JP5043513B2 - 色処理装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、入力色を出力色域内の出力色に色変換するものに関する。

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ている。このような中で、コンピュータによってモニタ上で表現される色と、出力媒体上に再現される色とのマッチングを行う色再現技術が重要となっている。例えばＤＴＰにおいては、モニタ上にてカラー画像の作成／編集／加工等を行い、成果物として画像をカラープリンタで出力するというワークフローで作業を行う。このワークフローに於いて、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、ユーザは強く望んでいる。

しかしながら色再現技術において、モニタ上の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。

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のモニタとでは色域が異なる。またカラープリンタであっても、紙質等の相違、あるいはインク組成の相違等により色域が異なる。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困難である。

ここで、これら色域の異なる表示媒体間において、色域の相違を吸収すると共に表示画像の知覚的一致を図るための技術として、Ｌ^＊ａ^＊ｂ^＊空間あるいはＪＣｈ空間等において、ある色域を別の色域内へ写像するガマットマッピング技術が存在する。従来から、以下のようなガマットマッピング技術が知られている。
（１）色域全体を線形に写像する方法
（２）色域外の色だけを色域の表面に写像する方法
（３）色域内では元の色を保存するためにできる限り圧縮せず、色域外の色は例えばＬ軸上の一点を目標点として、色域の高彩度部へ圧縮することにより階調性を保つ方法
しかしながら、の従来のガマットマッピング技術はプリンタの色域ごとにそれぞれ最適な圧縮を行っていたため、同じ画像を異なる色域のプリンタで出力した場合、出力画像の色みがことなってしまう。

確かに、色域が異なるため、完全に同一の色再現を実現することはできない。しかしながら、出力画像の色のみえができるだけ近い方がのぞましい。

そこで、特許文献１のようにプリンタの出力条件に応じて目標色を等色相方向に補正することで出力条件が異なる場合においても色味の同一性を増す手法が提案されている。
特開２００４−６４６６８号公報

しかしながら、上記、特開２００４−６４６６８のような方法では出力色域に対しては色味の同一性を増すことができるが、目標色データが入力色域に最適な設計となっているため、入力色域が異なる場合には入力色域ごとに目標色データを変える必要があるため複数組の目標色が必要なうえに、任意の入力色域に関しては目標色をあらかじめ作成しておくことが困難なため高精度な目標色再現は実現困難であった。そこで、本発明は入力色域情報に基づいて目標色データを補正することで目標色データを複数組作成する必要をなくし、任意の入力色域に対しても高精度な目標色再現を実現することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、基準色域における第一の基準色情報と前記第一の基準色情報に対応する出力色域における基準目標色情報とを取得する取得手段と、入力色域における第二の基準色情報と前記基準色域における前記第一の基準色情報とに基づき、前記出力色域における前記基準目標色情報を前記第一の基準色情報と前記第二の基準色情報との関係に応じて補正する補正手段と、前記補正された基準目標色情報を用いて、前記入力色域における入力色を、前記出力色域内の出力色に色変換する色変換手段とを有することを特徴とする。

異なるデバイス間の色再現において、入力色域情報に応じて基準目標色を補正することによって任意の入力色域に対しても高精度な目標色再現を実現できる。

（実施形態１）
図１は本実施形態にかかる画像処理システムの構成を示したブロック図である。

本実施形態の画像処理システムは、画像処理装置１、モニタ等画像を表示するための画像表示装置２およびプリンタ等画像を印刷するための画像出力装置４を有する。画像処理装置１が有する代表的な構成について以下に説明する。３は画像表示装置２にて表示されている画像データを入力する画像入力部である。５は画像出力装置４に画像データを出力する画像出力部である。６は画像入力部３にて入力された画像データに対して色変換を行なう色変換処理部である。７は画像表示装置２や画像出力装置４のプロファイルを記憶しておくためのプロファイル記憶部である。８は選択されたプロファイルの色域情報を算出する色域情報算出部である。９は基準色域情報を記憶しておくための基準色域情報記憶部である。１１は基準色域情報記憶部９に記憶されている基準色域情報に対応した基準目標色情報を記憶しておくための基準目標色情報記憶部である。１２は、画像表示装置の色域情報、基準色域情報に基づき、基準目標色情報を補正する目標色情報補正部である。

図２は画像処理装置１における処理フローを示したフローチャートである。図３は、カラーマッチングに必要な条件を設定するためのＵＩ（ユーザインタフェイス）である。このＵＩでは、カラーマッチングにおけるソースデバイスに対応する画像表示装置２のプロファイル、デスティネーションデバイスである画像出力装置４のプロファイルおよびカラーマッチングにおけるマッチング方法が選択・設定される。

Ｓ２０１では、カラーマッチング設定ＵＩにて選択された画像表示装置プロファイルと画像出力装置プロファイルをプロファイル記憶部７から取得する。プロファイル内には例えば、デバイス値と測色値との対応関係がデバイス特性情報として記述されている。例えば、デバイス特性情報として、ＲＧＢ各９段階のデータ（計７２９色）に対応したパッチの測色値（ＸＹＺ値）が記述されている。

Ｓ２０２では、色域情報算出部８が、Ｓ２０１にて読み込んだ画像表示装置２と画像出力装置４のプロファイルの各々から、画像表示装置２の色域情報および画像出力装置４の色域情報を算出する。
本実施形態では、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間において色域情報を生成する。まず、プロファイルの測色値（ＸＹＺ値）をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。

生成した測色値群の色分布情報から、Ｃｏｎｖｅｘ Ｈｕｌｌ技法を用いて色域外殻情報を生成し、記憶する。図４に色分布情報の一例を、図５に色域外殻情報の一例を示す。なお、色域外殻情報は複数のポリゴンの組み合わせで表現される。

次に、プライマリ （Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗ）のＬ＊ａ＊ｂ＊値をプライマリ情報として算出し、記憶する。デバイス値がＲＧＢ値で有る場合は、以下のＲＧＢ値に対応する測色値のＬ＊ａ＊ｂ＊値がプライマリのＬ＊ａ＊ｂ＊値となる。

Ｒｅｄ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，０）］
Ｇｒｅｅｎ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，０）］
Ｂｌｕｅ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，０，２５５）］
Ｃｙａｎ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（０，２５５，２５５）］
Ｍａｇｅｎｔａ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，０，２５５）］
Ｙｅｌｌｏｗ［（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＝（２５５，２５５，０）］
Ｓ２０３では、基準色域情報記憶部９から基準色域情報を取得する。基準色域情報には基準色域の色域外殻情報とプライマリ情報が記憶されている。本実施形態では基準色域情報をｓＲＧＢ色域とする。しかしながら、例えばＡｄｏｂｅＲＧＢの色域や、あるデバイスの色域など他の色域を使用しても構わない。

Ｓ２０５では、基準目標色情報記憶部１１から基準目標色情報を取得する。基準目標色情報とは、例えばｓＲＧＢ色域のプライマリ値６色に対して最も色味が一致するあるプリンタ色域におけるＬ＊ａ＊ｂ＊値をさしている。基準目標色情報はテーブルデータとして基準目標色情報記憶部１１にあらかじめ記憶しておくものとする。また、本実施形態では基準目標色情報をプライマリ値６色としているがこれに限定されるものではなく、ユーザの要求に従い追加できるよう構成してもよい。

Ｓ２０６では、目標色情報補正部１２が、画像表示装置の色域情報、基準色域情報に基づき、Ｓ２０５にて取得した基準目標色情報を補正し、色変換処理部６に供給する。

Ｓ２０７では、画像入力部３にて入力された画像データを入力する。

Ｓ２０８では、色変換処理部６が、Ｓ２０１にて入力した画像表示装置のプロファイルと画像出力装置のプロファイルおよび目標色情報補正部１２より供給された目標色情報を用いて色変換処理を行なう。

Ｓ２０９では、画像出力部５がＳ２０８にて色変換された画像データを画像出力装置４に供給する。

以下では、Ｓ２０６における基準目標色情報の補正処理について、図６のフローチャートに従い説明する。本実施形態では、図７〜図９に示されるように、画像表示装置のプライマリ情報と基準色域のプライマリ情報との差分を求める。そして、この差分に基づき、基準色域に対応した目標色を示す基準目標色情報を補正することにより、画像表示装置の色域に対応した目標色情報を算出する。

まず、Ｓ６０１では、画像表示装置のプライマリ情報、基準色域のプライマリ情報および基準目標色情報のＬ＊ａ＊ｂ＊値をＬＣｈ値に変換する。ここで、Ｌは明度成分、Ｃは彩度成分、ｈは色相成分である。

Ｓ６０２では、画像表示装置のプライマリ情報のＬ成分と、基準色域のプライマリ情報のＬ成分との差分を算出し、基準目標色情報を補正する。

図７は本実施形態における明度成分における目標色補正の概念図であり、あるプライマリ情報の色相断面図である。基準目標色と等明度のＬ軸上の点を基準点とし、基準目標色と基準点を結ぶ線分を線Ａとする。基準色域のプライマリと基準点を結ぶ線分を線Ｂ、画像表示装置色域のプライマリと基準点を結ぶ線分を線Ｃとする。線Ｂと線Ｃからなる角を角Ｍとし、基準点を中心に線Ａから角Ｍずらした直線を線Ｄとする。基準目標色を通るＣ軸に対する垂線を線Ｅとする。線Ｄと線Ｅの交点を補正後の目標色のＬ成分とする。

Ｓ６０３では、Ｓ２０４にて比較した色域比較結果をもとにプライマリ情報のＣ成分の差分を算出し、基準目標色情報を補正する。図８は本実施形態におけるＣ成分目標色補正の概念図であり、あるプライマリ情報の色相断面図である。基準目標色と等ＣのＣ軸上の点を基準点とし、基準目標色と基準点を結ぶ線分を線Ｆとする。基準色域のプライマリと基準点を結ぶ線分を線Ｇとし、画像表示装置色域のプライマリと基準点を結ぶ線分を線Ｈとする。線Ｇと線Ｈからなる角を角Ｎとし、基準点を中心に線Ｆから角Ｎずらした直線を線Ｉとする。目標色からＬ軸に落とした垂線を線Ｊとする。線Ｉと線Ｊの交点を補正後の目標色のＣ成分とする。

Ｓ６０４では、Ｓ２０４にて比較した色域比較結果をもとにプライマリ情報のｈ成分の差分を算出し、基準目標色情報を補正する。図９は本実施形態におけるｈ成分目標色補正の概念図であり、あるプライマリ情報におけるａ＊ｂ＊平面図を表している。基準色域のプライマリと画像表示装置色域のプライマリの色相差Δｈを算出し、基準目標色の色相にΔｈを加算した結果を補正後の目標色のｈ成分とする。
Ｓ６０５では、算出された目標値を記憶する。

なお、上記Ｓ６０２〜Ｓ６０４の処理は、プライマリ色の各色に対して行われる。つまり、本実施形態の場合は、Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌｕｅ、Ｃｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏｗの６色について、目標値を算出する。

以下では、Ｓ２０８における色変換処理を図１０のフローチャートに従い説明する。
Ｓ１００１では、画像表示装置プロファイルに記述されている格子点のデバイスＲＧＢ値とＸＹＺ値の関係を取得する。
Ｓ１００２では、各格子点ＸＹＺ値をＬ＊ａ＊ｂ＊値に変換する。
Ｓ１００３では、Ｓ１００２で求められた各格子点のＬ＊ａ＊ｂ＊値に対して後述の処理に従い目標色変換処理を行なう。

Ｓ１００４では、Ｓ１００３で求められた目標色変換処理後の各格子点のＬ＊ａ＊ｂ＊値に対して色域圧縮処理を行なう。これは、画像出力装置色域形状によっては目標色変換処理後の値が画像出力装置色域（出力色域）外である場合があるため、色域圧縮処理によって全ての格子点を出力色域内に圧縮し、画像出力装置で再現可能な色に変換するためである。本実施形態では、色域圧縮処理としてカラリメトリック色域圧縮を用いる。カラリメトリック色域圧縮は、画像出力装置色域内の色はそのまま保ち、画像出力装置色域外の色は画像出力装置色域の最も近い点に圧縮する手法である。ただし、ここで用いる色域圧縮処理はカラリメトリックに限られるものではなく他の方法を用いてもよい。

Ｓ１００５では、色域圧縮処理後のＬ＊ａ＊ｂ＊値をＸＹＺ値に変換する。
Ｓ１００６では、画像出力装置プロファイルを用いてＸＹＺ値を画像出力装置のデバイスＲＧＢ値に変換する。
Ｓ１００７では、Ｓ１００１にて取得した格子点の画像表示装置のデバイスＲＧＢ値と、Ｓ１００６で求めた画像出力装置のデバイスＲＧＢ値を対応づけ、ＬＵＴを作成する。
Ｓ１００８では、Ｓ１００７で作成したＬＵＴを用いてＳ２０７で入力された画像のＲＧＢ値を画像出力装置ＲＧＢ値に変換する。ＬＵＴにない入力ＲＧＢ値の場合は周りの格子点から四面体補間等の補間処理を用いて求める。

以下では、Ｓ１００３における目標色変換処理を図１１のフローチャートに従い説明する。また、図１２は本実施形態における目標色変換の概念図である。図１２ａは目標色変換処理前の画像表示装置色域のある等色相断面における格子点分布の一例である。図１２ｂは同じ等色相断面における目標色変換処理後の画像表示装置色域の格子点分布の一例である。

Ｓ１１０１では、Ｓ１００２で変換された格子点のＬ＊ａ＊ｂ＊値を取得する。
Ｓ１１０２では、取得した格子点の色相を算出し、その色相を挟む順方向と逆方向の画像表示装置プライマリ情報を取得する。
Ｓ１１０３では、Ｓ１１０２にて取得した二つのプライマリ情報に対応する二つの目標値を取得する。

Ｓ１１０４では、Ｓ１１０２にて取得した二つのプライマリ情報と、Ｓ１１０３にて取得した二つの補正後の目標色情報とから、各プライマリにおける差分を算出し、補正量とする。
Ｓ１１０５では、二つのプライマリ情報の色相値に対する入力点色相値の内分比を算出する。
Ｓ１１０６では、二つのプライマリ情報の補正量を上記内分比で補間し、入力点色相の最大彩度点における補正量とする。
Ｓ１１０７では、入力点彩度と入力点色相の最大彩度点の比を、Ｓ１１０６にて算出した最大彩度点の補正量に乗算し、入力点の補正量を算出する。

これは低彩度の色はなるべく補正をせずに忠実に再現したいために補正量に彩度による重み付けを行うためである。
Ｓ１１０８では、入力点にＳ１１０７にて求めた補正量を加算し、目標色変換処理後の補正値とする。

このように、まり、本実施形態によれば、基準色域の基準目標色に基づき、任意の入力色域（画像表示装置の色域）に応じた目標色を算出することができる。よって、基準色域の色再現の色再現を考慮しつつ、入力色域に適した色再現を実現する色処理を行うことができる。

（実施形態２）
図１３は実施形態２にかかる画像処理システムの構成を示したブロック図である。

本実施形態の画像処理システムは、画像処理装置１３０１、モニタ等画像を表示するための画像表示装置１３０２、プリンタ等画像を印刷するための画像出力装置１３０４を有する。画像処理装置１３０１が有する代表的な構成について以下に説明する。１３０３は画像表示装置２にて表示している画像データを入力する画像入力部である。１３０５は画像出力装置１３０４にて画像を出力するための画像出力部である。１３０６は画像入力部１３０３にて入力された画像データに対して色変換を行なう色変換処理部である。１３０７は画像表示装置１３０２や画像出力装置１３０４のプロファイルを記憶しておくためのプロファイル記憶部である。１３０８はプロファイル記憶部１３０７からユーザによって選択されたプロファイルの色域情報を算出する色域情報算出部である。１３０９は複数の基準色域情報を記憶しておくための基準色域情報記憶部である。１３１０は色域情報算出部１３０８で算出した色域情報と基準色域情報記憶部１３０９から取得した基準色域情報を比較する色域情報比較部である。１３１１は基準色域情報記憶部１３０９に記憶されている基準色域情報に対応した基準目標色情報を記憶しておくための基準目標色情報記憶部である。１３１２は色域情報比較部１３１０における比較結果に基づいて基準目標色情報を切替える目標色情報切替部である。

図１４は画像処理装置１３０１における処理フローを示したフローチャートでる。
Ｓ１４０１では、カラーマッチング設定ＵＩにて選択された画像表示装置プロファイルと画像出力装置プロファイルとをプロファイル記憶部１３０７から取得する。

Ｓ１４０２では、Ｓ１４０１にて取得した画像表示装置１３０２と画像出力装置１３０４のプロファイルから、画像表示装置１３０２と画像出力装置１３０４の各々に対応する色域外殻情報を、実施形態１と同様の方法を用いて算出する。次に、色域外殻情報から色域の体積を算出し、記憶する。

Ｓ１４０３では、基準色域情報記憶部１３０９から基準色域情報を取得する。基準色域情報には基準色域の色域外殻情報と色域の体積情報が記憶されている。

Ｓ１４０４では、Ｓ１４０２にて算出した画像表示装置１３０２の色域情報の体積と、Ｓ１４０３にて読み込んだ複数の基準色域情報の体積とを比較し、比較結果を目標色情報切替部１３１２に供給する。また、本実施形態では基準色域情報をｓＲＧＢ色域とＡｄｏｂｅＲＧＢ色域とするがこれに限定されるものではない。

Ｓ１４０５では、Ｓ１４０４における色域情報比較結果に基づき、複数の基準色域情報に対応した複数の基準色情報から、画像表示装置１３０２の色域情報の体積に最も体積が近い基準色域情報に対応した基準目標色情報を選択する。そして、選択された基準目標色情報を基準目標色情報記憶部１３１１から取得する。

Ｓ１４０６では、画像入力部１３０３にて入力された画像データを入力する。Ｓ１４０７では、Ｓ１４０１にて取得した画像表示装置のプロファイルと画像出力装置のプロファイルおよび目標色情報切替部１３１２より供給された目標色情報を用いて、上記第一の実施形態と同様に色変換処理を行なう。Ｓ１４０８では、Ｓ１４０７にて色変換された画像データを画像出力装置１３０４に供給する。

本実施形態によれば、入力の色域（画像表示装置の色域）により近い基準色域の色再現を考慮することができる。したがって、より高品質な色再現を実現することができる。

＜変形例＞
上記の第一の実施形態、および第二の実施形態において、デバイス非依存色空間としてＬ＊ａ＊ｂ＊色空間を用いたが、近年ＣＩＥ（国際照明委員会）により提案されたＣＩＥＣＡＭ０２等のモデルを用いて算出されるＪＣｈ色空間等他の色空間を用いてもよい。

また前述した実施形態の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ネットワークを介して供給し供給することも本発明の範疇に含まれる。 またこの場合、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は本発明を構成する。

またコンピュータが供給されたプログラムコードを、記憶媒体であるメモリに記憶し、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。

実施形態１の画像処理装置を示すブロック図である。 実施形態１の画像処理装置における処理の流れを説明するフローチャートである。 カラーマッチングの設定をするためのＵＩの一例である。 色域の色分布情報の一例を示す図である。 Ｃｏｎｖｅｘ Ｈｕｌｌ技法により生成された色域外殻情報の一例を示す図である。 基準目標色情報を補正する処理の流れを説明するフローチャートである。 基準目標色情報のＬ成分補正の概念図である。 基準目標色情報のＣ成分補正の概念図である。 基準目標色情報のｈ成分補正の概念図である。 実施形態１の色変換処理の流れを説明するフローチャートである。 実施形態１の目標色変換処理の流れを説明するフローチャートである。 目標色変換処理の概念図である。 実施形態２の画像処理装置を示すブロック図である。 実施形態２の画像処理装置における処理の流れを説明するフローチャートである。

Claims (7)

1. 基準色域における第一の基準色情報と前記第一の基準色情報に対応する出力色域における基準目標色情報とを取得する取得手段と、
   入力色域における第二の基準色情報と前記基準色域における前記第一の基準色情報とに基づき、前記出力色域における前記基準目標色情報を前記第一の基準色情報と前記第二の基準色情報との関係に応じて補正する補正手段と、
   前記補正された基準目標色情報を用いて、前記入力色域における入力色を、前記出力色域内の出力色に色変換する色変換手段とを有することを特徴とする色処理装置。
2. 前記基準色情報は、プライマリ色の情報であることを特徴とする請求項１記載の色処理装置。
3. 前記補正手段は、明度、色相、彩度ごとに前記補正を行うことを特徴とする請求項１または２記載の色処理装置。
4. さらに、入力色域と複数の基準色域とを比較し、１つの基準色域を選択する選択手段を有し、
   前記補正手段は、前記選択された基準色域における基準目標色情報を使用することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の色処理装置。
5. 前記色変換手段は、前記入力色の基準色情報と前記目標色情報とに基づき前記入力色を補正する手段と、前記補正された入力色を前記出力色域にマッピングする手段とを有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の色処理装置。
6. 請求項１乃至５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に、コンピュータが読み取り可能に記憶媒体に記憶されたプログラム。
7. 基準色域における第一の基準色情報と前記第一の基準色情報に対応する出力色域における基準目標色情報とを取得し、入力色域における第二の基準色情報と前記基準色域における前記第一の基準色情報とに基づき、前記出力色域における前記基準目標色情報を前記第一の基準色情報と前記第二の基準色情報との関係に応じて補正し、前記補正された基準目標色情報を用いて、前記入力色域における入力色を、前記出力色域内の出力色に色変換することを特徴とする色処理方法。

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