(57)【要約】【課題】  LUTを用いた補間演算において、参照格子点が色空間の色域外となる場合に、所望の値が得られない。【解決手段】  補間演算を行い、補間演算で用いる色変換テーブルの参照格子点が色域の外にあるかを判定し、色域内側と判定された参照格子点を数え、参照格子点間を結ぶ線上に入力値が存在するかを判定する。それぞれの判定結果に応じて、入力値と一番近い参照格子点の値の取得、参照格子点間を結ぶ線上に入力値を移動し、2点の参照格子点で補間演算を行う2格子点補間演算、入力値が線分上にある場合の2格子点補間演算を行う。それぞれの結果と入力値を比較し、色差が一番小さい結果を選択し出力する。【選択図】  図４
2013121155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
色変換テーブルを取得する色変換テーブル取得手段（S401）と、補間演算を行う補間演算手段（S402）と、補間演算で用いる色変換テーブルの参照格子点が色域の外にあるかを判定する色域内外判定手段（S403）と、前記色域内外判定手段（S403）において色域内側と判定された参照格子点を数える格子点数判定手段（S404）と、参照格子点間を結ぶ線上に入力値が存在するかを判定する線上判定手段（S405）と、入力値と一番近い参照格子点の値を取得する格子点値取得手段（S406）と、参照格子点間を結ぶ線上に入力値を移動する入力値移動手段（S407）と、2点の参照格子点で補間演算を行う2格子点補間演算手段（S408,S410）と、入力値と出力値で色差が一番小さい結果を選択する最小色差選択手段（S409）を備えた画像処理装置。
【請求項２】
前記補間演算手段（S402）は色変換テーブルに入力された値の近傍8点の格子点を用いて、重み付け加算平均を取ることで出力値を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記2格子点補間演算手段（S408,S410）は、2点の格子点の変換前の値と変換前の入力値の比を元に重み付けを行い、格子点の変換後の値にその重みを足し合わせることで出力値を求めることを特徴とする請求項１に記載の画像処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、色変換を行うための画像処理装置及び画像処理方法に関し、特に色変換テーブルを用いて処理を行う技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー画像信号に対する処理として、色変換処理がある。例えばｓＲＧＢデータ等の入力デバイスに依存する入力データは、入力プロファイルによりデバイスに依存しない色空間（例えばＸＹＺ等）データに変換される。出力デバイスの色再現範囲外の色は出力デバイスにより表現することができないため、そのすべての色が出力デバイスの色再現範囲内に収まるように、デバイスに依存しない色空間のデータに変換された入力データに色空間圧縮が施される。そして、色空間圧縮が施された後、入力データはデバイスに依存しない色空間から出力デバイスに依存する色空間（例えばＣＭＹＫデータ）へ変換される。入力デバイスとしては、例えば、スキャナやデジタルカメラ、ディスプレイなどが用いられる。出力デバイスとしては、例えば、プリンタなどが用いられる。入出力プロファイルとしてＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＣｏｌｏｒ Ｃｏｎｓｏｒｔｉｕｍ（ＩＣＣ）によって規定されるプロファイル（ＩＣＣプロファイル）が用いられるのが一般的である。
【０００３】
ＩＣＣプロファイルには、デバイスに依存した色空間とデバイスに依存しない色空間（ＰｒｏｆｉｌｅＣｏｎｎｅｃｔｉｏｎ Ｓｐａｃｅ（ＰＣＳ））との相互関係をマトリクスやＬＵＴ（ＬｏｏｋｕｐＴａｂｌｅ）で定義したデータが格納されている。LUTとは、特定の間隔で区切られた入力データに対応した出力データを示すテーブルであり（テーブルを構成する各点を格子点と呼ぶ）、演算式では表せない非線形な特性を表現することが可能である。このＩＣＣプロファイルの普及により、異なる入出力デバイス間の容易なカラーマッチングが実現されることとなった。  
【０００４】
一方、カラー画像信号に対して色変換を行う場合、一般的には３次元の演算が必要になる。また、例えば上述のマトリクス変換のような色空間に対して一律な変換では良好な色変換を行うことができない場合が多い。そのため、LUTを用いた変換を行っている。色変換を行う場合には、このようなLUTに対してカラー画像信号を入力し、対応する出力カラー画像信号を得ることになる。入力されるカラー画像信号の取り得る全ての値に対応して出力カラー画像信号がLUTに格納されていれば正確に色変換を行うことができる。しかし、カラー画像信号の取り得る値の組み合わせは膨大であり、対応する出力カラー画像信号の値を格納するためには莫大なメモリ容量が必要となる。そのため、通常用いるLUTでは、入力されるカラー画像信号の取り得る色空間を複数に分割し、分割した色空間の格子点においてのみ出力カラー画像信号を格納する。
【０００５】
それ以外のカラー画像信号が入力された場合には近傍の格子点データから補間などによって出力カラー画像信号の値を得ている。出力カラー画像信号の値をLUTを用いて得る方法の一つとして、カラー画像信号が入力されたとき、近傍の格子点（８点）のデータを用いて補間演算を行う方法がある。例えば、デバイス非依存色空間からデバイス依存色空間に色変換を行う場合を考える。入力されたデバイス非依存色空間の値の近傍8点の格子点が持つデバイス非依存色空間−デバイス依存色空間の対応値から補間演算を行う。
【０００６】
しかし入力値がデバイス依存色空間の色域の外郭付近である場合、参照する格子点がデバイス依存色空間の色域外である可能性がある。LUTとしては、それぞれの格子点には色変換後のカラー画像信号が対応付ける必要があり、色域外の格子点についても色域内の出力カラー画像信号の値が格納される。そのため、色域外郭付近の色変換では、上記対応付けによって格子点の値が変化するため、所望の色変換結果が得られないといった現象が発生していた。この問題を解決するため、特許文献１のように、デバイス依存色空間の色域外に位置する格子点が、デバイス依存色空間の色域内に位置するようにデバイス依存色空間を広げるという技術がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１５２５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の方法はデバイス依存色空間からデバイス非依存色空間への色変換時に有効な技術である。基本的に、デバイス依存色空間よりデバイス非依存色空間の方が色域が広い。そのため、デバイス非依存色空間からデバイス依存色空間の変換においては、入力値がデバイス依存色空間の色域外に来ることもあり、デバイス依存色空間を広げても参照格子点が色域内に収まらず、所望の色変換結果が得られない可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
色変換テーブルを取得する色変換テーブル取得手段（S401）と、補間演算を行う補間演算手段（S402）と、補間演算で用いる色変換テーブルの参照格子点が色域の外にあるかを判定する色域内外判定手段（S403）と、前記色域内外判定手段（S403）において色域内側と判定された参照格子点を数える格子点数判定手段（S404）と、参照格子点間を結ぶ線上に入力値が存在するかを判定する線上判定手段（S405）と、入力値と一番近い参照格子点の値を取得する格子点値取得手段（S406）と、参照格子点間を結ぶ線上に入力値を移動する入力値移動手段（S407）と、2点の参照格子点で補間演算を行う2格子点補間演算手段（S408,S410）と、入力値と出力値で色差が一番小さい結果を選択する最小色差選択手段（S409）を備えた画像処理装置。
【発明の効果】
【００１０】
従来の技術に対して本技術は、入力値が色域外郭付近である場合に、複数の方法で色変換を行い、その色変換結果の内、色差の小さい結果を採用する。そのため、入力色空間やLUTの構成に関わらず、入力値が入力色空間の色域外郭付近であっても、変換後の値を所望の値に近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明におけるPCとプリンタの連結を示す図である。
【図２】本発明における画像処理装置の構成を示す図である。
【図３】本発明における色変換時のデータの流れを示す図である。
【図４】本発明における色変換処理の流れを示す図である。
【図５】本発明におけるLUTを構成する立方体の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
［実施例１］
本実施例では画像処理装置でLUTを用いて色変換を行う際に、色域の外郭付近で行う色変換方法について説明する。図１はPC110と画像処理装置111がネットワーク112を介して接続されている構成を示すものである。PC110と画像処理装置111がネットワーク112を介して接続されることで、画像データや処理命令などの信号を送受信できるようになる。
【００１４】
図２は画像処理装置111の構成図である。画像処理装置111はUI部201、プリント部202、記憶部203、コントローラ部204から構成される。UI部201はユーザからの入力を受け付けるためのインタフェースであり、またユーザへの指示などを示す表示装置でもある。コントローラ部204は画像処理部205で構成される。画像処理部205は受信した画像データなどに対して画像処理を行う。記憶部203はコントローラ部204で処理されたデータやコントローラ部204が受け取ったデータ等を保存する。コントローラ部204と接続されたプリント部202はシアン・マゼンタ・イエロー・ブラック等の有色トナーを用いて紙上に出力データを形成する。プリント部202は紙の給紙を行い出力データを形成した紙を排紙する。
【００１５】
ここで、本発明における色変換を行う画像処理部205のデータの流れについて図３を用いて説明する。画像処理部205はデータ受信部301でPC110から送られる画像データ等を受信し、ソースプロファイル処理部302へ送信する。画像処理部205はソースプロファイル処理部302でソースプロファイルを参照して入力データをデバイス依存色空間からデバイス非依存色空間に変換する。例として、図３では入力ｓRGB（R、G、B）をL*a*b*に変換している。sRGBは国際電気標準会議 (IEC) が定めた国際標準規格であり、一般的なモニタ、デジタルカメラなどではこの規格に準拠している。L*a*b*とは、CIE（国際照明委員会）が1976年に定めた均等色空間のひとつである。明度（Lightness、L軸）、緑/赤（a軸）、青/イエロー（b軸）の3要素で構成され、色を表現できる領域が広く、異なるシステム間で色を扱いやすいカラーモデルである。
【００１６】
本実施例において、ソースプロファイルはデバイス依存色空間からデバイス非依存色空間へ色変換を行うための演算マトリクスやLUTが格納されているICCプロファイルを指す。変換したデータをデスティネーションプロファイル処理部303へ送信する。画像処理部205はデスティネーションプロファイル処理部303でデスティネーションプロファイルを参照して入力データをデバイス非依存色空間からデバイス依存色空間に変換する。例として、図３では入力L*a*b*をdevRGB（R’、G’、B’）に変換している。devRGBは本発明においてはプリンタに依存した色空間をRGBで表現したものとする。本実施例において、デスティネーションプロファイルはデバイス非依存色空間からデバイス依存色空間へ色変換を行うための演算マトリクスやLUTが格納されているICCプロファイルを指す。変換したデータを後段処理部304へ送信する。画像処理部205は後段処理部304で入力データをプリント部202で扱えるCMYKデータに変換し、データ送信部305へ送信する。画像処理部205はデータ送信部305で入力データをプリント部202へ送信する。
【００１７】
続いて、画像処理部205における色変換処理の流れを図４を用いて説明する。画像処理部205はS401において、PC110のHDD（図示しない）や記憶部203に保存されているICCプロファイル等に格納されているLUTを取得する。どのLUTを取得するかはユーザの指示によるが、ここではL*a*b*をdevRGBに変換するLUT（図３の303のデスティネーションプロファイルに格納されたLUT）を取得し変換を行うこととする。続いて画像処理部205はS402において、入力データに対して、取得したLUTを用いて補間演算を行う。
【００１８】
補間演算は様々な方法が提案されているが、ここでは基本となる入力データとその近傍8点の格子点間の距離に応じた加重平均を取る補間演算法を用いて説明する。図５はテーブルに格納している各格子点中の、ある１立方体内の各頂点（A〜H）を基に入力点（I）を補間する方法を示したものである。テーブル内には、この各頂点の変換情報が格納されていて、その変換をｆとおくと（テーブルに格納されているA〜Hの各情報をｆ（A）〜ｆ（H）とする。）、変換後のIの値ｇ（I）は以下の式１で計算される（ここでは、格子点間の距離を１と考える）。
【００１９】
ｇ（I）＝（１−ｘ）（１−ｙ）（１−ｚ）ｆ（A）＋ｘ（１−ｙ）（１−ｚ）ｆ（B）＋（１−ｘ）（１−ｙ）ｚｆ（C）＋ｘ（１−ｙ）ｚｆ（D）＋（１−ｘ）ｙ（１−ｚ）ｆ（E）＋ｘｙ（１−ｚ）ｆ（F）＋（１−ｘ）ｙｚｆ（G）＋ｘｙｚｆ（H）・・・式１
補間演算後、画像処理部205はS403において補間演算時に参照した格子点が出力色空間（ここではdevRGB）の色域外にあるかを判定する。色域内外判定はどのような技術を用いても構わない。全ての参照格子点が色域内にあれば、画像処理部205はS411においてそのままS402の補間演算結果を出力する。一つでも色域外となる参照格子点があれば、画像処理部205はS404において、色域内に2つ以上の参照格子点があるか判定する。色域内に2つ以上の参照格子点があれば、画像処理部205はS405において、色域内にある参照格子点の内2点を結ぶ線分上に入力データがあるかを判定する。線分上に入力データがあるかの判定は点と線の位置関係を求めるような公知の技術を用いればいいが、例えば参照格子点2点を通る直線を表す式にデータを入力した場合に、式が成り立てば線分上にあると判定できる。
【００２０】
例としてL*a*b*色空間において、S（0,0,0）、E（10,0,0）という２つの参照格子点を通る直線はL*=ｃ（ｃは定数）、a*＝b*＝０であり、入力データがI（5,0,0）の場合は式が成り立ち、参照格子点2点を結ぶ線上にあると判定できる。S（0,0,0）、E（10,10,0）の場合はS,Eを通る直線はL*=a*、b*=0で表されるので入力データがI（5,5,0）の場合は式が成り立ち、参照格子点2点を結ぶ線上にあると判定できる。S（0,0,0）、E（10,10,10）の場合はS,Eを通る直線はL*/10=a*/10＝b*/10で表されるので入力データがI（5,5,5）の場合は式が成り立ち、参照格子点2点を結ぶ線上にあると判定できる。線分上に入力データがあれば、画像処理部205はS410において、S405の判定で用いた2点の参照格子点を用いて補間演算を行う。2点の補間演算は式２を用いる。
【００２１】
ｇ（Iｎ）＝Sｎ＋（（Iｎ-Sｎ）×（Eｎ-Sｎ）/（ｇ（Eｎ）-ｇ（Sｎ）））
ただしｇ（Sｎ）＝ｇ（Eｎ）の場合はｇ（Iｎ）＝ｇ（Sｎ）  ・・・式２
参照格子点2点の入力値をそれぞれSｎ、Eｎとし、入力データをIｎとしている。ｎは要素数であり、例えばL*a*b*＝（100、50、50）であればS０＝100、S１＝50、S２＝50などとなる。ｇ（）は各入力値の変換後の値を表している。例えば入力色空間がL*a*b*で参照格子点をそれぞれS＝（0,0,0）、E＝（0,0,50）で、そのまま値を出力するLUTであればｇ（S）＝（0,0,0）、ｇ（E）＝（0,0,50）となる。
【００２２】
I＝（0,0,25）の変換後の値ｇ（I）を求めると、ｇ（S０）＝ｇ（E０）およびｇ（S１）＝ｇ（E１）であるため、ｇ（I０）＝0、ｇ（I１）＝0となる。ｇ（I２）＝0+（（25-0）×（50-0）/（50-0））＝25となり、ｇ（I）＝（0,0,25）と変換後の値が求まる。2点の補間演算後、画像処理部205はS411において補間演算結果を出力する。S405において、線分上に入力データがないと判断された場合、画像処理部205はS407において2点の参照格子点を結ぶ線分上で値が存在する位置に入力データを移動する。つまり、例えばL*a*b*色空間内であれば、L*a*b*色空間としてとり得る値であるL*は０〜１００、a*およびb*は-１２８〜１２７の範囲で、値が整数となる位置に移動する。移動は線分上に点（入力データ）を一致させる方法であればどのような技術を用いても良いが、L*a*b*色空間内で色差が最小になる点に移動するなど、移動距離が最小になるようにする。画像処理部205はS408において、S407で移動した入力データに対して、2点の参照格子点を用いて補間演算を行う。補間演算はS410と同じ方法を用いる。
【００２３】
ここで説明はS404に戻るが、S404において参照格子点数が2つ未満である場合は、画像処理部205はS406において入力データに一番近い参照格子点を抽出し、変換後の値を取得する。参照格子点の抽出は、色空間圧縮が行われる色空間内において入力データと参照格子点の距離を算出し、距離が一番小さいものを選択する。例えばL*a*b*色空間内であれば、式３で距離（色差）を求めることができる。
【００２４】
dE＝√（dL×dL＋da×da＋db×db）  ・・・式３
dEが色差、dLがL*の差、daがa*の差、dbがb*の差である。L*a*b*色空間に限らず、色空間内の距離を求める方法は様々あり、どのような方法を用いても構わない。続いて画像処理部205はS409において、S402とS406およびS408で求めた値の内、入力データと一番距離（色差）の小さいものを選択する。例えばL*a*b*からdevRGBに色変換を行う場合、LUTを逆算しdebRGBからL*a*b*の値をそれぞれのステップ（S402、S406、S408）で求める。求めた値と色変換前の入力データをそれぞれ式３を用いて比較し、一番色差の小さいものを選択する。そして画像処理部205はS411において補間演算結果を出力する。
【００２５】
以上のように処理を行うことにより、通常の補間演算の結果だけでなく、複数の演算結果の中から一番色差の小さいものを選択できるようになる。そのため、LUTを用いた補間演算において、参照格子点が色空間の色域外となる場合に、所望の値が得られないという問題に対し、所望の値に近づけることができるようになる。
【符号の説明】
【００２６】
１１０  PC
１１１  画像処理装置
１１２  ネットワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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