(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発信デバイスからの色情報である色空間内の測色値を受信デバイスの色空間にマッピングして伝達する色情報交換方法であって、
発信デバイスが有する色カテゴリの分布ごとに、前記発信デバイスが有する色カテゴリの分布の重心ベクトルと分散共分散行列とに基き、前記測色値と前記色カテゴリの分布の前記重心ベクトル間の正規化距離を算出する正規化距離算出ステップと、
前記正規化距離算出ステップで算出された色カテゴリの分布の重心ベクトル間の距離を、前記受信デバイスにおける重心ベクトル間の距離に変換するスケーリング係数を算出するスケーリング係数算出ステップと、
前記スケーリング係数を前記測色値の位置に応じて重み付けして、前記受信デバイスにおける色空間でのマッピング点を決定する決定ステップと、
を有する色情報交換方法。
【請求項２】
前記スケーリング係数算出ステップは、
発信デバイスにおける第１の色カテゴリの分布の重心と第２の色カテゴリの分布の重心との第１の距離と、前記受信デバイスにおける前記第１の色カテゴリの分布と第２の色カテゴリの分布との第２の距離と、の比を、前記スケーリング係数とする、請求項１記載の色情報交換方法。
【請求項３】
前記決定ステップは、
前記スケーリング係数算出ステップによって算出された、前記発信デバイス中の全ての色カテゴリの分布における、前記測色値から第１の色カテゴリの分布の重心までの前記正規化距離の逆数と、前記測色値から前記発信デバイス中のすべての色カテゴリの分布の重心までの前記正規化距離の逆数の和と、の比を用いて、
前記受信デバイスにおける色空間でのマッピング点を決定する、請求項１記載の色情報変換方法。
【請求項４】
発信デバイスからの色情報である色空間内の測色値を受信デバイスの色空間にマッピングして伝達する色情報交換装置であって、
発信デバイスが有する色カテゴリの分布ごとに、前記発信デバイスが有する色カテゴリの分布の重心ベクトルと分散共分散行列とに基き、前記測色値と前記色カテゴリの分布の前記重心ベクトル間の正規化距離を算出する発信デバイス用色情報正規化部と、
前記色分布の重心ベクトル間の距離を、前記受信デバイスにおける重心ベクトル間の距離に変換するスケーリング係数を算出する重心マッピングスケーリング係数行列算出部と、
重み付け係数を算出する重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部と、
前記スケーリング係数を、前記測色値の位置に応じて前記重み付け係数で重み付けしたものに対する、前記受信デバイスにおける色空間でのマッピング点を決定する目標正規化距離探索部と、
を有する色情報交換装置。
【請求項５】
前記重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部は、
発信デバイスにおける第１の色カテゴリの分布の重心と第２の色カテゴリの分布の重心との第１の距離と、前記受信デバイスにおける前記第１の色カテゴリの分布と第２の色カテゴリの分布との第２の距離と、の比を、前記スケーリング係数として算出する、請求項４記載の色情報交換装置。
【請求項６】
前記目標正規化距離探索部は、
前記重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部によって算出された、前記発信デバイス中の全ての色カテゴリの分布における、前記測色値から第１の色カテゴリの分布の重心までの前記正規化距離の逆数と、前記測色値から前記発信デバイス中のすべての色カテゴリの分布の重心までの前記正規化距離の逆数の和と、の比を用いて、
前記受信デバイスにおける色空間でのマッピング点を決定する、請求項４記載の色情報変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カメラ、スキャナ、モニタ、プリンタなど、あらゆる入力画像機器あるいは出力画像機器をつなぐカラーマネジメントシステムに使用できる色情報正規化方法、並びに色情報交換方法及びその装置に関する技術である。
【０００２】
【従来の技術】
画像機器のディジタル化とインターネットを中心としたネットワーク技術の進歩により、様々な画像機器がオープンシステム上で接続されるクロスメディアシステムが本格的に普及してきた。オープンシステムでは、個々の画像機器、アプリケーションが共通インターフェイスを持ち、汎用性、拡張性の高い構成を取る必要がある。色再現の観点から見ると、色情報を発信する画像機器、つまりカメラやスキャナーは取りこんだ色情報を正確にオープンシステムへ配信する必要があり、一方、色情報を受信し表示する画像機器、つまりディスプレイやプリンタは受け取った色情報を正確に表示する必要がある。
【０００３】
たとえば、カメラが正確に色情報を取得したとしても、ディスプレイが不適切な色情報を表示することにより、システム全体の色再現性は劣化する。インターネットを介した電子商取引では、たとえばディスプレイ上で見た商品の色が現物と異なるという課題を有していた。
【０００４】
クロスメディアシステム上で色情報を管理するカラーマネジメントシステムは、システム全体に渡って色情報を正確に交換するために、以下の３つの観点からシステムを最適化する必要がある。
（１）システムに接続される各画像機器の入出力特性（デバイスドライブ信号と測色値の関係）を把握する。
（２）視環境に左右される視覚系の入出力特性を把握する。
（３）システム上で接続される画像機器の色表示範囲（色域）の違いを考慮して、受信色空間へのマッピングを色再現性の観点から最適化する。
【０００５】
まず、第一の観点について説明する。カラーマネジメントを実現するためにまず必要なのが、画像機器の入出力特性である。カメラやスキャナのような入力画像機器では、取り込んだ被写体の色（CIEXYZ三刺激値）と入力画像機器が出力したディジタルカウントとの関係である。ディスプレイやプリンタのような出力画像機器では、出力画像機器をドライブするディジタルカウントと表示された色の関係である。IEC(International Electrotechnical Commission)は、CRT、LCD、PDP、スキャナ、デジタルカメラ、プリンタなど様々な機器の入出力特性をモデル化する標準仕様の作成を進めており、実用的なレベルに迫りつつある。
【０００６】
次に、第２の観点について説明する。CIEXYZ三刺激値は、光の物理量に人間の目の感度特性（等色関数）を掛け合わせた心理物理量であり、XYZが同じ２つの色は人間に対して同じ色に見える。しかし、人間の目の感度特性を表す等色関数は視環境によって変化し、目の順応状態が異なる視環境下では同じXYZを持つ２つの色が異なった色に見える場合がある。カラーマネジメントの目的は、発信された色情報を受信デバイス上で同じ色として再現するところにある。
【０００７】
そこで、同じ色に見えるXYZの対を探すために、視覚系の入出力特性が受ける視環境の影響を把握しておく必要がある。国際照明委員会CIEのTC1-34は、順応状態を左右する白色点のXYZ値や背景の明るさなどを考慮に入れた色の見えモデルCIECAM97sをまとめ、活動報告書（TC1-34, Testing Colour Appearance Models, Report on CIECAM97s, April, (1998)）としてまとめた。色の見えモデルCIECAM97sは、任意の照明下で色の見えの属性（Brightness、 Colorfulness、 Lightness、 Chroma、 Hue、 Saturation）の度合いを記述し、色の見えが一致する色、いわゆる対応色を予測することができる。
【０００８】
各画像機器の入出力特性がモデル化されて測色値XYZが推定され、かつ視環境を考慮に入れて色の属性に変換された後は、発信デバイスから受信デバイスへ色情報が伝達される。色情報の伝達とは具体的には、発信された色属性と同一の色属性を持つ色を受信デバイスに出力するような受信デバイスのドライブレベルを算出することに値する。たとえば、発信デバイスが、カメラで受信デバイスがCRTディスプレイの場合、カメラが取り込んだ被写体の色が持つ色属性を出力するようなCRTディスプレイのドライブレベルを探し出すことになる。このとき、被写体の色がCRTの色表示範囲、いわゆる色域の中に存在する場合はカラーマッチングが成立するが、CRTの色域外の色がカメラで取りこまれた場合は同じ色を探し出すことは不可能である。
【０００９】
次に、第３の観点について説明する。そこで、同じ色に見えないができるだけ色再現性を落とさないような色をCRT色域内から探し出す必要がある。いわゆる色域マッピングが必要である。色域マッピングは発信デバイスの色域をすべて、より小さな受信デバイスの色域へ納めるため、どのように発信デバイスの色域を圧縮するかという問題になる。色域圧縮方法に関しては多くの研究者から様々な方法（たとえばJan Morovic、 To Develop a Universal Gamut Mapping）が提案され、国際照明委員会CIEを中心に標準化が進められている。
【００１０】
上記、色域マッピングを設計する際、色名の一致を基準として色を制御する方法は有効である。色域マッピングでは、各デバイス間で根本的に同じ色を呈示できないため、それぞれのデバイスにおける画像の全体的な印象ができるだけ異ならないように色情報を交換することが目標となる。たとえば色合いで表現すれば、ＣＲＴ上で「赤い花」は印刷物上でも「赤い花」であるべきで、「黄色い花」や「オレンジ色の花」のように花の持つ色のカテゴリが異なることは好ましくない。さらにＣＲＴ上で「花の赤の方がりんごの赤より強い」とすると印刷物上でも「花の赤の方がりんごの赤より強い」方が好ましく、「花の赤の方がりんごの赤より弱い」場合は好ましくない。
【００１１】
このように色域マッピングにおいて画像の全体的な印象ができるだけ異ならないようにするには、色情報を発信する発信デバイスと色情報を受信する受信デバイス間で、色名を一致させ、かつ彩度の大小関係を保存することが重要である。言い換えると、色情報を色名としてとらえた色カテゴリカル特性を発信デバイスと受信デバイスで記述し、前記色カテゴリカル特性が発信デバイスと受信デバイスの間で保存されるように色情報を交換することが有効である。今、発信デバイスの色空間内にある色差を持った２点の色を考える。この２点間の色差を忠実に保ち、受信デバイスにマッピングした場合、２つの色の違いは色差の観点では発信デバイスでも受信デバイスでも同一である。しかし、色カテゴリカルな制御が組み込まれない場合、発信デバイスで同じ色カテゴリを持った２つの色が、受信デバイスでは色カテゴリの境界をまたぐ位置にマッピングされて、色名が異なる２つの色で再現される可能性がある。
【００１２】
色名の一致を基準に色調整を行う方法として、たとえば特開平８−１９１４００号公報がある。ディスプレイ上に呈示された画像の色をオペレータが調整する際に、画像上で指定した基準色の色名が、予め定義した目標色の色名と一致するように調整を行う方法である。
【００１３】
具体的には画像の画素ごとの測色値を明度L*、彩度C*、色相Hを極座標系で表わし、基準色のL*と目標色のL*の差分ΔL*、基準色のC*と目標色のC*の差分ΔC*、基準色のHと目標色のHの差分ΔHを調整前の色に加算して調整後の色を得る。ただし、調整後の色のうち、目標色の色名と異なる色に関しては、再度、差分量ΔL*、ΔC*、ΔHに変更して再調整を行う。再調整においては，差分値としてΔL*/ｎ、ΔC*/ｎ、ΔH/ｎが与えられ、ｎは１０前後の値を使用する。再調整後も目標色の色名に一致しない場合は、ｎを大きくしたり小さくしたりして、色名が一致するまで差分量の調整を繰り返すもので、色域マッピングに適用できるものではない。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記の従来方法による色調整方法には以下のような課題を残す。第１に、色名が一致するように調整される差分量ΔL*、ΔC*、ΔHが試行錯誤による繰り返し処理で決まる点である。試行錯誤による繰り返し処理は作業時間の増大を招き、かつ同じ作業を繰り返しても色調整後の画像にばらつきが発生しやすい。
【００１５】
第２に、差分量ΔL*、ΔC*、ΔHで調整された色の色名が目標色の色名と異なり、差分値ΔL*/ｎ、ΔC*/ｎ、ΔH/ｎで再調整される際に、ｎが試行錯誤による繰り返し処理で決まる点である。試行錯誤による繰り返し処理は作業時間の増大を招き、かつ同じ作業を繰り返しても色調整後の画像にばらつきが発生しやすい。さらに再調整された色が複数個あった場合、ｎを試行錯誤で決めると、調整後の色の色空間内の位置が反転したり、あるいは飛びが発生する可能性がある。これは画像上では偽輪郭のように観察され、色再現性を落とす原因となる。
【００１６】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するもので、色名の一致と色空間内での相対的あるいは絶対的な関係を保持して色情報を交換し、かつ観察者のカラーネーミングからテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを色名ごとに分類し、各色名ごとに統計処理を用いて正規化した正規化色空間内に設けた同一色名の制御点をマッピングして色情報交換を行うことから、色名と色再現性の関係を記述する定量的設計指針に基づいて色域マッピングの方法を効率的に決定し、かつ様々な観察条件下で対応色を高精度に予測することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために本発明は、発信デバイスと受信デバイスのそれぞれで少なくとも１人の観察者によるカラーネーミングを実施し、前記カラーネーミングに用いたテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを同一色名で分類し、各色名ごとに前記測色値あるいは前記デバイスドライブレベルから重心ベクトルと分散共分散行列を算出し、前記重心ベクトルと前記分散共分散行列を用いて正規化した正規化色空間内に設けた同一色名の制御点をマッピングして色情報を交換する。
【００１８】
カラーネーミングに使用する色名は、たとえばカテゴリカル基本色や記憶色、また観察者が設定した色名などを使用する。カテゴリカル基本色はBerlin and Kayが言語学的に見出した11個の色名であり、white、 black、 red、 green、 yellow、 blue、 purple、 pink、 orange、 gray、 brownである（参考文献："Basic Color Terms, Their Universality and Evolution", University of California Press, Berkley, 1969)。これらの色名は多くの言語において共通に使われていて、かつ重複がない。そこで色空間の色カテゴリ特性を観察者からカラーネーミングで求める際、非常に有効な道具となる。記憶色は、空の青、草の緑、肌色など、現物を見なくても記憶のなかに保持されている色であり、これらは多くの人の間で共通している。したがって、記憶色は被写体が観察者の手元にない場合の色再現、つまり好ましい色再現を設計する際、重要な評価項目となる。さらに色名は文化的影響から生まれているため、観察者ごとに最適な色名を使うことも重要である。そこで、観察者自身が色名を設定し、これに基づいて色カテゴリカルな正規化を行うことも有効である。
【００１９】
観察者のカラーネーミングの結果は、発信デバイスと受信デバイスのガマットの違いを反映し、かつ色彩情報の入出力特性の違いも含んでいる。したがってデバイスモデルではカバーしきれないすべての要因がカラーネーミングに反映され、より観察者に対して最適な色域マッピングを設計できる。また照明や背景視野などの観察条件の違いも観察者によるカラーネーミングの結果に反映される。したがって、本発明は視覚系の順応状態の違いなどに起因する色の見えを制御でき、見た目に一致して見える色のペアを探し出す対応色予測を実現できる。
【００２０】
発信デバイスから受信デバイスへのマッピングは同一色カテゴリ間で実施する。具体的には同一色カテゴリの重心（重心制御点）どうしをマッピングし、またガマット表面に設けられた制御点（表面制御点）を同一色カテゴリ間でマッピングする。重心制御点と表面制御点以外の色は、発信デバイスの色空間において入力点が重心制御点及び表面制御点と持つ位置関係に基づいて重心制御点のスケーリング情報と表面制御点のスケーリング情報を重み付けして求める。重心制御点と表面制御点がともに測色的に一致していれば、発信デバイスから受信デバイスへのマッピングは色カテゴリカルな特性を絶対的に保持できる。重心制御点と表面制御点がともに相対的に一致する関係（たとえばCIEXYZ三刺激値のYが視感反射率の場合）を持っていれば、発信デバイスから受信デバイスへのマッピングは色カテゴリカルな特性を相対的に保持できる。さらに重心制御点は絶対的に一致し、表面制御点は相対的に一致するなら、色空間の一部は色カテゴリカルな特性が絶対的に保持されてマッピングが行われ、その他の領域は色カテゴリカルな特性が相対的に保持されてマッピングが行われる。
【００２１】
なお発信デバイスの表面制御点を１次色、２次色、ホワイト、ブラックに設けた場合、受信デバイスの表面制御点を観察者によるカラーマッチング実験で求めるとき、テスト色は受信デバイスのガマットのカスプ（Cusp:デバイスガマットのうち、彩度の最も高い尖った部分）付近に求まることが多い。なぜならば、デバイスガマットの形状の違いから、発信デバイスと受信デバイスの間で同じ色が見つからないときは、色相、彩度、明度のそれぞれを調節して、誤差を適当に分配することになる。従って、マッピング点は受信デバイスでもカスプを離れることは考えづらく、かつ明度と彩度に関しては、発信デバイスのカスプと受信デバイスのカスプの間に求まる可能性が高い。そこで観察者を用いた等色実験のテスト色を発信デバイスのカスプと受信デバイスのカスプの間から供給することによって、無駄を少なくして、等色実験を実施することができる。
【００２２】
以上、本発明によれば、色名の一致と色空間内での相対的あるいは絶対的な関係を保持して色情報を交換し、かつ観察者が実行したカラーネーミングからテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを色名ごとに分類し、各色名ごとに前記測色値あるいは前記デバイスドライブレベルから重心ベクトルと分散共分散行列を算出し、前記重心ベクトルと前記分散共分散行列を用いて正規化した正規化色空間内に設けた同一色名の制御点をマッピングして色情報交換を行うことから、色名と色再現性の関係を記述する定量的設計指針に基づいて色域マッピングの方法を効率的に決定し、かつ様々な観察条件下で対応色を高精度に予測するための色情報正規化方法、並びに色情報交換方法及び装置を実現できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、画像入力装置あるいは画像出力装置の色彩特性を制御する方法において、呈示された１つ以上のテスト色に対して少なくとも１人の観察者のカラーネーミングにより得られたテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを同一色名ごとに分類し、各色名ごとに統計処理を用いて色空間を正規化するものであり、色名と色再現性の関係を定量的に把握して色域マッピングの方法を設計でき、 かつ観察条件の異なる画像の色再現性の向上などを実現できるという作用を有する。
【００２４】
請求項２に記載の発明は、請求項１記載の色情報正規化方法において、色空間を正規化する統計処理は、各色名ごとに前記測色値あるいは前記デバイスドライブレベルから重心ベクトルと分散共分散行列を算出し、前記重心ベクトルと前記分散共分散行列を用いることを特徴とするもので、統計処理により重心ベクトルと前記分散共分散行列を用いることにより色名と色再現性の関係を定量的に把握して色域マッピングの方法を設計でき、 かつ観察条件の異なる画像の色再現性の向上などを実現できるという作用を有する。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２記載の色情報正規化方法において、観察者のカラーネーミングは、観察者が応答する色名としてカテゴリカル基本色を用いることを特徴とするもので、カラーネーミングデータはカテゴリカル基本色に従って分類され、重心ベクトルと分散共分散行列はカテゴリカル基本色の単位で色空間を正規化し、色空間内に欠落や重複なく色カテゴリカルな特性を記述できるという作用を有する。
【００２６】
請求項４に記載の発明は、請求項３記載の色情報正規化方法において、カテゴリカル基本色は、赤、茶、ピンク、オレンジ、黄、緑、青、紫、白、灰色、あるいは黒のいずれかであることを特徴とするもので、重心ベクトルと分散共分散行列は赤、茶、ピンク、オレンジ、黄、緑、青、紫、白、灰色、あるいは黒のいずれかの単位で色空間を正規化し、色空間内に欠落や重複なく色カテゴリカルな特性を記述できるという作用を有する
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の色情報正規化方法において、観察者のカラーネーミングは、観察者が応答する色名として記憶色を用いることを特徴とするもので、カラーネーミングデータは記憶色に従って分類され、重心ベクトルと分散共分散行列は記憶色の単位で色空間の正規化を実現し、好ましい色再現の良し悪しを大きく左右する記憶色を優先的に制御して色再現性を効率的に高めるという作用を有する。
【００２７】
請求項６に記載の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の色情報正規化方法において、観察者のカラーネーミングは、観察者が応答する色名として観察者が設定した色名を用いることを特徴とするもので、カラーネーミングデータは観察者が設定した色名に従って分類され、重心ベクトルと分散共分散行列は観察者が設定した色名の単位で色空間を正規化し、観察者固有の色カテゴリカル特性に則って観察者固有の色再現性を高めることができる作用を有する。
【００２８】
請求項７記載の発明は、発信デバイスから受信デバイスへ色情報を伝達する方法において、請求項１乃至６のいずれかに記載の色情報正規化方法により正規化した正規化色空間内に設けた同一色名の制御点をマッピングして色情報を交換することを特徴とするもので、色カテゴリカルな特性の保持を実現するマッピング方法を幾何学的に特定するという作用を有する。
【００２９】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、正規化色空間内に設置した制御点は、観察者のカラーネーミングに基づいてテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを同一色名で分類し、各色名ごとに前記測色値あるいは前記デバイスドライブレベルから算出された重心ベクトルであることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に観察者のカラーネーミングに基づいて分類された色知覚情報を与えるという作用を有する。
【００３０】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、正規化色空間内に設置した制御点は、デバイス色域表面、あるいは表面付近に設けられていることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法にデバイスの色域形状情報を与えるという作用を有する。
【００３１】
請求項１０記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、正規化色空間内に設置した制御点の一部は、観察者のカラーネーミングに基づいて分類された色情報から算出された重心ベクトルであり、かつ残りの制御点がデバイス色域表面、あるいは表面付近に設けられていることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に観察者のカラーネーミングに基づいて分類された色知覚情報とデバイスの色域形状情報を与えるという作用を有する。
【００３２】
請求項１１記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点と受信デバイスの色空間内に設置した制御点は、測色的に一致していることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に測色マッチングの効果を与えるという作用を有する。
【００３３】
請求項１２記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点と受信デバイスの色空間内に設置した制御点は、色の見えとして一致していることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に色の見えマッチングの効果を与えるという作用を有する。
【００３４】
請求項１３記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点の一部は、受信デバイスの色空間内に設置した制御点の一部と測色的に一致し、かつ発信デバイスの色空間内に設置したその他の制御点が受信デバイスの色空間内に設置したその他の制御点と色の見えとして一致していることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に測色マッチングの効果と色の見えマッチング効果を与えるという作用を有する。
【００３５】
請求項１４記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点と受信デバイスの色空間内に設置した制御点の測色的距離は、発信デバイスと受信デバイスの色再現範囲内において最小化されていることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に測色的違いを最小化する効果を与えるという作用を有する。
【００３６】
請求項１５記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点と受信デバイスの色空間内に設置した制御点の色の見えの違いが、発信デバイスと受信デバイスの色再現範囲内において最小化されていることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法に色の見えの違いを最小化する効果を与えるという作用を有する。
【００３７】
請求項１６記載の発明は、請求項７記載の色情報交換方法において、発信デバイスの色空間内に設置した制御点の一部と受信デバイスの色空間内に設置した制御点の一部の測色的距離が、発信デバイスと受信デバイスの色再現範囲内において最小化され、かつ発信デバイスの色空間内に設置したその他の制御点と受信デバイスの色空間内に設置したその他の制御点の色の見えの違いが発信デバイスと受信デバイスの色再現範囲内において最小化されていることを特徴とするもので、幾何学的に設計されたマッピング方法の一部に測色的違いを最小化する効果を与え、その他に色の見えの違いを最小化する効果を与えるという作用を有する。
【００３８】
請求項１７記載の発明は、請求項１１乃至１６のいずれかに記載の色情報交換方法において、色の見えが一致する制御点、あるいは色の見えの違いが最小化された制御点を求める際に、発信デバイスと受信デバイスの色域のカスプの間にある色をテスト色として観察者に与え、観察者が特定した色を受信デバイスの重心制御点あるいは表面制御点を用いることを特徴とするもので、短時間で色の見えが一致する色あるいは色の見えの違いが最も小さい色を特定できるという作用を有する。
【００３９】
請求項１８記載の発明は、請求項１７記載の色情報交換方法において、重心制御点間のマッピングは、発信デバイスにおける重心ベクトル間の距離を受信デバイスにおける重心ベクトル間の距離に変換するスケーリング係数を算出し、かつ前記スケーリング係数を入力点の位置に応じて重み付けしてマッピング点を決定することを特徴とするもので、任意の入力色に対して重心マッピングが機能する具体的方法を特定して色カテゴリカルな特性を保持したマッピングを実現するという作用を有する。
【００４０】
請求項１９記載の発明は、請求項１７記載の色情報交換方法において、表面制御点間のマッピングは、重心マッピングよってマッピングされた発信デバイスの表面制御点を受信デバイスの表面制御点に再マッピングされるようにスケーリング係数を算出し、かつ前記スケーリング係数を入力点が重心制御点及び表面制御点と持つ位置関係に応じて重み付けしてマッピング点を決定することを特徴とするもので、重心マッピングによってマッピングした任意のマッピング点に対して表面制御点間のマッピングによる再マッピングが色域情報を付加し、色カテゴリカルな特性を保持したマッピングを実現するという作用を有する。
【００４１】
請求項２０記載の発明は、請求項１９記載の色情報交換方法において、重心制御点及び表面制御点と入力点が持つ位置関係に応じた重み付けが、入力ベクトルと重心制御点が持つ距離の逆数の比によって与えられることを特徴とするもので、重心制御点間が持つ重心マッピングの情報を任意点で内挿するという作用を有する。
【００４２】
請求項２１記載の発明は、請求項１９記載の色情報交換方法において、重心制御点及び表面制御点と入力点が持つ位置関係に応じた重み付けが、入力ベクトルと重心制御点が持つ距離の逆数、および表面制御点と持つ距離の逆数の比によって与えられることを特徴とするもので、表面制御点間が持つマッピングの情報を任意点で内挿するという作用を有する。
【００４３】
請求項２２記載の発明は、発信デバイスから受信デバイスへ色情報を伝達する装置において、発信デバイス上に色刺激を呈示して、前記色刺激の色名を少なくとも１人の観察者が応答した結果を格納した発信デバイス用カラーネーミングデータベースと、受信デバイス上に色刺激を呈示して、前記色刺激の色名を観察者が応答した結果を格納した受信デバイス用カラーネーミングデータベースと、前記発信デバイス用カラーネーミングデータベースから観察者の色名応答結果を呼び出して、各色名ごとに発信デバイスから与えられる入力色ベクトルから前記重心ベクトルまでの距離を正規化する発信デバイス用色情報正規化部と、前記発信デバイス用色情報正規化部が出力した正規化距離を発信デバイスと受信デバイスの色空間内に設置した重心制御点どうしがマッピングされるようにマッピング点を決める重心マッピング制御部と、前記重心マッピング制御部が出力した正規化距離を発信デバイスと受信デバイスの色空間内に設置した表面制御点どうしがマッピングされるようにマッピング点を決めるダイナミックレンジマッピング制御部と、前記ダイナミックレンジマッピング制御部が出力した目標正規化距離を持つ測色値を受信色空間内で探索する目標正規化距離探索部とを備えたことを特徴とするもので、色属性と色再現性の関係を色カテゴリの観点から定量的に把握して色域マッピングの方法を設計でき、 かつ観察条件の異なる画像の色再現性の向上などを実現できるという作用を有する。
【００４４】
以下、本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
【００４５】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるCRTディスプレイの画像をプリンタに出力する際を例としたカラーマネジメントシステムの構成を示し、以下に説明する。
【００４６】
図１において、色情報交換装置１０１はCRTディスプレイ１０２を駆動するCRTディスプレイ駆動装置１０３から発信デバイスの色情報を取得してプリンタ１０４に出力するためにプリンタ駆動装置１０５に色情報を送出する。CRTディスプレイ駆動装置１０３はCRTディスプレイ用プロファイル１０６に記述されているCRTディスプレイの入出力特性に基づいてCRTディスプレイ１０２に測色的に適切なドライブ信号を与える。一方、プリンタ駆動装置１０５はプリンタ用プロファイル１０７に記述されているプリンタの入出力特性に基づいてプリンタ１０４に測色的に適切なドライブ信号を与えるものである。
【００４７】
本発明の考え方について説明する。カラーマネジメントシステムでは、CRTディスプレイ１０２とプリンタ１０４の色域の違いを考慮して色域マッピングを実行する必要があり、さらに照明の色温度の違いについても考慮しなければならない。
【００４８】
まず、CRTディスプレイとプリンタの色表示範囲について説明する。
図２は、CRTディスプレイの色表示範囲とプリンタの色表示範囲の一例である。図２(a)は、CIELAB色空間のa*-b*面への投影図であり、２０１はCRTディスプレイの色域境界を、２０２はプリンタの色域境界を示す。図２(b)は横軸に彩度C*を縦軸に明度L*を取った色相角０度での切断面であり、２０３はCRTディスプレイの色域境界を、２０４はプリンタの色域境界を示す。全般的にＣＲＴディスプレイの方が色表示範囲が広く、ＣＲＴディスプレイの画像をプリンタに出力する場合は色域マッピングが必要になることが理解できる。
【００４９】
次に、照明の色温度の違いであるが、CRTディスプレイの典型的な白色点色温度は9300Kであり、プリントを観察する標準観測条件ISO13655の5000Kと異なることが常である。実用上は室内灯の色温度が5000Kに一致することは希であり、またCRTディスプレイは室内灯下で観察することが多いため、CRTディスプレイ自身が発する光と室内灯の光が混合される都合上、任意の色温度に対する対応が必要とある。このような意味合いで、CRTディスプレイとプリンタの間で測色値の互換性が保たれないケースが多く、したがって対応色予測が必須となる。
【００５０】
これらの課題を解決する本発明の具体的な方法の考え方について説明する。  図３は、観察者を用いたカテゴリカルカラーネーミングの結果である。CIELAB空間でランダムに3次元ベクトルを発生させ、色再現範囲に入った3次元ベクトルをテスト色としてカラーネーミングを行った。色名には、以下の11個を使用し、観察者はこのうちのひとつを用いて色名を答えた。
１. white(shiro)
２. black(kuro)
３. red(aka)
４. green(midori)
５. yellow(ki)
６. blue(ao)
７. purple(murasaki)
８. pink(momo)
９. orange(daidai)
１０. gray(hai)
１１. brown(cha)
図３には、redと答えた色（黒点）とpinkと答えた色（白点）のみがCIELAB色空間のa*-b*面にプロットされている。図３(a)は、CRTディスプレイ上の色でのネーミング結果であり、図３(b)はプリントした色でのネーミング結果である。図３(a)と図３(b)を比較すると、両デバイスが共有する色域内においても色カテゴリカルな分布の違いがあり、CIELAB値をそのまま、CRTディスプレイからプリンタに渡した場合、色カテゴリカルなミスマッチングが発生することが理解できる。たとえば、CRTディスプレイ上の色３０１とプリント上の色３０２は同じCIELAB値を持つ色であるが、CRTディスプレイ上では「red」と知覚され、プリント上では「pink」と知覚されている。したがってCRTディスプレイのCIELAB値をそのままプリンタへ与えるとマッピングされる色の対が異なる色名を持ってしまい色再現性低下を引き起こすことが理解できる。したがって、マッピング対が同じ色名を持つようにマッピングを制御することは、色再現性向上の鍵となる。
【００５１】
図４は、Kellyが示した色の領域である（参考文献：「色彩工学の基礎」P110、池田光男著）。全可視光域の光を２３の色領域に区分している。また、図５にMacAdamが調べた色弁別楕円(参考文献；「色彩工学の基礎 」P137、池田光男 著）を示す。２°の二分視野（48cd/m2)を標準光源Ｃ（24cd/m2)が取り囲むような刺激呈示で求めた色弁別楕円で、楕円内の色はすべて同じ色に見えることを表わす。ただし、結果を見やすくするため、楕円の大きさは実際のものの１０倍で表示してある。
【００５２】
この結果から、ある色のまとまり、たとえばKellyが用いた「緑」や「黄味緑」、「青味緑」などの色のまとまりは、それぞれ楕円形状を持っていると予想できる。そしてKellyが求めた色領域の境界線は図６に示すようにそれぞれの楕円の交線であると予測できる。図６において、６０１は「緑」と知覚される色のまとまりを表わし、６０２は「黄味緑」と知覚される色のまとまりを表わし、６０３は「青味緑」と知覚される色のまとまりを表わし、６０４は「緑」と「黄味緑」の知覚の境界を表わし、６０５は「緑」と「青味緑」の知覚の境界を表わし、６０６はＣＲＴディスプレイの色表示限界を表わす。
【００５３】
以上の考え方から本発明は、ＣＲＴディスプレイとプリンタの色空間をともに被験者が知覚する色によって複数の色カテゴリに分類し、同一の色カテゴリ間でマッピング点を決定する。そこで、まずＣＲＴディスプレイとプリンタの両色空間の色カテゴリカルな特性を把握しなければならない。色空間内の代表色を被験者に呈示し、カラーネーミングによって複数の色カテゴリへの分類を実行させ、同一色カテゴリに分類された色信号データ群ごとに色カテゴリカルに正規化した距離を用いてマッピング制御を行うものである。
【００５４】
次に、色情報交換装置１０１の内部構成図を図７に示し、以下に説明する。
CRTディスプレイに表示された色の測色値が色情報入力部７０１から入力される。発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２には、CRTディスプレイ上に呈示された色の色名を少なくとも１人の観察者が応答した結果として、色名に対する測色値が格納されている。
【００５５】
発信デバイス用色情報正規化部７０３は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２から色名ごとの測色値を読み出し、色名ごとに重心ベクトルと分散共分散行列を算出し、重心ベクトルと分散共分散行列に基づいて、CRTディスプレイの測色値と重心ベクトル間の正規化距離を計算する。正規化距離は、重心マッピング制御部７０４とダイナミックレンジマッピング制御部７０５を経て目標正規化距離へ変換され、目標正規化距離探索部７０６へ与えられる。
【００５６】
受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７には、複数のプリント色の色名を観察者が応答した結果として、色名ごとの測色値が格納されている。
【００５７】
目標正規化距離探索部７０６では、受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７から色名ごとの測色値を読み出し、各色名ごとに重心ベクトルと分散共分散行列を計算し、出力候補色と受信デバイス色空間内の重心ベクトルとの正規化距離を計算して目標正規化距離を持つ測色を見つけ出す。見つけ出された測色値は色情報出力部７０８からプリンタ測色値として出力される。
【００５８】
次に、発信デバイス用色情報正規化部７０３の正規化距離の計算方法について、詳細に説明する。
正規化距離は以下の式で求める。
【００５９】
【数１】
0004178732.tif 000002
【００６０】
ここでΣiは色カテゴリiの分散共分散行列Σiの行列式を、Σi-1は分散共分散行列Σiの逆行列をそれぞれ表わす。Ｄiは色カテゴリiの重心から色ベクトルXまでの距離で、色名iと名づけられた色データ群の広がりを表す分散共分散行列Σiで正規化された距離である。
【００６１】
色ベクトルXを
【００６２】
【数２】
0004178732.tif 000003
【００６３】
とし、色カテゴリiの重心ベクトルμiを
【００６４】
【数３】
0004178732.tif 000004
【００６５】
とすると、色カテゴリiの分散共分散行列Σiは
【００６６】
【数４】
0004178732.tif 000005
【００６７】
で与えられる。ここでｎは色信号データ群の要素数を表わす。カラーネーミングにq個の色名を用いた場合、色ベクトルXはq個の正規化距離を持つことになる。
【００６８】
正規化距離は、色カテゴリの広がりを加味しているため、正規化距離の比較で被験者が色ベクトルXを何色と知覚しているかを推定することができる。つまり、色カテゴリredに対する正規化距離が色カテゴリpinkに対する正規化距離より小さければ、被験者は色ベクトルXをpinkよりはredと知覚している可能性が高いと判断できる。図３にあるように、色カテゴリredは色カテゴリpinkにくらべて分布範囲が狭い。そこで、CIELAB空間のユークリッド距離をそのまま使って距離比較すると色カテゴリredは過小評価され、距離と観察者の色カテゴリカル知覚の関係がうまく結びつかない。一方、正規化距離は分散共分散行列によって色カテゴリの3次元的な広がりの違いを吸収しているため、距離と観察者の色カテゴリカル知覚との対応が取れている。これが正規化距離を用いる利点である。
【００６９】
次に、重心マッピング制御部７０４の内部構成図を図８に示し、詳細に説明する。図７の発信デバイス用色情報正規化部７０３で算出された発信デバイス色の正規化距離は、発信デバイス用正規化距離入力部８０１から入力される。発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部８０２は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２に格納された色名ごとの測色値を入力する。受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部８０３は、受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７に格納された色名ごとの測色値を入力する。重心マッピングスケーリング係数行列算出部８０４は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部８０２と受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部８０３の測色値から算出された重心ベクトルと分散共分散行列から重心マッピングスケーリング係数行列を算出する。
【００７０】
重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部８０５は、発信デバイス用正規化距離入力部８０１から供給された発信デバイス色の正規化距離に基づいて重心マッピングスケーリング係数を色カテゴリごとに重み付けする重み付け係数を算出する。発信デバイス用正規化距離入力部８０１から供給された発信デバイス色の正規化距離は、中間正規化距離算出部８０６において、重心マッピングスケーリング係数行列算出部８０２の出力である重心マッピングスケーリング係数行列と重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部８０５の出力である重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数を用いて中間正規化距離に変換される。、中間正規化距離算出部８０６の出力は、中間正規化距離出力部８０７を介して、図７のダイナミックレンジマッピング制御部７０５へ出力される。
【００７１】
次に、図９にダイナミックレンジマッピング制御部７０５の内部構成図を示し、詳細に説明する。ダイナミックレンジマッピング制御部７０５の出力である中間正規化距離は中間正規化距離入力部９０１から入力される。発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０２は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２に格納された色名ごとの測色値を入力する。受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０３は、受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７に格納された色名ごとの測色値を入力する。また発信デバイス色入力部９０４は発信デバイスの色の測色値を入力する。
【００７２】
ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列算出部９０５は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０２から供給される色名ごとの測色値から算出される重心ベクトルと分散共分散行列と、受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０３から供給される色名ごとの測色値から算出される重心ベクトルと分散共分散行列からダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列を算出する。
【００７３】
一方、ダイナミックレンジマッピング抑制係数算出部９０６は、発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０２と受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部９０３からの測色値で算出した重心ベクトルと分散共分散行列と、発信デバイス色入力部９０４から供給される発信色の測色値からダイナミックレンジマッピング抑制係数を算出する。ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部９０７は、発信デバイス色入力部９０４から供給された発信色の測色値より、ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列用重み付け係数を算出する。
【００７４】
目標正規化距離算出部９０８は、中間正規化距離入力部９０１から供給された中間正規化距離を、ダイナミックレンジマッピング抑制係数算出部９０６の出力であるダイナミックレンジマッピング抑制係数と、ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部９０７の出力であるダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列用重み付け係数を用いて目標正規化距離に変換する。目標正規化距離算出部９０８の算出結果である目標正規化距離は目標正規化距離出力部９０９を介して、図７の目標正規化距離探索部７０６へ出力される。
【００７５】
次に、発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２あるいは受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７の作成方法について、図１０を用いて説明する。
【００７６】
ＣＲＴディスプレイあるいはプリンタの出力プリント１００１上に予め測色値を測定しておいた少なくとも１つ以上のテスト刺激のカラーパッチ１００２を呈示し、被験者１００３はこれを見て、複数の色名を用いてカラーネーミングを行う。具体的には、被験者の応答としてＣＲＴディスプレイあるいはプリンタの出力プリント１００１に表示されているカラーパッチ１００２の色名をマウス１００４等用いて計算機１００５へ入力する。計算機１００５への色名の入力方法は、これに限定されるものではなく、音声認識を用いてもよい。また、被験者は、１人または複数の被験者によりカラーネーミングを行っても良い。
【００７７】
カラーパッチ１００２がCRTディスプレイ１００１に表示された場合は、被験者１００３によりマウス１００４から入力された色名に応じて、計算機１００５は呈示されたカラーパッチの１００２の測色値あるいはデバイスドライブレベルを発信デバイス用カラーネーミングデータベース７０２に蓄積する。また、カラーパッチ１００２がプリンタの出力プリントとして表示された場合は、被験者１００３によりマウス１００４から入力された色名に応じて、計算機１００５は呈示されたカラーパッチの１００２の測色値あるいはデバイスドライブレベルを受信デバイス用カラーネーミングデータベース７０７に蓄積する。
【００７８】
カラーネーミングに用いる色名は、色再現の目的に応じて選択的に設定すると効果的である。たとえば、画像機器が持つ色空間全体において色カテゴリカル特性を記述する場合はBerlin and Kayが見出した以下の１１個の基本色名（参考文献；「Basic Color Terms. Their Universality and Evolution」, Univ. of California Press, Berkley, 1969）が有効である。
１. white(shiro)
２. black(kuro)
３. red(aka)
４. green(midori)
５. yellow(ki)
６. blue(ao)
７. purple(murasaki)
８. pink(momo)
９. orange(daidai)
１０. gray(hai)
１１. brown(cha)
これら１１個の基本色名は、１００種近くの言語を調べ、発達した言語ならばどの言語でも共通した１１個のカテゴリカルな基本色名があることから導き出された。Crawfordは、基本色名の定義を以下のようにまとめた（参考文献；「Defining basic color terms」, Anthropol Linguist, 24, 338-343, 1982年）。
１. すべての人の語彙に含まれること。
【００７９】
２. 人によらず、使うときによらず安定して用いられること。
【００８０】
３. その意義が他の単語に含まれないこと。
【００８１】
４. 特定の対象物にしか用いられないことがないこと。
また、内川は、日本語の１１個の基本カテゴリ色を導出した（参考文献；「色のカテゴリカル知覚と記憶」, 第７回色彩工学コンファレンス, 1990年）。このように色カテゴリカル基本色を用いれば、画像機器が持つ色空間全体に渡って過不足なく色名を答えることができる。
【００８２】
また、色再現性を決める大きな要因のひとつ、「記憶色」の制御に重きを置く場合は、色名に記憶色を用いると有効である。色名を設定するということは幾何学的に見ると、色空間内に重心を設定することに値する。そこで、空の青や草の緑などの記憶色を色名に用いた場合、色再現上、重要な記憶色を起点にマッピング点が制御されるため、色再現性の向上が見こまれる。
【００８３】
また、観察者がテスト画像を見て知覚した色名をカラーネーミングに用いた場合は、画像ガマットに重きを置いてマッピング制御できるため、デバイスガマット全体を網羅する場合に比べてより無駄のない適切な色情報交換が実現できる。
【００８４】
以上、カラーネーミングに使用する色名に「カテゴリカル基本色名」、「記憶色」そして「観察者が知覚した色」を用いた場合の有効性を説明したが、本発明は本実施形態に制限されるものでなく、色カテゴリの設定方法は任意であることを特筆しておく。
【００８５】
次にCRTディスプレイの色空間の色カテゴリカル特性を保持しながらプリンタの色空間へマッピングを実行する方法を図１１に示し詳細に説明する。色カテゴリの数は、便宜上９つとしておく（色名White、 Black、 Grayは色味を持たない無彩色であるため、ひとつのカテゴリAchromaticにまとめると色カテゴリは９つとなる）。
【００８６】
まず、CRTディスプレイのドライブ信号を入力し(Ｓ１１０１)、前記CRTディスプレイのドライブ信号を発光色の測色値に変換する（Ｓ１１０２）。発光色の測色値を都度測色するのは非効率的であるため、IEC TC100 / PT61966（Colour Management and Measurement in Multimedia systems and Equipment）などが提案するデバイスモデルを使ってドライブレベルから測色値を推定する形態が通常、有効である。
【００８７】
カラーネーミングによって予め求められたCRTディスプレイの重心ベクトルμs,iと分散共分散行列Σs,iを入力し（Ｓ１１０３）、さらにプリンタの重心ベクトルμd,iと分散共分散行列Σd,iを入力する（Ｓ１１０４）。処理Ｓ１１０２で求めたCRTディスプレイの測色値は、CRTディスプレイの重心ベクトルμs,iと分散共分散行列Σs,iを用いて（数１）により９つの色カテゴリの重心ベクトルに対して正規化距離が算出される（Ｓ１１０５）。
処理Ｓ１１０５で求められた９つの正規化距離は、重心マッピングオペレータで中間正規化距離に変換され（Ｓ１１０６）、さらにダイナミックレンジマッピングオペレータによって最適なマッピング点が持つべき目標正規化距離に変換される（Ｓ１１０７）。処理Ｓ１１０７により、発信デバイスの色は９つの正規化距離として受信デバイスにマッピングされたことになる。
【００８８】
次は、プリンタの色空間内で目標正規化距離を持つ測色値を探索する（Ｓ１１０８）。探索された測色値を印刷するようなドライブレベルをプリンタのデバイスモデルで算出し（Ｓ１１０９）、前記ドライブ信号を受信デバイスであるプリンタに出力する（Ｓ１１１０）。
【００８９】
次に、処理Ｓ１１０６の重心マッピングオペレータと処理Ｓ１１０７のダイナミックレンジマッピングオペレータについて詳細に説明する。
【００９０】
処理Ｓ１１０６の重心マッピングオペレータは、CRTディスプレイの重心ベクトルとプリンタの重心ベクトルの位置関係に基づいてCRTディスプレイの正規化距離を中間正規化距離に一旦変換し、ダイナミックレンジマッピングオペレータはガマット表面あるいはガマット表面付近に設けられた表面制御点のマッピング情報に基づいて中間正規化距離を目標正規化距離に変換する。（数５）はCRTディスプレイの正規化距離ベクトルDsを重心マッピングオペレータＶとダイナミックレンジマッピングオペレータＲで目標正規化距離ベクトルDtに変換する。
【００９１】
【数５】
0004178732.tif 000006
【００９２】
重心マッピングオペレータＶでCRTディスプレイの正規化距離ベクトルDsを変換した距離ベクトルDb,tが中間正規化距離ベクトルである。
【００９３】
重心マッピングオペレータVの要素V1, V2, …, V9は（数６）によって与えられる。
【００９４】
【数６】
0004178732.tif 000007
【００９５】
ここで、Φは、重心マッピングスケーリング係数行列と呼ばれ、（数７）で与えられる。また、[wv, 1, wv,2, …, wv,9]t は重心マッピングスケーリング係数用の重み付けベクトルであり、各要素は（数８）で与えられる。
【００９６】
【数７】
0004178732.tif 000008
【００９７】
【数８】
0004178732.tif 000009
【００９８】
重心マッピングスケーリング係数行列Φは、CRTディスプレイの重心をプリンタの同一色カテゴリの重心にマッピングするオペレータである。幾何学的にはCRTディスプレイが持つ９つの重心の互いの位置関係をプリンタが持つ９つの重心の互いの位置関係に置きかえる役割を持つ。重心マッピングスケーリング係数行列Φの要素vlmは、CRTディスプレイの色空間で色カテゴリlの重心から色カテゴリｍの重心を見た正規化距離Ns,lmをプリンタの色空間で色カテゴリlの重心から色カテゴリｍの重心を見た正規化距離Nd,lmに変換するスケーリング係数である。重心マッピングスケーリング係数行列Φは、９つの色カテゴリすべての組み合わせに対するスケーリング係数を持つため、CRTディスプレイ色空間内の重心ベクトルはすべて同一色カテゴリの重心点にマッピングされる。ただし、（数７）に示すように、自身の距離に対するスケーリング係数（l = mのとき）は０とする。
【００９９】
重心以外に対する重心マッピングのオペレーションは、重心が持つマッピング情報を色ベクトルXと重心ベクトルμとの位置関係に応じて内挿して実行する。（数６）において、重心マッピングスケーリング係数行列Φの列ベクトル要素[v1i, v2i, …, v9i]は色カテゴリiにおいて重心点間のマッピングを実現するスケーリング係数であり、これらを重み付け係数wv,iで重み付けする。重み付け係数wv,iは、（数８）に示すように、色ベクトルXが９つの色カテゴリの重心点と持つ正規化距離の逆数の和に対する色カテゴリiの重心点と持つ正規化距離の逆数との割合で定義される。従って、色ベクトルXに近い色カテゴリの重心ほどスケーリング係数が重視され、色ベクトルXに遠い色カテゴリの重心ほどスケーリング係数が軽視される。
【０１００】
以上、重心マッピングオペレータVは、（数６）から（数８）によって与えられ、CRTディスプレイの正規化距離ベクトルDsを中間正規化距離ベクトルDb,tに変換する。
【０１０１】
次に、処理Ｓ１１０７のダイナミックレンジマッピングオペレータRについて詳細に説明する。（数５）に示したように、ダイナミックレンジマッピングオペレータRは中間正規化距離ベクトルDb,tを目標正規化距離ベクトルDtに変換する。その機能は、重心マッピングオペレータVによって重心間のマッピングのみが施された中間正規化距離ベクトルDb,tにさらに、発信デバイス（CRTディスプレイ）と受信デバイス（プリンタ）のガマット形状の違いを組み入れるもので、ダイナミックレンジ変換に値する。ダイナミックレンジマッピングオペレータRは、（数５）に示すように、発信デバイスと受信デバイスのダイナミックレンジを対応させるダイナミックレンジ補正係数Uiと、前記ダイナミックレンジ補正係数Uiの働きを抑える抑制係数Fとからなる。
【０１０２】
まず、ダイナミックレンジ補正係数Uiから詳細に説明する。ダイナミックレンジ補正係数Uiを設計するために表面制御点を定義する。表面制御点は、デバイス色域の表面あるいはデバイス色域表面付近に設定し、ダイナミックレンジマッピングのマッピング目標として機能する。ここでは、説明を容易にするために、８つの表面制御点を定義するが、本発明は本実施例の表面制御点の個数に制約されるものではなく、表面制御点の個数は任意に設定できることを特筆しておく。
【０１０３】
８つの表面制御点は、デバイスのディジタルカウントで定義し、１次色のR: (dr, dg, db)=(255, 0, 0)、 G: (dr, dg, db)=(0, 255, 0)、 B: (dr, dg, db)=(0, 0, 255)と、２次色のY: (dr, dg, db)=(255, 255, 0)、 M: (dr, dg, db)=(255, 0, 255)、 C: (dr, dg, db)=(0, 255, 255)、ホワイトW: (dr, dg, db)=(255, 255, 255)、ブラックK: (dr, dg, db)=(0, 0, 0)とする。これら８点はデバイス色域の８つの頂点に位置し、デバイス色域表面上にある。これらの表面制御点を発信デバイス（CRTディスプレイ）と受信デバイス（プリンタ）の両方に設定し、同じ色の表面制御点間でマッピングを実現するのがダイナミックレンジ補正係数Uiである。したがって、ダイナミックレンジ補正係数Uiは重心マッピングオペレータVによって一旦マッピングされた発信デバイス（CRTディスプレイ）の表面制御点を受信デバイス（プリンタ）の表面制御点へ再マッピングする機能を持つ。
【０１０４】
ダイナミックレンジ補正係数Uiは（数９）で与えられる。
【０１０５】
【数９】
0004178732.tif 000010
【０１０６】
ここでΨは、ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列と呼ばれ、（数１０）で与えられる。また、[wr, 1, wr,2, …, wr,9]t はダイナミックレンジマッピングスケーリング係数用の重み付けベクトルであり、各要素は（数１１）で与えられる。
【０１０７】
【数１０】
0004178732.tif 000011
【０１０８】
【数１１】
0004178732.tif 000012
【０１０９】
ここでpは、色カテゴリの種類を表し、qは表面制御点の種類を表す。ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列Ψは、CRTディスプレイの表面制御点をプリンタの同一色の表面制御点にマッピングするオペレータであり、重心どうしをマッピングする重心マッピングオペレータVと幾何学的に同等に動作する。つまり、ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列ΨはCRTディスプレイが持つ８つの表面制御点の互いの位置関係をプリンタが持つ８つの表面制御点の互いの位置関係に置きかえる。ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列Ψの要素ψpqは、CRTディスプレイの色空間で色カテゴリpの重心から見た色qの表面制御点までの中間正規化距離Dd,a,b,pqをプリンタの色空間で色カテゴリpの重心から見た色qの表面制御点の中間正規化距離Dd,a,c,pqに変換するスケーリング係数である。ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列Ψは９つの色カテゴリと８つの表面制御点すべての組み合わせに対するスケーリング係数を持つため、CRTディスプレイ色空間内の表面制御点はすべて同一色の表面制御点にマッピングされる。ただし、（数１１）に示すように、自身の距離に対するスケーリング係数（p= qのとき）は０とする。
【０１１０】
表面制御点以外に対するダイナミックレンジマッピングのオペレーションは、表面制御点が持つマッピング情報を色ベクトルXと表面制御点との位置関係に応じて内挿して実行する。（数９）において、ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列Ψの列ベクトル要素[ψ1i, ψ2i,  …, ψ9i]は色カテゴリiの重心点から表面制御点への中間正規化距離をスケーリングする係数であり、これらを重み付け係数wr,iで重み付けする。重み付け係数wr,iは、（数１１）に示すように、発信デバイスの色空間において色ベクトルXが８つの表面制御点と持つCIELAB空間内のユークリッド距離の逆数の和に対する色カテゴリiの表面制御点と持つユークリッド距離の逆数との割合で定義される。従って、色ベクトルXに近い表面制御点ほどスケーリング係数が重視され、色ベクトルXに遠い表面制御点ほどスケーリング係数が軽視される。
【０１１１】
次にダイナミックレンジマッピングオペレータRのもうひとつの要素、抑制係数Fについて詳細に説明する。
【０１１２】
ダイナミックレンジ補正係数Uiは、発信デバイス（CRTディスプレイ）の表面制御点を受信デバイス（プリンタ）の表面制御点へマッピングするが、重心マッピングオペレータVで受信デバイスの重心にマッピングされた発信デバイスの重心もダイナミックレンジマッピングオペレータRによって再マッピングされ、受信デバイスの重心以外に移動してしまう。発信デバイスと受信デバイスの間で、重心どうしをマッピングし、表面制御点どうしをマッピングする設計方針を貫くには、重心マッピングオペレータVで受信デバイスの重心に一旦マッピングされた色ベクトルは、ダイナミックレンジマッピングオペレータRによる再マッピングの影響を受けず、重心から動かないように制御しなくてはならない。
【０１１３】
（数５）で解釈し直すならば、色ベクトルXが発信デバイスの重心と一致した場合は、重心マッピングオペレータVで変換された中間正規化距離ベクトルDb,tがそのまま目標正規化距離ベクトルDtになることに値する。従って、ダイナミックレンジ補正係数Uiは色ベクトルXが発信デバイスの重心に一致した場合、全く効力を発揮せず、表面制御点に一致した場合は最大限に効力を発揮する必要がある。これを実現するには、色ベクトルXと発信デバイスの重心点との位置関係からダイナミックレンジ補正係数Uiの効力を重み付けする必要がある。この機能を担うのが抑制係数Fであり、（数１２）で与えられる。
【０１１４】
【数１２】
0004178732.tif 000013
【０１１５】
ただし、fiは（数１３）で与えられ、wm,iは（数１４）で与えられる。
【０１１６】
【数１３】
0004178732.tif 000014
【０１１７】
【数１４】
0004178732.tif 000015
【０１１８】
Es,m,iは、色カテゴリiの重心ベクトルμiと色ベクトルXとのCIELAB空間におけるユークリッド距離を表わし、Es,a,iは表面制御点iと色ベクトルXとのCIELAB空間におけるユークリッド距離を表わす。ただし、Es,m,i、Es,a,iともに発信色空間（CRTディスプレイ色空間）内での距離を示す。（数１３）によってfiは色カテゴリiの重心ベクトルが８つの表面制御点に対して与えるダイナミックレンジ補正係数Uiへの拘束力として働き、Es,m,i = 0のとき、つまり色ベクトルXが重心ベクトルμiと一致した場合、fi = 1となって拘束力最大となる。逆にEs,a,i = 0のとき、つまりテスト色が表面制御点と一致した場合、fi = 0となって拘束力はなくなる。
【０１１９】
一方、（数１４）において、 Ds,m,iは色カテゴリiの重心ベクトルμiと色ベクトルXとの正規化距離を表わす。ただし発信色空間内での距離である。色ベクトルXが色カテゴリiの重心ベクトルμiと一致した場合、wm,i = 1となり、色カテゴリi以外の重み係数wm,k!=i = 0となる。したがってwm,iは、色ベクトルXの位置に従って決定される拘束力fiへの重み付け係数の意味を持つ。９つの重心ベクトルが持つ拘束力fiそれぞれがwm,iによって重み付けされて、抑制係数Fに反映される。
【０１２０】
以上の処理によって、CRTディスプレイの入力測色値は目標正規化距離に変換され、正規化距離の形態においてマッピングが完了したことになる。
【０１２１】
次に、プリンタ色空間における測色値のうち、目標正規化距離を持つ測色値を見つけ出す処理Ｓ１１０８について詳細に説明する。
【０１２２】
受信デバイスの色空間内で重心ベクトルと目標正規化距離を持つ測色値を探し出す手順を図１２に示し説明する。
【０１２３】
目標正規化距離が入力され（Ｓ１２００１）、さらに受信デバイスの重心ベクトルと分散共分散行列が入力されて（Ｓ１２００２）、設定された出力候補色（Ｓ１２００３）が重心ベクトルと持つ正規化距離が算出される（Ｓ１２００４）。前記正規化距離は（数１５）で与えられる出力候補色評価関数に与えられ（Ｓ１２００５）、前記出力候補色評価関数の値とあらかじめ設定された閾値と比較する（Ｓ１２００６）。
【０１２４】
【数１５】
0004178732.tif 000016
【０１２５】
ここで、Dp,iは出力候補色が色カテゴリiの重心と持つ正規化距離を表わす。（数１５）の値が前記閾値より小さい場合は探索を終了し、出力候補色を出力測色値として（Ｓ１２００７）受信デバイスへ送出する。一方、（数１５）の値が前記閾値より大きい場合は出力候補色を更新し（Ｓ１２００８）、処理Ｓ１２００４へ戻る。処理Ｓ１２００８の出力候補色の更新方法は本発明が拘束する部分ではないため、任意の方法を適応すればよく、たとえばシンプレックス法などが有効である。
【０１２６】
以上、図１１における重心マッピングオペレータＶ（処理Ｓ１１０６）の詳細とダイナミックレンジマッピングオペレータR（処理Ｓ１１０７）の詳細を説明した。
【０１２７】
ところで、色再現システムは色再現の目標に従って形態を変える必要がある。たとえば測色マッチングを色再現の目標とした場合、発信色と受信色はCIEXYZ値、あるいはCIELAB値が一致することを基準としてシステムが最適化される。また、色の見えのマッチングを色再現の目標とした場合は、発信色と受信色の色の見えの属性（絶対的にはBrightness、 Colorfulness、相対的にはHue、 Lightness、 Chroma）が一致することが基準となる。
【０１２８】
好ましい色再現では、記憶色の一致を中心に、観察者の知覚色に準じた色再現が必要になる。本発明は重心ベクトルからなる重心制御点と色域表面あるいは色域表面付近に設置した表面制御点を用いて、様々な色再現への選択的適応が可能である。すなわち、受信デバイスの制御点に発信デバイスと測色的に一致するベクトルを用いれば制御点間は測色マッチングが確保され、色域マッピングのためのカテゴリカルな特性の保持と測色マッチングをミックスしたマッピングが実現できる。
【０１２９】
一般に、色域内部のグレー軸に近い部分では測色マッチングを実現し、色域表面では色域圧縮に伴う非線形な処理が有効と言われているが、本発明では色域内部に存在する重心制御点を測色マッチングペアにし、表面制御点を知覚色マッピングペアとすれば実現できる。
【０１３０】
また、全制御点ペアで色の見えの違いを最小化すれば、照明の違いなどに起因する色順応を考慮した色域マッピングが設計でき、任意の視環境で色カテゴリカルに最適化された色域マッピング方法が設計できる。色域圧縮が発生しない場合は色の見えマッチングを実現する色情報交換として働き、対応色予測を任意の視環境下で実行できる。
【０１３１】
なお、発信デバイスの色と見えが一致する色を受信デバイスにおいて特定するには観察者に複数のテスト色を与えて観察者に選択させる工程が必要になる。
【０１３２】
また、発信デバイスと受信デバイスの色域の違いから見えが一致する色は特定できず、見えの違いが最小となる色を探し出す工程が必要となる。この際、図１３(a)に示すような発信デバイスの色域のカスプ１３０１と受信デバイスの色域のカスプ１３０２の間にある色をテスト色に用いると短時間に前記工程を終了できる効果がある。横軸は色相で、縦軸は明度である。
【０１３３】
図１３(b)は、色相角２００度における発信デバイスの色域境界１３０３と受信デバイスの色域境界１３０４を彩度C*−明度L*面で示している。発信デバイスの表面制御点を発信デバイスの色域境界１３０３上の最も彩度の高いカスプ１３０５に取った場合、これと色の見えの違いが最小になる色は受信デバイスの色域境界１３０４上の最も彩度の高いカスプ１３０６付近であると考えられる。
【０１３４】
もし、カスプ１３０６そのものが選ばれない場合は、カスプ１３０６より暗い部分よりも発信デバイスのカスプ１３０５により近い明るい部分から選ばれると考える方が自然である。従って色の見えの違いが最小となる色は発信デバイスの色域のカスプ１３０１と受信デバイスの色域のカスプ１３０２の間にある可能性が高く、ここからテスト色を選べば、短時間で見えの違いが最小となる色や見えが一致する色を探し出せる。
【０１３５】
【発明の効果】
以上のように本発明は、少なくとも１人の観察者のカラーネーミングからテスト色の測色値あるいはデバイスドライブレベルを色名ごとに分類し、各色名ごとに統計処理を用いて正規化した正規化色空間内に設けた同一色名の制御点をマッピングして色情報交換を行うことによって、色属性と色再現性の関係を定量的に把握した上で設計できる色域マッピングと、かつ観察条件の違いを吸収する実用的な対応色予測を実現できる優れた色情報交換方法である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるカラーマネジメントシステムの構成図
【図２】（ａ）ＣＲＴディスプレイとプリンタの色表示範囲（a*-b*平面投影図）の一例を示す図
（ｂ）ＣＲＴディスプレイとプリンタの色表示範囲（色相角０度におけるC*-L*切断面）の一例を示す図
【図３】（ａ）ＣＲＴディスプレイ呈示色のredカテゴリとpinkカテゴリの分布図
（ｂ）プリンタ印刷色のredカテゴリとpinkカテゴリの分布図
【図４】  Kellyが示した色の領域を示す図
【図５】  MacAdamが求めた色弁別楕円を示す図
【図６】  MacAdamの色弁別楕円の交線とKellyの色領域の境界線の関係を説明する図
【図７】本発明の実施の形態１における色情報交換装置１０１の内部構成図
【図８】同重心マッピング制御部７０４の内部構成図
【図９】同ダイナミックレンジマッピング制御部７０５の内部構成図
【図１０】カラーネーミング実験の方法を説明する図
【図１１】  CRTディスプレイの色空間の色カテゴリカル特性を保持しながらプリンタの空間へマッピングを実行する手順を説明する図
【図１２】目標正規化距離を持つ測色値を受信デバイスの色空間内で探索する手順を説明する図
【図１３】（ａ）発信デバイスの色域のカスプと受信デバイスの色域のカスプを示す図
（ｂ）発信デバイスの色域境界と受信デバイスの色域境界を彩度C*−明度L*面で示した図
【符号の説明】
１０１  色情報交換装置
１０２  ＣＲＴディスプレイ
１０３  画像表示装置
１０４  プリンタ
１０５  プリンタ駆動装置
１０６  ＣＲＴディスプレイ用プロファイル
１０７  プリンタ用プロファイル
２０１  ＣＲＴディスプレイの色域境界
２０２  プリンタの色域境界
２０３  ＣＲＴディスプレイの色域境界
２０４  プリンタの色域境界
３０１  ＣＲＴディスプレイ上の色
３０２  プリント上の色
６０１  「緑」と知覚される色のまとまり
６０２  「黄味緑」と知覚される色のまとまり
６０３  「青味緑」と知覚される色のまとまり
６０４  「緑」と「黄味緑」の知覚の境界
６０５  「緑」と「青味緑」の知覚の境界
６０６  ＣＲＴディスプレイの色表示限界
７０１  色情報入力部
７０２  発信デバイス用カラーネーミングデータベース
７０３  発信デバイス用色情報正規化部
７０４  重心マッピング制御部
７０５  ダイナミックレンジマッピング制御部
７０６  目標正規化距離探索部
７０７  受信デバイス用カラーネーミングデータベース
７０８  色情報出力部
８０１  発信デバイス用正規化距離入力部
８０２  発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部
８０３  受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部
８０４  重心マッピングスケーリング係数行列算出部
８０５  重心マッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部
８０６  中間正規化距離算出部
８０７  中間正規化距離出力部
９０１  中間正規化距離入力部９０１
９０２  発信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部
９０３  受信デバイス用カラーネーミングデータベース入力部
９０４  発信デバイス色入力部
９０５  ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列算出部
９０６  ダイナミックレンジマッピング制御係数算出部
９０７  ダイナミックレンジマッピングスケーリング係数行列用重み付け係数算出部
９０８  目標正規化距離算出部
９０９  目標正規化距離出力部
１００１  ＣＲＴディスプレイあるいはプリンタ
１００２  テスト刺激のカラーパッチ
１００３  観察者
１００４  観察者の応答を計算機へ入力する応答操作
１００５  計算機
１３０１  発信デバイスの色域のカスプ
１３０２  受信デバイスの色域のカスプ
１３０３  色相角２００度の発信デバイスの色域境界
１３０４  色相角２００度の受信デバイスの色域境界
１３０５  発信デバイスの表面制御点
１３０６  受信デバイスのカスプ
【図１】
0004178732.tif 000017
【図２】
0004178732.tif 000018
【図３】
0004178732.tif 000019
【図４】
0004178732.tif 000020
【図５】
0004178732.tif 000021
【図６】
0004178732.tif 000022
【図７】
0004178732.tif 000023
【図８】
0004178732.tif 000024
【図９】
0004178732.tif 000025
【図１０】
0004178732.tif 000026
【図１１】
0004178732.tif 000027
【図１２】
0004178732.tif 000028
【図１３】
0004178732.tif 000029