JPH0462684A

JPH0462684A - カラー画像処理装置

Info

Publication number: JPH0462684A
Application number: JP2173822A
Authority: JP
Inventors: Atsuji Tazaki; 田崎　厚治; Jiyoonzu Kenesu; ケネス・ジョーンズ
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-06-29
Filing date: 1990-06-29
Publication date: 1992-02-27

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】

本発明は、入出力機器の特性による色彩の相違を補正し
て、正確に色彩を入出力でき、しかも操作者が希望とす
る色彩を感覚的に簡単かつ正確に指定することができる
カラー画像処理装置に関する。

【従来の技術】

コンピュータグラフィックに於て、画像の色を数値表現
する場合、一般に、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）を三
原色とし、三原色の加法混色により色を表す方法が用い
られている。各原色に対して８ビツト、０〜２５５の数
値を色の強度として与え、それら三つの数値の組合せに
より約１６７０万色の色を３バイトで表現する。これは
、■現在、標準的な出力機であるグラフィックデイスプ
レィが３原色の加法混色により色を再現していると言う
点、■人間の目の識別能力に対して十分な色数であると
言う点、■各原色の強度を表すのにコンピュータによる
演算の基本単位である１バイトを用いているため、計算
が容易であると言う点、■再現できる色に対してのみ数
値を当てはめているので、色空間が閉じており、再現で
きない色に対して考慮する必要がなく、取扱いが簡易で
あると言う点のため広まった方法である。この方法は様
々な入出力機器を制御すると言う点からみた場合、最も
有効な方法と言える。この方法による画像処理を第６図のフローチャートを用
いて説明する。まず、原画かスキャナーカラーカメラ等
の画像入力機器により入力される（Ｓ１１）。画像人力
機器より出力されるＲＧＢデータはプロセッサにそのま
ま入力され、プロセッサ内部のメモリに保存される。そ
のとき、入力機器内部において、画質向上のため、ガン
マ補正、エツジ強調などの処理が行われる場合がある。プロセッサ内部の画像メモリ上のＲＧＢデータはそのま
まグラフィックデイスプレィに送られ、画像がデイスプ
レィに表示される。操作者は画面に表示される画像を確
認しながら、キーホードやポインティングデバイスをも
ちいて対話的に画像を加工する（Ｓ１２）、この画像の
ＲＧＢデータに対して操作者が色指定を行うときも、こ
のＲＧＢ各１バイト毎による指定が一般的である。画像
処理を受けた最終的なＲＧＢデータは、次の（式１）に
よりＣ（ソアン）Ｍ（マゼンダ）Ｙ（黄）データに変換
され、さらにデイザ法やガンマ補正などの画像処理をう
けて、出力機器であるプリンタに送られる。そして、プリンタでハードコピーが出力される（Ｓ１３
）。操作者はこうして出力されたサンプルを元に自分の希望
する色になっているかどうかを確認する（Ｓ１４）。も
し、サンプルが自分の希望する色になっていないと判断
した場合、自分の希望する色になるまで、プロセッサ上
の画像データに対する色補正（Ｓ１２）と出力（Ｓ１３
）を繰り返していた。

【発明が解決しようとする課題】

このように、上記従来のカラー画像処理方法では、ＲＧ
Ｂ表色系の色データで一貫して処理を行なっており、か
つ、入出力機器の色彩特性が異なるため、指定した色が
実際どの様な色に出力されるかは、出力結果をみなけれ
ばわからず、上で説明したように、出力された画像を見
ながら、色彩の相違に対して、操作者の目の色感に頼っ
た極めて不安定かつ非効率的な色補正を行なわへ゛けれ
ばならないという問題があった。また、実用レベルでの操作者である色彩のデザイナ−や
技術者は従来より、色指定を行う際にマンセル表色系（
ＪＩＳ　　Ｘ８７２１）をよく使用する。当然のことな
がら画像処理装置においても相対的なＲＧＢ各１バイト
毎の色指定でなく、マンセル表色系を用いたいというニ
ーズが強かった。しかし、マンセル表色系を用いた実用的な画像処理装置
は開発されておらず、感覚的に分かりにくいＲＧＢ表色
系で色指定を行わなければならないという問題があった
。そこで、本発明の目的は、入出力機器の特性による色彩
の相違を補正して、操作者の希望のカラ−画像を簡単か
つ正確に得ることができるカラー画像処理装置を提供す
ることにある。また、本発明の目的は、マンセル表色系で色指定を行な
うことができ、したがって、感覚的に分かりやすく、簡
単かつ正確に色指定を行なうことができるカラー画像処
理装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本発明は、コンピュータグラ
フィックに用いられるＲＧＢ表色系の相対的な色データ
とＸＹＺ表色系の物理的な色データを変換手段により結
び付けることにより、入出力装置の色特性や操作者の感
覚に依存しないで、物理的に正確に色彩を得るようにし
たことを特徴としている。さらに、本発明は、マンセル
表色系の色データからＸＹＺ表色系の色データへの変換
を行なうことにより、マンセル表色系での色指定を可能
にしたことを特徴としている。すなわち、第１の発明は、入力装置と出力装置と制御部
を備えて、画像の加工、色変更を行なうカラー画像処理
装置において、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ）の色データを記
憶するメモリと、上記メモリのＸ、ＹＺ表色系の色デー
タと入力装置や出力装置のＲＧＢ表色系の色データとの
間の変換を行なう第１変換手段を備え、上記入力装置は
、上記ＸＹＺ表色系の色データを直接的あるいは間接的
に特定して入力することか可能になっていることを特徴
としている。また、第２の発明は、上記入力装置は、マンセル表色系
の色データが入力されるようになっており、上記マンセ
ル表色系の色データを上記メモリに格納するＸＹＺ表色
系の色データに変換する第２変換手段を備えたことを特
徴としている。また、第３の発明は、上記入力装置および出力装置は、
夫々の色彩特性に応じた補正が施された異なる複数のＲ
ＧＢ表色系の色データが夫々入出力されるようになって
おり、上記具なる複数のＲＧＢ表色系の色データとＸＹ
Ｚ表色系の色データとの間の変換を夫々行なう複数の上
記第１変換手段を備えたことを特徴としている。また、第４の発明は、上記第１変換手段は、ＲＧＢの色
データとＸＹＺの色データを対応付けた３次元ルックア
ップテーブルを含むことを特徴としている。第１図に本発明で用いた各表色系と、各変換の関係をブ
ロック図で示す。本発明は標準となる色彩系としてＸＹ
Ｚ表色系（２１）を持つ。色データが外部記憶装置に保
存される場合、ＸＹＺ表色系（２１）の数値として保存
される。ここで、デイスプレィ、プリンタ、スキャナー各入出力
装置特有の色彩特性に対応した補正がかけであるＲＧＢ
色空間をそれぞれデイスプレィＲＧＢ表色系（２２）、
プリンタＲＧＢ表色系（２３）、スキャナーＲＧＢ表色
系（２４）と呼ぶこととする。ＸＹＺ表色系（２１）で指定される色データは、プリン
タ、スキャナー、デイスプレィなど、各入出力装置に対
して、各々の第１変換手段によって変換された後、各入
出力装置に対応した表色系のＲＧＢデータが入出力され
る。また、マンセル表色系（２５）は知覚的に均等な表色系
であるため、従来より色彩を扱うデザイナ−によく使用
されており、操作者が色指定を行うに最適な表色系であ
る。マンセル表色系（２５）の色データは、第２変換手
段により、ＸＹＺ表色系（２１）の色データに変換され
る。デイスプレィＲＧＢ表色系（２２）からＸＹＺ表色系（
２１）への変換方法を説明する。デイスプレィＲＧＢ表色系（２２）は輝度に対し線形で
ないので、ガンマ補正（式２）により、輝度に対して線
形な数値に変換する。（式２）に於て、ｒｚ　Ｌ　ｂはＲ，ＧＳＢ各蛍光体の
輝度、Ｒ，Ｇ、ＢはデイスプレィＲＧＢ表色系（２２）
での各ＲＧＢの値、ＨＳｇａＳｂａはそれぞれ２．０−
３．０の定数である。ｒａ、　ｇａ、　ｂａの値は、デ
イスプレィの各色の輝度ｒ、ｇ、ｂを計測し、この輝度
ｒ、ｇ、ｂとＲＧＢ表色系の各ＲＧＢの値とから導き出
せる。実際には、より高速に変換を行う為、デイスプレ
ィで出力することができる最大の輝度を２５５とした相
対輝度ｒ、ｇ、ｂを設定し、相対輝度ｒ、　ｇ、　ｂの
０から２５５の値について対応するデイスプレィＲＧＢ
表色系の値Ｒ，Ｇ、Ｈのルックアップテーブルを作成し
、それを参照して変換する。次に、これをＸＹＺ表色系
へ一次変換する。これを（式３）に示す。（式４）は（式３）の逆変換である。次に、これにガン
マ補正をかけ（式５）、デイスプレィに出力する。（Ｘｒ、Ｙｒ、Ｚｒ）、（Ｘｇ、Ｙｇ、Ｚｇ）、（Ｘｂ
、Ｙｂ、Ｚｂ）はＲＧＢ各々の蛍光体の蛍光色のＸＹＺ
表色系のＸＹＺ値である。また、ｔは任意の定数であり
、本来光源色であるデイスプレィで物体色を疑似的に表
現するために必要とされるものである。ＸＹＺ表色系（２１）からデイスプレィＲＧＢ表色系（
２２）へ変換する方法はちょうどこれらの逆となる。Ｘ
ＹＺ表色系により表現される色（Ｘ、Ｙ。Ｚ）を−次変換し、線形なｒｇｂ色空間へ変換する（式
４）。ＸＹＺ表色系（２１）からプリンタＲＧＢ表色系（２３
）への変換方法を説明する。ＸＹＺ表色系（２１）から
プリンタＲＧＢ表色系（２３）への変換は、測定データ
を基に作成した本発明の３次元ルックアップテーブルに
よる補間により行う。３次元ルックアップテーブルとは
、第２図に示すプリンタＲＧＢ表色系による色空間をＲ
ＧＢ各座標軸に対して均等に分割した各座標点の色をプ
リンタ出力し、そのサンプルを色度系で計測し、ＸＹＺ
値で求め、このＸＹＺ値をＲＧＢ値に対応付けたちのあ
る。この３次元ルックアップテーブルを検索、補間すること
により、ＸＹＺ値より、プリンタＲＧＢ表色系への変換
を正確に実行できる。次に、スキャナーＲＧＢ表色系（２４）からＸＹＺ表色
系（２１）への変換方法を説明する。スキャナーで読み込まれたＲＧＢ値は、各ＲＧＢ値ごと
にルックアップテーブル変換した後に、マトリックス変
換を行い、ＸＹＺ値とする。マトリックス変換式を（式
６）に示す。（式７）に於て（Ｘｃ　　Ｙｃ　　Ｚｃ）、（Ｘｍ　　
Ｙｍ　　Ｚｍ）、（Ｚｙ　　Ｙｙ　　Ｚｙ）はそれぞれ
シアン、マゼンタ、イエローの色票のＸＹＺ表色系での
計測値であり、（Ｒｅ　　Ｇｃ　　Ｂｅ）、（Ｒｍ　　Ｇｍ　　Ｂｍ）
、（Ｒｙ　　ＧｙＢｙ）はシアン、マゼンタ、イエロー
の色票をスキャナーで読み取ったときのＲＧＢ値である
。これを変形すると（式Ｓ）となり、行列Ｍを求めるこ
とができる。Ｍは３×３の行列である。Ｍを求めるには色の鮮やかで
お互いにはなれている三枚の色票、例えば、シアン（Ｃ
）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色票をスキャナ
ーで読み取り、そのＲＧＢ値を調べる。これらの色票の
ＸＹＺ値とスキャナーＲＧＢ値の関係は（式７）で表せ
る。・・・（式８）次に、白から黒までの多段階の明度を持つ無彩色の色票
を数種スキャナーで読み込み、スキャナーのＲＧＢ値と
原紙色票を色度計で計測したＸＹＺ値を（式６）の逆変
換で変形したＲＧＢ値を比較し、スキャナーで求めたＲ
ＧＢ値から色度計よりもとめたＲＧＢ値への変換ルック
アップテーブルを作成する。次に、ＸＹＺ表色系（２１）からマンセル表色系（２５
）への変換、及び逆変換を説明する。ＸＹＺ表色系よりマンセル表色系への変換は、下記のマ
ンセル明度関数（式９）をニュートン法て解き、明度■
を求め、さらに、色相Ｈ−彩度Ｃ平面においてルックア
ップテーブルＣＪＴＳ８７２７付表１）により補間する
。Ｙ　＝　１．２２１９Ｖ　−０，２３１１１Ｖ’　＋　
０．２３９５１Ｖ３−０．０２１００９Ｖ’　〒０．０
Ｏ０８４０４Ｖ５・・・（式９）マンセル表色系よりＸＹＺ表色系への変換は、マンセル
明度関数（式９）によりＹを求める。さらに、色相Ｈ−
彩度Ｃ平面において、ルックアップテーブルより検索、
補間して求める。

【作用】

第１の発明によれば、ＸＹＺ表色系の色データは入力装
置によって直接的あるいは間接的に特定して、メモリに
格納される。ここで、直接的とはＸＹＺ表色系の色デー
タそのものを入力することをいい、間接的とは、たとえ
ばマンセル表色系の色データを介してＸＹＺ表色系の色
データを特定して入力することをいう。上記メモリに格
納されたＸＹＺ表色系の色データは第１変換手段によっ
て出力装置のＲＧＢ表色系の色データに変換して、この
ＲＧＢ表色系の色データが出力装置に入力される。また
、スキャナー等の入力装置のＲＧＢ表色系の色データは
第１変換手段によってＸＹＺ表色系に色データに変換し
て、メモリに格納される。このように、第１の発明によれば、入出力装置のＲＧＢ
表色系の色データを第１変換手段によってＸＹＺ表色系
の色データに変換するので、各入出力装置の特性による
色彩の相違を補正し、色彩を物理的なものとして把握す
ることができる。そのため、第１の発明のカラー画像処
理装置では、操作者は入出力装置の色彩特性による色彩
の相違について考える必要がなくなり、簡単かつ正確に
所望の色彩が得られる。また、第２の発明によれば、入力装置は、マンセル表色
系の色データを入力することが可能である。上記入力装
置によって入力されたマンセル表色系の色データは第２
変換手段によってＸＹＺ表色系の色データに変換されて
、メモリに格納される。したがって、知覚的に均等な物
体色であるマンセル表色系での色指定を行うことができ
るようになる。また、第３の発明によれば、複数の入出力装置の色彩特
性に応じた複数のＲＧＢ表色系の色データとＸＹＺ表色
系の色データとの間の変換は複数の第１変換手段によっ
て夫々行なわれる。したがって、複数の入出力装置の色
彩特性が異なっていても、正確に色彩を指定できる。また、第４の発明によれば、第１変換手段は３次元にル
ックアップテーブルを含むので、正確に変換を行うこと
ができる。

【実施例】

以下、この発明を図示の実施例により詳細に説明する。装置の構成を第３図に示す。制御部（４Ｉ）に補正回路
（４２）を介して、グラフィックデイスプレィ（４３）
、プリンタ（４４）、スキャナー（４５）を接続してい
る。更に、上記制御部（４１）には、画像データを保存
するための記憶装置であるハードディスク（４６）、操
作者かマンセル表色系で色指定などの操作を対話的に行
う為のキーホード（４７）、ポインティングデバイス（
４８）を接続している。上記補正回路（４２）の内部を第４図に示す。上記補正
回路（４２）内部には、ＸＹＺ表色系メモリ（４２１）
があり、これに対し、ＸＹＺ表色系からデイスプレィＲ
ＧＢ表色系へ変換、逆変換をするデイスプレィ補正回路
（４２２）、ＸＹＺ表色系からプリンタＲＧＢ表色系へ
変換するプリンタ補正回路（４２３）、スキャナーＲＧ
Ｂ表色系からＸＹＺ表色系へ変換するスキャナー補正回
路（４２４）が接続されていて、入出力装置との色デー
タのやり取りをしている。これら、デイスプレィ補正回
路（４２２）、プリンタ補正回路（４２３）、スキャナ
ー補正回路（４２４）は第１変換手段の例である。また、ＸＹＺ表色系よりマンセル表色系へ変換、逆変換
する第２変換手段としてのマンセル・ＸＹＺ変換回路（
４２５）をｘｙｚ表色系メモリ（４２Ｉ）に接続すると
共に、制御部（４１）に接続している。このカラー画像処理装置を用いて印刷、或は染色用の版
下を作成する場合を説明する。そのフローチャートを第
５図に示す。版下の原画となるイラスト、写真等をスキャナー（４５
）で読み込む。読み込まれた原画は、スキャナーＲＧＢ
表色系のデータとなる。これをスキャナー補正回路（４
２４）に入力する。スキャナー補正回路（４２４）では
ＲＧＢのデータは各々ルックアップテーブルで変換され
た後に（弐６）のマトリクス演算を介してＸＹＺ表色系
のデータに変換され、ｘｙｚ表色系メモリ（４２１）に
記憶される（Ｓ６１）。更に、このＸＹＺ表色系のデー
タをデイスプレィ補正回路（４２２）に入力する。デイ
スプレィ補正回路（４２２）では（式４）のマトリクス
変換とＲＧＢ毎のガンマ補正（式５）によりデイスプレ
ィＲＧＢ表色系のデータとなる。このデイスプレィＲＧ
Ｂ表色系のデータをデイスプレィ（４３）に入力するこ
とにより、デイスプレィ（４３）に原画と同等の色度を
持った画像が表示される。操作者はデイスプレィ（４３
）に表示される画像を見ながら、キーホード（４７）と
ポインティングデバイス（４８）を使って、対話的に、
画像の合成、色調変更、版わけを行い、操作者の意図と
する画像を作り上げる（Ｓ６２）。このとき、操作者か
キーボード（４７）やポインティングデバイス（４８）
で指定するマンセル表色系の色データは、マンセル・Ｘ
ＹＺ変換回路（４２５）に入力される。マンセル・ＸＹ
Ｚ変換回路（４２５）では（式９）により、Ｙが求めら
れ、さらにルックアップテーブル（ＪＩ９８７２７付表
１）を検索し、補間することによりＸとＺが求められる
。このような対話的な画像処理に於て、従来の相対的な
ＲＧＢ３バイトによる色指定と比較して、マンセル表色
系等の物理的かつ視覚的に均等な色空間は操作の効率を
向上させる効果が大きい。こうして作られた画像データ
はプリンタ補正回路（４２３）に入力される。プリンタ
補正回路（４２３）では、３次元ルックアップテーブル
を補間することにより、プリンタＲＧＢ表色系のデータ
に変換され、プリンタ出力される（Ｓ６３）、したがっ
て、プリントアウトされた画像はデイスプレィで表示さ
れる画像と同等の色度を持ち、操作者は自分の意図する
画像そのままのハードコピーを得ることができる。上記実施例では、キーボード（４７）からマンセル表色
系の色データを入力するようにしたか、ＸＹＺ表色系の
色データを入力するようにしてもよい。

【発明の効果】

以上より明らかなように、第１の発明によれば、人力装
置によって、ＸＹＺ表色系の色データを直接的あるいは
間接的に指定し、ＸＹＺ表色系の色データをメモリに格
納し、このＸＹＺ表色系の色データと入出力装置のＲＧ
Ｂ表色系の色データとの間の変換を第１変換手段によっ
て変換するようにしているので、操作者は入出力装置の
色彩特性による色彩の相違について考える必要がなくな
り、簡単かつ正確に所望の色彩を得ることができる。また、第２の発明によれば、入力装置によってマンセル
表色系の色データを入力し、マンセル表色系の色データ
とＸＹＺ表色系の色データとの間の変換を第２変換手段
によって変換するようにしているので、視覚的に均等な
物体色であるマンセル表色系で、分かりやすく簡単に、
かつ正確に色指定を行なうことができる。また、第３の発明によれば、複数の入出力装置の異なる
ＲＧＢ表色系の色データとＸＹＺ表色系の色データとの
間の変換を各々の第１変換手段で行なうようにしている
ので、複数の入出力装置の色彩特性の相違を考慮するこ
となく、簡単かつ正確に色彩を入出力できる。また、第４の発明によれば、第１変換手段は３次元のル
ックアップテーブルを含むので、正確にデータ処理でき
、かつ、ハードウェアの色彩特性に依存しない汎用的な
構成ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は各表色系の関係を示すブロック図、第２図は３
次元のルックアップテーブルを示す斜視図、第３図は本
発明の一実施例のカラー画像処理装置のブロック図、第
４図は補正回路のブロック図、第５図は本発明の画像加
工のフローチャート、第６図は従来の画像加工のフロー
チャートである。４１・・制御部、４２・・・補正回路、４３　・デイス
プレィ、４４・・・プリンタ、４５・・・スキャナー、
４６・・　ハードディスク、４７・　キーホード、４８
・　ポインティングデバイス、４２１・・ＸＹＺ表色系
メモリ４２２・・　デイスプレィ補正回路、４２３・・・プリンタ補正回路、４２４・・　スキャナー補正回路、４２５・・・マンセル−ＸＹＺ変換回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）入力装置と出力装置と制御部を備えて、画像の加
工、色変更を行なうカラー画像処理装置において、ＸＹＺ表色系（ＣＩＥ）の色データを記憶するメモリと
、上記メモリのＸＹＺ表色系の色データと入力装置や出力
装置のＲＧＢ表色系の色データとの間の変換を行なう第
１変換手段を備え、上記入力装置は、上記ＸＹＺ表色系の色データを直接的
あるいは間接的に特定して入力することが可能になって
いることを特徴とするカラー画像処理装置。
（２）請求項１に記載のカラー画像処理装置において、上記入力装置は、マンセル表色系の色データが入力され
るようになっており、上記マンセル表色系の色データを上記メモリに格納する
ＸＹＺ表色系の色データに変換する第２変換手段を備え
たことを特徴とするカラー画像処理装置。
（３）請求項１または２に記載のカラー画像処理装置に
おいて、上記入力装置および出力装置は、夫々の色彩特性に応じ
た補正が施された異なる複数のＲＧＢ表色系の色データ
が夫々入出力されるようになっており、上記異なる複数のＲＧＢ表色系の色データとＸＹＺ表色
系の色データとの間の変換を夫々行なう複数の上記第１
変換手段を備えたことを特徴とするカラー画像処理装置
。
（４）請求項１乃至３のいずれかに記載のカラー画像処
理装置において、上記第１変換手段は、ＲＧＢの色データとＸＹ２の色デ
ータとを対応付けた３次元ルックアップテーブルを含む
ことを特徴とするカラー画像処理装置。