JP4582336B2 - 色処理装置、色変換テーブル作成装置、画像処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラー画像の色処理技術に関するものである。

従来、ディジタル複合機やカラープリンターなどのカラーデジタル出力装置の色処理技術では、入力色空間の信号を出力色空間の信号へ変換する際に様々な色変換方法が適用されている。図５は、従来の色変換処理の一例の説明図である。図５に示すようにある色相における色再現範囲は、装置によって異なっている場合がある。このように色再現範囲が異なる場合、入力色空間の信号について出力色空間では再現できない色が生じる。そのため、入力側の色再現範囲の色を出力側の色再現範囲の色へ置き換える必要がある。

例えば、図５（Ａ）には明度を保存したまま彩度を変化させる方法を示している。しかし、高明度の鮮やかな色は色が抜けて白くなってしまうという問題がある。また、図５（Ｂ）には彩度を保存して明度を変化させる方法を示している。この場合には鮮やかな色が極端に暗くなってしまい、異なる装置での画像はかなり異なったものとなってしまうという問題がある。

さらに、例えば特許文献１には、入力カラー画像信号の彩度および明度の範囲が出力装置の再現範囲と比較して大きい場合、入力カラー画像信号の彩度および明度の双方について、階調を保存するように出力装置の色再現範囲内に圧縮写像をする方法もある。しかし、この方法で大きく異なる色再現可能領域間で圧縮写像を行った場合、高明度及び高彩度であった色は明度、彩度ともに低下してしまうという問題がある。

このように、従来より行われているいずれの方法においてもそれぞれ一長一短がある。従って、見た目に同じ色を再現しようとする場合や、入力色より望ましい色を再現しようとする場合などでは、単純な変換処理だけでは満足できる結果を得ることができなかった。

これらの課題に対応するため、例えば特許文献２には、入力色空間内に基準点を設定し、その出力色空間内での対応点をあらかじめ決定しておき、他の色はその基準点との相対関係と一定の規則にしたがって変換する方法が提案されている。しかし、基準点以外の色が必ずしも良好な色とならず課題が残っていた。

特公平６−３６５４８号公報 特開２００３−１４３４２５号公報

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、より好ましく人間の視覚特性に適合した色変換処理が可能なように、入力側の色再現範囲の色を出力側の色再現範囲の色に変換するための色の対応付けを行う色処理装置と、そのような色処理装置を用いて色変換処理のための色変換テーブルを作成する色変換テーブル作成装置、さらに、そのような色変換テーブル作成装置を用いて色変換を行う色変換装置を提供することを目的とするものである。

本発明では、入力側の色再現範囲の有限個数の色変換対象色について、対応する出力側の色再現範囲の変換色を決定して対応づける。このとき、色変換対象色を、独立に変換色を決定する第１群色と、第１群色を除く色変換対象色のうち第１群色のみに制約を受け、独立に決定した変換色と第１群色の変換色との相対関係から変換色を決定する第２群色と、第１群色及び第２群色を除く色変換対象色のうち第１群色及び第２群色に制約を受け、第１群色及び第２群色の変換色との相対関係から変換色を決定する第３群色の少なくとも３つの群に分ける。

第１群色については、独立に出力側の色再現範囲の変換色を決定する。例えば主観評価や視覚特性に基づく好ましさを表す関数などを用いて好ましい変換色との対応付けを行うことができる。また第２群色については、独立に求めた出力側の色再現範囲の変換色と、第１群色に対応する出力側の色再現範囲におけるそれぞれの変換色との相対関係から、出力側の色再現範囲の変換色を決定する。さらに第３群色については、第１群色及び第２群色との相対関係から、出力側の色再現範囲の変換色を決定する。

また本発明では、このようにして得られた色変換対象色と変換色との対応から色変換テーブルを作成し、また、作成された色変換テーブルを用いて色変換処理を行うことを特徴としている。

本発明によれば、色変換対象色を、独立に変換色を決定する第１群色と、独立に決定した変換色と第１群色の変換色との関係から変換色を決定する第２群色と、第１群色及び第２群色の変換色との関係から変換色を決定する第３群色の少なくとも３つの群に分け、それぞれの群に応じた処理を行うので、より好ましく人間の視覚特性に適合した色変換が可能な色変換対象色と変換色との対応付けを行うことができる。また、このような色変換対象色と変換色との対応から色変換テーブルを作成し、その色変換テーブルを用いて色変換を行うことによって、入力側の色再現範囲の全体において、視覚的に好ましい出力側の色再現範囲内の変換色へと変換することができるという効果がある。

図１は、本発明の実施の一形態を示すブロック図である。図中、１は第１群変換色決定部、２は第２群変換色決定部、３は第３群変換色決定部、４は色変換テーブル作成部、５は色変換テーブル、６は色変換部である。本発明では、まず、入力側の色再現範囲の有限個数の色変換対象色について、対応する出力側の色再現範囲の色を変換色として決定する。このとき、色変換対象色を重要性に応じて少なくとも３つの群に分け、それぞれの群ごとに変換色との対応付けを行う。以下の例では、色変換の際に最も重要となる色変換対象色を第１群とし、第１群に準じて重要な色変換対象色を第２群とし、そのほかの色変換対象色を第３群としている。ここでは３群に分ける例を示しているが、４群以上に分けて色変換対象色に対応する変換色を決定するように構成してもよい。

第１群変換色決定部１は、入力側の色変換対象色のうちの第１群の色について、それぞれ独立して、視覚的に好ましい出力側の変換色との対応付けを決定する。また第２群変換色決定部２は、入力側の色変換対象色のうちの第２群の色について、それぞれ独立して視覚的に好ましい出力側の色を求めるとともに、すでに第１群変換色決定部１で変換色が決定している第１群の色変換対象色との相対関係を考慮して、出力側の変換色を決定する。さらに第３群変換色決定部３は、入力側の色変換対象色のうちの第１群及び第２群の色を除いた第３群の色変換対象色について、すでに第１群変換色決定部１及び第２群変換色決定部２で決定されている第１群及び第２群の色変換対象色との相対関係から、出力側の変換色を決定する。これらの具体例については後述する。

色変換テーブル作成部４は、第１群変換色決定部１、第２群変換色決定部２，第３群変換色決定部３でそれぞれ決定された入力側の色変換対象色と出力側の変換色との対応から、色変換テーブル５を作成する。色変換テーブル５は、例えば多次元のダイレクトルックアップテーブル（ＤＬＵＴ）として構成することができる。この場合、色変換対象色としてＤＬＵＴの格子点を含めておけば、それぞれの格子点に対して対応する出力側の変換色の値を設定すればよい。色変換対象色に対応しない格子点が存在する場合には、第１〜３群の色変換対象色とその変換色の対応と、実際の入力側及び出力側の色再現範囲の特性などから入力側の色からの移動量を算出し、出力側の色を決定すればよい。あるいは、色変換対象色と変換色の対を用いて入力側の色空間から出力側の色空間への色変換モデルを作成し、その色変換モデルに従ってＤＬＵＴを構成することができる。

色変換部６は、色変換テーブル作成部４で作成された色変換テーブル５を用いて、入力されたカラー画像の色変換を行う。色変換テーブル５がＤＬＵＴであれば、入力されたカラー画像の色をもとに１ないし数個の格子点に対応する出力側の変換色を得て、補間処理などにより変換後の色を求めればよい。

このように、重要な第１群の色変換対象色について視覚的に好ましい出力側の変換色に対応付け、また次に重要な第２群の色変換対象色について視覚的に好ましい出力側の色を考慮して変換色を決定し、このようにして決定された第１群、第２群の色変換対象色と変換色の対を用いて第３群の色変換対象色と変換色の対を決定している。そして、このようにして決定された入力側の色変換対象色と出力側の変換色との対を用いて色変換テーブルを作成し、その色変換テーブルを用いて色変換を行うことにより、視覚的に好ましい色への色変換を実現することができる。

なお、図１に示した各部がすべて同一の装置内に存在しなくてもよく、例えば色変換テーブル５はデータとして別の装置へ受け渡され、別の装置に存在する色変換部６において実際の色変換を行う構成であってよい。また、第１群変換色決定部１，第２群変換色決定部２、第３群変換色決定部３で決定した色変換対象色と変換色の対をデータとして別の装置へ受け渡し、別の装置で色変化テーブル５を作成するように構成してもよい。

以下、入力側の色変換対象色と対応する出力側の変換色を決定する動作について、より詳細に説明する。なお、以下の説明ではＬａｂ色空間における入力側及び出力側の色再現範囲を模式的に示している。もちろん入力側の色空間及び出力側の色空間は任意であり、それぞれの色空間において取り得る色再現範囲をＬａｂ色空間で示したものである。例えば入力側の色空間は装置依存のＲＧＢ色空間やＹＣｒＣｂ色空間、標準色空間であるｓＲＧＢ色空間や装置非依存のＬａｂ色空間など、出力側の色空間は装置依存のＣＭＹ色空間やＣＭＹＫ色空間あるいは標準色空間であるｓＲＧＢ色空間や装置非依存のＬａｂ色空間などでよい。なお、以下のそれぞれの図において、実線は入力側を、破線は出力側をそれぞれ示している。

図２は、第１群変換色決定部１における動作の一例の説明図である。第１群変換色決定部１は、上述のように入力側の色変換対象色のうちの第１群の色について、対応する出力側の変換色を決定する。第１群の色変換対象色は色変換の際に最も重要となる色であり、例えば図２において丸印で示した、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）とＷ（白）、Ｋ（黒）、さらにはＲＧＢの組み合わせであるＣ（シアン）、Ｍ（マゼンタ）、Ｙ（イエロー）などとすることができる。もちろん、これらの一部あるいは他の色を含めてもよい。

これらの第１群の色変換対象色については、それぞれ独立して、視覚的に好ましい出力側の変換色との対応付けを決定する。例えば、それぞれの第１群の色変換対象色について、その周辺の色を含む対象色領域を設定し、その対象色領域において、視覚的に好ましい色の主観評価実験を行う。対象色領域は、例えば図２（Ａ）においては立方体状に示しているが、その領域形状や大きさなどについては任意である。

このようにして行った主観評価実験の結果をもとに、重回帰式などにより評価関数ｆ（Ｌ，ａ，ｂ）を生成する。この評価関数ｆは、視覚特性に基づいて好ましい色を算出するためのものであり、この評価関数を用いて、色変換対象色に対応する最適な出力側の色再現範囲の色（変換色）を求めることができる。図２（Ｂ）においては、評価関数ｆにより入力側の色再現範囲上の色変換対象色が変化する軌跡を矢線で示し、出力側の色再現範囲を示す破線上の変換色が決定される。

この評価関数の生成と評価関数を用いた変換色の算出は、第１群のそれぞれの色変換対象色について独立して行う。すなわち、それぞれの第１群の色変換対象色について、個別に評価関数を生成して変換色を算出する。これによって、この第１群の色変換対象色については、他の色に影響されずに視覚的に最も好ましい変換色と対応づけられることになる。

図３は、第２群変換色決定部２における動作の一例の説明図である。第２群変換色決定部２は、上述のように、入力側の色変換対象色のうちの第２群の色について、対応する出力側の変換色を決定する。第２群の色変換対象色は第１群に準じて重要な色であり、例えば図３（Ａ）に白丸で示すような、ＲＧＢＣＭＹのそれぞれ中間の色や、ＲＧＢＣＭＹ及びその中間の色とＷ及びＢとの中間の色など、入力側の色再現範囲の外郭において主要な色を含めることができる。さらには、例えばカラーパレットで用いられたり、Ｗｅｂカラーとして用いられたり、あるいは肌色などのように色再現が重要視される色などを含めることができる。もちろん、これらの例に限られることなく、第２群の色変換対象色を設定することができる。

これらの第２群の色変換対象色については、それぞれ独立して視覚的に好ましい出力側の色を求めるとともに、すでに第１群変換色決定部１で変換色が決定している第１群の色変換対象色との相対関係を考慮して、出力側の変換色を決定する。独立した出力側の色を求める方法として、上述の第１群の色変換対象色の場合と同様に主観評価実験を行って評価関数を生成し、その評価関数により色変換対象色に対応する最適な出力側の変換色を求めることができる。この評価関数を生成する際に、第１群の色変換対象色との相対関係を変数として有する重回帰式ｇ（ｄ１，ｄ２，…）を生成し、この重回帰式を用いることができる。なお、ｄ１，ｄ２，…は、第１群の各色変換対象色までの色空間（ここではＬａｂ色空間）中での距離を示している。

この重回帰式ｇを用いて、色変換対象色に対応する出力側の変換色を決定することができる。図３（Ｂ）においては、重回帰式ｇにより入力側の色変換対象色が変化する軌跡を矢線で示し、対応する出力側の変換色が決定する様子を示している。

この重回帰式の生成と重回帰式を用いた変換色の算出は、第２群のそれぞれの色変換対象色について独立して行う。すなわち、それぞれの第２群の色変換対象色について、個別に重回帰式を生成して変換色を算出する。これによって、この第２群の色変換対象色については、第１群の色変換対象色の影響を受けるものの、視覚的に最も好ましい変換色と対応づけられることになる。また、第１群の色変換対象色との相対関係が崩れることはない。

図４は、第３群変換色決定部３における動作の一例の説明図である。第３群変換色決定部３は、入力側の色変換対象色のうちの第１群及び第２群の色を除いた第３群の色変換対象色について、すでに第１群変換色決定部１及び第２群変換色決定部２で決定されている第１群及び第２群の色変換対象色との相対関係から、出力側の変換色を決定する。第３群の色変換対象色としては、第１群及び第２群の色変換対象色以外の入力側の色再現範囲の外郭の色を選択しておくことにより、入力側の色再現範囲の外郭と出力側の色再現範囲の外郭との対応付けを行うことができる。

この第３群の色変換対象色については、上述のように第１群及び第２群の色変換対象色との相対関係から出力側の変換色を決定するので、例えば例えば第１群及び第２群のそれぞれの色変換対象色との距離をｄ１，ｄ２，…としたとき、関数ｈ（ｄ１，ｄ２，…）などにより変換色を決定することができる。なお、図４では第３群の１つの色変換対象色について変換色との関係を示している。

このようにして、第１群の色変換対象色についてはそれぞれ独立に視覚的に好ましい出力側の変換色を決定する。また、第２群の色変換対象色については独立に視覚的に好ましい出力側の色を求めるとともに第１群の色変換対象色との相対位置を考慮して変換色を決定する。さらに、第３群の色変換対象色については第１群、第２群の色変換対象色との相対位置から出力側の変換色を決定する。このようにすることによって、従来のように画一的な関数関係で決定する場合に比べて、色変換対象色全体として視覚的に好ましい出力側の変換色との対応付けを行うことができる。また、色変換対象色のすべてを独立に決定する場合に比べて、各色変換対象色の相対関係を保つことができるため色のジャンプなどが発生せず、また、処理量を減少させることができる。

そして、このように視覚的に好ましい対応付けが行われた入力側の色変換対象色と出力側の変換色との対を用いて色変換テーブル５を作成し、その色変換テーブル５を用いて色変換部６で色変換処理を行うことによって、入力されたカラー画像の色を視覚的に好ましい出力画像の色へと色変換することができる。

なお、上述の本発明の構成の一部または全部を、コンピュータにより実行可能なプログラムによって実現することが可能である。プログラムで実現される場合、そのプログラムおよびそのプログラムが用いるデータや色変換テーブルのデータなどは、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体に記憶することも可能である。あるいはプログラムをネットワークなどを介してコンピュータ１２に転送し、プログラムを実行させてもよい。もちろん、一部の機能についてハードウェアによって構成することもできるし、あるいは、すべてをハードウェアで構成してもよい。また、上述のようにいくつかのプログラムあるいはプログラムとハードウェアの組み合わせとして実現することもできる。

本発明の実施の一形態を示すブロック図である。 第１群変換色決定部１における動作の一例の説明図である。 第２群変換色決定部２における動作の一例の説明図である。 第３群変換色決定部３における動作の一例の説明図である。 従来の色変換処理の一例の説明図である。

符号の説明

１…第１群変換色決定部、２…第２群変換色決定部、３…第３群変換色決定部、４…色変換テーブル作成部、５…色変換テーブル、６…色変換部。

Claims (8)

1. 入力側の色再現範囲の色を出力側の色再現範囲の色に変換するための色の対応付けを前記入力側の色再現範囲の有限個数の色変換対象色について行う色処理装置において、前記色変換対象色のうちの一部の色を第１群色として独立に前記出力側の色再現範囲の変換色を決定する第１群変換色決定手段と、前記第１群色を除く前記色変換対象色のうち前記第１群色のみに制約を受ける第２群色について独立に求めた前記出力側の色再現範囲の変換色と前記第１群色に対応する前記出力側の色再現範囲におけるそれぞれの変換色との相対関係から前記第２群色に対応する前記出力側の色再現範囲の変換色を決定する第２群変換色決定手段と、前記第１群変換色決定手段により決定した前記第１群色と第２群変換色決定手段により決定した前記第２群色の相対関係から前記第１群色及び前記第２群色を除く前記色変換対象色のうち前記第１群色及び前記第２群色に制約を受ける第３群色の前記出力側の色再現範囲の変換色を決定する第３群変換色決定手段を有することを特徴とする色処理装置。
2. 前記第１群変換色決定手段は、主観評価により得られた結果に基づいて前記第１群色に対応する前記出力側の色再現範囲の変換色を決定することを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
3. 前記第１群変換色決定手段は、視覚特性に基づく好ましさを表す関数を用いて前記第１群色に対応する前記出力側の色再現範囲の変換色を決定することを特徴とする請求項１に記載の色処理装置。
4. 前記第１群変換色決定手段は、それぞれの前記第１群色について個別の関数を用いることを特徴とする請求項３に記載の色処理装置。
5. 前記第１群変換色決定手段及び前記第２群変換色決定手段は、独立に前記出力側の色再現範囲の変換色を求める際に、それぞれの色変換対象色について特定の対象色領域において行うことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の色処理装置。
6. 入力側の色空間は装置非依存色空間であり、出力側の色空間は装置依存色空間であることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の色処理装置。
7. 入力されたカラー画像の色変換を行うために用いられる色変換テーブルを作成する色変換テーブル作成装置において、請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の色処理装置により対応付けされた変換前後の色により色変換テーブルを作成するテーブル作成手段を有することを特徴とする色変換テーブル作成装置。
8. 入力されたカラー画像の色変換を行う画像処理装置において、請求項７に記載の色変換テーブル作成装置により作成された前記色変換テーブルを用いて前記カラー画像の色を出力側の色再現範囲の色に変換する色変換手段を有することを特徴とする画像処理装置。

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