(57)【要約】【課題】高い色飽和度を有する色のクリッピングを低減させ、かつ、画像の品質ならびにコントラストの維持を可能とする動的色飽和調整システム、方法およびプログラムを提供する。【解決手段】受け取ったエンコード済み画像のエレメントの色空間における値を濃度空間における値に変換し、濃度空間において個々の画素の飽和度を補正する。飽和補正された濃度値を逆変換処理することによって、元の色空間における色の値に戻す。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ次元色空間Ｃ内においてエンコードされ、値が選択された値の範囲内にある各ピクセルＰｘ＝（Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘ）から構成される画像データセットを受け取る手段と、
この画像データセットを受け取る手段によって受け取った画像の値Ｐｘを濃度空間内の対応する値Ｄｘに変換する手段を含む濃度空間変換手段と、
この濃度空間変換手段により変換された各Ｄｘの値に対応する飽和補正された値Ｄ’ｘを生成する飽和補正手段と、
この飽和補正手段により生成された各Ｄ’ｘの値を前記濃度空間から前記ｎ次元色空間Ｃへ、対応する飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘに変換する手段を含む濃度空間逆変換手段と、
この濃度空間逆変換手段により得られた前記飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘを飽和補正された画像データセットの出力として出力する手段と
を有することを特徴とする動的色飽和調整システム。
【請求項２】
前記濃度空間変換手段は、前記画像データセットの出力を可視化するデバイスに対応するガンマ補正ファクタＧを用いて、反射率空間内の値ＲｘをＰｘＧとして生成する手段を含み、
前記濃度空間逆変換手段は、前記Ｇを用いて値Ｐ’ｘをＲ’ｘ１／Ｇとして生成する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項３】
前記濃度空間変換手段は、前記反射率空間の前記Ｒｘの値を濃度空間において対応する値Ｄｘに変換する手段をさらに有し、
前記濃度空間逆変換手段は、飽和補正された前記濃度値Ｄ’ｘを前記濃度空間から前記反射率空間において対応する前記飽和補正された値Ｒ’ｘに変換する手段をさらに有し、
かつ、前記飽和補正手段は、前記濃度値Ｄｘから対応する飽和補正された濃度値Ｄ’ｘを生成するように値Ｄｘに対してマスキング演算を行う手段を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項４】
前記濃度空間変換手段は、−Ｌｏｇ１０Ｒｘとして前記Ｄｘを生成する手段を有し、
前記濃度空間逆変換手段は１０−Ｄ’ｘとして前記Ｒ’ｘを生成する手段を
有することを特徴とする請求項３に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項５】
前記色空間Ｃは、Ｃ１が赤、Ｃ２が緑、およびＣ３が青であるＲＧＢ空間であり、各値ＣｎはＭ≧８とする０から２Ｍ−１までの範囲内の２進数の値を有することを特徴とする請求項４に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項６】
各ピクセルＰｘについて、それに固有の対応する飽和調整値を、Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘの関数として計算するための手段と、
それぞれの対応するＲ’ｘを生成するように前記対応する飽和調整値を各ピクセルに適用する手段とを
さらに有することを特徴とする請求項２に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項７】
前記色空間Ｃは、Ｃ１が赤、Ｃ２が緑、およびＣ３が青であるＲＧＢ空間であり、前記各飽和調整値は、Ｍｘ＝ｍａｘ（ａｂｓ（Ｒ−Ｇ），ａｂｓ（Ｒ−Ｂ），ａｂｓ（Ｇ−Ｂ））の関数として生成されることを特徴とする請求項６に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項８】
前記選択された値の範囲Ｌと、この範囲Ｌを定める予め選択された上側限界Ｕとは、０≦Ｌ≦Ｕの関係を有し、前記各飽和調整値は、さらに重み付けの値の関数  Ｗｘ＝ｆ（Ｕ−Ｍｘ）として定められることを特徴とする請求項７に記載の動的色飽和調整システム。
【請求項９】
ｎ次元色空間Ｃ内においてエンコードされ、値が選択された値の範囲内にある各ピクセルＰｘ＝（Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘ）から構成される画像データセットを受け取るステップと、
この画像データセットを受け取るステップによって受け取った画像の値Ｐｘを濃度空間内の対応する値Ｄｘに変換するステップを含む濃度空間変換ステップと、
この濃度空間変換ステップにより変換された各Ｄｘの値に対応する飽和補正された値Ｄ’ｘを生成する飽和補正ステップと、
この飽和補正ステップにより生成された各Ｄ’ｘの値を前記濃度空間から前記ｎ次元色空間Ｃへ、対応する飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘに変換するステップを含む濃度空間逆変換ステップと、
この濃度空間逆変換ステップにより得られた前記飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘを飽和補正された画像データセットの出力として出力するステップと
を有することを特徴とする動的色飽和調整方法。
【請求項１０】
前記濃度空間変換ステップは、前記画像データセットの出力を可視化するデバイスに対応するガンマ補正ファクタＧを用いて、反射率空間内の値ＲｘをＰｘＧとして生成するステップを含み、
前記濃度空間逆変換ステップは、前記Ｇを用いて値Ｐ’ｘをＲ’ｘ１／Ｇとして生成するステップを含むことを特徴とする請求項９に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１１】
前記濃度空間変換ステップは、前記反射率空間の前記Ｒｘの値を濃度空間において対応する値Ｄｘに変換するステップをさらに有し、
前記濃度空間逆変換ステップは、飽和補正された前記濃度値Ｄ’ｘを前記濃度空間から前記反射率空間において対応する前記飽和補正された値Ｒ’ｘに変換するステップをさらに有し、
かつ、前記飽和補正ステップは、前記濃度値Ｄｘから対応する飽和補正された濃度値Ｄ’ｘを生成するように値Ｄｘに対してマスキング演算を行うステップを有する
ことを特徴とする請求項１０に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１２】
前記濃度空間変換ステップは、−Ｌｏｇ１０Ｒｘとして前記Ｄｘを生成するステップを有し、
前記濃度空間逆変換ステップは、１０−Ｄ’ｘとして前記Ｒ’ｘを生成するステップを
有することを特徴とする請求項１１に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１３】
前記色空間Ｃは、Ｃ１が赤、Ｃ２が緑、およびＣ３が青であるＲＧＢ空間であり、各値ＣｎはＭ≧８とする０から２Ｍ−１までの範囲内の２進数の値を有することを特徴とする請求項１２に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１４】
各ピクセルＰｘについて、それに固有の対応する飽和調整値を、Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘの関数として計算するためのステップと、
それぞれの対応するＲ’ｘを生成するように前記対応する飽和調整値を各ピクセルに適用するステップとを
さらに有することを特徴とする請求項１０に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１５】
前記色空間Ｃは、Ｃ１が赤、Ｃ２が緑、およびＣ３が青であるＲＧＢ空間であり、前記各飽和調整値は、Ｍｘ＝ｍａｘ（ａｂｓ（Ｒ−Ｇ），ａｂｓ（Ｒ−Ｂ），ａｂｓ（Ｇ−Ｂ））の関数として生成されることを特徴とする請求項１４に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１６】
前記選択された値の範囲Ｌと、この範囲Ｌを定める予め選択された上側限界Ｕとは、０≦Ｌ≦Ｕの関係を有し、前記各飽和調整値は、さらに重み付けの値の関数  Ｗｘ＝ｆ（Ｕ−Ｍｘ）として定められることを特徴とする請求項１５に記載の動的色飽和調整方法。
【請求項１７】
データ出力デバイスのプロセッサに、
ｎ次元色空間Ｃ内においてエンコードされ、値が選択された値の範囲内にある各ピクセルＰｘ＝（Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘ）から構成される画像データセットを受け取る手順と、
この画像データセットを受け取る手順によって受け取った画像の値Ｐｘを濃度空間内の対応する値Ｄｘに変換する手順を含む濃度空間変換手順と、
この濃度空間変換手順により変換された各Ｄｘの値に対応する飽和補正された値Ｄ’ｘを生成する飽和補正手順と、
この飽和補正手順により生成された各Ｄ’ｘの値を前記濃度空間から前記ｎ次元色空間Ｃへ、対応する飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘに変換する手順を含む濃度空間逆変換手順と、
この濃度空間逆変換手順により得られた前記飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘを飽和補正された画像データセットの出力として出力する手順と
を有することを特徴とする動的色飽和調整プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラー画像の印刷、表示等のためのシステム、方法およびプログラムに関し、特に、色変換におけるクリッピングを低減する動的色飽和調整システム、方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばカラー画像の印刷におけるＲＧＢ値からカラープリンタに適しているＣＭＹＫ値への変換は、しばしば３次元ルックアップテーブル（ＬＵＴ）を用いて行われる。しかしながら、ＬＵＴを用いる方法は、補間計算のためにかなりのデータ処理を必要とする。
【０００３】
また、カラーインクジェットプリンタおよびカラーレーザプリンタ等のプリンタにおけるＲＧＢ値からプリンタの色材の値への変換においては、不正吸収分、完全な相加則ならびに比例則の欠如といったプリンタの色材の特性の考慮が必要である。入力されたＲＧＢ値から出力するＣＭＹＫ値への色変換を実行する１つの方法は、単純な行列（マトリクス）乗算を使用する。従来、より良好な再現性のために画像を調整するマスキング方程式の適用という一般的なやり方を用いていた。この種のマスキング方程式は、典型的には、強度が色補正の程度を決定する線形な公式セットである。典型的なシステムにおいては、マスクは、プリンタに対してプリセットされているか、画像に対して、その画像を形成する各ピクセルに一様に適用するために固定されているかのいずれかである。
【０００４】
この種の画像補正方法は、前述した色材の不正吸収分あるいは色の相加則ならびに比例則を補償する非常に高速な色変換を可能にするといった属性において有利であるが、それらのスキームは高い色飽和度を有する色のクリッピングを生じる傾向がある。その結果、プリンタもしくは出力デバイスの色出力への変換はこれらのハイカラーを正確に再現する能力が欠落するという結果を招き、視覚的に望ましくない色相のシフトおよび色のクリッピングという結果をもたらす。
【０００５】
したがって飽和レベルあるいはその近傍における色の値のクリッピングを除去するか最小にするべく機能し、同時に画像の品質ならびにコントラストを維持する色補正システムがあると望ましい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題点に鑑みてなされたもので、高い色飽和度を有する色のクリッピングを低減させ、かつ、画像の品質ならびにコントラストの維持を可能とする動的色飽和調整システム、方法およびプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による動的色飽和調整システムは、ｎ次元色空間Ｃ内においてエンコードされ、値が選択された値の範囲内にある各ピクセルＰｘ＝（Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘ）から構成される画像データセットを受け取る手段と、この画像データセットを受け取る手段によって受け取った画像の値Ｐｘを濃度空間内の対応する値Ｄｘに変換する手段を含む濃度空間変換手段と、この濃度空間変換手段により変換された各Ｄｘの値に対応する飽和補正された値Ｄ’ｘを生成する飽和補正手段と、この飽和補正手段により生成された各Ｄ’ｘの値を前記濃度空間から前記ｎ次元色空間Ｃへ、対応する飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘに変換する手段を含む濃度空間逆変換手段と、この濃度空間逆変換手段により得られた前記飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘを飽和補正された画像データセットの出力として出力する手段とを有する。
【０００８】
また本発明による動的色飽和調整方法は、ｎ次元色空間Ｃ内においてエンコードされ、値が選択された値の範囲内にある各ピクセルＰｘ＝（Ｃ１ｘ，Ｃ２ｘ，．．．，Ｃｎｘ）から構成される画像データセットを受け取るステップと、この画像データセットを受け取るステップによって受け取った画像の値Ｐｘを濃度空間内の対応する値Ｄｘに変換するステップを含む濃度空間変換ステップと、この濃度空間変換ステップにより変換された各Ｄｘの値に対応する飽和補正された値Ｄ’ｘを生成する飽和補正ステップと、この飽和補正ステップにより生成された各Ｄ’ｘの値を前記濃度空間から前記ｎ次元色空間Ｃへ、対応する飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘに変換するステップを含む濃度空間逆変換ステップと、この濃度空間逆変換ステップにより得られた前記飽和補正されたピクセル値Ｐ’ｘを飽和補正された画像データセットの出力として出力するステップとを有する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高い色飽和度を有する色のクリッピングを低減させ、かつ、画像の品質ならびにコントラストの維持を可能とする動的色飽和調整システム、方法およびプログラムが提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、本発明による色変換を実行する環境の例を示すブロック図である。図１ではデータインターフェース１０６を介してデータ出力デバイス１０４とデータ通信するワークステーションまたはコンピュータ端末等のデータ処理デバイス１０２を含むグラフィクス処理システム１００が示されている。データ処理デバイス１０２は、基本ユニット１０８、ディスプレイ１１０、キーボード１１２、マウス１１４、不揮発性ストレージ１１６、およびリムーバブルストレージ１１８によって示されるようなインテリジェンスおよび入力／出力機能を有する。データ処理デバイス１０２は、ウインドウズ（Windows（登録商標））、マックＯＳ（MacOS）、ユニックス（Unix（登録商標））、またはライナックス（Linux）などのプラットフォーム上で動作する任意のデータ処理デバイスである。データインターフェース１０６は、イーサネット（登録商標）（Ethernet（登録商標））、IEEE802.11x、赤外線（ＩＲ）、ブルートゥース（Bluetooth（登録商標））、ワイマックス（WiMax）等のワイヤレスプロトコル、ＴＣＰ／ＩＰ、あるいはこれらに類する任意のデータ転送メカニズムである。
【００１１】
図１に示す処理システムにおいて、プリンタ等のデータ出力デバイス１０４は、プロセッサ１２０によって例示されているとおり、それ独自のインテリジェンスを有し、インテリジェントアルゴリズムを機能させることができる。本システムは、ワークステーション、あるいはそれに代わりプリンタコントローラ（図示せず）に備えられるインテリジェンスによって機能させることもできる。さらに本発明による飽和補正スキームは、ディスプレイ１１０上にあるような画像ジェネレータに対しても適用される。
【００１２】
図２に、濃度空間への変換を用いる飽和補正の実施例の動作を説明するためのフローチャートを示す。飽和補正の向上の動作は、ステップ２０２から開始する。画像データはステップ２０４において入力される。図２に示されている実施態様においては、ステップ２０６において追加の計算が行われる。この実施態様では、画像の値Ｃｘは０から１までの範囲にスケーリングされる。例えば、８ビットシステムにおける０から２５５までの間の色の値に対して、色の値に比例して０から１までの間の値が与えられる。
【００１３】
次に、ステップ２０８において、スケーリングされたデータは反射率空間（reflectance space）における値Ｒｘに変換される。この変換は、例えばＲｘをＰｘＧとすることによって行われる。反射率空間における値Ｒｘは、ステップ２１０において、濃度空間（density space）における値Ｄｘに変換される。ここで、スケーリングのステップ２０６は、単に濃度空間変換に関連する使用のためだけにあるのではなく、図２に例示されているとおり反射率空間補正にも使用される。
【００１４】
反射率空間における値Ｒｘから対応する濃度空間における値Ｄｘへの変換は、Ｄｘを−Ｌｏｇ１０Ｒｘとすることによって与えられる。したがって、濃度空間内の各値Ｄｘはオリジナルのエンコーディング空間内の値Ｐｘに対応する。
【００１５】
飽和補正は、当業者によって理解されるであろうが、３×３行列の適用のようなマスキング方程式の適用によって達成される。そのような行列は、濃度空間内の値に対して適用される。しかしながら、詳細を後述するように、飽和補正を向上するために、ある種の状況においては追加の空間変換を提供すると有利である。その種の追加の変換について次に述べる。
【００１６】
マスキング方程式は次に示す形式の行列の適用に関連して実現される。
【数１】
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【００１７】
ここで、kaijはマスキング方程式の対角成分以外の成分である。値ｋは飽和率（saturation factor）であり、較正／特性決定の間に適切に設定される。
【００１８】
本実施態様においては、前記変換行列の係数ａｉｊは、全画像について固定されている。しかしながら、値ｋは、それぞれ個別の画素の飽和について調整するために変更される。したがって、３×３行列とも呼ばれるマスキング方程式の適用は、各ピクセルに対し、その飽和特性に応じて一意的に適用される。その結果、値ｋは特定のピクセルの調整を達成するべく計算される。
【００１９】
一般的な場合には、飽和値に関する適切な決定は、次の式によって実現できる。
【００２０】
Ｍｘ＝ｍａｘ（ａｂｓ（Ｒ−Ｇ），ａｂｓ（Ｒ−Ｂ），ａｂｓ（Ｇ−Ｂ））
色補正行列内におけるｋの値は、Ｍｘの関数であり、飽和度に依存する。この関数は、ｋ＝１−Ｍｘといった単純な関数となることもあるが、通常は、より複雑な関数になり、１次元ＬＵＴによって定めることができる。
【００２１】
したがって、本変換システムは固定されており、画像内のすべてのピクセルに対して適用される。このシステムは、行列の強さをより低いものから保証可能な限りより高いものへ（color boost）変更するべく機能する。したがって、調整ファクタは画像内の各ピクセルについて動的に変更される。
【００２２】
次に、ステップ２１２においてマスキング方程式の適用がなされる。補正後の画像セットＤ’ｘはステップ２１４に渡され、ステップ２１４で濃度空間内で補正後の画像エレメントＤ’ｘを反射率空間内に戻す逆変換が行われる。逆変換はＲ’ｘを１０−Ｄ’ｘとする変換によって行われる。
【００２３】
次にステップ２１６において、反射率空間での値Ｒ’ｘが、Ｐ’ｘをＲ’ｘ１／Ｇとして適用することによって、オリジナルの色空間での値Ｐ’ｘに変換される。
【００２４】
次に、ステップ２１８において、この補正の結果としてもたらされる０から１にスケーリングされた値をオリジナルの画像の値に戻し、ステップ２０６において行われたスケーリングを元に戻す。次にステップ２２０において、飽和補正済み画像データが、ステップ２２０において出力され、処理がステップ２２２において完了する。
【００２５】
次に図３を参照して、ＲＧＢフォーマットでエンコードされたポストスクリプト（PostScript）データの入力を含む実施態様において、補正された飽和値に変換するシステムの動作を説明する。この実施態様においては、処理はステップ３０２で開始し、ステップ３０４に進む。ここは、ＲＧＢフォーマットの８ビット×３のポストスクリプトエンコードされた画像が、Ｐｘ＝（Redx, Greenx, Bluex）の形式で提供される。
【００２６】
この実施態様においては、それぞれの値Redx, Greenx, Bluexが０から２５５までの範囲に含まれる。次にステップ３０６において、この０から２５５までの間の値が０から１の間の値にスケーリングされる。
【００２７】
次に、ステップ３０８において、Ｐｘのスケーリング後のＲＧＢ値が、Ｒｘ＝Ｐｘ２．２によって反射率空間における値Ｒｘに変換される。この指数２．２は、本変換において特に有利なガンマ値である。
【００２８】
次に、ステップ３１０において、反射率空間での値Ｒｘが、式Ｄｘ＝−Ｌｏｇ１０Ｒｘによって濃度空間での値Ｄｘに変換される。次に、飽和およびｋ値が、図２に関して説明したと同様に計算される。
【００２９】
次に、ステップ３１２において、３×３行列のマスキング方程式を適用して補正後の値Ｄ’ｘを得る。前述した方法と同様に、補正後の値Ｄ’ｘを反射率空間へ戻す変換は、ステップ３１４に示されているとおり、式Ｒ’ｘ＝１０−Ｄ’ｘの適用によって行われる。
【００３０】
次に、ステップ３１６において、このデータをオリジナルのＲＧＢ空間に戻す変換が、式Ｐ’ｘ＝Ｒ’ｘ１／Ｇによって行われる。好ましい実施態様においてはＧ＝２．２とする。オリジナルの０から２５５までの値の範囲に再スケーリングを行い、８レンジがステップ３１８において達成される。最後に、飽和補正済みのＲＧＢエンコードされたポストスクリプトデータがステップ３２０において完成され、処理がステップ３２２において完了する。このように本システムは、各ピクセルエレメントについて飽和が適切に解決される効果的なメカニズムを示し、その変換は各ピクセルに対して一様に適用されることはない。したがって、飽和補正の向上が有効になる。
【００３１】
本発明の開示に対する種々の変更、置換、および変形が、特許請求の範囲の記載によって定められるとおりの本発明の範囲から逸脱することなしにできることは、以上の説明により理解されるとおりである。また、本発明の本質を説明するためにここで述べ、例示してきた詳細、装置、および部品等の集成における種々の変更は、本発明の原理ならびに範囲内において当業者によって行うことが可能であり、かかる変更は特許請求の範囲の中に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明による色変換を実行する環境を例示するブロック図である。
【図２】本発明による、濃度空間への変換を用いる飽和補正の実施例の動作を説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明による、飽和補正の特定の応用例の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１００  グラフィクス処理システム
１０２  データ処理デバイス
１０４  データ出力デバイス
１０６  データインターフェース
１０８  基本ユニット
１１０  ディスプレイ
１１２  キーボード
１１４  マウス
１１６  不揮発性ストレージ
１１８  リムーバブルストレージ
１２０  プロセッサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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