JPH0318179A - 色変換方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、或る表色系の色信号を他の表色系の色信号
に変換する色変換方法に関し、特に高精度の色再現性を
実現した色変換方法に関するものである． ［従来の技術］ 一般に、カラー画像の入力装置においては、補色系の色
フィルタを介したカラーイメージセンサ等で光電変換を
行い、例えば補色系の色信号を得ている．しかし、この
色信号を原色系のＲ〈赤〉、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の色信
号に変換したり、又は、ハードコピーとして出力するた
めに、ＲＧ　Ｂｆｆｉ号から更にＹ（黄）、Ｍ（マゼン
タ）、Ｃ（シアン）等の他の色信号に変換する場合、表
色系を変換する必要がある． 第５図は、例えば『画像電子学会誌」（第１２巻、第４
号、１９８３年）の「カラー光電変換」（第２６５頁〜
第２７１頁）の第２６８頁に記載された一般的な光電変
換系を示すＩＩＩ戒図である． 図において、カラー原稿（１）には光源（２）の光が照
射され、カラー原稿（１）の照射面醐にはロツドレンズ
アレイ（３）が配置されている．ロッドレンズアレイ（
３）の結像面には、ＣＣＤ（Ｃ　ｈａｒｇｅ　Ｃ　ｏｕ
ｐｌｅｄ　Ｄ　ｅｖｉｃｅ）からなるラインセンサチッ
プ（４）が配置され、このラインセンサチップ（４）は
、セラミック基板（５）上に配列されている． 第６図はラインセンサチップ（４）上で光電変換を行う
受光部の配列を示す説明図である．図において、Ｗ（白
）に対応する受光部（４Ｈ）には色フィルタが無く、Ｙ
（黄）に対応する受光部（４Ｙ）の表面には黄色の色フ
ィルタが設けられ、Ｃ（シアン）に対応する受光部（４
Ｃ〉の表面にはシアンの色フィルタが設けられている． 次に、第５図及び第６図に示した光電変換系の動作につ
いて説明する． カラー原稿（１）上のカラー画像は、光源（２）により
照明され、ロッドレンズアレイ（３〉を通して、ライン
センサチップ（４〉上に等倍の正立実像として結像され
る．ラインセンサチップ（４）上の各受光部（４−）、
（４Ｙ）、（４Ｃ）は、色フィルタにより分離された各
色成分を示す電気信号を、ｗ，ｙ，ｃの色信号として出
力する。

次に、こうして得られたＷ．Ｙ．Ｃの色信号に基づいて
、Ｒ．Ｇ．Ｂの原色系の色信号を得るための、従来の色
変換方法について説明する．ＲＧＢ信号の値は、例えば
川上元郎他のｌｉ集による「色彩の事典Ｊ（朝倉書店、
１９８７年）の第２８頁に記載されているように、 Ｒ＝　Ｓ　Ｓ（λ）ｒ（λ）ｄλ Ｇ＝　Ｓ　Ｓ（λ）ｇ（λ〉ｄλ　　　　　　・・・■
Ｂ＝　ｉ　Ｓ（λ）ｂ（λ）ｄλ で表わされる．但し、Ｓ（λ）はカラー原稿（１）がら
の反射光の分光エネルギ分布であり、ｒ（λ）、ｇ（λ
）、ｂ（λ）は、ＲＧＢのそれぞれに対する等色関数で
ある． 従って、ラインセンサチップ（４）の分光特性が、？−
　ｙ．ｃの各色信号に対し、 Ｗ＝ｃ．［ｒ（λ）十ｇ（λ）＋ｂ（λ）］Ｙ＝ｃ２［
ｒ（λ）＋ｇ（λ）］　　　　　・・・■Ｃ　＝　ｃ　
，［ｇ　（λ〉＋ｂ（λ〉１但し、Ｃ　ｌ■　Ｃ　＊　
：定数 を満足する場合は、Ｒ，Ｇ．Ｈの値は、Ｒ　＝　Ｗ　−
　１．１２ｃ Ｇ　＝　Ｙ　＋１．ｌ２Ｃ−Ｗ　　　　　　　　　・・
・■Ｂ　＝Ｗ−　Ｙ で表わされる．この一次変換式■により、カラー原稿（
１〉上の色をＷＹＣ信号から原色系のＲ　Ｇ　Ｂ信号に
変換することができる． 尚、色空間としては、上述したようなＷＹＣ空間、ＲＧ
Ｂ空間及びＹＭＣ空間の他に、二次元の色座標にし１（
輝度）座標を付加したＬ”ａ’ｂ”空間及びＬ”ｕ”ｖ
”空間等、種々あるが、他の表色系の色信号に変換する
場合も、同様の一次変換式が用いられる． ［発明が解決しようとする課題］ 従来の色変換方法は以上のように、一次変換することに
より、他の表色系の色信号例えばＲＧＢ信号を得ている
．しかしながら、カラーイメージセンサ等のラインセン
サチップ（４）の分光特性は、各受光部（４Ｙ）及び（
４Ｃ）に設けられた色フィルタの分光特性と受光素子の
分光感度特性とによって決定するため、等色間数ｒ（λ
）、ｇ（λ）、ｂ（λ）からずれている．従って、ライ
ンセンサチップ（４）の分光特性が■式で表わされるこ
とはほとんどなく、一次変換式■により高精度の色再現
性を実現することは困難である． このような問題点を解決するため、例えば、特願昭６２
−３３２５３５号明細書に記載されているように、各色
空間を有限な小空間に分割し、それぞれの小空間に対し
て異なる一次変換式を適用する方法が考えられる．しか
し、この方法においては、各小空間が立方体であるうえ
一次変換式を用いているので、隣接する小空間の境界部
に不連続部が生じ、境界部の原稿色を再現する際に、不
連続部による疑似輪郭が発生するという問題点があった
．この発明は上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、疑似輪郭を生じることなく、高精度の色再
現性を実現した色変換方法を得ることを目的とする． ［課題を解決するための手段］ この発明に係る色変換方法は、第１の表色系を示す第１
の色空間から第２の表色系を示す第２の色空間に変換す
る写像をそれぞれｎ点について設定するステップと、第
１の色空間を、ｎ点のうちの各４点を頂点として、互い
に重なることなく且つ第１の色空間内の任意の点を必ず
含むような複数の第１の四面体に分割するステップと、
第１の表色系に従った任意の色信号を第１の色空間内の
任意の点に対応させるステップと、任意の点を含む第１
の四面体を選択するステップと、第１の四面体に対応し
た第２の色空間丙の第２の四面体に対する任意の点に対
応する写像点を線形演算により求めるステップと、を備
えたものである．［作用］ この発明においては、第１の色空間から第２の色空間へ
の写像をｎ点について予め与えておき、四面体分割アル
ゴリズムを導入して第１の色空間をｎ点を頂点とした複
数の第１の四面体に分割し、第１の四面体内の任意の点
を、写像によって対応させた第２の色空間内の第２の四
面体内の写像点に変換し、この写像点の座標を線形演算
によって求め、これを第２の表色系の色信号として出力
することにより色再現性を向上させる． 『実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する．第１
図はこの発明の一実施例を示すフローチャート図、第２
図はこの発明を実現するための回路構戒を示すブロック
図、第３図は第１及び第２の色空間を示す説明図、第４
図は第１及び第２の四面体を示す説明図である．尚、こ
の発明に適用される光電変換系のｉｔ或は、第５図及び
第６図に示した通りである． いま、第３図のように、異なる表色系からなる任意の２
つの色空間を考え、ＸＹＺ空間を第１の色空間、ζξψ
空間を第２の色空間とする．ここで、ＸＹＺ空間はＷＹ
Ｃ空間に対応し、ζξψ空間はＲＧＢ空間に対応すると
考えることができる，各色空間内で取り得る座標の上限
値は、第５図に示した光源（２）の照度やラインセンサ
チップ（４）の感度等によって与えられる．従って、各
色空間は、上限値Ｘ麟、Ｙ鯖、Ｚｓ、ζＬξ輪、ψ一に
より、第１の立方体Ｖ及び第２の立方体Ｗとして画成さ
れる． 例えば、ラインセンサチップ（４）からの色信号が８ビ
ットにＡＤ変換されるとすると、第５図及び第６図の光
電変換系から出力されるＷＹＣ信号の取り得る範囲は０
〜２５５となる．従って、いかなる色のカラー原稿（１
）を読み取っても、その色信号に対応するＸＹＺ空間内
の点Ｐは、 Ｖ　（（Ｘ．Ｙ．Ｚ）　ｌ　ｏ＝ｘ＝ｘ　ｍ，０５Ｙ３
Ｙｍ，０≦２≦Ｚ　Ｍｌで表わされる第１の立方体Ｖ内
の座標（Ｘ，Ｙ，Ｚ）に含まれることになる．同様に、
ＸＹＺ空間内の点Ｐに対応するζξψ空間内の点Ｑは、 Ｗ｛（ζ，ξ．φ）１０≦ζ≦ζ輸，０≦ξ≦ξ請．０
≦ψ≦ψ輸｝で表わされる第２の立方体Ｗ内の座ｉｌｌ
（ζ．ξ，ψ）に含まれることになる． 従って、第１図に示すように、まず、各立方体Ｖ及びＷ
に対して、ＸＹＺ空間からζξψ空間へのｎ点の写像（
Ｘ．，Ｙ．．Ｚ．　→ζ，．ξ１．ψ＋　：　ｉ　＝　
ｌ〜ｎ）を設定する（ステップＳ１）． この写像は、■式のような単純な一次変換でもなく、又
、解析的関数系に従う変換でもなく、以下のように求め
られる． 即ち、標準サンプルとなるｎ色の色票を用意して、分光
光度計等を用いて各色票の分光反射特性を測定する．例
えば、ｉ番目の色票の分布反射特性から分光エネルギ分
布Ｓ（λ）のデータを求め、このデータからの式を用い
てＲＧＢの値を求めると、このＲＧＢ値は、ζξψ空間
での色票の位置座標を示す点Ｑ，に対応する． 一方、同じｉ番目の色票を前述のようにラインセンサチ
ップ（４）を用いて読み取り、得られた色信号を＋　Ｘ
ＹＺ空間での色票の位置座標を示す点Ｐ．とする． 以上の操作を繰り返して、ｉ（＝１〜ｎ〉番目の色票の
色信号を順次読み取っていくと、 Ｐ　，（Ｘ．，Ｙ．，Ｚ．）→Ｑ．（ζ１ξｉψＩ）に
変換する写像がｎ点について求められ、ステップＳ１が
終了する．この写像は、逆に、Ｑ．→Ｐ１の変換にも用
いることができる．又、このとき、用いられる色票の種
類数ｎは、代表的なカラー及び白黒を含む数種類が最低
限必要であり、実用的な変換精度を確保するためには、
１００〜ｚｏｏｓ類程度が必要である． 次に、ＸＹＺ空間即ち第１の立方体Ｖを、ｎ点のうちの
各４点を頂点とする複数の第１の四面体Ｔに分割する（
ステップＳ２）． このとき、各四面体Ｔは、互いに重なることなく且つ第
１の立方体Ｖ内の任意の点を必ず含むように画成される
。

又、第４図のように、複数の第１の四面体Ｔｐのうちの
１つの各項点をＡ〜Ｄとすれば、ステップＳｌで得られ
た写像に従って、第２の立方体Ｗ内にも、第１の四面体
Ｔｐに対応して、各４点Ｅ〜Ｈを頂点とする第２の四面
体ＵＱが画成される．次に、カラー原稿（１）から任意
の色を読み取ったと仮定して、第１の表色系に従った或
る色信号を選択し、これをＸＹＺ空間内の任意の点Ｐに
対応させる（ステップＳ３）． そして、第１の立方体Ｖ内の任意の点Ｐが、複数の第１
の四面体Ｔのうちのどれに含まれるかを判断し、第４図
のように、任意の点Ｐを含む第１の四面体Ｔ．（フＰ）
を選択する（ステップＳ４〉．このとき，複数の第１の
四面体Ｔは、ステップＳ２において互いに重なり合わな
いように設定されているため、第１の四面体Ｔｐは一意
的に決定される． 次に、第１の四面体Ｔｐの頂点をＡ〜Ｄとし、を満たす
係数α、β、γを求める（ステップＳ５）。

このとき、前述のように、第１の四面体Ｔ，に対応する
第２の四面体Ｕ０の頂点Ｅ〜Ｈは、ステップＳ１におい
て設定されたｎ点の写像に含まれるため、頂点Ａ−Ｄ（
第１の四面体Ｔ．）は頂点Ｅ〜Ｈ（第２の四面体Ｕ．）
に写像される。

又、各四面体Ｔ，及びＵ．の内部が線形であると仮定ス
ルト、ＸＹＺ空間ノ任意ノ点Ｐ　（ｘｐ，ｙｌＰ，ｚｐ
）からζξψ空間に写像された点Ｑ（ζＱ，ξｑ，ψＱ
）は、 ＥＱ−αＥＦ＋βＥＣ＋γＥｌ＋　　　　　　　　・・
・■を満たすことになる。従って、線形演算に基づく■
式から、変換後のζξψ空間内の第２の四面体Ｕ．に対
する写像点Ｑを求めることができる（ステップＳ６）． 以上の操作は、第２図のように、ＸＹＺ空間及びζξψ
空間の各座標値に対応して設けられた複数のＬＵＴ（ル
ックアップテーブル）＜２１）〜（２３）により実行さ
れる，　Ｌ　Ｕ　Ｔ　（２１）　〜（２３）は、ｎ点に
対応した写像が格納されたＲＯＭで構成され、デジタル
信号からなるＸＹＺ値をζξψ値を出力するようになっ
ている． 従って、Ｌ　Ｕ　Ｔ　（２１）〜（２３）は、上述のよ
うにして得られた写像点Ｑを、任意の点Ｐをζξψ空間
に写像させた点として出力する（ステップＳ７）．この
とき、ステップＳ１の測定によって求められたｎ点につ
いては、測定値通りの出力値ζξψが得られるので、ノ
イズ成分を無視すれば色差はＯとなり、従来の一次変換
と比べて色再現性が著しく向上する． 又、各四面体Ｔ及びＵの内部を線形であると仮定して、
ＸＹＺ空間内の各点Ｐに対するζξψ空間内の写像（変
換）点Ｑを求めているので、各四面体の境界面における
連続性が常に確保される６従って、従来のように境界部
の不連続性により疑似輪郭が発生することはなく、変換
された色信号を高精度に再現することができる。

尚、第１及び第２の色空間となるＸＹＺ空間及びζξψ
空間は、それぞれＷＹＣ空聞及びＲＧＢ空間等に限らず
、どのような色空間であっても同等の効果を奏すること
は言うまでもない．［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、第１の表色系を示す第
１の色空間から第２の表色系を示す第２の色空間に変換
する写像をそれぞれｎ点について設定するステップと、
第１の色空間を、ｎ点のうちの各４点を頂点として、互
いに重なることなく且つ第１の色空間内の任意の点を必
ず含むような複数の第１の四面体に分割するステップと
、第１の表色系に従った任意の色信号を第１の色空間内
の任意の点に対応させるステップと、任意の点を含む第
１の四面体を選択するステップと、第１の四面体に対応
した第２の色空間内の第２の四面体に対する任意の点に
対応する写像点を線形演算により求めるステップと、を
備え、四面体分割アルゴリズムを導入して、第１の色空
間の四面体内の任意の点を、写像によって対応させた第
２の色空間の四面体内の点に線形演算変換するようにし
たので、疑似輪郭を生じることなく、且つ高精度の色再
現性を実現した色変換方法が得られる効果がある．

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示すフローチャート図、
第２図はこの発明を実現するための回路構成の一例を示
すブロック図、第３図は第１及び第２の色空間を示す説
明図、第４図は第１及び第２の四面本を示す説明図、第
５図は色変換に用いられる一般的な光電変換系を示す構
成図、第６図は第５図内のラインセンサチップの受光部
の色フィルタ配列を示す説明図である． ■・・・第１の色空間の立方体 Ｗ・・・第２の色空間の立方体 Ｔ１・・第１の四面＃　　　Ｕ．・・・第２の四面体Ｐ
・・・任意の点　　　　　Ｑ・・・写像点Ａ−Ｄ．Ｅ〜
Ｈ・・・頂点 Ｓ１・・・写像を設定するステップ Ｓ２・・・複数の第１の四面体に分割するステップＳ３
・・・色信号を任意の点に対応させるステップＳ４・・
・任意の点を含む四面体を選択するステップ５５〜Ｓ６
・・・写像点を求めるステップ尚、図中、同一符号は同
一又は相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 任意の色信号を第１の表色系から第２の表色系に変換す
   る色変換方法において、 前記第１の表色系を示す第１の色空間から前記第２の表
   色系を示す第２の色空間に変換する写像をそれぞれｎ点
   について設定するステップと、前記第１の色空間を、前
   記ｎ点のうちの各４点を頂点として、互いに重なること
   なく且つ前記第１の色空間内の任意の点を必ず含むよう
   な複数の第１の四面体に分割するステップと、 前記第１の表色系に従った任意の色信号を前記第１の色
   空間内の任意の点に対応させるステップと、 前記任意の点を含む第１の四面体を選択するステップと
   、 前記第１の四面体に対応した前記第２の色空間内の第２
   の四面体内に対する前記任意の点に対応する写像点を線
   形演算により求めるステップと、を備えたことを特徴と
   する色変換方法。