JP2003110865A - 色変換装置及びlutの作成方法及び制御プログラム及び記憶媒体 - Google Patents

色変換装置及びlutの作成方法及び制御プログラム及び記憶媒体

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JP2003110865A
JP2003110865A JP2001297444A JP2001297444A JP2003110865A JP 2003110865 A JP2003110865 A JP 2003110865A JP 2001297444 A JP2001297444 A JP 2001297444A JP 2001297444 A JP2001297444 A JP 2001297444A JP 2003110865 A JP2003110865 A JP 2003110865A
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Shigeru Sakamoto
茂 坂本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】LUT容量の増加を防止しつつ、補間精度の高精
度化を図ることができる色変換装置を提供する。 【解決手段】輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変換
する1次元LUT101と、その出力を入力空間として
構成された3次元LUTと補間演算102とを用いて、
第1の等価中性濃度空間を第2の等価中性濃度空間へ変
換する3次元補間演算システムとを備える色変換装置で
あって、1次元LUTは、3次元補間演算システムの入
出力特性が、入力域全体、或いは視覚的に特に敏感な領
域において最大の線形性を持つように構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンター
などで用いられる色変換技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】カラープリンターは通常、輝度リニアな
(R,G,B)信号を入力として受け取り、その信号をプリン
ターの色材制御量(C,M,Y,K)に変換する事で所望の出力
を得ている。この変換は一般的に色変換処理と呼ばれて
おり、これまで様々な方式が提案されてきた。現在、主
流となっている方式は、3次元LUT(ルックアップテー
ブル)と補間演算を組み合わせたものである。この方式
では、まずプリンターの特性をブラックボックス化して
数学的に近似したモデル(以後、プリンターモデルと呼
ぶ)を構成しておき、数多くの色票を入力として前述し
た3次元LUT+補間演算システム(以降、補間演算システ
ムと呼ぶ)に与え、それから得た出力がプリンターモデ
ルを通過した後に得られる値を対応する色票入力と比較
し、その差が最小となる様な3次元LUTの格子点値を反
復演算により求めている。ところが色変換システムは、
ほぼ輝度に比例する入力をほぼ濃度に比例する出力へ変
換する処理をになうので、処理を全て補間演算システム
に押し込むと、非線形性が大きくなりすぎ、演算精度が
悪化してしまう。逆に精度を上げようとすると、多くの
格子点が必要となりLUT容量の増加につながる。
【0003】そこで通常は補間演算システムの前段に1
次元のLUTを配置し、ここで大きな非線形性を吸収する
事で補間演算システムの精度とLUT容量削減の両立をは
かっている。この様な方法として代表的なものは1次元
LUTで対数変換を行うものである。これは、濃度が輝度
の対数に比例するものであるという根拠に根ざした方法
である。
【0004】また別の例としては例えば特開平5-75846
号公報に述べられている様に、上記1次元LUTの特性と
してX1/nを用いて、その後段でマスキング法或いは分割
マスキング法で色変換を行う方法が提案されている。こ
れは対数変換で生じる高濃度側での大きなステップを抑
制して画像劣化を抑える事を意図したものである。
【0005】更に別の例としては、ある種の補間空間が
持つ補間式に含まれるクロスタームを除去することによ
り補間式を完全な一次式に限定し、単位補間空間内で発
生する不規則な変化を抑制する方法が、特開平10-12662
8号公報に記載されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
例のうち、対数変換を用いた方法では、1次元LUTの特
性として与えられているものが単に輝度と濃度の比例関
係を前提として導かれたものであるため、現実のプリン
ターが持つ非線形特性を必ずしも正確に反映していな
い。また、特開平5-75846号公報による方法では、対数
変換によって生じる高濃度側でのステップは改善される
が、これもプリンターの非線形特性を正確に反映してい
るとは言い難い。従って、部分的には精度を改善できて
も、実際のプリンター特性を踏まえたトータルでの高精
度化が得られないという欠点があった。
【0007】また、特開平10-126628号公報に開示され
ている方法では、出力空間が入力空間の線形変換である
ことを保証するために特定の格子点値を自身の値と相関
のない方法で変更している。その為、補間特性のスムー
ズさは確保されるものの補間精度自体が悪化してしまう
という欠点があった。
【0008】従って、本発明は上述した課題に鑑みてな
されたものであり、その目的は、LUT容量の増加を防止
しつつ、補間精度の高精度化を図ることができる色変換
装置及びLUTの作成方法及び制御プログラム及び記憶
媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するために、本発明に係わる色変換装置は、
輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変換する1次元L
UTと、その出力を入力空間として構成された3次元L
UTと補間演算とを用いて、前記第1の等価中性濃度空
間を第2の等価中性濃度空間へ変換する3次元補間演算
システムとを備える色変換装置であって、前記1次元L
UTは、前記3次元補間演算システムの入出力特性が、
入力域全体、或いは視覚的に特に敏感な領域において最
大の線形性を持つように構成されていることを特徴とし
ている。
【0009】また、この発明に係わる色変換装置におい
て、前記3次元補間演算システムは、その単位補間空間
の境界が無彩色軸と一致するものであることを特徴とし
ている。
【0010】また、本発明に係わるLUTの作成方法
は、輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変換する1次
元LUTと、その出力を入力空間として構成された3次
元LUTと補間演算とを用いて、前記第1の等価中性濃
度空間を第2の等価中性濃度空間へ変換する3次元補間
演算システムとを備える色変換装置における前記1次元
LUTと前記3次元LUTを作製するためのLUTの作
成方法であって、プリンター特性を数値モデル化してプ
リンターモデルを作成する第1のステップと、輝度空間
からサンプリングされた多数の色票を第1の3次元LU
Tを用いた補間演算システムへ入力し更にその出力を前
記プリンターモデルへ入力した時の出力と、前記色票を
再現域圧縮手段に入力して得られる出力とを比較してそ
の差が最小となる様に最適化演算で第1の3次元LUT
を求める第2のステップと、前記第1の3次元LUTを
リファレンスとして入力域全域或いは視覚的に特に敏感
な領域において前記第1の3次元LUTの入出力特性が
最大の線形性を示す入力空間への変換特性を求める第3
のステップと、前記変換特性に基づいて1次元LUTを
計算する第4のステップと、求めた前記1次元LUTを
用いて3次元LUTを再計算する第5のステップと、を
有することを特徴としている。
【0011】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記第3のステップは、求める前記変換特性
の逆特性を仮定した後、その逆特性の入力側を、求める
最大の線形性を示す入力空間であるものとし、その空間
内で少なくとも無彩色軸を含む一つ以上の直線経路を選
択する第1のサブステップと、前記直線経路に沿った座
標を前記逆特性に入力し更にその出力を前記第1の3次
元LUTを用いた補間演算システムへ入力した時の出力
特性を前記直線経路の媒介変数の関数である経路特性と
して求める第2のサブステップと、前記経路特性の両端
を結ぶ直線を参照直線として定義する第3のサブステッ
プと、定義域全域に渡るそれぞれの経路特性と対応する
参照直線の残差平方和を求める第4のサブステップと、
全ての前記経路特性に関する残差平方和を加算して評価
関数を求める第5のサブステップと、前記評価関数を最
小化する前記逆特性を収束演算を用いて定める第6のサ
ブステップと、求めた前記逆特性を逆変換して前記最大
の線形性を示す入力空間への変換特性を求める第7のサ
ブステップとを有することを特徴としている。
【0012】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記第5のステップは、求めた1次元LUT
と3次元LUTを用いた補間演算システムからなる系
を、前記第2のステップにおける第1の3次元LUTと
置き換えた構成とし、前記第2のステップと同じ方法を
用いて3次元LUTを再計算することを特徴としてい
る。
【0013】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記第5のステップは、求めた1次元LUT
特性の逆変換を表す第2の1次元LUTと、第1の3次
元LUTを用いた補間演算システムからなる変換システ
ムを用い、前記最大の線形性を示す入力空間における3
次元LUTの格子点座標を前記変換システムに入力して
計算することにより、3次元LUTを作成することを特
徴としている。
【0014】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記第6のサブステップは、前記逆特性を離
散化された1次元LUTの出力とし、このLUT出力値
自体を変数として収束演算を行うことを特徴としてい
る。
【0015】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記第6のサブステップは、前記逆特性を一
価の関数で近似し、その関数に含まれるパラメーターを
変数として収束演算を行うことを特徴としている。
【0016】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記逆特性を近似する関数は、入力をp、パ
ラメーターをxとしたとき、u(p)=1−pxで表されるこ
とを特徴としている。
【0017】また、この発明に係わるLUTの作成方法
において、前記逆特性を近似する関数は、入力をp、パ
ラメーターをxとしたとき、u(p)=(1-p)xで表されるこ
とを特徴としている。
【0018】また、本発明に係わる制御プログラムは、
上記の方法をコンピュータに実行させることを特徴とし
ている。
【0019】また、本発明に係わる記憶媒体は、上記の
制御プログラムをコンピュータ読み取り可能に記憶した
ことを特徴としている。
【0020】また、本発明に係わる色変換装置は、輝度
入力を第1の等価中性濃度空間へ変換する1次元LUT
と、その出力を入力空間として構成された3次元LUT
と補間演算とを用いて、前記第1の等価中性濃度空間を
第2の等価中性濃度空間へ変換する3次元補間演算シス
テムと、前記第2の等価中性濃度空間を入力として墨版
の生成とプリンターの出力γ補正を行ってプリンターの
印字制御量を出力する手段と、前記1次元LUTと3次
元LUTが請求項3に記載の方法で最適化されていると
き、3次元LUTの格子点値に対応するプリンターの印
字制御量を求めて格子点値と置き換えることで新たに第
2の3次元LUTを生成し、前記輝度入力を第1の等価
中性濃度空間へ変換する1次元LUTと、その出力を入
力空間として構成された第2の3次元LUTと補間演算
とを用いて、直接、プリンターの印字制御量を出力する
手段と、を有することを特徴としている。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態に
ついて、添付図面を参照して詳細に説明する。
【0022】(第1の実施形態)図1は第1の実施形態
に係わる色変換装置を表すブロック図である。同図にお
いて、101は1次元LUT(ルックアップテーブル)で
構成される入力値線形化部であり、102は3次元LUT
と補間演算部の組み合わせで構成される補間演算部であ
り、103は墨版生成と出力γ補正を行う黒生成・出力
γ補正部であり、104はハーフトーニング部である。
【0023】今、入力値線形化部101に輝度入力が与
えられると、その入力値に対応したアドレスに格納され
た値がLUTから出力される。ここで用いられるLUTは例え
ばRGBがそれぞれ8ビット幅の入力であれば、8ビット
のエントリーを持ったものであり、格納されている値は
RGB全てに共通である。従って入力ラインに8ビットでR
GB点順次の入力が与えられるのであれば、RGB全てに対
しただ一つのLUTを用意しておけば良い。
【0024】入力値線形化部101から出力される値は
R,G,Bそれぞれに対しPc,Pm,Pyで表される中間出力であ
り、これらの値は、補間演算部102の入力空間座標と
して用いた時、その線形性を最大限に発揮できるような
変換特性の出力として規定されている(この特性の求め
方については、後述する)。補間演算部102では、入
力された中間値Pc,Pm,Pyを入力座標として3次元LUTに
アクセスし、格子点に格納された値と入力値を用いて補
間演算を行い等価中性濃度C,M,Yを出力する。尚、ここ
で用いる補間演算の方式では、単位補間空間の境界が無
彩色軸と一致しているものとする。代表的なものとして
例えば図5に示した様に補間格子をなす単位立方体にお
いて無彩色軸と平行な対角線を境界にして6つの4面体
に分割し、それぞれの4面体を補間空間として用いる4
点補間などが知られている。
【0025】黒生成・出力γ補正部103では、C,M,Y
から黒成分を生成し、更にプリンターの出力γ特性補正
を行った後、色材制御量を出力する。図では、出力され
る制御量がシアン(Cp)、マゼンタ(Mp)、イエロー
(Yp)、ブラック(Kp)の4色の場合を想定している
が、プリンターによってはより多くの出力が必要であっ
たり、或いはブラックを除いた3色で良い場合もある。
【0026】最後に、ハーフトーニング部104では、
入力された色材制御量を二値化してプリンターエンジン
部に出力する。ここでの処理は、良く知られたディザ処
理やED処理を行って多値の制御量からn値(nはエンジン
によって定まる整数であり多くの場合2から16程度で
ある)のエンジン制御量を獲得することを目的としてい
る。
【0027】尚、図では補間演算部102と黒生成・出
力γ補正部103が分割された構成を例にとり説明した
が、実際はこれらを一体化した構成を用いることも可能
である。この場合、補間演算部102で用いられる3次
元LUTは、上述したC,M,Y変換特性とCp,Mp,Yp,Kp変換特
性を合成した特性を含んだものとなり、Pc,Pm,Py入力か
ら色材制御量出力を直接生成する。
【0028】また、プリンターエンジンが画素単位で多
値入力を許容するものである場合は、ハーフトーニング
部104は不要となる。
【0029】次に、入力線形化部101における変換特
性、及び補間演算部102における3次元LUTの決定方
法について説明する。まず図2を用いて全体の流れにつ
いて概説した後、それぞれのステップに関してより詳細
に説明する。
【0030】図2は、変換特性と3次元LUTの決定方法
を示す簡略化されたフローチャートである。
【0031】まずステップS201では、プリンターモ
デルを用いて3次元LUTを生成する。ここでの処理は、
測定結果から得られたプリンターの数値的なモデルと、
変数要素として組み込まれた3次元LUTから形成された
フィードバックループを計算機上に構成し、仮想的な入
出力の誤差が最小となる3次元LUTを収束演算を用いて
求めるものである。
【0032】次にステップS202では、線形化特性を
求める。ここでの処理は、ステップS201で得られた
3次元LUTと、変数要素として組み込まれた1次元LUTか
らなるフィードバックループを計算機上に構成し、後述
する線形化指数が最小となる様な1次元LUT要素を収束
演算により求めるものである。
【0033】最後にステップS203では、ステップS
202で求めた線形化特性をステップS201の処理で
用いたフィードバックループ内部における3次元LUTの
前段に埋め込み、ステップS201と同様の処理を再度
行って、3次元LUTを再構成する処理である。
【0034】次に、上述した各ステップについて詳細に
説明する。
【0035】図3は、ステップS201における処理の
流れを機能的に表したブロック図である。まず、同図に
おける各部分の概略について説明する。3次元LUT30
1と補間演算部302から構成される部分は図1におけ
る補間演算部102と対比した時、補間演算部の機能が
同等で3次元LUTが異なる系に相当する。プリンターモ
デル303は、プリンターの出力特性を数値モデル化し
たものであり、規格化された等価中性濃度を入力とし
て、それに対応した標準色空間における出力をシミュレ
ートする。305は、仮想的な入力色票からリファレン
スとなる入力値を生成する入力値リファレンス部であ
る。最後に304は収束計算を行うための収束計算部で
ある。
【0036】動作の詳細を述べる前に、まず、処理の前
提となるプリンターモデル303について説明してお
く。
【0037】このモデルは通常、次のような方法で作成
される。図4にはプリンターモデル作成のためのシステ
ム構成が示されている。まず第一に行うべき事は、出力
γ補正部402で出力γ補正特性を定めることである。
そのためには、ハーフトーニング部403に対して各色
ごとの階調パターンを与えてその印刷出力をプリンター
エンジン404から得た後、測色部405の測定システ
ムで印刷出力を測定する。測定結果と対応する入力か
ら、プリンターの出力γ特性が得られ、その逆特性が求
める補正特性となる。尚、ここでは用いるプリンターエ
ンジンが出力可能な全ての独立な色材について上記特性
を求める。例えばプリンターエンジンがC,M,Y,Kの4色
出力系であれば、これら4色全てに対する補正特性を求
めておく。出力γ補正部402の特性が定まった後、必
要であれば黒生成部401で用いるパラメーターを最適
化する。この操作は、用いる黒生成の方式に依存してそ
の必要性、並びに最適化対象となるパラメーターが変化
する。例えば無彩色の入力に対する各色の混合比を定め
るグレーバランスカーブや、生成される黒の比率を無彩
色入力の関数として規定する場合などが考えられる。こ
うして黒生成部401と出力γ補正部402の特性が定
まったら、黒生成部401に対して等価中性濃度空間か
らサンプリングされた多数の入力を与えてプリンターエ
ンジン404から出力された印刷結果を測色部405で
測定する。ここで得られた測定結果と対応する入力値と
の関係を関数化して等価中性濃度入力から標準色空間出
力を出力するプリンターモデルが完成する。関数化の方
式としては、ダイレクトマッピングによる方法、色変換
と同様にLUTと補間演算を組み合わせた方法、或いは関
数モデルに当てはめてそのパラメーターを最適化する方
法など色々なものが考えられるが、ここでは詳しい説明
は省略する。尚、黒生成部401と出力γ補正部402
で構成されるブロックは、図1における黒生成・出力γ
補正部103と等価な機能を有しており、またハーフト
ーニング部403は同図におけるハーフトーニング部1
04と等価な機能を有しているものとする。
【0038】次に再び図3を参照して動作の詳細につい
て説明する。
【0039】まず、最適化計算に用いるための仮想入力
色票を標準的な色空間である入力空間からサンプリング
する。これらのサンプルは次の2群に分かれている。 (A)無彩色軸上のサンプル群 (B)無彩色軸上以外の領域からとったサンプル群 最適化計算はまず(A)群のサンプルについて行い、無
彩色軸上の格子点値を確定した後、(B)群のサンプル
について行う。このように分けるのは、無彩色軸上の入
力に対し正しく無彩色の等価中性 濃度が出力されるこ
とを保証するためである。
【0040】尚、色票のサンプリング方法としては必ず
しも均等サンプリングである必要はない。例えば、良好
な色再現性が要求される記憶色領域から多数のサンプル
を採り、余り重要でない領域からのサンプル数を相対的
に減じたりする事が可能である。
【0041】これらの仮想入力色票の内の任意の一つを
(Ri,Gi,Bi)で表すことにする。(Ri,Gi,Bi)は同時に
2つの経路へ入力される。一つは3次元LUT301から
プリンターモデル303で構成されるシミュレーション
経路であり、他方は入力値リファレンス生成部305か
らなる経路である。
【0042】後者の経路に入力された座標は、入力値リ
ファレンス生成部305で変換されて(Rri,Gri,Bri)
となる。この変換は、主に再現域マッピングを行う目的
で導入されたものである。即ち、プリンターの色再現域
をあらかじめ求めておき、色空間上で再現域以外の領域
に属する座標を自然な形でプリンター再現域内部の座標
に変換する処理である。なお、再現域マッピングの方式
に関しては、様々なものが存在するが、どのような方式
を用いても本発明の適用範囲を逸脱するものではないの
で、その詳細には触れない。また、この変換が恒等変換
であり本システムに対して何らの作用をもたらさない場
合も含む。
【0043】一方、前者の経路に入力された座標は、3
次元LUT301と補間演算部302で構成されるブロッ
クに入る。前述したようにこのブロックは補間演算部1
02と同様の補間演算機能を持っており、補間演算部1
02と同じアルゴリズムを用いて、補間出力(Ci,Mi,Y
i)を生成する。この出力は等価中性濃度の次元を持っ
ており、Ci=Mi=Yiである時は、無彩色を表す。補間出力
は、プリンターモデル303に入力されて、シミュレー
ト出力(Roi,Goi,Boi)に変換される。
【0044】以上のようにして生成された2つの出力
(Rri,Gri,Bri)、及び(Roi,Goi,Boi)はペアで収束演
算部304に送られる。収束演算部304では、全ての
入力色票について得られた上記のペアから、各ペアの誤
差(多くの場合、標準色空間における色差が用いられ
る)を求め、更にその総和を計算して、最適化のための
評価関数とする。後は、数値収束演算の教える所に従っ
て変数であるところの3次元LUT要素を更新してゆき、
収束判定された時点での値群を解として確定する。ただ
し、(B)群の最適化の際、3次元LUTの無彩色軸上の
格子点は固定しておき変数から除く。
【0045】次に図2におけるステップS202の処理
について説明する。
【0046】ここではまず線形化指数の定義を行う。ま
ずPcPmPy入力空間内にある直線(以後経路直線と呼
ぶ。)をとり、その直線に沿った入力を図12で示され
た系に与える。1201は線形化逆特性であり、この特
性を通過するとPcPmPy空間からRGB空間への変換が行わ
れる。線形化逆特性1201はこれから求めようとする
特性であるため実際には未知であるが、ここでは概念的
に定義されているものとして取り扱う。RGB空間座標に
変換された値は、補間演算部1202に入力される。補
間演算ブロック1202を構成する要素の内、補間演算
部の機能は補間演算部302と同等であるが、3次元LU
TはステップS201で求められたものが用いられてい
る。補間演算ブロック1202の出力は経路直線に沿っ
た入力に対する出力であるため、これを経路特性と呼ぶ
ことにすると、この経路特性は、経路直線の媒介変数の
関数となる。
【0047】次に経路特性に関連づけた直線を選びこれ
を参照直線と呼ぶことにする。線形化指数σは経路特性
をf、参照直線をrとおくと次式で表される。
【0048】
【数1】 (式1) ただしtは経路直線の媒介変数であり、積分はtの定義域
全体について行う。
【0049】今、経路直線として無彩色軸を選択した場
合を例にとり、線形化指数を求める手続きについて図6
を参照しながら説明する。同図において経路特性f(t)
は、t=(Pc=Pm=Py)=[0,1]を7等分したそれぞれの点にお
ける図12のシステムの出力をプロットしたものであ
る。無彩色軸上の入力に対してはC=M=Yが成り立つの
で、3色の経路特性は全て等しくなる。ここではそれを
f(t)で表現した。また1次元LUT1201は恒等変換
であるものと仮定する。また参照直線r(t)は経路特性の
両端を結ぶ直線として定義した。この時、各点ti(i=
0,...,5)における残差ρiは、 ρi=f(ti)−r(ti) (式2) で表される。従って、線形化指数σは次式のようにな
る。
【0050】
【数2】 (式3) 次に、線形化指数を評価関数に用いて、線形化特性10
1を求める手続きについて説明する。線形化特性は、ま
ず上述した線形化逆特性を求めた後、その逆変換を計算
することで得られる。従って最適化計算は図12におけ
る系において線形化逆特性1201を最適化する事を意
味する。
【0051】この手続きについて図7のフローチャート
を参照しながら説明する。
【0052】まずステップS701ではPcPmPy入力空間
における無彩色軸を含む一つまたは複数の経路直線を選
択する。例えば、図8の太線で示した様に、無彩色軸、
各軸、及びPcPm、PmPy、PyPc各平面上の対角線からなる
合計7本の直線を経路直線として選択する。
【0053】ステップS702では、上記で定義された
経路直線それぞれに対応する参照直線を定義する。ここ
では、図6で例示しているのと同じ方法で、参照直線を
定義する。即ち、経路特性の2つの端点を結ぶ直線を参
照直線として用いる。次にステップS703では求めよ
うとする線形化逆特性を初期化する。初期値としては例
えば図9に示された様な直線を与えておけばよい。この
逆特性は、1次元LUTで表されており、その格納値が後
に続く収束演算系における変数として取り扱われる。次
にステップS704とステップS705で構成されるル
ープ内で収束演算を用いた最適化が行われる。この演算
で最小化の対象となる評価関数は上述した線形化指数で
あり、また変数として取り扱われるのは逆特性である。
これらの関係について以下に述べる。
【0054】今、経路直線の媒介変数tを区間[0,1]でN
等分した時、任意の点tjにおける経路直線iに対応した
経路特性は、経路直線を(Pci(t),Pmi(t),Pyi(t))で表
すことにするとfcol(u(Pci(tj)),u(Pmi(tj)),u(Pyi(t
j))) になるので残差は、
【0055】
【数3】 (式4) で表されることになる。(ここにu(R)等は、逆特性であ
る。) 従って、評価関数は(式3)を参考にして
【0056】
【数4】 (式5) と、導かれる。(式5)で導入されたWiは重み係数であ
り、重要な経路に対しては大きな値を設定し、そうでな
い経路に対しては相対的に小さな値を設定する。無論、
全ての経路に関して等しい値を設定しても構わない。最
適化は、上式のσを最小化するuを収束演算で求める手
続きとなる。
【0057】ステップS705で収束判定がなされる
と、逆特性uが確定したことになる。ステップS706
では逆特性の逆関数を計算して、線形化特性を求める。
uは離散化された状態で1次元LUTに格納されているの
で、この逆関数を求める処理は非常に簡単である。例え
ばバイナリーサーチなどを用いてLUTを逆引きすれば良
い。
【0058】再び図2に戻って、ステップS203の処
理について説明する。
【0059】この処理は図13に示したシステムを用い
て行われるが、本質的にステップS201での処理と同
様である。異なる点は、ステップS201の処理では、
図3に示されたように3次元LUTへの入力がRGB空間から
直接行われていたのに対し、線形化特性1301(これ
はステップS202で得られた特性である)によって一
旦PcPmPy空間への変換が行われること(即ち3次元LU
Tの入力空間がPcPmPy空間になること)のみである。後
は、ステップS201の説明で述べたことと同じ処理を
行い、最終的な3次元LUTが作成される。
【0060】(第2の実施形態)次に本発明の第2の実
施形態について説明する。本実施形態における色変換系
の構成は第1の実施形態と同じであり、既に図1を用い
て説明されているので、ここでは省略する。本実施形態
に固有の特徴は、3次元LUTの決定方法にあり、ここで
はそれについて説明することにする。
【0061】図10は、本実施形態における線形化特
性、及び3次元LUTの決定方法を表す簡略化されたフロ
ーチャートである。同図においてステップS201及び
ステップS202で、図2におけるステップと同様の処
理が行われた後、ステップS1001で3次元LUTを求
めている。次にステップS1001における処理の詳細
について図11を参照しながら説明する。
【0062】まずステップS1101では、新しい3次
元LUTの入力空間となるPcPmPy空間から、LUTを構
成する格子点座標を抽出する。この座標は各軸を均等分
割して得られる小立方体の頂点であり、例えば各軸を4
等分した場合は合計125点の格子点が発生する。次に
ステップS1101で得られた全ての座標に対して、ス
テップS1102からステップS1105で構成される
ループ処理が行われる。ループ内の処理ではまずステッ
プS1103で座標変換が行われる。この変換は、PcPm
Py空間からRGB空間への変換であり、ステップS202
で求めた線形化逆特性が用いられる。次にステップS1
104で補間演算が行われその結果が入力座標における
格子点値となる。尚、ステップS1103とステップS
1104で行われる処理は、図12のシステムで行われ
る処理そのものである。以上の処理を全ての格子点座標
について行うことで所望の3次元LUTが得られる。
【0063】ここで述べた様に、新しい3次元LUTを
求める時に本実施形態の方法を適用する事で、処理にか
かるコストを減らすことが出来るという効果がある。
【0064】(第3の実施形態)次に本発明の第3の実
施形態について説明する。本実施形態における色変換系
の構成は第1の実施形態と同じであり、既に図1を用い
て説明されているので、ここでは省略する。本実施形態
に固有の特徴は、線形化特性の求め方にあり、ここでは
それについて説明する。
【0065】線形化特性を求めるために、まず図2にお
けるステップS201の処理を行い、RGB空間入力ベー
スでの3次元LUTを生成する。次にステップS202
で線形化特性を決定するのであるが、本実施形態ではこ
こでの処理方法が第1の実施形態と異なる。
【0066】図14は本実施例における線形化特性の決
定手段を表すフローチャートである。同図において図7
で用いた符号と同じ符号をつけてあるステップは、図7
におけるそれと同じ機能を表している。まずステップS
701及びステップS702で経路直線の選択と参照直
線の定義が行われる。次にステップS1401では1次
元LUTの初期値を設定するが、ここでの処理は図7に
おける処理と異なる。ここでは、線形化逆特性が解析的
な関数でモデル化されていることを前提としている。モ
デルに用いる関数は一価関数、即ち単調で極値を持たず
逆関数が定義できるものでなければならない。例えば、 u(p)=1−px (式6) などが最適であろう。以後、(式6)で特性をモデル化
したものとして説明を進める。
【0067】このモデルにおける最適化対象のパラメー
ターは上式のxである。1次元LUTの初期値設定とは、x
に適当な初期値を与えて(式6)を計算することであ
る。例えばx=1を初期値とし、LUTの入出力精度を8ビッ
トであるとすれば、 で初期値が計算される。
【0068】初期値が設定されたら、ステップS140
2とステップS705で形成される最適化計算処理が行
われる。ここでの処理は、変数が上記のxである事を除
けば図7におけるステップS704とステップS705
での処理と同様である。
【0069】ステップS705で収束判定がなされると
(式6)におけるxが確定したことになるので、ステッ
プS706ではその逆変換を求める。ここでの処理方法
としては、前述した様に確定した線形化逆特性を逆引き
しても良いし、関数形が定まっていることを利用して下
式を用いて計算しても良い。
【0070】u-1=255(1-n/255)1/x (式8) 以上のステップで線形化特性が求まるので、後は第1の
実施形態或いは第2の実施形態で述べた何れかの方法を
用いて3次元LUTを決定する事が可能となる。
【0071】尚、uの関数形としてここでは(式6)を
仮定して議論を進めたが、他の関数モデルを用いること
も勿論可能である。モデルとして好ましいと考えられる
他の関数形を例示するとすれば上式の逆関数である次式
もまた妥当なものであろう。 u(p)=(1-p)x (式9) この時、線形化特性は u-1(R)=1-R1/x (式10) で与えられる。
【0072】以上、述べた通り、関数モデルを用いて線
形化特性を決定することにより、最適化対象変数の数を
削減することが出来るので、処理にかかる時間的なコス
トを減らせる効果がある。また、用いるモデル関数が一
価の関数であるので、得られた線形化逆特性から必ず線
形化特性を求めることが出来る。従って、特性全体を変
数として最適化計算した結果が極値を持ってしまうよう
な場合であっても確実に最適化が行えるという効果が生
じる。
【0073】以上のように上記の実施形態によれば、1
次元LUTと3次元補間演算システムからなる色変換装
置において、1次元LUT特性が実際のプリンター特性
を考慮した上で補間演算システムの入出力特性の線形性
が最大となる様に決定されることにより、入力域全体に
渡って補間精度を向上させる効果がある。また、補間精
度を向上させるために格子点数を増加させる必要がない
ため、システムのRAM容量を節約できるので、装置コ
ストを削減できる効果がある。更に、補間精度が向上す
ることで、色変換過程における出力γ処理などを3次元
LUTへ統合出来る可能性が高くなるため、これらの手
段を省くことができ、更なる装置コストの削減が可能と
なる効果がある。
【0074】
【他の実施形態】また、各実施形態の目的は、前述した
実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコ
ードを記録した記憶媒体(または記録媒体)を、システ
ムあるいは装置に供給し、そのシステムあるいは装置の
コンピュータ(またはCPUやMPU)が記憶媒体に格納され
たプログラムコードを読み出し実行することによって
も、達成されることは言うまでもない。この場合、記憶
媒体から読み出された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
コードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することにな
る。また、コンピュータが読み出したプログラムコード
を実行することにより、前述した実施形態の機能が実現
されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づ
き、コンピュータ上で稼働しているオペレーティングシ
ステム(OS)などが実際の処理の一部または全部を行い、
その処理によって前述した実施形態の機能が実現される
場合も含まれることは言うまでもない。
【0075】さらに、記憶媒体から読み出されたプログ
ラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張カー
ドやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わ
るメモリに書込まれた後、そのプログラムコードの指示
に基づき、その機能拡張カードや機能拡張ユニットに備
わるCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、そ
の処理によって前述した実施形態の機能が実現される場
合も含まれることは言うまでもない。
【0076】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
LUT容量の増加を防止しつつ、補間精度の高精度化を図
ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係わる色変換装置を
表すブロック図である。
【図2】LUTの作成方法の第1の例を表すフローチャ
ート図である。
【図3】3次元LUTを求める構成を示すブロック図で
ある。
【図4】プリンターモデルを作成する際の一連の流れを
表すブロック図である。
【図5】補間演算部における補間空間の一例を表す図で
ある。
【図6】無彩色軸に沿った線形化指数を求める手続きを
説明する図である。
【図7】線形化特性を求める第1の例を表すフローチャ
ートである。
【図8】入力空間から採られる経路直線の一例を示す図
である。
【図9】線形化逆特性を求める手続きにおいて与える初
期値の例を示す図である。
【図10】LUTの作成方法の第2の例を表すフローチ
ャートである。
【図11】3次元LUT作成方法の第2の例を表すフロ
ーチャートである。
【図12】線形化逆特性を求めるシステムを表すブロッ
ク図である。
【図13】3次元LUT作成方法の第1の例で用いるシ
ステムのブロック図である。
【図14】線形化特性を求める第2の例を表すフローチ
ャートである。
【符号の説明】
101 入力線形化手段 102 補間演算手段 103 黒生成と出力γ補正手段 104 ハーフトーニング手段 S201 3次元LUTを求めるステップ S202 線形化特性を求めるステップ S203 3次元LUTを再計算するステップ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2C262 AA24 AB13 BA02 BA20 BC01 BC10 BC15 BC19 EA04 5B057 CE17 CE18 CH01 CH07 CH11 DA08 DB01 DB03 DB06 DB09 DC25 5C077 MP08 PP15 PP32 PP33 PP37 PQ12 PQ22 PQ23 RR19 TT02 5C079 HB01 HB03 HB12 LA02 LA12 LB02 MA01 MA04 MA11 NA03 NA29 PA03

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変
    換する1次元LUTと、その出力を入力空間として構成
    された3次元LUTと補間演算とを用いて、前記第1の
    等価中性濃度空間を第2の等価中性濃度空間へ変換する
    3次元補間演算システムとを備える色変換装置であっ
    て、 前記1次元LUTは、前記3次元補間演算システムの入
    出力特性が、入力域全体、或いは視覚的に特に敏感な領
    域において最大の線形性を持つように構成されているこ
    とを特徴とする色変換装置。
  2. 【請求項2】 前記3次元補間演算システムは、その単
    位補間空間の境界が無彩色軸と一致するものであること
    を特徴とする請求項1に記載の色変換装置。
  3. 【請求項3】 輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変
    換する1次元LUTと、その出力を入力空間として構成
    された3次元LUTと補間演算とを用いて、前記第1の
    等価中性濃度空間を第2の等価中性濃度空間へ変換する
    3次元補間演算システムとを備える色変換装置における
    前記1次元LUTと前記3次元LUTを作製するための
    LUTの作成方法であって、 プリンター特性を数値モデル化してプリンターモデルを
    作成する第1のステップと、 輝度空間からサンプリングされた多数の色票を第1の3
    次元LUTを用いた補間演算システムへ入力し更にその
    出力を前記プリンターモデルへ入力した時の出力と、前
    記色票を再現域圧縮手段に入力して得られる出力とを比
    較してその差が最小となる様に最適化演算で第1の3次
    元LUTを求める第2のステップと、 前記第1の3次元LUTをリファレンスとして入力域全
    域或いは視覚的に特に敏感な領域において前記第1の3
    次元LUTの入出力特性が最大の線形性を示す入力空間
    への変換特性を求める第3のステップと、 前記変換特性に基づいて1次元LUTを計算する第4の
    ステップと、 求めた前記1次元LUTを用いて3次元LUTを再計算
    する第5のステップと、 を有することを特徴とするLUTの作成方法。
  4. 【請求項4】 前記第3のステップは、求める前記変換
    特性の逆特性を仮定した後、その逆特性の入力側を、求
    める最大の線形性を示す入力空間であるものとし、その
    空間内で少なくとも無彩色軸を含む一つ以上の直線経路
    を選択する第1のサブステップと、前記直線経路に沿っ
    た座標を前記逆特性に入力し更にその出力を前記第1の
    3次元LUTを用いた補間演算システムへ入力した時の
    出力特性を前記直線経路の媒介変数の関数である経路特
    性として求める第2のサブステップと、前記経路特性の
    両端を結ぶ直線を参照直線として定義する第3のサブス
    テップと、定義域全域に渡るそれぞれの経路特性と対応
    する参照直線の残差平方和を求める第4のサブステップ
    と、全ての前記経路特性に関する残差平方和を加算して
    評価関数を求める第5のサブステップと、前記評価関数
    を最小化する前記逆特性を収束演算を用いて定める第6
    のサブステップと、求めた前記逆特性を逆変換して前記
    最大の線形性を示す入力空間への変換特性を求める第7
    のサブステップとを有することを特徴とする請求項3に
    記載のLUTの作成方法。
  5. 【請求項5】 前記第5のステップは、求めた1次元L
    UTと3次元LUTを用いた補間演算システムからなる
    系を、前記第2のステップにおける第1の3次元LUT
    と置き換えた構成とし、前記第2のステップと同じ方法
    を用いて3次元LUTを再計算することを特徴とする請
    求項3に記載のLUTの作成方法。
  6. 【請求項6】 前記第5のステップは、求めた1次元L
    UT特性の逆変換を表す第2の1次元LUTと、第1の
    3次元LUTを用いた補間演算システムからなる変換シ
    ステムを用い、前記最大の線形性を示す入力空間におけ
    る3次元LUTの格子点座標を前記変換システムに入力
    して計算することにより、3次元LUTを作成すること
    を特徴とする請求項3に記載のLUTの作成方法。
  7. 【請求項7】 前記第6のサブステップは、前記逆特性
    を離散化された1次元LUTの出力とし、このLUT出
    力値自体を変数として収束演算を行うことを特徴とする
    請求項4に記載のLUTの作成方法。
  8. 【請求項8】 前記第6のサブステップは、前記逆特性
    を一価の関数で近似し、その関数に含まれるパラメータ
    ーを変数として収束演算を行うことを特徴とする請求項
    4に記載のLUTの作成方法。
  9. 【請求項9】 前記逆特性を近似する関数は、入力を
    p、パラメーターをxとしたとき、u(p)=1−pxで表され
    ることを特徴とする請求項8に記載のLUTの作成方
    法。
  10. 【請求項10】 前記逆特性を近似する関数は、入力を
    p、パラメーターをxとしたとき、u(p)=(1-p)xで表され
    ることを特徴とする請求項8に記載のLUTの作成方
    法。
  11. 【請求項11】 請求項3乃至10のいずれか1項に記
    載の方法をコンピュータに実行させることを特徴とする
    制御プログラム。
  12. 【請求項12】 請求項11に記載の制御プログラムを
    コンピュータ読み取り可能に記憶したことを特徴とする
    記憶媒体。
  13. 【請求項13】 輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ
    変換する1次元LUTと、その出力を入力空間として構
    成された3次元LUTと補間演算とを用いて、前記第1
    の等価中性濃度空間を第2の等価中性濃度空間へ変換す
    る3次元補間演算システムと、前記第2の等価中性濃度
    空間を入力として墨版の生成とプリンターの出力γ補正
    を行ってプリンターの印字制御量を出力する手段と、 前記1次元LUTと3次元LUTが請求項3に記載の方
    法で最適化されているとき、3次元LUTの格子点値に
    対応するプリンターの印字制御量を求めて格子点値と置
    き換えることで新たに第2の3次元LUTを生成し、前
    記輝度入力を第1の等価中性濃度空間へ変換する1次元
    LUTと、その出力を入力空間として構成された第2の
    3次元LUTと補間演算とを用いて、直接、プリンター
    の印字制御量を出力する手段と、 を有することを特徴とする色変換装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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