JP4306936B2 - 色処理装置および方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ／ワークステーションの普及に伴い、デスクトップ・パブリッシング（ＤＴＰ）やＣＡＤが広く一般に使用されるようになってきた。これに伴い、コンピュータによってモニタ上で表現される色を、実際に色材を用いて再現する色再現技術が重要となってきている。例えばＤＴＰにおいては、カラーモニタとカラープリンタとを有するコンピュータシステムにおいて、モニタ上にてカラー画像の作成／編集／加工等を行い、カラープリンタで出力する。ここでユーザは、モニタ上のカラー画像とプリンタ出力画像とが知覚的に一致していることを強く望む。
【０００３】
しかしながら色再現技術において、カラー画像とプリンタ出力画像とに於いてこのような知覚上の一致を図ることには困難が伴う。この困難さは以下の理由による。
【０００４】
カラーモニタにおいては、蛍光体を用いて特定波長の光を発光することによりカラー画像を表現する。他方、カラープリンタにおいてはインク等を用いて特定波長の光を吸収し、残りの反射光によってカラー画像を表現する。このように画像表示形態が異なることに起因して、両者を比較すると色再現域が大きく異なる。さらに、カラーモニタであっても、液晶モニタと電子銃方式のブラウン管とプラズマ方式のモニタとでは色再現域が異なる。カラープリンタにあっても、紙質等の相違やインクの使用量の相違等により色再現域が異なる。このため、カラーモニタ上の画像とカラープリンタ出力画像、あるいは複数種の機種、複数種の紙質にて出力したカラープリンタ出力画像において、これらの画像の色を測色的な意味において完全に一致させることは不可能である。従って、各出力媒体における表示カラー画像を人間が知覚するとき、各画像間に大きな差異を感じる。
【０００５】
ここで、これら色再現域の異なる表示媒体間において、表示カラー画像の知覚上の相違を吸収し、表示画像の知覚的一致を計る為の技術として、均等表色系を用いて、ある色再現域を別の色再現域内へ写像するガマットマッピング技術が存在する。ガマットマッピング技術の一例としては、均等表色系において各色相毎に明度−彩度次元において線形写像を行う技術などが存在する。かかる技術に依れば、図２７の模式図に示すようなモニタ色再現域は、図２８の模式図に点線で示されるプリンタ色再現域内へ写像される。
【０００６】
ところが線形写像に依り補正されて出力される画像は、知覚上好ましくない場合がある。モニタ色再現域とプリンタ色再現域との形状の相違が、知覚上における不自然さを生じせしめる。
【０００７】
モニタ色再現域とプリンタ色再現域とは形状の相違について簡単に説明する。例えば、図２９はグリーンの色相におけるプリンタ色再現域の模式図であり、プリンタ色再現域を実線により、モニタ色再現域を点線により示している。図２９から明らかな通り、グリーンの色相においてはモニタ色再現域とプリンタ色再現域とは非相似であり、形状が大きく異なる。次に、図３０にレッドの色相における模式図を示す。図３０においては、モニタ色再現域を実線により、プリンタ色再現域を点線により示している。図３０から明らかな通り、レッドの色相においてはモニタ色再現域とプリンタ色再現域とは比較的相似な形状をしている。
【０００８】
係る問題を解決するためには、低彩度部の彩度や中明度部の明度を保存するとともに、モニタ色再現域とプリンタ色再現域とのガマット形状の相違を吸収する非線形なガマットマッピングが有効である。
【０００９】
非線形なガマットマッピングとして1次元〜3次元の写像を複数段に渡って施す方法が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記非線形なガマットマッピングでは階調性という点において改善の余地があった。すなわち、従来のガマットマッピング手法において1次元〜3次元の写像を複数段に渡って施す際、各写像は写像の対象となる色の色度や色相等によって写像が変化するため、これらの個々の写像に問題は無くとも、各写像を重ねた結果として階調性に問題が生ずる場合がある。
【００１１】
なお、ここでは階調性という単語に関して、色がある規則に従って変化するときの然るべき変化率という意味において用いる。さらに、階調性を保つということを、前記変化率が然るべく保存されるという意味において用いる。図３１(a) ならびに図３１(b) の模式図を用い、簡単に説明する。図３１(a) において円で囲われた個所のように、本来あるべき変化率が大きく変化している場合、色相／彩度等の条件に左右されるものの一般に疑似輪郭等の原因となりやすい。他方、図３１(b) のように本来あるべき変化率が保たれている場合、一般に知覚できるような問題は発生しにくい。
【００１２】
本発明は、色再現域の形状の相違を吸収するとともに、階調性を保った写像変換を提供し、出力画像における擬似輪郭を抑制し、高品質な出力画像が得られるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１記載の発明は、第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換する色処理装置であって、前記第１の色再現域の表面に第１の標本点を設定し、該第１の色再現域の内部に第２の標本点を設定する標本点設定手段と、前記第１の標本点および前記第２の標本点を前記第２の色再現域域内に写像する写像手段と、前記第１の標本点に基づき表面階調線を設定し、前記第２の標本点に基づき内部階調線を設定する階調線設定手段と、前記写像された第１の標本点に基づき前記表面階調線を前記第２の色再現領域内に写像し、前記写像された第２の標本点に基づき前記内部階調線を前記第２の色再現領域内に写像する写像手段と、前記表面階調線または前記内部階調線に対する、入力色信号の相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置に基づき、前記写像された表面階調線または前記写像された内部階調線から前記入力色信に対応する出力色信号を算出する出力色信号算出手段とを有し、前記表面階調線は前記第１の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義され、前記内部階調線は前記第２の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第1実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる色信号変換装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００１５】
１０１はＣＰＵ、１０２はメインメモリ、１０３はＳＣＳＩインタフェース、１０４はネットワークインタフェース、１０５はＨＤＤ、１０６はグラフィックアクセラレータ、１０７はカラーモニタ、１０８は色信号変換機、１０９はカラープリンタ、１１０はキーボード／マウスコントローラ、１１１はキーボード、１１２はマウス、１１３はローカルエリアネットワーク、１１４はＰＣＩバスである。
【００１６】
ＨＤＤ１０５に格納されている画像データは、ＣＰＵ１０１からの指令によりＳＣＳＩＩ／Ｆ１０３を介してＰＣＩバス１１４経由によりメインメモリ１０２に転送される。また、ＬＡＮに接続されているサーバに格納されている画像データあるいはインターネット上の画像データは、ＣＰＵ１０１からの指令によりネットワークＩ／Ｆ１０４を介してＰＣＩバス１１４経由によりメインメモリ１０２に転送される。
【００１７】
メインメモリ１０２に保持されている画像データはＣＰＵ１０１からの指令によりＰＣＩバス１１４経由によってグラフィックアクセラレータ１０６に転送される。グラフィックアクセラレータ１０６は画像データをＤ／Ａ変換した後ディスプレイケーブルを通じてカラーモニタ１０７に送信し、カラーモニタ１０７上に画像データが表示される。ここで、ユーザがメインメモリ１０２に保持されている画像をプリンタ１０９から出力するよう指令すると、まずＣＰＵ１０１が、しかるべきカラーモニタの色再現域情報としかるべきプリンタの色再現域情報とをＨＤＤ１０５からメインメモリ１０２に転送し、その後に前記２つの色再現域情報を色信号変換装置１０８へ転送する。さらにＣＰＵ１０１は色信号変換装置１０８に対して、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換のための初期化を行うよう指示する。初期化動作に付いては、詳細に後述する。初期化動作が終了すると、メインメモリ１０２に保持されているＲＧＢ画像データがＣＰＵ１０１からの指令によりＰＣＩバス１１４経由によって色信号変換装置１０８に転送される。色信号変換装置１０８は、前記ＲＧＢ画像データに対してガマットマッピングの結果に基づく色信号変換を行った後、プリンタ１０９へ変換結果であるＣＭＹＫ画像データを送信する。以上一連の動作の結果として、プリンタ１０９よりＣＭＹＫ画像データが出力される。
【００１８】
図２は色信号変換装置１０８の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示した構成において、２０１はＬＵＴ作成部であり、ＬＵＴ作成部２０１内の各装置が指定された手順に従って動作することにより、ＲＧＢからＣＭＹＫへの変換用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が作成される。２０２はＲＡＭであり、ＬＵＴ作成部２０１により作成されたＬＵＴを記憶する。２０３は補間装置であり、入力されたＲＧＢデータに対して出力すべきＣＭＹＫデータを、ＲＡＭ２０２に記憶されたＬＵＴを用いた補間演算を行うことにより算出する。２１５、２１６は端子であり、端子２１５からはメインメモリに保持されていたＲＧＢ画像データがラスタスキャン方式にてＲＧＢデータ形式により入力され、端子２１６からは入力されたＲＧＢデータに対応するＣＭＹＫデータがプリンタへ出力される。
【００２０】
次に、ＬＵＴ作成部２０１内の各装置について述べる。２１３、２１４は端子であり、２１３からはプリンタの色再現域に関する情報が、２１４からはモニタの色再現域に関する情報が入力される。２０４はモニタ色域記憶装置であって入力された前記モニタ色再現域情報を記憶し、２０５はプリンタ色域記憶装置であって入力された前記プリンタ色再現域情報を記憶する。２０６は写像パラメータ算出装置であり、プリンタ色再現域情報とモニタ色再現域情報とを参照して、後述の色域写像装置２０７にて必要な圧縮パラメータの算出を行う。２０７は色域写像装置であり、モニタ写像色再現域情報とプリンタ色再現域情報とを参照し、モニタ色再現域をプリンタ色再現域へ写像する。以下、写像結果を写像色再現域と呼称する。２０８はLUT作成装置であり、モニタ色再現域と写像色再現域との対応関係、並びにモニタ上にて所定の色を出力するＲＧＢデータと、プリンタ上にて所定の色を出力するＣＭＹＫデータとを参照して、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換用ＬＵＴを作成する。
【００２１】
ＬＵＴ作成部２０１の動作について説明する。なお、本実施形態におけるＬＵＴ作成部２０１の写像動作においては、均等表色系としてL*a*b*色空間を用いる。用いる均等表色系としては他の種類を用いても構わない。
【００２２】
まず初めに、ＣＰＵ１０１からの指令によりカラーモニタの色再現域情報ならびにプリンタの色再現域情報が送信される。送信された2つの色再現域情報は、それぞれＬＵＴ作成部２０１内のモニタ色域記憶装置２０４とプリンタ色域記憶装置２０５にモニタ色再現域情報とプリンタ色再現域情報として記憶される。送信が終了すると、ＣＰＵ１０１より色信号変換の為の初期化を行うよう指令される。この指令を色信号変換装置１０８が受けると、ＬＵＴ作成部２０１内部が以下の様に動作する。まず写像パラメータ算出装置２０６が動作し色域写像装置に必要な各種パラメータを算出する。
【００２３】
パラメータ算出が終了すると、色域写像装置２０７が動作し、均等表色系においてモニタ色再現域をプリンタ色再現域へ写像する。本実施形態における色域写像装置２０７は図３のフローチャートに従って写像動作を行う。本動作に関しては詳細に後述する。
【００２４】
次に、LUT作成装置２０９は最終写像結果であるところの写像色再現域を参照してＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換用ＬＵＴを作成し、ＲＡＭ２０２へＬＵＴを書き込む。以上の一連の動作が終了すると、初期化が終了した旨ＣＰＵ１０１へ送信する。
【００２５】
以下において、色域写像装置２０７の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、本説明において、ある色とある色とを結ぶ連続した軌跡を階調線と呼称する。
【００２６】
ステップ３０１にて、色域の写像を規定する為の標本点を決定する。決定される標本点には、モニタ色再現域表面の写像を規定する表面標本点と、モニタ色再現域内部の写像を規定する内部標本点がある。
【００２７】
ステップ３０２にて、表面標本点に関し、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。なお、表面標本点の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。ステップ３０３では、内部標本点に関し、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。但し、内部標本点の写像結果が必ずプリンタ色再現域の内部に位置するよう、写像は制御される。
【００２８】
ステップ３０４にて、所定の異なる２つの表面標本点を結ぶ階調線（以下、表面階調線）を規定する。ステップ３０５では、前記表面階調線について、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。なお、表面階調線の写像結果は必ず連続した軌跡となるよう、写像は制御される。なお、表面階調線の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。
【００２９】
ステップ３０６にて、所定の異なる２つの内部標本点を結ぶ階調線（以下、内部階調線）を規定する。ステップ３０７では、前記内部階調線について、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。内部階調線の写像結果は必ず連続した軌跡となるとともに、必ずプリンタ色再現域の内部に位置するように、写像は制御される。
【００３０】
最後にステップ３０８において、写像色再現域を表現するために所望される色について、モニタ色再現域から写像色再現域への写像結果を、表面階調線ならびに内部階調線に基づき算出する。
【００３１】
本実施形態においては写像結果を取得する手法として、下記の２手法を併用する。１つは写像前において所望される色による階調線の内分比を計算し、この内分比に応じて写像後の階調線より写像結果を取得する手法であり、他方は、写像前における所望される色による階調線上の角度比を計算し、角度比に応じて写像後の階調線より写像結果を取得する手法である。
【００３２】
なお、表面階調線および内部階調線の表現にはB-Spline曲線や１次以上のスプライン曲線等の各種スプライン曲線、ベジェ曲線等を利用する。
【００３３】
本実施形態に依れば、写像前の色再現域に於いてある規則に従って色が変化する際の然るべき変化率を保存でき、階調性を良好に保つことが可能となる。さらに本実施形態に依れば、表面階調線および内部階調線の表現に各種スプライン曲線を用いることで自由な制御が可能となるとともに、３ＤＣＡＤ等における様々なスプライン技術やカーブフィッティング技術を応用可能であり拡張性に富む。
【００３４】
さらに、本実施形態はモニタ色再現域からプリンタ色再現域の写像のみならず、プリンタ色再現域から別個の異なるプリンタ色再現域の写像、モニタ色再現域から別個の異なるモニタ色再現域の写像等、多様な応用が可能である。
【００３５】
本実施形態では、変化率を保存する為の拘束条件を「曲線」による写像という手法に帰着している。すなわち、写像元である色再現域における色の変化の軌跡を曲線を用いて表現し、この曲線の変化率を保持するように写像を行うことにより、変化率を保存する。
【００３６】
本発明によれば、写像前の色再現域に於いてある規則に従って色が変化する際の然るべき変化率を保存でき、階調性を良好に保つことが可能となるとともに、モニタ色再現域とプリンタ色再現域との形状の相違を吸収するガマットマッピングが可能となる。従って、ガマットマッピングによる補正画像出力においては、疑似輪郭など視覚上の問題を大幅に低減するとともに色の見えの一致が計られる画像が得られる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では非常に自由度が高い色域写像が可能であるものの、その反面において制御項目が多岐に渡る為、色設計の負荷が重くなる。例えば、表面標本点ならびに内部標本点の設定だけでも膨大な自由度があり、これらを調整していくことは労力を要する。そこで本実施形態では、あえて表面標本点ならびに内部標本点に制限を加え、色設計の負荷を軽減する方法を説明する。
【００３８】
本実施形態は第１実施形態における色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムを変更したものである。そこで、第１実施形態と重複する装置説明は割愛し、色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムのみ説明する。
【００３９】
色域圧縮装置２０７は図３に示すフローチャートに従って動作する。以下、フローチャート内の各動作について詳しく述べる。
【００４０】
ステップ３０１における標本点の決定について詳しく述べる。
【００４１】
表面標本点と内部標本点との決定においては、後述する拘束条件を規定し、Red面／Green面／Blue面／Cyan面／Magenta面／Yellow面 の計６面上に分布するような標本点を考える。なお、写像を制御するために、後述の条件を満たさず前記６面上に分布しない標本点が存在しても、もちろんなんら問題はない。
【００４２】
６面上に分布する標本点への拘束条件は、L*a*b*色空間ではなく、RGB色空間において規定する。RGB色空間とL*a*b*色空間との変換関係は、モニタ色再現域を記憶するモニタ色域記憶装置２０４にて格納されており、色域写像装置２０７は随時前記変換関係を利用できる。また、RGB色空間における色再現域は0≦R≦255、0≦G≦255、0≦B≦255 で規定される。
【００４３】
最初に表面標本点に対する条件を記述する。標本点に対する条件は、下記１２条件のいずれかを満たすことである。
【００４４】
条件 A1） G=B=0, 0≦R≦255
条件 A2） 0≦G=B≦255, R=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はRed面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４５】
条件 A3） R=B=0, 0≦G≦255
条件 A4） 0≦R=B≦255, G=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はGreen面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４６】
条件 A5） R=G=0, 0≦B≦255
条件 A6） 0≦R=G≦255, B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はBlue面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４７】
条件 A7） R=0, 0≦G=B≦255
条件 A8） 0≦R≦255, G=B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はCyan面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４８】
条件 A9） G=0, 0≦R=B≦255
条件 A10） 0≦G≦255, R=B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はMagenta面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４９】
条件 A11） B=0, 0≦R=G≦255
条件 A12） 0≦B≦255, R=G=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はYellow面かつ色再現域表面に位置する。
【００５０】
次に、内部標本点に対する条件を記述する。内部標本点に対する条件は、下記６条件のいずれかを満たすことである。
【００５１】
条件 B1） G=B≦R, 0＜R＜255
本条件を満たす場合、標本点はRed面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５２】
条件 B2）R=B≦G, 0＜G＜255
本条件を満たす場合、標本点はGreen面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５３】
条件 B3）R=G≦B, 0＜B＜255
本条件を満たす場合、標本点はBlue面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５４】
条件 B4）R≦G=B, 0＜G=B＜255
本条件を満たす場合、標本点はCyan面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５５】
条件 B5）G≦R=B, 0＜R=B＜255
本条件を満たす場合、標本点はMagenta面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５６】
条件 B6）B≦R=G, 0＜R=G＜255
本条件を満たす場合、標本点はYellow面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５７】
ステップ３０２における表面標本点の写像計算においては、あらたに次の拘束条件を設ける。すなわち、条件A1、A3、A5、A7、A9、A11の何れか満たす表面標本点に関しては、プリンタ色再現域表面に必ず写像する。但し、条件A2、A4、A6、A8、A10、A12の何れか満たす表面標本点に関しては、プリンタ色再現域内部に写像する場合もある。
【００５８】
ここで本ステップにおける写像の一例として、Green面における写像前後での表面標本点の軌跡を図４の模式図に示す。なお、図４において一点破線は、条件A3あるいはA4の何れかを満たす場合の表面標本点の軌跡であり、実線は前記表面標本点を写像した際の軌跡である。点線は、前記表面標本点を総てプリンタ色再現域表面に写像した軌跡の一例である。
【００５９】
また以後の説明において、条件A3あるいはA4の何れかを満たす場合の表面標本点の彩度−明度軌跡（図４、一点破線で表される軌跡）をMonitor Green Lineと呼称する。そして、表面標本点を写像した彩度−明度軌跡（図４、実線で表される軌跡）をMapped Green Lineと呼称する。
【００６０】
さらに前記表記に倣って、条件A1あるいはA2の何れかを満たす場合の表面標本点の彩度−明度軌跡をMonitor Red Line、以下条件A5、A6に対してMonitor Blue Line、条件A7、A8に対してMonitor Cyan Line、条件A9、A10に対してMonitor Magenta Line、条件A11、A12に対してMonitor Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合はMonitor Lineと呼称する。また、写像された彩度−明度軌跡をそれぞれMapped Red Line、Mapped Line、Mapped Blue Line、Mapped Cyan Line、Mapped Magenta Line、Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合はMapped Lineと呼称する。
【００６１】
ステップ３０３における処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００６２】
なお、本実施形態では、本来3次元空間上で行われる写像を、2次元写像に縮退したアルゴリズムとなっている。
【００６３】
ステップ５０１において、内部標本点Ｓより明度成分Ls、彩度成分Cs、色度成分Hsを分離する。ステップ５０２にて、分離した明度成分Lsのみ写像を行ない、ステップ５０３にて分離した彩度成分Csのみ写像を行なう。
【００６４】
以上のステップにて内部標本点が写像され得る領域の境界を、Red面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面それぞれについて、1st Intermediate Mapped Red Line、1st Intermediate Mapped Green Line、1st Intermediate Mapped Blue Line、1st Intermediate Mapped Cyan Line、1st Intermediate Mapped Magenta Line、1st Intermediate Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合は1st Intermediate Mapped Lineと呼称する。
【００６５】
１例として、図１０の模式図に、Green面におけるMonitor Green Line（一点破線で表される軌跡）と1st Intermediate Mapped Green Line（実線）との関係を示す。
【００６６】
ステップ５０４では、明度調整のため、彩度一定のもと再び明度の写像を行なう。
【００６７】
本ステップにて内部標本点が写像され得る領域の境界を、Red面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面それぞれについて、2nd Intermediate Mapped Red Line、2nd Intermediate Mapped Green Line、2nd Intermediate Mapped Blue Line、2nd Intermediate Mapped Cyan Line、2nd Intermediate Mapped Magenta Line、2nd Intermediate Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合は2nd Intermediate Mapped Lineと呼称する。
【００６８】
ここでMapped Line があらかじめ与えられているならば、2nd Intermediate Mapped Lineの軌跡は、1st Intermediate Mapped Line が決まると1st Intermediate Mapped LineとMapped Lineとの関係から一意に決定される。すなわち、1st Intermediate Mapped Lineに対して明度成分のみ写像を行なったものが2nd Intermediate Mapped Lineであり、2nd Intermediate Mapped Lineに対して彩度成分のみ写像を行なったものがMapped Lineである。従って、1st Intermediate Mapped Lineの彩度成分とMapped Lineの明度成分とを組み合わせると、2nd Intermediate Mapped Lineとなる。
【００６９】
本実施形態では、Mapped Line があらかじめ与えられているものとして説明する。
【００７０】
ここで、Green面における1st Intermediate Mapped Green Lineと2nd Intermediate Mapped Green Lineとの関係を図１４の模式図に示す。
【００７１】
ステップ５０５では、最終的な写像領域をMapped Green Lineに合一させることを目的とし、明度一定の元で彩度の写像を行う。本ステップにより、2nd Intermediate Mapped Lineにより示される内部標本点の写像領域は、Mapped Lineにより示される写像領域へと写像される。ここで、Green面における1st Intermediate Mapped Green Lineと2nd Intermediate Mapped Green LineとMapped Green Lineとの関係を図１８の模式図に示す。
【００７２】
以下において、ステップ５０２の明度写像動作について詳しく説明する。
【００７３】
入出力関数は、中程度の明度においては明度を保存するように制御され、最高明度付近ならびに最低明度付近においては入出力関数の微分値が小さくなるように、すなわち圧縮率を高くするよう制御される。さらに、疑似輪郭等の発生を防止する為、入出力関数は少なくとも1次微分が全ての点に於いて連続となるよう（Ｃ１連続となるよう）制御される。本実施形態により実現される明度成分の写像の一例を図９に示す。なお、本写像における制御パラメータは、あらかじめ写像パラメータ算出装置２０６により設定されている。
【００７４】
以下において、ステップ５０３の彩度写像動作について、図６のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００７５】
ステップ６０１にて、写像対象である色Mの色相における外郭彩度圧縮比Rbを写像パラメータ算出装置２０６から取得する。色Mの色相はRed面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面のいずれかに属し、外郭彩度圧縮比Rbは６面それぞれについて定められている。
【００７６】
ステップ６０２において、色Mと同一明度におけるMonitor Line境界の色Bmを算出する。色Mと色Bmとの関係を模式図として図７に示す。なお、図７において実線はMonitor Lineを表すものであり、点線は本彩度写像によってMonitor Lineの外郭がどのように写像されるかを模式的に表したものである。
【００７７】
ステップ６０３において、色Mの彩度Cmと色Bmの彩度Cbmとから、比RをR=Cm／Cbmと算出する。次にステップ６０５において、彩度の写像を行う彩度入出力関数g(・)を写像パラメータ算出装置２０６から取得する。
【００７８】
ステップ６０５では、以上算出／取得したパラメータから次式を用いて彩度の写像を行う。Cm-mappedは写像後の彩度である。
【００７９】
Cm_mapped ＝Cbm×g(R)
ここで、彩度入出力関数g(・)は次の様な条件を持つ。
・g(・)の台は[0、1]
・g(・)は単調増加
・g(0) = 0
・g(1) = Rb
・g(・)は少なくともＣ１連続
・g'(0) =1
・g'(1) =γ ，γ：γ＞0、γは圧縮を制御する定数であって。各色相毎に定められ、Rbに反比例して変化。
・g'(x)≠0 ，x：0 ≦ x ≦ 1
【００８０】
彩度入出力関数g(・)の模式図を表すと、図８のようになる。すなわち、彩度の低いところほど彩度が保存され、彩度の高いところほど高い圧縮率にて圧縮される。さらに入出力関数は少なくともＣ１連続であるので、彩度の変化率は滑らかに変化し、疑似輪郭等の発生を抑制する。
【００８１】
以上説明したステップ５０２の明度写像動作およびステップ５０３の彩度写像動作により、Monitor Lineで囲まれる領域は1st Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１０に示す。図１０において、一点破線はMonitor Green Line並びにモニタ色再現域においてGreen面に所属する彩度−明度軌跡を示し、実線は1st Intermediate Mapped Green Line並びに前記彩度−明度軌跡の写像結果を示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００８２】
以下では、ステップ５０４における明度調整写像動作について図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００８３】
ステップ１１０１にて、色M1と同一の色度における1st Intermediate Mapped Lineの上部境界Buを計算し、ステップ１１０２では、色M1と同一の色度における1st Intermediate Mapped Lineの下部境界Blを計算する。一例としてGreen面における色M1と上部境界Buと下部境界Blとの関係を図１２に示す。図１２において、実線は1st Intermediate Mapped Green Lineを示し、１点破線は2nd Intermediate Mapped Green Lineを示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００８４】
ステップ１１０３では、色M1と同一の色度において2nd Intermediate Mapped Lineの上部境界Bu_mappedを計算し、上部明度補正値Ad_uをAd_u= Bu_mapped− Buと求める。上部明度補正値Ad_u と上部境界Buとの関係を模式図に表すと図１２の様になる。ステップ１１０４では、色M1と同一の色度において2nd Intermediate Mapped Lineの下部境界Bl_mappedを計算し、下部明度補正値Ad_lをAd_l = Bl_mapped− Blと計算する。下部明度補正値Ad_l と下部境界Blとの関係を模式図に表すと図１２の様になる。
【００８５】
ステップ１１０５では、以上求めた4パラメータから明度調整の写像を行う入出力関数p(・)を導出する。ここで、入出力関数p(・)の導出に当たっては下記の条件を満たすように求められる。なお、LBlはBlの明度であり、LBlmはBl_mappedの明度であり、LBuはBuの明度であり、LBumはBu_mappedの明度である。
・p(・)の台は[LBl、LBu]
・p(・)は台において単調増加
・p(LBl) = LBlm
・p(LBu) = LBum
・p(・)は少なくともＣ１連続
・p'(LBl) =α，α：α＞0、αは圧縮を制御する定数。各色度毎にAd_lに従って定められる。Ad_lが正の場合はα≦１、Ad_lが負の場合はα≧１である。
・p'(LBu) =β，β：β＞0、βは圧縮を制御する定数。各色度毎にAd_uに従って定められる。Ad_uが正の場合はβ≧１、Ad_uが負の場合はβ≦１である。
【００８６】
入出力関数p(・)は上記条件を満たすよう算出されると共に、さらに台の中間部において明度をできるだけ保存するよう、明度変化量ができるだけ少なくなるよう算出される。ここで、本実施形態における入出力関数p(・)の一例を図１３（ａ）ならびに図１３（ｂ）に示す。
【００８７】
最後にステップ１１０６において、ステップ１１０５にて求めた入出力関数p(・)を用いて、色M1の写像前の明度Lmに対して写像後の明度Lm_mappedをLm_mapped＝ p(Lm)と求めて明度調整の写像を行う。
【００８８】
ステップ５０４の明度調整写像動作により、1st Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域は2nd Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１４に示す。一点破線は、1st Intermediate Mapped Green Lineと、並びにステップ５０２の説明で述べた彩度−明度軌跡の写像結果とを示す。実線は2nd Intermediate Mapped Green Lineと、並びに前記彩度−明度軌跡の写像結果を更に本ステップにより明度写像した結果とを示す。点線はMapped Green Lineを示す。
【００８９】
以下において、ステップ５０５の彩度写像動作について、図１５のフローチャートを用いて詳しく述べる。
【００９０】
ステップ１５０１にて写像対象たる色Ｍ2の色相において、色Ｍ2と同一の明度におけるMapped Lineの境界Bpを計算し、ステップ１５０２にて色Ｍ2と同一の明度における2nd Intermediate Mapped Lineの境界Biを計算する。これら色M2，色Bp、色Bi、の関係をGreen面において模式図に表すと、図１６の様になる。但し図１６において、実線は2nd Intermediate Mapped Green Lineを示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００９１】
ステップ１５０３にて、以上のステップに於いて算出した色Bp、色Biから色域補正の写像を行う入出力関数q(・)を導出する。ここで入出力関数q(・)は、色Bpの彩度をcp、色Biの彩度をciと表記したとき、下記の条件を満たすように求められる。
・q(・)の台は[0、ci]
・q(0) = 0
・q(ci) = cp
・q'(0) =1
・q'(ci) =γ ，γ：γ＞0、
・q'(x)≠0 ，x：0 ≦ x ≦ci
γは最大彩度付近における彩度補正の拡大率／圧縮率を制御する値であり、自動的に定められる。但し、ci＞cpの場合はγ＜１となり、入出力関数q(・)による写像は圧縮動作となる。ci≦cpの場合はγ≧１となり、入出力関数q(・)による写像は伸張動作となる。ここで、本実施形態における入出力関数q(・)の例を図１７（ａ）ならびに図１７（ｂ）に示す。図１７（ａ）は、ci≦cpの場合を示し、が伸張動作となっている。図１７（ｂ）は、ci＞cpの場合を示し、が圧縮動作となっている。
【００９２】
１５０４のステップにおいて、ステップ１５０３にて求めた入出力関数ｑ(・)を用いて、色M2の彩度を変換する。色M2の彩度をcorg、変換後の彩度をcmodと表記すると、cmod＝ｑ(corg)となる。
【００９３】
以上のべたステップ５０４の彩度写像動作により、2nd Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域はMapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１８に示す。図１８において、１点破線は2nd Intermediate Mapped Green Lineと、並びにステップ５０３の説明で述べた彩度−明度軌跡の明度写像結果とを示す。実線はMapped Green Lineと、並びに前記彩度−明度軌跡の明度写像結果を更に本ステップにより彩度写像した結果とを示す。
【００９４】
最後に、ステップ５０５において、写像パラメータ算出装置２０６から取得した情報に基づき、色相が適当となるよう調整する。
【００９５】
以上、ステップ３０３における内部標本点の写像について詳しく述べた。なお、本実施形態におけるステップ３０３の実施形態としては2次元写像に縮退したアルゴリズムとしたが、もちろん3次元写像のまま実施してもかまわない。
【００９６】
以下では、ステップ３０４における表面階調線の規定方法について、一例として図１９を用いて述べる。
【００９７】
図１９は、各面に属する表面標本点の個数が等しい場合において、表面階調線を規定した様子を示したものである。ここで図２２における階調線Liは、Red面における表面標本点とYellow面における表面標本点とを結ぶ表面階調線を表している。RiはRed面における表面標本点を表し、インデックスiは表面標本点に対して明度の高い順にふったものであり、YiはYellow面における表面標本点を表し、インデックスiは標本点に対して明度の高い順にふったものである。図から明らかなように、本実施形態ではインデックス番号が等しいもの同士を結び、表面階調線を定義したものである。また、表面階調線は下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは表面階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点RiにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点YiにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【００９８】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
すなわち表面階調線は、RGB空間上にて表面標本点を直線で結んだものを、L*a*b*空間で表現したものである。
【００９９】
ただし、表面階調線は本実施形態意外にも多様な規定方法が実現可能であり、本実施形態と異なる規定方法を取ったとしてもなんら不都合は生じない。また、各面に属する表面標本点の個数が等しくないとしても、なんら不都合は発生しない。
【０１００】
ステップ３０５における表面階調線の写像では、図１９に示した表面階調線は例えば図２０のように実現される。なお、第1実施形態においても述べたように、表面階調線の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。
【０１０１】
以下では、ステップ３０６における内部階調線の規定方法について、一例を図２１に示す。
【０１０２】
図２１における階調線Lin_ijは、Red面における内部標本点Rin_iとYellow面における内部標本点Y in_jとを結ぶ内部階調線を表している。ここで、内部階調線は下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは内部階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点Rin_iにおけるRGB値、Ryj、GyjならびにByjは標本点Yin_jにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１０３】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryj
G = (1−t) Gri ＋ t Gyj
B = (1−t) Bri ＋ t Byj
すなわち、内部階調線は表面階調線同様、RGB空間上にて表面標本点を直線で結んだものを、L*a*b*空間で表現したものである。
【０１０４】
ステップ３０７における内部階調線の写像は、表面階調線ならびに付近の内部階調線の何れか、あるいは両者から影響を受ける。但し前記影響は、影響を受ける表面階調線／内部階調線との距離に従って緩和される。例えば図２１に示した内部階調線は、図２２に示す様に写像される。
【０１０５】
ここで、制御点による階調線制御の一例を図２３ならびに図２４に示す。まず、図２３はLin_55上にて制御点Cntが定められている様子を示す。図２４に示す点Cntは、図２３に示した制御点が写像される座標を表しており、この写像に従って内部階調線Lin_55の写像も変化する。さらに、近傍の内部階調線も、内部階調線Lin_55の写像変化の影響を受けて写像が変化するが、内部階調線Lin_55からの距離が遠くなるに連れて影響は緩和される。但し本例では制御点を内部階調線が通るよう制御されているが、B-Spline曲線を用いた場合など、必ずしも制御点を内部階調線が通る必要はない。
【０１０６】
なお、第1実施形態においても述べたように、表面階調線の写像結果は必ずプリンタ色再現域の内部に位置する。
【０１０７】
以上本実施形態によれば、プライマリカラーによる６色相を基準としてガマットマッピングを制御することにより、直感的な写像制御が可能となる。
【０１０８】
さらに本実施形態によれば、６色相面の写像に従来技術を応用することで、従来のノウハウを活用するとともに、従来のガマットマッピングとの整合をとることが可能となる。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
本実施形態は、第2実施形態において表面標本点ならびに内部標本点の取り方を工夫するとともに表面階調線ならびに内部階調線の取り方を工夫し、色設計の負荷をさらに軽減するとともに制御を直感的に把握しやすくしたものである。
【０１１０】
本実施形態は、第2実施形態での色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムにおいて、表面標本点ならびに内部標本点を変更したものである。そこで、重複する説明は割愛し、変更箇所のみ説明する。
【０１１１】
以下では、図３に示すフローチャートのステップ３０１、標本点の決定について詳しく述べる。
【０１１２】
ここでは、Red面／Green面／Blue面／Cyan面／Magenta面／Yellow面 の計６面上に分布する表面標本点ならびに内部標本点につき、これらの標本点の定め方について説明する。なお、写像制御の必要から前記６免状に分布しない標本点、すなわち第2実施形態でのA1〜A12、B1〜B6の各条件ならびに後述の条件を何れも満たさない標本点が存在しても、もちろんなんら問題はない。
【０１１３】
本実施形態では標本点を定める際、標本点をL*a*b*色空間ではなく、RGB色空間において規定する。ここで、標本点が取り得るRGB値において、R値、G値ならびにB値が同じ離散ステップによって値が定められるよう規定する。すなわち、R値、G値ならびにB値は、それぞれ図２４に示す離散値のうちいずれかの値を取るよう規定する。さらに、表面標本点においてはA1〜A12の１２条件のいずれかを満たすものであり、内部標本点においてはB1〜B6の６条件のいずれかを満たすものである。
【０１１４】
RGB色空間上における上記表面標本点ならびに上記内部標本点の分布を、Red面とCyan面とを例にとって図２６に示す。図２６は、RGB色空間上での色再現範囲をWhite、Red、Blackの３点を通る平面で切断した切断平面を表している。左上の点はWhite(255,255,255)であり、右下の点はBlack(0,0,0)である。点線は（R,G,B）座標において(0,0,0)から(255,255,255)まで変化するグレー軸を表す。RiはRed面における表面標本点を、CiはCyan面における表面標本点を表し、インデックスiは標本点に対して明度の高い順に番号をふったものである。また、Rin_iはRed面における内部標本点を、Cin_jはCyan面における内部標本点を表している。内部標本点におけるインデックス番号規則は、次の通りである。
【０１１５】
まず当該色相面における当該色相成分が最も大きい内部標本点に対して、明度の高い順にインデックス番号をふっていく。すなわち、Red面であればR成分がd1であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていき、Cyan面であればG成分ならびにB成分がd1であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていく。
【０１１６】
続いて、次に当該色相成分が大きい内部標本点に対して、明度の高い順にインデックス番号をふっていく。すなわち、Red面であればR成分がd2であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていき、Cyan面であればG成分ならびにB成分がd2であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていく。以下、同じようにして全ての内部標本点にインデックス番号を振ると、図２６の様になる。さらに、Green面、Blue面、Magenta面、Yellow面においても、上記と同様にして標本点に対してインデックス番号をふる。
【０１１７】
以下では、ステップ３０４における表面階調線の規定方法について説明する。
【０１１８】
本実施形態では、隣りあった色相面同士にてインデックス番号が等しい表面標本点を、RGB空間上にて直線で結ぶことで表面階調線を規定する。例えばRed面とYellow面との間の表面階調線は、下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは表面階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点RiにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点YiにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１１９】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
【０１２０】
以下では、ステップ３０６における内部階調線の規定方法について説明する。
【０１２１】
本実施形態では、隣りあった色相面同士にてインデックス番号が等しい内部標本点を、RGB空間上にて直線で結ぶことで内部階調線を規定する。例えばRed面とYellow面との間の内部階調線は、下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは内部階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点Rin_iにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点Yin_iにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１２２】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
【０１２３】
以上本実施形態によれば、標本点ならびに階調線の取り方を工夫することにより、写像制御が直感的に分かり易く、且つ簡単となる。
【０１２４】
＜他の実施形態＞
また前述した実施形態の機能を実現する様に各種のデバイスを動作させる様に該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態機能を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（CPUあるいはMPU）を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。
【０１２５】
またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
【０１２６】
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM,、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることが出来る。
【０１２７】
またコンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【０１２８】
更に供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、色再現域の形状の相違を吸収するとともに、階調性を保った写像変換を行うことができ、出力画像における擬似輪郭を抑制し、高品質な出力画像が得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての色信号変換装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態としての色信号変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における色域写像装置２０７の写像動作を示すフローチャート図である。
【図４】 Green面の写像前後における表面標本点の軌跡を表す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における図３のステップ３０３の写像動作を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０２の写像動作を示すフローチャート図である。
【図７】色Mと色Bmとの空間関係を示す模式図である。
【図８】彩度成分の非線形写像を実現する彩度入出力関数の一例を示す図である。
【図９】明度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１０】 Green面における写像の様子を表す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０４の写像動作を示すフローチャート図である。
【図１２】ステップ１１０１〜ステップ１１０６にて用いられる各Lineの空間関係を示す模式図である。
【図１３】明度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１４】 Green面における、ステップ５０４の明度調整写像動作までの写像の様子を表す模式図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０５の写像動作を示すフローチャート図である。
【図１６】ステップ１５０１〜ステップ１５０４にて得られる各色の空間関係を示す模式図である。
【図１７】彩度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１８】 Green面における写像の様子を表す模式図である。
【図１９】写像前の表面階調線を表す模式図である。
【図２０】写像後の表面階調線を表す模式図である。
【図２１】写像前の内部階調線を表す模式図である。
【図２２】写像後の内部階調線を表す模式図である。
【図２３】写像前の内部階調線を表す模式図である。
【図２４】写像後の内部階調線を表す模式図である。
【図２５】 R値、G値ならびにB値が取り得る値を現す表である。
【図２６】 RGB色空間上の切断平面における、表面標本点ならびに内部標本点の分布を現す模式図である。
【図２７】グリーンの色相におけるモニタ色再現域を表す模式図である。
【図２８】ガマットマッピングの一例を示す模式図である。
【図２９】グリーンの色相におけるモニタ色再現域とプリンタ色再現域とを表す模式図である。
【図３０】レッドの色相におけるモニタ色再現域とプリンタ色再現域とを表す模式図である。
【図３１】階調性を説明する模式図である。
【発明の属する技術分野】
本発明は、第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ／ワークステーションの普及に伴い、デスクトップ・パブリッシング（ＤＴＰ）やＣＡＤが広く一般に使用されるようになってきた。これに伴い、コンピュータによってモニタ上で表現される色を、実際に色材を用いて再現する色再現技術が重要となってきている。例えばＤＴＰにおいては、カラーモニタとカラープリンタとを有するコンピュータシステムにおいて、モニタ上にてカラー画像の作成／編集／加工等を行い、カラープリンタで出力する。ここでユーザは、モニタ上のカラー画像とプリンタ出力画像とが知覚的に一致していることを強く望む。
【０００３】
しかしながら色再現技術において、カラー画像とプリンタ出力画像とに於いてこのような知覚上の一致を図ることには困難が伴う。この困難さは以下の理由による。
【０００４】
カラーモニタにおいては、蛍光体を用いて特定波長の光を発光することによりカラー画像を表現する。他方、カラープリンタにおいてはインク等を用いて特定波長の光を吸収し、残りの反射光によってカラー画像を表現する。このように画像表示形態が異なることに起因して、両者を比較すると色再現域が大きく異なる。さらに、カラーモニタであっても、液晶モニタと電子銃方式のブラウン管とプラズマ方式のモニタとでは色再現域が異なる。カラープリンタにあっても、紙質等の相違やインクの使用量の相違等により色再現域が異なる。このため、カラーモニタ上の画像とカラープリンタ出力画像、あるいは複数種の機種、複数種の紙質にて出力したカラープリンタ出力画像において、これらの画像の色を測色的な意味において完全に一致させることは不可能である。従って、各出力媒体における表示カラー画像を人間が知覚するとき、各画像間に大きな差異を感じる。
【０００５】
ここで、これら色再現域の異なる表示媒体間において、表示カラー画像の知覚上の相違を吸収し、表示画像の知覚的一致を計る為の技術として、均等表色系を用いて、ある色再現域を別の色再現域内へ写像するガマットマッピング技術が存在する。ガマットマッピング技術の一例としては、均等表色系において各色相毎に明度−彩度次元において線形写像を行う技術などが存在する。かかる技術に依れば、図２７の模式図に示すようなモニタ色再現域は、図２８の模式図に点線で示されるプリンタ色再現域内へ写像される。
【０００６】
ところが線形写像に依り補正されて出力される画像は、知覚上好ましくない場合がある。モニタ色再現域とプリンタ色再現域との形状の相違が、知覚上における不自然さを生じせしめる。
【０００７】
モニタ色再現域とプリンタ色再現域とは形状の相違について簡単に説明する。例えば、図２９はグリーンの色相におけるプリンタ色再現域の模式図であり、プリンタ色再現域を実線により、モニタ色再現域を点線により示している。図２９から明らかな通り、グリーンの色相においてはモニタ色再現域とプリンタ色再現域とは非相似であり、形状が大きく異なる。次に、図３０にレッドの色相における模式図を示す。図３０においては、モニタ色再現域を実線により、プリンタ色再現域を点線により示している。図３０から明らかな通り、レッドの色相においてはモニタ色再現域とプリンタ色再現域とは比較的相似な形状をしている。
【０００８】
係る問題を解決するためには、低彩度部の彩度や中明度部の明度を保存するとともに、モニタ色再現域とプリンタ色再現域とのガマット形状の相違を吸収する非線形なガマットマッピングが有効である。
【０００９】
非線形なガマットマッピングとして1次元〜3次元の写像を複数段に渡って施す方法が提案されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記非線形なガマットマッピングでは階調性という点において改善の余地があった。すなわち、従来のガマットマッピング手法において1次元〜3次元の写像を複数段に渡って施す際、各写像は写像の対象となる色の色度や色相等によって写像が変化するため、これらの個々の写像に問題は無くとも、各写像を重ねた結果として階調性に問題が生ずる場合がある。
【００１１】
なお、ここでは階調性という単語に関して、色がある規則に従って変化するときの然るべき変化率という意味において用いる。さらに、階調性を保つということを、前記変化率が然るべく保存されるという意味において用いる。図３１(a) ならびに図３１(b) の模式図を用い、簡単に説明する。図３１(a) において円で囲われた個所のように、本来あるべき変化率が大きく変化している場合、色相／彩度等の条件に左右されるものの一般に疑似輪郭等の原因となりやすい。他方、図３１(b) のように本来あるべき変化率が保たれている場合、一般に知覚できるような問題は発生しにくい。
【００１２】
本発明は、色再現域の形状の相違を吸収するとともに、階調性を保った写像変換を提供し、出力画像における擬似輪郭を抑制し、高品質な出力画像が得られるようにすることを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本願請求項１記載の発明は、第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換する色処理装置であって、前記第１の色再現域の表面に第１の標本点を設定し、該第１の色再現域の内部に第２の標本点を設定する標本点設定手段と、前記第１の標本点および前記第２の標本点を前記第２の色再現域域内に写像する写像手段と、前記第１の標本点に基づき表面階調線を設定し、前記第２の標本点に基づき内部階調線を設定する階調線設定手段と、前記写像された第１の標本点に基づき前記表面階調線を前記第２の色再現領域内に写像し、前記写像された第２の標本点に基づき前記内部階調線を前記第２の色再現領域内に写像する写像手段と、前記表面階調線または前記内部階調線に対する、入力色信号の相対位置を算出する相対位置算出手段と、前記相対位置に基づき、前記写像された表面階調線または前記写像された内部階調線から前記入力色信に対応する出力色信号を算出する出力色信号算出手段とを有し、前記表面階調線は前記第１の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義され、前記内部階調線は前記第２の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義されることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
＜第1実施形態＞
図１は、第１実施形態にかかる色信号変換装置のシステム構成を示すブロック図である。
【００１５】
１０１はＣＰＵ、１０２はメインメモリ、１０３はＳＣＳＩインタフェース、１０４はネットワークインタフェース、１０５はＨＤＤ、１０６はグラフィックアクセラレータ、１０７はカラーモニタ、１０８は色信号変換機、１０９はカラープリンタ、１１０はキーボード／マウスコントローラ、１１１はキーボード、１１２はマウス、１１３はローカルエリアネットワーク、１１４はＰＣＩバスである。
【００１６】
ＨＤＤ１０５に格納されている画像データは、ＣＰＵ１０１からの指令によりＳＣＳＩＩ／Ｆ１０３を介してＰＣＩバス１１４経由によりメインメモリ１０２に転送される。また、ＬＡＮに接続されているサーバに格納されている画像データあるいはインターネット上の画像データは、ＣＰＵ１０１からの指令によりネットワークＩ／Ｆ１０４を介してＰＣＩバス１１４経由によりメインメモリ１０２に転送される。
【００１７】
メインメモリ１０２に保持されている画像データはＣＰＵ１０１からの指令によりＰＣＩバス１１４経由によってグラフィックアクセラレータ１０６に転送される。グラフィックアクセラレータ１０６は画像データをＤ／Ａ変換した後ディスプレイケーブルを通じてカラーモニタ１０７に送信し、カラーモニタ１０７上に画像データが表示される。ここで、ユーザがメインメモリ１０２に保持されている画像をプリンタ１０９から出力するよう指令すると、まずＣＰＵ１０１が、しかるべきカラーモニタの色再現域情報としかるべきプリンタの色再現域情報とをＨＤＤ１０５からメインメモリ１０２に転送し、その後に前記２つの色再現域情報を色信号変換装置１０８へ転送する。さらにＣＰＵ１０１は色信号変換装置１０８に対して、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換のための初期化を行うよう指示する。初期化動作に付いては、詳細に後述する。初期化動作が終了すると、メインメモリ１０２に保持されているＲＧＢ画像データがＣＰＵ１０１からの指令によりＰＣＩバス１１４経由によって色信号変換装置１０８に転送される。色信号変換装置１０８は、前記ＲＧＢ画像データに対してガマットマッピングの結果に基づく色信号変換を行った後、プリンタ１０９へ変換結果であるＣＭＹＫ画像データを送信する。以上一連の動作の結果として、プリンタ１０９よりＣＭＹＫ画像データが出力される。
【００１８】
図２は色信号変換装置１０８の構成を示すブロック図である。
【００１９】
図２に示した構成において、２０１はＬＵＴ作成部であり、ＬＵＴ作成部２０１内の各装置が指定された手順に従って動作することにより、ＲＧＢからＣＭＹＫへの変換用ルックアップテーブル（ＬＵＴ）が作成される。２０２はＲＡＭであり、ＬＵＴ作成部２０１により作成されたＬＵＴを記憶する。２０３は補間装置であり、入力されたＲＧＢデータに対して出力すべきＣＭＹＫデータを、ＲＡＭ２０２に記憶されたＬＵＴを用いた補間演算を行うことにより算出する。２１５、２１６は端子であり、端子２１５からはメインメモリに保持されていたＲＧＢ画像データがラスタスキャン方式にてＲＧＢデータ形式により入力され、端子２１６からは入力されたＲＧＢデータに対応するＣＭＹＫデータがプリンタへ出力される。
【００２０】
次に、ＬＵＴ作成部２０１内の各装置について述べる。２１３、２１４は端子であり、２１３からはプリンタの色再現域に関する情報が、２１４からはモニタの色再現域に関する情報が入力される。２０４はモニタ色域記憶装置であって入力された前記モニタ色再現域情報を記憶し、２０５はプリンタ色域記憶装置であって入力された前記プリンタ色再現域情報を記憶する。２０６は写像パラメータ算出装置であり、プリンタ色再現域情報とモニタ色再現域情報とを参照して、後述の色域写像装置２０７にて必要な圧縮パラメータの算出を行う。２０７は色域写像装置であり、モニタ写像色再現域情報とプリンタ色再現域情報とを参照し、モニタ色再現域をプリンタ色再現域へ写像する。以下、写像結果を写像色再現域と呼称する。２０８はLUT作成装置であり、モニタ色再現域と写像色再現域との対応関係、並びにモニタ上にて所定の色を出力するＲＧＢデータと、プリンタ上にて所定の色を出力するＣＭＹＫデータとを参照して、ＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換用ＬＵＴを作成する。
【００２１】
ＬＵＴ作成部２０１の動作について説明する。なお、本実施形態におけるＬＵＴ作成部２０１の写像動作においては、均等表色系としてL*a*b*色空間を用いる。用いる均等表色系としては他の種類を用いても構わない。
【００２２】
まず初めに、ＣＰＵ１０１からの指令によりカラーモニタの色再現域情報ならびにプリンタの色再現域情報が送信される。送信された2つの色再現域情報は、それぞれＬＵＴ作成部２０１内のモニタ色域記憶装置２０４とプリンタ色域記憶装置２０５にモニタ色再現域情報とプリンタ色再現域情報として記憶される。送信が終了すると、ＣＰＵ１０１より色信号変換の為の初期化を行うよう指令される。この指令を色信号変換装置１０８が受けると、ＬＵＴ作成部２０１内部が以下の様に動作する。まず写像パラメータ算出装置２０６が動作し色域写像装置に必要な各種パラメータを算出する。
【００２３】
パラメータ算出が終了すると、色域写像装置２０７が動作し、均等表色系においてモニタ色再現域をプリンタ色再現域へ写像する。本実施形態における色域写像装置２０７は図３のフローチャートに従って写像動作を行う。本動作に関しては詳細に後述する。
【００２４】
次に、LUT作成装置２０９は最終写像結果であるところの写像色再現域を参照してＲＧＢデータからＣＭＹＫデータへの変換用ＬＵＴを作成し、ＲＡＭ２０２へＬＵＴを書き込む。以上の一連の動作が終了すると、初期化が終了した旨ＣＰＵ１０１へ送信する。
【００２５】
以下において、色域写像装置２０７の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。なお、本説明において、ある色とある色とを結ぶ連続した軌跡を階調線と呼称する。
【００２６】
ステップ３０１にて、色域の写像を規定する為の標本点を決定する。決定される標本点には、モニタ色再現域表面の写像を規定する表面標本点と、モニタ色再現域内部の写像を規定する内部標本点がある。
【００２７】
ステップ３０２にて、表面標本点に関し、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。なお、表面標本点の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。ステップ３０３では、内部標本点に関し、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。但し、内部標本点の写像結果が必ずプリンタ色再現域の内部に位置するよう、写像は制御される。
【００２８】
ステップ３０４にて、所定の異なる２つの表面標本点を結ぶ階調線（以下、表面階調線）を規定する。ステップ３０５では、前記表面階調線について、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。なお、表面階調線の写像結果は必ず連続した軌跡となるよう、写像は制御される。なお、表面階調線の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。
【００２９】
ステップ３０６にて、所定の異なる２つの内部標本点を結ぶ階調線（以下、内部階調線）を規定する。ステップ３０７では、前記内部階調線について、プリンタ色再現域の何処に写像すべきかを定める。内部階調線の写像結果は必ず連続した軌跡となるとともに、必ずプリンタ色再現域の内部に位置するように、写像は制御される。
【００３０】
最後にステップ３０８において、写像色再現域を表現するために所望される色について、モニタ色再現域から写像色再現域への写像結果を、表面階調線ならびに内部階調線に基づき算出する。
【００３１】
本実施形態においては写像結果を取得する手法として、下記の２手法を併用する。１つは写像前において所望される色による階調線の内分比を計算し、この内分比に応じて写像後の階調線より写像結果を取得する手法であり、他方は、写像前における所望される色による階調線上の角度比を計算し、角度比に応じて写像後の階調線より写像結果を取得する手法である。
【００３２】
なお、表面階調線および内部階調線の表現にはB-Spline曲線や１次以上のスプライン曲線等の各種スプライン曲線、ベジェ曲線等を利用する。
【００３３】
本実施形態に依れば、写像前の色再現域に於いてある規則に従って色が変化する際の然るべき変化率を保存でき、階調性を良好に保つことが可能となる。さらに本実施形態に依れば、表面階調線および内部階調線の表現に各種スプライン曲線を用いることで自由な制御が可能となるとともに、３ＤＣＡＤ等における様々なスプライン技術やカーブフィッティング技術を応用可能であり拡張性に富む。
【００３４】
さらに、本実施形態はモニタ色再現域からプリンタ色再現域の写像のみならず、プリンタ色再現域から別個の異なるプリンタ色再現域の写像、モニタ色再現域から別個の異なるモニタ色再現域の写像等、多様な応用が可能である。
【００３５】
本実施形態では、変化率を保存する為の拘束条件を「曲線」による写像という手法に帰着している。すなわち、写像元である色再現域における色の変化の軌跡を曲線を用いて表現し、この曲線の変化率を保持するように写像を行うことにより、変化率を保存する。
【００３６】
本発明によれば、写像前の色再現域に於いてある規則に従って色が変化する際の然るべき変化率を保存でき、階調性を良好に保つことが可能となるとともに、モニタ色再現域とプリンタ色再現域との形状の相違を吸収するガマットマッピングが可能となる。従って、ガマットマッピングによる補正画像出力においては、疑似輪郭など視覚上の問題を大幅に低減するとともに色の見えの一致が計られる画像が得られる。
【００３７】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では非常に自由度が高い色域写像が可能であるものの、その反面において制御項目が多岐に渡る為、色設計の負荷が重くなる。例えば、表面標本点ならびに内部標本点の設定だけでも膨大な自由度があり、これらを調整していくことは労力を要する。そこで本実施形態では、あえて表面標本点ならびに内部標本点に制限を加え、色設計の負荷を軽減する方法を説明する。
【００３８】
本実施形態は第１実施形態における色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムを変更したものである。そこで、第１実施形態と重複する装置説明は割愛し、色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムのみ説明する。
【００３９】
色域圧縮装置２０７は図３に示すフローチャートに従って動作する。以下、フローチャート内の各動作について詳しく述べる。
【００４０】
ステップ３０１における標本点の決定について詳しく述べる。
【００４１】
表面標本点と内部標本点との決定においては、後述する拘束条件を規定し、Red面／Green面／Blue面／Cyan面／Magenta面／Yellow面 の計６面上に分布するような標本点を考える。なお、写像を制御するために、後述の条件を満たさず前記６面上に分布しない標本点が存在しても、もちろんなんら問題はない。
【００４２】
６面上に分布する標本点への拘束条件は、L*a*b*色空間ではなく、RGB色空間において規定する。RGB色空間とL*a*b*色空間との変換関係は、モニタ色再現域を記憶するモニタ色域記憶装置２０４にて格納されており、色域写像装置２０７は随時前記変換関係を利用できる。また、RGB色空間における色再現域は0≦R≦255、0≦G≦255、0≦B≦255 で規定される。
【００４３】
最初に表面標本点に対する条件を記述する。標本点に対する条件は、下記１２条件のいずれかを満たすことである。
【００４４】
条件 A1） G=B=0, 0≦R≦255
条件 A2） 0≦G=B≦255, R=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はRed面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４５】
条件 A3） R=B=0, 0≦G≦255
条件 A4） 0≦R=B≦255, G=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はGreen面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４６】
条件 A5） R=G=0, 0≦B≦255
条件 A6） 0≦R=G≦255, B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はBlue面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４７】
条件 A7） R=0, 0≦G=B≦255
条件 A8） 0≦R≦255, G=B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はCyan面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４８】
条件 A9） G=0, 0≦R=B≦255
条件 A10） 0≦G≦255, R=B=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はMagenta面かつモニタ色再現域表面に位置する。
【００４９】
条件 A11） B=0, 0≦R=G≦255
条件 A12） 0≦B≦255, R=G=255
上記２条件の何れかを満たす場合、標本点はYellow面かつ色再現域表面に位置する。
【００５０】
次に、内部標本点に対する条件を記述する。内部標本点に対する条件は、下記６条件のいずれかを満たすことである。
【００５１】
条件 B1） G=B≦R, 0＜R＜255
本条件を満たす場合、標本点はRed面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５２】
条件 B2）R=B≦G, 0＜G＜255
本条件を満たす場合、標本点はGreen面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５３】
条件 B3）R=G≦B, 0＜B＜255
本条件を満たす場合、標本点はBlue面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５４】
条件 B4）R≦G=B, 0＜G=B＜255
本条件を満たす場合、標本点はCyan面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５５】
条件 B5）G≦R=B, 0＜R=B＜255
本条件を満たす場合、標本点はMagenta面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５６】
条件 B6）B≦R=G, 0＜R=G＜255
本条件を満たす場合、標本点はYellow面かつモニタ色再現域内部に位置する。
【００５７】
ステップ３０２における表面標本点の写像計算においては、あらたに次の拘束条件を設ける。すなわち、条件A1、A3、A5、A7、A9、A11の何れか満たす表面標本点に関しては、プリンタ色再現域表面に必ず写像する。但し、条件A2、A4、A6、A8、A10、A12の何れか満たす表面標本点に関しては、プリンタ色再現域内部に写像する場合もある。
【００５８】
ここで本ステップにおける写像の一例として、Green面における写像前後での表面標本点の軌跡を図４の模式図に示す。なお、図４において一点破線は、条件A3あるいはA4の何れかを満たす場合の表面標本点の軌跡であり、実線は前記表面標本点を写像した際の軌跡である。点線は、前記表面標本点を総てプリンタ色再現域表面に写像した軌跡の一例である。
【００５９】
また以後の説明において、条件A3あるいはA4の何れかを満たす場合の表面標本点の彩度−明度軌跡（図４、一点破線で表される軌跡）をMonitor Green Lineと呼称する。そして、表面標本点を写像した彩度−明度軌跡（図４、実線で表される軌跡）をMapped Green Lineと呼称する。
【００６０】
さらに前記表記に倣って、条件A1あるいはA2の何れかを満たす場合の表面標本点の彩度−明度軌跡をMonitor Red Line、以下条件A5、A6に対してMonitor Blue Line、条件A7、A8に対してMonitor Cyan Line、条件A9、A10に対してMonitor Magenta Line、条件A11、A12に対してMonitor Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合はMonitor Lineと呼称する。また、写像された彩度−明度軌跡をそれぞれMapped Red Line、Mapped Line、Mapped Blue Line、Mapped Cyan Line、Mapped Magenta Line、Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合はMapped Lineと呼称する。
【００６１】
ステップ３０３における処理を、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００６２】
なお、本実施形態では、本来3次元空間上で行われる写像を、2次元写像に縮退したアルゴリズムとなっている。
【００６３】
ステップ５０１において、内部標本点Ｓより明度成分Ls、彩度成分Cs、色度成分Hsを分離する。ステップ５０２にて、分離した明度成分Lsのみ写像を行ない、ステップ５０３にて分離した彩度成分Csのみ写像を行なう。
【００６４】
以上のステップにて内部標本点が写像され得る領域の境界を、Red面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面それぞれについて、1st Intermediate Mapped Red Line、1st Intermediate Mapped Green Line、1st Intermediate Mapped Blue Line、1st Intermediate Mapped Cyan Line、1st Intermediate Mapped Magenta Line、1st Intermediate Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合は1st Intermediate Mapped Lineと呼称する。
【００６５】
１例として、図１０の模式図に、Green面におけるMonitor Green Line（一点破線で表される軌跡）と1st Intermediate Mapped Green Line（実線）との関係を示す。
【００６６】
ステップ５０４では、明度調整のため、彩度一定のもと再び明度の写像を行なう。
【００６７】
本ステップにて内部標本点が写像され得る領域の境界を、Red面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面それぞれについて、2nd Intermediate Mapped Red Line、2nd Intermediate Mapped Green Line、2nd Intermediate Mapped Blue Line、2nd Intermediate Mapped Cyan Line、2nd Intermediate Mapped Magenta Line、2nd Intermediate Mapped Yellow Lineと呼称し、特に色相にこだわらない場合は2nd Intermediate Mapped Lineと呼称する。
【００６８】
ここでMapped Line があらかじめ与えられているならば、2nd Intermediate Mapped Lineの軌跡は、1st Intermediate Mapped Line が決まると1st Intermediate Mapped LineとMapped Lineとの関係から一意に決定される。すなわち、1st Intermediate Mapped Lineに対して明度成分のみ写像を行なったものが2nd Intermediate Mapped Lineであり、2nd Intermediate Mapped Lineに対して彩度成分のみ写像を行なったものがMapped Lineである。従って、1st Intermediate Mapped Lineの彩度成分とMapped Lineの明度成分とを組み合わせると、2nd Intermediate Mapped Lineとなる。
【００６９】
本実施形態では、Mapped Line があらかじめ与えられているものとして説明する。
【００７０】
ここで、Green面における1st Intermediate Mapped Green Lineと2nd Intermediate Mapped Green Lineとの関係を図１４の模式図に示す。
【００７１】
ステップ５０５では、最終的な写像領域をMapped Green Lineに合一させることを目的とし、明度一定の元で彩度の写像を行う。本ステップにより、2nd Intermediate Mapped Lineにより示される内部標本点の写像領域は、Mapped Lineにより示される写像領域へと写像される。ここで、Green面における1st Intermediate Mapped Green Lineと2nd Intermediate Mapped Green LineとMapped Green Lineとの関係を図１８の模式図に示す。
【００７２】
以下において、ステップ５０２の明度写像動作について詳しく説明する。
【００７３】
入出力関数は、中程度の明度においては明度を保存するように制御され、最高明度付近ならびに最低明度付近においては入出力関数の微分値が小さくなるように、すなわち圧縮率を高くするよう制御される。さらに、疑似輪郭等の発生を防止する為、入出力関数は少なくとも1次微分が全ての点に於いて連続となるよう（Ｃ１連続となるよう）制御される。本実施形態により実現される明度成分の写像の一例を図９に示す。なお、本写像における制御パラメータは、あらかじめ写像パラメータ算出装置２０６により設定されている。
【００７４】
以下において、ステップ５０３の彩度写像動作について、図６のフローチャートを用いて詳しく説明する。
【００７５】
ステップ６０１にて、写像対象である色Mの色相における外郭彩度圧縮比Rbを写像パラメータ算出装置２０６から取得する。色Mの色相はRed面、Green面、Blue面、Cyan面、Magenta面、Yellow面のいずれかに属し、外郭彩度圧縮比Rbは６面それぞれについて定められている。
【００７６】
ステップ６０２において、色Mと同一明度におけるMonitor Line境界の色Bmを算出する。色Mと色Bmとの関係を模式図として図７に示す。なお、図７において実線はMonitor Lineを表すものであり、点線は本彩度写像によってMonitor Lineの外郭がどのように写像されるかを模式的に表したものである。
【００７７】
ステップ６０３において、色Mの彩度Cmと色Bmの彩度Cbmとから、比RをR=Cm／Cbmと算出する。次にステップ６０５において、彩度の写像を行う彩度入出力関数g(・)を写像パラメータ算出装置２０６から取得する。
【００７８】
ステップ６０５では、以上算出／取得したパラメータから次式を用いて彩度の写像を行う。Cm-mappedは写像後の彩度である。
【００７９】
Cm_mapped ＝Cbm×g(R)
ここで、彩度入出力関数g(・)は次の様な条件を持つ。
・g(・)の台は[0、1]
・g(・)は単調増加
・g(0) = 0
・g(1) = Rb
・g(・)は少なくともＣ１連続
・g'(0) =1
・g'(1) =γ ，γ：γ＞0、γは圧縮を制御する定数であって。各色相毎に定められ、Rbに反比例して変化。
・g'(x)≠0 ，x：0 ≦ x ≦ 1
【００８０】
彩度入出力関数g(・)の模式図を表すと、図８のようになる。すなわち、彩度の低いところほど彩度が保存され、彩度の高いところほど高い圧縮率にて圧縮される。さらに入出力関数は少なくともＣ１連続であるので、彩度の変化率は滑らかに変化し、疑似輪郭等の発生を抑制する。
【００８１】
以上説明したステップ５０２の明度写像動作およびステップ５０３の彩度写像動作により、Monitor Lineで囲まれる領域は1st Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１０に示す。図１０において、一点破線はMonitor Green Line並びにモニタ色再現域においてGreen面に所属する彩度−明度軌跡を示し、実線は1st Intermediate Mapped Green Line並びに前記彩度−明度軌跡の写像結果を示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００８２】
以下では、ステップ５０４における明度調整写像動作について図１１のフローチャートを用いて説明する。
【００８３】
ステップ１１０１にて、色M1と同一の色度における1st Intermediate Mapped Lineの上部境界Buを計算し、ステップ１１０２では、色M1と同一の色度における1st Intermediate Mapped Lineの下部境界Blを計算する。一例としてGreen面における色M1と上部境界Buと下部境界Blとの関係を図１２に示す。図１２において、実線は1st Intermediate Mapped Green Lineを示し、１点破線は2nd Intermediate Mapped Green Lineを示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００８４】
ステップ１１０３では、色M1と同一の色度において2nd Intermediate Mapped Lineの上部境界Bu_mappedを計算し、上部明度補正値Ad_uをAd_u= Bu_mapped− Buと求める。上部明度補正値Ad_u と上部境界Buとの関係を模式図に表すと図１２の様になる。ステップ１１０４では、色M1と同一の色度において2nd Intermediate Mapped Lineの下部境界Bl_mappedを計算し、下部明度補正値Ad_lをAd_l = Bl_mapped− Blと計算する。下部明度補正値Ad_l と下部境界Blとの関係を模式図に表すと図１２の様になる。
【００８５】
ステップ１１０５では、以上求めた4パラメータから明度調整の写像を行う入出力関数p(・)を導出する。ここで、入出力関数p(・)の導出に当たっては下記の条件を満たすように求められる。なお、LBlはBlの明度であり、LBlmはBl_mappedの明度であり、LBuはBuの明度であり、LBumはBu_mappedの明度である。
・p(・)の台は[LBl、LBu]
・p(・)は台において単調増加
・p(LBl) = LBlm
・p(LBu) = LBum
・p(・)は少なくともＣ１連続
・p'(LBl) =α，α：α＞0、αは圧縮を制御する定数。各色度毎にAd_lに従って定められる。Ad_lが正の場合はα≦１、Ad_lが負の場合はα≧１である。
・p'(LBu) =β，β：β＞0、βは圧縮を制御する定数。各色度毎にAd_uに従って定められる。Ad_uが正の場合はβ≧１、Ad_uが負の場合はβ≦１である。
【００８６】
入出力関数p(・)は上記条件を満たすよう算出されると共に、さらに台の中間部において明度をできるだけ保存するよう、明度変化量ができるだけ少なくなるよう算出される。ここで、本実施形態における入出力関数p(・)の一例を図１３（ａ）ならびに図１３（ｂ）に示す。
【００８７】
最後にステップ１１０６において、ステップ１１０５にて求めた入出力関数p(・)を用いて、色M1の写像前の明度Lmに対して写像後の明度Lm_mappedをLm_mapped＝ p(Lm)と求めて明度調整の写像を行う。
【００８８】
ステップ５０４の明度調整写像動作により、1st Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域は2nd Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１４に示す。一点破線は、1st Intermediate Mapped Green Lineと、並びにステップ５０２の説明で述べた彩度−明度軌跡の写像結果とを示す。実線は2nd Intermediate Mapped Green Lineと、並びに前記彩度−明度軌跡の写像結果を更に本ステップにより明度写像した結果とを示す。点線はMapped Green Lineを示す。
【００８９】
以下において、ステップ５０５の彩度写像動作について、図１５のフローチャートを用いて詳しく述べる。
【００９０】
ステップ１５０１にて写像対象たる色Ｍ2の色相において、色Ｍ2と同一の明度におけるMapped Lineの境界Bpを計算し、ステップ１５０２にて色Ｍ2と同一の明度における2nd Intermediate Mapped Lineの境界Biを計算する。これら色M2，色Bp、色Bi、の関係をGreen面において模式図に表すと、図１６の様になる。但し図１６において、実線は2nd Intermediate Mapped Green Lineを示し、点線はMapped Green Lineを示す。
【００９１】
ステップ１５０３にて、以上のステップに於いて算出した色Bp、色Biから色域補正の写像を行う入出力関数q(・)を導出する。ここで入出力関数q(・)は、色Bpの彩度をcp、色Biの彩度をciと表記したとき、下記の条件を満たすように求められる。
・q(・)の台は[0、ci]
・q(0) = 0
・q(ci) = cp
・q'(0) =1
・q'(ci) =γ ，γ：γ＞0、
・q'(x)≠0 ，x：0 ≦ x ≦ci
γは最大彩度付近における彩度補正の拡大率／圧縮率を制御する値であり、自動的に定められる。但し、ci＞cpの場合はγ＜１となり、入出力関数q(・)による写像は圧縮動作となる。ci≦cpの場合はγ≧１となり、入出力関数q(・)による写像は伸張動作となる。ここで、本実施形態における入出力関数q(・)の例を図１７（ａ）ならびに図１７（ｂ）に示す。図１７（ａ）は、ci≦cpの場合を示し、が伸張動作となっている。図１７（ｂ）は、ci＞cpの場合を示し、が圧縮動作となっている。
【００９２】
１５０４のステップにおいて、ステップ１５０３にて求めた入出力関数ｑ(・)を用いて、色M2の彩度を変換する。色M2の彩度をcorg、変換後の彩度をcmodと表記すると、cmod＝ｑ(corg)となる。
【００９３】
以上のべたステップ５０４の彩度写像動作により、2nd Intermediate Mapped Lineで囲まれる領域はMapped Lineで囲まれる領域へと写像される。一例として、Green面における写像の様子を図１８に示す。図１８において、１点破線は2nd Intermediate Mapped Green Lineと、並びにステップ５０３の説明で述べた彩度−明度軌跡の明度写像結果とを示す。実線はMapped Green Lineと、並びに前記彩度−明度軌跡の明度写像結果を更に本ステップにより彩度写像した結果とを示す。
【００９４】
最後に、ステップ５０５において、写像パラメータ算出装置２０６から取得した情報に基づき、色相が適当となるよう調整する。
【００９５】
以上、ステップ３０３における内部標本点の写像について詳しく述べた。なお、本実施形態におけるステップ３０３の実施形態としては2次元写像に縮退したアルゴリズムとしたが、もちろん3次元写像のまま実施してもかまわない。
【００９６】
以下では、ステップ３０４における表面階調線の規定方法について、一例として図１９を用いて述べる。
【００９７】
図１９は、各面に属する表面標本点の個数が等しい場合において、表面階調線を規定した様子を示したものである。ここで図２２における階調線Liは、Red面における表面標本点とYellow面における表面標本点とを結ぶ表面階調線を表している。RiはRed面における表面標本点を表し、インデックスiは表面標本点に対して明度の高い順にふったものであり、YiはYellow面における表面標本点を表し、インデックスiは標本点に対して明度の高い順にふったものである。図から明らかなように、本実施形態ではインデックス番号が等しいもの同士を結び、表面階調線を定義したものである。また、表面階調線は下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは表面階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点RiにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点YiにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【００９８】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
すなわち表面階調線は、RGB空間上にて表面標本点を直線で結んだものを、L*a*b*空間で表現したものである。
【００９９】
ただし、表面階調線は本実施形態意外にも多様な規定方法が実現可能であり、本実施形態と異なる規定方法を取ったとしてもなんら不都合は生じない。また、各面に属する表面標本点の個数が等しくないとしても、なんら不都合は発生しない。
【０１００】
ステップ３０５における表面階調線の写像では、図１９に示した表面階調線は例えば図２０のように実現される。なお、第1実施形態においても述べたように、表面階調線の写像結果は必ずしもプリンタ色再現域の表面に位置するとは限らない。
【０１０１】
以下では、ステップ３０６における内部階調線の規定方法について、一例を図２１に示す。
【０１０２】
図２１における階調線Lin_ijは、Red面における内部標本点Rin_iとYellow面における内部標本点Y in_jとを結ぶ内部階調線を表している。ここで、内部階調線は下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは内部階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点Rin_iにおけるRGB値、Ryj、GyjならびにByjは標本点Yin_jにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１０３】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryj
G = (1−t) Gri ＋ t Gyj
B = (1−t) Bri ＋ t Byj
すなわち、内部階調線は表面階調線同様、RGB空間上にて表面標本点を直線で結んだものを、L*a*b*空間で表現したものである。
【０１０４】
ステップ３０７における内部階調線の写像は、表面階調線ならびに付近の内部階調線の何れか、あるいは両者から影響を受ける。但し前記影響は、影響を受ける表面階調線／内部階調線との距離に従って緩和される。例えば図２１に示した内部階調線は、図２２に示す様に写像される。
【０１０５】
ここで、制御点による階調線制御の一例を図２３ならびに図２４に示す。まず、図２３はLin_55上にて制御点Cntが定められている様子を示す。図２４に示す点Cntは、図２３に示した制御点が写像される座標を表しており、この写像に従って内部階調線Lin_55の写像も変化する。さらに、近傍の内部階調線も、内部階調線Lin_55の写像変化の影響を受けて写像が変化するが、内部階調線Lin_55からの距離が遠くなるに連れて影響は緩和される。但し本例では制御点を内部階調線が通るよう制御されているが、B-Spline曲線を用いた場合など、必ずしも制御点を内部階調線が通る必要はない。
【０１０６】
なお、第1実施形態においても述べたように、表面階調線の写像結果は必ずプリンタ色再現域の内部に位置する。
【０１０７】
以上本実施形態によれば、プライマリカラーによる６色相を基準としてガマットマッピングを制御することにより、直感的な写像制御が可能となる。
【０１０８】
さらに本実施形態によれば、６色相面の写像に従来技術を応用することで、従来のノウハウを活用するとともに、従来のガマットマッピングとの整合をとることが可能となる。
【０１０９】
＜第３実施形態＞
本実施形態は、第2実施形態において表面標本点ならびに内部標本点の取り方を工夫するとともに表面階調線ならびに内部階調線の取り方を工夫し、色設計の負荷をさらに軽減するとともに制御を直感的に把握しやすくしたものである。
【０１１０】
本実施形態は、第2実施形態での色域圧縮装置２０７の動作アルゴリズムにおいて、表面標本点ならびに内部標本点を変更したものである。そこで、重複する説明は割愛し、変更箇所のみ説明する。
【０１１１】
以下では、図３に示すフローチャートのステップ３０１、標本点の決定について詳しく述べる。
【０１１２】
ここでは、Red面／Green面／Blue面／Cyan面／Magenta面／Yellow面 の計６面上に分布する表面標本点ならびに内部標本点につき、これらの標本点の定め方について説明する。なお、写像制御の必要から前記６免状に分布しない標本点、すなわち第2実施形態でのA1〜A12、B1〜B6の各条件ならびに後述の条件を何れも満たさない標本点が存在しても、もちろんなんら問題はない。
【０１１３】
本実施形態では標本点を定める際、標本点をL*a*b*色空間ではなく、RGB色空間において規定する。ここで、標本点が取り得るRGB値において、R値、G値ならびにB値が同じ離散ステップによって値が定められるよう規定する。すなわち、R値、G値ならびにB値は、それぞれ図２４に示す離散値のうちいずれかの値を取るよう規定する。さらに、表面標本点においてはA1〜A12の１２条件のいずれかを満たすものであり、内部標本点においてはB1〜B6の６条件のいずれかを満たすものである。
【０１１４】
RGB色空間上における上記表面標本点ならびに上記内部標本点の分布を、Red面とCyan面とを例にとって図２６に示す。図２６は、RGB色空間上での色再現範囲をWhite、Red、Blackの３点を通る平面で切断した切断平面を表している。左上の点はWhite(255,255,255)であり、右下の点はBlack(0,0,0)である。点線は（R,G,B）座標において(0,0,0)から(255,255,255)まで変化するグレー軸を表す。RiはRed面における表面標本点を、CiはCyan面における表面標本点を表し、インデックスiは標本点に対して明度の高い順に番号をふったものである。また、Rin_iはRed面における内部標本点を、Cin_jはCyan面における内部標本点を表している。内部標本点におけるインデックス番号規則は、次の通りである。
【０１１５】
まず当該色相面における当該色相成分が最も大きい内部標本点に対して、明度の高い順にインデックス番号をふっていく。すなわち、Red面であればR成分がd1であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていき、Cyan面であればG成分ならびにB成分がd1であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていく。
【０１１６】
続いて、次に当該色相成分が大きい内部標本点に対して、明度の高い順にインデックス番号をふっていく。すなわち、Red面であればR成分がd2であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていき、Cyan面であればG成分ならびにB成分がd2であるものの中で明度の高い順にインデックス番号をふっていく。以下、同じようにして全ての内部標本点にインデックス番号を振ると、図２６の様になる。さらに、Green面、Blue面、Magenta面、Yellow面においても、上記と同様にして標本点に対してインデックス番号をふる。
【０１１７】
以下では、ステップ３０４における表面階調線の規定方法について説明する。
【０１１８】
本実施形態では、隣りあった色相面同士にてインデックス番号が等しい表面標本点を、RGB空間上にて直線で結ぶことで表面階調線を規定する。例えばRed面とYellow面との間の表面階調線は、下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは表面階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点RiにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点YiにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１１９】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
【０１２０】
以下では、ステップ３０６における内部階調線の規定方法について説明する。
【０１２１】
本実施形態では、隣りあった色相面同士にてインデックス番号が等しい内部標本点を、RGB空間上にて直線で結ぶことで内部階調線を規定する。例えばRed面とYellow面との間の内部階調線は、下記のようなRGB値を有する。ここで、R、GならびにBは内部階調線のRGB値、Rri 、Gri ならびにBriは標本点Rin_iにおけるRGB値、Ryi、GyiならびにByiは標本点Yin_iにおけるRGB値である。また０≦t≦１である。
【０１２２】
R = (1−t) Rri ＋ t Ryi
G = (1−t) Gri ＋ t Gyi
B = (1−t) Bri ＋ t Byi
【０１２３】
以上本実施形態によれば、標本点ならびに階調線の取り方を工夫することにより、写像制御が直感的に分かり易く、且つ簡単となる。
【０１２４】
＜他の実施形態＞
また前述した実施形態の機能を実現する様に各種のデバイスを動作させる様に該各種デバイスと接続された装置あるいはシステム内のコンピュータに、前記実施形態機能を実現するためのソフトウエアのプログラムコードを供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータ（CPUあるいはMPU）を格納されたプログラムに従って前記各種デバイスを動作させることによって実施したものも本発明の範疇に含まれる。
【０１２５】
またこの場合、前記ソフトウエアのプログラムコード自体が前述した実施形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード自体、及びそのプログラムコードをコンピュータに供給するための手段、例えばかかるプログラムコードを格納した記憶媒体は本発明を構成する。
【０１２６】
かかるプログラムコードを格納する記憶媒体としては例えばフロッピーディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM,、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ROM等を用いることが出来る。
【０１２７】
またコンピュータが供給されたプログラムコードを実行することにより、前述の実施形態の機能が実現されるだけではなく、そのプログラムコードがコンピュータにおいて稼働しているOS(オペレーティングシステム)、あるいは他のアプリケーションソフト等と共同して前述の実施形態の機能が実現される場合にもかかるプログラムコードは本発明の実施形態に含まれることは言うまでもない。
【０１２８】
更に供給されたプログラムコードが、コンピュータの機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに格納された後そのプログラムコードの指示に基づいてその機能拡張ボードや機能格納ユニットに備わるCPU等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も本発明に含まれることは言うまでもない。
【０１２９】
【発明の効果】
本発明によれば、色再現域の形状の相違を吸収するとともに、階調性を保った写像変換を行うことができ、出力画像における擬似輪郭を抑制し、高品質な出力画像が得られるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態としての色信号変換装置のシステム構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態としての色信号変換装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態における色域写像装置２０７の写像動作を示すフローチャート図である。
【図４】 Green面の写像前後における表面標本点の軌跡を表す模式図である。
【図５】本発明の第２の実施形態における図３のステップ３０３の写像動作を示すフローチャート図である。
【図６】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０２の写像動作を示すフローチャート図である。
【図７】色Mと色Bmとの空間関係を示す模式図である。
【図８】彩度成分の非線形写像を実現する彩度入出力関数の一例を示す図である。
【図９】明度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１０】 Green面における写像の様子を表す模式図である。
【図１１】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０４の写像動作を示すフローチャート図である。
【図１２】ステップ１１０１〜ステップ１１０６にて用いられる各Lineの空間関係を示す模式図である。
【図１３】明度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１４】 Green面における、ステップ５０４の明度調整写像動作までの写像の様子を表す模式図である。
【図１５】本発明の第２の実施形態における図５のステップ５０５の写像動作を示すフローチャート図である。
【図１６】ステップ１５０１〜ステップ１５０４にて得られる各色の空間関係を示す模式図である。
【図１７】彩度成分の非線形写像を実現する入出力関数の一例を示す図である。
【図１８】 Green面における写像の様子を表す模式図である。
【図１９】写像前の表面階調線を表す模式図である。
【図２０】写像後の表面階調線を表す模式図である。
【図２１】写像前の内部階調線を表す模式図である。
【図２２】写像後の内部階調線を表す模式図である。
【図２３】写像前の内部階調線を表す模式図である。
【図２４】写像後の内部階調線を表す模式図である。
【図２５】 R値、G値ならびにB値が取り得る値を現す表である。
【図２６】 RGB色空間上の切断平面における、表面標本点ならびに内部標本点の分布を現す模式図である。
【図２７】グリーンの色相におけるモニタ色再現域を表す模式図である。
【図２８】ガマットマッピングの一例を示す模式図である。
【図２９】グリーンの色相におけるモニタ色再現域とプリンタ色再現域とを表す模式図である。
【図３０】レッドの色相におけるモニタ色再現域とプリンタ色再現域とを表す模式図である。
【図３１】階調性を説明する模式図である。
Claims (5)
- 第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換する色処理装置であって、
前記第１の色再現域の表面に第１の標本点を設定し、該第１の色再現域の内部に第２の標本点を設定する標本点設定手段と、
前記第１の標本点および前記第２の標本点を前記第２の色再現域域内に写像する写像手段と、
前記第１の標本点に基づき表面階調線を設定し、前記第２の標本点に基づき内部階調線を設定する階調線設定手段と、
前記写像された第１の標本点に基づき前記表面階調線を前記第２の色再現領域内に写像し、前記写像された第２の標本点に基づき前記内部階調線を前記第２の色再現領域内に写像する写像手段と、
前記表面階調線または前記内部階調線に対する、入力色信号の相対位置を算出する相対位置算出手段と、
前記相対位置に基づき、前記写像された表面階調線または前記写像された内部階調線から前記入力色信に対応する出力色信号を算出する出力色信号算出手段とを有し、
前記表面階調線は前記第１の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義され、前記内部階調線は前記第２の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義されることを特徴とする色処理装置。 - 前記相対位置は、前記入力色信号による前記表面階調線または前記内部階調線の内分比であることを特徴とする請求項１記載の色処理装置。
- 前記表面階調線および前記内部階調線はスプラインによって求められることを特徴とする請求項１または２に記載の色処理装置。
- 請求項１乃至３のいずれかに記載の色処理装置をコンピュータを用いて実現するためのプログラムがコンピュータが読み取り可能に記録された記録媒体。
- 第１の色再現域内に位置する入力色信号を第２の色再現域内に位置する出力色信号へ写像変換する色処理方法であって、
前記第１の色再現域の表面に第１の標本点を設定し、該第１の色再現域の内部に第２の標本点を設定し、
前記第１の標本点および前記第２の標本点を前記第２の色再現域域内に写像し、
前記第１の標本点に基づき表面階調線を設定し、前記第２の標本点に基づき内部階調線を設定し、
前記写像された第１の標本点に基づき前記表面階調線を前記第２の色再現領域内に写像し、前記写像された第２の標本点に基づき前記内部階調線を前記第２の色再現領域内に写像し、
前記表面階調線または前記内部階調線に対する、入力色信号の相対位置を算出し、
前記相対位置に基づき、前記写像された表面階調線または前記写像された内部階調線から前記入力色信に対応する出力色信号を算出する色処理方法であり、
前記表面階調線は前記第１の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義され、前記内部階調線は前記第２の標本点における複数の標本点を結ぶ連続した軌跡を示す関数によって定義されることを特徴とする色処理方法。
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