JP5022763B2

JP5022763B2 - 色処理装置およびその方法

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Publication number: JP5022763B2
Application number: JP2007117624A
Authority: JP
Inventors: 晋新原
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2012-09-12
Anticipated expiration: 2027-04-26
Also published as: US20080279451A1; US7983481B2; JP2008278056A

Description

本発明は、カラーマッチング処理に関する。

種類が異なるデバイス間のカラーマッチングには、一般に、国際照明委員会(CIE)が推奨するCIECAM02（非特許文献1参照）のようなカラーアピアランスモデルが用いられる。カラーアピアランスモデルは、特性が異なる観察環境における色の見えを色順応を考慮して予測するモデルである。

人間の視覚系は、新しい環境に適応するために、その感度を変化させる機能をもつ。例えば、昼光色の蛍光灯によって照明された部屋から、白熱電球によって照明された部屋に移動すると、当初は黄色味を帯びた照明光に感じられるが、暫くすると黄色味を意識しなくなる。これは、視覚が照明光に慣れる、言い換えれば、視覚系で補正作用が生じるためである。これを色順応と呼ぶ。

ただし、視覚系の順応は、照明光の変化を完全にキャンセルできるわけではない。視覚が照明光に充分に色順応しても、照明光の色が白色に見えるわけではない。これを不完全順応と呼ぶ。

色順応と不完全順応は、モニタの観察時も同様に生じる。例えば、白色点の色温度が高いモニタを見ると、当初は青味を帯びて感じられるが、暫くすると当初ほどは青味を感じなくなる（色順応）が、青味を完全にキャンセルすることはできない（不完全順応）。

CIECAM02は、色予測処理の中で等エネルギ白色(X=Y=Z=100)を用い、不完全順応を考慮した補正を行う。等エネルギ白色は、理論的には人間が白色と知覚するとされている。しかし、等エネルギ白色の色温度は約5460Kであり、人間の視覚系は、かなり黄色味を帯びた色に知覚する。そのため、不完全順応を正確に予測することができない問題がある。

また、モニタの表示画像とプリンタの出力画像（印刷物）を並べて観察する場合、視覚系は、モニタの白色と、環境光が印刷物に反射した観察光の白色との両方に順応しようとする。そこで、部分順応を考慮した順応白色点を用いれば、カラーマッチング精度を向上させることができる。

特許文献1は、モニタの白色と照明光の白色からモニタ用の部分順応白色を求める。一方、プリンタ用の順応白色には、部分順応を考慮しない白色を用いる。つまり、特許文献1の部分順応モデルは、モニタ観察時の照明光の影響を考慮するが、印刷物を観察する際のモニタの影響は考慮しない。その結果、モニタ−プリンタ間の高精度のカラーマッチングを実現することはできない。

特開平9-093451号公報 N. Moroney、M.D. Fairchild、C. Li、M.R. Luo、R.W.G. Huntand、T. Newman「The CIECAM02 Color Appearance Model」Proc. IS&T/SID 10th IS&T/SID Color Imaging Conference (2002)

本発明は、異なる観察条件の観察環境が並んだ状態で画像を観察する際に、高精度なカラーマッチングを行うことを目的とする。

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、モニタの表示画像の色の見えと、プリンタの出力画像の色の見えをマッチングするための色処理装置であって、前記モニタの白色点および前記出力画像を観察する際の観察光の白色点を取得し、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点および基準白色点を用いて、前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を算出し、前記算出された前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を用いて、前記表示画像に対応する画像データを色補正して前記出力画像用の画像データにする。前記基準白色点は、人間の視覚系において白いと感じられる白色を示す黒体放射軌跡上の点であることを特徴とする。

本発明によれば、異なる観察条件の観察環境が並んだ状態で画像を観察する際に、高精度なカラーマッチングを行うことができる。

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。

［装置の構成］
図1は実施例1の色処理装置101の構成例を示すブロック図である。

色処理装置101は、画像を表示するモニタなどの画像表示装置102と、画像を印刷するプリンタなどの画像出力装置104に接続される。

画像入力部13は、画像表示装置102に表示された画像の画像データを入力する。画像処理部16は、画像入力部13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15は、画像処理部16によって画像処理された画像データを画像出力装置104に出力する。

プロファイル記憶部21は、画像表示装置102および画像出力装置104のプロファイルを記憶する。観察条件記憶部17は、画像表示装置102の観察条件、および、印刷物の観察条件を示す観察条件情報を記憶する。

白色点取得部18は、観察条件記憶部17に記憶された観察条件情報から白色点を示す白色点情報を取得する。白色点算出部19は、白色点取得部18が取得した白色点情報から不完全順応補正用の白色点を算出する。白色点計算部20は、白色点算出部19が算出した不完全順応補正用の白色点などから部分順応補正用の白色点を計算する。

操作入力部22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16へ入力する。

［画像処理］
図2は画像処理部16において実行される画像処理の手順を説明するフローチャートである。

画像処理部16は、カラーマッチングの各種条件を設定するため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、画像表示装置102でもよいし、別途、用意してもよい。

図3はカラーマッチングの設定に関するユーザインタフェイスの一例を示す図である。ユーザは、モニタプロファイル設定部201とプリンタプロファイル設定部202のメニューから、カラーマッチング対象の画像表示装置102のプロファイルと画像出力装置104のプロファイルを選択する。メニューには、プロファイル記憶部21が記憶するプロファイルの名称や記号がリストされる。

また、ユーザは、モニタ観察条件設定部203とプリント観察条件設定部204のメニューから、画像表示装置102の観察条件と画像出力装置104の印刷物の観察条件を選択する。メニューには、観察条件記憶部17が記憶する観察条件情報の名称や記号がリスト表示される。

さらに、ユーザは、スライダ205〜208を操作して、モニタおよび印刷物を観察する際の、不完全順応係数、部分順応係数を設定する。そして、UIによってカラーマッチング設定が終了するとOKボタン209を押す。

UIのOKボタン209が押されると、画像処理部16は、モニタプロファイル設定部201とプリンタプロファイル設定部202に設定されたモニタプロファイルとプリンタプロファイルを、プロファイル記憶部21から読み込む(S201)。さらに、モニタ観察条件設定部203とプリント観察条件設定部204に設定されたモニタの観察条件情報と印刷物の観察条件情報を、観察条件記憶部17から読み出す(S202)。

白色点取得部18は、画像処理部16が読み出した観察条件情報から白色点情報を取得する。白色点算出部19は、白色点取得部18が取得した白色点情報と、スライダ205、207によって設定された不完全順応係数から不完全順応補正用の白色点を算出する。白色点計算部20は、不完全順応補正用の白色点と、スライダ206、208によって設定された部分順応係数などから部分順応補正用の白色点を計算する。つまり、画像処理部16は、ユーザが指定するモニタの観察条件と印刷物の観察条件に応じた不完全順応および部分順応補正用の白色点を取得する(S203)ことができる。

次に、画像処理部16は、画像入力部13を介して画像表示装置102に表示された画像の画像データを入力する(S204)。そして、ユーザが指定するモニタプロファイルとプリンタプロファイルの測色値データ、および、モニタと印刷物の観察条件情報、並びに、順応補正用の白色点を用いて、画像データに色処理を施す(S205)。さらに、色処理した画像データを画像出力部15を介して画像出力装置4に出力する(S206)。

［白色点の計算］
図4は実施例における白色点の関係を概念的に示す図である。

上述したように、人間の視覚系はモニタの観察時も、印刷物の観察時も光源の色を完全に補正することはできない。それ故、不完全順応を補正する必要がある。不完全順応を正確に補正するには、人間の視覚系が最も白いと感じる白色を（図4に△印で示す）基準白色として用いるべきである。そこで、実施例1では、色温度8500Kの黒体放射軌跡上の点を基準白色として用いる。これは、モニタに白色を表示して白色の色温度を変化させた場合に被験者が最も好ましいと感じた白色の実験結果に基づく。勿論、基準白色は、この白色点に限られるわけではなく、異なる白色点、例えば等エネルギ白色よりも高い色温度をもつ、昼光軌跡上の白色点を設定してもよい。

白色点取得部18は、モニタの白色点（以下、モニタ白色点）の色度u_Wm, v_Wmと、環境光が印刷物に反射した観察光の白色点（以下、印刷物白色点）の色度u_Wp, v_Wpを式(1)によって計算する。
u_Wi = 4・X_Wi/(X_Wi + 15・Y_Wi + 3・Z_Wi)
v_Wi = 6・Y_Wi/(X_Wi + 15・Y_Wi + 3・Z_Wi) …(1)
ここで、i = m, p
X_WmY_WmZ_Wmはモニタ白色点の三刺激値
X_WpY_WpZ_Wpは印刷物白色点の三刺激値

次に、白色点取得部18は、モニタ白色点の色度に対応するモニタ白色点の色温度T_Wmと、印刷物白色点の色度に対応する印刷物白色点の色温度T_Wpを、例えば観察条件記憶部17が記憶する色度-色温度テーブルから取得する。

白色点算出部19は、不完全順応補正用の、モニタ白色点の色温度T'_Wmと、印刷物白色点の色温度T'_Wpを式(2)によって算出する。なお、基準白色点の色温度T_Wrは、上述したように8500Kである。
1/T'_Wm = {k_{inc_m}・1/T_Wm} + {(1 - k_{inc_m})・1/T_Wr}
1/T'_Wp = {k_{inc_p}・1/T_Wp} + {(1 - k_{inc_p})・1/T_Wr} …(2)
ここで、k_{inc_i}は不完全順応係数
0 ≦ k_{inc_i} ≦1

なお、不完全順応係数は、上述したカラーマッチング設定UIにユーザが設定した値を利用するが、関数などを利用して自動的に算出することもできる。また、上記の計算に色温度の逆数を用いるのは、色温度の差は人間の知覚する色差に対応しないが、色温度の逆数は人間の知覚に対してほぼ均等になるからである。

式(2)よって求めた色温度の白色点を利用すれば、不完全順応を正確に補正し、モニタや印刷物を単独に観察する場合の色の見えを正確に予測することができる。ただし、モニタと印刷物を同時に観察する場合は、単独に観察する場合と順応状態が異なり、モニタを観察する場合は印刷物白色点の影響を、印刷物を観察する場合はモニタ白色点の影響を受けると考えられる。

そこで、白色点計算部20は、部分順応を考慮して部分順応補正用の、モニタ白色点の色温度T"_Wmと、印刷物白色点の色温度T"_Wpを式(3)によって計算する。
1/T"_Wm = (Km・L*_m・1/T'_Wm - Km'・L*_p・1/T'_Wp)/(Km・L*_m + Km'・L*_p)
1/T"_Wp = (Kp・L*_p・1/T'_Wp - Kp'・L*_m・1/T'_Wm)/(Kp・L*_p + Kp'・L*_m) …(3)
ここで、Ki = k_{mix_i}は部分順応係数
Ki' = 1 - Ki
0 ≦ Ki ≦ 1
L*_iは白色点の輝度による重み係数

なお、部分順応係数は、上述したカラーマッチング設定UIにユーザが設定した値を利用するが、関数などを利用して自動的に算出することもできる。また、重み係数L*_iは、白色点の輝度が高い方に、より順応するという考えから式(4)によって算出する。
Y_Wm ≦ Y_Wp の場合 L*_m = 116.0×(Y_Wm/Y_Wp)^1/3 - 16.0
else L*_m = 100
Y_Wp ≦ Y_Wm の場合 L*_m = 116.0×(Y_Wp/Y_Wm)^1/3 - 16.0 …(4)
else L*_m = 100

次に、白色点計算部20は、前述した色度-色温度テーブルよって、部分順応補正用のモニタ白色点の色温度に対応する色度u"_Wm, v"_Wmと、部分順応補正用の印刷物白色点の色温度に対応する色度u"_Wp, v"_Wpを逆算する。そして、部分順応補正用のモニタ白色点の三刺激値X"_WmY"_WmZ"_Wmを式(5)によって算出する。
Y_Wm ≦ Y_Wp の場合 Y"_Wm = {(L*"_Wm + 16.0)/116.0}³・Y_Wp
else Y"_Wm = Y_Wm
X"_Wm = (3.0/2.0)・(u"_Wm/v"_Wm)・Y"_Wm …(5)
Z"_Wm = (4.0・X"_Wm/u"_Wm - X"_Wm - 15.0・Y"_Wm)/3.0
ここで、L*"_Wm = L*_m・k_m + 100.0(1-k_m)

また、部分順応補正用の印刷物白色点の三刺激値X"_WpY"_WpZ"_Wpを式(6)によって算出する。
Y_Wp ≦ Y_Wm の場合 Y"_Wp = {(L*"_Wp + 16.0)/116.0}³・Y_Wm
else Y"_Wp = Y_Wp
X"_Wp = (3.0/2.0)・(u"_Wp/v"_Wp)・Y"_Wp …(6)
Z"_Wp = (4.0・X"_Wp/u"_Wp - X"_Wp - 15.0・Y"_Wp)/3.0
ここで、L*"_Wp = L*_p・k_p + 100.0(1-k_p)

［色処理］
図5は色処理(S205)を説明するフローチャートである。

画像処理部16は、モニタプロファイルに記述された、格子点のデバイスRGB値とXYZ値の関係を示すデータを取得する(S501)。そして、部分順応補正用のモニタ白色点に基づくCIECAM02の順変換により、各格子点のXYZ値をJCh値に変換する(S502)。なお、色順応変換にCIECAM02を用いるが、これに限定されるものではなく、Von Kriesの色順応式など他の変換式を用いてもよい。

次に、画像処理部16は、各格子点のJCh値にカラリメトリック(colorimetric)な色域マッピングを施す(S503)。色域マッピングは、モニタ色域とプリンタ色域の形状が異なるため、プリンタ色域外の色をプリンタ色域にマッピングする。一般に、モニタとプリンタ間のカラーマッチングのように、色の見えをなるべく保ちたい場合は、カラリメトリックな色域マッピングが望ましい。カラリメトリックな色域マッピングは、例えば、プリンタ色域内の色はマッピングせずに、プリンタ色域外の色をプリンタ色域の境界の最近点にマッピングする手法である。ただし、色域マッピングはカラリメトリックに限らず、他の方法を用いてもよい。

次に、画像処理部16は、部分順応補正用の印刷物白色点に基づくCIECAM02の逆変換により、マッピング後のJCh値をXYZ値に変換する(S504)。そして、プリンタプロファイルを用いて、XYZ値を画像出力装置104のデバイスRGB値に変換する(S505)。

次に、画像処理部16は、各格子点の、モニタデバイスRGB値と、画像出力装置104のデバイスRGB値を対応付ける色処理用データとしてルックアップテーブル(LUT)を生成する(S506)。そして、作成したLUTと四面体補間などの補間演算を用いて、ステップS204で入力した画像データのRGB値を画像出力装置104のデバイスRGB値に変換して、画像出力装置104に供給する画像データを生成する(S507)。

このように、不完全順応を正確に補正するとともに、モニタの表示画像と印刷物の両方を観察する際のモニタと観察光の相互の影響を考慮して、人間が順応する白色点を正確に求める。従って、モニタの表示画像の色の見えと、印刷物の色の見えを、より高精度にカラーマッチングすることができる。

以下、本発明にかかる実施例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。

図6は実施例2の色処理装置101の構成例を示すブロック図である。

実施例2の色処理装置101は、図1に示す実施例1の観察条件記憶部17の代わりに、センサ27、28および観察条件取得部29を備える。

センサ27は、画像表示装置102のモニタ光を測定するセンサである。センサ28は、画像出力装置104の印刷物を観察する環境の環境光を測定するためのセンサである。センサ27、28は、例えば分光放射輝度計で、モニタ光と環境光の白色点の三刺激値を測定する。なお、センサを一つにして、測定する光に応じて移動しても構わない。観察条件取得部29は、画像処理部16の制御によって、センサ27、28が測定した環境光の情報を取得する。

図7は画像処理部16の画像処理を示すフローチャートである。

画像処理部16は、UIの表示(S200)、プロファイルの取得(S201)の後、観察条件取得部29を制御して、モニタ光および環境光の三刺激値を取得する(S702)。そして、取得したモニタ光と環境光の三刺激値によりプロファイルを更新する(S703)。

以降、画像処理部16は、実施例1と同様に、不完全順応および部分順応補正用の白色点の取得(S203)、画像データの入力(S204)、色処理(S205)、色処理した画像データの出力(S206)を実行する。

このような構成によれば、実施例1と同様の効果が得られるほか、モニタ光と環境光の白色点を正確に把握することができ、より精度が高いカラーマッチングを行うことができる。

［変形例］
以上では、モニタの表示画像とプリンタの出力画像（印刷物）を並べて観察する場合を説得した。しかし、以上の説明を参照にすれば、当業者であれば、上記の実施例を他の観察状態に容易に適用することができる。

他の観察状態としては、例えば、特性が異なるモニタを並べて両モニタの表示画像を観察する場合がある。この場合、モニタの表示特性、環境光、観察者の観察位置の違いなどが異なる観察条件になる。

また、異なる観察環境に原稿または印刷物を並べて原稿と印刷物または印刷物同士を観察する場合がある。印刷物同士を観察する場合、プリンタは同一でも、種類が異っても構わない。プリンタの種類が異なる場合は、プルーフと同様に各プリンタのデバイスプロファイルを使用してカラーマッチングを行う。

さらに、原稿画像をディジタルカメラで撮影したりスキャナで読み取り、モニタに表示した原稿画像（表示画像）と原稿を並べて観察する場合がある。この場合、スキャナのデバイスプロファイルと、モニタのデバイスプロファイルを使用してカラーマッチングを行う。

［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。

実施例1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、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、実施例における白色点の関係を概念的に示す図、色処理を説明するフローチャート、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

モニタの表示画像の色の見えと、プリンタの出力画像の色の見えをマッチングするための色処理装置であって、
前記モニタの白色点および前記出力画像を観察する際の観察光の白色点を取得する取得手段と、
前記モニタの白色点、前記観察光の白色点および基準白色点を用いて、前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を算出する算出手段と、
前記算出された前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を用いて、前記表示画像に対応する画像データを色補正して前記出力画像用の画像データにする補正手段とを有し、
前記基準白色点は、人間の視覚系において白いと感じられる白色を示す黒体放射軌跡上の点であることを特徴とする色処理装置。
前記算出手段は、前記モニタの白色点の輝度および前記観察光の白色点の輝度に応じた重みを用いて前記算出を行うことを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
前記取得手段は、さらに、前記モニタを観察する際の不完全順応係数および部分順応係数、並びに、前記出力画像を観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を取得し、
前記算出手段は、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点、前記基準白色点、並びに、前記モニタを観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を用いて前記表示画像を観察する際の白色点を算出し、
前記算出手段は、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点、前記基準白色点、並びに、前記出力画像を観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を用いて前記出力画像を観察する際の白色点を算出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。
取得手段、算出手段、補正手段を有し、モニタの表示画像の色の見えと、プリンタの出力画像の色の見えをマッチングするための色処理装置の色処理方法であって、
前記取得手段が、前記モニタの白色点および前記出力画像を観察する際の観察光の白色点を取得するステップと、
前記算出手段が、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点および基準白色点を用いて、前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を算出するステップと、
前記補正手段が、前記算出された前記表示画像を観察する際の白色点および前記出力画像を観察する際の白色点を用いて、前記表示画像に対応する画像データを色補正して前記出力画像用の画像データにするステップとを有し、
前記基準白色点は、人間の視覚系において白いと感じられる白色を示す黒体放射軌跡上の点であることを特徴とする色処理方法。
前記算出手段は、前記モニタの白色点の輝度および前記観察光の白色点の輝度に応じた重みを用いて前記算出を行うことを特徴とする請求項4に記載された色処理方法。
前記取得手段は、さらに、前記モニタを観察する際の不完全順応係数および部分順応係数、並びに、前記出力画像を観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を取得し、
前記算出手段は、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点、前記基準白色点、並びに、前記モニタを観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を用いて前記表示画像を観察する際の白色点を算出し、
前記算出手段は、前記モニタの白色点、前記観察光の白色点、前記基準白色点、並びに、前記出力画像を観察する際の不完全順応係数および部分順応係数を用いて前記出力画像を観察する際の白色点を算出することを特徴とする請求項4または請求項5に記載された色処理方法。
コンピュータを請求項1から請求項3の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させるためのプログラム。