JPH05236261A - 色情報を均等色空間へ非線型変換する方法及び装置 - Google Patents

色情報を均等色空間へ非線型変換する方法及び装置

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JPH05236261A
JPH05236261A JP3043029A JP4302991A JPH05236261A JP H05236261 A JPH05236261 A JP H05236261A JP 3043029 A JP3043029 A JP 3043029A JP 4302991 A JP4302991 A JP 4302991A JP H05236261 A JPH05236261 A JP H05236261A
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JP
Japan
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color
information
color space
neural network
layer
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JP3043029A
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English (en)
Inventor
Kimitaka Nakano
仁貴 中野
Yoshifumi Arai
佳文 荒井
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Toyo Ink Mfg Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink Mfg Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】色に関する減法混色の3原色、加法混色の3原
色、色相と彩度と明度の3属性の如き少くとも三つの情
報値の組合せを、均等色空間上座標値に変換し、その際
その変換を、該情報値組の組合せをそれに対応する均等
色空間上座標値に変換することを学習させられたニュー
ラルネットワークによって行なう。 【効果】学習機能に基くニューラルネットワークの非線
形変換能力を利用し、3属性のような非線形の色情報
を、線形性のある座標値に変換し、互いに異なる色再現
系の間の色情報の移転をより適切に処理することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、減法混色に於けるシア
ン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)またはシア
ン(C),マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック
(K)の如き原色要素、加法混色に於けるレッド
(R)、グリーン(G)、ブルー(B)の如き原色要
素、或いは色相(Hue、H)、彩度(Croma、C)、明
度(Value、V)の如き色知覚の3属性のような、色に
関する少くとも三つの情報値の組合せをそれに対応する
均等色空間上座標値との間に変換する方法及び装置に係
る。
【0002】
【従来の技術】コンピュータ技術の発達によって、カラ
ー画像を様々なカラー出力装置(例えば、カラーコピ
ー、カラーディスプレイ、印刷機等)で再現するシステ
ムが非常に重要になってきている。しかし、各出力装置
の物理的特性や化学的特性の差により、各出力装置によ
り再現される色には差があり、そのため各出力装置によ
り再現される色を正確に比較し、色修正するための技術
が要求される。
【0003】従来、こうした問題に対しては、一般に、
行列変換や線型方程式を用いて色再現系の違いによる再
現色の違いを補正する方法が採用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来より行わ
れている行列変換や線型方程式を用いる方法では、色情
報の変化が非線型的であるにも関わらず、既知のデータ
の中間に来る色情報の処理が線型補間により行わている
ため、修正結果が実際の色感覚と一致しないことがあ
る。また色情報を数学的な空間の線型圧縮法を用いて変
換した場合にも、同様に色再現域全体に対して一様な変
換を行うため、色情報の非線型性に対処するには十分で
はなく、行列変換法の場合と同様な問題が生じる。
【0005】また、上記のCMY、CMYK或いはRG
Bは混色系であり、人間の感覚を基に作られた表色系で
はないため、異なった色に対し同じ量だけ修正を加えた
場合でも、人間の感覚では等しい変化には感じられない
という問題があり、線型マスキング法では制限された色
調整しかできなかった。
【0006】本発明は、線型変換では実現できなかった
色情報と均等色空間との間の非線型変換を可能とするこ
とにより、従来法では困難であった、人間の感覚によく
適合した色情報の処理を可能とし、これによって互いに
異なる色再現系の間に色情報を正確に移転することを可
能にする色情報の非線型変換の方法及び装置を提供する
ことを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、本発明に
よれば、色に関する少くとも三つの情報値の組合せを均
等色空間上座標値に変換する方法にして、前記情報値組
の組合せをそれに対応する均等色空間上座標値に変換す
ることを学習させられたニューラルネットワークによっ
て前記変換を非線型的に行うことを特徴とする色情報の
非線型変換方法によって達成される。
【0008】この場合、前記ニューラルネットワーク
は、特に他層のフィードフォワード結合型のニューラル
ネットワークであるのが好ましい。また前記三つの情報
値はカラー画像を構成する減法混色の3原色であってよ
く、或いはまた、加法混色の3原色であってもよく、或
いはまた、色相と彩度と明度であってもよい。
【0009】また、上記の課題は、本発明によれば、色
に関する少くとも三つの情報値の組合せを均等色空間上
座標値に変換する装置にして、前記三つの情報値をそれ
に対応する電気的信号に変換する入力手段と、前記入力
手段からの電気的信号を均等色空間上座標値に対応する
電気的信号に変換する変換手段と、変換後の電気的信号
を任意の出力信号として出力する出力手段とを含み、前
記変換手段が、少なくとも3個のユニットを有する入力
層と、少なくとも1個のユニットを有する層を1〜3層
有する中間層と、少なくとも3個のユニットを有する出
力層と、を有する3〜5層のフィードフォワード結合型
ニューラルネットワークであり、色に関する前記の少く
とも三つの情報値の組合せ値をそれに対応する均等色空
間上座標値に変換することを学習させられていることを
特徴とする色情報の非線型変換装置によっても達成され
る。
【0010】
【作用】均等色空間の概念そのものは、CIE均等色空
間として周知であり、それにはL* a* b* 、L* u*
v* 等の均等色空間座標系がある。しかし、かかる均等
色空間の概念は、単に数学的に設定されているものであ
り、減法混色に於けるCMYまたはCMYKの如き原色
要素、加法混色に於けるRGBの如き原色要素、或いは
色相、彩度、明度の如き色知覚の3属性のような、現実
の色に関する具体的な情報値の組合せと均等色空間上の
座標値の間に如何にして普遍性のある変換を行うことが
できるかは、別の問題であり、未だ解決されていない問
題である。
【0011】本発明の色情報非線型変換方法或いは装置
によれば、ニューラルネットワークの非線型変換機能を
有効に利用することにより、カラー画像が減法混色によ
って再現される場合にも、或いはまたカラー画像が加法
混色によって再現される場合にも、また色の色相、彩
度、明度の如き3属性を取扱う場合にも、これらの色に
関する情報の値を、均等色空間上座標値に、またその逆
に、色情報の非線型的特性をよく保持しつつ変換するこ
とができ、これによって互いに異なる色再現系の間の色
情報の移転を、均等色空間座標系を介して適切に行なう
ことが可能となる。更にまた、この場合、ニューラルネ
ットワークについては、その非線型変換機能を利用する
だけでなく、その学習機能をも有効に利用することがで
きるので、いくつかの色情報の組合せについて、ニュー
ラルネットワークにその変換を学習させることにより、
広い範囲の色情報について、適切な非線型変換を行なう
ことができる。
【0012】
【実施例】以下に、添付の図面を参照して、本発明を好
ましい実施例について説明する。
【0013】図1は、本発明に従って減法混色に於ける
CMYまたはCMYKの如き原色要素、加法混色に於け
るRGBの如き原色要素、或いは色相、彩度、明度の如
き色知覚の3属性のような、色に関する情報値の組合せ
を、均等色空間上の座標値に変換する色情報変換方法或
いは装置の基本構成を示す概略図である。図示の如く、
この変換方法或いは変換装置は、入力手段1と変換手段
2と出力手段3と教師手段4とを有している。変換手段
2は、以下に説明する変換機能を有していると同時に、
それを学習する学習機能をも有している。
【0014】入力手段1は、色情報の変換を行うべき元
の色の分光分析を行い、減法混色に於けるCMYまたは
CMYKの如き原色要素の各々の値、加法混色に於ける
RGBの如き原色要素の各々の値、或いは色相、彩度、
明度の如き色知覚の3属性の各々の値ような、色に関す
る情報値の組合せの各値を電気的信号として生成するも
のである。
【0015】変換手段2に用いられるニューラルネット
ワークは、図2に示す如く神経回路素子よりなるユニッ
トUs1,Us2,...等を多数層状に組合わせた多層フ
ィードフォワード結合型ニューラルネットワークであ
る。図示のニューラルネットワークは、3個のユニット
Us1,Us2,Us3からなる入力層を有し、この数は、減
法混色に於けるCMYまたはCMYKの如き原色要素、
加法混色に於けるRGBの如き原色要素、或いは色相、
彩度、明度の如き色知覚の3属性のような、色に関する
情報値の組合せに於けるデータ数に相当する。図示のニ
ューラルネットワークは、さらに、各々がn1 、n2 、
n3 個のユニットUt11 ,Ut12 ,..、Ut21 ,Ut2
2 ,..、Ut31 ,Ut32 を含む1〜3層の中間層を有
し、そしてさらに、3個のユニットUr1,Ur2,Ur3か
らなる出力層を有している。出力層の数は、変換後のL
* a* b* 等の均等色空間上の座標値の数に対応してい
る。また中間層の各層及び出力層の各ユニットには、バ
イアスユニットUbt1,Ubt2,Ubt3,Ubrよりバイアス信
号が与えられるようになっている。
【0016】入力層に上記の如き色に関する情報値の組
合せの値が入力パターンとして与えられると、ニューラ
ルネットワークは入力層から中間層を経て出力層へ進む
次うな前向きの処理を行い、出力層にそれに対応するL
* a* b* 、L* u* v* 等の均等色空間上の座標値を
出力パターンとして出力する。
【0017】入力層ユニットUsiの出力値を Ii (i=1,2,3) 中間層ユニットUtjk の出力値を Hjk(j=1,2,3 k=1,2,・・・・n) 出力層ユニットUrmの力値を Om (m=1,2,3) とし、入力層のユニットUsiから中間層のユニットUt1
k への結合係数をWst1 、中間層のユニット間の結合係
数をWttjk、中間層のユニットUt3k から出力層のユニ
ットUrmへの結合係数をWt3r 、また、中間層のユニッ
トUtjk に対するバイアスをθtj、出力層のユニットU
rmに対するバイアスをθr とすると、 H1k=f(SUM Ii ・Wst1 +θt1, i=1〜3) (1) H2k=f(SUM H1k・Wtt12+θt2, k=1〜n1) (2) H3k=f(SUM H2k・Wtt23+θt3, k=1〜n2) (3) Om =f(SUM H3k・Wt3r +θr , k=1〜n3) (4) ここで、関数fは、その出力が(0,1)の範囲内で単
調増加な非減少のシグモイド関数であり、一般に次式で
定義される。
【0018】 f(x)=1/{1+exp(−x)} (5) 出力層の値は、結合係数Wst1 、Wtt12、Wtt23、Wt3
r 及びバイアス値θt1、θt2、θt3、θr の如き変換係
数によって規定されるが、これらの値は以下に図3を参
照して説明する学習により形成される。
【0019】図3は、図2に示すニューラルネットワー
クに学習をさせる要領を示している。その学習法として
は、バックプロパゲーション学習がある。これは、変換
後の出力として望まれる均等色空間上の座標値が既知で
ある見本色についての、減法混色に於けるCMYまたは
CMYKの如き原色要素、加法混色に於けるRGBの如
き原色要素、或いは色相、彩度、明度の如き色知覚の3
属性の値を電気信号に変換したものを、入力層に入力パ
ターンとして与え、出力層には、該見本色の均等色空間
上の座標値を電気信号に変換したものを、教師信号パタ
ーンとして与え、出力信号パターンと教師信号パターン
の差を小さくするように、結合係数及びバイアス値を、
出力層から中間層へ、中間層から入力層へと、逆方向に
修正する方法である。
【0020】上記の如くしていくつかの見本色について
学習が完了した状態のニューラルネットワークは、その
変換機能に於ける非線型性が、減法混色に於けるCMY
またはCMYKの如き原色要素、加法混色に於けるRG
Bの如き原色要素、或いは色相、彩度、明度の如き色知
覚の3属性とそれに対応する均等色空間上座標値の間に
於ける非線型性に適合されていることにより、学習の対
象とされた色以外の色についても、入力された値に対し
て良好に適合した変換値を与えることが、実験によって
確認された。
【0021】
【効果】かくして、本発明によれば、ニューラルネット
ワーク、特に好ましくは多層のフィードフォワード結合
型ニューラルネットワークを用いて、減法混色に於ける
CMYまたはCMYKの如き原色要素、加法混色に於け
るRGBの如き原色要素、或いは色相、彩度、明度の如
き色知覚の3属性についての値を、均等色空間座標に変
換することにより、ニューラルネットワークの非線型変
換能力、特にその学習機能に基く非線型変換能力を利用
して、減法混色に於けるCMYまたはCMYKの如き原
色要素、加法混色に於けるRGBの如き原色要素、或い
は色相、彩度、明度の如き色知覚の3属性のような非線
型性の色情報を、線型性のある座標値に変換し、互いに
異なる色再現系の間の色情報の移転をより適切に行うた
めの色情報の処理が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による色情報の非線型変換方法或いは非
線型変換装置の基本構成を示す概略図。
【図2】図1の構成に置ける変換手段に用いられる多層
フィードフォワード結合型のニューラルネットワークの
一つの実施例を示す概略図。
【図3】図2のニューラルネットワークの学習を行うた
めの学習方法を示す概略図。
【符号の説明】
1…入力手段 2…変換手段 3…出力手段 4…教師手段

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】色に関する少くとも三つの情報値の組合せ
    を均等色空間上座標値に変換する方法にして、前記情報
    値組の組合せをそれに対応する均等色空間上座標値に変
    換することを学習させられたニューラルネットワークに
    よって前記変換を非線型的に行うことを特徴とする色情
    報の非線型変換方法。
  2. 【請求項2】請求項1の非線型変換方法にして、前記ニ
    ューラルネットワークは他層のフィードフォワード結合
    型のニューラルネットワークであることを特徴とする非
    線型変換方法。
  3. 【請求項3】請求項1または2の非線型変換方法にし
    て、、前記三つの情報値はカラー画像を構成する減法混
    色の3原色であることを特徴とする非線型変換方法。
  4. 【請求項4】請求項1または2の非線型変換方法にし
    て、前記三つの情報値はカラー画像を構成する加法混色
    の3原色であることを特徴とする非線型変換方法。
  5. 【請求項5】請求項1または2の非線型変換方法にし
    て、前記三つの情報値は色相と彩度と明度であることを
    特徴とする非線型変換方法。
  6. 【請求項6】色に関する少くとも三つの情報値の組合せ
    を均等色空間上座標値に変換する装置にして、前記三つ
    の情報値をそれに対応する電気的信号に変換する入力手
    段と、前記入力手段からの電気的信号を均等色空間上座
    標値に対応する電気的信号に変換する変換手段と、変換
    後の電気的信号を任意の出力信号として出力する出力手
    段とを含み、前記変換手段が、少なくとも3個のユニッ
    トを有する入力層と、少なくとも1個のユニットを有す
    る層を1〜3層有する中間層と、少なくとも3個のユニ
    ットを有する出力層と、を有する3〜5層のフィードフ
    ォワード結合型ニューラルネットワークであり、色に関
    する前記の少くとも三つの情報値の組合せをそれに対応
    する均等色空間上座標値に変換することを学習させられ
    ていることを特徴とする色情報の非線型変換装置。
JP3043029A 1991-02-15 1991-02-15 色情報を均等色空間へ非線型変換する方法及び装置 Pending JPH05236261A (ja)

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US07/822,874 US5386496A (en) 1991-02-15 1992-01-21 Method and device for nonlinear transformation of colour information by neural network

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