(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の原色の組に対応する第１のカラーイメージ信号で示される入力カラーデジタルイメージを第２の原色の組に対応する第２のカラーイメージ信号で示される再生カラーデジタルイメージに変換する方法であって、
入力装置を用い、第１の色度領域を含む第１の比色特性を有する前記第１のカラーイメージ信号で示される前記入力カラーデジタルイメージを入力するステップと、
前記第１のカラーイメージ信号の全てを、第３の原色の組に対応し、かつ、前記第１の比色特性と異なるとともに、前記第１の色度領域がその範囲内にある中間色度領域を有する第２の比色特性を有する中間カラーイメージ信号に変換するステップと、
前記中間カラーイメージ信号のそれぞれを、前記第１の色度領域内、前記第１の色度領域及び前記第１の色度領域外の対象カラーにおいてシャドウからハイライトまでのレベル特性が、ともにハイライトに近づくにつれて色度が減少し明度が増加するような特性となる修正中間カラーイメージ信号に非線形変換するステップと、
前記修正中間カラーイメージ信号の全てを、前記第２の原色の組に対応する前記第２のカラーイメージ信号に変換するステップと、
を有し、前記第２のカラーイメージ信号は前記第２の比色特性を有し、前記第２の比色特性は前記中間色度領域内にある第２の色度領域を有することを特徴とするカラーイメージ信号の変換方法。
【請求項２】
第１の原色の組に対応する第１のカラーイメージ信号で示されるカラーデジタルイメージを第２の原色の組に対応する第２のカラーイメージ信号で示される再生カラーデジタルイメージに変換する装置であって、
第１の色度領域を含む第１の比色特性を有する前記第１のカラーイメージ信号で示される前記カラーデジタルイメージを入力する入力装置と、
前記第１のカラーイメージ信号の全てを、第３の原色の組に対応し、かつ、前記第１の比色特性と異なるとともに、前記第１の色度領域がその範囲内にある中間色度領域を有する第２の比色特性を有する中間カラーイメージ信号に変換する手段と、
前記中間カラーイメージ信号のそれぞれを、前記第１の色度領域内、前記第１の色度領域及び前記第１の色度領域外の対象カラーにおいてシャドウからハイライトまでのレベル特性が、ともにハイライトに近づくにつれて色度が減少し明度が増加するような特性となる修正中間カラーイメージ信号に非線形変換する手段と、
前記修正中間カラーイメージ信号の全てを、前記第２の原色の組に対応する前記第２のカラーイメージ信号に変換する手段と、
を有し、前記第２のカラーイメージ信号は前記第２の比色特性を有し、前記第２の比色特性は前記中間色度領域内にある第２の色度領域を有することを特徴とするカラーイメージ信号の変換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はカラーイメージ再生システムに関し、より詳細には、好適な方法でカラーイメージ信号を非線形（ノンリニア）変換し、中間色物体及び有色物体をシャドウからハイライトまでの望ましいレベルで再生する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１に示されるような従来からのカラーイメージ再生システムでは、特定の画像受信媒体及び／または入力装置１１などの装置がイメージを捕捉し（イメージはディジタル化され記憶されることもある）、単数または複数のイメージ受信媒体及び／または出力装置１３などの装置にイメージを出力することができる。入力装置１１から供給されるカラーイメージ信号は、変換手段１４によって、入力装置のイメージメトリック（image metric）（すなわち、対応するイメージ入力装置の比色分析特性（colorimetric properties：比色特性）により決定するカラーイメージ信号のメトリック）から、出力装置１３など、特定の出力装置の比色分析特性により決定するカラーイメージメトリックに変換することができる。通常、変換手段１４は、マトリックス、３次元ルックアップテーブル、またはその他の形式での３次元信号演算を含む。出力装置１３は、変換されたカラーイメージ信号から再生イメージを生成することができる。
【０００３】
カラーイメージ再生システムにおいて、オリジナルイメージのニュートラルスケール（neutral scale ）とは異なる、再生されたニュートラルスケールが作り出せれば非常に望ましいことは当業者の認めるところである。例えば、図２には、オリジナルシーンの濃度と、典型的な写真反射プリントシステム（photographic reflection print system）によって再生されたイメージの濃度との非線形の関係が示される。観察環境（viewing environment ）で生じるフレア光、出力装置のダイナミックレンジ限定、出力媒体の限定などの物理的な影響を補償するために、さらには、横方向の抑制（lateral inhibition）、局部明度順応（local brightness adaptation ）などの精神物理的な影響をも補償するために、このような非線形の特性が必要であることは、写真技術の分野では周知である。
【０００４】
カラーイメージ再生システムのカラーイメージ信号が、レッド、グリーン、ブルーのイメージ情報保有（image-bearing ）信号に対応する場合、このレッド、グリーン、ブルーイメージ信号それぞれに、１次元ルックアップテーブルなどの非線形変換を通過させることにより、再生されたニュートラルスケールとオリジナルニュートラルスケールとの所望の関係を得ることができる。図３について説明すると、このような非線形変換１４ａは、一般的に、入力装置のイメージメトリックによって符号化されたカラーイメージ信号に対して行われる。入力装置イメージのメトリックは、当業者に認められるように、図６に示されるようなレッド、グリーン、ブルーなどの原色の組の色度座標から決定することができる。さらに、当業者の認めるように、入力装置に対する有効な反応性（effective resposivities ）は、その入力装置のイメージメトリックを決定する原色の等色（color-matching）機能に一致しなければならない。例えば、図７は、図６に示したレッド、グリーン、ブルーの原色に関する等色機能を示したものである。一方図８に示されるような有効スペクトル反応性は、実際には、入力装置の検知要素（sensing element ）の物理的スペクトル感度と入力装置の信号処理との適当な組み合わせによって得られる。図６の領域４１内に色度座標を有する対象カラー（object color）に対して、入力装置によって生成されたカラーイメージ信号は、各カラー信号の正の信号値に対応する。一方、図６の領域４１外に色度座標を有する対象カラーに対し、入力装置によって生成されたカラーイメージ信号は、少なくとも１つの負のカラー信号値を含む。
【０００５】
次に、図４について説明する。この場合、非線形変換１４ａを行うのは、すでに変換１４により変換され、出力装置のイメージメトリックによって符合化されたカラーイメージ信号に対してである。出力装置のイメージメトリックは、例えば、図９に示すレッド、グリーン、ブルーの原色の組に対応する、イメージ形成原色の色度座標によって決定できるが、これは当業者の認めるところである。さらに、当業者の認めるように、出力装置の再生可能な色度の領域は、このようなイメージ形成原色を有する出力装置の場合、図９の領域６１に限定される。
【０００６】
絵画的なイメージ（pictorial images）は一般的に、例えばシャドウライトからハイライトまでの、ある照射レベルの範囲で照射される中間色の物体と有色の物体を含んでいる。図１０はＣＩＥ１９７６メトリッククロマＣ* とＣＩＥ１９７６メトリック明度Ｌ* の関係を表すグラフで、特定の中間色物体のレベルシリーズ７０と、特定の有色物体のレベルシリーズ７１が示される。図３及び図４のようなカラーイメージ再生システムでは、図２に示した非線形ニュートラル関係（nonlinear neutral relationship）を用いると、図１０に示される中間色のオリジナルレベルシリーズ７０は、図１１の７２のようになる。レッド、グリーン、ブルーのイメージ情報保有信号に非線形変換１４ａを供給することにより、上記いずれのカラーイメージ再生システムにおいても非線形ニュートラル関係が達成されていることから、有色物体のシャドウからハイライトまでのレベルも変化したことになる。ところが、この変化の結果、有色物体のカラー再生は、望ましい効果、望ましくない効果のいずれをも生じ得る。例えば、図１０に示された有色物体のオリジナルレベルシリーズ７１を再生すると、図１１の７３、７４、または７５により表されるＣ* 対Ｌ* の特性を示すことがある。それぞれについて以下に説明する。
【０００７】
７３によって示されるレベルシリーズは、シリーズがハイライト（Ｌ値の高い方向）に近づくと、そのカラーの再生されたクロマ（色度）が減少し、再生された明度は増加する。７４によって示されるレベルシリーズでは、レベルのシリーズがハイライト方向に進むにつれ、そのカラーの再生された色度及び明度は共にある限度まで増加し、その限度に留まる。７５によって示されるレベルシリーズでは、レベルがハイライト方向に進むにつれ、再生された色度も明度も増加する。レベルシリーズ７３は、視覚的に満足できる再生イメージを生成できるという効果を有するが、レベルシリーズ７４及び７５は、再生されたイメージに望ましくない影響を与える。
【０００８】
リサーチにより、次のことが明らかになった。従来から周知の画像形成システムで一般的に行われているように、非線形ニュートラルスケール変換が、選択された入力装置もしくは出力装置の色度特性に対応するカラーイメージ信号に対して行われた場合、一部の有色物体のシャドウからハイライトまでの再生レベルは、レベルシリーズ７３に示される好ましい特徴を表すが、その他の有色物体の場合の再生レベルは７４または７５に示される望ましくない特徴を示す。
【０００９】
リサーチにより、さらに次のことが明らかにされた。
【００１０】
１）入力装置もしくは出力装置のイメージメトリックによって符号化されたカラーイメージ信号が非線形変換される場合で、そのカラーイメージ信号が前記入力装置もしくは出力装置に関連する比色分析特性（colorimetric properties ）によって定められた色度領域内の対象カラーを表す時は、その対象カラーの修正されたカラーイメージ信号のシャドウからハイライトまでのレベルシリーズは、シリーズ７３に示される望ましい特徴を示す。
【００１１】
２）入力装置もしくは出力装置のイメージメトリックによって符号化されたカラーイメージ信号が非線形変換される場合で、そのカラーイメージ信号が前記入力装置もしくは出力装置に関連する比色分析特性によって定められた色度領域にほぼ一致する対象カラーを表す時は、その対象カラーの修正されたカラーイメージ信号のシャドウからハイライトまでのレベルシリーズは、シリーズ７４に示される望ましくない特徴を示す。
【００１２】
３）入力装置もしくは出力装置のイメージメトリックによって符号化されたカラーイメージ信号が非線形変換される場合で、そのカラーイメージ信号が前記入力装置もしくは出力装置に関連する比色分析特性によって定められた色度領域外の対象カラーを表す時は、その対象カラーの修正されたカラーイメージ信号のシャドウからハイライトまでのレベルシリーズは、シリーズ７５に示される望ましくない特徴を示す。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
実際の画像形成出力装置及び媒体により色度領域が制限されるため、また、非線形ニュートラルスケール変換は、通常、特定の入力装置もしくは出力装置に関連する比色分析特性により決定される、正の値のカラーイメージ信号に対して行われるため、上述のように７４及び７５に示される望ましくない影響が一部の対象カラーについて発生してしまう。特に、実際の出力装置または媒体の比色分析特性に関する色度領域が、非線形変換が行われるカラーイメージメトリックの正の値のカラーイメージ信号に関する色度領域より大きい場合、この望ましくない影響は顕著に現れる。
【００１４】
【課題を解決するための手段及び作用】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の主たる目的は、改良されたカラーイメージ再生システムを供給することである。また、本発明の目的は、中間色物体をシャドウからハイライトまでの望ましいレベル特性に再生する、非線形変換を含む改良されたカラーイメージ再生システムを供給することであり、さらに、有色物体をシャドウからハイライトまでの望ましいレベル特性に再生する、非線形変換を含む改良されたカラーイメージ再生システムを供給することである。このため、本発明は、カラーイメージ再生システムにおいて、カラーイメージ信号を中間イメージメトリックに変換する方法及びそれに関連する装置であり、この中間イメージメトリックは、入力装置もしくは出力装置のいずれにも必ずしも関連しない比色分析特性によって定められる。この結果、非線形ニュートラルスケール変換は、それぞれがこの中間イメージメトリックによって符号化された個々のイメージ情報保有信号成分を非線形変換することによって達成され、対象となるすべての有色物体に対して、シャドウからハイライトまでの望ましいレベル特性を得ることができる。
【００１８】
【実施例】
以下、図面に基づき本発明の実施例について説明する。
【００１９】
図５は、本発明による改良されたカラーイメージ再生システムの好適な実施例を示すものである。入力装置は、その比色分析特性によって決定されるカラーイメージ信号を供給する。入力装置により生成されたカラーイメージ信号のうち、図６の領域４１内の色度座標を有する対象カラーに対して生成された信号は、すべての正の信号値に対応する。図６の領域４１外の色度座標を有する対象カラーに対して、入力装置により生成されたカラーイメージ信号は、少なくとも１つの負のカラーイメージ信号値を含む。正または負の値を有するこれらのカラーイメージ信号は変換１５に含まれる３次元演算により、中間イメージメトリック１６に変換される。ここで、中間イメージメトリック１６の比色分析特性は、入力装置１１の比色分析特性とも、出力装置１３の比色分析特性とも関連のないものである。中間イメージメトリック１６の比色分析特性は、図１３の領域８１によって示される色度領域を含むが、これは、図６の領域４１に示される、入力装置１１のすべての正の信号値に関する色度領域に比べかなり大きい。
【００２０】
本発明の目的は、個々のイメージ情報保有信号成分に非線形変換（例えば、１次元ルックアップテーブル）を通過させることによって、中間メトリックカラーイメージ信号を非線形変換１４ａにより変換し、所望の再生ニュートラルスケールを作り出すことにより達成される。中間カラーイメージ信号は、記憶書き込み装置１８及び磁気テープまたは磁気ディスク、あるいは光ディスクなどの記憶媒体を用いて、信号処理のシーケンスにおけるさまざまな段階で記憶することができる。このカラーイメージ信号は、さらに変換１７により、出力装置１３の比色分析特性に対応するイメージメトリックに変換される。出力装置１３は、この修正されたカラーイメージ信号から再生イメージを形成する。変換１７と同様の変換を用いて、出力装置１３以外の出力装置に対応して修正されたカラーイメージ信号を供給してもよい。
【００２１】
図１１と図１２を比較することにより、この好適な実施例を適用した場合の効果が明らかになる。図１１は、図３に示したカラーイメージ再生システムのように、入力装置１１に関連する比色分析特性によって決定されるカラーイメージ信号を非線形ニュートラルスケール変換した場合の結果を示している。図１２は、図５に示されるように、入力装置１１の比色分析特性とは関連のない比色分析特性を有する中間イメージメトリックによって決定されるイメージ信号に、非線形ニュートラルスケール変換を行った場合の結果を示している。
【００２２】
好適な本実施例の適用により得られる効果は、次のように要約することができる。
【００２３】
１）中間色に対するシャドウからハイライトまでのレベルを示す７６は、同じく中間色のシャドウからハイライトまでのレベルを示す７２と同一である。このことから、中間色に関する所望の再生は、いずれの画像生成システムによっても得られることが示される。
【００２４】
２）入力装置もしくは出力装置の比色分析特性によって決定される色度領域内にある対象カラーが示す、シャドウからハイライトまでのレベル７３に見られる望ましい特性は、シャドウからハイライトまでのレベルを示す７７でも同様に見られる。
【００２５】
３）入力装置１１に関連する比色分析特性によって決定される色度領域にほぼ一致する領域にある対象カラーが示す、シャドウからハイライトまでの再生レベルシリーズ７４は大きく改良され、７８が示すような望ましい再生が得られる。
【００２６】
４）入力装置１１に関連する比色分析特性によって決定される色度領域外にある対象カラーが示す、シャドウからハイライトまでの再生レベルシリーズ７５も大きく改良され、７９が示す望ましい再生が得られる。
【００２７】
この好適な実施例においては、中間イメージメトリックを決定する原色は、次のＣＩＥ  ｕ’、ｖ’統一色度座標（uniform chromaticity coordinates）によって特定される。
【００２８】
原色１：ｕ’＝  ０．５３９９、    ｖ’＝  ０．５１９０
原色２：ｕ’＝  ０．０５００、    ｖ’＝  ０．５９２０
原色３：ｕ’＝  ０．１９８０、    ｖ’＝  ０．０００１
しかしながら、この好適な実施例で特定された組以外の原色の組により、他の複数の中間イメージメトリックを定めることができる。個々のイメージ情報保有信号成分を非線形変換するために選択された特定の中間イメージメトリックは、いくつかのカラー再生特性に影響を及ぼす。イメージ情報保有信号のそれぞれを非線形変換するために用いられる中間イメージメトリックを決定する原色は、次のような影響を及ぼす。
【００２９】
１）中間イメージメトリック原色の正の値すべての量により決定される色度領域内に存在する対象カラーの信号を、シャドウからハイライトまでのレベルで符号化した場合は、望ましい特徴が示される。
【００３０】
２）中間イメージメトリック原色の正の値すべての量により決定される色度領域にほぼ一致する領域に存在する対象カラーの信号を、シャドウからハイライトまでのレベルで符号化した場合、望ましくない特徴が示される。
【００３１】
３）中間イメージメトリック原色の正の値すべての量により決定される色度領域外にある対象カラーの信号を、シャドウからハイライトまでのレベルで符号化した場合、望ましくない特徴が示される。
【００３２】
４）中間色（基準ホワイト（reference white ）に規準化された、３原色の同量に一致する色）をシャドウからハイライトのレベルで符号化する場合の色度は、中間メトリックの原色の選択による影響を受けない。
【００３３】
５）原色（中間イメージメトリックの３原色のいずれか１色に一致するカラー）をシャドウからハイライトのレベルで符号化する場合の色度は、レベルシリーズ全体を通じて一定である。
【００３４】
６）２次カラー（中間イメージメトリックの３原色のうちいずれか２色を均等に混合したカラー）をシャドウからハイライトのレベルで符号化する場合の色度は、そのレベルシリーズ全体を通じて一定である。
【００３５】
７）その他のカラー（中間イメージメトリックの３原色のその他の混合に一致するカラー）をシャドウからハイライトまでのレベルで符号化する場合の色度は、カラーイメージ信号を非線形変換すると、そのレベルシリーズ全体を通じて変化しやすい。
【００３６】
中間メトリックの選択は、特定のカラーイメージ再生システムの要件に基づいて行われなければならない。最も重要なのは、シャドウからハイライトまでの最適な再生を要求するのはどのカラーか、また、色相が最小限に変化したシャドウからハイライトまでの再生レベルを要求するのはどのカラーかを確認することである。これら２つの基準を用いて、特定の応用に用いる中間イメージメトリックを決定する原色の最適な色度を決定することができる。
【００３７】
本発明による１つの好適な実施例を示して説明してきたが、本発明はこれに限るものでなく、当業者に周知のさまざまな変更及び修正が可能である。従って、本発明はここに示し、説明した詳細に限定されず、当業者には自明である変化及び修正のすべてを含むとされる。例えば、ここでは、「レッド」、「グリーン」、「ブルー」のイメージ情報保有信号のそれぞれを非線形変換して所望の再生ニュートラルスケールを生成する例が説明されたが、イメージ情報保有成分（記録物）は、通常の「レッド」、「グリーン」、「ブルー」という用語から得られるイメージには必ずしも関連しない他の３色イメージデータの形をとってもよい。別の例としては、ここに説明した出力装置は、３チャンネル（たとえば、レッド、グリーン、ブルー）もしくは４チャンネル（例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）のカラーイメージ信号を受けることができ、中間カラーイメージメトリックをこのような出力装置及びその他の出力装置のカラーイメージメトリックに変換してもよい。また、ここで説明した中間イメージメトリックの場合は、レッド、グリーン、ブルーのイメージ情報保有信号は、その有効スペクトル反応性が等色機能に一致する原色の組に関連する加法原色（additive primaries）の色度座標により決定する。しかし、写真画像形成手段、もしくは電子画像形成手段などに関する画像形成においては、中間イメージ情報保有信号は、等色機能に一致する加法原色によってでなく、等色機能には一致しないスペクトル感度機能を有する原色の組によって決定することもできる。また、ここでは入力装置イメージメトリック信号を中間イメージメトリックに直接変換し、中間メトリックイメージ信号を選択された出力装置のイメージメトリックに直接変換する例を説明したが、実際には、中間イメージメトリックへの変換は、イメージ処理シーケンスの別の段階で行ってもよいし、また、中間メトリックイメージデータを選択された出力装置のイメージメトリックに直接変換する必要もない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１乃至請求項３記載のカラーイメージ信号の変換方法及び変換装置によれば、中間色物体をシャドウからハイライトまでの望ましいレベル特性に再生することができ、さらに、有色物体をシャドウからハイライトまでの望ましいレベル特性に再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来からのカラーイメージ再生システムを示す図である。
【図２】再生されたイメージの濃度とオリジナルイメージの濃度との非線形関係を示すグラフ図である。
【図３】従来のカラーイメージ再生システムを示す図である。
【図４】従来のカラーイメージ再生システムを示す図である。
【図５】本発明の好適な実施例によるカラーイメージ再生システムを示す図である。
【図６】１９７６ＣＩＥ均一色度スケールｕ’、ｖ’のグラフである。
【図７】１組の原色の等色機能を示す図である。
【図８】１組の原色の有効スペクトル反応性を示す図である。
【図９】１９７６ＣＩＥ均一色度スケールｕ’、ｖ’のグラフである。
【図１０】ＣＩＥ１９７６メトリックのクロマ（色度）Ｃ* とＣＩＥ１９７６メトリックの明度Ｌ* を示したグラフである。
【図１１】ＣＩＥ１９７６メトリックのクロマ（色度）Ｃ* とＣＩＥ１９７６メトリックの明度Ｌ* を示したグラフである。
【図１２】ＣＩＥ１９７６メトリックのクロマ（色度）Ｃ* とＣＩＥ１９７６メトリックの明度Ｌ* を示したグラフである。
【図１３】１９７６ＣＩＥ均一色度スケールｕ’、ｖ’のグラフである。
【符号の説明】
１１  入力装置
１３  出力装置
１４  変換
１４ａ  非線形変換
１５  変換
１６  イメージメトリック
１７  変換
４１  領域
６１  領域
７０  中間色物体のシャドウからハイライトまでのレベル
７１  有色物体のレベル
７２  ニュートラルスケールのシャドウからハイライトのレベル
７３  対象カラーのシャドウからハイライトのレベル
７４  対象カラーのシャドウからハイライトのレベル
７５  対象カラーのシャドウからハイライトのレベル
７６  ニュートラルスケールのシャドウからハイライトのレベル
７７  シャドウからハイライトのレベル
７８  シャドウからハイライトのレベル
７９  シャドウからハイライトのレベル
８１  色度領域
【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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