JP5022762B2 - 色処理装置およびその方法 - Google Patents

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Description

本発明は、色順応を考慮する色処理に関する。
モニタやプロジェクタなどの画像表示機器、インクジェット方式や電子写真方式のプリンタなどの画像出力機器の間の色再現を一致させるカラーマッチング処理がある。測定器によって測定した色票の色の絶対値（例えば三刺激値XYZ）を、人間の色の見えを考慮した相対的な色空間（色知覚空間）上の色値に変換し、変換後の色値を利用して行うカラーマッチングが提案されている。
色知覚空間としては、CIELab、または、CIECAM97sおよびCIECAM02が用いるJCh空間などが挙げられる。測定値（XYZ値）を色知覚空間に変換するには、相対的な変換を行う基準として白色点（以下、基準白色点）を用いる。通常、基準白色点には、画像表示機器が表現可能な最も明度が高い色（以下、デバイス白色）を採用する。しかし、デバイス白色として選んだ色が無彩色ではなく僅かでも有彩色の場合は、人間の目がデバイス白色に完全には順応しない現象（不完全順応）が発生する。また、モニタを観察する場合など、デバイス白色（モニタの白色点）の他に、観察環境の周囲光（以下、環境光）の白色点も色の見えに影響する現象（部分順応）を考慮する必要がある。
例えば、特許文献1は、複数の白色点から部分順応白色点を算出し、基準白色点に用いる技術を開示する。
例えば、モニタに表示された色の見えを算出する場合、モニタの白色点と環境光の白色点を結ぶ線分上に、部分順応白色点を算出する。しかし、部分順応白色点の算出に用いる色空間のxy平面、uv平面、u'v'平面は何れも、実在する種々の光源の分布や人間の視覚特性との間の線形性が低く、最適な部分順応白色点を算出することができない。
図1は部分順応白色点を求める方法を示す図である。例えば、黒体放射軌跡104に比べて緑色を含む白色点101をもつモニタを、黒体放射軌跡104上の白色点102を有する環境光下で観察する場合の部分順応白色点103は、黒体放射軌跡104上ではなく、より赤味がかった白色点として算出される。
言い換えれば、特許文献1のように、異なる二つの白色点を結ぶ線分上の部分順応白色点を算出し、基準白色点に設定する技術は、必ずしも、最適な部分順応白色点を算出することができない。
特開平9-093451号公報
本発明は、良好な色処理結果を得るために最適な部分順応白色点を算出することを目的とする。
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。
本発明にかかる色処理は、デバイス白色点の白色点データを入力し、前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算し、前記投影白色点と前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出し、前記投影における前記デバイス白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正することを特徴とする。
また、デバイス白色点の白色点データ、および、環境光の白色点データを入力し、前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算し、前記デバイス白色点に対応する投影白色点、前記環境光に対応する投影白色点、および、前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出し、前記投影における前記デバイス白色点および前記環境光の白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正することを特徴とする。
本発明によれば、良好な色処理結果を得るために最適な部分順応白色点を算出することができる。
以下、本発明にかかる実施例の色処理を図面を参照して詳細に説明する。
実施例1では、入力した画像データに対して色処理を行い、画像出力装置に出力する場合について説明する。
［装置の構成］
図2は実施例の色処理装置10の構成例を示すブロック図である。
色処理装置101には、画像を表示するCRTやLCDなどのモニタ、あるいは、画像を印刷するプリンタなどの画像出力装置が、色処理された画像を出力する画像出力装置22として接続されている。また、色彩輝度計や色彩照度計など、画像表示装置や照明光源を含む環境光の白色点を測定する白色データ測定装置13が接続されている。
白色データ入力部16は、白色データ測定装置13から、または、白色データ測定装置13を制御して白色点のデータを入力するインタフェイスである。機器特性入力部17は、例えばハードディスクドライブ(HDD)や記録メディアドライブのような機器特性記憶部14から画像出力装置22の機器特性や色再現特性（デバイスプロファイル）を入力するインタフェイスである。画像入力部18は、HDDや記録メディアドライブのような画像データ記憶部15から画像データを入力するインタフェイスである。
機器特性記憶部14や画像データ記憶部15はメモリカードであってもよく、その場合、機器特性入力部17や画像入力部18はカードリーダに相当する。また、機器特性記憶部14や画像データ記憶部15はネットワーク上のサーバ装置であってもよく、その場合、機器特性入力部17や画像入力部18はネットワークインタフェイスに相当する。
順応白色点算出部19は、白色データ入力部16が入力した白色点のデータを用いて部分順応白色点を計算する。画像処理部20は、画像出力装置22の機器特性や色再現特性、順応白色点算出部19が計算した部分順応白色点を参照して、画像入力部18が入力した画像データに色処理などの画像処理を施す。画像出力部21は、画像処理部20が画像処理した画像データを画像出力装置22に出力する。
操作入力部24は、キーボード、マウスやタッチパネルなどのポインティングデバイスを備え、ユーザ指示を画像処理部20へ入力する。
［画像処理］
図3は画像処理部20の画像処理を示すフローチャートである。
画像処理部20は、順応白色点の算出用のユーザインタフェイス(UI)をモニタに表示する(S200)。UI表示用のモニタは、画像出力装置22でもよいし、別途、用意してもよい。
図4は順応白色点の算出に関するユーザ指示を入力するユーザインタフェイス301の一例を示す図である。UIの詳細は後述する。
UI 301の「デバイス白色測定」ボタン304が押されると、画像処理部20は、白色データ入力部16により、白色データ測定装置13による画像出力装置22のデバイス白色点の測定結果(白色点データ）を入力する(S201)。
次に、画像処理部20は、例えばモニタの周辺に配置された照明器具の照明光など環境光の白色点（以下、デバイス白色以外の白色点）を、ユーザが指示したか否かを判定する(S202)。ユーザは、デバイス白色以外の白色点の測定を、例えばUI 301の「照明白色測定」ボタン305を押すことで指示可能である。画像処理部20は、デバイス白色以外の白色点を測定する場合は、白色データ入力部16により、白色データ測定装置13によるデバイス白色以外の白色点の測定結果(白色点データ）を入力する(S203)。
次に、画像処理部20は、順応白色点算出部19により、デバイス白色点のデータ（および、測定した場合はデバイス白色以外の白色点のデータ）を用いて、部分順応白色点を計算する(S204)。
次に、画像処理部20は、機器特性入力部17を介して、機器特性記憶部14から画像出力装置22の色再現特性を取得し(S205)、画像入力部18を介して、画像データ記憶部15から表示または印刷する画像データを入力する(S206)。
次に、画像処理部20は、順応白色点算出部19が計算した部分順応白色点、および、画像出力装置22の色再現特性を用いた色処理を含む画像処理を入力した画像データに施す(S207)。そして、画像出力部21を介して、画像処理した画像データを画像出力装置22に出力する(S208)。
［ユーザインタフェイス］
ユーザは、図4に示すUIl 301の出力機器選択部303により、画像出力に用いる画像出力装置22を選択する。
ユーザは、出力機器選択部303により、例えばモニタのように、デバイス白色点とデバイス白色以外の白色点をそれぞれ測定する必要があるデバイスを選択した場合は「デバイス白色測定」ボタン304を押してデバイス白色点の測定を指示する。その後、「照明白色測定」ボタン305を押してデバイス白色以外の白色点の測定を指示し、さらに「順応白色点算出」ボタン306を押して部分順応白色点の算出を指示する。
また、ユーザは、プリンタのように、デバイス白色点とデバイス白色以外の白色点をそれぞれ測定する必要がないデバイスを選択した場合は、「デバイス白色測定」ボタン304を押してデバイス白色点の測定を指示する。その後、「順応白色点算出」ボタン306を押して部分順応白色点の算出を指示する。
白色点表示部203には、測定結果のデバイス白色点（および、測定した場合はデバイス白色以外の白色点）、計算結果の部分順応白色点が表示される。ユーザは、白色点表示部203を参照して、適切な測定が行われたか否かを判断することができる。ユーザは、もし、適切な測定が行われていないと判断した場合、白色データ測定装置13の配置や測定方向を修正して、再度「デバイス白色測定」ボタン304を押すことで、再測定を指示することができる。
［順応白色点算出部］
図5は順応白色点算出部19の構成例を示すブロック図、図6は部分順応白色点の算出方法を説明するフローチャートである。
順応白色点算出部19の投影部401は、白色データ入力部16から入力されるデバイス白色点（および、測定した場合はデバイス白色以外の白色点）のデータを入力する。そして、デバイス白色点、デバイス白色以外の白色点、および、完全白色点のそれぞれから黒体放射軌跡に垂線を下した場合の交点を求める(S501)。なお、白色点が黒体放射軌跡上にある場合は交点を求める必要がないことは言うまでもない。
図7は黒体放射軌跡上における各白色点に対応する交点の求め方を説明する図である。白色点（以下、投影前白色点）703から黒体放射軌跡に垂線を下した交点（以下、投影後白色点）704を結ぶ線分と、黒体放射軌跡104の接線のなす角が直角になるように、投影後白色点704を決定する。
算出部402は、黒体放射軌跡のu、v値と色温度の関係を示すテーブルを参照して投影後の各白色点に対応する色温度を算出する(S502)。そして、投影後の各白色点の色温度を用いて、式(1)により、部分順応白色点の色温度Tを計算する(S503)。なお、式(1）は、各白色点の色温度の逆数の線形和を用いて、部分順応白色点の色温度の逆数を算出するものである。
1/T = (D/Td + E/Te + I/Ti)/(D + E + I) …(1)
ただし、D = kpd・L*d
E = kpe・L*e
I = kpi・L*i
ここで、Tは部分順応白色点の色温度
Tdは投影後のデバイス白色点の色温度
Teは投影後のデバイス白色以外の白色点の色温度
Tiは投影後の完全白色点の色温度
Yd ≧ Yeの場合 L*d = 100
Yd ＜ Yeの場合 L*d = (Yd/Ye)1/3
Ye ≧ Ydの場合 L*e = 100
Ye ＜ Ydの場合 L*e = (Ye/Yd)1/3
L*e = 100（定数）
kpd、kpe、kpi は重み係数（定数）
次に、算出部402は、黒体放射軌跡のu、v値と色温度の関係を示すテーブルを参照して、計算結果の部分順応白色点の色温度Tに対応するu、v値を算出する(S504)。部分順応白色点を計算するための、二つまたは三つの白色点はすべて黒体放射軌跡上にある。従って、部分順応白色点のu、v値も黒体放射軌跡上に位置することになる。
補正部403は、詳細は後述するが、投影部401の投影により白色点を移動した量に基づき、部分順応白色点を補正する(S503)。
●完全白色点
完全白色点は、色が付いたデバイスの白色を人間が見ると、完全順応しない、つまり完全な白色と認識しない不完全順応を考慮するためのものである。不完全順応には、デバイス白色点と、人間が絶対的に白色と感じる白色（完全白色点）の間に部分順応白色点を設定することによって対処可能である。そこで、デバイス白色点、デバイス白色以外の白色のほかに、完全白色点としての第三の白色点を用いて、式(1)により部分順応白色点を算出する。
完全白色点は、例えば、等エネルギ白色点（三刺激値X=Y=Zの点）でもよい。あるいは、ユーザが完全に白色と認識する白色点を設定してもよい。言い換えれば、ユーザが完全な白色として認識する白色点であれば、その色値に制限はない。
●部分順応白色点の補正
ステップS502で算出する部分順応白色点は、ステップS501における黒体放射軌跡へのデバイス白色点の投影により、デバイス白色点の色情報が失われている。そこで、失われた色情報を補正した部分順応白色点を算出する。
図8は部分順応白色点の補正(S505)を説明する図である。
投影後のデバイス白色点706、投影後の完全白色点709（および、測定した場合はデバイス白色以外の白色点710）から、式(1)を用いて、黒体放射軌跡104上の部分順応白色点707を求める。そして、投影前のデバイス白色点705と投影後のデバイス白色点706を結ぶ移動ベクトル701と大きさが同じで逆向きの移動ベクトル702分、部分順応白色点707を移動する。つまり、部分順応白色点707にベクトル702を加算する。これにより、デバイス白色点705の色情報を加えた補正後の部分順応白色点708が得られる。
この方法によれば、出力画像を出力する出力デバイスの白色点の色情報に基づき、部分順応白色点の色情報を求めることができる。従って、高精度な色再現を実現することができる。
［色処理］
図9は画像処理部20による画像処理(S207)の一部である色処理を示すフローチャートである。
画像処理部20は、入力した画像データの注目画素のRGB値（例えばsRGB値）を算出する(S801)。
次に、画像処理部20は、RGB値をXYZ値に変換する(S802)。例えば、ステップS801で算出したRGB値がsRGB値の場合はsRGB変換式を用いる変換を行う。そして、RGB値が依存する白色点データを用いて、XYZ値を人間の視覚特性を考慮した知覚色空間の値（例えばJCh値）に変換し(S803)、JCh値を画像出力装置22の色域にマッピングする(S804)。
次に、画像処理部20は、ステップS204で算出した部分順応白色点を用いて、JCh値をXYZ値に変換し(S805)、画像出力装置22のデバイスプロファイルを用いて、XYZ値をデバイス値（例えばRGB値やCMYK値）に変換する(S806)。
次に、画像処理部20は、入力した画像データの全画素の値をデバイス値に変換したか否かを判定する(S807)。未変換の画素がある場合は注目画素を移動して(S808)、処理をステップS801に戻し、全画素の変換が済むまで、ステップS801からS808を繰り返す。
このように、光源の白色点情報を取得し、取得した白色点および完全白色点を黒体放射軌跡上に投影して、複数の投影白色点から黒体放射軌跡上の部分順応白色点を算出する。そして、デバイス白色点の投影量（移動分）、黒体放射軌跡上の部分順応白色点を補正（逆方向に移動）して、色処理用の部分順応白色点にする。従って、モニタのような画像表示装置において画像を観察する場合の、モニタの白色点と環境光を考慮した、良好な色処理結果を得るために最適な部分順応白色点を算出することができる。
以下、実施例2の色処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1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。
実施例1では、モニタなどの画像表示装置に画像を表示した場合の、モニタの光源の白色点と、環境光の白色点の間における部分順応を補正するための、部分順応白色点の算出を説明した。実施例2では、モニタの表示画像と、プリンタなどの画像形成装置の印刷画像をカラーマッチングするための部分順応白色点の算出を説明する。実施例2の場合、画像形成装置に関する白色だけでなく入力画像を表示しているモニタの白も、視覚の順応に影響を与える。
図10は実施例2の色処理装置10の構成例を示すブロック図である。実施例1の色処理装置10と異なるのは、画像出力装置22のほかに、画像出力装置22とは種類が異なる画像出力装置23が接続されていることである。例えば、画像出力装置22をモニタなどの画像表示装置とすれば、画像出力装置23はプリンタなどの画像形成装置である。
図11は画像処理部20の画像処理を示すフローチャートである。
画像処理部20は、図4に示すような順応白色点の算出用のUI 301をモニタに表示し、ユーザの画像出力装置22と23の種類の指定を受け付ける(S1001)。ここでは、第一のデバイスとしてモニタのような画像表示装置が、第二のデバイスとしてプリンタのような画像形成装置がユーザ指定されたことにする。
UI 301の「デバイス白色測定」ボタン304が押されると、画像処理部20は、白色データ入力部16により、白色データ測定装置13による、第一のデバイスのデバイス白色点の測定結果（白色点データ）を入力する(S1002)。さらに、第二のデバイスのデバイス白色点の測定結果（白色点データ）を入力する(S1003)。なお、プリンタのような画像形成装置のデバイス白色点は、観察環境に無印刷の記録媒体を配置した場合の白色（紙白）を測定すればよい。
次に、画像処理部20は、順応白色点算出部19により、両デバイスのデバイス白色点のデータを用いて、実施例1と同様に、部分順応白色点を計算する(S1004)。
次に、画像処理部20は、機器特性入力部17を介して、機器特性記憶部14から両デバイスの色再現特性を取得し(S1005)、画像入力部18を介して、画像データ記憶部15から表示および印刷する画像データを入力する(S1006)。
次に、画像処理部20は、順応白色点算出部19が計算した部分順応白色点、および、両デバイスの色再現特性を用いた色処理を含む画像処理を入力した画像データに施し、第一、第二のデバイス用の画像データをそれぞれ生成する(S1007)。そして、画像出力部21を介して、生成した画像データを対応するデバイスに出力する(S1008)。
なお、ステップS1007の画像処理は、図9とほぼ同様の処理をデバイスごとに繰り返すことになる。勿論、ステップS802、S803、S804、S806においては、デバイスに対応するデバイスプロファイルまたはデバイス白色点の測定結果(白色点データ）を使う。
このように、表示画像と印刷画像を並べて観察する場合の、モニタの白色点と、環境光を含む印刷物の白色点を考慮した、良好な色処理結果を得るために最適な部分順応白色点を算出することができる。
［変形例］
●部分順応白色点の補正方法
上記の実施例においては、デバイス白色点を黒体放射軌跡上に投影した際の移動ベクトル分、部分順応白色点を移動する補正方法を説明した。しかし、例えば、移動ベクトルをVとした場合、k・V（kは任意の係数）を、補正前の部分順応白色点から減じてもよい。k=0にすれば補正を行わないことになる。つまり、移動ベクトルVの向きを、黒体放射軌跡の法線方向に回転（反転）して、補正前の部分順応白色点から減算すればよい。
●黒体放射軌跡
黒体放射軌跡に限らず所定の曲線上にデバイス白色点を投影した際に失われる、デバイス白色点の色情報を補正することができれば、その方法および曲線はとくに限定されない。所定の曲線として、例えば昼光軌跡を利用することができる。
●色空間
上記の実施例においては、白色基準を考慮しない絶対的色空間としてCIEXYZ空間を採用し、白色基準を考慮した色空間としてCIELabまたはJCh空間を採用したが、これに限定されるわけではない。つまり、白色基準を考慮しない絶対的色空間から白色基準を考慮した相対的色空間へ変換可能であれば、どのような色空間を使用してもよい。
［他の実施例］
なお、本発明は、複数の機器（例えばコンピュータ、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、制御装置など）に適用してもよい。
また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記憶媒体をシステムまたは装置に供給し、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記コンピュータプログラムを実行することでも達成される。この場合、記憶媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのコンピュータプログラムと、そのコンピュータプログラムを記憶する、コンピュータが読み取り可能な記憶媒体は本発明を構成する。
また、前記コンピュータプログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)および/または第一、第二、第三、…のプログラムなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。
また、前記コンピュータプログラムがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに書き込まれていてもよい。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、第一、第二、第三、…のデバイスのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。
本発明を前記記憶媒体に適用する場合、その記憶媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するコンピュータプログラムが格納される。
部分順応白色点を求める方法を示す図、 実施例の色処理装置の構成例を示すブロック図、 画像処理部の画像処理を示すフローチャート、 順応白色点の算出に関するユーザ指示を入力するユーザインタフェイスの一例を示す図、 順応白色点算出部の構成例を示すブロック図、 部分順応白色点の算出方法を説明するフローチャート、 各白色点と黒体放射軌跡の交点の求め方を説明する図、 部分順応白色点の補正を説明する図、 画像処理部による画像処理の一部である色処理を示すフローチャート、 実施例2の色処理装置の構成例を示すブロック図、 画像処理部の画像処理を示すフローチャートである。

Claims (11)

  1. デバイス白色点の白色点データを入力する入力手段と、
    前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算する投影手段と、
    前記投影白色点と前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出する算出手段と、
    前記投影手段による前記デバイス白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正する補正手段とを有することを特徴とする色処理装置。
  2. デバイス白色点の白色点データ、および、環境光の白色点データを入力する入力手段と、
    前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算する投影手段と、
    前記デバイス白色点に対応する投影白色点、前記環境光に対応する投影白色点、および、前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出する算出手段と、
    前記投影手段による前記デバイス白色点および前記環境光の白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正する補正手段とを有することを特徴とする色処理装置。
  3. さらに、前記補正した部分順応白色点を用いる色処理を行う色処理手段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。
  4. 前記曲線は黒体放射軌跡であ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。
  5. 前記曲線は昼光軌跡であ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。
  6. 前記所定の白色点は、人間が白色と感じる完全白色点であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載された色処理装置。
  7. 前記所定の白色点は、等エネルギ白色点であることを特徴とする請求項1から請求項5の何れか一項に記載された色処理装置。
  8. 前記算出手段は、前記投影白色点および前記所定の白色点の、色温度の逆数の線形和を用いて、前記部分順応白色点の色温度の逆数を算出することを特徴とする請求項1から請求項7の何れか一項に記載された色処理装置。
  9. 入力手段、投影手段、算出手段、補正手段を有する色処理装置の色処理方法であって、
    前記入力手段が、デバイス白色点の白色点データを入力し、
    前記投影手段が、前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算し、
    前記算出手段が、前記投影白色点と前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出し、
    前記投影における前記補正手段が、前記デバイス白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正することを特徴とする色処理方法。
  10. 入力手段、投影手段、算出手段、補正手段を有する色処理装置の色処理方法であって、
    前記入力手段が、デバイス白色点の白色点データ、および、環境光の白色点データを入力し、
    前記投影手段が、前記白色点データが示す白色点を色度図上の所定の曲線に投影した投影白色点を計算し、
    前記算出手段が、前記デバイス白色点に対応する投影白色点、前記環境光に対応する投影白色点、および、前記曲線上の所定の白色点の間の、前記曲線上に位置する点を部分順応白色点として算出し、
    前記補正手段が、前記投影における前記デバイス白色点および前記環境光の白色点の移動分を示す投影量に基づき、前記部分順応白色点を補正することを特徴とする色処理方法。
  11. コンピュータを、請求項1から請求項8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ことを特徴とするプログラム。
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