JP5025446B2 - 色処理装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、色域マッピングに関する。

図1はインクジェットプリンタの色域と電子写真プリンタの色域をCIELab空間のab平面上で示す図である。図1に示すように、カラー画像を扱うデバイスの色域形状はデバイスごとに異なる。

例えば、インクジェットプリンタの再現色Aを電子写真プリンタで再現するような、色域が異なる二つのデバイス間で色を合わせる場合、インクジェットプリンタの再現色を、電子写真プリンタの色域内にマッピングする色域マッピングが必要になる。

特許文献1は、等色相ライン上において明度、彩度をマッピングする際、マッピング先の色域の最大彩度色における明度値を用いてマッピング方向（色域の圧縮方向）を制御する技術を開示する。つまり、特許文献1の手法は、色相角を保持して、明度と彩度のマッピング方向を調整する。しかし、この手法によれば、図1に示すインクジェットプリンタの再現色Aは、電子写真プリンタの再現色Bにマッピングされ、極端な彩度低下が生じる。これは、図1に示す明度（L=50）において、赤色色相における、インクジェットプリンタの最大彩度色Aと電子写真プリンタの最大彩度色Cの色相が異なるからである。

特開2003-323609公報

本発明は、極端な彩度低下の抑制を考慮した色域マッピングを提供することを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる色処理は、目標色データを入力し、前記目標色データに含まれる、前記目標色データが取り得る範囲の最外郭に位置する目標色データを画像出力装置の色域境界にマッピングし、前記目標色データに含まれる、前記最外郭以外に位置する目標色データを前記画像出力装置の色域内にマッピングし、前記色域内のマッピングは、明度軸上の制御点および前記目標色データを結ぶ直線と、前記最外郭に位置する目標色データの軌跡の交点を求め、前記交点と色差が最小の前記画像出力装置の色域境界の色を求めて、前記制御点、前記交点および前記色域境界の色に基づき前記最外郭以外に位置する目標色データを前記色域内にマッピングすることを特徴とする。

本願発明によれば、極端な彩度低下の抑制を考慮した色域マッピングを提供することができる。

以下、本発明にかかる実施例の色処理を図面を参照して詳細に説明する。なお、以下では、ユーザが画像出力装置を用いて画像を印刷する際に、ユーザが望む色調でプリントアウトを得るための色処理を説明する。本発明の色処理は、記録方式が異なる画像出装置間の色合わせや、色材が異なる画像出力装置間の色合わせに効果的である。

［装置の構成］
図2は実施例の画像処理装置11の構成例を示すブロック図である。画像処理装置11には、モニタなど画像を表示する画像表示装置12、プリンタなど画像を出力するための画像出力装置13が接続されている。

画像処理装置11において、画像表示部14は、画像表示装置12に画像を表示するための画像信号を生成する。画像処理部15は、画像表示装置12に表示される画像を画像出力装置13に印刷させるための階調変換などを含む各種画像処理を行う。画像出力部20は、画像出力装置13に出力する画像信号を生成する。

目標色記憶部16は、画像出力装置13における色再現の目標色を記憶する。色域内マッピング部17は、目標色記憶部16に記憶された目標色のうち、色域内の色について色域マッピングを行う。色域境界マッピング部18は、目標色記憶部16に記憶された目標色のうち、色域境界の色について色域マッピングを行う。カラーLUT作成部19は、色域内マッピング部17および色域境界マッピング部18のマッピング結果に基づき、画像表示装置12に表示される色を画像出力装置13が再現する色に変換する色変換テーブル（色変換LUT）を作成する。

データバッファ21は、画像処理を含むデータ処理を行うために一時的にデータを記憶する。モニタプロファイル記憶部22は、画像表示装置12などのモニタプロファイルを記憶する。プリンタプロファイル記憶部23は、画像出力装置13などのプリンタプロファイルを記憶する。

UI部24は、ユーザが画像処理装置11を操作するためのユーザインタフェイス(UI)を提供する。UI部24が提供するUI画面は、画像表示部14を介して画像表示装置12などのモニタに表示される。ユーザは、図示しない入力デバイス（キーボードやマウスなど）によりUI画面を操作し、UI部24を介して画像処理装置11に様々な指示を入力する。

色変換処理部25は、画像出力装置13に画像を出力するために、カラーLUT作成部19が作成したLUTを用いて色変換処理を行う。

［色処理］
図3は画像処理装置11が実行する色域マッピングを説明するフローチャートである。また、図4は色域マッピング用のUIの一例を示す図である。

色域マッピングの実行を指示された画像処理装置11は、図4に示す色域マッピング用のUIをモニタに表示する(S201)。

ユーザは、プルダウンメニュー502および503を操作して、所望するプリンタと記録紙の種類を設定する。次に、ユーザは、目標色を設定するために参照ボタン504を押し、カラーLUT作成部19が作成するLUTの色再現の目標色が記述された目標色ファイルを選択する。目標色ファイルは、例えばテキスト形式のデータファイルとして、図示しないハードディスクやサーバなどに予め格納されている。

画像処理装置11は、選択された目標色ファイルに記述された目標色データを目標色記憶部16に記憶させ、設定された出力機器と記録紙の種類をデータバッファ21に格納する(S202)。

以下では、色変換用のLUTとして格子点数が9×9×9のLUTを例に説明する。従って、ユーザが選択する目標色は、例えば、RGB各九段階のデータ（合計729色）に対するLab値として記述されている。つまり、ユーザは、作成する色変換用のLUTの格子点数に応じた数のデータが記述された目標色ファイルを選択する。

ユーザがUIのLUT作成ボタン505を押すと、画像処理装置11は、カウンタNを0に初期化し(S203)、目標色記憶部16からN番目の目標色データRを取得する(S204)。

次に、画像処理装置11は、取得した目標色データRが格子の最外郭に対応するか否かを判定する(S205)。つまり、目標色データRに対応するRGB値のうち少なくとも一つが0または255であれば、目標色データRは格子の最外郭に対応すると判定する。格子の最外郭に対応する目標色データRは、色域境界マッピング部18により色域マッピングする(S206)が、詳細は後述する。

次に、画像処理装置11は、カウンタNの値が全格子点数Nt（この例では729）未満か否かを判定し(S207)、N＜NtであればカウンタNをインクリメントし(S208)、処理をステップS204へ戻す。なお、全格子点数Ntは、作成する色変換LUTの格子点数を表すことは言うまでもない。

N=Ntになると、画像処理装置11は、カウンタNを再び0に初期化し(S209)、詳細を後述する色域内マッピング部17による色域マッピングを行う(S210)。

次に、画像処理装置11は、カウンタNの値が全格子点数Nt（この例では729）未満か否かを判定し(S211)、N＜NtであればカウンタNをインクリメントし(S212)、処理をステップS210へ戻す。

再びN=Ntになると、画像処理装置11は、カラーLUT作成部19により色変換LUTを作成する(S213)。

●色域境界マッピング部
図5は色域境界マッピング部18のマッピング処理(S206)を説明するフローチャートである。図6は色域境界における色域マッピング方法を説明する図である。

色域境界マッピング部18は、プリンタプロファイル記憶部23に格納された、ユーザが設定したプリンタと記録紙の種類に対応するプリンタプロファイルから、図6に示す色域境界のデータ群Rnを取得する(S401)。なお、データ群Rnの取得は、一連の色変換LUTの作成において一度行えばよい。

次に、色域境界マッピング部18は、格子の最外郭に対応する目標色データRと、データ群Rnそれぞれとの色差ΔE94を算出する(S402)。目標色データRのLab値をLrarbr、データ群Rnの一つのデータRoのLab値をLoaoboとすると、図6に示す色差ΔE94は下式によって計算される。
ΔE94 = √[ΔL² + {ΔC/(1+0.045Cx)}² + {ΔH/(1+0.015Cx)²] …(1)
ここで、ΔL = Lr - Lo、
ΔC = Cr - Co = √(ar² + br²) - √(ao² + bo²)、
ΔH = Hr - Ho = tan^-1(br/ar) - tan^-1(bo/ao)、
Cx = √(Cr・Co)

次に、色域境界マッピング部18は、目標色データRとの色差ΔE94が最小を示す、データ群Rnの一つのデータRoのLab値を、格子の最外郭に対応する目標色データRの再現色（マッピング先）に決定する(S403)。そして、決定した再現色を目標色データRに関連付けて目標色記憶部16に記憶させる(S404)。

なお、色域境界マッピング部18は、データ群Rnの軌跡（画像出力装置13の色域境界）上の色差が最小の色を目標色データRの再現色（マッピング先）に決定してもよい。

●色域内マッピング部
図7は色域内マッピング部17のマッピング処理(S210)を説明するフローチャートである。

色域内マッピング部17は、プリンタプロファイル記憶部23に格納された、ユーザが設定したプリンタと記録紙の種類に対応するプリンタプロファイルから、図6に示す色域境界のデータ群Rnを取得する(S1001)。

次に、色域内マッピング部17は、目標色データから格子の最外郭に対応するデータ群Tnを取得する(S1002)。前述したように、目標色データに対応するRGB値のうち少なくとも一つが0または255の目標色データを格子の最外郭に対応するデータとして取得すればよい。

次に、色域内マッピング部17は、目標色記憶部16から格子の最外郭以外の目標色データRを一つ取得し(S1003)、取得した目標色データRのマッピングラインLcを算出する(S1004)。

図8はマッピングラインLcの算出を説明するフローチャート、図9から図11はマッピングラインLcの算出を説明する図である。

色域内マッピング部17は、図9に示すように、目標色データRとマッピング方向の制御点（焦点）Lstを結ぶ直線Lを求める(S801)。なお、制御点Lstは、明度軸上のL=50の点などに設定する。次に、直線Lとデータ群Tnの軌跡の交点Qを算出し(S802)、図10に示すように、交点Qとの色差ΔE94が最小になるデータ群Rnの軌跡上の点Pを算出する(S803)。そして、図11に示す制御点Lstと点Pを結ぶ線分を目標色データRのマッピングラインLcにする(S804)。

次に、色域内マッピング部17は、直線L上において、制御点Lstと交点Qの距離In_max計算し(S1005)、制御点Lstと目標色データRの距離Inを計算する(S1006)。さらに、マッピングラインLc上において、制御点Lstと点Pの距離Out_maxを計算する(S1007)。

次に、色域内マッピング部17は、下式により、距離Inと距離In_maxの比Sinを計算し(S1008)、制御点Lstとプリンタの再現色データXの距離Outを計算する(S1009)。
Sin = In/In_max …(2)
Out = Sin・Out_max …(3)

次に、色域内マッピング部17は、下式により、再現色データXの距離Outと距離In_maxの比Soutを決定する(S1010)。なお、閾値αは、0＜α＜1の範囲で設定可能であるが、例えば0.8を用いる。
Sin ＜ αの場合はSout = Sin
Sin ≧ αの場合はSout = β×Sin + α(1 - β) …(4)
ここで、β = (Sout_max - α)/(1 - α)
Sout_max = Out_max/(Out・In_max)

次に、色域内マッピング部17は、下式により、マッピングラインLc上の制御点Lstと再現色データXの距離Out'を計算し(S1011)、再現色データXのLab値を目標色データRに関連付けて目標色記憶部16に記憶させる(S1012)。
Out' = Sout・In_max …(5)

次に、色域内マッピング部17は、目標色記憶部16が記憶する格子の最外郭以外の目標色データのすべてについて再現色データを計算したか否かを判定し(S1013)、未了の場合は処理をステップS1003に戻す。

このように、格子の最外郭の目標色データは、画像出力装置の色域境界の色差が最小の色にマッピングされる。また、格子の最外郭以外の目標色データは、制御点および目標色データを結ぶ直線と格子の最外郭の目標色データの軌跡の交点、および、交点と色差が最小の画像出力装置の色域境界の色に基づき、画像出力装置の色域内にマッピングされる。

従って、画像入力装置や画像表示装置の色域（入力色域）に比べ、画像出力装置の色域（出力色域）が極端に小さい場合や色域形状が相似ではなく大きく異なる場合も、出力色域の最大彩度色を有効に活用して、極端な彩度低下を防ぐことができる。また、記録方式や色材が異なる画像出力装置間において、各装置の色域を最大限に利用して極端な彩度低下を防ぐことができる。

［変形例］
作成するカラーLUTの格子点数は9×9×9に限らず、作成するカラーLUTの変換精度、目的に応じて変化させればよい。

色域マッピング用の色空間としてLCHを使う例を説明したが、CIELab、CIELuv、CIECAM02などの色空間を利用してもよい。

図4に、ボタンとプルダウンメニューを利用する形式のユーザインタフェイスの一例を示したが、どのような形式のユーザインタフェイスを利用しても構わない。例えば、キーワードをユーザが直接入力すような形式でもよい。つまり、ユーザが所望する設定ができる構成のユーザインタフェイスであればよい。

［他の実施例］
なお、本発明は、複数の機器（例えばコンピュータ、インタフェイス機器、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、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置、制御装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記憶媒体をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記コンピュータプログラムを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのコンピュータプログラムと、そのコンピュータプログラムを記憶する、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成する。

また、前記コンピュータプログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)および/または第一の、第二の、第三の、…プログラムなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記コンピュータプログラムがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに書き込まれていてもよい。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、第一の、第二の、第三の、…デバイスのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するコンピュータプログラムが格納される。

インクジェットプリンタの色域と電子写真プリンタの色域をCIELab空間のab平面上で示す図、 実施例の画像処理装置の構成例を示すブロック図、 画像処理装置が実行する色域マッピングを説明するフローチャート、 色域マッピング用のUIの一例を示す図、 色域境界マッピング部のマッピング処理を説明するフローチャート、 色域境界における色域マッピング方法を説明する図、 色域内マッピング部のマッピング処理を説明するフローチャート、 マッピングラインLcの算出を説明するフローチャート、 マッピングラインLcの算出を説明する図、 マッピングラインLcの算出を説明する図、 マッピングラインLcの算出を説明する図である。

Claims (5)

1. 目標色データを入力する入力手段と、
   前記目標色データに含まれる、前記目標色データが取り得る範囲の最外郭に位置する目標色データを画像出力装置の色域境界にマッピングする色域境界マッピング手段と、
   前記目標色データに含まれる、前記最外郭以外に位置する目標色データを前記画像出力装置の色域内にマッピングする色域内マッピング手段とを有し、
   前記色域内マッピング手段は、明度軸上の制御点および前記目標色データを結ぶ直線と、前記最外郭に位置する目標色データの軌跡の交点を求める手段、前記交点と色差が最小の前記画像出力装置の色域境界の色を求める手段、並びに、前記制御点、前記交点および前記色域境界の色に基づき前記最外郭以外に位置する目標色データを前記色域内にマッピングする手段を有することを特徴とする色処理装置。
2. 前記色域境界マッピング手段は、前記最外郭に位置する目標色データを色差が最小の前記色域境界の色にマッピングすることを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
3. さらに、前記色域境界マッピング手段および前記色域内マッピング手段のマッピング結果に基づき、前記目標色データと前記画像出力装置の色データの対応を示す色変換テーブルを作成する作成手段を有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された色処理装置。
4. 入力手段、第一および第二のマッピング手段を有する色処理装置の色処理方法であって、
   前記入力手段が、目標色データを入力し、
   前記第一のマッピング手段が、前記目標色データに含まれる、前記目標色データが取り得る範囲の最外郭に位置する目標色データを画像出力装置の色域境界にマッピングし、
   前記第二のマッピング手段が、前記目標色データに含まれる、前記最外郭以外に位置する目標色データを前記画像出力装置の色域内にマッピングし、
   前記第二のマッピング手段は、明度軸上の制御点および前記目標色データを結ぶ直線と、前記最外郭に位置する目標色データの軌跡の交点を求め、前記交点と色差が最小の前記画像出力装置の色域境界の色を求めて、前記制御点、前記交点および前記色域境界の色に基づき前記最外郭以外に位置する目標色データを前記色域内にマッピングすることを特徴とする色処理方法。
5. コンピュータを請求項1から請求項3の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。

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