JP4154051B2 - 色処理装置およびその方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ガマット圧縮を行う色処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーモニタとカラープリンタとを有するコンピュータシステムやビデオプリンタにおいて、モニタ上で作成および/または加工したカラー画像、あるいは、受像機により受信されたカラー画像をプリント出力する場合がある。
【０００３】
蛍光体を用いて特定波長の光を発光することによりカラー画像を表現するカラーモニタと、インクなどを用いて特定波長の光を吸収し、残る反射光によってカラー画像を表現するカラープリンタとでは、色再現域が大きく異なることは周知のとおりである。さらに、カラーモニタにおいても、液晶使用するもの、電子銃方式のブラウン管を使用するもの、プラズマ方式を使用するものなど、それぞれ色再現域が異なる。同様に、カラープリンタにおいても、紙質などの違いや、インクの使用量の相違などで色再現域が異なる。
【０００４】
このため、カラーモニタ上に表示される画像と、カラープリンタにより出力される画像、あるいは、複数種類のプリンタおよび複数種類の記録紙を用いて出力されるカラー画像においては、それらの色を測色的な意味において完全に一致させることは不可能である。従って、各出力媒体に表示（形成）されるカラー画像を人間が知覚する際、各画像間の色味に大きな差異が感じられる。
【０００５】
このような色再現域の異なる出力媒体間において、表示（形成）されるカラー画像の知覚上の色味の違いを吸収し、色味の知覚的一致を図るための画像処理技術として、ガマット(gamut)圧縮あるいはカラーマッチングが存在する。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
ある画像処理技術によれば、すべての色について、カラーモニタで用いる色信号とカラープリンタで用いる色信号との差分二乗の和すなわち差分二乗和をとって、この差分二乗和が最小になるようなガマット圧縮が行われる。しかしながら、この技術は、両デバイスの色再現域内においては良好な結果を得るものの、範囲外の色信号に対しては階調の喪失などの発生により画像情報が著しく損なわれる。このため、両デバイスの色再現域外の色信号を有する画像においては、それらデバイスにより表示または形成される画像の色は著しく異なって観察される。
【０００７】
また、前記の階調性の問題を考慮して、階調性をできるだけ失わない、という条件の下で様々なガマット圧縮技術が開発されている。しかしながら、これらの技術においては、ある色を表現する際のカラーモニタの色信号とカラープリンタの色信号との差分信号の振幅が、すべての色において大きくなるため、やはり、それらデバイスにより表示または形成される画像の色は著しく異なって観察される。
【０００８】
このように、上記の二つの問題を同時に解決することが可能なガマット圧縮技術が必要とされている。
【０００９】
本発明は、異なるデバイスおよび/または異なる記録媒体に形成および/または表示される色が近似した色として知覚されるように色信号を変換する、高精度な色再現を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１１】
本発明にかかる色処理装置は、第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理装置であって、前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮する手段と、前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮する手段と、前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御手段とを有し、前記明度圧縮制御手段は、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる色処理方法は、第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理方法であって、前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮するステップと、前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮するステップと、前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御ステップとを有し、前記明度圧縮制御ステップは、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の信号処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
【第１実施形態】
［システム構成］
図1は本発明にかかる第1実施形態の色信号変換装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【００２５】
図1において、201はCPU、202はRAMなどからなるメインメモリ、203はSCSI(Small Computer Standard Interface)インタフェイス(I/F)、204はネットワークインタフェイス、205はハードディスクドライバ(HDD)、206はグラフィックアクセラレータ、207はカラーモニタ、208は色信号変換器、209はカラープリンタ、210はキーボード/マウスコントローラ、211はキーボード、212はマウスなどのポインティングデバイス、213はローカルエリアネットワーク(LAN)、および、214は例えばPCI(Peripheral Component Interconnect)バスである。なお、CPU201は、ROM215および/またはHDD205に予め格納されたプログラムおよびデータに従い、後述する各種処理を実行する。
【００２６】
上記構成において、HDD205に格納されている画像データは、CPU201の指令によりSCSI I/F203およびPCIバス214を介してメインメモリ202に転送される。また、LAN213に接続されたサーバに格納されている画像データ、あるいは、インターネット上の画像データも、CPU201の指令によりネットワークI/F204およびPCIバス214を介してメインメモリ202に転送される。メインメモリ202に保持された画像データは、CPU201の指令によりPCIバス214を経てグラフィックアクセラレータ206に転送される。グラフィックアクセラレータ206は、画像データを必要ならばディジタル-アナログ(D/A)変換した後、ディスプレイケーブルを通してカラーモニタ207に送信する。従って、カラーモニタ207には画像データに対応する画像が表示される。
【００２７】
ここで、キーボード211やマウス212によりユーザから、メインメモリ202に保持されている画像をカラープリンタ209で印刷する指示（プリント命令）を受けると、CPU201は然るべきカラーモニタの色再現域情報、および、然るべきカラープリンタの色再現域情報をHDD205からメインメモリ202へ転送させ、その後、前記二つの色再現域情報を色信号変換装置208へ転送する。次に、CPU201からの指令によりメインメモリ202に保持されている画像データがPCIバス214を経て色信号変換器208に転送される。色信号変換器208は、入力される画像データに対して色信号変換を行った後、変換結果の画像データをカラープリンタ209へ送信し、カラープリンタ209により画像データに対応する画像が記録紙上に印刷される。
【００２８】
ユーザは、プリント命令を発行する際または予め、印刷に使用するプリンタ機種および記録紙の種類、並びに、モニタ機種を選択する。この選択情報を基に、CPU201は、HDD205に保持されている複数の色再現域情報から何れを選択すべきかを判断する。
【００２９】
［色信号変換器］
図2は色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、Lab色空間上でガマット圧縮を行う例を説明する。
【００３０】
色信号変換器208は、モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する。色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００３１】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。
【００３２】
102は色信号分離部で、入力されるLab信号を明度成分Lと色度成分abとに分離し、明度成分であるL信号を明度圧縮部103へ、色度成分であるab信号を彩度圧縮部104へそれぞれ出力する。明度圧縮部103は、モニタ色域情報とプリンタ色域情報とから抽出される明度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるL信号に対して明度圧縮を行い、圧縮結果のL信号を色信号合成部105へ出力する。彩度圧縮部104は、モニタ色域情報とプリンタ色域情報とから抽出される彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるab信号に対して彩度圧縮を行い、圧縮結果のab信号を色信号合成部105に出力する。
【００３３】
色信号合成部105は、入力されるL信号およびab信号を合成し、Lab信号として色域検査部106へ出力する。色域検査部106は、入力されるLab信号がプリンタ色域内であるかプリンタ色域外であるかを判断し、プリンタ色域内である場合には入力されたLab信号を出力し、プリンタ色域外である場合には色差最小になるプリンタ色域内のLab信号を出力する。
【００３４】
上記の構成において、色信号変換器208は次のように動作する。動作に先立ち、CPU201からの指令によりカラーモニタの色再現域情報およびプリンタの色再現域情報が送信され、それぞれ記憶部107および108にモニタ色域情報およびプリンタ色域情報として記憶される。この後、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバス214を経由して色信号変換器208へラスタスキャン順に送信される。ここで、色信号変換器208は、画像データにおける各画素のLab信号に対してガマット圧縮による色信号変換を行い、カラープリンタ209へ順次送信する。
【００３５】
つまり、この色信号変換動作において、入力されたLab信号は、まず、色信号分離部102によりL信号とab信号に分離された後、色信号変換器101を構成する各回路においてガマット圧縮処理が施される。
【００３６】
●明度圧縮部
明度圧縮部103は、入出力関係を定義する関数f(・)によって制御される。すなわち、明度圧縮部103に入力されるL信号であるLinと、出力されるL信号であるLoutとの間にはLout=f(Lin)なる関係がなり立つ。f(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数である。
f(・)の台は[Lmin_monitor, Lmax_monitor]
台においてf(・)はすべての点で連続
f(Lmin_monitor) = Lmin_printer
f(Lmax_monitor) = Lmax_printer
f'(Lmin_monitor) =α, α: 0≦α
f'(Lmax_monitor) =β, β: 0≦β
f(mi) = mi, i: 0≦i≦n-2, mi: Lmin_printer ＜ mi ＜ Lmax_printer
f'(mi) = 1, i: 0≦i≦n-2, mi: Lmin_printer ＜ mi ＜ Lmax_printer
f'(x)≠0, x: Lmin_monitor ＜ x ＜ Lmax_monitor
ここで、Lmin_monitor: モニタの黒色のL値
Lmax_monitor: モニタの白色のL値
Lmin_printer: プリンタの黒色のL値
Lmax_printer: プリンタの白色のL値
α: 明度圧縮の最暗点付近における圧縮率を制御する値
β: 明度圧縮の最明点付近における圧縮率を制御する値
mi: 任意の値
【００３７】
圧縮率を制御する値αは、Lmin_monitorとLmin_printerの差が大きくなるに従って小さくする。すなわち、最も暗い点である最暗点付近における圧縮率を大きくする。他方、圧縮率を制御する値βは、Lmax_monitorとLmax_printerの差が大きくなるに従って小さくする。すなわち、最も明るい点である最明点付近における圧縮率を大きくする。本実施形態では、f(・)を例えば5ノット(knot)4セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現している。また、例えばm1=40、m2=50およびm3=70とする。
【００３８】
ここで、本実施形態を用いたあるプリンタ出力において、Lmin_monitor=0、Lmax_monitor=100、Lmin_printer=20およびLmax_printer=90である場合の明度の入出力関係を図3に示す。
【００３９】
●彩度圧縮部
図4は彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。端子125からab信号が入力され、端子126から彩度が圧縮されたab信号が出力される。また、端子127からはモニタ色域情報が、端子128からはプリンタ色域情報が入力される。
【００４０】
座標信号変換部121は、直交座標系により色度が表現されたab信号を、極座標系により色度を表現するhc信号に変換する。ここで、h信号は極座標系における角度、すなわち色相を表し、c信号は極座標系における原点からの距離、すなわち彩度を表す。色信号分離部122は、入力されるhc信号を色相成分hと彩度成分cとに分離し、色相成分であるh信号を座標信号変換部124および彩度計算部123へ、彩度成分であるc信号を彩度計算部123へ出力する。
【００４１】
彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相における彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算する。計算結果のc信号は座標信号変換部124へ出力される。座標信号変換部124はhc信号をab信号に変換し出力する。
【００４２】
彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)によって制御される。すなわち、彩度計算部123に入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間にはcout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)は三次関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = 1
g'(Cmax_monitor) =γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【００４３】
上式において、Cmax_monitorは、h信号とモニタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは、h信号とモプリンタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。また、γは最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorとCmax_monitorの関係により、彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitorとCmax_printerとの比Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００４４】
図5は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、彩度の入出力関係を示す図である。なお、Cmax_monitor=60.51およびCmax_printer=40.17である。
【００４５】
本実施形態によれば、ある機種のカラーモニタと、ある機種のカラープリンタとにおいて、普通紙あるいは専用記録紙などの複数種類の紙質についてガマット圧縮を行った場合のそれぞれの明度圧縮入出力特性を重ね合わせると、図6に示すようになる。すなわち、紙質によらず中程度の明度は保存される。一方、最明点付近あるいは最暗点付近においては、色再現可能な明度レンジに応じて圧縮率が大きく変化する。
【００４６】
本実施形態によれば、色の連続性を保ち、かつ、プリンタの色域外の階調を再現することができる。さらに、人間が敏感であり、自然画像（写真画像）に含まれる頻度が高い色域である中明度領域（図3参照）および低彩度領域（図5参照）を高精度に再現することができる。従って、プリンタ色域外に色が含まれる入力画像をプリンタで良好に再現することが可能になる。
【００４７】
また、中明度領域および低彩度領域を高精度に再現できるので、図6に示されるように、色再現特性（色域）が異なる各種の記録紙（記録媒体）において、中明度および低彩度領域に対する色再現性を整合させることができ、各記録紙の色味を合せることが可能になる。
【００４８】
【第２実施形態】
以下、本発明にかかる第2実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４９】
本実施形態は、第1実施形態における彩度圧縮部104の動作を変更したものである。彩度圧縮部104の彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)によって制御される。すなわち、彩度計算部123に入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間にはcout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数である。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = 1
g'(Cmax_monitor) =γ, γ: γ > 0
g(mi) = mi, i: 0≦i≦n-2, mi: 0 < mi < Cmax_monitor
g'(mi) = 1, i: 0≦i≦n-2, mi: 0 < mi < Cmax_monitor
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【００５０】
ここで、Cmax_monitorは、h信号とモニタ色域情報とから計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは、h信号とプリンタ色域情報とから計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。また、γは最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_printerとCmax_monitorの関係により彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitorとCmax_printerとの比Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００５１】
本実施形態では、g(・)を例えば2セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現する。また、例えばm1=1/2×Cmax_monitorとする。
【００５２】
図7は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、彩度の入出力関係を示す図である。なお、Cmax_monitor=60.51およびCmax_printer=40.17である。
【００５３】
【第３実施形態】
以下、本発明にかかる第3実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５４】
図8は本発明にかかる第3実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【００５５】
モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００５６】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。また、記憶部312はモニタ色域に対して明度および彩度の圧縮が行われた結果の情報を記憶する。
【００５７】
マルチプレクサ(MUX)302は、端子313を介して入力されるCPU201からの選択信号に基づき、記憶部107または端子109から入力される信号を選択し、色信号分離部102へ出力する。色信号分離部102、明度圧縮部103、彩度圧縮部104および色信号合成部105による処理は、第1実施形態において図2を用いて説明した処理と同じであるから、その説明を省略する。
【００５８】
色信号合成部105から出力されるLab信号は、デマルチプレクサ(DMUX)307へ入力され、CPU201からの選択信号に従い記憶部312もしくは明度調整部308へ出力される。明度調整部308は、入力されるLab信号、プリンタ色域情報および記憶部312に記憶された色域圧縮情報から定められる入出力関係に従いL信号の変換を行い、その変換結果であるLab信号を上述した色域検査部106へ出力する。
【００５９】
上記の構成において、色信号変換器208は次のように動作する。動作に先立ち、CPU201からの指令によりカラーモニタの色再現域情報およびプリンタの色再現域情報が送信され、それぞれ記憶部107および108にモニタ色域情報およびプリンタ色域情報として記憶される。次に、色信号変換器208は、明度および彩度圧縮を施したモニタ色域情報である色域圧縮情報を作成して記憶部312へ格納する。この処理において、MUX302は記憶部107から入力される信号を選択し、DMUX307は記憶部312への出力を選択する。
【００６０】
上記処理が完了すると、色信号変換器208は、入力されるモニタガマット上のLab信号にガマット圧縮を施す色信号変換処理を行う。この処理において、MUX302は端子109から入力される信号を選択し、DMUX307は明度調整部308への出力を選択する。
【００６１】
以上の動作が完了すると、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバスを経由して色信号変換装置301にラスタスキャン方式にて送信される。ここで、色信号変換装置301は画像データにおける各画素のLab信号に対して、ガマット圧縮によるところの色信号変換を行い、プリンタへ逐次送信する。従って、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバス214を経由して色信号変換器208へラスタスキャン順に送信され、色信号変換器208は、画像データにおける各画素のLab信号に対してガマット圧縮による色信号変換を行い、カラープリンタ209へ順次送信する。
【００６２】
●明度調整部
明度調整部308は、入力されるLab信号からab情報を抽出し、抽出されたab情報およびプリンタ色域情報から、プリンタ色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_printer_abおよび明度最小値Lmin_printer_abを抽出する。続いて、抽出されたab情報および色域圧縮情報から、明度および彩度圧縮が施されたモニタ色域（以下「圧縮色域」と呼ぶ場合がある）内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_compressed_abおよび明度最小値Lmin_compressed_abを抽出する。これらの抽出された情報と、入力されたLab信号のL情報Linとから、次の手順により明度情報Loutが算出される。
【００６３】
Lmax_printer_ab、Lmin_printer_ab、Lmax_compressed_abおよびLmin_compressed_abの何れかが抽出されなかった場合は、Lout=Linとする。
【００６４】
上記に該当しない場合は下式を用いてLoutを算出する。
【００６５】
明度調整部308は、得られた明度情報Loutおよび入力されるLab信号のab情報とから合成したLab信号を出力する。
【００６６】
本実施形態によれば、第1実施形態よりもさらに高精度のガマット圧縮を行うことができる。つまり、実際のプリンタの色域は非常に複雑な形状をもつので、第1実施形態のCmax_printerに応じて設定される圧縮率に基づく変換では、入力画像データをプリンタの色域に完全に変換することはできない。これに対して、本実施形態によれば、入力画像に関する圧縮後のデータである色域圧縮情報に基づき、ガマット圧縮を行うので、より高精度のガマット圧縮が実現される。
【００６７】
【第４実施形態】
以下、本発明にかかる第4実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1および第3実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００６８】
本実施形態は、第3実施形態における明度調整部308の動作を変更したものである。明度調整部308は、入力されるLab信号からab情報を抽出し、抽出されたab情報およびプリンタ色域情報から、プリンタ色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_printer_abおよび明度最小値Lmin_printer_abを抽出する。続いて、抽出されたab情報および色域圧縮情報から、圧縮色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_compressed_abおよび明度最小値Lmin_compressed_abを抽出する。これらの抽出された情報と、入力されたLab信号のL情報Linとから、次の手順により明度情報Loutが算出される。
【００６９】
Lmax_printer_ab、Lmin_printer_ab、Lmax_compressed_abおよびLmin_compressed_abの何れかが抽出されなかった場合は、Lout=Linとする。
【００７０】
上記に該当しない場合は入出力関係を定義する関数h(・)を用いてLoutを算出する。つまり、Lout=h(Lin)とする。h(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数h(・)の節点数である。
【００７１】
ここで、αおよびβ:は、台の端点における圧縮率を与えるパラメータで、上記条件を満たすという制限の下で自動的に計算される。また、miおよびniも上記条件を満たすという制限の下で自動的に計算される。自動計算アルゴリズムにより、できるだけmi=niなる関係を保持するように努めるが、階調性および上記条件を保つことを優先するため、前記関係(mi=ni)は必ずしも保証されない。しかしながら、入力と出力との差分絶対値|h(Lin) - Lin|が各点において、できるだけ小さくなるように努める。
【００７２】
本実施形態では、h(・)を3セグメントのC1連続な三次スプライン関数として実現する。また、m1=1/3×Cmax_monitorおよびm2=2/3×Cmax_monitorとする。
【００７３】
図9および図10は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図である。なお、図9におけるLmin_compressed_ab=40、Lmax_compressed_ab=68、Lmin_printer_ab=45およびLmax_printer_ab=64である。また、図10におけるLmin_compressed_ab=60、Lmax_compressed_ab=84、Lmin_printer_ab=46およびLmax_printer_ab=75である。
【００７４】
本実施形態によれば、明度圧縮において非線形変換を用いるので、より中明度領域における再現性を向上することができる。とくに、シアンのようにモニタの色域とプリンタの色域とが相似関係をもたない領域における色再現性を向上させることができる。
【００７５】
【第５実施形態】
以下、本発明にかかる第4実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図11は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図で、図8に示す構成と異なるのは、彩度圧縮部104へab信号とともに、L信号が入力されることである。
【００７７】
図12は本実施形態の彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。図4に示した彩度圧縮部104と異なるのは、L信号が端子426を介して彩度計算部123へ入力されることである。
【００７８】
彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相、並びに、入力されるL信号から定められる明度における彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算する。計算結果のc信号は座標信号変換部124へ出力される。座標信号変換部124はhc信号をab信号に変換し出力する。
【００７９】
上記構成の彩度計算部123の動作を、図13に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８０】
ステップS1000で、彩度圧縮部104に入力される色相hおよびプリンタ色域情報から、色相hにおけるプリンタ色域の最大彩度Cmax_printerを求め、ステップS1001で、彩度圧縮部104に入力される色相hおよびモニタ色域情報から、色相hにおけるモニタ色域の最大彩度Cmax_monitorを求め、ステップS1002で、彩度Cmax_printerと彩度Cmax_monitorとの比Rmax=Cmax_printer/Cmax_monitorを求める。
【００８１】
次に、ステップS1003で、彩度圧縮部104に入力される色相h、明度Lおよびプリンタ色域情報から、色相hかつ明度Lにおけるモニタ色域の最大彩度CL_monitorを求め、ステップS1004で、彩度圧縮部104に入力される彩度cと最大彩度CL_monitorとの比R=c/CL_monitorを求める。
【００８２】
次に、ステップS1005で、彩度比の入出力関係を定義する関数g(・)を用いて彩度比Rnew=g(R/Rmax)を求め、ステップS1006で、彩度比Rnewと最大彩度CL_monitorとを乗じた結果を彩度計算部123の計算結果として出力する。ここで、彩度比の入出力関係を定義する関数g(・)は、本実施形態においては三次関数を用いて定義されるとともに、次のように制御される。
g(・)の台は[0, 1]
g(0) = 0
g(1) = Rmax
g'(0) = 1
g'(Rmax) = γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦1
【００８３】
ここで、γは、ある色相および明度における最大彩度付近において彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記の条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorおよびCmax_printerの関係に基づき、彩度計算部123が色相および明度の組合せごとに自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００８４】
なお、本実施形態において、入出力関係を定義する関数g(・)は三次関数を用いて実現されるが、第2実施形態のように区分的関数を用いて実現しても、何ら本質を損なうことはない。
【００８５】
本実施形態によれば、プリンタ色域外に対しては線形圧縮し、プリンタ色域内については高彩度領域の圧縮率を高くするように非線形圧縮することができる。つまり、モニタ色域の境界部に対しては線形に彩度圧縮することで、高彩度域の階調性をよりよく表現することができる。従って、DTPなどで多用される色の鮮やかなグラデーションなどにおいて再現性を向上させることができるとともに、人間が敏感である中明度領域および低彩度領域も高精度に再現できるため、自然（写真）画像なども併せて良好に再現することができる。
【００８６】
【第６実施形態】
以下、本発明にかかる第6実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００８７】
図14は本実施形態としての色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【００８８】
モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００８９】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。
【００９０】
色信号分離部102は、入力されるLab信号を明度成分および色度成分に分離し、明度成分であるL信号を明度圧縮部103および彩度圧縮部104へ出力し、色度成分であるab信号を彩度圧縮部104へ出力する。
【００９１】
彩度圧縮部104は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い彩度圧縮を行い、その圧縮結果のab信号513を明度圧縮部103に出力する。また、彩度圧縮部104は、明度圧縮に必要な明度情報を、モニタ色域情報より取得して情報処理を行う。そして、抽出された彩度レンジ情報およびモニタ明度情報を信号512として明度圧縮部103に出力する。
【００９２】
明度圧縮部103は、彩度圧縮部104により情報処理されたモニタ明度情報および抽出された彩度レンジ情報、並びに、所定の圧縮関係から定められる入出力関係に従い、L信号に対して明度圧縮を行い、その圧縮結果のL信号と、彩度圧縮部104から入力されるab信号513とを合成して、Lab信号として色域検査部106に出力する。
【００９３】
●彩度圧縮部
図15は本実施形態の彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。図12に示した彩度圧縮部104と異なるのは、明度情報計算部525を備えることである。明度情報計算部525は、彩度圧縮部104に入力されるL信号、ab信号およびモニタ色域情報から、色度abにおけるモニタ色域の最大明度と最小明度とを算出し、端子529より信号512として出力する。
【００９４】
●明度圧縮部
上記構成における明度圧縮部103の動作について説明する。明度圧縮部103は、入力されるab信号およびプリンタ色域情報から、色度abにおけるプリンタ色域の最大明度情報Lmax_printer_abと最小明度情報Lmin_printer_abとを算出する。次に、明度圧縮部103に入力される最大明度情報をLmax_monitor_abとし、最小明度情報をLmin_monitor_abとして、これら四つの明度情報から明度圧縮計算に必要なパラメータを算出する。
【００９５】
算出されたパラメータと、明度圧縮部103に入力される明度圧縮対象であるL信号Linと出力されるL信号Loutとの入出力関係を定義する関数f(・)によって、信号Loutを計算する。ここでf(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つように制限されている。因みに、nは区分的関数の節点数である。
【００９６】
本実施形態では、f(・)を5セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現する。ここで、接点数n、接点における値miならびにni、台の端点における圧縮率αならびにβは、Lmin_monitor_ab、Lmax_monitor_ab、Lmin_printer_abおよびLLmax_printer_abの四つの明度情報から自動的に計算される。ここでパラメータ自動設定アルゴリズムにより、階調性と上記条件とを満たす範囲において、できるだけf(x)=xになるようなパラメータが設定される。αおよびβについての自動設定アルゴリズムは、概略、次のようなものである。
【００９７】
αについて、Lmin_monitor_ab≦Lmin_printer_abである場合、Lmin_monitor_abとLmin_printer_abの差が大きくなるに従い、0≦α≦1という拘束条件の下においてαを小さくする。すなわち、最暗点付近における圧縮率を大きくする。
【００９８】
一方、Lmin_monitor_ab＞Lmin_printer_abである場合、Lmin_monitor_abとLmin_printer_abの差が大きくなるに従い、α＞1という拘束条件の下においてαを大きくする。すなわち、最暗点付近における伸長率を大きくする。
【００９９】
同様にβについて、Lmax_monitor_ab≧Lmax_printer_abである場合、Lmax_monitor_abとLmax_printer_abの差が大きくなるに従い、0≦β≦1という拘束条件の下においてβを小さくする。すなわち、最明点付近における圧縮率を大きくする。
【０１００】
一方、Lmax_monitor_ab＜Lmax_printer_abである場合、Lmax_monitor_abとLmax_printer_abの差が大きくなるに従い、β＞1という拘束条件の下においてβを大きくする。すなわち、最明点付近における伸長率を大きくする。
【０１０１】
【第７実施形態】
以下、本発明にかかる第7実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図16は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【０１０３】
彩度調整情報入力部618は、ユーザが彩度調整情報を入力するためのものであり、例えば、CPU201によりカラーモニタ207にユーザインタフェイス画像として形成されるコントロールパネル、並びに、キーボード211および/またはマウス212などから構成される。ユーザが各節点における入力値および出力値を与えることにより入力された彩度調整情報は、CPU201により、然るべきデータ構造に変換された後、一旦、メインメモリ202に保持された後、端子617を介して色信号変換器208の彩度圧縮部104へ入力される。なお、彩度調整情報の入力は必須の動作ではない。
【０１０４】
メインメモリ202に保持された画像をプリンタ209から出力する指令を受けたCPU201は、メインメモリ202の記憶内容を調べて彩度調整情報の入力の有無を判断し、その有無情報を色信号変換器208へ送る。彩度調整情報の入力があった場合、CPU201は、メインメモリ202に保持されている彩度調整情報を、PCIバス214および端子617を介して、色信号変換器208へ送る。
【０１０５】
彩度圧縮部104は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される彩度レンジ情報、並びに、入力される彩度調整情報により制御される圧縮関係から定められる入出力関係に従い彩度圧縮を行い、その圧縮結果であるab信号を色信号合成部105に出力する。
【０１０６】
なお、上記構成における彩度調整情報入力部618は、前述したように図2の構成における各ブロックが所定順に動作することで実現される。
【０１０７】
●彩度圧縮部
図17は彩度圧縮部104の構成例を表すブロック図である。
【０１０８】
図17において、記憶部625は、端子630を介して入力される彩度調整情報を記憶し、色信号分離部122から入力される色相情報であるh信号に対応する彩度調整値を彩度計算部123へ出力する。彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相における彩度レンジ情報と、彩度調整情報に制御された圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算し、その計算結果のc信号を座標信号変換部124へ出力する。
【０１０９】
上記の構成における彩度計算部123の動作について説明する。彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)により制御され、入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間には、cout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)は三次関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つように制御される。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = α
g'(Cmax_monitor) = γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【０１１０】
ここで、αは、記憶部625の出力値により定められるもので、すなわちh信号から定められる色相における彩度調整値である。Cmax_monitorは色相成分であるh信号およびモニタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは色相成分であるh信号およびプリンタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。
【０１１１】
γは、最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorおよびCmax_monitorの関係より彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定において、Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【０１１２】
●彩度調整情報
ユーザは、彩度調整情報として、一つまたは複数の任意の色相において、彩度制御関数のx=0における傾きyを入力する。記憶部625は角度に対して線形に補間を行い、すべての色相における彩度調整情報を作成する。この情報は、各色相と、各色相における彩度調整値αとの集合として形成される。この集合情報が彩度調整情報として記憶部625に保持される。
【０１１３】
任意の色相における彩度制御関数のx=0における傾きyを彩度調整情報として、ユーザが入力するということは、指定した彩度におけるガマット圧縮後の理想的な彩度を、元の彩度のy倍にすることに等しく、直感的な彩度調整を非常に容易にするものである。
【０１１４】
【第８実施形態】
以下、本発明にかかる第8実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図18は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【０１１６】
明度調整情報入力部718は、ユーザが明度調整情報を入力するためのものであり、例えば、CPU201によりカラーモニタ207にユーザインタフェイス画像として形成されるコントロールパネル、並びに、キーボード211および/またはマウス212などから構成される。ユーザが各節点における入力値および出力値を与えることにより入力された明度調整情報は、CPU201により、然るべきデータ構造に変換された後、一旦、メインメモリ202に保持された後、端子717を介して色信号変換器208の明度圧縮部103へ入力される。なお、明度調整情報の入力は必須の動作ではない。
【０１１７】
メインメモリ202に保持された画像をプリンタ209から出力する指令を受けたCPU201は、メインメモリ202の記憶内容を調べて明度調整情報の入力の有無を判断し、その有無情報を色信号変換器208へ送る。明度調整情報の入力があった場合、CPU201は、メインメモリ202に保持されている明度調整情報を、PCIバス214および端子717を介して、色信号変換器208へ送る。
【０１１８】
明度圧縮部103は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される明度レンジ情報、所定の圧縮関係、並びに、入力される明度調整情報から定められる入出力関係に従い、入力されるL信号を明度圧縮し、その圧縮結果であるL信号を色信号合成部105に出力する。
【０１１９】
●明度圧縮部
明度圧縮部103は、入出力関係を定義する関数f(・)によって制御される。すなわち、明度圧縮部103に入力されるL信号Linと出力されるL信号Loutとの間には、Lout=f(Lin)なる関係がなり立つ。f(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数であり、本実施形態においては明度調整情報入力部718からの入力によって制御される。
【０１２０】
ここで、Lmin_monitorはモニタの黒色が保持するL値、Lmax_monitorはモニタの白色が保持するL値、Lmin_printerはプリンタの黒色が保持するL値、および、Lmax_printerはモニタの白色が保持するL値である。本実施形態では、f(・)を各接点において少なくともC1連続である三次スプライン関数により実現する。ここで、α、β、接点数n、mi、niおよびγiは、明度調整情報の入力においてユーザにより設定されるものである。なお、α、βもしくは両者の入力がない場合、アルゴリズムがα、βもしくは両者を自動的に設定する。また、γiの入力がない場合には、接点iにおけるC2連続性からγiはアルゴリズムにより自動的に求められる。
【０１２１】
なお、ユーザからの明度調整情報の入力が一切なかった場合はn=5、mi=niおよびγi=1に定め、さらに前記条件の下、αとβとを自動的に計算し、概パラメータを関数f(・)に設定する。
【０１２２】
また、αおよびβの自動計算アルゴリズムにおいて、Lmin_monitorとLmin_printerの差が大きくなるに従い、αの値を小さくする。すなわち、最暗点付近における圧縮率を大きくする。他方、Lmax_monitorとLmax_printerの差が大きくなるに従い、βの値を小さくする。すなわち、最明点付近における圧縮率を大きくする。
【０１２３】
以上説明した各実施形態によれば、ガマット圧縮において、中程度の明度は保存され、非常に明度の高い色もしくは非常に明度の低い色は大きく明度圧縮される。また、ガマット圧縮において、彩度の低い色ほど彩度が保存され、逆に彩度の高い色ほど大きく彩度圧縮される。これらにより、モニタやプリンタの機種の相違による色再現性の違い、あるいは、記録媒体の色再現特性の相違による色再現性の違いによらず、知覚的に非常に近似した出力画像を得ることができる。
【０１２４】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１２５】
また、本発明の目的は、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OS（オペレーティングシステム）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。
【０１２６】
さらに、記憶媒体から読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。
【０１２７】
また、上記の各実施形態においては、代表的なLab色空間において説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、Luv色空間やマンセル色空間などの明度および色度を有する色空間であれば適用することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なるデバイスおよび/または異なる記録媒体に形成および/または表示される色が近似した色として知覚されるように色信号を変換する、高精度な色再現を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第1実施形態の色信号変換装置のシステム構成例を示すブロック図、
【図２】図1に示される色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図３】第1実施形態における明度の入出力関係例を示す図、
【図４】図2に示される彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図５】第1実施形態における彩度の入出力関係例を示す図、
【図６】複数種類の紙質についてガマット圧縮を行った場合のそれぞれの明度圧縮入出力特性を示す図、
【図７】第2実施形態における彩度の入出力関係例を示す図、
【図８】第3実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図９】ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図、
【図１０】ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図、
【図１１】第5実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１２】図11に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１３】図11に示す彩度計算部の動作を示すフローチャート、
【図１４】第6実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１５】図14に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１６】第7実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１７】図16に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１８】第8実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図である。
【産業上の利用分野】
本発明は、ガマット圧縮を行う色処理に関する。
【０００２】
【従来の技術】
カラーモニタとカラープリンタとを有するコンピュータシステムやビデオプリンタにおいて、モニタ上で作成および/または加工したカラー画像、あるいは、受像機により受信されたカラー画像をプリント出力する場合がある。
【０００３】
蛍光体を用いて特定波長の光を発光することによりカラー画像を表現するカラーモニタと、インクなどを用いて特定波長の光を吸収し、残る反射光によってカラー画像を表現するカラープリンタとでは、色再現域が大きく異なることは周知のとおりである。さらに、カラーモニタにおいても、液晶使用するもの、電子銃方式のブラウン管を使用するもの、プラズマ方式を使用するものなど、それぞれ色再現域が異なる。同様に、カラープリンタにおいても、紙質などの違いや、インクの使用量の相違などで色再現域が異なる。
【０００４】
このため、カラーモニタ上に表示される画像と、カラープリンタにより出力される画像、あるいは、複数種類のプリンタおよび複数種類の記録紙を用いて出力されるカラー画像においては、それらの色を測色的な意味において完全に一致させることは不可能である。従って、各出力媒体に表示（形成）されるカラー画像を人間が知覚する際、各画像間の色味に大きな差異が感じられる。
【０００５】
このような色再現域の異なる出力媒体間において、表示（形成）されるカラー画像の知覚上の色味の違いを吸収し、色味の知覚的一致を図るための画像処理技術として、ガマット(gamut)圧縮あるいはカラーマッチングが存在する。
【０００６】
【発明が解決しようとしている課題】
ある画像処理技術によれば、すべての色について、カラーモニタで用いる色信号とカラープリンタで用いる色信号との差分二乗の和すなわち差分二乗和をとって、この差分二乗和が最小になるようなガマット圧縮が行われる。しかしながら、この技術は、両デバイスの色再現域内においては良好な結果を得るものの、範囲外の色信号に対しては階調の喪失などの発生により画像情報が著しく損なわれる。このため、両デバイスの色再現域外の色信号を有する画像においては、それらデバイスにより表示または形成される画像の色は著しく異なって観察される。
【０００７】
また、前記の階調性の問題を考慮して、階調性をできるだけ失わない、という条件の下で様々なガマット圧縮技術が開発されている。しかしながら、これらの技術においては、ある色を表現する際のカラーモニタの色信号とカラープリンタの色信号との差分信号の振幅が、すべての色において大きくなるため、やはり、それらデバイスにより表示または形成される画像の色は著しく異なって観察される。
【０００８】
このように、上記の二つの問題を同時に解決することが可能なガマット圧縮技術が必要とされている。
【０００９】
本発明は、異なるデバイスおよび/または異なる記録媒体に形成および/または表示される色が近似した色として知覚されるように色信号を変換する、高精度な色再現を実現することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。
【００１１】
本発明にかかる色処理装置は、第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理装置であって、前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮する手段と、前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮する手段と、前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御手段とを有し、前記明度圧縮制御手段は、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする。
【００１７】
本発明にかかる色処理方法は、第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理方法であって、前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮するステップと、前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮するステップと、前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御ステップとを有し、前記明度圧縮制御ステップは、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる一実施形態の信号処理装置を図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
【第１実施形態】
［システム構成］
図1は本発明にかかる第1実施形態の色信号変換装置のシステム構成例を示すブロック図である。
【００２５】
図1において、201はCPU、202はRAMなどからなるメインメモリ、203はSCSI(Small Computer Standard Interface)インタフェイス(I/F)、204はネットワークインタフェイス、205はハードディスクドライバ(HDD)、206はグラフィックアクセラレータ、207はカラーモニタ、208は色信号変換器、209はカラープリンタ、210はキーボード/マウスコントローラ、211はキーボード、212はマウスなどのポインティングデバイス、213はローカルエリアネットワーク(LAN)、および、214は例えばPCI(Peripheral Component Interconnect)バスである。なお、CPU201は、ROM215および/またはHDD205に予め格納されたプログラムおよびデータに従い、後述する各種処理を実行する。
【００２６】
上記構成において、HDD205に格納されている画像データは、CPU201の指令によりSCSI I/F203およびPCIバス214を介してメインメモリ202に転送される。また、LAN213に接続されたサーバに格納されている画像データ、あるいは、インターネット上の画像データも、CPU201の指令によりネットワークI/F204およびPCIバス214を介してメインメモリ202に転送される。メインメモリ202に保持された画像データは、CPU201の指令によりPCIバス214を経てグラフィックアクセラレータ206に転送される。グラフィックアクセラレータ206は、画像データを必要ならばディジタル-アナログ(D/A)変換した後、ディスプレイケーブルを通してカラーモニタ207に送信する。従って、カラーモニタ207には画像データに対応する画像が表示される。
【００２７】
ここで、キーボード211やマウス212によりユーザから、メインメモリ202に保持されている画像をカラープリンタ209で印刷する指示（プリント命令）を受けると、CPU201は然るべきカラーモニタの色再現域情報、および、然るべきカラープリンタの色再現域情報をHDD205からメインメモリ202へ転送させ、その後、前記二つの色再現域情報を色信号変換装置208へ転送する。次に、CPU201からの指令によりメインメモリ202に保持されている画像データがPCIバス214を経て色信号変換器208に転送される。色信号変換器208は、入力される画像データに対して色信号変換を行った後、変換結果の画像データをカラープリンタ209へ送信し、カラープリンタ209により画像データに対応する画像が記録紙上に印刷される。
【００２８】
ユーザは、プリント命令を発行する際または予め、印刷に使用するプリンタ機種および記録紙の種類、並びに、モニタ機種を選択する。この選択情報を基に、CPU201は、HDD205に保持されている複数の色再現域情報から何れを選択すべきかを判断する。
【００２９】
［色信号変換器］
図2は色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。なお、本実施形態では、Lab色空間上でガマット圧縮を行う例を説明する。
【００３０】
色信号変換器208は、モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する。色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００３１】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。
【００３２】
102は色信号分離部で、入力されるLab信号を明度成分Lと色度成分abとに分離し、明度成分であるL信号を明度圧縮部103へ、色度成分であるab信号を彩度圧縮部104へそれぞれ出力する。明度圧縮部103は、モニタ色域情報とプリンタ色域情報とから抽出される明度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるL信号に対して明度圧縮を行い、圧縮結果のL信号を色信号合成部105へ出力する。彩度圧縮部104は、モニタ色域情報とプリンタ色域情報とから抽出される彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるab信号に対して彩度圧縮を行い、圧縮結果のab信号を色信号合成部105に出力する。
【００３３】
色信号合成部105は、入力されるL信号およびab信号を合成し、Lab信号として色域検査部106へ出力する。色域検査部106は、入力されるLab信号がプリンタ色域内であるかプリンタ色域外であるかを判断し、プリンタ色域内である場合には入力されたLab信号を出力し、プリンタ色域外である場合には色差最小になるプリンタ色域内のLab信号を出力する。
【００３４】
上記の構成において、色信号変換器208は次のように動作する。動作に先立ち、CPU201からの指令によりカラーモニタの色再現域情報およびプリンタの色再現域情報が送信され、それぞれ記憶部107および108にモニタ色域情報およびプリンタ色域情報として記憶される。この後、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバス214を経由して色信号変換器208へラスタスキャン順に送信される。ここで、色信号変換器208は、画像データにおける各画素のLab信号に対してガマット圧縮による色信号変換を行い、カラープリンタ209へ順次送信する。
【００３５】
つまり、この色信号変換動作において、入力されたLab信号は、まず、色信号分離部102によりL信号とab信号に分離された後、色信号変換器101を構成する各回路においてガマット圧縮処理が施される。
【００３６】
●明度圧縮部
明度圧縮部103は、入出力関係を定義する関数f(・)によって制御される。すなわち、明度圧縮部103に入力されるL信号であるLinと、出力されるL信号であるLoutとの間にはLout=f(Lin)なる関係がなり立つ。f(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数である。
f(・)の台は[Lmin_monitor, Lmax_monitor]
台においてf(・)はすべての点で連続
f(Lmin_monitor) = Lmin_printer
f(Lmax_monitor) = Lmax_printer
f'(Lmin_monitor) =α, α: 0≦α
f'(Lmax_monitor) =β, β: 0≦β
f(mi) = mi, i: 0≦i≦n-2, mi: Lmin_printer ＜ mi ＜ Lmax_printer
f'(mi) = 1, i: 0≦i≦n-2, mi: Lmin_printer ＜ mi ＜ Lmax_printer
f'(x)≠0, x: Lmin_monitor ＜ x ＜ Lmax_monitor
ここで、Lmin_monitor: モニタの黒色のL値
Lmax_monitor: モニタの白色のL値
Lmin_printer: プリンタの黒色のL値
Lmax_printer: プリンタの白色のL値
α: 明度圧縮の最暗点付近における圧縮率を制御する値
β: 明度圧縮の最明点付近における圧縮率を制御する値
mi: 任意の値
【００３７】
圧縮率を制御する値αは、Lmin_monitorとLmin_printerの差が大きくなるに従って小さくする。すなわち、最も暗い点である最暗点付近における圧縮率を大きくする。他方、圧縮率を制御する値βは、Lmax_monitorとLmax_printerの差が大きくなるに従って小さくする。すなわち、最も明るい点である最明点付近における圧縮率を大きくする。本実施形態では、f(・)を例えば5ノット(knot)4セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現している。また、例えばm1=40、m2=50およびm3=70とする。
【００３８】
ここで、本実施形態を用いたあるプリンタ出力において、Lmin_monitor=0、Lmax_monitor=100、Lmin_printer=20およびLmax_printer=90である場合の明度の入出力関係を図3に示す。
【００３９】
●彩度圧縮部
図4は彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。端子125からab信号が入力され、端子126から彩度が圧縮されたab信号が出力される。また、端子127からはモニタ色域情報が、端子128からはプリンタ色域情報が入力される。
【００４０】
座標信号変換部121は、直交座標系により色度が表現されたab信号を、極座標系により色度を表現するhc信号に変換する。ここで、h信号は極座標系における角度、すなわち色相を表し、c信号は極座標系における原点からの距離、すなわち彩度を表す。色信号分離部122は、入力されるhc信号を色相成分hと彩度成分cとに分離し、色相成分であるh信号を座標信号変換部124および彩度計算部123へ、彩度成分であるc信号を彩度計算部123へ出力する。
【００４１】
彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相における彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算する。計算結果のc信号は座標信号変換部124へ出力される。座標信号変換部124はhc信号をab信号に変換し出力する。
【００４２】
彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)によって制御される。すなわち、彩度計算部123に入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間にはcout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)は三次関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = 1
g'(Cmax_monitor) =γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【００４３】
上式において、Cmax_monitorは、h信号とモニタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは、h信号とモプリンタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。また、γは最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorとCmax_monitorの関係により、彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitorとCmax_printerとの比Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００４４】
図5は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、彩度の入出力関係を示す図である。なお、Cmax_monitor=60.51およびCmax_printer=40.17である。
【００４５】
本実施形態によれば、ある機種のカラーモニタと、ある機種のカラープリンタとにおいて、普通紙あるいは専用記録紙などの複数種類の紙質についてガマット圧縮を行った場合のそれぞれの明度圧縮入出力特性を重ね合わせると、図6に示すようになる。すなわち、紙質によらず中程度の明度は保存される。一方、最明点付近あるいは最暗点付近においては、色再現可能な明度レンジに応じて圧縮率が大きく変化する。
【００４６】
本実施形態によれば、色の連続性を保ち、かつ、プリンタの色域外の階調を再現することができる。さらに、人間が敏感であり、自然画像（写真画像）に含まれる頻度が高い色域である中明度領域（図3参照）および低彩度領域（図5参照）を高精度に再現することができる。従って、プリンタ色域外に色が含まれる入力画像をプリンタで良好に再現することが可能になる。
【００４７】
また、中明度領域および低彩度領域を高精度に再現できるので、図6に示されるように、色再現特性（色域）が異なる各種の記録紙（記録媒体）において、中明度および低彩度領域に対する色再現性を整合させることができ、各記録紙の色味を合せることが可能になる。
【００４８】
【第２実施形態】
以下、本発明にかかる第2実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００４９】
本実施形態は、第1実施形態における彩度圧縮部104の動作を変更したものである。彩度圧縮部104の彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)によって制御される。すなわち、彩度計算部123に入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間にはcout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数である。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = 1
g'(Cmax_monitor) =γ, γ: γ > 0
g(mi) = mi, i: 0≦i≦n-2, mi: 0 < mi < Cmax_monitor
g'(mi) = 1, i: 0≦i≦n-2, mi: 0 < mi < Cmax_monitor
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【００５０】
ここで、Cmax_monitorは、h信号とモニタ色域情報とから計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは、h信号とプリンタ色域情報とから計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。また、γは最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_printerとCmax_monitorの関係により彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitorとCmax_printerとの比Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００５１】
本実施形態では、g(・)を例えば2セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現する。また、例えばm1=1/2×Cmax_monitorとする。
【００５２】
図7は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、彩度の入出力関係を示す図である。なお、Cmax_monitor=60.51およびCmax_printer=40.17である。
【００５３】
【第３実施形態】
以下、本発明にかかる第3実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００５４】
図8は本発明にかかる第3実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【００５５】
モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００５６】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。また、記憶部312はモニタ色域に対して明度および彩度の圧縮が行われた結果の情報を記憶する。
【００５７】
マルチプレクサ(MUX)302は、端子313を介して入力されるCPU201からの選択信号に基づき、記憶部107または端子109から入力される信号を選択し、色信号分離部102へ出力する。色信号分離部102、明度圧縮部103、彩度圧縮部104および色信号合成部105による処理は、第1実施形態において図2を用いて説明した処理と同じであるから、その説明を省略する。
【００５８】
色信号合成部105から出力されるLab信号は、デマルチプレクサ(DMUX)307へ入力され、CPU201からの選択信号に従い記憶部312もしくは明度調整部308へ出力される。明度調整部308は、入力されるLab信号、プリンタ色域情報および記憶部312に記憶された色域圧縮情報から定められる入出力関係に従いL信号の変換を行い、その変換結果であるLab信号を上述した色域検査部106へ出力する。
【００５９】
上記の構成において、色信号変換器208は次のように動作する。動作に先立ち、CPU201からの指令によりカラーモニタの色再現域情報およびプリンタの色再現域情報が送信され、それぞれ記憶部107および108にモニタ色域情報およびプリンタ色域情報として記憶される。次に、色信号変換器208は、明度および彩度圧縮を施したモニタ色域情報である色域圧縮情報を作成して記憶部312へ格納する。この処理において、MUX302は記憶部107から入力される信号を選択し、DMUX307は記憶部312への出力を選択する。
【００６０】
上記処理が完了すると、色信号変換器208は、入力されるモニタガマット上のLab信号にガマット圧縮を施す色信号変換処理を行う。この処理において、MUX302は端子109から入力される信号を選択し、DMUX307は明度調整部308への出力を選択する。
【００６１】
以上の動作が完了すると、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバスを経由して色信号変換装置301にラスタスキャン方式にて送信される。ここで、色信号変換装置301は画像データにおける各画素のLab信号に対して、ガマット圧縮によるところの色信号変換を行い、プリンタへ逐次送信する。従って、色情報をLab信号により記述した画像データがPCIバス214を経由して色信号変換器208へラスタスキャン順に送信され、色信号変換器208は、画像データにおける各画素のLab信号に対してガマット圧縮による色信号変換を行い、カラープリンタ209へ順次送信する。
【００６２】
●明度調整部
明度調整部308は、入力されるLab信号からab情報を抽出し、抽出されたab情報およびプリンタ色域情報から、プリンタ色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_printer_abおよび明度最小値Lmin_printer_abを抽出する。続いて、抽出されたab情報および色域圧縮情報から、明度および彩度圧縮が施されたモニタ色域（以下「圧縮色域」と呼ぶ場合がある）内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_compressed_abおよび明度最小値Lmin_compressed_abを抽出する。これらの抽出された情報と、入力されたLab信号のL情報Linとから、次の手順により明度情報Loutが算出される。
【００６３】
Lmax_printer_ab、Lmin_printer_ab、Lmax_compressed_abおよびLmin_compressed_abの何れかが抽出されなかった場合は、Lout=Linとする。
【００６４】
上記に該当しない場合は下式を用いてLoutを算出する。
明度調整部308は、得られた明度情報Loutおよび入力されるLab信号のab情報とから合成したLab信号を出力する。
【００６６】
本実施形態によれば、第1実施形態よりもさらに高精度のガマット圧縮を行うことができる。つまり、実際のプリンタの色域は非常に複雑な形状をもつので、第1実施形態のCmax_printerに応じて設定される圧縮率に基づく変換では、入力画像データをプリンタの色域に完全に変換することはできない。これに対して、本実施形態によれば、入力画像に関する圧縮後のデータである色域圧縮情報に基づき、ガマット圧縮を行うので、より高精度のガマット圧縮が実現される。
【００６７】
【第４実施形態】
以下、本発明にかかる第4実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1および第3実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００６８】
本実施形態は、第3実施形態における明度調整部308の動作を変更したものである。明度調整部308は、入力されるLab信号からab情報を抽出し、抽出されたab情報およびプリンタ色域情報から、プリンタ色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_printer_abおよび明度最小値Lmin_printer_abを抽出する。続いて、抽出されたab情報および色域圧縮情報から、圧縮色域内において、抽出されたab情報と同じ値を有する明度最大値Lmax_compressed_abおよび明度最小値Lmin_compressed_abを抽出する。これらの抽出された情報と、入力されたLab信号のL情報Linとから、次の手順により明度情報Loutが算出される。
【００６９】
Lmax_printer_ab、Lmin_printer_ab、Lmax_compressed_abおよびLmin_compressed_abの何れかが抽出されなかった場合は、Lout=Linとする。
【００７０】
上記に該当しない場合は入出力関係を定義する関数h(・)を用いてLoutを算出する。つまり、Lout=h(Lin)とする。h(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数h(・)の節点数である。
ここで、αおよびβ:は、台の端点における圧縮率を与えるパラメータで、上記条件を満たすという制限の下で自動的に計算される。また、miおよびniも上記条件を満たすという制限の下で自動的に計算される。自動計算アルゴリズムにより、できるだけmi=niなる関係を保持するように努めるが、階調性および上記条件を保つことを優先するため、前記関係(mi=ni)は必ずしも保証されない。しかしながら、入力と出力との差分絶対値|h(Lin) - Lin|が各点において、できるだけ小さくなるように努める。
【００７２】
本実施形態では、h(・)を3セグメントのC1連続な三次スプライン関数として実現する。また、m1=1/3×Cmax_monitorおよびm2=2/3×Cmax_monitorとする。
【００７３】
図9および図10は本実施形態を用いたあるプリンタ出力における、ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図である。なお、図9におけるLmin_compressed_ab=40、Lmax_compressed_ab=68、Lmin_printer_ab=45およびLmax_printer_ab=64である。また、図10におけるLmin_compressed_ab=60、Lmax_compressed_ab=84、Lmin_printer_ab=46およびLmax_printer_ab=75である。
【００７４】
本実施形態によれば、明度圧縮において非線形変換を用いるので、より中明度領域における再現性を向上することができる。とくに、シアンのようにモニタの色域とプリンタの色域とが相似関係をもたない領域における色再現性を向上させることができる。
【００７５】
【第５実施形態】
以下、本発明にかかる第4実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００７６】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図11は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図で、図8に示す構成と異なるのは、彩度圧縮部104へab信号とともに、L信号が入力されることである。
【００７７】
図12は本実施形態の彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。図4に示した彩度圧縮部104と異なるのは、L信号が端子426を介して彩度計算部123へ入力されることである。
【００７８】
彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相、並びに、入力されるL信号から定められる明度における彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算する。計算結果のc信号は座標信号変換部124へ出力される。座標信号変換部124はhc信号をab信号に変換し出力する。
【００７９】
上記構成の彩度計算部123の動作を、図13に示すフローチャートを参照して説明する。
【００８０】
ステップS1000で、彩度圧縮部104に入力される色相hおよびプリンタ色域情報から、色相hにおけるプリンタ色域の最大彩度Cmax_printerを求め、ステップS1001で、彩度圧縮部104に入力される色相hおよびモニタ色域情報から、色相hにおけるモニタ色域の最大彩度Cmax_monitorを求め、ステップS1002で、彩度Cmax_printerと彩度Cmax_monitorとの比Rmax=Cmax_printer/Cmax_monitorを求める。
【００８１】
次に、ステップS1003で、彩度圧縮部104に入力される色相h、明度Lおよびプリンタ色域情報から、色相hかつ明度Lにおけるモニタ色域の最大彩度CL_monitorを求め、ステップS1004で、彩度圧縮部104に入力される彩度cと最大彩度CL_monitorとの比R=c/CL_monitorを求める。
【００８２】
次に、ステップS1005で、彩度比の入出力関係を定義する関数g(・)を用いて彩度比Rnew=g(R/Rmax)を求め、ステップS1006で、彩度比Rnewと最大彩度CL_monitorとを乗じた結果を彩度計算部123の計算結果として出力する。ここで、彩度比の入出力関係を定義する関数g(・)は、本実施形態においては三次関数を用いて定義されるとともに、次のように制御される。
g(・)の台は[0, 1]
g(0) = 0
g(1) = Rmax
g'(0) = 1
g'(Rmax) = γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦1
【００８３】
ここで、γは、ある色相および明度における最大彩度付近において彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記の条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorおよびCmax_printerの関係に基づき、彩度計算部123が色相および明度の組合せごとに自動的に定める。γパラメータ自動設定に当っては、Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【００８４】
なお、本実施形態において、入出力関係を定義する関数g(・)は三次関数を用いて実現されるが、第2実施形態のように区分的関数を用いて実現しても、何ら本質を損なうことはない。
【００８５】
本実施形態によれば、プリンタ色域外に対しては線形圧縮し、プリンタ色域内については高彩度領域の圧縮率を高くするように非線形圧縮することができる。つまり、モニタ色域の境界部に対しては線形に彩度圧縮することで、高彩度域の階調性をよりよく表現することができる。従って、DTPなどで多用される色の鮮やかなグラデーションなどにおいて再現性を向上させることができるとともに、人間が敏感である中明度領域および低彩度領域も高精度に再現できるため、自然（写真）画像なども併せて良好に再現することができる。
【００８６】
【第６実施形態】
以下、本発明にかかる第6実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【００８７】
図14は本実施形態としての色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【００８８】
モニタの色再現域（モニタガマット）上のLab信号を、プリンタの色再現域（プリンタガマット）上のLab信号へ変換する色信号変換器208へは、端子109を介して、メインメモリ202に保持されていた画像データのLab信号、すなわち変換元であるモニタガマット上の色信号が入力される。そして、プリンタへの出力画像、すなわち所望されるプリンタガマット上の色信号は端子110から出力される。
【００８９】
また、端子111からはプリンタの色再現域情報（プリンタ色域情報）が、端子112からはモニタの色再現域情報（モニタ色域情報）がそれぞれ入力され、モニタ色域情報は記憶部107へ、プリンタ色域情報は記憶部108へそれぞれ記憶される。
【００９０】
色信号分離部102は、入力されるLab信号を明度成分および色度成分に分離し、明度成分であるL信号を明度圧縮部103および彩度圧縮部104へ出力し、色度成分であるab信号を彩度圧縮部104へ出力する。
【００９１】
彩度圧縮部104は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される彩度レンジ情報と、所定の圧縮関係とから定められる入出力関係に従い彩度圧縮を行い、その圧縮結果のab信号513を明度圧縮部103に出力する。また、彩度圧縮部104は、明度圧縮に必要な明度情報を、モニタ色域情報より取得して情報処理を行う。そして、抽出された彩度レンジ情報およびモニタ明度情報を信号512として明度圧縮部103に出力する。
【００９２】
明度圧縮部103は、彩度圧縮部104により情報処理されたモニタ明度情報および抽出された彩度レンジ情報、並びに、所定の圧縮関係から定められる入出力関係に従い、L信号に対して明度圧縮を行い、その圧縮結果のL信号と、彩度圧縮部104から入力されるab信号513とを合成して、Lab信号として色域検査部106に出力する。
【００９３】
●彩度圧縮部
図15は本実施形態の彩度圧縮部104の構成例を示すブロック図である。図12に示した彩度圧縮部104と異なるのは、明度情報計算部525を備えることである。明度情報計算部525は、彩度圧縮部104に入力されるL信号、ab信号およびモニタ色域情報から、色度abにおけるモニタ色域の最大明度と最小明度とを算出し、端子529より信号512として出力する。
【００９４】
●明度圧縮部
上記構成における明度圧縮部103の動作について説明する。明度圧縮部103は、入力されるab信号およびプリンタ色域情報から、色度abにおけるプリンタ色域の最大明度情報Lmax_printer_abと最小明度情報Lmin_printer_abとを算出する。次に、明度圧縮部103に入力される最大明度情報をLmax_monitor_abとし、最小明度情報をLmin_monitor_abとして、これら四つの明度情報から明度圧縮計算に必要なパラメータを算出する。
【００９５】
算出されたパラメータと、明度圧縮部103に入力される明度圧縮対象であるL信号Linと出力されるL信号Loutとの入出力関係を定義する関数f(・)によって、信号Loutを計算する。ここでf(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つように制限されている。因みに、nは区分的関数の節点数である。
本実施形態では、f(・)を5セグメントのC2連続な三次スプライン関数として実現する。ここで、接点数n、接点における値miならびにni、台の端点における圧縮率αならびにβは、Lmin_monitor_ab、Lmax_monitor_ab、Lmin_printer_abおよびLLmax_printer_abの四つの明度情報から自動的に計算される。ここでパラメータ自動設定アルゴリズムにより、階調性と上記条件とを満たす範囲において、できるだけf(x)=xになるようなパラメータが設定される。αおよびβについての自動設定アルゴリズムは、概略、次のようなものである。
【００９７】
αについて、Lmin_monitor_ab≦Lmin_printer_abである場合、Lmin_monitor_abとLmin_printer_abの差が大きくなるに従い、0≦α≦1という拘束条件の下においてαを小さくする。すなわち、最暗点付近における圧縮率を大きくする。
【００９８】
一方、Lmin_monitor_ab＞Lmin_printer_abである場合、Lmin_monitor_abとLmin_printer_abの差が大きくなるに従い、α＞1という拘束条件の下においてαを大きくする。すなわち、最暗点付近における伸長率を大きくする。
【００９９】
同様にβについて、Lmax_monitor_ab≧Lmax_printer_abである場合、Lmax_monitor_abとLmax_printer_abの差が大きくなるに従い、0≦β≦1という拘束条件の下においてβを小さくする。すなわち、最明点付近における圧縮率を大きくする。
【０１００】
一方、Lmax_monitor_ab＜Lmax_printer_abである場合、Lmax_monitor_abとLmax_printer_abの差が大きくなるに従い、β＞1という拘束条件の下においてβを大きくする。すなわち、最明点付近における伸長率を大きくする。
【０１０１】
【第７実施形態】
以下、本発明にかかる第7実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【０１０２】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図16は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【０１０３】
彩度調整情報入力部618は、ユーザが彩度調整情報を入力するためのものであり、例えば、CPU201によりカラーモニタ207にユーザインタフェイス画像として形成されるコントロールパネル、並びに、キーボード211および/またはマウス212などから構成される。ユーザが各節点における入力値および出力値を与えることにより入力された彩度調整情報は、CPU201により、然るべきデータ構造に変換された後、一旦、メインメモリ202に保持された後、端子617を介して色信号変換器208の彩度圧縮部104へ入力される。なお、彩度調整情報の入力は必須の動作ではない。
【０１０４】
メインメモリ202に保持された画像をプリンタ209から出力する指令を受けたCPU201は、メインメモリ202の記憶内容を調べて彩度調整情報の入力の有無を判断し、その有無情報を色信号変換器208へ送る。彩度調整情報の入力があった場合、CPU201は、メインメモリ202に保持されている彩度調整情報を、PCIバス214および端子617を介して、色信号変換器208へ送る。
【０１０５】
彩度圧縮部104は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される彩度レンジ情報、並びに、入力される彩度調整情報により制御される圧縮関係から定められる入出力関係に従い彩度圧縮を行い、その圧縮結果であるab信号を色信号合成部105に出力する。
【０１０６】
なお、上記構成における彩度調整情報入力部618は、前述したように図2の構成における各ブロックが所定順に動作することで実現される。
【０１０７】
●彩度圧縮部
図17は彩度圧縮部104の構成例を表すブロック図である。
【０１０８】
図17において、記憶部625は、端子630を介して入力される彩度調整情報を記憶し、色信号分離部122から入力される色相情報であるh信号に対応する彩度調整値を彩度計算部123へ出力する。彩度計算部123は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出された、h信号から定められる色相における彩度レンジ情報と、彩度調整情報に制御された圧縮関係とから定められる入出力関係に従い、入力されるc信号から出力すべき彩度を計算し、その計算結果のc信号を座標信号変換部124へ出力する。
【０１０９】
上記の構成における彩度計算部123の動作について説明する。彩度計算部123は、入出力関係を定義する関数g(・)により制御され、入力されるc信号cinと出力されるc信号coutとの間には、cout=g(cin)なる関係がなり立つ。g(・)は三次関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つように制御される。
g(・)の台は[0, Cmax_monitor]
g(0) = 0
g(Cmax_monitor) = Cmax_printer
g'(0) = α
g'(Cmax_monitor) = γ, γ: γ > 0
g'(x)≠0, x: 0≦x≦Cmax_monitor
【０１１０】
ここで、αは、記憶部625の出力値により定められるもので、すなわちh信号から定められる色相における彩度調整値である。Cmax_monitorは色相成分であるh信号およびモニタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてモニタ色域の最大彩度値と定義される。また、Cmax_printerは色相成分であるh信号およびプリンタ色域情報から計算され、h信号から定められる色相においてプリンタ色域の最大彩度値と定義される。
【０１１１】
γは、最大彩度付近における彩度圧縮の圧縮率を制御する値で、上記条件を満たすという制限の下、Cmax_monitorおよびCmax_monitorの関係より彩度計算部123が自動的に定める。γパラメータ自動設定において、Cmax_monitor/Cmax_printerが大きくなるにつれ、γの値を小さくする。すなわち、圧縮率を大きくする。
【０１１２】
●彩度調整情報
ユーザは、彩度調整情報として、一つまたは複数の任意の色相において、彩度制御関数のx=0における傾きyを入力する。記憶部625は角度に対して線形に補間を行い、すべての色相における彩度調整情報を作成する。この情報は、各色相と、各色相における彩度調整値αとの集合として形成される。この集合情報が彩度調整情報として記憶部625に保持される。
【０１１３】
任意の色相における彩度制御関数のx=0における傾きyを彩度調整情報として、ユーザが入力するということは、指定した彩度におけるガマット圧縮後の理想的な彩度を、元の彩度のy倍にすることに等しく、直感的な彩度調整を非常に容易にするものである。
【０１１４】
【第８実施形態】
以下、本発明にかかる第8実施形態の信号処理装置を説明する。なお、本実施形態において、第1、第3および第4実施形態と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。
【０１１５】
本実施形態は、第4実施形態における彩度圧縮部104の構成を変更したものである。図18は本実施形態の色信号変換器208の構成例を示すブロック図である。
【０１１６】
明度調整情報入力部718は、ユーザが明度調整情報を入力するためのものであり、例えば、CPU201によりカラーモニタ207にユーザインタフェイス画像として形成されるコントロールパネル、並びに、キーボード211および/またはマウス212などから構成される。ユーザが各節点における入力値および出力値を与えることにより入力された明度調整情報は、CPU201により、然るべきデータ構造に変換された後、一旦、メインメモリ202に保持された後、端子717を介して色信号変換器208の明度圧縮部103へ入力される。なお、明度調整情報の入力は必須の動作ではない。
【０１１７】
メインメモリ202に保持された画像をプリンタ209から出力する指令を受けたCPU201は、メインメモリ202の記憶内容を調べて明度調整情報の入力の有無を判断し、その有無情報を色信号変換器208へ送る。明度調整情報の入力があった場合、CPU201は、メインメモリ202に保持されている明度調整情報を、PCIバス214および端子717を介して、色信号変換器208へ送る。
【０１１８】
明度圧縮部103は、モニタ色域情報およびプリンタ色域情報から抽出される明度レンジ情報、所定の圧縮関係、並びに、入力される明度調整情報から定められる入出力関係に従い、入力されるL信号を明度圧縮し、その圧縮結果であるL信号を色信号合成部105に出力する。
【０１１９】
●明度圧縮部
明度圧縮部103は、入出力関係を定義する関数f(・)によって制御される。すなわち、明度圧縮部103に入力されるL信号Linと出力されるL信号Loutとの間には、Lout=f(Lin)なる関係がなり立つ。f(・)はn-1セグメントからなる区分的関数を用いて定義され、下記の条件がなり立つよう制御される。因みに、nは区分的関数の節点数であり、本実施形態においては明度調整情報入力部718からの入力によって制御される。
ここで、Lmin_monitorはモニタの黒色が保持するL値、Lmax_monitorはモニタの白色が保持するL値、Lmin_printerはプリンタの黒色が保持するL値、および、Lmax_printerはモニタの白色が保持するL値である。本実施形態では、f(・)を各接点において少なくともC1連続である三次スプライン関数により実現する。ここで、α、β、接点数n、mi、niおよびγiは、明度調整情報の入力においてユーザにより設定されるものである。なお、α、βもしくは両者の入力がない場合、アルゴリズムがα、βもしくは両者を自動的に設定する。また、γiの入力がない場合には、接点iにおけるC2連続性からγiはアルゴリズムにより自動的に求められる。
【０１２１】
なお、ユーザからの明度調整情報の入力が一切なかった場合はn=5、mi=niおよびγi=1に定め、さらに前記条件の下、αとβとを自動的に計算し、概パラメータを関数f(・)に設定する。
【０１２２】
また、αおよびβの自動計算アルゴリズムにおいて、Lmin_monitorとLmin_printerの差が大きくなるに従い、αの値を小さくする。すなわち、最暗点付近における圧縮率を大きくする。他方、Lmax_monitorとLmax_printerの差が大きくなるに従い、βの値を小さくする。すなわち、最明点付近における圧縮率を大きくする。
【０１２３】
以上説明した各実施形態によれば、ガマット圧縮において、中程度の明度は保存され、非常に明度の高い色もしくは非常に明度の低い色は大きく明度圧縮される。また、ガマット圧縮において、彩度の低い色ほど彩度が保存され、逆に彩度の高い色ほど大きく彩度圧縮される。これらにより、モニタやプリンタの機種の相違による色再現性の違い、あるいは、記録媒体の色再現特性の相違による色再現性の違いによらず、知覚的に非常に近似した出力画像を得ることができる。
【０１２４】
【他の実施形態】
なお、本発明は、複数の機器（例えばホストコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置など）に適用してもよい。
【０１２５】
また、本発明の目的は、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OS（オペレーティングシステム）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。
【０１２６】
さらに、記憶媒体から読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。
【０１２７】
また、上記の各実施形態においては、代表的なLab色空間において説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、Luv色空間やマンセル色空間などの明度および色度を有する色空間であれば適用することができる。
【０１２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、異なるデバイスおよび/または異なる記録媒体に形成および/または表示される色が近似した色として知覚されるように色信号を変換する、高精度な色再現を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる第1実施形態の色信号変換装置のシステム構成例を示すブロック図、
【図２】図1に示される色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図３】第1実施形態における明度の入出力関係例を示す図、
【図４】図2に示される彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図５】第1実施形態における彩度の入出力関係例を示す図、
【図６】複数種類の紙質についてガマット圧縮を行った場合のそれぞれの明度圧縮入出力特性を示す図、
【図７】第2実施形態における彩度の入出力関係例を示す図、
【図８】第3実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図９】ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図、
【図１０】ある色度abにおける明度の入出力関係を示す図、
【図１１】第5実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１２】図11に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１３】図11に示す彩度計算部の動作を示すフローチャート、
【図１４】第6実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１５】図14に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１６】第7実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図、
【図１７】図16に示す彩度圧縮部の構成例を示すブロック図、
【図１８】第8実施形態の色信号変換器の構成例を示すブロック図である。
Claims (6)
- 第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理装置であって、
前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮する手段と、
前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮する手段と、
前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御手段とを有し、
前記明度圧縮制御手段は、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、
前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、
前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする色処理装置。 - さらに、前記彩度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記彩度成分の圧縮率を制御する彩度圧縮制御手段を有し、
前記彩度圧縮制御手段は、入力値 0 に対して 0 を出力し、入力色の色相における前記第一の色再現域の最大彩度の入力に対して当該色相における前記第二の色再現域の最大彩度を出力するように、前記彩度圧縮用のスプライン関数を設定し、
前記第一の色再現域の最大彩度C1maxと前記第二の色再現域の最大彩度C2maxの比C1max/C2maxが大きくなるに従い、前記彩度圧縮用のスプライン関数の一次微分の値γを小さくすることを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。 - さらに、前記明度圧縮された明度成分と、前記彩度圧縮された彩度成分を合成して色信号にする合成手段と、
前記合成手段から色信号を入力して、前記入力した色信号が前記第二の色再現域内にある場合は前記入力した色信号を出力し、前記入力した色信号が前記第二の色再現域外にある場合は、前記入力した色信号に対して色差が最小の前記第二の色再現域内の色信号を出力する手段とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された色処理装置。 - さらに、前記明度圧縮に関するユーザ指示を入力するための入力手段を有し、
前記明度圧縮制御手段は、前記ユーザ指示が入力された場合は前記ユーザ指示に従い前記一次微分の値α、βを制御し、前記ユーザ指示が入力されない場合は前記差に従い前記一次微分の値α、βを制御することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか一項に記載された色処理装置。 - 第一のデバイスの第一の色再現域内の色信号を、前記第一の色再現域とは異なる、第二のデバイスの第二の色再現域内の色信号へ変換する色処理方法であって、
前記色信号の明度成分を、n-1（nは区分的関数の節点数）セグメントからなる区分的関数で示されるスプライン関数を用いて、前記第二の色再現域の明度範囲内に明度圧縮するステップと、
前記色信号の彩度成分を前記第二の色再現域の彩度範囲内に彩度圧縮するステップと、
前記明度圧縮に使用するスプライン関数を制御して、前記明度成分の圧縮率を制御する明度圧縮制御ステップとを有し、
前記明度圧縮制御ステップは、前記第一の色再現域の白色の入力に対して前記第二の色 再現域の白色を出力し、前記第一の色再現域の黒色の入力に対して前記第二の色再現域の黒色を出力するように、前記スプライン関数を設定し、
前記第一および第二の色再現域の最高明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最高明度における前記スプライン関数の一次微分の値βを小さくし、
前記第一および第二の色再現域の最低明度の差が大きくなるに従い、前記第一の色再現域の最低明度における前記スプライン関数の一次微分の値αを小さくすることを特徴とする色処理方法。 - コンピュータ装置を制御して、請求項1から請求項4の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させるコンピュータプログラムが記録されたことを特徴とするコンピュータが読み取り可能な記録媒体。
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