JP4803666B2 - 画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、入力装置の色再現範囲と出力装置の色再現範囲が異なる場合に、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に変換する画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体に関し、例えば、カラーファクシミリ、カラープリンタ、カラー複写機などのカラー画像出力装置や、画像出力装置で使用する色変換パラメータを生成するソフトウェアなどに好適な技術に関する。

一般に、カラー画像を出力するための機器としてＣＲＴ（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ）等の表示装置やプリンタ等の印刷装置が普及しているが、これらはそれぞれ出力方式が異なるため、再現可能な色範囲に相違があることが知られている。そのため、例えばＣＲＴ上で作成した画像をプリンタで印刷する場合のように、異なる出力装置で同じ画像データによる出力を行おうとすると、再現できない色が生じる可能性がある。このことから、複数の機器を通じてカラー画像を取り扱う際には、与えられたカラー画像信号を出力装置が再現可能な色にマッピングする技術、所謂ガマット処理と呼ばれる色変換処理を行うことが必要となる。

従来のガマット処理技術としては、例えば特許文献１がある。これは、入力された色信号の中で出力デバイスで再現できない色については、出力デバイスで再現できる色の中で明度差、彩度差、色相差の重みを変えて計算した色差が最小となる色で再現するという手法である。

また、無彩色軸上や入力された色信号と同じ色相の彩度軸上に投影目標点を設定し、出力デバイスのガマット外の色を色相を一定にして出力デバイスのガマット内に圧縮写像する技術（特許文献２、３を参照）などが知られている。

一方、ガマット処理を上記のように入力色信号と同一の色相面内で圧縮写像を行うと、Ｌａｂ空間の色相歪みのために、青色が紫色に再現されてしまうという問題が生じる。そこで、特許文献４に開示された手法では、色相ごとに非線形ラインを規定し、かかる非線形ラインを用いてガマット処理を行うようにしている。

更には、特許文献５〜７に開示されているように、入力信号値を出力信号値に変換する際に、先ず色相変換を行い、その色相角上で明度および彩度をマッピングする技術もある。また、特許文献８に開示されている方式は、入力信号値を一旦中間の写像色再現域に変換（圧縮）した後に、出力信号値に変換（伸張）する手法で、最初に明度レンジ調整（非線形）、色相角変換、彩度変換を行い、その後明度を非線形に出力色再現域内にマッピングする。

特開平１０−８４４８７号公報 特開平９−１６８０９７号公報 特開平９−１８７２７号公報 特許第３３３７６９７号公報 特開２０００−１８４２２１号公報 特開２００２−２６２１２０号公報 特開２００３−１４３４２５号公報 特開２００１−９４７９９号公報

しかしながら、上述した従来の手法によるガマット処理では、最適な色制御を行う上で種々の問題を生じていた。例えば、特許文献１で提案された方式では、色再現範囲の形状に応じて最も色差の少ない方向に写像方向が切り替わり、色再現処理前後の色変わりが少ないという特徴があるが、写像方向が出力系の色再現範囲の形状に依存し、写像方向の連続性が保たれない場合が生じる。この結果、連続的に変化する入力色が不連続な写像方向先の色に写像されるため、階調の潰れや飛びといった画質の劣化を生じてしまう。

また、特許文献４で提案されている方式では、彩度に応じて色相の歪みを補正する非線形ラインを設定しているため、特許文献２、３のようなＬａｂ空間で色相一定のガマット処理を行うよりも、人間の視覚にあった色相に写像することができる。しかし、基本的な考え方は入力色信号を等色相上に圧縮写像するというものであり、プリンタのガマット形状を考慮して再現する色相を決めるという処理をしていない。

上記に対し、特許文献５〜８では、プリンタのガマット形状を考慮して特定色に対する色相を決定し、特定色の再現色相にあわせて全体の色相制御を行うガマット処理を提案している。これらの方式では、特に１、２次色の飽和色を同一色相上の色に写像するよりも鮮やかな色に再現することが可能となり、ユーザーの期待した色に近い色再現を行うことができる。しかし、同一色相面或いは同一飽和度の色に対して同じ色相変換を行ってしまうため、色相の連続性を保証するのが容易な反面、色相を補正する必要がない色まで補正されてしまうという問題があった。

この問題について更に詳しく説明する。図１９は、シアン色相におけるディスプレイのガマットとプリンタのガマットの関係を示した図である。図１９において、点線部分の色はハードコピーで再現することができないため、再現可能な色にマッピングしなければならない。上述した方法では、特に飽和色の色変わりを最小にしながら色再現することができる。しかし、飽和色以外に関しては、全て飽和色とおなじ色相で再現してしまうため、色変わりが目立ってしまう。特に図１９の太線で示した色はプリンタで再現可能な色にも関わらず、色相補正が行われてしまう例であり、シャドー領域においてディスプレイの表示色と大きく異なる色に再現されてしまうという問題が生じる。

特許文献８で提案されている方式では、明度に応じた色相写像関数を使用しているため、上述した方式よりも更に色相角を細かく制御できる。しかし、明度レンジ調整（非線形）、色相角変換、彩度変換をそれぞれ独立に実行しているため、入力色信号が意図しないプリンタ出力色に変換されたり、階調のがたつきを抑制できないという問題があった。また、色相角を調整したい場合には、連続性を考慮しながら明度ごとの色相写像関数を修正する必要があり、色調整が複雑になってしまうという問題があった。

上述したように、従来の手法によるカラーガマット処理では、白〜特定色〜ブラックのラインに対して色相の連続性と色の見え一致を両立したような適切な色相制御を行うことが難しかった。例えば、ディスプレイのシアン１次色を、好ましい色で再現しようとして色相を大きくずらすと、ハードコピーで再現可能なシアンとブラックの中間色まで色相が変更されてしまうという問題が生じていた。

本発明は上記した課題に鑑みてなされたもので、
本発明の目的は、特にビジネス文書で重視されるホワイト〜代表色、及び代表色〜ブラック色について、色相の連続性を保ちつつ色変わりの目立たない色再現が可能な画像処理装置、画像処理方法、プログラムおよび記録媒体を提供することにある。
即ち、
請求項１の目的は、特に、代表色〜黒において滑らかに色相が変化する色再現が可能な画像処理装置を提供することである。

本発明は、入力色信号を画像出力装置の色再現範囲内の色信号に変換する画像処理装置において、前記入力色信号の内、特定の信号値の色を代表色として設定する代表色設定手段と、前記代表色に対応する、前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号の内、前記代表色と色差が最小となる色（以下、対応色）を決定する対応色決定手段と、前記代表色と黒を結ぶ等色相ライン上に、前記代表色の色相と前記対応色の色相の内分比に応じた色相補正率を設定する色相設定手段と、前記色相設定手段を参照して前記等色相ライン上における前記入力色信号の色相を、前記設定された色相補正率に応じて補正する色相補正手段と、前記色相が補正された前記入力色信号を前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号にマッピングするマッピング手段とを備えることを最も主要な特徴とする。

本発明によると、代表色〜黒において滑らかに色相が変化する色再現が可能な色域マッピングを行うことができる。

以下、発明の実施の形態について図面により詳細に説明する。

実施例１：色相を補正してガマットマッピングを行う基本的な手法
１．画像処理システムの全体構成
図１は、本発明に係る画像処理システムの構成を示す。図１において、１００はコンピュータ、１０１はディスプレイ、１０２は画像出力装置、１０３、１０４は色空間変換部、１０５は色域マッピング部である。図１に示す画像処理システムは、コンピュータ１００、コンピュータに接続されたディスプレイ１０１と画像出力装置１０２、コンピュータから供給されるデバイス固有の色信号（ＲＧＢ信号）を色域マッピング部１０５で採用するデバイス・インディペンデントな色信号に変換するための色空間変換部１０３、色域マッピング部１０５の出力結果を画像出力装置１０２固有の色信号（ＣＭＹ信号やＣＭＹＫ信号など）に変換するための色空間変換部１０４、および色域マッピング部１０５を有している。画像出力装置１０２は、画像データをプリントアウトするための出力装置であって、例えば、カラープリンタやカラーファクシミリといった画像形成装置を用いることができる。

２．画像処理システムの動作
コンピュータ１００は、コンピュータ内部の画像データを画像出力装置１０２を用いてプリントアウトするために画像データを出力する。この画像データは、通常ディスプレイで表示するためにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分からなる色信号である。コンピュータ１００が送信したＲＧＢ信号は、色空間変換部１０３へ送信され、色域マッピング部１０５で処理するための色信号に変換される。色域マッピング部１０５で処理する色信号は、例えば、ＣＩＥで標準化されているＣＩＥＣＡＭ０２のように明度、彩度、色相に相当する色成分を有する色信号であればよい。ここでは、色空間変換部１０３が、入力ＲＧＢ信号をＣＩＥＣＡＭ０２の明度Ｊ、彩度Ｃ、色相Ｈに準ずる色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）へ変換し、色域マッピング部１０５へ出力する。

上記Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）信号は、ＲＧＢ色信号から生成された色信号であるため、そのままでは画像出力装置１０２が再現できないような色信号が含まれている。そこで、色域マッピング部１０５では、後述する手段を用いてＰｉ（ｊ，ｃ，ｈ）を画像出力装置１０２が再現可能な色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）に変換する。色空間変換部１０４では、色域マッピング部１０５から出力されたＰｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）をＣＭＹ信号やＣＭＹＫ信号などの画像出力装置１０２が処理可能な色信号に変換してコンピュータ１００へ送信する。以上の処理によって変換された色信号を画像出力装置１０２に送信することによりプリント出力が行われる。

なお、図１に示す構成例では、色空間変換処理及び色域マッピング処理を、コンピュータ１００、画像出力装置１０２とは別個の装置で実行しているが、色空間変換、色域マッピング処理をコンピュータ１００内に実装しても良いし、あるいは画像出力装置１０２内に実装しても良い。また、前述の処理は、ソフトウェアで実現可能であり、例えば、コンピュータ１００内のプログラムとして存在するプリンタドライバなどで機能を実現できる。

３．色域マッピング部１０５の全体構成
図２は、本発明の色域マッピング部１０５の構成を示す。色域マッピング部１０５は、代表色設定部１１、対応色決定部１２、色相テーブル設定部１３、入力信号補正部１４、マッピング処理部１５、出力デバイスのガマットデータ１６から構成されている。

４．色域マッピング部１０５の動作
代表色設定部１１及び色相テーブル設定部１３は、代表色Ｔ（ｉ）と、代表色から黒の等色相ラインに対する色相補正テーブルＴａｂｌｅ（ｉ）を設定する。代表色とは、コンピュータ１００から送出される色信号の内、特に色再現を制御したい色である。この代表色は規定の色を用いることもできるし、ユーザーが任意に設定することも可能であるが、通常はＲＧＢ空間における最大彩度色（例えば、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙなど）を設定する。また色相補正テーブルは、代表色から黒を結ぶ等色相ラインに対して、色相補正を行うためのテーブルであって、例えば等色相ラインの位置に対する色相の補正率などを設定する。

次に、対応色決定部１２では、設定された代表色に対する対応色を決定する。対応色とは、代表色に対する出力デバイスの出力色であって、出力デバイスで再現可能な色を求める処理である。代表色設定部１１により代表色Ｔが指定されると、対応色決定部１２では出力デバイスのガマットデータ１６を参照しながら、代表色Ｔに対応する出力デバイスの色再現範囲内の色信号Ｍ（ｊｍ，ｃｍ，ｈｍ）を計算する。

次に、入力信号補正部１４は、色空間変換部１０３から送信された入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）を、代表色に対する対応色および色相補正テーブルを参照しながら入力色信号Ｐｉの明度、色相、彩度を補正した補正入力信号Ｐｖ（ｊｖ，ｃｖ，ｈｖ）を計算する。そして、最後に、補正入力信号Ｐｖが出力されると、マッピング処理部１５において、出力デバイスのガマットデータ１６を参照しながら、出力色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）を算出し、色空間変換部１０４へ出力する。
なお、出力デバイスのガマットデータとしては、特許文献６で提案しているような色相Ｈと明度Ｊに対する最高彩度Ｃｍａｘを表したガマットデータを用いることができる。

５．色域マッピング部１０５を構成する各部の詳細説明
（１）代表色設定部１１
代表色設定部１１では、特に色再現を重視する代表色Ｔ（ｉ）を設定する。代表色の設定方法としては、入力ＲＧＢ信号値で指定する。また、ユーザーが指定する場合にダイアログ画面を表示して設定してもよい。特に設定しない場合には、オフィス文書で多用される、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの１、２次色の飽和色を代表色として用いることにする。入力ＲＧＢ信号値を８ビットで量子化した場合、６色の代表色はＲ（２５５、０、０）、Ｇ（０、２５５、０）、Ｂ（０、０、２５５）、Ｃ（０、２５５、２５５）、Ｍ（２５５、０、２５５）、Ｙ（２５５、２５５、０）となる。なお、飽和色とは、例えばＲＧＢ信号値が（２５５、０、ｘ）、（０、ｘ、２５５）などの色である（ｘはドントケア）。

もちろん、この６色以外の色を設定してもよいが、基本的には、図３の太線で示す稜線上の色を指定するのが望ましい。

代表色が設定されると、代表色設定部１１ではＲＧＢで設定されている代表色のＣＩＥＣＡＭ０２のＪＣＨ値を計算する。ＲＧＢ信号からＪＣＨ信号の変換は、ＩＥＣ６１９６６−２−１で標準化されている変換式に従ってＲＧＢ→ＸＹＺ変換を行った後、ＸＹＺ→ＪＣＨ変換式を用いることにより実行できる。ＸＹＺ→ＪＣＨ変換は、ＣＩＥ１５９−２００４のテクニカルレポートに詳述されているので説明を省略する。また、入力デバイスのＲＧＢ信号特性がｓＲＧＢ信号以外の場合には、それぞれの色特性に合わせてＲＧＢ→ＸＹＺ変換を行う。

（２）対応色決定部１２
代表色が決まると、次に対応色決定部１２において代表色Ｔ（ｉ）に対する対応色Ｍ（ｉ）を決定する。図４は、代表色Ｔ（ｉ）と対応色Ｍ（ｉ）との対応関係の一例を説明する図である。図４において、２１は出力デバイスの色相ｈｏ上のガマットである。対応色Ｍと代表色Ｔの関係は３次元的な位置関係にあって１つの図で図示できないため、図４（ａ）に彩度ｃと色相ｈの関係図を示し、図４（ｂ）に明度ｊと彩度ｃの関係図を示す。但し、図４（ｂ）では、出力デバイスの色相ｈｉにおけるガマット２０と色相ｈｏにおけるガマット２１を同じ二次元上に重ねて図示している。また、比較のため代表色Ｔを色相一定でマッピングしたときのマッピング色Ｔｏも図示している。

代表色Ｔ（ｉ）に対する対応色Ｍ（ｉ）としては、出力デバイスのガマットに含まれる色信号のうち、代表色Ｔ（ｉ）と最も色差が小さくなる色を対応色Ｍ（ｉ）とする。このように対応色を決めると、結果的に代表色と対応色の色相は一致しない。

例えば、図４（ａ）及び図４（ｂ）に示す通り、代表色Ｔの色相ｈｉ上でマッピングされているＴｏと、色相ｈｏ上の対応色Ｍとで、明らかに対応色Ｍの方が代表色Ｔに近い色となる。この現象は、画像出力装置のガマットの形状が非常に複雑で、色相によって形状が大きく異なることにも起因している。このように、代表色が出力装置の色再現域から離れているような場合、同じ色相上でマッピングするよりも、色相をずらした方がより色変わりの少ない色再現が可能になることが多い。

また、色差には通常ＪＣＨ空間でのユークリッド距離を使用するが、これに限定されるものではなく、例えば、視覚実験に基づいて作成した色再現評価式を用いて色再現が最も向上する対応色Ｍを求めるようにしても良い。更に、上記で自動的に求めた対応色に満足しない場合には、ユーザーが直接対応色を設定するようにしても構わない。例えば、イエローやマゼンタ色を色濁りのないプリンタの１，２次色で再現したい場合には、対応色を直接指定することができる。

（３）色相テーブル設定部１３
色相テーブル設定部１３では、代表色Ｔ（ｉ）から黒を結ぶ等色相ラインに対して色相が代表色Ｔ（ｉ）の色相ｈｔ（ｉ）から対応色Ｍ（ｉ）の色相ｈｍ（ｉ）まで連続的に変化するような色相補正テーブルを設定する。本実施例では、等色相ラインとして図５の太線で示すように、入力色空間において代表色（代表点）から黒を結ぶラインを用いる。一方、白と代表色を結ぶラインに対しては、必ず対応色と同じ色相で再現するものとして色相補正テーブルは設定しない。

図６は、等色相ラインと色相補正テーブルの関係を示す。図６（ｂ）に示すように、色相補正テーブルとしては明度Ｊの変化率ｄに対する色相補正率として与えている。

例えば、代表点（代表色）〜黒のライン上の点をＸ、点Ｘの明度をＴｘ、代表点の明度をＴｊ、黒点の明度を０とすると、点Ｘの明度変化率ｄｘは
ｄｘ＝Ｔｘ／Ｔｊ
として定義される。一方、色相補正率は、代表点の色相と対応点の色相との内分比を示しており、例えば、色相補正率が０の場合には、代表点と同一の色相に補正し、色相補正率が１の場合には対応点と同一の色相に補正することを意味する。図６の例では、変化率ｄｘに対する色相補正率がｈｒｘとなっており、入力色Ｘに対する再現色の色相ｈｘは
ｈｘ＝（ｈｍ−ｈｔ）＊ｈｒｘ＋ｈｔ
となる。但し、ｈｔは代表色の色相、ｈｍは対応色の色相である。

ここで、等色相ラインのうち出力デバイスの色再現範囲に含まれる領域２０に関しては、忠実な色再現を行うために、できるだけ色相が変化しないようにするのが望ましい。そこで、出力デバイスの色再現範囲に含まれる領域２０に対する色相補正率をできるだけ０になるように設定する。その結果、色相補正テーブルは図６（ｂ）に示すような非線形な変換テーブルを用いる。

上記した色相補正テーブルは、代表色〜黒を結ぶ複数のラインに対して同一である必要はなく、それぞれ独立にユーザーが設定可能である。あるいは、代表色と対応色の色相に応じて自動で設定するようにしてもよい。また、上記した例ではルックアップテーブル形式で色相補正テーブルを設定しているが、これに限らず、例えば二次式などの変換関数として設定してもよい。

（４）入力信号補正部１４
入力信号補正部１４では、前述の色相補正テーブル及び対応点の情報に基づいて色空間変換部１０３から送出された入力信号Ｐｉの色相、明度、彩度を補正する。以下、図７、８を用いて具体的に説明する。図７は、実施例１の色相補正方法を説明する図であり、図８は、入力信号補正処理のフローチャートである。
入力信号をＰｉ（ｊ，ｃ，ｈ）、代表点Ｔ（ｉ）に対する対応点をＭ（ｉ）とする。また、代表点はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの６点とし、１≦ｉ≦６とする。また、代表点Ｔ（ｉ）に対応した色相補正テーブルをＴａｂｌｅ（ｉ）とする。

まず、Ｓ１０において入力信号Ｐｉを含む等色相面のうち彩度が最大となる入力色空間内の点Ｐｍａｘ（ｊｍ、ｃｍ、ｈｍ）を求める。具体的な手法としては、予め色相ごとの最大彩度色データを記述したテーブルを用意しておき、入力色信号Ｐｉの色相ｈに対応する最大彩度色データＰｍａｘを読み出せばよい。色相ｈに対応する最大彩度色データＰｍａｘがテーブルに含まれない場合には、色相ｈ近傍のデータを読み出して補間演算を行うことにより近似的に計算することができる。

次に、Ｓ１１において、Ｐｉと色相が隣接する２つの代表色（＝隣接代表色）を求める。隣接代表色は、
Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ−１）＝Ｐｉの色相ｈｓ−代表点Ｔ（ｉ−１）の色相ｈｔ（ｉ−１）
Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ）＝Ｐｉの色相ｈｓ−代表点Ｔ（ｉ）の色相ｈｔ（ｉ）
をそれぞれ求め、Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ−１）とＤｉｆｆ＿ｈ（ｉ）の符号が反転するかどうかで簡単に求めることができる。

隣接代表点Ｔ１、Ｔ２が求まると、Ｓ１２で色相の内分比ｒを計算する。内分比ｒは
ｒ＝（ＰｉとＴ（ｉ−１）の色相の差）／（Ｔ（ｉ）とＴ（ｉ−１）の色相の差）
で求まる。

次に、Ｐｉの明度変化率ｄｓを算出する。まず、Ｓ１３で入力信号ＰｉとＰｍａｘの明度を比較する。Ｐｉの明度ｊがＰｍａｘの明度ｊｍよりも低い場合には、Ｓ１４へ進み色相補正テーブルに基づく色相補正量を求める。Ｓ１４では、Ｐｍａｘと黒を結ぶラインに対するＰｉの明度の変化率ｄｓを計算する。即ち
ｄｓ＝ｊ／ｊｍ
となる。一方、Ｓ１３において、Ｐｉの明度ｊがＰｍａｘの明度ｊｍよりも高いと判定された場合は、ｄｓ＝１とする。

Ｓ１５では、上記の明度変化率ｄｓに基づいてＰｉに対する色相の補正値を計算する。まず、隣接代表色に対応する、２つの代表色〜黒の等色相ラインに定義されている色相補正テーブルから明度変化率ｄｓに一致する色相補正率ｈｒ１、ｈｒ２を読み取る。このｈｒ１、ｈｒ２はそれぞれ図７における点Ｔｓ（ｉ−１）、Ｔｓ（ｉ）の色相補正率であるため、Ｔｓ（ｉ−１）、Ｔｓ（ｉ）の補正後の色相ｈ１、ｈ２は
ｈ１＝ｈｒ１＊（ｊｍ１−ｊｔ１）＋ｊｔ１
ｈ２＝ｈｒ２＊（ｊｍ２−ｊｔ２）＋ｊｔ２
で計算できる。ここで、ｊｔ１、ｊｔ２は、隣接代表点Ｔ１、Ｔ２の明度、ｊｍ１、ｊｍ２は、隣接代表点の対応色の明度である。そして、上記ｈ１、ｈ２を前述した色相の内分比ｒを用いて、次式で線形補間することにより、Ｐｉの補正後の色相ｈｖを求める。
即ち、
ｈｖ＝ｒ＊（ｈ１−ｈ２）＋ｈ２
となる。

以上の処理により、色相の補正値が決まると、次に、Ｓ１６、Ｓ１７において明度・彩度の補正を行う。隣接代表点の明度をｊｔ１、ｊｔ２とする。また、隣接代表点の対応色の明度をｊｍ１、ｊｍ２とする。この時、補正後のＰｉの明度ｊｖは、
ｊｖ＝（ｊｍ２−ｊｍ１）＊（ｊ−ｊｔ１）／（ｊｔ２−ｊｔ１）＋ｊｍ１
として求めることができる。

また、入力色信号がｓＲＧＢ信号の場合には、入力ガマットよりも広い色再現域を有効に使うために、シアンやブルーの色相において彩度を強調するような処理を加えることが多い。そのような場合には、代表色に対する対応色の彩度を特定色相で強調しておけばよい。即ち、補正後の彩度ｃｖは下式で求めることができる。
ｃｖ＝ｃ＊（ｒ＊（ｃｒ１−ｃｒ２）＋ｃｒ２）
但し、ｃｒ１は、代表色Ｔ１における彩度強調率、ｃｒ２は代表色Ｔ２における彩度強調率を意味する。なお、Ｓ１６、Ｓ１７の処理は必ずしも必要ではなく、その場合には、Ｐｉの明度ｊ及び彩度ｃは変更せず、色相のみを補正するだけで良い。

（５）マッピング処理部１５
マッピング処理部１５では、入力信号補正部１４で補正した色信号Ｐｖ（ｊｖ、ｃｖ、ｈｖ）を出力デバイスのガマットデータ１６を参照しながら、出力可能な色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）に変換する。ｈ′については、入力信号補正部１４によって求めたｈｖと一致するので、マッピング処理部１５では、残りのｊ′，ｃ′を求めればよい。この際、ＰｖとＰｏが同一色相上にあるものと仮想的に考えれば、マッピング処理はＰｖ（ｊｖ，ｃｖ）からＰｏ（ｊ′，ｃ′）への二次元的な変換を行うものと置き換えて考えることができる。但し、入力信号補正部１４で明度補正を行っている場合、明度一定でガマット圧縮すれば代表色に対するマッピング後の色を対応色に一致させることができる。従って、本発明では、マッピング処理は明度一定で彩度のみ圧縮するが、従来（特許文献２、３）から提案されている同一色相面でのガマット処理をそのまま適用してもよい。

また、上述のガマット外の色のみをガマット境界面にマッピングする方法以外にも、出力デバイスのガマット外の入力色の階調を保存するように色空間全体を均等に圧縮写像するパーセプチャルマッチングという方法を用いてもよい。

以上説明したガマット変換処理により、出力色信号（ｊ′，ｃ′，ｈ′）が求まると、色空間変換処理部１０４において出力デバイス用の色信号に変換し、プリント出力を行うことにより、色変わりが少なく、かつ色相連続性に優れた色再現を行うことができる。

また、上記の例では、入力色信号を計算するごとに入力色信号の補正及びマッピング処理を行っているが、勿論、上記の方法に基づいてＲＧＢ空間上の所定のＲＧＢ値に対応する出力ＣＭＹ（Ｋ）信号値を求め、その結果を３次元ルックアップテーブルに記憶させておき、色変換処理の際に、３次元ルックアップテーブルから複数の出力値を読み出して補間演算を行うようにしても良い。

実施例２：白〜代表色の等色相ラインに対する色相補正テーブルを用いる例
実施例１では、黒〜代表色の等色相ラインに対して色相補正テーブルを設定していた。本実施例では、黒〜代表色の等色相ラインおよび白〜代表色の等色相ラインに対して、色相補正テーブルを設定する。また、実施例１では、デバイス非依存なＣＩＥＣＡＭ０２空間で等色相ラインを規定していた。しかし、ＰＣ上のアプリケーションでは、ＲＧＢ空間で色指定を行う場合がほとんどであるため、デバイス非依存な色空間上の等色相ラインでは所望の色制御が困難な場合が生じる。例えば、プレゼンテーション資料で多用されるブルーから黒のグラデーションの場合、ＣＩＥＣＡＭ０２空間上の等色相ラインに一致しない。そこで、本実施例では、ＲＧＢ空間上で指定される色に対して色相補正量を容易に制御できるように、デバイス依存信号であるＨＬＳ空間で色相ラインを設定する方法について説明する。

まず、ＨＬＳ空間について説明する。本実施例で用いるＨＬＳカラーモデルは、ＲＧＢ色立体を変形したもので、図９に示すように、双６角錐部分空間を形成する。色相Ｈは、双６角錐の垂直軸まわりの角度で、ある色相の補色色相は、双６角錐の対角に位置し、軸上０から面上１の垂直軸から半径方向に飽和を測る（グレーはＳ＝０）。明るさＬは、黒（双６角錐の低い頂点）が０、白（上方の頂点）が１である。また、最大飽和色は、Ｓ＝１、Ｌ＝０．５となっている。具体的な変換処理は図１１で示した変換式により実施する。

ＨＬＳ空間を用いた場合の色域マッピング処理の構成は、図２と同じであるため説明は省略する。但し、色域マッピング部１０５の入力はＨＬＳ信号であるため、図１の色空間変換部１０３は、入力色信号をＨＬＳ空間の信号に変換して色域マッピング部１０５に信号を送る。

以下、本実施例における色域マッピング部１０５を構成する各処理部の詳細について説明する。
（１）代表色設定部１１
代表色設定部１１では、特に色再現を重視する代表色Ｔ（ｉ）を、ＨＬＳ信号値で設定する。例えば、代表色としてシアン色を指定する場合には、ｈ＝１８０、ｌ＝０．５、ｓ＝１．０となる。オフィス文書で多用される、Ｒ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの１、２次色の飽和色を代表色として用いるのであれば、いずれもｌ＝０．５、ｓ＝１．０で、色相ｈのみが異なることになる。

（２）対応色決定部１２
代表色が決まると、次に対応色決定部１２において代表色Ｔ（ｉ）に対する対応色Ｍ（ｉ）を決定する。但し、ＨＬＳ空間でのユークリッド距離を用いて対応色を決定すると、知覚的な色差と合わないため、対応色Ｍ（ｉ）は手動で設定する。この時、対応色としてプリンタで再現可能な色を指定するのは煩雑な操作が必要となるので、対応色Ｍ（ｉ）の色相のみを設定するだけでよい。

（３）色相テーブル設定部１３
色相テーブル設定部１３では、代表色Ｔ（ｉ）から黒を結ぶ等色相ライン及び白から代表色Ｔ（ｉ）を結ぶ等色相ラインに対して色相が連続的に変化するような色相補正テーブルを設定する。図１０は、本実施例における等色相ラインの概念図である。図では、Ｒ（代表色）を通る等色相ラインがＭ（代表色）よりの色相に補正され、Ｍを通る等色相ラインがＲよりの色相に補正されている。また、ＷとＲの間とＷとＭの間についても色相を微妙にずらしている。ここで、等色相ラインとは、ＨＳＬ空間において色相Ｈが一定なラインを意味する。即ち、Ｓ＝１で、０．５≦Ｌ≦１．０が代表色〜白のラインに該当し、Ｓ＝１で、０．０≦Ｌ≦０．５が黒〜代表色のラインに該当する。このように、ＨＬＳ空間で等色相ラインを定義した場合、ＲＧＢ空間における等色相ライン（白〜シアン〜黒）と一致するラインに対して色相補正テーブルを設定することができるため、アプリケーションで使用頻度の高いグラデーションに対して直接的な色制御を行えると言うメリットがある。

また、ＨＳＬ空間では、最大彩度色の明度が一定なので、色相補正テーブルとしてはＨＳＬ信号の明度Ｌに対する色相補正率として設定することができる。色相補正率は、実施例１と同様に代表点の色相と対応色の色相との内分比を用いることができる。

（４）入力信号補正部１４
入力信号補正部１４では、前述の色相補正テーブル及び、対応点の情報に基づいて色空間変換部１０３から送出された入力信号Ｐｉの色相のみを補正する。以下、図１２のフローチャートを用いて具体的に説明する。
入力信号をＰｉ（ｊｓ，ｃｓ，ｈｓ）、代表点Ｔ（ｉ）に対する対応点をＭ（ｉ）とする。また、代表点はＲ，Ｇ，Ｂ，Ｃ，Ｍ，Ｙの６点とし、１≦ｉ≦６とする。また、代表点Ｔ（ｉ）に対応した色相補正テーブルをＨ＿ｔａｂｌｅ（ｉ）とする。

次に、Ｓ２０において、Ｐｉと色相が隣接する２つの代表色（隣接代表点）を求める。隣接代表点は、
Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ−１）＝Ｐｉの色相ｈｓ−代表点Ｔ（ｉ−１）の色相ｈｔ（ｉ−１）
Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ）＝Ｐｉの色相ｈｓ−代表点Ｔ（ｉ）の色相ｈｔ（ｉ）
をそれぞれ求め、Ｄｉｆｆ＿ｈ（ｉ−１）とＤｉｆｆ＿ｈ（ｉ）の符号が反転するかどうかで簡単に求めることができる。

隣接代表点が求まると、Ｓ２１で色相の内分比ｒを計算する。内分比ｒは
ｒ＝（ＰｉとＴ（ｉ−１）の色相の差）／（Ｔ（ｉ）とＴ（ｉ−１）の色相の差）
で求まる。

次に、Ｓ２２においてＰｉの明度ｌに基づいてＰｉに対する色相の補正値を計算する。まず、隣接代表点に対応する、２つの代表色に対応した等色相ラインに定義されている色相補正テーブルから明度ｌに一致する補正率ｈｒ１、ｈｒ２を読み取る。明度ｌが０．５以上の場合には、白〜代表色に設定された色相補正テーブルを用い、明度ｌが０．５未満の場合には、代表色〜黒に設定された色相補正テーブルから読み取る。そして、ｈｒ１、ｈｒ２から隣接色相における色相補正値を求める。
ｈ１＝ｈｒ１＊（ｊｍ１−ｊｔ１）＋ｊｔ１
ｈ２＝ｈｒ２＊（ｊｍ２−ｊｔ２）＋ｊｔ２
ここで、ｊｔ１、ｊｔ２は、隣接代表点Ｔ１、Ｔ２の明度、ｊｍ１、ｊｍ２は、隣接代表点の対応色の明度である。

最後に、Ｓ２３において、前述した色相の内分比ｒを用いてｈ１とｈ２を線形補間することにより、Ｐｉの補正後の色相ｈｖを求める。即ち、
ｈｖ＝ｒ＊（ｈ１−ｈ２）＋ｈ２
となる。

本実施例では、白〜代表色のラインに対して色相補正テーブルを設定しているため、例えば、ＲＧＢ空間において白〜イエローの色を全て出力デバイスのイエロー単色で再現したい場合などに有効となる。
（５）マッピング処理部１５
マッピング処理部１５では、まず、入力信号補正部２４で補正した色信号Ｐｖ（ｊｖ、ｃｖ、ｈｖ）をＣＩＥＣＡＭ０２空間の色信号に変換する。そして、変換されたｊ、ｃ、ｈ信号を出力デバイスのガマットデータ１６を参照しながら、出力可能な色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）に変換する。このガマット圧縮処理の具体的な方法は実施例１と同様である。

以上説明したガマット変換処理により、出力色信号（ｊ′，ｃ′，ｈ′）が求まると、色空間変換処理部１０４において出力デバイス用の色信号に変換し、プリント出力を行うことにより、色変わりが少なく、かつ階調連続性に優れた色再現を行うことができる。

実施例３：
前述した実施例では、色相制御テーブルを対応色と代表色の色相に応じて設定するようにしていた。しかし、色相で設定するだけでは、等色相ラインと出力デバイスのガマットとの相対的な関係を適切に反映したような色相補正テーブルにはならない。そこで、本実施例では、出力デバイスのガマット形状によらず適切な色相補正テーブルの設定するための方法について図１３を用いて説明する。

図１３は、実施例３の色相補正テーブルの作成方法のフローチャートである。まず、Ｓ３０において色相補正テーブルを作成する等色相ラインを設定する。等色相ライン情報としては、代表色の明度，彩度，色相である（ｊｔ，ｃｔ，ｈｔ）値についての情報がわかればよい。

次に、Ｓ３１において制御ポイントｘｉ（ｊｘｉ，ｃｘｉ，ｈｘ）を設定する。制御ポイントは、図１４に示すように等色相ライン上に略等間隔に並んだ複数の点となっている。制御ポイントの点数については特に制約はない。

次に、Ｓ３２において、制御ポイントごとの対応色ｙｉ（ｊｙｉ，ｃｙｉ，ｈｙｉ）を算出する。この対応色の算出方法は、実施例１と同様に、代表色と対応色の色差が最も小さくなるように決定しても良いが、色差の代わり視覚実験により構築した色再現評価式を用いる方がより望ましい。

全ての制御ポイントについて対応色が求まると、Ｓ３３において色相補正関数を作成するために、制御ポイントの明度変化率と色相補正率をそれぞれ計算する。即ち
制御ポイントの明度変化率ｄ＝ｊｘｉ／ｊｔ
制御ポイントの色相補正率ｈｒｘ＝（ｈｙｉ−ｈｘ）／（ｈｔ−ｈｘ）
となる。上記の計算で求めた明度変化率と色相補正率の例を図１５に示す。図１５において○点が制御ポイントに対応するプロットである。制御ポイントごとに求めた色相補正率は必ずしも連続的な変化をするとは限らない。例えば、シアン色相の場合、出力デバイスの境界上に位置する制御ポイントにおいて不連続な変化が生じやすい。そこで、図１５の○点を色相補正関数で曲線近似することにより、急激な色相変化を抑制する。例えば、色相補正関数としてｎ次式や指数関数などを用いることで滑らかに近似することができる。

色相補正関数が求まると、最後にＳ３４において色相補正関数に所定の明度変化率を代入しながら色相補正値を計算して色相補正テーブルを作成する。

上記の方法によれば、等色相ラインと出力デバイスのガマット形状との関係に拠らずに、期待したとおりの色に近い色再現を行うことができる。

実施例４：
上述した実施例では、彩度の低い色信号にも色相補正が施されてしまう。そこで、プリンタが再現可能な色信号はできるだけ補正しないようにするための実施例について、図１６、図１７を用いて説明する。

図１５は、入力色空間のガマット、出力デバイスのガマット３０及び出力デバイスのガマットを縮小したガマット３１を示す。また、入力色信号Ｐｉを白丸で図示しており、入力色信号と明度及び色相が一致する上記各ガマットとの交点をそれぞれＰ１，Ｐ２，Ｐ３としている（Ｐ０は無彩色軸上の点）。

まず、Ｓ４０で入力色信号の補正を行わない色再現範囲を決めるためにガマットの縮小率を設定する。補正しない色再現範囲は、出力デバイスのガマットよりも狭ければ何でも良いが、本実施例では簡単のため出力デバイスのガマット３０の彩度に一定の縮小率ｋｒを乗ずることによって縮小ガマット３１を定義するようにしている。

次に、Ｓ４１でＰ１，Ｐ３の彩度値を求める。前述したようにガマットデータとしては色相Ｈと明度Ｊに対する最高彩度Ｃｍａｘを記述している。従って、入力色信号Ｐｉの明度と色相に対応する入力色空間の最高彩度Ｃｍａｘを読み取ることによりＰ３の彩度Ｃ３が求まる。同様に、入力色信号Ｐｉの明度と色相から、出力デバイスのガマットデータ１６を参照することによりＰ２の彩度Ｃ２が求まり、Ｐ２の彩度値に上記の縮小率ｋｒを乗ずることによりＰ１の彩度値Ｃ１がそれぞれ求まる。

Ｐ１，Ｐ３の彩度がわかると、Ｓ４２において入力色信号Ｐｉの彩度比率ｓｒを求める。ｓｒは、以下の式で計算する。
ｓｒ＝（Ｃｉ−Ｃ１）／（Ｃ３−Ｃ１）
但し、Ｃｉは入力信号Ｐｉの彩度値を表す。

次に、Ｓ４３で入力信号Ｐｉの色相補正率を計算する。Ｐ３の色相補正率をｈｒとすると、
入力信号Ｐｉの色相補正率＝ｈｒ＊ｓｒ
として求められる。Ｐ３の色相補正率は、実施例１、２で示した方法により求める。色相補正率が求まると、Ｓ４４では、実施例１と同様にＰ３の色相とＰ３の対応色の色相を内分するようにして、Ｐｉの色相を計算する。このように彩度比率に応じて色相の補正率を変えることにより、色相補正率を徐々に変化させながら出力デバイスの縮小ガマット内は忠実な色再現を行うようにすることができる。

上記した実施例では、彩度比に比例して色相の補正量を制御したが、これに限ることなく、彩度と色相の補正量を非線形な特性となるように補正しても良い。

実施例５：
図１８は、図１に示す画像処理システムをソフトウェアで実現する場合の構成例を示す。コンピュータ２００は、プログラム読取装置２０３、全体を制御するＣＰＵ２０４、ＣＰＵ２０４のワークエリア等として使用されるＲＡＭ２０５、ＣＰＵ２０４の制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ２０６、ハードディスク２０７、ＮＩＣ２０８、マウス２０９、キーボード２１０、画像データを表示するためのディスプレイ２０１、カラープリンタなどの画像形成装置２０２とを備えている。本画像処理システムは、例えば、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等で実現することができる。

ここで、ＣＰＵ２０４、ＲＯＭ２０６、ＲＡＭ２０５、ハードディスク２０７は、図１に示すコンピュータ１００と同様の機能を有している。なお、この場合、図１に示す色空間変換部１０３、１０４及び色域マッピング部１０５の機能も、ＣＰＵ２０４に持たせることができる。すなわち、本発明の画像処理装置としての機能をＣＰＵ２０４に持たせることができる。

なお、ＣＰＵ２０４のような画像処理装置としての機能は、例えば、ソフトウェアパッケージ、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体の形で提供することができ、このため、図１８に示す例では、情報記録媒体がセットされると、これを駆動する媒体駆動装置が設けられている（図示せず）。

以上により、本発明における画像処理装置および画像処理方法は、ディスプレイ等を備えた汎用の計算機システムにＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体に記録されたプログラムを読み込ませて、この汎用計算機システムのマイクロプロセッサに色空間変換処理及びガマット変換処理を実行させる装置構成においても実施することが可能である。この場合、本発明の色空間変換処理及びガマット変換処理を実行するためのプログラム、すなわち、ハードウェアシステムで用いられるプログラムは、記録媒体に記録された状態で提供される。プログラムなどが記録される情報記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭに限られるものではなく、例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フレキシブルディスク、メモリカードといったものが用いられても良い。記録媒体に記録されたプログラムは、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装置、例えば、ハードディスク２０７にインストールされることにより、このプログラムを実行して、色空間変換処理及びガマット変換処理を実現することができる。
また、本発明の色空間変換処理及びガマット変換処理を実現するためのプログラムは、記録媒体の形で提供されるのみならず、例えば、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものでも良い。

本発明に係る画像処理システムの構成を示す。 本発明の色域マッピング部の構成を示す。 代表色を説明する図である。 代表色と対応色の関係を説明する図である。 等色相ラインを説明する図である。 色相補正テーブルと色再現範囲の関係を説明する図である。 実施例１の色相補正方法を説明する図である。 実施例１の入力信号補正処理のフローチャートである。 ＨＬＳ色空間を説明する図である。 色相補正テーブルによる色相変化を説明する図である。 ＲＧＢ信号からＨＳＬ信号への変換式を示す。 実施例２の入力信号補正処理のフローチャートである。 実施例３の色相補正テーブル作成方法のフローチャートである。 実施例３における制御ポイント例を示す。 実施例３における色相補正関数を説明する図である。 実施例４の色域マッピング処理を説明する図である。 実施例４の色相補正方法のフローチャートである。 本発明をソフトウェアで実現する場合の構成例を示す。 従来の課題を説明する図である。

符号の説明

１００ コンピュータ
１０１ ディスプレイ
１０２ 画像出力装置
１０３、１０４ 色空間変換部
１０５ 色域マッピング部

Claims (4)

1. 入力色信号を画像出力装置の色再現範囲内の色信号に変換する画像処理装置において、前記入力色信号の内、特定の信号値の色を代表色として設定する代表色設定手段と、前記代表色に対応する、前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号の内、前記代表色と色差が最小となる色（以下、対応色）を決定する対応色決定手段と、前記代表色と黒を結ぶ等色相ライン上に、前記代表色の色相と前記対応色の色相の内分比に応じた色相補正率を設定する色相設定手段と、前記色相設定手段を参照して前記等色相ライン上における前記入力色信号の色相を、前記設定された色相補正率に応じて補正する色相補正手段と、前記色相が補正された前記入力色信号を前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号にマッピングするマッピング手段とを備えることを特徴とする画像処理装置。
2. 入力色信号を画像出力装置の色再現範囲内の色信号に変換する画像処理方法において、前記入力色信号の内、特定の信号値の色を代表色として設定する代表色設定工程と、前記代表色に対応する、前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号の内、前記代表色と色差が最小となる色（以下、対応色）を決定する対応色決定工程と、前記代表色と黒を結ぶ等色相ライン上に、前記代表色の色相と前記対応色の色相の内分比に応じた色相補正率を設定する色相設定工程と、前記色相設定工程を参照して前記等色相ライン上における前記入力色信号の色相を、前記設定された色相補正率に応じて補正する色相補正工程と、前記色相が補正された前記入力色信号を前記画像出力装置の色再現範囲内の色信号にマッピングするマッピング工程とを備えることを特徴とする画像処理方法。
3. 請求項２記載の画像処理方法をコンピュータに実現させる
   ためのプログラム。
4. 請求項２記載の画像処理方法をコンピュータに実現させる
   ためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

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