(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手段とを有し、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項２】
前記第２の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴とする請求項１記載の画像処理装置。
【請求項３】
前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項４】
前記第１の色再現範囲における所定の色相間隔で前記最大彩度色を求め、色相と最大彩度色の対応関係をテーブルに記述する手段と、該テーブルを読み込んで入力色信号の色相と隣接する色相に対応する複数の最大彩度色を決定する手段とを有し、該複数の最大彩度色を補間して前記基準色信号を求めることを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項５】
前記第２の色再現範囲へのマッピングはカラーアピアランスモデルに基づく表色系において行うことを特徴とする請求項１または２記載の画像処理装置。
【請求項６】
前記基準色信号の色相と前記画像出力装置の１次色及び２次色で表される６色の色相との大小比較を行う手段と、該大小比較した比較結果に基づいて対応色の探索範囲を決定する手段とを有することを特徴とする請求項２記載の画像処理装置。
【請求項７】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手段と、
前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段とを有し、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理装置。
【請求項８】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理方法において、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求め、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴とする画像処理方法。
【請求項９】
前記第２の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴とする請求項８記載の画像処理方法。
【請求項１０】
前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求めることを特徴とする請求項８または９記載の画像処理方法。
【請求項１１】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換する色変換テーブル作成方法において、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求め、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換し、その変換結果を用いて色変換用の３次元ルックアップテーブルを作成することを特徴とする色変換テーブル作成方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載の色変換テーブル作成方法により作成された色変換テーブルを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手順と、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングする手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１４】
第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、
前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、
前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手順と、
前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、
前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換する手順と、
その変換結果を用いて色変換用の３次元ルックアップテーブルを作成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像処理装置、画像処理方法、色変換テーブル作成方法及び記録媒体、より詳細には、入力装置の色再現範囲と出力装置の色再現範囲が異なる場合に、入力系カラー画像情報を出力系の色再現範囲内のカラー画像情報に変換する色再現処理装置に関し、例えば、カラーファクシミリ、カラープリンタ、カラー複写機といったカラー画像出力装置や、該装置で使用する色変換パラメータを生成するソフトウェアに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、ＣＲＴディスプレイ、スキャナ、プリンタといった異なる特性を持つ画像入出力デバイスを用いたプリンティングシステム等の画像データを扱うシステムを構成した場合、それぞれのデバイス間の色再現範囲（以下、ガマットという）の違いが、異なるデバイス間での色変換処理を行う際に問題となっている。
【０００３】
上述の問題を解決するために、明度、彩度、色相を軸とする３次元空間上で出力デバイスが再現できない色を再現可能な色にマッピングする技術（以下、ガマット圧縮という）が知られており、いくつかの方式が提案されている。
【０００４】
従来の色再現処理の技術に関して、例えば、特開平１０−８４４８７号公報（画像処理装置及び方法）に記載された、入力された色信号の中で出力デバイスで再現できない色については、出力デバイスで再現できる色の中で明度差，彩度差，色相差の重みを変えて計算した色差が最小となる色で再現するという技術が知られている。また、特開平９−１６８０９７号公報（色信号変換装置）及び特開平９−１８７２７号公報（色再現装置）に記載された、無彩色軸上や入力された色信号と同じ色相の彩度軸上に投影目標点を設定し、出力デバイスのガマット外の色を色相一定にして出力デバイスのガマット内に圧縮写像するという技術が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述の特開平１０−８４４８７号公報で提案された方式では、色再現範囲の形状に応じて最も色差の少ない方向に写像方向が切り替わり、色再現処理前後の色変わりが少ないという特徴を持っている。しかしながら、この方式では、写像方向が出力系の色再現範囲の形状に依存していて、写像方向の連続性が保たれない場合が生じる。このような場合には、連続的に変化する入力色が、色再現処理によって不連続な写像方向先の色に写像されるため、階調の潰れや飛びといった画質の劣化を生じる。
【０００６】
また、特開平９−１６８０９７号公報及び特開平９−１８７２７号公報で提案された方式では、色相を保ったまま変換することにより連続性に優れたガマット圧縮が行われる。しかし、色相を保とうとする反面、本来色差が小さい色が存在するにもかかわらず、色差の大きな色にマッピングされてしまう場合があり、彩度不足などが目立ちやすいという問題があった。
【０００７】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたもので、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず色変わりが目立たずかつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを高精度に行うこと、特定の色相に出力色信号が集中しないように出力色信号の色相を制御すること、入力色信号に対する出力色信号の色相を決定する際に用いる基準色信号を高速に決定すること、基準色信号に対する対応色を高速に決定すること、入力色信号ごとに基準色信号を計算しなくても色変わりが目立たずかつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるように色域マッピングを行うこと、色域マッピングを組み込んだ色変換テーブルを提供すること、を目的としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手段とを有し、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１の発明について、前記第２の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴としたものである。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１または２の発明について、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段を有することを特徴としたものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１または２の発明について、前記第１の色再現範囲における所定の色相間隔で前記最大彩度色を求め、色相と最大彩度色の対応関係をテーブルに記述する手段と、該テーブルを読み込んで入力色信号の色相と隣接する色相に対応する複数の最大彩度色を決定する手段とを有し、該複数の最大彩度色を補間して前記基準色信号を求めることを特徴としたものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項１または２の発明について、前記第２の色再現範囲へのマッピングはカラーアピアランスモデルに基づく表色系において行うことを特徴としたものである。
【００１５】
請求項６の発明は、請求項２の発明について、前記基準色信号の色相と前記画像出力装置の１次色及び２次色で表される６色の色相との大小比較を行う手段と、該大小比較した比較結果に基づいて対応色の探索範囲を決定する手段とを有することを特徴としたものである。
【００１７】
請求項７の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理装置において、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手段と、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手段と、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求める手段とを有し、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【００１８】
請求項８の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号にマッピングする画像処理方法において、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求め、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングすることを特徴としたものである。
【００１９】
請求項９の発明は、請求項８の発明について、前記第２の色再現範囲内の色のうち前記基準色信号との色差が最小となる色を前記対応色とすることを特徴としたものである。
【００２１】
請求項１０の発明は、請求項８または９の発明について、前記対応色の色相と前記基準色信号の色相を所定の変換式に基づいて線形補間して出力色信号の色相を求めることを特徴としたものである。
【００２５】
請求項１１の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換する色変換テーブル作成方法において、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求め、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求め、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相とし、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換し、その変換結果を用いて色変換用の３次元ルックアップテーブルを作成することを特徴としたものである。
【００２７】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の色変換テーブル作成方法により作成された色変換テーブルを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００２８】
請求項１３の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手順と、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングする手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３０】
請求項１４の発明は、第１の色再現範囲を有する画像入力装置の入力色信号を、画像出力装置の第２の色再現範囲内の色信号に変換するためのプログラムを記録した記録媒体であって、前記第１の色再現範囲において前記入力色信号と色相が同一であり、当該色相において最大彩度となる色を基準色信号として求める手順と、前記基準色信号に対して前記第２の色再現範囲内の対応色を求める手順と、前記対応色の色相と同一の色相を出力色信号の色相として決定する手順と、前記入力色信号を前記出力色信号の色相上の色信号にマッピングして出力色信号に変換する手順と、その変換結果を用いて色変換用の３次元ルックアップテーブルを作成する手順とをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
【００３２】
【発明の実施の形態】
（実施例１）色相を歪めてガマットマッピングを行う基本的な手法
１．画像処理システムの全体構成
図１は、本発明に係る画像処理システムの構成例を示すブロック図で、図中、１０は、コンピュータ、１１は、ディスプレイ、１２は、画像出力装置、１３、１４は、色空間変換部、２０は、ガマット変換処理部である。図１に示す画像処理システムは、コンピュータ１０、コンピュータに接続されたディスプレイ１１と画像出力装置１２、コンピュータから供給されるデバイス固有の色信号（ＲＧＢ信号）をガマット変換処理部２０で採用するデバイス・インディペンデントな色信号に変換するための色空間変換部１３、ガマット変換処理部２０の出力結果を画像出力装置１２固有の色信号（ＣＭＹ信号やＣＭＹＫ信号など）に変換するための色空間変換部１４、ガマット変換処理部２０を有している。画像出力装置１２は、画像データをプリントアウトするための出力装置であって、例えば、カラープリンタやカラーファクシミリといった画像形成装置を用いることができる。
【００３３】
２．画像処理システムの動作
まず、コンピュータ１０は、コンピュータ内部の画像データを画像出力装置１２を用いてプリントアウトするために画像データを出力する。この画像データは、通常ディスプレイで表示するためにＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色成分からなる色信号である。コンピュータ１０が送信したＲＧＢ信号は、色空間変換部１３へ送信され、ガマット変換処理部２０で採用する色信号に変換される。ガマット変換処理部２０で採用する色信号は、ＣＩＥで標準化されているＬＣＨ信号のように明度、彩度、色相に相当する色成分を有する色信号であれば何でもかまわないが、人間の視覚特性をより正確に反映したＣＩＥＣＡＭ９７ｓなどのカラーアピアランスモデルを用いるのが望ましい。そこで、色空間変換部１３では、入力ＲＧＢ信号をＣＩＥＣＡＭ９７ｓの明度Ｊ、彩度Ｃ、色相Ｈに準ずる色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）へ変換し出力する。
【００３４】
上述のＰｉ（ｊ，ｃ，ｈ）信号は、ＲＧＢ色信号から生成された色信号であるため、そのままでは画像出力装置１２が再現できないような色信号が含まれている。そこで、ガマット変換処理部２０では、後述する手段を用いてＰｉ（ｊ，ｃ，ｈ）を画像出力装置１２が再現可能な色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）に変換する。色空間変換部１４では、ガマット変換処理部２０から出力されたＰｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）をＣＭＹ信号やＣＭＹＫ信号などの画像出力装置１２が処理可能な色信号に変換してコンピュータ１０へ送信する。以上の処理によって変換された色信号を画像出力装置１２に送信することによりプリント出力が行われる。
【００３５】
なお、図１に示す構成例では、色空間変換処理及びガマット変換処理を、コンピュータ１０，画像出力装置１２とは別個の装置で行うものとして設けられているが、コンピュータ１０内に実装されても良いし、あるいは画像出力装置１２内に実装されても良い。
【００３６】
また、前述の処理は、ソフトウエアで実現することも可能であり、例えば、コンピュータ１０内のプログラムとして存在するプリンタドライバで機能を実現することもできる。
【００３７】
３．ガマット変換処理部２０の全体構成
図２は、本発明が適用されるガマット変換処理部２０の構成例を示すブロック図で、図中、ガマット変換処理部２０は、基準色信号計算部２１、対応色決定部２２、出力色相決定部２３、入力デバイスのガマットデータ２５、出力デバイスのガマットデータ２６、マッピング処理部２４から構成されている。
【００３８】
４．ガマット変換処理部２０の動作
まず、色空間変換部１３から送信された入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）は基準色信号計算部２１に入力される。基準色信号計算部２１では、入力デバイスのガマットデータ２５を参照しながら入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）に対応する基準色信号Ｔ（ｊｔ，ｃｔ，ｈｔ）を算出する。本発明では、基準色信号Ｔに入力色信号Ｐｉと色相が一致した色信号を用いるため、ｈｔ＝ｈとなる。次に、基準色信号計算部２１により基準色信号Ｔが出力されると、対応色決定部２２では出力デバイスのガマットデータ２６を参照しながら、基準色信号Ｔに対応する出力デバイスの色再現範囲内の色信号Ｍ（ｊｍ，ｃｍ，ｈｍ）を計算する。そして、出力色相決定部２３において、対応色決定部２２で求めた対応色信号Ｍに基づいて出力色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）の色相ｈ′を決定する。最後に、ｈ′が求まると、マッピング処理部２４において、出力デバイスのガマット・データ２６を参照しながら、出力色信号Ｐｏのｊ′，ｃ′成分を計算し、色空間変換部１４へ出力する。
【００３９】
５．ガマット変換処理部２０を構成する各部の詳細説明
（１）基準色信号計算部２１
基準色信号計算部２１では、入力デバイスのガマットデータに関する情報を入力デバイスのガマットデータ２５より読み出しながら基準色信号Ｔを計算する。図３は、基準色信号Ｔの一例を説明する図で、図中、３０は、入力デバイスのガマット、４０は、出力デバイスのガマットである。図３は、入力色信号Ｐｉが属する色相面における入力デバイスのガマット３０と出力デバイスのガマット４０の関係を図示したもので、入力デバイスのガマット３０と出力デバイスのガマット４０は一致しておらず、入力色信号の中には出力デバイスで再現できないような色が多く存在する。このような色を色相一定で出力デバイスのガマット４０にマッピングすると、特に入力デバイスのガマット３０に含まれる色のうち彩度が最大になるような点（＝最大彩度色）においてマッピング前後の色変わり（図中、Ｔ点→Ｔｏ点）が目立ちやすいという傾向がある。従って、このような色変わりの目立ちやすい最大彩度色（図中、Ｔ点に相当）をできるだけ色変わりの目立たない色にマッピングすることによりイメージ全体としても色変わりの目立たない色再現が可能になる。
【００４０】
そこで、本発明では入力色信号Ｐｉが与えられると、その同一色相上の最大彩度色Ｔの色変わりが小さくなるようにガマット変換処理することを考慮し、最大彩度色Ｔを入力色信号Ｐｉの基準色信号とするようにしている。
具体的な手段としては、予め入力デバイスのガマットデータ２５に色相ごとの基準色信号を記述しておき、基準色信号の算出の際に、入力色信号Ｐｉの色相ｈに対応する基準色信号Ｔを読み出せばよい。色相ｈに対応する基準色信号が入力デバイスのガマットデータ２５に含まれない場合には、色相ｈ近傍のデータを読み出して補間演算を行うことにより近似的に計算することができる。
【００４１】
（２）入力デバイスのガマットデータ２５
図４は、色相Ｈごとの基準色信号Ｔを記述したデータテーブルの一例を示す図である。入力デバイスのガマットデータ２５は、図４に示すような色相Ｈごとの基準色信号Ｔを記述したデータテーブルであり、予めデータを作成しておきＲＡＭなどのメモリに記憶させておく。図４に示すデータテーブルの例では、色相角５°ごとの基準色信号データを表しているが、ステップ幅はもっと細かくても良いし、もっと粗くてもかまわない。また、ステップ幅は均等である必要性はなく、ばらついていてもかまわない。
【００４２】
例えば、入力色信号の色相ｈ＝５°の場合には、基準色信号Ｔ（ｊｔ，ｃｔ，ｈｔ）＝（９２，８３，５）となる。また、色相ｈ＝８°の場合には、対応する色相がデータテーブルにないので補間演算を行って基準色信号Ｔを求める。補間演算の計算式を下記の式（１）に示す。
0004137393.tif 000002
これより、色相ｈ＝８°の場合、基準色信号Ｔ（ｊｔ，ｃｔ，ｈｔ）＝（９３.２，８４.２，８）と計算される。
【００４３】
図５は、ＲＧＢ空間上における最高彩度色の軌跡の一例を示す図である。前述のガマットデータの作成方法について入力色信号ＲＧＢがｓＲＧＢ信号の場合を例にとり説明する。前述した最大彩度色Ｔは、図５に示す太線で示すような赤−マゼンタ−青−シアン−緑−イエロー−赤を結ぶ軌跡上に存在する。例えば、点ＳのＲＧＢ値は、（２５５，０，１２８）で与えられる。このように軌跡上の点は、Ｒ成分、Ｇ成分、Ｂ成分のうち１つの色成分が０で、もうひとつの色成分が２５５、残りの成分が０〜２５５で表されるような色信号である。この軌跡上の各ＲＧＢ信号に対するＪＣＨを順次計算してテーブルを構築する。ＲＧＢ信号からＪＣＨ信号の変換は、ＩＥＣ  ６１９６６−２−１で標準化されている変換式に従ってＲＧＢ→ＸＹＺ変換を行った後、ＣＩＥ  ＴＣ８−０１で標準化されているＸＹＺ→ＪＣＨ変換式を用いることにより実行できる。また、入力デバイスのＲＧＢ信号特性がｓＲＧＢ信号以外の場合には、それぞれの色特性に合わせて色変換を行う。以上の計算を行うことにより、最大彩度色のＪＣＨ値が求まるためこれを入力デバイスのガマットデータ２５に記述する。
【００４４】
（３）対応色決定部２２
図６は、基準色信号Ｔと対応色Ｍとの対応関係の一例を説明する図で、図中、４１は、出力デバイスの色相ｈｏ上のガマットである。対応色決定部２２では、基準色信号計算部２１で求めた基準色信号Ｔの対応色Ｍを計算する。対応色Ｍと基準色信号Ｔの関係は３次元的な位置関係にあって１つの図で図示できないため、図６（Ａ）に彩度と色相の関係図を示し、図６（Ｂ）に明度と彩度の関係図を示す。但し、図６（Ｂ）では、出力デバイスの色相ｈｉにおけるガマット４０と色相ｈｏにおけるガマット４１を同じ二次元上に重ねて図示している。また、比較のため基準色信号Ｔを色相一定でマッピングしたときのマッピング色Ｔｏも図示している。
【００４５】
前述したように、本発明では色変わりの目立ちやすい基準色信号Ｔをできるだけ色変わりが小さくなるようにマッピングすることを目指している。そこで、基準色信号Ｔに対する対応色として出力デバイスのガマットに含まれる色信号のうち、基準色信号Ｔと最も色差が小さくなる色を対応色Ｍとする。このように対応色を決めると、結果的にＴとＭとの色相は一致しない。
【００４６】
例えば、図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示す通り、基準色信号Ｔの色相ｈｉ上でマッピングされているＴｏと、色相ｈｏ上の対応色Ｍとで、明らかに対応色Ｍの方が基準色信号Ｔに近い色となる。この現象は、画像出力装置のガマットの形状が非常に複雑で、色相によって形状が大きく異なることにも起因している。上述したように、基準色信号をマッピングする際は、同じ色相上でマッピングするよりも、色相をずらした方がより色変わりの少ない色再現が可能になる。本発明では、上記原理に基づいて、基準色信号Ｔに対する色差最小点を計算することにより、対応点Ｍを決定する。
【００４７】
次に、色差最小点を求めるには、画像出力デバイスで再現可能なすべての出力色に対して色差を計算してその最小値を計算すれば求めることができる。しかし、出力色の組み合わせは非常に多いため計算時間が膨大になってしまう。例えば、出力色信号がＣＭＹ各８ビットの色信号で与えられる場合、その出力色のパターンは、２５６×２５６×２５６＝１６７７万色にも及んでしまう。そこで、処理時間を短縮するために、色差を計算する出力色を絞り込む。
【００４８】
図７は、色差最小点を探索する処理の流れを説明するフローチャートである。まず、基準色信号計算部２１にて基準色信号Ｔを算出し（ステップＳ１）、基準色信号Ｔがカテゴライズされたどの色相領域（図中、色相領域をＲＥＧという）に属するかを判定する（ステップＳ２）。カテゴライズのパターンとしては、例えば、赤〜マゼンタ、マゼンタ〜青、青〜シアン、シアン〜緑、緑〜イエロー、イエロー〜赤の６つの色相域に分ける。但し，赤、マゼンタ、青、シアン、緑、イエローの各色の色相は、出力デバイスの１次色及び２次色で表される基本６色を用い、判定処理は基本６色の色相との大小比較により実施される。次に、出力デバイスのガマットデータ２６よりステップＳ２で判定した色相域に属するガマットのデータリストを読み出す（ステップＳ３）。例えば、基準色信号Ｔがマゼンタ〜青の色相に位置する場合には、マゼンタ〜青の色相範囲に含まれる全ガマットデータを読み出す。但し，このガマットデータには、後述するようにガマット境界面のみのデータが含まれており、ガマット内部のデータは含まれていない。そして、読み出したすべてのガマットデータそれぞれについて色差を計算し、最も色差が小さくなる点を決定する（ステップＳ４）。以上の手順で求まった色差最小点を最終的に対応点Ｍ（ｊｍ，ｃｍ，ｈｍ）として出力する（ステップＳ５）。
【００４９】
また、上述の方法では、対応する色相範囲に属する全ガマットデータに対して色差を計算しているが、その一部についてのみ色差を計算するようにしてもよい。例えば、基準色信号Ｔと明度が略等しいガマットデータについてのみ色差を計算するようにすれば、精度は若干劣るものの処理速度は大幅に向上することができる。
【００５０】
また、色差には通常ＪＣＨ空間でのユークリッド距離を使用するが、これに限定されるものではなく、例えば、特開平１０−８４４８７号公報に記載の明度差、彩度差、色相差に重み付けしたような色差式を用いてもよい。
【００５１】
（４）出力デバイスのガマットデータ２６
図８は、出力デバイスのガマットデータ２６の一例を説明する図である。出力デバイスのガマットデータ２６は、所定のステップで決定される色相Ｈｉに対し、図８に示すようなガマット境界上の色信号値のデータリストＧＭＰを記述したテーブルであり、予めデータを作成してＲＡＭなどのメモリに記憶させておくものである。ここで、ＧＭＰとは、色相Ｈｉと明度Ｊｊに対する最高彩度Ｃｍａｘを表したガマットデータのことをいう。図８に示す例では、ガマット境界上の色信号値として、色相Ｈｉと明度Ｊｊに対する最高彩度Ｃｍａｘを記録する。従って、ガマットデータの信号値は、［Ｊｊ，Ｃｍａｘ，Ｈｉ］として多数与えられることになる。
【００５２】
ガマットデータは、所定の色相ステップ、例えば、色相角５°ごとに求めてもよいし、非均等なステップ幅にしてもかまわない。また、ガマットデータを求める明度Ｊｊは、出力デバイスの最高明度Ｊｍａｘと最低明度Ｊｍｉｎを均等に分割してもかまわないが、図８に示すように出力デバイスの色相Ｈｉにおける最高彩度色が高明度側或いは低明度側のどちらかに偏っている場合、明度Ｊｉを均等にすると高明度側と低明度側でガマットデータの密度が著しく異なってしまう。そこで、ガマットデータを定義するＪｊのステップ（図８中のΔＪ＿ｈｉｇｈ及びΔＪ＿ｌｏｗ）を出力デバイスの最高彩度色を境に異ならせた方がより好ましい。
【００５３】
図９は、出力デバイスのガマットデータ２６を作成する処理の一例を説明するフローチャートである。まず、画像出力デバイスの色再現特性を得るために色予測式を構築する（ステップＳ１１）。ここで、色予測式とは、画像形成装置の出力特性を数式でモデル化し、計算によって出力色信号から測色値を求められるようにしたものであり、例えば、出力信号値（ｃ，ｍ，ｙ）を計算によって（ｊ，ｃ，ｈ）に変換できるようにしたものである。色予測式を構築する一般的な方法は、画像形成装置で色パッチを出力し、出力パッチを分光測色計で測色する。次に、色パッチの測色データと出力色信号との関係を近似して色予測式を構築する。
【００５４】
ステップＳ１１で色予測式を構築したら、これを用いて画像出力装置のガマットをモデリング開始する。まず、ＧＭＰの初期化を行う（ステップＳ１２）。ＧＭＰは前述したように、色相Ｈｉと明度Ｊｊに対する最高彩度Ｃｍａｘを表したガマットデータであって、初期化動作では全てのＨｉ，Ｊｊに対するＣｍａｘを０にセットする。初期化が完了したら、ステップＳ１３〜Ｓ１７において、ガマット境界面のすべてのＣ，Ｍ，Ｙ値を用いながらＧＭＰの構築を行う。ＧＭＰ構築に使用する出力信号値は、ガマット境界面のデータのみで十分であるので、Ｃ，Ｍ，Ｙの３成分のうち２成分が０又は２５５であるような出力値の組み合わせを用いることにする。
【００５５】
境界面に位置する出力信号値（ｃｉ，ｍｉ，ｙｉ）に対し、色予測式を用いてＪＣＨ値を計算する（ステップＳ１３）。次に、この出力信号値が含まれる色域に対応するＧＭＰの値を読み出して、変数Ｃｍａｘにセットする（ステップＳ１４）。出力信号値が含まれるＧＭＰの値は、適当な関数ｆ１及びｆ２を用いて、ステップＳ１３で求めた明度ｊ、色相ｈから、ＧＭＰにアクセスするアドレスを生成して、ＧＭＰに記憶されている最高彩度値を読み出すようにする。例えば、ＧＭＰが色相をΔＨ、明度をΔＪで均等に分割しているような場合には、下記の式（２）を用いて簡単に計算することができる。
f1(j)=int(j/ΔJ)、f2(h)=int(h/ΔH)              …式（２）
また、前述したように非均等な分割を行っている場合には、ステップＳ１３で計算したｊ，ｈをＧＭＰのアドレスに変換するルックアップテーブルを作成しておき、そのテーブルを参照するようにすればよい。
【００５６】
上述した手順で、ＧＭＰに記憶されている出力信号値が含まれる色域における最高彩度値Ｃｍａｘが読み出されると、ステップＳ１３で計算した出力色信号の彩度値ｃと比較を行い（ステップＳ１５）、ｃの方がＣｍａｘよりも大きい場合には、ＧＭＰの内容を更新する（ステップＳ１６）。以上の処理を全てのガマット境界面の出力信号ｃｍｙに対して計算し（ステップＳ１７）、最終的に構築されたＧＭＰをガマットデータとして利用することができる（ステップＳ１８）。
【００５７】
（５）出力色相決定部２３
出力色相決定部２３は、実際にマッピング処理を行う色相面を決定するものである。この時、例えば、入力画像が文字画像である場合など、階調性があまり問題にならず色変わりを極力小さくすることを目指す場合には、対応色決定部２２で求めた対応色の色相でマッピングするようにする。この場合は、対応色の色相ｈｍをそのまま処理を加えずに色相ｈ′としてマッピング処理部２４へ送ることになる。
【００５８】
一方、グラデーション画像のように階調性が問題視される場合、上述のようにマッピングする色相を決めると、出力デバイスの１次色や２次色が含まれる基本６色相にマッピングが集中しやすく、階調が潰れてしまう可能性が高い。そこで、階調性を重視するような場合には、対応点の色相ｈｍと基準色信号の色相ｈｔを線形補間してｈ′を求め、色相ｈ′でマッピング処理を行うようにする。線形補間に用いる計算式を下記の式（３）に示す。
ｈ′＝  α・ｈｔ＋（１−α）・ｈｍ                  …式（３）
ここで、αは１以下の定数である。
図１０は、マッピング色相の決定方式の違いによる色相の関係の一例を説明する図で、図１０（Ａ）は、対応色の色相が基準色の色相と一致した色相でマッピングする場合を示し、図１０（Ｂ）は、対応色の色相と基準色の色相を線形補間してマッピングする場合を示す。
【００５９】
（６）マッピング処理部２４
マッピング処理部２４では、出力色相決定部２３で決定した色相面における出力デバイスのガマットデータ２６を参照しながら、入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）に対する出力色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）を計算する。ｈ′については、既に、出力色相決定部２３によって求まっているので、マッピング処理部２４では、残りのｊ′，ｈ′を求めればよい。この際、ＰｉとＰｏが同一色相上にあるものと仮想的に考えれば、マッピング処理はＰｉ（ｊ，ｃ）からＰｏ（ｊ′，ｃ′）への二次元的な変換を行うものと置き換えて考えることができ、例えば、特開平９−１６８０９７号公報や特開平９−１８７２７号公報に記載された従来から提案されている同一色相面でのガマット処理をそのまま適用することができる。
【００６０】
また、上述のガマット外の色のみをガマット境界面にマッピングする方法以外にも、出力デバイスのガマット外の入力色の階調を保存するように色空間全体を均等に圧縮写像するパーセプチャルマッチングという方法を用いても何らかまわない。
【００６１】
以上説明したガマット変換処理により、出力色信号（ｊ′，ｃ′，ｈ′）が求まると、色空間変換処理部１４において出力デバイス用の色信号に変換し、プリント出力を行うことにより、色変わりが少なく、かつ階調連続性に優れた色再現を行うことができる。
【００６２】
（実施例２）高速化を考慮した実施形態
前述の実施例１では、入力色信号ごとに基準色信号及び対応点を計算していた。しかし、同じ色相上の入力色信号は同じ色相の出力色信号に変換しているので、入力色信号の色相と出力色信号の色相は１対１の関係にあり、予め対応関係を計算しておくことにより処理の高速化を図ることができる。
【００６３】
図１１は、本発明に係わる画像処理システムの他の構成例を示すブロック図である。本実施例におけるガマット変換処理部２０は、アドレス生成部２７、色相変換テーブル２８、出力デバイスのガマットデータ２６、マッピング処理部２４から構成されている。
【００６４】
アドレス生成部２７は、入力色信号Ｐｉの色相値ｈを入力として、色相変換テーブル２８にアクセスするためのアドレスを生成する。色相変換テーブル２８は、アドレス生成部２７から出力されたアドレスを用いて出力色信号の色相ｈ′を出力する。出力デバイスのガマットデータ２６とマッピング処理部２４は実施例１と同様であり、マッピング処理部２４は、入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）を色相ｈ′上の点Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）にマッピングして色空間変換部１４へ出力する。
【００６５】
上記において色相変換テーブル２８は、適当なステップ幅の色相値に対し、実施例１の基準色信号計算部２１、対応点決定部２２、出力色相決定部２３の処理を実行して、その結果を一つのテーブルに置き換えたものである。
【００６６】
図１２は、本発明が適用されるガマット変換処理の一例を説明するフローチャートである。まず、任意の入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）を入力し（ステップＳ２１）、入力色信号Ｐｉ（ｊ，ｃ，ｈ）に対する基準色信号Ｔを計算する（ステップＳ２２）。基準色信号Ｔには、前述したように入力色信号Ｐｉと同一色相の最大彩度色などを用いる。次に、基準色信号Ｔに対する対応色Ｍを求める（ステップＳ２３）。対応色Ｍは、前述したように色差最小点の色信号である。そして、対応色Ｍを基にガマットマッピングを行う色相面ｈ′を決定する（ステップＳ２４）。色相面ｈ′は、対応点Ｍの色相、または対応点Ｍの色相と基準色信号Ｔの色相の中間色相を用いることができる。マッピング色相が決まると、ステップＳ２５で、マッピング処理を行って出力色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）を出力する（ステップＳ２６）。
【００６７】
図１２に示すガマット変換処理方法では、入力画像データの色変換時にガマット変換処理を施すようにしていたが、ＲＧＢ空間上の所定のＲＧＢ値に対応する出力ＣＭＹ（Ｋ）信号値を３次元ルックアップテーブルに記憶させておき、色変換処理の際に、３次元ルックアップテーブルから複数の出力値を読み出して補間演算を行うことが多用されている。このような色変換系では、本発明によるガマット変換処理の結果を３次元ルックアップテーブルの値として利用することもできる。
【００６８】
図１３は、３次元ルックアップテーブルを作成する処理の流れの一例を説明するフローチャートである。ここで、ステップＳ３１〜Ｓ３６の処理は図１２に示すガマット変換処理方法のステップＳ２１〜Ｓ２６と同様であるが、ステップＳ３６で得られた出力色信号Ｐｏ（ｊ′，ｃ′，ｈ′）の変換結果を用いて３次元ルックアップテーブルを作成する（ステップＳ３７）。前述したようにＲＧＢ空間上の所定の入力ＲＧＢ信号値に対応する出力ＣＭＹ（Ｋ）信号値を３次元ルックアップテーブルに記憶させる。
【００６９】
図１４は、３次元ルックアップテーブルを用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図で、図中、５０は、ＲＧＢ信号からなる入力色信号、５１は、マトリクス変換を行う補間演算部、５２は、ＣＭＹ（Ｋ）信号からなる出力色信号、５３は、アドレス生成部、５４は、３次元ルックアップテーブルである。図１４に示す構成例において、アドレス生成部５３は、入力色信号５０に基づいて３次元ルックアップテーブル５４にアクセスするためのアドレスを生成し、生成したアドレスに基づき３次元ルックアップテーブル５４に予め記憶しておいた複数の出力値を読み出して補間演算部５１で補間演算を行うことにより、出力色信号５２としてＣＭＹ（Ｋ）信号を得ることができる。
【００７０】
図１５は、図１に示す画像処理システムのハードウェア構成例を示す図で、図中、コンピュータ１０は、プログラム読取装置１０ａ、全体を制御するＣＰＵ１０ｂ、ＣＰＵ１０ｂのワークエリア等として使用されるＲＡＭ１０ｃ、ＣＰＵ１０ｂの制御プログラム等が記憶されているＲＯＭ１０ｄ、ハードディスク１０ｅ、ＮＩＣ１０ｆ、マウス１０ｇ、キーボード１０ｈ、画像データを表示するためのディスプレイ１１、カラープリンタなどの画像形成装置１２とを備えている。本画像処理システムは、例えば、ワークステーションやパーソナルコンピュータ等で実現することができる。
【００７１】
ここで、ＣＰＵ１０ｂ，ＲＯＭ１０ｄ，ＲＡＭ１０ｃ，ハードディスク１０ｅは、図１に示すコンピュータ１０と同様の機能を有している。なお、この場合、図１に示す色空間変換部１３、１４及びガマット変換処理部２０の機能も、ＣＰＵ１０ｂにもたせることができる。すなわち、本発明の画像処理装置としての機能をＣＰＵ１０ｂにもたせることができる。
【００７２】
なお、ＣＰＵ１０ｂのような画像処理装置としての機能は、例えば、ソフトウェアパッケージ、具体的には、ＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体の形で提供することができ、このため、図１５に示す例では、情報記録媒体がセットされると、これを駆動する媒体駆動装置が設けられている（図示せず）。
【００７３】
以上より、本発明における画像処理装置および画像処理方法は、ディスプレイ等を備えた汎用の計算機システムにＣＤ−ＲＯＭ等の情報記録媒体に記録されたプログラムを読み込ませて、この汎用計算機システムのマイクロプロセッサに色空間変換処理及びガマット変換処理を実行させる装置構成においても実施することが可能である。この場合、本発明の色空間変換処理及びガマット変換処理を実行するためのプログラム、すなわち、ハードウェアシステムで用いられるプログラムは、記録媒体に記録された状態で提供される。プログラムなどが記録される情報記録媒体としては、ＣＤ−ＲＯＭに限られるものではなく、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，フレキシブルディスク，メモリカードといったものが用いられても良い。記録媒体に記録されたプログラムは、ハードウェアシステムに組み込まれている記憶装置、例えば、ハードディスク１０ｅにインストールされることにより、このプログラムを実行して、色変換機能及び色変換プロファイル生成機能を実現することができる。
【００７４】
また、本発明の色変換機能および色変換プロファイル生成機能を実現するためのプログラムは、記録媒体の形で提供されるのみならず、例えば、ネットワークを介した通信によってサーバから提供されるものであっても良い。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを行うことができる。
【００７６】
本発明によると、入力色信号が出力デバイスで再現できないような色であっても、色変わりが非常に少ない色に変換することができる。
【００７７】
本発明によると、同一色相の入力色信号に対して、常に出力色信号の色相が一致するように色変換することができ、階調性を損なわずに色変わりの目立たない色再現を行うことができる。
【００７８】
本発明によると、特定の色相に出力色信号が集中するのを回避することができる。
【００７９】
本発明によると、最も色変わりの目立ちやすい色信号の色変わりを少なくする色変換処理を行うことができる。
【００８０】
本発明によると、高速にガマット変換処理を行うことができる。
【００８１】
本発明によると、高精度にガマット変換処理を行うことができ、より好ましい色再現結果を得ることができる。
【００８２】
本発明によると、色差最小点を効率的に計算できる。
【００８３】
本発明によると、高速にガマット変換処理を実行することができる。
【００８４】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色域マッピングを高速に実行できる。
【００８５】
本発明によると、入力色信号の色相や画像出力装置の色再現範囲の形状にかかわらず、色変わりが目立たず、かつ同一色相の入力色信号が常に同じ色相の出力色信号となるような色変換パラメータを生成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係わる画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図２】  本発明が適用されるガマット変換処理部の構成例を示すブロック図である。
【図３】  基準色信号の一例を説明する図である。
【図４】  色相ごとの基準色信号を記述したデータテーブルの一例を示す図である。
【図５】  ＲＧＢ空間上における最高彩度色の軌跡の一例を示す図である。
【図６】  基準色信号と対応色との対応関係の一例を説明する図である。
【図７】  色差最小点を探索する処理の流れを説明するフローチャートである。
【図８】  出力デバイスのガマットデータの一例を説明する図である。
【図９】  出力デバイスのガマットデータを作成する処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１０】  マッピング色相の決定方式の違いによる色相の関係の一例を説明する図である。
【図１１】  本発明に係わる画像処理システムの他の構成例を示すブロック図である。
【図１２】  本発明が適用されるガマット変換処理の一例を説明するフローチャートである。
【図１３】  ３次元ルックアップテーブルを作成する処理の流れの一例を説明するフローチャートである。
【図１４】  ３次元ルックアップテーブルを用いた画像処理システムの構成例を示すブロック図である。
【図１５】  図１に示す画像処理システムのハードウェア構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０…コンピュータ、１１…ディスプレイ、１２…画像出力装置、１３、１４…色空間変換部、２０…ガマット変換処理部、２１…基準色信号計算部、２２…対応色決定部、２３…出力色相決定部、２４…マッピング処理部、２５…入力デバイスのガマットデータ、２６…出力デバイスのガマットデータ、２７…アドレス生成部、２８…色相変換テーブル、３０…入力デバイスのガマット、４０…出力デバイスの色相ｈｉ上のガマット、４１…出力デバイスの色相ｈｏ上のガマット、５０…入力色信号、５１…補間演算部、５２…出力色信号、５３…アドレス生成部（３次元ルックアップテーブル用）、５４…３次元ルックアップテーブル。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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