JP4296315B2 - スペクトル・色再現システム - Google Patents

Description

本発明は、スペクトル・色再現システムに関し、特に色再現情報を接続する空間として分光反射率またはスペクトル空間を用いるスペクトル・色再現システムに関する。

近年、デジタルカメラ、スキャナ、プリンタ、ディスプレイ等のカラー画像機器が普及したことにより、一般の人がカラー画像を扱う機会が増えつつある。

従来、色調整の専門家が閉じたシステムにおいて経験的な技術によりカラー画像の処理を行ってきたのとは異なり、一般の人がオープンなシステムでカラー画像を正確に扱うためには、入出力機器の色再現特性を定義する共通のフォーマットやインターフェースを備えた色再現情報と、こうした色再現情報を用いて色変換を行うシステムと、が必要になる。

ＩＣＣ（International Color Consortium）は、このようなオープンな系において正確に色を管理して再現するシステムの実現を目的として、色再現情報であるColor Profile（以下、ＩＣＣプロファイルという。）を提案している。このＩＣＣプロファイルの仕様は、 Specification ICC.1:1998-09（文献１） http://www.color.org に記載されている。

ＩＣＣプロファイルは、国際照明委員会（ＣＩＥ）が定めるＸＹＺもしくはＬＡＢという色空間をインターフェースすなわちProfile Connection Space（ＰＣＳ）とし、異なる機器間でＰＣＳを介して信号変換を行うことにより、正確な色情報の伝達を実現するものである。

ここで、ＰＣＳとして用いられているＸＹＺやＬＡＢは、ＣＩＥの定めるＤ５０照明光下における観察環境に使用が限定されており、限定された観察環境におけるＸＹＺやＬＡＢを用いることにより、色の見えを表す数値としてＰＣＳが定義されている。

現在普及しているカラー画像機器や色再現システムの大部分は、３原色に基づいて色を扱うものである。上述したＩＣＣプロファイルの仕様も、基本的にはこの３原色を想定して制定されたものであり、ＰＣＳとして３次元の色空間が用いられているように、３次元の色情報の伝達と再現とを目的としている。

これに対して、４バンド以上のバンド数により画像を入力するマルチバンドカメラや、４原色以上の原色数を有する多原色表示装置、多色プリンタなどの研究および開発が進められている。

マルチバンドカメラによる色推定では、被写体の色を正確に推定するだけでなく、さらにスペクトルを正確に推定することにより、任意の照明光下における色を推定することが可能となる。

マルチバンドカメラによる撮影信号からの色推定に関しては、村上百合、他による「正確な色再現が可能なカラー画像システムの開発」（カラーフォーラムJAPAN'99論文集の第５頁から第８頁）（文献２）等に記載されている。

また、多原色表示では、T.Ajito、他による「Six-Primary Color Projection Display for Expanded Color Gamut Reproduction」（ Proc. Int. Symp. on Multispectral Imaging and Color Reproduction for Digital Archives, Chiba University, Japan, 1999の第１３５頁から第１３８頁）（文献３）に記載されているように、再現できる色域が拡大されるとともに、B.Hillによる「 Aspects of total multispectral image reproduction systems」（ Proceedings of Second International Symposium on Multispectral Imaging and High Acurate Color Reproductionの第６７頁から第７８頁）（文献４）に記載されているように、等色関数の個人差等によるばらつきを考慮して、より多くの人に対して正確な色を再現することが可能となる。

また、多色プリンタに関しては、M.Kouzaki、他による「Spectral Color Reproduction for Hardcopy System by using Vector Error Diffusion Method」（Proceedings of Second International Symposium on Multispectral Imaging and High Acurate Color Reproductionの第１０６頁から第１０９頁）（文献５）に、ハードコピーにより分光反射率を再現することで、任意の観察照明光の下において実物と同じスペクトル・色を再現する技術が記載されている。

上述したように、マルチバンド入力、多原色表示、多色プリント等のカラー画像入力手段やカラー画像出力手段によるスペクトル空間を介した色再現技術に関する個々の研究報告はあるものの、ＩＣＣプロファイルを用いた色再現システムのように、色再現に必要となるスペクトル情報とその形式が規定されたプロファイル、およびこのプロファイルを用いたオープンなシステムとしてスペクトル空間を介して色再現を実現する手段に関する提案はなされていない。

また、このようなシステムにおいて、現行の３次元の色空間を含めた様々な次元数により表されるスペクトル空間を扱う技術や、現行システムと互換性を有するシステムが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、カラー画像入力手段により入力したカラー画像のスペクトルや色をより忠実に再現することができるスペクトル・色再現システムを提供することを目的としている。

さらに、本発明は、３原色の色空間を介する現行の色再現システムとの互換性を損なうことのないスペクトル・色再現システムを提供することを目的としている。

本発明の第１のスペクトル・色再現システムは、カラー画像入力手段からの画像に対して所定の色変換を行ってカラー画像出力手段に出力するスペクトル・色再現システムであって、上記カラー画像入力手段から出力される色信号とＰＣＳ（Profile Connection Space）との対応関係の情報を含むカラー画像入力手段の入力プロファイルと、上記カラー画像出力手段に入力される色信号とＰＣＳとの対応関係の情報を含むカラー画像出力手段の出力プロファイルと、が記憶されるデータ記憶部と、上記データ記憶手段に記憶される上記入力プロファイルのＰＣＳの情報および上記出力プロファイルのＰＣＳの情報に基づき当該入力プロファイルのＰＣＳと出力プロファイルのＰＣＳとの間のインターフェイスとして選択されたＰＣＳを介して、上記カラー画像入力手段から出力される色信号を上記カラー画像出力手段に入力される色信号に変換する色変換手段と、を有することを特徴とする。

さらに本発明の第１のスペクトル・色再現システムは、上記入力プロファイルおよび上記出力プロファイルの一方のＰＣＳは、スペクトルの情報を含み、他方のＰＣＳは、分光反射率、スペクトルまたは測色値のいずれかの情報を含むことを特徴とする。

本発明の第２のスペクトル・色再現システムは、上記第１のスペクトル・色再現システムにおいて、上記入力プロファイルのＰＣＳと出力プロファイルのＰＣＳとは異なることを特徴とする。

本発明の第３のスペクトル・色再現システムは、上記第１のスペクトル・色再現システムにおいて、上記入力プロファイルまたは出力プロファイルは、それぞれのＰＣＳが何であるかの情報を含むことを特徴とする。

本発明の第４のスペクトル・色再現システムは、上記第３のスペクトル・色再現システムにおいて、上記色変換手段は、上記入力プロファイルまたは出力プロファイルに含まれる上記ＰＣＳが何であるかの情報に基づいて色変換のアルゴリズムを選択することを特徴とする。

本発明の第５のスペクトル・色再現システムは、上記第１のスペクトル・色再現システムにおいて、上記色変換手段は、上記入力プロファイルまたは出力プロファイルのＰＣＳが何であるかに基づいて、色変換のアルゴリズムを選択することを特徴とする。

本発明の第６のスペクトル・色再現システムは、上記第１のスペクトル・色再現システムにおいて、上記データ記憶部は、上記入力プロファイルのＰＣＳと上記出力プロファイルのＰＣＳとの間をインターフェイスするＰＣＳのデータを得るための情報を含む色空間変換プロファイルを、さらに記憶し、上記色変換手段は、さらに当該色空間変換プロファイルに基づいて色変換をすることを特徴とする。

本発明の第７のスペクトル・色再現システムは、上記第６のスペクトル・色再現システムにおいて、上記色空間変換プロファイルは、等色関数、または分光反射率に対して反射スペクトルを規定するレンダリング照明光スペクトルの情報を含むことを特徴とする。

本発明の第８のスペクトル・色再現システムは、上記第１のスペクトル・色再現システムにおいて、上記入力プロファイルおよび出力プロファイルは、それぞれ何のプロファイルであるかを区別するための識別子の情報を含むことを特徴とする。

本発明によれば、カラー画像入力手段により入力したカラー画像のスペクトルや色をより忠実に再現することができるスペクトル・色再現システムを提供することができる。

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から図１４は本発明の第１の実施形態を示したものであり、図１はスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図である。

この第１の実施形態のスペクトル・色再現システムは、撮影照明光５によって照明された被写体６を撮影するカラー画像入力手段たるマルチバンドカメラ１と、このマルチバンドカメラ１から入力されるカラー画像を後述する６原色ディスプレイ３に出力するためのカラー画像に変換する色変換手段たる画像変換装置２と、この画像変換装置２により変換されたカラー画像を例えばスクリーン４に投影するカラー画像出力手段たる６原色ディスプレイ３と、を有して構成されている。

上記マルチバンドカメラ１は、上記撮影照明光５により照明された被写体６を、例えば１６バンドのマルチバンド画像データとして撮影して、撮影した画像データを画像変換装置２へ出力するものである。

上記画像変換装置２は、上記マルチバンドカメラ１から入力された１６バンドの画像データを、後で詳しく説明するように、６原色ディスプレイ３に表示するための６原色の画像データに変換して、変換後の画像データを該６原色ディスプレイ３へ出力するものである。

上記６原色ディスプレイ３は、画像変換装置２から入力された６原色の画像データを、例えばスクリーン４に投影することにより、観察可能となるように表示するものである。

図２は、マルチバンドカメラ１の構成を示す図である。

被写体６からの入射光は、レンズ１ａにより集光され、干渉フィルタ１ｃを介して所定の波長帯域の光のみの通過が許容された後に、モノクロＣＣＤ１ｅ上に結像される。

上記干渉フィルタ１ｃは、１６バンドの帯域に各対応して１６枚設けられており、これら１６枚の干渉フィルタ１ｃがフィルタターレット１ｂに装填されている。そして、このフィルタターレット１ｂをモータ１ｄによって回転することにより、上記レンズ１ａからモノクロＣＣＤ１ｅへの光路中に、各干渉フィルタ１ｃが順次挿入されるようになっている。干渉フィルタ１ｃが光路上に位置するのに同期させて、上記モノクロＣＣＤ１ｅにより撮影を行うことにより、各干渉フィルタ１ｃに対応する分光感度の１６バンドの被写体画像が順次撮影される。

図３は、１６バンドでなるマルチバンドカメラ１の分光感度の一例を示す線図である。

このマルチバンドカメラ１は、図３に示すように、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域において、ほぼ等間隔の１６個のピーク感度を有する分光感度となっている。このマルチバンドカメラ１により撮影された１６バンドでなるマルチバンド画像データは、上記画像変換装置２に出力されて処理される。

なお、フィルタターレット１ｂの干渉フィルタ１ｃを付け替えることにより、１６バンドの分光感度を用途に応じて変更することが可能である。

図４は、６原色ディスプレイ３の６原色でなる発光スペクトルを示す線図である。

６原色の発光スペクトルｐ₁（λ），ｐ₂（λ），ｐ₃（λ），ｐ₄（λ），ｐ₅（λ），ｐ₆（λ）は、３８０ｎｍから７８０ｎｍの波長領域においてほぼ等間隔に分布している。

図５は、画像変換装置２の構成を示すブロック図である。

画像変換装置２は、入力プロファイル作成部１１と、画像データ入力部１２と、色変換部１３と、データ記憶部１４と、画像データ出力部１５と、を有して構成されている。

上記入力プロファイル作成部１１は、上記マルチバンドカメラ１から入力したカメラ設定情報と、上記データ記憶部１４から入力したデータとに基づき、入力プロファイルを作成するものである。

すなわち、上記入力プロファイル作成部１１は、カメラの各バンド毎の撮影時における露出時間および絞り値を、カメラ設定情報として、上記マルチバンドカメラ１から入力する。

一方で、入力プロファイル作成部１１は、上記データ記憶部１４から、予め測定されている基準露出時間および基準絞り値における、カメラの各バンドの分光感度と、各バンドの階調特性と、撮影照明光スペクトルと、被写分光反射率の統計データと、を入力する。

この画像変換装置２において扱われる、上記カメラの分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率の統計データ等のスペクトルデータは、全て３８０ｎｍ〜７８０ｎｍを１ｎｍ間隔で刻む４０１個のデータから構成されている。

入力プロファイル作成部１１は、基準露出時間および基準絞り値におけるカメラの各バンドｊ（ｊ＝１〜１６）の分光感度ｈ_0j（λ）と、撮影時の絞り値ｋ_ijと、撮影時の露出時間ｋ_ejと、に基づいて、撮影時の分光感度ｈ_j（λ）を次の数式１により算出する。

さらに、入力プロファイル作成部１１は、数式１で算出された撮影時の分光感度ｈ_j（λ）と、上記撮影照明光スペクトルと、上記被写体分光反射率の統計データと、を含むデータを、タグ形式の所定フォーマットのデータに変換し、入力プロファイルとして上記データ記憶部１４に記録する。この入力プロファイルの形式の詳細については、他のプロファイルの説明と合わせて、後で説明する。

次に、上記画像データ入力部１２は、マルチバンドカメラ１から入力した色信号である１６バンド画像データを記憶して、画素位置毎に１６バンド撮影信号として色変換部１３に出力するものである。

上記色変換部１３は、上記データ記憶部１４から、カラー画像入力手段の色再現特性である入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、カラー画像出力手段の色再現特性である表示プロファイルとを入力し、これらのデータを用いて画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を６原色表示信号に変換して画像データ出力部１５に出力するものである。

上記画像データ出力部１５は、この色変換部１３から入力した色信号である６原色表示信号を記憶して、６原色の画像データとして上記６原色ディスプレイ３へ出力するものである。

図６は、色変換部１３の構成を示すブロック図である。

色変換部１３は、入力プロファイル入力部２１と、色空間変換プロファイル入力部２２と、表示プロファイル入力部２３と、スペクトルベースカラーマネージメントモジュール（以下、スペクトルベースＣＭＭという。）２４と、を有して構成されている。

上記入力プロファイル入力部２１は入力プロファイルを、上記色空間変換プロファイル入力部２２は色空間変換プロファイルを、上記表示プロファイル入力部２３は表示プロファイルを、それぞれ上記データ記憶部１４からユーザー設定に従って入力し、各プロファイルのデータをスペクトルベースＣＭＭ２４に出力するものである。

上記スペクトルベースＣＭＭ２４は、これら入力プロファイル入力部２１、色空間変換プロファイル入力部２２、表示プロファイル入力部２３からそれぞれ入力したプロファイルのデータを用いて、上記画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を６原色表示信号に変換し、変換後の６原色表示信号を上記画像データ出力部１５に出力するものである。

図７は、スペクトルベースＣＭＭ２４による撮影信号から表示信号への変換の概念を示す図である。

入力プロファイルは、被写体が反射物である場合には撮影信号と被写体分光反射率との関係を与える情報、被写体が発光物である場合には撮影信号と被写体スペクトルの関係を与える情報、を含んでいる。スペクトルベースＣＭＭ２４は、このような入力プロファイルを用いることによって、撮影信号を被写体分光反射率または被写体スペクトルに変換することができる。

表示プロファイルは、表示スペクトルと表示信号との関係を与える情報を含むものであり、スペクトルベースＣＭＭ２４は、この表示プロファイルを用いることによって、表示スペクトルを表示信号に変換することができる。

色空間変換プロファイルは、被写体分光反射率に対して被写体スペクトルを算出するために用いられるレンダリング照明光スペクトルを含むとともに、人の色知覚特性を表す等色関数を必要に応じて含むものである。スペクトルベースＣＭＭ２４は、このような色空間変換プロファイルを用いることによって、被写体分光反射率に対しては所定照明光下における被写体スペクトルを算出し、被写体スペクトルを人の色知覚特性を必要に応じて考慮した上で、表示スペクトルに変換することができる。

このようにスペクトルベースＣＭＭ２４では、入力プロファイルや表示プロファイル等のデバイスプロファイルが信号値と分光反射率・スペクトルとの対応関係を与え、分光反射率・スペクトル空間がプロファイル間のインターフェース、すなわちプロファイルコネクションスペース（ＰＣＳ）となっている。

分光反射率・スペクトルから色を決定するためのレンダリング照明光スペクトルや等色関数の情報は、上記色空間変換プロファイルが提供する仕組みになっており、物理量であるスペクトル情報から心理量である色情報への変換を、デバイスプロファイルとは独立に設定することができるようになっている。

なお、スペクトルベースＣＭＭ２４の処理手順は、必ずしも図７に示す通りである必要はなく、入出力の条件に応じて計算過程の結合などの最適な処理構成をとることが望ましい。

図８は、スペクトルベースＣＭＭ２４の構成を示すブロック図である。

上記スペクトルベースＣＭＭ２４は、処理選択手段たるアルゴリズム選択部３１と、信号変換部３２と、を有して構成されている。

上記アルゴリズム選択部３１は、上述した入力プロファイル入力部２１、色空間変換プロファイル入力部２２、表示プロファイル入力部２３からそれぞれ入力したプロファイルデータと、ユーザー設定と、に基づいて、信号変換部３２で使用する色変換アルゴリズムを選択するものである。

ユーザー設定は、スペクトルマッチングと測色マッチングとの何れかを選択する設定を含み、画像変換装置２のユーザーが、色変換を行うときに何れかのマッチングを選択する。

まず、ユーザー設定においてスペクトルマッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部３１は、色空間変換プロファイル入力部２２から入力した色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれるか否かを判定する。

ここで、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれない場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル１信号処理部４２（図９参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれる場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル２信号処理部４３（図９参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

一方、ユーザー設定において測色値マッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部３１は、色空間変換プロファイル入力部２２から入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数の組の個数を入力する。

ここで、等色関数の組の個数が１である場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル３信号処理部４４（図９参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、等色関数の組の個数が２以上である場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル４信号処理部４５（図９参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

こうしてアルゴリズム選択部３１は、選択したアルゴリズム情報と、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、を上記信号変換部３２に出力する。

信号変換部３２は、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を、上記アルゴリズム選択部３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて選択された変換方法（モデル１〜４信号処理部４２〜４５）により、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、を用いて６原色表示信号に変換し、変換後の６原色表示信号を画像データ出力部１５に出力する。

図９は、信号変換部３２の構成を示すブロック図である。

上記信号変換部３２は、処理選択部４１と、４つのモデル信号処理部、すなわち、モデル１信号処理部４２と、モデル２信号処理部４３と、モデル３信号処理部４４と、モデル４信号処理部４５と、を有して構成されている。

処理選択部４１は、上記アルゴリズム選択部３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて、処理を行うモデル信号処理部を選択し、該アルゴリズム選択部３１から入力した入力プロファイル、色空間変換プロファイル、および表示プロファイルと、上記画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号と、を選択したモデル信号処理部に出力するものである。

各モデル信号処理部は、この処理選択部４１から、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、１６バンド撮影信号と、を入力し、１６バンド撮影信号を６原色表示信号に変換して画像データ出力部１５に出力する。

図１０は、モデル１信号処理部４２の構成を示すブロック図である。

モデル１信号処理部４２は、スペクトル推定データ算出部５１と、表示信号変換データ算出部５２と、スペクトル推定部５３と、表示信号変換部５４と、を有して構成されている。

上記スペクトル推定データ算出部５１は、入力した入力プロファイルに含まれる、カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率の統計データ、および階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルと、を用いて、スペクトル推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、スペクトル推定部５３に出力する。

ここに、上記レンダリング照明光スペクトルは、被写体の色を再現するために設定する照明光スペクトルであり、撮影照明光スペクトルや観察照明光スペクトルとは独立に設定することができる。

これらのカメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、および被写体分光反射率の統計データを用いて、撮影信号から分光反射率推定マトリクスを算出する手段については、上記文献２に記載されており、スペクトル推定マトリクスの算出は、該文献２における分光反射率を分光反射率×レンダリング照明光スペクトルに置き換えることにより、同様の手段を用いることができるために、ここでは説明を省略する。

上記スペクトル推定マトリクスは、１６バンド撮影信号から４０１次元の被写体スペクトルを算出するための、４０１×１６の要素からなるマトリクスである。

上記階調補正データは、上記文献１に記載されているＴＲＣに相当する階調特性データから補間により算出されるデータであり、１６バンド撮影信号を入射光強度と線形な信号値に補正したデータとして含んでいる。

上記表示信号変換データ算出部５２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性を用いて、６原色スペクトルおよび階調補正データを表示信号変換部５４に出力する。

ここに、階調補正データは、上記文献１に記載されているＴＲＣの逆関数に相当するデータであり、輝度と線形な信号値に対して６原色表示信号を与えるデータとして含んでいる。

上記スペクトル推定部５３は、スペクトル推定データ算出部５１から階調補正データとスペクトル推定マトリクスとを入力し、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換によりスペクトル推定を行い、４０１次元の被写体スペクトルを算出して、表示信号変換部５４に出力する。

表示信号変換部５４は、スペクトル推定部５３から入力した被写体スペクトルを６原色ディスプレイ３の６原色スペクトルの線形和により表した場合に、この線形和により表されたスペクトルと元の被写体スペクトルとの誤差が最小となるように、６原色表示信号を変換する。次に、表示信号変換部５４は、階調補正データを用いて、これらの６原色信号を階調補正し、補正後の６原色信号を画像データ出力部１５に出力する。

図１１は、モデル２信号処理部４３の構成を示すブロック図である。

モデル２信号処理部４３は、スペクトル推定データ算出部６１と、表示信号変換データ算出部６２と、スペクトル推定部６３と、表示信号変換部６４と、を有して構成されている。

このモデル２信号処理部４３におけるスペクトル推定データ算出部６１およびスペクトル推定部６３は、上述したモデル１信号処理部４２におけるスペクトル推定データ算出部５１およびスペクトル推定部５３とそれぞれ同様であるために、説明を省略する。

また、表示信号変換データ算出部６２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、６原色スペクトル、６原色測色値、および階調補正データを表示信号変換部６４に出力する。

表示信号変換部６４は、被写体の測色値を正しく表示するという拘束条件の下で、上記スペクトル推定部６３から入力した被写体スペクトルを６原色ディスプレイ３の６原色スペクトルの線形和により表した場合にスペクトルの誤差を最小とする６原色表示信号に変換する。

上記６原色測色値は、各原色の発光スペクトルをｐ_j（λ）（ｊ＝１〜Ｎ）、等色関数をｔ_k（λ）（ｋ＝１〜Ｋ）とすると、次の数式２により表される。

ここで、等色関数ｔ_k（λ）（ｋ＝１〜Ｋ）は、ＣＩＥ１９３１等色関数やＣＩＥ１９６４等色関数（これらの場合には、Ｋ＝３となる。）を含めて、任意の関数を設定することができるものとする。拘束条件付きの最小自乗問題はラグランジュの未定係数法により解くことができ、この解法については、例えば田島譲二著「カラー画像複製論」（丸善１９９６の第６８頁から第６９頁）（文献６）に記載されている。

その後、表示信号変換部６４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号を階調補正し、画像データ出力部１５に出力する。

図１２は、モデル３信号処理部４４の構成を示すブロック図である。

モデル３信号処理部４４は、多次元測色値推定データ算出部７１と、表示信号変換データ算出部７２と、多次元測色値推定部７３と、表示信号変換部７４と、を有して構成されている。

多次元測色値推定データ算出部７１は、入力した入力プロファイルに含まれる、カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率、および階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルおよび等色関数と、を用いて、多次元測色値推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、多次元測色値推定部７３に出力する。

ここで等色関数は、ディスプレイの原色数以下のＫ個（ここでは６以下）の関数により構成されているものとする。色空間変換プロファイルに（Ｋ＋１）個以上の関数が記述されている場合は、その内のＫ番目までの関数が用いられる。

上記多次元測色値推定マトリクスは、１６バンド撮影信号からＫ次元の被写体の測色値を算出するためのＫ×１６の要素からなるマトリクスである。

カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、および被写体分光反射率の統計データから分光反射率推定マトリクスを算出する手段は、上記文献２に記載されており、多次元測色値推定マトリクスの算出は、この文献２における分光反射率ｆ（λ）をレンダリング照明光スペクトルＥ_R（λ）を用いて、

に置き換えることにより、該文献２に記載されているのと同様の手段を用いることができるために、ここでは説明を省略する。

表示信号変換データ算出部７２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、６原色の多次元測色値および階調補正データを上記表示信号変換部７４に出力する。

多次元測色値推定部７３は、上記多次元測色値推定データ算出部７１から入力した多次元測色値推定マトリクスおよび階調補正データを用いて、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換により多次元測色値に変換して、表示信号変換部７４に出力する。

表示信号変換部７４は、上記多次元測色値推定部７３から入力した被写体の多次元測色値を、上記表示信号変換データ算出部７２から入力した６原色の多次元測色値を用いて、被写体の多次元測色値に応じて異なるマトリクスを用いる領域別のマトリクス変換により、６原色表示信号に変換する。

この領域別のマトリクス変換については、T.Ajito、他による「Color Conversion Method for Multiprimary Display Using Matrix Switching」（ Optical Review Vol.8, No.3, 2001の第１９１頁から第１９７頁）（文献７）に記載されているために、ここでは説明を省略する。

その後、表示信号変換部７４は、階調補正データを用いて、これらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部１５に出力する。

図１３は、モデル４信号処理部４５の構成を示すブロック図である。

モデル４信号処理部４５は、ＸＹＺ推定データ算出部８１と、表示信号変換データ算出部８２と、ＸＹＺ推定部８３と、表示信号変換部８４と、を有して構成されている。

ＸＹＺ推定データ算出部８１は、入力した入力プロファイルに含まれる、カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率、および階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルおよびＬ組のＸＹＺ等色関数と、を用いて、Ｌ−ＸＹＺ推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、ＸＹＺ推定部８３に出力する。

Ｌ−ＸＹＺ推定マトリクスは、１６バンド撮影信号から被写体のＸＹＺを算出するための３×１６の要素からなるマトリクスをＬ個有している。

カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、および被写体分光反射率の統計データから分光反射率推定マトリクスを算出する手段は、上記文献２に記載されており、Ｌ−ＸＹＺ推定マトリクスの算出は、該文献２における分光反射率ｆ（λ）をレンダリング照明光スペクトルＥ_R（λ）を用いて、

に置き換えることにより、該文献２に記載されているのと同様の手段を用いることができるために、ここでは説明を省略する。

表示信号変換データ算出部８２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるＬ組のＸＹＺ等色関数と、を用いて、６原色のＬ組のＸＹＺおよび階調補正データを表示信号変換部８４に出力する。

ＸＹＺ推定部８３は、ＸＹＺ推定データ算出部８１から入力したＬ−ＸＹＺ推定マトリクスを用いて、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号に対して、階調補正を行い、Ｌ個のマトリクス変換によりＬ組のＸＹＺに変換して、表示信号変換部８４に出力する。

表示信号変換部８４は、上記ＸＹＺ推定部８３から入力した被写体のＬ組のＸＹＺと、上記表示信号変換データ算出部８２から入力した６原色のＬ組のＸＹＺと、の誤差が最小となる６原色表示信号に変換する。複数の等色関数を用いた色変換については、上記文献４に記載されている手段等を用いることができる。

その後、表示信号変換部８４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部１５に出力する。

次に、上述した入力プロファイルや表示プロファイル、あるいは色空間変換プロファイルのファイル形式について図１４を参照して説明する。図１４は、プロファイルの基本構造を示す図である。

各プロファイルは、上述した文献１に記載されているように、タグ形式のファイルフォーマットをとっており、図１４に示すように、固定長のヘッダと、タグ数に応じて可変のタグテーブルと、タグデータと、を有して構成されている。

上記ヘッダには、当該プロファイルが入力プロファイル、表示プロファイル、または色空間変換プロファイル等の何れであるかを区別するための識別子や、プロファイル間のインターフェースであるＰＣＳ（プロファイルコネクションスペース）の情報等が記述されている。

本実施形態においては、ＰＣＳは、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍを１ｎｍ間隔で刻む４０１次元の分光反射率空間となっているが、入力プロファイルのＰＣＳは、分光反射率空間と同様の波長サンプルからなるスペクトル空間とすることも可能である。

このＰＣＳが分光反射率空間とスペクトル空間との何れであるかは、上記アルゴリズム選択部３１と処理選択部４１とを介して、各信号処理部４２〜４５に入力され、そこでの処理に反映される。

例えばＰＣＳがスペクトルである場合の処理は、レンダリング照明光スペクトルが用いられない処理またはレンダリング照明光スペクトルが等エネルギースペクトルに置き換わることにより、実現される。

上記タグテーブルは、タグデータの数と、各タグデータの識別子、位置、およびサイズと、を含んで構成されている。このタグデータは、各プロファイルの種類に応じて決まる必須タグと、プロファイル作成者の意図に応じて追加可能なオプションタグと、を含んで構成されている。

これらの内の必須タグは、入力プロファイルの場合、分光感度、撮影照明光スペクトル、および階調特性であり、表示プロファイルの場合、原色スペクトルおよび階調特性であり、色空間変換プロファイルの場合、レンダリング照明光スペクトルである。

それぞれのタグデータは、所定の形式に従って、プロファイル内のタグテーブルに記述された位置に記録されている。

このような第１の実施形態によれば、カラー画像入力手段とカラー画像出力手段の色再現特性を所定のフォーマットによって信号値と分光反射率・スペクトルを関係付ける情報として有することにより、オープンなシステムにおいてスペクトル空間をインターフェースとしたスペクトル・色再現を実現するスペクトル・色再現システムを構築することが可能となる。

また、レンダリング照明光スペクトルや等色関数を、カラー画像入／出力手段の色再現特性とは独立に備えて設定することにより、任意のレンダリング照明光スペクトルおよび等色関数を用いたスペクトル・色再現を、カラー画像入／出力手段の色再現特性を変更することなく実現することができる。

図１５から図２２は本発明の第２の実施形態を示したものであり、図１５はスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図である。この第２の実施形態において、上述の第１の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

この第２の実施形態のスペクトル・色再現システムは、撮影照明光５によって照明された被写体１０６を撮影するマルチバンドカメラ１と、このマルチバンドカメラ１から入力されるカラー画像を後述する６色プリンタ１０３に出力するためのカラー画像に変換する色変換手段たる画像変換装置１０２と、この画像変換装置１０２により変換されたカラー画像からハードコピー１０４を出力するカラー画像出力手段たる６色プリンタ１０３と、を有して構成されており、出力されたハードコピー１０４は、観察照明光１０５の下で観察されるようになっている。

これらの内のマルチバンドカメラ１と撮影照明光５は、上述した第１の実施形態で説明したものと同様である。

また、上記被写体１０６は、本実施形態においては、撮影照明光５により照明された絵画となっており、撮影照明光５は絵画の面を一様に照明しているものとする。

上記画像変換装置１０２は、マルチバンドカメラ１から入力された色信号である１６バンドの画像データを、６色プリンタ１０３の６原色の画像データに変換して、変換後の色信号である画像データを６色プリンタ１０３へ出力するものである。

上記６色プリンタ１０３は、画像変換装置１０２から６原色の画像データを入力し、ハードコピー１０４としてプリント出力するものである。

上記画像変換装置１０２の内部構成は、上述した第１の実施形態の図５に示したものと同様であり、入力プロファイル作成部１１と、画像データ入力部１２と、色変換部１３と、データ記憶部１４と、画像データ出力部１５と、を有して構成されている。

これらの内の色変換部１３以外については、内部構成も同様であるが、色変換部１３は、内部構成が上述した第１の実施形態の図６に示したものとは異なるために、この色変換部１３についてのみ説明する。

色変換部１３は、上記図５に示したように、データ記憶部１４から、カラー画像入力手段の色再現特性である入力プロファイル、色空間変換プロファイル、およびカラー画像出力手段の色再現特性である出力プロファイルを入力し、これらのデータを用いて画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を６色出力信号に変換して画像データ出力部１５へ出力するものである。

また、画像データ出力部１５は、色変換部１３から入力した６色出力信号を記憶して、本実施形態においては、６色プリンタ１０３へ出力するようになっている。

図１６は、色変換部１３の構成を示すブロック図である。

この第２の実施形態における色変換部１３は、入力プロファイル入力部１２１と、色空間変換プロファイル入力部１２２と、出力プロファイル入力部１２３と、スペクトルベースＣＭＭ１２４と、を有して構成されている。

これらの内の入力プロファイル入力部１２１および色空間変換プロファイル入力部１２２は、上述した第１の実施形態の入力プロファイル入力部２１および色空間変換プロファイル入力部２２とそれぞれ同様である。

上記出力プロファイル入力部１２３は、出力プロファイルをデータ記憶部１４からユーザー設定に従って入力し、この出力プロファイルのデータをスペクトルベースＣＭＭ１２４に出力するものである。

上記スペクトルベースＣＭＭ１２４は、入力プロファイル入力部１２１、色空間変換プロファイル入力部１２２、および出力プロファイル入力部１２３からそれぞれ入力したデータを用いて、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を６色出力信号に変換し、画像データ出力部１５に出力する。

スペクトルベースＣＭＭ１２４による撮影信号から出力信号への変換の概念は、上述した第１の実施形態において、図７を参照して説明したものとほぼ同様である。

また、このスペクトルベースＣＭＭ１２４の構成も、上述した第１の実施形態の図８に示したものと同様であり、アルゴリズム選択部３１に対応するアルゴリズム選択部１３１（図１７参照）と、信号変換部３２と、を有して構成されている。

上記アルゴリズム選択部１３１は、入力プロファイル入力部１２１、色空間変換プロファイル入力部１２２、および出力プロファイル入力部１２３からそれぞれ入力した各プロファイルデータと、ユーザー設定と、に基づいて、信号変換部３２で使用する色変換アルゴリズムを選択する。

ユーザー設定は、分光反射率マッチングとスペクトルマッチングと測色マッチングとの何れかを選択する設定を含み、画像変換装置１０２のユーザーが、色変換を行うときに何れかのマッチングを選択する。

ユーザー設定において分光反射率マッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部１３１は、信号変換部３２にモデル１１信号処理部１４２（図１７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

またユーザー設定においてスペクトルマッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部１３１は、色空間変換プロファイル入力部１２２から入力した色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれるか否かを判定する。

ここで、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれない場合には、アルゴリズム選択部１３１は、信号変換部３２にモデル１２信号処理部１４３（図１７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

一方、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれる場合には、アルゴリズム選択部１３１は、信号変換部３２にモデル１３信号処理部１４４（図１７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

さらに、ユーザー設定において測色値マッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部１３１は、色空間変換プロファイル入力部１２２から入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数の組の個数を入力する。

ここで、等色関数の組の個数が１である場合には、アルゴリズム選択部１３１は、モデル１４信号処理部１４５（図１７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、等色関数の組の個数が２以上である場合には、アルゴリズム選択部１３１は、モデル１５信号処理部１４６（図１７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

こうしてアルゴリズム選択部１３１は、選択したアルゴリズム情報と、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力プロファイルと、を信号変換部３２に出力する。

信号変換部３２は、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号をアルゴリズム選択部から入力したアルゴリズム情報に基づいて選択された変換方法（モデル１１〜１５信号処理部１４２〜１４６）により、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力プロファイルと、を用いて６色出力信号に変換し、変換後の６色出力信号を画像データ出力部１５に出力する。

図１７は、信号変換部３２の構成を示すブロック図である。

この第２の実施形態の信号変換部３２は、処理選択部１４１と、５つのモデル信号処理部、すなわち、モデル１１信号処理部１４２と、モデル１２信号処理部１４３と、モデル１３信号処理部１４４と、モデル１４信号処理部１４５と、モデル１５信号処理部１４６と、を有して構成されている。

処理選択部１４１は、上記アルゴリズム選択部１３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて、処理を行うモデル信号処理部を選択し、該アルゴリズム選択部１３１から入力した入力プロファイル、色空間変換プロファイル、および出力プロファイルと、上記画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号と、を選択したモデル信号処理部に出力するものである。

各モデル信号処理部は、この処理選択部１４１から入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力プロファイルと、１６バンド撮影信号と、を入力し、１６バンド撮影信号を６色出力信号に変換して画像データ出力部１５に出力する。

図１８は、モデル１１信号処理部１４２の構成を示すブロック図である。

モデル１１信号処理部１４２は、分光反射率推定データ算出部１５１と、出力信号変換データ算出部１５２と、分光反射率推定部１５３と、出力信号変換部１５４と、を有して構成されている。

上記分光反射率推定データ算出部１５１は、入力した入力プロファイルに含まれる、カメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率の統計データ、および階調特性を用いて、分光反射率推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、分光反射率推定部１５３に出力する。

これらのカメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、被写体分光反射率の統計データから分光反射率推定マトリクスを算出する手段は、上記文献２に記載されているために、ここでは説明を省略する。

分光反射率推定マトリクスは、１６バンド撮影信号から４０１次元の被写体分光反射率を算出するための４０１×１６の要素からなるマトリクスである。

また、階調補正データは、上述した第１の実施形態で説明した階調補正データと同様である。

上記分光反射率推定部１５３は、分光反射率推定データ算出部１５１から階調補正データと分光反射率推定マトリクスとを入力し、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換により分光反射率推定を行い、４０１次元の被写体分光反射率を算出して、出力信号変換部１５４に出力する。

上記出力信号変換データ算出部１５２は、出力プロファイルから、６原色および出力紙の分光反射率を入力して、出力信号変換部１５４に出力する。

上記出力信号変換部１５４は、分光反射率推定部１５３から入力した被写体分光反射率を６色プリンタ１０３の６色により再現した場合に、分光反射率を近似する６色出力信号に変換し、画像データ出力部１５に出力する。

なお、分光反射率を近似する６色出力信号へ変換する手段は、上記文献５に記載されているために、ここでは説明を省略する。

図１９は、モデル１２信号処理部１４３の構成を示すブロック図である。

モデル１２信号処理部１４３は、スペクトル推定データ算出部１６１と、出力信号変換データ算出部１６２と、スペクトル推定部１６３と、出力信号変換部１６４と、を有して構成されている。

これらの内のスペクトル推定データ算出部１６１およびスペクトル推定部１６３は、上述した第１の実施形態におけるモデル１信号処理部４２のスペクトル推定データ算出部５１およびスペクトル推定部５３とそれぞれ同様である。

上記出力信号変換データ算出部１６２は、入力した出力プロファイルに含まれる６原色および出力紙の分光反射率と、色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルと、を用いて、６原色および出力紙の反射スペクトルを算出し、出力信号変換部１６４に出力する。

上記出力信号変換部１６４は、スペクトル推定部１６３から入力した被写体スペクトルをレンダリング照明光の下で６色プリンタ１０３の６色により再現した場合に、スペクトルを近似する６色出力信号に変換し、画像データ出力部１５に出力する。

スペクトルを近似する６色出力信号へ変換する手段は、上記文献５に記載されている６原色および出力紙の分光反射率を、レンダリング照明光スペクトルをかけた反射スペクトルに置き換えることにより、該文献５に記載されているのと同様の手段を用いることができる。

図２０は、モデル１３信号処理部１４４の構成を示すブロック図である。

モデル１３信号処理部１４４は、スペクトル推定データ算出部１７１と、出力信号変換データ算出部１７２と、スペクトル推定部１７３と、出力信号変換部１７４と、を有して構成されている。

これらの内のスペクトル推定データ算出部１７１およびスペクトル推定部１７３は、上述した第１の実施形態におけるモデル２信号処理部４３のスペクトル推定データ算出部６１およびスペクトル推定部６３とそれぞれ同様である。

上記出力信号変換データ算出部１７２は、入力した出力プロファイルに含まれる６原色および出力紙の分光反射率と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルおよび等色関数と、を用いて、６原色、出力紙の測色値、および反射スペクトルを算出し、出力信号変換部１７４に出力する。

上記出力信号変換部１７４は、スペクトル推定部１７３から入力した被写体の測色値を正しく表示する拘束条件の下で、被写体スペクトルを近似する６色プリンタ１０３の６色出力信号に変換し、画像データ出力部１５に出力する。

測色値を正しく表示する拘束条件の下でのスペクトル近似する６色出力信号への変換手段は、上記文献５に記載されている６原色および出力紙の分光反射率を、スペクトルおよび測色値に置き換えることにより、同様の手段を用いることができる。

６色の測色値は、各原色の分光反射率をｐ_j（λ）（ｊ＝１〜６）、レンダリング照明光スペクトルをＥ_R（λ）、等色関数をｔ_k（λ）（ｋ＝１〜Ｋ）とすると、次の数式５により算出される。

ここで、等色関数ｔ_k（λ）（ｋ＝１〜Ｋ）は、ＣＩＥ１９３１等色関数やＣＩＥ１９６４等色関数（これらの場合には、Ｋ＝３となる。）を含めて、任意の関数を設定することができるものとする。

図２１は、モデル１４信号処理部１４５の構成を示すブロック図である。

モデル１４信号処理部１４５は、多次元測色値推定データ算出部１８１と、出力信号変換データ算出部１８２と、多次元測色値推定部１８３と、出力信号変換部１８４と、を有して構成されている。

これらの内の多次元測色値推定データ算出部１８１および多次元測色値推定部１８３は、上述した第１の実施形態におけるモデル３信号処理部４４の多次元測色値推定データ算出部７１および多次元測色値推定部７３とそれぞれ同様である。

上記出力信号変換データ算出部１８２は、入力した出力プロファイルに含まれる６原色および出力紙の分光反射率と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルおよび等色関数と、を用いて、６原色および出力紙の測色値を算出し、出力信号変換部１８４に出力する。

上記出力信号変換部１８４は、多次元測色値推定部１８３から入力した被写体の測色値を、該測色値を正しく表示する６色プリンタ１０３の６色出力信号に変換し、画像データ出力部１５に出力する。

測色値を正しく表示する６色出力信号への変換手段は、上記文献５に記載されているために、ここでは説明を省略する。

図２２は、モデル１５信号処理部１４６の構成を示すブロック図である。

モデル１５信号処理部１４６は、ＸＹＺ推定データ算出部１９１と、出力信号変換データ算出部１９２と、ＸＹＺ推定部１９３と、出力信号変換部１９４と、を有して構成されている。

これらの内のＸＹＺ推定データ算出部１９１およびＸＹＺ推定部１９３は、上述した第１の実施形態におけるモデル４信号処理部４５のＸＹＺ推定データ算出部８１およびＸＹＺ推定部８３とそれぞれ同様である。

上記出力信号変換データ算出部１９２は、入力した出力プロファイルに含まれる６原色および出力紙の分光反射率と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるレンダリング照明光スペクトルおよびＬ組のＸＹＺ等色関数と、を用いて、６原色および出力紙のＬ組のＸＹＺを算出し、出力信号変換部１９４に出力する。

上記出力信号変換部１９４は、ＸＹＺ推定部１９３から入力した被写体のＬ組のＸＹＺを、該Ｌ組のＸＹＺとの誤差を最小とする６色プリンタ１０３の６色出力信号に変換して、画像データ出力部１５に出力する。

Ｌ組のＸＹＺを表示する６色出力信号へ変換する手段は、上記文献５に記載されているＸＹＺを、Ｌ組のＸＹＺで置き換えることにより、同様の手段を用いることができるために、ここでは説明を省略する。

このような第２の実施形態によれば、カラー画像入力手段がマルチバンドカメラであって、カラー画像出力手段が６色プリンタである場合にも、上述した第１の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

図２３から図３１は本発明の第３の実施形態を示したものであり、図２３はスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図である。この第３の実施形態において、上述の第１，第２の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

この第３の実施形態のスペクトル・色再現システムは、カラー画像入力手段たる入力側表示装置２０１と、この入力側表示装置２０１に入力されるカラー画像と同一のカラー画像を入力して後述する出力側表示装置２０３に出力するためのカラー画像に変換する色変換手段たる画像変換装置２０２と、この画像変換装置２０２により変換されたカラー画像を表示するカラー画像出力手段たる出力側表示装置２０３と、を有して構成されている。

上記入力側表示装置２０１は、例えばコンピュータグラフィクス（ＣＧ）により画像を作成するためにクリエータが用いる表示装置であり、上述した第１の実施形態における６原色ディスプレイ３と同様に、６原色からなる表示装置である。クリエータは、この入力側表示装置２０１上でＣＧ画像の色調整等の作業を行いながら作品を完成させる。

入力側表示装置２０１に画像を表示するための色信号である６原色表示信号は、該入力側表示装置２０１自体に入力されるとともに、画像変換装置２０２にも入力されるようになっている。

この画像変換装置２０２は、入力側表示装置２０１から入力した６原色表示信号を、出力側表示装置２０３に表示するための色信号である６原色表示信号に変換して、該出力側表示装置２０３に出力するものである。

上記出力側表示装置２０３は、入力側表示装置２０１と異なるスペクトル特性の６原色を有する表示装置であり、画像変換装置２０２から入力した６原色表示信号によりカラー画像を画面上に表示するようになっている。

図２４は、画像変換装置２０２の構成を示すブロック図である。

画像変換装置２０２は、画像データ入力部２１２と、色変換部２１３と、データ記憶部２１４と、画像データ出力部２１５と、を有して構成されている。

画像データ入力部２１２は、入力側表示装置２０１に表示する表示信号の画像データを記憶して、画素位置毎に６原色表示信号として色変換部２１３に出力する。

色変換部２１３は、データ記憶部２１４から、カラー画像入力手段の色再現特性である入力側表示プロファイル、色空間変換プロファイル、およびカラー画像出力手段の色再現特性である出力側表示プロファイルを入力し、これらのデータを用いて、画像データ入力部２１２から入力した入力側の６原色表示信号を、出力側の６原色表示信号に変換し、画像データ出力部２１５に出力する。

画像データ出力部２１５は、色変換部２１３から入力した６原色表示信号を記憶して、出力側表示装置２０３へ出力する。

図２５は、色変換部２１３の構成を示すブロック図である。

色変換部２１３は、入力側表示プロファイル入力部２２１と、色空間変換プロファイル入力部２２２と、出力側表示プロファイル入力部２２３と、スペクトルベースＣＭＭ２２４と、を有して構成されている。

入力側表示プロファイル入力部２２１は入力側表示プロファイルを、色空間変換プロファイル入力部２２２は色空間変換プロファイルを、出力側表示プロファイル入力部２２３は出力側表示プロファイルを、それぞれデータ記憶部２１４からユーザー設定に従って入力し、各プロファイルのデータをスペクトルベースＣＭＭ２２４に出力する。

スペクトルベースＣＭＭ２２４は、入力側表示プロファイル入力部２２１、色空間変換プロファイル入力部２２２、および出力側表示プロファイル入力部２２３からそれぞれ入力したデータを用いて、画像データ入力部２１２から入力した入力側の６原色表示信号を、出力側の６原色表示信号に変換し、画像データ出力部２１５に出力する。

図２６は、スペクトルベースＣＭＭ２２４による入力側表示信号から出力側表示信号への変換の概念を示す図である。

入力側表示プロファイルは、入力側の表示信号と表示スペクトルとの関係を与える情報を含んでいる。この入力側表示プロファイルを用いることにより、入力側の表示信号から表示スペクトルに変換することができる。

また、出力側表示プロファイルは、出力側の表示スペクトルと表示信号との関係を与える情報を含んでいる。この出力側表示プロファイルを用いることにより、出力側の表示スペクトルを表示信号に変換することができる。

さらに、色空間変換プロファイルは、人の色知覚特性を表す等色関数を含んでいる。この色空間変換プロファイルを用いることにより、入力側表示スペクトルを、人の色知覚特性を考慮した上で、出力側表示スペクトルに変換することができる。

このようにスペクトルベースＣＭＭ２２４では、入力側表示プロファイルや出力側表示プロファイル等のデバイスプロファイルが信号値とスペクトルとの対応関係を与え、スペクトル空間がプロファイル間のインターフェースすなわちプロファイルコネクションスペース（ＰＣＳ）となっている。

スペクトルから色を決定するための等色関数の情報は、上記色空間変換プロファイルが提供する仕組みになっており、物理量であるスペクトル情報から心理量である色情報への変換を、デバイスプロファイルとは無関係に設定することができるようになっている。

なお、スペクトルベースＣＭＭ２２４の処理手順は、必ずしも図２６に示す通りである必要はなく、入出力の条件に応じて計算過程の結合などの最適な処理構成をとることが望ましい。

また、スペクトルベースＣＭＭ２２４は、上述した第１の実施形態の図８に示したものと同様であって、アルゴリズム選択部３１と、信号変換部３２と、を有して構成されている。

上記アルゴリズム選択部３１は、入力側表示プロファイル入力部２２１、色空間変換プロファイル入力部２２２、および出力側表示プロファイル入力部２２３からそれぞれ入力したプロファイルデータと、ユーザー設定と、に基づいて、信号変換部３２で使用する色変換アルゴリズムを選択する。

ユーザー設定は、スペクトルマッチングと測色マッチングとの何れかを選択する設定を含み、画像変換装置２０２のユーザーが、色変換を行うときに何れかのマッチングを選択する。

まず、ユーザー設定においてスペクトルマッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部３１は、色空間変換プロファイル入力部２２２から入力した色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれるか否かを判定する。

ここで、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれない場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル２１信号処理部２４２（図２７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれる場合には、アルゴリズム選択部３１は、信号変換部３２にモデル２２信号処理部２４３（図２７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

一方、ユーザー設定において測色値マッチングが選択された場合には、アルゴリズム選択部３１は、色空間変換プロファイル入力部２２２から入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数の組の個数を入力する。

ここで、等色関数の組の個数が１の場合には、アルゴリズム選択部３１は、モデル２３信号処理部２４４（図２７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、等色関数の組の個数が２以上の場合には、アルゴリズム選択部３１は、モデル２４信号処理部２４５（図２７参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

こうしてアルゴリズム選択部３１は、選択したアルゴリズム情報と、入力側表示プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力側表示プロファイルと、を上記信号変換部３２に出力する。

信号変換部３２は、画像データ入力部２１２から入力した６原色表示信号を、アルゴリズム選択部３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて選択された変換方法（モデル２１〜２４信号処理部２４２〜２４５）により、入力側表示プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力側表示プロファイルと、を用いて出力側の６原色表示信号に変換し、変換後の６原色表示信号を画像データ出力部２１５に出力する。

図２７は、信号変換部３２の構成を示すブロック図である。

信号変換部３２は、処理選択部２４１と、４つのモデル信号処理部、すなわち、モデル２１信号処理部２４２と、モデル２２信号処理部２４３と、モデル２３信号処理部２４４と、モデル２４信号処理部２４５と、を有して構成されている。

処理選択部２４１は、上記アルゴリズム選択部３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて、処理を行うモデル信号処理部を選択し、該アルゴリズム選択部３１から入力した入力側表示プロファイル、色空間変換プロファイル、および出力側表示プロファイルと、上記画像データ入力部２１２から入力した６原色表示信号と、を選択したモデル信号処理部に出力するものである。

各モデル信号処理部は、この処理選択部２４１から入力側表示プロファイルと、色空間変換プロファイルと、出力側表示プロファイルと、入力側の６原色表示信号と、を入力し、入力側の６原色表示信号を出力側の６原色表示信号に変換して画像データ出力部２１５に出力する。

図２８は、モデル２１信号処理部２４２の構成を示すブロック図である。

モデル２１信号処理部２４２は、スペクトル推定データ算出部２５１と、表示信号変換データ算出部２５２と、スペクトル推定部２５３と、表示信号変換部２５４と、を有して構成されている。

スペクトル推定データ算出部２５１は、入力した入力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性を用いて、階調補正データおよびスペクトル推定マトリクスを算出し、スペクトル推定部２５３に出力する。

ここに、階調補正データは、６原色表示信号を、表示輝度と線形な信号値に補正するためのデータである。

また、スペクトル推定マトリクスは、６原色表示信号から４０１次元の表示スペクトルを算出するための４０１×６の要素からなるマトリクスである。

表示信号変換データ算出部２５２は、入力した出力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性を用いて、６原色スペクトルと階調補正データとを算出し、表示信号変換部２５４に出力する。

ここに、階調補正データは、表示輝度と線形な信号値に対する６原色表示信号を与えるデータである。

スペクトル推定部２５３は、スペクトル推定データ算出部２５１から階調補正データとスペクトル推定マトリクスとを入力し、画像データ入力部２１２から入力した６原色表示信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換によりスペクトル推定を行い、４０１次元の被写体スペクトルを算出して、表示信号変換部２５４に出力する。

表示信号変換部２５４は、スペクトル推定部２５３から入力した入力側の表示スペクトルを、出力側の６原色ディスプレイでなる出力側表示装置２０３の６原色スペクトルにより表示した場合に、スペクトルの誤差を最小とする６原色表示信号に変換する。

その後、表示信号変換部２５４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部２１５に出力する。

図２９は、モデル２２信号処理部２４３の構成を示すブロック図である。

モデル２２信号処理部２４３は、スペクトル推定データ算出部２６１と、表示信号変換データ算出部２６２と、スペクトル推定部２６３と、表示信号変換部２６４と、を有して構成されている。

スペクトル推定データ算出部２６１は、入力した入力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、階調補正データ、６原色スペクトル、および６原色測色値を算出し、スペクトル推定部２６３に出力する。

ここに、階調補正データは、６原色表示信号を表示輝度と線形な信号値に補正するためのデータである。

また、６原色スペクトルは、６原色表示信号から４０１次元の表示スペクトルを算出するための４０１×６の要素からなるマトリクスである。

表示信号変換データ算出部２６２は、入力した出力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、６原色スペクトル、６原色測色値、および階調補正データを算出し、表示信号変換部２６４に出力する。

スペクトル推定部２６３は、スペクトル推定データ算出部２６１から階調補正データと６原色スペクトルと６原色測色値とを入力し、画像データ入力部２１２から入力した６原色表示信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換によりスペクトル推定を行い、４０１次元の表示スペクトルを算出して、表示信号変換部２６４に出力する。

表示信号変換部２６４は、入力側表示スペクトルの測色値を正しく表示する拘束条件の下で、スペクトル推定部２６３から入力した表示スペクトルを６原色ディスプレイでなる出力側表示装置２０３の６原色スペクトルの線形和により表した場合に、スペクトルの誤差を最小とする６原色表示信号に変換する。このときの変換方法は、上述した第１の実施形態のモデル２信号処理部４３における変換方法と同様であるために、説明を省略する。

その後、表示信号変換部２６４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部２１５に出力する。

図３０は、モデル２３信号処理部２４４の構成を示すブロック図である。

モデル２３信号処理部２４４は、多次元測色値推定データ算出部２７１と、表示信号変換データ算出部２７２と、多次元測色値推定部２７３と、表示信号変換部２７４と、を有して構成されている。

多次元測色値推定データ算出部２７１は、入力した入力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、多次元測色値推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、多次元測色値推定部２７３に出力する。

ここで、等色関数は、６原色ディスプレイの原色数以下のＫ個（ここでは６以下）の関数により構成されているものとする。なお、色空間変換プロファイルに（Ｋ＋１）個以上の関数が記述されている場合は、その内のＫ番目までのデータが用いられる。

多次元測色値推定マトリクスは、６原色表示信号からＫ次元の表示信号の測色値を算出するためのＫ×６の要素からなるマトリクスである。

すなわち、多次元測色値推定マトリクスは、各原色の発光スペクトルをｐ_j（λ）、等色関数をｔ_k（λ）とすると、

を成分とするＮ×Ｋのマトリクスとなっている。

表示信号変換データ算出部２７２は、入力した出力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、６原色の多次元測色値および階調補正データを算出し、表示信号変換部２７４に出力する。

多次元測色値推定部２７３は、多次元測色値推定データ算出部２７１から入力した多次元測色値推定マトリクスを用いて、画像データ入力部２１２から入力した６原色表示信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換により多次元測色値に変換して、表示信号変換部２７４に出力する。

また、表示信号変換部２７４は、上述した第１の実施形態の図１２に示した表示信号変換部７４と同様であるために、説明を省略する。

その後、表示信号変換部２７４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部２１５に出力する。

図３１は、モデル２４信号処理部２４５の構成を示すブロック図である。

モデル２４信号処理部２４５は、ＸＹＺ推定データ算出部２８１と、表示信号変換データ算出部２８２と、ＸＹＺ推定部２８３と、表示信号変換部２８４と、を有して構成されている。

ＸＹＺ推定データ算出部２８１は、入力した入力側表示プロファイルに含まれる６原色のスペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれるＬ組のＸＹＺ等色関数と、を用いて、Ｌ−ＸＹＺ推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、ＸＹＺ推定部２８３に出力する。

Ｌ−ＸＹＺ推定マトリクスは、６原色表示信号からＸＹＺを算出するための３×６の要素からなるマトリクスをＬ個有している。このＬ−ＸＹＺ推定マトリクスの算出は、上述したモデル２３信号処理部２４４の多次元測色値推定マトリクスの算出と同様であるために、ここでは説明を省略する。

さらに、表示信号変換データ算出部２８２および表示信号変換部２８４は、上述した第１の実施形態の図１３に示したモデル４信号処理部４５の表示信号変換データ算出部８２および表示信号変換部８４とそれぞれ同様であるために、説明を省略する。

このような第３の実施形態によれば、カラー画像入力手段とカラー画像出力手段の両方が表示装置である場合にも、上述した第１，第２の実施形態とほぼ同様の効果を奏することができる。

なお、上述した第１の実施形態ではマルチバンドカメラをカラー画像入力手段とするとともに６原色ディスプレイをカラー画像出力手段としたシステム、第２の実施形態ではマルチバンドカメラをカラー画像入力手段とするとともに６色プリンタをカラー画像出力手段としたシステム、第３の実施形態では入力側表示装置をカラー画像入力手段とするとともに出力側表示装置をカラー画像出力手段としたシステム、についてそれぞれ説明したが、本発明は、これらの組み合わせに限定されるものではない。

例えば、ディスプレイ（入力側表示装置）をカラー画像入力手段とするとともにプリンタをカラー画像出力手段とするシステム、プリンタをカラー画像入力手段とするとともにプリンタをカラー画像出力手段とするシステム、カメラをスキャナに置き換えたシステム、プリンタを印刷機に置き換えたシステム、等に対してももちろん有効である。

さらに、これらの構成を組み合わせることによって得られる、任意の数の装置から構成されるシステムに対しても、同様に有効である。

また、信号変換部における信号処理のアルゴリズムは、上述した各実施形態において説明したようなものに限定されることはなく、同様のインタフェースを有するモジュールであれば、任意の信号処理手段に替えることや追加することが可能である。

そして、上述した各実施形態においては、レンダリング照明光と、観察環境の照明光や周囲の観察環境と、が異なる場合において発生する、色の見えの違いについては言及していないが、レンダリング照明光と、観察照明光の情報と、色の見えモデルと、を用いて、補正する処理を組み込むことも可能である。

図３２から図３７は本発明の第４の実施形態を示したものであり、図３２はスペクトルベースＣＭＭによる撮影信号から表示信号への変換の概念を示す図である。この第４の実施形態において、上述の第１から第３の実施形態と同様である部分については同一の符号を付すなどして説明を省略し、主として異なる点についてのみ説明する。

本実施形態のスペクトル・色再現システムは、基本的に、上述した第１の実施形態と同様に構成されているが、スペクトルベースＣＭＭと、各プロファイルのデータ構成と、が該第１の実施形態とは異なっている部分である。

図３２に示すように、入力プロファイルは、撮影信号と、入力プロファイルのＰＣＳである被写体分光反射率、被写体スペクトル、または被写体測色値の何れかと、の関係を与える情報を含んでいる。この入力プロファイルを用いることにより、撮影信号を、被写体分光反射率、被写体スペクトル、または被写体測色値の何れかに変換することができる。

表示プロファイルは、表示プロファイルのＰＣＳである表示スペクトルまたは表示測色値の何れかと、表示信号と、の関係を与える情報を含んでいる。この表示プロファイルを用いることにより、表示スペクトルまたは表示測色値を表示信号に変換することができる。

色空間変換プロファイルは、分光反射率に対してスペクトルを算出するために用いられるレンダリング照明光スペクトルと、必要に応じて人の色知覚特性を表す等色関数と、を色空間変換プロファイルのＰＣＳのデータとして含んでいる。この色空間変換プロファイルを用いることにより、分光反射率に対しては所定照明光下におけるスペクトルを算出し、スペクトルを人の色知覚特性を考慮した上で、表示側のスペクトルに変換することができる。

プロファイルＰＣＳ変換は、入力プロファイル、色空間変換プロファイル、および表示プロファイルのそれぞれのＰＣＳを、スペクトルＣＭＭが用いるＣＭＭ−ＰＣＳのデータに変換して、それぞれＣＭＭ−ＰＣＳ推定、ＣＭＭ−ＰＣＳ変換、表示信号変換へ出力する。

このようにスペクトルベースＣＭＭ２４では、入力プロファイルや表示プロファイル等のデバイスプロファイルが信号値とそれぞれのプロファイルのＰＣＳとの対応関係を与え、プロファイルＰＣＳ変換において、それぞれのプロファイルのＰＣＳがＣＭＭ−ＰＣＳに変換され、ＣＭＭ−ＰＣＳが間接的にプロファイル間のインターフェースとなる。

ＣＭＭ−ＰＣＳ推定、ＣＭＭ−ＰＣＳ変換、表示信号変換は、プロファイルＰＣＳ変換から、ＣＭＭ−ＰＣＳをインターフェースとした入力プロファイル、色空間変換プロファイル、表示プロファイルのデータを入力し、ＣＭＭ−ＰＣＳにおいて上述した第１の実施形態の図７で説明したのと同様の処理が行われる。

なお、スペクトルベースＣＭＭ２４の処理手順は、必ずしも図３２に示す通りである必要はなく、入出力の条件に応じて計算過程の結合などの最適な処理構成をとることが望ましい。

入力プロファイルは、任意の分光反射率、スペクトル、または測色値をＰＣＳとすることができ、色空間変換プロファイルと表示プロファイルは、任意のスペクトルまたは測色値をＰＣＳとすることができる。

各プロファイルは、ＰＣＳとして用いた空間を規定する情報をＰＣＳ情報として含んでいる。このＰＣＳ情報は、ＣＭＭ−ＰＣＳの部分空間として各プロファイルのＰＣＳを規定するものである。

すなわち、ＣＭＭ−ＰＣＳ空間のデータをＳ_i ^（CMM）（ｉ＝１〜Ｒ’）、プロファイルのＰＣＳをＳ_j ^（PRO）（ｊ＝１〜Ｒ）とすると、

により、プロファイルのＰＣＳをＣＭＭ−ＰＣＳ空間と関係付けるＰＣＳの基底関数ρ_ji（ｉ＝１〜Ｒ’，ｊ＝１〜Ｒ）を、ＰＣＳ情報として含んでいる。

ρ_ji（ｉ＝１〜Ｒ’，ｊ＝１〜Ｒ）は、任意のデータを用いることができるが、予め登録した幾つかのデータを用いる場合には、実際のデータの代わりにそのデータの識別子をＰＣＳ情報として含むこともできる。

ここでは、測色値ＣＩＥ１９３１ＸＹＺを規定するデータとして、ＣＩＥ１９３１等色関数とその識別子を予め登録しておくものとする。この場合には、ＣＩＥ１９３１等色関数ｘ（λ），ｙ（λ），ｚ（λ）がそれぞれ数式７のρ_1i，ρ_2i，ρ_3i（ｉ＝１〜Ｒ）に相当する。

図３３は、スペクトルベースＣＭＭ２４の構成を示すブロック図である。

スペクトルベースＣＭＭ２４は、処理選択手段たるアルゴリズム選択部３３１と、信号変換部３３２と、を有して構成されている。

アルゴリズム選択部３３１は、入力プロファイル入力部２１、色空間変換プロファイル入力部２２、および表示プロファイル入力部２３からそれぞれ入力したプロファイルデータから、信号変換部３３２において用いるＣＭＭ−ＰＣＳを選択する。

ＣＭＭ−ＰＣＳは、スペクトル空間または測色値空間であり、スペクトル空間は３８０ｎｍ〜７８０ｎｍを１ｎｍ間隔で刻む４０１次元の空間、測色値空間は任意の等色関数により規定される任意次元の測色値からなる空間である。

アルゴリズム選択部３３１は、まず、入力プロファイルと表示プロファイルのＰＣＳを調べて、両方のＰＣＳが測色値である場合には、次元数の低いＰＣＳをＣＭＭ―ＰＣＳとして選択する。

この場合、次元数の高い測色値から次元数の低い測色値への変換は、次元数の低い等色関数を次元数の高い等色関数により最小自乗近似するマトリクスを用いたマトリクス変換により算出する。

また、入力プロファイルと表示プロファイルのＰＣＳの内の一方が測色値で他方がスペクトルである場合には、アルゴリズム選択部３３１は、測色値をＰＣＳとして選択する。

この場合、スペクトルから測色値への変換は、測色値をＰＣＳとするプロファイルが保有する等色関数を用いて、上述した数式２と同様の計算を行うことにより算出する。

さらに、入力プロファイルと表示プロファイルのＰＣＳの両方がスペクトルである場合には、アルゴリズム選択部３３１は、スペクトルをＣＭＭ−ＰＣＳとして選択する。ただし、入力プロファイルのＰＣＳが分光反射率である場合には、色空間変換プロファイルからレンダリング照明光スペクトルを入力して、スペクトルとした上で、上記手段によりＣＭＭ−ＰＣＳを算出する。

また、各プロファイルのスペクトル空間が、ＣＭＭ−ＰＣＳのスペクトル空間と異なる場合には、ＰＣＳのスペクトル空間を規定するＰＣＳ情報を用いて、ＣＭＭ−ＰＣＳのスペクトル空間に変換する。

アルゴリズム選択部３３１は、ＣＭＭ−ＰＣＳが測色値である場合には、信号変換部３３２にモデル３１信号処理部３４２（図３４参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

アルゴリズム選択部３３１は、ＣＭＭ−ＰＣＳがスペクトルである場合には、色空間変換プロファイルに等色関数が含まれるか否かを判定する。

ここで、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれる場合には、アルゴリズム選択部３３１は、信号変換部３３２にモデル３２信号処理部３４３（図３４参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

また、色空間変換プロファイルに等色関数がデータとして含まれない場合には、アルゴリズム選択部３３１は、信号変換部３３２にモデル３３信号処理部３４４（図３４参照）を用いるためのアルゴリズム情報を出力する。

アルゴリズム選択部３３１は、選択したアルゴリズム情報と、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、を信号変換部３３２に出力する。

信号変換部３３２は、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号を、アルゴリズム選択部３３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて選択された変換方法（モデル３１〜３３信号処理部３４２〜３４４）により、入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、を用いて６原色表示信号に変換し、変換後の６原色表示信号を画像データ出力部１５に出力する。

図３４は、信号変換部３３２の構成を示すブロック図である。

信号変換部３３２は、処理選択部３４１と、３つのモデル信号処理部、すなわち、モデル３１信号処理部３４２と、モデル３２信号処理部３４３と、モデル３３信号処理部３４４と、を有して構成されている。

処理選択部３４１は、アルゴリズム選択部３３１から入力したアルゴリズム情報に基づいて、該アルゴリズム選択部３３１から入力した入力プロファイル、色空間変換プロファイル、および表示プロファイルと、上記画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号と、を所定のモデル信号処理部に出力する。

各モデル信号処理部は、この処理選択部３４１から入力プロファイルと、色空間変換プロファイルと、表示プロファイルと、１６バンド撮影信号と、を入力し、１６バンド撮影信号を６原色表示信号に変換して画像データ出力部１５に出力する。

図３５は、モデル３１信号処理部３４２の構成を示すブロック図である。

モデル３１信号処理部３４２は、測色値推定データ算出部３５１と、表示信号変換データ算出部３５２と、測色値推定部３５３と、表示信号変換部３５４と、を有して構成されている。

測色値推定データ算出部３５１は、入力した入力プロファイルに含まれる測色値推定マトリクスおよび階調補正データを、測色値推定部３５３に出力する。

測色値推定マトリクスは、１６バンド撮影信号からＫ次元の被写体測色値を算出するためのＫ×１６の要素からなるマトリクスである。この測色値推定マトリクスは、入力プロファイルのデータとして与えられている場合と、入力プロファイルのカメラ分光感度、撮影照明光スペクトルと被写体分光反射率の統計データ、色空間変換プロファイルのレンダリング照明光スペクトルと等色関数とから算出される場合と、がある。

また、階調補正データは、上述した第１の実施形態と同様の計算を行うことにより算出されたものである。

表示信号変換データ算出部３５２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色測色値および階調補正データを、表示信号変換部３５４に出力する。

６原色測色値は、表示プロファイルのデータとして与えられている場合と、表示プロファイルの６原色スペクトルと色空間変換プロファイルの等色関数とから算出される場合と、がある。

また、階調補正データは、上述した第１の実施形態と同様の計算を行うことにより算出されたものである。

測色値推定部３５３は、測色値推定データ算出部３５１から階調補正データおよび測色値推定マトリクスを入力し、画像データ入力部１２から入力した１６バンド撮影信号に対して、階調補正を行い、マトリクス変換により測色値推定を行い、Ｋ次元の被写体測色値を算出して、表示信号変換部３５４に出力する。

表示信号変換部３５４は、測色値推定部３５３から入力した被写体測色値を６原色ディスプレイ３により正確に表示するための６原色表示信号に変換する。ここに、被写体測色値から６原色表示信号へ変換する手段は、上述した第１の実施形態におけるモデル３信号処理部４４と同様であるために、説明を省略する。

その後、表示信号変換部３５４は、階調補正データを用いてこれらの６原色信号の階調補正を行い、画像データ出力部１５に出力する。

図３６は、モデル３２信号処理部３４３の構成を示すブロック図である。

モデル３２信号処理部３４３は、測色値推定データ算出部３６１と、表示信号変換データ算出部３６２と、測色値推定部３６３と、表示信号変換部３６４と、を有して構成されている。

これらの内の測色値推定部３６３および表示信号変換部３６４は、上述したモデル３１信号処理部３４２の測色値推定部３５３および表示信号変換部３５４とそれぞれ同様であるために、説明を省略する。

測色値推定データ算出部３６１は、入力した入力プロファイルに含まれるカメラ分光感度、撮影照明光スペクトル、および被写体分光反射率の統計データと、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、測色値推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、測色値推定部３６３に出力する。

表示信号変換データ算出部３６２は、入力した表示プロファイルに含まれる６原色スペクトルおよび階調特性と、入力した色空間変換プロファイルに含まれる等色関数と、を用いて、６原色測色値および階調補正データを算出し、表示信号変換部３６４に出力する。

図３７は、モデル３３信号処理部３４４の構成を示すブロック図である。

モデル３３信号処理部３４４は、スペクトル推定データ算出部３７１と、表示信号変換データ算出部３７２と、スペクトル推定部３７３と、表示信号変換部３７４と、を有して構成されている。

これらの内のスペクトル推定部３７３および表示信号変換部３７４は、上述した第１の実施形態におけるモデル１信号処理部４２のスペクトル推定部５３および表示信号変換部５４とそれぞれ同様であるために、説明を省略する。

スペクトル推定データ算出部３７１は、入力した入力プロファイルを用いて、ＣＭＭ−ＰＣＳで規定されるスペクトル推定マトリクスおよび階調補正データを算出し、スペクトル推定部３７３に出力する。

表示信号変換データ算出部３７２は、入力した表示プロファイルを用いて、ＣＭＭ−ＰＣＳで規定される６原色表示スペクトルおよび階調補正データを算出し、表示信号変換部３７４に出力する。

このような第４の実施形態によれば、上述した第１から第３の実施形態とほぼ同様の効果を奏するとともに、カラー画像入／出力手段の色再現特性として、任意の分光反射率、スペクトル、測色値との対応関係を与える情報をもたせることにより、色再現特性に記述するデータを、測定器の精度や再現目的に合わせた精度で記述することが可能となる。

また、個人差等による等色関数のばらつきを考慮した３以上の測色値や視野角等の違いに応じて、異なる等色関数を自由に用いることも可能となる。

さらに、色再現特性として測色値をもたせることにより、現行のカラーマネージメントシステムとの互換性を保ったシステムとすることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用が可能であることは勿論である。

本発明の第１の実施形態におけるスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図。 上記第１の実施形態のマルチバンドカメラの構成を示す図。 上記第１の実施形態における１６バンドでなるマルチバンドカメラの分光感度の一例を示す線図。 上記第１の実施形態における６原色ディスプレイの６原色でなる発光スペクトルを示す線図。 上記第１の実施形態の画像変換装置の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態の色変換部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態において、スペクトルベースＣＭＭによる撮影信号から表示信号への変換の概念を示す図。 上記第１の実施形態のスペクトルベースＣＭＭの構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態の信号変換部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態において、スペクトル最小自乗に係るモデル１信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態において、ＸＹＺ拘束条件付スペクトル最小自乗に係るモデル２信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態において、測色値マッチングに係るモデル３信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態において、統計的測色値マッチングに係るモデル４信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第１の実施形態のプロファイルの基本構造を示す図。 本発明の第２の実施形態におけるスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図。 上記第２の実施形態の色変換部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態の信号変換部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態において、分光反射率最小自乗に係るモデル１１信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態において、スペクトル最小自乗に係るモデル１２信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態において、ＸＹＺ拘束条件付スペクトル最小自乗に係るモデル１３信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態において、測色値マッチングに係るモデル１４信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第２の実施形態において、統計的測色値マッチングに係るモデル１５信号処理部の構成を示すブロック図。 本発明の第３の実施形態におけるスペクトル・色再現システムの構成の概略を示すブロック図。 上記第３の実施形態の画像変換装置の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態の色変換部の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態において、スペクトルベースＣＭＭによる入力側表示信号から出力側表示信号への変換の概念を示す図。 上記第３の実施形態の信号変換部の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態において、スペクトル最小自乗に係るモデル２１信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態において、ＸＹＺ拘束条件付スペクトル最小自乗に係るモデル２２信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態において、測色値マッチングに係るモデル２３信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第３の実施形態において、統計的測色値マッチングに係るモデル２４信号処理部の構成を示すブロック図。 本発明の第４の実施形態において、スペクトルベースＣＭＭによる撮影信号から表示信号への変換の概念を示す図。 上記第４の実施形態のスペクトルベースＣＭＭの構成を示すブロック図。 上記第４の実施形態の信号変換部の構成を示すブロック図。 上記第４の実施形態において、測色値マッチングに係るモデル３１信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第４の実施形態において、測色値マッチングに係るモデル３２信号処理部の構成を示すブロック図。 上記第４の実施形態において、スペクトルマッチングに係るモデル３３信号処理部の構成を示すブロック図。

符号の説明

１…マルチバンドカメラ（カラー画像入力手段）
２，１０２，２０２…画像変換装置（色変換手段）
３…６原色ディスプレイ（カラー画像出力手段）
１１…入力プロファイル作成部
１２，２１２…画像データ入力部
１３，２１３…色変換部
１４，２１４…データ記憶部
１５，２１５…画像データ出力部
２１，１２１…入力プロファイル入力部
２２，１２２，２２２…色空間変換プロファイル
２３…表示プロファイル入力部
２４，１２４，２２４…スペクトルベースカラーマネージメントモジュール
３１，１３１，３３１…アルゴリズム選択部（処理選択手段）
３２，３３２…信号変換部
４１，１４１，２４１，３４１…処理選択部
４２〜４５…モデル１〜４信号処理部
１０３…６色プリンタ（カラー画像出力手段）
１２３…出力プロファイル入力部
１４２〜１４６…モデル１１〜１５信号処理部
２０１…入力側表示装置（カラー画像入力手段）
２０３…出力側表示装置（カラー画像出力手段）
２２１…入力側表示プロファイル入力部
２２３…出力側表示プロファイル入力部
２４２〜２４５…モデル２１〜２４信号処理部
３４２〜２４４…モデル３１〜３３信号処理部

Claims (8)

1. カラー画像入力手段からの画像に対して所定の色変換を行ってカラー画像出力手段に出力するスペクトル・色再現システムであって、
   上記カラー画像入力手段から出力される色信号とＰＣＳ（Profile Connection Space）との対応関係の情報を含むカラー画像入力手段の入力プロファイルと、上記カラー画像出力手段に入力される色信号とＰＣＳとの対応関係の情報を含むカラー画像出力手段の出力プロファイルと、が記憶されるデータ記憶部と、
   上記データ記憶手段に記憶される上記入力プロファイルのＰＣＳの情報および上記出力プロファイルのＰＣＳの情報に基づき当該入力プロファイルのＰＣＳと出力プロファイルのＰＣＳとの間のインターフェイスとして選択されたＰＣＳを介して、上記カラー画像入力手段から出力される色信号を上記カラー画像出力手段に入力される色信号に変換する色変換手段と、
   を有し、
   上記入力プロファイルおよび上記出力プロファイルの一方のＰＣＳは、スペクトルの情報を含み、他方のＰＣＳは、分光反射率、スペクトルまたは測色値のいずれかの情報を含むことを特徴とするスペクトル・色再現システム。
2. 上記入力プロファイルのＰＣＳと出力プロファイルのＰＣＳとは異なることを特徴とする請求項１に記載のスペクトル・色再現システム。
3. 上記入力プロファイルまたは出力プロファイルは、それぞれのＰＣＳが何であるかの情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル・色再現システム。
4. 上記色変換手段は、上記入力プロファイルまたは出力プロファイルに含まれる上記ＰＣＳが何であるかの情報に基づいて色変換のアルゴリズムを選択することを特徴とする請求項３に記載のスペクトル・色再現システム。
5. 上記色変換手段は、上記入力プロファイルまたは出力プロファイルのＰＣＳが何であるかに基づいて、色変換のアルゴリズムを選択することを特徴とする請求項１に記載のスペクトル・色再現システム。
6. 上記データ記憶部は、上記入力プロファイルのＰＣＳと上記出力プロファイルのＰＣＳとの間をインターフェイスするＰＣＳのデータを得るための情報を含む色空間変換プロファイルを、さらに記憶し、
   上記色変換手段は、さらに当該色空間変換プロファイルに基づいて色変換をすることを特徴とする請求項１に記載のスペクトル・色再現システム。
7. 上記色空間変換プロファイルは、等色関数、または分光反射率に対して反射スペクトルを規定するレンダリング照明光スペクトルの情報を含むことを特徴とする請求項６に記載のスペクトル・色再現システム。
8. 上記入力プロファイルおよび出力プロファイルは、それぞれ何のプロファイルであるかを区別するための識別子の情報を含むことを特徴とする請求項１に記載のスペクトル・色再現システム。

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