JP2006295709A - 色再現方法及びその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 入力信号値を、効率的かつ高精度に出力機器の色域内の出力信号値に再現することができる色再現方法及びその装置を提供する。
【解決手段】 入力信号を出力信号へ変換するための変換テーブルに基づいて、処理対象の入力信号が出力装置の色再現範囲外であるかどうかを判定する。判定の結果、前記処理対象の入力信号が出力装置の色再現範囲外である場合、該処理対象の入力信号の主成分に基づいて、その処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、色再現装置により、入力装置にて取得された分光反射率データを入力信号として、その入力信号から出力装置における出力信号へ変換する色再現方法及びその装置に関するものである。

従来、デジタルカメラやスキャナ等の入力装置から取得した画像データを、ディスプレイやプロジェクタ、プリンタ等の出力装置で忠実に色再現する場合、３原色説に基づき、条件等色を利用し、入力の三刺激値と出力の三刺激値を一致させる測色的色再現を行ってきた。

一般的には、三刺激値を定量化した空間としてＣＩＥ（国際照明委員会）が既定するＣＩＥ−ＸＹＺ表色系やＣＩＥ−Ｌａｂ表色系が用いられている。図１３は、一般的な測色的色再現システムの流れを示している。

図１３に示すように、デジタルカメラ等のＲＧＢ入力機器によって取得した画像は、デバイスに非依存な色空間であるＸＹＺ色空間やＬ*ａ*ｂ*色空間において画像処理され、ディスプレイやプリンタ等のＲＧＢ（ＣＭＹ）出力機器によって出力される。しかしながら、ＸＹＺ値やＬ*ａ*ｂ*値は、照明光源の影響を受けるため、ある照明光源下においてオリジナル色と再現色のＸＹＺ三刺激値やＬ*ａ*ｂ*値が一致していたとしても、異なる照明光源下では全く異なる値になる場合が存在してしまう。つまり、オリジナル色と再現色は異なる色と知覚されてしまう。

そこで、カラーマネージメント等の分野においては、より忠実な色再現方法として、分光的色再現の実現が望まれている。分光的色再現では、色情報として照明光源を含まない物体の分光反射率そのものを再現する。そのため、任意の照明光源下でもオリジナル色と再現色の色が等しくなる。

この分光的色再現を実現する技術として、マルチバンド入出力技術が期待されている。測色的色再現は、ＲＧＢやＣＭＹ等の３原色に基づく色再現であるのに対して、マルチバンド入出力技術は、４原色以上を用いて物体の色情報を取得し、分光反射率を再現する技術である。入力機器としては、４バンド以上のマルチバンドカメラの開発が進められている（特許文献１）。また、出力機器としても、多原色プロジェクタの開発等や多原色プリンタの実用化によって、マルチバンド出力機器の開発も進められている（特許文献２）。

図１４はマルチバンド入出力機器による分光的色再現システムの流れを示している。

図１４に示すように、分光的色再現システムでは、まず、被写体に対して、マルチバンド入力機器によって、各画素に分光反射率を持つ分光画像を取得する。次に、デバイス及び照明光源に非依存な分光空間において、画像の保存・処理・伝送が行われる。最後に、マルチバンド出力機器によって、分光画像が再現される。

ここで、測色的色再現システムでは、出力機器の色域外の色が入力機器によって入力された場合には、出力機器の色域内の色に置き換えなければならない（以下、マッピングと言う）。このマッピング技術は、測色的色再現システムでは、多くの提案がなされている。

例えば、特許文献３によれば、入力色空間であるモニタの色空間とカラープリンタにおける出力色空間へのマッピングに際して、モニタ上に表示した色を明度（Ｌ）、彩度（Ｃ）、色相（Ｈ）の三次元の色空間に変換し、モニタの明度をプリンタの明度範囲へ圧縮した後、色相毎にＬＣ空間にて最小となる点にマッピングを行っている。

一方、分光的色再現システムでは、分光反射率は可視光領域３８０ｎｍ〜７３０ｎｍを１０ｎｍ毎にサンプリングしたとしても１色に付き３６次元のデータとなり、処理対象となるデータ量が非常に膨大ものとなってしまう。また、入力の分光反射率を完全に再現して出力するためには、３６次元のデータすべてが等しくなければならないが、実際には特別な場合を除いて、３６次元のデータすべてを等しく再現することは、非常に困難である。つまり、３６次元のデータに係る処理では、出力機器の色域外となってしまう。そこで、データ量を削減し、分光反射率の近い色にマッピングすることが分光的色再現システムの課題である。

この課題を解決するため、一般に、分光反射率データに対して主成分分析を行い、分光反射率データを主成分ベクトルとその加算率（以下、主成分係数という）で表すことで、分光反射率のデータ量を削減し、主成分係数の多次元空間において処理をする手法が知られている。ここで、上記した測色的色再現システムでのマッピング処理を主成分係数の多次元空間に適用する手法が考えられる。また、特許文献４においては、主成分係数空間上で、各次元数の主成分係数を等間隔に変化させ、対応する出力信号値から、主成分係数を出力信号値に変換する変換テーブルである、いわゆる、Ｌｏｏｋ−Ｕｐ−Ｔａｂｌｅ（以下、ＬＵＴ（ルックアップテーブル）と言う）を作成し、主成分係数を入力として、それを対応する出力信号値に変換して出力する技術が開示されている。
特開２００１−０８６３８３号公報 特開２００１−０５４１３１号公報 特開２０００−２８７０９６号公報 特開２００２−２５４７０８号公報

ここで、特許文献３のような測色的色再現に用いられる３次元空間でのマッピング処理を主成分係数空間のｎ次元（ｎ＞３）に拡張した場合を考える。この時、測色的色再現で用いられる３次元色空間は、均等色空間であるのに対して、主成分係数空間では、図４に示すように各次元に寄与率が存在し、各次元に含まれる情報量が異なる。そのため、測色的色再現における手法をそのまま適用したのでは、高精度なマッピングが行えない。

また、特許文献４では、ＬＵＴを作成するために、等間隔に配置された主成分係数に対応する出力信号値を全出力信号値から探し出す必要があるため、ＬＵＴ作成には膨大な時間が掛かってしまう。また、出力色域外の色が入力された場合には、どのように処理したらよいか明記されていない。

本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、入力信号値を、効率的かつ高精度に出力機器の色域内の出力信号値に再現することができる色再現方法及びその装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するための本発明による色再現方法は以下の構成を備える。即ち、
色再現装置により、入力装置にて取得された分光反射率データを入力信号として、その入力信号から出力装置における出力信号へ変換する色再現方法であって、
前記入力信号を前記出力信号へ変換するための変換テーブルに基づいて、処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外であるかどうかを判定する判定工程と、
前記判定工程による判定の結果、前記処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外である場合、該処理対象の入力信号の主成分に基づいて、その処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングするマッピング工程と
を備える。

また、好ましくは、前記変換テーブルは、前記入力信号である分光反射率データを主成分ベクトルの加算率で表現し、前記加算率から前記出力信号へ変換するためのテーブルである。

また、好ましくは、前記マッピング工程は、多次元空間において、前記処理対象の入力信号である分光反射率データの主成分ベクトルの寄与率を重みとして設定されるベクトルの方向に、該処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングする。

また、好ましくは、前記マッピング工程で用いるデータを入力するための操作画面を表示部に表示する表示工程と、
前記操作画面を介して入力されたデータを記憶部に記憶する記憶工程とを更に備え、
前記マッピング工程は、前記記憶部に記憶されたデータを用いて、前記処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングする。

また、好ましくは、前記操作画面は、処理対象の入力画像と、該入力画像の処理後の出力画像を表示する表示領域と、前記マッピング工程で用いるデータを入力する入力領域と、前記入力画像と処理後の出力画像の内、マッピング処理が行われた領域についての誤差情報を示す表示領域を備える。

また、好ましくは、前記入力信号を表現する主成分の次元数は、前記出力信号を表現する成分の次元数を越えない。

上記の目的を達成するための本発明による色再現装置は以下の構成を備える。即ち、
入力装置にて取得された分光反射率データを入力信号として、その入力信号から出力装置における出力信号へ変換する色再現装置であって、
前記入力信号を前記出力信号へ変換するための変換テーブルに基づいて、処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外であるかどうかを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定の結果、前記処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外である場合、該処理対象の入力信号の主成分に基づいて、その処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングするマッピング手段と
を備える。

本発明によれば、入力信号値を、効率的かつ高精度に出力機器の色域内の出力信号値に再現することができる色再現方法及びその装置を提供できる。

（実施形態１）
以下、本発明に係る一実施形態である分光的色再現装置の構成例を図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態１の分光的色再現装置を備えるシステムの構成を示すブロック図である。

１は実施形態１の分光的色再現装置である。２は出力部であり、処理後の画像データを出力する。３は入力部であり、分光データ、分光画像データ、主成分ベクトルデータ及び出力色域の分光反射率データ等の各種データを入力する。４は画像バッファであり、入力の画像データ及び処理中の画像データを記憶する。

５は主成分ベクトル記憶部であり、主成分ベクトルを記憶する。６は出力色域記憶部であり、出力装置（例えば、画像出力装置１４やディスプレイ１５）の出力色域データを記憶する。７はデータ量削減処理部であり、主成分ベクトル記憶部５に記憶している主成分ベクトルを用いて、画像バッファ４に記憶している分光画像データのデータ量を削減する。

８は色域内外判定部であり、画像バッファ４に記憶している、データ量が削減された画像データの各画素について、出力色域記憶部６に記憶している出力色域データの内外（色再現範囲外）にあるかどうかを判定する。９はマッピング処理部であり、出力色域外色を出力色域内にマッピング処理する。１０は色変換処理部であり、画像バッファ４に記憶している画像データ（入力信号値）を出力信号値に変換する。

１１はマルチバンドカメラ等の画像入力装置である。１２は分光反射率測定装置である。１３は外部記憶装置であり、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等で実現される。１４はプリンタ等の画像出力装置である。また、プリンタの印刷方式としては、例えば、インクジェット方式、レーザービーム方式、熱転写方式等が挙げられる。１５はＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイである。１６は外部ネットワークである。

尚、分光的色再現装置１は、例えば、パーソナルコンピュータ等の汎用コンピュータに搭載される標準的な構成要素（例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ハードディスク、外部記憶装置、ネットワークインタフェース、ディスプレイ、キーボード、マウス等）を有している。そして、これらの構成要素が、分光的色再現装置１を構成する各種構成要素を、ハードウェア的、あるいはソフトウェア的、あるいはそれらを協調的に動作させて実現する。

＜全体の処理の流れ＞
図２は本発明の実施形態１の分光的色再現装置が実行する処理の全体を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ２０１では、入力部３にて、画像入力装置１１、外部記憶装置１３または外部ネットワーク１６のいずれかより、分光画像データを分光的色再現装置１に入力して、画像バッファ４に記憶する。ステップＳ２０２では、データ量削減処理部７にて、主成分ベクトル記憶部５に記憶している主成分ベクトル（詳細は後述）を用いて、画像バッファ４に記憶している分光画像のデータ量削減処理を実行し（詳細は後述）、その処理結果を画像バッファ４に記憶する。

ステップＳ２０３では、画像出力装置１４の出力色域データを算出し、出力色域記憶部６に記憶する（詳細は後述）。ステップＳ２０４では、画像バッファ４に記憶している画像データに対して、出力色域記憶部６に記憶している出力色域データを用いて、マッピング処理部９にて色域外色を色域内にマッピングし（詳細は後述）、そのマッピング結果を画像バッファ４に記憶する。

ステップＳ２０５では、画像バッファ４に記憶している画像データを色変換処理部１０にて出力信号値へ変換し、その変換結果を画像バッファ４に記憶する。ステップＳ２０６では、画像バッファ４に記憶している色変換処理後の画像データを出力部３にて、画像出力装置１４を用いて出力する。

＜主成分ベクトル＞
主成分ベクトル記憶部５に記憶している主成分ベクトルについて詳細に説明する。

主成分ベクトル記憶部５に記憶している主成分ベクトルは、ある分光反射率データに対して、主成分分析を行って算出した主成分ベクトルである。ここで、主成分分析を行う分光反射率データとして、マクベスカラーチェッカー等のカラーチャート、入力の分光画像データ、出力装置によって出力したパッチ等が考えられるが、これに限定されることはなく用途に応じた分光反射率データであれば何でも良い。

実施形態１では、マクベスカラーチェッカー２４色の分光反射率データに対して、主成分分析を行い、その分析結果を主成分ベクトル記憶部５に記憶する。図３に、実施形態１において主成分分析によって算出した主成分ベクトルの内、第１〜第６主成分ベクトルを示す。

＜データ量削減処理＞
ステップＳ２０２におけるデータ量削減処理について詳細に説明する。

主成分ベクトル記憶部５に記憶している第ｉ主成分ベクトルをｖ_i［ｖ_380,i ｖ_390,i ・・・ ｖ_730,i］^T（ｉ＝１〜ｎ）とすると、主成分係数（主成分ベクトルの加算率）ａ_i（ｉ＝１〜ｎ）を用いて、分光反射率ｏ＝［ｏ₃₈₀ ｏ₃₉₀ ・・・ ｏ₇₃₀］^Tは、下記の式（１）で表される。ここで、Ｔは転置行列を示す。

ここで、ｍ＝［ｍ₃₈₀ ｍ₃₉₀ ・・・ ｍ₇₃₀］^Tは、対象となる分光反射率データの平均値分光反射率である。ｎは使用次元数であり、入力の次元数と等しい。図４は、マクベスカラーチャート２４色の分光反射率データに対して主成分分析を行った時の次元数と寄与率の関係を示している。

寄与率とは、主成分分析によって算出した主成分ベクトルがどの程度分光反射率データに対して情報量を持っているかを示す割合である。図４に示すように、第１主成分の寄与率が最も大きく、第２、第３となるに従って寄与率が小さくなる。そのため、入力の次元数ｎよりも低次の主成分ベクトルまでしか用いなくても、それほど情報量を失わずに入力の分光反射率の高精度な近似が可能となる。また、図４に示すように、所定主成分（ここでは、第７主成分）以降は寄与率がほぼゼロとなり、第６主成分までを用いれば、十分、マクベスカラーチャート２４色の分光反射率を再現できることがわかる。

次に、主成分係数ａ_iの算出方法について詳細に説明する。

例として、第６主成分ベクトルまでを用いて、入力の分光反射率を近似した場合を考える。この時、式（１）は、行列を用いれば、下記の式（２）のように表される。

そして、式（２）によれば、

と表現できる。ここで、主成分係数ａは、擬似逆行列を用いて、下記の式（４）から算出することができる。

よって、主成分係数ａ＝［ａ₁，ａ₂，・・・，ａ₆］^Tの算出が可能となる。この主成分係数ａを用いることで、３６次元のデータからなる分光反射率ｏを６次元で近似することが可能となる。

また、実施形態１では例として、６次元の主成分ベクトルを用いて説明したが、任意の次元数において同様の処理で主成分係数ａを算出することが可能となる。

＜出力色域算出＞
ステップＳ２０３の出力色域算出について、図面を参照して詳細に説明する。

図５は本発明の実施形態１のステップＳ２０３の処理の詳細を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ３０１では、画像出力装置１４の分光反射率データにおける出力色域データを取得する（詳細は後述）。ステップＳ３０２では、ステップＳ３０１にて取得した分光反射率データにおける出力色域データに対して、データ量削減部７にて、上述したデータ量削減処理を行い、主成分係数における出力色域データを算出する。ステップＳ３０３では、ステップＳ３０２にて算出した主成分係数における出力色域データを出力色域記憶部６に記憶する。

ここで、ステップＳ３０１で取得した画像出力装置１４の分光反射率データにおける出力色域データについて詳細に説明する。

例えば、画像出力装置１４が、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）、レッド（Ｒ）、グリーン（Ｇ）の６色を搭載したインクジェットプリンタとし、また出力信号の強度として、０、１、・・・２５５の２５６レベルを出力可能であるとする。この場合、表現可能な色は２５６×２５６×２５６×２５６×２５６×２５６≒約２８兆色となる（実際には、紙面上に打ち込み可能なインク量には上限があるため、このすべてが表現可能なわけではない）。

しかし、このすべての色に対して、分光反射率データを出力・測定することは現実的ではない。そこで、実施形態１では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇの出力信号値を各々０、６４、１２８、１９２、２５５に５分割し、５×５×５×５×５×５＝１５６２５色の出力カラーパッチを、画像出力装置１４を用いて出力し、分光反射率測定装置１２を用いて分光反射率データを取得する。

次に、図６で示すように、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇの出力信号値と主成分係数値（主成分ベクトルの加算率）を対応付け、これを変換テーブルであるＬＵＴとしてＬＵＴ記憶部４に記憶する。この時、６色のインクに対して、６次元の主成分を用いれば、主成分係数値を出力信号値に変換する変換テーブルとして、６対６のＬＵＴを作成することができる。

尚、実施形態１では、出力色域データを算出する構成としたが、これに限定されないのは言うまでもない。例えば、予め算出された出力色域データを読み込む構成にしても構わない。

＜マッピング処理＞
ステップＳ２０４の出力色域内へのマッピング処理について、図面を参照して詳細に説明する。

図７は本発明の実施形態１のステップＳ２０４の処理の詳細を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１では、ステップＳ２０２にて算出し、画像バッファ４に記憶している画像データから画素データとして、その主成分係数値を取得する。ステップＳ４０２では、ステップＳ４０１で取得した主成分係数値が出力色域記憶部６に記憶している出力色域内かどうかを判定する。

出力色域内の場合（ステップＳ４０２でＹＥＳ）、ステップＳ４０４に進む。一方、出力色域外の場合（ステップＳ４０２でＮＯ）、ステップＳ４０３に進み、後述する方法によって、出力色域外の色を出力色域内にマッピングする。

次に、ステップＳ４０４では、処理後の画像データを画像バッファ４に記憶する。ステップＳ４０５では、全画素に対して処理が行われたかどうかを判定する。全画素に対して処理が行われた場合（ステップＳ４０５でＹＥＳ）、処理を終了する。一方、全画素に対して処理が行われていない場合（ステップＳ４０５でＮＯ）、ステップＳ４０１に戻り、未処理画素に対して同様の処理を行う。

次に、ステップＳ４０３における出力色域内へのマッピング処理について詳細に説明する。

図８は出力色域外色の出力色域内へのマッピングについて、簡単のため、第１主成分、第２主成分による２次元主成分係数空間でのマッピングの概要を示している。

図８に示すように、出力色域外色の入力色Ｐ₁（ｕ₁、ｖ₁）は出力色域内の色の中で分光的に最も近い色Ｐ（ｕ，ｖ）にマッピングされなければならない。そこで、入力色Ｐ₁（ｕ₁、ｖ₁）、基準色Ｐ₀（ｕ₀、ｖ₀）（詳細は後述）、マッピング方向ベクトルｏ＝（ｔ₁、ｔ₂）とすると（詳細は後述）、Ｐ（ｕ，ｖ）は、以下の式（５）により算出する。

ここで、→はベクトルを示す、また、ｓは主成分係数空間における外層との交点演算から算出する係数である。

＜基準色＞
実施形態１において、式（５）における基準色は、出力色域の平均値とする。つまり、出力色域の分光反射率データの平均値に対して、式（４）のデータ量削減を行い算出した主成分係数を基準色Ｐ₀（ｕ₀、ｖ₀）とする。しかしながら、これに限定されることなく、例えば、可視光領域で分光反射率が０．５であるデータを基準色としても構わない。つまり、用途に応じて基準色は任意に定めて構わない。

＜マッピング方向ベクトル＞
上述した式（５）におけるマッピング方向ベクトルｏ＝（ｔ₁、ｔ₂）について詳細に説明する。

上述したように、主成分係数空間では低次元の主成分ほど情報量を持つため、出力色域内にマッピングする場合、低次元の主成分ほど情報量を優先的に保存する必要がある。そこで、寄与率ｋと重みｗの関係（重み関数データ）を次式（６）とし、式（５）におけるマッピング方向ベクトル（入力信号である分光反射率データの主成分ベクトルの寄与率を重みとして設定されるベクトル）ｏ＝（ｔ₁、ｔ₂）は、次式（７）のように決定する。

尚、実施形態１におけるｆ（ｋ）は、図９の実線で示すような線形の関数あるいは図９の破線で示すような非線形の関数であっても構わない。つまり、単調減少関数であれば、特に限定されることはない。

ここで、ｕ_max、ｕ_min、ｖ_max、ｖ_minはそれぞれ分光反射率データの第１主成分の最大値および最小値、第２主成分の最大値および最小値であり、ｗ₁、ｗ₂はそれぞれ第１主成分、第２主成分の寄与率ｋ₁、ｋ₂に対応する重みである。

以上、簡単のため第１主成分、第２主成分の２次元主成分係数空間を用いて説明したが、上述した方法を、用いる主成分の次元数まで拡張することで、多次元の主成分係数空間でのマッピング処理を行う。

＜実施形態１の効果＞
以上説明したように、実施形態１によれば、入力の分光反射率を、出力装置を用いて再現する分光的色再現技術において、入力の分光反射率が出力装置の色域外であったとしても、多次元空間の幾何学計算による高速処理が可能となる。また、できるだけ分光反射率の再現精度を保存しながら出力色域内へのマッピング処理を行うことが可能となる。

（実施形態２）
次に、本発明に係る実施形態２である分光的色再現装置の概要について述べる。

実施形態２は、ユーザーインタフェース（操作画面）を用いて、実施形態１における主成分ベクトル、出力色域データ、基準色、及び式（６）におけるｆ（ｋ）を決定し、マッピング処理後の画像と定量値をユーザーインタフェース上で確認しながら処理を行えることを特徴とする。

以下に、本発明に係る実施形態２である分光的色再現装置の構成例を図面を参照して詳細に説明する
図１０は本発明の実施形態２の分光的色再現装置を備えるシステムの構成を示すブロック図である。

５０１は実施形態２の分光的色再現装置である。５０２は出力部であり、処理後の画像データ及びＲＧＢ画像データを出力する。５０３は入力部であり、分光データ及び分光画像データを入力する。５０４は画像バッファであり、入力の画像データ及び処理中の画像データを記憶する。

５０５は主成分ベクトル記憶部であり、主成分ベクトルデータを記憶する。５０６は出力色域記憶部であり、出力装置（例えば、画像出力装置５１９やディスプレイ５２０）の出力色域データを記憶する。５０７はデータ量削減処理部であり、主成分ベクトル記憶部５０５に記憶している主成分ベクトルを用いて、画像バッファ５０４に記憶している分光画像データのデータ量を削減する。

５０８は色域内外判定部であり、画像バッファ５０４に記憶しているデータ量削減された画像データの各画素について、出力色域記憶部５０６に記憶している出力色域の内外にあるかどうかを判定する。５０９はマッピング処理部であり、出力色域外色を出力色域内にマッピング処理する。５１０は色変換処理部であり、画像バッファ５０４に記憶しているマッピング処理後の画像データの各画素について、出力信号値に変換する。

５１１は分光反射率推定部であり、画像バッファ５０４に記憶しているマッピング処理後の画像データから分光画像を推定する。５１２はＵＩ（ユーザーインタフェース）部であり、ユーザーインタフェースを表示する。５１３は誤差算出部であり、画像バッファ５０４に記憶している入力画像と出力画像の誤差を算出する。５１４はマッピング設定記憶部であり、ＵＩ部５１２にて設定されたマッピング設定情報を記憶する。５１５はＲＧＢ算出部であり、分光反射率をデバイスＲＧＢに変換する。

５１６はマルチバンドカメラ等の画像入力装置である。５１７は分光反射率測定装置である。５１８は外部記憶装置であり、ハードディスクやＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ等で実現される。５１９はプリンタ等の画像出力装置である。５２０はＣＲＴやＬＣＤ等のディスプレイである。５２１は外部ネットワークである。

図１１は本発明の実施形態２のユーザーインタフェースの一例である。

６０１は入力画像表示部であり、入力画像を表示する。６０２は入力エディットボックスであり、入力画像への入力先であるパスを入力する。６０３は出力画像表示部であり、処理後の画像を表示する。６０４は設定部であり、マッピング処理を行うための設定を行うための各種コントロールで構成される。

６０５は主成分ベクトルエディットボックスであり、主成分ベクトルデータが記憶されているパスを入力するためのコントロールである。６０６は基準色エディットボックスであり、基準色データが記憶されているパスを入力するためのコントロールである。６０７はマッピング先の重み関数エディットボックスであり、マッピング先の重み関数が記憶されているパスを入力するためのコントロールである。６０８は出力色域エディットボックスであり、出力色域データが記憶されているパスを入力するためのコントロールである。

６０９は誤差表示部であり、誤差を表示する。６１０は画像を入力するための入力ボタンである。６１１は処理を実行するための実行ボタンである。６１２は出力画像を印刷するための印刷ボタンである。

尚、ユーザーインタフェースはＵＩ部５１２にて、ディスプレイ５２０に表示される。また、ユーザーインタフェースの構成は一例であり、本発明に係る処理を実現するための各種データを入力可能な構成であれば、図１１に示す以外のコントロール（例えば、プルダウンメニュー、リストボックス、ラジオボタン、チェックボックス等）を構成できることは言うまでもない。

＜全体の処理の流れ＞
図１２は本発明の実施形態２の分光的色再現装置が実行する処理の全体を示すフローチャートである。

ステップＳ７０１では、入力ボタン６１０が押されたかどうかを判定する。押されていない場合（ステップＳ７０１でＮＯ）、押されるまで待機する。一方、押された場合（ステップＳ７０１でＹＥＳ）、ステップＳ７０２に進む。

ステップＳ７０２では、入力エディットボックス６０２に入力のパスに記憶されている分光画像を入力部５０３にて入力し、画像バッファ５０４に記憶する。ステップＳ７０３では、ステップＳ７０２にて入力した分光画像をＲＧＢ算出部５１５にてデバイスＲＧＢに変換し、出力部５０２にて画像表示部６０１に表示する。

ステップＳ７０４では、実行ボタン６１１が押されたかどうか判定する。押されていない場合（ステップＳ７０４でＮＯ）、押されるまで待機する。一方、押された場合（ステップＳ７０４でＹＥＳ）、ステップＳ７０５に進む。

ステップＳ７０５では、主成分ベクトルエディットボックス６０５に入力のパスに記憶されている主成分ベクトルデータを主成分ベクトル記憶部５０５に記憶する。ステップＳ７０６では、基準色エディットボックス６０６に入力のパスに記憶されている基準色データをマッピング設定記憶部５１４に記憶する。

ステップＳ７０７では、マッピング先の重み関数エディットボックス６０７に入力のパスに記憶されているマッピング先の重み関数データをマッピング設定記憶部５１４に記憶する。ステップＳ７０８では、出力色域エディットボックス６０８に入力のパスに記憶されている出力色域データを出力色域記憶部５０６に記憶する。ステップＳ７０９では、主成分ベクトル記憶部５０５に記憶している主成分ベクトルデータを用いて、実施形態１と同様にデータ量削減処理部５０７にて画像バッファ５０４に記憶している画像データのデータ量削減を行い、画像バッファ５０４に記憶する。

ステップＳ７１０では、の実施形態１と同様に、画像バッファ５０４に記憶している画像データに対して出力色域記憶部５０６に記憶している出力色域データを用いて、マッピング処理部５０９にてマッピング処理を行い、画像バッファ５０４に記憶する。ステップＳ７１１では、画像バッファ５０４に記憶している出力画像データから分光反射率推定部５１１にて分光反射率を推定し、画像バッファ５０４に記憶する。尚、分光反射率は、上記式（３）を用いることで推定できる。

ステップＳ７１２では、ステップＳ７１１にて記憶した出力分光画像データをＲＧＢ算出部５１５にて、デバイスＲＧＢに変換し、出力部５０２にて、出力画像表示部６０３に表示する。この際、出力画像表示部６０３において、マッピング処理を行った画素領域にマークを表示する。ステップＳ７１３では、画像バッファ５０４に記憶した入力画像とステップＳ７１１にて記憶した出力分光画像データに対して誤差を算出し（詳細は後述）、出力部５０２にて誤差表示部６０９に表示する。

ステップＳ７１４では、印刷ボタン６０８が押されたかどうかを判定する。押されていない場合（ステップＳ７１４でＮＯ）、押されるまで待機する。一方、押された場合（ステップＳ７１４でＹＥＳ）、ステップＳ７１５に進む。

ステップＳ７１５では、画像バッファ５０４に記憶しているマッピング処理後の出力画像データに対して、色変換処理部５１０にて出力信号に変換し、出力部５０２にて画像出力装置５１８を用いて画像出力する。

＜誤差表示＞
ステップＳ７１３における誤差表示について詳細に説明する。

入力画像と処理後の出力画像の内、マッピング処理が行われた領域について、誤差の計算が行われることが望ましい。誤差としては、入力の分光反射率と分光反射率推定部５１１にて推定した分光反射率の平均ＲＭＳ誤差（Ｒｏｏｔ Ｍｅａｎ Ｓｑａｕｒｅ Ｅｒｒ）であっても構わないし、平均色差でも構わない。

また、色差の計算にはΔＥ、ΔＥ９４及びΔＥ２０００等を用いても構わないし、照明光源としてＣＩＥ標準補助の光源Ｄ６５やＣＩＥ標準光源Ａであっても構わない。つまり、どんな光源であっても構わない。

さらに、実施形態２において、図１１に示すように、誤差の表示は平均ＲＭＳと平均式差を同時に表示したり、平均ＲＭＳや平均色差だけを表示したりしても構わない。それ以外にも、出力画像表示部６０３上をマウスポインタで指定した画素領域の誤差を表示する構成にしても構わない。

＜実施形態２の効果＞
以上説明したように、実施形態２によれば、入力の分光反射率を、出力装置を用いて再現する分光的色再現技術において、ユーザーインタフェースを用いて、任意の主成分ベクトル、任意の基準色、任意のマッピング先の重み関数及び出力色域等の設定によって、入力の分光反射率が出力装置の色域外であってもマッピング処理が行うことが可能となる。また、マッピング後の画像や定量値を確認しながら処理を行うことが可能となる。

（その他の実施形態）
＜サンプリング間隔＞
上記実施形態では、分光反射率のサンプリング間隔を１０ｎｍとしているが、これに限定されないのは言うまでもない。例えば、５ｎｍであっても構わないし、１ｎｍであっても構わない。つまり、所望の精度を満足するサンプリング間隔であれば、どのようなものでもよい。また、サンプリング範囲についても、上記実施形態では、３８０〜７３０ｎｍの可視光領域にとしているが、これに限定されるものではない。

＜出力信号数＞
上記実施形態では、画像出力装置であるプリンタが使用する記録剤としては、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇの６色インク（あるいはトナー）を用いたが、これに限定されないのは言うまでもない。例えば、それ以上のインク数でも構わないし、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの４色インク（トナー）でも構わない。また、ディスプレイやプロジェクタにおけるＲ、Ｇ、Ｂ信号値でも構わない。

＜データ量削減＞
上記実施形態では、Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋ、Ｒ、Ｇの６色インクに対応させるため、６次元までの主成分を用いて、データ量を削減するとしたが、これに限定されないのは言うまでもない。例えば、６色のインクと３次元までの主成分係数でも構わない。つまり、入力の次元数が出力の次元数を越えない関係を満足できれは、どのような関係でも構わない。また、入力の次元数と出力の次元数が異なる時には、複数の入出力の対応関係が存在する可能性があるが、分光特性、色差、粒状性および階調性等を評価値として、一意に決める構成であれば特に限定されるものではない。

＜入力データ＞
上記実施形態では、入力データとして分光画像データを用いたが、これに限定されないのは言うまでもない。例えば、分光反射率測定装置によって測定された分光反射率データであっても構わないし、分光放射輝度によって測定された分光放射輝度から、分光反射率データを算出しても構わない。

以上、実施形態例を詳述したが、本発明は、例えば、システム、装置、方法、プログラムもしくは記憶媒体等としての実施態様をとることが可能であり、具体的には、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。

尚、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（実施形態では図に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システムあるいは装置に直接あるいは遠隔から供給し、そのシステムあるいは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。

従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明は、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。

その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等の形態であっても良い。

プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＤ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。

その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームページに接続し、該ホームページから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームページからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明に含まれるものである。

また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。

また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。

さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行ない、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。

本発明の実施形態１の分光的色再現装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態１の分光的色再現装置が実行する処理の全体を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１のマクベスカラーチェッカー２４色の分光反射率に対する第１〜第６主成分ベクトルの一例を示す図である。 本発明の実施形態１の主成分の次元数と寄与率の関係を表すグラフである。 本発明の実施形態１のステップＳ２０３の処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１の色域データの形式の一例を示す図である。 本発明の実施形態１のステップＳ２０４の処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の実施形態１のマッピング処理の概念を説明するための図である。 本発明の実施形態１の方向ベクトルを決定するための寄与率と重みの関係を示すグラフである。 本発明の実施形態２の分光的色再現装置を示すブロック図である。 本発明の実施形態２の分光的色再現装置のユーザーインタフェースの一例を示す図である。 本発明の実施形態１の分光的色再現装置が実行する処理の全体を示すフローチャートである。 測色的色再現の流れを示す概念図である。 分光的色再現の流れを示す概念図である。

符号の説明

１ 分光的色再現装置
２ 入力部
３ 出力部
４ 画像バッファ
５ 主成分ベクトル記憶部
６ 出力色域記憶部
７ データ量削減処理部
８ 色域内外判定部
９ マッピング処理部
１０ 色変換処理部
１１ 画像入力装置
１２ 分光反射率測定装置
１３ 外部記憶装置
１４ 画像出力装置
１５ ディスプレイ
１６ 外部ネットワーク
５０１ 分光的色再現装置
５０２ 入力部
５０３ 出力部
５０４ 画像バッファ
５０５ 主成分ベクトル記憶部
５０６ 出力色域記憶部
５０７ データ量削減処理部
５０８ 色域内外判定部
５０９ マッピング処理部
５１０ 色変換処理部
５１１ 分光反射率推定部
５１２ ＵＩ部
５１３ 誤差算出部
５１４ マッピング設定記憶部
５１５ ＲＧＢ算出部
５１６ 画像入力装置
５１７ 分光反射率測定装置
５１８ 外部記憶装置
５１８ 画像出力装置
５１９ ディスプレイ
５２０ 外部ネットワーク

Claims (9)

1. 色再現装置により、入力装置にて取得された分光反射率データを入力信号として、その入力信号から出力装置における出力信号へ変換する色再現方法であって、
   前記入力信号を前記出力信号へ変換するための変換テーブルに基づいて、処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外であるかどうかを判定する判定工程と、
   前記判定工程による判定の結果、前記処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外である場合、該処理対象の入力信号の主成分に基づいて、その処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングするマッピング工程と
   を備えることを特徴とする色再現方法。
2. 前記変換テーブルは、前記入力信号である分光反射率データを主成分ベクトルの加算率で表現し、前記加算率から前記出力信号へ変換するためのテーブルである
   ことを特徴とする請求項１に記載の色再現方法。
3. 前記マッピング工程は、多次元空間において、前記処理対象の入力信号である分光反射率データの主成分ベクトルの寄与率を重みとして設定されるベクトルの方向に、該処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングする
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の色再現方法。
4. 前記マッピング工程で用いるデータを入力するための操作画面を表示部に表示する表示工程と、
   前記操作画面を介して入力されたデータを記憶部に記憶する記憶工程とを更に備え、
   前記マッピング工程は、前記記憶部に記憶されたデータを用いて、前記処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングする
   ことを特徴とする請求項１に記載の色再現方法。
5. 前記操作画面は、処理対象の入力画像と、該入力画像の処理後の出力画像を表示する表示領域と、前記マッピング工程で用いるデータを入力する入力領域と、前記入力画像と処理後の出力画像の内、マッピング処理が行われた領域についての誤差情報を示す表示領域を備える
   ことを特徴とする請求項４に記載の色再現方法。
6. 前記入力信号を表現する主成分の次元数は、前記出力信号を表現する成分の次元数を越えない
   ことを特徴とする請求項１に記載の色再現方法。
7. 入力装置にて取得された分光反射率データを入力信号として、その入力信号から出力装置における出力信号へ変換する色再現装置であって、
   前記入力信号を前記出力信号へ変換するための変換テーブルに基づいて、処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外であるかどうかを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定の結果、前記処理対象の入力信号が前記出力装置の色再現範囲外である場合、該処理対象の入力信号の主成分に基づいて、その処理対象の入力信号を該出力装置の色再現範囲内の色にマッピングするマッピング手段と
   を備えることを特徴とする色再現装置。
8. 色再現装置を制御することによって、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の色再現方法を実行することを特徴とするプログラム。
9. 請求項８に記載されたプログラムが記録されたことを特徴とする記録媒体。

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