JP4062924B2 - カラー画像処理方法及びカラー画像処理装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像処理方法及びカラー画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリントシステムの開発が進み、フィルムをスキャナで読み取って画像データに変換し、そしてこの画像データを用いて画像処理してプリンタでプリントするシステムが用いられるようになってきている。この種のシステムをミニラボと呼んでいる。この種のシステムは、フィルム（ネガフィルム）が基本になっており、測色的な概念はなく、従来のアナログ写真と同じ考え方で構成することができる。即ち、色素量空間を用いている。
【０００３】
このシステムの実現のために、入力した画像データを階調変換して濃度領域（色素量領域）に変換し、マトリクスや階調を修正して再びプリントする手法が用いられてきている。図９は従来システムの概念である。図に示すシステムは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をスキャナ信号として入力し、階調変換して再度Ｃ，Ｍ，Ｙプリンタ信号を作り出すものである。
【０００４】
図において、１フィルムをスキャナでスキャンして得られた画像データのうち、レッド（Ｒ）を入力して階調変換する階調変換部、２は同じくスキャナ信号のうちグリーン（Ｇ）を入力して階調変換する階調変換部、３は同じくスキャナ信号のうちブルー（Ｂ）を入力して階調変換する階調変換部である。
【０００５】
４はこれら階調変換部１〜３の出力を受けてマトリクス変換を行なうマトリクス変換部、５は該マトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してシアン（Ｃ）信号を出力する階調変換部、６はマトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してマゼンタ（Ｍ）信号を出力する階調変換部、７はマトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してイエロー（Ｙ）信号を出力する階調変換部である。
【０００６】
このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
スキャナ（図示せず）は、ネガフィルム（図示せず）をスキャンしてＲ，Ｇ，Ｂのスキャナ信号を出力する。これらスキャナ信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれの階調変換部１〜３に入り、階調変換され濃度領域（色素量領域）に変換される。変換された画像信号は、マトリクス変換部４に入り、マトリクス変換される。マトリクス変換された信号は、それぞれ階調変換部５〜７に入って階調変換され、プリンタ用のプリンタ信号Ｃ，Ｍ，Ｙとして出力される。プリンタ（図示せず）はこのプリンタ信号に基づいてカラー画像をプリントする。
【０００７】
一方、信号処理の過程で発生したディジタル信号をＣＤ−Ｒ等の電子メディアに書き込み、ディスプレイ上で鑑賞したいという要求がある。ある画像をいったん電子メディアに書き込み、再びその電子メディアからプリントした場合に、ネガフィルムから直接プリントした場合と同じ色再現になるという利点がある。しかしながら、同時にそのディジタル信号はディスプレイに表示された時に正しい色に見える必要がある。Ａ.Ｙｏｄａ ｅｔ ａｌ.,Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｆｕｊｉｆｉｌｍ’ｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒｓ,ＩＳ＆Ｔ’ｓ ＰＩＣＳ Ｃｏｌｏｆｅｒｅｎｃｅ（２００１）では、基準プリンタを中心に色変換することが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
色素量を用いた手法では、測色的な基準がないため、ＣＲＴや液晶ディスプレイへの表示等、他のメディアに表示しようとした時には、正しい色再現がされない場合がある。例えば、プリンタへ送付すべき信号をそのままＣＤ−Ｒに記録した場合、ＣＲＴ等の表示ディスプレイにはプリントされた時の色が表示されないという問題がある。
【０００９】
また、記録されたメディアからプリントする場合、例えばｓＲＧＢ規格（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ規格：ＩＥＣ６１９６６−２−１で規定）のディスプレイに表示した時に、正しい色を示すように記録されていた場合、このシステムを用いた場合のプリントは適切に行われないという問題があった。
【００１０】
前記引用文献の例では、直接プリントの場合でも、プリントスキャナ→基準プリンタ、更に基準プリンタ→プリンタの２度の処理が必要で、かつ可逆な（ＹＭＣＫ→ＲＧＢ）ＬＵＴを作成する方法は、逆の色域マッピングを行なうとのみ記載されている。このため、計算負荷が高く、また、可逆なＬＵＴの作成には、いちいち均等色空間への変換と、その中での色域マッピングを必要としていた。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ネガをスキャナで読み込んだ場合に、プリントされた色とディスプレイに再現された色とがほぼ同じになるような画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的としている。また、ここでは可逆な関係のＬＵＴを用いるが、その計算を正確かつ容易に行なうことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的としている。また、画像データがこのシステムで記録された電子メディアでない場合、最適化された色変換が容易に適用できるようにすることができる画像処理方法及び画像処理装置を提供すること目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明は、入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換工程と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像出力手段で第１の画像を出力する第１の画像出力工程と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換工程と、前記第２の画像データを記憶するメモリ記憶工程と、前記第２の画像データに基づいて第２の画像出力手段で第２の画像を出力する第２の画像出力工程と、前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換工程と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で第３の画像を出力する第３の画像出力工程と、を有し、前記第２の色変換工程は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、前記第３の色変換工程は、前記第２の色変換工程とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の画像と、前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とする。
【００１３】
このように構成すれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００１４】
（２）請求項２記載の発明は、前記入力画像データは、写真媒体をスキャンしてディジタル信号を得るスキャナから得られたものであることを特徴とする。
このように構成すれば、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
【００１５】
（３）請求項３記載の発明は、前記メモリ記憶工程のメモリから読み出された画像データから自装置用のデータに色変換する場合において、前記第２の色変換工程に相当する色変換で変換されたかどうかを調べ、該当しない場合には別の色変換方法を選択することを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。
（４）請求項４記載の発明は、前記可逆な関係を持つ色変換方法を作成する方法において、何れか片方を多次元ＬＵＴとして作成し、そのＬＵＴに基づいて他方のＬＵＴを作成することを特徴とする。
【００１７】
ここで、多次元ＬＵＴとは、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（この場合は４次元）等の次元の多いＬＵＴを意味する。ここでは、特にＬＵＴの次元がいくつであるかにはこだわらない。
【００１８】
このように構成すれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
（５）請求項５記載の発明は、前記第２の色変換工程はＣＭＹ系からＲＧＢ系へ色変換するものであり、前記第３の色変換工程は、ＲＧＢ系からＣＭＹ系へ色変換するものであることを特徴とする。
【００１９】
このように構成すれば、ＣＭＹ系からＲＧＢ系への変換と、ＲＧＢ系からＣＭＹ系への変換において、これらの変換がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００２０】
（６）請求項６記載の発明は、前記色変換におけるＬＵＴの作成は、ＣＭＹを用いてプリンタでプリントした時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値と、ＲＧＢを用いてディスプレイに表示した時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値がほぼ等しくなるように作成するものであることを特徴とする。
【００２１】
このように構成すれば、三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値を基にＬＵＴを作成することができる。
（７）請求項７記載の発明は、前記第１の色変換工程の画像出力手段はプリンタであり、前記第２の色変換工程の画像出力手段はディスプレイであることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すれば、自メディアから他メディアへ、及び他メディアから自メディアへのそれぞれの変換において、相互の関係がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００２３】
（８）請求項８記載の発明は、入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換手段と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像を出力する第１の画像出力手段と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換手段と、
前記第２の画像データを記憶するメモリ手段と、
前記第２の画像データに基づいて第２の画像を出力する第２の画像出力手段と、
前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換手段と、を有し、
前記第２の色変換手段は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、
前記第３の色変換手段は、前記第２の色変換手段とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の画像と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で出力された前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図である。図において、１０は原稿又はフィルム等をスキャンしてディジタル画像データを得るスキャナである。該スキャナ１０からはカラー画像データとしてＲ，Ｇ，Ｂが出力される。１１は該スキャナ１０からのＲ，Ｇ，Ｂデータを入力して色変換を行なう第１の色変換部（以下色変換部１と呼ぶ）である。該色変換部１は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータを例えばＣ，Ｍ，Ｙデータに変換する。
【００２６】
１２は色変換部１の出力を色変換する第２の色変換部（以下色変換部２と呼ぶ）、１３は色変換部２の出力を記憶するメモリ装置である。該メモリ装置１３としては、例えばハードディスク装置が用いられる。メモリ装置１３の出力は、例えば表示装置に送られる。また、外部からの未知画像データが入力され、メモリ装置１３に記憶される。
【００２７】
１４はメモリ装置１３から読み出された画像データを色変換する第３の色変換部（以下色変換部３と呼ぶ）である。１５は色変換部１又は色変換部３の出力である画像データを受けてプリントするプリンタである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
スキャナ１０はフィルム又は原稿等をスキャンしてディジタル画像信号（フィルムスキャナ信号）を出力する。このフィルムスキャナ信号は、続く色変換部１に入る。該色変換部１は、フィルムの種類その他に応じて濃度、カラーバランス等を調整し、プリンタに適当な色空間（色素量又はその階調変換された色空間）で出力される。
【００２９】
ここで、フィルムの種類その他とは、白黒／ネガ／リバーサブルの区別、フィルムの銘柄、現像状態、オレンジベース濃度（ネガの場合）等をいう。このような情報を利用するのは、フィルムはその種類によって特性が大きく異なるためである。これらを全て自動処理するワンチャネル処理する場合もある。ここで、ワンチャネル処理とは、処理部分をブラックボックスと考え、如何なる種類のソースを入力しても、そのブラックボックス内で一括して処理できることをいう。
【００３０】
ここで、色変換部１で色変換処理された信号は、プリンタ１５に送られ、プリントアウトされる。この時のプリントの目標値は、当該ネガフィルムを直接プリントした色か、又は同時に撮影したリバーサル色が適当である。何れにしても、写真調に仕上げる。
【００３１】
この色変換部１の構成は、図９に示すものと同じである。先ず、スキャナ信号は階調変換部１〜３で対数軸に変換される。そして、この出力は、同じ階調変換部１により、バイアスやゲインがコントロールされる。この階調変換部１〜３の出力を続くマトリクス変換部４で線形変換し、更に階調変換部５〜７で階調変換した後、プリンタ１５に伝達する。
【００３２】
ここで、色変換部１の出力である画像データをＣＤ−Ｒ等のメモリ装置に書き込む。しかしながら、ここでそのまま書き込まれると、画像データは保存されるものの、記録された画像データを使用者がそのままＣＲＴ等の表示装置に表示すると、見かけの色がプリント出力とは合わなくなる。その理由は、プリンタの特性と、表示装置の色彩特性が異なるためである。
【００３３】
そこで、色変換部２で示される３次元ＬＵＴ補間手段を用いて、このデータを表示装置に合わせて変更する。３次元ＬＵＴ補間装置の例は、特開昭５３−１２３２０１号に示されている。ここで、示されている技術は概略以下の通りである。単位直方体の色空間を４面より構成される４面体に分割する。そして、目的とする色座標は、何れかの４面体のなかに必ず含まれる。そこで、４面体の内部に目的とする色座標が存在する場合には、４面体の頂点を構成する座標値を用いて４面体内部に存在する色座標を補間するものである。
（ＬＵＴの作成）
本発明で用いる色変換用のＬＵＴの作成は、以下のようにして行なう。ＬＵＴの目標色は、プリンタ出力である。また、ＬＵＴの再現色は表示装置出力である。即ち、プリンタ１５でプリントされた色と、表示装置（図示せず）に表示された表示色が同じになることが必要である。プリンタのキャラクタライゼーション（特性決定）では、プリンタ入力であるＣＭＹを各色で５段階に分割した５×５×５の組み合わせをプリントアウトして、その色票を測色する。色票を測色するとは、色票の三刺激値（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を求めることである。三刺激値とは、人間の眼の分光感度と等価な分光感度をいう。また、表示装置については、代表的なＣＲＴの平均的な特性である前述したｓＲＧＢを用いる。
【００３４】
図２はＬＵＴ作成の説明図である。図において、２０はＣ,Ｍ,Ｙデータを入力して記録紙にプリントするプリンタである。該プリンタ２０によりプリントされた画像の三刺激値がＸ,Ｙ,Ｚであるものとする。一方、２１はＲ，Ｇ，Ｂデータを入力して画面に表示するＣＲＴである。このＣＲＴの三刺激値がＸ’,Ｙ’,Ｚ’であるものとする。この三刺激値Ｘ,Ｙ,ＺとＸ’,Ｙ’,Ｚ’が同一値をとると、人間の眼にはプリンタ２０でプリントされた色とＣＲＴ２１に表示された色が同じ色として見える。
【００３５】
ここで、ＣＲＴ２１の三刺激値がＸ,Ｙ,Ｚとなったものとする。三刺激値がＸ,Ｙ,ＺとなるためのＲ，Ｇ，Ｂの入力データの値が分かれば、Ｃ,Ｍ,Ｙの値とＲ，Ｇ，Ｂの値とが対応付けられることになる。ＣＲＴ２１は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータを受けてＸ,Ｙ,Ｚを出力するために内部に関数ｆｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ｆｙ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ｆｚ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を持っているものと考えることができる。すると、これら関数の逆数をとることにより、Ｘ,Ｙ,Ｚを出力するためのＲ，Ｇ，Ｂの入力値が逆演算により求まることになる。
【００３６】
以上の演算処理により、Ｃ,Ｍ,Ｙと同じ三刺激値をとるＲ，Ｇ，Ｂのデータが求まったことになる。そこで、全てのＣ,Ｍ,ＹとＲ，Ｇ，Ｂの対応関係をテーブル化すると、色変換用のＬＵＴ、ここでは色変換部２のＬＵＴ（ＬＵＴ２）が求まる。ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚの代わりに、均等色空間（例えばＬ*ｕ*ｖ*）を用いてもかまわない。
【００３７】
この色変換ＬＵＴ２を作成する上で問題となるのは、色域の違いである。図３はＣＲＴとプリンタの色特性を示す図である。横軸は彩度、縦軸は明度である。明度軸（グレー軸）は大きな値をとるほど明るく、彩度軸は大きな値をとるほど彩やかになる。ｆ１はＣＲＴの特性を、ｆ２はプリンタの特性を示している。双方の特性が同一でない領域が共に存在することが分かる。
【００３８】
プリンタ色を目標にしてｓＲＧＢに再現する場合、特にマゼンタ、シアンのシャドー付近でプリンタの方が色域が広い。このため、プリンタの色域を圧縮する必要がある。また、逆にハイライト付近ではｓＲＧＢの方が色域が広いため、普通に色域マッピングすると、全色域を使いきれない。そこで、このような部分はプリンタの色域を拡張して整合させる。
【００３９】
このようにすることで、色域を全て使いきるようなＬＵＴを作ることができる。これにより、プリンタ→ｓＲＧＢデバイスリンクＬＵＴができる。この時の格子点は、例えば３３×３３×３３になるが、１６×１６×１６でもよい（この場合には２５５を余りなく割り切れる。割り切れるということは誤差が小さくなることを示す。）。
【００４０】
色域の圧縮の方法には種々の方法がある。例えば、「[改訂]写真工学の基礎,コロナ社（１９９８）６４９〜６５１ページ」に詳しく記載されている。代表的には、色域表面の彩度に応じて、拡張・縮小して対応付けする。
【００４１】
この実施の形態例では、色変換部３でも上述の３次元ＬＵＴ補間手段を用いる。ここでのＬＵＴは、色変換部２のＬＵＴに基づいて以下のように計算して求める。先ず、ＬＵＴ２（色変換部２内のＬＵＴのこと）の出力値から逆演算する。ＬＵＴ２の出力が０〜２５５なので、これを３３段階に分割すると、０,８,１６,……,２３２,２４０,２４８,２５５となる。このＲＧＢ色毎に３３段階の値を組み合わせ、この値をｒｇｂとした時に、ＬＵＴ２の出力でＲＧＢを囲む４点を見つける。
ここで、ＲＧＢを囲む点が４点であるのは、３次元の最も単純な組み合わせが三角錐であり、この三角錐の頂点が４個あり、この三角錐の内部に目的の点が存在することを考慮している。この４点を用いて、ＬＵＴ２の入力値を計算する。
【００４２】
すると、計算された入力値は０〜３２の間の値になるので、これを２５５／８で正規化した値が、目標ｒｇｂに対するｃｍｙ値であり、ＬＵＴ３（色変換部３内のＬＵＴのこと）の入力の組み合わせの一つに対する答となる。これを３３×３３×３３の全ての組み合わせで計算することにより、ＬＵＴ２と反対の関係を持つＬＵＴ３を持つＬＵＴを計算することができる。
【００４３】
この手法は、Ｐｏ−Ｃｈｉｅｈ Ｈｕｎｇ,ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｍａｇｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｌｏｏｋ−ｕｐ−ｔａｂｌｅ ｍｏｄｅｌａｎｄ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ，２（１），５３−６１（１９９３）に示されているものと同じ方法を利用することができる。このようにして、色変換部３のＬＵＴ（ＬＵＴ３）を作成することができる。
【００４４】
もし、上の組み合わせが見つからない場合（例えば３次元において４点で囲むデータが存在しない場合）には、最近傍の点に写像してもよく、上述の文献のように色立体の概中心に向かう直線と色域の交点に写像してもよい。図４は２次元における写像の説明図である。点Ａのように目標点が格子点で囲まれた領域の外に存在する場合がある。そこで、この場合には、点Ａを基も近傍の点に写像して点Ａのデータを取り込むようにする。ここでは、３次元の場合について説明するが、２次元の場合と同様な問題が生じるので、３次元についても写像の問題が発生する。
【００４５】
このようにして計算したＬＵＴ３は、任意の画像データをＬＵＴ２による変換後、ＬＵＴ３により変換すると元のデータと、補間誤差を除き、ほぼ同一になるという可逆な関係になる。なお、この計算に収束演算（特許第２５２８４６３号に記載されている）を用いることもできるが、計算時間が長くなる。
【００４６】
上述した説明で求めたＬＵＴ３の値が誤差を持つ場合は、前述のように指定点が見つからず、全色域が使用されるように対応付けされていない場合である。
この実施の形態例では、ＬＵＴ２を計算してから、その逆になるＬＵＴ３を計算する場合について説明した。しかしながら、ｓＲＧＢ→プリンタのためのＬＵＴ３を先ず計算してから、ＬＵＴ２を上述の逆演算で求めてもよい。ｓＲＧＢ→プリントの系は、ディジタルカメラからプリントする場合のＬＵＴとして頻繁に使用されるため、こちらのマッピング方法を優先させるためには、先ずＬＵＴ３を作成するのが望ましい（逆に、フィルムスキャナからＣＲＴ表示する場合が多い時には、ＬＵＴ２の作成を優先させるのが望ましい）。
【００４７】
このように、本発明の実施の形態例によれば、可逆な関係を持つ色変換方法を作成する場合において、何れか一方を多次元ＬＵＴとして作成し、そのＬＵＴに基づいて他方のＬＵＴを作成することができる。このようにすれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
【００４８】
上述したように、本発明の実施の形態例によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する場合には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００４９】
また、本発明の実施の形態例によれば、画像入力装置としてスキャナ１０を用いることにより、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
（色域が使われない場合、又はより最適化する手法）
上述の説明で作成したＬＵＴ（ＬＵＴ２、ＬＵＴ３）では、色域マッピングがいびつな色域境界に依存するため、階調性が乱れるという問題が起きる場合がある。このような不具合の発生を回避するためには、できあがったＬＵＴに対してスムージングをかける方法がある。ここでいうスムージングとは、注目画素に対して、それを含む周囲２７点の平均をとり、注目点の値に置き換える作業をいう。
【００５０】
図５はスムージングの説明図である。目的とする点（図中●で示す）を含む平面に９個のデータがあり、その上部に９個のデータ、その下部に９個のデータがあるため、目的とする点のスムージングは、２７点の平均をとることになる。ただし、境界付近で外側に周囲の点が存在しない場合には、その方向のデータは採用しない。例えば、境界面に注目点がある場合には、９点の平均をとり、境界辺に注目点がある場合には３点の平均をとり、境界の角に注目点がある場合には平均処理を行わず、その値を用いる。
【００５１】
このようにすると、原色点（色域境界の角の点）では縮退は発生しないものの、色域境界面の値によっては平均化処理により色域が縮退してしまう場合がある。図６は縮退の説明図である。１次元の場合について示す。図のｆ２のような特性をスムージングすると、ｆ１に示すような特性となる。この場合、ｆ２の特性が図中矢印で示す分だけ縮退したものとなる。３次元についても同様の縮退が発生する。この量が少ない場合には無視してもよい。
【００５２】
もし、電子メディアに記録されていたデータをプリントする時、これがＬＵＴ２を用いて変換された場合には、ＬＵＴ３で色変換してプリンタ１５でプリントする。しかしながら、電子メディアに記録されていたデータが他の画像入力装置（例えばディジタルカメラやコンピュータグラフィクス）で記録されていた場合には、上述した色域マッピングではなく、異なる色域マッピングにより作成されたＬＵＴ（ＬＵＴ３に対応するという意味でＬＵＴ３ｒと呼ぶ）を用いる。
【００５３】
ＬＵＴ３ｒは、予めｓＲＧＢからプリントする場合で、より代表的な画像データ源に最適化されたものを作成する。この最適化は、色域マッピング部分を調整することにより行なう。ＬＵＴ２で書かれたか否かの判断は、ＬＵＴ２で使用されない色域があれば、それをチェックする。又は、メディア書き込み時点で入力手段の判断フラグも書き込み、それの有無で判断することができる。典型的には、このシステムでの書き込みフラグがあれば、（ＬＵＴ３）可逆的なＬＵＴを用いて、別途最適化されたＬＵＴ３ｒを用いる。このようにすれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。なければ、別途最適化されたＬＵＴ３ｒを用いる。
【００５４】
前述した色変換部２、色変換部３は、ＬＵＴ補間方法が最も望ましいが、マトリクスや階調変換、又は好ましい色変換を行なうＬＵＴ等と組み合わせてもよい。
【００５５】
図７は本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、色変換部１の出力を色変換する色変換部１６（以下色変換部４と呼ぶ）を設け、この色変換部４の出力で別のプリンタ１７によりプリントを行なうようにしたものである。
【００５６】
プリンタとして、インクジェットプリンタのような４色の出力（又は、特色プリンタのようにより多くの色数を持つもの）の場合には、図７に示すような構成にして、色変換部４は元にあるプリンタ１５の色再現を目標にして作成することができる。この場合、元のプリンタ１５の色域よりも広い色域が用いられることが多い。このため、色域マッピングはほぼ拡大することになる。又は、元のプリンタ１５の特性として、色域の広いリバーサルフィルムライタ（フィルムの等価物、フィルムよりも色域が広い）を仮定しておくのもよい。
【００５７】
また、別の構成例として、ｓＲＧＢ色空間を用いたカラーマネージメントの考え方を用いる方法もある。図８は本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、３０はスキャナ１０の出力を受けて色変換を行なう色変換部であり、色変換部３１（色変換部１）と色変換部３２（色変換部２）を含んでいる。ここでの、色変換部１と色変換部２は、図１に示す色変換部１と色変換部２にそれぞれ対応している。ここでは、色変換部１と色変換部２を一体として考える色変換部３０を構成している。
【００５８】
色変換部１には、図９に示す手法を用い、色変換部２には、色変換部１の出力を受けてｓＲＧＢ規格に合ったＣＲＴで表示した時に正しい色になるように変換する。実際の画像変換時には色変換部１と色変換部２は合成されていてもかまわない。これで変換された画像データは、ｓＲＧＢ色空間なので、電子メディア等にそのまま記録することができる。
【００５９】
ただし、このような構成にした場合には、直接プリントする時に、スキャナからプリンタへ行く経路に色変換が複数存在することになり、複数回の色変換で精度低下につながるか、演算量の増加につながる。もし、色変換部１〜色変換部３を合成する場合には、色変換部１だけを用いる場合と等価になる。この場合、変換手段は一つで、画像データを切り換えて用いる。
【００６０】
上述の実施の形態例で説明した、第１の実施の形態例（図１）、第２の実施の形態例（図７）、第３の実施の形態例（図８）における色変換の内容は、多次元のＬＵＴと補間方法を一つで構成するのが最も簡単であるが、前後に階調変換やマトリクス演算等を付加してもかまわない。
【００６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００６２】
（２）請求項２記載の発明によれば、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
（３）請求項３記載の発明によれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。
【００６３】
（４）請求項４記載の発明によれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
（５）請求項５記載の発明によれば、ＣＭＹ系からＲＧＢ系への変換と、ＲＧＢ系からＣＭＹ系への変換において、これらの変換がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００６４】
（６）請求項６記載の発明によれば、三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値を基にＬＵＴを作成することができる。
（７）請求項７記載の発明によれば、自メディアから他メディアへ、及び他メディアから自メディアへのそれぞれの変換において、相互の関係がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００６５】
（８）請求項８記載の発明によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００６６】
このように、本発明によれば、ネガをスキャナで読み込んだ場合に、プリントされた色とディスプレイに再現された色とがほぼ同じになるような画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。また、ここでは可逆な関係のＬＵＴを用いるが、その計算を正確かつ容易に行なうことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。また、画像データがこのシステムで記録された電子メディアでない場合、最適化された色変換が容易に適用できるようにすることができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】ＬＵＴ作成の説明図である。
【図３】ＣＲＴとプリンタの色特性を示す図である。
【図４】写像の説明図である。
【図５】スムージングの説明図である。
【図６】縮退の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。
【図９】従来システムの概念図である。
【符号の説明】
１０ スキャナ
１１ 色変換部１
１２ 色変換部２
１３ メモリ装置
１４ 色変換部３
１５ プリンタ
【発明の属する技術分野】
本発明はカラー画像処理方法及びカラー画像処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、プリントシステムの開発が進み、フィルムをスキャナで読み取って画像データに変換し、そしてこの画像データを用いて画像処理してプリンタでプリントするシステムが用いられるようになってきている。この種のシステムをミニラボと呼んでいる。この種のシステムは、フィルム（ネガフィルム）が基本になっており、測色的な概念はなく、従来のアナログ写真と同じ考え方で構成することができる。即ち、色素量空間を用いている。
【０００３】
このシステムの実現のために、入力した画像データを階調変換して濃度領域（色素量領域）に変換し、マトリクスや階調を修正して再びプリントする手法が用いられてきている。図９は従来システムの概念である。図に示すシステムは、Ｒ，Ｇ，Ｂ信号をスキャナ信号として入力し、階調変換して再度Ｃ，Ｍ，Ｙプリンタ信号を作り出すものである。
【０００４】
図において、１フィルムをスキャナでスキャンして得られた画像データのうち、レッド（Ｒ）を入力して階調変換する階調変換部、２は同じくスキャナ信号のうちグリーン（Ｇ）を入力して階調変換する階調変換部、３は同じくスキャナ信号のうちブルー（Ｂ）を入力して階調変換する階調変換部である。
【０００５】
４はこれら階調変換部１〜３の出力を受けてマトリクス変換を行なうマトリクス変換部、５は該マトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してシアン（Ｃ）信号を出力する階調変換部、６はマトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してマゼンタ（Ｍ）信号を出力する階調変換部、７はマトリクス変換部４の出力を受けて階調変換してイエロー（Ｙ）信号を出力する階調変換部である。
【０００６】
このように構成されたシステムの動作を説明すれば、以下の通りである。
スキャナ（図示せず）は、ネガフィルム（図示せず）をスキャンしてＲ，Ｇ，Ｂのスキャナ信号を出力する。これらスキャナ信号Ｒ，Ｇ，Ｂは、それぞれの階調変換部１〜３に入り、階調変換され濃度領域（色素量領域）に変換される。変換された画像信号は、マトリクス変換部４に入り、マトリクス変換される。マトリクス変換された信号は、それぞれ階調変換部５〜７に入って階調変換され、プリンタ用のプリンタ信号Ｃ，Ｍ，Ｙとして出力される。プリンタ（図示せず）はこのプリンタ信号に基づいてカラー画像をプリントする。
【０００７】
一方、信号処理の過程で発生したディジタル信号をＣＤ−Ｒ等の電子メディアに書き込み、ディスプレイ上で鑑賞したいという要求がある。ある画像をいったん電子メディアに書き込み、再びその電子メディアからプリントした場合に、ネガフィルムから直接プリントした場合と同じ色再現になるという利点がある。しかしながら、同時にそのディジタル信号はディスプレイに表示された時に正しい色に見える必要がある。Ａ.Ｙｏｄａ ｅｔ ａｌ.,Ｃｏｌｏｒ Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｉｎ Ｆｕｊｉｆｉｌｍ’ｓ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｓｅｒｖｅｒｓ,ＩＳ＆Ｔ’ｓ ＰＩＣＳ Ｃｏｌｏｆｅｒｅｎｃｅ（２００１）では、基準プリンタを中心に色変換することが示されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
色素量を用いた手法では、測色的な基準がないため、ＣＲＴや液晶ディスプレイへの表示等、他のメディアに表示しようとした時には、正しい色再現がされない場合がある。例えば、プリンタへ送付すべき信号をそのままＣＤ−Ｒに記録した場合、ＣＲＴ等の表示ディスプレイにはプリントされた時の色が表示されないという問題がある。
【０００９】
また、記録されたメディアからプリントする場合、例えばｓＲＧＢ規格（ｓｔａｎｄａｒｄ ＲＧＢ規格：ＩＥＣ６１９６６−２−１で規定）のディスプレイに表示した時に、正しい色を示すように記録されていた場合、このシステムを用いた場合のプリントは適切に行われないという問題があった。
【００１０】
前記引用文献の例では、直接プリントの場合でも、プリントスキャナ→基準プリンタ、更に基準プリンタ→プリンタの２度の処理が必要で、かつ可逆な（ＹＭＣＫ→ＲＧＢ）ＬＵＴを作成する方法は、逆の色域マッピングを行なうとのみ記載されている。このため、計算負荷が高く、また、可逆なＬＵＴの作成には、いちいち均等色空間への変換と、その中での色域マッピングを必要としていた。
【００１１】
本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、ネガをスキャナで読み込んだ場合に、プリントされた色とディスプレイに再現された色とがほぼ同じになるような画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的としている。また、ここでは可逆な関係のＬＵＴを用いるが、その計算を正確かつ容易に行なうことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することを目的としている。また、画像データがこのシステムで記録された電子メディアでない場合、最適化された色変換が容易に適用できるようにすることができる画像処理方法及び画像処理装置を提供すること目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
（１）請求項１記載の発明は、入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換工程と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像出力手段で第１の画像を出力する第１の画像出力工程と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換工程と、前記第２の画像データを記憶するメモリ記憶工程と、前記第２の画像データに基づいて第２の画像出力手段で第２の画像を出力する第２の画像出力工程と、前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換工程と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で第３の画像を出力する第３の画像出力工程と、を有し、前記第２の色変換工程は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、前記第３の色変換工程は、前記第２の色変換工程とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の画像と、前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とする。
【００１３】
このように構成すれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００１４】
（２）請求項２記載の発明は、前記入力画像データは、写真媒体をスキャンしてディジタル信号を得るスキャナから得られたものであることを特徴とする。
このように構成すれば、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
【００１５】
（３）請求項３記載の発明は、前記メモリ記憶工程のメモリから読み出された画像データから自装置用のデータに色変換する場合において、前記第２の色変換工程に相当する色変換で変換されたかどうかを調べ、該当しない場合には別の色変換方法を選択することを特徴とする。
【００１６】
このように構成すれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。
（４）請求項４記載の発明は、前記可逆な関係を持つ色変換方法を作成する方法において、何れか片方を多次元ＬＵＴとして作成し、そのＬＵＴに基づいて他方のＬＵＴを作成することを特徴とする。
【００１７】
ここで、多次元ＬＵＴとは、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ（この場合は４次元）等の次元の多いＬＵＴを意味する。ここでは、特にＬＵＴの次元がいくつであるかにはこだわらない。
【００１８】
このように構成すれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
（５）請求項５記載の発明は、前記第２の色変換工程はＣＭＹ系からＲＧＢ系へ色変換するものであり、前記第３の色変換工程は、ＲＧＢ系からＣＭＹ系へ色変換するものであることを特徴とする。
【００１９】
このように構成すれば、ＣＭＹ系からＲＧＢ系への変換と、ＲＧＢ系からＣＭＹ系への変換において、これらの変換がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００２０】
（６）請求項６記載の発明は、前記色変換におけるＬＵＴの作成は、ＣＭＹを用いてプリンタでプリントした時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値と、ＲＧＢを用いてディスプレイに表示した時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値がほぼ等しくなるように作成するものであることを特徴とする。
【００２１】
このように構成すれば、三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値を基にＬＵＴを作成することができる。
（７）請求項７記載の発明は、前記第１の色変換工程の画像出力手段はプリンタであり、前記第２の色変換工程の画像出力手段はディスプレイであることを特徴とする。
【００２２】
このように構成すれば、自メディアから他メディアへ、及び他メディアから自メディアへのそれぞれの変換において、相互の関係がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００２３】
（８）請求項８記載の発明は、入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換手段と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像を出力する第１の画像出力手段と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換手段と、
前記第２の画像データを記憶するメモリ手段と、
前記第２の画像データに基づいて第２の画像を出力する第２の画像出力手段と、
前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換手段と、を有し、
前記第２の色変換手段は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、
前記第３の色変換手段は、前記第２の色変換手段とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の画像と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で出力された前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とする。
【００２４】
このように構成すれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を詳細に説明する。図１は本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図である。図において、１０は原稿又はフィルム等をスキャンしてディジタル画像データを得るスキャナである。該スキャナ１０からはカラー画像データとしてＲ，Ｇ，Ｂが出力される。１１は該スキャナ１０からのＲ，Ｇ，Ｂデータを入力して色変換を行なう第１の色変換部（以下色変換部１と呼ぶ）である。該色変換部１は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータを例えばＣ，Ｍ，Ｙデータに変換する。
【００２６】
１２は色変換部１の出力を色変換する第２の色変換部（以下色変換部２と呼ぶ）、１３は色変換部２の出力を記憶するメモリ装置である。該メモリ装置１３としては、例えばハードディスク装置が用いられる。メモリ装置１３の出力は、例えば表示装置に送られる。また、外部からの未知画像データが入力され、メモリ装置１３に記憶される。
【００２７】
１４はメモリ装置１３から読み出された画像データを色変換する第３の色変換部（以下色変換部３と呼ぶ）である。１５は色変換部１又は色変換部３の出力である画像データを受けてプリントするプリンタである。このように構成された装置の動作を説明すれば、以下の通りである。
【００２８】
スキャナ１０はフィルム又は原稿等をスキャンしてディジタル画像信号（フィルムスキャナ信号）を出力する。このフィルムスキャナ信号は、続く色変換部１に入る。該色変換部１は、フィルムの種類その他に応じて濃度、カラーバランス等を調整し、プリンタに適当な色空間（色素量又はその階調変換された色空間）で出力される。
【００２９】
ここで、フィルムの種類その他とは、白黒／ネガ／リバーサブルの区別、フィルムの銘柄、現像状態、オレンジベース濃度（ネガの場合）等をいう。このような情報を利用するのは、フィルムはその種類によって特性が大きく異なるためである。これらを全て自動処理するワンチャネル処理する場合もある。ここで、ワンチャネル処理とは、処理部分をブラックボックスと考え、如何なる種類のソースを入力しても、そのブラックボックス内で一括して処理できることをいう。
【００３０】
ここで、色変換部１で色変換処理された信号は、プリンタ１５に送られ、プリントアウトされる。この時のプリントの目標値は、当該ネガフィルムを直接プリントした色か、又は同時に撮影したリバーサル色が適当である。何れにしても、写真調に仕上げる。
【００３１】
この色変換部１の構成は、図９に示すものと同じである。先ず、スキャナ信号は階調変換部１〜３で対数軸に変換される。そして、この出力は、同じ階調変換部１により、バイアスやゲインがコントロールされる。この階調変換部１〜３の出力を続くマトリクス変換部４で線形変換し、更に階調変換部５〜７で階調変換した後、プリンタ１５に伝達する。
【００３２】
ここで、色変換部１の出力である画像データをＣＤ−Ｒ等のメモリ装置に書き込む。しかしながら、ここでそのまま書き込まれると、画像データは保存されるものの、記録された画像データを使用者がそのままＣＲＴ等の表示装置に表示すると、見かけの色がプリント出力とは合わなくなる。その理由は、プリンタの特性と、表示装置の色彩特性が異なるためである。
【００３３】
そこで、色変換部２で示される３次元ＬＵＴ補間手段を用いて、このデータを表示装置に合わせて変更する。３次元ＬＵＴ補間装置の例は、特開昭５３−１２３２０１号に示されている。ここで、示されている技術は概略以下の通りである。単位直方体の色空間を４面より構成される４面体に分割する。そして、目的とする色座標は、何れかの４面体のなかに必ず含まれる。そこで、４面体の内部に目的とする色座標が存在する場合には、４面体の頂点を構成する座標値を用いて４面体内部に存在する色座標を補間するものである。
（ＬＵＴの作成）
本発明で用いる色変換用のＬＵＴの作成は、以下のようにして行なう。ＬＵＴの目標色は、プリンタ出力である。また、ＬＵＴの再現色は表示装置出力である。即ち、プリンタ１５でプリントされた色と、表示装置（図示せず）に表示された表示色が同じになることが必要である。プリンタのキャラクタライゼーション（特性決定）では、プリンタ入力であるＣＭＹを各色で５段階に分割した５×５×５の組み合わせをプリントアウトして、その色票を測色する。色票を測色するとは、色票の三刺激値（Ｘ,Ｙ,Ｚ）を求めることである。三刺激値とは、人間の眼の分光感度と等価な分光感度をいう。また、表示装置については、代表的なＣＲＴの平均的な特性である前述したｓＲＧＢを用いる。
【００３４】
図２はＬＵＴ作成の説明図である。図において、２０はＣ,Ｍ,Ｙデータを入力して記録紙にプリントするプリンタである。該プリンタ２０によりプリントされた画像の三刺激値がＸ,Ｙ,Ｚであるものとする。一方、２１はＲ，Ｇ，Ｂデータを入力して画面に表示するＣＲＴである。このＣＲＴの三刺激値がＸ’,Ｙ’,Ｚ’であるものとする。この三刺激値Ｘ,Ｙ,ＺとＸ’,Ｙ’,Ｚ’が同一値をとると、人間の眼にはプリンタ２０でプリントされた色とＣＲＴ２１に表示された色が同じ色として見える。
【００３５】
ここで、ＣＲＴ２１の三刺激値がＸ,Ｙ,Ｚとなったものとする。三刺激値がＸ,Ｙ,ＺとなるためのＲ，Ｇ，Ｂの入力データの値が分かれば、Ｃ,Ｍ,Ｙの値とＲ，Ｇ，Ｂの値とが対応付けられることになる。ＣＲＴ２１は、Ｒ，Ｇ，Ｂデータを受けてＸ,Ｙ,Ｚを出力するために内部に関数ｆｘ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ｆｙ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）、ｆｚ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を持っているものと考えることができる。すると、これら関数の逆数をとることにより、Ｘ,Ｙ,Ｚを出力するためのＲ，Ｇ，Ｂの入力値が逆演算により求まることになる。
【００３６】
以上の演算処理により、Ｃ,Ｍ,Ｙと同じ三刺激値をとるＲ，Ｇ，Ｂのデータが求まったことになる。そこで、全てのＣ,Ｍ,ＹとＲ，Ｇ，Ｂの対応関係をテーブル化すると、色変換用のＬＵＴ、ここでは色変換部２のＬＵＴ（ＬＵＴ２）が求まる。ここで、Ｘ，Ｙ，Ｚの代わりに、均等色空間（例えばＬ*ｕ*ｖ*）を用いてもかまわない。
【００３７】
この色変換ＬＵＴ２を作成する上で問題となるのは、色域の違いである。図３はＣＲＴとプリンタの色特性を示す図である。横軸は彩度、縦軸は明度である。明度軸（グレー軸）は大きな値をとるほど明るく、彩度軸は大きな値をとるほど彩やかになる。ｆ１はＣＲＴの特性を、ｆ２はプリンタの特性を示している。双方の特性が同一でない領域が共に存在することが分かる。
【００３８】
プリンタ色を目標にしてｓＲＧＢに再現する場合、特にマゼンタ、シアンのシャドー付近でプリンタの方が色域が広い。このため、プリンタの色域を圧縮する必要がある。また、逆にハイライト付近ではｓＲＧＢの方が色域が広いため、普通に色域マッピングすると、全色域を使いきれない。そこで、このような部分はプリンタの色域を拡張して整合させる。
【００３９】
このようにすることで、色域を全て使いきるようなＬＵＴを作ることができる。これにより、プリンタ→ｓＲＧＢデバイスリンクＬＵＴができる。この時の格子点は、例えば３３×３３×３３になるが、１６×１６×１６でもよい（この場合には２５５を余りなく割り切れる。割り切れるということは誤差が小さくなることを示す。）。
【００４０】
色域の圧縮の方法には種々の方法がある。例えば、「[改訂]写真工学の基礎,コロナ社（１９９８）６４９〜６５１ページ」に詳しく記載されている。代表的には、色域表面の彩度に応じて、拡張・縮小して対応付けする。
【００４１】
この実施の形態例では、色変換部３でも上述の３次元ＬＵＴ補間手段を用いる。ここでのＬＵＴは、色変換部２のＬＵＴに基づいて以下のように計算して求める。先ず、ＬＵＴ２（色変換部２内のＬＵＴのこと）の出力値から逆演算する。ＬＵＴ２の出力が０〜２５５なので、これを３３段階に分割すると、０,８,１６,……,２３２,２４０,２４８,２５５となる。このＲＧＢ色毎に３３段階の値を組み合わせ、この値をｒｇｂとした時に、ＬＵＴ２の出力でＲＧＢを囲む４点を見つける。
ここで、ＲＧＢを囲む点が４点であるのは、３次元の最も単純な組み合わせが三角錐であり、この三角錐の頂点が４個あり、この三角錐の内部に目的の点が存在することを考慮している。この４点を用いて、ＬＵＴ２の入力値を計算する。
【００４２】
すると、計算された入力値は０〜３２の間の値になるので、これを２５５／８で正規化した値が、目標ｒｇｂに対するｃｍｙ値であり、ＬＵＴ３（色変換部３内のＬＵＴのこと）の入力の組み合わせの一つに対する答となる。これを３３×３３×３３の全ての組み合わせで計算することにより、ＬＵＴ２と反対の関係を持つＬＵＴ３を持つＬＵＴを計算することができる。
【００４３】
この手法は、Ｐｏ−Ｃｈｉｅｈ Ｈｕｎｇ,ｃｏｌｏｒｉｍｅｔｒｉｃ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ ｉｍａｇｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ ｕｓｉｎｇ ａ ｌｏｏｋ−ｕｐ−ｔａｂｌｅ ｍｏｄｅｌａｎｄ ｉｎｔｅｒｐｏｌａｔｉｏｎｓ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｉｍａｇｉｎｇ，２（１），５３−６１（１９９３）に示されているものと同じ方法を利用することができる。このようにして、色変換部３のＬＵＴ（ＬＵＴ３）を作成することができる。
【００４４】
もし、上の組み合わせが見つからない場合（例えば３次元において４点で囲むデータが存在しない場合）には、最近傍の点に写像してもよく、上述の文献のように色立体の概中心に向かう直線と色域の交点に写像してもよい。図４は２次元における写像の説明図である。点Ａのように目標点が格子点で囲まれた領域の外に存在する場合がある。そこで、この場合には、点Ａを基も近傍の点に写像して点Ａのデータを取り込むようにする。ここでは、３次元の場合について説明するが、２次元の場合と同様な問題が生じるので、３次元についても写像の問題が発生する。
【００４５】
このようにして計算したＬＵＴ３は、任意の画像データをＬＵＴ２による変換後、ＬＵＴ３により変換すると元のデータと、補間誤差を除き、ほぼ同一になるという可逆な関係になる。なお、この計算に収束演算（特許第２５２８４６３号に記載されている）を用いることもできるが、計算時間が長くなる。
【００４６】
上述した説明で求めたＬＵＴ３の値が誤差を持つ場合は、前述のように指定点が見つからず、全色域が使用されるように対応付けされていない場合である。
この実施の形態例では、ＬＵＴ２を計算してから、その逆になるＬＵＴ３を計算する場合について説明した。しかしながら、ｓＲＧＢ→プリンタのためのＬＵＴ３を先ず計算してから、ＬＵＴ２を上述の逆演算で求めてもよい。ｓＲＧＢ→プリントの系は、ディジタルカメラからプリントする場合のＬＵＴとして頻繁に使用されるため、こちらのマッピング方法を優先させるためには、先ずＬＵＴ３を作成するのが望ましい（逆に、フィルムスキャナからＣＲＴ表示する場合が多い時には、ＬＵＴ２の作成を優先させるのが望ましい）。
【００４７】
このように、本発明の実施の形態例によれば、可逆な関係を持つ色変換方法を作成する場合において、何れか一方を多次元ＬＵＴとして作成し、そのＬＵＴに基づいて他方のＬＵＴを作成することができる。このようにすれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
【００４８】
上述したように、本発明の実施の形態例によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する場合には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００４９】
また、本発明の実施の形態例によれば、画像入力装置としてスキャナ１０を用いることにより、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
（色域が使われない場合、又はより最適化する手法）
上述の説明で作成したＬＵＴ（ＬＵＴ２、ＬＵＴ３）では、色域マッピングがいびつな色域境界に依存するため、階調性が乱れるという問題が起きる場合がある。このような不具合の発生を回避するためには、できあがったＬＵＴに対してスムージングをかける方法がある。ここでいうスムージングとは、注目画素に対して、それを含む周囲２７点の平均をとり、注目点の値に置き換える作業をいう。
【００５０】
図５はスムージングの説明図である。目的とする点（図中●で示す）を含む平面に９個のデータがあり、その上部に９個のデータ、その下部に９個のデータがあるため、目的とする点のスムージングは、２７点の平均をとることになる。ただし、境界付近で外側に周囲の点が存在しない場合には、その方向のデータは採用しない。例えば、境界面に注目点がある場合には、９点の平均をとり、境界辺に注目点がある場合には３点の平均をとり、境界の角に注目点がある場合には平均処理を行わず、その値を用いる。
【００５１】
このようにすると、原色点（色域境界の角の点）では縮退は発生しないものの、色域境界面の値によっては平均化処理により色域が縮退してしまう場合がある。図６は縮退の説明図である。１次元の場合について示す。図のｆ２のような特性をスムージングすると、ｆ１に示すような特性となる。この場合、ｆ２の特性が図中矢印で示す分だけ縮退したものとなる。３次元についても同様の縮退が発生する。この量が少ない場合には無視してもよい。
【００５２】
もし、電子メディアに記録されていたデータをプリントする時、これがＬＵＴ２を用いて変換された場合には、ＬＵＴ３で色変換してプリンタ１５でプリントする。しかしながら、電子メディアに記録されていたデータが他の画像入力装置（例えばディジタルカメラやコンピュータグラフィクス）で記録されていた場合には、上述した色域マッピングではなく、異なる色域マッピングにより作成されたＬＵＴ（ＬＵＴ３に対応するという意味でＬＵＴ３ｒと呼ぶ）を用いる。
【００５３】
ＬＵＴ３ｒは、予めｓＲＧＢからプリントする場合で、より代表的な画像データ源に最適化されたものを作成する。この最適化は、色域マッピング部分を調整することにより行なう。ＬＵＴ２で書かれたか否かの判断は、ＬＵＴ２で使用されない色域があれば、それをチェックする。又は、メディア書き込み時点で入力手段の判断フラグも書き込み、それの有無で判断することができる。典型的には、このシステムでの書き込みフラグがあれば、（ＬＵＴ３）可逆的なＬＵＴを用いて、別途最適化されたＬＵＴ３ｒを用いる。このようにすれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。なければ、別途最適化されたＬＵＴ３ｒを用いる。
【００５４】
前述した色変換部２、色変換部３は、ＬＵＴ補間方法が最も望ましいが、マトリクスや階調変換、又は好ましい色変換を行なうＬＵＴ等と組み合わせてもよい。
【００５５】
図７は本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。この実施の形態例は、色変換部１の出力を色変換する色変換部１６（以下色変換部４と呼ぶ）を設け、この色変換部４の出力で別のプリンタ１７によりプリントを行なうようにしたものである。
【００５６】
プリンタとして、インクジェットプリンタのような４色の出力（又は、特色プリンタのようにより多くの色数を持つもの）の場合には、図７に示すような構成にして、色変換部４は元にあるプリンタ１５の色再現を目標にして作成することができる。この場合、元のプリンタ１５の色域よりも広い色域が用いられることが多い。このため、色域マッピングはほぼ拡大することになる。又は、元のプリンタ１５の特性として、色域の広いリバーサルフィルムライタ（フィルムの等価物、フィルムよりも色域が広い）を仮定しておくのもよい。
【００５７】
また、別の構成例として、ｓＲＧＢ色空間を用いたカラーマネージメントの考え方を用いる方法もある。図８は本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。図１と同一のものは、同一の符号を付して示す。図において、３０はスキャナ１０の出力を受けて色変換を行なう色変換部であり、色変換部３１（色変換部１）と色変換部３２（色変換部２）を含んでいる。ここでの、色変換部１と色変換部２は、図１に示す色変換部１と色変換部２にそれぞれ対応している。ここでは、色変換部１と色変換部２を一体として考える色変換部３０を構成している。
【００５８】
色変換部１には、図９に示す手法を用い、色変換部２には、色変換部１の出力を受けてｓＲＧＢ規格に合ったＣＲＴで表示した時に正しい色になるように変換する。実際の画像変換時には色変換部１と色変換部２は合成されていてもかまわない。これで変換された画像データは、ｓＲＧＢ色空間なので、電子メディア等にそのまま記録することができる。
【００５９】
ただし、このような構成にした場合には、直接プリントする時に、スキャナからプリンタへ行く経路に色変換が複数存在することになり、複数回の色変換で精度低下につながるか、演算量の増加につながる。もし、色変換部１〜色変換部３を合成する場合には、色変換部１だけを用いる場合と等価になる。この場合、変換手段は一つで、画像データを切り換えて用いる。
【００６０】
上述の実施の形態例で説明した、第１の実施の形態例（図１）、第２の実施の形態例（図７）、第３の実施の形態例（図８）における色変換の内容は、多次元のＬＵＴと補間方法を一つで構成するのが最も簡単であるが、前後に階調変換やマトリクス演算等を付加してもかまわない。
【００６１】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明によれば、以下の効果が得られる。
（１）請求項１記載の発明によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００６２】
（２）請求項２記載の発明によれば、写真調の色再現を行なう場合に、他メディアとのやりとりが容易になる。
（３）請求項３記載の発明によれば、最適化されたＬＵＴを自動的に利用することができるため、操作性の容易なプリンタを実現することができる。
【００６３】
（４）請求項４記載の発明によれば、計算が単純化され、また復元精度も高くなる。
（５）請求項５記載の発明によれば、ＣＭＹ系からＲＧＢ系への変換と、ＲＧＢ系からＣＭＹ系への変換において、これらの変換がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００６４】
（６）請求項６記載の発明によれば、三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値を基にＬＵＴを作成することができる。
（７）請求項７記載の発明によれば、自メディアから他メディアへ、及び他メディアから自メディアへのそれぞれの変換において、相互の関係がほぼ可逆な関係になるようにすることができる。
【００６５】
（８）請求項８記載の発明によれば、画像を直接出力装置用に変換する場合には最小限の色変換で済み、かつ、他のメディアで出力してＣＲＴ等で表示する時には、ほぼプリンタと似た色で再現でき、その電子メディアに書き込まれた画像をプリントする場合には、画像を直接プリントする場合と同等の色再現となり、安定した色再現が可能となる。
【００６６】
このように、本発明によれば、ネガをスキャナで読み込んだ場合に、プリントされた色とディスプレイに再現された色とがほぼ同じになるような画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。また、ここでは可逆な関係のＬＵＴを用いるが、その計算を正確かつ容易に行なうことができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。また、画像データがこのシステムで記録された電子メディアでない場合、最適化された色変換が容易に適用できるようにすることができる画像処理方法及び画像処理装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態例を示すブロック図である。
【図２】ＬＵＴ作成の説明図である。
【図３】ＣＲＴとプリンタの色特性を示す図である。
【図４】写像の説明図である。
【図５】スムージングの説明図である。
【図６】縮退の説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態例を示すブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態例を示すブロック図である。
【図９】従来システムの概念図である。
【符号の説明】
１０ スキャナ
１１ 色変換部１
１２ 色変換部２
１３ メモリ装置
１４ 色変換部３
１５ プリンタ
Claims (8)
- 入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換工程と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像出力手段で第１の画像を出力する第１の画像出力工程と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換工程と、
前記第２の画像データを記憶するメモリ記憶工程と、
前記第２の画像データに基づいて第２の画像出力手段で第２の画像を出力する第２の画像出力工程と、
前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換工程と、
前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で第３の画像を出力する第３の画像出力工程と、
を有し、
前記第２の色変換工程は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、
前記第３の色変換工程は、前記第２の色変換工程とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の画像と、前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ記憶工程で記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とするカラー画像処理方法。 - 前記入力画像データは、写真媒体をスキャンしてディジタル信号を得るスキャナから得られたものであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 前記メモリ記憶工程のメモリから読み出された画像データから自装置用のデータに色変換する場合において、前記第２の色変換工程に相当する色変換で変換されたかどうかを調べ、該当しない場合には別の色変換方法を選択することを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 前記可逆な関係を持つ色変換方法を作成する方法において、何れか片方を多次元ＬＵＴとして作成し、そのＬＵＴに基づいて他方のＬＵＴを作成することを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 前記第２の色変換工程はＣＭＹ系からＲＧＢ系へ色変換するものであり、前記第３の色変換工程は、ＲＧＢ系からＣＭＹ系へ色変換するものであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 前記色変換におけるＬＵＴの作成は、ＣＭＹを用いてプリンタでプリントした時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値と、ＲＧＢを用いてディスプレイに表示した時の三刺激値乃至は三刺激値から派生した色彩値がほぼ等しくなるように作成するものであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 前記第１の色変換工程の画像出力手段はプリンタであり、前記第２の色変換工程の画像出力手段はディスプレイであることを特徴とする請求項１記載のカラー画像処理方法。
- 入力された画像データを第１の画像データに色変換する第１の色変換手段と、
前記第１の画像データに基づいて第１の画像を出力する第１の画像出力手段と、
前記第１の画像データを第２の画像データに色変換する第２の色変換手段と、
前記第２の画像データを記憶するメモリ手段と、
前記第２の画像データに基づいて第２の画像を出力する第２の画像出力手段と、
前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを第３の画像データに色変換する第３の色変換手段と、を有し、
前記第２の色変換手段は、前記第１の画像と前記第２の画像がほぼ同じになるような色変換を行ない、
前記第３の色変換手段は、前記第２の色変換手段とほぼ可逆な関係にあり、前記第２の 画像と、前記第３の画像データに基づいて前記第１の画像出力手段で出力された前記第３の画像とがほぼ同じになるように、前記メモリ手段に記憶された前記第２の画像データを前記第３の画像データに色変換することを特徴とするカラー画像処理装置。
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