JP4137393B2 - 画像処理装置、画像処理方法、色変換テーブル作成方法及び記録媒体 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、色変換テーブル作成方法及び記録媒体、より詳細には、入力装置の色再現範囲と出力装置の色再現範囲が異なる場合に、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に変換する色再現処理装置に関し、例えば、カラーファクシミリ、カラープリンタ、カラー複写機といったカラー画像出力装置や、該装置で使用する色変換パラメータを生成するソフトウェアに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば、CRTディスプレイ、スキャナ、プリンタといった異なる特性を持つ画像入出力デバイスを用いたプリンティングシステム等の画像データを扱うシステムを構成した場合、それぞれのデバイス間の色再現範囲(以下、ガマットという)の違いが、異なるデバイス間での色変換処理を行う際に問題となっている。
【0003】
上述の問題を解決するために、明度、彩度、色相を軸とする3次元空間上で出力デバイスが再現できない色を再現可能な色にマッピングする技術(以下、ガマット圧縮という)が知られており、いくつかの方式が提案されている。
【0004】
従来の色再現処理の技術に関して、例えば、特開平10−84487号公報(画像処理装置及び方法)に記載された、入力された色信号の中で出力デバイスで再現できない色については、出力デバイスで再現できる色の中で明度差,彩度差,色相差の重みを変えて計算した色差が最小となる色で再現するという技術が知られている。また、特開平9−168097号公報(色信号変換装置)及び特開平9−18727号公報(色再現装置)に記載された、無彩色軸上や入力された色信号と同じ色相の彩度軸上に投影目標点を設定し、出力デバイスのガマット外の色を色相一定にして出力デバイスのガマット内に圧縮写像するという技術が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開平10−84487号公報で提案された方式では、色再現範囲の形状に応じて最も色差の少ない方向に写像方向が切り替わり、色再現処理前後の色変わりが少ないという特徴を持っている。しかしながら、この方式では、写像方向が出力系の色再現範囲の形状に依存していて、写像方向の連続性が保たれない場合が生じる。このような場合には、連続的に変化する入力色が、色再現処理によって不連続な写像方向先の色に写像されるため、階調の潰れや飛びといった画質の劣化を生じる。
【0006】
また、特開平9−168097号公報及び特開平9−18727号公報で提案された方式では、色相を保ったまま変換することにより連続性に優れたガマット圧縮が行われる。しかし、色相を保とうとする反面、本来色差が小さい色が存在するにもかかわらず、色差の大きな色にマッピングされてしまう場合があり、彩度不足などが目立ちやすいという問題があった。
【0007】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず色変わりが目立たずかつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを高精度に行うこと、特定の色相に出力色信号が集中しないように出力色信号の色相を制御すること、入力色信号に対する出力色信号の色相を決定する際に用いる基準色信号を高速に決定すること、基準色信号に対する対応色を高速に決定すること、入力色信号ごとに基準色信号を計算しなくても色変わりが目立たずかつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるように色域マッピングを行うこと、色域マッピングを組み込んだ色変換テーブルを提供すること、を目的としてなされたものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手段とを有し、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【0009】
請求項2の発明は、請求項1の発明について、前記第2の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴としたものである。
【0011】
請求項3の発明は、請求項1または2の発明について、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段を有することを特徴としたものである。
【0013】
請求項4の発明は、請求項1または2の発明について、前記第1の色再現範囲における所定の色相間隔で前記最大彩度色を求め、色相と最大彩度色の対応関係をテーブルに記述する手段と、該テーブルを読み込んで入力色信号の色相と隣接する色相に対応する複数の最大彩度色を決定する手段とを有し、該複数の最大彩度色を補間して前記基準色信号を求めることを特徴としたものである。
【0014】
請求項5の発明は、請求項1または2の発明について、前記第2の色再現範囲へのマッピングはカラーアピアランスモデルに基づく表色系において行うことを特徴としたものである。
【0015】
請求項6の発明は、請求項2の発明について、前記基準色信号の色相と前記画像出力装置の1次色及び2次色で表される6色の色相との大小比較を行う手段と、該大小比較した比較結果に基づいて対応色の探索範囲を決定する手段とを有することを特徴としたものである。
【0017】
請求項7の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手段と、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段とを有し、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【0018】
請求項8の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理方法において、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求め、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【0019】
請求項9の発明は、請求項8の発明について、前記第2の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴としたものである。
【0021】
請求項10の発明は、請求項8または9の発明について、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求めることを特徴としたものである。
【0025】
請求項11の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換する色変換テーブル作成方法において、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求め、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換し、その変換結果を用いて色変換用の3次元ルックアップテーブルを作成することを特徴としたものである。
【0027】
請求項12の発明は、請求項11に記載の色変換テーブル作成方法により作成された色変換テーブルを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【0028】
請求項13の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手順と、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングする手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【0030】
請求項14の発明は、第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手順と、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換する手順と、その変換結果を用いて色変換用の3次元ルックアップテーブルを作成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【0032】
【発明の実施の形態】
(実施例1)色相を歪めてガマットマッピングを行う基本的な手法
1.画像処理システムの全体構成
図1は、本発明に係る画像処理システムの構成例を示すブロック図で、図中、10は、コンピュータ、11は、ディスプレイ、12は、画像出力装置、13、14は、色空間変換部、20は、ガマット変換処理部である。図1に示す画像処理システムは、コンピュータ10、コンピュータに接続されたディスプレイ11と画像出力装置12、コンピュータから供給されるデバイス固有の色信号(RGB信号)をガマット変換処理部20で採用するデバイス・インディペンデントな色信号に変換するための色空間変換部13、ガマット変換処理部20の出力結果を画像出力装置12固有の色信号(CMY信号やCMYK信号など)に変換するための色空間変換部14、ガマット変換処理部20を有している。画像出力装置12は、画像データをプリントアウトするための出力装置であって、例えば、カラープリンタやカラーファクシミリといった画像形成装置を用いることができる。
【0033】
2.画像処理システムの動作
まず、コンピュータ10は、コンピュータ内部の画像データを画像出力装置12を用いてプリントアウトするために画像データを出力する。この画像データは、通常ディスプレイで表示するためにR(赤)、G(緑)、B(青)の色成分からなる色信号である。コンピュータ10が送信したRGB信号は、色空間変換部13へ送信され、ガマット変換処理部20で採用する色信号に変換される。ガマット変換処理部20で採用する色信号は、CIEで標準化されているLCH信号のように明度、彩度、色相に相当する色成分を有する色信号であれば何でもかまわないが、人間の視覚特性をより正確に反映したCIECAM97sなどのカラーアピアランスモデルを用いるのが望ましい。そこで、色空間変換部13では、入力RGB信号をCIECAM97sの明度J、彩度C、色相Hに準ずる色信号Pi(j,c,h)へ変換し出力する。
【0034】
上述のPi(j,c,h)信号は、RGB色信号から生成された色信号であるため、そのままでは画像出力装置12が再現できないような色信号が含まれている。そこで、ガマット変換処理部20では、後述する手段を用いてPi(j,c,h)を画像出力装置12が再現可能な色信号Po(j′,c′,h′)に変換する。色空間変換部14では、ガマット変換処理部20から出力されたPo(j′,c′,h′)をCMY信号やCMYK信号などの画像出力装置12が処理可能な色信号に変換してコンピュータ10へ送信する。以上の処理によって変換された色信号を画像出力装置12に送信することによりプリント出力が行われる。
【0035】
なお、図1に示す構成例では、色空間変換処理及びガマット変換処理を、コンピュータ10,画像出力装置12とは別個の装置で行うものとして設けられているが、コンピュータ10内に実装されても良いし、あるいは画像出力装置12内に実装されても良い。
【0036】
また、前述の処理は、ソフトウエアで実現することも可能であり、例えば、コンピュータ10内のプログラムとして存在するプリンタドライバで機能を実現することもできる。
【0037】
3.ガマット変換処理部20の全体構成
図2は、本発明が適用されるガマット変換処理部20の構成例を示すブロック図で、図中、ガマット変換処理部20は、基準色信号計算部21、対応色決定部22、出力色相決定部23、入力デバイスのガマットデータ25、出力デバイスのガマットデータ26、マッピング処理部24から構成されている。
【0038】
4.ガマット変換処理部20の動作
まず、色空間変換部13から送信された入力色信号Pi(j,c,h)は基準色信号計算部21に入力される。基準色信号計算部21では、入力デバイスのガマットデータ25を参照しながら入力色信号Pi(j,c,h)に対応する基準色信号T(jt,ct,ht)を算出する。本発明では、基準色信号Tに入力色信号Piと色相が一致した色信号を用いるため、ht=hとなる。次に、基準色信号計算部21により基準色信号Tが出力されると、対応色決定部22では出力デバイスのガマットデータ26を参照しながら、基準色信号Tに対応する出力デバイスの色再現範囲内の色信号M(jm,cm,hm)を計算する。そして、出力色相決定部23において、対応色決定部22で求めた対応色信号Mに基づいて出力色信号Po(j′,c′,h′)の色相h′を決定する。最後に、h′が求まると、マッピング処理部24において、出力デバイスのガマット・データ26を参照しながら、出力色信号Poのj′,c′成分を計算し、色空間変換部14へ出力する。
【0039】
5.ガマット変換処理部20を構成する各部の詳細説明
(1)基準色信号計算部21
基準色信号計算部21では、入力デバイスのガマットデータに関する情報を入力デバイスのガマットデータ25より読み出しながら基準色信号Tを計算する。図3は、基準色信号Tの一例を説明する図で、図中、30は、入力デバイスのガマット、40は、出力デバイスのガマットである。図3は、入力色信号Piが属する色相面における入力デバイスのガマット30と出力デバイスのガマット40の関係を図示したもので、入力デバイスのガマット30と出力デバイスのガマット40は一致しておらず、入力色信号の中には出力デバイスで再現できないような色が多く存在する。このような色を色相一定で出力デバイスのガマット40にマッピングすると、特に入力デバイスのガマット30に含まれる色のうち彩度が最大になるような点(=最大彩度色)においてマッピング前後の色変わり(図中、T点→To点)が目立ちやすいという傾向がある。従って、このような色変わりの目立ちやすい最大彩度色(図中、T点に相当)をできるだけ色変わりの目立たない色にマッピングすることによりイメージ全体としても色変わりの目立たない色再現が可能になる。
【0040】
そこで、本発明では入力色信号Piが与えられると、その同一色相上の最大彩度色Tの色変わりが小さくなるようにガマット変換処理することを考慮し、最大彩度色Tを入力色信号Piの基準色信号とするようにしている。
具体的な手段としては、予め入力デバイスのガマットデータ25に色相ごとの基準色信号を記述しておき、基準色信号の算出の際に、入力色信号Piの色相hに対応する基準色信号Tを読み出せばよい。色相hに対応する基準色信号が入力デバイスのガマットデータ25に含まれない場合には、色相h近傍のデータを読み出して補間演算を行うことにより近似的に計算することができる。
【0041】
(2)入力デバイスのガマットデータ25
図4は、色相Hごとの基準色信号Tを記述したデータテーブルの一例を示す図である。入力デバイスのガマットデータ25は、図4に示すような色相Hごとの基準色信号Tを記述したデータテーブルであり、予めデータを作成しておきRAMなどのメモリに記憶させておく。図4に示すデータテーブルの例では、色相角5°ごとの基準色信号データを表しているが、ステップ幅はもっと細かくても良いし、もっと粗くてもかまわない。また、ステップ幅は均等である必要性はなく、ばらついていてもかまわない。
【0042】
例えば、入力色信号の色相h=5°の場合には、基準色信号T(jt,ct,ht)=(92,83,5)となる。また、色相h=8°の場合には、対応する色相がデータテーブルにないので補間演算を行って基準色信号Tを求める。補間演算の計算式を下記の式(1)に示す。
これより、色相h=8°の場合、基準色信号T(jt,ct,ht)=(93.2,84.2,8)と計算される。
【0043】
図5は、RGB空間上における最高彩度色の軌跡の一例を示す図である。前述のガマットデータの作成方法について入力色信号RGBがsRGB信号の場合を例にとり説明する。前述した最大彩度色Tは、図5に示す太線で示すような赤−マゼンタ−青−シアン−緑−イエロー−赤を結ぶ軌跡上に存在する。例えば、点SのRGB値は、(255,0,128)で与えられる。このように軌跡上の点は、R成分、G成分、B成分のうち1つの色成分が0で、もうひとつの色成分が255、残りの成分が0〜255で表されるような色信号である。この軌跡上の各RGB信号に対するJCHを順次計算してテーブルを構築する。RGB信号からJCH信号の変換は、IEC 61966−2−1で標準化されている変換式に従ってRGB→XYZ変換を行った後、CIE TC8−01で標準化されているXYZ→JCH変換式を用いることにより実行できる。また、入力デバイスのRGB信号特性がsRGB信号以外の場合には、それぞれの色特性に合わせて色変換を行う。以上の計算を行うことにより、最大彩度色のJCH値が求まるためこれを入力デバイスのガマットデータ25に記述する。
【0044】
(3)対応色決定部22
図6は、基準色信号Tと対応色Mとの対応関係の一例を説明する図で、図中、41は、出力デバイスの色相ho上のガマットである。対応色決定部22では、基準色信号計算部21で求めた基準色信号Tの対応色Mを計算する。対応色Mと基準色信号Tの関係は3次元的な位置関係にあって1つの図で図示できないため、図6(A)に彩度と色相の関係図を示し、図6(B)に明度と彩度の関係図を示す。但し、図6(B)では、出力デバイスの色相hiにおけるガマット40と色相hoにおけるガマット41を同じ二次元上に重ねて図示している。また、比較のため基準色信号Tを色相一定でマッピングしたときのマッピング色Toも図示している。
【0045】
前述したように、本発明では色変わりの目立ちやすい基準色信号Tをできるだけ色変わりが小さくなるようにマッピングすることを目指している。そこで、基準色信号Tに対する対応色として出力デバイスのガマットに含まれる色信号のうち、基準色信号Tと最も色差が小さくなる色を対応色Mとする。このように対応色を決めると、結果的にTとMとの色相は一致しない。
【0046】
例えば、図6(A)及び図6(B)に示す通り、基準色信号Tの色相hi上でマッピングされているToと、色相ho上の対応色Mとで、明らかに対応色Mの方が基準色信号Tに近い色となる。この現象は、画像出力装置のガマットの形状が非常に複雑で、色相によって形状が大きく異なることにも起因している。上述したように、基準色信号をマッピングする際は、同じ色相上でマッピングするよりも、色相をずらした方がより色変わりの少ない色再現が可能になる。本発明では、上記原理に基づいて、基準色信号Tに対する色差最小点を計算することにより、対応点Mを決定する。
【0047】
次に、色差最小点を求めるには、画像出力デバイスで再現可能なすべての出力色に対して色差を計算してその最小値を計算すれば求めることができる。しかし、出力色の組み合わせは非常に多いため計算時間が膨大になってしまう。例えば、出力色信号がCMY各8ビットの色信号で与えられる場合、その出力色のパターンは、256×256×256=1677万色にも及んでしまう。そこで、処理時間を短縮するために、色差を計算する出力色を絞り込む。
【0048】
図7は、色差最小点を探索する処理の流れを説明するフローチャートである。まず、基準色信号計算部21にて基準色信号Tを算出し(ステップS1)、基準色信号Tがカテゴライズされたどの色相領域(図中、色相領域をREGという)に属するかを判定する(ステップS2)。カテゴライズのパターンとしては、例えば、赤〜マゼンタ、マゼンタ〜青、青〜シアン、シアン〜緑、緑〜イエロー、イエロー〜赤の6つの色相域に分ける。但し,赤、マゼンタ、青、シアン、緑、イエローの各色の色相は、出力デバイスの1次色及び2次色で表される基本6色を用い、判定処理は基本6色の色相との大小比較により実施される。次に、出力デバイスのガマットデータ26よりステップS2で判定した色相域に属するガマットのデータリストを読み出す(ステップS3)。例えば、基準色信号Tがマゼンタ〜青の色相に位置する場合には、マゼンタ〜青の色相範囲に含まれる全ガマットデータを読み出す。但し,このガマットデータには、後述するようにガマット境界面のみのデータが含まれており、ガマット内部のデータは含まれていない。そして、読み出したすべてのガマットデータそれぞれについて色差を計算し、最も色差が小さくなる点を決定する(ステップS4)。以上の手順で求まった色差最小点を最終的に対応点M(jm,cm,hm)として出力する(ステップS5)。
【0049】
また、上述の方法では、対応する色相範囲に属する全ガマットデータに対して色差を計算しているが、その一部についてのみ色差を計算するようにしてもよい。例えば、基準色信号Tと明度が略等しいガマットデータについてのみ色差を計算するようにすれば、精度は若干劣るものの処理速度は大幅に向上することができる。
【0050】
また、色差には通常JCH空間でのユークリッド距離を使用するが、これに限定されるものではなく、例えば、特開平10−84487号公報に記載の明度差、彩度差、色相差に重み付けしたような色差式を用いてもよい。
【0051】
(4)出力デバイスのガマットデータ26
図8は、出力デバイスのガマットデータ26の一例を説明する図である。出力デバイスのガマットデータ26は、所定のステップで決定される色相Hiに対し、図8に示すようなガマット境界上の色信号値のデータリストGMPを記述したテーブルであり、予めデータを作成してRAMなどのメモリに記憶させておくものである。ここで、GMPとは、色相Hiと明度Jjに対する最高彩度Cmaxを表したガマットデータのことをいう。図8に示す例では、ガマット境界上の色信号値として、色相Hiと明度Jjに対する最高彩度Cmaxを記録する。従って、ガマットデータの信号値は、[Jj,Cmax,Hi]として多数与えられることになる。
【0052】
ガマットデータは、所定の色相ステップ、例えば、色相角5°ごとに求めてもよいし、非均等なステップ幅にしてもかまわない。また、ガマットデータを求める明度Jjは、出力デバイスの最高明度Jmaxと最低明度Jminを均等に分割してもかまわないが、図8に示すように出力デバイスの色相Hiにおける最高彩度色が高明度側或いは低明度側のどちらかに偏っている場合、明度Jiを均等にすると高明度側と低明度側でガマットデータの密度が著しく異なってしまう。そこで、ガマットデータを定義するJjのステップ(図8中のΔJ_high及びΔJ_low)を出力デバイスの最高彩度色を境に異ならせた方がより好ましい。
【0053】
図9は、出力デバイスのガマットデータ26を作成する処理の一例を説明するフローチャートである。まず、画像出力デバイスの色再現特性を得るために色予測式を構築する(ステップS11)。ここで、色予測式とは、画像形成装置の出力特性を数式でモデル化し、計算によって出力色信号から測色値を求められるようにしたものであり、例えば、出力信号値(c,m,y)を計算によって(j,c,h)に変換できるようにしたものである。色予測式を構築する一般的な方法は、画像形成装置で色パッチを出力し、出力パッチを分光測色計で測色する。次に、色パッチの測色データと出力色信号との関係を近似して色予測式を構築する。
【0054】
ステップS11で色予測式を構築したら、これを用いて画像出力装置のガマットをモデリング開始する。まず、GMPの初期化を行う(ステップS12)。GMPは前述したように、色相Hiと明度Jjに対する最高彩度Cmaxを表したガマットデータであって、初期化動作では全てのHi,Jjに対するCmaxを0にセットする。初期化が完了したら、ステップS13〜S17において、ガマット境界面のすべてのC,M,Y値を用いながらGMPの構築を行う。GMP構築に使用する出力信号値は、ガマット境界面のデータのみで十分であるので、C,M,Yの3成分のうち2成分が0又は255であるような出力値の組み合わせを用いることにする。
【0055】
境界面に位置する出力信号値(ci,mi,yi)に対し、色予測式を用いてJCH値を計算する(ステップS13)。次に、この出力信号値が含まれる色域に対応するGMPの値を読み出して、変数Cmaxにセットする(ステップS14)。出力信号値が含まれるGMPの値は、適当な関数f1及びf2を用いて、ステップS13で求めた明度j、色相hから、GMPにアクセスするアドレスを生成して、GMPに記憶されている最高彩度値を読み出すようにする。例えば、GMPが色相をΔH、明度をΔJで均等に分割しているような場合には、下記の式(2)を用いて簡単に計算することができる。
f1(j)=int(j/ΔJ)、f2(h)=int(h/ΔH) …式(2)
また、前述したように非均等な分割を行っている場合には、ステップS13で計算したj,hをGMPのアドレスに変換するルックアップテーブルを作成しておき、そのテーブルを参照するようにすればよい。
【0056】
上述した手順で、GMPに記憶されている出力信号値が含まれる色域における最高彩度値Cmaxが読み出されると、ステップS13で計算した出力色信号の彩度値cと比較を行い(ステップS15)、cの方がCmaxよりも大きい場合には、GMPの内容を更新する(ステップS16)。以上の処理を全てのガマット境界面の出力信号cmyに対して計算し(ステップS17)、最終的に構築されたGMPをガマットデータとして利用することができる(ステップS18)。
【0057】
(5)出力色相決定部23
出力色相決定部23は、実際にマッピング処理を行う色相面を決定するものである。この時、例えば、入力画像が文字画像である場合など、階調性があまり問題にならず色変わりを極力小さくすることを目指す場合には、対応色決定部22で求めた対応色の色相でマッピングするようにする。この場合は、対応色の色相hmをそのまま処理を加えずに色相h′としてマッピング処理部24へ送ることになる。
【0058】
一方、グラデーション画像のように階調性が問題視される場合、上述のようにマッピングする色相を決めると、出力デバイスの1次色や2次色が含まれる基本6色相にマッピングが集中しやすく、階調が潰れてしまう可能性が高い。そこで、階調性を重視するような場合には、対応点の色相hmと基準色信号の色相htを線形補間してh′を求め、色相h′でマッピング処理を行うようにする。線形補間に用いる計算式を下記の式(3)に示す。
h′= α・ht+(1−α)・hm …式(3)
ここで、αは1以下の定数である。
図10は、マッピング色相の決定方式の違いによる色相の関係の一例を説明する図で、図10(A)は、対応色の色相が基準色の色相と一致した色相でマッピングする場合を示し、図10(B)は、対応色の色相と基準色の色相を線形補間してマッピングする場合を示す。
【0059】
(6)マッピング処理部24
マッピング処理部24では、出力色相決定部23で決定した色相面における出力デバイスのガマットデータ26を参照しながら、入力色信号Pi(j,c,h)に対する出力色信号Po(j′,c′,h′)を計算する。h′については、既に、出力色相決定部23によって求まっているので、マッピング処理部24では、残りのj′,h′を求めればよい。この際、PiとPoが同一色相上にあるものと仮想的に考えれば、マッピング処理はPi(j,c)からPo(j′,c′)への二次元的な変換を行うものと置き換えて考えることができ、例えば、特開平9−168097号公報や特開平9−18727号公報に記載された従来から提案されている同一色相面でのガマット処理をそのまま適用することができる。
【0060】
また、上述のガマット外の色のみをガマット境界面にマッピングする方法以外にも、出力デバイスのガマット外の入力色の階調を保存するように色空間全体を均等に圧縮写像するパーセプチャルマッチングという方法を用いても何らかまわない。
【0061】
以上説明したガマット変換処理により、出力色信号(j′,c′,h′)が求まると、色空間変換処理部14において出力デバイス用の色信号に変換し、プリント出力を行うことにより、色変わりが少なく、かつ階調連続性に優れた色再現を行うことができる。
【0062】
(実施例2)高速化を考慮した実施形態
前述の実施例1では、入力色信号ごとに基準色信号及び対応点を計算していた。しかし、同じ色相上の入力色信号は同じ色相の出力色信号に変換しているので、入力色信号の色相と出力色信号の色相は1対1の関係にあり、予め対応関係を計算しておくことにより処理の高速化を図ることができる。
【0063】
図11は、本発明に係わる画像処理システムの他の構成例を示すブロック図である。本実施例におけるガマット変換処理部20は、アドレス生成部27、色相変換テーブル28、出力デバイスのガマットデータ26、マッピング処理部24から構成されている。
【0064】
アドレス生成部27は、入力色信号Piの色相値hを入力として、色相変換テーブル28にアクセスするためのアドレスを生成する。色相変換テーブル28は、アドレス生成部27から出力されたアドレスを用いて出力色信号の色相h′を出力する。出力デバイスのガマットデータ26とマッピング処理部24は実施例1と同様であり、マッピング処理部24は、入力色信号Pi(j,c,h)を色相h′上の点Po(j′,c′,h′)にマッピングして色空間変換部14へ出力する。
【0065】
上記において色相変換テーブル28は、適当なステップ幅の色相値に対し、実施例1の基準色信号計算部21、対応点決定部22、出力色相決定部23の処理を実行して、その結果を一つのテーブルに置き換えたものである。
【0066】
図12は、本発明が適用されるガマット変換処理の一例を説明するフローチャートである。まず、任意の入力色信号Pi(j,c,h)を入力し(ステップS21)、入力色信号Pi(j,c,h)に対する基準色信号Tを計算する(ステップS22)。基準色信号Tには、前述したように入力色信号Piと同一色相の最大彩度色などを用いる。次に、基準色信号Tに対する対応色Mを求める(ステップS23)。対応色Mは、前述したように色差最小点の色信号である。そして、対応色Mを基にガマットマッピングを行う色相面h′を決定する(ステップS24)。色相面h′は、対応点Mの色相、または対応点Mの色相と基準色信号Tの色相の中間色相を用いることができる。マッピング色相が決まると、ステップS25で、マッピング処理を行って出力色信号Po(j′,c′,h′)を出力する(ステップS26)。
【0067】
図12に示すガマット変換処理方法では、入力画像データの色変換時にガマット変換処理を施すようにしていたが、RGB空間上の所定のRGB値に対応する出力CMY(K)信号値を3次元ルックアップテーブルに記憶させておき、色変換処理の際に、3次元ルックアップテーブルから複数の出力値を読み出して補間演算を行うことが多用されている。このような色変換系では、本発明によるガマット変換処理の結果を3次元ルックアップテーブルの値として利用することもできる。
【0068】
図13は、3次元ルックアップテーブルを作成する処理の流れの一例を説明するフローチャートである。ここで、ステップS31〜S36の処理は図12に示すガマット変換処理方法のステップS21〜S26と同様であるが、ステップS36で得られた出力色信号Po(j′,c′,h′)の変換結果を用いて3次元ルックアップテーブルを作成する(ステップS37)。前述したようにRGB空間上の所定の入力RGB信号値に対応する出力CMY(K)信号値を3次元ルックアップテーブルに記憶させる。
【0069】
図14は、3次元ルックアップテーブルを用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図で、図中、50は、RGB信号からなる入力色信号、51は、マトリクス変換を行う補間演算部、52は、CMY(K)信号からなる出力色信号、53は、アドレス生成部、54は、3次元ルックアップテーブルである。図14に示す構成例において、アドレス生成部53は、入力色信号50に基づいて3次元ルックアップテーブル54にアクセスするためのアドレスを生成し、生成したアドレスに基づき3次元ルックアップテーブル54に予め記憶しておいた複数の出力値を読み出して補間演算部51で補間演算を行うことにより、出力色信号52としてCMY(K)信号を得ることができる。
【0070】
図15は、図1に示す画像処理システムのハードウェア構成例を示す図で、図中、コンピュータ10は、プログラム読取装置10a、全体を制御するCPU10b、CPU10bのワークエリア等として使用されるRAM10c、CPU10bの制御プログラム等が記憶されているROM10d、ハードディスク10e、NIC10f、マウス10g、キーボード10h、画像データを表示するためのディスプレイ11、カラープリンタなどの画像形成装置12とを備えている。本画像処理システムは、例えば、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等で実現することができる。
【0071】
ここで、CPU10b,ROM10d,RAM10c,ハードディスク10eは、図1に示すコンピュータ10と同様の機能を有している。なお、この場合、図1に示す色空間変換部13、14及びガマット変換処理部20の機能も、CPU10bにもたせることができる。すなわち、本発明の画像処理装置としての機能をCPU10bにもたせることができる。
【0072】
なお、CPU10bのような画像処理装置としての機能は、例えば、ソフトウェアパッケージ、具体的には、CD−ROM等の情報記録媒体の形で提供することができ、このため、図15に示す例では、情報記録媒体がセットされると、これを駆動する媒体駆動装置が設けられている(図示せず)。
【0073】
以上より、本発明における画像処理装置および画像処理方法は、ディスプレイ等を備えた汎用の計算機システムにCD−ROM等の情報記録媒体に記録されたプログラムを読み込ませて、この汎用計算機システムのマイクロプロセッサに色空間変換処理及びガマット変換処理を実行させる装置構成においても実施することが可能である。この場合、本発明の色空間変換処理及びガマット変換処理を実行するためのプログラム、すなわち、ハードウェアシステムで用いられるプログラムは、記録媒体に記録された状態で提供される。プログラムなどが記録される情報記録媒体としては、CD−ROMに限られるものではなく、例えば、ROM,RAM,フレキシブルディスク,メモリカードといったものが用いられても良い。記録媒体に記録されたプログラムは、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装置、例えば、ハードディスク10eにインストールされることにより、このプログラムを実行して、色変換機能及び色変換プロファイル生成機能を実現することができる。
【0074】
また、本発明の色変換機能および色変換プロファイル生成機能を実現するためのプログラムは、記録媒体の形で提供されるのみならず、例えば、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものであっても良い。
【0075】
【発明の効果】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを行うことができる。
【0076】
本発明によると、入力色信号が出力デバイスで再現できないような色であっても、色変わりが非常に少ない色に変換することができる。
【0077】
本発明によると、同一色相の入力色信号に対して、常に出力色信号の色相が一致するように色変換することができ、階調性を損なわずに色変わりの目立たない色再現を行うことができる。
【0078】
本発明によると、特定の色相に出力色信号が集中するのを回避することができる。
【0079】
本発明によると、最も色変わりの目立ちやすい色信号の色変わりを少なくする色変換処理を行うことができる。
【0080】
本発明によると、高速にガマット変換処理を行うことができる。
【0081】
本発明によると、高精度にガマット変換処理を行うことができ、より好ましい色再現結果を得ることができる。
【0082】
本発明によると、色差最小点を効率的に計算できる。
【0083】
本発明によると、高速にガマット変換処理を実行することができる。
【0084】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを高速に実行できる。
【0085】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色変換パラメータを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係わる画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図2】 本発明が適用されるガマット変換処理部の構成例を示すブロック図である。
【図3】 基準色信号の一例を説明する図である。
【図4】 色相ごとの基準色信号を記述したデータテーブルの一例を示す図である。
【図5】 RGB空間上における最高彩度色の軌跡の一例を示す図である。
【図6】 基準色信号と対応色との対応関係の一例を説明する図である。
【図7】 色差最小点を探索する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図8】 出力デバイスのガマットデータの一例を説明する図である。
【図9】 出力デバイスのガマットデータを作成する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図10】 マッピング色相の決定方式の違いによる色相の関係の一例を説明する図である。
【図11】 本発明に係わる画像処理システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図12】 本発明が適用されるガマット変換処理の一例を説明するフローチャートである。
【図13】 3次元ルックアップテーブルを作成する処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【図14】 3次元ルックアップテーブルを用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図15】 図1に示す画像処理システムのハードウェア構成例を示す図である。
【符号の説明】
10…コンピュータ、11…ディスプレイ、12…画像出力装置、13、14…色空間変換部、20…ガマット変換処理部、21…基準色信号計算部、22…対応色決定部、23…出力色相決定部、24…マッピング処理部、25…入力デバイスのガマットデータ、26…出力デバイスのガマットデータ、27…アドレス生成部、28…色相変換テーブル、30…入力デバイスのガマット、40…出力デバイスの色相hi上のガマット、41…出力デバイスの色相ho上のガマット、50…入力色信号、51…補間演算部、52…出力色信号、53…アドレス生成部(3次元ルックアップテーブル用)、54…3次元ルックアップテーブル。
Claims (14)
- 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手段とを有し、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理装置。 - 前記第2の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴とする請求項1記載の画像処理装置。
- 前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段を有することを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
- 前記第1の色再現範囲における所定の色相間隔で前記最大彩度色を求め、色相と最大彩度色の対応関係をテーブルに記述する手段と、該テーブルを読み込んで入力色信号の色相と隣接する色相に対応する複数の最大彩度色を決定する手段とを有し、該複数の最大彩度色を補間して前記基準色信号を求めることを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
- 前記第2の色再現範囲へのマッピングはカラーアピアランスモデルに基づく表色系において行うことを特徴とする請求項1または2記載の画像処理装置。
- 前記基準色信号の色相と前記画像出力装置の1次色及び2次色で表される6色の色相との大小比較を行う手段と、該大小比較した比較結果に基づいて対応色の探索範囲を決定する手段とを有することを特徴とする請求項2記載の画像処理装置。
- 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手段と、
前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段とを有し、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理装置。 - 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理方法において、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求め、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理方法。 - 前記第2の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴とする請求項8記載の画像処理方法。
- 前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求めることを特徴とする請求項8または9記載の画像処理方法。
- 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換する色変換テーブル作成方法において、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求め、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換し、その変換結果を用いて色変換用の3次元ルックアップテーブルを作成することを特徴とする色変換テーブル作成方法。 - 請求項11に記載の色変換テーブル作成方法により作成された色変換テーブルを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
- 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手順と、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングする手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。 - 第1の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第2の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記第1の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、
前記基準色信号に対して前記第2の色再現範囲内の対応色を求める手順と、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換する手順と、
その変換結果を用いて色変換用の3次元ルックアップテーブルを作成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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