JP3596584B2 - 色変換方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、4色以上のデバイスデータ、例えば、デバイスデータC、M、Y、Kを、出力条件の異なるデバイスデータC、M、Y、Kに変換する色変換方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
印刷物やCRT等の出力媒体に対してカラー画像を出力する画像出力装置では、C、M、Y、Kや、R、G、Bのデバイスデータに基づいて、網%の面積変調や濃度変調を前記出力媒体上で実現することにより、前記カラー画像を再現している。この場合、再現されるカラー画像の色特性は、使用する色材や出力媒体(出力用紙、蛍光体等)の性質、あるいは、その他の印刷条件等からなる出力条件に依存している。
【0003】
このような出力条件に対応して、所望のカラー画像を得ることのできるデバイスデータを求める方法が種々提案されている。例えば、特開平3−131920号公報に記載された技術のように、特定のプリンタや印刷条件下で予め求めた色変換テーブルを利用して直接写像変換を行うことによりデバイスデータを求める方法や、特開平4−362869号公報に記載された技術のように、異なる画像出力装置の測色値が一致するようにマスキング処理の係数の最尤解を求め、この係数を用いてデバイスデータを得るようにした方法がある。
【0004】
ところで、カラー印刷物を作成するような画像出力装置においては、出力する画像に対して種々のバリエーションが求められる。例えば、色材や出力媒体を選択し、且つ、前記色材の量を調整することで所望の画像が得られるようにする作業が要求される。しかしながら、前述した従来技術では、このような要請に対応した高精度な色変換を行うことは困難である。
【0005】
すなわち、カラー印刷物を作成する場合、一般にデバイスデータとしてC、M、Y、Kの4色が使用される。従って、例えば、写像元のデバイスデータC、M、Y、Kを出力条件の異なる写像先のデバイスデータC′、M′、Y′、K′に変換するためには、一旦デバイスデータC、M、Y、Kをデバイスに依存しないL* 、a* 、b* 等の測色値に変換した後、前記測色値からデバイスデータC′、M′、Y′、K′に変換する必要がある。この場合、測色値が3変数であるのに対して、デバイスデータが4変数であるため、前述した従来技術では、高精度な変換関係を得ることができない。特に、印刷物においては、グレー等の注目色を保存し、且つ、他の色の犠牲が少なくなるような変換関係を求めなければならず、そのために多大な労力を払ってセットアップ作業を行っているのが現状である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、出力条件の異なる4色以上のデバイスデータ間において、極めて容易に色変換し、所望の色を得ることのできる色変換方法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】
本発明に係る色変換方法は、4色以上のデバイスデータを用いて形成されるカラー画像の異なる出力条件間での色変換方法であって、
各出力条件における4色以上のデバイスデータから測色値への写像を順変換関係として求めるステップ(S1A、S1B)と、
写像先の前記順変換関係において、前記デバイスデータの3色を除く残りの色を所定値に固定し、前記測色値から前記3色の前記デバイスデータへの写像を前記順変換関係の逆変換関係として前記残りの色の所定値毎に求めるステップ(S2B)と、
写像元の前記出力条件における任意のデバイスデータに対する測色値を写像元の前記順変換関係から求めるステップ(S2A)と、
写像元の前記出力条件における前記測色値の明度を、写像先の前記出力条件における写像範囲の明度に変換するステップ(S4)と、
写像元の前記出力条件における前記残りの色の任意のデバイスデータに対する写像先の前記出力条件における前記逆変換関係を求めるステップ(S3B)と、
明度が写像先の前記出力条件における写像範囲に変換された前記測色値に対する写像先の前記出力条件におけるデバイスデータを、前記残りの色の任意のデバイスデータに対する写像先の前記出力条件における前記逆変換関係から求めるステップ(S5)と、
からなることを特徴とする。
【0008】
この場合、デバイスデータの変換処理を行う際、デバイスデータの3色を除く残りの色、例えば、デバイスデータKに応じて逆変換関係を選択し、あるいは、補間した後、その関係を用いて前記3色のデバイスデータの変換を行うようにしているため、4色以上のデバイスデータ間での変換処理を極めて容易、迅速且つ高精度に行うことができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
図1は、本発明の実施形態である色変換方法の全体フローチャートを示す。以下の説明においては、所定のインクや印刷用紙、印圧等の印刷条件である出力条件Aで印刷物を作成する画像出力装置における写像元のデバイスデータC、M、Y、Kを、再現域(Gamut )等の色再現特性が前記出力条件Aとは異なる印刷条件である出力条件Bで印刷物を作成する他の画像出力装置における写像先のデバイスデータC′、M′、Y′、K′に変換する場合について説明する。なお、デバイスデータとしては、C、M、Y、K以外の特定の色(特色)を含む場合であってもよく、また、C、M、Y、K以外の組み合わせであってもよい。
ステップS1A、S1B
先ず、各出力条件AおよびBにおいて、デバイスデータC、M、Y、K(以下、必要に応じてデバイスデータCMYK等と記す。)からデバイスに依存しない測色値L* 、a* 、b* (以下、必要に応じて測色値Labと記す。)を導く順変換関数HA およびHB (順変換関係)を求める。この場合、CIE表色系の測色値Lab以外に、測色値L* 、u* 、v* 、三刺激値X、Y、Z等のデバイスに依存しない共通色空間データを用いて順変換関係を求めるようにしてもよい。
【0010】
順変換関数HA を求めるためには、例えば、出力条件Aに設定された画像出力装置を用いて、デバイスデータCMYKを10%ずつ変えて複数のカラーパッチを作成し、その測色値Labを測色計を用いて測定することにより、規則格子上のデバイスデータCMYKから不規則格子上の測色値Labへの写像を求める。次いで、このようにして求められた写像関係から、誤差を最小化する最尤二乗法等を用いることで、
Lab=HA (CMYK)
として、任意のデバイスデータCMYKから測色値Labを求めることのできる順変換関数HA が得られる。
【0011】
例えば、最尤二乗法では、デバイスデータCMYKと測色値Labとの関係は、例えば、カラーパッチのデバイスデータCMYKをC1、M1、Y1、K1、…、Ck、Mk、Yk、Kkとし、それに対する測色値LabをL1、a1、b1、…、Lk、ak、bkとし、これらを線形結合する係数をa0、a1、…、amとし、
【0012】
【数1】
【0013】
と定義した場合、測色値L* とデバイスデータCMYKとの関係をVL=ML・ALとすることができる。同様に、測色値a* とデバイスデータCMYKとの関係および測色値b* とデバイスデータCMYKとの関係をVa=Ma・Aa、Vb=Mb・Abとすることができる。
【0014】
ここで、最尤解ALを求めた場合の誤差をeとし、行列VLの転置行列をVLT とすると、誤差eは、
と表される。この誤差eを最小にする最尤解ALは、
AL=(MLT ・ML)・MLT ・VL
として求められる。最尤解Aa、Abも同様にして求めることができる。これらの最尤解AL、Aa、Abを用いて、任意のデバイスデータCMYKから測色値Labを求めることのできる順変換関数HA が得られる。
【0015】
同様に、出力条件Bに設定された画像出力装置を用いてカラーパッチを作成し、測色値Labを測定した後、誤差を最小化する最尤二乗法等を用いることで、
Lab=HB (C′M′Y′K′)
として、任意のデバイスデータC′M′Y′K′から測色値Labを求めることのできる順変換関数HB が得られる。
ステップS2B
次に、ステップS1Bで求めた順変換関数HB において、デバイスデータK′を所定値に固定し、
C′M′Y′=HBK −1(Lab)
として、任意の測色値LabからデバイスデータC′M′Y′を得る逆変換関数HBK −1(逆変換関係)を各デバイスデータK′毎に求める。なお、デバイスデータK′毎の複数の逆変換関数HBK −1の集合を逆変換関数ユニットGと定義する。
【0016】
この場合、デバイスデータC′M′Y′から得られる測色値Labは、一般に不規則格子上に配置されており、任意の測色値Labに対するデバイスデータC′M′Y′を単純に逆演算しても求めることができないため、逐次近似法等を用いて逆変換関数HBK −1を求める。
【0017】
以下に、逐次近似法の代表例であるニュートン法を用いた逆変換関数HBK −1の算出方法を説明する。
【0018】
先ず、測色値Labの任意の目標値をL0* 、a0* 、b0* とし、繰り返し演算での許容誤差をΔEminとする。次いで、デバイスデータC′M′Y′の既知の初期値をC1、M1、Y1と設定し、ステップS1Bで求めた順変換関数HB を用いて、デバイスデータC1、M1、Y1に対する測色値L1* 、a1* 、b1* を求める。そして、目標値である測色値L0* 、a0* 、b0* と、前記測色値L1* 、a1* 、b1* との誤差ΔEを算出し、許容誤差ΔEminと比較する。この場合、|ΔE|<ΔEminでなければ、修正値ΔC、ΔM、ΔYを算出して初期値C1、M1、Y1を修正し、前記の処理を繰り返す。
【0019】
なお、前記修正値ΔC、ΔM、ΔYは、次のようにして求めることができる。すなわち、デバイスデータC′M′Y′に対する測色値Labが微小範囲内で線形であると仮定すると、修正値ΔC、ΔM、ΔYと測色値Labの微小変化量ΔL* 、Δa* 、Δb* とは、
【0020】
【数2】
【0021】
の関係を満たすことになる。なお、Jはヤコビアン行列である。従って、修正値ΔC、ΔM、ΔYは、
【0022】
【数3】
【0023】
として求められる。
【0024】
以上のようにして繰り返し演算を行うことにより、任意の測色値LabからデバイスデータC′M′Y′を求めることのできる逆変換関数HBK −1が得られる。
【0025】
ここで、前述したニュートン法による逐次近似法で逆変換関数HBK −1を算出する際、その演算途中において算出される測色値LabおよびデバイスデータC′M′Y′が当該画像出力装置の色再現域外となる場合があるため、このような色再現域外の測色値LabおよびデバイスデータC′M′Y′を予めノイゲバウア式等に代表される線形結合式を用いて仮想データとして設定しておく必要がある。
【0026】
そこで、ノイゲバウア式を用いて前記仮想データを設定する方法を説明する。説明を簡単にするために、例えば、印刷用紙上にCおよびMのインクに基づいて画像が形成されるものとする。前記印刷用紙の測色値LabをDw、Cのインクの測色値LabをDc、Mのインクの測色値LabをDmとし、デバイスデータCに基づくCの色の網点面積比をc、デバイスデータMに基づくMの色の網点面積比をmとすると、得られる測色値Sは、
S=Dw・(1−c)・(1−m)+Dc・c・(1−m)+Dm・m・(1−c)+Dc・Dm・m・c
として求めることができる。なお、Dw、Dc、DmおよびSは、測色値L* 、a* 、b* 毎に設定されるものとする。
【0027】
また、前記の測色値Sを求めるノイゲバウア式に対して、さらに、印刷特有の階調再現特性(ドットゲイン)やインク間の非加算的な特性(トラッピング)を考慮した補正を加えることで、より現実的な印刷系に近い仮想データを設定することができる。例えば、単色に対するドットゲインは、ユール(Yule)とニールセン(Nielsen )による補正式やマレイ(Murray)とデービス(Davies)による補正式、あるいは、単純な多項式近似による補正式を用いて補正することができる。具体的には、Cの色に対するドットゲインの補正式をdc(c)、Mの色に対するドットゲインの補正式をdm(m)として、前記ノイゲバウア式において、c=dc(c)、m=dm(m)に置換することで、ドットゲインを考慮した仮想データを得ることができる。また、各インクの色の測色値Labがトラッピング等により変化する場合には、例えば、Cの色に対する変化を関数jc(Dc,c)、Mの色に対する変化を関数jm(Dm,m)として、前記ノイゲバウア式において、Dc=jc(Dc,c)、Dm=jm(Dm,m)に置換することで、トラッピング考慮した仮想データを得ることができる。
【0028】
さらに、前記仮想データは、上述したノイゲバウア式を用いる代わりに、既知の測色値LabとデバイスデータC′M′Y′K′との関係より、最尤二乗法等の線形計画法を用いて求めることもできる。
【0029】
次に、以上のようにして準備された順変換関数HA および逆変換関数HBK −1を用いて、出力条件Aにおける任意のデバイスデータCMYKを出力条件BのデバイスデータC′M′Y′K′に変換する処理について、図2の模式図に従って説明する。
ステップS2A
先ず、出力条件Aの任意のデバイスデータCMYKに対する測色値LabをステップS1Aで求めた順変換関数HA を用いて求める。
ステップS3B
一方、出力条件BのデバイスデータC′M′Y′K′に対して任意に設定されるデバイスデータK′に対応する逆変換関数HBK −1を逆変換関数ユニットGから選択する。この場合、デバイスデータK′に対応する逆変換関数HBK −1がないときには、デバイスデータK′に隣接する逆変換関数HBK −1、例えば、Kt≦K′≦Ksの関係にある逆変換関数HBKt −1あるいは逆変換関数HBKs −1を選択する。なお、デバイスデータK′は、出力条件AのデバイスデータKに等しく設定してもよい。また、補間する場合の処理については、後述する。
ステップS4
ここで、ステップS2Aで求めた測色値Labと、ステップS3Bで選択した逆変換関数HBK −1とから、出力条件BでのデバイスデータC′M′Y′を求める処理(ステップS5)に先立ち、出力条件Aと出力条件Bとの間での写像可能な範囲の調整を行う。
【0030】
すなわち、各出力条件AおよびBの画像出力装置において、出力可能な画像の最大濃度および最小濃度は、使用するインクや印刷用紙の濃度によって決定されており、その範囲外の濃度からなる画像を形成することはできない。例えば、図3の(a)に示すように、出力条件Aでは、範囲aの濃度で画像を作成することができる。また、図3の(c)に示すように、出力条件Bでは、範囲bの濃度で画像を作成することができる。そこで、これらの出力条件AおよびBの間で写像可能な範囲を調整するため、図3の(b)に示す階調変換カーブPを設定する。なお、この階調変換カーブPは、出力条件Aでの測色値Lab(明度L* )を出力条件Bでの測色値Lab(明度L* )に変換するものであり、そのカーブ形状を調整することにより、出力条件Bでの画像の階調を任意に調整することが可能である。
【0031】
そこで、前記のように設定された階調変換カーブPを用いて、ステップS2Aで求めた出力条件Aの任意のデバイスデータCMYに対する測色値Labを出力条件Bの写像範囲の測色値Labに変換する。
ステップS5
次に、ステップS3Bで選択した逆変換関数HBK −1に対して、前記のようにして求められた測色値Labを適用することで、出力条件BでのデバイスデータC′M′Y′K′を求める。
【0032】
図3の(d)は、出力条件Aでの任意のデバイスデータCMYKと、デバイスデータCMYKから以上のようにして求められた出力条件BでのデバイスデータC′M′Y′K′との関係を示したものである。なお、図3の(d)の関係をデバイスデータK毎に設定しておき、直接、デバイスデータCMYKからデバイスデータC′M′Y′K′を求めるようにしてもよい。
【0033】
以上のようにして、写像元のデバイスデータCMYKから写像先のデバイスデータC′M′Y′K′を容易且つ高精度に求めることができる。
【0034】
次に、ステップS3Bにおいて、逆変換関数HBK −1をデバイスデータK′に応じて補間する場合について説明する。
【0035】
先ず、補間処理の方法として、出力条件BでのデバイスデータK′に従って逆変換関数HBK −1を内分計算によって求める場合、例えば、デバイスデータK′の前後にあるデバイスデータKtおよびKs(Kt≦K′≦Ks)に対応する逆変換関数HBKt −1およびHBKs −1を逆変換関数ユニットGから選択する。次いで、これらの逆変換関数HBKt −1およびHBKs −1を(Ks−K′):(K′−Kt)の内分比率で内分処理することにより、デバイスデータK′に対応する新たな逆変換関数HBK −1を求める。そして、この逆変換関数HBK −1を用いて、測色値LabからデバイスデータC′M′Y′への写像を求めることができる。
【0036】
また、内分計算をするにあたり、内分比率を出力条件AのデバイスデータCMYKの測色値Labである明度L* に基づいて設定するようにしてもよい。
【0037】
例えば、出力条件Aにおける順変換関数HA (ステップS1Aで設定されている。)を用いて、出力条件AのデバイスデータCMYKの明度L* を求め、この明度L* に対する内分比率αを図4に示すように設定されたテーブルa1〜a3から所望の特性のテーブルを選択して決定する。具体的には、例えば、出力条件BのデバイスデータC′M′Y′は、テーブルa1〜a3によって決定した内分比率αにより、
C′M′Y′=α・gKs+(1−α)・gKt
として求められる。この場合、明度L* が低いほどデバイスデータK′が増え、デバイスデータC′M′Y′が減少することになる。
【0038】
さらに、出力条件AのデバイスデータCMYKの明度L* や彩度のヒストグラムを用いて、例えば、明るい画像に対しては内分比率が小さくなるようにし、暗い画像に対しては内分比率が大きくなるように動的に設定するようにしてもよい。具体的には、内部比率のテーブルを多項式で近似し、そのカーブの形状をヒストグラムの値と相関させて変更する方法が考えられる。
【0039】
さらにまた、デバイスデータC′M′Y′K′のオブジェクト属性に基づき、例えば、デバイスデータC′M′Y′K′が文字画像に係るものであれば内分比率αを1に固定し、その他の画像に対しては、前述したように内分比率を画像に応じて設定するようにしてもよい。
【0040】
なお、上述した実施形態では、写像元の4色のデバイスデータCMYKを写像先の4色のデバイスデータC′M′Y′K′に変換する場合について説明したが、5色以上のデバイスデータ間においても、同様にして色変換を行うことができる。例えば、デバイスデータがC、M、Y、K、Bの5色であるとすると、デバイスデータK、Bを固定し、残りの3色のデバイスデータCMYについて順変換関係、逆変換関係等を前記デバイスデータK、Bの組み合わせ毎に求め、それに基づいてデバイスデータCMYKB間の色変換を行うようにすればよい。
【0041】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る色変換方法によれば、出力条件の異なる4色以上のデバイスデータ間において、変換関係をデバイスデータの3色を除く残りの色毎に設定することにより、極めて簡易且つ迅速に写像を行うことができる。しかも、前記変換関係の設定されていない前記残りの色に関しては、その間を補間処理することで求めることができるので、それによって高精度な写像も実現される。また、前記補間処理を写像元の画像の特徴に応じて調整することで、写像先において所望の色調からなる画像を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の色変換方法の全体フローチャートである。
【図2】本実施形態の色変換方法において、順変換関係および逆変換関係を用いた変換関係の説明図である。
【図3】本実施形態の色変換方法におけるデバイスデータの変換関係の説明図である。
【図4】本実施形態の色変換方法における変換関係の内分比率を設定するテーブルの説明図である。
Claims (7)
- 4色以上のデバイスデータを用いて形成されるカラー画像の異なる出力条件間での色変換方法であって、
各出力条件における4色以上のデバイスデータから測色値への写像を順変換関係として求めるステップ(S1A、S1B)と、
写像先の前記順変換関係において、前記デバイスデータの3色を除く残りの色を所定値に固定し、前記測色値から前記3色の前記デバイスデータへの写像を前記順変換関係の逆変換関係として前記残りの色の所定値毎に求めるステップ(S2B)と、
写像元の前記出力条件における任意のデバイスデータに対する測色値を写像元の前記順変換関係から求めるステップ(S2A)と、
写像元の前記出力条件における前記測色値の明度を、写像先の前記出力条件における写像範囲の明度に変換するステップ(S4)と、
写像元の前記出力条件における前記残りの色の任意のデバイスデータに対する写像先の前記出力条件における前記逆変換関係を求めるステップ(S3B)と、
明度が写像先の前記出力条件における写像範囲に変換された前記測色値に対する写像先の前記出力条件におけるデバイスデータを、前記残りの色の任意のデバイスデータに対する写像先の前記出力条件における前記逆変換関係から求めるステップ(S5)と、
からなることを特徴とする色変換方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記出力条件は、印刷条件であることを特徴とする色変換方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記デバイスデータは、デバイスデータC、M、Y、Kであり、前記残りの色がデバイスデータKに係る色であることを特徴とする色変換方法。 - 請求項1記載の方法において、
前記測色値は、CIE表色系における測色値L*、a*、b*であることを特徴とする色変換方法。 - 請求項1記載の方法において、
測色値に対する写像先の前記出力条件におけるデバイスデータは、前記デバイスデータを構成する前記残りの色のデバイスデータに最も近い前記所定値に対する前記逆変換関係から求めることを特徴とする色変換方法。 - 請求項1記載の方法において、
測色値に対する写像先の前記出力条件におけるデバイスデータは、前記デバイスデータを構成する前記残りの色のデバイスデータの前後の前記所定値に対する前記逆変換関係から補間処理により求めることを特徴とする色変換方法。 - 請求項6記載の方法において、
前記補間処理は、写像元のデバイスデータにより構成される画像の特性に従って重み付け処理されることを特徴とする色変換方法。
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