JPH09200553A - 色変換装置 - Google Patents

色変換装置

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JPH09200553A
JPH09200553A JP8023252A JP2325296A JPH09200553A JP H09200553 A JPH09200553 A JP H09200553A JP 8023252 A JP8023252 A JP 8023252A JP 2325296 A JP2325296 A JP 2325296A JP H09200553 A JPH09200553 A JP H09200553A
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JP
Japan
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color
vertex
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color conversion
learning
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JP8023252A
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English (en)
Inventor
Manabu Komatsu
小松  学
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 頂点上の出力値を効率的に設定し高精度な色
変換を可能にした実用的な色変換装置を得る。 【解決手段】 任意の3次元入力色空間における像形成
用カラー画像の出力値を、立体図形状に区分分割された
3次元入力色空間上の頂点に、設定された出力色毎の頂
点出力値を補間する。補間は、頂点出力値を変数とし、
実際の入出力特性を使用し、全体の色変換結果の誤差が
最小になるように頂点出力値を変動させて最適化する。
最適化の実行において、頂点出力値決定部201は、入
力色空間の頂点上の出力値を決定し記憶する。頂点出力
値決定部201から頂点出力値が補間処理部202のR
AM203にロードされると、入力信号からRAM20
3を参照してY、M、C信号をそれぞれ生成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、色変換装置に関
し、例えば、カラー画像信号を入力し色処理を実施し、
カラー画像を形成するカラー画像データに変換する色変
換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、色変換装置は一般に、カラー画像
濃度信号からY、M、Cのカラー画像を形成するインク
制御量を求める。このカラー画像形成のための色変換法
として、入力色空間を複数の立方体としたり三角柱のよ
うな立体図形に分割したりした後、各立体図形の頂点に
色補正値を設定し、頂点の中間に位置する入力色分解信
号の色補正値を、立体図形の頂点の色補正値を線形補間
することによって算出する方法がある。これらの頂点上
の色補正値を算出し、設定する方法が幾つか提案されて
いる。
【0003】その代表的な方法として、全ての頂点上の
出力値を変数とし、所定の入出力データを用いて、前記
頂点上の出力値を色変換結果の再現誤差が最小となるよ
うに変動させて算出し、頂点に設定する方法がある。再
現誤差は、例えば、L*a*b*色差、L*u*v*色
差、HVC色差、等である。この様な色差を最小とする
最適化は、色の違いを定量的に評価して最適化している
ので便利である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
色差最小化による最適化は、どの表色系にも一長一短が
ある。さらに、同じ色差でも色空間内の座標位置によっ
て知覚される色の差は異なり、高精度な色補正が必要な
場合には、入力色空間を細かく分割して頂点を増やした
り、精度を上げるために学習回数を増やしたりしなけれ
ばならない。つまり、従来法では、実際に出力してみる
と、分割数や学習回数の割に期待したほどの色変換がさ
れないという問題点がある。
【0005】また、最適化で入力空間内の全ての頂点に
対して同じように学習させることは、環境変動等により
機器上で頂点出力値(色補正パラメータ)を変更する場
合、処理時間が増大してしまい実用的でないという問題
点もある。
【0006】本発明は、頂点上の出力値を効率的に設定
し高精度な色変換を可能にした実用的な色変換装置を提
供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、本発明の色変換装置は、任意の3次元入力色空間に
おける像形成用カラー画像の出力値を、立体図形状に区
分分割された3次元入力色空間上の頂点に設定された出
力色毎の頂点出力値を補間することによって求める色変
換装置であり、頂点出力値を変数とし、実際の入出力特
性を使用し、全体の色変換結果の誤差が最小になるよう
に頂点出力値を変動させて最適化する学習手段を備えた
ことを特徴としている。
【0008】さらに、上記の色変換装置は、色変換結果
の誤差の算出方法を変更する重み付け変更手段を備え、
この重み付け変更手段による算出方法に基づき最適化を
実行するとよい。
【0009】またさらに色変換装置は、最適化する学習
回数を変える学習回数変更手段を備え、この学習回数変
更手段が記憶または設定する学習回数で最適化を実行す
るとよい。尚、上記の記憶または設定する学習回数と
は、頂点の入力空間内の座標に応じた学習回数とし、あ
るいは頂点が影響を与える参照データの数に応じた学習
回数とするとよい。
【0010】
【発明の実施の形態】次に添付図面を参照して本発明に
よる色変換装置の実施の形態を詳細に説明する。図1を
参照すると本発明の色変換装置の一実施形態が示されて
いる。先ず、本実施形態を説明するのに必要な色変換方
法および色変換装置について説明する。
【0011】図1は任意の入力色空間を立方体とした一
例で示している。立方体のXYZ空間を同種類の立体形
に分割し、入力されたX、Y、Z座標における出力Pの
値を求める。この場合、入力されたX、Y、Z座標を含
む立方体を選択し、選択された立方体の8点の頂点上の
出力値に基づき、出力Pにおける出力値を線形補間によ
って求める。尚、前記の出力値は所定の方法によって求
められた既知の値である。ここで、像形成用のカラー画
像データに変換する場合、X、Y、Zは、CIEXYZ
(CIE 1931 standard colorimetric system )の入力
X、Y、Z信号等に相当する。また、出力Pは、3色プ
リンタの場合、インクを制御するY(イエロー)、M
(マゼンダ)、C(シアン)信号に相当する。
【0012】図2はブロック構成図である。図2におい
て、201は、入力色空間の頂点上の出力値を決定し記
憶する頂点出力値決定部である。202は、補間処理部
であり、実行時に頂点出力値決定部201から頂点出力
値がロードされるRAM203と、入力信号からRAM
203を参照してY、M、C信号をそれぞれ生成するY
用処理部204、M用処理部205およびC用処理部2
06とからなる。また、207は全体を制御するCPU
である。
【0013】(第1の実施形態)図3に第1の実施形態
における頂点出力値決定部201(図2)のブロック構
成図を示す。図3において、頂点出力値決定部301
は、学習(最適化)終了後の決定した頂点出力値を記憶
する頂点出力値記憶部302と、学習(最適化)に使用
する参照データを記憶する参照データ(L*a*b*
値)記憶部303と、像形成装置のCMY→L*a*b
*変換特性をシミュレートするCMY→L*a*b*変
換部304と、色変換結果(シミュレーション上)の誤
差(色差)を算出する色差演算部305と、学習(最適
化)の際に変数とした頂点出力値を変動させる頂点出力
値設定部306と、参照データの入力色空間内の座標に
応じた重み付け定数(色差算出に使用する)を記憶する
重み付け定数記憶部307とからなる。
【0014】次に動作について図2〜図4を用いて説明
する。CPU207(図2)は、頂点出力値再設定の命
令を受けると、頂点出力値設定部306に複数の立体図
形を分割し、作成したL*a*b*色空間上の全頂点に
対して、あらかじめ決められた初期値を設定させる。そ
の頂点出力値を使用して補間処理部202(図2)にお
いて、参照データ記憶部303に記憶されている参照デ
ータ(L*a*b*値)に対して補間演算が実施され、
CMY値が算出される。この各CMY値は、CMY→L
*a*b*変換部304でL*a*b*値に変換され
る。本実施形態では、CMY→L*a*b*シミュレー
タに学習させた多層のニューラルネットワークを使用し
ている。
【0015】プリンタシミュレータでは、構築する際、
実際にこの像形成装置で4パッチ(CMYの単色、混
色)を複数組出力し、スキャナ等の測色計で測定を行
い、CMY値−測色値の対データを複数組作成して、順
方向(CMY入力、L*a*b*出力)について学習さ
せている。そして、色差演算部305で、シミュレーシ
ョン上の色変換結果(402)と前述の参照データ(L
*a*b*値)との差を算出する。一般にL*a*b*
空間上での色差ΔEは、下記の式(1)で算出する。 ΔE=(ΔL2 +Δa2 +Δb21/2 …(1)
【0016】しかし、本実施形態では、明度L、彩度
C、色相H毎に差をとり、例えば、仮に下記の様に定義
して、式(2)における係数l、m、nを参照データの
入力色空間(L*a*b*空間)内の座標に応じて変化
させる。 ΔE’=(l×ΔL+m×ΔC+n×ΔH) …(2) ただし、ΔC=(Δa2 +Δb21/2 、ΔH=H1
2 ここで、H1 =arctangent(b1 /a1 )×180/
π、 H2 =arctangent(b2 /a2 )×180/π、
【0017】その情報を記憶しているのが、重み付け定
数記憶部307である。つまり、色差演算部305は、
重み付け定数記憶部307の情報(l、m、n)を参照
して全ての参照データに対する色差errorを算出す
る。全色差の平均値が最も小さくなるように頂点出力値
設定部306は頂点出力値を変動させる(401)。そ
の際、出力値設定部306は、最初は変動させるピッチ
を大きくとり、徐々にピッチを小さくして、最適な頂点
出力値を決定する。本手順により、いわゆる色変換結果
の誤差の算出方法を変更可能とする。そして、最終的に
決定した頂点出力値を頂点出力値記憶部302に記憶さ
せて処理を終了する。
【0018】上記の第1の実施形態によれば、頂点出力
値の補間演算による色変換において、頂点出力値を変数
とし、実際の入出力特性を使用して最適化によってその
値を設定する。この場合、参照データの入力色空間内の
座標に応じて色変換結果の誤差の算出法を変更すること
により、人間の知覚特性に合った色変換が可能となる。
つまり、明度、彩度、色相毎に対応した好ましい色変換
ができる。また、誤差が出やすい色再現領域(GAMU
T)の最外郭近傍領域の色処理に対しても、ユーザの好
みに合わせて高精度な色変換が可能になる。
【0019】(第2の実施形態)図5に第2の実施形態
における頂点出力値決定部201(図2)のブロック構
成図を示す。図5において、頂点出力値決定部501
は、学習(最適化)終了後の決定した頂点出力値を記憶
する頂点出力値記憶部502と、学習(最適化)に使用
する参照データを記憶する参照データ(L*a*b*
値)記憶部503と、像形成装置のCMY→L*a*b
*変換特性をシミュレートするCMY→L*a*b*変
換部504と、色変換結果(シミュレーション上)の誤
差(色差)を算出する色差演算部505と、学習(最適
化)の際に変数とした頂点出力値を変動させる頂点出力
値設定部506と、頂点の色入力空間内の座標に応じた
学習回数(最適化の際の最終ピッチ幅)を記憶する学習
回数記憶部507とからなる。
【0020】次に動作について説明する。CPU207
(図2)は、頂点出力値再設定の命令を受けると、頂点
出力値設定部506に複数の立体図形に分割して作成し
たL*a*b*色空間上の全頂点に対して、あらかじめ
決められた初期値を設定させる。その頂点出力値を使用
して補間処理部202(図2)において、参照データ記
憶部503に記憶されている参照データ(L*a*b*
値)に対して補間演算が実施され、CMY値が算出され
る。この各CMY値は、CMY→L*a*b*変換部5
04でL*a*b*値に変換される。本実施形態では、
CMY→L*a*b*シミュレータに学習させた多層の
ニューラルネットワークを使用している。
【0021】このプリンタシミュレータでは、構築する
際、実際に該像形成装置で4パッチ(CMYの単色、混
色)を複数組出力し、スキャナ等の測色計で測定を行い
CMY値−測色値の対データを複数組作成して、順方向
(CMY入力、L*a*b*出力)について学習させて
いる。そして、色差演算部505で、シミュレーション
上の色変換結果と前述の参照データ(L*a*b*値)
との色差を算出する。この全色差の平均値が最も小さく
なるように頂点出力値設定部506は頂点出力値を変動
させる(図4を参照)。
【0022】出力値設定部506は、最初は変動させる
ピッチを大きくとり、徐々にピッチを小さくして、最適
な頂点出力値を決定する。その際、学習回数記憶部50
7に予め記憶されている頂点の入力色空間内の座標に応
じた学習回数(最適化の際の最終ピッチ幅)を参照し
て、学習(最適化)を終了する。つまり、出力値設定部
506が個々の頂点出力値を徐々にピッチを小さくして
変動させていく際に、学習回数記憶部507に記憶され
ているその頂点に対応した最終ピッチ幅と比較しながら
学習(最適化)を実施している。そして、最終的に決定
した頂点出力値を頂点出力値記憶部502に記憶させて
処理を終了する。
【0023】第2の実施形態によれば、頂点出力値の補
間演算による色変換において、頂点出力値を変数とし、
実際の入出力特性を使用して最適化によってその値を設
定する。この場合、頂点の入力色空間内の座標に応じて
学習させる学習回数を変えることにより、精度的に飽和
している領域の不必要な学習を減らすことができる。つ
まり、処理時間を減らすことが可能となる。特に環境変
動等により、機器上で頂点出力値(色補正パラメータ)
を変更する場合、大きな効果が期待できる。また、肌色
の領域等、画像全体の印象に大きな影響を与える領域
や、わずかな誤差でも色の印象が変わってしまう領域に
対して学習回数を増やすことも可能なので、用途に合わ
せた高精度な色変換も可能になる。
【0024】(第3の実施形態)図6に第3の実施形態
における頂点出力値決定部201(図2)のブロック構
成図を示す。図6において、頂点出力値決定部601
は、学習(最適化)終了後の決定した頂点出力値を記憶
する頂点出力値記憶部602と、学習(最適化)に使用
する参照データを記憶する参照データ(L*a*b*
値)記憶部603と、像形成装置のCMY→L*a*b
*変換特性をシミュレートするCMY→L*a*b*変
換部604、色変換結果(シミュレーション上)の誤差
(色差)を算出する色差演算部605と、学習(最適
化)の際、変数とした頂点出力値を変動させる頂点出力
値設定部606と、頂点が影響を与える参照データの数
に応じた学習回数(最適化の際の最終ピッチ幅)を算出
および記憶する学習回数設定部607とからなる。
【0025】次に動作について説明する。CPU207
(図2)は、頂点出力値再設定の命令を受けると、頂点
出力値設定部606に複数の立体図形に分割して作成し
たL*a*b*色空間上の全頂点に対して、あらかじめ
決められた初期値を設定させる。その頂点出力値を使用
して補間処理部202(図2)において、参照データ記
憶部603に記憶されている参照データ(L*a*b*
値)に対して補間演算が実施され、CMY値が算出され
る。この各CMY値は、CMY→L*a*b*変換部6
04でL*a*b*値に変換される。本実施形態では、
CMY→L*a*b*シミュレータに学習させた多層の
ニューラルネットワークを使用している。
【0026】このプリンタシミュレータでは、構築する
際、実際に該像形成装置で4パッチ(CMYの単色、混
色)を複数組出力し、スキャナ等の測色計で測定を行い
CMY値−測色値の対データを複数組作成して、順方向
(CMY入力、L*a*b*出力)について学習させて
いる。そして、色差演算部605で、シミュレーション
上の色変換結果と前述の参照データ(L*a*b*値)
との色差を算出する。その際、学習回数設定部607
が、頂点が影響を与える参照データの数、つまり、補間
処理部202(図2)内での参照データの色変換に各頂
点が何回使用されたかをカウントし、その回数に応じた
最適化の際の最終ピッチ幅を決定する。この場合、使用
された回数が多ければ多いほど最終ピッチ幅は小さくな
る。つまり、その頂点に対する学習回数は多くなる。そ
して、前記の全色差の平均値が最も小さくなるように頂
点出力値設定部606は頂点出力値を変動させる(図4
を参照)。
【0027】出力値設定部606は、最初は変動させる
ピッチを大きくとり、徐々にピッチを小さくして、最適
な頂点出力値を決定するが、その際、学習回数設定部6
07の頂点の入力色空間内の座標に応じた学習回数(最
適化の際のピッチ幅)を参照して、学習(最適化)を終
了する。つまり、出力値設定部606が個々の頂点出力
値を徐々にピッチを小さくして変動させていく際に、学
習回数設定部607で設定されたその頂点に対応した最
終ピッチ幅と比較しながら学習(最適化)を実施してい
る。最後に、最終的に決定した頂点出力値を頂点出力値
記憶部602に記憶させて処理を終了する。
【0028】第3の実施形態によれば、頂点出力値の補
間演算による色変換において、頂点出力値を変数とし、
実際の入出力特性を使用して最適化によってその値を設
定する。この場合、頂点が影響を与える参照データの数
に応じて学習させる学習回数を変えることにより、不必
要な学習を減らすことができる。つまり、処理時間を減
らすことが可能となる。特に環境変動等により、機器上
で頂点出力値(色補正パラメータ)を変更する場合、大
きな効果が期待できる。また、高精度な色変換を期待し
て、入力色空間の分割数、つまり、頂点の数を増やして
も、参照データの数が変わらなければ、学習(最適化)
に要する演算量が変わらないので、頂点出力値を効率的
に設定できる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明より明かなように、本発明の
色変換装置は、任意の3次元入力色空間における像形成
用カラー画像の出力値を、立体図形状に区分分割された
3次元入力色空間上の頂点に設定された出力色毎の頂点
出力値を補間することによって求める。出力値の演算に
おいて、頂点出力値を変数とし、実際の入出力特性を使
用し、全体の色変換結果の誤差が最小になるように最適
化を実行する。
【0030】よって、参照データの入力色空間内の座標
に応じて色変換結果の誤差の算出法を変更することによ
り、人間の知覚特性に合った色変換が可能となる。つま
り、明度、彩度、色相毎に対応した好ましい色変換がで
きる。また、誤差が出やすい色再現領域(GAMUT)
の最外郭近傍領域の色処理に対しても、ユーザの好みに
合わせて高精度な色変換が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の色変換装置の実施形態を説明する図で
ある。
【図2】本発明の実施形態に係る色変換装置のブロック
構成図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る色変換装置のブ
ロック構成図である。
【図4】本発明の実施形態の動作を説明する図である。
【図5】本発明の第2の実施形態に係る色変換装置のブ
ロック構成図である。
【図6】本発明の第3の実施形態に係る色変換装置のブ
ロック構成図である。
【符号の説明】
201 頂点出力値決定部 202 補間処理部 203 RAM 204 Y用処理部 205 M用処理部 206 C用処理部 207 CPU 301、501、601 頂点出力値決定部 302、502、602 頂点出力値記憶部 303、503、603 参照データ記憶部 304、504、604 CMY→L*a*b*変換部 305、505、605 色差演算部 306、506、606 頂点出力値設定部 307 重み付け定数記憶部 507 学習回数記憶部 607 学習回数設定部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 任意の3次元入力色空間における像形成
    用カラー画像の出力値を、立体図形状に区分分割された
    前記3次元入力色空間上の頂点に設定された出力色毎の
    頂点出力値を補間することによって求める色変換装置に
    おいて、 前記頂点出力値を変数とし、実際の入出力特性を使用
    し、全体の色変換結果の誤差が最小になるように前記頂
    点出力値を変動させて最適化する学習手段を備えたこと
    を特徴とする色変換装置。
  2. 【請求項2】 前記色変換装置は、さらに、前記色変換
    結果の誤差の算出方法を変更する重み付け変更手段を備
    え、該重み付け変更手段による前記算出方法に基づき前
    記最適化を実行することを特徴とする請求項1記載の色
    変換装置。
  3. 【請求項3】 前記色変換装置は、さらに、前記最適化
    する学習回数を変える学習回数変更手段を備え、該学習
    回数変更手段が記憶または設定する学習回数で前記最適
    化を実行することを特徴とする請求項1記載の色変換装
    置。
  4. 【請求項4】 前記記憶または設定する学習回数は、前
    記頂点の入力空間内の座標に応じた学習回数であること
    を特徴とする請求項3記載の色変換装置。
  5. 【請求項5】 前記記憶または設定する学習回数は、前
    記頂点が影響を与える参照データの数に応じた学習回数
    であることを特徴とする請求項3記載の色変換装置。
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Effective date: 20031224