択された色材は現実の色材であるので分光反射率がわかっており、各色の色材の分光反射率に対してＬａｍｂｅｒｔ−Ｂｅｅｒの法則による減法混色を当てはめると、ＣＭＹ各色の分光反射率Ｒｃ（λ）、Ｒｍ（λ）、Ｒｙ（λ）と、各色の色材量（膜厚）ｃ、ｍ、ｙと、媒体の分光反射率Ｒｗ（λ）とから、出力色の分光反射率Ｒ（λ）が以下の関係式で求められる。

Ｒ（λ）＝｛Ｒｃ（λ）｝^c×｛Ｒｍ（λ）｝^m×｛Ｒｙ（λ）｝^y×｛Ｒｗ（λ）｝
このように出力色の分光反射率Ｒ（λ）が求められると、所定の換算式を介して出力色のＬａｂ値が得られる。

グレーバランス調整過程では、このように求められる出力色のＬａｂ値が、ＩＣＣで決められている黒色点のＬａｂ値（Ｌ，ａ，ｂ）＝（２．７９，０，０）となるような各色の色材量が、上述した各式によって逆算され、その各色の色材量が、各色のデバイス値が２５５（１００％）であるときに仮想デバイスで用いられる色材量として設定される。これによって、仮想デバイスの色再現領域における黒色点は、ＩＣＣで決められている黒色点に一致する。また、各色のデバイス値が同値であるときに仮想デバイスから無彩色が出力されることとなる。

図１０は、グレーバランス調整過程の結果を示す図である。

この図の横軸は波長λを表し、縦軸は分光反射率Ｒ（λ）を表している。

この図１０のグラフには、ＣＭＹ各色の分光反射率を表す曲線が示されており、点線の３曲線Ｎｃ，Ｎｍ，Ｎｙは、各色のデバイス値が２５５（１００％）であるときに出力される各色材そのものの分光反射率を表している。また、実線の３曲線Ｎｃ’，Ｎｍ’，Ｎｙ’は、点線の３曲線Ｎｃ，Ｎｍ，Ｎｙが表す分光反射率を有する各色材が、ＩＣＣで決められている参照メディア上に与えられる場合の分光反射率を表している。この参照メディアは、波長に関わりなく反射率が８９％でありＬａｂ値は（Ｌ，ａ，ｂ）＝（９５．８，０，０）であるものと決められている。

このようにグレーバランスが調整されると、次に、デバイス値対応過程では、仮想デバイスによって明度の異なるグレーが出力されるときの明度（Ｌ値）とデバイス値との関係が線形関係になるように、０〜２５５（０％〜１００％）の各デバイス値に色材量が割り当てられる。例えば、（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（５０％，５０％，５０％）のグレー点の場合には、上述した黒色点のＬ値「２．７９」と参照メディアのＬ値「９５．８」の中間のＬ値（２．７９＋９５．８）／２が得られるような色材量が、上述した、分光反射率とＬａｂ値との換算式、および色材量と分光反射率との関係式が用いられて逆算される。

図１１は、デバイス値対応過程の結果を表す図である。

この図にはＬ^*ａ^*ｂ^*空間が図示されていて、図１１のパート（Ａ）には、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間をＬ軸方向から見た状態が奥行きと共に立体的に示されており、図１１のパート（Ｂ）とパート（Ｃ）とパート（Ｄ）には、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間をｂ軸方向から見た状態が奥行きと共に立体的に示されている。

図１１のパート（Ａ）には、デバイス値対応過程でデバイス値に割り当てられた色材量を用いる仮想デバイスにおける色再現領域が示されており、この色再現領域は、イエロー点ＰＹ、レッド点ＰＲ、マゼンタ点ＰＭ、ブルー点ＰＢ、シアン点ＰＣ、グリーン点ＰＧの各頂点を有している。また、色再現領域の白点ＰＷと黒点ＰＫは、いずれもＬ軸上に存在する。

図１１のパート（Ｂ）には、Ｙ色のデバイス値が０％であって、Ｃ色およびＭ色のデバイス値がそれぞれ０％，１０％，２０％，…，１００％と変化したときの出力色がメッシュ状に示されており、メッシュの４隅には白点ＰＷ、マゼンタ点ＰＭ、ブルー点ＰＢ、シアン点ＰＣが位置している。白点ＰＷにおけるＬ値は、Ｌ＝９５．８である。

同様に、図１１のパート（Ｄ）には、Ｙ色のデバイス値が１００％であって、Ｃ色およびＭ色のデバイス値がそれぞれ０％，１０％，２０％，…，１００％と変化したときの出力色がメッシュ状に示されており、メッシュの４隅には黒点ＰＫ、グリーン点ＰＧ、イエロー点ＰＹ、レッド点ＰＲが位置している。黒点ＰＫにおけるＬ値は、Ｌ＝２．７９である。

また、図１１のパート（Ｃ）には、Ｙ色のデバイス値が５０％であって、Ｃ色およびＭ色のデバイス値がそれぞれ０％，１０％，２０％，…，１００％と変化したときの出力色がメッシュ状に示されており、メッシュの中央には（Ｃ，Ｍ，Ｙ）＝（５０％，５０％，５０％）のグレー点Ｐｇｒａｙが位置している。このグレー点Ｐｇｒａｙも白点ＰＷおよび黒点ＰＫと同様にＬ軸上に存在し、このグレー点ＰｇｒａｙにおけるＬ値は、Ｌ＝（９５．８＋２．７９）／２であり、グレー点Ｐｇｒａｙは白点ＰＷと黒点ＰＫとの中間点となっている。

このようにデバイス値に色材量が割り振られて色再現領域が得られると、次に評価過程で、図１１のパート（Ａ）に示す色再現領域が、図７に示す共通色再現領域３０２＿０の役目を適切に果たすものであるか否かが評価される。

図１２は、評価過程の説明図である。

本実施形態では評価過程でＬＣＨ空間を利用する。

この図１２の横軸はＣ値を表し、縦軸はＬ値を表しており、この図１２には、ＬＣＨ空間のうち、Ｈ＝０°±１１．２５°，１８０°±１１．２５°の範囲が図示されている。

また、この図１２には、仮想デバイスの色再現領域がＬＣＨ空間上に写像されてなる色再現領域Ｑ₀と、図７に示した２つの色再現領域３０２＿１，３０２＿２がＬＣＨ空間上に写像されてなる色再現領域Ｑ₁，Ｑ₂が示されている。仮想デバイスの色再現領域Ｑ₀は、実在の出力デバイスの色再現領域Ｑ₁，Ｑ₂を包含しており、共通色再現領域としての必要条件は満たしている。次に十分条件として、実在する様々な物体色に対する包含率が求められる。実在の物体色を全て網羅した物体色群が基準となることが理想であるが実現不可能であるので本実施形態では、物体色群に対する現実的な代用物としてＰＡＮＴＯＮＥ特色（１１１３色）とＩＳＯ１２６４０−３で規定された色群（１００９色）が用いられる。グラフ上の特色点７１はＰＡＮＴＯＮＥ特色に含まれている各特色を表しており、グラフ中の境界線７２は、ＩＳＯ１２６４０−３で規定された色群の範囲の外縁を表している。ＩＳＯ１２６４０−３で規定された色群の範囲内については、Ｃ値とＬ値のそれぞれについて１０ポイントおきの格子状の点に評価の基準色が配置されているものとする。また、境界線７２は、Ｈ＝０°から２２．５°間隔で並ぶ１６方位それぞれについて規定されている。これら、ＰＡＮＴＯＮＥ特色の１１１３色と、ＩＳＯ１２６４０−３の１００９色とのそれぞれについて、仮想デバイスの色再現領域Ｑ₀が包含している包含率が算出される。包含率が十分に高ければ、仮想デバイスにおける色再現定義は完成となり、色再現領域Ｑ₀の形状が悪いことなどによって十分な包含率が得られなかった場合には、上述したように色材の選択からやり直しとなる。

本実施形態では、このように完成された仮想デバイスにおける色再現定義が用いられて、図２および図３を参照して説明した入力プロファイル４１および出力プロファイル４２に、以下説明するようにガマットマッピングが組み込まれる。

図１３は、入出力プロファイル作成過程の説明図である。

図１３のパート（Ａ）には、入力プロファイルの概念図が示されており、図１３のパート（Ｂ）には、出力プロファイルの概念図が示されている。

図１３のパート（Ａ）に示すように、入力プロファイルは、入力デバイスのＲＧＢ空間の色再現領域１０１と、仮想デバイスのＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の色再現領域が用いられた共通色再現領域３０２＿０との間の変換関係を定義したものである。

この入力プロファイルの前段部分は、入力デバイスのＲＧＢ空間上の色再現領域１０１と，Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間上の色再現領域１０２との間の変換であり、この部分は、図２に示す入力プロファイル４１で定義されている変換そのものである。この変換は、本発明にいう第１の色表現変換に相当している。

一方、後段部分は、入力デバイスのＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の色再現領域１０２と共通色再現領域３０２＿０との間のガマットマッピングであり、このガマットマッピングは、共通色再現領域３０２＿０と仮想デバイスのデバイス色空間３０３＿０との対応を定義した色再現定義が用いられ、前述の特開２００１−１０３３２９号公報に記載の技術によって得られたものである。この変換は、本発明にいう第１の色領域変換に相当している。

そして入力プロファイルでは、このような前段部分と後段部分とを経た色変換によって対応付けられるＲＧＢ値とＬａｂ値との最終的な対応関係がＬＵＴ形式で定義されている。このように作成される入力プロファイルは、本発明にいう第１の合成変換定義の一例に相当する。

また、図１３のパート（Ｂ）に示すように、出力プロファイルは、共通色再現領域３０２＿０と出力デバイスのＣＭＹ空間の色再現領域３０３＿１との間の変換関係を定義したものである。

この出力プロファイルの後段部分は、出力デバイスのＬ^＊ａ^＊ｂ^＊空間上の色再現領域３０２＿１と、ＣＭＹ空間の色再現領域３０３＿１との間の変換であり、この部分は、図３に示す出力プロファイル４２で定義されている変換そのものである。この変換は、本発明にいう第２の色表現変換に相当している。

一方、前段部分は、共通色再現領域３０２＿０と出力デバイスのＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の色再現領域３０２＿１との間の変換であり、従来から提案されているＬ^*ａ^*ｂ^*空間上の任意のガマットマッピングによって得ることができる。この変換は、本発明にいう第２の色領域変換に相当している。

この出力プロファイルでも、前段部分と後段部分とを経た色変換によって対応付けられるＬａｂ値とＣＭＹ値との最終的な対応関係がＬＵＴ形式で定義されている。このように作成される出力プロファイルは、本発明にいう第２の合成変換定義の一例に相当する。

このように作成された入力プロファイルと出力プロファイルが、図５に示すプロファイル記憶部２４に記憶されることによって、図１に示すパーソナルコンピュータ２０では、本発明の色変換方法の一実施形態が実行されることとなる。

図１４は、本発明の色変換方法の一実施形態を表すフローチャートである。

この色変換方法は、入出力プロファイル入手過程（ステップＳ２１）と、プロファイル結合過程（ステップＳ２２）と、色変換過程（ステップＳ２３）とを有している。

入出力プロファイル入手過程は、図１３に示すような入力プロファイルと出力プロファイルを入手する過程である。

また、プロファイル結合過程は、入手された入力プロファイルと出力プロファイルとを共通色再現領域を介して結合して色変換定義を作成する過程であり、これによって、本発明にいう第１の色表現変換と、第１の色領域変換と、第２の色領域変換と、第２の色表現変換とが結合された色変換が定義される。

最後に色変換過程は、このように結合された色変換定義に従った色変換を実行する過程である。

このように、本実施形態の色変換方法によれば、好適なガマットマッピングが取り込まれた入力プロファイルと出力プロファイルとが用いられるので、階調の連続性などが維持され、複数の出力デバイス相互間での印象が一致した色変換が、複雑な演算をすることなく容易に実現されることとなる。

なお、このようにガマットマッピングが取り込まれた入力プロファイルと出力プロファイルと用いることは、本発明の色変換方法では必須ではなく、色変換の度にガマットマッピングの演算を所定のアルゴリズムで実行してもよい。

また、上記説明では、ＣＭＹ３色を用いる仮想デバイスにおける色再現定義の作成が例示されているが、本発明の色再現定義作成方法は、ＣＭＹＫ４色や、ＣＭＹＫとグリーンとオレンジの６色を用いる仮想デバイスにおける色再現定義の作成に適用されてもよい。

本発明の一実施形態が適用された画像入力−色変換−画像出力システムの全体構成図である。 入力プロファイルの概念図である。 出力プロファイルの概念図である。 入力プロファイルと出力プロファイルとの結合からなる色変換定義の概念図である。 パーソナルコンピュータ２０が有する色変換装置としての機能を表した機能ブロック図である。 カラースキャナ１０とカラープリンタ３０の色再現領域の模式図である。 共通色再現領域を経由する方式の色変換（ガマットマッピング）を表す概念図である。 本発明の色再現定義作成方法の一実施形態を表すフローチャートである。 選択過程の説明図である。 グレーバランス調整過程の結果を示す図である。 デバイス値対応過程の結果を表す図である。 評価過程の説明図である。 入出力プロファイル作成過程の説明図である。 本発明の色変換方法の一実施形態を表すフローチャートである。

符号の説明

１０ カラースキャナ
１１ 原稿画像
２０ パーソナルコンピュータ
２１ データ取得部
２２ ＬＵＴ結合データ変換部
２３ データ出力部
２４ プロファイル記憶部
２５ プロファイル指定部
３０ カラープリンタ
３１ プリント画像
４１，４１ａ，…，４１ｍ 入力プロファイル
４２，４２ａ，…，４２ｎ 出力プロファイル
４３ 色変換定義
１０１，…，１０３，３０１，…，３０３，３０２＿１，３０２＿２ 色再現領域
２０２ 重複領域
３０２＿０ 共通色再現領域

Claims (3)

1. ３色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する仮想的な仮想デバイスにおけるデバイス値と出力色との対応関係を表した色再現定義を作成する色再現定義作成方法であって、
   前記仮想デバイスで用いられる３色の色材の候補を現実の色材から選択する選択過程と、
   前記選択過程で選択された３色の色材を用いて前記仮想デバイスが所定の黒色を出力するときの各色の色材量を、各色におけるデバイス値の最大値に対応付けるグレーバランス調整過程と、
   前記仮想デバイスが明度の異なる無彩色を出力するときの該明度とデバイス値との関係が線形関係になるように、前記選択過程で選択された３色の色材における色材量の組み合わせと明度との既知の対応関係に基づいて、各デバイス値に各色材量を対応付けるデバイス値対応過程と、
   前記仮想デバイスが再現可能な色の範囲の広さを複数の基準色の包含率によって評価し、評価結果に応じて前記選択過程からやり直させる評価過程とを有することを特徴とする色再現定義作成方法。
2. 画像の色とデバイス値とを媒介する現実の第１デバイスにおけるデバイス値を、該第１デバイスによって媒介される色がデバイスに非依存の表色系で表現された表色値に変換する第１の色表現変換と、
   ３色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する仮想的な仮想デバイスで用いられる３色の色材の候補を現実の色材から選択し、その選択された３色の色材を用いて前記仮想デバイスが所定の黒色を出力するときの各色の色材量を、各色におけるデバイス値の最大値に対応付け、前記仮想デバイスが明度の異なる無彩色を出力するときの該明度とデバイス値との関係が線形関係になるように、各デバイス値に各色材量を対応付け、前記仮想デバイスが再現可能な色の範囲の広さを複数の基準色の包含率によって評価し、評価結果に応じて色材の選択からやり直すことによって得られた前記仮想デバイスにおけるデバイス値と出力色との対応関係に基づいた、前記第１デバイスで再現可能な色領域内の各色を前記仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色に変換する、前記第１の色表現変換との前後を問わない第１の色領域変換と、
   前記仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色を、前記３色と同種の３色それぞれのデバイス値に従った量の各色の色材によって媒体上に画像を出力する現実の第２デバイスで再現可能な色領域内の各色に変換する第２の色領域変換と、
   前記第２デバイスによって再現される色がデバイスに非依存の表色系で表現された表色値を、該第２デバイスにおけるデバイス値に変換する、前記第２の色領域変換との前後を問わない第２の色表現変換とを有することを特徴とする色変換方法。
3. 前記第１の色表現変換と前記第１の色領域変換が、前記第１デバイスにおけるデバイス値と前記仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色とが対応付けられた第１の合成変換定義によって合成変換として定義されたものであり、
   前記第２の色領域変換と前記第２の色表現変換が、前記仮想デバイスで再現可能な色領域内の各色と前記第２デバイスにおけるデバイス値とが対応付けられた第２の合成変換定義によって合成変換として定義されたものであることを特徴とする請求項２記載の色変換方法。

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