JPH11341296A - 色域変換方法及び色域変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＤＴＰ等の画像入出力システムにおける異種
デバイス間でより自然な色再現ができるようにする。 【解決手段】 出力系の色再現範囲（色域）と入力系の
色域とが異なる場合に、明度方向におけるダイナミック
レンジの違いについて、所定の関数により色補正を行
う。次に、例えば領域Ｃ，Ｄで出力系の色域を領域（Ａ
＋Ｂ）とした３次元圧縮を行い、次に領域（Ｂ＋Ｃ）を
領域Ｂへ２次元圧縮（収縮）を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、出力系の色再現範
囲（以下、色域という。）と入力系の色域とが異なる場
合に適用される色域変換方法及びこの色域変換方法が用
いられた色域変換装置に関し、例えば色域の大きいモニ
タ上のカラー画像信号を色域の小さいプリンタによりハ
ードコピー出力する場合のように、デスクトップパブリ
ッシング（ＤＴＰ）等の画像入出力システムにおける異
種デバイス間でカラー画像データの入出力を行う場合に
好適に用いられる。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子デバイスの目覚ましい低価格
化・高速度化が急速に進展するに伴って、カラーデスク
トップパブリッシング（カラーＤＴＰ）やインターネッ
ト等のネットワークが広く普及し、カラー画像を扱う様
々な電子デバイス（以下、単にデバイスという。）がシ
ステム化されている。それに伴い、例えばモニタ上のカ
ラー画像信号をプリンタによりハードコピー出力する場
合の如く、画像入出力システム上の異種デバイス間にお
いてカラー画像を同じ色で再現しようという、いわゆる
デバイスインディペンデントカラー（Device independe
nt Color：ＤＩＣ）の概念が要求されるようになってき
た。

【０００３】このＤＩＣを実現するためのシステムは、
一般的にカラーマネージメントシステム（Color Manage
ment System:ＣＭＳ）と呼ばれている。ＣＭＳでは、入
出力デバイスの色信号における物理的な測色値を合わせ
ることによってＤＩＣの実現を図ろうとしている。例え
ば、図１８に示すビデオカメラ６１，モニタ６２，プリ
ンタ６３等のデバイスからなるＣＭＳでは、入力画像及
び出力画像の色信号は、上記各デバイスに依存した色信
号であるため、入力系のデバイスであるビデオカメラ６
１及びモニタ６２の色信号と、出力系のデバイスである
プリンタ６３の色信号とにおける物理的な測色値を相互
に合わせることが要求される。

【０００４】例えば、図１８に示すこのＣＭＳにおいて
は、入力系のデバイスであるモニタ６２の入力画像の色
信号は、そのデバイスに依存したＲＧＢの色信号である
ため、図１９に示すように、所定の変換式もしくは変換
テーブルによる入力用デバイスプロファイル（モニタプ
ロファイル）を用いてデバイスに依存しない色信号に変
換され、さらに出力用デバイスプロファイル（プリンタ
プロファイル）により出力系のデバイスであるプリンタ
６３に依存するＣＭＹＫ等の色信号に変換されて、この
プリンタ６３から出力画像として出力されることにな
る。

【０００５】このように、ＣＭＳでは、入力系の色信号
から出力系の色信号へ変換するときに、デバイスプロフ
ァイル（単にプロファイルと呼ぶこともある。）と呼ば
れる変換式もしくは変換テーブルにより、各デバイスに
依存しない色空間（ＣＩＥ／ＸＹＺ等）における色信号
に一度変換することによって上記ＤＩＣを実現してい
る。ここで、デバイスプロファイルとは、デバイスの色
信号（ＲＧＢ，ＣＭＹＫ等）と色彩計等により測定した
色彩値（ＸＹＺ、Ｌ^*ａ^*ｂ^*、ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ等）の
関係から算出したパラメータ群のファイルと考えてよ
い。

【０００６】しかしながら、各入出力デバイスは、色の
再現範囲（Gamut:）すなわち色域が限られている。そし
て、この色域は、各デバイスごとに大きく異なってい
る。このため、異種デバイス間で完全に同じ色の再現を
行うことは物理的に不可能であり、特に、上述した各デ
バイスごとの色域の差異がＣＭＳの実現を妨げる大きな
障壁となっていた。以下、この点について、コンピュー
タグラフィック（ＣＧ：Computer Graphic）モニタとイ
ンクジェットプリンタ（以下、単にプリンタという。）
を例に説明する。

【０００７】周知のように、ＣＧモニタは、赤色
（Ｒ）、緑（Ｇ）、青色（Ｂ）の３原色の蛍光体の発色
による加法混色で色再現を行っている。このため、ＣＧ
モニタの色域については、使用する蛍光体の種類によっ
て決定される。一方、プリンタは、シアン（Ｃ）、マゼ
ンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のインク
で色再現を行っているのだが、その色域については、使
用するインクだけでなく、画像の記録媒体となる紙の種
類や階調の再現方式によっても異なる。

【０００８】そして、ＣＧモニタの色域ＧＭｍｏｎとプ
リンタの色域ＧＭｉｊｐをＬ^*方向に積分しａ^*−ｂ^*平
面上にプロットした図２０に示すように、プリンタの色
域ＧＭｉｊｐは、モニタの色域ＧＭｍｏｎよりも小さ
く、特にＧ（Ｇｒｅｅｎ）やＢ（Ｂｌｕｅ）の色域は非
常に小さい。また、図２０においてあまり差の出ていな
い他の色相においても、彩度のピークが明度方向でずれ
ている。このため、ＣＧモニタに表示された色をプリン
タで出力する際の色再現を考えた場合、ＣＧモニタ上の
高明度・高彩度領域での色をプリンタで再現して出力す
ることは物理的に不可能である。

【０００９】このように、出力系のデバイス（以下、出
力デバイスという。）の色域が入力系のデバイス（以
下、入力デバイスという。）の色域よりも小さい場合に
は、入力デバイスで表示されたすべての色を出力デバイ
スによって再現することは不可能となる。従って、この
ような場合には、何らかの処理を行うことによって、入
力デバイスの色域を出力デバイスの色域内に納めるよう
にしなければならない。このとき、入力デバイスで表現
されている画像情報（階調性や色合い等）をなるべく保
ちつつ、入力デバイスの色域を出力デバイスの色域内に
納めることが必要となる。すなわち、入力された元の画
像情報をなるべく保ちつつ、色再現範囲外の色を色再現
範囲内にもってくる（押し込む）ような色修正処理が必
要になる。

【００１０】このように、物理的に再現不可能な色を何
らかの処理により出力デバイスの色域内に押し込む処理
のことを、一般に色域圧縮（Gamut Compression）と呼
んでいる。なお、ここでは、出力デバイスの色域の方が
広い場合も考慮して、入力デバイスの色域と出力デバイ
スの色域とが異なる場合に、入力デバイスの色域を出力
デバイスの色域に変換する処理のことを色域変換（Gamu
t Mapping）と呼ぶことにする。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】出力デバイスであるプ
リンタの場合、その色域が他のデバイスに比べて非常に
狭いことから、この色域変換の手法が色再現性を左右す
る場合も少なくない。この色域変換は、デバイスに依存
しない共通の色空間上で行い、特に人間の視覚特性に合
ったＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間上で行うのが最も一般的で
ある。

【００１２】ここで、人間の色に対する知覚には、色の
明るさを表す明度（Lightness）、色の鮮やかさを表す
彩度（Chroma）、色の系統を表す色相（Hue）の３属性
がある。そして、この人間の知覚の３属性に基づいた色
空間として、上記ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間がある。この
ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間は、Ｌ^*ａ^*ｂ^*色空間を極座標
に変換した色空間であり、Ｌ^*が明度（明るさ）、Ｃ^*が
彩度（鮮やかさ）、ｈが色相（色の系統）をそれぞれ表
している。ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間では、この３属性を
独立したパラメータとして取り扱うことができる。

【００１３】上記色域変換は、上記ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色
空間において、色相ｈを一定に保ちつつ、明度Ｌ^*と彩
度Ｃ^*の２次元平面上で行うのがよいと一般に言われて
いる。具体的には、色域変換の手法としては、図２１に
示すように、明度Ｌ^*と色相ｈを一定にして、彩度Ｃ^*の
みを圧縮する彩度圧縮法や、図２２に示すように色相ｈ
を一定にして、（Ｌ^*，ａ^*，ｂ）＝（５０，０，０）の
方向へ圧縮を行う明度圧縮法などが知られている。さら
には、色相ｈまでを含めた３次元で圧縮を行う色域変換
として色差における３つの項（明度差、彩度差、色相
差）それぞれに重み（以下、圧縮係数と呼ぶ。）を付
け、その上での色差が最小となるような方向へ色域変換
を行う手法が提案されている。

【００１４】ところで、上述した彩度圧縮法や明度圧縮
法のように、色相ｈを一定にして色域変換を行うと、明
度方向若しくは彩度方向に強く圧縮しなければならず、
次のような問題が発生する。

【００１５】明度Ｌ^*方向の圧縮を行うと、コントラス
トを低下させ画像全体の立体感を失わせる。一方、彩度
Ｃ^*方向の圧縮を行うと、鮮やかさが低下しインパクト
のない画像になってしまう。したがって、色相ｈを一定
にして色域変換を行うと、ＣＧ（Computer Graphic）画
像のように彩度が非常に高く、立体感のある画像に対し
てはその特徴をかなり失わせてしまうことになる。

【００１６】このような特徴を可能な限り失わせないよ
うにするためには、ある程度色相ｈを変化させた色域変
換を行うこととして、明度Ｌ^*方向及び彩度Ｃ^*方向の圧
縮率を小さくしたほうが良いと考えられる。この問題点
を解決するために本発明者によって先の特願平０８−２
３８７６０号において提案された色域変換の手法が、上
述した圧縮係数を付ける手法であり、この手法によれ
ば、明度Ｌ^*、彩度Ｃ^*、色相ｈでバランスよく圧縮を行
うことが可能となる。しかしながら、この手法によれ
ば、色域外のデータがすべて色域の表面上に変換されて
しまい、その結果、同じ方向に圧縮される色はすべて同
じ色にマッピングされ階調性が失われてしまう、という
問題点があった。

【００１７】本発明は、このような実情に鑑みて提案さ
れたものであって、ＤＴＰ等の画像入出力システムにお
ける異種デバイス間でより自然な色再現ができるように
した色域変換方法及び色域変換装置を提供することを目
的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明に係る色域変換方
法は、上記課題を解決するため、出力系の色再現範囲と
入力系の色再現範囲とが異なる場合に、明度方向におけ
るダイナミックレンジの違いについて、所定の関数によ
り色補正を行い、明度・彩度・色相の３次元レベルの圧
縮と明度・彩度の２次元レベルの収縮又は伸張とを組み
合わせた色補正を行うことにより、入力系の色再現範囲
の色を出力系の色再現範囲の色に変換する。

【００１９】色域変換方法においては、明度方向におけ
るダイナミックレンジの違いについて、所定の関数によ
り色補正を行うことにより、画像の低明度での階調性が
保存され、出力デバイスの色域が最大限に利用可能とな
る。また、明度・彩度・色相の３次元レベルの圧縮と明
度・彩度の２次元レベルの収縮又は伸張とを組み合わせ
た色補正を行うことにより、画像の特徴を最大限に保存
することが可能となる。

【００２０】本発明に係る色域変換装置は、上記課題を
解決するため、出力系の色再現範囲と入力系の色再現範
囲とが異なる場合に、明度方向におけるダイナミックレ
ンジの違いについて、所定の関数により色補正を行った
後に、明度・彩度・色相の３次元レベルの圧縮と明度・
彩度の２次元レベルの収縮又は伸張とを組み合わせた色
補正を行うことにより作成された変換テーブルを用い
て、入力系の色再現範囲の色を出力系の色再現範囲の色
に変換する変換処理手段を備える。

【００２１】色域変換装置においては、変換処理手段
が、上記変換テーブルを用いて入力系の色再現範囲の色
を出力系の色再現範囲の色に変換する。

【００２２】本発明者は、色域変換についてはこれまで
に、明度及び彩度の２次元の圧縮方法（特開平０９−０
９８２９８号）及び、明度，彩度，色相の３次元の圧縮
方法（特願平０８−２３８７６０号）に関する発明を提
案した。上記２次元の色域圧縮は高彩度領域の階調性を
重要視した圧縮であり、上記３次元の色域圧縮は画像の
コントラストの低下を防ぎ、立体感のある鮮やかさを保
存できる圧縮である。

【００２３】本発明は、入出力デバイスの違いによる明
度方向のずれの補正（明度方向の１次元の色域変換）
と、上述した２つの色域圧縮方法とを組み合わせて実現
している。さらに、本発明は、上述した２つの色域圧縮
方法を基礎として、さらに発展させた構成としている。
これにより、本発明は、出力デバイスの色域の方が入力
デバイスの色域よりも広い場合にも適用可能となってい
る。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態につき図面を
参照しながら詳細に説明する。本発明は、デバイスプロ
ファイルを作成したり、デバイスインディペンデントカ
ラー（ＤＩＣ）を実現するときの画像変換の際などに利
用されるものである。以後、デバイスプロファイルを作
成することを想定して説明を行う。ここでのデバイスプ
ロファイルとはルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look U
p Table）のモデルを指しているが、本発明の色域変換
方法は、これに限定されるものではなく、物理モデル等
を用いて再現不可能な色をマッピングする際にも適用可
能である。

【００２５】以下に、出力系のデバイスであるＣＭＹ出
力のインクジェットプリンタ（以下、単にプリンタとい
う。）で本発明の色域変換方法を用いた場合について説
明する。具体的には、本発明の色域変換方法は、このプ
リンタのＲＯＭ（Read OnlyMemory）等に格納される逆
方向ルックアップテーブル（ＬＵＴ：Look Up Table）
を作成する際に適用される。すなわち、このプリンタで
は、入力系のデバイスであるモニタ等に表示された画像
を紙に出力する場合に、マイコン等の制御部が上記ＲＯ
Ｍ等に格納された逆方向ＬＵＴに従って色信号の変換処
理を行うことにより、上記モニタ等に表示された画像が
このプリンタの色域内で紙に表現されるようになってい
る。

【００２６】上記逆方向ＬＵＴを作成する場合には、ま
ず予め順方向ＬＵＴを作成する必要がある。そして、す
べての入力系のデバイスに対して、図１に示すように、
順方向ＬＵＴと逆方向ＬＵＴの２方向のＬＵＴを作成す
る。ここで、順方向ＬＵＴとは、デバイスに依存する色
信号（以下、デバイス信号と呼ぶ。）をデバイスに依存
しない色信号（以下、単に色彩信号と呼ぶ。）に変換す
るためのＬＵＴである。また、逆方向ＬＵＴとは、色彩
信号をデバイス信号に変換するためのＬＵＴである。な
お、この実施の形態では、デバイス信号としてＣＭＹの
信号を、色彩信号としてＬ^*ａ^*ｂ^*の信号をそれぞれ用
いることとする。

【００２７】Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号をＣＭＹの信号に変換する
ときに利用される逆方向ＬＵＴを作成する場合、最初
に、ＣＭＹ信号の色空間におけるＣＭＹ信号に対するＬ
^*ａ^*ｂ^*信号を算出して順方向ＬＵＴを作成し、次に、
その順方向ＬＵＴに対する逆方向ＬＵＴのＬ^*ａ^*ｂ^*信
号の値及びＬ^*ａ^*ｂ^*信号に対するＣＭＹ信号の値を逆
変換により算出し、最後に、その逆方向ＬＵＴにおいて
定義されていないＬ^*ａ^*ｂ^*信号に対するＣＭＹ信号の
値を、本発明の色域変換方法を用いて設定する。

【００２８】上記順方向ＬＵＴの作成にあたっては、ま
ず、分光測色器等によりデバイス信号の測定を行う。具
体的には、図２（Ａ）に示すように、ＣＭＹ空間で均等
に配置されたＮ³（Ｎ×Ｎ×Ｎ）等のカラーパッチを用
いて、分光測色器等により各カラーパッチの色彩値（Ｃ
ＩＥ／Ｌ^*ａ^*ｂ^*）の測定を行う。そして、図１に示す
ように、順方向ＬＵＴのＣＭＹ及びＬ^*ａ^*ｂ^*の各欄に
は、各カラーパッチについてのＣＭＹ信号の各成分の値
と、Ｌ^*ａ^*ｂ^*信号の値との対応関係が記載される。す
なわち、順方向ＬＵＴのＣＭＹ及びＬ^*ａ^*ｂ^*の各欄に
は、分光測色器等から出力された各カラーパッチについ
ての測定データそのものが記載されることになる。な
お、上記各カラーパッチについては、どのような配置に
しても構わないが、デバイスの色空間を十分に満たすよ
うな配置とする必要がある。従って、各カラーパッチが
デバイスの色空間を必ずしも十分に満たしていないよう
な配置とされた場合には、順方向ＬＵＴは、分光測色器
等の測定データをもとに補間により算出することで作成
される。

【００２９】逆方向ＬＵＴは、図１に示すように、この
順方向ＬＵＴを逆変換することにより作成することがで
きる。具体的には、測定データをＬ^*ａ^*ｂ^*としたと
き、逆方向ＬＵＴは、例えば図１の右側のＬ^*ａ^*ｂ^*欄
に示すように、０≦Ｌ^*≦１００、−１２８≦ａ^*≦１２
８、−１２８≦ｂ^*≦１２８としたＬ^*ａ^*ｂ^*空間（図２
（Ｂ）参照）をＭ³（Ｍ×Ｍ×Ｍ）に分割し、そのグリ
ッド上のＣＭＹ出力値を保存しているテーブルとなる。
そして、この逆方向ＬＵＴを作成するときに色域変換を
用いる必要が生じる。

【００３０】図３に、上記Ｎ³のカラーパッチを測定し
た場合の分光測色器等の測定データをもとに逆方向ＬＵ
Ｔを作成する処理についてのフローチャートを示す。Ｎ
³のカラーパッチの測定データは、図２（Ａ）に示すよ
うに、ＣＭＹ空間上では均等に配置されているが、この
データを色彩空間Ｌ^*ａ^*ｂ^*上でプロットすると、図２
（Ｂ）に示すように、不規則な配置となってしまう。逆
方向ＬＵＴの作成は、上述のように、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間を
Ｍ³（Ｍ×Ｍ×Ｍ）に分割し、そのグリッド上のＣＭＹ
出力値を求めることにより行う。しかしながら、図２か
らも分かるように、すべてのグリッドが出力デバイスの
色域内となっているわけではないので、ステップＳ１
で、グリッド上のＬ^*ａ^*ｂ^*が出力デバイスの色域内か
どうかの判定を行う。このステップＳ１の判定は、以下
のようにして行う。

【００３１】まず、Ｎ³の測定データをラグランジュ補
間することによって、その疑似測定データを求める。こ
のＮ³の疑似測定データは、図４（Ａ），（Ｂ）に示す
ように、（Ｎ−１）³の６面体で構成される。なお、こ
の６面体は、図４（Ａ）に示すが如く、ＣＭＹ空間では
全く歪みのない立方体であっても、Ｌ^*ａ^*ｂ^*空間では
図４（Ｂ）に示すように、歪んだ６面体となる。

【００３２】次に、この６面体を、図５（Ａ）或いは図
５（Ｂ）に示すように、５個の４面体に仮想的に分割す
る処理を行う。

【００３３】続いて、グリッド上のＬ^*ａ^*ｂ^*が、分割
された４面体のうちのいずれかの４面体に入っているか
否かを判別する。この判別は、以下のようにして行う。

【００３４】図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、入力
のＬ^*ａ^*ｂ^*を点Ｐ（Ｌ^*Ｐ’ａ^*Ｐ’ｂ^*Ｐ）とし、ある
４面体の頂点の座標を（Ｌ^*ｉ’ａ^*ｉ’ｂ^*ｉ）（ｉ＝
０，１，２，３）とした場合、次式数１を用いて点Ｐを
算出することができる。

【００３５】

【数１】

【００３６】すなわち、上記数１において、 α≧０，β≧０，λ≧０,and α＋β＋λ≦１ が成り立てば、点Ｐはその４面体に含まれていることに
なる。従って、分割したいずれかの４面体において上式
が成り立てば、グリッド上の点Ｐ（Ｌ^*ａ^*ｂ^*）は色域
内に含まれていることになるので、グリッド上のＬ^*ａ^*
ｂ^*が出力デバイスの色域内であると判定する。この場
合には、ステップＳ２に進み、どの４面体に含まれてい
るかについて特定して、ステップＳ３に進む。

【００３７】そして、ステップＳ３では、特定した４面
体について、以下のようにして線形補間を行うことによ
り、グリッド上の色彩信号Ｐ（Ｌ^*ｐ，ａ^*ｐ，ｂ^*ｐ）
に対するＣＭＹ空間上のデバイス信号Ｐ（ｃｐ，ｍｐ，
ｙｐ）を算出する。すなわち、図６（Ａ），（Ｂ）に示
すように、ステップＳ２で特定した当該４面体の各頂点
のデバイス信号を（ｃｉ，ｍｉ，ｙｉ）（ｉ＝０，１，
２，３）とすると、グリッド上の色彩信号Ｐ（Ｌ^*ｐ，
ａ^*ｐ，ｂ^*ｐ）に対するＣＭＹ空間上のデバイス信号Ｐ
（ｃｐ，ｍｐ，ｙｐ）は、次式数２を用いて線形補間に
より算出することが可能である。

【００３８】

【数２】

【００３９】従って、この場合には、上式によって算出
した値を次のステップＳ５で図１に示す逆方向ＬＵＴの
ＣＭＹの欄に記載する。

【００４０】一方、上記ステップＳ１で、分割したいず
れの４面体においても上式が成り立たない場合には、グ
リッド上のＬ^*ａ^*ｂ^*の色彩信号Ｐ（Ｌ^*ｐ，ａ^*ｐ，ｂ^*
ｐ）については、出力デバイスの色域外であり、色域変
換を必要とする。従って、この場合には、ステップＳ４
で色域変換処理を行って、この変換処理によって算出さ
れた値を次のステップＳ５で図１に示す逆方向ＬＵＴの
ＣＭＹの欄に記載する。

【００４１】ステップＳ４における色域変換は、まずは
じめに明度方向の違いをべき乗などの関数を使用して色
補正を行う。その後、明度・彩度・色相の３次元の圧縮
と明度・彩度の２次元の圧縮を組み合わせた色補正を行
うようにする。以下に、それぞれ１次元の圧縮、２次元
の圧縮、３次元の圧縮についての説明を行う。

【００４２】「１次元の圧縮：明度の色域変換」この１
次元の圧縮は、デバイスの違いによる明度方向のずれの
補正を行うために、彩度及び色相を一定にして明度につ
いて圧縮又は伸張の処理を行うものである。出力デバイ
スの最大濃度が入力デバイスのそれよりも低いとき、換
言すれば出力デバイスの明度Ｌ^*が入力デバイスのそれ
よりも高いときには、色補正処理の方法によっては黒つ
ぶれが生じてしまい、結果として低明度領域での階調性
が無くなってしまう。逆に、出力デバイスの最大濃度が
入力デバイスの最大濃度よりも高い（明度Ｌ^*が低い）
ときには、出力デバイスは、その色域を最大限に利用し
ない結果となってしまう。

【００４３】この問題を解決するためには、なんらかの
補正を実行することにより、図７に示すように、明度方
向のずれを補正する必要がある。この明度方向のずれの
補正については、図８に示すように、さまざまな関数を
適用することが可能であるが、ここでは特に、ニー（Kn
ee）補正やガンマ（Gamma）補正で用いられるべき乗の
関数を用いて行うのがよい。べき乗関数を用いて圧縮を
行うのであれば、補正前の明度をＬ^*in、補正後の明度
をＬ^*_in、補正後の明度をＬ^*_outとしたとき、 Ｌ^*_out＝（１００−Ｌ^*_min）×（Ｌ^*_in／100）＾γ
＋Ｌ^*_min に変換し出力すればよい。出力デバイスが入力デバイス
よりも最大濃度が低い（明度Ｌ^*が高い）ときには、γ
の値は１．０〜１．３が適当と考えられ、明度方向のず
れが大きい程γの値を大きくすればよい。逆に、出力デ
バイスが入力デバイスよりも最大濃度が高い（明度Ｌ^*
が低い）ときには、γの値は０．７５〜１．０が適当と
考えられ、明度方向のずれが大きい程γの値を小さくす
ればよい。このように、入力デバイスと出力デバイス相
互間の明度方向のずれの補正を行うことにより、黒つぶ
れ等の現象の発生を抑制し、画像の低明度での階調性を
保存することが可能となり、出力デバイスの色域も最大
限に利用することができるようになる。

【００４４】圧縮は、次のように３刺激値を用いて行っ
てもよい。

【００４５】（Ｘ_out）＝func（Ｘ_in） （Ｙ_out）＝func（Ｙ_in） （Ｚ_out）＝func（Ｚ_in） ここで、Ａ_out＝func（Ａ_in）は、 （Ａ_out−Ａmin_o）／（Ａmax_o−Ａmin_o） ＝｛（Ａ_in−Ａmin_i）／（Ａmax_i−Ａmin_i）｝＾γ として定義される関数である。Ａmax_o，Ａmin_o，Ａma
x_i，Ａmin_iは、それぞれ信号の最大値、最小値、入力
信号の最大値、最小値を表している。

【００４６】また、人間の視覚と線形な３刺激値に変換
を行い、次のような圧縮を行ってもよい。

【００４７】（Ｘ_out）^1/3＝func（（Ｘ_in）^1/3） （Ｙ_out）^1/3＝func（（Ｙ_in）^1/3） （Ｚ_out）^1/3＝func（（Ｚ_in）^1/3） これら３刺激値にはすべてＸ，Ｙ，Ｚを使用している
が、他の３刺激値を使用しても構わない。

【００４８】「２次元の圧縮：明度・彩度の色域変換」
本発明の色域変換は、明度・彩度についての２次元の圧
縮が、出力デバイスの色域が入力デバイスの色域よりも
小さい場合と、出力デバイスの色域が入力デバイスの色
域よりも大きい場合の双方に適用される。図９及び図１
０に入力系の色域が出力系の色域よりも大きい場合の２
次元の圧縮について、図１１及び図１２に出力系の色域
が入力系の色域よりも大きい場合の２次元の圧縮につい
て、それぞれ示す。

【００４９】なお、出力デバイスの色域が入力デバイス
の色域よりも小さい場合の処理を、出力系の色域を入力
系の色域まで広げるということから、ここでは２次元伸
張と呼ぶ。また、出力デバイスの色域が入力デバイスの
色域よりも大きい場合の処理を、出力系の色域を入力系
の色域まで縮めるということから、ここでは２次元収縮
と呼ぶ。この２次元収縮及び２次元伸張を行うにあたっ
ては、図９及び図１１に示すように、色相ｈを一定の
下、明度Ｌ^*と彩度Ｃ^*の２次元平面上において、出力系
の色再現範囲の彩度最大値Ｃ^*_maxを有する明度値Ｌ^*_t
h上の点（Ｃ^*_th，Ｌ^*_th）で互いに交差し、上記出力
系の色再現範囲の明度Ｌ^*の最小値Ｌ^*_minを通る第１の
直線ｌ₁と、上記出力系の色再現範囲の明度Ｌ^*の最大値
Ｌ^*_maxを通る第２の直線ｌ₂を用いて入力系の色再現領
域を４分割する。

【００５０】ここで、上述した２直線は、それぞれ出力
系の明度Ｌ^*の最大値Ｌ^*_maxおよび最小値Ｌ^*_minを通
り、ある一点で交わっている。そして、この交点は、彩
度最大値Ｃ^*_maxを有する明度値Ｌ^*_th上の点（Ｃ^*_t
h，Ｌ^*_th）上に位置する。

【００５１】上述した２直線は、次の２式を使って表す
ことができる。

【００５２】第１の直線ｌ₁＝ａ₁×Ｃ＋Ｌ^*_min 第２の直線ｌ₂＝ａ₂×Ｃ＋Ｌ^*_max ａ₁，ａ₂はそれぞれ２直線の傾きであり、 ａ₁＝（Ｌ^*_th−Ｌ^*_min）／Ｃ^*_th ａ₂＝（Ｌ^*_th−Ｌ^*_max）／Ｃ^*_th である。ここで、Ｌ^*_max、Ｌ^*_minは、それぞれ出力系
の明度の最大値と最小値であり、Ｃ^*_maxは出力系の彩
度の最大値、Ｌ^*_thはそのときの明度値である。

【００５３】また、Ｃ^*_thは、 Ｃ^*_th＝Ｃ^*_max×Ｋ（定数、０≦Ｋ≦１） で決定されるパラメータである。

【００５４】従って、上記入力系の色域は、次のように
４分割される。

【００５５】 第１の領域ＡＲ１：ａ₁×Ｃ＋Ｌ^*_min≦ｌ≦ａ₂×Ｃ＋
Ｌ^*_max 第２の領域ＡＲ２：ｌ≧ａ₁×Ｃ＋Ｌ^*_min，ｌ≧ａ₂×
Ｃ＋Ｌ^*_max 第３の領域ＡＲ３：ｌ≦ａ₁×Ｃ＋Ｌ^*_min，ｌ≦ａ₂×
Ｃ＋Ｌ^*_max 第４の領域ＡＲ４：ａ₂×Ｃ＋Ｌ^*_max≦ｌ≦ａ₁×Ｃ＋
Ｌ^*_min そして、ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間に変換された入力色信
号のカラー画像データの値を（Ｌ^*_in，Ｃ^*_in）とし、
圧縮後のカラー画像データの値を（Ｌ^*_out，Ｃ^*_out）
として、上記２直線の式にｌ＝Ｌ^*_in，ｃ＝Ｃ^*_inを代
入して、領域の判別を行う。

【００５６】ここで、判別結果が第１の領域ＡＲ１であ
れば、図１０及び図１２に示すように、そのままの値、
すなわち、 Ｌ^*_out＝Ｌ^*_in Ｃ^*_out＝Ｃ^*_in とする。

【００５７】また、第２の領域ＡＲ２であれば、（Ｌ^*_
min，０）、（Ｌ^*_in，Ｃ^*_in）を通る直線上で伸張若
しくは収縮を行う。この直線上での入力系および出力系
の色再現範囲の最大値をそれぞれ（Ｌ^*_m，Ｃ^*_m）、
（Ｌ^*_p、Ｃ^*_p）とし、領域１との境界上の値を（Ｌ^*_
tmp、Ｃ^*_tmp）とすると、 Ｌ^*_out＝Ｌ^*_tmp＋Ｌ^*_in×（Ｌ^*_p−Ｌ^*_tmp）／（Ｌ
^*_m−Ｌ^*_tmp） Ｃ^*_out＝Ｃ^*_tmp−Ｃ^*_in×（Ｃ^*_p−Ｃ^*_tmp）／（Ｃ
^*_m−Ｃ^*_tmp） となる。

【００５８】また第３の領域ＡＲ３であれば、（Ｌ^*_ma
x、０）、（Ｌ^*_in、Ｃ^*_in）を通る直線上で伸張若し
くは収縮を行う。この直線上での入力系および出力系の
色再現範囲の最大値をそれぞれ（Ｌ^*_m，Ｃ^*_m）、（Ｌ
^*_p，Ｃ^*_p）とし、領域１との境界上の値を（Ｌ^*_tm
p，Ｃ^*_tmp）とすると、 Ｌ^*_out＝Ｌ^*_tmp−Ｌ^*_in×（Ｌ^*_p−Ｌ^*_tmp）／（Ｌ
^*_m−Ｌ^*_tmp） Ｃ^*_out＝Ｃ^*_tmp−Ｃ^*_in×（Ｃ^*_p−Ｃ^*_tmp）／（Ｃ
^*_m−Ｃ^*_tmp） となる。

【００５９】さらに、第４の領域ＡＲ４であれば、（Ｌ
^*_th，Ｃ^*_th）、（Ｌ^*_in，Ｃ^*_in）を通る直線上で伸
張若しくは収縮を行う。この直線上での入力系および出
力系の色再現範囲の最大値をそれぞれ（Ｌ^*_m，Ｃ^*_
m）、（Ｌ^*_p，Ｃ^*_p）とすると、 Ｌ^*_out＝Ｌ^*_th＋Ｌ^*_in×（Ｌ^*_p−Ｌ^*_th）／（Ｌ^*_
m−Ｌ^*_th） （Ｌ^*_in＞Ｌ^*_th） Ｌ^*_out＝Ｌ^*_th−Ｌ^*_in×（Ｌ^*_p−Ｌ^*_th）／（Ｌ^*_
m−Ｌ^*_th） （Ｌ^*_in＜Ｌ^*_th） Ｌ^*_out＝Ｌ^*_in （Ｌ^*_in＝Ｌ^*_th） Ｃ^*_out＝Ｃ^*_th−Ｃ^*_in×（Ｃ^*_p−Ｃ^*_th）／（Ｃ^*_
m−Ｃ^*_th） となる。

【００６０】パラメータＫについては、Ｋを大きくする
と彩度方向の変化を小さくすることができ、Ｋを小さく
することによって明度方向の変化を小さくすることがで
きる。画像出力したときに最適な値は０．５≦Ｋ≦１．
０であり、再現性の良いプリンタほど大きな値を使用す
るのがよい。

【００６１】「３次元の圧縮：明度・彩度・色相の圧
縮」２つの色の知覚的な差を定量的に表したものを色差
ΔＥ^* _abといい、次の数３に示す色差式により表すこと
ができる。

【００６２】

【数３】

【００６３】ここで、ΔＬ^*、ΔＣ^* _ab、ΔＨ^* _abはそれ
ぞれ２つの色の明度差、彩度差、色相差を表しており、
この色差ΔＥ^* _abが小さいほど２つの色が知覚的に差が
小さいことになる。

【００６４】本発明の色域変換方法におけるアルゴリズ
ムは、この通常の色差式における３つの項（明度差、彩
度差、色相差）にそれぞれ重み（以後、圧縮係数と呼
ぶ。）を付け、その上で各色差が最小となるような方向
へ色域圧縮を行う。すなわち色差式を次の数４で表され
る式で仮定した場合に、ΔＥが最小となるような色にマ
ッピングを行う手法である。

【００６５】

【数４】

【００６６】ここで圧縮係数Ｋl，Ｋc，Ｋhについては
値を大きくすることによってその項の属性における圧縮
率が大きくなる。すなわち、この圧縮係数をいろいろと
変化させることにより３属性のうちどの情報を重視して
圧縮するかを決定することができる。３つの圧縮係数の
うちいずれか１つを大きくすることによって１次元的な
圧縮に近づくことになり、同時に２つの圧縮係数を大き
くすることによって２次元的な圧縮に近づくことにな
る。例えば、Ｋlを大きくしていくと明度方向へ、Ｋcを
大きくしていくと彩度方向への圧縮率が大きくなる。ま
た、Ｋｌ，Ｋｃを大きくすることにより色相をなるべく
動かさないで明度、彩度での２次元で圧縮することに近
づく。また、圧縮係数をすべて１にすると通常の式差式
と同等となる。

【００６７】圧縮係数に関しては、 Ｋc≧Ｋh≧Ｋl が適当である。

【００６８】本発明による色域変換は、上述した明度方
向の補正処理である１次元の圧縮を行った後に、 （１）：３次元の圧縮を行い、次に２次元の圧縮を行
う。又は、 （２）：２次元の圧縮を行い、次に３次元の圧縮を行
う。 ことを特徴としている。（１）、（２）の色域圧縮につ
いて図１３を元に具体例を示す。ここで、入力系の色域
は、図１３に示す領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃの和であり、
出力系の色域は領域Ａと領域Ｂの和である。領域Ｄは、
ＬＵＴ作成の際に生じるその他の領域である。入力系の
デバイスとしてモニタを考える場合には、ｓＲＧＢを想
定することがよい。

【００６９】なお、各領域については、 領域Ａ：上記第１の直線ｌ₁より上で上記第２の直線ｌ₂
より下の領域 領域Ｂ：上記領域Ａ以外で出力系の色再現領域に一致す
る入力系の領域 領域Ｃ：入力系の色再現領域で出力系の色再現領域と一
致する領域以外の領域 領域Ｄ：出力系及び入力系の色再現領域以外の領域 と定義される。

【００７０】３次元の圧縮を行い、次に２次元の圧縮を
行う上記（１）の色域変換の方法について、図１４及び
図１５を参照して説明する。この場合は、次の２つの方
法を用いた場合に、入力系のモニタに表示された色をプ
リンタで再現することにおいて良好な結果が得られた。

【００７１】第１の方法としては、図１４に示すよう
に、まず、領域Ｃ，Ｄで出力系の色域を領域（Ａ＋Ｂ）
とした３次元圧縮を行い、次に領域（Ｂ＋Ｃ）を領域Ｂ
へ２次元圧縮（収縮）を行う。

【００７２】第２の方法としては、図１５に示すよう
に、まず、領域Ｂ，Ｃ，Ｄで出力系の色域を領域Ａとし
た３次元圧縮を行い、次に領域（Ｂ＋Ｃ）へ２次元圧縮
（伸張）を行う。

【００７３】２次元の圧縮を行い、次に３次元の圧縮を
行う上記（２）の色域変換の方法について、図１６及び
図１７を参照して説明する。この場合は、次の２つの方
法を用いた場合に、入力系のモニタに表示された色をプ
リンタで再現することにおいて良好な結果が得られた。

【００７４】第１の方法としては、図１６に示すよう
に、まず、領域Ｂを領域（Ｂ＋Ｃ）へ２次元圧縮（伸
張）を行い、次に領域Ｃ，Ｄで出力系の色域を領域（Ａ
＋Ｂ）とした３次元圧縮を行う方法を用いる。

【００７５】第２の方法としては、図１７に示すよう
に、まず、領域Ｂを領域（Ｂ＋Ｃ）へ２次元圧縮（伸
張）を行い、次に領域Ｄで出力系の色域を領域（Ａ＋Ｂ
＋Ｃ）とした３次元圧縮を行う方法を用いる。

【００７６】上述した色域変換方法によれば、色差式に
おける３つの項（明度差ΔＬ^*、彩度差ΔＣ^* _ab、色相差
ΔＨ^* _ab）それぞれに重みをつけた上での色差が最小と
なるような色信号に変換することによって、画像のコン
トラスト、立体感、鮮やかさといった特徴を最大限に保
存することが可能となった。また、色相一定のもとで明
度、彩度の２次元で領域分割を行い、それぞれの領域ご
とに最適な圧縮を行うことにより、彩度の大きい領域で
の階調性を保存することが可能となった。さらに、入力
デバイスと出力デバイス相互間の明度方向のずれの補正
を行うことにより、黒つぶれ等の現象の発生を抑制し、
画像の低明度での階調性を保存することが可能となり、
出力デバイスの色域も最大限に利用することが可能とな
った。

【００７７】したがって、上述した色域変換方法によれ
ば、出力系の色域が入力系よりも小さく、出力系の色域
外の色信号が入力された場合であっても、出力系の色域
に変換する際に、画像のコントラスト、立体感、鮮やか
さといった特徴を最大限に保存することが可能となる。
さらに、出力デバイスの色域が入力デバイスの色域より
も大きい場合であっても、出力系の色域に変換する際
に、画像のコントラスト、立体感、鮮やかさといった特
徴を最大限に保存することが可能となる。

【００７８】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、出力系の色再現範囲と入力系の色再現範囲とが異
なる場合に、明度方向におけるダイナミックレンジの違
いについて、所定の関数により色補正を行い、明度・彩
度・色相の３次元レベルの圧縮と明度・彩度の２次元レ
ベルの収縮又は伸張とを組み合わせた色補正を行うこと
により、入力系の色再現範囲の色を出力系の色再現範囲
の色に変換することとしたので、出力系の色域が入力系
のそれよりも小さく、出力系の色域外の色信号が入力さ
れた場合であっても、出力系の色域に変換する際に、画
像のコントラスト、立体感、鮮やかさといった特徴を最
大限に保存することが可能となる。これにより、ＤＴＰ
等の画像入出力システムにおける異種デバイス間でより
自然な色再現ができるようにしたプリンタ等の出力系デ
バイスを提供することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ルックアップテーブル（ＬＵＴ）について説明
する図であり、順方向ＬＵＴと逆方向ＬＵＴとの関係を
示す。

【図２】色彩値の測定データをＣＭＹ空間上に配置した
場合とＬ^*ａ^*ｂ^*空間上に配置した場合とを比較した図
であり、（Ａ）がＣＭＹ空間上に配置した場合を、
（Ｂ）がＬ^*ａ^*ｂ^*空間上に配置した場合をそれぞれ示
す。

【図３】色彩値の測定データをもとに逆方向ＬＵＴを作
成するまでの処理を説明するフローチャートである。

【図４】Ｎ³の疑似測定データとしての６面体をＣＭＹ
空間上に配置した場合とＬ^*ａ^*ｂ^*空間上に配置した場
合とを比較した図であり、（Ａ）がＣＭＹ空間上に配置
した場合を、（Ｂ）がＬ^*ａ^*ｂ^*空間上に配置した場合
をそれぞれ示す。

【図５】Ｎ³の疑似測定データとしての６面体を５個の
４面体に分割する場合について説明する図である。

【図６】グリッド上のＬ^*ａ^*ｂ^*が、分割された４面体
のうちどの４面体に入っているかを算出する処理を説明
する図である。

【図７】デバイスの違いによる明度方向のずれの補正に
ついて説明する図である。

【図８】明度方向のずれを補正する場合に用いられる関
数を説明する図である。

【図９】入力系の色域が出力系の色域よりも大きい場合
の２次元の圧縮について説明する図である。

【図１０】入力系の色域が出力系の色域よりも大きい場
合の２次元の圧縮について説明する図である。

【図１１】出力系の色域が入力系の色域よりも大きい場
合の２次元の圧縮について説明する図である。

【図１２】出力系の色域が入力系の色域よりも大きい場
合の２次元の圧縮について説明する図である。

【図１３】明度・彩度・色相の３次元レベルの圧縮と明
度・彩度の２次元レベルの圧縮を組み合わせた色補正に
ついて説明する図である。

【図１４】３次元の圧縮を行った後に２次元の圧縮を行
う処理について説明する図である。

【図１５】３次元の圧縮を行った後に２次元の圧縮を行
う処理について説明する図である。

【図１６】２次元の圧縮を行った後に３次元の圧縮を行
う処理について説明する図である。

【図１７】２次元の圧縮を行った後に３次元の圧縮を行
う処理について説明する図である。

【図１８】カラーマネージメントシステムを説明する図
である。

【図１９】デバイスプロファイルを説明する図である。

【図２０】ＣＧモニタの色再現範囲とインクジェットプ
リンタの色再現範囲をそれぞれａ^*−ｂ^*平面上でＬ^*方
向に積分して比較した結果を示す図である。

【図２１】明度、色相を一定にして、彩度のみを落とす
色域変換について説明する図である。

【図２２】色相を一定にして、（Ｌ^*，ａ^*，ｂ^*）＝
（５０，０，０）の方向へ圧縮を行う色域変換について
説明する図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 出力系の色再現範囲と入力系の色再現範
   囲とが異なる場合に、明度方向におけるダイナミックレ
   ンジの違いについて、所定の関数により色補正を行い、 明度・彩度・色相の３次元レベルの圧縮と明度・彩度の
   ２次元レベルの収縮又は伸張とを組み合わせた色補正を
   行うことにより、入力系の色再現範囲の色を出力系の色
   再現範囲の色に変換することを特徴とする色域変換方
   法。
2. 【請求項２】 明度方向におけるダイナミックレンジの
   違いについて、べき乗関数により色補正を行うことを特
   徴とする請求項１記載の色域変換方法。
3. 【請求項３】 上記３次元レベルの圧縮を行った後に、
   上記２次元レベルの収縮又は伸張を行うことを特徴とす
   る請求項１記載の色域変換方法。
4. 【請求項４】上記２次元レベルの伸張を行った後に、上
   記３次元レベルの圧縮を行うことを特徴とする請求項１
   記載の色域変換方法。
5. 【請求項５】 ＣＩＥ／Ｌ^*Ｃ^*ｈ色空間のカラー画像デ
   ータについて、色相ｈを一定の下、明度Ｌ^*と彩度Ｃ^*の
   ２次元平面上において、 出力系の色再現範囲の彩度最大値Ｃ^*_maxを有する明度
   値Ｌ^*_th上の点（Ｃ^*_th，Ｌ^*_th）で互いに交差し、上
   記出力系の色再現範囲の明度Ｌ^*の最小値Ｌ^*_minを通る
   第１の直線と、上記出力系の色再現範囲の明度Ｌ^*の最
   大値Ｌ^*_maxを通る第２の直線で入力系の色再現領域を
   ４分割し、 第１の直線より上で上記第２の直線より下の領域Ａの色
   と、上記領域Ａ以外で出力系の色再現領域に一致する入
   力系の領域Ｂの色と、入力系の色再現領域で出力系の色
   再現領域と一致する領域以外の領域Ｃの色と、出力系及
   び入力系の色再現領域以外の領域Ｄの色とについて、上
   記領域Ａの色はそのままとし、上記３次元レベルの圧縮
   と上記２次元レベルの収縮又は伸張とを組み合わせた色
   補正を行うことを特徴とする請求項１記載の色域変換方
   法。
6. 【請求項６】 上記領域Ｃ及び上記領域Ｄの各色につい
   て、上記領域Ａ及び上記領域Ｂへの上記３次元レベルの
   圧縮を行い、 上記領域Ｂ及び上記領域Ｃの各色について、上記領域Ｂ
   への２次元レベルの収縮を行うことを特徴とする請求項
   ５記載の色域変換方法。
7. 【請求項７】 上記領域Ｂ、上記領域Ｃ、及び上記領域
   Ｄの各色について、上記領域Ａへの上記３次元レベルの
   圧縮を行い、 上記領域Ｂの色について、上記領域Ｂ及び上記領域Ｃへ
   の２次元レベルの伸張を行うことを特徴とする請求項５
   記載の色域変換方法。
8. 【請求項８】 上記領域Ｂの色について、上記領域Ｂ及
   び上記領域Ｃへの２次元レベルの伸張を行い、 上記領域Ｄ及び上記領域Ｃの各色について、上記領域Ａ
   及び上記領域Ｂへの３次元レベルの圧縮を行うことを特
   徴とする請求項５記載の色域変換方法。
9. 【請求項９】 上記領域Ｂの色について、上記領域Ｂ及
   び上記領域Ｃへの２次元レベルの伸張を行い、 上記領域Ｄの色について、上記領域Ａ、上記領域Ｂ、及
   び上記領域Ｃへの３次元レベルの圧縮を行うことを特徴
   とする請求項５記載の色域変換方法。
10. 【請求項１０】 入力系からの入力色信号を出力系の出
    力色信号に変換する色域変換装置において、 出力系の色再現範囲と入力系の色再現範囲とが異なる場
    合に、明度方向におけるダイナミックレンジの違いにつ
    いて、所定の関数により色補正を行った後に、明度・彩
    度・色相の３次元レベルの圧縮と明度・彩度の２次元レ
    ベルの収縮又は伸張とを組み合わせた色補正を行うこと
    により作成された変換テーブルを用いて、入力系の色再
    現範囲の色を出力系の色再現範囲の色に変換する変換処
    理手段を備えたことを特徴とする色域変換装置。