JP4771538B2 - 色変換テーブル生成方法、色変換テーブル及び色変換テーブル生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、出力機器の色域での色（デバイスカラー）に変換する色変換テーブルを生成する技術に関する。

プリンタなどの画像出力機器では、画像入力機器や入力画像の色空間（例えば、ＲＧＢ色空間）又は機器非依存色空間（Ｌａｂ／ＸＹＺ色空間など）から画像出力機器の色空間（例えば、ＣＭＹＫ色空間やＲＧＢ色空間）へ色変換を行う。そして、この色変換により、入力色信号を画像出力機器の色空間の出力色信号に変換し、画像出力部からカラー画像として出力する。

従来、入力機器の色空間から出力機器の色空間への色変換は、例えばマトリクス変換で実現されていたが、より精度を向上させるために、近年では３次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて行われている。

入力機器の色空間から出力機器の色空間への色変換又は機器非依存色空間から出力機器の色空間への色変換を行うＬＵＴの一般的な作成方法は以下の通りである。

まず、ＬＵＴを構成する格子点の入力色に対して出力機器の色域内に含まれる色を対応色として決定する。そして、その対応色に最も近似な出力機器の色空間での色（デバイスカラー：例えばＣＭＹＫ色もしくはＲＧＢ色）を探し、そのデバイスカラーをその格子点の出力色とする。そして、全ての格子点の入力色に対して出力色を求め終わると、ＬＵＴの完成となる。

尚、最も近似なデバイスカラーの探索は、均等色色空間（Ｌａｂ色空間やＬｕｖ色空間など）において探すのが一般的である。

次に、ＬＵＴを用いる色変換は、ＬＵＴとして、格子点の入力値に対応する出力値のみ与えられているため、格子点以外の入力値に対応する出力値は補間演算を用いて求める。この補間演算としては、立方体補間や四面体補間などの線形補間やスプライン補間などの非線形補間がある。
特開2002-064719号公報 特開2003-348365号公報 特開平09-009080号公報

上述した色変換において、理想的には、全ての入力色に対して出力機器の色域内に含まれる色を対応色と決定し、その対応色に最も近似なデバイスカラーを探し、そのデバイスカラーを出力値とすることである。しかし、この方法は膨大な計算量のため、現実的ではない。そこで、現実的な方法としてＬＵＴを使った色変換が行われている。

このＬＵＴを用いる色変換は、ＬＵＴとして格子点に対応する出力値のみが与えられているため、格子点に対応する出力値は保障される。しかしながら、格子点以外の入力値に対応する出力値は補間演算されるため、２つの方法を比較すると、格子点以外の出力値が異なる。従って、ＬＵＴによる色変換の方が色によっては精度が落ちる場合がある。

ＬＵＴの一般的な作成方法として、ＬＵＴを構成する格子点の入力値に対して対応するデバイスカラーを求め、出力値とするものがある（例えば、特許文献１参照）。ＬＵＴによる色変換は格子点以外の出力値の精度が落ちるという問題はあるが、格子点以外の入力値に対する出力値はＬＵＴ作成時には考慮されていない。ＬＵＴの格子点数を増やすことで精度を向上させることができるが、ＬＵＴを出力機器や制御装置に搭載する際はメモリ等の制約により、むやみに格子点数を増やすことができない。

また、ＬＵＴを作成時に、ＬＵＴの精度向上を目的としてＬＵＴを補正する方法もある（例えば、特許文献２参照）。ＬＵＴを作成し、ＬＵＴの格子点の中間点の出力値を補間演算により求め、格子点の出力値と格子点の中間値の出力値の差分を用いてＬＵＴを補正する。

このようなＬＵＴの補正は、ＬＵＴによる出力結果の階調性を向上させる目的であり、階調性が向上するようにするため、出力値が本来出力したい色からずれてしまう。

また、ＬＵＴの格子点以外の入力値に対応する出力値を考慮してＬＵＴを補正する手法もある（例えば、特許文献３参照）。

しかし、この手法は、デバイスカラーの測色値からの推定時の誤差による出力のズレを補正することを目的とし、作成したＬＵＴを用いて一旦出力機器から出力し、出力結果を測色しなければならない。測色には時間がかかるし、ＬＵＴの補間演算における理論的な誤差を補正する目的だけに測色するのは無駄である。

本発明は、色変換テーブルの格子点数を増加させず、また色変換テーブルを作成した後に、測色することなく色変換テーブルの精度を向上させることを目的とする。

本発明は、色変換テーブル生成方法であって、
出力機器で再現された色域の色を測色した測色値から色変換テーブルを構成する格子点の色に対応するデバイスカラーを推測して色変換テーブルを生成する工程と、
前記色変換テーブルを構成する格子点の色に加え、格子点以外の色に対応するデバイスカラーを推測する工程と、
前記生成した色変換テーブルから前記格子点以外の色に対応するデバイスカラーを補間演算によって求める工程と、
前記推測したデバイスカラーと、前記補間演算によって求めたデバイスカラーとの誤差が最小となるように前記色変換テーブルのデバイスカラーを補正する工程と、
を有することを特徴とする。

本発明によれば、色変換テーブルの格子点数を増加させず、また色変換テーブルを作成した後に、測色することなく色変換テーブルの精度を向上させることができる。

以下、図面を参照しながら発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。

図１は、印刷システムにおけるホストコンピュータの概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、ホストコンピュータ１００は、ワープロ、表計算、ブラウザなどのアプリケーション１０１、オペレーティングシステム（ＯＳ）１０２、プリンタドライバ１０３、モニタドライバ１０５をソフトウェアとして含む。プリンタドライバ１０３は、アプリケーション１０１からＯＳ１０２へ発行される各種描画命令群を描画処理し、プリンタ１０４へ出力する印刷データを作成する。描画命令群としては、イメージ描画命令、テキスト描画命令及びグラフィクス描画命令などがある。また、モニタドライバ１０５は、モニタ１０６に表示する画像データを作成する。

また、ホストコンピュータ１００は、上述のソフトウェアを動作させるためのハードウェアとして、ハードディスク（ＨＤ）１０７、ＣＰＵ１０８、ＲＡＭ１０９、及びＲＯＭ１１０などを備える。

尚、本実施形態では、アプリケーション１０１として、印刷機能を有する任意のアプリケーションがインストールされており、またＯＳ１０２として、Windows（登録商標）がインストールされているものとする。

また、プリンタ１０４は、例えばインクジェットプリンタであり、またモニタ１０６としてはＣＲＴやＬＣＤなどが利用可能である。

以上の構成において、ホストコンピュータ１００のアプリケーション１０１は、モニタ１０６の画面上に表示された画像に基づいて印刷されるべき出力画像データを作成する。このとき、表示された画像は文字などのテキストデータ、図形などのグラフィクスデータ、写真画像などのイメージデータに分類される。そして、テキストデータはテキスト描画命令として、グラフィクスデータはグラフィクス描画命令として、イメージデータはイメージ描画命令として構成される描画命令群を印刷要求としてＯＳ１０２に発行する。

一方、ＯＳ１０２は、印刷要求を受け付けると、印刷を実行すべきプリンタに対応するプリンタドライバ１０３に描画命令群を渡す。プリンタドライバ１０３では、ＯＳ１０２から入力される描画命令群を処理し、プリンタ１０５が印刷可能な印刷データを作成し、その印刷データをプリンタ１０４へ転送する。

ここで、プリンタ１０４がラスタプリンタである場合、プリンタドライバ１０３は描画命令群に対して、順次画像補正処理を行い、順次ＲＧＢ２４ビットのページメモリに画像をラスタライズする。全ての描画命令がラスタライズされた後、プリンタドライバ１０３は、ページメモリに格納されたＲＧＢデータをプリンタ１０４が印刷可能なデータ形式、例えばＣＭＹＫデータに変換し、ＣＭＹＫデータをプリンタ１０４へ転送する。

図２は、図１に示すプリンタドライバ１０３で実行される処理を示す図である。図２に示す画像補正処理部２０１は、ＯＳ１０２から入力される描画命令群に含まれる色情報に対して画像補正処理を行う。例えば、入力機器の色空間（例えば、ｓＲＧＢ）の色情報を輝度・色差信号に変換して輝度信号に露出補正処理を施した後、補正後の輝度・色差信号を再び入力機器の色空間のＲＧＢ色情報に逆変換する処理である。

プリンタ用補正処理部２０２は、画像補正処理された入力機器の色空間のＲＧＢ色情報を参照し、描画命令に基づく画像をラスタライズし、ページメモリ上にラスタ画像を生成する。そして、ラスタ画像に前段色信号変換（入力機器の色空間から出力機器の色空間への色変換）、後段色信号変換（ＣＭＹＫへの色分解）、階調補正などの処理を施し、画素毎にプリンタ１０４の色再現性を決定するＣＭＹＫデータを生成する。

尚、各処理部はプリンタドライバ１０３が行う処理として説明したが、画像補正処理部２０１やプリンタ用補正処理部２０２などはアプリケーション１０１上で実行されることもある。

図３は、図２に示すプリンタ用補正処理部２０２の詳細な処理を示す図である。図３に示す画像信号入力部３０１に画像補正処理された画像信号が入力される。そして、前段色信号変換部３０２にて入力カラーマッチング処理が施され、後段色信号変換部３０３にてインクジェットプリンタの特性を考慮した色分解処理が施される。階調補正部３０４にて階調補正及びハーフトーン処理が施され、各インクに対応するＣＭＹＫｃｍのドット情報として画像出力部３０５からプリンタ１０４へ転送され、画像が形成される。

尚、プリンタ１０４として、本実施形態では、濃インクのＣＭＹＫと淡インクのｃｍの計六色のインクを使用するインクジェットプリンタを想定する。

インクジェットプリンタでは、印刷したドットの粒状感や、記録媒体が単位時間、単位面積当りで受容可能な総インク液滴量を考慮した上で色分解を行う必要がある。

そこで、これらの条件を考慮した上でＲＧＢデータを色分解し、適当なＣＭＹＫｃｍのインクの組み合わせを出力する後段色処理テーブルが予め後段色信号処理部３０３に設定されている。この後段色処理テーブルを介してプリンタの色処理を操作すれば、プリンタの構成、例えばＣＭＹＫの四色、ＣＭＹＫｃｍの六色といった構成に左右されることなく、単にＲＧＢデータを処理するＲＧＢデバイスとしてプリンタを扱うことができる。このときのＲＧＢデータを後段色空間ＲＧＢ（後段ＲＧＢ）と呼ぶ。

また、前段色信号処理部３０２にも、画像入力機器の色空間（例えばｓＲＧＢ）と出力機器の色空間（例えば後段ＲＧＢ）の色変換を行うための三次元ＬＵＴである前段色処理テーブル（前段テーブル）が設けられている。この前段テーブルは複数の色再現性に対応するため、階調性を重視した色再現性、彩度を重視した色再現性、測色的一致を重視した色再現性、記憶色を重視した色再現性に対応するテーブルである。これらテーブルに加え、他の入力機器の色空間に対応するため、対応する色空間の数分、前段テーブルを持っていても構わない。

［ＬＵＴの作り方］
ここで、入力機器の色空間（ｓＲＧＢ、AdobeＲＧＢなど）から出力機器の色空間への色変換であるルックアップテーブル（ＬＵＴ）の作成方法を説明する。本実施形態では、入力機器の色空間としてｓＲＧＢ色空間を使って説明する。

ＬＵＴの作成とは、ＬＵＴを構成する格子点の入力色に対し、出力としてデバイスカラーを決定することである。まず、ＬＵＴを構成する格子点の入力色を定め、次にＬＵＴを構成する格子点の入力色に対して出力機器の色域内に含まれる色を対応色と決定し、最後に対応色に最も近似な出力機器のデバイスカラーを探索する。そして、探索したデバイスカラーをその格子点の出力値とすることによりＬＵＴが作成される。これらは均等色色空間上（Ｌａｂ色空間、Ｌｕｖ色空間など）で行うことが一般的である。ここでは、Ｌａｂ色空間を用いて説明する。

まず、ＬＵＴを構成する格子点の入力色を定める。入力機器の色空間から出力機器の色空間へのＬＵＴを作成する場合、入力機器の色（ｓＲＧＢ色空間）を定義式に基づき均等色色空間（Ｌａｂ色空間）の色に変換し、これを入力色とする。また、好ましさや記憶色などを考慮して色変換し、色変換後の値を入力色としても良い。好ましさや記憶色を考慮した色変換方法としては、ＲＧＢ色空間で非線形の変換を行ったり、明度、輝度、色相、彩度などを変更したりして実現できる。

次に、ＬＵＴを構成する格子点の入力色に対して出力機器の色域内に含まれる色を対応色と決定する。この決定に際し、入力機器の色再現領域が出力機器の色再現領域と異なるため、出力機器の色域外になる入力色が存在する。このため、出力機器の色域外の入力色を圧縮して色域内にマッピングする必要がある。

つまり、出力機器の色域内のある点と入力色とを結ぶ線を考え、線上に色域に向かって圧縮していき、色域の境界面との交点もしくは色域の内部の点を、その入力色に対応する対応色と決定する（測色的一致を重視した色再現性）。この圧縮方法としては、作成するＬＵＴの色再現性に応じたアルゴリズムを使用して良い。例えば、明度や彩度を維持して圧縮（明度を重視した色再現及び彩度を重視した色再現）しても良いし、階調性を考慮し境界面に圧縮するのではなく入力色の彩度等に応じて出力機器の色域内部に圧縮（階調性を重視した色再現性）しても良い。

最後に、対応色に最も近似な出力機器のデバイスカラーを探索し、その格子点の出力値とすることによりＬＵＴが作成される。

しかし、インクジェットプリンタでは、インクの混色による発色の変化、記録媒体へのインクの浸透の仕方による発色の変化など、複雑、かつ多岐に亘る要因が発色に関連するため、その発色特性を予測することは困難である。

そこで、発色を予測する困難を避けつつ、インクジェットプリンタの色再現性や色域を表現するために、次の方法で、ある特定の色に対応するＬａｂ値を求める。つまり、可能な出力機器のデバイスカラーを組み合わせ、かつ適当なサンプリング間隔でカラーパッチを印刷し、それらのカラーパッチを、例えばGretag社のSpectrolinoなどの測色器で測定する。

これにより、デバイスカラーからＬａｂ値へのＬＵＴの格子点データを求める。ここでは、デバイスカラーからＬａｂ値へのＬＵＴを構成する格子点の数として、９×９×９＝７２９個を出力し、測色する。任意のデバイスカラーに対応するＬａｂ値は、求めたデバイスカラーからＬａｂ値へのＬＵＴに対して、例えば四面体補間などの公知の補間演算を使用して格子点のＬａｂ値から推定することができる。求めたＬＵＴを構成する格子点に対応する入力色をデバイスカラーに対応する推定測色Ｌａｂ値と比較し、その色差が最小となるように近似できる点を探すことで、その格子点の対応色であるデバイスカラー値を求めることができる。ＬＵＴを構成する全格子点に対して、同様の処理を行うことによりＬＵＴを作成できる。また、使用するカラーパッチの格子点数を増加（例えば１２×１２×１２個、１７×１７×１７＝４９１３個）、或いは推定精度が悪い部分のパッチを増加することで、デバイスカラーの推定精度を向上させることができる。

［ＬＵＴを使った色変換及び問題点］
上述したように、ＬＵＴを用いる色変換は格子点に対応する出力値のみ与えられているため、格子点以外の入力値に対応する出力値は補間演算を用いて求める。また、補間演算には、立方体補間や四面体補間などの線形補間やスプライン補間などの非線形補間が用いられる。

以下では、立方体補間によるＬＵＴを使った色変換について詳細を説明するが、四面体補間などの他の線形補間や非線形補間方法に関しても同様である。

色変換に使うＬＵＴは３次元入力のｎ次元出力であるが、処理方法を明確にするために、２次元入力の３次元出力の補間処理を例に説明する。尚、２次元において説明を行うのは、図を簡素にして紙面上での説明をより分かり易くするためである。

図４は、３次元入力のＬＵＴの概念を説明するための図である。図４では、ｓＲＧＢ色空間をＲＧＢ表色系における模式図として示している。図４に示すように、Ｒ軸、Ｇ軸、Ｂ軸共に、均等な間隔で９点の格子点がある。また、ブラック（Ｂｋ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）、ブルー（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ホワイト（Ｗ）の各点が図示されている。

尚、シアン（Ｃ）の点は、ホワイト（Ｗ）の点の直下にある。また、Ｂｋ点からＢ点に向かう軸をブルー軸、Ｂｋ点からＧ点に向かう軸をグリーン軸、Ｂｋ点からＲ点に向かう軸をレッド軸と呼ぶ。入力値は入力色空間上で、0,32,64,96,128,160,192,224,255の値が割り当てられる。出力値は出力色空間上で、それぞれ割り当てられている。

図４に示すＬＵＴの一部を抜き出したものを図５、図６に示す。図５はＬＵＴを入力色空間で示したものであり、図６は出力色空間で示したものである。図５、図６において、点ａ、点ｂ、点ｃ、点ｄは、作成したＬＵＴを構成する格子点である。格子点に対応する入力値は、A(RSrc_a,GSrc_a,BSrc_a)、B(RSrc_b,GSrc_b,BSrc_b)、C(RSrc_c,GSrc_c,BSrc_c)、D(RSrc_d,GSrc_d,BSrc_d)である。２次元とするため、Ｂ成分は全て同じ値とする。出力値はa(RDst_a,GDst_a,BDst_a)、b(RDst_b,GDst_b,BDst_b)、c(RDst_c,GDst_c,BDst_c)、d(RDst_d,GDst_d,BDst_d)である。出力値は上述のＬＵＴの作成方法に基づき決定したものである。

ここで、入力値E(RSrc_e,GSrc_e,BSrc_e)を考える。この入力値に対する出力値E'(R'Dst_e,G'Dst_e,B'Dst_e)を立方体補間により次のように算出する。

R'Dst_e=((RSrc_e-RSrc_a)*(GSrc_e-GSrc_a)*RDst_d
+(RSrc_b-RSrc_e)*(-GSrc_e-GSrc_a)*RDst_c
+(RSrc_e-RSrc_c)*(GSrc_a-GSrc_e)*RDst_b
+(RSrc_d-RSrc_e)*(GSrc_d-GSrc_e)*RDst_a)
/(RSrc_d-RSrc_a)*(GSrc_d-GSrc_a))
G'Dst_e=((RSrc_e-RSrc_a)*(GSrc_e-GSrc_a)*GDst_d
+(RSrc_b-RSrc_e)*(-GSrc_e-GSrc_a)*GDst_c
+(RSrc_e-RSrc_c)*(GSrc_a-GSrc_e)*GDst_b
+(RSrc_d-RSrc_e)*(GSrc_d-GSrc_e)*GDst_a)
/(RSrc_d-RSrc_a)*(GSrc_d-GSrc_a))
B'Dst_e=((RSrc_e-RSrc_a)*(GSrc_e-GSrc_a)*BDst_d
+(RSrc_b-RSrc_e)*(-GSrc_e-GSrc_a)*BDst_c
+(RSrc_e-RSrc_c)*(GSrc_a-GSrc_e)*BDst_b
+(RSrc_d-RSrc_e)*(GSrc_d-GSrc_e)*BDst_a)
/(RSrc_d-RSrc_a)*(GSrc_d-GSrc_a))
上記のような計算を全ての入力値に対して行うことにより、ＬＵＴを使用した色変換が行われる。

説明の簡略化のため、入力を２次元として説明したが、入力が３次元の場合にも同様に適用することができる。

ここで、入力値E(RSrc_e,GSrc_e,BSrc_e)に対してＬＵＴの作成に用いた方法で、入力値に対応するデバイスカラーを直接求める。得られた出力値をE(RDst_e,GDst_e,BDst_e)とする。この出力値が本来得たい出力値であり、推定精度が高ければ、この出力値をプリンタから出力すると得たい色が出力される。この出力値は、出力機器の測色値を用いて均等色色空間中で直接求めたものであり、作成したＬＵＴを用いて補間演算した出力E'とは値が異なることがある。即ち、図６に示すように、補間演算により求めた点ｅ’と、本来得たい点ｅのずれがＬＵＴによる補間方法の問題点である。

ここでずれが生じる要因としては、ＬＵＴによる色変換の場合、ＬＵＴの入力色空間の格子点との関係に基づき、出力値である出力色空間にその関係を当てはめ、出力値を得ているためである。必ずしも出力色空間で線形性が成り立つとは限らないから線形性が低い部分でずれが生じる。

このようなズレが大きい部分として、格子点間の距離が大きい部分やデバイスカラーとその出力値のＬａｂ値の線形性が低い部分などが考えられる。

ここで、上述の問題に起因する事例を挙げる。一般的に、格子点の数が多いほどＬＵＴ変換の精度は向上する。格子点の数が９×９×９＝７２９のＬＵＴと１７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴを用いた色変換を、図７〜図９を用いて詳細に説明する。

図７は、９×９×９＝７２９のＬＵＴと１７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴの格子点の関係を示す図である。図８は、９×９×９＝７２９のＬＵＴの格子点を示す図である。図９は、１７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴの格子点を示す図である。

それぞれのＬＵＴを構成する格子点の出力値は、上述したＬＵＴの作成方法で同じ出力機器の測色値を用いて算出されたものとする。点１〜４は、９×９×９のＬＵＴと１７×１７×１７のＬＵＴの両方に含まれる格子点である。また、点５〜９は１７×１７×１７のＬＵＴのみに含まれる格子点である。ここで、点１〜９の出力を９×９×９のＬＵＴと１７×１７×１７のＬＵＴのそれぞれを用いて補間演算により算出する。

点１〜４はそれぞれのＬＵＴの格子点であるため、点１〜４に対応する出力値は９×９×９のＬＵＴ（図８）と１７×１７×１７のＬＵＴ（図９）で同じである。しかし、点５〜９は９×９×９のＬＵＴの格子点でないため、点５〜９に対応する出力値は９×９×９のＬＵＴの場合、補間演算により求められる。そのため、９×９×９のＬＵＴ（図８）と１７×１７×１７のＬＵＴ（図９）で出力値が異なる可能性がある。

９×９×９のＬＵＴと１７×１７×１７のＬＵＴによる色変換の出力結果を比較する。９×９×９のＬＵＴの格子点近傍は、１７×１７×１７のＬＵＴの補間演算結果と大きな違いはない。しかし、９×９×９のＬＵＴの格子点から離れた部分では１７×１７×１７のＬＵＴの補間演算結果と異なることがある。この関係を図１０に示す。

格子点近傍は格子点の数によらず同じ精度だが、格子点から離れた部分では、補間演算のため格子点の数により精度が変わる。つまり、格子点の数が多いほどＬＵＴ変換の精度が向上することがわかる。しかし、実装上、メモリの制約などにより、むやみにＬＵＴの格子点の数を増やすことはできない。そこで、ＬＵＴ変換の格子点の数を変えずにＬＵＴの変換精度を向上させることが望まれる。

［本手法］
上述した９×９×９のＬＵＴと１７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴを用いた色変換を用いて、本手法を説明する。９×９×９のＬＵＴを用いて、補間精度を向上させるには、９×９×９個の格子点に対応する出力値を変更するしかない。９×９×９のＬＵＴを構成する格子点の値を変更することで、点１〜９の出力値が、１７×１７×１７のＬＵＴでの出力値に近づける必要がある。

尚、説明を簡略化するため、９×９×９のＬＵＴの出力値（R'Dst9,G'Dst9,B'Dst9）のうちR'Dst9のみに着目して説明する。説明は省略するが、G'Dst9,B'Dst9も同様である。９×９×９のＬＵＴを用いた点１〜９の出力値をR'Dst9_1,R'Dst9_2,…,R'Dst9_9とする。１７×１７×１７のＬＵＴを用いた点１〜９の出力値をR'Dst17_1,R'Dst17_2,…,R'Dst17_9とする。但し、R'Dst9_5,…,R'Dst9_9は次の補間演算で得られる。

R'Dst9_5=(R'Dst9_1+R'Dst9_2)/2
R'Dst9_6=(R'Dst9_1+R'Dst9_3)/2
R'Dst9_7=(R'Dst9_1+R'Dst9_2+R'Dst9_3+R'Dst9_4)/4
R'Dst9_8=(R'Dst9_2+R'Dst9_4)/2
R'Dst9_9=(R'Dst9_3+R'Dst9_4)/2
即ち、９×９×９のＬＵＴを構成する格子点の値を変更し、点１〜９の出力値を１７×１７×１７のＬＵＴの出力値に近づける。具体的には、点１〜９でそれぞれの差が最小となるように、R'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3,R'Dst9_4を求め、格子点の出力値を変更する。上記の関係を行列式で表現すると次式になる。
作成するＬＵＴを実際に使用する際に、ＬＵＴを使った色変換に用いられる補間演算と同じ補間演算で、関係式を導き出すのが望ましい。

誤差が最小となるR'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3,R'Dst9_4を求めるには、左辺の行列の擬似逆行列を求めれば良い。

上記の計算で得られるR'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3,R'Dst9_4をＬＵＴの出力値に置き換えることで、点１〜９の出力値と、１７×１７×１７のＬＵＴでの出力値の差を最小にすることができる。

ここでは説明簡略化のため、格子点で構成されるある四角形（立方体）に着目して構成される格子点及び包含される点の関係により、出力値の差が最小となる格子点の値を決定した。ある格子点を基準に、格子点に隣接する複数の四角形（立方体）を構成する格子点及び包含される点の関係により、出力値の差が最小となる格子点の値を決定することも可能である。上記の関係式を立て、擬似逆行列を求める際に、９×９×９のＬＵＴの格子点に関しては重みを付けて計算し、格子点の出力のズレをより小さくすることも可能である。

但し、得られたR'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3,R'Dst9_4はR'Dst17_1,R'Dst17_2,R'Dst17_3,R'Dst17_4の値と異なる結果になることがある。誤差を最小になるように格子点を変更したため、変更前は点１、２、３、４近傍の精度は１７×１７×１７のＬＵＴでの出力値と大きな違いはなかったが、変更により精度が異なることがある。一方、点５、６、７、８、９近傍は、変更前の差が大きかった場合、変更により差が小さくなる。言い換えれば、点１、２、３、４近傍の精度は若干悪くなるが、点５、６、７、８、９近傍は格段に精度が向上し、トータルの色再現性は格段に向上する。ＬＵＴを構成する一部領域についてのみ説明したが、上述した処理を、ＬＵＴを構成する全領域に適用することでＬＵＴ全体の変更ができる。

［第１の実施形態］
次に、第１の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更手順について図１１を用いて説明する。

図１１は、第１の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。まず、デバイスカラーのパッチを測色する（Ｓ１１０１）。次に、測色した測色値（デバイスカラー→Ｌａｂの関係）より、ｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う９×９×９のＬＵＴを作成する（Ｓ１１０２）。次に、Ｓ１１０２と同様にｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う１７×１７×１７のＬＵＴを作成する（Ｓ１１０３）。このステップでは、作成する９×９×９のＬＵＴの格子点を含み、更に格子点以外の色に対する出力値を持っていることが重要である。

次に、１７×１７×１７のＬＵＴに含まれる格子点の色に対応する出力値を９×９×９のＬＵＴから補間演算することで求める（Ｓ１１０４）。そして、２つのＬＵＴの出力値を比較し、色差の大きくなる色域を求める（Ｓ１１０５）。ここでは、単純に出力されるデバイスカラーの色差でもかまわないし、デバイスカラーの測色値よりデバイスカラーをＬａｂに変換し、Ｌａｂ色空間での色差でもかまわない。

次に、色差の大きい部分を小さくしたいので、色差の大きい色域のみ上述の方法により２つの値の差が最小になるように、９×９×９のＬＵＴを構成する格子点の出力値を変更する（Ｓ１１０６）。そして、変更したＬＵＴを用いて補間演算して得られる結果を調べ、色差が著しく悪化していないか否かを確認する（Ｓ１１０７）。尚、悪化している部分に関しては、変更前の値に戻す。以上の方法により、ＬＵＴの色変換精度を向上させることができる。

尚、１７×１７×１７のＬＵＴを作成及び変更する場合は、１７×１７×１７のＬＵＴより格子点数が多いＬＵＴ（例えば３３×３３×３３のＬＵＴ）を比較のために作成すれば良い。

また、比較のために、作成するＬＵＴより格子点数の多いＬＵＴ（例えば１７×１７×１７のＬＵＴ）を作成したが、必ずしも、格子点数の多いＬＵＴを作成する必要はない。例えば、肌色やグレー軸近傍や青色など、重要な色域（出力値の精度が求められる色域）のみ格子点以外の入力値を設定し、それに対応する出力値（デバイスカラー）を求める。その出力値を、上述の格子点数の多いＬＵＴの変わりに使用することが可能である。

また、ズレが大きい部分として、格子点間の距離が大きい部分やデバイスカラーとその出力値のＬａｂ値の線形性が低い部分などが考えられる。予めズレが大きくなりそうな部分に対して、格子点以外の入力値を設定し、それに対応する出力値（デバイスカラー）を求める。同様に、その出力値を、上述した格子点数の多いＬＵＴの変わりに使用することも可能である。

［第２の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第２の実施形態について詳細に説明する。第１の実施形態では、立方体補間でＬＵＴを補間演算する場合を例に挙げて説明した。ＬＵＴの補間は、ドライバ、アプリケーション、出力機器のコントローラなど、様々な部分で行われる。ＬＵＴの補間演算方法は、演算するモジュールによって異なる。異なる理由は、必要な出力精度、速度、メモリ制限等によるものである。

また、ＩＣＣプロファイルでは、ＬＵＴの補間演算等の色変換はカラーマネージメントシステム（ＣＭＳ）中のカラーマネージメントモジュール（ＣＭＭ）が行う。このＣＭＳ及びＣＭＭは、複数のメーカーが提供しており、ＬＵＴを提供するメーカー及びユーザが使用するＣＭＳ及びＣＭＭを選択できる。また、使用するＣＭＳ及びＣＭＭで使用される補間演算の種類も異なる。

ＬＵＴを補正するには、第１の実施形態で説明したように出力値に基づく関係式を求め、その関係式が誤差最小となるように出力値を変更する必要がある。作成したＬＵＴを実際に使用する際に、ＬＵＴを使った色変換に用いられる補間演算方法と同じ補間演算方法で、関係式を導き出すのが望ましい。

そこで、使用するＣＭＳ及びＣＭＭで用いられている補間演算方法に応じて、同じ補間演算方法を用いて、関係式を求め誤差最小となるように格子点の出力値を変更する必要がある。

次に、第２の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更手順について図１２を用いて説明する。

図１２は、第２の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。まず、デバイスカラーのパッチを測色する（Ｓ１２０１）。次に、測色した測色値（デバイスカラー→Ｌａｂの関係）より、ｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う９×９×９のＬＵＴを作成する（Ｓ１２０２）。次に、Ｓ１２０２と同様にｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う１７×１７×１７のＬＵＴを作成する（Ｓ１２０３）。次に、実際に作成するＬＵＴを使って色変換する際に使われる補間方法を選択する（Ｓ１２０４）。尚、選択方法は、作成者が手動で選択しても良いし、使用するＣＭＭなどから自動的に切り替えても良い。

ここで、選択される補間演算方法が四面体補間の場合について図１３を用いて説明する。尚、概要は第１の実施形態と同じため、説明は省略する。

四面体補間を２次元で考えると、３角形の組み合わせで構成される。ここでは、図１３に示す点１、点２、点３で構成される３角形と、点２、点３、点４で構成される３角形を考える。R'Dst9_5,…,R'Dst9_7は次の補間演算で得られる。

R'Dst9_5=(R'Dst9_1+R'Dst9_2)/2
R'Dst9_6=(R'Dst9_1+R'Dst9_3)/2
R'Dst9_7=(R'Dst9_2+R'Dst9_3)/2
即ち、９×９×９のＬＵＴを構成する格子点の値を変更し、点１〜９の出力値を１７×１７×１７のＬＵＴの出力値に近づける。具体的には、点１〜９でそれぞれの差が最小となるように、R'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3を求め、格子点の出力値を変更する。上記の関係を行列式で表現すると次式になる。

誤差が最小となる、R'Dst9_1,R'Dst9_2,R'Dst9_3を求めるには、左辺の行列の擬似逆行列を求めれば良い。

次に、１７×１７×１７のＬＵＴに含まれる格子点の色に対応する出力値を９×９×９のＬＵＴから補間演算することで求める（Ｓ１２０５）。そして、２つのＬＵＴの出力値を比較し、色差の大きくなる色域を求める（Ｓ１２０６）。

次に、色差の大きい部分を小さくしたいので、色差の大きい色域のみ上述の方法により２つの値の差が最小になるように、９×９×９のＬＵＴを構成する格子点の出力値を変更する（Ｓ１２０７）。そして、変更したＬＵＴを用いて補間演算して得られる結果を調べ、色差が著しく悪化していないか否かを確認する（Ｓ１２０８）。尚、悪化している部分に関しては、変更前の値に戻す。以上の方法により、ＬＵＴの色変換精度を向上させることができる。

［変形例１］
上述した第１及び第２の実施形態では、推測して得られたＬＵＴを構成する格子点の色及び格子点以外の色に対応するデバイスカラーを用いてＬＵＴを補正する方法を説明した。

しかし、ＬＵＴを作成する際に、出力デバイスカラーのＬＵＴだけでなく、作成途中にＬＵＴを構成する格子点の入力色やガマット圧縮後の対応色などが生成される。これらのデータもＬＵＴを構成する格子点の出力色と考えることができる。

そこで、これら作成過程で生成される中間の出力色に対して、第１及び第２の実施形態で説明した方法と同様に、ＬＵＴを補正することが可能であり、入力と中間の出力値との非線形が高ければ補正の効果も高い。

［第３の実施形態］
次に、図面を参照しながら本発明に係る第３の実施形態について詳細に説明する。第１及び第２の実施形態では、推測して得られたＬＵＴを構成する格子点の色及び格子点以外の色に対応するデバイスカラーを用いてＬＵＴを補正する方法として擬似逆行列を用いて誤差が最小となるようにＬＵＴを補正する方法を説明した。

本発明の課題は、ＬＵＴの補間演算によるズレを小さくすることであり、ズレの要因の一つに、ＬＵＴの格子点に対応する出力値に、格子点以外の色の出力値が考慮されていないことであった。推測して得られたＬＵＴを構成する格子点の色及び格子点以外の色に対応する出力デバイスカラーを用いてＬＵＴを補正する方法として平滑化を行い、ＬＵＴを補正することも考えられる。

次に、第３の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更手順について図１４を用いて説明する。

図１４は、第３の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。まず、デバイスカラーのパッチを測色する（Ｓ１４０１）。次に、測色した測色値（デバイスカラー→Ｌａｂの関係）より、ｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う９×９×９のＬＵＴを作成する（Ｓ１４０２）。次に、Ｓ１１０２と同様にｓＲＧＢからデバイスカラーへの色変換を行う１７×１７×１７のＬＵＴを作成する（Ｓ１４０３）。

次に、１７×１７×１７のＬＵＴに含まれる格子点の色に対応する出力値を９×９×９のＬＵＴから補間演算することで求める（Ｓ１４０４）。そして、２つのＬＵＴの出力値を比較し、色差の大きくなる色域を求める（Ｓ１４０５）。

次に、色差の大きい部分を小さくしたいので、色差の大きい色域のみ１７×１７×１７のＬＵＴを用いて格子点の出力値の平滑化を行い、得られた格子点の出力値を９×９×９のＬＵＴの格子点の出力値と変更する（Ｓ１４０６）。そして、変更したＬＵＴを用いて補間演算して得られる結果を調べ、色差が著しく悪化していないかを確認する（Ｓ１４０７）。尚、悪化している部分に関しては、変更前の値に戻す。以上の方法により、ＬＵＴの格子点に対応する出力値に、格子点以外の色の出力値が考慮し、ＬＵＴの色変換精度を向上させることができる。

［変形例２］
上述した第１乃至第３の実施形態では、一旦格子点の多いＬＵＴを作成し、そのＬＵＴに基づき、作成したい格子点の少ないＬＵＴを補正する方法を説明した。

格子点の多いＬＵＴを用いた色変換は、色変換精度は高いが、ＬＵＴのサイズは大きくなり、ＬＵＴの作成時間も長い。一方、格子点の少ないＬＵＴを用いた色変換は、格子点の多いＬＵＴに比べて色変換精度は低くなるが、ＬＵＴのサイズは小さくなり、作成時間も短い。

第１乃至第３の実施形態の方法を用いてＬＵＴを補正することにより、ＬＵＴのサイズは小さいまま、補正前のＬＵＴに比べ、色変換精度が格子点の多いＬＵＴに近づけることができる。完全には変換精度を一致させることはできず、一部精度が劣る部分が残るが、作成時間は格子点の多いＬＵＴと同じく長い。

第１乃至第３の実施形態によるＬＵＴの補正に関して、肌色やグレー軸近傍や青色など重要な色域のみ補正することで、ＬＵＴの作成時間を短縮することができる。

以上のようにＬＵＴの性質により、色変換精度、ＬＵＴのサイズ、作成時間のそれぞれの要素において一長一短が残る。ＬＵＴ作成及びＬＵＴ使用のための環境によりそれぞれの要素の重要視する点が異なる。ＬＵＴの保存のためのサイズが充分確保できない場合は、ＬＵＴのサイズが小さいことが重要視される。色変換の度にＬＵＴを作成する場合は、ＬＵＴの作成時間が短いことが重要視される。色変換し、印刷する大きさが小さい場合やプレビューやためし印刷目的で使用する場合、色変換精度は充分に高い必要はない。

ＬＵＴの保存のためのサイズが充分に確保できない場合、第１乃至第３の実施形態によるＬＵＴの補正を用いた、ＬＵＴのサイズが小さく、尚且つ変換精度が高いＬＵＴが望ましい。

色変換の度にＬＵＴを作成する場合、肌色やグレー軸近傍や青色など重要な色域のみを補正することで作成時間を短縮したＬＵＴ、又は格子点の少ないＬＵＴが望ましい。

一方、制約のない場合には、変換精度が高いことが一番重要であり、ＬＵＴのサイズや作成時間の制約がないため、格子点の多いＬＵＴが望ましい。また作成及び変換は格子点の多いＬＵＴを用いて、保存時に、第１乃至第３の実施形態によるＬＵＴの補正を用いて格子点の少ないＬＵＴを作成し、そのＬＵＴを保存することも考えられる。

このように、ＬＵＴ作成及びＬＵＴ使用のための環境により、ＬＵＴの種類及び作成方法の切り替えを行うことにより、より良い色変換を実現することができる。

［変形例３］
上述した実施形態では、入力機器の色空間から出力機器の色空間（後段ＲＧＢ）へ色変換である前段ＬＵＴの作成方法を説明した。しかしながら、前段、後段の２つの色変換を行う処理系ではなく、入力機器の色空間から出力機器の色空間（ＣＭＹＫ）に１度に変換するＬＵＴの作成方法に用いることも可能である。

［変形例４］
上述した実施形態では、入力機器の色空間から出力機器の色空間（後段ＲＧＢ又はＣＭＹＫ）のＬＵＴの作成方法について説明した。しかし、ＩＣＣプロファイルを使った色変換で用いられている機器非依存色空間（ＸＹＺもしくはＬａｂ）から出力機器の色空間（後段ＲＧＢ又はＣＭＹＫ）へのＬＵＴの作成方法に用いることも可能である。

［変形例５］
上述した実施形態では、ホストコンピュータ１００上で一連の処理を行う場合を説明したが、プリンタ１０４にホストコンピュータ１００と同等な機能を持たせ、プリンタ１０４上で一連の処理をすることも可能である。

例えば、プリンタ１０４内部にホストコンピュータ１００と同等な機能を設けた場合、画像データをデジタルカメラなどの画像入力機器からプリンタ１０４に設けたカードリーダなどの読取手段でメモリカードを介して読み取ることが可能である。また、デジタルカメラとプリンタ１０４を有線ケーブル或いは赤外線通信、無線通信により接続し、デジタルカメラが保持するメモリカードや内蔵のメモリから読み出すことが可能である。

以上の構成によれば、ＬＵＴの格子点数を増加させず、またＬＵＴ作成後測色することなくＬＵＴの精度を向上させることが可能である。

尚、本発明は複数の機器（例えば、ホストコンピュータ、インターフェース機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、１つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用しても良い。

また、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記録媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（ＣＰＵ若しくはＭＰＵ）が記録媒体に格納されたプログラムコードを読出し実行する。これによっても、本発明の目的が達成されることは言うまでもない。

この場合、記録媒体から読出された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を記憶した記録媒体は本発明を構成することになる。

このプログラムコードを供給するための記録媒体として、例えばフレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭなどを用いることができる。

また、コンピュータが読出したプログラムコードを実行することにより、前述した実施形態の機能が実現されるだけでなく、次の場合も含まれることは言うまでもない。即ち、プログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳ（オペレーティングシステム）などが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合である。

更に、記録媒体から読出されたプログラムコードがコンピュータに挿入された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書込む。その後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

印刷システムにおけるホストコンピュータの概略構成を示すブロック図である。 図１に示すプリンタドライバ１０３で実行される処理を示す図である。 図２に示すプリンタ用補正処理部２０２の詳細な処理を示す図である。 ３次元入力のＬＵＴの概念を説明するための図である。 図４に示すＬＵＴの一部を入力空間で示す図である。 図４に示すＬＵＴの一部を出力空間で示す図である。 ９×９×９＝７２９のＬＵＴと１７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴの格子点の関係を示す図である。 ９×９×９＝７２９のＬＵＴの格子点を示す図である。 １７×１７×１７＝４９１３のＬＵＴの格子点を示す図である。 格子点の数の異なるＬＵＴの補間演算結果を示す図である。 第１の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。 第２の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。 選択される補間演算方法が四面体補間の場合を説明する図である。 第３の実施形態におけるＬＵＴの作成及び変更処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ アプリケーション
１０２ オペレーティングシステム（ＯＳ）
１０３ プリンタドライバ
１０４ プリンタ
１０５ モニタドライバ
１０６ モニタ
１０７ ハードディスク（ＨＤ）
１０８ ＣＰＵ
１０９ ＲＡＭ
１１０ ＲＯＭ
２０１ 画像補正処理部
２０２ プリンタ用補正処理部
３０１ 画像信号入力部
３０２ 前段色信号処理部
３０３ 後段色信号処理部
３０４ 階調補正部
３０５ 画像出力部

Claims (8)

1. 色変換テーブル生成方法であって、
   出力機器で再現された色域の色を測色した測色値から色変換テーブルを構成する格子点の色に対応するデバイスカラーを推測して色変換テーブルを生成する工程と、
   前記色変換テーブルを構成する格子点の色に加え、格子点以外の色に対応するデバイスカラーを推測する工程と、
   前記生成した色変換テーブルから前記格子点以外の色に対応するデバイスカラーを補間演算によって求める工程と、
   前記推測したデバイスカラーと、前記補間演算によって求めたデバイスカラーとの誤差が最小となるように前記色変換テーブルのデバイスカラーを補正する工程と、
   を有することを特徴とする色変換テーブル生成方法。
2. 前記補正する工程では、前記推測したデバイスカラーと前記補間演算したデバイスカラーとの色差を比較し、該比較結果により決まる前記色変換テーブルの一部デバイスカラーを補正することを特徴とする請求項１記載の色変換テーブル生成方法。
3. 前記補正する工程では、前記誤差が最小となるように補正するために、擬似逆行列を用いることを特徴とする請求項１記載の色変換テーブル生成方法。
4. 請求項１乃至３の何れか一項記載の色変換テーブル生成方法で生成されることを特徴とする色変換テーブル。
5. 色変換テーブル生成装置であって、
   出力機器で再現された色域の色を測色した測色値から色変換テーブルを構成する格子点の色に対応するデバイスカラーを推測して色変換テーブルを生成する手段と、
   前記色変換テーブルを構成する格子点の色に加え、格子点以外の色に対応するデバイスカラーを推測する手段と、
   前記生成した色変換テーブルから前記格子点以外の色に対応するデバイスカラーを補間演算によって求める手段と、
   前記推測したデバイスカラーと、前記補間演算によって求めたデバイスカラーとの誤差が最小となるように前記色変換テーブルのデバイスカラーを補正する手段と、
   を有することを特徴とする色変換テーブル生成装置。
6. 前記補正する手段は、前記推測したデバイスカラーと前記補間演算したデバイスカラーとの色差を比較し、該比較結果により決まる前記色変換テーブルの一部デバイスカラーを補正することを特徴とする請求項５記載の色変換テーブル生成装置。
7. 前記補正する手段は、前記誤差が最小となるように補正するために、擬似逆行列を用いることを特徴とする請求項５記載の色変換テーブル生成装置。
8. 請求項１乃至３の何れか１項記載の色変換テーブル生成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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