(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色空間中の色の値を出力色空間中の対応する色の値に関連付ける色分離テーブルを生成する方法であって、
第１の組のモニタの蛍光体の色度値を使用して、前記第１の色空間中の色の値を前記出力色空間中の対応する出力の色の値に関連付ける第１の色分離テーブルを生成するステップと、
モニタの青色をプリンタが青として印刷し、モニタの赤色をプリンタが赤として印刷するように再定義された、第２の組のモニタの蛍光体の色度値を使用して、前記第１の色空間中の色の値を前記出力色空間中の対応する出力の色の値に関連付ける第２の色分離テーブルを生成するステップと、
前記第１の色分離テーブルから前記第１の色空間中の、前記プリンタの色域から少なくとも第１の所定の量までの部分より内側の色空間にある色の値である第１の組の色の値、及び対応する第１の組の出力の色の値を選択するステップと、
前記第２の色分離テーブルから前記第１の色空間中の、前記色域から少なくとも第２の所定の量までの部分より外側の色空間にある色の値である第２の組の色の値、及び対応する第２の組の出力の色の値を選択するステップと、
前記第１の色分離テーブルから前記第１の色空間中の、前記色域から前記第１の所定の量だけ内側の部分と前記色域から前記第２の所定の量だけ外側の部分との間にある色の値である第３の組の色の値、及び対応する第３の組の出力の色の値を選択するステップと、
前記第２の色分離テーブルから前記第１の色空間中の、前記色域から前記第１の所定の量だけ内側の部分と前記色域から前記第２の所定の量だけ外側の部分との間にある色の値であって、前記第３の組の色と同じ組の色の値である第４の組の色の値、及び対応する第４の組の出力の色の値を選択するステップと、
前記選択された第１の組の色の値及び前記対応する第１の組の出力の色の値、及び前記選択された第２の組の色の値及び前記対応する第２の組の出力の色の値を使用して、かつ、前記第３の組の出力の色の値及び前記第４の組の出力の色の値を混合することによって、前記色分離テーブルを生成するステップと、
を有する方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記第１の色空間は、ＲＧＢ色空間を含む方法。
【請求項３】
請求項１に記載の方法において、前記出力色空間は、ＣＭＹＫ色空間を含む方法。
【請求項４】
請求項１に記載の方法において、前記第１の組のモニタの蛍光体の色度値は、第１の組の合成のモニタの蛍光体を使用して計算される方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法において、前記第１の組の合成のモニタの蛍光体は、ＳＭＰＴＥ蛍光体を含む方法。
【請求項６】
請求項１に記載の方法において、前記第２の組のモニタの蛍光体の色度値は、第２の組の合成のモニタの蛍光体を使用して計算される方法。
【請求項７】
請求項１に記載の方法において、前記色分離テーブルは検索テーブルを含む方法。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は、カラーデバイスの色域制限の修正のための方法及び装置に関連する。より詳しくは、本発明は、カラープリンタのようなカラー出力デバイスが特定の色を印刷する要求に応答して印刷すなわち使用する着色剤の量を決定するデータ構造を創造して使用する方法及び装置に関連する。
本発明を説明する前に、以下の定義を与える。
・三刺激値(Tristimulus Value)−元の色への視覚応答を表現する３つの数字である。同様の状況化で見た場合、同じ三刺激値を有する２つの色は同じに見える。三刺激値のために使用される共通の座標は、ＣＩＥＸＹＺである。
・輝度(Luminance)−強度に関する色刺激の性質。
・色相(Hue)−色の名称に関する色刺激の性質。
・彩度(Saturation)−純粋さ又は白色による汚濁のないことに関する色刺激の性質。
・色域(Gamut)−一組のインク、光、又は他の着色剤により発生可能な色の範囲。色域は、簡便には色空間(color space)の特定の体積に関して説明することができる。
・色度座標(Chromaticity coordinates)−色の色度座標は、それの三刺激値の、それの輝度に関係なく色を表現する２つの座標へのマッピングに由来する。言い換えれば、色度は対応し、輝度のみが異なる２つの色である。
カラープリンタと組合わせたカラーモニタの増大した有用性により、コンピュータユーザは、カラーモニタ上でフルカラーのイメージを見て、そしてカラープリンタでそのイメージのフルカラーのプリントアウトをリクエストすることができるようになった。ユーザは、表示と同じように見えるようなプリントを好むであろう。不都合なことに、プリンタから使用できる色の範囲は、モニタから利用できる色の範囲より普通はるかに小さい。この例では、モニタの色の色域は、プリンタの色の色域より大きい。
モニタは普通、３つのデジタル信号、すなわちそれぞれ赤、緑及び青の蛍光体(phosphor)の光放射の強度を決定する、デバイスに依存するＲＧＢにより駆動される。実際、ＲＧＢ信号は、一般的にそれぞれの信号に対して８ビットに量子化され、また［０，２５５］からの一組の整数値を表わす。この説明で、私たちは、特定の信号に対する値の組を、［０，１］の範囲になるように正規化する。このように、ＲＧＢ＝（０，０，０）はモニタの黒色であり、またＲＧＢ＝（１，１，１）はモニタの白色である。成分が［０，１］の範囲にあるどの３つの成分ベクトルも、モニタへの可能な入力信号である。
モニタの可能な色の範囲は、理論上は、（管理された見え方の状況で）すべての可能なＲＧＢ入力の組合わせのすべてを表示することにより決定することができる。異なるモニタは、たとえそれらが同じ入力信号で駆動されるとしても、異なる色を表示するであろう。例えば、入力（０，０，１）で２つの異なる製造者からのモニタを駆動することにより、もし２つの製造者の青色の蛍光体の色が異なっていれば、異なる色が表示されるであろう。
色情報のコミュニケーションは、特定のデバイスに依存しない色空間でしばしばなされる。普通使用される色空間である、ＣＩＥＸＹＺ（ＸＹＺ）、ＣＩＥＬＡＢ（Ｌａｂ）、ＣＩＥＬＵＶ、及び表色の(colorimetric)又は基準化されたＲＧＢ（表色の又は基準化されたＲＧＢは、他の空間に関して分析的に定義された色空間、例えばＣＩＥＸＹＺに当てはまり、またそれらはデバイスのＲＧＢと混同すべきではない）は、管理された状況下の人間によるカラーマッチング実験に結び付けられる。例えばR. W. G. Huntの「ザ・リプロダクション・オブ・カラー・イン・フォトグラフィ，プリンティング・アンド・テレビジョン(The Reproduction of Colour in Photography, Printing and Television)」５版、ファウンテン・プレス(Fountain Press)、英国１９９５年を参照する。また、Brian A. Wandellの「ファウンデーション・オブ・ビジョン・サイエンス(Foundation of Vision Science)」、マサチューセッツ洲サンダーランド(Sunderland)の、シンサウアー・アソシエイツ・インコーポレイテッド(Sinsauer Associates, Inc.)を参照する。今日、分光ラジオメータ、分光測光器及び比色計が、人間の主体の使用なしに、これらの数を測定することができる利用可能な計器である。モニタの振る舞いは、ＸＹＺ色空間に関して、又はより一般的にはＣＩＥＬＡＢ又はＣＩＥＬＵＶで、多くの入力デバイスのＲＧＢ値のために表示色を測定することにより、デバイスに依存しない色空間中に記述することができる。
今日普通に使用されるプリンタは、紙又は透明シート上に堆積するシアン、マゼンタ、黄色及び黒色の着色剤（インク、顔料又は染料）の量を決定する、通常４つのデジタル値、ＣＭＹＫによりアドレス呼び出しされる。この説明では、（０，０，０，０）は着色剤がないことを表わし、及び（１，１，１，１）は一杯の着色剤の量を表わす。［０，１］の範囲の成分のベクトルは、プリンタへ受け入れられる入力信号を表わす。プリンタの色の振る舞いは、入力ＣＭＹＫ値の多数のプリントされた組合わせに対する表色値を測定することにより、デバイスに依存しない色空間中に記述することができる。
プリンタのための入力信号への滑らかな色応答を仮定すれば、私たちはベクトル値の連続的関数をプリンタの色応答を表わすために使用することができる、
0003993644.tif 000002
ここで、ｘ＝（Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ）は、着色剤を表わすＲ4中のベクトルであり、またｃ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、着色剤へのデバイスに依存しない表色の応答を表わすＲ3中のベクトルである。同様に、モニタに対しては、
0003993644.tif 000003
ここで、ｙ＝（Ｒ，Ｇ，Ｂ）は、蛍光体駆動信号を表わすＲ3中のベクトルであり、またｄ＝（Ａ，Ｂ，Ｃ）は、入力信号へのデバイスに依存しない表色の応答である。
モニタ上の均一な色の大きい部分に対しては、モニタの振る舞いは、以下の式により十分に特徴づけられる、
0003993644.tif 000004
ここでtは線形化、又は［０，１］から［０，１］にマッピングする「ガンマ」関数であり、また要素ｍijを有する行列Mは、モニタの蛍光体を説明する３×３行列である。もし蛍光体の色度（ＸＹＺから得られる２つの色度座標は、蛍光体の色を記述する）及びモニタの白色のポイントが知られているなら、行列Mは決定される。
プリンタに対しては、
0003993644.tif 000005
を記述する実質的な式はまだないため、
0003993644.tif 000006
の普通の表現は、二次線形補間法(quadrilinear interpolation)又は単純補間法(simplex interpolation)のような補間法技術と共に値のテーブルを含む。プリンタ関連の色処理技術を参照する。Henry R. Kangのカラー・ハード・コピー・アンド・グラフィック・アーツＩＶ(Color Hard Copy and Graphic Arts IV)、サン・ホゼ、カリフォルニア州、米国Vol.2413、410〜419ページ、ベリングハム(Bellingham)、ワシントン州、1995年ソサエティ・オブ・フォトオプティカル・インスツルメンテーション・エンジニアズ(Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers)を参照する。
もし私たちが、ｚは、Ｒ4での着色剤であり、またｅは、デバイスに依存しないＲ3での色の記述である、以下の関数を形成できたなら、
z=gp(e)                        （式４）
私たちは、私たちのプリンタ上にプリントすべき色を選択するためのデバイスに依存しない方法を有するであろう。
0003993644.tif 000007
の情報を与えられたgpを形成する処理は、プリンタのための分離テーブルの構築と呼ばれる。gpの評価のための共通の手段は、補間法技術と共にgpに対する値のテーブルからなるため、テーブルという語が使用される。
もしプリンタがＣＭＹＫプリンタであれば、デバイスに依存しない色は、ＣＭＹＫ値の任意の数の組合わせを使用してプリントすることができる。共通の働きは、
0003993644.tif 000008
の”逆変換(inversion)”がテーブルgpを構築できるようにする、滑らかさの側の状況(smoothness side-conditions)を使用することである。
ここで私たちは、理論上は、方程式（式５）中にｙで表わされたモニタデバイスに依存するＲＧＢから、方程式中にｚで表わされたプリンタの着色剤ＣＭＹＫへの忠実な変換を提供する変換
0003993644.tif 000009
を形成することができる。しかし、例えばプリンタでは色域外のＲＧＢ＝（０，０，１）のような、多くのモニタの色が存在する。これは、モニタのＲＧＢ＝（０，０，１）と同じ色を与えるＣＭＹＫ値の組合わせはないことを意味する。プリンタはまだ、いくつかのＣＭＹＫの値をプリントする必要がある。このＣＭＹＫの選択を決定すること（及び同様に、他の色域外の色のすべてに対してＣＭＹＫの選択を決定すること）は、色域のマッピングの問題を含む。色域マッピング方策(strategy)は、色域外にある、それらのデバイスに依存しない値、ｅのためのＣＭＹＫ出力を選択するために、テーブルが構築されるときに、使用される。
イメージをプリントするために、入力値は、ノードが色域内であるか色域外であるかにかかわらず、複数次元のテーブル中の補間法により変換される。色域マッピングは、構成されたテーブル中に含まれる。
色域マッピング方策の例は、ＣＩＥＬＡＢ空間中のｔａｎ−ｌ（ｂ／ａ）と定義される、一定の色相の線に沿ってマッピングすることである。このアプローチに伴う共通の問題は、モニタの青色に対応するＬａｂの色は、図１に示すように、プリントでは紫に見えることになる色にマッピングされるであろうということである。たとえＬａｂが”均一な(uniform)”色空間として知られているとしても、一定のＬａｂの色相に沿った一連の色は同じ名前の色に帰着するということは真実ではないため、この問題が発生する。一組の一定の色の名前の色は、Ｌａｂ空間中の曲線上にあるであろうが、一定のＬａｂの色相の線上にはないであろう。
より良好な色域マッピング技術を提供するために、色空間上で種々のねじ曲げ(warp)を実行する、いくつかのより精巧な色域マッピング技術が、開発されてきた。例えば、米国特許第５，４３８，６４９号に記載された色域マッピング処理は、分離テーブルを創造した後に、色分離テーブル中に記憶された値の色相角度を変更しようとする。他の精巧な色域マッピング技術が、米国特許第５，５３９，５４０号に記載されている。この特許は、プリントしようとするイメージの部分のために従来の圧縮技術を使用するもののような異なる色域マッピング方策の使用、及びイメージの異なる領域上のビジネスグラフィックイメージのために働く他のカラーマッピング方策の使用、そしてコンピュータモーフィング技術を使用して連続性及び滑らかさを保持するためにその２つをねじ曲げることを記載する。これらの精巧な色域マッピング技術の２つの例は、ある利点を提供するが、それにもかかわらず制御することが比較的込み入っており複雑である。ねじ曲げ技術は、デジタルイメージ処理システムにとって計算の負荷が重くなり得る。
出力カラーデバイスの色域制限を修正する一方、同時に、課する計算の負荷がより小さく、色域マッピング処理にわたって簡単な制御を可能にする、強化された色域マッピング技術を提供することが望まれる。
発明の概要
本発明の１つの態様では、改善された色域マッピング技術は、赤色、緑色、及び青色のモニタの色度を、対応する色相が意図するように見える値に再定義することから構成される。この技術は、ＲＧＢのような１つの色空間から他の色空間に色の値を変換するための変換関数において普通使用される一組の再定義されたモニタの色度に、予め定義された色空間が基づいているところで、色域修正に使用するために予め定義された色空間を実質的に定義する。本発明のこの態様の典型的な実施では、その技術は、典型的なモニタの色度で標準の色域マッピング方策を使用して適切な色分離テーブルを生成することと、新しいモニタの色度の値を使用して、第１の色分離テーブルと通常同じ大きさの色分離テーブルを再び生成することとから構成される。元の色度を使用して生成された色域表面(gamut surface)は、次に何が色域内にあるか、また何が色域外にあるかを決定するために使用される。２つの色分離テーブルは、色域内にある点が第１の色分離テーブルからの値を使用し、一方、色域外にある点が第２の色分離テーブルからの値を使用するように組み合わされる。色域表面付近にある点の間の粗い変化(harsh transition)の可能性を防止するために、本発明の１つの実施形態は、２つの分離テーブルからの値を結合させることにより、これらの点を混合するための混合関数(blending function)を使用する。この技術を使用することにより、色域内にある色は変わらず意図するように見え、一方、色域外の色の値は、意図する色に主観的により近く似ている色にマッピングする。
本発明の他の態様では、２つの完全な色分離検索テーブル(color. separation lookup table)が創造され、そして結合される。第１の色分離テーブルは、このテーブルが第１の組の色の値から第１の組の着色剤の値への変換を決定するところに、創造される。第１の組の色の値から第２の組の着色剤の値への変換を決定する第２の色分離テーブルも、創造される。そして、最後の色分離検索テーブルが、第１の組の着色剤の値及び第２の組の着色剤の値を使用することにより創造される。
本発明の方法は、カラープリンタ検索テーブルの使用により、又はハードウェア又はハードウェアとソフトウェアとの結合わせにより、実行することができる。例えば、本発明の１つの実施形態による検索テーブルは、第１の色空間に対応する色を与えられた、着色剤の空間中の着色剤の値を提供する。検索テーブルは、第１の組の値及び第２の組の値を有する。第１の組の値は、第１の色空間から着色剤への変換に由来する。この第１の組は、カラープリンタ又は他のカラー出力デバイス内の第１の色空間中の色に対する着色剤の値を提供するために使用される。第２の組の値は、予め定義された色空間が出力デバイスの色域制限のための色域の修正で使用するためのところである、予め定義された色空間から着色剤への変換処理に由来する。予め定義された色空間は、一組の再定義されたモニタの色度により特定される。本発明に従ったカラーイメージをプリントするための処理も説明される。この処理では、入力の色の値により特定される入力カラーが受け取られ、これらの入力の色の値は、第１の組の値及び第２の組の値を有する検索テーブルのようなデータ構造を含む、ＲＡＭのようなメモリから値を得るために使用される。もし入力の色の値が（出力デバイスの）色域内であれば、第１の組の値が着色剤の値を提供するために使用される。もし入力の色の値が色域外であれば、着色剤の空間が着色剤の値を提供するために使用される。
本発明は、出力カラーデバイスの色域表面の近くのカラー入力値のための第１及び第２の組の値の中の値を混合するために、混合技術(blending technique)も提供する。
【図面の簡単な説明】
図１は、先行技術の色域マッピング方策を示す。
図２は、検索テーブルを使用する、先行技術の色分離システムの実施を示す。
図３は、色分離テーブルを準備する、先行技術の処理を示す。
図４は、元のモニタの色度値及び再定義された色度値を有する色度図を示す。
図５は、本発明の検索テーブルの実施形態を示す。
図６は、デジタルイメージ処理システム及びカラープリンタを含んだ、本発明による装置の実施形態を示す。
図７は、改善された色域マッピング技術を提供する、本発明の１つの実施形態に従った方法を示す。
図８は、本発明の色分離検索テーブルのようなデータ構造を使用するための、本発明による方法を示す。
図９は、本発明に従った２つの色分離テーブルを創造するための１つの実施形態を示す。
図１０は、分離テーブルを結合させるための１つの方法を示す。
発明の詳細な説明
１つの色空間から他の色空間へ色情報を変換することを含む色分離処理に、色域修正を提供するための方法及び装置が、いまから説明される。以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために、特定の色空間、特定の色空間の変換、特定のハードウェア及びソフトウェアのアーキテクチャ、及び特定の色分離検索テーブルなどのような、多くの具体的な詳細が示される。しかし、当業者には、これらの具体的な詳細は本発明を実施するために使用する必要がないことが明白であろう。他の例では、本発明を不必要に分かり難くすることを避けるために、周知の構造、方法、及びアーキテクチャは示さなかった。
前述の説明は、色変換の理論的な背景を提供した。実際は、モニタ上に表示される色は、デバイスに依存しない色空間（例えばＣＩＥＸＹＺ）に変換され、次にその色空間は、望みの出力デバイスのデバイスに依存する色空間に変換される。この処理を図２に示す。これは、出力デバイスの特徴(profile)と共に入力デバイスの特徴を使用することにより、実施される。デバイスの特徴は、デバイスに依存しない色空間から、デバイスのデバイスに依存する色空間への変換に使用される変換(transformation)、及び／又はデバイスのデバイスに依存する色空間から、デバイスに依存しない色空間への変換を含む。
プリンタに使用される典型的な特徴は、ＸＹＺから出力デバイスの色空間（例えばＣＭＹＫ）への変換を含む。
ＸＹＺ→ＣＭＹＫ
プリントデバイスとしては、このモデル（ポストスクリプト・ランゲージ・レファレンス・マニュアル  ２版(PostScript Language Reference Manual. 2nd Ed.)、アドビーシステムズ(Adbe Systems)、アディソン−ウェスリ(Addison-Wesley)、リーディング(Reading)、マサチューセッツ州、1990年に記載されている例）が、対応する出力デバイス成分を生産するテーブル検索を実行するために使用される中間の色空間(intermediate color space)（例えば、基準化された非線型ＲＧＢ(calibrated nonlinear RGB)）を含むように、普通内部が拡張される。
ＸＹＺ→ＲＧＢ→ＣＭＹＫ
ＸＹＺの代わりに中間の表色のＲＧＢ空間を使用して検索テーブルをアドレス呼び出しすることは、より小さい、視覚で認知可能な補間法誤差をもたらす。
デバイスに依存しない色をプリンタでプリントするときは、合成のカラーモニタのために、逆行列及び（式３）により定義されたt関数の逆関数を使用して、入力ＸＹＺ三刺激値はＲＧＢ値に変換される。結果として得られるＲＧＢ値は、次に、必要なところではＣＭＹＫ値を補間して、ＣＭＹＫ値を含む３−Ｄ検索テーブルにアクセスすることによって、対応するＣＭＹＫ値を発生するために使用される。中間のＲＧＢ空間を使用することにより、いくつかの利点が提供されることになろう。均一なグリッド上のテーブルを使用するとき、検索テーブルを指示するために中間のＲＧＢ値を使用することによって、ＸＹＺテーブルより高いパーセンテージの色域内のノードが得られる。更に、不均一なＲＧＢ空間上の補間エラーは、ＸＹＺ中の補間より知覚的に見えにくいであろう。最後に、ＲＧＢ中のソースの表色のイメージは、同等のＸＹＺ又はＬａｂのイメージより、モニタ上でのプレビューのために必要とする変形が小さい。
テーブル生成
プリンタのための検索テーブルが、プリントする際にそれを使用する前に生成される。テーブルは、テーブルをアドレス呼び出しするＲＧＢノードのそれぞれと関連するＣＭＹＫ値を決定することにより生成される。テーブルの生成中に、テーブル中に配置されるべきＣＭＹＫ値は、図３に示すように、それぞれのノードのＲＧＢ成分をＸＹＺに変換し、ＸＹＺをある均一な色空間（例えばＣＩＥＬＡＢ）に変換し、そして均一な色空間からＣＭＹＫに変換することにより得られる。
色域マッピングが行われるのは、変換の最終ステップ内である。色域クリッピングの場合には（色域内の色が変更されるところ）、出力色空間内のＬａｂ値のサーチが実行される。もしそれが見つかれば、対応するＣＭＹＫ出力色は、検索（分離）テーブル中に配置される。別の状況では、色域マッピングは、実際に望む色の代わりに使用する「最適な」色を決定するために使用される。
ＣＩＥＬＡＢ色空間は、均一であると言われるが、実際には、そうではない。特に、一定の知覚された色相の直線は、Ｌａｂ空間中の直線と対応しない。そのため、色域外の範囲にあるいくつかの色は、伝統的な色域マッピング方策を使用して、正しくない色（それらの色の名前が変わる）にマッピングされる。これは、青色で最も明らかである。普通のモニタ上で見られる青色は、普通のプリンタ上で全く色域外である。非常に面白いことに、モニタの青色に対応するＬａｂの一定の色相の一部を見るなら、普通のプリンタの色域の表面(gamut surface)上の色は、非常に暗い色のところを除いて、紫となるであろう。いくつかの色域マッピング方策は、ＣＩＥＬＡＢ中で一定の色相を維持するため、これにより、紫色の陰のように見えるモニタの青色になる。
中間の色空間中の色相の曲がり(curvature)を考慮するため、色空間上で種々のねじ曲げを実行する、いくつかの精巧な色域マッピング技術が開発された。代わりに、より簡単な技術が、本発明の種々の実施形態で提供される。新しい技術の１つの実施形態は、ある従来のテーブル生成方法により作られる２つのテーブルの結合からなる。例えば、色相を保存する色域マッピングによる従来のテーブル生成方法は、新しいアプローチの出発点となり得る。第１のテーブルは、標準の表色のＲＧＢ色空間を使用して構成され、第２のテーブルは、検索テーブルを生成するときに使用された赤色、緑色及び青色の色度を再定義することにより創造される、変更された表色のＲＧＢ色空間を使用して構成される。ほとんどのモニタの製造者は、実際は、それぞれ赤色を帯びた橙色、黄色を帯びた緑色、及び紫色を帯びた青色である、赤色、緑色、及び青色の色度を選択した。図４中のポイント４３、４２、及び４１を見る。これらの色度は、モニタではうまく働くが、ほとんどのプリンタの制限された色域のサイズのために、いくつかの全く色域外の色を、異なる色の名前の色にマッピングする。再定義された赤色、緑色、及び青色の色度は、それらが、色度図（赤色、緑色及び青色に対して再定義された色度４７、４６及び４５の一例を示す図４を見る）中の正しい色の領域内か、その近くに入るように、選択されるべきである。
第１の組の色度を使用した、第１の分離テーブルの構成中に生成される色域の表面は、次に、何が色域内にあるか、何が色域外にあるかを決定するために使用される。２つの分離テーブルは、色域外にある色が第２の分離テーブルからの値を使用する一方、色域内にある色が第１の分離テーブルからの値を使用するように、次に結合させられる。色域の表面近くの色の間の粗い変化の可能性を防止するため、２つの分離テーブルから色を結合させる混合関数（以下の説明する）が利用される。
この技術を使用することにより、色域外の色が意図した色に主観的により近く似ている色にマッピングする一方、色域内の色が、変わらず意図したように見えることになる。
新しい色度は、テーブル構成処理で使用されるのみである。第１の組の合成のモニタの色度は、ＸＹＺから、最終のプロフィールの結合させられた分離テーブル中の検索のための中間のＲＧＢ色空間に変換するために、まだ使用される。
ＲＧＢからＸＹＺへの変換
基準化された非線形のＲＧＢからＸＹＺへ変換するために、合成のモニタの蛍光体(phosphor)及び発光体(illuminant)を知る必要がある。例えば、合成のモニタは、以下の色度値を有するＳＭＰＴＥ蛍光体及びＤ５０発光体を使用することができよう。
0003993644.tif 000010
ｚ成分は、単に１−ｘ−ｙである。
３×３行列を、線形のＲＧＢからＸＹＺへ変換するための使用することができ、それは合成のモニタの蛍光体及び発光体から、以下により構成することができる。
Ｍｄｉａｇ（Ｍ-1ｗ）
ここで、
0003993644.tif 000011
例の色度から、これは以下の変換を生じる。
0003993644.tif 000012
ここで、ｔは線形化(linearization)又は「ガンマ」関数である。この線形化関数は、入力されたモニタの駆動電圧信号に対する光出力の非線形な応答を表現するために、テレビジョン及びコンピュータ産業で普通に使用されている。そのような非線形空間での量子化により、視覚的により均一で、そのため所定のビット数に対してはより見えにくいエラーが得られるため、抽象的な表色の色空間(abstract colorimetric color spaces)のために、非線形なｔにより空間を使用する利点がある。この変換の短縮された形態は、以下のように記述できる。
0003993644.tif 000013
ここで
0003993644.tif 000014
は上述の変換行列である。
第２の分離テーブルを生成するために、新しい組の合成のモニタの蛍光体が選択される。第２の組の色度は、色域外の色が同じ色の名前により近くマッピングするように選択されるべきである。例えば、以下の組の色度（以下に示すように変換行列ｆを導くために使用される）は、青色が、通常のモニタ上の青色により近く見えるプリント上の色相にマッピングするようにするであろう。
0003993644.tif 000015
ＸＹＺからＬａｂへの変換
所定のＸＹＺ三刺激値、対応するＬａｂ値は、以下の方程式により計算することができる。
0003993644.tif 000016
ここで
0003993644.tif 000017
かつ、Ｘn、Ｙn、及びＺnは白色のポイントの三刺激値である。
ＬＡＢからＣＭＹＫへの変換
ＬａｂからＣＭＹＫに変換するためには、結果として得られるＣＭＹＫ値を提供するために、測定により表現された色応答（測定されたＬａｂ値）を「逆変換(invert)」する必要がある。この逆変換処理は、ただ一つではない。いくつかのＬａｂ値を、ＣＭＹＫの多くの結合わせによりプリントすることが可能である。測定値(measurements)のただ一つの逆変換がＬａｂからＣＭＹＫへの変換テーブルを提供できるように、追加の制約を使用することができる。この逆変換は、プリンタの色域内にある色（Ｌａｂ値）のためにのみ働く。色域外の色に対しては、色域マッピング手順が必要である。ここで述べた色域マッピングの一例は、一定のＬａｂの色相を維持するものである。言い換えれば、色域外の色は、同じＬａｂの色相の色にマッピングされるであろう。一定の色相のマッピングのためでさえ、色域マッピングされたイメージの外観の調節を許す自由なパラメータがある。しかし特定の色域マッピングの詳細は、この発明の色域マッピングのアプローチの利用を制限しない。本発明の色域マッピングのアプローチは、色相保存のアプローチに加え、他の色域マッピング方策にも利用できる。
分離テーブルの結合
一旦、２つの分離テーブルが、本発明の１つの実施形態に示したように創造されると、新しい結合された分離テーブルが生成される。新しい結合された分離テーブル中のそれぞれのノードのために、色域内にある色のための第１の分離テーブルからＣＭＹＫを、及び第２の分離テーブルからＣＭＹＫを選択することにより、新しいＣＭＹＫ値を得ることができる。新しい結合された分離テーブル中の不連続を防ぐため、色域の表面の近くの２つのテーブルからのＣＭＹＫ値を滑らかに結合させる混合関数を使用することができる。
色域内の色は、表面から負の距離を有すると定義され、一方色域外の色は、表面から正の距離を有すると定義される。色域の表面から距離ｄを有し、ｄa≦ｄ≦ｄbで、ｄa≦０かつｄb≧０である色が、混合され又は結合される。（Ｃ1，Ｍ1，Ｙ1，Ｋ1）を第１の分離テーブル（例えば図１０のテーブル１）中の色とし、（Ｃ2，Ｍ2，Ｙ2，Ｋ2）を第２の分離テーブル（例えば図１０のテーブル２）中の対応する色とする。
新しい結合されたＣＭＹＫ値は、以下の方程式により得られる。
C=(1-dn)C1+dnC2
M=(1-dn)M1+dnM2
Y=(1-dn)Y1+dnY2
K=(1-dn)K1+dnK2
ここで
0003993644.tif 000018
である。
この混合処理は、図１０に示される。
デジタルイメージ処理システムの例
本発明の実施形態を、１つの典型的な実施形態における、カラープリンタに結合した汎用コンピュータシステムである、デジタルイメージ処理システムに関連して、説明する。図６は、そのようなデジタルイメージ処理システムの例を示す。このシステムは、Ｉ／Ｏコントローラ２０３を通して及びバス２０７を通して、プロセッサ２０５及び大容量記憶装置２０４に結合したカラープリンタ２０１を含む。カラープリンタ２０１は、ＣＭＹＫインクジェットプリンタのような３つ又は４つのインクのプリンタとすることができる。Ｉ／Ｏコントローラ２０３は、通常、テーブル２０３ｃのような本発明による色分離テーブルと共に、普通のＩ／Ｏコントローラハードウェア及びプリンタドライバソフトウェアを利用するであろう。バス２０７は、汎用コンピュータシステムの種々の構成部品に結合した、普通のコンピュータバス又は周辺バスとすることができる。プロセッサ２０５は、ペンティアム、ペンティアムプロ、又はパワーＰＣマイクロプロセッサ（又は他のＲＩＳＣ又はＣＩＳＣマイクロプロセッサ）のようなシングルチップマイクロプロセッサとすることができる。大容量記憶装置２０４は、ハードディスク又は他のディスクドライブシステムとすることができ、又はＣＤ  ＲＯＭドライブとすることができる。大容量記憶装置２０４は、コンピュータシステムと結合することができる種々のカラープリンタのための、色分離テーブル２０４ａを含むことができる。これらの色分離テーブルは、本発明の改善された色域修正を提供するために、本発明の検索テーブルとすることができる。更に、大容量記憶装置２０４は、本発明の色分離検索テーブルを生成するための、実行可能なコンピュータプログラム及び関連データを含むことができる。関連データは、コンピュータシステムと共に使用することができる種々のプリンタ及びモニタのための色域情報を含むことができ、また、本発明の２つの異なる色分離検索テーブルを生成する際に使用される、ここに説明した標準の及び再定義した変換関数を更に含むことができる。一旦本発明の色分離検索テーブルが生成されたら、それは、大容量記憶装置から又はＲＡＭ２１０からコントローラ２０３に、テーブル２０３ｃとして記憶されるために、ダウンロードすることができることが理解されるであろう。ＲＡＭ２１０は、コンピュータシステムの「メイン」メモリと考えることができ、ＲＯＭ２１１は、必要な、起動及び低レベル制御コンピュータプログラムを記憶する。図６に示されたコンピュータシステムは、通常、表示デバイス２０９を制御するための表示コントローラ及び関連するソフトウェアドライバと考えられるディスプレイドライバ２０８により動かされるカラーＣＲＴである、表示デバイス２０９を更に含む。そのコンピュータシステムは、種々の入力デバイス２０６及び関連するコントローラも含む。これらは、キーボード及びマウスを、他の可能な普通の入力デバイスに加えて、含むことができる。例えば、カラースキャナ及びそれの関連コントローラを入力デバイスとすることができる。この入力デバイスにより、コンピュータのユーザは、オリジナルなカラーイメージをスキャンして取り込むことができ、そしてそれをディスプレイ２０９���に表示させ、それを変更し、そしてカラープリンタ２０１でそのイメージをプリントすることができるであろう。
テーブル２０３ｃのような本発明の色分離検索テーブルが、コンピュータシステム又は他のデジタルイメージ処理システムでの使用のための特定のカラープリンタの選択の際に、通常、一度生成されることは理解されるであろう。色分離テーブルは、デジタルイメージ処理システムに結合する特定のカラープリンタ２０１の識別が確定後、及びＬａｂ色空間のような色空間中のそれの色域の表面の決定後に、生成される。これは、実質的に、色域内の色及び色域外の色を表わす色域の表面を色空間中に生成するであろう。具体的には、色域内の色は、色域の表面により囲まれた体積の内部にあり、また色域外の色はその体積の外側にあるであろう。一旦、本発明の色分離検索テーブルが特定のカラープリンタのために生成されると、このテーブルは大容量記憶装置中にセーブすることができるし、又はこのテーブルは、特定のカラープリンタのために色分離テーブルを再生成する必要なくユーザが使用するために、ディスク又はＣＤ  ＲＯＭのような、コンピュータ記憶媒体上でユーザに提供することができる。次にユーザは、コンピュータシステムに色分離データを提供し、次にここに説明した方法でそれを使用するために、コンピュータ記憶媒体を使用するであろう。
図５は、本発明による色分離検索テーブル（lookup table，ＬＵＴ）１０１の例を示す。このテーブルは、（予め決められた値より大きい値だけ）特定のカラープリンタの色域の表面内にある、入力のＲＧＢ値を記憶するための、入力（「アドレス」）部分１０２を含み、また対応する出力のＣＭＹＫ値１０３を含む。普通、対応する入力値の三つ揃いに対して４つの対応する出力値があることが理解されるであろう。通常、複数の入力のＲＧＢ値１０２及び対応する複数の出力のＣＭＹＫ値１０３があるであろう。検索テーブル１０１は、予め決められた値より大きい値だけ色域１０５の外側にある、複数の入力のＲＧＢ値も含む。対応する複数の出力のＣＭＹＫ値１０６もある。色域の端の近くにある複数のＲＧＢ値１０７、及び入力のＲＧＢ値１０７に対応する複数の出力のＣＭＹＫ値１０８も検索テーブル１０１中に提供される。検索テーブルのこの部分は、値１０３を生成するために使用された第１の色分離テーブル中の値を混合することにより得られた混合された出力値、及び出力のＣＭＹＫ値１０６を生成するために使用された第２の色分離テーブルからの出力のＣＭＹＫ値を含む。値１０２は、通常、ここに述べたように、色域内にあるが色域の表面に「近い」ことはないＲＧＢ値であろうということは理解されるであろう。具体的には、表面の近くにあるが色域内にあるＲＧＢ値は、混合された出力値を持つであろう。上述のように、検索テーブル１０１は、生成され、そしてフロッピーディスク又はＣＤ  ＲＯＭのようなコンピュータが読み出し可能な記憶媒体上に記憶され、そして次に、特定のプリンタを使って、及び特定のコンピュータモニタも多分使って使用するユーザに供給される。そのようにして、コンピュータユーザは、特定のプリンタのためのこの検索テーブルを生成する必要がなく、結果として得られるテーブル１０１を使用する。
図７は、テーブル１０１のような、色分離検索テーブルを生成するための、本発明の方法の実施形態を示す。その方法は、第１の色分離テーブルが標準の色域マッピング技術で作り出される、ステップ２５１で始まる。このポイントで、特定のカラープリンタに対する（及び多分特定のカラーモニタに対する）色域の表面が決定され、そして第１の色分離テーブルが作り出される。色域の表面は、特定のＲＧＢ指示値(index value)のための出力のＣＭＹＫ値が、第１の色分離テーブルから来るのか、又は第２の色分離テーブルから来るのか、又は両方のテーブルの混同した値から来るのかを決定するたあに使用されるであろう。このステップ２５１は、標準の色域マッピングのため、及び色分離テーブルを生成するための従来の手順を利用することができる。本発明の１つの実施形態では、その方法は、それぞれが対応するＣＭＹＫ値を生成するためのＲＧＢ値の三つ揃いである、選択された指示値を通して反復されるが、ＲＧＢの三つ揃いの値は、最終のＣＭＹＫ着色剤の値を決定する前に、最初にＸＹＺ色空間に、そしてＬａｂ色空間に変換される。ＲＧＢからＸＹＺ空間に変換する際の最初のステップは、ここで説明した（値の行列とすることができる）変換関数ｆにより実行される。
変換関数ｆは、ＲＧＢ色空間からＸＹＺ色空間へ変換するために必要な値の行列を提供する。この関数は、ＸＹＺ値３６５を提供するためＲＧＢ入力３６１から変換する関数３６３として図９にも示される。手順３５１は、（指示又は最終の検索テーブルへの入力として使用される）ＲＧＢ指示値から、入力のＲＧＢ値３６１に対応する最終の出力のＣＭＹＫ値３６９への変換を示すことが理解されるであろう。このようにして、色分離手順３５１は、関数３６３を通してＸＹＺ値３６５に、次にＬａｂ値３６７に、そして最終的に、第１の色分離検索テーブルのために生成された第１の組の着色剤の値中の値の１つになる、出力のＣＭＹＫ値に変換される、特定の指示ＲＧＢ値３６１で始まる。「白色」ポイントは、先に示したように、ＸＹＺ空間中にも特定されることは理解されるであろう。この第１のステップ２５１は、関数ｆで特定される普通のモニタの色度を利用し、このようにして普通の色分離テーブルを作り出すことも理解されるであろう。
次にステップ２５３で、再定義されたＲＧＢ空間又は再定義されたＲＧＢ変換は、再定義された色度のポイントの組に基づいて創造される。これらの再定義された色度は、モニタ上の青色が（紫色を帯びた青色ではなく）プリンタ上の青色のようにプリントされるように、及び同様にモニタ上の赤色が橙色を帯びた赤色ではなく赤色としてプリントされるように再定義された、白色のポイントだけでなく赤色の原色(red primary)、緑色の原色、及び青色の原色にも対する値である。これらの再定義された色度の例は、図４に再定義された赤色の色度４７、再定義された緑色の色度４６、及び再定義された青色の色度４５として示す。この再定義されたＲＧＢ空間又は変換は、今
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であるように関数
0003993644.tif 000020
を変更することにより創造される。特に、関数
0003993644.tif 000021
中の値は、ＲＧＢ指示値３６１からの変換が、図９で３６５ａとして示される変換された値ＸＹＺ’に帰着するような、再定義された色度ポイントに対応するようにリセットされる。本発明の実施形態の一例では、関数ｆのための値は、上述の「合成のモニタの蛍光体(synthetic monitor phosphors)」から得ることができる。
再定義されたＲＧＢ空間すなわちＲＧＢ空間からの変換がステップ２５３で創造された後、第２の色分離検索テーブルが再定義されたＲＧＢ空間又は変換からステップ２５５で生成される。このステップの処理の例では、同じ組のＲＧＢ指示値又は入力値３６１が、種々の出力のＣＭＹＫ値３６９ａを提供するために関数
0003993644.tif 000022
（３６３ａ）により変換される。これは、図９の手順３５５中に示される。このように、第１の色分離テーブルと通常同じサイズの第２の色分離テーブルは、変更された変換３６３ａを通して、そしてそれぞれＸＹＺ’及びＬａｂ’空間３６５ａ及び３６７ａを通して、３６１として示される同じ組のＲＧＢ空間中の色指示値を使用して生成される。最終的に、この第２の色分離テーブルに対する出力値である着色剤の値の組は、ＣＭＹＫ2として作り出される。ステップ２５１及び２５５は、逆順で実行することができることは理解されるであろう。
ステップ２５９は、２つの色分離テーブルの１つからの値を含む、又はもし混合が使用されるなら、ＲＧＢ指示が色域の表面の近くにある場合は混合された値のための、合成の色分離テーブル(composite color separation table)を作り出す。本発明の１つの実施形態は、ここに述べた混合を使用しなくてもよく、むしろ２つの色分離テーブルの１つのみからの特定の指示値のための出力値を使用することは理解されるであろう。本発明の１つの実施形態では、「近く」を１つの例示の実施形態では色域の表面の１６単位内側（距離”Ｄ”は色域表面へのユークリッドの距離であるところで、単位はＬａｂ空間の中である）から、色域表面の４８単位外側の距離までの中にあることと定義したところで、もし指示ＲＧＢ値が色域の表面の近くにあるなら、混合を実行することができる。混合関数は、この場合Ｇ＝（Ｄ＋１６）＋６４となり、またこのようにして最終の混合された出力値はＣＭＹＫ1（１−Ｇ）＋ＣＭＹＫ2×Ｇに等しくなるであろう。このように、色域の表面の外側４８単位の距離より大きいポイントが第２の色分離テーブル（ＣＭＹＫ2）からのみの値を使用することになる一方、色域の表面の内側１６単位より遠い距離を有する指示ポイントは、第１の色分離テーブルからＣＭＹＫ1値を使用することになる。混合を調整する際に使用される範囲は変化させることができる。これは、分離テーブル間の滑らかな変化を補助するであろうし、またこれは、（鋭い変化のような）不規則がプリントされたイメージ上に現れることを防止する。この実施形態では、線形の混合が実行されるが、異なる範囲及び非線形の結合関数(combination function)を使用することができるであろう。合成の色分離テーブルがステップ２５９で準備されたあと、次に合成の分離テーブルは、ステップ２６１で使用することができる。本発明の種々の実施形態は、色分離テーブルへの入力値はＲＧＢ値であると仮定した一方、他の色空間中で特定される他の入力値を使用することができることは理解されるであろう。例えば、ＬＵＶ又はＹＣｂＣｒ空間での入力を使用することができる。
図８は、本発明の色分離テーブルを使用するための方法を示す。この図は、本発明の実施形態に従ってプリントするための方法も示す。この方法は、ＲＧＢ出力値がホストシステムから得られるステップ３０１で始まる。１つの例では、ＲＧＢ値を、図６に示されたＲＡＭ２１０から得て、次に色分離テーブル２０３ｃの出力部分の中の特定の着色剤の値の選択を引き起こすＩ／Ｏコントローラ２０３に供給することができる。手順はステップ３０３に続き、ＲＧＢ出力値が出力着色剤（ＣＭＹＫ）の値を得るために使用される。もし、ＲＧＢ出力値が、色域の表面内で、色域の表面の近くにないなら、着色剤のＣＭＹＫ出力値が、ステップ２５１で計算され、第１の色分離テーブル中にあった第１の組の着色剤の値から得られる。すなわち、第１の色分離テーブルから由来する着色剤の値（ＣＭＹＫ1）が得られる。もし、ＲＧＢ出力値が色域内にないが、色域の表面に近いなら、２つの色分離テーブル中の第１及び第２の組の着色剤の出力値から由来する混合されたＣＭＹＫ値が得られる。もし、ＲＧＢ出力値が色域の表面の近くになく、また表面の外側にあるなら、元の第２の色分離テーブル中に記憶された第２の組の着色剤の値から由来する着色剤の値ＣＭＹＫ2がステップ３１１で得られる。選択されたＣＭＹＫ値を使用してステップ３１３でプリントした後、カラープリンタにより使用されている媒体上にカラーイメージを生成するため、残りのＲＧＢ出力値のためにステップ３１５で処理を反復することができる。
本発明は、色域内にあり、変わらず意図するように見える色を作り出し、同時に、色域外の色のポイントは、意図する色に主観的により近く似ている色にマッピングする。同時に、本発明に関する処理のオーバヘッドは、先行技術の精巧な色域マッピング技術と比較して大きく減少している。
前述の発明は、本発明を示す具体的な例により記述され、以下の請求の範囲により定義される発明を制限するように解釈すべきではない。本発明の多くの改変及び変更が、前述の説明を読んだ後、当業者により理解されるであろう。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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