JP5111295B2 - 色処理装置およびその方法 - Google Patents

Description

本発明は、色の見えの違いを補正する色処理に関する。

例えばモニタに表示された色と、プリントアウトの色のように、異なるメディア間の色再現を合致させるため、様々な色変換方法が提案されている。例えば、特許文献1は、異なるメディア間における色再現の合致を実現するために、一方のXYZ値を他方のXYZ値に一致させるように、補正因子を補正する手法を提案する。

しかし、XYZ値を一致させても色の見えが合致するとは限らない。何故ならば、国際照明委員会(CIE)が規定する等色関数は、複数の被験者の平均値（言い換えれば、標準観測者の視覚感度や色覚特性）に基づくもので、等色関数には個人差があり、実際に画像を観察した場合、色の見えが合致するとは限らない。

なお、等色関数は光の波長の関数として表される。従って、等色関数の違いを画像上で精度よく補正するには、分光放射輝度の測定データ（以下、分光データまたは分光画像データ）を補正をすることが望ましい。

また、特許文献2は、人の色覚特性の違いに起因する色の見えの違いをなくす技術を開示する。この技術は、例えば、赤と緑の区別が付き難い色覚特性を有する人の色の見えを、標準的な色覚特性の人の色の見え方に近付けるように、HSV色空間上で輝度補正を、RGB色空間上で色補正を行うものである。

特開平6-333001号公報 特開2003-223635公報

本発明は、等色関数の個人差による色の見えの違いを補正することを目的とする。

本発明は、前記の目的を達成する一手段として、以下の構成を備える。

本発明にかかる色処理は、個人の等色関数および基準等色関数を設定し、分光画像データを入力し、前記分光画像データに前記個人の等色関数を適用して得られる色値が、前記分光画像データに前記基準等色関数を適用して得られる色値に近付くように、前記分光画像データを補正することを特徴とする。

本発明によれば、等色関数の個人差による色の見えの違いを補正することができる。

以下、本発明にかかる実施例の色処理を図面を参照して詳細に説明する。

［装置の構成］
図1は実施例の画像処理装置（色処理装置）の構成例を示すブロック図である。

図1において、分光データ取得部11は、分光データを測定する測定部17、および、分光データを記憶する分光データ記憶部18を有する。分光データ取得部11は、被写体の分光画像データを取得することができる。

等色関数設定部12は、個人の等色関数のプロファイルデータを設定するためのもので、次の構成を有する。等色関数記憶部21は、個人の等色関数を記憶する。等色関数データベース(DB)23は、一つ以上の等色関数を記憶する。等色関数選択部22は、等色関数DB23に記憶された等色関数から等色関数を選択する。また、数値設定部24は、等色関数の特徴量を数値設定するためのもので、設定された等色関数は表示部25にグラフ表示される。調整部26は、表示部25に表示されたグラフ上で等色関数の形状を調整するためのユーザインタフェイス(UI)を提供する。

基準等色関数設定部13は、基準等色関数のプロファイルデータを設定するためのもので、基準等色関数を記憶する基準等色関数記憶部31を有する。なお、基準等色関数の設定には、上述した等色関数DB23、等色関数選択部22、数値設定部24、表示部25、調整部26を使用する。

分光画像補正部14は、設定された個人および基準の等色関数に基づき、分光データ記憶部18が記憶する分光画像データを分光データ上で補正するための補正部41、並びに、補正後の分光画像データを記憶する分光補正データ記憶部42を有する。

色信号変換部15は、分光データ記憶部18や分光補正データ記憶部42に記憶された分光画像データをプリンタやモニタなどの出力装置16のデバイス信号に変換し、デバイス信号を出力装置16に出力する。出力装置16は、入力されるデバイス信号に従い画像の表示、または、画像の印刷を実行する。

［処理］
図2は実施例の処理を説明するフローチャートである。

分光データ取得部11は、色変換の対象である、出力装置16に出力する被写体の分光画像データを取得し、取得した分光画像データを分光データ記憶部18に格納する(S11)。なお、処理対象の分光画像データは、測定部17によって新規に測定された分光画像データとは限らず、分光データ記憶部18や様々な記憶メディアに格納された分光画像データで構わない。

等色関数設定部12は、後述する方法により、個人の等色関数（等色関数プロファイルデータ）を設定する(S12)。

基準等色関数設定部13は、設定した等色関数プロファイルデータを色覚特性としてもつ個人の色の見えと、別の個人の色の見えを合致させるために、後述する方法により、別の個人の等色関数プロファイルデータを基準等色関数として設定する(S13)。なお、基準等色関数は、色の見えを合致させる目標であるから、CIEが定める標準観測者の等色関数を指定してもよい。

過去に設定した個人の等色関数プロファイルデータは、個人を識別する番号や記号に関連付けて等色関数DB23に格納することができる。等色関数設定部12や基準等色関数設定部13が設定すべき、個人の等色関数プロファイルデータが等色関数DB23に存在する場合、改めて設定する必要はなく、等色関数DB23から選択すればよい。

図6は個人の等色関数と基準等色関数の設定用のユーザインタフェイス(UI)の一例を示す図で、数値設定部24および調整部26によって表示部25に表示される。

オペレータは、テキストコンボボックス104、101を操作して、個人および基準の等色関数を等色関数DB23から選択する。あるいは、数値入力部105、103を操作して、個人および基準の等色関数を設定する。選択または設定された等色関数は、グラフ表示部102にグラフ表示される。オペレータは、マウスなどのポインティングデバイスを用いてグラフ表示された等色関数の形状を調整することで、等色関数を調整することができる。オペレータは、等色関数の設定および調整が終了すると、OKボタン106を押す。

等色関数の設定および調整が終了すると、分光画像補正部14は、詳細は後述するが、設定された二つの等色関数に基づき、分光データ記憶部18に格納された処理対象の分光画像データを補正し、分光補正データ記憶部42に格納する(S14)。

分光画像データの補正が終了すると、色信号変換部15は、分光補正データ記憶部42に格納された分光画像データを出力装置16のデバイス信号に変換し、デバイス信号を出力装置16に出力する(S15)。なお、分光画像データから出力装置16のデバイス信号への変換は、任意の方法で行えばよい。例えば、出力装置16がRGB入力のモニタの場合、分光画像データとモニタのデバイスRGB値の対応が記述されたルックアップテーブル(LUT)を用いてデバイスRGB信号を得ればよい。あるいは、モニタに入力するR、GまたはB値と、モニタが発光する分光データの関係が記述されたテーブルから、分光画像データを再現するRGB値を探索して、デバイスRGB信号を得てもよい。なお、分光画像データからデバイスの色信号への変換は、RGB信号など三色への変換に限らず、デバイスに応じて任意の色数への変換を行えばよい。

●等色関数プロファイルデータの設定
図3は等色関数プロファイルデータの一例を示す図で、等色関数プロファイルデータは波長とXYZそれぞれの感度特性の関係を示す。等色関数プロファイルデータの設定は、以下の何れかの方法によって行う。

第一の方法は、等色実験などを行って得た等色関数プロファイルデータを等色関数DB23に格納しておく。そして、オペレータが等色関数選択部22を操作して、等色関数DB23から必要な等色関数プロファイルデータを選択し、選択された等色関数プロファイルデータを等色関数記憶部21に格納する方法である。図4は等色関数プロファイルデータの一例を示す図で、波長に対するXYZそれぞれの感度データが記述されている。

第二の方法は、オペレータが数値設定部24を操作して、等色関数の特徴量を数値によって設定する。図5は等色関数の特徴量の一例を示す図で、x、y、zそれぞれの等色関数のピークの位置、高さ、半値幅などを設定する。設定された数値は、等色関数プロファイルデータとして等色関数記憶部21に格納される。

第三の方法は、表示部25に特色関数をグラフ表示して、調整部26により等色関数の形状を調整する方法である。つまり、表示部25および調整部26は、マウスやキーボードなどによって等色関数の形状を調整するUIとして機能する。調整された等色関数は、等色関数プロファイルデータとして等色関数記憶部21に格納される。

●分光画像補正部
図7は分光画像補正部14の処理を説明するフローチャートである。

分光画像補正部14は、個人の等色関数および基準等色関数を入力し(S21)、分光画像データを入力して分光補正データ記憶部42に格納する(S22)。

次に、分光画像補正部14は、分光補正データ記憶部42に格納した分光画像データから、ラスタ順に、一画素分の分光データを取り出す(S23)。そして、基準等色関数と分光データに基づき、式(1)によって、基準等色関数を適用した場合の注目画素の色値（例えばXYZ値XrYrZr）を計算する（第一の計算）(S24)。
Xr = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰xr(λ)×R(λ)
Yr = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰yr(λ)×R(λ) …(1)
Zr = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰zr(λ)×R(λ)
ここで、xr(λ)yr(λ)zr(λ)は基準等色関数、
R(λ)は分光データ、
Σ_λ=380 ⁷⁸⁰は380nmから780nmの総和演算を表す。

次に、分光画像補正部14は、個人の等色関数と分光画像データに基づき、式(2)によって、個人の等色関数を適用した場合の注目画素の色値（例えばXYZ値XpYpZp）を計算する（第二の計算）(S25)。
Xp = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰xp(λ)×R(λ)
Yp = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰yp(λ)×R(λ) …(2)
Zp = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰zp(λ)×R(λ)
ここで、xp(λ)yp(λ)zp(λ)は個人の等色関数。

次に、分光画像補正部14は、二つの計算結果XpYpZpとXrYrZrの差分の絶対値を計算する(S26)。
Mx = |Xp - Xr|
My = |Yp - Yr| …(3)
Mz = |Zp - Zr|

次に、分光画像補正部14は、差分の絶対値Mx、My、Mzと閾値aを比較する(S27)。そして、差分の絶対値が一つでも閾値th以上（Mx≧th、My≧thまたはMz≧th）の場合、分光補正データ記憶部42に格納された注目画素の分光データを補正する(S28)。なお、この分光データの補正は、差分の絶対値Mx、My、Mzの和または差分Xp-Xr、Yp-Yr、Zp-Zrに基づき行う。そして、処理をステップS25に戻す。

分光画像データの補正は、XpYpZp値がXrYrZr値に近付くように、分光データR(λ)を調整するものである。分光データの調整は、差分の絶対値Mx、My、Mzの和が最小になるように波長域全体の分光画像データを調整することが好ましい。しかし、例えば差分の絶対値Mxが大きい場合は、等色関数x(λ)のピーク近傍の波長に対応する分光データを差分Xp-Xrに応じて調整するような方法でもよい。

他方、差分の絶対値がすべて閾値th未満（Mx＜th、My＜thかつMz＜th）の場合、分光画像補正部14は、処理をステップS29に進める。あるいは、ステップS24で計算したXrYrZr値と、ステップS25で補正後の分光データから計算(S25)したXpYpZp値の差分の絶対値がすべて閾値th未満の場合、分光画像補正部14は処理をステップS29に進める。そして、分光画像データの全画素に上記の補正処理を適用したか否かを判定し(S29)、全画素に上記の補正処理を適用するまで、ステップS23からS28の処理を繰り返す。

このように、個人の等色関数と基準等色関数を設定し、分光データから、個人の等色関数によってXpYpZp値を計算し、基準等色関数によってXrYrZr値を計算する。そして、XpYpZp値とXrYrZr値が一致する（または差分が所定の閾値未満になる）ように、分光画像データの各画素に対応する分光データを調整した分光補正データからなる分光画像データを生成する。従って、設定した個人の等色関数に対応する個人が分光補正データに基づき表示または印刷された画像を観察した場合の色の見えを、基準に設定した色覚特性または標準の色覚特性をもつ個人が観察した場合の色の見えに、より正確に近付けることができる。

以下、本発明にかかる実施例2の色処理を説明する。なお、実施例2において、実施例1と略同様の構成については、同一符号を付して、その詳細説明を省略する。

図8は実施例2における分光画像補正部14の処理を説明するフローチャートである。

分光画像補正部14は、個人の等色関数および基準等色関数を入力し(S31)、分光画像データを入力して分光補正データ記憶部42に格納する(S32)。

次に、分光画像補正部14は、個人の等色関数と基準等色関数の比を計算する(S33)。
kx(λ) = xr(λ)/xp(λ)
ky(λ) = yr(λ)/yp(λ) …(4)
kz(λ) = zr(λ)/zp(λ)

次に、分光画像補正部14は、式(4)で計算した比を用いて、式(5)により、分光画像データの各分光データを補正して分光補正データにする(S34)。例えば、Xの見えを一致させたい場合、式(5)のように補正する。
R'(λ) = R(λ)・kx(λ) …(5)
ここで、R(λ)は補正前の分光データ、
R'(λ)は補正後の分光データ。

式(6)に示すように、個人の等色関数xp(λ)と、補正された分光データR'(λ)を用いて計算されるX値は、基準等色関数xr(λ)と補正前の分光データR(λ)を用いて計算されるX値と一致する。
X = Σ_λ=380 ⁷⁸⁰xp(λ)×R'(λ)
= Σ_λ=380 ⁷⁸⁰xp(λ)×R(λ)・kx(λ)
= Σ_λ=380 ⁷⁸⁰xr(λ)×R(λ) …(6)

また、XYZすべての見えを一致させたい場合は、式(7)のように補正する。なお、必要に応じて、式(7)の補正後、微調整を加えてもよい。
R'(λ) = R(λ)・{kx(λ)×ky(λ)×kz(λ)} …(7)

このように、個人の等色関数と基準等色関数を比に基づき、分光画像データの各画素に対応する分光データを補正する。従って、設定した個人の等色関数に対応する個人が分光補正データに基づき表示または印刷された画像を観察した場合の色の見えを、基準に設定した色覚特性または標準の色覚特性をもつ個人が観察した場合の色の見えに、より正確に近付けることができる。

［他の実施例］
なお、本発明は、複数の機器（例えばコンピュータ、インタフェイス機器、リーダ、プリンタなど）から構成されるシステムに適用しても、一つの機器からなる装置（例えば、複写機、ファクシミリ装置、制御装置など）に適用してもよい。

また、本発明の目的は、上記実施例の機能を実現するコンピュータプログラムを記録した記録媒体または記憶媒体をシステムまたは装置に供給する。そして、そのシステムまたは装置のコンピュータ（CPUやMPU）が前記コンピュータプログラムを実行することでも達成される。この場合、記録媒体から読み出されたソフトウェア自体が上記実施例の機能を実現することになり、そのコンピュータプログラムと、そのコンピュータプログラムを記憶する、コンピュータが読み取り可能な記録媒体は本発明を構成する。

また、前記コンピュータプログラムの実行により上記機能が実現されるだけではない。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、コンピュータ上で稼働するオペレーティングシステム(OS)および/または第一の、第二の、第三の、…プログラムなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

また、前記コンピュータプログラムがコンピュータに接続された機能拡張カードやユニットなどのデバイスのメモリに書き込まれていてもよい。つまり、そのコンピュータプログラムの指示により、第一の、第二の、第三の、…デバイスのCPUなどが実際の処理の一部または全部を行い、それによって上記機能が実現される場合も含む。

本発明を前記記録媒体に適用する場合、その記録媒体には、先に説明したフローチャートに対応または関連するコンピュータプログラムが格納される。

実施例の画像処理装置の構成例を示すブロック図、 実施例の処理を説明するフローチャート、 等色関数プロファイルデータの一例を示す図、 等色関数プロファイルデータの一例を示す図、 等色関数の特徴量の一例を示す図、 個人の等色関数と基準等色関数の設定用のユーザインタフェイスの一例を示す図、 分光画像補正部の処理を説明するフローチャート、 実施例2における分光画像補正部の処理を説明するフローチャートである。

Claims (7)

1. 個人の等色関数および基準等色関数を設定する設定手段と、
   分光画像データを入力する入力手段と、
   前記分光画像データに前記個人の等色関数を適用して得られる色値が、前記分光画像データに前記基準等色関数を適用して得られる色値に近付くように、前記分光画像データを補正する補正手段とを有することを特徴とする色処理装置。
2. さらに、前記補正手段によって補正された分光画像データを出力装置のデバイス信号に変換する変換手段を有することを特徴とする請求項1に記載された色処理装置。
3. 前記補正手段は、前記分光画像データの画素に対応する分光データに前記個人の等色関数を適用して色値を計算する第一の計算手段と、
   前記分光データに前記基準等色関数を適用して色値を計算する第二の計算手段と、
   前記第一と第二の計算手段の計算結果の差分に基づき、前記分光データを調整する調整手段とを有することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された色処理装置。
4. 前記補正手段は、前記個人の等色関数と前記基準等色関数の比に基づき、前記分光画像データの画素に対応する分光データを補正することを特徴とする請求項1または請求項2に記載された色処理装置。
5. 個人の等色関数および基準等色関数を設定し、
   分光画像データを入力し、
   前記分光画像データに前記個人の等色関数を適用して得られる色値が、前記分光画像データに前記基準等色関数を適用して得られる色値とに近付くように、前記分光画像データを補正することを特徴とする色処理方法。
6. 画像処理装置を制御して、請求項1から請求項4の何れか一項に記載された色処理装置の各手段として機能させることを特徴とするプログラム。
7. 請求項6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コンピュータが読み取り可能な記録媒体。

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