【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、異機種入出力デバイス間のカラー画像通信に好適な画像処理方法及び装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば、カラースキャナで読み取ったカラー画像をカラープリンタで出力するといった、
色再現範囲の異なる異機種入出力デバイス間でのカラー画像通信が行なわれていた。 ここでは、出力デバイスの色信号に変換するための色変換処理や、カラープリンタのインクの不要吸収を補正するためのマスキング処理等が行なわれている。

【０００３】

【発明が解決しようとしている問題点】しかしながら、
入出力デバイスそれぞれの色再現範囲が異なるにもかかわらず、上記従来例では、入出力デバイスそれぞれの色再現範囲を考慮に入れた画像処理（色空間変換を含む）
を行なわないので、以下のような問題があった。 ・入力画像と出力画像での画質（色再現性）が異なる。 ・出力デバイスの色再現範囲外の色を出力する場合、階調性がそこなわれる。

【０００４】本発明にかかる問題を解決した画像処理方法及び装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段（及び作用）】本出願の一発明によれば、デバイスに依存しない色再現範囲を算出する手段と、デバイスに依存する色再現範囲を算出する手段と、両色再現範囲間で、色空間変換を行なう手段とを設けることにより、出力デバイスからカラー画像を出力する際に、色空間変換を含む画像処理を行なうものである。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を説明するにあたり、まず人間の視覚特性に基づいたデバイスに依存しない色再現範囲の算出方法について説明する。

【０００７】ここでは、デバイスに依存しない色再現範囲の算出をＣＩＥ（国際照明委員会）による、ＣＩＥ１
９７６Ｌ ^* ａ ^* ｂ ^*均等色空間で行なう。 色再現範囲は、
各明度、各色相における最も鮮やかな色を求めれば得られる。 図９に示したのは、ｘｙ色度図におけるスペクトル軌跡である。 このスペクトル軌跡は、人間の目で見ることのできる色再現範囲を表わしている。

【０００８】図１０にＣＩＥによる、標準比視感度特性を示す。 これはＸＹＺ表色系の反転ｙ（λ）に相当するものであり、１ｍｍごとの値がＣＩＥより提供されている。 この比視感度曲線を用いて各明度、各色相における最も彩やかな色を求める。 ところで、最も彩やかな色を与える分光特性は図１１に示す様な０と１の値のみを持つ分光反射率を持つ。 光源の分光放射率分布を図１２に示す様に、全波長域に対して“１”となる理想的な分布とした時、図１１の分布を持つ色の表色値は（１）式により求められる。

【０００９】

【外１】

【００１０】ここで、Ｓ（λ）は光源の分光放射率分布（＝１）、Ｒ（λ）は物体色の分光反射率分布（０または１）、反転ｘ（λ）、反転ｙ（λ）、反転ｚ（λ）は等色関数、

【００１１】

【外２】

【００１２】一方、ＸＹＺ表色系からＬ ^* ａ ^* ｂ ^*表色系への変換は（２）式による。

【００１３】

【外３】

【００１４】ただし、Ｘ／Ｘｎ＞０．００８８５６、Ｙ
／Ｙｎ＞０．００８８５６、Ｚ／Ｚｎ＞０．００８８５
６で、ＸｎＹｎＺｎは完全拡散面の三刺激値である。 Ｌ
^* ａ ^* ｂ ^*表面系において明度Ｖ、色相θ、彩度γを（３）式により定義する。

【００１５】

【外４】

【００１６】例として、Ｖ＝３０の時のデバイスに依存しない色再現範囲の算出方法を説明する。 （３）式よりＬ ^* ＝３０となり、Ｌ ^* ＝３０となるＹは（２）式よりＹ
＝６．２４である。 そこでＹ＝６．２４を与えるようなＲ（λ）を（１）式より求めれば良い。 まず、図１１
（ａ）に示すタイプの分光反射率分布の色についてであるが、分光反射率の遷移波長が２つある。 短波長側の遷移波長を３８０ｎｍに固定し、長波長側の遷移波長を３
８１ｎｍ、３８２ｎｍ…と１ｎｍごとに増やしてゆき、
それぞれについて（１）式よりＹ値を求め６．２４に最も近いＹ値を示す長波長側の遷移波長を算出する。 これにより短波長側の遷移波長が３８０ｎｍである物体色の分光反射率分布が定まったので、（１）式よりＸ，Ｚ値を算出し、（２）式よりａ ^* ｂ ^*値を算出する。 そして（３）式よりθ、γ値も算出する。 以上の様な方法によりＶ＝３０のある色相θにおける最も鮮やかな色の座標値が１つ定まった。 次に短波長側の遷移波長を順に３８
１ｎｍ、３８２ｎｍと増やしてゆき、それぞれに対する長波長側の遷移波長を求めれば良い。 そして図１１
（ｂ）に示すタイプの分光反射率分布の色についても遷移波長が２つであることから同様の手法により、物体色の分光反射率分布を定め、θ、γ値を算出できる。 以上の手法により、様々なθにおける最も鮮やかな色の座標点が算出できるので、それらを結ぶことにより、Ｖ＝３
０の時の理論的色再現範囲が図２のように導き出せる。
そして明度Ｖの値を１、２、３…５０…９８、９９とすることにより、全ての明度、全ての色相におけるデバイスに依存しない色再現範囲を導くことができる。

【００１７】次にデバイスに依存する色再現範囲の算出方法について説明する。 ここでは、出力デバイスとして２値記録のカラープリンタを想定し説明する。 図１３は２値記録の記録モデルである。 ３色重ね部分の面積率をａ _min 、２色重ね部分の面積率をａ _mid 、単色部分の面積率をａ _maxとし、各色での３刺激値を各々Ｘ１、Ｙ１、
Ｚ１；Ｘ２、Ｙ２、Ｚ２；Ｘ３、Ｙ３、Ｚ３とする。 同様に記録紙の３刺激値をＸ _P 、Ｙ _P 、Ｚ _Pとすると、合計の刺激値は、 Ｘ＝〔１−（ａ _min ＋ａ _mid ＋ａ _max ）〕Ｘ _P ＋ａ _min Ｘ１＋ａ _mid Ｘ２＋ａ _max Ｘ ３ Ｙ＝〔１−（ａ _min ＋ａ _mid ＋ａ _max ）〕Ｙ _P ＋ａ _min Ｙ１＋ａ _mid Ｙ２＋ａ _max Ｙ ３ Ｚ＝〔１−（ａ _min ＋ａ _mid ＋ａ _max ）〕Ｚ _P ＋ａ _min Ｚ１＋ａ _mid Ｚ２＋ａ _max Ｚ ３ …（４） で示される。 カラー記録は、通常減法混色で表わされるから、３原色をＣｙａｎ、Ｍａｇｅｎｔａ、Ｙｅｌｌｏ
ｗとし、ｃ、ｍ、ｙが各色の記録面積率を示すとすると相互の関係は、 １）ｙ≧ｍ≧ｃ：ａ _min ＝ｃ、ａ _mid ＝ｍ−ｃ、ａ _max ＝ｙ−ｍ、ａ _P ＝１−ｙ ２）ｍ≧ｃ≧ｙ：ａ _min ＝ｙ、ａ _mid ＝ｃ−ｙ、ａ _max ＝ｍ−ｃ、ａ _P ＝１−ｍ ３）ｃ≧ｙ≧ｍ：ａ _min ＝ｍ、ａ _mid ＝ｙ−ｍ、ａ _max ＝ｃ−ｙ、ａ _P ＝１−ｃ ４）ｙ≧ｃ≧ｍ：ａ _min ＝ｍ、ａ _mid ＝ｃ−ｍ、ａ _max ＝ｙ−ｃ、ａ _P ＝１−ｙ ５）ｍ≧ｙ≧ｃ：ａ _min ＝ｃ、ａ _mid ＝ｙ−ｃ、ａ _max ＝ｍ−ｙ、ａ _P ＝１−ｍ ６）ｃ≧ｍ≧ｙ：ａ _min ＝ｙ、ａ _mid ＝ｍ−ｙ、ａ _max ＝ｃ−ｍ、ａ _P ＝１−ｃ …（５） で示される。 各色のＬ ^* ａ ^* ｂ ^*は、（４）式の結果を（２）式に代入することにより得られる。

【００１８】記録装置（カラープリンタ）の３原色のベタ濃度と各原色の２次及び３次色のベタ濃度に関する３
刺激値が求まれば、（４）式より、デバイスに依存する色再現範囲を推定することができる。 すなわち、３色の記録材面積率ｃ、ｍ、ｙを ０≦ｃ、ｍ、ｙ≦１ の範囲で変化させ、各明度における。 色相ごとの最長色度点を求めることにより、最外郭点を求めることができる。 この最外郭点を結んだ面がデバイスに依存する色再現範囲の最外縁となる。

【００１９】図１は、本発明の一実施例のハードウエア構成図である。 同図に於いて１はＲｉＧｉＢｉ色信号をＸＹＺ色信号へ変換する色変換部、２は色変換部１より出力されるＸＹＺ色信号を（２）式に示した変換式によりＬａｉｂｉ色信号へ変換する色変換部、３は色変換部２より出力されるＬａｉｂｉ色信号から（３）式に示した変換式により色相θを計算する色相計算部、４は色変換部２より出力されるＬａｉｂｉ色信号から（３）式に示した変換式により彩度γ _iを計算する彩度計算部、５
はＬ色信号と色相θを用いて、前述したデバイスに依存しない色再現範囲の算出法によりデバイスに依存しない色再現範囲を算出する色再現範囲算出部Ａ、６はカラープリンタ等の出力デバイスのデバイスに依存する色再現範囲を各明度、各色相ごとに算出する色再現範囲算出部Ｂ、７は彩度計算部４より出力される入力色信号の彩度γ _iと色再現範囲算出部Ｂ６より出力される出力デバイス明度Ｌ、色相θに対応する彩度γ _pとを比較し入力色信号が、出力デバイスの色再現範囲内にあるかどうかの判別をする比較器、８は入力色信号に対し、変換モード設定部９のモードＭに応じ、彩度計算部４の出力である入力色信号の彩度γ _iと色再現範囲算出部Ａ５の出力である彩度γ _tと色再現範囲算出部Ｂ６の出力である彩度γ _pとを用いて、入力色信号の彩度γ _iを出力デバイスの彩度γ _p内へ変換する色空間変換部、９は色空間変換の変換方法（詳細後述）を設定する変換モード設定部、１
０はモードＭに応じ彩度γ ₁と彩度γ ₂から最終的な彩度を選択するセレクタ、１１は色相計算部３の出力である色相θと、セレクタ１０の出力である彩度γ ₀とから色度を計算する合成部、１２は色変換部２の出力であるＬ
と合成部１１の出力であるａ ₀ 、ｂ ₀とからＲ ₀ Ｇ ₀ Ｂ ₀色信号へと変換する逆色変換部である。 次にこのハードウエアの具体的な動きを説明する。

【００２０】入力色信号であるＲ _i Ｇ _i Ｂ _iは、例えば（６）式に示すような１次変換式により色変換部１にてＸＹＺ色信号に変換される。

【００２１】 Ｘ＝ａ ₁₁ Ｒ _i ＋ａ ₁₂ Ｇ _i ＋ａ ₁₃ Ｂ _i Ｙ＝ａ ₂₁ Ｒ _i ＋ａ ₂₂ Ｇ _i ＋ａ ₂₃ Ｂ _i Ｚ＝ａ ₃₁ Ｒ _i ＋ａ ₃₂ Ｇ _i ＋ａ ₃₃ Ｂ _i …（６） ＸＹＺ色信号は、色変換部２にて（２）式によりＬａ _i
ｂ _i色信号に変換される。 Ｌａ _i ｂ _i色信号は色相計算部３、彩度計算部４にて（３）式を用い、入力色信号の色相θと彩度γ _iに変換される。 明度Ｌと色相θを用い、
その明度、色相に対応するデバイスに依存しない色再現範囲γ _tを前述した手法により算出する。 尚、詳細なハードウエアは後述する。 デバイスに依存する色再現範囲は、色再現範囲算出部Ｂ６内で算出され、算出結果があらかじめ記憶されている詳細後述。 記憶部はＲＯＭにより実現でき、ＥＥＰＲＯＭにすれば書き換えも可能である。 一方、明度Ｌ、色相θが色再現範囲算出部Ｂ６のメモリ領域にアクセスすることにより、その明度、色相に対応する出力デバイスの色再現範囲γ _pを選択する。 色空間変換部８では、入力色信号の彩度γ _iデバイスに依存しない色再現範囲γ _t 、出力デバイスの色再現範囲γ _p
を用い、γ _iをγ _p内に納めるよう彩度の圧縮を行なう。
圧縮方法は例えば以下に示す４種を用いる。 尚、どの圧縮法をとるかは、変換モード設定部９のモードＭにより選択される。

【００２２】図２は、Ｖ＝３０における、デバイスに依存しない色再現範囲（実線）と出力デバイスの色再現範囲（点線）をそれぞれａ ^* ｂ ^*座標に示した図である。 入力色信号の彩度γ _iはγ _i ＞γ _pであることからこのままでは出力デバイスでは表現できない。 そこで、彩度がγ
_pよりも大きい領域における色の階調性を保存するためにも、出力デバイスの色再現範囲内へ圧縮する必要がある。 一方、入力色信号のとりうる最大の彩度が既知でないので、デバイスに依存しない色再現範囲を算出し、入力色信号のとりうる最大の彩度と仮定して、彩度の圧縮を行なう。 圧縮の方法としては、 ｉ）線形圧縮（図３に示す）γ ₀ ＝γ _i ×（γ _p ／γ _t ） ｉｉ）非線形圧縮（図４に示す）

【００２３】

【外５】

_i ≦α×γ

_pのとき）γ

₀ ＝γ

_i （γ

_i ＞α×γ

_pのとき） γ

₀ ＝｛γ

_i −αγ

_p ）×（γ

_p −αγ

_p ）／（γ

_t −α γ

_p ）｝＋αγ

_p ｉｖ）貼り付け圧縮（図６に示す） （γ

_i ≦γ

_pのとき）γ

₀ ＝γ

_i （γ

_i ＞γ

_pのとき）γ

₀ ＝γ

_pなどが挙げられるが、圧縮方法は特に限定せず、どのような方法をとっても良い。 ここでγ

₀は色空間変換後の彩度である。 図３〜図６はある明度、ある色相における各圧縮法の様子を示した例である。

【００２４】比較器７において、変換モード設定部９のモードＭ（上記の４種）に応じ、γ _iとγ _pの大小関係を見る。 その結果は色空間変換部８にて用いられる。 そしてセレクタ１０により色空間変換後の彩度γ ₀が出力される。 このγ ₀が色相θとともに合成部１１に入力され、ａ ₀ ＝γ ₀ ｃｏｓθ、ｂ ₀ ＝γ ₀ ｓｉｎθにより色空間変換後の色度ａ ₀ 、ｂ ₀が計算される。 このａ ₀ 、ｂ ₀と明度Ｌが逆色変換部１２に入力されＲ ₀ Ｇ ₀ Ｂ ₀色信号へと変換される。 ここでの変換は、（２）式（６）式それぞれの逆変換により実現できる。

【００２５】図７に色再現範囲算出部Ａ５のハードウエア構成例を示す。 ７１は（３）式によりＬ→Ｙへの変換を行なう色変換部、７２は短波長側の遷移波長を設定する短波長設定部、７３は長波長側の遷移波長を設定する長波長設定部、７４はＣＩＥの等色関数反転ｘ（λ）、
反転ｙ（λ）、反転ｚ（λ）を１ｎｍおきに記憶してある等色関数記憶部、７５は（１）式によりＸ _t Ｙ _t Ｚ _t値を計算する表色値計算部、７６は入力色信号のＹ値に最も近いＹ _t値を選択する比較器、７７は（２）式によりＸ _t Ｙ _t Ｚ _tからａ _t ｂ _tへ変換する色変換部、７８は（３）式により色相θ _tを計算する色相計算部、７９はθに最も近いθ _tを選択する比較器、８０は（３）式により彩度γ _tを計算する彩度計算部である。

【００２６】具体的な動きは、前述したように、入力色信号の明度ＬをＹに変換する。 そして、短波長側の遷移波長を３８０ｎｍ〜７８０ｎｍの時のそれぞれに対応する長波長側の遷移波長をみつけだし、Ｘ _t Ｙ _t Ｚ _t値を計算し、ａ _t ｂ _tの色度値に変換する。 入力色信号θに最も近いθ _tをみつけだし、それを与えるａ _t 、ｂ _tより彩度γ _tを計算する。 このように、入力色信号のＬ、θに対応した、理論的色再現範囲γ _tが算出される。

【００２７】図８に、色再現範囲算出部Ｂ６のハードウエア構成例を示す。 ８１〜８４はそれぞれ、Ｃｙａｎ，
Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗの３種インクによる。 １
次色（Ｃｙａｎ，Ｍａｇｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗ）２次色（Ｒｅｄ，Ｇｒｅｅｎ，Ｂｌｕｅ）、３次色（Ｂｌａ
ｃｋ）、と紙の三刺激値ＸＹＺが記憶されている部分である。 これらと、面積率設定部８５による設定（０〜
１）を段階的に変化させることにより（４）式で説明した様に乗算器８６、加算器８７によりＣｙａｎ，Ｍａｇ
ｅｎｔａ，Ｙｅｌｌｏｗの３種のインクによって再現できる色全色の三刺激値が求められる。 そしてそれが（２）式で説明した様な変換式で、色変換部８８においてＬ _p ａ _P ｂ _p色信号へと変換される。 そして、これらの色の色相θ _p 、彩度γ _pが、色相計算部８９、彩度計算部９０において算出され、明度Ｌ _p 、色相θ _pに対する最大の彩度γ _pが得られる。 この彩度γ _pは、明度Ｌ _p 、色相θ _pに対応する様に色再現範囲記憶部９１に記憶され、
色再現範囲算出部Ｂ６の入力である明度Ｌ、色相θのアクセスにより、Ｌとθに対応する彩度γ _pが出力される。

【００２８】（他の実施例）実施例において、色再現範囲算出部Ａ５は、入力色信号ごとに計算する構成をとったが、あらかじめ計算しておき、全部又は一部をメモリに置き換えても良い。 又、計算の精度や出力デバイスの階調数や解像度に応じ、１ｎｍごとの計算ではなく、５
ｎｍごと１０ｎｍごとの計算でも良く、特に限定しない。

【００２９】デバイスに依存しない色再現範囲を算出する際に、実施例では、理想的な特体色として図１１に示すように分光反射率分布が「０の領域」「１の領域」のみから成る色としたが、これだけに限定せず、図１４に示す様に、０から１又は１から０へ変化する部分が、ある傾きＴを持つような色としても良い。 図１１に示す様な分光特性を持つ色は現実には、あり得ないので、図１
４に示すように傾きを持たせ変化させることにより、現実性の高い色に設定することもできる。 実際のデバイスに依存しない色再現範囲の算出時には、あらかじめ傾きＴを、実験的又は理論的に求めて設定しておき、実施例にて説明した方法と同様の方法により色再現範囲を求めれば良い。 この時の色再現範囲算出部Ａ５のハードウエア構成例を図１５に示す。 図７との違いは傾き設定部９
２が新たに加わった点である。

【００３０】また、さらに図１１の分布を図１６の点線に示す様に、「０の領域」を固定し、「１の領域」の値を０．９５に変化させる（図１６（ａ）），又は「１の領域」を固定し、「０の領域」の値を０．０５に変化させる（図１６（ｂ））のように設定しても良い。 そして、この変化させる量は実験的又は理論的に求め設定しても良く、特に限定しない。 このように、値を変化させることにより現実性の高い色に設定することが出来る。
ここで色再現範囲の算出方法は実施例と同様である。

【００３１】均等色空間として、ＣＩＥ１９７６Ｌ ^* ａ ^*
ｂ ^*色空間を用いたが、特にこれには限定せず、ＣＩＥ
１９７６Ｌ ^* ｕ ^* ｖ ^*色空間でも良く、さらには、空間上での距離が色差に対応する様な、人間の視覚特性にのっとった色空間であれば構わない。

【００３２】色再現範囲算出部Ｂ６で計算し記憶させる出力デバイスの色再現範囲は、１つの出力デバイスだけに限る理由はなく、２つ、３つの出力デバイスごとの色再現範囲を計算し、記憶させ出力デバイスに応じ、使いわけるよう構成しても良い。 また、記録モデルについても、特に限定せず、デバイスの出力媒体（例えばプリンタのインクやＣＲＴの発光素子）の特性を用いて導く方法であれば構わない。

【００３３】色空間変換部８において彩度のみを圧縮する方法を４種述べたが、これらに限定せず、圧縮方法は問わない。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に依れば、
出力デバイスからカラー画像を出力する際に、色空間変換を含む画像処理を行なうことにより、入力画像と出力画像での画質（色再現性）を等しくすることができ、
又、出力デバイスの色再現範囲外の色を出力する場合でも階調性が保存され良好な出力が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のハードウエアの構成図。

【図２】色再現範囲を説明する図。

【図３】色空間変換部の圧縮法を説明する図。

【図４】色空間変換部の圧縮法を説明する図。

【図５】色空間変換部の圧縮法を説明する図。

【図６】色空間変換部の圧縮法を説明する図。

【図７】色再現範囲算出部Ａを説明するハードウエア構成図。

【図８】色再現範囲算出部Ｂを説明するハードウエア構成図。

【図９】ＣＩＥのスペクトル領域を示したｘｙ色度図。

【図１０】比視感度曲線を示す図。

【図１１】最も彩度の高い色を与える分光反射率分布を示す図。

【図１２】理想的な光源の分光放射率分布を示す図。

【図１３】出力デバイスの記録モデルを説明する図。

【図１４】彩度の高い色を与える分光反射率分布を示す図。

【図１５】色再現範囲算出部Ａを説明するハードウエア構成図。

【図１６】彩度の高い色を与える分光反射率分布を示す図。

【符号の説明】

１、２ 色変換部 ３ 色相計算部 ４ 彩度計算部 ５、６ 色再現範囲算出部 ７ 比較器 ８ 色空間変換部 ９ 変換モード設定部 １０ セレクタ １１ 合成部 １２ 逆色変換部