JP5354875B2 - 色処理装置及び色処理方法 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカラー画像データの色変換技術に関し、特にスキャナ、カラープリンタ、カラーモニタにおいて原稿と同じ色を再現するための色変換装置等に関する。

近年、パーソナルコンピュータの普及に伴って、スキャナやデジタルスチルカメラなどの入力デバイス、インクジェットプリンタなどの出力デバイスの技術が進歩している。これらの製品は高性能でありながら低価格であるため、コンシューマ機器として一般の家庭にも広く普及している。

ところが、カラー文書や画像を印刷または複写する場合、色の再現に関しては、出力デバイスによって再現される色が必ずしも満足のいくものではなかった。その主な理由は、コンピュータで扱われる色はＲＧＢの加法混色で発色されるのに対して、印刷で扱われる色はＣＭＹＫの減法混色で発色されるからである。ここで、ＲＧＢの加法混色とは、モニタ等の自ら発光する物が色を表現する方法であり、ＣＭＹＫの減法混色とは、印刷等の反射光によって色を表現する方法である。一般的に、この発色方法の違いに対処するためにカラープロファイルを用いたカラーマネージメントが行われる。カラープロファイルには、入力及び出力デバイスの色空間が記述される。カラープロファイルは、プリンタやインクジェット用紙のＩＣＣプロファイルと同様、正しい色で印刷するためのカラーマネージメントに欠かせない情報である。カラーマネージメントにおいては、例えば、ＰＣＳ色空間を介して入力デバイスと出力デバイスの間の色変換処理が行われる。ＰＣＳ空間とは、“Profile Connection Space”のことであり、ＣＩＥＬＡＢ色空間などを示す。カラーマネージメントにおいては、色変換処理のために、入力デバイスの色空間をＰＣＳに変換するソースプロファイルと、当該ＰＣＳを出力デバイスの色空間に変換するデスティネーションプロファイルが用いられる。つまり、カラーマネージメントは、入力デバイスと出力デバイスのそれぞれの色特性をプロファイルとして管理する。

図８は、スキャナとプリンタのカラーマネージメントを実現するシステムの構成例を示すブロック図である。

色変換装置８０２は、入力デバイスであるスキャナ８０１から画像データを入力する。次いで、色変換装置８０２は、入力した画像データを色変換し、出力デバイスであるプリンタ８０３に出力する。色変換装置８０２は、スキャナのソースプロファイル（Scanner Profile）と、プリンタのデスティネーションプロファイル(Printer Profile)を備える。色変換装置８０２は、ソースプロファイル（Scanner Profile）を用いて、スキャナの色空間（デバイスＲＧＢ）をＰＣＳ色空間に変換する。次いで、色変換装置８０２は、デスティネーションプロファイル(Printer Profile)を用いて、ＰＣＳ色空間をプリンタの色空間（例えば、ＣＭＹＫ）に変換する。

図９は、スキャナとモニタのカラーマネージメントを実現するシステムの構成例を示すブロック図である。

色変換装置９０２は、入力デバイスであるスキャナ９０１から画像データを入力する。次いで、色変換装置９０２は、入力した画像データを色変換し、出力デバイスであるモニタ９０３に出力する。色変換装置９０２は、スキャナのソースプロファイル（Scanner Profile）と、モニタのデスティネーションプロファイル(Monitor Profile)を備える。色変換装置９０２は、ソースプロファイル（Scanner Profile）を用いて、スキャナの色空間（デバイスＲＧＢ）をＰＣＳ色空間に変換する。次いで、色変換装置９０２は、デスティネーションプロファイル(Monitor Profile)を用いて、ＰＣＳ色空間をモニタの色空間（例えば、ｓＲＧＢモニタ）に変換する。

上記の各プロファイルは、３行３列のマトリックス又は３次元ルックアップテーブル（以下、３Ｄ−ＬＵＴという。）で表現される。プロファイルを３行３列のマトリックスで表現できない場合は、３Ｄ−ＬＵＴで表現される。３Ｄ−ＬＵＴによる色変換処理については、特許文献１及び特許文献２に開示されている。これらの特許文献に開示されている四面体補間においては、４点の格子点データを使用して線形補間演算が行われる。

ソースプロファイル（Scanner Profile）は、複数の色票チャートに対するデバイスＲＧＢと測色値ＸＹＺを例えば式（１）に示すように対応付ける。

線形性の高いデバイスであれば、上記の１次のマトリックスを用いてデバイスＲＧＢと測定値ＸＹＺを対応付けできる。しかし、実際には、デバイスＲＧＢのｎ次項を含めた対応付けを行うことが多い。デバイスＲＧＢの２次項を含める場合は、複数の色票チャートに対するデバイスＲＧＢと測色値ＸＹＺを例えば式（２）に示すように対応付ける。

ここで、Ｍ_ijは２次のマトリックス係数である。また、Ｃは定数項であり、必要に応じて用いられる。このようにｎ次のマトリックスでデバイスＲＧＢと測定値ＸＹＺとの対応付けをする場合には、プロファイルは、一般的に、３Ｄ−ＬＵＴで表現される。

従来技術においては、高次マトリックスで対応付けを行う３Ｄ−ＬＵＴを用いている。しかし、マトリックスは、全体最適をとるように定義されるために、部分的には必ずしも良好な色変換精度を出せない。そのため、特定の色領域の色変換精度をさらに向上させる技術が提案されている。例えば、特許文献３には、グレー領域の色変換精度を向上させるための技術が開示されている。この技術では、所定の格子間隔で参照値が定義された色変換テーブルＡと、この所定の格子間隔よりも小さい格子間隔で参照値が定義されたグレー領域用の色変換テーブルＢを備える。そして、入力側の色域に応じて色変換テーブルを切り換えることで、グレー領域の色変換精度を向上させる。

特許文献４では、格子点に対応する初期の色変換テーブルをベースにして、格子点近傍の複数のカラーパッチを用いて、色変換テーブルの出力値と測色値、及び格子点までの距離に基づく重み付けによって色変換テーブルを補正する。

特開昭５３−１２３２０１号公報 特開２０００−２２９７３号公報 特開２００１−３２０５９４号公報 特開２０００−２５３２７０号公報

特許文献３に開示された方法では、入力デバイスの色域に応じて色変換テーブルを切り換えるため、線形補間の処理が色域に応じて分岐する等、色変換処理が複雑になるという課題がある。また、特許文献４に開示された方法では、色変換精度を部分的に向上させることはできるが、特定の色域での高精度の色変換を実現できない。

そこで、本発明の目的は、特定の色域での高精度な色変換を実現する色変換テーブルを備える色変換装置等を提供することにある。

本発明の色処理装置は、第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述した色変換テーブルと、当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正する手段とを備えることを特徴とする。

本発明の色処理方法は、第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述する色変換テーブルを生成するステップと、当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正するステップとを含むことを特徴とする。

本発明のプログラムは、コンピュータに、第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述する色変換テーブルを生成するステップと、当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正するステップとを実行させることを特徴とする。

本発明においては、第１の色空間を第２の色空間に変換する色変換テーブルを生成するにあたり、色票チャートの実際の測色値に基づき色変換テーブルを補正するため、色再現にとって重要な色域における色変換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本発明の実施形態を詳細に説明する。

（実施形態１）
図１は、スキャナのソースプロファイル（Scanner Profile）を生成する処理の流れを示すフローチャートである。

Ｓ１０１において、測色器は、あらかじめ用意した複数の色票チャートを測色する。この測色値は、色変換装置に出力される。

Ｓ１０２において、スキャナは、それぞれの色票チャートを読み込み、デバイスＲＧＢ値を求め、色変換装置に出力する。尚、色変換装置は、パーソナルコンピュータにプロファイル作成アプリケーションとして図１、２の処理を実施可能なプログラムをインストールすることで実現される。

Ｓ１０３において、色変換装置は、Ｓ１０２で求められたデバイスＲＧＢ値と、Ｓ１０１２で求められた測色値に基づいて、全体的なエネルギーを最小（例えば、色差最小）にする高次の最適な色変換マトリックスを生成する。

Ｓ１０４において、色変換装置は、スキャナの色空間を所定の数の格子点（例えば、スキャナの色域全体に分散する１７格子点）で分割し、Ｓ１０３で生成した色変換マトリックスを用いて、各格子点のデバイスＲＧＢに対する出力値ＸＹＺを計算する。次いで、色変換装置は、デバイスＲＧＢと、出力値ＸＹＺの対応関係が記述された色変換テーブルを生成する。すなわち、この色変換テーブルは、第１の色空間（例えば、デバイスＲＧＢ）の第１の色データと第２の色空間（ＣＩＥＸＹＺ）の第２の色データとの対応関係を記述するテーブルである。色変換マトリックスの生成方法の一例として、特開２００５−１１００８９号公報に開示された方法がある。この方法は、擬似逆行列を利用したものである。色変換マトリックスを生成するにあたっては、その他の種々の公知の方法も利用可能である。さらに、色変換装置は、色変換マトリクスではなく、写像を利用してもよい。そこで、本実施形態では、式（３）に示すように、デバイスＲＧＢと、デバイスＲＧＢに対する出力値ＸＹＺを写像Ｆで対応付ける。
（Ｘ，Ｙ，Ｚ）＝Ｆ（Ｒ，Ｇ，Ｂ） （３）

なお、上記の式では、ソースプロファイルの出力値としてＣＩＥＸＹＺを利用しているが、ＣＩＥＬａｂを利用してもよい。ここで、ＣＩＥＸＹＺとは、ＣＩＥによって定義された三原色ＸＹＺによる色の記述方法のことである。ＣＩＥＬａｂとは、ＣＩＥＸＹＺを知覚的に理解しやすく考案された色空間のことである。

図２は、本実施形態における、特定格子点の再現性を向上した色変換テーブルの生成処理の流れを示すフローチャートである。

図３は、高精度なマッチング実現するため色票チャートを示す図である。

説明を簡略化するために、本実施形態で用いる色票チャートは、異なる濃度のグレー色票チャート（色票チャート１〜４）とする。尚、色票チャートは、特定の記憶色（肌色、緑、青）を表すものであってもよい。

Ｓ２０１において、測色器は、異なる濃度のグレー色票チャートを読み込み、測色値を得る。

図４は、グレー色票チャートをスキャナで読み込んだ結果得られる色票チャート毎のデバイスＲＧＢ値を示す図である。

図４に示される数値は、各々が８ビットで表現されるデバイスＲＧＢ値のＲチャネル、Ｇチャネル、Ｂチャネルを１０進数に変換した値である。図４によると、Ｒチャネル、Ｇチャネル、Ｂチャネルは０〜２５５の値となる。例えば、色票チャート１のデバイスＲＧＢ値は、（２０、２３、２８）である。図４からわかるように、色票チャートがニュートラルグレーであったとしても、必ずしも、デバイスＲＧＢ値がグレーになるとは限らない。

３Ｄ−ＬＵＴの形式で記述されるソースプロファイルには、デバイスＲＧＢのすべての色域を特定の格子点数で均等分割することにより得られる格子点データと、当該格子点データに対する出力値の対応関係が記述される。これに対して、本実施形態においては、図４に示されたデバイスＲＧＢ値を特定格子点データとして利用し、特定格子点データと、特定格子点データに対する出力値の対応関係を色変換テーブルに記述する。

Ｓ２０２において、色変換装置は、図４に示されたデバイスＲＧＢ値に基づきチャネル毎に特定格子点データを設定する。

図５は、ＧチャネルとＲチャネルの特定格子点データを示す図である。

図５においては、ＲチャンネルおよびＧチャンネルの特定格子点データからなる平面体が示されているが、実際には、Ｒチャンネル、Ｇチャンネル、Ｂチャンネルの特定格子点データ（デバイスＲＧＢ値）からなる立方体となる。

Ｎ個の色票チャートを与えた場合には、デバイスＲＧＢ値が重複しない限り、Ｎ個の格子点データが生成される。また、最小値０と最大値２５５は格子点データとして必要となる。

Ｓ２０３において、色変換装置は、色変換テーブルを生成するのに必要な格子点データを設定する。色変換テーブルを生成するのに必要な格子点データの数をＭ個とすれば、必要となる格子点データを追加する。例えば、４種類の色票チャートを与えた場合には６つの格子点データが生成されるが、色変換テーブルを生成するのに９つの格子点データが必要な場合には、３つの格子点データを追加する必要がある。

図６は、追加された格子点データを含めた最終的な格子点データを平面体で表した図である。図６に示す破線の位置に格子点データを追加することにより、最終的な格子点データを９つにする。各チャンネルで３つの格子点データを追加する必要があるため、広い格子点間隔を有する位置に任意に格子点データを設定する。例えば、追加する格子点データの設定位置は、単純に元の格子点データ間の中心位置であってもよいし、元の格子点データをシュプライン曲線で近似して、それに基づき格子点データを設定してもよい。

図７は、追加された格子点データを含めた最終的な格子点データを立方体で表した図である。

デバイス色空間に対して、各ラインで構成される面の交点が格子点データとなる。一般的に、線形補間処理においては処理速度の側面から格子点データの間隔が均等であるのが望ましいが、例えば、特開２０００−２２９７３号公報が開示する方法を利用すれば、格子点の間隔が非均等な任意の格子点データに対しても高速な補間処理が実現できる。このように各チャンネルで異なる格子点データを設定しても、３Ｄ−ＬＵＴの線形補間処理は実現可能である。

Ｓ２０４において、各格子点のデバイスＲＧＢ値と上述した写像Ｆ（式３）を用いて出力値ＸＹＺを取得して、デバイスＲＧＢ値と出力値ＸＹＺの対応関係が記述された色変換テーブルを生成する。

Ｓ２０５において、Ｓ２０４で生成した色変換テーブルに記述された対応関係の一部を補正する。すなわち、Ｓ２０５において、全ての格子点データのうちの、特定の色票チャートから得られた特定格子点データに対応する出力値ＸＹＺを、色票チャートの実際の測色値に基づいて補正する。その理由は、写像Ｆは、スキャナの色域全体をみて最適化されているため部分的には色票チャートの実際の測色値を反映しないからである。

本実施形態では、高精度なマッチングを実現したい色の色票チャートから得られる特定格子点データに対応する出力値ＸＹＺを、色票チャートの実際の測色値に基づいて補正する。さらに、これらの特定格子点データに対応する出力値ＸＹＺの補正量が大きい場合には、その大きさに応じて、周りの格子点データに対応する出力値ＸＹＺを補正してもよい。

本実施形態では、任意の格子点データとそれに対応する出力値ＸＹＺの対応関係が記述された色変換テーブルを生成後、その色変換テーブルに対して、色票チャートの実際の測色値に基づいて特定格子点データに対応する出力値ＸＹＺの補正を行う。これにより、色再現にとって重要な色域での高精度なマッピングを実現する色変換テーブルを提供することができる。

（実施形態２）
実施形態１では、ソースプロファイルの作成を例にして詳細を説明したが、色変換テーブルにおいて出力色空間がＰＣＳ色空間である必要はない。例えば、スキャナ以外の入力デバイスＲＧＢを標準的なｘＲＧＢ色空間（例えばｓＲＧＢ）へマッピングすることもできる。この場合、上述した写像Ｆの変わりに、写像Ｇを用いて色変換テーブルを生成する。
（Ｒ，Ｇ，Ｂ）standard＝Ｇ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）device （４）

実施形態２は、実施形態１と同様に、高精度なマッピング精度を実現する色票チャートから、格子点データを生成し、最終的に必要とする格子点データの数にする。これらの格子点データと、それに対応する出力値を用いて色変換テーブルを生成した後、特定格子点データに対応する出力値を、実際の測色値（ｘＲＧＢ値）で補正すればよい。

このように、本発明においては、第１の色空間はデバイスに依存するが、第２の色空間はデバイスに依存しない。

（他の実施形態）
前述した実施形態の機能を実現するように前述した実施形態の構成を動作させるプログラムを記録媒体に記憶させ、該記録媒体に記憶されたプログラムをコードとして読み出し、コンピュータにおいて実行する処理方法も上述の実施形態の範疇に含まれる。該記録媒体は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。また、前述のプログラムが記憶された記録媒体はもちろんそのプログラム自体も上述の実施形態に含まれる。かかる記録媒体としてはたとえばフロッピー（登録商標）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、不揮発性メモリカード、ＲＯＭを用いることができる。また前述の記録媒体に記憶されたプログラム単体で処理を実行しているものに限らず、他のソフトウエア、拡張ボードの機能と共同して、ＯＳ上で動作し前述の実施形態の動作を実行するものも前述した実施形態の範疇に含まれる。

スキャナのソースプロファイル（Scanner Profile）を生成する処理の流れを示すフローチャートである。 色変換テーブルを生成及び補正を行う処理の流れを示すフローチャートである。 色票チャートを示す図である。 グレー色票チャートをスキャナで読み込んだ結果得られる色票チャート毎のデバイスＲＧＢ値を示す図である。 ＧチャネルとＲチャネルの特定格子点データを示す図である。 追加された格子点データを含めた最終的な格子点データを平面体で表した図である。 追加された格子点データを含めた最終的な格子点データを立方体で表した図である。 スキャナとプリンタのカラーマネージメントを実現するシステムの構成例を示すブロック図である。 スキャナとモニタのカラーマネージメントを実現するシステムの構成例を示すブロック図である。

符号の説明

８０１ スキャナ
８０２ 色変換装置
８０３ プリンタ
９０１ スキャナ
９０２ 色変換装置
９０３ モニタ

Claims (9)

1. 第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述した色変換テーブルと、
   当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正する手段と
   を備えることを特徴とする色処理装置。
2. 前記第１の色空間は、デバイスに依存する色空間であり、前記第２の色空間は、デバイスに依存しない色空間であることを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
3. 前記色票チャートは、グレー領域又は特定の記憶色を示す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。
4. 前記色変換テーブルは、前記色票チャートの読み取り値群に加え、前記第１の色空間の最小値と最大値の値に対する前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述していることを特徴とする請求項１記載の色処理装置。
5. 第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述する色変換テーブルを生成するステップと、
   当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正するステップと
   を含むことを特徴とする色処理方法。
6. 前記第１の色空間は、デバイスに依存する色空間であり、前記第２の色空間は、デバイスに依存しない色空間であることを特徴とする請求項５に記載の色処理方法。
7. 前記色票チャートは、グレー領域又は特定の記憶色を示すものであることを特徴とする請求項５または６に記載の色処理方法。
8. 前記色変換テーブルは、前記色票チャートの読み取り値群に加え、前記第１の色空間の最小値と最大値の値に対する前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述していることを特徴とする請求項５記載の色処理方法。
9. コンピュータに、
   第１の色空間を第２の色空間に対応付ける色変換マトリックス又は写像に基づいて得られ、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する少なくとも色票チャートの読み取り値群と前記第２の色空間の色データ群との対応関係を記述する色変換テーブルを生成するステップと、
   当該非均等な間隔に位置する色票チャートの測色値に基づいて、前記第１の色空間の非均等な間隔に位置する色票チャートの読み取り値に対応する前記第２の色空間の色データを補正することで前記色変換テーブルに記述された対応関係を補正するステップと
   を実行させるためのプログラム。

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